KR20170046741A - 지문 인식 장치 - Google Patents

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KR20170046741A
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지앙린 구
보 후앙
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명의 실시예는 전도성 하우징, 무선 주파수 신호를 전송하도록 구성된 전도 프레임, 및 도체 프레임 및 도전성 하우징 사이에 배치된 절연 층을 포함한다. 본 발명의 실시예들은 도체 프레임 및 도전성 하우징 사이의 배치된 절연층을 제공하여, 도체 프레임과 도전성 하우징이 절연 상태에 있다. 전도성 하우징이 접지되는 때 전도 프레임에 의해 전달되는 무선 주파수 신호가 영향받지 않기 때문에, 본 발명은 도전성 하우징에 효과적으로 적용될 수 있다.

Description

지문 인식 장치{FINGERPRINT IDENTIFICATION APPARATUS}
본 발명은 정보 기술 분야에 관한 것으로, 특히 지문 인식 장치에 관한 것이다.
요즘, 지문 기능이 점차 스마트 폰의 새로운 핫스팟(hotspot)이 되었다. 액티브 지문 센서는 장거리 인식이 가능하고 상대적으로 두꺼운 코팅을 통과할 수 있으며, 실용성과 신뢰성이 상대적으로 높다. 활성 지문 센서가 작동하는 때, 자극 소스의 고주파 전압이 스테인리스 스틸을 통해 손가락에 도달하므로, 손가락과 센서 사이에 무선 주파수 필드가 형성된다. 센서는 센서 어레이를 포함한다. 손가락의 지문은 오목 및 볼록하고, 무선 주파수 필드 상에서 볼록 영역과 오목 영역의 영향이 상이하기 때문에, 센서 어레이에 의해 감지된 신호 강도는 볼록 영역에서 피크 값(peak value)을 갖고 오목 영역에서 밸리 값(valley value)을 갖는다. 센서 어레이의 센서 요소들에 의해 감지된 신호 강도의 값들이 기준 자극 고주파 신호와 비교된 후에, 증폭기를 사용하여 신호가 증폭된다. 전체 어레이 상의 손가락 오목 및 볼록 이미지, 즉 지문 이미지가 이에 대응하여 획득된다.
종래 기술에서, 무선 주파수 신호를 생성하기 위해, 액티브 지문 센서가 사용되고 스테인리스 스틸 프레임이 사용되는 지문 인식 장치가 있다.
본 발명의 다른 실시예는 다른 지문 인식 장치를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 발명의 실시예들은 전도성 하우징, 무선 주파수 신호를 전송하도록 구성된 전도 프레임, 그리고 전도성 하우징 및 전도 프레임 사이에 배치된 절연층을 포함하는 지문 인식 장치를 제공한다.
제1 양태를 첨조하여, 제1 양태의 첫 번째 구현 방식으로, 지문 인식 장치의 센서가 지문 인식면 및 회로 보드 사이에 배치되고, 지문 인식 장치는, 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결된 고정층을 더 포함한다.
제1 양태의 첫 번째 구현 방식을 참조하여, 제1 양태의 두 번째 구현 방식으로, 지문 인식 장치의 전도층이 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결되고, 고정층은 전도층의 외측에 위치된다.
제1 양태의 두 번째 구현 방식을 참조하여, 제1 양태의 세 번째 구현 방식으로, 고정층은 밀봉 방식으로 회로 보드 및 전도 프레임을 연결하도록 더 구성된다.
제1 양태의 두 번째 또는 세 번째 구현 방식을 참조하여, 제1 양태의 네 번째 구현 방식으로, 전도층은 전도성 은 페이스트(silver paste)이다.
제1 양태 또는 제1 양태의 첫 번째 내지 네 번째 구현 방식 중 어느 하나를 참조하여, 제1 양태의 다섯 번째 구현 방식으로, 절연층은 지문 인식 장치의 센서의 외측면에 접촉되어 있다.
제1 양태 또는 제1 양태의 첫 번째 내지 다섯 번째 구현 방식 중 어느 하나를 참조하여, 제1 양태의 여섯 번째 구현 방식으로, 전도 프레임은 센서의 외측면의 일부를 커버한다.
제1 양태 또는 제1 양태의 첫 번째 내지 여섯 번째 구현 방식 중 어느 하나를 참조하여, 제1 양태의 일곱 번째 구현 방식으로, 절연층 및 전도 프레임은 일체로 성형된다.
제1 양태 또는 제1 양태의 첫 번째 내지 일곱 번째 구현 방식 중 어느 하나를 참조하여, 제1 양태의 여덟 번째 구현 방식으로, 지문 인식 장치는 단말기이다.
제1 양태의 여덟 번째 구현 방식을 참조하여, 제1 양태의 아홉 번째 구현 방식으로, 전도성 하우징은 단말기의 후방 하우징이다.
제2 양태에 따르면, 무선 주파수 신호를 전송하도록 구성된 전도 프레임, 센서, 센서의 하층에 배치된 회로 보드, 그리고 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결된 고정층을 포함하는 지문 인식 장치가 제공된다.
제2 양태를 참조하여, 제2 양태의 첫 번째 구현 방식으로, 지문 인식 장치의 전도층이 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결되고, 고정층은 전도층의 외측에 위치된다.
제2 양태의 첫 번째 구현 방식을 참조하여, 제2 양태의 두 번째 구현 방식으로, 고정층은 밀봉 방식으로 회로 보드 및 전도 프레임을 연결하도록 더 구성된다.
제2 양태의 첫 번째 또는 두 번째 구현 방식을 참조하여, 제2 양태의 세 번째 구현 방식으로, 전도층은 전도성 은 페이스트(silver paste)이다.
제2 양태 또는 제2 양태의 첫 번째 내지 세 번째 구현 방식 중 어느 하나를 참조하여, 제2 양태의 네 번째 구현 방식으로, 지문 인식 장치의 절연 하우징은 지문 인식 장치의 센서의 외측면에 접촉되어 있다.
제2 양태 또는 제2 양태의 첫 번째 내지 네 번째 구현 방식 중 어느 하나를 참조하여, 제2 양태의 다섯 번째 구현 방식으로, 전도 프레임은 센서의 외측면의 일부를 커버한다.
제2 양태 또는 제2 양태의 첫 번째 내지 다섯 번째 구현 방식 중 어느 하나를 참조하여, 제2 양태의 여섯 번째 구현 방식으로, 지문 인식 장치는 단말기이다.
본 발명의 실시예들은 전도 프레임과 전도성 하우징 사이에 배치된 절연층을 제공하여, 전도 프레임이 전도성 하우징으로부터 절연된다. 전도성 하우징이 접지되는 때 전도 프레임에 의해 전달되는 무선 주파수 신호가 영향받지 않기 때문에, 본 발명은 전도성 하우징에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 요구되는 첨부 도면을 간단히 설명한다. 명백하게, 다음의 설명에서의 첨부된 도면은 본 발명의 단지 일부 실시예를 나타내며, 당업자는 창조적인 노력 없이도 이들 도면으로부터 다른 도면을 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 작동 원리를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 인식 장치의 측면 시점을 나타낸 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말기의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다.
이하, 본 발명의 실시예의 기술적 해결책을, 본 발명의 실시예의 첨부 도면을 참조하여 명확하고 완전하게 설명한다. 명백하게, 설명된 실시예는 본 발명의 모든 실시예가 아닌 일부이다. 창의적인 노력 없이 본 발명의 실시예에 기초하여 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 발명의 보호 범위 내에 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 작동 원리를 나타낸 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 자극 소스의 고주파 전압이 스테인리스 스틸을 통해 손가락에 도달하므로, 손가락과 센서 사이에 무선 주파수 필드가 형성된다. 센서는 센서 어레이를 포함한다. 손가락의 지문은 오목 및 볼록하고, 무선 주파수 필드 상에서 볼록 영역과 오목 영역의 영향이 상이하기 때문에, 센서 어레이에 의해 감지된 신호 강도는 볼록 영역에서 피크 값을 갖고 오목 영역에서 밸리 값을 갖는다. 센서 어레이의 센서 요소들에 의해 감지된 신호 강도의 값들이 기준 자극 고주파 신호와 비교된 후에, 증폭기를 사용하여 신호가 증폭된다. 전체 어레이 상의 손가락 오목 및 볼록 이미지, 즉 지문 이미지가 이에 대응하여 획득된다. 본 실시예는 센서의 특정 구현 방식일 뿐이며, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아님을 유의해야 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다. 본 발명에서의 기술적 해결책을 보다 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 도시된 장치는 본 발명의 실시예에 불과하다는 것을 이해해야 한다. 도 3의 대응하는 구성 요소 또는 요소는 상대적으로 독립적이다. 즉, 본 발명의 다른 실시예들은 창조적인 노력 없이 이들 구성 요소 또는 요소의 전부 또는 일부를 조합함으로써 획득될 수 있다. 도 2의 장치(200)는, 전도성 하우징(210), 무선 주파수 신호를 전송하도록 구성된 전도 프레임(220), 그리고 전도성 하우징(210) 및 전도 프레임(220) 사이에 배치된 절연층(230)을 포함한다
전도성 하우징은 임의의 도체, 예를 들어 금속으로 제조된 하우징일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 바람직한 실시예에서, 알루미늄 합금으로 만들어진 하우징이 사용될 수 있고, 전도성 하우징은 단말기의 전방 하우징 또는 후방 하우징일 수 있거나, 또는 지문 인식 중에 지문 인식 영역을 둘러싸는 하우징, 예를 들어, 외측면의 금속 부분일 수 있다. 전도 프레임은 무선 주파수 신호를 전송하도록 구성되며, 임의의 도체, 예를 들어, 금속 프레임으로 이루어진 프레임일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 스테인레스 스틸로 이루어진 프레임이 사용될 수 있다. 절연층은 절연 기능을 구현하는 임의의 물질, 예를 들어, 절연 콜로이드 또는 비금속에 의해 형성될 수 있다.
즉, 지문 인식 과정은 다음과 같다. 지문 인식 장치(200)의 전도 프레임은 무선 주파수 신호를 전송하고 센서는 신호를 식별하여, 지문 인식을 수행한다.
본 발명의 실시예는 전도 프레임과 전도성 하우징 사이에 배치되는 절연층을 제공하여, 전도 프레임과 전도성 하우징이 절연 상태에 있다. 전도성 하우징이 접지되는 때 전도 프레임에 의해 전송되는 무선 주파수 신호가 영향받지 않기 때문에, 본 발명은 전도성 하우징에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지문 인식 장치의 센서는 지문 인식면 및 회로 보드 사이에 배치된다. 도 2의 장치는 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결된 고정층을 더 포함한다.
고정층은, 예를 들어, 열경화성 접착제와 같은 고정 기능을 구현하는 임의의 물질로 제조될 수 있음을 이해해야 한다. 고정층은 밀봉되거나 개봉될 수 있다. 회로 보드는 센서 모듈에 속하며, 인쇄 회로 보드, 예를 들어, 플렉시블 인쇄 회로 보드를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지문 인식 장치의 전도층은 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결되고, 고정층은 전도층의 외측에 위치한다.
전도층은 전도 기능을 구현하는 임의의 물질, 예를 들어, 금속, 전도성 매질, 또는 전도성 콜로이드(예를 들어, 전도성 은 페이스트(silver paste))로 제조될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 2차 겔 디스펜싱(secondary gel dispensing) 공정은 전도 프레임 및 회로 보드와 함께 고정층 및 전도층을 결합시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전도층의 콜로이드는 회로 전도 기능을 구현하고, 고정층의 콜로이드는 구조 고정 기능을 구현한다.
전도층의 콜로이드는 고정층의 콜로이드의 안쪽에 위치되며, 즉 칩에 더 가까워서, 전도층의 콜로이드가 직접 노출되고, 부식되며, 산화되는 경우를 방지한다. 전도층은 또한 어느 정도 고정 기능을 구현하지만, 주로 회로 전도 기능을 구현하며, 고정층의 콜로이드는 주로 구조 충격력을 지지한다. 또한, 고정층 및 전도층은 두께를 갖는다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 전도 프레임의 높이 치수(D)는 도 3의 A에 도시된 바와 같이, 센서의 두께 치수(A)보다 더 작다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고정층은 밀봉 방식으로 회로 보드 및 전도 프레임을 연결하도록 더 구성된다.
도 3의 B를 참조하면, 고정층이 밀봉되기 때문에, 방수 또는 방진 기능이 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전도층은 전도성 은 페이스트이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절연층은 지문 인식 장치의 센서의 외측면에 접촉되어 있다.
구체적으로, 도 3의 B를 참조하면, 전도 프레임은 프레임이 센서의 외측면에 접촉되도록 하여, 먼지가 장치로 들어가는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전도 프레임은 센서의 외측면의 일부를 커버한다.
전도 프레임이 센서의 외측면의 일부를 커버한다는 것은 전도 프레임 및 커버된 외측면이 접촉되거나 접촉되지 않을 수 있다는 것임을 이해해야 한다. 또한, 전도 프레임이 절연층을 더 커버할 수 있어서, 외관이 보다 아름답다는 것을 이해해야 한다.
절연층이 센서의 외측면의 일부를 커버하는 것은 절연층이 센서의 외측면을 부분적으로 감싸는 것일 수 있어서, 센서의, 지문과 접촉하는 영역이 센서 칩의 크기 보다 더 적다는 것을 이해해야 한다. 다시 말해, 센서를 가라 앉히는(sinking) 설계 방식에서, 센서 모듈의 노출된 부분은 작아진다. 이러한 디자인에 의해 생성된 기술적인 효과는 금속 후방 하우징 내의 지문 인식 영역의 비율이 적절하다는 것이다. 지문과 접촉하는 지문 인식 영역이 상대적으로 작기 때문에, 실제 요구 사항이 더 만족되어, 사용자 경험이 향상되고, 간접적으로 향상된 내충격 성능과 같은 보안성이 간접적으로 향상된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절연층과 전도 프레임은 일체로 성형된다.
절연층 및 전도 프레임이 일체로 성형되었기 때문에, 한편으로 방수 및 방진 기능이 구현될 수 있고, 다른 한편으로, 절연층 및 전도 프레임의 두께 크기는 감소될 수 있어서, 지문 인식 장치가 더 정밀하고, 더 작은 공간을 점유한다는 것을 이해해야 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말기의 개략적인 구조도이다. 도 4의 단말기(400)는 도 2에서 설명된 지문 인식 장치에 대응한다.
도 4의 단말기는 스마트 폰, 또는 금속 하우징을 갖는 임의의 장치일 수 있으며, 도 4의 단말기는 조작 패널(410)을 포함한다. 단말기는 다른 구성 요소, 예를 들어 프로세서 칩 및 메모리 칩을 더 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 이 단말기에서, 지문 인식에 사용되는 구성 요소 및 다른 구성 요소는 함께 사용(예를 들어, 하나의 칩으로 통합됨)될 수 있거나, 또는 분리될 수 있고, 지문 인식에 사용되는 구성 요소는 단말기 상에서 상대적으로 독립적으로 사용된다.
본 발명의 실시예의 단말기에 따르면, 전도 프레임과 전도성 하우징 사이에 배치된 절연층이 제공되어, 전도 프레임과 전도성 하우징이 절연 상태에 있다. 전도성 하우징이 접지되는 때 전도 프레임에 의해 전달되는 무선 주파수 신호가 영향받지 않기 때문에, 본 발명은 도체 하우징을 갖는 단말기에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전도성 하우징은 단말기의 후방 하우징이다.
특히, 지문 인식면은 단말기의 후면, 예를 들어 휴대 전화의 금속 후방 하우징에 위치한다. 많은 단말기 하우징이 금속이다. 지문 인식 장치가 단말기의 금속 후방 하우징 상에 배치되기 때문에, 한편으로, 단말기의 지문 인식 기능이 추가되고, 단말기의 전방에 있는 조작 패널은 영향받지 않는다. 아름다움이나 사용자 조작 습관이 영향받지 않으며, 사용자 경험이 크게 향상된다.
또한, 종래 기술에서의 지문 인식 장치의 구조를 생성하는 프로세스는 복잡하다. 본 발명은 구조 강도가 확보된다는 전제 하에 프로세스 복잡성을 효과적으로 감소시킬 수 있는 지문 인식 장치를 제공한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다. 도 5의 장치(500)는 무선 주파수 신호를 전송하도록 구성된 전도 프레임(510), 센서(520), 센서의 하층에 배치된 회로 보드(530), 및 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결된 고정층(540)을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 회로 보드 및 전도 프레임 사이의 고정층이 사용되기 때문에, 지문 인식 장치의 구조 강도가 효과적으로 보장된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지문 인식 장치의 전도층은 회로 보드 및 전도 프레임 사이에 연결되며, 고정층은 전도층의 외측에 위치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고정층은 밀봉 방식으로 회로 보드 및 전도 프레임을 연결하도록 더 구성된다.
도 3의 B를 참조하면, 고정층이 밀봉되어 있기 때문에, 방수 또는 방진 기능이 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전도층은 전도성 은 페이스트이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지문 인식 장치의 절연 하우징은 지문 인식 장치의 센서의 외측면에 접촉되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전도 프레임은 센서의 외측면의 일부를 커버한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지문 인식 장치는 단말기이다.
도 5의 장치의 대응하는 구성 요소의 기능 및 설명을 위해, 도 2의 장치를 참조하며, 상세한 설명은 여기서 설명되지 않는다.
또한, 전술한 내용은 본 발명의 기술적인 해결책의 단지 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 사상 및 원리를 벗어나지 않는 한 임의의 수정, 동등한 대체, 또는 개선은 본 발명의 보호 범위 내에 있다.

Claims (17)

  1. 전도성 하우징,
    무선 주파수 신호를 전송하도록 구성된 전도 프레임, 그리고
    상기 전도성 하우징 및 상기 전도 프레임 사이에 배치된 절연층
    을 포함하는 지문 인식 장치.
  2. 제1항에 잇어서,
    상기 지문 인식 장치의 센서가 지문 인식면 및 회로 보드 사이에 배치되고,
    상기 지문 인식 장치는,
    상기 회로 보드 및 상기 전도 프레임 사이에 연결된 고정층을 더 포함하는 지문 인식 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지문 인식 장치의 전도층이 상기 회로 보드 및 상기 전도 프레임 사이에 연결되고, 상기 고정층은 상기 전도층의 외측에 위치되는,
    지문 인식 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정층은 밀봉 방식으로 상기 회로 보드 및 상기 전도 프레임을 연결하도록 더 구성된,
    지문 인식 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 전도층은 전도성 은 페이스트(silver paste)인,
    지문 인식 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 지문 인식 장치의 센서의 외측면에 접촉되어 있는,
    지문 인식 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도 프레임은 상기 센서의 외측면의 일부를 커버하는,
    지문 인식 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층 및 상기 전도 프레임은 일체로 성형된,
    지문 인식 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지문 인식 장치는 단말기인,
    지문 인식 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전도성 하우징은 상기 단말기의 후방 하우징인,
    지문 인식 장치.
  11. 무선 주파수 신호를 전송하도록 구성된 전도 프레임,
    센서,
    상기 센서의 하층에 배치된 회로 보드, 그리고
    상기 회로 보드 및 상기 전도 프레임 사이에 연결된 고정층
    을 포함하는 지문 인식 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 지문 인식 장치의 전도층이 상기 회로 보드 및 상기 전도 프레임 사이에 연결되고, 상기 고정층은 상기 전도층의 외측에 위치되는,
    지문 인식 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 고정층은 밀봉 방식으로 상기 회로 보드 및 상기 전도 프레임을 연결하도록 더 구성된,
    지문 인식 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 전도층은 전도성 은 페이스트(silver paste)인,
    지문 인식 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지문 인식 장치의 절연 하우징은 상기 지문 인식 장치의 센서의 외측면에 접촉되어 있는,
    지문 인식 장치.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도 프레임은 상기 센서의 외측면의 일부를 커버하는,
    지문 인식 장치.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지문 인식 장치는 단말기인,
    지문 인식 장치.
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