KR102643660B1 - 생체 센서를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 글래스 플레이트, 상기 제 1 글래스 플레이트와 반대 방향을 향하는 제 2 글래스 플레이트 및 상기 제 1 글래스 플레이트 및 제 2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 사이드 부재를 포함하는 하우징으로서, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 1 플레이트로부터 반대 방향을 향하는 외면 및 상기 제1 플레이트를 향하는 내면을 포함하는 하우징; 상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 사이에 위치하는 내부 중간 플레이트; 상기 중간 플레이트 및 상기 제 1 플레이트 사이에 위치하는 터치스크린 디스플레이; 상기 제 2플레이트의 상기 내면과 직접 또는 간접적으로 부착되고, 제 1 개구 및 상기 제 1 개구로부터 150mm 내에 위치한 제 2 개구를 포함하는 불투명층으로서, 상기 제 1 개구와 중첩되는 홀을 포함하지만 상기 제 2 개구와 중첩되는 홀을 포함하지 않는 상기 제 2 플레이트; 상기 제 2플레이트의 홀 및 상기 제 1 개구 내에 부분적으로 위치하는 카메라 어셈블리; 상기 제 2 개구를 향하면서 상기 제 2 개구의 제 1 부분 사이에 위치하고, 상기 카메라 어셈블리와 기능적으로 연결되는 발광 다이오드(LED); 상기 제 2 개구를 향하면서 상기 제 2 개구의 제 2 부분 사이에 위치하는 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리로서, 상기 제 2 개구는 상기 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 내면 사이의 간극을 가지는 심박 측정 장치 어셈블리; 및 상기 LED 및 상기 제 2 플레이트 사이의 제 1 부분과 상기 심박 측정 장치 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 사이의 제 2 부분을 포함하는 광 가이드 구조로서, 상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 제 1 부분은 상기 LED를 둘러싸고, 상기 제 2 부분은 상기 광 방출 요소를 둘러싸는 상기 광 가이드 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체 센서를 포함하는 전자 장치는, 글래스(glass)로 구성된 후면 커버에 생체 센서 및 조명부를 일체로 구성하여 구조를 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 상기 후면 커버에 배치된 생체 센서 및 조명부가 배치된 영역이 상기 후면 커버의 다른 영역과 단절되지 않고 매끄럽게 이어지도록(seamless) 구성되어, 전체적으로 미려한 디자인을 제공할 수 있다. 이 밖의 다양한 실시예가 가능하다.
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Description
본 발명의 일 실시예에 따라, 생체 센서를 제공하는 전자 장치에 관한 것이다.
최근 새로운 기능을 가지는 휴대용 단말기와 같은 전자 장치의 개발이 빠른 속도로 이루어지고 있으며, 그 보급이 확대되어 감에 따라, 사람들의 생활 속에서 상기 휴대용 단말기와 같은 전자 장치가 차지하는 비중이 점차 높아지고 있다.
통상적으로, 상기 휴대용 단말기에 사용되는 디스플레이 장치는 이미지나 영상 정보를 출력하는 장치로서, 정보 통신 기능이 탑재된 전자 장치의 대부분에는 디스플레이 장치가 설치될 수 있다. 전기, 전자 기술의 발달에 힘입어 디스플레이 장치의 성능 또한 비약적으로 발전하여 그 화질이 현저히 개선되었고, 터치 패널 등이 통합되어 디스플레이 장치는 출력 장치로서뿐만 아니라, 입력 장치로도 유용하게 활용되고 있다.
또한, 전자 장치 내에서 영상 등을 감상하는 수요자의 요구 및 기술의 발전에 따라, 대면적의 디스플레이가 본격적으로 개발되고 있으며, 상기 디스플레이 내에, 터치 패널에 대한 입력에 기반하여, 입력의 수평적 요소(예: 위치, 움직임)를 산출하는 것 이외에도, 사용자의 신체 일부와의 커넥션을 통해 사용자를 인식하고 확인할 수 있는 센서 등을 실장하고 있다.
전자 장치는 상단 베젤 영역에 디스플레이 구동 모듈(display driver IC), 전면 카메라, 조도 및 근접 센서들이 배치될 수 있으며, 하단 베젤 영역에는 키(function key) 모듈 및 다양한 방식의 터치 입력에 기반한 생체 센서가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 베젤 영역 내측에 배치된 디스플레이 구동 모듈 등은 큰 부피를 차지하고 있기 때문에 길이 방향으로 확장된 대면적 디스플레이를 구현하는데 어려움이 있을 수 있다.
또한, 지문 인식 센서는 디스플레이와 별개의 하드웨어 구조를 가지기 때문에 별도의 공간이 있어야 할 수 있고, 모바일 장치가 점점 소형화되고 슬림화 되면서 지문 인식 센서의 위치 및 공간의 제약이 생길 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 대면적 디스플레이를 구현하기 위한 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 글래스 플레이트, 상기 제 1 글래스 플레이트와 반대 방향을 향하는 제 2 글래스 플레이트 및 상기 제 1 글래스 플레이트 및 제 2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 사이드 부재를 포함하는 하우징으로서, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 1 플레이트로부터 반대 방향을 향하는 외면 및 상기 제1 플레이트를 향하는 내면을 포함하는 하우징; 상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 사이에 위치하는 내부 중간 플레이트; 상기 중간 플레이트 및 상기 제 1 플레이트 사이에 위치하는 터치스크린 디스플레이; 상기 제 2플레이트의 상기 내면과 직접 또는 간접적으로 부착되고, 제 1 개구 및 상기 제 1 개구로부터 150mm 내에 위치한 제 2 개구를 포함하는 불투명층으로서, 상기 제 1 개구와 중첩되는 홀을 포함하지만 상기 제 2 개구와 중첩되는 홀을 포함하지 않는 상기 제 2 플레이트; 상기 제 2플레이트의 홀 및 상기 제 1 개구 내에 부분적으로 위치하는 카메라 어셈블리; 상기 제 2 개구를 향하면서 상기 제 2 개구의 제 1 부분 사이에 위치하고, 상기 카메라 어셈블리와 기능적으로 연결되는 발광 다이오드(LED); 상기 제 2 개구를 향하면서 상기 제 2 개구의 제 2 부분 사이에 위치하는 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리로서, 상기 제 2 개구는 상기 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 내면 사이의 간극을 가지는 심박 측정 장치 어셈블리; 및 상기 LED 및 상기 제 2 플레이트 사이의 제 1 부분과 상기 심박 측정 장치 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 사이의 제 2 부분을 포함하는 광 가이드 구조로서, 상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 제 1 부분은 상기 LED를 둘러싸고, 상기 제 2 부분은 상기 광 방출 요소를 둘러싸는 상기 광 가이드 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 장치가 제 1 방향을 향하여 노출되는 제 1 글래스 플레이트 및 상기 제 1 글래스 플레이트의 반대인 제 2 방향을 향하는 제 2 글래스 플레이트를 포함하는 하우징으로서, 상기 하우징은 상기 제 2 플레이트의 적어도 일부를 형성하는 투명 영역을 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치된 인쇄 회로기판; 상기 투명 영역 및 상기 인쇄 회로기판의 사이에 배치되고, 상기 인쇄 회로기판과 전기적으로 연결되고, 상기 투명 영역을 향해 광을 방출하는 조명부; 및 상기 투명 영역 및 상기 인쇄 회로기판의 사이에 배치되고, 상기 인쇄 회로기판의 적어도 일부와 전기적으로 연결되어 상기 투명 영역을 통해 전달된 광을 감지하는 생체 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 후면 커버에 생체 센서 및 조명부를 일체로 구성하여 구조를 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는,상기 후면 커버에 배치된 생체 센서 및 조명부가 배치된 영역이 상기 후면 커버의 다른 영역과 단절되지 않고 매끄럽게 이어지도록(seamless) 구성되어, 전체적으로 미려한 디자인을 제공할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예 중 하나에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 전자 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 전자 장치를 다른 방향에서 바라본 모습을 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300) 전면 내부 구조를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300) 전면 내부 구조를 나타낸 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 내 디스플레이 인쇄 회로기판(320)과 적어도 하나의 센서(330b)의 전기적인 연결 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(400)의 메인 인쇄 회로기판(460)이 배치되는 영역에 디스플레이 장치 구동 부품(425)을 실장한 구조를 나타낸 투영도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 2b의 전자 장치의 제 2 플레이트의 일부 영역을 나타낸 정면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 제 2 글래스 플레이트(601)에 배치된 카메라 어셈블리(603)와 생체 센싱부(630)의 배치 관계를 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 개구(701a)된 제 2 플레이트(701)에 배치되는 카메라 어셈블리(703) 및 생체 센싱부(730)가 실장된 브라켓(710)을 나타낸 분리 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 브라켓(710) 및 가이드 구조(740)를 나타낸 분리 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 9의 전자 장치(700)의 생체 센서가 포함된 영역을 A-A`로 절단한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 9의 전자 장치(700)의 생체 인식 센서가 포함된 영역을 B-B`로 절단한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 상기 전자 장치(900)의 생체 인식 센서가 포함된 영역을 절단한 단면도이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 제 2 플레이트의 생체 센싱 영역(S3a-S3c)에 배치된 복수 개의 생체 센서(1061a-1061c,1062a-1062c) 및 조명부(1040a-1040c)의 다양한 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1100)의 생체 센싱 영역(S4)에 포함된 전자 부품의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(1200)의 제 2 플레이트(1201)에 배치되는 광 가이드 구조(1240)가 배치된 생체 센싱 영역(S5)을 나타낸 분리 사시도이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1200)의 제 2 플레이트(1201)에 배치되는 광 가이드 구조(1240)가 배치된 생체 센싱 영역(S5)을 나타낸 단면도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(1300)의 제 2 플레이트(1301)에 배치되는 광 가이드 구조(1340)가 배치된 생체 센싱 영역(S6)을 나타낸 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 전자 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 전자 장치를 다른 방향에서 바라본 모습을 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300) 전면 내부 구조를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300) 전면 내부 구조를 나타낸 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 내 디스플레이 인쇄 회로기판(320)과 적어도 하나의 센서(330b)의 전기적인 연결 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(400)의 메인 인쇄 회로기판(460)이 배치되는 영역에 디스플레이 장치 구동 부품(425)을 실장한 구조를 나타낸 투영도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 2b의 전자 장치의 제 2 플레이트의 일부 영역을 나타낸 정면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 제 2 글래스 플레이트(601)에 배치된 카메라 어셈블리(603)와 생체 센싱부(630)의 배치 관계를 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 개구(701a)된 제 2 플레이트(701)에 배치되는 카메라 어셈블리(703) 및 생체 센싱부(730)가 실장된 브라켓(710)을 나타낸 분리 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 브라켓(710) 및 가이드 구조(740)를 나타낸 분리 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 9의 전자 장치(700)의 생체 센서가 포함된 영역을 A-A`로 절단한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 9의 전자 장치(700)의 생체 인식 센서가 포함된 영역을 B-B`로 절단한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 상기 전자 장치(900)의 생체 인식 센서가 포함된 영역을 절단한 단면도이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 제 2 플레이트의 생체 센싱 영역(S3a-S3c)에 배치된 복수 개의 생체 센서(1061a-1061c,1062a-1062c) 및 조명부(1040a-1040c)의 다양한 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1100)의 생체 센싱 영역(S4)에 포함된 전자 부품의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(1200)의 제 2 플레이트(1201)에 배치되는 광 가이드 구조(1240)가 배치된 생체 센싱 영역(S5)을 나타낸 분리 사시도이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1200)의 제 2 플레이트(1201)에 배치되는 광 가이드 구조(1240)가 배치된 생체 센싱 영역(S5)을 나타낸 단면도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(1300)의 제 2 플레이트(1301)에 배치되는 광 가이드 구조(1340)가 배치된 생체 센싱 영역(S6)을 나타낸 단면도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(110)는 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(145)는 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 전자 장치(200)를 나타내는 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 전자 장치(200)를 다른 방향에서 바라본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b에서, 3축 직교 좌표계의 'X'는 상기 전자 장치(200)의 폭 방향, 'Y'는 상기 전자 장치(101)의 길이 방향, 'Z'는 상기 전자 장치(200)의 두께 방향을 의미할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 'X'는 제 1방향(+X,-X)으로 'Y'는 제 2방향(+Y,-Y)으로, 'Z'는 제 3방향(+Z,-Z)을 의미할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 전자 장치(200)는 하우징(210)과, 디스플레이 장치(220)를 포함할 수 있다. 상기 하우징(210)은 전면이 개방될 수 있으며, 제 1 글래스 플레이트(203)가 상기 하우징(210) 전면(201)의 적어도 일부를 형성하도록 장착되어, 상기 하우징(210)의 개방된 전면(210)을 폐쇄할 수 있다. 상기 전자 장치(200)는, 예컨대, 상기 하우징(210)의 전면에서, 상기 제 1 글래스 플레이트(203)의 일측 영역에 사용자의 신체 접촉에 의해 입력 신호를 발생할 수 있는 터치 키(11a, 11b, 11c)를 포함하는 키패드가 제공될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 하우징(210)은 각종 전자 부품 등을 수용하기 위한 것으로서, 적어도 일부분이 도전성 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 하우징(210)은 상기 전자 장치(200)의 외측면을 형성하는 측벽들을 포함할 수 있으며, 상기 전자 장치(200)의 외관으로 드러나는 부분은 도전성을 가진 금속 재질로 제작될 수 있다. 상기 하우징(210)의 내부로는 인쇄 회로기판(미도시) 및/또는 배터리(270)가 수용될 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄 회로기판(미도시)에는 프로세서, 통신 모듈, 각종 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(150,170)), 전력 관리 모듈 등이 집적회로 칩 형태로 장착될 수 있다. 또 한 예로, 제어 회로 또한 집적회로 칩으로 구성되어 상기 인쇄 회로기판에 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 상술한 프로세서 또는 통신 모듈의 일부일 수 있다. 상기 하우징(210) 내부로 배터리(270)를 수용함으로써 전원을 확보할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(200)의 전면 상단 영역에는 제 1 카메라(12a)와, 조도 센서(12b) 또는 근접 센서(12c)가 포함될 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 전자 장치(200)의 후면에는 제 2 카메라(13a), 플래시(flash)또는 스피커(13c)가 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 장치(220)는 하우징(210)의 전면을 통해 노출될 수 있다. 상기 디스플레이 장치(220)는 적어도 부분적으로 무선 전파 또는 자기장을 투과하는 물질로 제작될 수 있으며, 상기 하우징(210)의 전면에 장착될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는(220) 강화 유리 재질의 제 1 글래스 플레이트(203)의 내측면에 장착되는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 상기 제 1 글래스 플레이트(203)와 디스플레이 패널 사이에는 터치 패널이 탑재될 수 있다. 예컨대, 상기 디스플레이 장치(220)는 화면을 출력하는 출력 장치이면서, 터치 스크린 기능이 탑재된 입력 장치로 활용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 하우징(210)의 후면을 보호하는 제 2 글래스 플레이트(240)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 글래스 플레이트(240)는 상기 디스플레이 장치(220)와 대향하는(opposite) 방향을 바라보게 장착되며, 무선 전파 또는 자기장을 투과시킬 수 있는 재질, 예를 들면, 강화 유리나 합성 수지로 제작될 수 있다. 상기 제 2 글래스 플레이트(240)는 상기 하우징(210), 디스플레이 장치(220)와 함께 상기 전자 장치(200)의 외관을 이룰 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(200)는, 디스플레이의 액티브 영역(active area, 실제 디스플레이 픽셀이 구현되어 정보가 표시되는 영역)의 적어도 일부 영역에 생체 정보를 인식하기 위한 생체 센싱 영역(S)이 형성될 수 있다. 상기 생체 센싱 영역(S)이 상기 전자 장치(200) 전면의 액티브 영역 내에 형성하거나 제 2 글래스 플레이트(240)에 배치함으로써, 상기 전자 장치(200)의 전면을 대부분 디스플레이로 활용할 수 있다.
이하, 상기 전자 장치 전면의 대부분을 디스플레이로 확장하기 위한 구조에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300) 전면 내부 구조를 나타낸 정면도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(300) 전면 내부 구조를 나타낸 분리 사시도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(300)의 전면의 대면적 디스플레이 장치(도 2a의 디스플레이 장치(220))를 구현하기 위하여, 전자 장치의 전면 영역 및 후면 영역에 배치된 부품의 구조 및 배치 관계가 요구될 수 있다. 일 실시예에 따라, 전자 장치(300)의 전면 영역 하단부에 DDI(display driver IC) 및, 생체 센서(예를 들면, 압력 센서 및/또는 지문 센서))를 포함한 디스플레이 인쇄 회로기판(320)을 배치할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 전자 장치(300)는 디스플레이 패널(303)(도 2a의 디스플레이 장치(220)), 디스플레이 구동 모듈((310),예: display driver IC(DDI)), 디스플레이 인쇄 회로기판(320) 또는 적어도 하나의 센서(330)를 포함할 수 있다. 상기 도 3 및 도 4에 나타난 상기 전자 장치(300)의 디스플레이 구동 모듈((310),예: Display Driver IC(DDI)), 디스플레이 인쇄 회로기판(320) 또는 적어도 하나의 센서(330)의 구조는 도 1의 디스플레이(160), 프로세서(120) 및 입출력 인터페이스(150)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 구동 모듈(310)은 전자 장치(300)의 하단 영역에 배치될 수 있다. 상기 디스플레이 구동 모듈(310)(예: Display Driver IC(DDI))은 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널(303), 및 상기 디스플레이 패널(303)에 포함된 상기 복수의 픽셀 들 중 적어도 일부를 제어하여 표시 정보를 제공할 수 있다. 디스플레이 구동 모듈은 전자 장치 상단 영역에서 전면 카메라(도 2a의 제 1 카메라(12a))와 더불어 큰 부피를 차지하기 때문에 디스플레이의 상단 영역의 확장의 장애 요소일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 구동 모듈(310)을 상기 전자 장치(300) 하단 영역으로 변경 배치하여, 상기 전자 장치(300) 상단 베젤 영역(bezel area)을 축소하고 상기 디스플레이를 길이 방향으로 확장할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 구동 모듈(310)은 디스플레이 인쇄 회로기판(320)과 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있으며, 디스플레이 구동 모듈(310)의 일부 영역은 하단 베젤 영역(bezel area)과 중첩되거나 상기 확장된 디스플레이와 중첩되도록 배치할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)은 디스플레이 패널(303) 배면 영역에 배치될 수 있다. 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)은 디스플레이를 구동하기 위한 전자 부품들이 실장되며, 상기 디스플레이와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)은 플렉서블 인쇄 회로기판을 포함할 수 있으며, 일단이 상기 디스플레이 패널(303)로부터 연결되어 연장되고, 타측은 상기 적어도 하나의 센서(330)가 배치될 수 있다. 타측에 배치된 적어도 하나의 센서(330)는 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)의 제 1 방향(+Z)을 향하는 일면에 배치되거나 상기 제 1 방향(+Z)과 반대인 제 2 방향(-Z)을 향하는 타일면에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)의 일부 영역은 벤딩(bending) 되어 상기 디스플레이 패널(303)로부터 연결된 부분을 제외한 영역이 상기 디스플레이 패널(303)의 일면과 대면되도록 배치될 수 있다. 상기 영역에는 적어도 하나의 센서(330b)가 배치되어, 상기 전자 장치의 전면에서 바라볼 때, 상기 디스플레이 패널(303)과 상기 적어도 하나의 센서(330)는 서로 중첩된 부분을 형성할 수 있다. 상기 적어도 하나의 센서(330)는 압력 센서(force sensor)(330b)를 포함할 수 있으며, 상기 영역에 배치된 압력 센서는 디스플레이 상단 및/또는 하단의 별도의 공간이 할애되지 않아 상기 디스플레이의 길이 방향 확장에 기여할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 적어도 하나의 센서(330)는 지문 센서(force sensor)(330a)를 포함할 수 있으며, 상기 지문 센서(330a)는 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)을 기준으로 상기 압력 센서(330b)와 서로 다른 면에 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)에 배치된 지문 센서 등과 같은 생체 센서(330)는 상기 전자 장치(300) 전면에 제 1 방향(+Z)을 향하도록 배치되는 것 이외에도 상기 전자 장치(300) 후면에 제 2 방향(-Z)을 향하도록 배치하여, 실장 공간의 제약을 감소하고, 대면적 디스플레이 제조에 기여할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 도 3의 일 영역(P)에 해당하는 디스플레이 인쇄 회로기판(320)과 적어도 하나의 센서(330)의 전기적인 연결 구성의 단면을 나타낸 사시도이다. 상기 도 5에 나타난 상기 전자 장치(300)의 디스플레이 인쇄 회로기판(320) 또는 적어도 하나의 센서(330b)의 구조는 도 3 및 도 4에 나타난 상기 전자 장치(300)의 디스플레이 인쇄 회로기판(320) 또는 적어도 하나의 센서(330)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 전자 장치는 디스플레이 인쇄 회로기판(320) 또는 적어도 하나의 센서(330b)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320) 및 적어도 하나의 센서(330b)(예를 들면, 압력 센서)의 전기적 연결은, 상기 압력 센서(330b)로부터 연장된 연결부(331)가 벤딩되어, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)의 커넥터(321)와 전기적 접속을 통해 이루어질 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(320)의 양면에는 접착 부재(예를 들면, 테잎(tape))를 배치하고, 상기 접착 부재를 통하여 상기 압력 센서(330b)의 일면을 전체적으로 디스플레이 인쇄 회로기판(320)과 점착하여 일체로 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(400)의 메인 인쇄 회로기판(460)이 배치되는 영역에 디스플레이 장치 구동 부품(425)을 실장한 구조를 나타낸 투영도이다. 상기 도 6에 나타난 상기 전자 장치(400)의 디스플레이 인쇄 회로기판(420) 또는 적어도 하나의 센서(430)의 구조는 도 3 및 도 4에 나타난 상기 전자 장치(300)의 디스플레이 인쇄 회로기판(320) 또는 적어도 하나의 센서(330)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 전자 장치(400)는 전자 장치 내측에 배치된 배터리(470), 상기 배터리(470) 주변 영역에 배치된 메인 인쇄회로기판(460) 및 상기 메인 인쇄 회로기판(460)과 연결된 디스플레이 인쇄 회로기판(420)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 배터리(470)는 디스플레이 장치(도 2a의 디스플레이 장치(220)) 배면에 배치되며, 상기 배터리(470)의 측면 일부 영역 및 하단 영역에는 디스플레이 인쇄 회로기판(420)을 배치할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(400)의 배면 방향에서 바라볼 때, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(420)은 'L'자 형상일 수 있다. 상기 배터리(470) 측면의 다른 일부 영역에는 메인 인쇄 회로기판(460)이 배치되며, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(420)의 측면 일부 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(420)의 하단 영역은 전술된 적어도 하나의 센서(430)가 배치되는 부분으로, 상기 센서(430)는 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(420)의 적어도 일부와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(420)은 상기 배터리(470)의 측면 영역으로 확장됨에 따라, 상기 메인 인쇄 회로기판(460)과 일부 서로 중첩되는 영역이 형성될 수 있다. 상기 중첩 영역에는 디스플레이 장치의 구동 부품(425)이 배치되어, 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(420)의 실장 영역 부족 문제를 해결할 수 있다.
디스플레이 장치의 구동 부품이 상기 배터리(470)의 하단 영역에만 형성된 상기 디스플레이 인쇄 회로기판(420)에 배치되는 경우, 상기 배터리(470)의 길이 방향의 실장 공간에 제약을 줄 수 있으며, 이는 상기 배터리(470)의 용량 감소로 이어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배터리(470)의 길이 방향의 배치와 무관한 측면 영역(예: 메인 인쇄 회로기판(460)에 배치되는 영역)에 디스플레이 인쇄 회로기판(420)을 연장 형성하고, 상기 중첩 영역에 디스플레이 구동 부품(425)을 실장하여, 배터리(470)의 사이즈의 영향을 줄일 수 있다.
이하, 대면적 디스플레이를 구현하기 위하여, 전자 장치의 후면 영역에 배치된 부품(예를 들어, 생체 센서)의 구조 및 배치 관계에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 2b의 전자 장치의 제 2 플레이트의 일부 영역을 나타낸 정면도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(500)의 전면의 대면적 디스플레이 장치(도 2a의 디스플레이 장치(220))를 구현하기 위하여, 전자 장치의 전면 영역 및 후면 영역에 배치된 부품의 구조 및 배치 관계가 요구될 수 있다. 일 실시예에 따라, 전자 장치(500)의 후면 커버에 해당하는 제 2 플레이트(501)의 일 영역에는 생체 센서를 포함한 생체 센싱 구조(530)를 구현할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 전자 장치(500)는 제 2 방향(도 2b의 제 2 방향(-Z))을 향하는 일면을 포함하는 제 2 플레이트(501), 상기 제 2 플레이트(501)에 배치된 카메라 어셈블리(503), 생체 센서(531) 및 조명부(532) 등을 포함할 수 있다. 도 7에 나타난 상기 전자 장치(500)의 제 2 플레이트(501), 카메라 어셈블리(503) 및 생체 센서를 포함하는 생체 센싱 구조(530)는 도 2b의 전자 장치(200)의 제 2 글래스 플레이트(240), 카메라(13a)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 카메라 어셈블리(503)는 듀얼 카메라(dual-camera)를 포함할 수 있다. 상기 듀얼 카메라(dual-camera)는 각각의 카메라가 서로 다른 부분을 촬영하고 이를 하나의 이미지로 합성하여 다양한 이미지를 구현할 수 있다. 예를 들면, 한 개의 카메라(503a)는 피사체의 초점을 잡고, 나머지 하나의 카메라(503b)는 주변 배경을 촬영하여 시야각이 한층 넓어진 광각 효과를 이미지 처리에 이용하거나, 서로 다른 각도에서 수집한 화상의 위상차를 이용한 3차원 데이터로 증강 현실 효과를 구현할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 듀얼 카메라(dual-camera)는 각각의 카메라의 광학 줌/디지털 줌을 지원에 따른, 원거리/근거리 촬영에 따른 이미지를 제공할 수 있다. 예를 들면, 한 개의 카메라(503a)는 주피사체를 포함하는 광각 영상을 획득할 수 있으며, 나머지 하나의 카메라(503b)는 주피사체를 줌(zoom) 한 망원 영상을 획득할 수 있다. 또 한 예로, 상기 각각의 카메라는 서로 다른 초점 거리(focal length)를 이용하여 다양한 거리의 영상을 보다 고화질로 촬영하고, 줌 조작에 의한 상기 촬영되는 영상의 배율을 변경할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 듀얼 카메라(dual-camera)는 각각의 카메라는 일반 촬영 이외에도 적외선 촬영을 지원할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 생체 센싱 구조(530)는 상기 카메라 어셈블리(503)의 일측, 예를 들면, 카메라 어셈블리(503)의 하단부에 배치할 수 있다. 상기 생체 센싱 구조(530)는 생체 센서(531) 및 조명부(532)를 포함하며, 투명한 제 2 플레이트(501)와 일체형으로 구현될 수 있다. 생체 센서 및 조명부(예를 들어, 플래시(flesh))가 배치되는 영역에는 별도의 윈도우(window)가 배치되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 예에 따른, 생체 센싱부(530)는 별도의 윈도우나 기타 구성물로 인한 격리 구조가 제외됨에 따라, 제 2 플레이트(501)의 각 영역이 단절되지 않고 매끄럽게 이어지도록(seamless) 구현되어 구조의 단순화 및 제조 비용의 절감을 가져올 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 생체 센싱 구조(530)가 배치되는 상기 제 2 플레이트(501)는 글래스(glass) 및 상기 투명 영역에 대응하는 홀을 포함하는 인쇄층(504)을 포함할 수 있다. 상기 투명 영역은 추가적인 불투명 인쇄층이 제외되도록 구성하여, 상기 투명 영역으로 생체 센싱 구조(530)가 사용자의 적어도 일부를 인식할 수 있거나, 외부로 광을 제공할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 생체 센싱 구조(530)가 외부에서 시각적으로 구분될 수 있도록, 상기 생체 센서(860)와 대응되는 개구를 포함하는 별도의 불투명 인쇄층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 불투명 인쇄층은 상기 제 2 플레이트(501)의 내면과 직접 또는 간접적으로 부착될 수 있으며, 카메라 어셈블리 영역에 배치되거나 상기 생체 센서 영역에 배치되는 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 제 2 플레이트(501)를 외부에서 바라볼 때, 상기 생체 센싱 구조(530)가 다른 영역과 물리적으로 구별되지 않기 때문에, 전체적으로 매끈한 평면 디자인을 제공하는 동시에, 상기 생체 센싱 구조(530)는 시각적으로 구분할 수 있는 인쇄층의 형성으로 미려한 디자인을 제공할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 제 2 플레이트(601)에 배치된 카메라 어셈블리(603)와 생체 센싱 구조(630)의 배치 관계를 나타낸 정면도이다. 상기 도 8a 및 도 8b에 나타난 상기 전자 장치의 제 2 플레이트(601), 카메라 어셈블리(603) 및 생체 센서를 포함하는 생체 센싱 구조(630a,630b)는 도 7의 전자 장치(500)의 제 2 플레이트(501), 카메라 어셈블리(503) 및 생체 센서를 포함하는 생체 센싱 구조(530)와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 상기 생체 센싱부(630a,630b)는 상기 제 2 플레이트(601)에 배치되며, 상기 카메라 어셈블리(603)가 배치되는 영역을 기준으로 다양한 위치에 형성될 수 있다. 도 7에는, 상기 생체 센싱부(530)가 카메라 어셈블리(503)가 배치된 상기 제 2 플레이트(501)의 홀(501a)의 하단부에 배치되는 것을 설명하였으나, 이에 한정된 것은 아니며, 사용자가 편하게 생체 인식이 가능한 다양한 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 8a를 참조하면, 상기 제 2 플레이트(601)의 위에서 바라볼 때, 상기 생체 센싱부(630a)는 상기 카메라 어셈블리(603)가 배치되는 홀(601a)의 좌측면에 형성될 수 있다. 또 다른 예로, 도 8b를 참조하면, 제 2 플레이트(601)의 위에서 바라볼 때, 상기 생체 센싱부(630b)는 상기 카메라 어셈블리(603)가 배치되는 홀(601a)의 우측면에 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 개구(701a)된 제 2 플레이트(701)에 배치되는 카메라 어셈블리(703) 및 생체 센싱부(730)가 실장된 브라켓(710)을 나타낸 분리 사시도이다. 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 브라켓(730) 및 광 가이드 구조(740)를 나타낸 분리 사시도이다.
도 9 및 도 10를 참조하면, 상기 전자 장치(700)는 제 2 플레이트(701), 제 2 플레이트(701)에 배치되는 브라켓(710), 카메라 어셈블리(703), 상기 브라켓(710)과 인접 배치되는 광 가이드 구조(740), 조명부(750) 및, 생체 센서(760)를 포함할 수 있다. 상기 브라켓(710)에는 상기 카메라 어셈블리(703)의 적어도 일부 영역이 배치되거나, 또는 카메라 어셈블리 이외의 별도의 윈도우가 직접 조립되어 배치될 수 있다. 도 9 및 도 10에 나타난 상기 전자 장치의 제 2 플레이트(701), 카메라(703) 및 생체 센서(760) 및 조명부(750)의 구조는 도 7의 전자 장치(500)의 제 2 플레이트(501), 카메라 어셈블리(503) 및 생체 센싱 구조(530)와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(700)에서, 상기 투명 글래스(glass) 재질로 이루어진 (701)는 상기 전자 장치(700) 후면에 위치하여, 전자 장치(700)의 내부 부품을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 상기 제 2 플레이트(701)는 제 2 플레이트(701)의 일면을 관통하는 적어도 하나의 홀(701a)을 포함할 수 있다. 상기 홀(701a)에는 카메라 어셈블리(703)의 적어도 일부분 또는 상기 생체 센서(760)의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 상기 카메라 어셈블리(703)는 전술된 듀얼 카메라(dual-camera)일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 브라켓(710)은 상기 제 2 플레이트(701)의 홀(701a) 및 그 주변 영역을 포함하는 플레이트(plate) 형상으로 구성되며, 적어도 일부가 상기 제 2 플레이트(701)의 홀(701a)를 통하여 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 상기 브라켓(710)은 카메라(703) 및 생체 센싱 구조 등이 안착되거나 지지할 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 또한, 개구된 영역을 폐쇄하여 외부로부터 유입되는 유체나 이물질 등을 차단하는 방수 기능을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 브라켓(710)은 카메라(703) 또는 카메라(703)의 렌즈가 실장되는 카메라 영역(711) 및 상기 카메라 영역(711)과 인접 배치되고, 생체 센서(760) 및 조명부(750)가 배치되는 생체 센싱 영역(713)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 영역(711) 및 상기 생체 센싱 영역(713) 주변에 형성되어, 전체적으로 브라켓(710)을 제 2 플레이트(701)와 밀착 고정하는 주변 영역(715)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 브라켓(710)의 카메라 영역(711)은 상기 제 2 플레이트(701)의 홀(701a)과 대응되는 크기로 상기 제 2 방향(-Z)으로 돌출 형성될 수 있다. 상기 돌출된 카메라 영역(711)은 상기 홀(701a)을 통해 외부에 노출되며, 돌출된 카메라 영역(711)에는 투명한 윈도우가 배치될 수 있다. 상기 윈도우 내측에는 카메라 렌즈 또는 카메라가 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 상기 브라켓(710)의 생체 센싱 영역(713)은 상기 카메라 영역(711)으로부터 생체 센서(760) 및 조명부(750)가 배치되는 영역까지 연장 형성되고, 적어도 하나의 개구(713a)가 형성될 수 있다. 상기 생체 센서(760) 또는 조명부(750)의 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 개구(713a)를 통해 상기 제 2 플레이트(701)와 직접적으로 대면할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(700)는 상기 브라켓(710)의 제 1 방향(+Z) 상에 배치되는 광 가이드 구조(740)를 포함할 수 있다. 상기 광 가이드 구조(740)는 상기 브라켓(710)의 생체 센싱 영역(713)의 적어도 일부와 대응되는 형상으로 제작될 수 있으며, 상기 생체 센싱 영역(713)과 직접적으로 대면 배치될 수 있다. 상기 광 가이드 구조(740)는 상기 생체 센서(760) 및/또는 조명부(750)를 지지하고, 상기 생체 센서(760) 및/또는 조명부(750)에서 송신 또는 수신하는 광의 경로를 가이드(guide)할 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 광 가이드 구조(740)는 상기 조명부(750)와 대응하는 제 1 부분(741) 및 상기 생체 센서(760)와 대응하는 제 2 영역(743)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 부분(741) 및 상기 제 2 부분(743) 사이에는 광 경로를 구분할 수 있는 격벽(shielding wall)(도 11의 격벽(843))이 형성될 수 있다. 상기 제 2 부분(743)은 상기 생체 센서(760)로부터 광 및/또는 음파가 지나가는 통로를 제공할 수 있도록 개구된 형상으로 제작될 수 있으며, 상기 제 2 플레이트(701) 위에서 보여질 때, 상기 생체 센서(760)의 적어도 하나의 부분을 둘러싸는 환형의 스트립 형상으로 제작될 수 있다. 또 한 예로, 상기 제 1 부분(741)은 광원을 제공하는 조명부(750)에서 나오는 광을 가이드할 수 있도록 투명 재질의 광 가이드 구조를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 9의 전자 장치(700)의 생체 센서가 포함된 영역을 A-A`로 절단한 단면도이다. 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 도 9의 전자 장치(700)의 생체 인식 센서가 포함된 영역을 B-B`로 절단한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 전자 장치(800)의 생체 센싱 영역(S1)은 제 2 플레이트(801), 제 2 플레이트(801)에 배치되는 브라켓(810), 상기 브라켓(810)과 연결되는 광 가이드 구조(840), 조명부(850) 및 생체 센서(860)를 포함할 수 있다. 도 11 및 도 12에 나타난 상기 전자 장치의 제 2 플레이트(801), 브라켓(810), 광 가이드 구조(840), 조명부(850) 및 생체 센서(860)의 구조는 도 9 및 도 10의 전자 장치(700)의 제 2 플레이트(701), 브라켓(710), 광 가이드 구조(740), 조명부(750) 및 생체 센서(760)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 생체 센싱 영역(S1)은 상기 제 2 플레이트(801)를 기준으로 제 1 방향(+Z)을 향하여 상기 브라켓(810) 및 상기 광 가이드 구조(840)가 적층 배치되며, 상기 브라켓(810) 및 광 가이드 구조(840)의 일 영역 하부에 생체 센서(860)가 배치되며, 상기 브라켓(810) 및 광 가이드 구조(840)의 다른 영역 하부에 조명부(850)가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 2 플레이트(801)는 전술한대로, 적어도 하나의 홀을 포함한 투명한 글래스(glass)로 제작될 수 있으며, 상기 생체 센싱 영역(S1)에는 외부로 노출되도록 추가적인 불투명 인쇄층이 형성되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 상기 생체 센싱 영역(S1)이 상기 제 2 플레이트(801)의 다른 영역과 대비하여, 외부에서 시각적으로 구분될 수 있도록, 상기 생체 센서(860)와 대응되는 개구를 포함하는 별도의 불투명 인쇄층(804)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 불투명 인쇄층(804)은 상기 제 2 플레이트(501)의 내면과 직접 또는 간접적으로 부착될 수 있으며, 카메라 어셈블리 영역에 배치되는 제 1 개구 및 상기 생체 센서 영역에 배치되는 제 2 개구를 포함할 수 있다. 상기 제 1 개구 및 상기 제 2 개구는 상기 제 2 플레이트(501)의 길이 방향에 따라 나란하게 인접 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 센서 상면에 배치된 제 2 개구는 상기 카메라 어셈블리 상면에 배치된 제 1 개구로부터 길이 방향에 따라 150mm 이내에 배치될 수 있다. 상기 제 2 플레이트(501)의 적어도 하나의 홀은, 상기 제 1 개구와 중첩되지만, 상기 제 2 개구와 중첩되지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 브라켓(810)은 카메라 어셈블리(도 9의 카메라 어셈블리(703))가 배치된 영역으로부터 연장되어 형성되어 각 전자 부품들을 지지할 수 있으며, 상기 광 광 가이드 구조(840)는 생체 센서(860)에서 송신 및/또는 수신되는 광 및/또는 음파의 경로를 가이드하거나 조명부(850)에서 방출되는 광의 경로를 가이드할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(800)는 제 2 플레이트(801)의 일 영역을 통해 사용자의 생체 정보를 센싱하기 위한 생체 센서(860)를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서는 지문 센서 및/또는 심박 측정 장치(HRM; Heart Rate Monitor) 센서를 일 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 지문 센서는, 상기 제 2 플레이트(801)의 표면에 센싱 가능한 전극을 형성하고 정전 방식으로 구현될 수 있다. 상기 정전 방식의 지문 센서는 상기 카메라 어셈블리(도 9의 카메라 어셈블리(703))와 인접하도록 상기 제 2 플레이트(801) 내측에 배치될 수 있으며, 상기 제 2 플레이트(801)에는 상기 지문 센서가 외부에 노출되어 사용자의 신체와 접촉할 수 있도록, 상기 지문 센서와 대응되는 영역에 적어도 하나의 홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 정전 방식의 지문 센서는 상기 카메라 어셈블리와 마찬가지로 상기 제 2 플레이트(801)의 홀을 통해 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 어셈블리를 기준으로 상하, 좌우 영역에 상기 지문 센서와 상기 심박 측정 장치 센서는 서로 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 심박 측정 장치 센서는 상기 카메라 어셈블리 또는 상기 지문 센서와 달리, 홀이 제공되지 않은 제 2 플레이트(801)의 일 영역에 내측에 구비될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 제 2 플레이트(801)의 적어도 하나의 홀 및 상기 지문 센서 사이에 배치된 상기 브라켓(810)의 대응 영역에도 상기 지문 센서를 통해 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있도록 적어도 하나의 홀이 형성될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 브라켓(810)의 인접 영역에, 예를 들면, 상기 제 2 플레이트(801)의 개구 하부에 상기 정전 방식의 지문 센서를 배치하여 사용자의 생체 정보를 인식할 수도 있다.
일 실시예에 따른, 상기 지문 센서는 상기 지문 센서가 배치된 층과 인접하게 초음파 송/수신기를 형성하여 초음파 방식으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 지문 센서는 상기 지문 센서와 인접하게 형성된 광원으로부터 방출되는 광을 이용하여 사용자의 지문을 센싱하기 위한 광학식 지문 센서로 구성될 수 있다. 상기 방출되는 광은, 플래시 역할을 하는 조명부(850)를 이용하거나 상기 전자 장치(800) 내부에 별도로 구현된 광원(예: IR LED 등)에서 방출되는 광을 통해 구현할 수 있다. 이하 구성에서는, 상기 조명부(850)를 통한 광을 이용하여 사용자(U)의 지문을 센싱하는 구성을 설명하도록 한다.
다양한 실시예에 따른, 광을 제공하는 조명부(850)는 상기 인쇄 회로기판(870) 및 상기 광 광 가이드 구조(840) 사이에 배치되며, 상기 인쇄 회로기판(870)과 전기적으로 연결되어 광을 방출할 수 있다. 상기 인쇄 회로기판(870)은 플렉시블 인쇄 회로기판일 수 있다. 상기 조명부(850)는 예를 들어, LED 모듈일 수 있으며, 상기 광 광 가이드 구조(840)의 일면으로 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 조명부(850)에서 방출되는 광은 다양한 색의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 방출되는 광은 가시광선이나 적외선의 파장 범위의 광을 방출할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 조명부(850)의 상면에 배치되는 상기 광 가이드 구조(840)는 상기 가이드 구조의 제 1 부분(840a)일 수 있으며, 상기 제 1 부분(840a)은 적어도 일부분이 상기 브라켓(810)의 개구에 돌출되도록 배치되며, 상기 조명부(850)로부터 전달 받은 광을 상기 제 2 플레이트(801)로 가이드할 수 있다. 상기 제 1 부분(840a) 내로 입사된 광은 전반사를 포함한 제 1 경로(L1)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 조명부(850)의 광이 입사된 상기 제 1 부분(840a)의 광의 제 1 경로(L1)는 적어도 하나의 전반사 제공할 수 있으며, 상기 전반사를 통하여 상기 조명부(850)에서 제공된 광의 일부 경로를 우상향 또는 좌상향(지문 센서가 위치하는 상측 방향)으로 변화시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 1 부분(840a)은 상기 제 1 부분(840a)을 구성하는 각각의 면들 및 면과 면 사이의 각이, 서로 다른 길이와 경사를 가지는 형상으로 제작되며, 높은 투과율을 제공하는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 가이드 구조(840)는 약 90% 이상이 투과율을 가질 수 있으며, 투명한 실리콘(silicon) 또는 아크릴(acrylic)을 포함하는 물질로 구성될 수 있다. 상기 제 1 부분(840a)은 상기 조명부(850)에서 방출된 광을 입사하는 입사면 및 입사된 광을 상기 제 2 플레이트(801)로 제공하는 출사면을 통하여 광의 제 1 경로(L1)를 위한 공간을 하나의 형태로 제공하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 전자 장치의 내부 구조에 따라, 다양한 형태로 제공할 수 있으며, 둘 이상의 복수 개의 면으로도 구성할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 지문 센서의 상면에 배치되는 상기 광 가이드 구조(840)는 상기 광 가이드 구조(840)의 제 2 부분(840b)일 수 있으며, 상기 제 2 부분(840b)은 적어도 일부분이 개구되도록 형성되며, 상기 사용자의 지문으로부터 반사된 광을 상기 지문 센서로 가이드할 수 있다. 상기 제 2 부분(840b) 내로 입사된 광은 광의 제 2 경로(L2)를 형성하며, 매질 변화를 줄일 수 있도록 에어(air)로 충진될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 1 부분(840a) 및 상기 제 2 부분(840b) 사이에는 상기 조명부(850)와 상기 지문 센서간의 상호 간섭을 방지하는 적어도 하나의 격벽(shielding wall)(843)을 포함할 수 있다. 상기 격벽(843)은 상기 조명부(850)에서 방출된 광이 상기 지문 센서로 전달되는 직접적인 경로를 차단하여, 상기 지문 센서에 도달하는 광이 상기 반사 광 이외의 간섭 광이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 상기 광의 진행 경로를 살펴보면, 상기 제 1 부분(840a)을 통과한 광은, 상기 제 2 플레이트(801)의 생체 센싱 영역(S1)에 접촉한 사용자(U)의 지문을 향할 수 있다. 상기 광은 상기 사용자의 지문의 골 및/또는 융선에 의해 반사되며, 상기 반사된 광은 상기 지문 센서에 도달할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 플레이트(801)의 생체 센싱 영역(S1)에 배치된 사용자의 지문은 골 및/또는 융선 형상의 요철면을 가지게 되어, 상기 제 2 플레이트(801)에 접촉하는 영역과 접촉하지 않는 영역으로 구분될 수 있다. 이때 사용자의 지문 중 제 2 플레이트(801)와 접촉하지 않는 영역에서는 상기 제 1 경로(L1)를 따라 전달된 광이 전반사되어 다시 진행하나, 사용자의 지문 중 제 2 플레이트(801)와 접촉하는 영역에서는 광이 일부는 사용자의 지문 내로 흡수되고 일부는 산란 및 반사될 수 있다. 따라서, 사용자의 지문과 접촉되지 않는 제 2 플레이트(801)에 입사되는 광은 전반사되어 제 2의 경로(L2)를 통해 상기 지문 센서를 향하여 진행하나, 사용자의 지문과 접촉되는 제 2 플레이트(801)에 입사되는 광은 흡수, 굴절되거나 산란되어 상기 지문 센서로 진행하지 못한다.
다양한 실시예에 따른, 상기 지문 센서는 제 2 플레이트(801) 하부에 배치되며, 상기 제 2 플레이트(801)로 제공된 광을 전달받아, 사용자의 지문 정보를 센싱할 수 있다. 상기 지문 센서는 인쇄 회로기판(870) 상면에 배치되며, 상기 인쇄 회로기판(870)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 지문 센서는 상기 제 2 플레이트(801)에서 전반사되는 광을 집속하며, 광 스캐닝 장치의 소형화를 위해서는 짧은 초점거리를 가지는 렌즈가 사용되는 것이 바람직하다. 또 다른 예로, 상기 지문 센서는 스캐닝 되는 이미지의 크기에 대응하기 위하여 어레이 렌즈로 형성될 수 있으며, 이때 어레이 렌즈는 매트릭스 구조로 형성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 상기 전자 장치(900)의 생체 인식 센서가 포함된 영역을 절단한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 전자 장치(900)의 생체 센싱 영역(S2)은 제 2 플레이트(901), 제 2 플레이트(901)에 배치되는 브라켓(910), 광 가이드 구조(940), 조명부(950) 및, 생체 센서(960)를 포함할 수 있다. 상기 도 13에 나타난 상기 전자 장치(900)의 제 2 플레이트(901), 제 2 플레이트(901)에 배치되는 브라켓(910), 광 가이드 구조(940), 조명부(950) 및 생체 센서(960)의 구조는, 상기 도 9 및 도 10의 전자 장치(700)의 제 2 플레이트(701), 브라켓(710), 광 가이드 구조(740), 조명부(750) 및 생체 센서(760)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 생체 센싱 영역(S2)은 상기 제 2 플레이트(901)를 기준으로 제 1 방향(+Z)으로 상기 브라켓(910), 상기 광 가이드 구조(940)가 적층 배치되며, 상기 브라켓(910) 및 광 가이드 구조(940)의 일 영역 하부에 생체 센서(960)가 배치되며, 상기 브라켓(910) 및 광 가이드 구조(940)의 다른 영역 하부에 조명부(950)가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 2 플레이트(901)는 투명한 글래스(glass)로 제작될 수 있으며, 상기 생체 센싱 영역(S2)에는 외부로 노출되도록 추가적인 인쇄층이 형성되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 상기 브라켓(910)은 카메라 어셈블리(도 7 의 카메라 어셈블리(503))가 배치된 영역으로부터 연장 형성되어 각 전자 부품들을 지지할 수 있으며, 상기 광 가이드 구조(940)는 상기 생체 센서(960)에서 송신 및/또는 수신되는 광/음파의 경로를 가이드하거나 조명부(950)에서 방출되는 광의 경로를 가이드할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(900)는 제 2 플레이트(901)의 일 영역을 통해 생체 정보를 센싱하기 위한 생체 센서(960)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 센서(960)는 인쇄 회로기판(970) 및 상기 광 가이드 구조(940) 사이에 배치되어 사용자로부터 하나 이상의 생체 신호를 수집하거나 측정하는 센서일 수 있다. 생체 센서 모듈은, 사용자의 혈압, 혈류, 심박수(HRM, HRV), 체온, 호흡수, 산소포화도, 심폐음 검출, 혈당, 허리둘레, 키, 체중, 체지방, 칼로리소비량, 뇌파, 목소리, 피부저항, 근전도, 심전도, 걸음걸이, 초음파영상, 수면상태, 표정(얼굴), 동공확장 또는 눈깜박임 중 한 가지 이상을 측정하기 위한 기본 데이터(raw data)를 수집할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 HRV(Heart Rate Variability) 또는 HRM(Heart Rate Monitor) 센서를 통해 획득된 맥파 신호가 생체 신호일 수 있다. 상기 전자 장치는 생체 신호를 분석하여 평균심박수 또는 심박분포도 등과 같은 1차적인 생체 정보를 얻을 수도 있고, 이러한 생체 정보를 가공하여 더 고차원적인 스트레스 상태 또는 혈관노화도와 같은 2차적인 생체 정보를 얻을 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서가 내장된 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101, 201))가 유선 네트워크, 무선 네트워크, 또는 직접 연결을 통해 통해 원격 장치(예: 도 1의 전자 장치(104))나 서버(예: 도 1의 서버(106))에 생체 신호를 전송한 경우, 생체 신호를 수신한 원격 장치나 서버가 생체 신호를 가공하여 생체 정보를 생성할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 생체 센서 모듈가 내장된 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101, 201))는 1차적인 생체 정보를 생성하고, 생성된 생체 정보를 원격 장치나 서버로 전송하면, 2차적인 생체 정보는 원격 장치나 서버에서 생성될 수도 있다.
일 실시예에 따른, 상기 생체 센서는 심박 측정 장치(HRM; heart Rate monitoring)일 수 있다. 상기 생체 센서(960)는 신체의 피부 내의 혈관 내의 혈액량의 변화에 따른 광의 반사에 의한 혈관 수축/팽창을 감지할 수 있다. 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 상기 생체 센서(960)의 전기적인 신호를 전달받아 심장 박동을 계산할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 생체 센서(960)는 광을 방출하는 적어도 하나의 광 방출 요소(961) 및 상기 방출된 광이 사용자의 신체에 반사된 광을 수광하는 광 수신 요소(963)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 광 방출 요소(961)는 상기 제 2 플레이트(901)를 향하는 방향으로 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 방출 요소(961)는 LED 모듈일 수 있으며, 상기 광 방출 요소(961)에서 방출되는 광은 다양한 색의 광을 방출할 수 있다. 상기 방출되는 광은 약 380nm 부터 800nm까지의 파장 범위를 가질 수 있다. 또 다른 예로, 상기 광 방출 요소(961)에서 방출되는 광은 그린(green) 광을 방출할 수 있으며, 약 492nm 에서 575nm까지의 파장 범위를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 광 수신 요소(963)는 상기 광 방출 요소(961)와 동일 평면상에 배치되고, 상기 광 방출 요소(961)에서 방출된 광이 사용자의 신체에 반사된 경우, 상기 반사 광을 수신하여 전류로 변환할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 심박 채취를 위하여, 상기 광 방출 요소(961)에서 방출된 광의 일부가 사용자의 혈관 내 혈류에 반사되어 광 수신 요소(963)로 되돌아오면, 상기 광 신호를 전류 신호로 변환할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 광 방출 요소 및 광 수신 요소가 동일 평면 상에 나란하게 배치된 것을 예로 개시하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니고, 사용자의 생체 정보를 효율적으로 제공받을 수 있도록 다양한 수와 배치의 광 방출 요소 및 광 수신 요소를 구현할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 광 가이드 구조(940)의 일부 영역(941)은 상기 브라켓(910)과 적층 배치되며, 상기 광 방출 요소(961) 및 광 수신 요소(963)가 상기 제 2 방향(-Z)으로 노출되도록 형성된 적어도 하나의 개구(947)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광 방출 요소(961) 및 광 수신 요소(963)들의 상호 간섭을 방지하는 적어도 하나의 격벽(shielding wall)(945)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 광 가이드 구조(940)의 일부 영역(941)은 복수 개의 개구(947)를 포함하는 플레이트 형상일 수 있으며, 상기 개구(947)는 상기 광 가이드 구조(940)의 상, 하면이 서로 관통되도록 형성할 수 있다. 상기 복수 개의 개구(947)는 제 1 개구(947a) 및 상기 제 1 개구(947a)와 서로 다른 크기를 가지는 적어도 하나의 제 2 개구(947b)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 1 개구(947a) 내측에 배치된 상기 광 방출 요소(961)에서 방출된 광은 사용자에게 직접적으로 전달되어야 하며, 나란하게 배치된 광 수신 요소(963)에는 사용자에 의해 반사된 광이 전달되어야 한다. 상기 격벽(945)은 광 방출 요소(961)에서 방출된 광이 상기 광 수신 요소(963)로 전달되는 직접적인 경로를 차단하여, 상기 광 수신 요소(963)에 도달하는 광이 상기 반사 광 이외의 간섭 광이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 광 가이드 구조(940)의 제 1 개구(947a)는 광 방출 요소(961) 형상에 대응되는 형태로 구성되고, 상기 광 가이드 구조(940)의 제 2 개구(947b)는 광 수신 요소(963)의 형상에 대응되는 형태로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 예에 따라, 상기 제 1 개구(947a) 및 제 2 개구(947b)의 수 및 형상을 개시하고 있으나, 상기 수 및 형상에 한정된 것은 아니며, 상기 제 1 개구(947a) 및 제 2 개구(947b)는 상기 광 방출 요소 및 광 수신 요소와 대응되는 수 및 형상으로 다양하게 변형될 수 있다.
그 외에 조명부(940)의 구성 및 하부에 배치된 인쇄 회로기판(670)과의 전기적 연결관계는 도 11를 준용한다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 제 2 플레이트의 생체 센싱 영역(S3a-S3c)에 배치된 복수 개의 생체 센서(1061a-1061c,1062a-1062c) 및 조명부(1040a-1040c)의 다양한 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 전자 장치의 생체 센싱 영역(S3a-S3c)은 제 2 플레이트(1001), 제 2 플레이트(100)에 배치되는 복수 개의 생체 센서(1061a-1061c,1062a-1062c) 및 조명부(1040a-1040c)를 포함할 수 있다. 상기 도 14a 내지 도 14c에 나타난 상기 전자 장치의 제 2 플레이트(1001), 복수 개의 생체 센서(1061a-1061c,1062a-1062c) 및 조명부(1040a-1040c)의 구조는, 상기 도 9 및 내지 도 10의 전자 장치(700)의 제 2 플레이트(701), 조명부(750) 및 생체 센서(760)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 2 플레이트(1001)의 생체 센싱 영역(S3a-S3c)에 배치되는 상기 생체 센서(1061a-1061c,1062a-1062c)들은 지문 센서(1061a-1061c) 및 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062a-1062c)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 지문 센서(1061a-1061c) 및 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062a-1062c)와 동일 평면 상에는 조명부(1040a-1040c)가 배치될 수 있다.
도 14a를 참조하면, 상기 제 2 플레이트(1001)의 생체 센싱 영역(S3a)에 배치되는 센서 및 조명의 구성은, 좌측으로부터, 상기 지문 센서(1061a), 상기 조명부(1040a) 및 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062a)가 순차적으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 지문 센서(1061a)는 상기 지문 센서(1061a)와 인접하게 형성된 광원으로부터 방출되는 광을 이용하여 사용자의 지문을 센싱하기 위한 광학식 지문 센서(1061a)로 구성될 수 있다. 상기 방출되는 광은, 플래시 역할을 하는 조명부(1040a)를 이용할 수 있거나, 상기 전자 장치 내부에 별도로 구현된 광원(예: IR LED 등)에서 방출되는 빛을 통해 구현할 수 있다. 또 다른 예에 따른, 상기 지문 센서(1061a) 및 상기 조명부(1040a) 사이에는 서로의 광 간섭을 방지하도록 적어도 하나의 격벽(shielding wall)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062a)는 상기 조명부(1040a)를 기준으로 상기 지문 센서(1061a)에 대응되는 측부에 배치될 수 있으며, 신체의 피부 내의 혈관 내의 혈액량의 변화에 따른 광의 반사에 의한 혈관 수축/팽창을 감지할 수 있다. 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 상기 HRM 센서(1062a)의 전기적인 신호를 전달받아 심장 박동을 계산할 수 있다. 또 다른 예에 따른, 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062a) 및 상기 조명부(1040a) 사이에는 서로의 광 간섭을 방지하도록 적어도 하나의 격벽(shielding wall)이 배치될 수 있다. 이하 구체적인 내용은 도 11 내지 도 13의 상기 지문 센서, 상기 조명부 및 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서의 구성을 준용할 수 있다.
도 14b를 참조하면, 상기 제 2 플레이트(1001)의 생체 센싱 영역(S3b)에 배치되는 센서 및 조명의 구성은, 좌측으로부터, 상기 조명부(1040b), 상기 지문 센서(1061b), 및 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062b)가 순차적으로 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른, 상기 조명부(1040b) 및 상기 지문 센서(1061b) 사이 및/또는 상기 지문 센서(1061b) 및 상기 HRM 센서(1062b) 사이에는 서로의 광 간섭을 방지하기 위하여 적어도 하나의 격벽(shielding wall)이 배치될 수 있다. 이하 구체적인 내용은 도 11 내지 도 14a의 상기 지문 센서, 상기 조명부 및 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서의 구성을 준용할 수 있다.
도 14c를 참조하면, 상기 제 2 플레이트(1001)의 생체 센싱 영역(S3c)에 배치되는 구성은, 좌측으로부터, 상기 조명부(1040c), 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062c), 및 상기 지문 센서(1061c)가 순차적으로 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른, 상기 조명부(1040c) 및 HRM 센서(1062c) 사이 및/또는 상기 지문 센서(1061c) 및 상기 HRM 센서(1062c) 사이에는 서로의 광 간섭을 방지하기 위하여 적어도 하나의 격벽(shielding wall)이 배치될 수 있다. 이하 구체적인 내용은 도 11 내지 도 14a의 상기 지문 센서, 상기 조명부 및 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서의 구성을 준용할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 제 2 플레이트의 생체 센싱 영역(S3a-S3c)에는 상기 조명부(1040a-1040c), 상기 HRM(Heart Rate Monitor) 센서(1062a-1062c), 및 상기 지문 센서(1061a-1061c)가 동일 평면 상에 나란하게 배치될 수 있으며, 이러한 구조를 통해 개인 인증(예를 들어, 지문 인증)과 인체 측정(예를 들어, 데이터 획득)을 한번의 동작으로 동시에 제공할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1100)의 생체 센싱 영역(S4)에 포함된 전자 부품의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 15를 참조하면, 상기 전자 장치(1100)의 생체 센싱 영역(S4)은 제 2 플레이트(1101), 제 2 플레이트(1101)에 배치되는 브라켓(1110), 제 1 조명부(1151), 제 2 조명부(1153) 및, 생체 센서(1160)를 포함할 수 있다. 상기 도 15에 나타난 상기 전자 장치(1100)의 제 2 플레이트(1101), 브라켓(1110), 광 가이드 구조(1141,1143), 조명부(1151,1153) 및 생체 센서(1160)의 구조는 도 9 및 도 10의 전자 장치(700)의 제 2 플레이트(701), 브라켓(710), 광 가이드 구조(740), 조명부(750) 및 생체 센서(760)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 생체 센싱 영역(S4)은 상기 제 2 플레이트(1101)를 기준으로 제 1 방향(+Z)을 향하여 상기 브라켓(1110) 및 상기 광 가이드 구조(1141,1143)가 적층 배치되며, 상기 브라켓(1110) 및 광 가이드 구조(1141,1143)의 일 영역 하부에 생체 센서(1160) 및 제 2 조명부(1153)가 배치되며, 상기 브라켓(1110) 및 광 가이드 구조(1141,1143)의 다른 영역 하부에 제 1 조명부(1151)가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 2 플레이트(1101)는 전술한대로, 투명한 글래스(glass)로 제작될 수 있으며, 상기 생체 센싱 영역(S4)에는 외부로 노출되도록 추가적인 인쇄층이 형성되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 상기 브라켓(1110)은 카메라가 배치된 영역으로부터 연장되어 형성되어 각 전자 부품들을 지지할 수 있으며, 상기 광 가이드 구조(1141,1143)는 생체 센서(1160)에서 송신 및/또는 수신되는 광 및/또는 음파의 경로를 가이드하거나 제 1 및 제 2 조명부(1153)에서 방출되는 광의 경로를 가이드할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1100)는 제 2 플레이트(1101)의 일 영역을 통해 사용자의 생체 정보를 센싱하기 위한 생체 센서(1160)를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서는 지문 센서 및/또는 HRM(Heart Rate Monitor) 센서를 일 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 지문 센서는 상기 지문 센서와 인접하게 형성된 광원으로부터 방출되는 광을 이용하여 사용자의 지문을 센싱하기 위한 광학식 지문 센서로 구성될 수 있다. 상기 방출되는 광은, 플래시 역할을 하는 제 1 조명부(1151)와 별도로 구현된 광원(예: 제 2 조명부(1153))에서 방출되는 광을 통해 구현할 수 있다. 이하 구성에서는, 상기 제 2 조명부(1153)를 통한 광을 이용하여 사용자의 지문을 센싱하는 구성을 설명하도록 한다.
다양한 실시예에 따른, 지문 센서(1160)에 이용하는 광을 제공하는 제 2 조명부(1153)는 상기 인쇄 회로기판(1170) 및 상기 광 가이드 구조(1141,1143) 사이에 배치되며, 상기 인쇄 회로기판(1170)과 전기적으로 연결되어 광을 방출할 수 있다. 상기 인쇄 회로기판(1170)은 플렉시블 인쇄 회로기판일 수 있다. 상기 제 2 조명부(1153)는 상기 지문 센서(1160)를 사이에 두고, 상기 제 1 조명부(1151)와 소정의 거리가 이격되어 위치할 수 있으며, 상기 광 가이드 구조(1141,1143)의 일면으로 광을 조사할 수 있다. 상기 제 2 조명부(1153)는 예를 들어, LED 모듈일 수 있으며, 상기 제 2 조명부(1153)에서 방출되는 광은 다양한 색의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 방출되는 광은 가시광선이나 적외선의 파장 범위의 광을 방출할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 2 조명부(1153)의 상면에 배치되는 제 2 광 가이드 구조(1143)는 상기 제 2 조명부(1153)로부터 전달 받은 광을 상기 제 2 플레이트(1101)로 안내할 수 있다. 상기 제 2 광 가이드 구조(1143) 내로 입사된 광은 전반사를 포함한 제 1 경로(L3)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 조명부(1153)의 광이 입사된 상기 제 2 광 가이드 구조(1143)의 광의 제 1 경로(L3)는, 적어도 하나의 전반사 제공하며, 상기 전반사를 통하여 상기 제 2 조명부(1153)에서 제공된 광의 일부 경로를 우상향 또는 좌상향(지문 센서가 위치하는 상측 방향)으로 변화시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 지문 센서(1160)의 상면에 배치되는 상기 제 2 광 가이드 구조(1143)는 상기 사용자(U)의 지문으로부터 반사된 광을 상기 지문 센서(1160)로 안내할 수 있다. 상기 제 2 광 가이드 구조(1143) 일부 영역 내로 입사된 광은 광의 제 2 경로(L4)를 형성하며, 상기 지문 센서(1160)의 주변 영역은 매질 변화를 줄일 수 있도록 에어(air)로 충진될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 2 조명부(1153)와 상기 지문 센서(1160) 사이에는 상기 제 2 조명부(1153)와 상기 지문 센서(1160)간의 상호 간섭을 방지하는 적어도 하나의 격벽(shielding wall)(1145)이 배치될 수 있다. 상기 격벽(shielding wall)(1145)은 상기 상기 제 2 조명부(1153)에서 방출된 광이 상기 지문 센서(1160)로 전달되는 직접적인 경로를 차단하여, 상기 지문 센서(1160)에 도달하는 광이 상기 반사 광 이외의 간섭 광이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(1200)의 제 2 플레이트(1201)에 배치되는 광 가이드 구조(1240)가 배치된 생체 센싱 영역(S5)을 나타낸 분리 사시도이다. 도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1200)의 제 2 플레이트(1201)에 배치되는 광 가이드 구조(1240)가 배치된 생체 센싱 영역(S5)을 나타낸 단면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 전자 장치(1200)의 생체 센싱 영역(S5)은 제 2 플레이트(1201), 제 2 플레이트(1201)에 배치되는 광 가이드 구조(1240), 조명부(1250)및, 생체 센서(1260)를 포함할 수 있다. 상기 도 16 및 도 17에 나타난 상기 전자 장치(1200)의 제 2 플레이트(1201), 광 가이드 구조(1240), 조명부(1250) 및 생체 센서(1260)의 구조는 도 9 및 도 10의 전자 장치(700)의 제 2 플레이트(701), 광 가이드 구조(740), 조명부(750) 및 생체 센서(760)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1200)에서, 상기 투명 글래스(glass) 재질로 이루어진 제 2 플레이트(1201)는 상기 전자 장치(1200) 후면에 위치하여, 전자 장치(1200)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 생체 센싱 영역(S5)은 상기 제 2 플레이트(1201)를 기준으로 제 1 방향(+Z)을 향하여 유전층(1220) 및 상기 광 가이드 구조(1240)가 적층 배치되며, 상기 광 가이드 구조(1240)의 일 영역 하부에 생체 센서(1260)가 배치되며, 상기 광 가이드 구조(1240)의 다른 영역 하부에 조명부(1250)가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1200)는 제 2 플레이트(1201)의 일 영역을 통해 사용자의 생체 정보를 센싱하기 위한 생체 센서(1260)를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서는 지문 센서 및/또는 HRM(Heart Rate Monitor) 센서를 일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 광을 제공하는 조명부(1250)는 상기 인쇄 회로기판(1270) 및 상기 광 가이드 구조(1240) 사이에 배치되며, 상기 인쇄 회로기판(1270)과 전기적으로 연결되어 광을 방출할 수 있다. 상기 인쇄 회로기판(1270)은 플렉시블 인쇄 회로기판일 수 있다. 상기 조명부(1250)는 예를 들어, ILED 모듈일 수 있으며, 상기 광 가이드 구조(1240)의 일면으로 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 조명부(1250)에서 방출되는 광은 다양한 색의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 방출되는 광은 가시광선이나 적외선의 파장 범위의 광을 방출할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 제 2 플레이트(1201) 및 상기 광 가이드 구조(1240) 사이에는 유전층(1220)을 포함할 수 있다. 상기 유전층(1220)은 제 2 플레이트(1201)와 접촉 배치될 수 있으며, 예를 들어, 상기 유전층(1220)은 실리콘(silicon), 공기(Air), 폼(Foam), 멤브레인(Membrane), OCA(optical clear adhesive), 스폰지, 고무, 잉크, 폴리머(PC, PET)를 포함할 수 있다.다양한 실시예에 따른, 상기 유전층(1220)은 상기 제 2 플레이트(1201) 및 상기 광 가이드 구조(1240)의 접착제로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 유전층(1220)은 제 2 플레이트(1201)와 라미네이션(lamination) 공정을 통해 접착될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 유전층(1220)은 상기 조명부(1250), 생체 센서(1260)와 상기 제 2 플레이트(1201) 간의 Z 축 방향으로 서로 다른 높이에 따른 간극(gap)을 커버할 수 있다. 이에 따라 상기 조명부(1250)에서 방출되는 또는 상기 생체 센서(1260)에 수광되는 광량 손실을 줄일 수 있어 센서의 성능을 개선할 수 있다. 이하 구체적인 내용은 상기 도 10 내지 도 12의 내용을 준용한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(1300)의 제 2 플레이트(1301)에 배치되는 광 가이드 구조(1340)가 배치된 생체 센싱 영역(S6)을 나타낸 단면도이다.
도 18을 참조하면, 상기 전자 장치(1300)의 생체 센싱 영역(S6)은 제 2 플레이트(1301), 제 2 플레이트(1301)에 배치되는 광 가이드 구조(1340), 조명부(1350)및, 생체 센서(1360)를 포함할 수 있다. 상기 도 18에 나타난 상기 전자 장치(1300)의 제 2 플레이트(1301), 광 가이드 구조(1340), 조명부(1350) 및 생체 센서(1360)의 구조는 도 9 및 도 10의 전자 장치(700)의 제 2 플레이트(701), 광 가이드 구조(740), 조명부(750) 및 생체 센서(760)의 구조와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1300)에서, 상기 투명 글래스(glass) 재질로 이루어진 제 2 플레이트(1301)는 상기 전자 장치(1300) 후면에 위치하여, 전자 장치(1300)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 생체 센싱 영역(S5)은 상기 제 2 플레이트(1301)를 기준으로 제 1 방향(+Z)을 향하여 유전층(1320) 및 상기 광 가이드 구조(1340)가 적층 배치되며, 상기 광 가이드 구조(1340)의 일 영역 하부에 생체 센서(1360)가 배치되며, 상기 광 가이드 구조(1340)의 다른 영역 하부에 조명부(1350)가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 전자 장치(1300)는 제 2 플레이트(1301)의 일 영역을 통해 사용자의 생체 정보를 센싱하기 위한 생체 센서(1360)를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서는 지문 센서 및/또는 HRM(Heart Rate Monitor) 센서를 일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 광을 제공하는 조명부(1350)는 상기 인쇄 회로기판(1370) 및 상기 광 가이드 구조(1340) 사이에 배치되며, 상기 인쇄 회로기판(1370)과 전기적으로 연결되어 광을 방출할 수 있다. 상기 인쇄 회로기판(1370)은 플렉시블 인쇄 회로기판일 수 있다. 상기 조명부(1350)는 예를 들어, IR LED 모듈일 수 있으며, 상기 광 가이드 구조(1340)의 일면으로 광을 조사할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 광 가이드 구조(1340)는 아크릴(acrylic) 일체형으로 제작될 수 있다. 상기 광 가이드 구조(1340)는 상기 제 2 플레이트(1301)와의 간극(gap)을 최소화하도록 설계될 수 있으며, 예를 들어, 상기 제 2 플레이트(1301)와 상기 광 가이드 구조(1340) 사이의 간극은 0.1T 이하로 구현될 수 있다. 이에 따라 상기 조명부(1350)에서 방출되는 또는 상기 생체 센서(1360)에 수광되는 광량 손실을 줄일 수 있어 센서의 성능을 개선할 수 있다. 이하 구체적인 내용은 상기 도 10 내지 도 12의 내용을 준용한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 글래스 플레이트, 상기 제 1 글래스 플레이트와 반대 방향을 향하는 제 2 글래스 플레이트 및 상기 제 1 글래스 플레이트 및 제 2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 사이드 부재를 포함하는 하우징으로서, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 1 플레이트로부터 반대 방향을 향하는 외면 및 상기 제1 플레이트를 향하는 내면을 포함하는 하우징; 상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 사이에 위치하는 내부 중간 플레이트; 상기 중간 플레이트 및 상기 제 1 플레이트 사이에 위치하는 터치스크린 디스플레이; 상기 제 2플레이트의 상기 내면과 직접 또는 간접적으로 부착되고, 제 1 개구 및 상기 제 1 개구로부터 150mm 내에 위치한 제 2 개구를 포함하는 불투명층으로서, 상기 제 1 개구와 중첩되는 홀을 포함하지만 상기 제 2 개구와 중첩되는 홀을 포함하지 않는 제 2 플레이트; 상기 제 2플레이트의 홀 및 상기 제 1 개구 내에 부분적으로 위치하는 카메라 어셈블리; 상기 제 2 개구를 향하면서 상기 제 2 개구의 제 1 부분 사이에 위치하고, 상기 카메라 어셈블리와 기능적으로 연결되는 발광 다이오드(LED); 상기 제 2 개구를 향하면서 상기 제 2 개구의 제 2 부분 사이에 위치하는 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리로서, 상기 제 2 개구는 상기 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 내면 사이의 간극을 가지는 심박 측정 장치 어셈블리; 및 상기 LED 및 상기 제 2 플레이트 사이의 제 1 부분과 상기 심박 측정 장치 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 사이의 제 2 부분을 포함하는 광 가이드 구조로서, 상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 제 1 부분은 상기 LED를 둘러싸고, 상기 제 2 부분은 상기 광 방출 요소를 둘러싸는 상기 광 가이드 구조를 포함하고, 상기 심박 측정 장치 어셈블리는 광 방출 요소 및 광 수신 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 플레이트의 상기 내면 및 상기 광 가이드 구조 사이에 위치하는 광학 투명 점착층(optically clear adhesive layer)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 플레이트의 상기 내면 및 상기 생체 센서 어셈블리 사이에 위치하고, 상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 어셈블리의 적어도 하나의 부분을 둘러싸는 환형의 스트립을 더 포함하고, 상기 환형의 스트립은 상기 불투명층과 서로 다른 색을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 플레이트의 위에서 보여질 때, 상기 광 수신 요소는 상기 광 방출 요소 및 발광 다이오드 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 가이드 구조는, 상기 광 방출 요소 및 상기 광 수신 요소 사이에 배치되고, 상기 광 방출 요소 및 상기 광 수신 요소를 구획하는 적어도 하나의 격벽(shielding wall)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징의 상기 제 2 플레이트 및 상기 광 가이드 구조 사이에 배치되고, 상기 광 가이드 구조의 상기 제 1 부분 또는 상기 제 2 부분 중 적어도 일부분 영역에 대응되는 영역에 적어도 하나의 개구가 형성된 브라켓을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 가이드 구조의 상기 제 1 부분에 형성된 상기 돌출 형성 부분은 상기 브라켓의 상기 적어도 하나의 개구 내측에 삽입되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불투명층은 상기 제 1 개구와 인접 배치된 제 3 개구를 포함하고, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 3 개구와 중첩되는 홀을 포함하며, 상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 홀 및 상기 제 3 개구 내에 부분적으로 위치하는 지문 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지문 센서는 상기 카메라 어셈블리를 기준으로 상기 심장 박동 장치 어셈블리와 대응되도록 배치되며, 상기 지문 센서 및 상기 카메라 어셈블리는 상기 제 2 플레이트의 적어도 하나의 개구를 통해 부분적으로 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 장치가 제 1 방향을 향하여 노출되는 제 1 글래스 플레이트 및 상기 제 1 글래스 플레이트의 반대인 제 2 방향을 향하는 제 2 글래스 플레이트를 포함하는 하우징으로서, 상기 하우징은 상기 제 2 플레이트의 적어도 일부를 형성하는 투명 영역을 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치된 인쇄 회로기판; 상기 투명 영역 및 상기 인쇄 회로기판의 사이에 배치되고, 상기 인쇄 회로기판과 전기적으로 연결되고, 상기 투명 영역을 향해 광을 방출하는 조명부; 및 상기 투명 영역 및 상기 인쇄 회로기판의 사이에 배치되고, 상기 인쇄 회로기판의 적어도 일부와 전기적으로 연결되어 상기 투명 영역을 통해 전달된 광을 감지하는 생체 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 플레이트의 상기 투명 영역과 대면 배치되고, 상기 조명부에서 방출된 광의 경로 및 상기 생체 센서로 제공되는 광의 경로를 가이드하는 광 가이드 구조를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서는 지문 센서를 포함하고, 상기 제 2 플레이트는 글래스(glass) 및 상기 투명 영역에 대응하는 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 가이드 구조는, 상기 제 2 방향으로 돌출 형성된 투명 재질을 포함하고, 상기 구조 내측으로 상기 조명부에서 방출된 광의 경로를 가이드하는 제 1 부분; 및 상기 생체 센서와 대응되는 개구된 영역을 포함하고, 상기 개구 내측으로 상기 조명부에서 방출된 광의 적어도 일부가 외부 객체의 일부에 반사된 광의 경로를 상기 지문 센서를 향하도록 가이드하는 제 2 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 가이드 구조는, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 배치되고, 상기 조명부와 상기 생체 센서를 구획하는 적어도 하나의 격벽(shielding wall)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징의 상기 제 2 플레이트 및 상기 광 가이드 구조 사이에 배치되고, 상기 광 가이드 구조의 상기 제 1 부분 또는 상기 제 2 부분 중 적어도 일부 영역에 대응되는 영역에 적어도 하나의 개구가 형성된 브라켓을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 브라켓은, 상기 제 2 플레이트에 배치된 개구로 노출된 적어도 하나의 카메라 어셈블리의 적어도 일부가 배치된 카메라 영역 및 상기 카메라 영역과 인접 배치되고, 상기 생체 센서 및 상기 조명부가 배치되는 생체 센싱 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 생체 센서는 상기 조명부와 동일 평면 상에 배치되고, 지문 센서 및 심박 측정 장치(HRM) 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조명부는 외부에 조명을 제공하거나, 상기 생체 센서의 광원을 제공하도록 호환 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 플레이트의 투명 영역에 배치되는 생체 센서는 지문 센서 및 상기 지문 센서와 동일 평면 상에 배치되는 심박 측정 장치(HRM) 센서를 포함하고, 상기 지문 센서 또는 상기 심박 측정 장치(HRM) 일 측에는 적어도 하나의 상기 조명부가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 가이드 구조는 투명 재질을 포함하는 플레이트 형상의 가이드 구조를 포함하고, 상기 광 가이드 구조는 아크릴(acrylic) 재질을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예의 전자 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
제 2 플레이트: 701
조명부: 750
생체 센서: 760
광 가이드 구조: 740
브라켓: 710
제 1 경로: L1
제 2 경로: L2
조명부: 750
생체 센서: 760
광 가이드 구조: 740
브라켓: 710
제 1 경로: L1
제 2 경로: L2
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
제 1 플레이트, 상기 제 1 플레이트와 반대 방향을 향하고, 투명한 글래스로 형성된 제 2 플레이트 및 상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 사이드 부재를 포함하는 하우징으로서, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 1 플레이트로부터 반대 방향을 향하는 외면 및 상기 제1 플레이트를 향하는 내면을 포함하고, 상기 제 2 플레이트는 제 1 홀을 포함하는 하우징;
상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 사이에 위치하는 내부 중간 플레이트;
상기 중간 플레이트 및 상기 제 1 플레이트 사이에 위치하는 터치스크린 디스플레이;
상기 제 2 플레이트의 상기 내면과 부착되고, 상기 하우징 외부로부터 상기 하우징 내부를 시각적으로 보이지 않도록 구성되고, 상기 제 1 홀에 대응하는 제 1 개구 및 상기 제 1 개구와 인접 배치된 제 2 개구를 포함하는 불투명층으로서, 상기 제 2 개구는 상기 제 2 개구에 대응하는 상기 제 2 플레이트의 적어도 일부에 투명 영역을 제공하도록 구성되고, 상기 투명 영역은 상기 제 2 플레이트의 상기 외면과 심리스하게(seamlessly) 연결되고, 상기 제 2 플레이트를 통해 상기 하우징의 상기 내부와 상기 하우징의 상기 외부를 광학적으로 연결하고, 상기 제 2 개구는 상기 제 1 개구로부터 150mm 내에 위치하고, 상기 제 1 홀은 상기 제 1 개구와 중첩되고 상기 제 2 개구와 중첩되는 않는 상기 불투명층;
상기 제 2 플레이트의 상기 제 1 홀 및 상기 제 1 개구 내에 부분적으로 위치하는 카메라 어셈블리;
상기 제 2 개구를 향하면서 상기 카메라 어셈블리와 기능적으로 연결되는 발광 다이오드(LED);
상기 제 2 개구를 향하면서, 광 방출 요소 및 광 수신 요소를 포함하는 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리로서, 상기 제 2 개구는 상기 심박 측정 장치(HRM) 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 내면 사이의 간극을 가지도록 형성된 심박 측정 장치 어셈블리; 및,
상기 LED 및 상기 제 2 플레이트 사이의 상기 제 2 개구의 제 1 부분과 상기 심박 측정 장치 어셈블리 및 상기 제 2 플레이트 사이의 상기 제 2 개구의 제 2 부분을 포함하는 광 가이드 구조로서, 상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 제 1 부분은 상기 LED를 둘러싸고, 상기 제 2 부분은 상기 광 방출 요소를 둘러싸는 상기 광 가이드 구조를 포함하는 전자 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 플레이트의 상기 내면 및 상기 광 가이드 구조 사이에 위치하는 광학 투명 점착층(optically clear adhesive layer)을 더 포함하는 전자 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 플레이트의 상기 내면 및 상기 심박 측정 장치 어셈블리 사이에 위치하고, 상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 어셈블리의 적어도 하나의 부분을 둘러싸는 환형의 스트립을 더 포함하고,
상기 환형의 스트립은 상기 불투명층과 서로 다른 색을 가지는 전자 장치.
- ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 3 항에 있어서,
상기 제 2 플레이트의 위에서 보여질 때, 상기 광 수신 요소는 상기 광 방출 요소 및 발광 다이오드 사이에 위치하는 전자 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 광 가이드 구조는,
상기 광 방출 요소 및 상기 광 수신 요소 사이에 배치되고, 상기 광 방출 요소 및 상기 광 수신 요소를 구획하는 적어도 하나의 격벽(shielding wall)을 포함하는 전자 장치.
- ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 3항에 있어서,
상기 하우징의 상기 제 2 플레이트 및 상기 광 가이드 구조 사이에 배치되고, 상기 광 가이드 구조의 상기 제 1 부분 또는 상기 제 2 부분 중 적어도 일부분에 대응되는 영역에 적어도 하나의 개구가 형성된 브라켓을 더 포함하는 전자 장치.
- ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 6 항에 있어서,
상기 광 가이드 구조의 상기 제 1 부분에 형성된 돌출 형성 부분은 상기 브라켓의 상기 적어도 하나의 개구 내측에 삽입 되도록 배치되는 전자 장치.
- ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 7 항에 있어서,
상기 불투명층은 상기 제 1 개구와 인접 배치된 제 3 개구를 포함하고, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 3 개구와 중첩되는 제 2 홀을 포함하며,
상기 제 2 플레이트 위에서 보여질 때, 상기 제 2 홀 및 상기 제 3 개구 내에 부분적으로 위치하는 지문 센서를 더 포함하는 전자 장치.
- ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 8 항에 있어서,
상기 지문 센서는 상기 카메라 어셈블리를 기준으로 상기 심박 측정 장치 어셈블리는와 대응되도록 배치되며,
상기 지문 센서 및 상기 카메라 어셈블리는 상기 제 2 플레이트의 적어도 하나의 개구를 통해 부분적으로 노출된 전자 장치.
- 전자 장치에 있어서,
디스플레이 장치가 제 1 방향을 향하여 노출되는 제 1 플레이트 및 상기 제 1 플레이트의 반대인 제 2 방향을 향하고 제 1 홀을 포함하는 제 2 플레이트를 포함하는 하우징;
상기 제 2 플레이트의 내면에 부착되고, 상기 하우징 외부로부터 상기 하우징 내부를 시각적으로 보이지 않도록 구성되고, 상기 제 1 홀에 대응하는 제 1 개구 및 상기 제 1 개구와 인접 배치된 제 2 개구를 포함하는 불투명층으로서, 상기 제 2 개구는 상기 제 2 개구에 대응하는 상기 제 2 플레이트의 적어도 일부에 투명 영역을 제공하도록 구성되고, 상기 투명 영역은 상기 제 2 플레이트의 외면과 심리스하게(seamlessly) 연결되고, 상기 제 2 플레이트를 통해 상기 하우징의 상기 내부와 상기 하우징의 상기 외부를 광학적으로 연결하고, 상기 제 1 홀은 상기 제 1 개구와 중첩되고 상기 제 2 개구와 중첩되지 않는 불투명층;
상기 하우징의 내부에 배치된 인쇄 회로기판;
상기 투명 영역 및 상기 인쇄 회로기판의 사이에 배치되고, 상기 인쇄 회로기판과 전기적으로 연결되고, 상기 투명 영역을 향해 광을 방출하는 조명부; 및
상기 투명 영역 및 상기 인쇄 회로기판의 사이에 배치되고, 상기 인쇄 회로기판의 적어도 일부와 전기적으로 연결되어 상기 투명 영역을 통해 전달된 광을 감지하는 생체 센서를 포함하는 전자 장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 플레이트의 상기 투명 영역과 대면 배치되고, 상기 조명부에서 방출된 광의 경로 및 상기 생체 센서로 제공되는 광의 경로를 가이드하는 광 가이드 구조를 더 포함하는 전자 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 생체 센서는 지문 센서를 포함하고,
상기 제 2 플레이트는 글래스(glass) 및 상기 투명 영역에 대응하는 개구를 포함하는 전자 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 광 가이드 구조는,
상기 제 2 방향으로 돌출 형성된 투명 재질을 포함하고, 상기 구조 내측으로 상기 조명부에서 방출된 광의 경로를 가이드하는 제 1 부분; 및
상기 생체 센서와 대응되는 개구된 영역을 포함하고, 상기 개구 내측으로 상기 조명부에서 방출된 광의 적어도 일부가 외부 객체의 일부에 반사된 광의 경로를 상기 지문 센서를 향하도록 가이드하는 제 2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 광 가이드 구조는, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 배치되고, 상기 조명부와 상기 생체 센서를 구획하는 적어도 하나의 격벽(shielding wall)을 포함하는 전자 장치.
- ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 14 항에 있어서,
상기 하우징의 상기 제 2 플레이트 및 상기 광 가이드 구조 사이에 배치되고, 상기 광 가이드 구조의 상기 제 1 부분 또는 상기 제 2 부분 중 적어도 일부 영역에 대응되는 영역에 적어도 하나의 개구가 형성된 브라켓을 더 포함하는 전자 장치.
- ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 15 항에 있어서, 상기 브라켓은,
상기 제 2 플레이트에 배치된 홀로 노출된 적어도 하나의 카메라 어셈블리의 적어도 일부가 배치된 카메라 영역 및
상기 카메라 영역과 인접 배치되고, 상기 생체 센서 및 상기 조명부가 배치되는 생체 센싱 영역을 포함하는 전자 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 생체 센서는 상기 조명부와 동일 평면 상에 배치되고, 지문 센서 및 심박 측정 장치(HRM) 센서 중 어느 하나를 포함하는 전자 장치.
- ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 17 항에 있어서,
상기 조명부는 외부에 조명을 제공하거나, 상기 생체 센서의 광원을 제공하도록 호환 가능한 전자 장치.
- ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 10 항에 있어서,
상기 제 2 플레이트의 투명 영역에 배치되는 생체 센서는 지문 센서 및 상기 지문 센서와 동일 평면 상에 배치되는 심박 측정 장치(HRM) 센서를 포함하고,
상기 지문 센서 또는 상기 심박 측정 장치(HRM) 일 측에는 적어도 하나의 상기 조명부가 배치되는 전자 장치.
- ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 14 항에 있어서,
상기 광 가이드 구조는 투명 재질을 포함하는 플레이트 형상의 가이드 구조를 포함하고, 상기 광 가이드 구조는 아크릴(acrylic) 재질을 포함하는 전자 장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |