KR20080102124A - 활성화 디바이스 - Google Patents

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KR20080102124A
KR20080102124A KR1020087012385A KR20087012385A KR20080102124A KR 20080102124 A KR20080102124 A KR 20080102124A KR 1020087012385 A KR1020087012385 A KR 1020087012385A KR 20087012385 A KR20087012385 A KR 20087012385A KR 20080102124 A KR20080102124 A KR 20080102124A
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쟝-프랑수와 맹궤
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아트멜 스위처랜드
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Abstract

활성화 과정은 지문의 리지와 밸리의 통과를 검출하고, 대응하는 전기 신호를 발생시킨다. 이 전기 신호는 필터링되어 필터링된 전기 신호를 생성하게 되고, 이 필터링된 전기 신호의 평균 레벨이 임계값을 초과하는 경우, 활성화 신호가 발생된다.
활성화, 센서, 지문, 활성 상태, 대기 상태, 검출

Description

활성화 디바이스{ACTIVATION DEVICE}
본 개시물은 전자 디바이스의 활성화에 관한 것이다.
배경
전자 디바이스는, 활성 상태 및 비활성 상태와 같은 상이한 동작 상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 활성 상태는, 전자 디바이스가 완전히 기능하는 동작상태를 포함할 수 있다. 이에 반해, 예를 들어, 비활성 상태는, 전자 디바이스가 대기 모드와 같은 전력 보존 모드에 있는 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는, 소정의 활성화 입력 (예를 들어, 입력 키 또는 입력 키들의 조합의 프레싱, 스위치 작동, 전자 디바이스 상의 커버 오픈 등) 에 의해 비활성 상태로부터 활성화될 수 있다. 그러나, 이러한 활성화 디바이스들은, 입력 키들의 의도하지 않은 작동에 의해 불필요하게 활성화되고/되거나, 전자 디바이스의 치수를 증가시키기 쉽다.
개요
지문 센서와 같은 센서에 기초한 활성화 디바이스와 활성화 방법이 본 명세서에 개시되어 있다. 일 구현 형태에서, 활성화 디바이스는 전자 디바이스를 활성 모드로 활성화하도록 구성된다. 예를 들어, 활성화 디바이스는, 센서, 필터 및 임계값 검출기를 포함할 수 있다. 센서는 지문의 리지 (ridge) 와 밸리 (valley) 에 응답하여 전기 신호를 생성할 수 있다. 필터는 이 전기 신호를 수신하고, 이 전기 신호를 필터링하여, 필터링된 전기 신호를 생성할 수 있다. 임계값 검출기는 필터링된 전기 신호를 수신하고, 이 필터링된 전기 신호가 임계값을 초과하는 경우, 활성화 신호를 제공할 수 있다. 일 구현형태에서, 필터는 대역필터를 포함하고, 소정의 기간 동안 필터링된 전기 신호가 임계값을 초과하는 경우, 활성화 신호가 발생된다.
일 구현형태에서, 활성화 방법은 지문의 리지와 밸리의 통과 (passage) 를 검출하고, 대응하는 전기 신호를 발생시킨다. 전기 신호는 필터링되어, 필터링된 전기 신호를 생성하고, 소정의 기간 동안 이 필터링된 전기 신호의 평균 레벨이 임계값을 초과하는 경우, 활성화 신호가 발생된다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 센서가 장착된 휴대용 전자 디바이스를 도시한다.
도 2 는 일 예시적인 센서의 단면도이다.
도 3 은 일 예시적인 활성화 제어 회로의 블록도이다.
도 4 는 다른 예시적인 활성화 제어 회로의 블록도이다.
바람직한 구현형태의 상세한 설명
도 1 은 센서 (12) 가 장착된 휴대용 전자 디바이스 (10) 를 도시한다. 일 구현형태에서, 휴대용 전자 디바이스 (10) 는 모바일 전화기일 수 있고, 센서 (12) 는 지문 센서일 수 있다. 도 1 에서, 예를 들어 모바일 전화기 (10) 는 에너지 소모를 최소화하기 위해 대기 기능을 가질 수 있다. 전자 디바이스 (10) 는, 소정의 유휴 기간 후에 대기 모드로 자동으로 스위칭하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 도시된 모바일 전화기 (10) 는, 사용자의 인식을 보장하고 사용자에 의한 동작을 인가하기 위해 지문 센서 (12) 및 연관 회로를 포함한다.
일 구현형태에서, 지문 센서 (12) 는, 지문이 스캐닝 됨에 따라 연속적인 지문 이미지 데이터를 제공하는 다중 픽셀의 수개의 선들의 좁은 바를 구비하는 스위핑 (sweeping) 센서를 포함한다. 지문의 표현은, 제공된 지문 이미지 데이터를 합성함으로써 복원될 수 있다. 이러한 타입의 예시적인 센서 (12) 는 프랑스특허 제 2749955 호에 기재되어 있다.
일 구현형태에서는, 전자 디바이스 (10) 가 대기 모드에 있는 경우, 지문 센서 (12) 가 비활성화될 수 있다. 그러나, 센서 (12) 의 일부는 활성 상태로 유지되고, 활성화 기능을 용이하게 할 수 있다. 일 구현형태에서는, 지문 센서 (12) 에서의 하나 이상의 픽셀들이 활성 상태로 유지될 수 있다.
예를 들어, 지문 센서 (12) 는 초전기 또는 압전 (일반적으로 초전기 또는 압전 재료는 초전기 특성과 압전 특성 모두를 가짐) 센서티브 필름 센서 (sensitive film sensor), 즉, 픽셀들이 직접 또는 거의 직접적으로 센서티브 필름과 접촉하는 지문의 리지의 온도 또는 압력에 고감도이고, 유사하게 리지의 부재 (즉, 밸리들) 에 민감한 센서일 수 있다.
재활성화 픽셀 또는 픽셀들, 즉, 활성 상태로 유지되는 하나 이상의 픽셀들은, 지문 검출 픽셀들의 바 옆에 위치되거나, 그 바 자체의 일부일 수 있다. 제 2 구현형태에서는, 이들 재활성화 픽셀들로부터 나오는 신호를 판독하도록 처리가 제공되므로, 전체 바가 활성 상태로 유지될 필요가 없다.
도 2 는 일 예시적인 센서 (12) 의 단면도이다. 손가락은 센서 (12) 의 전체에 걸쳐서 스위핑되고 있다. 센서 (12) 의 단면도는, 3 개의 픽셀 선들 (L1, L2, L3) 과 재활성화에 사용되는 인접 픽셀 (Pr) 의 바를 도시한다. 예를 들어, 재활성화 픽셀 (Pr) 은 바의 다른 픽셀들과 유사할 수 있다. 일 구현형태에서, 인접 픽셀 (Pr) 은 고립형 픽셀이고, 각각의 측면에서 대략 50 ㎛ 를 나타낸다. 그러나, 다른 픽셀 치수가 사용될 수도 있다.
도 3 에는 픽셀 (Pr) 로부터의 신호의 처리가 도시되며, 도 3 은 일 예시적인 활성화 제어 회로의 블록도이다.
재활성화 픽셀 (Pr) 은, 지문의 리지와 밸리의 스크롤링을 나타내는 신호를, 전자 디바이스 (10) 가 대기 모드에 있는 경우에 활성 상태를 유지하는 증폭기 (A) 에 공급한다. 증폭기 (A) 로부터의 신호는 필터 (FB) 로 송신된다. 예를 들어, 필터 (FB) 는 픽셀 (Pr) 로부터의 신호를 대역통과 필터링하여, 2 개의 주파수 (F1 및 F2) 사이에 포함된 주파수 스펙트럼만을 존속시킬 수 있다. 간격 (F1-F2) 은, 예상 속도로 픽셀을 걸쳐 움직이는 손가락의 지문의 리지와 밸리를 나타내는 신호의 대부분의 주요 주파수 변화 (most of the main variation frequency) 를 포함하도록 F1 과 F2 사이에 포함된 주파수들이 선택된다. 예 를 들어, 예상 속도는 대략 4 내지 40 cm/s 일 수 있다. 이들 값들은 일례로서 주어지는데, 그 이유는 이들이 센서에 걸쳐 손가락을 스위핑함으로써 장치를 재활성화하도록 요청되는 사람의 손가락의 이동을 사실적으로 나타내기 때문이다. 그러나, 다른 속도들이 이용될 수도 있다. 주파수들 (F1 및 F2) 의 선택은, 지문 치수와 선택된 속도에 기초할 수 있다. 예를 들어, 통상적인 지문 밸리 피치가 450 ㎛ 인 경우, 주파수 (F1 및 F2) 는 다음 크기 정도, 100 내지 200 Hz 의 F1, 및 1000 내지 3000 Hz 의 F2 를 가질 수도 있다.
예를 들어, 대역폭 필터 (FB) 는, 신호의 연속 성분을 비롯한 오디오 주파수들을 제거하기 위한 직렬의 단일 캐패시터 및, 그 다음의 대역폭 필터를 포함할 수 있다. 캐패시터는, F1 미만의 주파수들을 제거하거나 감소시키고, 대역폭 필터는 F2 초과의 주파수들, 즉 센서에 걸친 손가락의 고의적인 스위핑을 크게 나타내지 않는 주파수를 감소시키거나 제거하도록 구성될 수 있다.
필터링된 신호는 검출기 (RD) 에 제공된다. 일 구현형태에서, 예를 들어 검출기 (RD) 는 평균값 검출기 (RD) 를 포함한다. 일 구현형태에서, 평균값 검출기 (RD) 는, 저주파수 필터링과 대역폭 필터 (FB) 로부터 출력된 신호의 정류에 기초하는 출력 신호를 발생시킨다. 본 명세서에서는, 평균값 검출기에 대한 참조는 가장 광범위한 것으로, 평균값 검출기 또는 피크값 검출이다. 일반적으로 고려되는 평균값 검출기는, 필터링된 신호 변화의 전체 평균 진폭을 나타내는 신호를 공급한다.
평균값 검출기 (RD) 의 출력은 임계값 검출기 (DTH) 에 인가된다. 평균 값이 소정의 임계값을 초과하는 경우에는, 검출기 (DTH) 는 모바일 디바이스 (10) 전체 또는 그 서브시스템들을 재활성화하기 위한 신호를 공급한다. 평균값이 이 임계값을 초과하지 않는 경우에는, 재활성화가 요청되지 않았다고 고려되어, 검출기 (DTH) 는 재활성화 신호를 공급하지 않는다.
검출 신호의 부재는, 손가락이 센서 (12) 상부를 스위핑하지 않았고, 비성공적으로 스위핑되었고, 너무 천천히 스위핑되었거나 너무 빠르게 스위핑되었다는 사실로부터 기인할 수도 있다. 어느 경우이든, 모바일 디바이스 (10) 는 재활성화되지 않고, 손가락의 다른 스위핑을 기다린다.
도 4 는 다른 예시적인 활성화 제어 회로의 블록도이다. 도 4 의 회로는, 임계값 검출기 (DTH) 가 임계값 검출기 (DTH) 로부터의 출력 신호의 존재의 최소 지속기간을 검출할 수 있는 회로 (DD) 에 연결된 것을 제외하고, 도 3 의 회로와 유사하다. 예를 들어, 회로 (DD) 는 DTH 로부터 검출 신호를 수신하고, 이어서 검출 신호에 대하여 Tmin 지연된 펄스의 송신을 트리거한다 (단일 안정 (monostable)·플립-플롭이, 이 기능을 핸들링할 수 있음). 예로서, AND 논리 게이트가 검출 신호와 지연된 펄스를 수신할 수 있다. 따라서, 임계값 검출기 신호가 여전히 지속기간 (Tmin) 이상으로 존재하는 경우에만, 재활성화 신호가 발생된다. 임계값 검출기 (DTH) 로부터의 출력 신호가 Tmin 이전에 중단되는 경우, 재활성화 신호는 송신되지 않는다.
또 다른 구현형태에서, 사용자가 반대 방향으로 손가락을 두 번 스위핑하는 것이 요구될 수 있다. 예를 들어, 재활성화 회로는 시간-관련 시퀀스 검출기를 이용할 수 있다. 예를 들어, 재활성화 회로는 시간-관련 시퀀스 템플릿을 갖는 구조를 포함할 수 있는데, 임계값 검출기로부터의 신호는, 재활성화 신호를 트리거하는 이 템플릿을 따라야만 한다. 통상적으로, 재활성화 회로는, 알고리즘을 실행하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있는데, 이 알고리즘은 다음의 조건이 충족되지 않으면 재활성화 신호의 송신을 야기하지 않는다:
- 최소 0.5 초 동안 임계값의 오버런 (초과) 이 없음;
- 그 다음에, 최소 0.1 초, 최대 0.5 초 동안 오버런의 검출;
- 그 다음에, 최소 0.1 초, 최대 0.5 초 동안 오버런의 부재;
- 그 다음에, 최소 0.1 초, 최대 0.5 초 동안 오버런의 검출;
- 마지막으로, 최소 0.1 초 동안 어떠한 오버런도 부재
전술한 예시적인 알고리즘은, 양 방향으로의 사용자의 손가락의 스위핑을 나타내는 상태를 검출한다. 또한, 다른 기간들이 이용될 수도 있다.
따라서, 본 예시적인 구현형태에서, 임계값 오버런 검출기가 지속기간의 초기 범위 내에 있는 지속기간 동안 오버런 신호를, 그 다음에, 지속시간의 제 2 범위 내에 포함된 지속기간 동안 어떠한 오버런 신호도 부재, 마지막으로 그 다음에, 지속기간의 제 3 범위 내에 포함된 지속기간 동안 또 다른 오버런 신호를 공급하는 경우, 재활성화 회로는 활성 모드 스위칭 신호의 송신을 가능하게 한다. 전술한 실시예에 도시된 바와 같이, 이 3 개의 범위들은 동일할 수 있고, 또한 다른 범위들이 이용될 수 있다.
또 다른 구현형태에서, 지문의 스위핑에 민감한 센서는, 제 1 재활성화 픽셀 (Pr) 을 포함할 뿐만 아니라, 제 2 재활성화 픽셀 (Pr')을 포함한다. 이들 2 개 픽셀들로부터의 신호는, 손가락 스위칭 방향 검출 회로 (DS) 에 인가된다. 이 회로는 각각의 픽셀들로부터의 시간-관련 신호들의 상관에 기초할 수도 있다. Pr 로부터의 시간-관련 신호와, Pr' 로부터 도출되며 시간 간격 (dT) 만큼 지연된 신호 사이에서 강한 상관 (strong correlation) 이 발견되는 경우, 이 상관은, 픽셀 (Pr') 이 픽셀 (Pr) 이전에 손가락을 인식한다는 것을 나타낸다. 이에 반해, Pr' 로부터의 시간-관련 신호와, Pr' 로부터 지연된 신호 사이에서 강한 상관이 발견되는 경우, 이는, 픽셀 (Pr) 이 픽셀 (Pr') 이전에 손가락을 인식한다는 것을 의미한다. 상관은, 현저한 상관이 발견될 때까지, 수개의 연속적인 지연들 (dT, 2dT 등) 에 대해 탐색될 수 있다. 상관은, 어떤 기간 동안 2 개의 신호들을 빼는 것과, 그 시간 동안 차이 신호 에너지를 계산하는 것을 포함할 수 있다.
손가락 통과의 방향을 결정하는데 있어서, 손가락이 스위핑되는 각각의 방향에 대해 소정의 최소 지속기간 동안, 검출되고 필터링된 신호의 평균 레벨이 임계값을 초과하는 경우, 재활성화 신호만이 송신되도록 구성요소가 배열될 수도 있다.
예를 들어, 다른 구현형태에서는, 손가락을 2 번 대신에 3 번 스위핑하도록 요구되는 것이 고려될 수 있다.
일 구현형태에서는, 필터링 FB, 및 검출 DTH 기능과 알고리즘이, 증폭기 (A) 에 의해 출력된 신호를 디지털화함으로써 디지털로 구현된다. 디지털 구현은, 캐패시터와 레지스터에 기초한 아날로그 필터보다 적은 실리콘 표면을 사용할 수 있고, 또한, 더욱 실용적인 템플릿의 조정을 제공하는데, 그 이유는 이들이 메모리 레지스터, 휘발성 물질 또는 비휘발성 물질을 이용하여 프로그래밍되도록 구성될 수 있기 때문이다.
그러나, 아날로그 구현도 이용될 수 있다. 이 개시된 설명은 본 발명의 최상의 모드를 기재하고, 발명을 기술하고, 당업자가 본 발명을 실시 및 이용할 수 있게 하는 실시예들을 제공한다. 이 개시된 설명은 기재된 명확한 용어들에 본 발명을 제한하지는 않는다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예들을 참조로하여 상세히 설명되었고, 당업자는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 이들 실시예들에 대한 변경, 수정 및 변형을 달성할 수도 있다.

Claims (9)

  1. 활성 모드와 대기 모드를 갖는 전자 장치를 재활성화하고, 상기 전자 장치를 대기 모드로부터 활성 모드로 스위칭하도록 설계된 디바이스로서,
    기본 센서의 전방에서 지문의 리지 (ridge) 들과 밸리 (valley) 들의 스위핑 (sweeping) 에 대응하는 가변 레벨의 전기 신호를 공급할 수 있는 상기 기본 센서;
    상기 전기 신호를 수신하고, 결정된 주파수 대역 외부에서 감소된 변화를 갖는 필터링된 신호를 제공하는 대역폭 필터; 및
    소정의 최소 기간 동안 상기 필터링된 신호가 소정의 임계값을 초과한 경우에만, 상기 전자 장치를 재활성화하기 위한 활성 모드 제어 신호를 제공하는 평균 신호 레벨 임계값 검출기를 포함하는, 전자 장치를 재활성화하는 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기본 센서는, 상기 지문의 리지와 밸리 사이에 일반적인 간격보다 사이즈면에서 더 작고, 통상적으로 100 ㎛ 미만을 나타내는, 센서티브 영역 (sensitive zone) 을 포함하는, 전자 장치를 재활성화하는 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링된 신호에 의해 오버런되는 임계값 지속기간이 2 개의 소정의 값들 사이에 포함되는 경우, 상기 활성 모드 제어 신호의 송신을 가능하게 하는 수단 을 포함하는, 전자 장치를 재활성화하는 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평균 신호 레벨 임계값 검출기가, 지속기간들의 초기 범위 내에 있는 지속기간 동안의 상기 임계값의 오버런, 지속기간들의 제 2 범위 내에 포함된 지속기간 동안의 임의의 오버런의 부재의 후속, 지속기간들의 제 3 범위 내에 포함된 지속기간 동안의 또 다른 오버런의 최종적인 후속을 나타내는 경우, 상기 활성 모드 제어 신호의 송신을 가능하게 하는 수단을 포함하는, 전자 장치를 재활성화하는 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기본 센서는, 전술된 상기 제 1 센서티브 영역 (Pr) 과 유사한 적어도 하나의 제 2 센서티브 영역 (Pr') 을 갖고, 각각의 센서티브 영역은 각각의 신호를 공급하고,
    상기 전자 장치를 재활성화하는 디바이스는,
    상기 2 개의 신호들로부터 상기 지문의 이동 방향을 결정하고, 및
    상이한 방향으로 연속적으로 적어도 2 개의 손가락의 스위핑이 결정된 시간 간격으로 검출되는 경우, 및 상기 시간 간격 내에서, 각각의 스위핑에 대한 최소 지속기간 동안, 상기 센서티브 영역들 중 적어도 하나로부터의 상기 신호가 상기 임계값 초과인 경우, 상기 활성 모드 제어 신호의 송신을 허용하는 수단을 포 함하는, 전자 장치를 재활성화하는 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는, 압전 또는 파이러테크니칼 (pyroytechnical) 필름 센서, 또는 용량 검출 센서, 또는 무선 주파수 신호를 이용하는 활성 검출 센서, 또는 투과 또는 반사를 이용하는 광학 센서인, 전자 장치를 재활성화하는 디바이스.
  7. 활성 모드와 대기 모드를 갖는 전자 디바이스를 재활성화하는 방법으로서,
    지문이 이동함에 따라 상기 이동에 민감한 센서의 전방에서 상기 지문의 리지 (ridge) 들과 밸리 (valley) 들의 통과 (passage) 를 검출하고, 상기 이동에 대응하는 가변 레벨 신호를 발생시키는 단계;
    상기 센서의 전방에서 상기 지문의 스위핑의 결정된 주파수 대역 특성 외부의 신호 변화를 감소시키기 위해, 대역폭 필터에서 상기 가변 레벨 신호를 필터링하는 단계; 및
    결정된 최소 기간 동안, 상기 필터링된 신호의 평균 레벨이 결정된 임계값을 초과하는 경우, 활성 모드 제어 신호를 공급하는 단계를 포함하는, 전자 디바이스를 재활성화하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 1 방향 다음에 제 2 방향으로 손가락의 통과를 검출하는 단계를 포함하 고, 손가락 통과의 각각의 방향에 대해 결정된 최소 시간 동안, 상기 필터링된 신호의 상기 평균 레벨이 상기 임계값을 초과하는 경우에만, 상기 활성 모드 제어 신호가 공급되는, 전자 디바이스를 재활성화하는 방법.
  9. 활성 모드와 대기 모드를 갖고, 이용의 보안성을 제공하는 지문 판독기를 갖는 전자 장치로서,
    상기 전자 장치를 재활성화하는 제 1 항에 따른 디바이스를 포함하고,
    상기 디바이스의 상기 기본 센서는, 상기 지문 판독기에 형성된 적어도 하나의 센서티브 픽셀 (sensitive pixel) 을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 픽셀은 상기 지문 판독기의 나머지가 대기 모드에 있는 경우, 활성 모드로 유지되는, 전자 장치.
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