KR20180063596A - Module for recognizing biometric information of finger and electronic device using the same and manufacturing method of module for recognizing biometric information of finger and manufacturing method of transducer - Google Patents

Module for recognizing biometric information of finger and electronic device using the same and manufacturing method of module for recognizing biometric information of finger and manufacturing method of transducer Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a module for recognizing biometric information of a finger, which allows the characteristics of a transducer to be changed to increase the recognition rate of ultrasound and improve precision for recognition of biometric information of a finger when using ultrasound to recognize the biometric information of a finger; an electronic device using the same; and a manufacturing method of a transducer for the same. The module for recognizing biometric information of a finger comprises a transducer to output ultrasound towards a finger and receive ultrasound reflected from the finger to return; a sound wave control member laminated on the transducer and allowing the transducer to output the ultrasound and the ultrasound transmitted to and received from the transducer to be transferred without loss; and a signal processing unit electrically connected to sense biometric information of the finger in accordance with the received ultrasound.

Description

손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법{MODULE FOR RECOGNIZING BIOMETRIC INFORMATION OF FINGER AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD OF MODULE FOR RECOGNIZING BIOMETRIC INFORMATION OF FINGER AND MANUFACTURING METHOD OF TRANSDUCER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a finger biometric information recognition module, an electronic device to which the finger biometric information recognition module is applied, a manufacturing method of the finger biometric information recognition module, and a manufacturing method of the transducer. OF FINGER AND MANUFACTURING METHOD OF TRANSDUCER}

본 발명은 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 트랜스듀서의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 손가락의 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 손가락의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a finger biometric information recognition module, an electronic device to which the finger biometric information recognition module is applied, a manufacturing method of the finger biometric information recognition module, and a manufacturing method of the transducer. More specifically, by changing the characteristics of the transducer, A finger biometric information recognition module for increasing the recognition rate of the ultrasonic waves and improving the precision with respect to the biometric information recognition of the finger when recognizing the biometric information of the finger, an electronic device to which the finger biometric information is recognized, and a manufacturing method of the finger biometric information recognition module And a method of manufacturing the transducer.

일반적으로, 지문인식센서는 사람의 지문을 감지하는 센서로서, 기존에 널리 적용되던 도어락 등의 장치는 물론, 전자 기기 전원의 온/오프 또는 슬립(sleep) 모드의 해제를 결정하는데 이용되고 있다.2. Description of the Related Art Generally, a fingerprint recognition sensor is a sensor for detecting fingerprints of a person, and is used to determine whether to turn on / off or sleep mode of an electronic device power source as well as a device such as a door lock which has been widely applied.

이러한 지문인식센서는 핵심소자의 동작 원리에 따라 초음파를 이용하는 초음파 방식, 적외선 또는 자외선을 이용하는 광방식, 정전용량을 이용하는 정전용량 방식으로 구분할 수 있다. 이 가운데 초음파 방식은 복수의 압전 센서에서 방출되는 일정 주파수의 초음파가 지문의 골(VALLEY)과 마루(RIDGE)에서 음향 임피던스(Acoustic Impedance)의 차이로 인하여 서로 다르게 되돌아오므로, 되돌아오는 초음파를 복수의 압전 센서를 이용하여 측정함으로써, 지문을 인식할 수 있다.Such a fingerprint recognition sensor can be classified into an ultrasonic method using ultrasonic waves, a light method using infrared rays or ultraviolet rays, and a capacitance method using capacitance according to the operation principle of a core element. Among them, the ultrasonic wave method is different from the ultrasonic wave method in that a certain frequency of ultrasonic waves emitted from a plurality of piezoelectric sensors is returned differently due to the difference of the acoustic impedance between the valleys of the fingerprint and the ridges, The fingerprint can be recognized by measuring using the piezoelectric sensor of Fig.

최근에는 지문의 감지를 넘어 사람의 손가락에 분포하는 혈관(손가락 정맥 등)을 감지하는 손가락 생체정보 인식모듈이 개발되고 있다. 이와 같은 손가락 생체정보 인식 기술은 위조 또는 변조가 불가능하고, 정확도가 높아 본인인증 수단으로 급부상하고 있다.Recently, a finger biometric information recognition module has been developed that detects blood vessels (such as a finger vein) distributed on the fingers of a person beyond the detection of fingerprints. Such a finger biometric information recognition technology can not be falsified or altered, and has high accuracy and is rapidly emerging as a personal authentication means.

하지만, 손가락 생체정보 인식모듈은 전자기기의 보안에 대한 중요성이 점차 확대되어 감에 따라 모듈을 통한 생체정보의 인식율을 높여야 한다. 특히, 지정맥은 지문에 비해 손가락 내부에 위치하는 바, 초음파가 손가락 내부까지 안정적으로 전달되어야 하고, 되돌아오는 초음파를 안정적으로 수신하여야 한다. 여기서, 지정맥의 인식율을 높이기 위해 압전 센서의 감도를 높이는 경우, 소형화된 전자기기의 소비전력을 증가시키고, 압전 센서의 비용이 증가하며, 압전 센서의 수명이 단축되는 등 부가적인 문제점을 내포하고 있다.However, the finger biometric information recognition module must increase the recognition rate of the biometric information through the module as the importance of the security of the electronic device gradually increases. In particular, since the finger vein is positioned inside the finger compared to the fingerprint, the ultrasonic wave must be stably transmitted to the inside of the finger, and the returning ultrasonic wave must be stably received. Here, when the sensitivity of the piezoelectric sensor is increased to raise the recognition rate of the finger vein, the power consumption of the miniaturized electronic device is increased, the cost of the piezoelectric sensor is increased, and the life of the piezoelectric sensor is shortened. have.

대한민국 공개특허공보 제2015-0080812호(발명의 명칭 : 지문감지센서 및 이를 포함하는 전자기기, 2015. 07. 10. 공개)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0080812 (entitled Fingerprint Detection Sensor and Electronic Apparatus Including the Same, published on Jan. 10, 2015)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 트랜스듀서의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 손가락의 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 손가락의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to solve the conventional problems, and it is an object of the present invention to improve the recognition accuracy of the ultrasonic wave when recognizing the biometric information of the finger using the ultrasonic waves by changing the characteristics of the transducer, The present invention also provides a method of manufacturing a finger biometric information recognition module and a method of manufacturing a transducer.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고, 상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서; 송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및 상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고, 상기 트랜스듀서는, 2차원 평면에서 종횡으로 이격 배열되는 다수의 단위압전셀; 및 상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진되는 충진재;를 포함하며, 상기 단위압전셀은, 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the finger biometric information recognition module according to the present invention includes finger biometric information for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger to be contacted, A transducer for outputting an ultrasonic wave toward the finger and receiving ultrasonic waves reflected from the finger and returning; A sound wave control member laminated on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And a signal processing unit for causing the transducer to output ultrasonic waves and for sensing biometric information of the finger in accordance with the ultrasonic waves received and electrically connected to the transducer, A plurality of unit piezoelectric cells spaced apart from each other; And a filler filled between adjacent unit piezoelectric cells, wherein the unit piezoelectric cell includes at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material.

여기서, 상기 단위압전셀은, 건식식각 기법 또는 마이크로몰딩 기법으로 모재가 가공되어 기둥 형태를 나타낸다.Here, the unit piezoelectric cells are processed into a column shape by a dry etching technique or a micro molding technique.

여기서, 상기 무기압전재료에는 상호 연통된 다수의 기공이 형성되고, 상기 유기압전재료는 상기 무기압전재료의 외주면을 감싸거나 상기 기공에 형성된다.Here, a plurality of pores communicating with each other are formed in the inorganic piezoelectric material, and the organic piezoelectric material surrounds the outer peripheral surface of the inorganic piezoelectric material or is formed in the pore.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고, 상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서; 송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및 상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고, 상기 트랜스듀서는, 상기 손가락을 향해 초음파를 출력하는 플레이트 형상의 압전플레이트;를 포함한다.The finger biometric information recognition module according to the present invention is a finger biometric information recognition module for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger to be contacted and outputs an ultrasonic wave toward the finger, A transducer for receiving reflected ultrasound waves; A sound wave control member laminated on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And a signal processing unit for causing the transducer to output ultrasonic waves and for sensing biometric information of the finger in accordance with an ultrasonic wave that is electrically connected to the transducer and received by the transducer, And a plate-like piezoelectric plate for outputting the piezoelectric plate.

여기서, 상기 압전플레이트는, 질화알루미늄(AlN, Aluminium nitride) 또는 티탄산 지르콘산 연(PZT, PbZrTiO3)을 포함한다.Here, the piezoelectric plate includes aluminum nitride (AlN) or lead titanate zirconate (PZT, PbZrTiO3).

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에서 초음파가 전달되도록 상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에 삽입 적층되는 초음파전달부재;를 더 포함한다.The finger biometric information recognition module according to the present invention further includes an ultrasonic transmission member which is interposed between the transducer and the sound wave control member so that ultrasonic waves are transmitted between the transducer and the sound wave control member.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 초음파가 상기 신호처리유닛으로 전달되는 것을 방지하도록 상기 트랜스듀서와 상기 신호처리유닛 사이에 진공 상태의 공간을 형성하기 위한 포스트부재;를 더 포함한다.The finger biometric information recognition module according to the present invention further includes a post member for forming a vacuum state space between the transducer and the signal processing unit to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit.

여기서, 상기 신호처리유닛은, 상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 초음파가 출력되도록 상기 트랜스듀서에 구동신호를 인가하는 초음파구동부; 상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 수신되는 초음파를 처리하는 초음파처리부; 상기 초음파처리부의 신호 중 조건에 맞는 특정신호를 선택하여 출력하는 다중화논리부; 상기 다중화논리부에서 출력되는 신호를 변환하는 신호변환부; 및 초음파의 주파수가 조절되도록 상기 초음파구동부에서 인가되는 상기 구동신호를 제어하고, 제어된 상기 구동신호에 대응하여 상기 초음파처리부와 상기 다중화논리부와 상기 신호변환부의 동작을 제어하는 신호처리제어부;를 포함한다.The signal processing unit may include an ultrasonic driver connected to the transducer and applying a driving signal to the transducer so that ultrasonic waves are output from the transducer; An ultrasonic processing unit connected to the transducer for processing ultrasound waves received from the transducer; A multiplexing logic unit for selecting and outputting a specific signal matching the condition among the signals of the ultrasonic processing unit; A signal conversion unit for converting a signal output from the multiplexing logic unit; And a signal processing control unit for controlling the driving signal applied by the ultrasonic driving unit so that the frequency of the ultrasonic wave is adjusted and controlling the operation of the ultrasonic wave processing unit, the multiplexing logic unit, and the signal converting unit in response to the controlled driving signal. .

여기서, 상기 초음파처리부에는, 수신되는 초음파 신호를 모니터링 하여 수신되는 초음파 신호에서 지문 또는 지정맥에 대한 신호를 추출하여 수신되는 초음파 신호를 보정하는 것이 더 포함된다.Here, the ultrasonic wave processing unit may further include a controller for monitoring the received ultrasonic signal to extract a fingerprint or finger vein signal from the received ultrasonic signal and correcting the received ultrasonic signal.

여기서, 상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 제1주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문과 지정맥이 감지되고, 상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문이 감지된다.Here, when the signal processing control unit controls the drive signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer indicates the first frequency, the fingerprint and finger vein of the finger are sensed, and the signal processing unit When the signal processing control unit controls the drive signal so that the frequency of the output ultrasonic wave indicates a second frequency higher than the first frequency, the fingerprint of the finger is sensed by the signal processing unit.

여기서, 상기 신호처리유닛은, 상기 신호변환부에서 변환된 신호를 힐버트 변환시켜 변환신호를 생성하는 힐버트변환부; 상기 힐버트변환부를 거쳐 생성된 변환신호를 정형화시켜 정형화신호를 생성하는 정형화부; 상기 정형화부를 거쳐 생성된 정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 치환신호를 생성하는 이미지치환부; 다수의 상기 이미지치환부를 거쳐 생성된 치환신호를 합성하여 3차원 신호를 생성하는 논리합성부; 및 상기 논리합성부를 거쳐 생성된 3차원 신호를 바탕으로 최종 3차원 이미지를 획득하는 이미지획득부;를 포함한다.The signal processing unit may include: a Hilbert transform unit for Hilbert transforming the signal transformed by the signal transforming unit to generate a transformed signal; A shaping unit for shaping the converted signal generated through the Hilbert transform unit to generate a shaping signal; An image substitution unit for generating a substitution signal by replacing the stereoscopic signal generated through the stereoscopic unit with a three-dimensional image element; An OR combining unit for generating a three-dimensional signal by synthesizing the replacement signals generated through the plurality of image substitution units; And an image acquisition unit for acquiring a final three-dimensional image based on the three-dimensional signal generated through the logic synthesis unit.

본 발명에 따른 전자기기는 상술한 손가락 생체정보 인식모듈; 및 상기 신호처리유닛에서 출력되는 신호를 기반으로 전자기기를 제어하는 메인제어유닛;을 포함한다.The electronic device according to the present invention comprises the above-described finger biometric information recognition module; And a main control unit for controlling the electronic device based on the signal output from the signal processing unit.

본 발명에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 건식식각 기법을 이용하여 상술한 트랜스듀서를 제조하는 방법이고, 기 무기압전재료와 상기 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 이용하여 복합압전후막을 제조하는 후막제조단계; 상기 복합압전후막에 구획슬릿이 형성되도록 상기 후막제조단계를 거쳐 제조된 상기 복합압전후막을 재단하는 후막재단단계; 및 상기 구획슬릿에 상기 충진재를 충진하는 슬릿충진단계;를 포함한다.The method of manufacturing a transducer according to the present invention is a method of manufacturing a transducer using the dry etching technique, and is a method of manufacturing a thick film for manufacturing a composite piezoelectric thick film using at least one of a group inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material step; A thick film cutting step of cutting the composite piezoelectric thick film produced through the thick film manufacturing step so that the slit is formed in the composite piezoelectric thick film; And a slit filling step of filling the filler into the compartment slit.

여기서, 상기 후막제조단계는, 베이스에 기공을 형성하기 위한 탬플을 적층하는 탬플적층단계; 상기 탬플적층단계를 거친 다음, 상기 탬플에 상기 무기압전재료의 전구액을 함침시키는 전구액함침단계; 상기 전구액함침단계를 거친 다음, 상기 무기압전재료의 전구액을 건조시키는 건조단계; 상기 건조단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에서 상기 탬플을 제거하는 탬플제거단계; 상기 탬플제거단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액을 결정화시키는 결정화단계; 상기 결정화단계를 거친 다음, 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하는 유기재료투입단계; 및 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액과 상기 유기압전재료를 혼합 성형하여 상기 복합압전후막을 제조하는 후막화단계;를 포함한다.Here, the thick film manufacturing step may include: a step of laminating a template for forming pores in a base; A precursor impregnation step of impregnating the template with the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the step of laminating the template; A drying step of drying the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the step of impregnating the precursor solution; A step of removing the template from the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the drying step; A crystallization step of crystallizing the precursor solution of the dried inorganic piezoelectric material after the step of removing the template; An organic material applying step of applying the organic piezoelectric material to the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the crystallization step; And a thickening step of preparing the composite piezoelectric thick film by mixing and molding the crystallized precursor solution of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material.

본 발명에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 마이크로몰딩 기법을 이용하여 상술한 트랜스듀서를 제조하는 방법이고, 상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합한 혼합재료를 준비하는 단계; 상기 단위압전셀에 대응하는 셀홈이 형성된 성형몰드를 준비하는 단계; 상기 성형몰드에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 기저층에 상기 단위압전셀이 형성된 그린어레이를 제조하는 단계; 상기 그린어레이를 소결시켜 소결어레이를 제조하는 단계; 상기 그린어레이 또는 상기 소결어레이를 상기 성형몰드에서 분리하는 단계; 및 상기 소결어레이에서 상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진재를 충진하는 단계;를 포함한다.The method of manufacturing a transducer according to the present invention is a method of manufacturing a transducer using the micro molding technique, wherein the inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or a mixed material obtained by mixing the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material ; Preparing a forming mold having a cell groove corresponding to the unit piezoelectric cell; Implanting the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material into the molding die to manufacture a green array in which the unit piezoelectric cells are formed in a base layer; Sintering the green array to produce a sintered array; Separating the green array or the sintered array from the molding mold; And filling the filler between the unit piezoelectric cells adjacent to each other in the sintered array.

본 발명에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 소결어레이에 상기 단위압전셀과 상기 충진재만 남도록 상기 충진재가 충진된 상기 소결어레이에서 기저층을 제거하는 단계; 및 상기 단위압전셀의 양단부에 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.The method of manufacturing a transducer according to the present invention includes the steps of removing a base layer from the sintered array in which the filling material is filled so that only the unit piezoelectric cell and the filling material are left in the sintered array; And forming an electrode at both ends of the unit piezoelectric cell. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 플레이트 형태의 상기 압전플레이트가 적용되어 상술한 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이고, 상부전극의 적층을 위한 지지부를 준비하는 단계; 상기 음파제어부재에 상기 상부전극과, 상기 압전플레이트와, 상기 하부전극을 차례로 적층하는 단계; 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극이 분리되도록 상기 하부전극을 식각하는 단계; 상기 압전플레이트에 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극 및 분리된 상기 하부전극에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인을 패터닝하여 상기 트랜스듀서를 형성하는 단계; 상기 신호처리유닛과 상기 연결라인이 전기적으로 접속되도록 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서와 상기 지지부를 적층시키는 단계; 및 상기 지지부에 상기 음파제어부재를 적층시키는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention is a method of manufacturing the above-described finger biometric information recognition module by applying the plate-shaped piezoelectric plate, comprising the steps of: preparing a support for stacking upper electrodes; Laminating the upper electrode, the piezoelectric plate and the lower electrode on the sound wave control member in order; Etching the lower electrode so that the plate-shaped lower electrode corresponds to the unit cell; Forming a via hole in the piezoelectric plate, patterning a connection line for applying power to the upper electrode and the separated lower electrode to form the transducer; Depositing the transducer and the support on the signal processing unit such that the signal processing unit and the connection line are electrically connected; And laminating the sound wave control member on the support portion.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서가 적층되기 전에 실시하고, 초음파가 상기 신호처리유닛으로 전달되는 것을 방지하는 포스트부재를 상기 신호처리유닛에 적층하는 단계;를 더 포함한다.The method for manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention is characterized in that a post member is formed on the signal processing unit before the transducer is stacked on the signal processing unit and the ultrasonic wave is prevented from being transmitted to the signal processing unit Further comprising:

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 플레이트 형태의 상기 압전플레이트가 적용되어 상술한 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이고, 상기 트랜스듀서에서 송수신되는 초음파의 전달 경로를 형성하는 초음파전달부재를 형성하기 위한 전달모재를 준비하는 단계; 상기 전달모재에 상기 상부전극과, 상기 압전플레이트와, 상기 하부전극을 차례로 적층하는 단계; 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극이 분리되도록 상기 하부전극을 식각하는 단계; 상기 압전플레이트에 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극 및 분리된 상기 하부전극에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인을 패터닝하여 상기 트랜스듀서를 형성하는 단계; 상기 신호처리유닛과 상기 연결라인이 전기적으로 접속되도록 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서와 상기 전달모재를 적층시키는 단계; 및 상기 전달모재를 가공하여 상기 초음파전달부재를 형성하는 단계;를 포함한다.The method for manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention is a method for manufacturing the finger biometric information recognition module by applying the plate type piezoelectric plate, and the ultrasonic wave transmission / reception module for forming a transmission path of the ultrasonic wave transmitted / Preparing a transfer base material for forming a member; Stacking the upper electrode, the piezoelectric plate, and the lower electrode in order on the transfer base material; Etching the lower electrode so that the plate-shaped lower electrode corresponds to the unit cell; Forming a via hole in the piezoelectric plate, patterning a connection line for applying power to the upper electrode and the separated lower electrode to form the transducer; Laminating the transducer and the transfer base material to the signal processing unit so that the signal processing unit and the connection line are electrically connected; And forming the ultrasonic wave transmission member by processing the transfer base material.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 초음파전달부재에 상기 음파제어부재를 적층하는 단계;를 더 포함한다.The method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention further includes stacking the sound wave control member on the ultrasonic wave transmission member.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 따르면, 트랜스듀서의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 손가락의 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 손가락의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the finger biometric information recognition module, the electronic apparatus to which the finger biometric information recognition module is applied, the manufacturing method of the finger biometric information recognition module, and the method of manufacturing the transducer according to the present invention, by changing the characteristics of the transducer, It is possible to increase the recognition rate of the ultrasonic waves and improve the accuracy of the recognition of the biometric information of the finger.

또한, 본 발명은 트랜스듀서의 특성 변화를 통해 트랜스듀서와 손가락 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재 생략이 가능하다.Further, the present invention can stably match the acoustic impedance between the transducer and the finger by changing the characteristics of the transducer, and it is possible to omit a separate matching member.

또한, 본 발명은 단위압전셀에서 발생되는 진동성분 중 초음파의 진행 방향에 수직인 수평성분(lateral mode)을 감소시킴은 물론 인접한 단위압전셀 사이의 진동 간섭(coupling)을 방지할 수 있고, 단위압전셀의 개별 구동 및 개별 수신이 가능하며, 단위압전셀에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the horizontal component perpendicular to the traveling direction of the ultrasonic waves among the vibration components generated in the unit piezoelectric cells, and also prevent vibration coupling between adjacent unit piezoelectric cells, It is possible to individually drive and individually receive the piezoelectric cells, and it is possible to improve the transmission characteristics of the ultrasonic waves and the reception characteristics of the ultrasonic waves in the unit piezoelectric cells.

또한, 본 발명은 단위압전셀에서 초음파의 구동신호와 초음파의 수신신호가 분리됨으로써, 단위압전셀에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the transmission characteristics of ultrasonic waves and the reception characteristics of ultrasonic waves in a unit piezoelectric cell by separating a driving signal of ultrasonic waves and a reception signal of ultrasonic waves in a unit piezoelectric cell.

또한, 본 발명은 단위압전셀에서 무기압전재료와 유기압전재료의 결합을 간편하게 하여 트랜스듀서의 제조를 간편하게 함은 물론, 단위압전셀에서 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지 손실을 방지하고, 초음파의 피부침투율을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention simplifies the manufacturing of the transducer by simplifying the bonding between the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material in the unit piezoelectric cell, and also prevents the power of the ultrasonic wave or energy loss of the ultrasonic wave in the unit piezoelectric cell, The penetration rate can be improved.

또한, 본 발명은 트랜스듀서 및 음파제어부재를 통해 발신되는 초음파와 수신되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달됨으로써, 초음파의 송수신 감도를 향상시키고, 초음파의 투과율 및 반향파의 반사율 그리고 소멸파의 전달력을 향상시키며, 트랜스듀서와 손가락 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재를 생략할 수 있다.In addition, the present invention improves the transmission and reception sensitivity of the ultrasonic wave by transmitting both the ultrasonic wave transmitted through the transducer and the sound wave control member and the received ultrasonic wave without energy loss, thereby improving the transmission and reception sensitivity of the ultrasonic wave, the reflectance of the ultrasonic wave, And the acoustic impedance between the transducer and the finger can be stably matched and a separate matching member can be omitted.

또한, 본 발명은 음파제어부재를 통해 파장 및 진폭이 작아지는 소멸파를 트랜스듀서에서 안정되게 수신하여 신호처리유닛까지 안정되게 전달할 수 있다.In addition, the present invention can stably receive an annihilation wave having a small wavelength and amplitude through a sound wave control member and transmit it stably to a signal processing unit.

또한, 본 발명은 음파제어부재에서 입력되는 초음파를 진행 방향으로 안정되게 유도하고, 음파제어부재에서 초음파의 공진을 유도하며, 입력되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달되도록 하여 접촉부재와 신호처리유닛 사이에서 초음파의 전달을 안정화시킬 수 있다.In addition, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus, which is capable of stably inducing ultrasonic waves input from a sound wave control member in a traveling direction, inducing resonance of ultrasonic waves in a sound wave control member, The transmission of ultrasonic waves can be stabilized.

또한, 본 발명은 음파제어부재에 관통 형성되는 부분에 제어정합부재를 충진함으로써, 초음파의 감쇄를 방지하고, 초음파의 전달을 안정화시키고, 손가락과의 음향 임피던스를 안정적으로 매칭시킬 수 있다.Further, the present invention can prevent attenuation of ultrasonic waves, stabilize transmission of ultrasonic waves, and stably match acoustic impedances with fingers by filling control-matching members in portions formed through sound wave control members.

또한, 본 발명은 초음파의 주파수를 조절함에 따라 손가락에서 지정맥의 인식과 지문의 인식을 복합 사용할 수 있고, 손가락의 지정맥, 지문 등의 흐름을 정확하게 포착하여 손가락에서 지정맥 또는 지문에 대한 3차원 이미지를 구현할 수 있다.Further, according to the present invention, by controlling the frequency of the ultrasonic wave, the finger vein recognition and the fingerprint recognition can be used in combination, and the flow of the finger vein fingerprint and the finger can be precisely captured, You can implement a dimensional image.

또한, 본 발명은 전자기기에서 지문 또는 지정맥의 인식에 따른 보안성을 향상시키고, 전자기기에 내장된 개인정보를 보호할 수 있다.Further, the present invention improves the security of fingerprint or finger vein recognition in an electronic device and protects personal information embedded in the electronic device.

또한, 본 발명은 초음파 영역에서의 음향을 제어하기 위한 마이크로미터 단위의 미세 가공을 구현하고, 음파제어부재의 제조를 용이하게 하며, 음파제어부재의 구조물에 대한 강도를 향상시키며, 구조물의 지탱력 또는 버팀력을 증대시킬 수 있다.In addition, the present invention implements micro-machining in micrometer units for controlling sound in the ultrasonic range, facilitates the manufacture of the sound control member, improves the strength of the structure of the sound control member, Or to increase the yield.

또한, 본 발명은 음파제어부재에 형성되는 제1신호전달홈과 제2신호전달홈과 연결라인 사이의 센터링을 간편하게 하고, 적층 오차를 최소화하여 음파제어부재의 불량을 방지할 수 있다.Further, the present invention can simplify the centering between the first signal transmission grooves formed in the sound wave control member, the second signal transmission grooves and the connection lines, and minimize the stacking error, thereby preventing defects of the sound wave control member.

또한, 본 발명은 음파제어부재의 높이를 줄일 수 있고, 손가락 생체정보 인식모듈의 소형화 및 박형화에 이바지할 수 있다.Further, the present invention can reduce the height of the sound wave control member and contribute to downsizing and thinning of the finger biometric information recognition module.

또한, 본 발명은 손가락에 오염물질(먼지, 땀, 잔류 화장품 등)이 있어도 지정맥 또는 지문의 이미징이 가능하고, 손가락이 접촉되는 접촉부재의 재질(유리, 알루미늄, 사파이어, 플라스틱 등)에 상관없이 신호처리유닛에서 지정맥 또는 지문 인식이 가능하며, 전자기기에서 손가락 생체정보 인식모듈의 디자인을 용이하게 할 수 있다.In addition, the present invention relates to an image forming apparatus capable of imaging a finger vein or a fingerprint even when a finger has contaminants (dust, sweat, residual cosmetics, etc.) It is possible to perform finger vein recognition or fingerprint recognition in the signal processing unit, and it is possible to facilitate the design of the finger biometric information recognition module in the electronic device.

또한, 본 발명은 실제 지정맥 또는 지문에 대하여 고분해능 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 더불어 실제 지정맥 또는 지문에 대한 특징점을 추출하여 사용자의 등록 및 인증에 활용함으로써, 전자기기의 보안성을 향상시키고, 저전력의 초음파를 기반으로 고분해능의 지정맥 인식 또는 지문 인식 기술을 구현할 수 있다.Further, the present invention can obtain a high-resolution three-dimensional image with respect to an actual finger vein or a fingerprint. In addition, the feature points of the actual finger vein or fingerprint are extracted and used for registration and authentication of the user, thereby improving the security of the electronic device and realizing high resolution finger vein recognition or fingerprint recognition technology based on low-power ultrasonic waves.

또한, 본 발명은 음파제어부재를 통해 손가락에서의 반향파 중 사라지는 소멸파가 에너지 손실없이 트랜스듀서에 전달되도록 하고, 신호처리유닛에서는 소멸파의 신호까지도 안정되게 감지하여 이미지의 분해능을 향상시키고, 종래와 동일한 초음파 소스에 있어서 종래에 비해 정밀한 이미지를 획득할 수 있고, 신호처리유닛의 성능을 낮출 수 있으며, 소비전력을 낮출 수 있다.Further, according to the present invention, an annihilation wave that disappears in the echo wave from the finger is transmitted to the transducer through the sound wave control member without energy loss, and the signal processing unit can stably detect the signal of the annihilation wave, A precise image can be obtained in the same ultrasonic source as the conventional one, the performance of the signal processing unit can be lowered, and the power consumption can be lowered.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈이 적용된 전자기기에서 손가락의 첫째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈이 적용된 전자기기에서 손가락의 둘째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서를 도시한 개략단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음파제어부재를 도시한 개략단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛의 부가 구성을 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 분해도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 후막제조단계의 세부 구성을 도시한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 구동슬릿과 충진재의 구성에 대한 변형예를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 재료이형단계에서의 성형몰드와 단위압전셀을 나타내는 도면이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a state where a first node of a finger is used in an electronic device to which a finger biometric information recognition module according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a second node of a finger is used in an electronic device to which the finger biometric information recognition module according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a schematic cross-sectional view showing a transducer according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic sectional view showing a sound wave control member according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram showing a signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram showing an additional configuration of the signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
8 is an exploded view illustrating a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
9 and 10 are cross-sectional views illustrating a combined state of the finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
11 is a view illustrating a method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
12 is a flowchart showing a method for manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention.
13 is a flowchart showing a detailed configuration of a thick film manufacturing step in the method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention.
14 is a view showing a modification of the configuration of the drive slit and the filler in the method of manufacturing the transducer according to the first embodiment of the present invention.
15 is a flowchart showing a method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention.
16 is a view showing a molding die and a unit piezoelectric cell in the material releasing step in the method of manufacturing a transducer according to the second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.Hereinafter, an embodiment of a finger biometric information recognition module, an electronic device having the finger biometric information recognition module, a method of manufacturing a finger biometric information recognition module, and a method of manufacturing a transducer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, the present invention is not limited or limited by the examples. Further, in describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기에서 손가락의 첫째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기에서 손가락의 둘째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서를 도시한 개략단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음파제어부재를 도시한 개략단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛을 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛의 부가 구성을 도시한 구성도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a state where a first node of a finger is used in an electronic device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a second node of a finger is used in an electronic device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a transducer according to one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic sectional view showing a sound wave control member according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross- FIG. 6 is a configuration diagram showing an additional configuration of a signal processing unit according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)을 통해 손가락(F)으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식함으로써, 전자기기의 보안성을 강화시킬 수 있다.1 to 6, an electronic device according to an embodiment of the present invention includes at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger F through a finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention. By recognizing one piece of biometric information, the security of the electronic device can be enhanced.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 손가락 생체정보 인식모듈(100)과, 메인제어유닛(200)을 포함한다.The electronic device according to an embodiment of the present invention includes a finger biometric information recognition module 100 and a main control unit 200. [

상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나를 인식한다. 일예로, 상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 손가락(F)의 첫째 마디를 감지함에 따라 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나를 인식할 수 있다. 다른 예로, 상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 손가락(F)의 둘째 마디를 감지함에 따라 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥을 인식할 수 있다.The finger biometric information recognition module 100 recognizes at least one of a finger vein and a fingerprint on a finger F that has been touched using ultrasonic waves. For example, as shown in FIG. 1, the finger biometric information recognition module 100 detects at least one of a finger vein and a fingerprint on a finger F that has been contacted by ultrasonic waves as it senses the first node of the finger F Can be recognized. As another example, the finger biometric information recognition module 100 can recognize the finger vein from the finger F that has been touched using ultrasonic waves as it senses the second segment of the finger F as shown in FIG.

상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에서 구체적으로 설명하기로 한다.The finger biometric information recognition module 100 will be described in detail in the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention.

상기 메인제어유닛(200)은 상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)에 포함된 후술하는 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호에 따라 전자기기를 제어한다.The main control unit 200 controls the electronic device according to a signal detected by the signal processing unit 20 included in the finger biometric information recognition module 100 described later.

여기서, 상기 메인제어유닛(200)을 한정하는 것은 아니고, 후술하는 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호에 따라 전자기기를 제어할 수 있다. 상기 메인제어유닛(200)은 플립칩 본딩 또는 타공된 비아홀에 형성되는 전극을 통해 후술하는 신호처리유닛(20)과 접속될 수 있다.Here, the main control unit 200 is not limited, and the electronic device can be controlled according to a signal detected by the signal processing unit 20 described later. The main control unit 200 may be connected to a signal processing unit 20, which will be described later, through electrodes formed on a flip-chip bonded or perforated via hole.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 변환제어유닛(300)을 더 포함할 수 있다. 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호를 변환하여 상기 메인제어유닛(200)에 전달한다. 상기 변환제어유닛(300)의 세부 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 설명에 부가하여 자세하게 설명하기로 한다.The electronic apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a conversion control unit 300. [ The conversion control unit 300 converts the signal detected by the signal processing unit 20 and transmits the converted signal to the main control unit 200. The detailed configuration of the conversion control unit 300 will be described in detail in addition to the description of the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에 대하여 설명한다.Hereinafter, a finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나를 인식하는 것으로 트랜스듀서(10)와, 신호처리유닛(20)을 포함하고, 음파제어부재(40)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 지정맥을 인식하는 것을 주로 설명한다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention recognizes at least one of a finger vein and a fingerprint on a finger F that has been touched using ultrasonic waves and includes a transducer 10, (20), and may further include a sound wave control member (40). The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention mainly describes recognition of a finger vein.

상기 트랜스듀서(10)는 상기 손가락(F)을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락(F)에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신한다. 이러한 상기 트랜스듀서(10)는 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)에 배열 적층될 수 있다.The transducer 10 outputs an ultrasonic wave toward the finger F and receives ultrasonic waves reflected from the finger F and returned. The transducer 10 may be stacked in the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300 in an array.

여기서, 상기 트랜스듀서(10)는 2차원 평면에서 종횡으로 이격 배열되는 다수의 단위압전셀(13)과, 상호 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이에 충진되는 충진재(14)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 단위압전셀(13) 사이에는 구획슬릿(13a)이 형성됨에 따라 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)가 충진되도록 한다.Here, the transducer 10 may include a plurality of unit piezoelectric cells 13 arranged vertically and horizontally spaced from each other in a two-dimensional plane, and a filler 14 filled between adjacent unit piezoelectric cells 13 . The division slit 13a is formed between the unit piezoelectric cells 13 so that the division slit 13a is filled with the filling material 14.

또한, 상기 트랜스듀서(10)는 상기 단위압전셀(13) 일측에 전기적으로 접속되는 하부전극(11)과, 상기 단위압전셀(13) 타측에 전기적으로 접속되는 상부전극(15)을 더 포함할 수 있다. 일예로, 상기 하부전극(11)은 상기 단위압전셀(13)이 모두 접속되고, 상기 상부전극(15)은 개별의 상기 단위압전셀(13)에 1:1 대응으로 접속될 수 있다. 다른 예로, 상기 하부전극(11)과 상기 상부전극(15)은 모두 개별의 상기 단위압전셀(13)에 1:1 대응으로 접속될 수 있다.The transducer 10 further includes a lower electrode 11 electrically connected to one side of the unit piezoelectric cell 13 and an upper electrode 15 electrically connected to the other side of the unit piezoelectric cell 13 can do. For example, the lower electrode 11 may be connected to all of the unit piezoelectric cells 13, and the upper electrode 15 may be connected to the individual unit piezoelectric cells 13 in a one-to-one correspondence. As another example, both the lower electrode 11 and the upper electrode 15 may be connected to the individual unit piezoelectric cells 13 in a one-to-one correspondence.

상기 단위압전셀(13)은 초음파 신호의 특성을 향상시키면서도 상기 단위압전셀(13) 사이의 피치에 따라 지정맥 패턴 또는 지문 패턴에 대응하여 이미지 획득을 용이하게 할 수 있다.The unit piezoelectric cell 13 can facilitate image acquisition corresponding to the finger pattern or the fingerprint pattern according to the pitch between the unit piezoelectric cells 13 while improving the characteristics of the ultrasonic signal.

상기 단위압전셀(13)은 건식식각 기법 또는 마이크로몰딩 기법 등으로 모재가 가공되어 기둥 형태를 나타낼 수 있다. 특히, 상기 단위압전셀(13)은 사각기둥 또는 육각기둥 또는 원기둥 등의 형태를 나타냄으로써, 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지를 극대화시킬 수 있다. 상기 트랜스듀서(10)는 후술하는 트랜스듀서의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.The unit piezoelectric cell 13 may be formed into a column shape by processing a base material by a dry etching technique or a micro molding technique. In particular, the unit piezoelectric cell 13 has a shape of a square column, a hexagonal column, or a cylinder, so that the energy of the ultrasonic wave or the energy of the ultrasonic wave can be maximized. The transducer 10 may be manufactured by a method of manufacturing a transducer to be described later.

그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에서 상기 단위압전셀(13)은 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 단위압전셀(13)은 무기압전재료와 유기압전재료가 혼합된 것으로 설명한다.In the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention, the unit piezoelectric cell 13 may include at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material. In an embodiment of the present invention, the unit piezoelectric cell 13 is described as a mixture of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material.

여기서, 무기압전재료는 초음파의 발신 특성이 우수하고, 유기압전재료는 초음파의 수신 특성이 우수하므로, 상기 단위압전셀(13)의 초음파 발신 특성과 초음파 수신 특성을 모두 향상시키기 위해 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료는 기설정된 중량비로 혼합될 수 있다.In order to improve both the ultrasonic wave emission characteristic and the ultrasonic reception characteristic of the unit piezoelectric cell 13, the inorganic piezoelectric material has excellent transmission characteristics of ultrasonic waves, and the organic piezoelectric material has excellent receiving characteristics of ultrasonic waves. And the organic piezoelectric material may be mixed at a predetermined weight ratio.

상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료는 1:9 내지 9:1 의 중량비로 혼합될 수 있다. 이와 같이 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료의 혼합으로 인해, 초음파의 구동신호에 대응하여 적어도 상기 무기압전재료가 활성화되어 초음파의 발신 특성을 우수하게 하고, 초음파의 수신신호에 대응하여 적어도 상기 유기압전재료가 활성화되어 초음파의 수신 특성을 우수하게 한다.The inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material may be mixed at a weight ratio of 1: 9 to 9: 1. As described above, by mixing the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material, at least the inorganic piezoelectric material is activated in response to the drive signal of the ultrasonic wave to make the ultrasonic wave transmission characteristic excellent, and at least the organic The piezoelectric material is activated, and the ultrasonic receiving characteristic is excellent.

상기 무기압전재료는 질화알루미늄(AlN), 지르콘산티탄산(PZT), 티탄산바륨(BaTiO3) 등으로 이루어질 수 있고, 압전 특성이 상대적으로 우수하나 유연하지 못하고 초음파 감지 성능이 상대적으로 낮다. 상기 유기압전재료는 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 부드러운 재질 또는 유연한 재질의 압전물질 등으로 이루어질 수 있고, 압전 특성이 상대적으로 좋지 않으나 유연성이 우수하고 상기 손가락(F)과의 임프던스 정합에 유리하다.The inorganic piezoelectric material may be made of aluminum nitride (AlN), zirconate titanate (PZT), barium titanate (BaTiO3) or the like and has a relatively excellent piezoelectric property but is not flexible and has a relatively low ultrasonic detection performance. The organic piezoelectric material may be made of polyvinylidene fluoride (PVDF), a soft material, or a piezoelectric material of a flexible material. The piezoelectric material may have a relatively poor piezoelectric property, but is excellent in flexibility and is excellent in impedance matching with the finger It is advantageous.

상기 유기압전재료와 상기 무기압전재를 혼합하여 제조된 상기 트랜스듀서(10)는 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성이 모두 우수하므로, 높은 압전성능지수를 가지게 되고, 상기 손가락(F)의 임피던스 정합에 유리하게 되어 상기 손가락(F)과 상기 트랜스듀서(10) 사이에 별도의 정합부재가 생략되어도 안정되게 초음파가 전달될 수 있다.The transducer 10 manufactured by mixing the organic piezoelectric material and the inorganic piezoelectric material has a high piezoelectric performance index because it has excellent both the ultrasonic wave transmission characteristic and the ultrasonic wave reception characteristic and the impedance of the finger F The ultrasonic wave can be stably transmitted even if a separate matching member is omitted between the finger F and the transducer 10 due to the matching.

이때, 상기 단위압전셀(13)에서 상기 무기압전재료에는 상호 연통된 다수의 기공(미도시)이 형성되고, 상기 유기압전재료는 상기 무기압전재료의 외주면을 감싸거나 상기 기공(미도시)에 형성되도록 할 수 있다.At this time, a plurality of pores (not shown) communicating with the inorganic piezoelectric material are formed in the unit piezoelectric cell 13, and the organic piezoelectric material surrounds the outer peripheral surface of the inorganic piezoelectric material, .

상기 충진재(14)는 상기 단위압전셀(13)에서 발생되는 진동성분 중 초음파의 진행 방향에 수직인 수평성분(lateral mode)을 감소시킴은 물론 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이의 진동이 간섭(coupling)되는 것을 방지할 수 있다.The filling material 14 reduces a horizontal component perpendicular to the traveling direction of the ultrasonic waves among the vibration components generated in the unit piezoelectric cells 13 and also prevents the vibration between adjacent unit piezoelectric cells 13 from being interfered it is possible to prevent coupling.

상기 신호처리유닛(20)은 상기 트랜스듀서(10)가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서(10)와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락(F)의 지정맥을 감지한다. 상기 신호처리유닛(20)은 수신되는 초음파에 따라 도플러 효과를 이용하여 상기 손가락(F)의 지정맥을 감지할 수 있다. 여기서, 상기 손가락(F)의 지정맥을 감지한다는 것은 상기 손가락(F)의 지정맥과 상기 손가락(F)의 지문 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다는 것이 포함된다.The signal processing unit 20 causes the transducer 10 to output an ultrasonic wave and is electrically connected to the transducer 10 to sense the finger vein of the finger F according to the ultrasonic wave received. The signal processing unit 20 may sense the finger vein of the finger F using the Doppler effect according to the received ultrasonic waves. The sensing of the finger vein of the finger F includes sensing at least one of the finger vein of the finger F and the fingerprint of the finger F. [

상기 트랜스듀서(10)는 우수한 압전 특성을 가지는 다중 동작 주파수를 가지므로, 상기 신호처리유닛(20)은 50 마이크로미터 급과 같이 초미세 선폭을 가지는 임의 형상을 3차원으로 이미징할 수 있다. 또한, 상기 트랜스듀서(10)는 상기 단위압전셀(13)을 통해 병렬로 초음파를 송수신할 수 있으므로, 상기 신호처리유닛(20)은 깊이 있는 임의 3차원 형상을 이미징할 수 있다.Since the transducer 10 has multiple operating frequencies having excellent piezoelectric characteristics, the signal processing unit 20 can image an arbitrary shape having an ultrafine line width, such as 50 micrometers, in three dimensions. In addition, since the transducer 10 can transmit and receive ultrasonic waves in parallel through the unit piezoelectric cell 13, the signal processing unit 20 can image any three-dimensional shape in depth.

일예로, 상기 트랜스듀서(10)에서 출력되는 초음파의 주파수가 제1주파수를 나타내도록 상기 신호처리유닛(20)이 상기 구동신호를 제어하면, 손가락(F)의 첫째 마디 또는 둘째 마디가 감지됨에 따라 상기 신호처리유닛(20)은 손가락(F)의 지문과 지정맥 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다. 상기 구동신호는 저주파 영역의 초음파를 발생시켜 초음파의 침투율을 높이고, 상기 손가락(F)의 지정맥 감지를 원활하게 할 수 있다.For example, when the signal processing unit 20 controls the drive signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer 10 indicates the first frequency, the first or second node of the finger F is detected The signal processing unit 20 can sense at least one of the fingerprint of the finger F and the finger vein. The driving signal generates an ultrasonic wave in a low frequency range to increase the penetration rate of the ultrasonic waves and smooth the finger vein detection of the finger F. [

다른 예로, 상기 트랜스듀서(10)에서 출력되는 초음파의 주파수가 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수를 나타내도록 상기 신호처리유닛(20)이 상기 구동신호를 제어하면, 손가락(F)의 첫째 마디가 감지됨에 따라 상기 신호처리유닛(20)은 손가락(F)의 지문을 감지할 수 있다. 상기 구동신호는 고주파 영역의 초음파를 발생시켜 초음파의 침투율을 상대적으로 낮추고, 상기 손가락(F)의 지문 감지를 원활하게 할 수 있다. 저주파 영역의 초음파는 고주파 영역의 초음파에 비해 상대적으로 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지가 크다고 볼 수 있다.As another example, when the signal processing unit 20 controls the drive signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer 10 is greater than the first frequency, the first node of the finger F The signal processing unit 20 can sense the fingerprint of the finger F. [ The driving signal generates an ultrasonic wave in a high frequency region to relatively reduce the penetration rate of the ultrasonic waves and smoothly detect the fingerprint of the finger F. [ The ultrasonic wave in the low frequency region is relatively higher in energy of the ultrasonic wave than in the ultrasonic wave in the high frequency region.

여기서, 상기 신호처리유닛(20)이 상기 구동신호를 제어하여 상기 트랜스듀서(10)에서 초음파가 출력되면, 상기 신호처리유닛(20)은 상기 트랜드듀서(10)에서 수신되는 초음파에 대한 수신정보를 합성하여 손가락(F)의 지문과 지정맥 중 적어도 어느 하나에 대한 3차원 이미지를 구현할 수 있다.When the ultrasonic wave is outputted from the transducer 10 by controlling the driving signal by the signal processing unit 20, the signal processing unit 20 receives reception information about the ultrasonic wave received from the trend ducer 10 So that a three-dimensional image of at least one of the fingerprint and the finger of the finger F can be realized.

상기 신호처리유닛(20)은 상기 단위압전셀(13)에 접속되어 상기 단위압전셀(13)에서 초음파가 출력되도록 상기 단위압전셀(13)에 구동신호를 인가하는 초음파구동부(21)와, 상기 단위압전셀(13)에 접속되어 상기 단위압전셀(13)에서 수신되는 초음파를 처리하는 초음파처리부(22)와, 초음파처리부(22)의 신호 중 조건에 맞는 특정신호를 선택하여 출력하는 다중화논리부(23)와, 상기 다중화논리부(23)에서 출력되는 신호를 변환하는 신호변환부(24)를 포함할 수 있다. 상기 초음파처리부(22)는 수신되는 초음파를 원래 상태로 복구하는 기능을 포함하여 수신되는 초음파를 처리할 수 있다.The signal processing unit 20 includes an ultrasonic driving unit 21 connected to the unit piezoelectric cell 13 and applying a driving signal to the unit piezoelectric cell 13 so that ultrasonic waves are output from the unit piezoelectric cell 13, An ultrasonic wave processing unit 22 connected to the unit piezoelectric cell 13 for processing the ultrasonic waves received in the unit piezoelectric cell 13 and a multiplexing unit 22 for selecting and outputting a specific signal satisfying the condition among the signals of the ultrasonic wave processing unit 22, A logic unit 23 and a signal conversion unit 24 for converting a signal output from the multiplexing logic unit 23. [ The ultrasonic wave processing unit 22 may process the received ultrasonic wave including a function of restoring the received ultrasonic wave to its original state.

상기 초음파처리부(22)는 수신되는 초음파 신호를 모니터링하여 수신되는 초음파 신호에서 지문 또는 지정맥에 대한 신호를 추출하여 수신되는 초음파 신호를 보정할 수 있다.The ultrasound processing unit 22 may monitor the received ultrasound signal and extract a fingerprint or finger vein signal from the received ultrasound signal to correct the received ultrasound signal.

좀더 자세하게, 상기 손가락(F)은 표피와 진피로 구성되고, 지정맥의 경우, 피하조직 내에 위치하게 된다. 여기서, 상기 트랜스듀서(10)는 2차원 평면에 단위압전셀(13)이 종횡으로 배열된 상태를 나타낸다.More specifically, the finger F is composed of the epidermis and the dermis, and in the case of the finger vein, it is located in the subcutaneous tissue. Here, the transducer 10 shows a state in which the unit piezoelectric cells 13 are arranged longitudinally and laterally in a two-dimensional plane.

그리고 상기 트랜스듀서(10)는 상기 손가락(F)에 초음파 신호를 송신하고, 상기 손가락(F)으로부터 반사되는 초음파 신호를 수신한다. 이때, 지문의 골(valley) 부분에서는 공기층으로 인하여 수신되는 초음파 신호에는 공기층, 표피, 진피, 지정맥에서 반사되는 초음파 신호가 일정 시간 지연되어 순차적으로 수신되고, 지문의 산(ridge) 부분에서는 진피, 지정맥에서 반사되는 초음파 신호가 일정 시간 지연되어 순차적으로 수신된다. 그러면, 수신되는 초음파 신호들을 지연과 합(delay and sum) 방식을 이용하여 이미지 데이터를 형성할 수 있다. 이때, 지문의 골 부분으로 공기층으로 인한 신호의 왜곡이 발생하므로, 상기 초음파처리부(22)는 수신되는 초음파 신호에서 지문의 골과 산에 대한 정보 및 지정맥에 대한 정보를 분리하여 추출함으로써, 수신되는 초음파 신호를 보정할 수 있고, 추출된 정보를 바탕으로 3차원 이미지를 용이하게 형성할 수 있다.The transducer 10 transmits an ultrasonic signal to the finger F and receives an ultrasonic signal reflected from the finger F. [ In the valley portion of the fingerprint, ultrasound signals reflected from the air layer, the epidermis, the dermis, and the femoral artery are sequentially received with a delay of a predetermined time, and the ridges of the dermis , Ultrasound signals reflected from the finger veins are sequentially received with a predetermined time delay. Then, image data can be formed using a delay and sum method of the received ultrasonic signals. At this time, the signal distortion due to the air layer occurs at the valleys of the fingerprint. Therefore, the ultrasound processing unit 22 separates and extracts the finger vein bone and finger information and the finger vein information from the received ultrasound signals, It is possible to correct the ultrasound signal and to easily form a three-dimensional image based on the extracted information.

상기 신호변환부(24)는 상기 다중화논리부(23)에서 출력되는 2차원 아날로그 신호를 2차원 디지털 신호로 변환할 수 있다.The signal converting unit 24 may convert the two-dimensional analog signal output from the multiplexing logic unit 23 into a two-dimensional digital signal.

또한, 상기 신호처리유닛(20)은 초음파의 주파수가 조절되도록 상기 초음파구동부(21)에서 인가되는 상기 구동신호를 제어하고, 제어된 상기 구동신호에 대응하여 상기 초음파처리부(22)와 상기 다중화논리부(23)와 상기 신호변환부(24)의 동작을 제어하는 신호처리제어부(25)를 더 포함할 수 있다. 일예로, 상기 신호처리제어부(25)는 상기 신호처리유닛(20)에 포함되는 에이직(ASIC, Application Specific Integrated Circuit) 반도체를 제어할 수 있다.The signal processing unit 20 controls the driving signal applied by the ultrasonic driving unit 21 so that the frequency of the ultrasonic wave is adjusted and controls the ultrasonic wave processing unit 22 and the multiplexing / And a signal processing control unit (25) for controlling the operation of the signal conversion unit (24). For example, the signal processing control unit 25 may control an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) semiconductor included in the signal processing unit 20. [

이때, 상기 신호처리제어부(25)는 상기 구동신호에 대응하여 초음파를 출력하기 위해 상기 단위압전셀(13)의 구동패턴을 형성하고, 상기 구동신호에 대응하여 초음파를 수신하기 위해 상기 단위압전셀(13)의 수신패턴을 형성한다. 여기서, 상기 구동패턴에 대응되는 단위압전셀(13)은 상기 수신패턴에 대응되는 단위압전셀(13)과 겹치지 않도록 함으로써, 상기 단위압전셀(13)에서의 신호 중첩을 방지하고, 신호 간섭을 최대한 줄여 상기 단위압전셀(13)에서 정확도 높은 신호를 송수신할 수 있도록 한다.At this time, the signal processing control unit 25 forms a drive pattern of the unit piezoelectric cell 13 to output ultrasonic waves in response to the drive signal, (13). Here, the unit piezoelectric cell 13 corresponding to the drive pattern is not overlapped with the unit piezoelectric cell 13 corresponding to the reception pattern, thereby preventing signal superposition in the unit piezoelectric cell 13, So that it is possible to transmit and receive signals with high accuracy in the unit piezoelectric cell 13.

상기 신호처리유닛(20)은 상기 신호변환부(24)에서 변환된 신호를 힐버트 변환시켜 변환신호를 생성하는 힐버트변환부(31)와, 상기 힐버트변환부(31)를 거쳐 생성된 변환신호를 정형화시켜 정형화신호를 생성하는 정형화부(32)와, 상기 정형화부(32)를 거쳐 생성된 정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 치환신호를 생성하는 이미지치환부(33)와, 다수의 상기 이미지치환부(33)를 거쳐 생성된 치환신호를 합성하여 3차원 신호를 생성하는 논리합성부(34)와, 상기 논리합성부(34)를 거쳐 생성된 3차원 신호를 바탕으로 최종 3차원 이미지를 획득하는 이미지획득부(35)를 포함할 수 있다.The signal processing unit 20 includes a Hilbert transform unit 31 that generates a transform signal by Hilbert transforming the signal transformed by the signal transform unit 24 and a transform unit 31 that transforms the transform signal generated through the Hilbert transform unit 31 An image substitution unit 33 for generating a substitution signal by replacing the stereoscopic signal generated through the stereotyping unit 32 with a three-dimensional image element, A logical combination unit 34 for generating a three-dimensional signal by synthesizing substitution signals generated through the image substitution unit 33, and a final three-dimensional image based on the three-dimensional signal generated through the logical combination unit 34 And an image acquiring unit 35 for acquiring an image.

그리고 상기 이미지획득부(35)를 거쳐 획득된 최종 3차원 이미지는 상기 메인제어유닛(200)에 의해 전자기기를 제어하여 사용자를 인증하거나 전자기기에 표시될 수 있다.The final three-dimensional image obtained through the image acquiring unit 35 can be displayed on the electronic device by authenticating the user by controlling the electronic device by the main control unit 200. [

좀더 자세하게, 본 발명의 일 실시예에서 상기 신호처리유닛(20)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1주파수 대역 또는 제2주파수 대역을 기준으로 서로 다른 두 주파수(A, B)를 기반으로 발생되는 수신정보를 합성하여 고분해능의 3차원 이미지를 구현할 수 있다.In more detail, in one embodiment of the present invention, the signal processing unit 20 generates, based on the first frequency band or the second frequency band, two different frequencies A and B as shown in FIG. 6 And a high-resolution three-dimensional image can be realized.

그러면, 상기 신호처리제어부(25)가 상기 구동신호를 제어하여 상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 1차주파수 발신신호와, 상기 1차주파수 발신신호보다 큰 2차주파수 발신신호를 나타내면, 상기 신호처리유닛(20)은 3차원 이미지를 구현하기 위해 상기 1차주파수 발신신호에 대응하는 제1수신정보와 상기 2차주파수 발신신호에 대응하는 제2수신정보를 합성하게 된다.If the signal processing controller 25 controls the driving signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer indicates a primary frequency originating signal and a secondary frequency originating signal larger than the primary frequency originating signal, The signal processing unit 20 synthesizes the first reception information corresponding to the primary frequency originating signal and the second reception information corresponding to the secondary frequency originating signal to realize a three-dimensional image.

상기 힐버트변환부(31)는 상기 제1수신정보에 대응하여 상기 신호변환부(24)에서 변환된 제1신호를 힐버트 변환시켜 제1변환신호를 생성하는 제1힐버트변환부(31a)와, 상기 제2수신정보에 대응하여 상기 신호변환부(24)에서 변환된 제2신호를 힐버트 변환시켜 제2변환신호를 생성하는 제2힐버트변환부(31b)로 구분할 수 있다.The Hilbert transform unit 31 includes a first Hilbert transform unit 31a for Hilbert transforming the first signal transformed by the signal transforming unit 24 to generate a first transformed signal corresponding to the first received information, And a second Hilbert transform unit 31b for Hilbert transforming the second signal transformed by the signal transforming unit 24 to generate a second transformed signal corresponding to the second received information.

상기 정형화부(32)는 상기 제1힐버트변환부(31a)를 거쳐 생성된 제1변환신호를 정형화시켜 제1정형화신호를 생성하는 제1정형화부(32a)와, 상기 제2힐버트변환부(31b)를 거쳐 생성된 제2변환신호를 정형화시켜 제2정형화신호를 생성하는 제2정형화부(32b)로 구분할 수 있다.The shaping unit 32 includes a first shaping unit 32a for shaping a first transform signal generated through the first Hilbert transform unit 31a to generate a first shaping signal, And a second shaping unit 32b for shaping the second converted signal generated through the second shaping unit 31b to generate a second shaping signal.

상기 이미지치환부(33)는 상기 제1정형화부(32a)를 거쳐 생성된 제1정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 제1치환신호를 생성하는 제1이미지치환부(33a)와, 상기 제2정형화부(32b)를 거쳐 생성된 제2정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 제2치환신호를 생성하는 제2이미지치환부(33b)로 구분할 수 있다.The image replacing unit 33 includes a first image replacing unit 33a for generating a first replacement signal by replacing the first formatting signal generated by the first formatting unit 32a with a three- And a second image replacing unit 33b for generating a second replacement signal by replacing the second shaping signal generated by the second shaping unit 32b with a three-dimensional image element.

상기 논리합성부(34)는 상기 제1이미지치환부(33a)를 거쳐 생성된 제1치환신호와 상기 제2이미지변환부(33b)를 거쳐 생성된 제2치환신호를 합성하여 3차원 디지털 신호를 생성하게 된다.The logical combination unit 34 combines the first replacement signal generated through the first image replacement unit 33a and the second replacement signal generated through the second image conversion unit 33b to generate a three-dimensional digital signal Respectively.

상기 신호처리유닛(20)은 2차원으로 배열된 상기 단위압전셀(13)에 최적화된 신호 합성 기술로써, 저전력이고 고효율인 3차원 이미지 알고리즘을 구현할 수 있다. 상기 신호처리유닛(20)은 선폭 50 마이크론 또는 선폭 100 마이크론의 하이브리드 미세 패턴을 병렬로 수집하여 고속 3차원 이미징이 가능하고, 상기 트랜스듀서(10)에서 2차원으로 배열된 상기 단위압전셀(13)에 대한 구동부와 수신부를 통합 제어할 수 있다.The signal processing unit 20 is a signal synthesis technique optimized for the unit piezoelectric cells 13 arranged two-dimensionally, thereby realizing a low-power, high-efficiency three-dimensional image algorithm. The signal processing unit 20 collects hybrid fine patterns having a line width of 50 microns or a line width of 100 microns in parallel to enable high-speed three-dimensional imaging, and the unit piezoelectric cells 13 The driving unit and the receiving unit can be integrally controlled.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에서 상기 트랜스듀서(10)는 상기 신호처리유닛(20)과 더불어 다중 동작 주파수를 가지는 하이브리드 초음파 소자 어레이를 구현할 수 있다. 그러면, 고주파수의 초음파 소자로 기존보다 우수한 50 마이크론급의 미세 선폭을 가지는 임의의 형상을 3차원 이미징할 수 있다. 또한, 병렬로 수신되는 저주파수를 통해 깊이 있는 임의 3차원 형상을 이미징하여 초음파를 이용한 이미징 기능을 활성화시키고, 3차원의 지정맥 이미징을 용이하게 구현할 수 있으며, 전자기기에서 보안성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, in the finger biometric information recognition module 100 according to the embodiment of the present invention, the transducer 10 can implement a hybrid ultrasonic device array having multiple operating frequencies in addition to the signal processing unit 20. [ Then, an arbitrary shape having a fine line width of 50 micron class which is superior to the conventional one can be three-dimensionally imaged with a high-frequency ultrasonic device. In addition, imaging of arbitrary three-dimensional shapes having a depth through a low-frequency received in parallel can be activated to activate an imaging function using an ultrasonic wave, a three-dimensional finger vein imaging can be easily implemented, have.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 음파제어부재(40)를 더 포함할 수 있다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention may further include a sound wave control member 40.

상기 음파제어부재(40)는 상기 트랜스듀서(10)에 적층된다. 상기 음파제어부재(40)는 상기 트랜스듀서(10)에서 송수신되는 초음파 에너지가 손실없이 전달되도록 한다.The sound wave control member 40 is stacked on the transducer 10. The sound wave control member 40 allows ultrasonic energy transmitted and received by the transducer 10 to be transmitted without loss.

상기 음파제어부재(40)는 상기 단위압전셀(13)에서 송수신되는 초음파 에너지를 손실없이 전달하는 도파관 구조를 나타낼 수 있다.The sound wave control member 40 may exhibit a waveguide structure that transmits ultrasonic energy transmitted and received by the unit piezoelectric cell 13 without loss.

상기 음파제어부재(40)는 발생된 특정 주파수 영역의 초음파에 대하여 근접장 초음파를 흡수하고, 공진 터널링 등과 같은 특성을 이용하여 초음파 에너지를 공진시켜 투과시키는 특성을 나타낼 수 있다.The sound wave control member 40 absorbs the near-field ultrasonic waves with respect to the generated ultrasonic waves in a specific frequency range, and resonates and transmits ultrasound energy using characteristics such as resonant tunneling.

이에 따라 상기 음파제어부재(40)는 초음파 에너지를 손실없이 전달할 수 있고, 파장 이하의 초음파에 대해서도 이미징을 할 수 있다.Accordingly, the sound wave control member 40 can transmit ultrasound energy without loss, and can perform imaging with respect to an ultrasonic wave having a wavelength or less.

상기 음파제어부재(40)는 Helmholtz resonator 어레이 구조, surface resonant effect in doubly negative 또는 single negative-mass metamaterials, FabryPerot (FP) resonant, Near-zero mass, 이방성 메타소재의 공진 터널링 방식 등을 사용할 수 있다.The sound wave control member 40 may be a Helmholtz resonator array structure, a surface resonant effect in doubly negative or single negative-mass metamaterials, a FabryPerot (FP) resonant, a near-zero mass, or a resonant tunneling method of an anisotropic meta material.

상기 음파제어부재(40)에는 상기 트랜스듀서(10)와 마주보는 일측면에 함몰 형성되는 제1신호전달홈(41)과, 일측면과 대향되는 타측면에 함몰 형성되는 제2신호전달홈(42)과, 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)을 연결하는 연결라인(43)이 포함된다. 그러면, 상기 음파제어부재(40)의 일측면에는 상기 제1신호전달홈(41)이 함몰 형성되고, 상기 음파제어부재(40)의 타측면에는 상기 제2신호전달홈(42)이 함몰 형성된다.The sound wave control member 40 includes a first signal transmission groove 41 formed on one side of the transducer 10 facing the transducer 10 and a second signal transmission groove 41 formed on the other side of the sound wave control member 40, And a connection line 43 connecting the first signal transmission groove 41 and the second signal transmission groove 42. The first signal transmission groove 41 is formed on one side of the sound wave control member 40 and the second signal transmission groove 42 is formed on the other side of the sound wave control member 40 do.

이때, 상기 음파제어부재(40)에는 제어정합부재(45)가 내부에 충진되도록 한다. 다른 표현으로, 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)과 상기 연결라인(43)에는 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 매칭시키는 제어정합부재(45)가 충진된다.At this time, the control member (45) is filled in the sound wave control member (40). In other words, the acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F is matched to the first signal transmission groove 41, the second signal transmission groove 42 and the connection line 43 The control matching member 45 is filled.

상기 제어정합부재(45)는 상기 음파제어부재(40)가 액체 내에서 작동할 때 사용될 수 있다. 다른 표현으로, 상기 제어정합부재(45)는 상기 트랜스듀서(10)에서 송수신되는 초음파의 에너지 손실을 실질적으로 방지하기 위해 손가락(F)의 음향 임피던스 또는 손가락 내 혈액 또는 조직의 음향 임피던스와 실질적으로 동일한 음향 임피던스를 갖도록 한다.The control mating member 45 may be used when the sound wave control member 40 operates in the liquid. In other words, the control mating member 45 is configured to substantially match the acoustic impedance of the finger F or the acoustic impedance of the blood or tissue in the finger to substantially prevent the energy loss of the ultrasonic waves transmitted and received by the transducer 10 So that they have the same acoustic impedance.

상기 제어정합부재(45)는 상기 음파제어부재(40)에서 초음파의 투과율을 증대시킬 수 있다.The control matching member 45 can increase the transmittance of ultrasonic waves in the sound wave control member 40.

본 발명의 일 실시예에서 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)은 상호 동일한 직경을 나타내고, 상기 제1신호전달홈(41)은 상기 연결라인(43)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.The first signal transmission groove 41 and the second signal transmission groove 42 may have the same diameter and the first signal transmission groove 41 may be formed in the first signal transmission groove 41 and the second signal transmission groove 42, May be formed larger than the diameter.

또한, 상기 음파제어부재(40)에는 상기 연결라인(43)과 직경이 다른 크기로 상기 연결라인(43) 상에 형성되는 버퍼공간(44)이 더 포함될 수 있다. 일예로, 상기 버퍼공간(44)은 상기 연결라인(43)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 상기 버퍼공간(44)에는 상기 제어정합부재(45)가 충진되도록 한다.The sound wave control member 40 may further include a buffer space 44 formed on the connection line 43 with a diameter different from that of the connection line 43. For example, the buffer space 44 may have a diameter greater than the diameter of the connection line 43. The control space 45 is filled in the buffer space 44.

상기 음파제어부재(40)는 MEMS 공정, NEMS 공정, 3D Printing 공정, 나노 임프린팅 공정, 사출 공정 등에서 선택되는 적어도 하나에 의해 제조될 수 있다.The sound wave control member 40 may be manufactured by at least one selected from a MEMS process, a NEMS process, a 3D printing process, a nanoimprinting process, and an injection process.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 손가락(F)이 접촉되도록 상기 음파제어부재(40)에 적층되는 접촉부재(50)를 더 포함할 수 있다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention may further include a contact member 50 stacked on the sound wave control member 40 so that the finger F is brought into contact.

상기 접촉부재(50)는 상기 손가락(F)이 접촉된다. 상기 접촉부재(50)는 유리, 알루미늄, 사파이어, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 상기 접촉부재(50)는 초음파를 손가락(F)으로 전달하고, 손가락(F)으로부터 되돌아오는 초음파를 상기 트랜스듀서(10) 측으로 전달한다.The contact member (50) is in contact with the finger (F). The contact member 50 may be made of glass, aluminum, sapphire, plastic, or the like. The contact member 50 transmits the ultrasonic waves to the finger F and transmits the ultrasonic waves coming back from the finger F to the transducer 10 side.

상기 접촉부재(50)는 전자기기에 구비되는 터치스크린 장치 또는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치와 일체로 형성될 수 있다. 상기 접촉부재(50)는 터치스크린 장치 또는 디스플레이 장치의 전면에 부착되는 커버로 이용될 수 있다.The contact member 50 may be formed integrally with a touch screen device provided in an electronic device or a display device for outputting a screen. The contact member 50 may be used as a cover attached to a front surface of a touch screen device or a display device.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50) 사이에 적층 지지되는 전달정합부재(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 접촉부재(50)와 상기 전달정합부재(60)는 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 매칭시킨다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention may further include a transmission matching member 60 laminated and supported between the sound wave control member 40 and the contact member 50. [ The contact member 50 and the transmission matching member 60 match the acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F. [

일예로, 상기 전달정합부재(60)는 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50) 사이에서 상기 제2신호전달홈(42)을 통한 초음파의 전달을 용이하게 할 수 있다. 좀더 자세하게, 상기 제어정합부재(45)와 상기 접촉부재(50) 사이의 공기층이 형성되는 것을 방지하고, 초음파의 전달을 용이하게 할 수 있다.For example, the transmission matching member 60 may facilitate the transmission of ultrasonic waves through the second signal transmission groove 42 between the sound wave control member 40 and the contact member 50. It is possible to prevent an air layer between the control member 45 and the contact member 50 from being formed in more detail and facilitate the transmission of ultrasonic waves.

다른 예로, 상기 전달정합부재(60)는 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50)를 상호 접합시킬 수 있다.As another example, the transmission matching member 60 may bond the sound wave control member 40 and the contact member 50 to each other.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 동작에 대하여 설명한다.The operation of the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention will now be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 신호처리유닛(20)과 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50)가 순차적으로 적층 고정된다. 이때, 상기 음파제어부재(40)에는 상기 제어정합부재(45)가 충진된다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention may be configured such that the signal processing unit 20, the transducer 10, the sound wave control member 40 and the contact member 50 are sequentially stacked . At this time, the control member (45) is filled in the sound wave control member (40).

상기 손가락(F)의 지정맥 패턴에 대하여 혈관의 사이즈가 200 마이크론 내지 1000 마이크론 이고, 상기 손가락(F)의 지문 패턴에 대하여 인접한 골과 마루의 주기는 약 200 마이크론 내지 300 마이크론 이므로, 패턴 이미지 분해능은 약 50 마이크론이 필요하다. 여기서, 상기 무기압전재료에 대한 임피던스는 약 30 Mrayl 이지만, 상기 유기압전재료는 상기 손가락(F)의 임피던스(약 1.5 Mrayl)와 유사한 임피던스 특성을 가지므로, 별도의 정합부재를 생략하더라도 상기 트랜스듀서(10)에서 초음파의 송수신 특성을 유지시킬 수 있다.The size of the blood vessel is 200 to 1000 microns with respect to the finger vein pattern of the finger F and the interval between the valleys adjacent to the fingerprint pattern of the finger F is about 200 microns to 300 microns, Requires about 50 microns. Here, although the impedance of the inorganic piezoelectric material is about 30 Mrayl, the organic piezoelectric material has an impedance characteristic similar to that of the finger F (about 1.5 Mrayl), so that even if a separate matching member is omitted, Receiving characteristic of the ultrasonic wave can be maintained in the ultrasonic transducer 10.

그러면, 상기 트랜스듀서(10)는 임피던스(물체의 밀도와 물체의 음파전파속도) 특성에 의해 결정되는 투과파와 손가락(F)으로부터 되돌아오는 반향파의 크기를 이용하여 측정하게 된다. Then, the transducer 10 measures using the magnitude of the transmission wave determined by the impedance (the density of the object and the sound wave propagation velocity of the object) and the magnitude of the echo wave returning from the finger F.

상기 트랜스듀서(10)에서 발생되는 초음파 및 손가락(F)으로부터 되돌아오는 반향파는 상기 음파제어부재(40)를 통과하면서 공진에 의해 거의 100%(90% 내지 100% 또는 95% 내지 100%)가 투과되는 주파수를 갖게 된다.The ultrasonic waves generated from the transducer 10 and the echo waves returning from the finger F are almost 100% (90% to 100% or 95% to 100%) by resonance while passing through the sound wave control member 40 And has a frequency to be transmitted.

또한, 상기 트랜스듀서(10)에 입력되는 반향파에서의 시간 지연값 또는 상기 신호처리유닛(20)을 통한 반향파의 변환을 이용하여 3차원 이미지를 구현할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 소멸파가 상기 음파제어부재(40)를 통과하면서 초음파 에너지의 손실없이 상기 트랜스듀서(10)에 전달됨으로써, 3차원 이미지 구현을 용이하게 할 수 있다.In addition, a three-dimensional image can be implemented using the time delay value in the echo wave input to the transducer 10 or the conversion of the echo wave through the signal processing unit 20. In an embodiment of the present invention, the extinguishing wave passes through the sound wave control member 40 and is transmitted to the transducer 10 without loss of ultrasonic energy, thereby facilitating the implementation of a three-dimensional image.

상술한 설명에 기초하여 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호를 상기 메인제어유닛(200)에 전달한다. 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호변환부(24)에서 변환된 신호를 전자기기에서 출력이 가능한 출력신호로 변환하여 상기 메인제어유닛(200)에 전달할 수 있다.Based on the above description, the conversion control unit 300 delivers the signal sensed by the signal processing unit 20 to the main control unit 200. [ The conversion control unit 300 may convert the signal converted by the signal conversion unit 24 into an output signal that can be output from the electronic device and transmit the converted signal to the main control unit 200.

상기 변환제어유닛(300)은 플립칩 본딩 또는 타공된 비아홀에 형성되는 전극을 통해 상기 신호처리유닛(20)과 상기 메인제어유닛(200)에 각각 접속될 수 있다.The conversion control unit 300 may be connected to the signal processing unit 20 and the main control unit 200 through electrodes formed in the flip chip bonding or perforated via holes, respectively.

도시되지 않았지만, 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)을 대신하여 서로 다른 두 주파수 영역(A, B)에 대한 수신정보를 합성하여 고분해능의 3차원 이미지를 구현할 수 있다. 이에 따라 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)을 대신하여 상기 힐버트변환부(31)와, 상기 정형화부(32)와, 상기 이미지치환부(33)와, 상기 논리합성부(34)와, 이미지획득부(35)를 포함할 수 있다. Although not shown, the conversion control unit 300 may implement a high-resolution three-dimensional image by compositing reception information for two different frequency regions A and B instead of the signal processing unit 20. Accordingly, the conversion control unit 300 may be configured so that the Hilbert transform unit 31, the shaping unit 32, the image substitution unit 33, and the logical sum unit 34, and an image acquisition unit 35. [

그리고 상기 이미지획득부(35)를 거쳐 획득된 최종 3차원 신호는 상기 메인제어유닛(200)에 의해 전자기기를 제어하여 사용자를 인증하거나 전자기기에 표시될 수 있다.The final three-dimensional signal obtained through the image obtaining unit 35 may be displayed on the electronic device by authenticating the user by controlling the electronic device by the main control unit 200.

이에 따라 상기 변환제어유닛(300)도 2차원으로 배열된 상기 단위압전셀(13)에 최적화된 신호 합성 기술로써, 저전력이고 고효율인 3차원 이미지 알고리즘을 구현할 수 있다.Accordingly, the conversion control unit 300 can also realize a low-power, high-efficiency three-dimensional image algorithm as a signal synthesis technique optimized for the unit piezoelectric cells 13 arranged two-dimensionally.

지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 분해도이며, 도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 결합 상태를 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a perspective view illustrating a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, FIG. 8 is an exploded view illustrating a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, FIGS. 9 and 10 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a combined state of the finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6 및 도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 접촉되는 손가락(F)으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈로써, 상기 손가락(F)을 향해 초음파를 출력하고 상기 손가락(F)에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서(10)와, 상기 트랜스듀서(10)가 초음파를 출력하도록 하고 상기 트랜스듀서(10)와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락(F)의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛(20)을 포함하고, 송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서(10)에 적층되는 음파제어부재(40)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 6 and 7 to 10, the finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention may be configured such that the finger biometric information recognition module 100 includes at least one of a finger vein and a fingerprint A finger biometric information recognition module for recognizing biometric information, comprising: a transducer (10) for outputting an ultrasonic wave toward the finger (F) and receiving an ultrasonic wave reflected from the finger (F) And a signal processing unit (20) for outputting an ultrasonic wave and electrically connected to the transducer (10) and sensing the biometric information of the finger (F) according to the received ultrasonic waves. And a sound wave control member (40) stacked on the transducer (10) so as to be transmitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 신호처리유닛(20)과 상기 음파제어부재(40)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 신호처리유닛(20)과 상기 음파제어부재(40)와 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.The signal processing unit 20 and the sound wave control member 40 according to another embodiment of the present invention may have the same configuration as that of the signal processing unit 20 and the sound wave control member 40 according to the embodiment of the present invention And a description thereof will be omitted.

이때, 상기 트랜스듀서(10)는 상기 손가락(F)을 향해 초음파를 출력하는 플레이트 형상의 압전플레이트(16)를 포함할 수 있다. 상기 압전플레이트(16)는 질화알루미늄(AlN, Aluminium nitride) 또는 티탄산 지르콘산 연(PZT, PbZrTiO3)을 포함할 수 있다.At this time, the transducer 10 may include a plate-shaped piezoelectric plate 16 for outputting ultrasonic waves toward the finger F. The piezoelectric plate 16 may include aluminum nitride (AlN) or lead titanate zirconate (PZT, PbZrTiO3).

상기 트랜스듀서(10)는 상기 압전플레이트(16)의 일측면에 전기적으로 접속되는 하부전극(11)과, 상기 압전플레이트(16)의 타측면에 전기적으로 접속되는 상부전극(15)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 상기 하부전극(11)은 단위셀에 대응하여 2차원 평면에서 종횡으로 분리 배열된 상태로 상기 압전플레이트(16)에 접속되고, 상기 상부전극(15)은 플레이트 형태로 상기 압전플레이트에 접속된다.The transducer 10 further includes a lower electrode 11 electrically connected to one side of the piezoelectric plate 16 and an upper electrode 15 electrically connected to the other side of the piezoelectric plate 16 can do. In another embodiment of the present invention, the lower electrodes 11 are connected to the piezoelectric plate 16 in a state where the lower electrodes 11 are arranged vertically and horizontally in a two-dimensional plane corresponding to the unit cells, And is connected to the piezoelectric plate.

본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40) 사이에서 초음파가 전달되도록 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40) 사이에 삽입 적층되는 초음파전달부재(70)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 초음파전달부재(70)에는 지지부(71)가 적층 지지될 수 있다. 상기 지지부(71)는 상기 트랜스듀서(10)와 상기 초음파전달부재(70) 사이의 결합력을 향상시키고, 상기 초음파전달부재(70)에서 상기 트랜스듀서(10)를 안정적으로 지지할 수 있다.The finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention includes the transducer 10 and the sound wave control member 40 so that ultrasonic waves are transmitted between the transducer 10 and the sound wave control member 40 The ultrasonic transducer 70 may further include an ultrasonic transducer 70 which is interposed between the ultrasonic transducer 70 and the ultrasonic transducer 70. Here, the supporter 71 may be stacked and supported on the ultrasonic wave transmitting member 70. The support portion 71 improves the coupling force between the transducer 10 and the ultrasonic wave transmitting member 70 and can stably support the transducer 10 from the ultrasonic wave transmitting member 70.

상기 초음파전달부재(70)에는 단위셀 또는 상기 압전플레이트(16)에 대응하여 초음파가 전달되는 전달홀이 관통 형성될 수 있다. 그러면, 상기 초음파전달부재(70)는 상기 압전플레이트(16)에서 송수신되는 초음파 에너지를 손실없이 전달하는 도파관 구조를 나타낼 수 있다. 상기 초음파전달부재(70)는 발생된 특정 주파수 영역의 초음파에 대하여 근접장 초음파를 흡수하고, 공진 터널링 등과 같은 특성을 이용하여 초음파 에너지를 공진시켜 투과시키는 특성을 나타낼 수 있다.The ultrasonic wave transmission member 70 may be formed with a transmission hole through which ultrasonic waves are transmitted corresponding to the unit cell or the piezoelectric plate 16. The ultrasonic wave transmitting member 70 may exhibit a waveguide structure that transmits the ultrasonic energy transmitted and received by the piezoelectric plate 16 without loss. The ultrasonic wave transmitting member 70 may absorb near-field ultrasonic waves with respect to the generated ultrasonic waves in a specific frequency range, resonate with ultrasonic waves using characteristics such as resonance tunneling, and transmit the ultrasonic waves.

이때, 상기 초음파전달부재(70)에 관통 형성된 홀에는 임피던스층(72)이 충진됨으로써, 상기 손가락(F)과 상기 트랜스듀서(10) 사이의 음향 임피던스 차이를 줄이고, 상기 손가락(F)과 상기 트랜스듀서(10) 사이의 음향 임피던스를 매칭시킬 수 있다.At this time, the hole formed in the ultrasonic wave transmission member 70 is filled with the impedance layer 72 to reduce the difference in acoustic impedance between the finger F and the transducer 10, The acoustic impedance between the transducers 10 can be matched.

본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하도록 상기 트랜스듀서(10)와 상기 신호처리유닛(40) 사이에 진공 상태의 공간을 형성하기 위한 포스트부재(80)를 더 포함할 수 있다. 상기 포스트부재(80)는 접착부(81)를 매개로 상기 신호처리유닛(20)에 적층 고정될 수 있다. 상기 접착부(81)는 전기 전달을 위해 전도성을 나타낼 수 있지만, 전도성이 아니어도 무방하다.The finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention may include a vacuum state between the transducer 10 and the signal processing unit 40 to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20 And a post member 80 for forming a space of the base member 80. The post member 80 can be stacked and fixed to the signal processing unit 20 via the bonding portion 81. [ The bonding portion 81 may exhibit conductivity for electric conduction, but may not be conductive.

여기서, 상기 포스트부재(80)에는 단위셀 또는 상기 압전플레이트(16)에 대응하여 공간부(82)가 관통 형성된다. 상기 트랜스듀서(10)와 상기 포스트부재(80)와 상기 신호처리유닛(20)이 적층 결합될 때, 상기 공간부(82)는 진공 상태를 형성함으로써, 상기 트랜스듀서(10)에서 발생하는 초음파 또는 상기 트랜스듀서(10)에 수신되는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하고, 초음파 신호로부터 상기 신호처리유닛(20)을 보호할 수 있다. 이와 더불어 상기 포스트부재(80)와 상기 접착부(81)는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)에 전달되는 것을 방지하도록 완충 기능을 가질 수 있다.Here, the post member 80 is formed with a space portion 82 corresponding to the unit cell or the piezoelectric plate 16. When the transducer 10, the post member 80 and the signal processing unit 20 are laminated together, the space portion 82 forms a vacuum state so that ultrasonic waves generated in the transducer 10 Or the ultrasonic wave received by the transducer 10 is prevented from being transmitted to the signal processing unit 20, and the signal processing unit 20 can be protected from the ultrasonic signal. In addition, the post member 80 and the adhesive portion 81 may have a buffer function to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20.

상기 공간부(82)는 상기 포스트부재(80)의 형상에 대응하여 상기 접착부(81)에도 형성될 수 있다.The space portion 82 may be formed in the bonding portion 81 corresponding to the shape of the post member 80.

미설명 부호 73은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)을 제조할 때, 상기 초음파전달부재(70)를 보호하기 위한 보호층(73)이다. 상기 보호층(73)은 손가락 생체정보 인식모듈(100)을 제조하는 과정에서 상기 초음파전달부재(70)로부터 제거될 수 있다.Reference numeral 73 denotes a protective layer 73 for protecting the ultrasonic wave transmission member 70 when the finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention is manufactured. The protective layer 73 may be removed from the ultrasonic wave transmission member 70 in the course of manufacturing the finger biometric information recognition module 100.

지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법을 도시한 도면이다.11 is a view illustrating a method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이다.Referring to FIG. 11, a method for manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention is a method for manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.

일예로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 신호처리유닛(20)에 상기 트랜스듀서(10)와 상기 초음파전달부재(70)가 적층될 수 있다.For example, in the method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, the transducer 10 and the ultrasonic wave transmission member 70 may be laminated to the signal processing unit 20.

먼저, 상기 초음파전달부재(70)를 형성하기 위한 전달모재(70a)를 준비한다. 이때, 상기 전달모재(70a)의 상하면에는 상기 지지부(71)와 상기 보호층(73)이 형성될 수 있다. 상기 전달모재(70a)의 상면에 상기 지지부(71)가 형성되어도 무방하다.First, a transfer base material 70a for forming the ultrasonic wave transmission member 70 is prepared. At this time, the support part 71 and the protective layer 73 may be formed on the upper and lower surfaces of the transfer base material 70a. The supporting portion 71 may be formed on the upper surface of the transfer base material 70a.

그리고, 상기 전달모재(70a)에 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)을 플레이트 형태로 적층한다. 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)은 상기 전달모재(70a)에 순차적으로 적층 고정되도록 한다.The upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are laminated in a plate form on the transfer base material 70a. The upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are sequentially stacked and fixed on the transfer base material 70a.

다음으로, 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극(11)이 분리되도록 상기 하부전극(11)을 식각한다. 상기 하부전극(11)의 식각은 다양한 형태의 습식 식각 또는 건식 식각으로 실시할 수 있다.Next, the lower electrode 11 is etched so that the plate-shaped lower electrode 11 is separated from the unit cell. Etching of the lower electrode 11 may be performed by various types of wet etching or dry etching.

다음으로, 상기 압전플레이트(16)에 상기 상부전극(15)과의 전기적 연결을 위한 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극(15) 및 분리된 상기 하부전극(11)에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인(111)을 패터닝하여 상기 트랜스듀서(10)를 형성한다.Next, a via hole is formed in the piezoelectric plate 16 for electrical connection with the upper electrode 15, and a connection for applying power to the upper electrode 15 and the separated lower electrode 11, respectively, The line 111 is patterned to form the transducer 10.

다음으로, 상기 신호처리유닛(20)과 상기 연결라인(111)이 전기적으로 접속되도록 상기 전달모재(70a)에 일체로 형성된 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층한다.Next, the transducer 10 integrally formed on the transfer base material 70a is laminated on the signal processing unit 20 so that the signal processing unit 20 and the connection line 111 are electrically connected.

여기서, 상기 신호처리유닛(20)에는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하는 포스트부재(80)가 적층된다. 그리고 상기 공간부(82)가 진공 상태를 형성하기 위해 진공 분위기에서 상기 전달모재(70a)에 일체로 형성된 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층된 상기 포스트부재(80)에 적층하도록 한다.Here, the signal processing unit 20 is laminated with a post member 80 which prevents ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20. The transducer 10 integrally formed with the transfer base material 70a in a vacuum atmosphere to form the vacuum part of the space part 82 is inserted into the post member 80 stacked on the signal processing unit 20, .

마지막으로, 상기 전달모재(70a)를 가공하여 상기 초음파전달부재(70)를 형성한다. 상기 전달모재(70a)에 상기 전달홀을 타공함은 물론 상기 보호층(73)을 제거함으로써, 상기 전달모재(70a)를 매개로 상기 초음파전달부재(70)를 형성할 수 있다.Finally, the ultrasound transmitting member 70 is formed by processing the transfer base material 70a. The ultrasonic wave transmitting member 70 can be formed through the transfer base material 70a by removing the protective layer 73 as well as puncturing the transfer hole into the transfer base material 70a.

여기에 추가하여, 상기 초음파전달부재(70)에 상기 음파제어부재(40)를 적층할 수 있다.In addition, the sound wave control member 40 may be laminated on the ultrasonic wave transmission member 70.

상술한 일련의 과정을 통해 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 제조할 수 있다.The finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention can be manufactured through the above-described series of processes.

다른 예로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 신호처리유닛(20)에 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40)가 적층될 수 있다.As another example, in the method of manufacturing the finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, the transducer 10 and the sound wave control member 40 may be laminated to the signal processing unit 20.

먼저, 상기 상부전극(15)의 적층을 위한 베이스를 준비한다.First, a base for stacking the upper electrode 15 is prepared.

그리고, 상기 베이스에 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)을 플레이트 형태로 적층한다. 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)은 상기 음파제어부재(40)에 순차적으로 적층 고정되도록 한다.The upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are laminated in a plate form on the base. The upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are sequentially laminated and fixed to the sound wave control member 40.

다음으로, 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극(11)이 분리되도록 상기 하부전극(11)을 식각한다. 상기 하부전극(11)의 식각은 다양한 형태의 습식 식각 또는 건식 식각으로 실시할 수 있다.Next, the lower electrode 11 is etched so that the plate-shaped lower electrode 11 is separated from the unit cell. Etching of the lower electrode 11 may be performed by various types of wet etching or dry etching.

다음으로, 상기 압전플레이트(16)에 상기 상부전극(15)과의 전기적 연결을 위한 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극(15) 및 분리된 상기 하부전극(11)에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인(111)을 패터닝하여 상기 트랜스듀서(10)를 형성한다.Next, a via hole is formed in the piezoelectric plate 16 for electrical connection with the upper electrode 15, and a connection for applying power to the upper electrode 15 and the separated lower electrode 11, respectively, The line 111 is patterned to form the transducer 10.

다음으로, 상기 신호처리유닛(20)과 상기 연결라인(111)이 전기적으로 접속되도록 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층한다.Next, the transducer 10 is laminated to the signal processing unit 20 so that the signal processing unit 20 and the connection line 111 are electrically connected.

여기서, 상기 신호처리유닛(20)에는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하는 포스트부재(80)가 적층된다. 그리고 상기 공간부(82)가 진공 상태를 형성하기 위해 진공 분위기에서 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층된 상기 포스트부재(80)에 적층함으로서, 상기 공간부(82)가 진공 상태를 형성하도록 한다.Here, the signal processing unit 20 is laminated with a post member 80 which prevents ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20. The space portion 82 is formed by laminating the transducer 10 on the post member 80 stacked on the signal processing unit 20 in a vacuum atmosphere so as to form a vacuum state, Thereby forming a vacuum state.

마지막으로, 상기 트랜스듀서(10)에 상기 음파제어부재(40)를 적층시킨다.Finally, the sound wave control member 40 is laminated on the transducer 10.

상술한 일련의 과정을 통해 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 제조할 수 있다.The finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention can be manufactured through the above-described series of processes.

여기서, 상기 베이스는 베이스는 별도로 준비될 수 있고, 상기 음파제어부재(40)를 상기 트랜스듀서(10)에 적층시키기 전에 상기 트랜스듀서(10)로부터 분리시킬 수 있다. Here, the base may be separately prepared and separated from the transducer 10 before the sound wave control member 40 is laminated to the transducer 10.

또한, 상기 베이스는 상기 음파제어부재(40)로 구비될 수 있다. 이때, 상기 음파제어부재(40)의 상하면에는 상기 지지부(71)와 상기 보호층(73)이 형성될 수 있다. 상기 음파제어부재(40)의 상면에 상기 지지부(71)가 형성되어도 무방하다. 그러면, 마지막 공정인 상기 트랜스듀서(10)에 상기 음파제어부재(40)를 적층시키는 공정이 생략된다.Further, the base may be provided with the sound wave control member 40. At this time, the support portion 71 and the protection layer 73 may be formed on the upper and lower surfaces of the sound wave control member 40. The support portion 71 may be formed on the upper surface of the sound wave control member 40. Then, the step of laminating the sound wave control member 40 on the transducer 10, which is the last step, is omitted.

지금부터는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a transducer according to a first embodiment of the present invention will be described.

도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 후막제조단계의 세부 구성을 도시한 순서도이며, 도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 구동슬릿과 충진재의 구성에 대한 변형예를 도시한 도면이다.FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transducer according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a detailed view of a step of manufacturing a thick film in the method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention 14 is a view showing a modification of the configuration of the drive slit and the filler in the method of manufacturing the transducer according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6 및 도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 건식식각 기법을 이용하여 상기 단위압전셀(13)을 형성함으로써, 상기 트랜스듀서(10)를 제조하는 방법이다.Referring to FIGS. 1 to 6 and 12 to 14, a method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention includes forming the unit piezoelectric cell 13 using a dry etching technique, (10).

본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합하여 복합압전후막(10a)을 제조하는 후막제조단계(S11)와, 상기 복합압전후막(10a)에 구획슬릿(13a)이 함몰 형성되도록 상기 후막제조단계(S11)를 거쳐 제조된 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 후막재단단계(S12)와, 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 슬릿충진단계(S13)를 포함할 수 있다. 상기 슬릿충진단계(S13)에서는 상기 충진재(14)를 소결시킬 수 있다.The manufacturing method of the transducer according to the first embodiment of the present invention includes a thick film manufacturing step S11 for manufacturing the composite piezoelectric thick film 10a by mixing the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material, A thick film cutting step S12 for cutting the composite piezoelectric thick film 10a manufactured through the thick film manufacturing step S11 such that the partition slit 13a is formed in the partition slit 13a by etching; And a slit filling step (S13) of filling the filler (14). In the slit filling step S13, the filling material 14 may be sintered.

여기서, 상기 후막제조단계(S11)는 상기 무기압전재료에 기공을 형성한 다음, 기공이 형성된 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합하여 상기 복합압전후막(10a)을 형성할 수 있다.Here, the thick film manufacturing step S11 may form the composite piezoelectric thick film 10a by forming pores in the inorganic piezoelectric material, and then mixing the inorganic piezoelectric material with pores and the organic piezoelectric material.

상기 후막제조단계(S11)는 베이스에 기공(미도시)을 형성하기 위한 탬플을 적층하는 탬플적층단계와, 상기 탬플적층단계(S11a)를 거친 다음 상기 탬플에 상기 무기압전재료의 전구액을 함침시키는 전구액함침단계(S11b)와, 상기 전구액함침단계(S11b)를 거친 다음 상기 무기압전재료의 전구액을 건조시키는 건조단계(S11c)와, 상기 건조단계(S11c)를 거친 다음 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에서 상기 탬플을 제거하는 탬플제거단계(S11d)와, 상기 탬플제거단계(S11d)를 거친 다음 건조된 상기 무기압전재료의 전구액을 결정화시키는 결정화단계(S11e)와, 상기 결정화단계(S11e)를 거친 다음 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하는 유기재료투입단계(S11f)와, 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액과 상기 유기압전재료를 혼합 성형하여 상기 복합압전후막(10a)을 제조하는 후막화단계(S11g)를 포함할 수 있다.The thick film manufacturing step S11 includes a step of laminating a template for forming pores (not shown) on a base, a step of laminating the template with the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the step of laminating the template (S11a) A drying step S11c of drying the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the step of impregnating the precursor solution S11b, the step of drying the precursor solution of the inorganic piezoelectric material S11c, the step of drying the inorganic piezoelectric material S11c, (S11d) for removing the template from the precursor solution of the inorganic piezoelectric material; a crystallization step (S11e) for crystallizing the precursor solution of the inorganic piezoelectric material that has been dried after the step of removing the template (S11d) (S11f) of injecting the organic piezoelectric material into the precursor solution of the inorganic piezoelectric material which has been crystallized after the crystallization step (S11e), and a step (S11d) of mixing the crystallized precursor solution of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material castle And it may comprise a thickening step (S11g) for producing the composite piezoelectric thick film (10a).

상기 탬플제거단계(S11d)를 거침에 따라 건조된 상기 무기압전재료의 전구액은 최종 완성되는 상기 무기압전재료와 같이 기공(미도시)을 형성하여 다공질체를 형성하게 된다.The precursor solution of the inorganic piezoelectric material dried by the step of removing the template (S11d) forms pores (not shown) like the final inorganic piezoelectric material to form a porous body.

또한, 상기 유기재료투입단계(S11f)에서는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료의 기설정된 혼합비에 따라 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하게 된다. 또한, 상기 유기재료투입단계(S11f)와 상기 후막화단계(S11g)를 거침에 따라 상기 유기압전재료는 건조된 상기 무기압전재료의 전구액의 외주면을 감싸거나, 상기 기공(미도시)에 형성될 수 있다.In addition, in the step of applying the organic material (S11f), the organic piezoelectric material is injected into the precursor solution of the inorganic piezoelectric material dried according to a predetermined mixing ratio of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material. In addition, the organic piezoelectric material may be formed by surrounding the outer circumferential surface of the dried precursor solution of the inorganic piezoelectric material or by forming it in the pores (not shown) by passing through the organic material applying step S11f and the thickening step S11g .

본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 상기 후막재단단계(S12)를 거침에 따라 상기 복합압전후막(10a)은 기저층에 다수의 단위압전셀(13)이 상호 이격된 상태로 종횡으로 배열되고, 인접한 단위압전셀(13) 사이에는 상기 구획슬릿(13a)이 형성된다. 그리고 상기 슬릿충진단계(S13)를 거친 다음에는, 상기 기저층을 제거하여 상기 트랜스듀서(10)를 최종 완성할 수 있다.In the method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention, as the thick film cutting step S12 is performed, the composite piezoelectric thick film 10a has a plurality of unit piezoelectric cells 13 spaced apart from each other in a base layer And the divisional slit 13a is formed between the adjacent unit piezoelectric cells 13. In this case, After the slit filling step S13, the transducer 10 can be completed by removing the base layer.

본 발명의 제1실시예에서 상기 단위압전셀(13)은 상기 기저층에서 자유단부로 갈수록 직경이 작아지도록 하여 단위 면적당 상기 단위압전셀(13)의 개수를 증가시키고, 초음파의 해상도를 향상시킬 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the unit piezoelectric cell 13 has a smaller diameter toward the free end from the base layer, thereby increasing the number of the unit piezoelectric cells 13 per unit area and improving the resolution of the ultrasonic waves have.

본 발명의 제1실시예에서 초음파의 해상도는 500dpi 이상으로 고해상도 초음파 트랜스듀서(10)를 구현할 수 있다.In the first embodiment of the present invention, a high-resolution ultrasonic transducer 10 can be realized with a resolution of 500 dpi or higher.

또한, 본 발명의 제1실시예 중 변형예에서는 상기 후막재단단계(S12)와 상기 슬릿충진단계(S13)는 2회 이상 순환하면서 반복함에 따라 상기 후막재단단계(S12)에서 상기 단위압전셀(13)이 탈락되는 것을 방지할 수 있다.In the modification of the first embodiment of the present invention, the thick film cutting step S12 and the slit filling step S13 are repeatedly performed twice or more while repeating the thick film cutting step S12, 13 can be prevented from falling off.

본 발명의 제1실시예 중 변형예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 후막제조단계(S11)와, 상기 단위압전셀(13)에 대응하여 1차로 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 제1재단단계(S12a)와, 상기 제1재단단계(S12a)에 의해 형성된 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 제1충진단계(S13a)와, 상기 단위압전셀(13)에 대응하여 2차로 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 제2재단단계(S12b)와, 상기 제2재단단계(S12b)에 의해 형성된 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 제2충진단계(S13b)를 포함하고, 부가적으로 상기 단위압전셀(13)에 대응하여 3차로 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 제3재단단계(S12c)와, 상기 제3재단단계(S12c)에 의해 형성된 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 제3충진단계(S13c)를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the transducer according to the modified example of the first embodiment of the present invention comprises the thick film manufacturing step S11 and the step of forming the composite piezoelectric thick film 10a by the etching technique corresponding to the unit piezoelectric cell 13 A first filling step (S13a) of filling the filling material (14) with the dividing slit (13a) formed by the first cutting step (S12a), and a second filling step A second cutting step (S12b) of cutting the composite piezoelectric thick film (10a) by an etching technique in a second order corresponding to the first cutting step (13), and a second cutting step (S12b) And a second filling step (S13b) of filling the piezoelectric vibrating piece (14), and further, a third cutting step (3b) of cutting the composite piezoelectric thick film (10a) by an etching technique in a third order corresponding to the unit piezoelectric cell (12) filling the filler (14) with the dividing slit (13a) formed by the third cutting step (S12c) A (S13c) may further include.

여기서, 본 발명의 제1실시예 중 변형예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 제2충진단계(S13b) 또는 상기 제3충진단계(S13c)를 거친 다음, 상기 기저층을 제거하여 상기 트랜스듀서(10)를 최종 완성할 수 있다.Here, the manufacturing method of the transducer according to the modified example of the first embodiment of the present invention is characterized in that after the second filling step (S13b) or the third filling step (S13c), the base layer is removed and the transducer 10) can be finally completed.

본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 전극형성단계(S3)를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention may further include an electrode forming step (S3).

상기 전극형성단계(S3)는 상기 트랜스듀서(10)에 전원을 인가하기 위해 상기 복합압전후막(10a)의 양면에 각각 상기 하부전극(11)과 상기 상부전극(15)을 형성한다.The electrode forming step S3 forms the lower electrode 11 and the upper electrode 15 on both sides of the composite piezoelectric thick film 10a in order to apply power to the transducer 10.

상기 전극형성단계(S3)는 상기 복합압전후막(10a)의 일측면에 상기 하부전극(11)을 형성하는 하부전극형성단계(S31)와, 상기 복합압전후막(10a)의 타측면에 상기 상부전극(15)을 형성하는 상부전극형성단계(S32)로 구분할 수 있다.The electrode forming step S3 includes a lower electrode forming step S31 of forming the lower electrode 11 on one side of the composite piezoelectric thick film 10a and a lower electrode forming step S31 of forming a lower electrode 11 on the other side of the composite piezoelectric thick film 10a. And an upper electrode forming step (S32) for forming the electrode (15).

일예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 슬릿충진단계(S13)를 거친 다음 실시될 수 있다.For example, the lower electrode forming step S31 and the upper electrode forming step S32 may be performed after the slit filling step S13, respectively.

다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 후막제조단계(S11)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, the lower electrode forming step S31 and the upper electrode forming step S32 may be performed after the thick film forming step S11, respectively.

또 다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 어느 하나는 상기 후막제조단계(S11)를 거친 다음 실시되고, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 다른 하나는 상기 슬릿충진단계(S13)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, any one of the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) is performed after the thick film forming step (S11), and the lower electrode forming step (S31) And the other of the forming step S32 may be performed after the slit filling step S13.

본 발명의 제1실시예에 따라 제조되는 상기 트랜스듀서(10)는 완성된 상태에서 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)과 연결할 수 있다.The transducer 10 manufactured according to the first embodiment of the present invention can be connected to the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300 in a completed state.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따라 제조되는 상기 트랜스듀서(10)는 상기 복합압전후막(10a)을 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)에 연결한 상태에서 상기 후막재단단계(S12)와 상기 슬릿충진단계(S13)를 실시할 수 있다.The transducer 10 manufactured in accordance with the first embodiment of the present invention can be manufactured by connecting the composite piezoelectric thick film 10a to the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300, The cutting step S12 and the slit filling step S13 may be performed.

지금부터는 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 재료이형단계에서의 성형몰드와 단위압전셀을 나타내는 도면이다.FIG. 15 is a flowchart showing a manufacturing method of a transducer according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention, Fig.

도 1 내지 도 6 및 도 15와 도 16을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 마이크로몰딩 기법을 이용하여 상기 단위압전셀(13)을 형성함으로써, 상기 트랜스듀서(10)를 제조하는 방법이다.Referring to FIGS. 1 to 6 and FIGS. 15 and 16, a method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention includes forming the unit piezoelectric cell 13 using a micro molding technique, (10).

본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 재료준비단계(S21)와, 성형몰드준비단계(S22)와, 그린어레이제조단계(S25)와, 소결어레이제조단계(S26)와, 어레이이형단계(S27)와, 어레이충진단계(S28)를 포함하고, 기저층제거단계(S29)와, 전극형성단계(S3)를 더 포함할 수 있다.A method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention includes a material preparing step S21, a forming mold preparing step S22, a green array manufacturing step S25, a sintering array manufacturing step S26, An array forming step S27, and an array filling step S28, and may further include a base layer removing step S29 and an electrode forming step S3.

상기 재료준비단계(S21)는 상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합한 혼합재료를 준비한다. 상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 혼합재료는 액상 또는 페이스트 상태를 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 무기압전재료는 상술한 후막제조단계(S11) 중 상기 탬플적층단계(S11a) 내지 상기 결정화단계(S11e) 까지의 공정을 통해 기공(미도시)을 형성할 수 있다.The material preparation step (S21) prepares a mixed material obtained by mixing the inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material. The inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or the mixed material may exhibit a liquid or paste state. Here, the inorganic piezoelectric material may form pores (not shown) through the steps from the lamination step S11a to the crystallization step S11e during the thick film preparation step S11 described above.

상기 성형몰드준비단계(S22)는 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 셀홈(411)이 형성된 성형몰드(400)를 준비한다. 상기 성형몰드(400)는 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 셀홈(411)이 함몰 형성되는 제1몰드(410)와, 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료가 주입되는 주입홀(421)이 관통 형성되는 제2몰드(420)를 포함한다. 상기 제1몰드(410)와 상기 제2몰드(420)는 적층 지지되고, 상기 제2몰드(420)는 상기 제1몰드(410)에 대하여 상대 운동으로 승강이 가능하다. 여기서, 상기 제1몰드(410)와 상기 제2몰드(420) 중 적어도 어느 하나에는 상기 단위압전셀(13)이 배열되는 기저층(12)을 형성하기 위한 기저홈(412)이 함몰 형성될 수 있다.In the forming mold preparation step S22, a molding mold 400 having cell grooves 411 corresponding to the unit piezoelectric cells 13 is prepared. The forming mold 400 includes a first mold 410 in which the cell groove 411 corresponding to the unit piezoelectric cell 13 is recessed and a second mold 410 in which the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material is injected And a second mold 420 through which a hole 421 is formed. The first mold 410 and the second mold 420 are stacked and supported, and the second mold 420 is movable up and down relative to the first mold 410. A base groove 412 may be formed in at least one of the first mold 410 and the second mold 420 to form a base layer 12 in which the unit piezoelectric cells 13 are arranged. have.

상기 성형몰드준비단계(S22)는 상기 기저층(12)에 상기 단위압전셀(13)이 상호 이격되어 종횡으로 배열된 상태에 대응하여 단단한 재질의 마스터몰드를 준비하는 마스터준비단계(S23)와, 상기 마스터몰드를 이용하여 유연한 재질 또는 부드러운 재질의 소프트몰드를 제조하는 소프트제조단계(S24)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 소프트몰드는 상기 성형몰드(400) 중 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 셀홈(411)이 함몰 형성되는 제1몰드(410)와 같은 형상을 나타낼 수 있다.The forming mold preparing step S22 includes a master preparing step S23 of preparing a master mold of a hard material corresponding to a state in which the unit piezoelectric cells 13 are arranged apart from one another in the base layer 12, And a soft manufacturing step (S24) of making a soft mold of a soft material or a soft material using the master mold. Here, the soft mold may have the same shape as the first mold 410 in which the cell grooves 411 corresponding to the unit piezoelectric cells 13 of the forming mold 400 are recessed.

상기 마스터몰드는 실리콘 등과 같은 단단한 재질로 이루어져 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 돌기 형상의 제조가 용이하고, 상기 소프트몰드는 실리콘오일(PDMS, polydimethylsiloxane) 등과 같은 부드러운 재질 또는 유연한 재질로 이루어져 상기 마스터몰드에 형성된 돌기 형상에 대응하여 상기 셀홈(411)을 안정적으로 제조할 수 있다.The master mold is made of a rigid material such as silicon, so that a protrusion shape corresponding to the unit piezoelectric cell 13 can be easily manufactured. The soft mold is made of a soft material such as silicone oil (PDMS, polydimethylsiloxane) or a flexible material, The cell groove 411 can be stably manufactured corresponding to the shape of the protrusion formed on the master mold.

상기 그린어레이제조단계(S25)는 상기 성형몰드(400)에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 상기 기저층(12)에 상기 단위압전셀(13)이 형성된 그린어레이(10b)를 제조한다. 상기 그린어레이제조단계(S25)는 상기 제1몰드(410)와 상기 제2몰드(420)가 합착된 상태에서 상기 주입홀(421)에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 주입된 재료가 상기 셀홈(411) 및 상기 기저홈(412)에 충진되도록 함으로써, 그린어레이(10b)를 제조할 수 있다.The green array manufacturing step S25 may be performed by injecting the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material into the molding die 400 to form a green array in which the unit piezoelectric cell 13 is formed in the base layer 12 10b. The green array manufacturing step S25 may include forming the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material in the injection hole 421 while the first mold 410 and the second mold 420 are bonded together, The green array 10b can be manufactured by injecting the injected material into the cell grooves 411 and the base grooves 412. [

상기 소결어레이제조단계(S26)는 상기 그린어레이(10b)를 소결시켜 소결어레이를 제조한다. 상기 소결어레이제조단계(S26)는 다양한 형태의 소결 기법을 이용하여 상기 그린어레이(10b)를 소결시킬 수 있다.The sintered array manufacturing step (S26) sinters the green array (10b) to produce a sintered array. The sintered array manufacturing step S26 may sinter the green array 10b using various sintering techniques.

상기 어레이이형단계(S27)는 상기 그린어레이(10b) 또는 상기 소결어레이를 상기 성형몰드(400)에서 분리한다.The array shaping step S27 separates the green array 10b or the sintered array from the shaping mold 400.

상기 어레이충진단계(S27)는 상기 소결어레이에서 상호 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이에 충진재(14)를 충진한다. 상기 충진재(14)는 소결되어 상기 단위압전셀(13)과 일체를 이루도록 한다.The array filling step (S27) fills the filler (14) between the unit piezoelectric cells (13) adjacent to each other in the sintered array. The filler 14 is sintered to be integrated with the unit piezoelectric cell 13.

상기 기저층제거단계(S29)는 상기 소결어레이에 상기 단위압전셀(13)과 상기 충진재(14)만 남도록 상기 충진재(14)가 충진된 상기 소결어레이에서 상기 기저층을 제거한다.The base layer removal step S29 removes the base layer from the sintered array in which the filler material 14 is filled so that the unit piezoelectric cell 13 and the filler material 14 are left in the sintered array.

상기 전극형성단계(S3)는 상기 트랜스듀서(10)에 전원을 인가하기 위해 상기 기저층(12)이 제거된 상기 소결어레이의 양면에 각각 상기 하부전극(11)과 상기 상부전극(15)을 형성한다.The electrode forming step S3 includes forming the lower electrode 11 and the upper electrode 15 on both sides of the sintered array from which the base layer 12 is removed to apply power to the transducer 10, do.

상기 전극형성단계(S3)는 상기 기저층(12)이 제거된 상기 소결어레이의 일측면에 상기 하부전극(11)을 형성하는 하부전극형성단계(S31)와, 상기 기저층(12)이 제거된 상기 소결어레이의 타측면에 상기 상부전극(15)을 형성하는 상부전극형성단계(S32)로 구분할 수 있다.The electrode forming step S3 includes a lower electrode forming step S31 for forming the lower electrode 11 on one side of the sintered array from which the base layer 12 is removed, And an upper electrode forming step (S32) for forming the upper electrode (15) on the other side of the sintered array.

일예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 기저층제거단계(S29)를 거친 다음 실시될 수 있다.For example, the lower electrode forming step S31 and the upper electrode forming step S32 may be performed after the base layer removing step S29, respectively.

다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 어레이충진단계(S27)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, the lower electrode forming step S31 and the upper electrode forming step S32 may be performed after the array filling step S27, respectively.

또 다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 어느 하나는 상기 어레이충진단계(S27)를 거친 다음 실시되고, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 다른 하나는 상기 기저층제거단계(S29)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, any one of the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) is performed after the array filling step (S27), and the lower electrode forming step (S31) The other of the forming step S32 may be performed after the base layer removing step S29.

본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 기저층(12)에 사기 단위압전셀(13)이 형성된 상기 소결어레이를 제조하고, 상기 소결어레이에 상기 충진재(14)를 충진시킴으로써, 상기 트랜스듀서(10)를 제조할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따라 제조되는 상기 트랜스듀서(10)는 완성된 상태에서 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)과 연결할 수 있다.A method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention includes fabricating the sintered array in which the unit cell 12 is formed with the scarf unit piezoelectric cells 13 and filling the sintered array with the filler material 14, The transducer 10 can be manufactured. The transducer 10 manufactured according to the second embodiment of the present invention can be connected to the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300 in a completed state.

본 발명의 제2실시예에서 상기 성형몰드(400)에 형성된 상기 셀홈(411)은 입구에서 내부로 갈수록 직경이 작아지도록 하여 상기 단위압전셀(13)이 상기 기저층에서 자유단부로 갈수록 직경이 작아지도록 할 수 있다. 그러면, 단위 면적당 상기 단위압전셀(13)의 개수를 증가시키고, 초음파의 해상도를 향상시킬 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the cell groove 411 formed in the molding die 400 has a smaller diameter as it goes inward from the inlet, so that the diameter of the unit piezoelectric cell 13 decreases from the base layer toward the free end . Thus, the number of the unit piezoelectric cells 13 per unit area can be increased and the resolution of the ultrasonic waves can be improved.

본 발명의 제2실시예에서 초음파의 해상도는 500dpi 이상으로 고해상도 초음파 트랜스듀서(10)를 구현할 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the resolution of the ultrasonic wave can be 500 dpi or more to realize the high-resolution ultrasonic transducer 10.

상술한 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 따르면, 상기 트랜스듀서(10)의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 상기 손가락(F)의 지정맥 또는 지문과 같은 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 상기 손가락(F)의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the finger biometric information recognition module, the electronic device to which the finger biometric information recognition module is applied, the manufacturing method of the finger biometric information recognition module, and the manufacturing method of the transducer, the characteristics of the transducer 10 are changed, It is possible to enhance the recognition rate of the ultrasonic waves and improve the precision of the fingerprint recognition of the finger F when recognizing the biometric information such as finger vein or fingerprint of the finger F. [

또한, 상기 트랜스듀서(10)의 특성 변화를 통해 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재 생략이 가능하다.In addition, the acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F can be stably matched through the characteristic change of the transducer 10, and a separate matching member can be omitted.

또한, 상기 단위압전셀(13)에서 발생되는 진동성분 중 초음파의 진행 방향에 수직인 수평성분(lateral mode)을 감소시킴은 물론 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이의 진동 간섭(coupling)을 방지할 수 있고, 상기 단위압전셀(13)의 개별 구동 및 개별 수신이 가능하며, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 동시에 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to reduce a horizontal component perpendicular to the traveling direction of ultrasonic waves among the vibration components generated in the unit piezoelectric cells 13, and to prevent vibration coupling between adjacent unit piezoelectric cells 13 It is possible to individually drive and individually receive the unit piezoelectric cell 13, and it is possible to simultaneously improve the ultrasonic wave transmitting characteristic and the ultrasonic receiving characteristic in the unit piezoelectric cell 13.

또한, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 구동신호와 초음파의 수신신호가 분리됨으로써, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 동시에 향상시킬 수 있다.In addition, by separating the driving signal of the ultrasonic wave from the receiving signal of the ultrasonic wave in the unit piezoelectric cell 13, the ultrasonic wave transmitting characteristic and the ultrasonic receiving characteristic of the unit piezoelectric cell 13 can be improved at the same time.

또한, 상기 단위압전셀(13)에서 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료의 결합을 간편하게 하여 상기 트랜스듀서(10)의 제조를 간편하게 함은 물론, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지 손실을 방지하고, 초음파의 피부침투율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to simplify the manufacturing of the transducer 10 by simplifying the coupling between the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material in the unit piezoelectric cell 13, and further, the power of the ultrasonic wave in the unit piezoelectric cell 13 It is possible to prevent the energy loss of the ultrasonic wave and improve the skin penetration rate of the ultrasonic wave.

또한, 상기 트랜스듀서(10) 및 상기 음파제어부재(40)를 통해 발신되는 초음파와 수신되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달됨으로써, 초음파의 송수신 감도를 향상시키고, 초음파의 투과율 및 반향파의 반사율 그리고 소멸파의 전달력을 향상시키며, 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재를 생략할 수 있다.In addition, since both the ultrasonic wave transmitted through the transducer 10 and the ultrasonic wave control member 40 and the received ultrasonic wave are transmitted without energy loss, the transmission and reception sensitivity of the ultrasonic wave is improved, and the transmittance of the ultrasonic wave, The acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F can be stably matched and a separate matching member can be omitted.

또한, 상기 음파제어부재(40)를 통해 파장 및 진폭이 작아지는 소멸파를 상기 트랜스듀서(10)에서 안정되게 수신하여 상기 신호처리유닛(20)까지 안정되게 전달할 수 있다.In addition, an annihilation wave having a small wavelength and amplitude can be stably received by the transducer 10 through the sound wave control member 40, and can be stably transmitted to the signal processing unit 20.

또한, 상기 음파제어부재(40)에서 입력되는 초음파를 진행 방향으로 안정되게 유도하고, 상기 음파제어부재(40)에서 초음파의 공진을 유도하며, 입력되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달되도록 하여 상기 접촉부재(50)와 상기 신호처리유닛(20) 사이에서 초음파의 전달을 안정화시킬 수 있다.In addition, the ultrasonic waves input from the sound wave control member 40 are guided stably in the traveling direction, the resonance of the ultrasonic waves is induced in the sound wave control member 40, and the inputted ultrasonic waves are all transmitted without energy loss, The transmission of ultrasonic waves between the member 50 and the signal processing unit 20 can be stabilized.

또한, 상기 음파제어부재(40)에 관통 형성되는 부분에 상기 제어정합부재(45)를 충진함으로써, 초음파의 감쇄를 방지하고, 초음파의 전달을 안정화시키고, 손가락과의 음향 임피던스를 안정적으로 매칭시킬 수 있다.The control matching member 45 is filled in a portion formed through the sound wave control member 40 to prevent attenuation of the ultrasonic wave, stabilize the transmission of the ultrasonic waves, and stably match the acoustic impedance with the finger .

또한, 초음파의 주파수를 조절함에 따라 상기 손가락(F)에서 지정맥의 인식과 지문의 인식을 복합 사용할 수 있고, 상기 손가락(F)의 지정맥, 지문 등의 흐름을 정확하게 포착하여 상기 손가락(F)에서 지정맥 또는 지문에 대한 3차원 이미지를 구현할 수 있다.In addition, by adjusting the frequency of the ultrasonic wave, the finger vein recognition and the fingerprint recognition can be used in combination, and the flow of the finger vein, fingerprint, etc. of the finger F can be precisely captured, ) Can implement a three-dimensional image of a finger vein or fingerprint.

또한, 전자기기에서 지문 또는 지정맥의 인식에 따른 보안성을 향상시키고, 전자기기에 내장된 개인정보를 보호할 수 있다.In addition, it is possible to improve the security of the fingerprint or finger vein in the electronic device and to protect the personal information embedded in the electronic device.

또한, 초음파 영역에서의 음향을 제어하기 위한 마이크로미터 단위의 미세 가공을 구현하고, 상기 음파제어부재(40)의 제조를 용이하게 하며, 상기 음파제어부재(40)의 구조물에 대한 강도를 향상시키며, 구조물의 지탱력 또는 버팀력을 증대시킬 수 있다.Further, micrometric fine processing for controlling the sound in the ultrasonic wave region is implemented, the manufacture of the sound wave control member 40 is facilitated, the strength of the structure of the sound wave control member 40 is improved , The holding force or the supporting force of the structure can be increased.

또한, 상기 음파제어부재(40)에 형성되는 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)과 상기 연결라인(43) 사이의 센터링을 간편하게 하고, 적층 오차를 최소화하여 상기 음파제어부재(40)의 불량을 방지할 수 있다.It is also possible to simplify the centering between the first signal transmission groove 41 formed in the sound wave control member 40, the second signal transmission groove 42 and the connection line 43, It is possible to prevent the sound wave control member 40 from being defective.

또한, 상기 음파제어부재(40)의 높이를 줄일 수 있고, 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 소형화 및 박형화에 이바지할 수 있다.In addition, the height of the sound wave control member 40 can be reduced, contributing to miniaturization and thinning of the finger biometric information recognition module 100.

또한, 상기 손가락(F)에 오염물질(먼지, 땀, 잔류 화장품 등)이 있어도 지정맥 또는 지문의 이미징이 가능하고, 상기 손가락(F)이 접촉되는 상기 접촉부재(50)의 재질(유리, 알루미늄, 사파이어, 플라스틱 등)에 상관없이 상기 신호처리유닛(20)에서 지정맥 또는 지문 인식이 가능하며, 전자기기에서 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 디자인을 용이하게 할 수 있다.It is also possible to image a finger vein or a fingerprint even if the finger F has contaminants (dust, sweat, residual cosmetics, etc.), and the material of the contact member 50 It is possible to recognize finger veins or fingerprints in the signal processing unit 20 irrespective of whether the fingerprint recognition unit 100 is made of aluminum, sapphire, plastic, or the like.

또한, 실제 지정맥 또는 지문에 대하여 고분해능 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 더불어 실제 지정맥 또는 지문에 대한 특징점을 추출하여 사용자의 등록 및 인증에 활용함으로써, 전자기기의 보안성을 향상시키고, 저전력의 초음파를 기반으로 고분해능의 지정맥 인식 또는 지문 인식 기술을 구현할 수 있다.In addition, a high-resolution three-dimensional image can be acquired with respect to an actual finger vein or a fingerprint. In addition, the feature points of the actual finger vein or fingerprint are extracted and used for registration and authentication of the user, thereby improving the security of the electronic device and realizing high resolution finger vein recognition or fingerprint recognition technology based on low-power ultrasonic waves.

또한, 상기 음파제어부재(40)를 통해 상기 손가락(F)에서의 반향파 중 사라지는 소멸파가 에너지 손실없이 상기 트랜스듀서(10)에 전달되도록 하고, 상기 신호처리유닛(20)에서는 소멸파의 신호까지도 안정되게 감지하여 이미지의 분해능을 향상시키고, 종래와 동일한 초음파 소스에 있어서 종래에 비해 정밀한 이미지를 획득할 수 있고, 상기 신호처리유닛(20)의 성능을 낮출 수 있으며, 소비전력을 낮출 수 있다.In the signal processing unit 20, an annihilation wave that disappears in the echo wave in the finger F is transmitted to the transducer 10 without energy loss through the sound wave control member 40, Signal can be stably sensed to improve the resolution of an image. In the same ultrasound source as the conventional one, it is possible to obtain a more precise image than in the past, to lower the performance of the signal processing unit 20, have.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Modify or modify the Software.

F: 손가락 100: 손가락 생체정보 인식모듈 200: 메인제어유닛
300: 변환제어유닛 10: 트랜스듀서 10a: 복합압전후막
10b: 그린어레이. 11: 하부전극 111: 연결라인
12: 기저층 13: 단위압전셀 14: 구획슬릿
15: 상부전극 16: 압전플레이트 20: 신호처리유닛
21: 초음파구동부 22: 초음파처리부 23: 다중화논리부
24: 신호변환부 25: 신호처리제어부 31: 힐버트변환부
32: 정형화부 33: 이미지치환부 34: 논리합성부
35: 이미지획득부 40: 음파제어부재 41: 제1신호전달부
42: 제2신호전달부 43: 연결라인 44: 버퍼공간
45: 제어정합부재 50: 접촉부재 60: 전달정합부재
70: 초음파전달부재 70a: 전달모재 71: 지지부
72: 임피던스층 80: 포스트 81: 접착부
82: 공간부 400: 성형몰드 410: 제1몰드
411: 셀홈 412: 기저홈 420: 제2몰드
421: 주입홀 S11: 후막제조단계 S11a: 탬플적층단계
S11b: 전구액함침단계 S11c: 건조단계 S11d: 탬플제거단계
S11e: 결정화단계 S11f: 유기재료투입단계 S11g: 후막화단계
S12: 후막재단단계 S12a: 제1재단단계 S12b: 제2재단단계
S12c: 제3재단단계 S13: 슬릿충진단계 S13a: 제1충진단계
S13b: 제2충진단계 S13c: 제3충진단계 S21: 재료준비단계
S22: 성형몰드준비단계 S23: 마스터준비단계 S24: 소프트제조단계
S25: 그린어레이제조단계 S26: 소결어레이제조단계
S27: 어레이이형단계 S28: 어레이충진단계
S29: 기저층제거단계 S3: 전극형성단계
S31: 하부전극형성단계 S32: 상부전극형성단계
F: finger 100: finger biometric information recognition module 200: main control unit
300: conversion control unit 10: transducer 10a: composite piezoelectric thick film
10b: green array. 11: lower electrode 111: connection line
12: base layer 13: unit piezoelectric cell 14:
15: upper electrode 16: piezoelectric plate 20: signal processing unit
21: ultrasonic driving unit 22: ultrasonic processing unit 23: multiplexing logic unit
24: signal conversion unit 25: signal processing control unit 31: Hilbert transform unit
32: shaping unit 33: image replacing unit 34:
35: image acquisition unit 40: sound wave control member 41: first signal transmission unit
42: second signal transfer unit 43: connection line 44: buffer space
45: control registration member 50: contact member 60: transmission matching member
70: Ultrasonic wave transmission member 70a: Transmission base material 71: Support
72: Impedance layer 80: Post 81: Adhesive part
82: Space part 400: Molding mold 410: First mold
411: cell groove 412: base groove 420: second mold
421: Inlet hole S11: Thick film manufacturing step S11a: Template stacking step
S11b: impregnating the precursor solution S11c: drying step S11d: removing the template
S11e: crystallization step S11f: organic material applying step S11g: thickening step
S12: Thick film cutting step S12a: First cutting step S12b: Second cutting step
S12c: Third cutting step S13: Slit filling step S13a: First filling step
S13b: second filling step S13c: third filling step S21: material preparing step
S22: Molding mold preparing step S23: Master preparing step S24: Soft manufacturing step
S25: green array manufacturing step S26: sintering array manufacturing step
S27: array demolding step S28: array filling step
S29: base layer removing step S3: electrode forming step
S31: Lower electrode forming step S32: Upper electrode forming step

Claims (16)

접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고,
상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서;
송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및
상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고,
상기 트랜스듀서는,
2차원 평면에서 종횡으로 이격 배열되는 다수의 단위압전셀; 및
상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진되는 충진재;를 포함하며,
상기 단위압전셀은, 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
A finger biometric information recognition module for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger to be contacted,
A transducer outputting an ultrasonic wave toward the finger and receiving ultrasonic waves reflected from the finger and returning;
A sound wave control member laminated on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And
And a signal processing unit for causing the transducer to output ultrasonic waves and sensing biometric information of the finger in accordance with the ultrasonic wave received in electrical connection with the transducer,
The transducer includes:
A plurality of unit piezoelectric cells arranged longitudinally and laterally in a two-dimensional plane; And
And a filling material filled between the unit piezoelectric cells adjacent to each other,
Wherein the unit piezoelectric cell includes at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material.
제1항에 있어서,
상기 단위압전셀은,
건식식각 기법 또는 마이크로몰딩 기법으로 모재가 가공되어 기둥 형태를 나타내는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the unit piezoelectric cell comprises:
Wherein the base material is processed by a dry etching technique or a micro molding technique to exhibit columnar shapes.
제1항에 있어서,
상기 무기압전재료에는 상호 연통된 다수의 기공이 형성되고,
상기 유기압전재료는 상기 무기압전재료의 외주면을 감싸거나 상기 기공에 형성되는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
The method according to claim 1,
A plurality of pores communicating with each other are formed in the inorganic piezoelectric material,
Wherein the organic piezoelectric material surrounds an outer circumferential surface of the inorganic piezoelectric material or is formed in the pore.
접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고,
상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서;
송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및
상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고,
상기 트랜스듀서는,
상기 손가락을 향해 초음파를 출력하는 플레이트 형상의 압전플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
A finger biometric information recognition module for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger to be contacted,
A transducer outputting an ultrasonic wave toward the finger and receiving ultrasonic waves reflected from the finger and returning;
A sound wave control member laminated on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And
And a signal processing unit for causing the transducer to output ultrasonic waves and sensing biometric information of the finger in accordance with the ultrasonic wave received in electrical connection with the transducer,
The transducer includes:
And a plate-shaped piezoelectric plate for outputting ultrasonic waves toward the finger.
제4항에 있어서,
상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에서 초음파가 전달되도록 상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에 삽입 적층되는 초음파전달부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
5. The method of claim 4,
Further comprising an ultrasonic transmission member interposed between the transducer and the sound wave control member so that ultrasonic waves are transmitted between the transducer and the sound wave control member.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
초음파가 상기 신호처리유닛으로 전달되는 것을 방지하도록 상기 트랜스듀서와 상기 신호처리유닛 사이에 진공 상태의 공간을 형성하기 위한 포스트부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising: a post member for forming a vacuum space between the transducer and the signal processing unit to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호처리유닛은,
상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 초음파가 출력되도록 상기 트랜스듀서에 구동신호를 인가하는 초음파구동부;
상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 수신되는 초음파를 처리하는 초음파처리부;
상기 초음파처리부의 신호 중 조건에 맞는 특정신호를 선택하여 출력하는 다중화논리부;
상기 다중화논리부에서 출력되는 신호를 변환하는 신호변환부; 및
초음파의 주파수가 조절되도록 상기 초음파구동부에서 인가되는 상기 구동신호를 제어하고, 제어된 상기 구동신호에 대응하여 상기 초음파처리부와 상기 다중화논리부와 상기 신호변환부의 동작을 제어하는 신호처리제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The signal processing unit includes:
An ultrasonic driver connected to the transducer for applying a driving signal to the transducer so that ultrasonic waves are output from the transducer;
An ultrasonic processing unit connected to the transducer for processing ultrasound waves received from the transducer;
A multiplexing logic unit for selecting and outputting a specific signal matching the condition among the signals of the ultrasonic processing unit;
A signal conversion unit for converting a signal output from the multiplexing logic unit; And
And a signal processing control unit for controlling the driving signal applied by the ultrasonic driving unit so that the frequency of the ultrasonic wave is adjusted and controlling the operation of the ultrasonic wave processing unit, the multiplexing logic unit, and the signal converting unit in response to the controlled driving signal And the fingerprint information of the finger.
제7항에 있어서,
상기 초음파처리부에는,
수신되는 초음파 신호를 모니터링 하여 수신되는 초음파 신호에서 지문 또는 지정맥에 대한 신호를 추출하여 수신되는 초음파 신호를 보정하는 것이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
8. The method of claim 7,
In the ultrasonic wave processing unit,
Further comprising monitoring the received ultrasonic signal to extract a fingerprint or a finger vein signal from the received ultrasonic signal and correcting the received ultrasonic signal.
제7항에 있어서,
상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 제1주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문과 지정맥이 감지되고,
상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문이 감지되는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
8. The method of claim 7,
When the signal processing control unit controls the driving signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer indicates the first frequency, the signal processing unit detects the fingerprint and finger vein of the finger,
Characterized in that the signal processing unit controls the fingerprint of the finger when the signal processing control unit controls the drive signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer indicates a second frequency greater than the first frequency Finger biometric information recognition module.
제7항에 있어서,
상기 신호처리유닛은,
상기 신호변환부에서 변환된 신호를 힐버트 변환시켜 변환신호를 생성하는 힐버트변환부;
상기 힐버트변환부를 거쳐 생성된 변환신호를 정형화시켜 정형화신호를 생성하는 정형화부;
상기 정형화부를 거쳐 생성된 정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 치환신호를 생성하는 이미지치환부;
다수의 상기 이미지치환부를 거쳐 생성된 치환신호를 합성하여 3차원 신호를 생성하는 논리합성부; 및
상기 논리합성부를 거쳐 생성된 3차원 신호를 바탕으로 최종 3차원 이미지를 획득하는 이미지획득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
8. The method of claim 7,
The signal processing unit includes:
A Hilbert transform unit for Hilbert transforming the signal transformed by the signal transforming unit to generate a transformed signal;
A shaping unit for shaping the converted signal generated through the Hilbert transform unit to generate a shaping signal;
An image substitution unit for generating a substitution signal by replacing the stereoscopic signal generated through the stereoscopic unit with a three-dimensional image element;
An OR combining unit for generating a three-dimensional signal by synthesizing the replacement signals generated through the plurality of image substitution units; And
And an image acquisition unit for acquiring a final three-dimensional image based on the three-dimensional signal generated through the logic synthesis unit.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 손가락 생체정보 인식모듈; 및
상기 신호처리유닛에서 출력되는 신호를 기반으로 전자기기를 제어하는 메인제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
A finger biometric information recognition module according to any one of claims 1 to 5; And
And a main control unit for controlling the electronic device based on a signal output from the signal processing unit.
제1항에 기재된 트랜스듀서를 제조하는 방법이고,
상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 이용하여 복합압전후막을 제조하는 후막제조단계;
상기 복합압전후막에 구획슬릿이 형성되도록 상기 후막제조단계를 거쳐 제조된 상기 복합압전후막을 재단하는 후막재단단계; 및
상기 구획슬릿에 상기 충진재를 충진하는 슬릿충진단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
A method for manufacturing the transducer according to claim 1,
A thick film manufacturing step of manufacturing a composite piezoelectric thick film using at least one of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material;
A thick film cutting step of cutting the composite piezoelectric thick film produced through the thick film manufacturing step so that the slit is formed in the composite piezoelectric thick film; And
And a slit filling step of filling the filler into the compartment slit.
제12항에 있어서,
상기 후막제조단계는,
베이스에 기공을 형성하기 위한 탬플을 적층하는 탬플적층단계;
상기 탬플적층단계를 거친 다음, 상기 탬플에 상기 무기압전재료의 전구액을 함침시키는 전구액함침단계;
상기 전구액함침단계를 거친 다음, 상기 무기압전재료의 전구액을 건조시키는 건조단계;
상기 건조단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에서 상기 탬플을 제거하는 탬플제거단계;
상기 탬플제거단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액을 결정화시키는 결정화단계;
상기 결정화단계를 거친 다음, 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하는 유기재료투입단계; 및
결정화된 상기 무기압전재료의 전구액과 상기 유기압전재료를 혼합 성형하여 상기 복합압전후막을 제조하는 후막화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
13. The method of claim 12,
In the thick film manufacturing step,
A step of laminating a template for forming pores in the base;
A precursor impregnation step of impregnating the template with the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the step of laminating the template;
A drying step of drying the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the step of impregnating the precursor solution;
A step of removing the template from the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the drying step;
A crystallization step of crystallizing the precursor solution of the dried inorganic piezoelectric material after the step of removing the template;
An organic material applying step of applying the organic piezoelectric material to the precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the crystallization step; And
And a thickening step of preparing the composite piezoelectric thick film by mixing and molding the crystallized precursor solution of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material.
제1항에 기재된 트랜스듀서를 제조하는 방법이고,
상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합한 혼합재료를 준비하는 단계;
상기 단위압전셀에 대응하는 셀홈이 형성된 성형몰드를 준비하는 단계;
상기 성형몰드에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 기저층에 상기 단위압전셀이 형성된 그린어레이를 제조하는 단계;
상기 그린어레이를 소결시켜 소결어레이를 제조하는 단계;
상기 그린어레이 또는 상기 소결어레이를 상기 성형몰드에서 분리하는 단계; 및
상기 소결어레이에서 상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진재를 충진하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
A method for manufacturing the transducer according to claim 1,
Preparing a mixed material obtained by mixing the inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material;
Preparing a forming mold having a cell groove corresponding to the unit piezoelectric cell;
Implanting the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material into the molding die to manufacture a green array in which the unit piezoelectric cells are formed in a base layer;
Sintering the green array to produce a sintered array;
Separating the green array or the sintered array from the molding mold; And
And filling the filler between the adjacent unit piezoelectric cells in the sintered array.
제14항에 있어서,
상기 소결어레이에 상기 단위압전셀과 상기 충진재만 남도록 상기 충진재가 충진된 상기 소결어레이에서 기저층을 제거하는 단계; 및
상기 단위압전셀의 양단부에 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
15. The method of claim 14,
Removing the base layer from the sintered array in which the filling material is filled so that only the unit piezoelectric cell and the filling material are left in the sintered array; And
And forming an electrode at both ends of the unit piezoelectric cell. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제4항에 기재된 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이고,
상부전극의 적층을 위한 베이스를 준비하는 단계;
상기 베이스에 상기 상부전극과, 상기 압전플레이트와, 상기 하부전극을 차례로 적층하는 단계;
단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극이 분리되도록 상기 하부전극을 식각하는 단계;
상기 압전플레이트에 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극 및 분리된 상기 하부전극에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인을 패터닝하여 상기 트랜스듀서를 형성하는 단계; 및
상기 신호처리유닛과 상기 연결라인이 전기적으로 접속되도록 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서와 상기 베이스를 적층시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법.
A method for manufacturing the finger biometric information recognition module according to claim 4,
Preparing a base for stacking the upper electrode;
Stacking the upper electrode, the piezoelectric plate, and the lower electrode in order on the base;
Etching the lower electrode so that the plate-shaped lower electrode corresponds to the unit cell;
Forming a via hole in the piezoelectric plate, patterning a connection line for applying power to the upper electrode and the separated lower electrode to form the transducer; And
And stacking the transducer and the base on the signal processing unit so that the signal processing unit and the connection line are electrically connected to each other.
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