KR20200085456A

KR20200085456A - 지문 인식 회로 및 이를 포함하는 지문 인식 장치

Info

Publication number: KR20200085456A
Application number: KR1020190001564A
Authority: KR
Inventors: 권용일; 김민규; 김선권; 박성일; 이종성; 이희범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2020-07-15
Also published as: CN111414792A; US20200218870A1; US11244139B2

Abstract

지문 인식 회로 및 이를 포함하는 지문 인식 장치가 제공된다. 상기 지문 인식 장치는 화면을 출력하는 디스플레이, 상기 디스플레이에 터치를 감지하는 터치 센서 패널, 상기 디스플레이에 터치된 지문을 스캔하는 지문 인식 회로를 포함하되, 상기 지문 인식 회로는 상기 지문에 반사된 빛을 수광하는 광전 소자를 포함하는 픽셀과, 상기 광전 소자로부터 입력되는 전하를 변환하여 신호 전압을 출력하는 저잡음 증폭기와, 상기 신호 전압을 디지털 신호로 변경하는 ADC(analog to digital converter)를 포함하고, 상기 ADC는 가변 기준 전압을 제공하는 가변 기준 전압 생성기와, 상기 신호 전압에 상기 가변 기준 전압을 더하고, 상관 이중 샘플링(CDS; correlated double sampling)을 수행하고, 램프 전압과 비교하여 비교 신호를 출력하는 비교기와, 상기 비교신호를 카운팅하여 상기 디지털 신호를 출력하는 카운터를 포함한다.

Description

지문 인식 회로 및 이를 포함하는 지문 인식 장치{Fingerprint recognition circuit and Fingerprint recognition device including the same}

본 발명은 지문 인식 회로 및 이를 포함하는 지문 인식 장치에 관한 것이다.

지문 인식 장치는 모바일 기기에 사용되면서, 급격한 기술의 발전이 이루어지고 있다. 지문 인식 장치 즉, 지문 센서는 초기에는 홈 버튼(home button)에 적용되었다가 최근에는 외곽 베젤의 최소화 경향에 따라, 디스플레이(Display) 상에 지문 센서를 넣는 방법이 검토되고 있다.

디스플레이 상에 지문 센서를 적용하기 위한 방법으로는 크게 정전식/광학식/초음파 방식이 있다. 정전식 방식은 센싱거리 특성이 좋지 않아 디스플레이 상의 지문센서로 사용되기에는 기술 발전이 더 이루어져야 한다.

초음파 방식은 센서의 비용 및 컴퓨팅 파워가 크다는 단점이 있다. 광학 방식은 건조하거나 저온인 환경에 취약하기는 하나 센싱 거리/가격면에서 다른 방식보다 장점이 있다. 이에 따라, 디스플레이 상의 지문 센서 분야에서는 광학 방식 개발이 활발히 이루어지고 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 내부의 복잡도가 완화되고, 높은 분해능을 가지는 지문 인식 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또다른 과제는 내부의 복잡도가 완화되고, 높은 분해능을 가지는 지문 인식 회로를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 지문 인식 장치는 화면을 출력하는 디스플레이, 상기 디스플레이에 터치를 감지하는 터치 센서 패널, 상기 디스플레이에 터치된 지문을 스캔하는 지문 인식 회로를 포함하되, 상기 지문 인식 회로는 상기 지문에 반사된 빛을 수광하는 광전 소자를 포함하는 픽셀과, 상기 광전 소자로부터 입력되는 전하를 변환하여 신호 전압을 출력하는 저잡음 증폭기와, 상기 신호 전압을 디지털 신호로 변경하는 ADC(analog to digital converter)를 포함하고, 상기 ADC는 가변 기준 전압을 제공하는 가변 기준 전압 생성기와, 상기 신호 전압에 상기 가변 기준 전압을 더하고, 상관 이중 샘플링(CDS; correlated double sampling)을 수행하고, 램프 전압과 비교하여 비교 신호를 출력하는 비교기와, 상기 비교신호를 카운팅하여 상기 디지털 신호를 출력하는 카운터를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 지문 인식 장치는 화면을 출력하는 디스플레이, 상기 디스플레이에 터치를 감지하고, 터치 좌표를 생성하는 터치 센서 패널, 상기 터치 좌표를 통해서 상기 디스플레이의 확정된 스캔 영역을 발광시키는 DDI(display drive IC), 상기 스캔 영역에서 지문을 스캔하여 지문 이미지 데이터를 생성하는 지문 인식 회로 및 상기 지문 이미지 데이터를 수신하는 프로세서를 포함한다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 지문 인식 회로는 지문에 반사된 빛을 수광하는 광전 소자를 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 센서 및 상기 센서의 출력을 처리하는 리드 아웃 IC를 포함하되, 상기 리드 아웃 IC는, 상기 픽셀 어레이의 열 별로 출력되는 출력 라인에 각각 연결되는 AFE를 포함하고, 상기 AFE는, 상기 출력 라인에 따라 입력되는 전하를 변환하여 신호 전압을 출력하는 저잡음 증폭기와, 상기 신호 전압의 고주파 잡음을 제거하는 로우 패스 필터와, 상기 신호 전압을 디지털 신호로 변경하는 ADC(analog to digital converter)를 포함하고, 상기 ADC는 가변 기준 전압을 제공하는 가변 기준 전압 생성기와, 상기 신호 전압에 상기 가변 기준 전압을 더하고, 상관 이중 샘플링(CDS; correlated double sampling)을 수행하고, 램프 전압과 비교하여 비교 신호를 출력하는 비교기와, 상기 비교신호를 카운팅하여 상기 디지털 신호를 출력하는 카운터를 포함한다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 지문 인식 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 초기 세팅을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 도 9의 지문 인식 의도 파악 및 스캔 영역 확정을 세부적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 도 10의 스캔 영역 확정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도 파악 및 스캔 영역 확정을 세부적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 도 12의 스캔 영역 확정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 15는 도 14의 센서를 세부적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 16은 도 14의 제1 리드 아웃 IC를 세부적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 17은 도 16의 AFE를 세부적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 18은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 19는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 20은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 21은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 22는 도 21의 동작 신호를 설명하기 위한 타임 다이어그램이다.
도 23은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 24는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 램프 전압 및 카운팅 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 25는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 신호 전압을 설명하기 위한 전압 그래프이다.
도 26은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 IDR(input dynamic range)을 설명하기 위한 그래프이다.
도 27은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 센서의 픽셀 어레이 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 스캔 동작을 설명하기 위한 타임 다이어그램이다.
도 29는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 스캔 동작을 설명하기 위한 타임 다이어그램이다.
도 29는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 스캔 동작을 설명하기 위한 타임 다이어그램이다.
도 30은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 개념적인 블록도이다.
도 31은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 개념적인 블록도이다.

이하에서, 도 1을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 지문 인식 장치에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 지문 인식 장치는 디스플레이(11), 지문 인식 회로(10), 터치 센서 패널(12), DDI(Display Drive IC)(13) 및 프로세서(14)를 포함한다.

디스플레이(11)는 이미지 데이터를 출력할 수 있다. 디스플레이(11)는 사용자가 시각적인 정보를 확인할 수 있도록 지문 인식 장치의 전면에 위치할 수 있다. 디스플레이(11)는 DDI(13)에 의해서 제어될 수 있다.

지문 인식 회로(10)는 디스플레이(11)와 결합하여 디스플레이(11)에 터치되는 지문을 인식할 수 있다. 지문 인식 회로(10)는 디스플레이(11)의 전체를 커버할 수 있다. 즉, 지문 인식 회로(10)는 디스플레이(11)의 일부 특정 영역에만 위치하는 것이 아니라 디스플레이(11)의 모든 부분에서 지문이 터치된 경우 이를 스캔할 수 있다.

지문 인식 회로(10)는 DDI(13)와 동기화될 수 있다. 즉, 지문 인식 회로(10)에 제공되는 클럭(CLK)과 DDI(13)에 제공되는 클럭(CLK)은 서로 동기화될 수 있다.

또한, 지문 인식 회로(10)는 프로세서(14)에게 지문 인식의 결과로서 이미지 데이터(Di)를 전송할 수 있다. 이미지 데이터(Di)는 지문 인식 회로(10)가 인식한 지문에 대한 이미지 데이터일 수 있다.

터치 센서 패널(TSP: Touch Sensor Panel)(12)은 디스플레이(11)와 결합하여 터치를 센싱할 수 있다. 즉, 터치 센서 패널(12)은 디스플레이(11)가 터치되면 이를 감지하여 그 좌표 데이터를 프로세서(14)에 전달할 수 있다. 터치 센서 패널(12)은 디스플레이(11)와 결합하여 디스플레이(11) 전면에 인가되는 터치를 인식하므로 디스플레이(11)와 터치 센서 패널(12)은 지문 인식 장치의 입출력 장치로서 기능할 수 있다. 물론, 지문 인식 회로(10) 역시 지문 이미지의 입력 장치일 수 있다.

DDI(13)는 디스플레이(11)의 출력을 구동할 수 있다. DDI(13)에 의해서 디스플레이(11)의 빛과 컬러의 이미지가 출력될 수 있다. DDI(13)에 의해서 출력되는 이미지는 프로세서(14)에 의해서 제어될 수 있다. 즉, DDI(13)는 프로세서(14)에 의해서 제어될 수 있다.

프로세서(14)는 터치 센서 패널(12), DDI(13), 및 지문 인식 회로(10)를 제어할 수 있다. 프로세서(14)는 터치 센서 패널(12)가 감지한 터치를 입력받고, 지문 인식 회로(10)가 감지한 지문을 입력받을 수 있다. 프로세서(14)는 상기 입력들에 기초하여 DDI(13)의 출력을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(14)는 터치 센서 패널(12), DDI(13) 및 지문 인식 회로(10)의 관리를 담당할 수도 있다.

도 2는 도 1의 지문 인식 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 터치 센서 패널(12)은 터치를 감지하고, 좌표 데이터를 프로세서(14)로 전송한다(S100).

구체적으로 도 1을 참조하면, 이 때, 좌표 데이터는 터치 센서 패널(12)이 감지한 복수의 좌표 데이터일 수 있다. 즉, 사용자가 터치 입력을 계속하는 경우 터치 센서 패널(12)은 실시간으로 좌표 데이터를 계속해서 프로세서(14)로 전송할 수 있다.

이어서, 다시 도 2를 참조하면, 프로세서(14)는 지문 인식 의도를 식별한다(S200).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 프로세서(14)는 사용자가 지문 인식 의도가 있는지를 확인할 수 있다. 프로세서(14)는 터치 센서 패널(12)이 전송한 좌표 데이터를 통해서 지문 인식 의도를 판단할 수 있다.

지문 인식 장치는 지문 인식 의도가 있는 경우에는 당연히 지문 인식을 계속해서 진행할 수 있지만, 지문 인식 의도가 없는 경우에는 지문 인식을 수행하지 않아야 하므로, 지문 인식 의도의 파악은 중요할 수 있다.

즉, 사용자의 손가락이 지문 인식 의도 없이 디스플레이(11)에 터치되어 터치 센서 패널(12)이 인식하는 경우에는 지문 인식이 수행되지 않을 수 있다. 이 때, 지문 인식 의도에 대한 부분은 추후에 더 자세히 설명한다.

다시, 도 2를 참조하면, 지문 인식 의도가 있을 경우 프로세서(14)는 스캔 영역을 결정한다(S300).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 스캔 영역은 디스플레이(11)의 일부 영역을 의미할 수 있다. 디스플레이(11)의 전체 영역에서 지문 인식을 수행하기 위해서는 지문 인식 회로(10)의 크기가 커지고, 그 구성의 복잡도가 매우 높아질 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치는 디스플레이(11)의 일부분을 스캔 영역으로 결정하여 그 스캔 영역 내에서만 지문 인식을 수행할 수 있다.

이를 위해서, 터치된 좌표 데이터를 중심으로 스캔 영역이 정해질 수 있다. 추후에, 스캔 영역의 결정에 대해서는 더 자세히 설명한다.

다시, 도 2를 참조하면, 프로세서(14)는 DDI(13)로 스캔 영역에 발광을 지시하는 커맨드를 전송한다(S400).

즉, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치는 지문이 스캔되는 부분에만 발광이 되어 나머지 부분에 대한 구동이 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라서, 매우 효율적인 지문 인식을 수행할 수 있다.

이어서, DDI(13)는 상기 스캔 영역을 발광시킨다(S500).

구체적으로, 도 1을 참조하면, DDI(13)는 디스플레이(11)의 스캔 영역에 백색(white)광 또는 청색(cyan)광을 출력시킬 수 있다. 이러한 광은 지문을 반사시키기 위해서 출력될 수 있다.

다시, 도 2를 참조하면, 프로세서(14)는 지문 인식 회로(10)로 스캔 영역을 스캔하라는 커맨드를 전송한다(S600).

이어서, 지문 인식 회로(10)는 스캔 영역을 스캔한다(S700).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 지문 인식 회로(10)는 디스플레이(11)의 전체 영역이 아닌 일부의 스캔 영역만을 스캔하여 지문에 대한 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 이 때, 스캔 영역은 비록 디스플레이(11)의 일부 영역이지만, 디스플레이(11)의 전체 영역 중 어느 곳이라도 스캔 영역이 될 수 있다. 따라서, 지문 인식 회로(10)는 디스플레이(11)의 전체 영역에 대한 지문 인식이 가능할 수 있다.

지문 인식 회로(10)는 DDI(13)에 의해서 출력된 빛이 지문에 의해서 반사된 반사광을 감지할 수 있다. 이와 같이, 스캔 영역의 발광과 스캔은 매우 짧은 시간내에 거의 동시에 수행되어야 한다.

그러나, 디스플레이(11)는 복수의 픽셀로 구성되어 있고, DDI(13)는 각각의 픽셀에 대해서 빛의 출력을 제어하므로, 첫번째 픽셀에서 마지막 픽셀까지 ms 단위의 딜레이가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 딜레이에 지문 인식 회로(10)의 스캔 동작도 대응해야 하므로, 지문 인식 회로(10) 및 DDI(13)는 서로 동기화된 클럭을 제공받아 각각의 동작을 동기화시킬 수 있다.

다시, 도 2를 참조하면, 지문 인식 회로(10)는 지문 이미지 데이터를 프로세서(14)로 전송한다(S800).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 지문 인식 회로(10)는 이미지 데이터(Di)를 획득하여 이를 프로세서(14)로 전송할 수 있다. 프로세서(14)는 이미지 데이터(Di)를 수신하여 이를 통해서, 인증이나 다른 동작을 수행할 수 있다.

본 실시예들에 따른 지문 인식 장치는 프로세서(14)가 주도적으로 지문 인식 동작을 수행할 수 있다. 이와 달리, 프로세서(14)가 아닌 터치 센서 패널(12), DDI(13) 및 지문 인식 회로(10)가 주도적으로 지문 인식을 수행할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 상술한 실시예와 중복되는 내용은 간략히 하거나 생략한다.

도 3을 참조하면, 터치 센서 패널(12)은 지문 인식 의도를 식별한다(S1100).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 터치 센서 패널(12)은 사용자가 입력한 터치의 좌표 데이터에 기초하여 지문 인식 의도를 파악할 수 있다. 지문 인식 장치는 지문 인식 의도가 있는 경우에는 지문 인식을 계속해서 수행하고, 지문 인식 의도가 없는 경우에는 지문 인식을 수행하지 않을 수 있다.

다시, 도 3을 참조하면, 지문 인식 의도가 있을 경우 터치 센서 패널(12)은 스캔 영역을 결정한다(S1200).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 터치 센서 패널(12)은 프로세서(14)의 참여 없이 스캔 영역을 결정할 수 있다. 이에 따라서, 프로세서(14)와 터치 센서 패널(12) 사이의 통신이 불필요해지므로, 스캔 동작이 더욱 간결하고 빠르게 수행될 수 있다.

다시, 도 3을 참조하면, 터치 센서 패널(12)은 좌표 데이터를 DDI(13) 및 지문 인식 회로(10)로 전송한다(S1300).

이어서, DDI(13)는 상기 스캔 영역을 발광시킨다(S1400).

구체적으로, 도 1을 참조하면, DDI(13) 역시 프로세서(14)의 참여 없이 스캔 영역에 발광을 수행할 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 지문 인식 회로(10)는 스캔 영역을 스캔한다(S1500).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 지문 인식 회로(10)도 프로세서(14)의 참여 없이 스캔 영역을 스캔할 수 있다. 상기 스캔은 DDI(13)에 의해서 출력되는 빛의 반사광을 감지하여 수행될 수 있다.

다시, 도 3을 참조하면, 지문 인식 회로(10)는 지문 이미지 데이터를 프로세서(14)로 전송한다(S1600).

본 실시예는 프로세서(14)의 관여가 거의 없이 DDI(13), 터치 센서 패널(12) 및 지문 인식 회로(10)가 주도적으로 지문 인식을 수행할 수 있다. 이를 통해서, 프로세서(14)의 연산량이 줄어들고, 프로세서(14)와의 불필요한 통신이 없으므로, 지문 인식 동작의 속도가 빨라질 수 있다.

도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 초기 세팅을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치는 초기 세팅을 통해서 지문 및 패턴을 등록할 수 있다.

먼저, 지문을 등록한다(S2100).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 사용자의 손가락의 지문을 등록함으로써, 지문 인식을 위한 기본적인 데이터를 저장할 수 있다. 즉, 지문 인식을 통해서 등록된 지문과 동일한 지문인 경우에만 인증을 수행한다던지, 이후의 다른 동작을 허용하게 할 수 있다.

지문의 등록은 지문 인식 회로(10)를 통해서 수행될 수 있다. 등록된 지문은 프로세서(14)에 의해서 관리될 수 있다. 지문의 등록은 프로세서(14), 지문 인식 회로(10), DDI(13) 및/또는 터치 센서 패널(12)의 동작을 통해서 수행될 수 있다.

이어서, 지문 인식 의도를 위한 패턴을 등록한다(S2200).

상기 패턴은 지문 인식 의도를 파악하기 위해서 추후에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 패턴은 특정한 제스처, 터치되는 손가락의 개수, 특정 위치의 터치 또는 터치되는 손가락 사이의 거리 등일 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.

도 5를 참조하면, 지문 인식 의도를 위한 패턴은 손가락(f)으로 디스플레이(11) 및 터치 센서 패널(12)에 특정한 형상으로 터치하는 것일 수 있다. 예를 들어, Z, O 및 W와 같이 손가락(f)을 떼지 않고 한번에 그릴수 있는 제스처를 지문 인식 의도를 위한 패턴으로 등록할 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

즉, 손가락(f)으로 미리 등록한 제스처를 디스플레이(11) 및 터치 센서 패널(12)에 입력하면 지문 인식 의도가 있는 것으로 확인할 수 있다.

도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 지문 인식 의도를 위한 패턴은 몇 개의 손가락(f)이 터치되는지에 대한 것일 수 있다. 예를 들어, 3개의 손가락(f)을 동시에 터치한 경우 지문 인식 의도를 가지고 있는 것으로 볼 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 지문 인식 의도를 위한 패턴은 디스플레이(11) 및 터치 센서 패널(12)의 어느 영역에 손가락(f)이 터치되는지에 대한 것일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(11) 및 터치 센서 패널(12)의 특정 영역에 손가락(f)이 터치된 경우 지문 인식 의도를 가지고 있는 것으로 볼 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도를 위한 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 지문 인식 의도를 위한 패턴은 2개의 터치된 손가락(f) 사이의 거리가 얼마인지에 대한 것일 수 있다. 예를 들어, 2개의 손가락(f)이 터치된 사이의 거리가 제1 거리(D1)로 등록된 경우, 제1 거리(D1)만큼의 거리로 2개의 손가락(f)이 터치된 경우 지문 인식 의도를 가지고 있는 것으로 볼 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

도 9는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 터치가 센싱되어 지문 인식 장치가 웨이크 업될 수 있다(S3100).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 터치 센서 패널(12)은 터치를 감지할 수 있고, 지문 인식 장치를 웨이크 업 시킬 수 있다.

다시, 도 9를 참조하면, 지문 인식 의도를 식별한다(S3200).

만일, 사용자가 지문 인식 의도가 없다면(Absence), 안내 메시지를 출력한다(S3300).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 상기 안내 메시지는 디스플레이(11)에 출력될 수 있다. 상기 안내 메시지는 사용자가 지문 인식 의도가 있다면 미리 등록한 패턴을 입력해 달라는 메시지일 수 있다. 이러한 메시지를 통해서, 사용자의 의도를 더욱 명확히 파악할 수 있다.

다시, 도 9를 참조하면, 다시 한번 지문 인식 의도를 식별한다(S3300).

상기 안내 메시지에 의해서 사용자가 다시 한번 정확하게 지문 인식 의도를 위한 패턴을 입력할 수 있으므로, 지문 인식 장치는 이를 다시 한번 파악할 수 있다.

만일, 지문 인식 의도가 없다면(Absence), 웨이크 업된 지문 인식 장치를 다시 파워 오프 모드로 전환한다(S3500).

여기서, 파워 오프 모드란 전원이 제공되지 않거나, 최소한의 전원만이 제공되는 모드로서, 배터리의 소모를 방지하기 위한 모드를 의미한다.

만일, S3200이나 S3400에 의해서 지문 인식 의도가 있다고 판단되면(exist), 스캔 영역을 결정한다(S3600).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 스캔 영역의 결정은 프로세서(14) 또는 터치 센서 패널(12)에 의해서 수행될 수 있다. 스캔 영역은 지문이 스캔되는 영역으로서, 디스플레이(11)의 일부 영역일 수 있다.

다시, 도 9를 참조하면, 스캔 영역을 발광시킬 수 있다.

구체적으로, 도 1을 참조하면, 스캔 영역의 발광은 DDI(13)에 의할 수 있다. 이 때, 스캔 영역의 발광은 프로세서(14)에 의해서 DDI(13)에 명령될 수도 있으나, DDI(13)가 자체적으로 수행할 수도 있다.

다시, 도 9를 참조하면, 이미지 데이터를 전송한다(S3800).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 상기 이미지 데이터는 지문 인식 회로(10)에 의해서 획득될 수 있다. 지문 인식 회로(10)는 DDI(13)가 발광시킨 빛에 대한 지문의 반사광을 감지하여 이미지 데이터(Di)를 생성할 수 있다.

지문 인식 회로(10)는 획득된 지문의 이미지 데이터를 프로세서(14)로 전송할 수 있다.

도 10은 도 9의 지문 인식 의도 파악 및 스캔 영역 확정을 세부적으로 설명하기 위한 순서도이고, 도 11은 도 10의 스캔 영역 확정을 설명하기 위한 개념도이다.

도 10을 참조하면, 도 9의 지문 인식 의도 파악하는 단계(S3200)는, 세부적으로 다음의 단계를 포함한다.

먼저, 패턴을 인식한다(S3210).

상기 패턴은 도 5 내지 도 8에서 설명된 바와 같이 지문 인식 의도를 식별하기 위해서 미리 등록된 패턴일 수 있다.

이어서, 등록된 패턴과 인식된 패턴을 비교한다(S3220).

만일 등록된 패턴과 인식된 패턴이 다르면 지문 인식 의도가 없는 것(Absence)으로 판단되고, 등록된 패턴과 인식된 패턴이 동일하면 지문 인식 의도가 있는 것(Exist)로 판단된다.

이어서, 안내 메시지를 출력하는 단계(S3300), 다시 한번 지문 인식 의도를 식별하는 단계(S3400) 및 파워 오프 모드(S3500)는 상술한 도 9의 설명과 동일하므로 생략한다.

이어서, S3220 단계 및 S3400 단계에 의해서 지문 인식 의도가 있는 것으로 판단된 경우에는 기준 시간을 대기한다(S3610).

여기서, 기준 시간이란, 마이크로 초 또는 밀리 초 단위의 시간으로서, 스캔 영역을 위한 좌표가 확정되기까지 주어진 시간을 의미할 수 있다. 즉, 손가락(f)이 패턴을 입력하고 지문 인식 의도가 있는 것으로 판단된 경우 그 때부터 기준 시간을 측정할 수 있다.

이어서, 센터 좌표를 감지한다(S3620).

구체적으로, 도 11을 참조하면, 여기서, 센터 좌표란 스캔 영역의 중심 부분의 좌표를 의미할 수 있다. 상기 센터 좌표는 상기 기준 시간이 지난 후에 손가락(f)이 터치하고 있는 좌표를 의미할 수 있다.

다시, 도 10을 참조하면, 상기 센터 좌표를 통해서 스캔 영역을 결정한다(S3630).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 스캔 영역은 상기 센터 좌표를 중심으로 하는 일정한 크기의 영역일 수 있다. 스캔 영역은 프로세서(14), 터치 센서 패널(12) 또는 지문 인식 회로(10)에 의해서 결정될 수 있다.

이에 따라서, 사용자는 디스플레이(11) 및 터치 센서 패널(12)에 패턴을 입력 후에 자연스럽게 손가락(f)이 위치한 영역에서 지문 인식을 수행할 수 있다.

도 12는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 의도 파악 및 스캔 영역 확정을 세부적으로 설명하기 위한 순서도이고, 도 13은 도 12의 스캔 영역 확정을 설명하기 위한 개념도이다.

도 12의 패턴을 인식하는 단계(S3210), 등록된 패턴과 인식된 패턴을 비교하는 단계(S3220), 안내 메시지를 출력하는 단계(S3300), 다시 한번 지문 인식 의도를 식별하는 단계(S3400) 및 파워 오프 모드(S3500)는 상술한 도 10의 설명과 동일하므로 생략한다.

이어서, S3220 단계 및 S3400 단계에 의해서 지문 인식 의도가 있는 것으로 판단된 경우에는 현재 터치의 끝과 다음 터치를 감지한다(S3611).

구체적으로, 도 1 및 13을 참조하면, 패턴을 입력하기 위한 터치를 하고, 손가락(f)을 떼었다가 다시 터치를 하는 것을 감지할 수 있다. 터치의 감지는 터치 센서 패널(12)에 의해서 수행될 수 있다.

다시, 도 12를 참조하면, 센터 좌표를 감지한다(S3620).

구체적으로, 도 13을 참조하면, 상기 센터 좌표는 손가락(f)을 떼었다가 다시 터치하는 좌표를 의미할 수 있다.

다시, 도 12를 참조하면, 상기 센터 좌표를 통해서 스캔 영역을 결정한다(S3630).

이에 대한 설명은, 도 10과 동일하므로 생략한다.

이에 따라서, 사용자는 디스플레이(11) 및 터치 센서 패널(12)에 패턴을 입력 후에 이와 별개로 지문 인식을 위한 터치를 하여 스캔 영역을 지정할 수 있다. 이러한 방식은 더욱 명확하게 패턴과 지문 인식을 분리할 수 있어 사용자의 혼동을 방지할 수 있다.

이하, 도 14 내지 도 28을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명한다. 도 14 내지 도 28에서 설명되는 지문 인식 회로는 도 1의 지문 인식 회로(10)와 동일한 구성이다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.

도 14는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로(10)는 센서(100) 및 제1 리드 아웃 IC(200)를 포함한다.

센서(100)는 지문의 반사광을 수신하여 이를 전하로 변환할 수 있다. 센서(100)는 전하를 제1 리드 아웃 IC(200)로 전송할 수 있다. 제1 리드 아웃 IC(200)는 센서(100)의 출력을 읽어 지문의 이미지 데이터(Di)를 출력할 수 있다.

도 15는 도 14의 센서를 세부적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도 15를 참조하면, 센서(100)는 컨트롤러(110)와 제1 픽셀 어레이(120)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(110)는 제1 픽셀 어레이(120)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(110)는 제1 픽셀 어레이(120)를 구성하는 픽셀(Pix)의 리셋, 선택 및 증폭 동작과 전송 트랜지스터(Tx)의 구동을 제어할 수 있다.

컨트롤러(110)는 제1 픽셀 어레이(120)의 복수의 행(R0~Rn)에 대한 제어를 독립적으로 수행할 수 있다.

제1 픽셀 어레이(120)는 복수의 픽셀(P(0,0)~P(n,m))을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀(Pix)은 복수의 행(R0~Rn)과 각각 복수의 출력 라인(C0~Cm)을 포함하는 복수의 열로 정렬될 수 있다. 즉, 각각의 열에 정렬된 픽셀(Pix)은 복수의 출력 라인(C0~Cm) 각각을 공유할 수 있다.

각각의 픽셀(Pix)은 내부에 포토 다이오드(PD) 및 전송 트랜지스터(Tx)를 포함할 수 있다.

포토 다이오드(PD)는 빛을 수광하여 전하를 생성하는 광전 소자일 수 있다. 포토 다이오드(PD)는 지문의 반사광에 대응하여 전하를 생성할 수 있다.

전송 트랜지스터(Tx)는 포토 다이오드(PD)에 의해서 생성된 전하를 복수의 출력 라인(C0~Cm)을 통해서 제1 리드 아웃 IC(200)로 전송할 수 있다. 즉, 전송 트랜지스터(Tx)의 게이트 전압이 인가되면 그에 대응되는 픽셀(Pix)의 출력이 복수의 출력 라인(C0~Cm) 중 대응되는 출력 라인으로 출력될 수 있다.

도 16은 도 14의 제1 리드 아웃 IC를 세부적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도 16을 참조하면, 제1 리드 아웃 IC(200)는 복수의 AFE(Analog Front End)(210_0~210_m)를 포함한다.

복수의 AFE(210_0~210_m)는 복수의 출력 라인(C0~Cm) 각각과 대응될 수 있다. 즉, 복수의 AFE(210_0~210_m)는 제1 픽셀 어레이(120)의 열과 동일한 개수로 배치되어 1:1로 연결될 수 있다.

각각의 복수의 AFE(210_0~210_m)의 출력은 전체적으로 지문의 이미지 데이터(Di)를 형성하여 출력될 수 있다.

도 17은 도 16의 AFE를 세부적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도 17을 참조하면, 제1 AFE(210_0)는 저잡음 증폭기(211), 로우 패스 필터(212) 및 ADC(Analog to Digital Converter)(213)을 포함할 수 있다. 편의상, 제1 AFE(210_0)의 구조만이 도시되었지만, 복수의 AFE(210_0~210_m)의 구조는 모두 제1 AFE(210_0)의 구조와 동일할 수 있다.

저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(211)는 복수의 출력 라인(C0~Cm) 중 어느 하나(C0)와 연결될 수 있다. 저잡음 증폭기(211)는 픽셀에서 출력된 전하를 전압의 형태로 변환시킬 수 있다.

로우 패스 필터(Low Pass Filter, LPF)(212)는 저잡음 증폭기(211)로부터 나온 출력 전압의 고주파 잡음을 제거할 수 있다.

ADC(213)는 로우 패스 필터(212)로부터 출력된 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환하여 대응되는 픽셀의 이미지 데이터를 출력할 수 있다.

도 18은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 제2 리드 아웃 IC(201)를 포함한다.

제2 리드 아웃 IC(201)는 복수의 AFE(210_0~210_j)와 제1 멀티플렉서(230)를 포함할 수 있다.

제1 멀티플렉서(230)는 복수의 출력 라인(C0~Cm)과 복수의 AFE(210_0~210_j)를 서로 연결할 수 있다. 제1 멀티플렉서(230)는 m+1 개의 출력 라인과 j+1개의 복수의 AFE(210_0~210_j)를 서로 연결할 수 있다. 이 때, m은 j보다 큰 수일 수 있다.

제1 멀티플렉서(230)는 AFE의 개수를 줄여 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 복잡도를 낮출 수 있다. 또한, 복수의 출력 라인(C0~Cm)의 신호도 한번에 처리되지 못할뿐, 결국 복수의 AFE(210_0~210_j)에 의해서 다 처리될 수 있으므로, 신호의 손실도 존재하지 않는다.

이에 따라서, 본 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 더 나은 성능의 지문 인식 회로를 제공할 수 있다.

도 19는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

도 19를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 제3 리드 아웃 IC(202)를 포함한다.

제3 리드 아웃 IC(202)는 복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_m), 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_m), 제2 멀티플렉서(240) 및 복수의 ADC(213_0~213_k)를 포함할 수 있다.

복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_m) 및 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_m)는 각각 복수의 출력 라인(C0~Cm)에 1:1로 대응할 수 있다. 즉, 복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_m) 및 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_m)는 복수의 출력 라인(C0~Cm)과 동일한 m+1개일 수 있다.

제2 멀티플렉서(240)는 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_m)와 복수의 ADC(213_0~213_k)를 서로 연결할 수 있다. 제2 멀티플렉서(240)는 m+1 개의 저잡음 증폭기(211) 및 로우 패스 필터(212)와 k+1개의 복수의 ADC(213_0~213_k)를 서로 연결할 수 있다. 이 때, m은 k보다 큰 수일 수 있다.

제2 멀티플렉서(240)는 ADC의 개수를 줄여 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 복잡도를 낮출 수 있다. 또한, 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_m)의 신호도 한번에 처리되지 못할뿐, 결국 복수의 ADC(213_0~213_k)에 의해서 다 처리될 수 있으므로, 신호의 손실도 존재하지 않는다.

도 20은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 블록도이다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

도 20을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 제4 리드 아웃 IC(203)를 포함한다.

제4 리드 아웃 IC(203)는 제1 멀티플렉서(230), 복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_j), 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_j), 제2 멀티플렉서(240) 및 복수의 ADC(213_0~213_p)를 포함할 수 있다.

제1 멀티플렉서(230)는 복수의 출력 라인(C0~Cm)과 복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_j)를 서로 연결할 수 있다. 제1 멀티플렉서(230)는 m+1 개의 출력 라인과 j+1개의 복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_j)를 서로 연결할 수 있다. 이 때, m은 j보다 큰 수일 수 있다.

복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_m) 및 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_m)는 서로 1:1로 대응할 수 있다. 이 때, 복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_m) 및 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_m)는 각각 복수의 출력 라인(C0~Cm)의 개수인 m+1개보다 적은 j+1개일 수 있다.

제2 멀티플렉서(240)는 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_j)와 복수의 ADC(213_0~213_p)를 서로 연결할 수 있다. 제2 멀티플렉서(240)는 j+1 개의 복수의 저잡음 증폭기(211_0~211_j) 및 복수의 로우 패스 필터(212_0~212_j)와 p+1개의 복수의 ADC(213_0~213_p)를 서로 연결할 수 있다. 이 때, j는 p보다 큰 수일 수 있다.

도 21은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 등가 회로도이고, 도 22는 도 21의 동작 신호를 설명하기 위한 타임 다이어그램이다. 상술한 설명과 중복되는 부분은 생략하거나 간략히 한다.

도 21 및 도 22를 참조하면, 센서(100)는 복수의 픽셀(P(0,0)~P(n,m))을 포함한다. 각각의 픽셀은 포토 다이오드(PD)와, 전송 트랜지스터를 포함한다. 도 21에서는 예시적으로 제1 전송 트랜지스터(TX_R0), 제2 전송 트랜지스터(TX_R1) 및 제3 전송 트랜지스터(TX_R2)의 3개의 전송 트랜지스터를 도시하였지만, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 전송 트랜지스터의 개수는 얼마든지 달라질 수 있다.

저잡음 증폭기(211)는 제1 증폭기(A1), 충전 커패시터(Cf) 및 제1 스위치(SW1)를 포함할 수 있다.

제1 증폭기(A1)의 +단자는 제1 기준 전압(VREF1)이 인가될 수 있다. 제1 증폭기(A1)의 -단자는 픽셀(Pix)의 출력 라인이 연결될 수 있다. 충전 커패시터(Cf)는 제1 증폭기(A1)의 -단자 및 제1 출력 전압(Vo1) 단자에 연결될 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 충전 커패시터(Cf)에 병렬로 연결될 수 있다.

제1 스위치(SW1)는 리셋 신호(RSTn)에 의해서 동작하면, 리셋 신호(RSTn)에 따라서, 충전 커패시터(Cf)가 초기화될 수 있다. 리셋 신호(RSTn)가 오프(OFF)되고, 제1 전송 트랜지스터(TX_R0)의 게이트 전압이 온(ON)되면 충전 커패시터(Cf)에 포토 다이오드(PD)에 누적된 전하(Q)가 충전될 수 있다.

이 때, 제1 출력 전압(Vo1)은 Vo1=VREF1+Q/Cf로 나타낼 수 있다.

로우 패스 필터(212)는 저항(R), 제2 스위치(SW2) 및 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 로우 패스 필터 신호(LPF)에 따라서 동작할 수 있다. 로우 패스 필터 신호(LPF)는 세틀링(settling)을 빠르게 하기 위해서 제2 스위치(SW2)를 온시켰다가 다시 오프시킬 수 있다. 이를 통해서, 제2 출력 전압(Vo2)이 빠르게 과도 응답에서 포화 응답에 도달할 수 있다.

ADC(213)는 제3 스위치(SW3), 가변 기준 전압 생성기(214), 제4 스위치(SW4), 제2 증폭기(A2), 제2 커패시터(C2), 제3 커패시터(C3), 제5 스위치(SW5), 제6 스위치(SW6) 및 카운터(215)를 포함할 수 있다.

제3 스위치(SW3)와 제4 스위치(SW4)는 스위치 신호(SW)에 의해서 동작할 수 있다. 제3 스위치(SW3)와 제4 스위치(SW4)는 서로 상보적으로 동작할 수 있다. 즉, 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4) 중 어느 하나가 온되면 다른 하나는 오프가 될 수 있다.

스위치 신호(SW)는 오프되어 있다가 온될 수 있다. 이에 따라서, 제3 스위치(SW3)는 열려 있고, 제4 스위치(SW4)가 닫혀있다가 제4 스위치(SW4)가 열리면서 제3 스위치(SW3)가 닫힐 수 있다.

따라서, 제3 스위치(SW3)가 열려있고, 제4 스위치(SW4)가 닫혀있을 때, 로우 패스 필터(212)의 제1 커패시터(C1)는 제1 출력 전압(Vo1)이 충전되고, 제2 출력 전압(Vo2)이 가변 기준 전압(Vrefa)이 되어 있다가, 제3 스위치(SW3)가 닫히고, 제4 스위치(SW4)가 열리면서 제2 출력 전압(Vo2)은 Vo2=Vrefa-Vo1이 될 수 있다.

제5 스위치(SW5) 및 제6 스위치(SW6)는 ADC 리셋 신호(RSTadc)에 의해서 구동될 수 있다. ADC 리셋 신호(RSTadc)는 초기화를 위해서 온되었다가 오프될 수 있다. 이에 따라서, 제2 증폭기(A2)의 +단자는 제2 기준 전압(VREF2)으로 초기화되고, -단자와 출력 단자도 제2 기준 전압(VREF2)으로 초기화될 수 있다.

제2 커패시터(C2), 제3 커패시터(C3) 및 제2 증폭기(A2)는 램프 전압(RAMP)과 제3 출력 전압(Vi3n)을 비교하는 비교기를 구성할 수 있다. 즉, 제3 출력 전압(Vi3n)이 램프 전압(RAMP)보다 작은 경우 0을 출력하고, 큰 경우 1을 출력할 수 있다.

센서(100)는 먼저 리셋 출력을 출력하고, 이후에 신호 출력을 출력한다. 여기서, 리셋 출력이란, 아무런 신호가 없을 때의 출력을 의미하고, 신호 출력이란 리셋 출력에 신호 성분이 포함된 출력을 의미할 수 있다.

이에 따라서, 제1 구간(P1)에서의 램프 전압(RAMP)은 리셋 출력에 대한 카운팅에 사용되고, 제2 구간(P2)에서의 램프 전압(RAMP)은 신호 출력에 대한 카운팅에 사용될 수 있다. 최종적인 이미지 데이터(Di)는 제2 구간(P2) 이후에 생성될 수 있다.

추후에 ADC(213)는 신호 출력에서 리셋 출력을 빼서 노이즈를 제거하는 상관 이중 샘플링(CDS, Correlated double sampling)을 수행한다. 이를 위해서, ADC(213)는 로우 패스 필터(212)의 제1 커패시터(C1)를 이용할 수 있다. 기존의 ADC(213)는 상관 이중 샘플링을 위해서 2~4개의 커패시터를 이용함에 반해서, 본 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 ADC(213)는 하나의 커패시터만을 이용하여 회로의 복잡도를 낮출 수 있다.

가변 기준 전압 생성기(214)는 가변 기준 전압(Vrefa)을 생성할 수 있다. 가변 기준 전압(Vrefa)은 ADC(213)의 IDR 즉, 인풋 다이나믹 레인지(input dynamic range)를 조절하기 위해 생성될 수 있다.

구체적으로, 제3 출력 전압(Vi3n)은 제2 기준 전압(VREF2)에서 제2 출력 전압(Vo2)을 뺀 값이다. 즉, Vi3n=VREF2-Vo2이다. Vo2=Vrefa-Vo1이고, Vo1=VREF1+Q/Cf이므로, Vi3n=VREF2-Vrefa+VREF1+Q/Cf이다.

제3 출력 전압(Vi3n)은 제1 기준 전압(VREF1), 제2 기준 전압(VREF2) 및 가변 기준 전압(Vrefa)에 의해서 조절될 수 있다.

카운터(215)는 제2 증폭기(A2)의 출력 즉, 비교기의 출력을 카운팅하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이러한 디지털 신호는 이미지 데이터(Di)일 수 있다.

도 23은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 지문 인식 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 23을 참조하면, 손가락(f)의 지문은 융선(R)과 골(V)을 포함할 수 있다. 융선(R)은 볼록하여 디스플레이(11)의 표면에 인접하는 부분이고, 골(V)은 오목하여 디스플레이(11)의 표면에서 이격되는 부분일 수 있다. 이러한 융선(R)과 골(V)에 반사되는 빛의 차이는 매우 미세할 수 있다.

도 24는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 램프 전압 및 카운팅 동작을 설명하기 위한 그래프이다.

도 21, 도 22 및 도 24를 참조하면, 카운터(215)는 카운트 펄스(Pulse_Count)를 이용하여 카운팅을 수행할 수 있다. 램프 전압(RAMP)의 기울기가 제1 기울기(S1)인 경우 제1 카운트 타임(t_count1)동안 카운터(215)는 제1 비트(a1 bit)만큼의 디지털 신호를 생성할 수 있다. 이에 반해서, 램프 전압(RAMP)의 기울기가 제1 기울기(S1)보다 작은 제2 기울기(S2)인 경우 제2 카운트 타임(t_count2)동안 카운터(215)는 제2 비트(a2 bit)만큼의 디지털 신호를 생성할 수 있다.

즉, 단일의 기울기를 가지는 싱글 슬롭 ADC에서는 기울기가 낮을수록 분해능(resolution)이 높을 수 있다. 다만, 높은 분해능을 위해서 기울기를 낮춘 경우 카운팅을 위한 시간이 제1 카운트 타임(t_count1)보다 큰 제2 카운트 타임(t_count2)과 같이 늘어날 수 있다.

도 25는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 신호 전압을 설명하기 위한 전압 그래프이고, 도 26은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 장치의 IDR(input dynamic range)을 설명하기 위한 그래프이다.

도 23 내지 도 25를 참조하면, 본 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 골(V)과 융선(R)의 차이가 매우 미세하므로 높은 분해능을 가져야만 한다. 이러한 지문 인식 회로의 출력을 전체 신호 전압(Vsig)이라 한다면, 전체 신호 전압(Vsig)의 최소 전압(Vmin)에서 최대 전압(Vmax)까지의 값은 높은 분해능을 위해서 여러 구간을 가질 수 있다.

그러나, 실제로 골(V)과 융선(R)의 차이에 따라서 변화되는 대역은 매우 작으므로, 이를 분리해서 생각할 수 있다. 예를 들어, 전체 신호 전압(Vsig)은 오프셋(offset)과 부분 신호 전압(Vsig')의 합으로 생각할 수 있다. 그렇다면, 실제 램프 전압(RAMP)이 측정되고 변환되는 부분을 제2 기울기(S2)로 하여 제2 카운트 타임(t_count2)을 모두 사용할 필요 없이 제2 기울기(S2)에 제1 카운트 타임(t_count1)만을 사용하여도 가능할 수 있다.

구체적으로, 도 26을 참조하면, 제3 출력 전압(Vi3n)은 상술한 수식에 의해서 Vi3n=VREF2-Vrefa+VREF1+Q/Cf와 같이 정의되므로, 가변 기준 전압(Vrefa)을 조절하여 제2 기울기(S2)의 램프 전압(Vramp)의 IDR(Input Dynamic Range)에 맞춰줄 수 있다. 이에 따라서, 카운트 타임(t_Count)도 도 24의 제1 카운트 타임(t_count1)과 같이 짧게 가져갈 수 있다.

상술한 바와 같이 본 실시예는 고정된 제1 기준 전압(VREF1) 및 제2 기준 전압(VREF2)에 가변 기준 전압(Vrefa)을 조절하여 제3 출력 전압(Vi3n)을 조절할 수 있다. 다만, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로에서는 가변 기준 전압(Vrefa)뿐만 아니라 제1 기준 전압(VREF1) 및/또는 제2 기준 전압(VREF2)도 가변으로 형성하여 램프 전압(Vramp)의 IDR에 제3 출력 전압(Vi3n)을 맞춰줄 수 있다.

이하, 도 27 및 도 28을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명한다. 상술한 설명과 중복되는 부분은 생략하거나 간략히 한다.

도 27은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 센서의 픽셀 어레이 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 28은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 스캔 동작을 설명하기 위한 타임 다이어그램이다.

도 27을 참조하면, 제1 픽셀 어레이(120)는 복수의 픽셀(P(0,0)~P(n,m))을 포함한다. 제1 픽셀 어레이(120)는 복수의 행(H1~Hn)을 포함하는데, 복수의 행(H1~Hn)은 제1 행(H1), 제2 행(H2) 및 제n 행(Hn)을 포함한다.

도 27 및 도 28을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 지문 인식을 위해서 더미 캡쳐(Dummy Capture)를 먼저하고, 메인 캡쳐(Main Capture)를 수행할 수 있다. 여기서, 더미 캡쳐(Dummy Capture)는 스캔 영역의 스캔을 수행하되, 노출 집적 시간(EIT; Exposure Integrate Time)이 없이 수행되는 스캔을 의미한다.

노출 집적 시간이란, 각각의 픽셀이 외부에서 빛을 수광하는 시간을 의미한다. 이러한 노출 집적 시간은 한번의 스캔이 수행된 후에 다음 스캔까지 수행될 수 있다.

따라서, 이러한 노출 집적 시간을 초기화하기 위해서 무의미한 스캔 즉, 더미 캡쳐(Dummy Capture)를 수행하고, 각각의 픽셀의 노출 집적 시간이 동일하게되기 위한 제1 휴지기(N1)를 가지고 메인 캡쳐(Main Capture)를 수행할 수 있다.

이 때, 더미 캡쳐(Dummy Capture) 또는 메인 캡쳐(Main Capture)는 하나의 행 단위로 캡쳐 또는 스캔을 진행하고, 복수의 행(H1~Hn) 중 하나의 행을 캡쳐하는 데 걸리는 시간은 행 스캔 시간(1H)으로 동일할 수 있다.

또한, 노출 집적 시간은 행 별로 주어질 수 있다. 제1 행(H1)의 제1 노출 집적 시간(EIT1)은 제1 행(H1)의 더미 캡쳐(Dummy Capture)가 끝난 시점부터 제1 행(H1)의 메인 캡쳐(Main Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있다. 제2 행(H2)의 제2 노출 집적 시간(EIT2)은 제1 행(H2)의 더미 캡쳐(Dummy Capture)가 끝난 시점부터 제2 행(H2)의 메인 캡쳐(Main Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있다.

유사하게, 제n 행(Hn)의 제n 노출 집적 시간(EITn)은 제n 행(Hn)의 더미 캡쳐(Dummy Capture)가 끝난 시점부터 제n 행(Hn)의 메인 캡쳐(Main Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있다.

제1 휴지기(N1)는 이러한 노출 집적 시간에 의해서 발생하는 기간일 수 있다.

도 29는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로의 스캔 동작을 설명하기 위한 타임 다이어그램이다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 할 수 있다.

도 21, 도 22, 도 27 및 도 29를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 더미 캡쳐(Dummy Capture)와 메인 캡쳐(Main Capture) 사이에 서브 캡쳐(Sub Capture)를 할 수 있다.

더미 캡쳐(Dummy Capture)는 초기화를 위해서 수행되는 캡쳐이므로 노출 집적 시간이 아예 없지만, 서브 캡쳐(Sub Capture)는 노출 집적 시간이 있고, 이에 따른 제2 휴지기(N2)가 더미 캡쳐(Dummy Capture)와 서브 캡쳐(Sub Capture) 사이에 존재할 수 있다.

또한, 메인 캡쳐(Main Capture)를 위한 노출 집적 시간도 필요하므로 제1 휴지기(N1)도 서브 캡쳐(Sub Capture)와 메인 캡쳐(Main Capture) 사이에 존재할 수 있다.

노출 집적 시간은 행 별로 주어지므로, 제1 행(H1)의 제1_1 노출 집적 시간(EIT1_1)은 제1 행(H1)의 더미 캡쳐(Dummy Capture)가 끝난 시점부터 제1 행(H1)의 서브 캡쳐(Sub Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있고, 제2_1 노출 집적 시간(EIT2_1)은 제1 행(H1)의 서브 캡쳐(Sub Capture)가 끝난 시점부터 제1 행(H1)의 메인 캡쳐(Main Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있다. 제2_1 노출 집적 시간(EIT2_1)은 제1_1 노출 집적 시간(EIT1_1)보다 길 수 있다.

제2 행(H2)의 제1_2 노출 집적 시간(EIT1_2)은 제2 행(H2)의 더미 캡쳐(Dummy Capture)가 끝난 시점부터 제2 행(H2)의 서브 캡쳐(Sub Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있고, 제2_2 노출 집적 시간(EIT2_2)은 제2 행(H2)의 서브 캡쳐(Sub Capture)가 끝난 시점부터 제2 행(H2)의 메인 캡쳐(Main Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있다. 제2_2 노출 집적 시간(EIT2_2)은 제1_2 노출 집적 시간(EIT1_2)보다 길 수 있다.

유사하게, 제n 행(Hn)의 제1_n 노출 집적 시간(EIT1_n)은 제n 행(Hn)의 더미 캡쳐(Dummy Capture)가 끝난 시점부터 제n 행(Hn)의 서브 캡쳐(Sub Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있고, 제2_n 노출 집적 시간(EIT2_n)은 제n 행(Hn)의 서브 캡쳐(Sub Capture)가 끝난 시점부터 제n 행(Hn)의 메인 캡쳐(Main Capture)가 시작되는 시점까지 수행될 수 있다. 제2_n 노출 집적 시간(EIT2_n)은 제1_n 노출 집적 시간(EIT1_n)보다 길 수 있다.도 21 및 도 22를 참조하면, 리셋 출력과 신호 출력은 노이즈를 제거하기 위한 상관 이중 샘플링을 위해서 사용되지만, 실제 리셋 출력은 센서(100)의 노이즈를 포함하지 않은 저잡음 증폭기(211), 로우 패스 필터(212) 및 ADC(213)의 잡음만을 제거할 수 있다.

따라서, 본 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 센서(100)의 노이즈도 제거하기 위해서 센서(100)의 전송 트랜지스터가 온되는 서브 캡쳐(Sub Capture)를 수행하여 추후에 메인 캡쳐(Main Capture)의 결과에서 빼줄 수 있다.

다만, 서브 캡쳐(Sub Capture)의 노출 집적 시간이 길어지면 서브 캡쳐(Sub Capture)에 신호 성분이 많아지므로, 서브 캡쳐(Sub Capture)의 노출 집적 시간(EIT1_1, EIT1_2, …, EIT1_n)을 매우 짧게 하여 서브 캡쳐(Sub Capture)에 실제로 신호 성분이 거의 없도록 할 수 있다. 이에 따라서, 제2 휴지기(N2)는 제1 휴지기(N1)에 비해서 매우 짧을 수 있다.

본 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 서브 캡쳐(Sub Capture)에 의해서 센서(100)의 노이즈까지 완전히 제거할 수 있어 더욱 정확하거 신뢰성이 높은 지문 인식을 수행할 수 있다.

도 30은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 개념적인 블록도이다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 할 수 있다.

도 30을 참조하면, 본 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 제1 픽셀 어레이(120), 복수의 AFE(210_0~210_m) 및 복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))를 포함할 수 있다.

제1 픽셀 어레이(120)는 복수의 픽셀(P(0,0)~P(n,m))을 포함하고, 복수의 AFE(210_0~210_m)는 제1 픽셀 어레이(120)의 열에 따른 복수의 출력 라인(C0~Cm)과 1:1로 연결될 수 있다.

복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))는 복수의 AFE(210_0~210_m) 중 인접한 2개의 AFE의 출력의 차이를 출력할 수 있다. 즉, 복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))는 하나의 AFE의 출력에서 다른 AFE의 출력을 뺀 차분 신호를 출력할 수 있다. 복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))는 m+1개의 AFE의 출력을 서로 빼므로 m개가 필요할 수 있다.

이러한 차분 신호들은 각각의 픽셀이 공통적으로 가지고 있는 잡음 성분이 제거된 신호이므로 더욱 명확하고 신뢰성 높은 지문 이미지 데이터가 될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 지문 인식 회로는 더욱 정확한 지문 인식을 수행할 수 있다.

도 31은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 지문 인식 회로를 설명하기 위한 개념적인 블록도이다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 할 수 있다.

도 31을 참조하면, 본 실시예들에 따른 지문 인식 회로는 제2 픽셀 어레이(121), 복수의 AFE(210_0~210_(m+1)) 및 복수의 뺄셈기(220_0~220_m)를 포함할 수 있다.

제2 픽셀 어레이(121)는 복수의 픽셀(P(0,0)~P(n,m+1))을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀(P(0,0)~P(n,m+1)) 중 하나의 열(P(0,m+1)~P(n,m+1)은 노이즈를 출력하기 위한 열로서 노이즈 출력 라인(C_noise)과 연결될 수 있다. 도 31에서는 노이즈 출력 라인(C_noise)과 연결된 열이 가장 마지막 열로 도시되었지만, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

복수의 AFE(210_0~210_(m+1)) 중 노이즈 출력 라인(C_noise)과 연결된 AFE를 제외한 다른 AFE는 모두 복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))와 연결될 수 있다. 복수의 AFE(210_0~210_(m+1)) 중 노이즈 출력 라인(C_noise)과 연결된 AFE는 잡음만을 출력하므로, 복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))는 복수의 AFE(210_0~210_(m+1)) 중 노이즈 출력 라인(C_noise)과 연결되지 않은 AFE의 출력에서 상기 잡음을 뺄 수 있다.

이에 따라서, 각 픽셀에 포함되는 공통의 잡음이 출력에서 제거될 수 있다. 제2 픽셀 어레이(121)가 m+2개의 열을 가지는 경우, 복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))는 하나가 적은 m+1개일 수 있다.

이러한 복수의 뺄셈기(220_0~220_(m-1))의 출력 신호들은 각각의 픽셀이 공통적으로 가지고 있는 잡음 성분이 제거된 신호이므로 더욱 명확하고 신뢰성 높은 지문 이미지 데이터가 될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 지문 인식 회로 11: 디스플레이
12: 터치 센서 패널 13: DDI
14: 프로세서

Claims

이미지를 출력하는 디스플레이;
상기 디스플레이에 터치를 감지하는 터치 센서 패널;
상기 디스플레이에 터치된 지문을 스캔하는 지문 인식 회로를 포함하되,
상기 지문 인식 회로는 상기 지문에 반사된 빛을 수광하는 광전 소자를 포함하는 픽셀과,
상기 광전 소자로부터 입력되는 전하를 변환하여 신호 전압을 출력하는 저잡음 증폭기와,
상기 신호 전압을 디지털 신호로 변경하는 ADC(analog to digital converter)를 포함하고,
상기 ADC는 가변 기준 전압을 제공하는 가변 기준 전압 생성기와,
상기 신호 전압에 상기 가변 기준 전압을 더하고, 상관 이중 샘플링(CDS; correlated double sampling)을 수행하고, 램프 전압과 비교하여 비교 신호를 출력하는 비교기와,
상기 비교 신호를 카운팅하여 상기 디지털 신호를 출력하는 카운터를 포함하는 지문 인식 장치.
제1 항에 있어서,
상기 지문 인식 회로는 상기 복수의 픽셀이 행과 열에 따라 정렬되는 픽셀 어레이를 포함하고,
상기 지문 인식 회로는 상기 복수의 픽셀의 출력들을 초기화하기 위한 더미 캡쳐를 수행하고,
이어서, 상기 지문을 스캔하기 위한 메인 캡쳐를 수행하는 지문 인식 장치.
제2 항에 있어서,
상기 지문 인식 회로는 상기 더미 캡쳐 이후 상기 메인 캡쳐 전에 제1 노출 시간을 가지는 지문 인식 장치.
제3 항에 있어서,
상기 지문 인식 회로는 상기 더미 캡쳐와 상기 메인 캡쳐 사이에 서브 캡쳐를 수행하는 지문 인식 장치.
제3 항에 있어서,
상기 더미 캡쳐 이후 상기 서브 캡쳐 전에 제2 노출 시간을 가지고,
상기 제1 노출 시간은 상기 서브 캡쳐 이후 상기 메인 캡쳐 전에 위치하고,
상기 제2 노출 시간은 상기 제1 노출 시간보다 작은 지문 인식 장치.
제1 항에 있어서,
상기 지문 인식 회로는 복수의 픽셀이 행과 열에 따라 정렬되는 픽셀 어레이를 포함하고,
상기 픽셀 어레이는 같은 열의 픽셀끼리 공유하는 복수의 출력 라인을 포함하고,
상기 저잡음 증폭기는 복수이고, 각각의 상기 저잡음 증폭기는 상기 복수의 출력 라인 중 어느 하나와 연결되는 지문 인식 장치.
제6 항에 있어서,
상기 복수의 출력 라인의 개수는 상기 저잡음 증폭기의 개수보다 많고,
상기 지문 인식 회로는 상기 복수의 출력 라인과 상기 저잡음 증폭기를 연결하는 제1 멀티플렉서를 더 포함하는 지문 인식 장치.
제6 항에 있어서,
상기 지문 인식 회로는 상기 신호 전압의 고주파수 잡음을 제거하는 로우 패스 필터를 더 포함하고,
상기 고주파수 잡음이 제거된 상기 신호 전압은 상기 ADC로 전송되는 지문 인식 장치.
제8 항에 있어서,
상기 로우 패스 필터 및 상기 ADC는 복수이고,
각각의 상기 ADC는 복수의 상기 로우 패스 필터 중 어느 하나와 연결되고,
상기 로우 패스 필터의 개수는 상기 ADC의 개수보다 많고,
상기 지문 인식 회로는 상기 로우 패스 필터와 상기 ADC를 연결하는 제2 멀티플렉서를 더 포함하는 지문 인식 장치.
제6 항에 있어서,
상기 지문 인식 회로는 상기 출력 라인마다 각각 연결되고, 상기 저잡음 증폭기 및 상기 ADC를 각각 포함하고, 상기 디지털 신호를 출력하는 AFE(analog front end)와,
서로 인접한 2개의 상기 AFE의 상기 디지털 신호의 차이를 출력하는 제1 뺄셈기를 더 포함하는 지문 인식 장치.
제6 항에 있어서,
상기 픽셀 어레이는 아무런 신호를 수신하지 않고, 노이즈만을 출력하는 노이즈 출력 열을 포함하고,
상기 지문 인식 회로는 상기 출력 라인마다 각각 연결되고, 상기 저잡음 증폭기 및 상기 ADC를 각각 포함하고, 상기 디지털 신호를 출력하는 AFE와,
상기 노이즈 출력 열에 대응하는 AFE의 디지털 신호를 나머지 AFE의 디지털 신호에서 빼는 제2 뺄셈기를 더 포함하는 지문 인식 장치.
이미지를 출력하는 디스플레이;
상기 디스플레이에 터치를 감지하고, 터치 좌표를 생성하는 터치 센서 패널;
상기 터치 좌표를 통해서 상기 디스플레이의 확정된 스캔 영역을 발광시키는 DDI(display drive IC);
상기 스캔 영역에서 지문을 스캔하여 지문 이미지 데이터를 생성하는 지문 인식 회로; 및
상기 지문 이미지 데이터를 수신하는 프로세서를 포함하는 지문 인식 장치.
제12 항에 있어서,
상기 스캔 영역은 지문 인식 의도 유무를 파악하여 지문 인식 의도가 있는 경우 확정되는 지문 인식 장치.
제13 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 지문 인식 의도 유무를 파악하고,
상기 지문 인식 의도 유무가 있는 경우 상기 스캔 영역을 확정하는 지문 인식 장치.
제13 항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은,
상기 지문 인식 의도 유무를 파악하고,
상기 지문 인식 의도 유무가 있는 경우 상기 스캔 영역을 확정하는 지문 인식 장치.
제13 항에 있어서,
상기 지문 인식 의도 유무를 파악하는 것은,
미리 등록된 패턴과 현재 인식된 패턴이 동일한지를 판단하는 것을 포함하는 지문 인식 장치.
제13 항에 있어서,
상기 지문 인식 의도 유무를 파악하는 것은,
상기 지문 인식 의도가 없는 경우,
안내 메시지를 출력하고,
상기 지문 인식 의도를 다시 파악하는 것을 포함하는 지문 인식 장치.
제13 항에 있어서,
상기 스캔 영역은, 상기 지문 인식 의도 유무를 파악하여 상기 지문 인식 의도가 있는 경우에, 상기 지문 인식 의도 유무 파악으로부터 기준 시간 이후에 터치된 터치 좌표를 이용하여 확정되는 지문 인식 장치.
제12 항에 있어서,
상기 DDI와 상기 지문 인식 회로는 각각 제1 및 제2 클럭을 제공받고,
상기 제1 및 제2 클럭은 서로 동기화된 지문 인식 장치.
지문에 반사된 빛을 수광하는 광전 소자를 포함하는 픽셀 어레이를 포함하는 센서; 및
상기 센서의 출력을 처리하는 리드 아웃 IC를 포함하되,
상기 리드 아웃 IC는,
상기 픽셀 어레이의 열 별로 출력되는 출력 라인에 각각 연결되는 AFE를 포함하고,
상기 AFE는,
상기 출력 라인에 따라 입력되는 전하를 변환하여 신호 전압을 출력하는 저잡음 증폭기와,
상기 신호 전압의 고주파 잡음을 제거하는 로우 패스 필터와,
상기 신호 전압을 디지털 신호로 변경하는 ADC(analog to digital converter)를 포함하고,
상기 ADC는 가변 기준 전압을 제공하는 가변 기준 전압 생성기와,
상기 신호 전압에 상기 가변 기준 전압을 더하고, 상관 이중 샘플링(CDS; correlated double sampling)을 수행하고, 램프 전압과 비교하여 비교 신호를 출력하는 비교기와,
상기 비교 신호를 카운팅하여 상기 디지털 신호를 출력하는 카운터를 포함하는 지문 인식 회로.