KR20160144466A

KR20160144466A - 지문센서에서 액티브 베이스라인 신호 취소

Info

Publication number: KR20160144466A
Application number: KR1020167031617A
Authority: KR
Inventors: 보 피; 멩타 양
Original assignee: 선전 후이딩 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2016-12-16
Also published as: KR20190109572A; EP3127045A4; CN106537411A; US20170068837A1; WO2016055008A1; US10074002B2; CN106537411B; EP3127045A1

Abstract

본 발명의 일 양상에 따라, 지문 센서 칩(102)은 센서 픽셀들(110)의 어레이를 포함한다. 상기 센서 픽셀들 중 최소한 한 개는 기준 센서 픽셀(126)로 지정되고, 상가 어레이 내의 나머지 센서 픽셀(110)들은 지문 데이터를 위한 것으로 지정된다. 상기 센서 칩(102)은 기준 센서 픽셀(126)의 출력 신호에 최소한 근거하여, 나머지 센서 픽셀들의 출력 신호들로부터 베이스라인 신호(132)를 상쇄시키기 위한 증폭기 회로(144)를 포함하는 신호 처리 유닛(112)을 포함한다.

Description

지문센서에서 액티브 베이스라인 신호 취소{ACTIVE BASELINE SIGNAL CANCELLATION IN FINGERPRINT SENSORS}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 특허 문헌은 2014년 10월 8일 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/061,661의 우선권 혜택을 주장한다. 상기 특허 출원의 전체 내용은 본 문헌의 공개의 일부로서 참조로 포함되어 있다.

기술분야

본 발명은 지문센서에서의 신호 처리에 관한 것이다.

랩톱, 태블릿, 스마트 폰 및 게임 시스템과 같은 휴대용 또는 이동형 컴퓨팅 장치를 포함한 전자 장치들은 개인의 데이터를 보호하고, 비인가 접근을 방지하기 위하여 사용자 인증 메커니즘을 사용할 수 있다. 전자 장치에서의 사용자 인증은 단독으로 또는 기존의 암호 인증 방법에 추가하여 사용될 수 있는 한 가지 또는 다수 형태의 생체인식 식별장치를 통하여 수행될 수 있다. 상기의 생체인식 식별장치들 중 한 가지 많이 사용되는 형태는 사람의 지문 무늬이다. 인증된 사용자 지문 무늬의 인증을 위하여 장치의 인증된 사용자에 의해서만 장치가 잠금 해제될 수 있도록, 지문센서는 사용자의 지문 무늬를 읽기 위하여 전자 장치 안에 내장 설치될 수 있다.

본 특허 문헌은 지문센서에서의 액티브 신호 취소(cancellation)를 수행하기 위한 장치, 시스템 및 테크닉을 제공하기 위한 기술을 설명한다. 지문 검출 장치를 구비하는 이동형 장치를 포함한 소정의 잠겨 있는 장치로의 접근 시도를 인증하기 위하여, 인간 지문 검출이 사용될 수 있다. 본 특허 문헌에 설명된 지문 검출 장치는 인간 지문의 리지(ridge) 및 벨리(valley) 신호를 측정 또는 검출하기 위한 증폭기 및 A/D 변환기(ADCs)를 포함하는 신호 처리 장치의 전체 동적 범위의 이용을 가능하게 하기 위한 액티브 베이스라인 신호 취소를 구비하고 있다. 액티브 베이스라인 신호 취소는 특정 지문에 대한 리지 및 벨리의 무늬의 독특성으로 인한 서로 다른 사용자의 서로 다른 지문 사이에서의 베이스라인 신호에서의 차이를 이용한다.

본 발명의 일 양상에 있어서, 지문센서 칩은 센서 픽셀 어레이를 포함한다. 최소한 한 개의 센서 픽셀은 기준 센서 픽셀로 지정되고, 어레이의 나머지 센서 픽셀들은 지문 데이터를 위한 것으로 지정된다. 센서 칩은 기준 센서 픽셀의 출력 신호에 따라 나머지 센서 픽셀들의 출력 신호로부터 베이스 신호들을 상쇄시키기 위한 증폭기 회로를 포함하는 신호 처리 유닛을 포함한다.

지문 센서는 다음 특징들 중 한 개 또는 그 이상을 포함하기 위하여 다양한 방법을 통하여 구현될 수 있다. 증폭기 회로는 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 나머지 센서 신호들에 해당하는 출력 신호들로부터 감산하여 베이스라인 신호들을 상쇄(cancel out)시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 지문 센서 칩에서의 베이스라인 신호를 취소하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 지문 스캔을 표시하는 입력에 응답하여, 지문 센서 픽셀의 어레이에서, 베이스라인 신호 및 지문 신호들을 포함한 출력 신호들을 발생시키는 단계를 포함한다. 베이스라인 신호들은 지문 신호들보다 더 크다. 상기 방법은 기준 지문 센서 픽셀로서 지문 센서 픽셀들 중 한 개를 선택하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 나머지 센서 픽셀들에 해당하는 나머지 출력 신호로부터 베이스라인 신호들을 취소하기 위하여 선택된 기준 지문 센서 픽셀에 해당하는 출력 신호를 이용하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 나머지 센서 픽셀에 해당하는 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 지문 데이터를 발생시키기 위하여, 증폭된 신호를 이용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 지문 센서 칩에서의 베이스라인 신호를 취소하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 지문 스캔을 표시하는 입력에 응답하여, 지문 센서 픽셀의 어레이에서, 베이스라인 신호 및 지문 신호를 포함하는 출력 신호들을 발생시키는 단계를 포함한다. 베이스라인 신호들은 지문 신호들보다 크다. 출력 신호들은 사전에 설정된 기준 신호와 비교된다. 상기 방법은 사전 설정된 기준 신호가 출력 신호의 임계 퍼센트 내에 있으면, 센서 픽셀 어레이로부터 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여 사전 설정된 기준 신호를 이용하는 단계, 나머지 센서 픽셀에 해당하는 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭하는 단계 및 지문 데이터를 발생시키기 위하여 증폭된 신호를 이용하는 단계들을 실시하여 베이스라인 신호를 상쇄시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따라, 지문 센서 칩은 센서 픽셀의 어레이를 포함한다. 최소한 한 개의 센서 픽셀은 기준 센서 픽셀로 지정되고, 어레이 내의 나머지 픽셀들은 지문 데이터를 위한 것으로 지정된다. 지문 센서 칩은 기준 센서 픽셀의 출력 신호에 따라 나머지 센서 픽셀의 출력 신호로부터 베이스라인 신호들을 상쇄시키기 위한 회로를 포함하는 신호 처리 유닛을 포함한다.

지문 센서 칩은 다음의 특징들 중 한 개 또는 그 이상을 포함하기 위하여 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위한 회로는 나머지 센서 신호들에 해당하는 출력 신호로부터 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 상쇄시킬 수 있다. 신호 처리 유닛은 해당하는 나머지 센서 픽셀의 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭하기 위하여 구성되는 나머지 센서 픽셀 각각을 위한 가산 적분기(an integrating amplifier)를 포함할 수 있다. 신호 처리 유닛은 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로(path) 상에 배치된 나머지 센서 픽셀 각각을 위한 기준 커플링 커패시터를 포함할 수 있다. 신호 처리 유닛은 해당하는 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로 상에 배치된 나머지 센서 픽셀 각각을 위한 센서 커플링 커패시터를 포함할 수 있다. 기준 센서 픽셀은 센서 픽셀의 어레이 중심의 인접한 곳에 위치될 수 있다. 센서 픽셀들 중 한 개 이상이 기준 센서 픽셀로 지정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따라, 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법은 지문 스캔을 표시하는 입력에 응답하여, 지문 센서 픽셀의 어레이에서 발생시키는 단계를 포함한다. 출력 신호는 베이스라인 신호와 지문 신호를 포함하며, 베이스라인 신호는 지문 신호보다 크다. 상기 방법은 지문 센서 픽셀들 중 한 개를 기준 지문 센서 픽셀로 선택하는 단계; 나머지 센서 픽셀에 해당하는 나머지 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 취소하기 위하여, 선택된 지문 센서 픽셀에 해당하는 출력 신호를 이용하는 단계; 나머지 센서 픽셀에 해당하는 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭시키는 단계; 및 지문 데이터를 발생시키기 위하여, 증폭된 신호들을 이용하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 아래의 특징들 중 한 개 또는 그 이상을 포함하기 위하여, 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 기준 센서 픽셀로서 센서 픽셀들 중 추가적인 픽셀들을 선택하는 단계 및 나머지 센서 픽셀의 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 취소시키기 위하여, 선택된 기준 센서 픽셀에 해당하는 출력 신호를 이용하는 단계를 포함한다. 나머지 센서 픽셀의 출력 신호로부터 베이스라인 신호들을 취소시키기 위하여, 선택된 기준 센서 픽셀에 해당하는 출력 신호들을 이용하는 단계는 선택된 기준 센서 픽셀에 해당하는 출력 신호들을 평균화시키는 단계를 포함한다. 평균화된 출력 신호는 나머지 센서 픽셀의 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 취소시키는데 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법은 지문 스캔을 표시하는 입력에 응답하여, 지문 센서 칩 픽셀의 어레이에서 발생시키는 단계를 포함한다. 출력 신호는 베이스라인 신호 및 지문 신호를 포함하며, 베이스라인 신호는 지문 신호보다 크다. 상기 방법은 출력 신호를 사전 설정된 기준 신호에 대하여 비교하는 단계를 포함한다. 사전 설정된 기준 신호가 출력 신호의 임계 퍼센티지를 만족하면, 센서 픽셀의 어레이에서 발생된 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여 사전 설정된 기준 신호를 이용하는 단계, 센서 픽셀의 어레이에 해당하는 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭시키는 단계 및 지문 데이터를 발생시키기 위하여, 증폭된 신호를 이용하는 단계를 실시하여, 베이스라인 신호는 출력 신호로부터 상쇄된다.

상기 방법은 아래의 특징들 중 한 개 또는 그 이상을 포함하기 위하여, 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 지문 데이터를 발생시키기 위하여 증폭된 신호를 이용하는 단계는 센서 픽셀의 어레이의 각각의 행 또는 열에 대하여 한 번에, 센서 픽셀의 어레이로부터 증폭된 신호를 판독하는 단계를 포함한다. 사전 설정된 기준 신호가 출력 신호의 임계 퍼센티지를 만족시키지 못하면, 사전 설정된 기준 신호는 조정될 수 있으며, 조정된 기준 신호가 임계 퍼센티지를 만족하는지를 결정하기 위하여, 센서 픽셀의 출력 신호에 대하여 비교될 수 있다. 조정된 기준 신호가 출력 신호의 임계 퍼센티지를 만족하면, 센서 픽셀의 어레이에서 발생된 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여, 조정된 기준 신호를 이용하는 단계, 센서 픽셀의 어레이에 해당하는 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭시키는 단계 및 지문 데이터를 발생시키기 위하여, 증폭된 신호를 이용하는 단계를 실시하여, 베이스라인 신호는 출력 신호로부터 상쇄될 수 있다. 상기 방법은 임계 퍼센티지가 만족될 때까지 조정된 기준 신호를 증가시키면서 조정시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따라, 이동용 장치는 지문 센서 장치와, 상기 지문 센서 장치 상에 배치된 보호 커버를 포함한다. 보호 커버는 유전체를 포함한다. 지문 센서 장치는 센서 칩을 포함하며, 센서 칩은 센서 픽셀의 어레이를 포함한다. 센서 픽셀들 중 한 개는 기준 센서 픽셀로 지정되며, 어레이 내의 나머지 센서 픽셀들은 지문 데이터를 위한 것으로 지정된다. 센서 칩은 기준 센서 픽셀의 출력 신호에 따라 나머지 센서 픽셀의 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 상쇄시키도록 구성되는 회로를 포함하는 신호 처리 유닛을 포함한다.

이동형 장치는 아래의 특징들 중 한 개 또는 그 이상을 포함하기 위하여 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위한 회로는 나머지 센서 신호에 해당하는 출력 신호로부터 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 상쇄시킬 수 있다. 신호 처리 유닛은 해당하는 나머지 센서 픽셀의 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭시키도록 구성되는 나머지 센서 픽셀 각각을 위한 가산 적분기를 포함할 수 있다. 신호 처리 유닛은 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로 상에 배치된 나머지 센서 픽셀 각각을 위한 기준 커플링 커패시터를 포함할 수 있다. 신호 처리 유닛은 해당하는 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로 상에 배치된 나머지 센서 픽셀 각각을 위한 센서 커플링 커패시터를 포함할 수 있다. 기준 센서 픽셀은 센서 픽셀의 어레이 중심이 인접한 곳에 대체로 위치될 수 있다. 센서 픽셀들 중 한 개 이상은 기준 센서 픽셀로서 지정될 수 있다.

도 1a는 액티브 베이스라인 신호 취소를 구현하기 위한 지문 센서 장치 구조를 도시하는 블록도이다.
도 1b는 액티브 베이스라인 신호 취소를 구현하기 위한 센서 칩 픽셀을 도시하는 도면이다.
도 2a는 액티브 베이스라인 신호 취소를 구현하기 위한 센서 칩의 등가 회로(circuit equivalent)를 도시하는 개략도이다.
도 2b는 액티브 레이스라인 신호 취소를 구현하기 위한 또 다른 센서 칩의 등가 회로를 도시하는 개략도이다.
도 3은 액티브 베이스라인 신호 취소를 위하여 사용되는 기준 센서 픽셀을 도시하는 도면이다.
도 4a는 액티브 베이스라인 신호 취소를 위한 공정을 도시하는 공정 흐름도이다.
도 4b는 액티브 베이스라인 신호 취소를 위한 공정을 도시하는 공정 흐름도이다.

지문 센서 신호는 큰 베이스라인 신호들을 포함하는 경향이 있으며, 지문 데이터를 위한 실제 리지 및 벨리 신호는 전체 신호의 10% 미만이 될 수 있다. 본 특허 문헌에 설명된 실시예들은 지문 센서들에서 액티브 베이스라인 신호 취소를 구현하는 장치, 시스템 및 테크닉을 제공한다. 액티브 베이스라인 신호 취소용의 공개된 테크닉은 인간 지문에 관한 리지 및 벨리 신호를 측정 또는 검출하기 위한 증폭기 및 A/D 변환기(ADCs)를 포함하는 신호 처리 유닛의 전체 동정 범위의 사용을 가능하게 한다. 액티브 베이스라인 신호 취소는 특정 지문에 대한 리지 및 벨리의 무늬의 독특성으로 인한 서로 다른 사용자의 서로 다른 지문 사이에서의 베이스라인 신호에서의 차이를 이용한다.

도 1a는 액티브 베이스라인 신호 취소를 구현하기 위한 지문 센서 장치(100)를 도시하는 블록도이다. 지문 센서 장치(100)는 기판 캐리어(104) 상부에 배치된 센서 칩(102) 및 상기 센서 칩(102) 상부에 배치된 보호 필름 또는 커버 레이어(106)를 포함한다. 보호 필름 또는 커버 레이어(106)는 유리, 이산화규소(SiO2), 사파이어, 플라스틱, 폴리머 및 다른 이와 유사한 재료들과 같은 절연체 또는 유전체 재료를 포함할 수 있다. 보호 필름 또는 커버 레이어(106)는 센서 칩(102)과, 손가락(101)의 일 표면 및 센서 칩(102) 내의 개별 센서 픽셀들의 전도성 센싱 전극들 사이에서 유전체 레이어의 일부로서의 잠재적 기능을 보호하기 위하여 제공된다. 보호 필름 또는 커버 레이어(106)는 지문 센서 장치(100)의 어플리케이션에 따른 선택적 레이어이다. 지문 센서 장치(100)는 이동형 장치와 같은 전자 장치의 상부 커버 유리의 개구부를 통하여 또는 전자 장치의 상부 커버 유리 하부에 배치될 수 있다. 유리 하부 어플리케이션에서 사용될 때는, 보호 필름 또는 커버(106)는 필요가 없다. 왜냐하면, 전자 장치의 상부 커버 유리가 센서 칩(102)을 보호하기 위하여, 기능을 수행하고, 유전체 레이어로서 작용하기 때문이다. 센서 칩(102)은 보호 필름 또는 커버 레이어(106)와 접촉하는 지문으로부터 지문 데이터를 조합으로 센싱 또는 캡쳐하는 센서 픽셀의 어레이를 포함한다. 센서 칩(102)의 각 센서 픽셀은 손가락(101)의 리지 및 벨리에 따른 커패시터의 커패시턴스에 따라 출력 신호(예를 들면, 전압)를 발생한다. 조합 상태에서, 출력 신호는 손가락(101)의 지문 이미지에 해당한다. 픽셀 센서의 개수가 많을수록, 지문 이미지의 해상도는 더 높아진다.

센서 칩(102)은 센서 칩(102)의 많은 부분을 점유할 수 있는 픽셀화된 센서 어레이(110)를 포함할 수 있다. 픽셀화된 센싱 요소 어레이(110) 내의 각각의 센서 픽셀은 CMOS 용량성(capacitive) 센서 또는 지문 특징을 센싱할 수 있는 다른 유형의 센서들을 포함할 수 있다. 센서 칩(102)은 픽셀화된 센서 어레이(110)의 모든 센서 픽셀들로부터 수신된 신호들을 처리하기 위한 신호 처리 유닛(112) 및 신호 처리 유닛(12)에 전기적으로 결합된 연결 유닛(114)을 포함할 수 있다. 신호 처리 유닛(112)은 증폭기, 필터 및 A/D 변환기(ADC)를 포함한 다양한 신호 처리 요소들을 포함할 수 있다. 연결 유닛(114)은 와이어 본딩, 범프 본딩 또는 다른 연결 수단을 이용하여 외부 회로로 연결될 수 있는 다수의 전극들을 포함할 수 있다. 연결 유닛(114)은 지문 센서 장치(100)의 다른 요소들과의 인터페이싱 편의를 위하여 센서 칩(102)의 에지를 따라 배치될 수 있다.

센서 칩(102) 내의 센서 픽셀의 어레이(110)는 다양한 형상 및 크기를 가지도록 배열될 수 있다. 예를 들면, 센서 픽셀의 어레이(110)는 직사각 형상을 갖도록 배열될 수 있으며, 직사각 형상의 폭은 상기 직사각 형상의 높이보다 크다. 직사각 형상의 센서 칩의 크기는 24x88, 32x88 및 56x88 센서 픽셀을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 센서 칩(102) 내의 센서 픽셀의 어레이(110)는 정사각형을 갖도록 배열될 수 있다. 정사각형 센서 칩(102)의 크기는 32x32, 64x64, 96x96 및 128x128 센서 픽셀을 포함한다.

센서 칩의 센서 픽셀 각각의 출력 신호 다수는 지문 데이터를 위한 리지 및 벨리 신호와 관련 없는 베이스라인 신호에 의한 것일 수 있다. 예를 들면, 전체 출력 신호의 10% 미만은 리지 및 벨리 신호에 의한 것일 수 있다. 도 1b는 본 특허 문헌에 공개된 기술에 따라 액티브 베이스라인 취소를 조합으로 실시하는 픽셀화된 센서 어레이(102) 및 신호 처리 유닛(112)의 등가 회로를 갖는 센서 칩(102)을 도시한다.

어레이(110) 내의 센서 픽셀들 중 한 개는 나머지 센서 픽셀(124 및 128) 및 기타와 동일한, 신호 증폭기를 포함하는 지문 센서 요소들을 포함하는 기준 센서 픽셀(126)으로서 지정된다. 어레이(110) 내의 한 개의 센서 픽셀 이상이 베이스라인 취소 신호(예를 들면, 다수 기준 센서 픽셀로부터의 출력 신호를 평균화하여)를 발생시키기 위하여 선택되어 사용될 수 있으며, 기준 센서 픽셀로서 사용되는 각각의 센서 픽셀은 어레이(110)의 해상도를 낮출 수 있다. 이에 따라, 선택된 기준 센서 픽셀 전체 개수는 지문 데이터를 발생시키기 위하여 사용되는 센서 픽셀의 감소와 균형을 이룰 수 있다.

기준 센서 픽셀(126)은 센서 픽셀 어레이(110) 인접한 곳으로부터 선택될 수 있다. 기준 센서 픽셀(126)으로부터의 출력 신호 VCAN(132)가 특정 사용자를 위한 손가락(101)의 커패시턴스에 최소한 부분적으로 근거한다는 것을 확인하기 위하여, 기준 센서 픽셀(126)로서 선택된 센서 픽셀은 손가락(101)과 직접 접촉되어야 한다. 센서 픽셀 어레이(110)의 중심 인접한 곳으로부터 센서 픽셀을 선택함으로써, 선택된 센서 픽셀이 손가락(101)과 직접 접촉할 수 있다.

손가락(101)이 지문 센서(100)와 직접 접촉하면, 손가락(101)의 리지 및 벨리에 관련된 입력 신호 Vin(122)는 기준 센서 픽셀(126)을 포함한 어레이(110)의 센서 픽셀에 의하여 센싱 또는 검출된다. 기준 센서 픽셀(126)은 베이스라인 취소 신호 Vcan(132)를 발생시키기 위하여 사용될 수 있으며, 상기 신호는 어레이(110) 내의 센서 픽셀의 행 또는 열을 판독하기 위하여 연결된 적분기(integrators)(152 및 154) 및 기타의 어레이를 피드(feed)하기 위하여 분산될 수 있다. 어레이(110) 내의 모든 센서 픽셀용의 베이스 신호는 기준 픽셀 출력 신호(132) 레벨로 리셋된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 모든 센서 픽셀용의 출력 신호는 베이스라인 신호에 의하여, 전체 신호 중에서 적은 퍼센티지에 해당하는 리지 및 벨리 신호들로 채워진다. 예를 들면, 출력 신호(130 VPXL_1)는 베이스라인 신호(138) 및 리지/벨리 신호(136)을 포함한다. 이와 유사하게, n번째 센서 픽셀(128)에 대한 출력 신호(134 VPXL_n)은 베이스라인 신호(142) 및 리지/벨리 신호(140)를 포함한다. 모든 센서 픽셀 내에서, 베이스라인 신호(예를 들면, 142 및 138)는 리지/벨리 신호(예를 들면 140 및 136) 보다 훨씬 크다. 센서 픽셀의 출력 신호(130 및 134)로부터의 베이스라인 신호들의 정확한 취소는 인간 지문과 관련된 리지/벨리 신호를 측정 또는 검출하기 위한 증폭기 및 AD 변환기(ADCs)를 포함하는 신호 처리 유닛(112)의 전체 동적 범위의 이용을 가능하게 한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 기준 센서 픽셀(126)를 포함하는 어레이(110) 내의 모든 센서 픽셀들은 동일한 지문 신호 VIN(122)를 수신한다. 실제로, 지문(101)과 관련된 지문 신호 VIN은 특정 센서 픽셀과 접촉하는 리지 및 벨리들에 따라 조금 변할 것이다. 그러나 상기에 설명한 바와 같이, 베이스라인 신호가 모든 센서 픽셀에 대하여 전체 출력 신호를 점유하고 있기 때문에, 베이스라인 취소 신호(132 VCAN) 내의 베이스라인 신호는 센서 픽셀 출력 신호(130 VPXL_1 및 134 VPXL_n) 내의 베이스라인 신호와 동일하다. 베이스라인 신호 내의 공통성으로 인하여, 베이스라인 취소 신호(132 VCAN) 및 센서 픽셀 출력 신호(130 VPXL_1 및 134 VPXL_n)은 손가락 입력 신호(122 VIN) 내에서의 변화에 따라 변할 것이다.

베이스라인 취소 신호(132)는 공통 베이스라인 신호를 취소하기 위하여, 모든 센서 픽셀 출력 신호(130 VPXL_1 및 134 VPXL_n)로부터 감산된다. 도 1b는 각각의 센서 픽셀 내의 공통 베이스라인 신호를 취소하기 위한 회로의 예시로서, 합산 회로(summing circuitry)(144 및 146)를 도시하고 있지만, 전압 가산기(voltage adder) 및 전압 감산기(voltage subtractor)를 포함한 다른 유사한 기능을 하는 회로가 사용될 수도 있다.

도 1b에 도시된 예시에 있어서, 베이스라인 취소 신호(132)는 지문 벨리 신호(즉, 비-베이스라인 신호는 제로에 근접)를 센싱 또는 검출하는 기준 센서 픽셀(126)을 뜻한다. 센서 픽셀(124)의 출력 신호(130)로부터 베이스라인 신호(138)를 취소하기 위하여, 지문 벨리 신호를 포함하는 베이스라인 취소 신호(132)를 이용하는 것은 아래의 방정식 1에 의하여 표현될 수 있다.

VSUM_1=VPXL_1-VCAN (방정식 1)

방정식 1에 있어서, Vsum_1은 베이스라인 취소 이후의 결과 신호를 표시하며, 전체 센서 픽셀 출력 신호(130)의 리지/벨리 신호부(136)와 유사한 지문 리지/벨리 신호(148)를 포함한다. 베이스라인 취소 신호(132 VCAN) 내에 존재하는 소정의 리지/벨리 신호의 크기에 따라 최소한 부분적으로 신호(148 및 136) 사이에는 미세한 중요하지 않은 차이가 있을 수 있다. 이와는 상관없이, 베이스라인 취소 신호(132 VCAN)는 동일한 방법으로 모든 센서 픽셀에 적용되는 일정한 기준 신호이며, 지문 입력 신호(122 VIN)에 대한 소정의 변화(예를 들면, 지문 센서 장치에서의 서로 다른 손가락 놓임)가 모든 센서 픽셀에 동일하게 제공된다. 베이스라인 신호가 개별 리지/벨리 무늬의 독특성으로 인하여 서로 다른 손가락에 대하여 변할 수 있기 때문에, 정확한 손가락 특징(즉, 사용자 특징) 베이스라인 취소 신호는 서로 다른 사용자 손가락에 대하여 정확한 손가락 특징 베이스라인 신호를 취소시키기 위하여 사용될 수 있다. 심지어 동일한 사용자라고 해도, 서로 다른 지문 스캐닝 동안에 손가락 입력 신호(122 VIN) 내에서의 소정의 변화가 베이스라인 취소 공정 동안에 고려될 수 있다. 이와 유사하게, 방정식 1은 센서 픽셀(128)용으로 베이스라인이 취소된 신호(150 VSUM_n)을 획득하는데 이용될 수 있다.

적분기(152)에 의한 베이스라인 신호 취소 및 증폭 이후의 센서 픽셀(1)용의 결과 센서 픽셀 출력(156 VOUT_1)은 아래의 방정식 2에 의하여 표현될 수 있다.

VOUT_1=A2*VSUM_1=A2*(VPXL_1-VCAN)=A2*A1*k*(VIN-s*VIN) (방정식 2)

방정식 2에 있어서, ‘A2’는 적분기(152)의 증폭기 게인(gain)을 뜻하고, ‘A1’은 센서 픽셀(124)의 증폭기 게인을 뜻하며, ‘k’는 지문 리지/벨리 변화를 뜻하며, ‘s’는 전체 출력 신호(130 VPXL_1)에서 베이스라인 신호의 퍼센티지를 뜻한다. 적분기 증폭기 게인 A2는 10이며, 센서 픽셀 게인 A1는 5이며, 지문 리지/벨리 변화 k는 1.01이며, 손가락에서의 신호 VIN은 1V이며, 베이스라인 신호 s는 0.99(유용한 신호는 단지 1%)이라는 것을 가정한다. 이와 같은 가정에 따라, 결과 센서 픽셀 출력(156 VOUT_1)은 0.505V이다. 결과 센서 픽셀 출력(156 VOUT_1)은 취소된 센서 픽셀 출력 신호(VPXL_1)의 99%를 구성하는 모든 베이스라인 신호들과 함께 모두 유용한 신호이다. 유사한 베이스라인 취소는 모든 센서 픽셀들에 대하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 적분기(154)에 의한 베이스라인 신호 취소 및 증폭 이후의 센서 픽셀(128)에 대한 결과 센서 픽셀 출력(158 VOUT_n)은 신호(156)에 대하여 설명된 방정식 2로 표현될 수 있다.

도 2a는 액티브 베이스라인 신호 취소를 구현하는 센서 칩(200)의 등가회로를 도시하는 개략도이다. 센서 칩(200)은 도 1a 및 1B의 센서 칩(102)와 유사하게 구현될 수 있다. 도 2a에서, 등가회로는 액티브 베이스라인 신호 취소의 일 구현예를 나타내기 위하여 도시되어 있다. 센서 칩(200)은 센서 칩(102)에 유사한 센서 픽셀의 어레이(110)를 포함한다. 어레이(110)는 기준 센서 픽셀(202)로 지정된 한 개를 포함하여 다수의 센서 픽셀(204, 206, 208, 210 및 212)를 포함한다. 기준 센서 픽셀(202)를 포함하는 센서 픽셀(204, 206, 208, 210 및 212)의 요소들은 도 2a에 도시되어 있지 않다. 왜냐하면, 본 특허 문헌에 설명된 베이스라인 취소 기술은 센서 픽셀(즉, 센서 픽셀 어그노스틱(agnostic))과는 별개이기 때문이다. 센서 어레이(110)에 사용된 센서 픽셀의 유형의 예시들은 상호 커패시턴스, 셀프-커패시턴스, 광학 센싱, 유도 결합 및 지문을 검출하기 위한 센서 픽셀 기술의 다른 유형들을 포함할 수 있다.

센서 픽셀(204, 206, 208, 210 및 212)은 손가락 입력(예를 들면, 손가락이 지문 센서 장치를 터치 또는 접촉할 때)에 응답하여, 해당하는 출력 신호(220, 222, 224, 226 및 228)를 발생시킬 수 있다. 이와 유사하게, 기준 센서 픽셀(202)은 동일한 손가락 입력에 응답하여, 해당하는 출력 신호를 발생시킬 수 있다. 센서 픽셀로부터의 출력 신호(220, 222, 224, 226 및 228) 및 기준 센서 픽셀로부터의 출력 신호(203)는 아래와 같이 베이스라인 신호 취소를 수행하기 위하여, 신호 처리 유닛(112)에 의하여 처리된다.

기준 센서 픽셀(202로부터의 출력 신호(203)는 모든 센서 픽셀(204, 206, 208, 210 및 212)로 제공되는 베이스라인 취소 신호(VCAN 216 또는 217)를 발생시키기 위하여, 전압 팔로우어(follower) 증폭기(214) 또는 반전 증폭기(215)를 포함하는 다양한 증폭기 회로에 의하여 처리된다. 증폭기(214 및 215)의 게인은 증폭기(216 및 217)(예를 들면, 저항 로드(load)(205 및 207))의 소정의 입력 단자에 인가되는 로드를 제어하여, 제어될 수 있다. 베이스라인 취소 신호 (VCAN 216 또는 217)의 신호 경로를 따라, 로드(218)(예를 들면, 커플링 커패시터 Ccan)은 각각의 센서 픽셀에 대하여 배치된다. 이와 유사하게, 센서 픽셀(204, 206, 208, 210 및 212) 각각의 신호 경로를 따라, 해당하는 로드(230, 232, 234, 236 및 238)(예를 들면, 커플링 커패시터 Csmp와 같은 용량성 로드)들이 배치될 수 있다. 비반전 전압 팔로우어 증폭기(214)가 사용되면, 비반전 베이스라인 취소 신호(216 VCAN)가 발생될 수 있다. 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여, 해당하는 센서 픽셀에 대한 커플링 커패시터 상에서의 비반전 베이스라인 취소 신호(VCAN 216) 전위는 해당하는 용량성 로드(230, 232, 234, 236 및 238) 상에서의 개별 출력 신호(220, 222, 224, 226 및 228) 전위로부터 감산될 수 있다. 반전 증폭기(215)가 사용되면, 반전 베이스라인 취소 신호(217 VCAN)가 발생된다. 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여, 각각의 센서 픽셀에 해당하는 커플링 커패시터(218) 상에서의 반전 베이스라인 취소 신호(VCAN 217)는 정전용량 로드(230, 232, 234, 236 및 238) 상에서의 개별 출력 신호(220, 222, 224, 226 및 228)에 가산될 수 있다.

개별 센서 픽셀(204, 206, 208, 210 및 212)에 대한 베이스라인 신호가 취소된 신호들은 가산 적분기(250, 252, 254, 256 및 258)를 이용하여 증폭될 수 있다. 적분기의 게인은 피드백 커페시터(260, 262, 264, 266 및 268)를 제어하여, 제어될 수 있다. 가산 적분기(250, 252, 254, 256 및 258)는 센서 픽셀 데이터의 행 또는 열을 판독하기 위한 가산 적분기(250, 252, 254, 256 및 258)의 작용을 제어하기 위하여, 스위치 네트워크(240, 242, 244, 246 및 248)에 전기적으로 연결되어 있다.

도 2b는 액티브 베이스라인 신호 취소를 실행하는 또 다른 센서 칩(270)의 등가 회로를 도시하는 개략도이다. 센서 칩(270)은 도 2a에 도시된 센서 칩(200)과 유사하다. 그러나 센서 칩(270)은 특성 센서 픽셀 유형을 이용한 구현을 도시하기 위하여, 자체 정전용량 센서 픽셀들이 센서 픽셀의 어레이(110)에 포함되어 있는 구현예를 보여준다. 센서 칩(200 및 102)과 유사하게, 센서 칩(270)은 센서 픽셀들 사이에 “…” 라벨에 의하여 표시된 다수의 센서 픽셀을 포함한다.

도 2b도 2b시된 예시에 있어서, 지문 데이터에 따른 리지/벨리 신호들을 포함하는 출력 신호(280)를 발생시키기 위한 한 개의 센서 픽셀(272)이 도시되어 있다. 한 개의 센서 픽셀(274)은 기준 출력 신호(275)를 발생시키기 위한 기준 센서 픽셀로서 선택된다. 센서 칩(200)과 유사하게, 신호 처리 유닛(114)은 베이스라인 취소 신호(278)를 발생시키고, 센서 픽셀 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 취소하기 위하여, 기준 센서 픽셀(274)를 포함하는 개별 센서 픽셀(예를 들면, 272)로부터 출력 신호(예를 들면, 출력 신호(280 및 278))를 처리하기 위한 회로를 포함한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 베이스라인 취소 신호(278)는 증폭기(276)의 반전 또는 비반전 구성에 따라 출력신호(280)로부터 감산 또는 출력신호(280)로의 가산을 하기 위한 일정한 기준 신호로서 사용될 수 있다.

출력 신호(280) 및 베이스라인 취소 신호(278)의 신호 경로를 따라, 출력 신호(280)으로부터 베이스라인 취소 신호(278)를 제거하기 위하여 사용되는 전압 가산, 전압 감산 및 전압 나누기를 구현하기 위하여, 로드(예를 들면, 정전용량 로드)Csmp및 Ccan가 배치된다. 가산 적분기(284)의 작용을 제어하기 의하여, 스위치 네트워크(286)가 사용될 수 있다. 증폭기(284)의 게인은 피드백 커페시터(286)의 커패시턴스를 제어하여, 제어될 수 있다.

도 3은 액티브 베이스라인 신호 취소용으로 사용되는 기준 센서 픽셀을 도시하는 도면이다. 도 1a 및 1B에 대하여 설명한 바와 같이, 센서 칩(102)은 센서 픽셀의 어레이(110)와, 픽셀화된 센서 어레이(110) 내의 모든 센서 픽셀들로부터 수신된 신호들을 처리하기 위한 신호 처리 유닛(112)과, 신호 처리 유닛(112)에 전기적으로 결합된 연결 유닛(114)을 포함한다. 신호 처리 유닛(112)은 증폭기, 필터 및 A/D 변환기(ADC)를 포함하는 다양한 신호 처리 요소들을 포함한다. 연결 유닛(114)은 와이어 본딩, 범프 본딩 또는 다른 연결 수단을 통하여 외주 회로에 연결될 수 있는 다수의 전극을 포함한다. 연결 유닛(114)은 지문 센서 장치(100)의 다른 요소들과의 인터페이싱 편의를 위하여 센서 칩(102)의 에지를 따라 배치될 수 있다.

센서 픽셀의 어레이(110)의 서브세트(300)는 기준 센서 픽셀의 선택을 보여주기 위하여 확대 도시되어 있다. 도 1a 및 1B에 대하여 상기에 설명한 바와 같이, 한 개 또는 그 이상의 센서 픽셀이 기준 센서 픽셀로서 선택될 수 있다. 추가로, 선택되는 센서 픽셀은 정확한 베이스라인 신호 정보를 획득하기 위하여, 손가락(101)과의 직접적인 접촉을 가능하게 하기 위하여 픽셀 어레이(110)의 중심이 인접한 곳으로부터 선택된다. 어레이(110)의 서브세트(300)에는, 중심 센서 픽셀은 기준 센서 픽셀(302)로서 선택되고, 주변의 센서 픽셀(304 306, 308, 310, 312, 314, 316 및 318)들은 지문 데이터를 위한 리지/벨리 신호들을 센싱 또는 검출하기 위하여, 사용될 수 있다.

다른 구현예 있어서, 기준 센서 픽셀로서 센서 픽셀들 중 한 개를 선택하기 보다는, 어답티브(adoptive) 베이스라인 취소 신호는 센서 픽셀 출력 신호 각각으로부터 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 구성 가능한 베이스라인 취소 신호는 스타트 값(예를 들면, 지문 센서 장치에서의 알려진 평균 베이스라인 신호)으로 최초로 사전 설정될 수 있다. 손가락의 최초 스캔 이후에, 사전 설정된 값은 센서 픽셀의 센싱된 또는 검출된 신호에 따라 조정될 수 있다. 센서 픽셀의 출력 신호 내의 베이스라인 신호의 퍼센티지는 99% 정도로 예측되며, 베이스라인 취소 신호의 사전 설정된 값은 개별 센서 픽셀의 전체 출력 신호의 99%에 인접한 값으로 조정될 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 모든 센서 픽셀로부터의 모든 출력 신호의 평균 값이 최초 스캔 이후에 베이스라인 취소 신호를 조정하기 위하여 사용될 수 있다.

도 4a는 액티브 베이스라인 신호 취소를 위한 공정(400)을 도시하는 공정 흐름도이다. 손가락 입력(예를 들면, 지문 센서 장치에 접촉하는 손가락)에 응답하여, 센서 픽셀의 어레이는 해당하는 출력 신호(402)를 출력한다. 출력 신호는 지문 데이터를 위한 리지/벨리 신호들에 따른 10% 미만으로 베이스라인 신호들에 의하여 점유된다. 최소한 한 개의 센서 픽셀이 기준 센서 픽셀로 선택된다. 선택된 기준 센서 픽셀의 출력 신호는 나머지 출력 신호(404)로부터 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 기준 신호로서 선택된다. 선택된 기준 신호는 나머지 출력 신호로(406)부터 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여 사용된다. 상쇄된 베이스라인 신호를 갖는 결과 신호들은 센서 픽셀의 행(row)을 판독하고, 지문 데이터(410)를 발생시키기 위하여, 증폭된다(408)(예를 들면, 가산 적분기를 이용).

도 4b는 액티브 베이스라인 신호 취소를 위한 또 다른 공정(420)을 도시하는 공정 흐름도이다. 공정(420)은 액티브 베이스라인 신호 취소를 수행하기 위하여, 어뎁티브(adoptive) 사전 설정 기준 신호를 이용한다. 손가락 입력에 응답하여(예를 들면, 지문 센서 장치에 접촉하는 손가락), 센서 픽셀의 어레이는 해당하는 출력 신호(422)를 발생시킨다. 출력 신호는 지문 데이터를 위한 리지/벨리 신호들에 따른 10% 미만으로 베이스라인 신호들에 의하여 점유된다. 출력 신호들은 사전 설정된 기준 신호(424)에 대하여 비교된다. 사전 설정된 신호가 출력 신호(426)에 근접(예를 들면, 출력 신호의 99%와 같이, 임계 퍼센티지 내)한 것으로 결정되면, 사전 설정된 기준 신호는 출력 신호(428)로부터 베이스라인 신호를 상쇄시키기 위하여 사용된다. 상쇄된 베이스라인 신호를 갖는 결과 신호는 센서 픽셀 데이터의 열을 판독하고, 지문 데이터를 발생(432)시키기 위하여, 증폭(예를 들면, 가산 적분기를 이용)된다(430). 사전 설정된 기준 신호가 임계 퍼센티지를 만족시키지 못하면, 사전 설정된 기준 신호는 어뎁티브하게 조정(434)되고, 센서 픽셀(424)의 출력 신호에 대하여 비교된다. 사전 설정된 기준 신호는 임계값이 만족될 때까지 매번 증가되어 조정된다.

본 특허 문헌이 많은 구체적인 내용을 포함하고 있지만, 이러한 내용들이 발명의 범위 또는 청구되는 내용의 범위를 한정하는 것으로 이해되는 것이 아니라, 특정 발명의 특정 실시예들에 구체적인 특징들의 상세한 내용으로 이해되어야 한다. 별도 실시예의 형태로 본 특허 문헌에 설명된 특징들은 단일의 실시예의 형태로 조합되어 구현될 수 있다. 이와는 반대로, 단일의 실시예의 형태로 설명된 다양한 특징들은 분리된 복수의 실시예 또는 소정의 하위 실시예로 구현될 수도 있다. 그러한 특징들이 소정의 조합으로 그리고 최초에 청구한 내용대로 작용하는 것으로 설명되지만, 청구된 조합으로부터 한 개 또는 그 이상의 특징들이 그러한 조합으로부터 실시될 수 있으며, 청구된 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형에 해당한다.

이와 유사하게, 작용 설명이 도면의 특정 순서대로 기술되었지만, 원하는 결과를 얻기 위하여, 그러한 순서가 도시된 특정 순서로 수행되고, 모든 도시된 작용이 실시되는 것을 필요 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 그리고 본 특허 문헌에 설명된 실시예에서 다양한 시스템의 분리는 모든 실시예에서 그러한 분리가 필요한 것으로 이해되어서는 안 된다.

단지 일부 구현예 및 예시들이 설명되었으며, 다른 구현예, 개선 내용 및 변형들은 설명된 그리고 본 특허 문헌에 도시된 묘사에 따라 이루어질 수 있다.

Claims

센서 픽셀의 어레이, 상기 센서 픽셀들 중 최소한 한 개는 기준 센서 픽셀로 지정되고, 상기 어레이에서 나머지 센서 픽셀들은 지문 데이터를 위한 것으로 지정되며;
상기 기준 센서 픽셀의 출력 신호에 최소한 근거하여, 나머지 센서 픽셀의 출력 신호로부터 베이스라인 신호를 상쇄(cancel out)시키도록 구성되는 회로를 포함하는 신호 처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩.
제1항에 있어서, 베이스라인 신호를 상쇄시키는 회로는 나머지 센서 신호에 해당하는 출력 신호로부터 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 상쇄시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩.
제2항에 있어서, 상기 신호 처리 유닛은 해당하는 나머지 센서 픽셀의 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭하도록 구성되는 나머지 센서 픽셀들 각각을 위한 가산 적분기(integrating amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩.
제1항에 있어서, 상기 신호 처리 유닛은 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로 상에 배치된 나머지 센서 픽셀들 각각을 위한 기준 커플링 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩.
제1항에 있어서, 상기 신호 처리 유닛은 해당하는 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로 상에 배치된 나머지 센서 픽셀들 각각을 위한 센서 커플링 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩.
제1항에 있어서, 상기 기준 센서 픽셀은 센서 픽셀들의 어레이의 중심 인접한 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩.
제1항에 있어서, 상기 센서 픽셀들 중 한 개 이상이 기준 센서 픽셀로 지정되는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩.
지문 스캔을 표시하는 입력에 응답하여, 베이스라인 신호들과 지문 신호들을 포함하는 출력 신호들을 지문 센서 픽셀들의 어레이에서 발생시키는 단계와; 상기 단계에서 베이스라인 신호들은 지문 신호들보다 크며;
상기 지문 센서 픽셀들 중 한 개를 기준 지문 센서 픽셀로 선택하는 단계와;
나머지 센서 픽셀들에 해당하는 나머지 출력 신호들로부터 베이스라인 신호들은 취소(cancel)하기 위하여, 선택된 기준 지문 센서 픽셀에 해당하는 출력 신호를 이용하는 단계와;
나머지 센서 픽셀들에 해당하는, 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호들을 증폭시키는 단계와;
지문 데이터를 발생시키기 위하여, 증폭된 신호들을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법.
제8항에 있어서, 기준 센서 픽셀로서 선택된 센서 픽셀들 중 복수개의 센서 픽셀들을 추가적으로 선택하는 단계와; 나머지 센서 픽셀의 출력 신호들로부터 베이스라인 신호들을 취소(cancel) 시키기 위하여, 선택된 기준 센서 픽셀들에 해당하는 출력 신호들을 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법.
제8항에 있어서, 나머지 센서 픽셀들의 출력 신호들로부터 베이스라인 신호들을 취소(cancel) 시키기 위하여, 선택된 기준 센서 픽셀들에 해당하는 출력 신호들을 이용하는 단계는,
상기 선택된 기준 센서 픽셀들에 해당하는 출력 신호들을 평균화시키는 단계와;
나머지 센서 픽셀들의 출력 신호들로부터 베이스라인 신호들을 취소(cancel) 시키기 위하여, 상기 평균화된 출력 신호를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법.
지문 스캔을 표시하는 입력에 응답하여, 베이스라인 신호들과 지문 신호들을 포함하는 출력 신호들을 지문 센서 픽셀들의 어레이에서 발생시키는 단계와; 상기 단계에서 베이스라인 신호들은 지문 신호들보다 크며;
상기 출력 신호를 소정의 사전 설정된 기준 신호에 대하여 비교시키는 단계와;
센서 픽셀들의 어레이에서 발생된 출력 신호로부터 베이스라인 신호들을 상쇄(cancel out)시키기 위하여, 사전 설정된 기준 신호를 이용하는 단계와, 센서 픽셀들의 어레이에 해당하는, 베이스라인 신호가 삭제된 출력 신호를 증폭시키는 단계와, 지문 데이터를 발생시키기 위하여, 상기 증폭된 신호들을 이용하는 단계를 실시하여, 상기 사전 설정된 기준 신호가 출력 신호의 임계 퍼센티지를 만족시킬 때, 상기 출력 신호들로부터 베이스라인 신호들을 상쇄(cancelling out)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법.
제11항에 있어서, 지문 데이터를 발생시키기 위하여 증폭된 신호를 이용하는 단계는 센서 픽셀들의 어레이의 행 또는 열(row 또는 column) 각각에서 센서 픽셀들의 어레이로부터 증폭된 신호들을 판독(reading out) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시기기 위한 방법.
제11항에 있어서, 상기 사전 설정된 기준 신호가 출력 신호들의 임계(threshold) 퍼센티지를 만족하지 않으면, 사전 설정된 기준 신호가 조정되고, 센서 픽셀들의 출력 신호에 대하여 비교되어, 상기 조정된 기준 신호가 임계 퍼센티지를 만족하는지를 결정하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법.
제13항에 있어서, 상기 조정된 기준 신호가 출력 신호들의 임계 퍼센티지를 만족하면, 센서 픽셀들의 어레이에서 발생된 출력 신호로부터 베이스라인 신호들을 상쇄(cancel out) 시키기 위하여, 상기 조정된 기준 신호를 이용하는 단계와, 센서 픽셀들의 어레이에 해당하는, 베이스라인 신호가 삭제된 출력 신호를 증폭시키는 단계와, 지문 데이터를 발생시키기 위하여, 상기 증폭된 신호들을 이용하는 단계를 실시하여, 상기 출력 신호들로부터 베이스라인 신호들을 상쇄시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법.
제13항에 있어서, 상기 임계 퍼센티지가 만족될 때까지 상기 조정된 기준 신호를 점점 증가시키면서 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 칩 내의 베이스라인 신호를 취소시키기 위한 방법.
지문 센서 장치와;
상기 지문 센서 장치 상에 배치되는 보호 커버를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 보호 커버는 유전체 재료를 포함하며, 상기 지문 센서 장치는 센서 칩을 포함하며, 상기 센서 칩은 센서 픽셀의 어레이와; 상기 센서 픽섹들 중 한 개는 기준 센서 픽셀로 지정되며, 상기 어레이 내의 나머지 센서 픽셀들은 지문 데이터를 위한 것으로 지정되며; 상기 기준 센서 픽셀의 출력 신호에 최소한 근거하여, 나머지 센서 픽셀들의 출력 신호들로부터 베이스라인 신호들을 상쇄시키도록 구성되는 회로를 포함하는 신호 처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 이동형 장치.
제16항에 있어서, 베이스라인 신호들을 상쇄시키기 위한 상기 회로는 나머지 센서 신호들에 따라 출력 신호들로부터 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 상쇄시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동형 장치.
제17항에 있어서, 상기 신호 처리 유닛은 소정의 해당하는 나머지 센서 픽셀의 베이스라인 신호가 취소된 출력 신호를 증폭시키도록 구성되는 나머지 센서 픽셀들 각각을 위한 가산 적분기(an integrating amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 장치.
제16항에 있어서, 상기 신호 처리 유닛은 기준 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로(path) 상에 배치된 나머지 센서 픽셀들 각각을 위한 해당 커플링 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 장치.
제16항에 있어서, 상기 신호 처리 유닛은 소정의 해당하는 센서 픽셀의 출력 신호를 수신하기 위하여, 전기 경로(path) 상에 배치된 나머지 센서 픽셀들 각각을 위한 센서 커플링 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 장치.
제16항에 있어서, 상기 기준 센서 픽셀은 센서 픽셀들의 어레이의 중심에 인접한 곳에 위치되는 것을 특징으로 하는 이동형 장치.
제16항에 있어서, 센서 픽셀들 중 한 개 이상이 기준 센서 픽셀들로 지정되는 것을 특징으로 하는 이동형 장치.