KR20200140327A - 스루-디스플레이 이미징을 위한 전자 디바이스 디스플레이 - Google Patents

스루-디스플레이 이미징을 위한 전자 디바이스 디스플레이 Download PDF

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KR20200140327A
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모하매드 예케 야즈단두스트
지오반니 고찌니
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애플 인크.
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Abstract

스루-디스플레이 이미징을 위한 시스템들 및 방법들 디스플레이는 불투명 배킹을 통해 한정되는 이미징 애퍼처를 포함한다. 광학 이미징 어레이가 애퍼처와 정렬된다. 애퍼처 위에, 디스플레이는 증가된 광학 투과율을 위해 배열 및/또는 구성된다. 예를 들어, 이미징 애퍼처 위의 또는 그에 인접한 디스플레이의 영역은 디스플레이의 다른 영역들보다 낮은 픽셀 밀도로 형성될 수 있어서, 픽셀간 거리(예를 들어, 피치)를 증가시키고 광이 디스플레이를 횡단하여 광학 이미징 어레이에 도달할 수 있게 하는 영역을 증가시킬 수 있다.

Description

스루-디스플레이 이미징을 위한 전자 디바이스 디스플레이
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허협력조약 특허 출원은 2018년 4월 10일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Electronic Device Display for Through-Display Imaging"인 미국 정규 출원 제15/949,681호에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원의 내용은 본 명세서에 전체적으로 참조로서 통합된다.
기술분야
본 명세서에 기술된 실시예들은 전자 디바이스 디스플레이들에 관한 것으로, 특히, 불투명 층들을 통해 이미징 애퍼처들을 한정하는 디스플레이 스택 구성 및 스루-디스플레이 이미징을 용이하게 하기 위해 증가된 픽셀간 광학 투과율을 촉진하는 것에 관한 것이다.
전자 디바이스 디스플레이("디스플레이")는 전형적으로 보호 커버에 부착되거나 달리 그 아래에 배치되는 기능적 층 및 구조 층의 스택("디스플레이 스택")으로부터 형성된다. 많은 종래의 구현들에서, 보호 커버는 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스의 하우징의 외부 표면을 한정한다. 증가된 콘트라스트를 위해, 종래의 디스플레이 스택은 의도적으로 불투명하도록 설계된다.
전자 디바이스는 또한 카메라 또는 주변 광 센서와 같은 이미징 센서를 포함할 수 있다. 전형적으로, 이미징 센서는 디스플레이 스택에 인접하게 보호 커버 아래에 위치된다. 이와 같이, 디스플레이 스택 및 이미징 센서 둘 모두를 통합하는 종래의 전자 디바이스는 전형적으로 이미징 센서를 수용하기 위한 공간을 예비하기 위해 디스플레이 스택의 주연부를 넘어 연장되는 대면적 보호 커버를 요구한다. 이러한 종래의 구성은 디스플레이를 둘러싸는 베젤 영역의 외관 크기를 바람직하지 않게 증가시키는 한편, 또한 전자 디바이스의 하우징의 크기 및 체적을 바람직하지 않게 증가시킨다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 일반적으로 디스플레이를 형성하는 디스플레이 스택을 포함하는 전자 디바이스들을 참조한다. 디스플레이는 활성 디스플레이 영역을 한정하며, 이는 이어서 적어도 2개의 별개의 픽셀 영역들, 즉 제1 픽셀 영역 및 제2 픽셀 영역을 한정한다. 많은 실시예들에서, 제1 픽셀 영역은 제1 픽셀 밀도를 갖고, 제2 픽셀 영역은 제2 픽셀 밀도를 갖는다. 제2 픽셀 영역은 제1 픽셀 영역 내에 완전히 삽입될 수 있지만, 이는 요구되지 않을 수 있다. 제2 픽셀 밀도는 전형적으로 제1 픽셀 밀도보다 작지만, 이는 요구되지 않을 수 있다. 일례에서, 제2 픽셀 밀도는 제1 픽셀 밀도보다 2배 더 작다.
디스플레이 스택은 또한 전형적으로 불투명한 배킹(backing)을 포함한다. 불투명 배킹은 디스플레이 아래에 위치되고 제2 픽셀 영역 아래에 애퍼처를 한정한다. 일부 경우들에서, 애퍼처는 광학적으로 투명한 접착제와 같은 광학적으로 투명한 재료로 충전될 수 있다. 일부 예들에서, 광학적으로 투명한 재료는 디스플레이 스택의 하나 이상의 층들과 대략 동등한 굴절률을 갖는다.
디스플레이는 또한 애퍼처 아래에 위치된 광학 이미징 어레이를 포함한다. 광학 이미징 어레이는 제2 픽셀 영역의 하나 이상의 픽셀간 서브-영역들을 통해 투과된 광을 수신하도록 구성된다. 픽셀간 영역은 전형적으로 적어도 2개의 픽셀들(예컨대, 2개 이상의 픽셀들) 사이에 한정된다.
일부 실시예들에서, 광학 이미징 어레이는 제2 픽셀 영역 위에 제공된 터치 입력으로부터 후속적으로 반사되는 디스플레이로부터 방출되는 광을 수신하도록 구성된다. 광학 이미징 어레이의 각각의 이미징 센서로부터 수신된 데이터는 터치 입력을 제공하는 객체 또는 객체들의 표면 특징부들에 대응하는 이미지 또는 이미지들의 시퀀스로 집계될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이미지(들)는 디스플레이를 터치하는 사용자의 지문 이미지를 획득하는 데 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 이미지(들)는 디스플레이에 대한 터치 또는 힘 입력을 검출하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 이미지(들)는 사용자의 심박수 또는 호흡 속도와 같은 시간에 따라 변화하는 하나 이상의 생체 측정 특성을 검출하는 데 사용될 수 있다. 이미지(들) -또는 그의 일부- 는 임의의 적합한 이미징 또는 데이터 집계 목적을 위해 사용될 수 있다.
본 명세서에 기술된 다른 실시예들은 일반적으로 디스플레이를 형성하는 디스플레이 스택을 포함하는 다른 전자 디바이스를 참조한다. 이 실시예에서, 디스플레이는 활성 디스플레이 영역을 한정하며, 이는 이어서 적어도 2개의 별개의 픽셀 영역들, 즉 제1 픽셀 영역 및 제2 픽셀 영역을 한정한다. 이들 실시예들에서, 제1 픽셀 영역 및 제2 픽셀 영역은 상이한 광학 투과율을 가지며; 전형적으로, 제2 픽셀 영역은 제1 픽셀 영역보다 더 높은 광학 투과율을 갖는다. 다른 실시예들에서와 같이, 광학 이미징 어레이는 제2 픽셀 영역 뒤에 위치될 수 있다.
이제, 첨부 도면들에 도시된 대표적인 실시예들을 참조할 것이다. 하기의 설명이 본 개시내용을 하나의 포함된 실시예로 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 반대로, 본 명세서에 제공된 개시내용은, 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 기술된 실시예들의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안예들, 수정예들 및 등가물들을 포함하고자 한다.
도 1a는 스루-디스플레이 이미징에 적합한 디스플레이 스택을 통합할 수 있는 전자 디바이스를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 전자 디바이스의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 2a는 디스플레이 스택의 불투명 배킹을 통해 한정된 이미징 애퍼처 아래에 위치되고 그와 정렬되는 광학 이미징 어레이를 도시하는, 선 A-A를 통해 취해진, 도 1a의 디스플레이 스택의 예시적인 단면을 도시한다.
도 2b는 디스플레이 스택의 불투명 배킹을 통해 한정된 이미징 애퍼처 아래에 위치되고 그와 정렬되는 광학 이미징 어레이 및 렌즈 구조를 도시하는, 도 1a의 디스플레이 스택의 다른 예시적인 단면을 도시한다.
도 2c는 디스플레이 스택의 불투명 배킹을 통해 한정된 핀홀 애퍼처(pinhole aperture) 아래에 위치된 광학 이미징 어레이를 도시하는, 도 1a의 디스플레이 스택의 다른 예시적인 단면을 도시한다.
도 2d는 디스플레이 스택의 불투명 배킹을 통해 한정된 이미징 애퍼처 아래에 위치된 광학 이미징 어레이의 각진 조명을 도시하는, 도 1a의 디스플레이 스택의 다른 예시적인 단면을 도시한다.
도 2e는 자체-조명 광학 이미징 어레이로서 동작될 수 있는 유기 발광 다이오드 어레이를 도시하는, 도 1a의 디스플레이 스택의 다른 예시적인 단면을 도시한다.
도 2f는 디스플레이 스택의 발광 층 내에 캡슐화된 광학 이미징 어레이를 도시하는, 도 1a의 디스플레이 스택의 다른 예시적인 단면을 도시한다.
도 2g는 원 B-B 내에 둘러싸인, 도 2f의 디스플레이 스택의 예시적인 단면의 확대 상세도를 도시한다.
도 3은 감소된 픽셀 밀도의 영역 아래에 위치된 광학 이미징 어레이를 도시하는, 본 명세서에 기술된 바와 같은 디스플레이 스택의 예시적인 단면을 도시한다.
도 4a는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 픽셀들의 예시적인 배열을 도시한다.
도 4b는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 초래하는 디스플레이 스택의 픽셀들의 다른 예시적인 배열을 도시한다.
도 4c는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 초래하는 디스플레이 스택의 픽셀들의 다른 예시적인 배열을 도시한다.
도 5a는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀들의 예시적인 배열을 도시한다.
도 5b는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀들의 다른 예시적인 배열을 도시한다.
도 5c는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀들의 다른 예시적인 배열을 도시한다.
도 5d는 증가된 픽셀간 투과율의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀 구동 라인들의 예시적인 배열을 도시한다.
도 6a는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 갖는 디스플레이 스택을 통합하는 전자 디바이스를 도시한다.
도 6b는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 갖는 디스플레이 스택을 통합하는 다른 전자 디바이스를 도시한다.
도 6c는 국부적으로 증가된 픽셀간 투과율을 갖는 디스플레이 스택을 통합하는 다른 전자 디바이스를 도시한다.
도 6d는 원 C-C 내에 둘러싸인, 도 6c의 전자 디바이스의 확대 상세도를 도시한다.
도 7은 본 명세서에 기술된 바와 같은, 디스플레이를 터치하는 객체의 이미지를 캡처하는 방법의 예시적인 동작들을 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 8은 본 명세서에 기술된 바와 같은, 디스플레이를 터치하는 객체의 이미지를 캡처하는 방법의 예시적인 동작들을 도시하는 단순화된 흐름도이다.
상이한 도면들에서 동일한 또는 유사한 도면 부호들의 사용은 유사하거나, 관련되거나, 동일한 항목을 표시한다.
첨부 도면들에서 크로스-해칭(cross-hatching) 또는 음영의 사용은 일반적으로, 인접하는 요소들 사이의 경계들을 명확하게 하기 위해 그리고 또한 도면들의 가독성을 용이하게 하기 위해 제공된다. 따라서, 크로스-해칭 또는 음영의 존재이든 부재이든, 특정한 재료, 재료 특성, 요소 비율, 요소 치수, 유사하게 도시된 요소들의 공통점, 또는 첨부 도면들에 도시된 임의의 요소에 대한 임의의 다른 특성, 속성, 또는 성질에 대한 어떠한 선호도 또는 요건도 암시하거나 나타내지 않는다.
또한, 다양한 특징부들 및 요소들(및 이들의 집합들 및 그룹들) 및 그 사이에 제공된 경계들, 분리들, 및 위치 관계들의 비율들 및 치수들(상대적 또는 절대적인)은 첨부된 도면들에서 단지 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되고, 따라서 반드시 축척에 맞게 나타내어지거나 도시되지 않을 수 있으며, 도시된 실시예에 대해, 그를 참조하여 기술된 실시예들의 제외에 대한 어떠한 선호도 또는 요건도 나타내도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 디스플레이 및 디스플레이 뒤에 위치된 이미징 센서를 포함하는 전자 디바이스를 참조한다. 디스플레이는 집합적으로 "디스플레이 스택"으로 지칭되는 다수의 구조 층 및 기능 층으로부터 구성된다. 이미징 센서는 단일 요소 이미징 센서들(예컨대, 포토다이오드들, 포토트랜지스터들, 감광성 요소들 등) 및 다중 요소 이미징 센서들(예컨대, 상보적 금속 산화물 반도체 어레이들, 포토다이오드 어레이들 등) 둘 모두를 포함하는 임의의 적합한 이미징 센서일 수 있다. 편리한 참조를 위해, 이미징 센서들 -그러나, 구성되거나 구현됨- 은 본 명세서에서 "광학 이미징 어레이"로 지칭된다.
많은 실시예들에서, 광학 이미징 어레이는 디스플레이 뒤에 위치되고, 디스플레이로부터 방출되는 광의 대체로 반대되는 방향으로 디스플레이를 통해 투과되는 광을 수신하도록 배향된다. 광학 이미징 어레이는, 주변 광 감지; 근접 감지; 깊이 감지; 구조화된 광의 수신; 광학 통신; 근접 감지; 생체 측정 이미징(예를 들어, 지문 이미징, 홍채 이미징, 얼굴 인식 등); 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 이미징, 감지, 또는 데이터 집계 목적을 위해 전자 디바이스에 의해 사용될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 디스플레이는 다수의 별개의 광학 이미징 어레이들과 연관되고, 디스플레이의 상이한 영역들 뒤에 분포되고 그리고/또는 상이한 목적들을 위해 또는 상이한 방식들로 구성될 수 있지만, 설명의 단순함을 위해, 후속하는 많은 실시예들은 단일 광학 이미징 어레이가 전자 디바이스의 디스플레이의 활성 디스플레이 영역 뒤에 위치되는 구성을 참조한다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 전자 디바이스의 디스플레이 또는 비-디스플레이 표면에 대한 다양한 위치들에서 이산적 광학 이미징 어레이들을 통합하도록 변경되거나 조정될 수 있다.
많은 실시예들에서, 광학 이미징 어레이는, 배킹 층들; 지지 층들; 반사기 층들; 백라이트들 등과 같은, 그러나 이로 제한되지 않는 디스플레이 스택의 하나 이상의 불투명한 또는 실질적으로 불투명한 층들을 통해 한정된 이미징 애퍼처와 정렬되고 그에 광학적으로 결합된다. 이러한 구성의 결과로서, 디스플레이를 향해 지향된 광은 이미징 애퍼처를 통과할 수 있고, 광학 이미징 어레이에 의해 수용 및 정량화될 수 있다.
본 명세서에 기재된 일부 실시예들은 이미징 애퍼처를 통한 광의 투과율을 증가시키기 위한(예를 들어, 흡수, 반사, 굴절, 회절 및/또는 확산을 감소시키기 위한) 시스템들, 아키텍처들, 구성들, 기술들, 및 방법들을 참조한다. 다른 경우들에서, 이미징 애퍼처는 디스플레이 스택의 하나 이상의 박화된 부분들에 대해 위치되거나, 또는 달리 그와 연관될 수 있다. 이들 구성들은 광학 이미징 어레이에 의해 수신되는 광의 양을 증가시키며, 따라서 광학 이미징 어레이에 의해 생성된 이미지들 또는 데이터의 품질, 해상도, 및/또는 신호 대 잡음비를 증가시킨다.
디스플레이 스택을 통한 투과율을 증가시키도록 구성된 실시예들은, 이미징 애퍼처 위의 디스플레이 스택의 픽셀 밀도를 국부적으로 감소시키는 것; 이미징 애퍼처 위에 픽셀 또는 서브픽셀 분포 패턴 또는 배열을 국부적으로 변경하는 것; 전자 트레이스 분포(예를 들어, 박막 트랜지스터 층) 또는 이미징 애퍼처 위의 경로를 국부적으로 변경하는 단계; 이미징 애퍼처(예를 들어, 시준 필터들, 적외선 차단 필터들, 좁은 필드 필터들, 편광 필터들 등)를 통과하는 광을 필터링하는 단계; 이미징 애퍼처(예를 들어, 마이크로 또는 매크로 렌즈들, 빔 성형, 빔 지향 등)를 통과하는 광을 굴절 또는 반사시키는 것; 등, 또는 이들의 조합과 같은, 그러나 이로 제한되지 않는 동작들, 기술들 및 구성들을 포함한다.
본 명세서에 기술된 이들 및 다른 구성들의 결과로서, 디스플레이 스택에 의해 한정된 이미징 애퍼처 아래에 위치된 광학 이미징 어레이는 그 전자 디바이스의 디스플레이가 하나 이상의 이미지들을 생성하는 동안 전자 디바이스의 디스플레이를 통해 고품질 및 고해상도 이미지 데이터를 캡처할 수 있다. 이러한 기술은 일반적으로 본 명세서에서 "스루-디스플레이 이미징"으로 지칭된다. 이러한 실시예들에서, 전자 디바이스의 디스플레이는 종래의 디스플레이로서 사용자에게 보이고; 광학 이미징 어레이의 시각적, 촉각적, 또는 다른 표시가 전자 디바이스의 사용자에 의해 쉽게 관찰되지 않는다.
위에 언급된 바와 같이, 전자 디바이스는, 주변 광 검출; 주변 컬러 온도 검출; 픽처 또는 이미지 캡처; 생체 측정 이미징(예를 들어, 지문 이미징, 홍채 이미징, 얼굴 인식 등); 광학 디바이스-대-디바이스 또는 네트워크 통신; 구조 광 반사들 또는 송신들을 수신하는 것; 깊이 추정 또는 맵핑; 근접 감지; 터치 감지; 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 이미징, 감지, 데이터 집계 또는 광 캡처 목적으로 스루-디스플레이 이미징을 구현할 수 있다.
설명의 단순화를 위해, 후속하는 많은 실시예들은 전자 디바이스가 전자 디바이스의 디스플레이의 특정된 영역(이미징 애퍼처 위의 "이미징 영역")을 터치하는 사용자의 지문의 하나 이상의 이미지들을 캡처하기 위해 스루-디스플레이 이미징을 구현하는 구성을 참조하지만, 이는 모든 실시예들에서 요구되지는 않는다. 스루-디스플레이 이미징은 본 명세서에 논의된 임의의 실시예 또는 구현에서 본 명세서에 기술된 임의의 다른 목적(또는 다수의 목적들)을 위해 구현될 수 있다. (동일하거나 상이한 크기, 형상, 또는 이미징 목적의) 다수의 이미징 영역들이 디스플레이에 의해 한정될 수 있거나, 또는 대안적으로, 단일 이미징 영역이 한정될 수 있다. 다른 경우들에서, 전체 디스플레이가 스루-디스플레이 이미징이 가능할 수 있다.
이들 전술된 및 다른 실시예들은 도 1a 내지 도 8을 참조하여 하기에서 논의된다. 그러나, 당업자들은 이러한 도면들과 관련하여 본 명세서에서 제공되는 상세한 설명이 설명의 목적을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 쉽게 알 것이다.
도 1a는 디스플레이를 한정하는 디스플레이 스택을 둘러싸는 하우징(102)을 포함하는 전자 디바이스(100)를 도시한다. 디스플레이 스택은, 특정 순서 없이, 터치 입력 층; 힘 입력 층; 애노드 층; 캐소드 층; 유기 층; 캡슐화 층; 반사기 층; 보강 층; 주입 층; 수송 층; 편광기 층; 반사-방지 층; 액정 층; 백라이트 층; 하나 이상의 접착제 층들; 압축성 층; 잉크 층; 마스크 층; 등과 같은 층들 또는 요소들을 포함할 수 있다.
설명의 단순화를 위해, 하기의 실시예들은, 다른 층들 중에서도, 반사 배킹 층; 박막 트랜지스터 층; 캡슐화 층; 및 방출 층을 포함하는 유기 발광 다이오드 디스플레이 스택을 참조한다. 그러나, 이는 단지 하나의 예시적인 예시의 구현이며, 다른 디스플레이들이 다른 디스플레이 기술들 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있다는 것이 인식된다.
디스플레이 스택은 또한 전형적으로 전자 디바이스(100)의 디스플레이의 활성 디스플레이 영역(104)과 사용자의 물리적 상호작용의 하나 이상의 특성들을 검출하기 위한 입력 센서(예컨대, 힘 입력 센서 및/또는 터치 입력 센서)를 포함한다. 활성 디스플레이 영역(104)은 전형적으로 하나 이상의 픽셀 밀도들로 분포된 개별적으로 제어가능하고, 물리적으로 분리되고, 어드레스가능한 픽셀들 또는 서브픽셀들의 배열에 의해 특징지어진다. 입력 센서에 의해 검출될 수 있는 예시적인 입력 특성들은, 터치 위치; 힘 입력 위치; 터치 제스처 경로, 길이, 지속기간 및/또는 형상; 힘 제스처 경로, 길이, 지속기간 및/또는 형상; 힘 입력의 크기; 동시 힘 입력들의 수; 동시 터치 입력들의 수; 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 이러한 구성의 결과로서, 전자 디바이스(100)의 사용자(106)는 활성 디스플레이 영역(104) 위의 입력 표면에 물리적으로 터치하고/하거나 그에 힘을 인가함으로써 활성 디스플레이 영역(104)에 나타난 콘텐츠와 상호작용하도록 독려된다.
이들 실시예들에서, 디스플레이 스택은, 사용자(106)가 활성 디스플레이 영역(104)에 나타난 콘텐츠와 상호작용하기 위해 디스플레이를 터치할 때 사용자의 지문의 스루-디스플레이 이미징을 용이하게 하도록 추가로 구성된다.
보다 구체적으로, 일례에서, 디스플레이 스택은 디스플레이 스택의 반사 배킹 층을 통해 이미징 애퍼처(도시되지 않음)를 한정하여, 광이 2개 이상의 유기 발광 다이오드 서브픽셀들 또는 픽셀들 사이의 디스플레이 스택(본 명세서에서, "픽셀간" 영역들)을 통해 이동하는 것을 허용한다. 일부 경우들에서, 이미징 애퍼처는 직사각형 형상을 취하고, 활성 디스플레이 영역(104)의 하부 영역 상에 배치된다. 다른 경우들에서, 이미징 애퍼처는 원형 또는 타원형 형상을 취하고, 활성 디스플레이 영역(104)의 중심 영역에 배치된다. 전형적으로, 이미징 애퍼처는 사용자(106)의 지문보다 더 크지만, 이는 요구되지 않을 수 있고 더 작은 애퍼처들이 적합할 수 있다.
본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 전자 디바이스(100)는 또한 광학 이미징 어레이(도시되지 않음)를 포함한다. 광학 이미징 어레이는 디스플레이 스택의 픽셀간 영역들을 통해 지향된 광을 수집 및 정량화하기 위해 이미징 애퍼처 아래에 위치된다. 이러한 구성의 결과로서, 전자 디바이스(100)는 사용자(106)의 지문의 이미지를 획득할 수 있고; 이러한 동작은 본 명세서에서 "지문 이미징 동작"으로 지칭된다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 지문 이미징 동작 동안 사용자(106)의 손가락을 조명한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 입력 센서에 의해 검출되는 바와 같이 사용자의 손가락 아래의 디스플레이의 영역을 조명한다. 다른 예들에서, 디스플레이는 사용자의 손가락의 주연부를 조명한다. 일부 예들에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 사용자 손가락의 별개의 부분들을 순차적으로 또는 특정 패턴으로 조명한다.
지문 이미징 동작 동안 사용자의 손가락의 조명은 다수의 적합한 방식들로 발생할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 사용자의 손가락을 펄스형(연속적 또는 별개의) 또는 정상 백색 광으로 조명한다. 다른 예에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 사용자의 손가락을 펄스형 또는 정상 청색 또는 녹색 광으로 조명한다. 일부 예들에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 사용자의 손가락을 특정 변조 패턴 또는 주파수로 방출된 광으로 조명한다. 일부 예들에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 특정 주파수, 변조, 펄스 패턴, 파형 등으로 청색 광과 녹색 광 사이를 교번시킴으로써 사용자의 손가락을 조명하고; 적색 광 조명은 사용자의 손가락에서의 적색 광의 바람직하지 않은 표면하 산란에 기인할 수 있다. 또 다른 예들에서, 전자 디바이스(100)의 디스플레이는 전체 디스플레이 상에 나타난 연속적인 이미지의 일부분과 함께 사용자 손가락을 조명한다. 다시 말하면, 사용자의 지문 아래의 디스플레이의 부분(들)은 디스플레이의 다른 부분들로부터 특별히 또는 상이하게 조명되지 않을 수 있고; 디스플레이는 사용자가 디스플레이를 터치하기 전에 디스플레이 상에 어떤 정적 또는 애니메이션화된 이미지 또는 일련의 이미지들이 나타나든지 계속해서 렌더링할 수 있다. 또 다른 예들에서, 전자 디바이스의 디스플레이는 사용자의 손가락 아래의 밝기를 국부적으로 증가시킬 수 있고, 사용자의 손가락 아래의 콘트라스트를 국부적으로 증가시킬 수 있고, 사용자의 손가락 아래의 채도를 국부적으로 증가시킬 수 있는 등등이다.
일부 실시예들에서, 사용자의 손가락은 다른 방식으로 지문 이미징 동작 동안 조명될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 측면-발사 조명기가 디스플레이 스택 내에 통합될 수 있다. 측면-발사 조명 동작에서, 이미징 표면과 접촉하는 사용자의 지문의 부분들(예를 들어, 지문의 릿지(ridge)들)은 측면-발사 조명기로부터 방출된 광을 확산 및/또는 반사할 수 있다. 조명기로부터 방출된 다른 광은 내부 전반사의 결과로서 광학 이미징 어레이로부터 멀리 반사된다.
도 1a의 전술한 설명, 및 이들의 다양한 대안들 및 그 변형들은 일반적으로 설명의 목적으로 그리고 본 명세서에서 기술된 바와 같이 스루-디스플레이 이미징에 적합한 디스플레이 스택을 통합한 전자 디바이스의 다양한 가능한 구성들의 완전한 이해를 용이하게 하기 위해 제시됨을 인식할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 제시된 특정 상세사항들 중 일부는 특정 기술된 실시예들 또는 그들의 등가물을 실시하는 데 필요하지 않을 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 설명 및 예시의 간략함을 위해, 도 1b가 제공된다. 이 도면은 본 명세서에 기술된 바와 같은 스루-디스플레이 이미징을 위해 구성된 전자 디바이스 내에 포함될 수 있는 다양한 동작적 및 구조적 컴포넌트들을 도시하는, 도 1a의 전자 디바이스의 단순화된 블록도를 도시한다.
특히, 전자 디바이스(100)는 외측 보호 커버(108)를 포함한다. 보호 외측 커버(108)는 사용자(106)를 위한 입력 표면을 한정하고, 추가적으로 전자 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 보호하고 둘러싼다. 보호 외측 커버(108)는 유리, 플라스틱, 아크릴, 중합체 재료들, 유기 재료들 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는, 투명이든, 반투명이든, 또는 불투명이든지 간에, 임의의 수의 적합한 재료들로 제조될 수 있다.
전자 디바이스(100)는 또한 보호 커버(108) 아래에 배치된 입력 센서(110)를 포함한다. 입력 센서(110)는 용량성 입력 센서; 저항성 입력 센서; 유도성 입력 센서; 광학 입력 센서; 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 입력 센서일 수 있다. 입력 센서(110)는 터치 제스처들; 터치 입력들; 다중 터치 입력들; 힘 입력들; 힘 제스처들; 다중 힘 입력들; 압력 입력들; 열 입력들; 음향 입력들; 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 사용자 입력 또는 사용자 입력들의 조합을 검출하도록 구성될 수 있다.
전자 디바이스(100)는 또한 입력 센서(110) 아래에 배치될 수 있는 디스플레이 스택(112)을 포함한다. 디스플레이 스택(112)은 활성 디스플레이 영역(104)을 한정하도록 협력하는 재료 또는 재료들의 다수의 독립적인 층들로부터 형성될 수 있다(예를 들어, 도 1a 참조). 많은 예들에서, 디스플레이 스택(112)은 유기 발광 다이오드 디스플레이를 한정하지만, 이는 요구되지 않을 수 있다. 예를 들어, 다른 경우들에서, 디스플레이 스택(112)은, 제한 없이, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이; 액정 디스플레이; 전자 잉크 디스플레이; 양자 도트 디스플레이; 등을 한정할 수 있다. 본 명세서에 기술된 다른 실시예들에 관하여 언급된 바와 같이, 디스플레이 스택(112)은 독립적으로 어드레스가능하고 제어가능한 별개의 픽셀들의 어레이를 한정할 수 있다. 디스플레이 스택(112)의 픽셀들은 단일 픽셀 밀도 또는 하나 이상의 픽셀 밀도들을 한정하기 위해 일정한 피치 또는 가변 피치로 배치될 수 있다.
본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 디스플레이 스택(112)의 활성 디스플레이 영역(104)의 낮은 픽셀 밀도 영역은 광학 이미징 어레이(114) 위에 위치되어, 광학 이미징 어레이(114)는 디스플레이 스택(112)의 활성 디스플레이 영역(104)의 낮은 픽셀 밀도 영역의 픽셀간 영역들을 통해 투과되는 광을 수신할 수 있다.
광학 이미징 어레이(114)는 임의의 적합한 패턴으로 배열된 하나 이상의 감광성 요소들을 포함하는 임의의 적합한 광학 이미징 어레이일 수 있다. 많은 예들에서, 광학 이미징 어레이(114)는 포토트랜지스터 또는 포토다이오드 요소들의 저 충전-팩터 어레이이지만, 이는 모든 실시예들에서 요구되지는 않을 수 있다.
전자 디바이스(100)의 다른 요소들, 모듈들, 또는 컴포넌트들 중에서 광학 이미징 어레이(114), 디스플레이 스택(112), 및 입력 센서(110)는 프로세서(116)에 통신가능하게 결합된다. 프로세서(116)는 전자 디바이스(100)의 하나 이상의 프로세스들 또는 동작들을 수행, 모니터링, 또는 조정할 수 있는 임의의 적합한 프로세서 또는 회로일 수 있다. 프로세서(116)는 광학 이미징 어레이(114), 디스플레이 스택(112) 및/또는 입력 센서(110) 중 하나 이상의 입력 또는 출력과 인터페이싱하도록 구성된 하나 이상의 클래스들 또는 객체들을 인스턴스화하기 위해 메모리(도시되지 않음)에 저장된 명령어들을 실행할 수 있는 임의의 적합한 단일-코어 또는 멀티-코어 프로세서일 수 있다. 일부 예들에서, 프로세서(116)는 광학 이미징 어레이(114), 디스플레이 스택(112), 및/또는 입력 센서(110) 중 하나 이상과 연관된 전용 프로세서일 수 있다. 다른 경우들에 있어서, 프로세서(116)는 범용 프로세서일 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 전자 디바이스(100)는 하나 이상의 선택적인 광학 컴포넌트들(118)을 포함할 수 있다. 선택적인 광학 컴포넌트들(118)은 전형적으로 광학 이미징 어레이(114)와 디스플레이 스택 사이에 위치되고, 하나 이상의 렌즈들, 필터들, 미러들, 액추에이터들, 애퍼처들, 아이리스들, 플래시 요소들, 플러드(flood) 조명기들, 또는 다른 액세서리 광학 요소들, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이로 제한되지 않을 수 있다.
많은 예들에서, 전자 디바이스(100)는 또한 디스플레이 스택(112)의 하나 이상의 층들 내에 또는 그를 통해 한정되는 이미징 애퍼처(120)를 포함한다. 이미징 애퍼처(120)는 전형적으로 디스플레이 스택(112)의 활성 디스플레이 영역(104)의 하나 이상의 낮은 픽셀 밀도 영역들과 정렬되고, 추가적으로 광학 이미징 어레이(114)와 정렬된다. 본 명세서에 기술된 다른 실시예와 관련하여 언급된 바와 같이, 이미징 애퍼처(120)는 임의의 적합한 크기 또는 형상을 취할 수 있다.
따라서, 일반적으로 그리고 광범위하게 도 1a 및 도 1b의 도면에서, 스루-디스플레이 이미징에 적합한 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스가 다수의 방식들로 구성될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 전자 디바이스(100)가 셀룰러 폰으로 도시되어 있지만, 다른 전자 디바이스들은, 태블릿 디바이스들; 랩톱 디바이스들; 데스크톱 컴퓨터들; 컴퓨팅 액세서리들; 주변기기 입력 디바이스들; 차량 제어 디바이스들; 모바일 엔터테인먼트 디바이스들; 증강 현실 디바이스들; 가상 현실 디바이스들; 산업용 제어 디바이스들; 디지털 지갑 디바이스들; 홈 보안 디바이스들; 비즈니스 보안 디바이스들; 웨어러블 디바이스들; 건강 디바이스들; 이식가능 디바이스들; 의류 디바이스들; 패션 액세서리 디바이스들; 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 본 명세서에 설명된 바와 같은 디스플레이 스택을 통합할 수 있음을 인식할 수 있다.
추가로, 전자 디바이스는 또한 프로세서, 메모리, 전원 및/또는 배터리, 네트워크 연결부, 센서, 입력/출력 포트, 음향 요소, 햅틱 요소, 전자 디바이스(100)의 태스크를 수행 및/또는 조정하기 위한 디지털 및/또는 아날로그 회로들 등을 포함할 수 있음이 인식된다. 예시의 간략화를 위해, 전자 디바이스(100)는 도 1a에서 이 요소들 중 많은 것들이 없이 도시되며, 그것들 각각은 하우징(102) 내에 부분적으로 그리고/또는 전체적으로 포함될 수 있고 전자 디바이스(100)의 디스플레이와 동작적으로 또는 기능적으로 연관되거나 그에 결합될 수 있다.
또한, 전자 디바이스(100)는 단지 단일의 직사각형 디스플레이만을 포함하지만, 이 예는 총망라하는 것이 아님을 이해할 수 있다. 다른 실시예들에서, 전자 디바이스는 다수의 디스플레이들을 포함할 수 있거나, 또는 다수의 디스플레이들에 통신가능하게 결합될 수 있으며, 이들 중 하나 이상은 스루-디스플레이 이미징에 적합할 수 있다. 그러한 액세서리/보조 디스플레이들은, 이차 모니터들; 기능 행 또는 키보드 키 디스플레이들; 웨어러블 전자 디바이스 디스플레이들; 디스플레이들을 통합하는 주변기기 입력 디바이스들(예를 들어, 트랙패드들, 마우스들, 키보드들 등); 디지털 지갑 스크린들 등을 포함할 수 있지만 이로 제한되지 않을 수 있다. 유사하게, 직사각형 디스플레이가 요구되지 않을 수 있으며; 다른 실시예들은 3차원 형상들(예컨대, 만곡된 디스플레이들)을 포함하는, 다른 형상들을 취하는 디스플레이들로 구현된다.
유사하게, 전자 디바이스(100)를 참조하여 기술된 디스플레이는 전자 디바이스의 일차 디스플레이이지만, 이 예는 총망라하는 것이 아님이 이해된다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 스택은 단색 디스플레이 또는 그레이스케일 디스플레이와 같은 저-해상도 보조 디스플레이를 한정할 수 있다. 다른 경우들에서, 디스플레이 스택은 글리프(glyph) 또는 아이콘과 같은 단일-이미지 디스플레이를 한정할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 전자 디바이스를 위한 전원 버튼은 본 명세서에 기술된 바와 같은 디스플레이를 통합하는 버튼 캡을 포함할 수 있다. 디스플레이는, 버튼이 수행하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 기능들 또는 버튼이 연관될 수 있는 하나 이상의 구성가능한 옵션들(예컨대, 전력 옵션들, 대기 옵션들, 볼륨 옵션들, 인증 옵션들, 디지털 구매 옵션들, 사용자 인증 옵션들 등)과 연관된 전원 아이콘 및/또는 제한된 세트의 아이콘들 또는 글리프들을 선택적으로 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 이러한 예들에서, 제한된 목적, 보조, 또는 이차 디스플레이는, 스루-디스플레이 이미징을 용이하게 하기 위해, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 부분적인 투명도 또는 반투명도를 갖도록 구성될 수 있다.
따라서, 특정 실시예들에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시되어 있음이 이해된다. 이러한 설명들은 총망라하고자 하거나 개시내용을 본 명세서에 인용된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 반대로, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 특히, 스루-디스플레이 이미징에 적합한 디스플레이 스택이 많은 적합한 방식들로 구성되고/되거나 조립될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 많은 실시예들은 이미징 애퍼처 위의 디스플레이 스택을 통한 증가된 광학 투과율을 촉진하는 방법들, 구성들, 및 아키텍처들을 참조한다.
예를 들어, 본 명세서에 기술된 바와 같은 디스플레이 스택은 다른 영역들에 비해 감소된 픽셀 밀도를 갖는 하나 이상의 영역들을 포함할 수 있다. 감소된 픽셀 밀도는 전형적으로 픽셀들 사이의 증가된 광학 투과율과 연관되는데, 그 이유는 광이 디스플레이 스택을 횡단할 수 있는 픽셀간 영역이 증가하기 때문이다. 이러한 예의 일 구현에서, 낮은 픽셀 밀도(및 따라서 증가된 픽셀간 광학 투과율)를 갖는 원형 영역은 더 높은 픽셀 밀도(및 따라서 더 낮은 픽셀간 광학 투과율)를 갖는 직사각형 영역 내에 삽입될 수 있다. (예를 들어, 하기에 더 상세히 논의되는 도 6a 참조). 이 예에서, 제2 영역은 제1 영역 내에 완전히 삽입될 수 있지만, 이것이 요구되지는 않는다. 보다 구체적인 예에서, 원형 또는 타원형 영역(일 예에서, 일반적으로 사용자의 손가락의 크기 및/또는 형상)은 직사각형 영역 내에 삽입될 수 있다. 다른 예에서, 직사각형 영역은 더 큰 직사각형 영역 내에 삽입될 수 있다. (예를 들어, 하기에 더 상세히 논의되는 도 6b 참조). 다른 예에서, 낮은 픽셀 밀도를 갖는 정사각형 또는 직사각형 영역은 더 높은 픽셀 밀도를 갖는 다른 정사각형 또는 직사각형 영역의 하나의 에지를 따라 위치될 수 있다. (예를 들어, 하기에 더 상세히 논의되는 도 6c 및 도 6d 참조).
또 다른 예에서, 직사각형 영역은 임의의 규칙적인, 반복하는, 대칭, 비대칭, 또는 임의의 형상을 취하는 2개 이상의 형상화된 영역들을 둘러쌀 수 있다. 또 다른 예에서, 디스플레이 스택은 중심 영역에 비해 증가된 광학 투과율을 갖는 경계 영역을 한정할 수 있다. 경계는 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 대안적인 예에서, 디스플레이 스택은 연속적이거나 불연속적인 경계 또는 주연부 영역에 비해 증가된 광학 투과율을 갖는 중심 영역을 한정할 수 있다. 다른 예에서, 디스플레이 스택은 그리드의 교번하는 영역들이 상이한 광학 투과율을 갖는 영역들의 그리드를 한정할 수 있다. 위의 예들은 총망라하는 것이 아니며; 상이한 광학 투과율의 영역들의 임의의 적합한 레이아웃 또는 분포가 가능함을 인식할 수 있다.
특정 선택된 구현과는 무관하게, 감소된 픽셀 밀도 영역들은 다수의 적합한 방식들로 형성 및/또는 한정될 수 있음이 이해되고, 이들 중 일부는 도 3을 참조하여 아래에서 설명된다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 디스플레이 스택은 단일 픽셀 밀도로 제조될 수 있고, 그 후에 디스플레이 스택의 선택 영역 내의 픽셀들의 서브세트가 (예컨대, 에칭, 삭마, 기계적 마모 등을 통해) 제거될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 감소된 밀도 영역은 평균적 사용자에 의해 전형적인 거리로부터 뷰잉될 때 더 낮은 픽셀 밀도가 쉽게 명백하지 않도록 하는 그러한 방식으로 형성, 한정, 또는 배치될 수 있다. 예를 들어, 감소된 밀도 영역은 더 큰 크기 및/또는 밝기의 픽셀들로부터, 또는 상이한 형상으로 형성될 수 있어서, 디스플레이 스택은 디스플레이 스택의 영역에 걸쳐 픽셀 밀도가 변하는 것에도 불구하고 균일한 해상도, 밝기, 콘트라스트, 및/또는 픽처 품질의 디스플레이를 제시하는 것으로 보인다. (예컨대, 도 5c 참조). 하나의 특정 예에서, 디스플레이 스택은 인치당 200 내지 600 픽셀들(예컨대, 인치당 450 픽셀들)의 픽셀 밀도를 갖는 제1 영역 및 인치당 100 내지 300 픽셀들(예컨대, 인치당 225 픽셀들)의 제2 영역을 가질 수 있다. 이들 예들에서, 광학 이미징 어레이가 디스플레이 스택 아래에 위치되고 픽셀들의 제2 영역과 정렬될 수 있다.
일부 예들에서, 특정 영역들의 픽셀 밀도들은 실질적으로 등방성이거나 실질적으로 이방성일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제1 영역은 등방성 픽셀 밀도를 가질 수 있는 반면, 제2 영역은 제1 방향을 따라 제1 영역과 동일한 픽셀 밀도 및 제2 방향을 따라 제2 픽셀 밀도를 가질 수 있다. 하나의 특정 예에서, 직사각형 디스플레이를 한정하는 디스플레이 스택은 디스플레이의 길이를 따라 인치당 대략 450 픽셀들 및 디스플레이의 폭을 따라 인치당 대략 225 픽셀들의 픽셀 밀도를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 인접한 이방성 픽셀 밀도 영역들은 더 낮은 픽셀 밀도의 존재 또는 외관을 가리지 않도록 교번될 수 있다(예컨대, 그리드 패턴으로, 인접한 이방성 픽셀 밀도 영역들은 서로 각도 오프셋됨).
일부 예들에서, 디스플레이 스택은 다른 영역들과는 상이한 전자 트레이스 레이아웃들을 갖는 다양한 영역들을 한정할 수 있다. (예컨대, 도 5d 참조). 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 낮은 트레이스 밀도는 그 영역에서 디스플레이 스택을 통한 광 투과율을 증가시킨다. 예를 들어, 제1 영역은 제1 밀도로 배치되고/되거나 한정된 트레이스들을 포함할 수 있는 반면, 제2 영역은 제2 밀도로 배치되고/되거나 한정된 트레이스들을 한정할 수 있다.
일부 예들에서, 디스플레이 스택은 다른 인접한 영역들에 대해 상이한 패턴들의 서브픽셀들 및/또는 상이한 서브픽셀 트라이어드(triad) 레이아웃들을 갖는 영역들을 한정할 수 있다. (예컨대, 도 5a 내지 도 5c 참조). 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 확장된 서브픽셀 트라이어드들은 증가된 광학 투과율과 연관될 수 있다. (예컨대, 도 5b 및 도 5c 참조). 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 영역은 다이아몬드-패턴 픽셀 레이아웃에 의해 한정될 수 있는 반면, 제2 영역은 원주형 서브픽셀 트라이어드들에 의해 한정될 수 있다. 다른 예에서, 제1 영역은 제1 도트 피치에 의해 한정되는 반면, 제2 영역은 제2 도트 피치에 의해 한정된다. 다른 픽셀 레이아웃들 및/또는 서브픽셀 트라이어드 레이아웃들이 가능하다.
일부 예들에서, 디스플레이 스택은 다른 영역들과는 상이한 서브픽셀 컬러들 또는 배열들을 갖는 영역들을 한정할 수 있다. 보다 구체적으로, 디스플레이 스택은 하나 이상의 서브픽셀 컬러들이 다수의 서브픽셀들 사이에서 생략되거나 공유되는 영역들을 한정할 수 있다. (예컨대, 도 5a 참조). 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 부분적인 또는 불완전한 서브픽셀 트라이어드들은 전형적으로 광이 디스플레이 스택을 횡단할 수 있는 증가된 픽셀간 영역으로 인해 증가된 광학 투과율과 연관된다. 일례에서, 제1 영역은 적색, 녹색 및 청색의 트라이어드들로의 서브픽셀들의 정규 분포에 의해 한정될 수 있는 반면, 제2 영역은 단지 녹색 및 청색의 서브픽셀들의 분포에 의해 한정될 수 있다. 다른 경우들에서, 인접한 서브픽셀 쌍들(예를 들어, 녹색 및 청색)은 녹색/청색 서브픽셀 쌍의 어느 서브픽셀들보다 더 클 수 있는 단일 적색 서브픽셀을 공유할 수 있다.
일부 예들에서, 디스플레이 스택은 동일한 디스플레이 스택의 다른 영역들과는 상이한 디스플레이 기술로 구현되는 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역은 액정 기술(일반적으로 낮은 투과율)에 의해 한정될 수 있는 반면, 다른 영역은 유기 발광 다이오드 기술(더 높은 투과율)에 의해 한정될 수 있다. 단일 디스플레이 스택에서 함께 사용될 수 있는 상이한 디스플레이 기술들은 액정 기술; 유기 발광 다이오드 기술; 양자 도트 기술; 플라즈마 백라이트 기술; 수직-공동 표면-방출 레이저 기술; 투사 기술; 전자 잉크 기술 등을 한정할 수 있지만 이로 제한되지 않을 수 있다.
디스플레이 스택에 의해 한정된 이미징 애퍼처 뒤에 위치된 광학 이미징 어레이의 특정 예시적인 구현들이 도 2a 내지 도 2d에 도시되어 있다. 특히, 도 2a는 예시된 디스플레이 스택의 불투명 배킹을 통해 한정된 이미징 애퍼처 아래에 위치되는 광학 이미징 어레이를 도시하는, 선 A-A를 통해 취해진, 사용자에 의해 터치된 도 1a의 디스플레이 스택의 예시적인 단면을 도시한다.
보다 구체적으로, 도 2a는 디스플레이 스택(204)을 통해 사용자(202)의 지문의 이미징을 용이하게 하는 유기 발광 다이오드 디스플레이에 대한 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200a)를 도시한다. 이러한 예에서 디스플레이 스택(204)은 보호 외측 커버(206), 방출 층(208) 및 불투명 배킹 층(210)을 포함한다. 다른 경우들에서, 디스플레이 스택(204)은 박막 트랜지스터 층들; 용량성 터치 감지 층들; 힘 감지 층들; 백라이트 층들; 편광기 층들; 등과 같은, 그러나 이로 제한되지 않는 다른 층들을 포함한다.
디스플레이 스택(204)의 보호 외측 커버(206)는 전형적으로 유리, 아크릴, 플라스틱 등과 같은 광학적으로 투명한 기판 재료로부터 형성된다. 보호 외측 커버(206)는 사용자(202)에 의해 터치될 수 있는 입력 표면을 한정한다. 많은 예들에서, 보호 외측 커버(206)는 전자 디바이스의 하우징의 외부 표면의 적어도 일부분을 한정한다. 다시 말하면, 보호 외측 커버(206)는 디스플레이 스택(204)의 하나 이상의 층들, 예컨대 방출 층(208) 또는 불투명 배킹 층(210)을 적어도 부분적으로 둘러싸고/싸거나 밀봉할 수 있다.
디스플레이 스택(204)의 방출 층(208)은 다수의 개별 픽셀들 또는 서브픽셀들을 포함하고, 이들 중 일부는 픽셀들(
Figure pct00001
)로서 식별된다. 방출 층(208)의 픽셀들은 임의의 적합한 패턴으로 배열될 수 있다. 예시된 바와 같이, 방출 층(208)의 픽셀들은 규칙적인 선형 패턴으로 배열되지만, 이는 요구되지 않을 수 있고 일부 픽셀들은 함께 더 가깝게 또는 더 멀리 배열될 수 있다.
디스플레이 스택(204)의 불투명 배킹 층(210)은 디스플레이 스택(204)의 하나 이상의 층들에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있지만, 이것이 요구되지는 않는다. 일부 경우들에서, 불투명 배킹 층(210)은 광학 반사성 재료로부터 형성되는 반면, 다른 경우들에서, 불투명 배킹 층(210)은 잉크 또는 광-흡수 재료로부터 형성된다.
불투명 배킹 층(210)은 이미징 애퍼처(212)를 한정한다. 본 명세서에 기술된 다른 실시예와 관련하여 언급된 바와 같이, 이미징 애퍼처(212)는 임의의 적합한 크기 또는 형상을 취하도록 한정될 수 있다. 일부 경우들에서, 이미징 애퍼처(212)는 광학적으로 투명한 재료, 예컨대 광학적으로 투명한 접착제로 충전된다. 추가의 경우들에서, 이미징 애퍼처(212)는 디스플레이 스택의 추가적인 불투명, 투명, 또는 반투명 층들을 통해 연장될 수 있다.
스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200a)는 또한 광학 이미징 어레이(214)를 포함한다. 광학 이미징 어레이(214)는 좁은 시야 필터(218) 아래에 위치된 감광성 요소들(216)의 어레이를 포함한다. 좁은 시야 필터(218)는 감광성 요소들(216)의 어레이에 의해 수신된 광을 필터링하여, 감광성 요소들(216)의 어레이에 실질적으로 수직인 광만이 수신되게 한다(예를 들어, 일례로서, 감광성 요소들(216)의 어레이의 평탄한 표면으로부터 측정된 90 도의 ±10%). 다른 예들에서, 좁은 시야 필터(218)는 요구되거나 포함되지 않을 수 있다.
스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200a)의 감광성 요소들(216)의 어레이는 회로 보드(220)를 통해 프로세서 또는 프로세싱 회로(도시되지 않음)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 회로 보드(220)는 강성 또는 가요성 기판으로부터 형성될 수 있다. 프로세서 또는 프로세싱 회로는, 많은 예들에서, 암호화되거나 달리 보안 데이터 프로세싱 및/또는 저장을 위해 구성된 범용 프로세서 또는 회로 또는 주문형 프로세서 또는 회로일 수 있다.
도시된 구성의 결과로서, 사용자(202)의 지문의 이미지는 디스플레이 스택(204)을 통해 광학 이미징 어레이(214)에 의해 획득될 수 있다. 보다 구체적으로, 지문 이미징 동작 동안, 사용자의 지문 아래 또는 그에 인접한 방출 층(208)의 하나 이상의 픽셀들은 사용자(202)가 보호 외측 커버(206)를 터치할 때 (임의의 적합한 변조, 밝기, 컬러 또는 스펙트럼 등으로) 조명될 수 있다. 조명된 픽셀들 또는 서브픽셀들로부터 방출된 광은 사용자의 지문을 향해 지향되고, 이어서 보호 외측 커버(206)와 접촉하는 사용자의 지문의 다양한 특징부들에 의해 광학 이미징 어레이(214)를 향해 반사된다(예컨대, 밸리(valley)(202a)와 같은 사용자의 지문의 밸리들은 사용자의 지문의 릿지들, 예컨대 릿지(202b)와는 상이한 양의 광을 반사한다). 반사된 광의 일부분은 방출 층(208)의 픽셀간 영역들을 통과하고 이미징 애퍼처(212)를 통과하고, 광학 이미징 어레이(214)를 향해 계속된다. 이러한 방식으로, 광학 이미징 어레이(214)는 디스플레이 스택(204)의 적어도 하나의 픽셀에 의해 원래 방출된 반사된 광을 수신한다.
전술된 바와 같이, 좁은 시야 필터(218)는 감광성 요소들(216)의 어레이에 실질적으로 수직하지 않은 광을 거부/차단한다. 예를 들어, 픽셀들(
Figure pct00002
)로부터 방출된 광선들(
Figure pct00003
)은 감광성 요소들(216)의 어레이에 의해 캡처될 수 있는 반면, 픽셀들(
Figure pct00004
)로부터 방출된 광선들(
Figure pct00005
)은 좁은 시야 필터(218)에 의해 거부/차단된다. 이러한 구성의 결과로서, 감광성 요소들(216)의 어레이는 이미징 애퍼처(212) 위에 위치되는 지문의 일부분의 이미지를 캡처할 수 있다.
많은 경우들에서, 지문의 이미지(또는 지문의 일부분)는 이미지가 감광성 요소들(216)의 어레이에 의해 캡처된 후에 프로세서 또는 프로세싱 시스템(도시되지 않음)에 의해 필터링될 수 있다. 많은 실시예들에서, 공간 필터링은 발광 층(208)의 물리적 구조 및/또는 디스플레이 스택(204)의 다른 층들로부터 생성되는 이미지 내의 수차를 제거할 수 있다(비제한적인 예에서, 방출 층(208)의 불투명 픽셀들의 배열은 이미지에서 어두운 스폿들의 어레이를 야기할 수 있다). 적용될 수 있는 예시적인 공간 필터링 기술은 포인트-소스(point-source) 필터이다.
이러한 방식으로, 불투명 배킹 층(210), 이미징 애퍼처(212), 및 방출 층(208)의 조합은 디스플레이(222)로서 도면에서 식별되는, 스루-디스플레이 이미징에 적합한 디스플레이를 한정하도록 협력한다.
일부 실시예들에서, 광학 이미징 센서는 또한 하나 이상의 렌즈들, 필터들, 미러들, 액추에이터들, 애퍼처들, 아이리스들, 플래시 요소들, 플러드 조명기들, 또는 다른 액세서리 광학 요소들, 또는 이들의 조합과 연관되거나 그에 대해 위치될 수 있다. 도 2a의 광학 이미징 어레이(214)와 같은 하나 이상의 광학 이미징 센서들과 광학적으로 결합되고/되거나 그와 연관될 수 있는 예시적인 액세서리 광학 요소들은: 마이크로 렌즈들; 매크로 렌즈들; 도광체들; 내부 전반사 인터페이스들; 미러링된 인터페이스들; 디지털-가변 미러들; 시준 필터들; 편광 필터들; 컬러 필터들; 적외선 차단 필터들; 자외선 차단 필터들; 빔-지향 렌즈들; 빔-지향 미러 어레이들; 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 도 2b는 디스플레이 스택(204)을 통해 사용자(202)의 지문의 이미징을 용이하게 하는 유기 발광 다이오드 디스플레이에 대한 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200b)로서 식별되는 다른 스루-디스플레이 이미징 아키텍처를 도시한다. 이 예에서의 디스플레이 스택(204)은 도 2a를 참조하여 기술된 디스플레이 스택(204)과 동일한 방식으로 구성될 수 있고; 따라서, 이러한 설명은 반복되지 않는다.
이러한 실시예에서, 렌즈(224)는 디스플레이(222) 및 이미지 센서(226)의 이미징 애퍼처 아래에 위치될 수 있다. 이미지 센서(226)는 기판 또는 회로 보드(230)에 결합된 감광성 요소들(228)(예를 들어, 상보적 금속 산화물 반도체들)의 어레이를 포함한다. 이러한 실시예에서, 사용자(202)의 지문으로부터 반사되는 디스플레이(222)로부터 방출되는 광은 렌즈(224)에 의해 이미지 센서(226)의 감광성 요소들(228)의 어레이 상으로 포커싱된다. 예시적인 광선들(
Figure pct00006
)은 사용자(202)로부터 반사된 픽셀(
Figure pct00007
)로부터 방출된 광에 대응하여 제공되고, 이미지 센서(226)에서 수신된다.
일부 실시예들에서, 스루-디스플레이 이미징 아키텍처는 단일 이미지 애퍼처 대신에 다수의 핀홀 애퍼처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2c는 디스플레이 스택(204)을 통해 사용자(202)의 지문을 이미징하기 위한 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200c)를 도시한다. 이 예에서, 디스플레이(222)는 다수의 핀홀-크기 이미징 애퍼처들을 포함하는데, 이들 중 하나는 픽셀들(
Figure pct00008
및
Figure pct00009
) 사이에 형성된 것으로 도시된다. 다양한 핀홀 애퍼처들은 각각 독립적으로 사용자(202)의 지문의 일부분을 이미징하도록 위치된 핀홀 카메라(예컨대, 카메라 옵스큐라(obscura))로서 기능할 수 있다.
임의의 수 또는 분포의 핀홀 이미징 애퍼처들이 상이한 실시예들에서 사용될 수 있다. 일례에서, 핀홀 이미지 애퍼처들의 어레이는 각각의 핀홀 이미징 애퍼처가 디스플레이(222)의 픽셀간 영역 아래에 위치되도록 디스플레이(222)의 픽셀들로부터 오프셋된다. 임의의 적합한 수의 핀홀 이미징 애퍼처들이 광학 이미징 어레이(214) 위에 다수의 적합한 패턴들로 한정될 수 있다는 것이 인식될 수 있다.
위에 언급된 바와 같이, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 기술된 실시예들은 전형적으로 사용자의 손가락 아래의 픽셀들을 활성화시킴으로써 사용자(202)의 손가락을 조명한다. 그러나, 이는 모든 실시예들에서 요구되는 것은 아닐 수도 있다.
예를 들어, 도 2d는 이미징 애퍼처로부터 오프셋된 픽셀로부터 사용자의 지문을 조명하는 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200d)를 도시한다. 광선(
Figure pct00010
)은 디스플레이(222)의 이미징 애퍼처로부터 오프셋된 픽셀(
Figure pct00011
)에서 발신되는 것으로 도시된다. 오프셋의 결과로서, 사용자(202)의 지문이 일정 각도로 조명된다. 각도의 결과로서, 사용자의 지문의 하나 이상의 밸리들의 부분들은 동일한 밸리가 아래로부터 조명된 경우와는 상이한 정도로 조명될 수 있다. 이와 같이, 사용자의 지문을 조명하는 데 사용되는 픽셀 또는 픽셀들 및 그에 따른 조명 각도를 순차적으로 변경함으로써 광학 이미징 어레이(214)는 사용자(202)의 지문의 일련의 이미지들을 캡처할 수 있다. 상이한 이미지들 사이의 변동들이 분석되어 사용자(202)의 지문의 하나 이상의 밸리들의 3차원 특성들(예를 들어, 깊이 정보)이 결정될 수 있다.
도 2a 내지 도 2d의 전술한 설명 및 이들의 다양한 대안들 및 그 변형들은 또한, 일반적으로, 설명의 목적으로, 그리고 본 명세서에 기술된 바와 같이 국부적으로 증가된 광학 투과율을 갖는 디스플레이 스택 뒤에 위치된 광학 이미징 어레이의 다양한 가능한 구성들의 완전한 이해를 용이하게 하기 위해 제시됨이 인식될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 제시된 특정 상세사항들 중 일부는 특정 기술된 실시예들 또는 그들의 등가물을 실시하는 데 필요하지 않을 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
따라서, 특정 실시예들에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시되어 있음이 이해된다. 이러한 설명들은 총망라하고자 하거나 개시내용을 본 명세서에 인용된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 반대로, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 특히, 대규모 이미징 애퍼처들 및/또는 핀홀 애퍼처들(본 명세서에서, 집합적으로, "이미징 애퍼처들")은 디스플레이 스택의 하나 이상의 층들을 통해 다수의 방식들로 형성될 수 있는 것으로 이해된다.
예를 들어, 예시된 실시예들에서, 이미징 애퍼처들은 디스플레이 스택의 불투명 배킹 층을 통해 한정된다. 다른 실시예들에서, 핀홀 및/또는 이미징 애퍼처는, 구조 층들; 편광기 층들; 백라이트 층들; 금속 프레임들; 반사기 층들; 액정 층들; 박막 트랜지스터 층들; 유기 발광 다이오드 애노드 또는 캐소드 층들; 캡슐화 층들; 잉크 층들; 등과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 디스플레이 스택의 다수의 층들을 통해 한정될 수 있다.
일부 실시예들은 단일 이미징 애퍼처를 포함하는 반면, 다른 실시예들은 다수의 별개의, 그룹화된 또는 패턴화된 이미징 애퍼처들을 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 핀홀 애퍼처들의 어레이는 디스플레이 스택의 배킹을 통해 한정될 수 있다. 핀홀 애퍼처들의 어레이는 규칙적이거나, 모자이크형, 대칭형, 비대칭형, 또는 불규칙적인 패턴으로 형성될 수 있고, 임의의 적합한 형상을 취할 수 있다.
또 다른 예들에서, 이미징 애퍼처는 요구되지 않을 수 있다. 이들 실시예들에서, 광학 이미징 어레이가 디스플레이 스택 내에 위치될 수 있다. 디스플레이 스택 내에 위치된 광학 이미징 어레이의 예시적인 구현들은 도 2e 내지 도 2g에 도시되어 있다.
도 2e는 자체-조명 광학 이미징 어레이로서 동작될 수 있는 유기 발광 다이오드 어레이를 도시하는, 도 1a의 디스플레이 스택의 다른 예시적인 단면을 도시한다. 보다 구체적으로, 이 실시예에서, 유기 발광 다이오드 픽셀은 광학 감지 요소로서 사용될 수 있다. 예시된 실시예에서, 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200e)는 사용자(202)가 디스플레이 스택(204)의 보호 외측 커버를 터치할 때 사용자(202)의 지문을 이미징할 수 있다. 이 예에서, 픽셀(
Figure pct00012
)은 사용자(202)의 지문을 조명하는 데 사용될 수 있다. 지문 이미징 동작 동안, 픽셀(
Figure pct00013
)에 인접한 픽셀들(예컨대, 픽셀들(
Figure pct00014
및
Figure pct00015
))은 조명되지 않고, 대신에 사용자의 손가락으로부터 반사된 광(예컨대,
Figure pct00016
)을 수신하는 데 사용될 수 있다. 임의의 적합한 수, 패턴, 또는 배열의 픽셀들이 사용자의 손가락을 조명하거나 이미징하는 데 사용될 수 있다는 것이 인식될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 광학 이미징 어레이는 디스플레이 스택에 통합될 수 있다. 도 2f 및 도 2g는 유기 발광 다이오드 디스플레이의 픽셀들 사이에 그리고/또는 그 아래에 배치된 광학 감지 요소들의 어레이를 포함하는 다른 예시적인 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200f)를 도시한다. 특히, 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(200f)는 디스플레이(222)의 픽셀간 영역들 내에 배치된 광학 감지 요소들의 어레이를 포함한다. 각각의 광학 감지 요소는 감광성 요소(234) 위에 위치되는 시준 필터(232)를 포함한다. 이러한 구성의 결과로서, 디스플레이의 픽셀이 사용자의 지문에 의해 반사되는 광을 방출할 때, 반사된 광(예를 들어,
Figure pct00017
)은 감광성 요소들에 의해 수신될 수 있고 지문의 이미지가 획득될 수 있다.
도 2e 내지 도 2g의 전술한 설명 및 이들의 다양한 대안들 및 그 변형들은 또한, 일반적으로, 설명의 목적으로, 그리고 본 명세서에 기술된 바와 같이 디스플레이 스택 내에 위치된 광학 이미징 어레이의 다양한 가능한 구성들의 완전한 이해를 용이하게 하기 위해 제시됨이 인식될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 제시된 특정 상세사항들 중 일부는 특정 기술된 실시예들 또는 그들의 등가물을 실시하는 데 필요하지 않을 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
따라서, 특정 실시예들에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시되어 있음이 이해된다. 이러한 설명들은 총망라하고자 하거나 개시내용을 본 명세서에 인용된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 반대로, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 특히, 광학 이미징 어레이는 다수의 적합한 방식들로 디스플레이 스택 내에 형성될 수 있는 것으로 이해된다.
또한, 특정 예들에서, 광학 이미징 어레이는 부분적으로 디스플레이 스택 층 내에 통합될 수 있고, 추가적으로, 부분적으로 디스플레이 스택 아래에 배치될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 광을 방출하는 것 및 캡처하는 것 둘 모두를 위해 유기 발광 다이오드가 사용될 수 있다(예를 들어, 도 2e 참조). 이 실시예에서, 광학 이미징 어레이가 또한 디스플레이 스택의 픽셀간 영역들을 횡단하는 광을 캡처하기 위해 디스플레이 스택 아래에 위치될 수 있다(예를 들어, 도 2a 내지 도 2d 참조).
보다 일반적으로, 도 2a 내지 도 2g의 도면에서, 각각의 기술된 실시예의 다양한 특징들이 위에서 도시되거나 기술되지 않은 배열들로 조합될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 다수의 광학 이미징 어레이들 또는 광학 이미징 센서들이 함께 동작되어 추가 정보를 캡처할 수 있다.
다른 예들에서, 광학 이미징 어레이는 상이한 시간들 또는 상이한 모드들에서 상이한 목적들을 위해 전자 디바이스(예컨대, 도 1a 참조)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 모드에서, 광학 이미징 어레이는 전자 디바이스 디스플레이의 특정 부분을 터치하는 사용자의 지문에 대응하는 이미지 또는 일련의 이미지들을 획득하도록 동작될 수 있다(예를 들어, 도 1a 내지 도 2a 참조). 다른 모드에서, 동일한 광학 이미징 어레이가 동작되어 디스플레이의 하나 이상의 특성들을 조정하는 데 사용되는 주변 컬러 온도 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 모드에서, 동일한 광학 이미징 어레이가 근접 센서(예를 들어, 터치 또는 힘 입력을 예상하여 입력 센서의 듀티 사이클을 증가시키기 위해, 예를 들어, 사용자의 손가락이 디스플레이에 접근할 때 이를 검출하기 위해 사용될 수 있음)로서 동작될 수 있다.
대체로 그리고 광범위하게, 도 3 내지 도 5d는 본 명세서에 기술된 바와 같은 디스플레이를 통해 증가된 광학 투과율을 촉진할 수 있는 픽셀들, 서브픽셀 그룹들, 및 트레이스 레이아웃들의 다양한 배열들을 도시한다. 후술되는 다양한 기술들 및 구성들은 도 2a 내지 도 2g를 참조하여 도시되고 기술된 실시예들 중 임의의 실시예와 조합될 수 있다.
예를 들어, 도 3은 디스플레이 스택(304)을 통해 사용자(302)의 지문의 이미징을 용이하게 하는 유기 발광 다이오드 디스플레이에 대한 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(300)를 도시한다. 디스플레이 스택(304)은 도 2a 내지 도 2g를 참조하여 전술된 바와 같은 임의의 적합한 방식으로 구성될 수 있고; 이 설명은 반복되지 않는다.
본 명세서에 기술된 다른 실시예들에서와 같이, 스루-디스플레이 이미징 아키텍처(300)는 또한, 이미징 애퍼처(308) 아래에 위치되고 그와 적어도 부분적으로 정렬되는 광학 이미징 어레이(306)를 포함한다. 일부 경우들에서, 광학 이미징 어레이(306)는 (도시된 바와 같은) 이미징 애퍼처(308)보다 더 큰 영역을 가질 수 있지만, 이는 요구되지 않을 수 있다.
이 실시예에서, 디스플레이 스택(304)은 상이한 픽셀/서브픽셀 피치에 의해 한정되는 상이한 픽셀 밀도들을 갖는 다수의 영역들을 한정한다. 보다 구체적으로, 도시된 바와 같이, 피치(
Figure pct00018
)로 식별되는 이미징 애퍼처(308) 위의 제1 픽셀 밀도는 더 작은 픽셀 피치를 갖는 디스플레이의 다른 영역들에서의 제2 픽셀 밀도보다 낮다. 다시 말하면, 디스플레이 스택(304)의 픽셀들은 이미징 애퍼처(308) 위에 더 희박하게 분포될 수 있다. 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 희박하게 분포된 픽셀들(예컨대, 더 낮은 픽셀 또는 서브픽셀 밀도)은 더 큰 픽셀간 영역과 연관되며, 이는 이어서 이미징 애퍼처(308) 위의 디스플레이 스택(304)의 광학 투과율을 국부적으로 증가시킨다.
디스플레이 스택(304)의 픽셀들 또는 감소된 픽셀 밀도 및 추가적으로 증가된 광학 투과율을 갖는 다른 디스플레이 스택들이 임의의 적합한 방식 또는 패턴으로 분포될 수 있다. 예시적인 구성들이 도 4a 내지 도 5c에 도시되어 있다. 그러나, 이들 실시예들은 총망라한 것이 아니며 다른 구성들 및 구조들이 가능하다는 것이 인식될 수 있다.
도 4a는 국부적으로 증가된 광학 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 픽셀들(400a)(픽셀 또는 서브픽셀 분포 패턴으로도 지칭됨)의 예시적인 배열을 도시한다. 이 실시예에서, 대체로 정사각형 형상의 요소들은 규칙적인 그리드 패턴으로 분포되며, 이들 각각은 본 명세서에 기술된 바와 같은 디스플레이의 픽셀 또는 서브픽셀인 것으로 이해되며; 이들 요소들은 설명의 간략함을 위해 개별적으로 라벨링되지 않는다. 픽셀들(400a)의 예시적인 배열의 중심 영역에서, 그리드 내의 픽셀들의 세트는 스킵되거나 달리 제거되어, 픽셀들의 그리드 패턴 내의 홀들을 한정한다. 이들 생략된 픽셀들(예를 들어, 생략된 픽셀 영역들(402, 404, 406))은 디스플레이 스택의 광학 투과율을 국부적으로 증가시킨다.
도 4a에 도시된 패턴은 단지 일례이다. 도 4b는, 정사각형 요소들의 어레이를 도시하는 국부적으로 증가된 광학 투과율을 야기하는 디스플레이 스택의 픽셀들(400b)의 다른 예시적인 배열을 도시하며, 이들 각각은 본 명세서에 기술된 바와 같은 디스플레이의 픽셀 또는 서브픽셀인 것으로 이해된다. 이 예에서, 행들 및/또는 열들의 섹션들이 생략되어 생략된 픽셀 영역들(408, 410, 412)을 한정할 수 있다. 행들 및/또는 열들의 섹션들을 생략함으로써, 이방성 픽셀 밀도가 달성될 수 있고; 픽셀들(400b)의 예시적인 배열의 평균 수평 픽셀 밀도는 픽셀들(400b)의 예시적인 배열의 평균 수직 픽셀 밀도보다 클 수 있다.
또 다른 예에서, 생략된 픽셀들의 2차원 영역이 가능하다. 예를 들어, 도 4c는 국부적으로 증가된 광학 투과율을 초래하는 디스플레이 스택의 픽셀들(400c)의 다른 예시적인 배열을 도시한다. 이 예에서, 픽셀들(414)의 내부 영역은 생략된 픽셀들의 2차원 패턴을 한정한다.
도 3 내지 도 4c를 참조하여 전술된 예시적인 실시예들은 일반적으로, 설명의 목적을 위해 제공되며, 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 반대로, 당업자는 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들을 고려하여, 상이한 픽셀 밀도들을 단일 디스플레이로 제한하는 많은 상이한 수단이 가능하다는 것을 인식할 것이다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 낮은 픽셀 밀도 영역은 모든 다른 픽셀을 생략함으로써 특징지어질 수 있다. 다른 예에서, 낮은 픽셀 밀도 영역은, 동심 형상들; 구불구불한 패턴들; 나선형 패턴들; 임의의 패턴들; 등과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 기하학적 패턴으로 픽셀들을 생략함으로써 특징지어질 수 있다. 일부 경우들에서, 디스플레이 스택은 높은 픽셀 밀도 영역과 낮은 픽셀 밀도 영역 사이의 픽셀 밀도 전환 영역을 한정할 수 있다. 다른 경우들에 있어서, 전환 영역이 요구되지 않을 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 디스플레이 스택의 영역에서의 서브픽셀 그룹들은 국부적으로 증가된 광학 투과율을 제공하도록 수정될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c는 다양한 예들을 도시한다.
도 5a는 국부적으로 증가된 광학 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀들(500a)의 예시적인 배열을 도시한다. 특히, 도시된 바와 같은 서브픽셀들(500a)의 예시적인 배열은 서브픽셀들의 16개의 그룹들을 포함하며, 이들 중 하나는 서브픽셀 그룹(502)으로서 식별된다. 서브픽셀 그룹(502)은 3개의 서브픽셀들, 즉 적색 서브픽셀(504), 녹색 서브픽셀(506), 및 청색 서브픽셀(508)을 포함한다. 이 실시예에서, 하나 이상의 서브픽셀 그룹들은 그룹으로부터 하나 이상의 컬러들을 생략할 수 있어서, 불완전한 서브픽셀 그룹들을 생성할 수 있으며, 이들 중 하나는 불완전한 서브픽셀 그룹(510)으로 식별된다. 이 실시예에서, 생략된 서브픽셀들은 픽셀간 영역(512)을 증가시키며, 이는 이어서 디스플레이 스택의 광학 투과율을 국부적으로 증가시킨다. 이 예에서, 청색 픽셀은 불완전한 서브픽셀 그룹(510)으로부터 생략되는 반면, 수평으로 인접한 불완전한 서브픽셀 그룹은 적색 픽셀을 생략할 수 있다. 이러한 방식으로, 상이한 서브픽셀 컬러들을 생략하는 인접한 불완전한 서브픽셀 그룹들이 함께 동작되어 광범위한 컬러들을 생성할 수 있다.
다른 경우들에서, 서브픽셀 그룹들은 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하기 위해 시프트될 수 있다. 도 5b는 국부적으로 증가된 광학 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀들(500b)의 예시적인 배열을 도시한다. 이 예에서, 서브픽셀 그룹(514)을 포함하는 서브픽셀 그룹들의 세트는 픽셀간 영역(516)의 중심 영역으로부터 멀리 이동되어, 픽셀간 영역(516) 내에서 광학 투과율을 증가시킨다.
또 다른 실시예에서, 서브픽셀 그룹들은 하나 이상의 대형 서브픽셀들을 공유할 수 있다. 특히, 도 5c는 국부적으로 증가된 광학 투과율을 초래하는 감소된 픽셀 밀도의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀들(500c)의 예시적인 배열을 도시한다. 예시된 실시예에서, 서브픽셀 그룹들(518, 520)은 대형 공통 픽셀을 공유한다. 이러한 구성의 결과로서, 각각의 서브픽셀 그룹(518, 520)은 독립적으로 더 작은 영역을 점유하고, 이는 이어서 픽셀간 영역(522)의 면적을 증가시켜, 픽셀간 영역(522) 내에서 광학 투과율을 증가시킨다.
또 일부 실시예들은 상이한 방식으로 디스플레이 스택의 광학 투과율을 국부적으로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 디스플레이 스택의 박막 트랜지스터 층 및/또는 열-행 어드레싱/트레이스 층은, 국부적으로 픽셀간 영역들을 증가시키고, 이어서, 디스플레이 스택의 광학 투과율을 증가시키는 방식으로 형성될 수 있다. 도 5d는 증가된 픽셀간 광학 투과율의 영역을 한정하는 디스플레이 스택의 서브픽셀 구동 라인들(500d)의 예시적인 배열을 도시한다. 특히, 서브픽셀 그룹들의 배열의 각각의 서브픽셀에 대한 구동 라인들은 픽셀간 영역들의 면적을 증가시키기 위해 디스플레이 스택의 특정 영역에서 시프트될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 라인(540a) 및 제2 구동 라인(540b)을 포함하는 구동 라인들(540)로서 식별되는 서브픽셀 그룹들의 제1 및 제2 행을 위한 구동 라인들은 증가된 면적의 픽셀간 영역들(예컨대, 픽셀간 영역들(544a 내지 544e))을 한정하기 위해 비-그리드 패턴으로 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 박막 트랜지스터 층 및/또는 열-행 어드레싱/트레이스 층은 별개의 높은 광학 투과율의 영역들 및 낮은 광학 투과율의 영역들을 한정한다.
도 3 내지 도 5d의 전술한 설명 및 이들의 다양한 대안들 및 그 변형들은 또한, 일반적으로, 설명의 목적으로, 그리고 디스플레이 스택을 통해 국부적으로 증가된 광학 투과율을 촉진할 수 있는 디스플레이 스택의 픽셀들, 서브픽셀들, 트레이스들 및/또는 박막 트랜지스터 구조들의 다양한 가능한 배열들의 완전한 이해를 용이하게 하기 위해 제시됨이 인식될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 제시된 특정 상세사항들 중 일부는 특정 기술된 실시예들 또는 그들의 등가물을 실시하는 데 필요하지 않을 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
따라서, 특정 실시예들에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시되어 있음이 이해된다. 이러한 설명들은 총망라하고자 하거나 개시내용을 본 명세서에 인용된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 반대로, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 특히, 국부적으로 또는 전체적으로 증가된 광학 투과율을 촉진하는 임의의 적합한 픽셀, 서브픽셀, 트레이스, 및/또는 박막 트랜지스터 레이아웃이 가능할 수 있다는 것이 이해된다. 위에 언급된 바와 같이, 이들 실시예들은 임의의 적합한 방식으로 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 기술된 실시예들과 조합될 수 있다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같은 이미징 애퍼처가 도 3 내지 도 5c를 참조하여 기술된 바와 같은 낮은 픽셀-밀도 영역 아래에 위치되고 그리고/또는 그와 정렬될 수 있고, 추가적으로, 도 5d를 참조하여 기술된 바와 같은 박막 트랜지스터 층 아래에 위치되고 그리고/또는 그와 정렬될 수 있다.
유사하게, 상이한 픽셀 밀도의 영역들이 전자 디바이스 디스플레이 내의 어디에나 위치될 수 있다는 것이 인식될 수 있다. 예를 들어, 도 6a는 활성 디스플레이 영역(602)을 한정하고, 이어서 높은 픽셀 밀도 영역(604) 및 낮은 픽셀 밀도 영역(606)을 한정하는 디스플레이 스택을 통합한 전자 디바이스(600)를 도시한다. 일 실시예에서, 낮은 픽셀 밀도 영역(606)은 이미징 애퍼처(예를 들어, 도 2a 참조) 위에 위치되고 그와 정렬되며, 이미징 애퍼처는 이어서 광학 이미징 어레이 위에 위치되고 그와 정렬된다. 이 예에서, 전자 디바이스(600)의 사용자가 낮은 픽셀 밀도 영역(606) 위에서 활성 디스플레이 영역(602)을 터치할 때, 광학 이미징 어레이는 사용자의 지문을 이미징할 수 있다. 사용자의 지문은 사용자의 손가락이 정지하거나 움직일 때 이미징될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 사용자의 지문은 사용자가 낮은 픽셀 밀도 영역(606)의 일 측으로부터 낮은 픽셀 밀도 영역(606)의 다른 측으로 슬라이딩할 때 이미징될 수 있다. 다른 예에서, 사용자의 지문은 사용자가 자신의 손가락을 낮은 픽셀 밀도 영역 상에 배치할 때 이미징될 수 있다.
일부 경우들에서, 활성 디스플레이 영역(602)은 사용자의 지문이 캡처될 수 있도록 사용자가 낮은 픽셀 밀도 영역(606)의 특정 부분을 터치하도록 독려하는 이미지 또는 애니메이션을 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 활성 디스플레이 영역(602)은 낮은 픽셀 밀도 영역(606) 내에 형상을 디스플레이할 수 있다. 형상은 사용자의 주의를 끄는 방식으로 애니메이션화될 수 있다. 예를 들어, 형상은 펄스를 형성하고, 3차원으로 회전하고, 하나 이상의 컬러들을 플래시하고, 진동하는 등등일 수 있다. 다른 경우들에 있어서, 다른 형상들, 패턴들, 또는 애니메이션들이 가능하다.
일부 예들에서, 전자 디바이스(600)는 전술된 이미지 또는 애니메이션을 디스플레이하는 동작 외에도, 또는 그 대신에 하나 이상의 보충 출력들을 생성할 수 있다. 보충 출력들은 스피커로부터 사운드를 재생하는 것; 진동 요소를 이용하여 햅틱 출력을 생성하는 것; 선형 액추에이터를 이용하여 햅틱 탭 또는 한 세트의 햅틱 펄스들을 생성하는 것; 디스플레이 또는 하우징을 진동시키는 것; 디스플레이의 인지가능한 마찰(예를 들어, 정전기 인력 또는 초음파 진동)을 증가 또는 감소시키는 것; 등 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않을 수 있다.
또한, 예시된 실시예에서, 낮은 픽셀 밀도 영역(606)은 높은 픽셀 밀도 영역(604) 내에 완전히 삽입되지만, 이는 요구되지 않을 수 있다. 예시된 실시예에서, 낮은 픽셀 밀도 영역(606)은 캡슐 형상을 갖지만, 이는 요구되지 않을 수 있다. 또한, 예시된 실시예에서, 전자 디바이스(600)는 핸드헬드 휴대용 전자 디바이스(예컨대, 셀 폰, 태블릿 컴퓨터, 휴대용 미디어 플레이어 등)로서 도시되지만, 이는 모든 실시예들에서 요구되지는 않는다.
예를 들어, 도 6b는 국부적으로 증가된 픽셀간 광학 투과율을 갖는 디스플레이 스택을 통합하는 다른 전자 디바이스(608)를 도시한다. 이 예에서, 랩톱 컴퓨팅 디바이스는 높은 픽셀 밀도 영역(612) 및 낮은 픽셀 밀도 영역(614)을 한정하는 활성 디스플레이 영역(610)을 한정하는 일차 디스플레이를 포함한다. 본 명세서에 기술된 다른 실시예들에서와 같이, 이미징 애퍼처 및 광학 이미징 어레이는 사용자가 낮은 픽셀 밀도 영역(614) 내의 활성 디스플레이 영역(610)을 터치할 때 사용자의 지문의 이미지를 캡처하기 위해 낮은 픽셀 밀도 영역(614) 아래에 위치될 수 있다.
다른 경우들에서, 전자 디바이스의 이차 디스플레이는 추가적으로 또는 대안적으로 높은 픽셀 밀도 영역 및 낮은 픽셀 밀도 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6c 및 도 6d는 국부적으로 증가된 픽셀간 광학 투과율을 갖는 디스플레이 스택을 통합하는 다른 전자 디바이스(616)를 도시한다. 이 예에서, 전자 디바이스(616)의 이차 디스플레이는 활성 디스플레이 영역(618)을 한정하며, 이는 이어서 높은 픽셀 밀도 영역(620) 및 낮은 픽셀 밀도 영역(622)을 한정한다. 이 예에서, 낮은 픽셀 밀도 영역(622)은 높은 픽셀 밀도 영역(620)의 하나의 에지에 배치된 높은 픽셀 밀도 영역(620)에 인접한다. 이 실시예에서, 본 명세서에 기술된 다른 것들과 같이, 낮은 픽셀 밀도 영역(622)은 이미징 애퍼처 위에 위치될 수 있으며, 이미징 애퍼처는 이어서 광학 이미징 어레이 위에 위치된다. 이러한 구성의 결과로서, 사용자가 낮은 픽셀 밀도 영역(622)을 터치할 때 사용자의 지문의 이미지가 캡처될 수 있다.
대체로 그리고 광범위하게, 도 7 및 도 8은 본 명세서에 기술된 방법들의 다양한 순서화된 및/또는 무질서한 동작들에 대응하는 단순화된 흐름도들을 도시한다. 이러한 단순화된 예들은 다양한 방식들로 수정될 수 있다는 것이 인식될 수 있다. 일부 예들에서, 도시되고 기술된 것들보다 추가적인, 대안적인, 또는 더 적은 동작들이 가능할 수 있다.
도 7은 본 명세서에 기술된 바와 같은, 디스플레이를 터치하는 객체의 이미지를 캡처하는 방법의 예시적인 동작들을 도시하는 단순화된 흐름도이다. 본 방법은 전체적으로 또는 부분적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같은 전자 디바이스의 프로세서 또는 회로에 의해 수행될 수 있다(예를 들어, 도 1a, 도 2a 내지 도 2e 등 참조).
방법(700)은 전자 디바이스의 디스플레이에 대한 터치가 검출되는 동작(702)을 포함한다. 초기 터치는 터치 센서들 및 힘 센서들을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 센서 또는 센서들의 조합을 사용하여 검출될 수 있다. 예시적인 터치 센서들은 용량성 터치 센서들; 광학 터치 센서들; 저항성 터치 센서들; 음향 터치 센서들; 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예시적인 힘 센서들은 용량성 힘 센서들; 저항성 힘 센서들; 압전 힘 센서들; 스트레인 기반 힘 센서들; 유도성 힘 센서들; 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
동작(702)에서 터치가 검출되면, 방법(700)은 터치 중심이 선택적으로 결정되는 동작(704)으로 계속된다. 중심(예컨대, 기하학적 중심)은 임의의 적합한 기술을 사용하여 계산, 결정, 또는 추정될 수 있다. 터치의 중심을 결정하는 것에 더하여, 총 접촉 면적이 결정될 수 있다.
방법(700)은 또한 결정된 중심 및/또는 접촉 면적이 전자 디바이스의 디스플레이에 의해 조명되는 동작(706)을 포함한다. 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 접촉 중심 및/또는 접촉 면적의 조명은, 특정/선택된 컬러, 시퀀스, 또는 컬러들의 세트; 광의 특정/선택된 변조; 특정/선택된 애니메이션 패턴(예컨대, 선형 스위프, 방사상 스위프, 반경방향 확장 등); 비가시적 스펙트럼들의 광(예를 들어, 적외선, 자외선 등); 등 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다.
방법(700)은 또한 지문 이미지가 전자 디바이스의 광학 이미징 어레이에 의해 캡처되는 동작(708)을 포함한다. 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 관련하여 언급된 바와 같이, 지문의 이미지(또는, 보다 일반적으로, 동작(702)에서 어떤 객체든지 디스플레이를 터치하는 것의 이미지)를 캡처하는 동작은, 공간 필터링(예컨대, 포인트-소스 필터링, 빔 형성 등); 임계화; 디스큐잉(deskewing); 회전; 등과 같은 하나 이상의 필터링 동작들을 포함할 수 있다.
도 8은 본 명세서에 기술된 바와 같은, 디스플레이를 터치하는 객체의 이미지를 캡처하는 방법의 예시적인 동작들을 도시하는 단순화된 흐름도이다. 도 7의 방법에서와 같이, 본 방법(800)은 전체적으로 또는 부분적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같은 전자 디바이스의 프로세서 또는 회로에 의해 수행될 수 있다(예를 들어, 도 1a, 도 2a 내지 도 2e 등 참조).
방법(800)은 정렬 이미지가 전자 디바이스의 디스플레이에 의해 디스플레이되는 동작(802)을 포함한다. 정렬 이미지는 임의의 적합한 애니메이션화된 또는 정적 이미지일 수 있다. 일단 정렬 이미지가 나타나면, 방법(800)은 (예컨대, 터치 및/또는 힘 센서를 통해) 정렬 이미지의 터치가 검출되는 동작(804)으로 진행한다. 그 후에, 동작(806)에서, 디스플레이의 적어도 하나의 서브픽셀은 사용자에 의해 터치되는 영역 아래에서 조명된다. 그 후에, 동작(808)에서, 디스플레이를 터치하는 사용자의 지문의 적어도 부분적인 이미지가 어셈블될 수 있다. 선택적으로, 동작(810)에서, 하나 이상의 측면 조명 동작들로부터 획득된 깊이 정보(예를 들어, 도 2d 참조)가 수집되어 거짓 포지티브 지문 매칭이 거부되어야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 특히, 깊이 정보의 부재에 기초하여, 전자 디바이스는 포지티브 지문 매칭을 거부할 수 있다.
많은 실시예들이 위에 개시되어 있으나, 본 명세서에 기재된 방법들 및 기술들에 관련하여 제시된 동작들 및 단계들은 예시로서 의도된 것이며 따라서 총망라하는 것이 아니라는 것을 이해할 수 있다. 당업자는 또한, 대안적인 단계 순서 또는 더 적거나 추가적인 동작들이 특정 실시예들에 대해 필요하거나 바람직할 수 있다는 것을 인식할 수 있다.
전술한 개시내용이 다양한 예시적 실시예들 및 구현예들과 관련하여 기술되었으나, 하나 이상의 개별적 실시예들에 기술된 다양한 특징들, 양태들 및 기능성은 그들이 기술된 특정 실시예에서의 적용가능성에 제한이 없으며, 오히려 이러한 실시예들이 기술되었는지 여부, 그리고 이러한 특징들이 기술된 실시예의 일부로서 제시되었는지 여부와 관계없이, 단일 또는 다양한 조합으로서 본 발명의 일부 실시예들 중 하나 이상에 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 범위 및 범주는 전술한 예시적인 실시예들 중 어떠한 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 대신에 본 명세서에서 제시된 청구항들에 의해 한정된다.
추가로, 본 개시내용은 본 기술에서 생체 측정 데이터를 포함하는 개인 정보 데이터가 사용자들에게 이득을 주기 위해 사용될 수 있음을 인식한다. 예를 들어, 생체 측정 인증 데이터의 사용은 패스워드들의 사용 없이 디바이스 특징부들에의 편리한 액세스를 위해 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 사용자 생체측정 데이터를 수집하여 사용자들의 건강 또는 피트니스 레벨에 관한 피드백을 사용자들에게 제공한다. 추가로, 사용자에 이득을 주는 생체 측정 데이터를 포함하는 개인 정보 데이터에 대한 다른 사용들이 또한 본 개시내용에 의해 고려된다.
본 개시내용은 그러한 개인 정보 데이터의 수집, 분석, 공개, 전달, 저장, 또는 다른 이용을 책임지고 있는 엔티티들이 잘 확립된 프라이버시 정책들 및/또는 프라이버시 관례들을 준수할 것이라는 것을 추가로 고려한다. 특히, 그러한 개체들은 개인정보 데이터를 사적이고 안전하게 유지하기 위한 산업적 또는 행정적 요건들을 충족하거나 초과하는 것으로서 일반적으로 인식되는 프라이버시 정책 및 관행들을 구현하고, 지속적으로 이용해야 하며, 이는 산업적 또는 행정적 표준을 충족하거나 또는 초과하는 데이터 암호화 및 보안 방법들의 사용을 포함한다. 예를 들어, 사용자들로부터의 개인 정보는 엔티티의 적법하며 적정한 사용들을 위해 수집되어야 하고, 이들 적법한 사용들을 벗어나서 공유되거나 판매되지 않아야 한다. 또한, 그러한 수집은 단지 사용자들의 고지에 입각한 동의를 수신한 후에만 발생해야 한다. 추가로, 그러한 엔티티들은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 보호하고 안전하게 하며 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 갖는 다른 사람들이 그들의 프라이버시 정책들 및 절차들을 고수한다는 것을 보장하기 위한 임의의 필요한 단계들을 취할 것이다. 게다가, 그러한 엔티티들은 널리 인정된 프라이버시 정책들 및 관례들에 대한 그들의 고수를 증명하기 위해 제3자들에 의해 그들 자신들이 평가를 받을 수 있다.
전술한 것에도 불구하고, 본 개시내용은 또한 사용자들이 생체 측정 데이터를 포함하는 개인 정보 데이터의 사용, 또는 그에 대한 액세스를 선택적으로 차단하는 실시예들을 고려한다. 즉, 본 개시내용은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 방지하거나 차단하기 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어 요소들이 제공될 수 있다는 것을 고려한다. 예를 들어, 생체 측정 인증 방법들의 경우에, 본 기술은 사용자들이, 통상의 기술자들에게 알려진 패스워드들, 개인 식별 번호, 터치 제스처들과 같은 보안 정보, 또는 기타 인증 방법들을 단독으로 또는 조합하여 제공함으로써 생체 측정 인증 단계들을 선택적으로 생략하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 사용자들은 사용자의 개인 건강 또는 피트니스 데이터를 수집하는 소정 건강-관련 애플리케이션들을 제거하거나, 디스에이블하거나, 또는 그것에 대한 액세스를 제한하도록 선택할 수 있다.

Claims (22)

  1. 전자 디바이스로서,
    활성 디스플레이 영역을 한정하는 디스플레이로서,
    제1 픽셀 밀도를 갖는 제1 픽셀 영역; 및
    제2 픽셀 밀도를 갖는 제2 픽셀 영역을 포함하는 상기 디스플레이;
    상기 디스플레이 아래에 있고, 상기 제2 픽셀 영역 아래에 애퍼처를 한정하는 불투명 배킹(backing); 및
    상기 제2 픽셀 영역의 둘 이상의 픽셀들 사이에서 상기 디스플레이를 통해 송신되는, 상기 제2 픽셀 영역 위에 제공된 터치 입력으로부터 반사된 광을 수신하도록 구성된 상기 애퍼처 아래의 광학 이미징 어레이를 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 활성 디스플레이 영역 위에 위치되고 상기 터치 입력을 수신하도록 구성된 투명 기판을 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 픽셀 밀도는 상기 제1 픽셀 밀도보다 적어도 2배만큼 작은, 전자 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 픽셀 밀도는 제1 서브픽셀 분포 패턴과 연관되고 상기 제2 픽셀 밀도는 제2 서브픽셀 분포 패턴과 연관되는, 전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 픽셀 영역 및 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들은 유기 발광 다이오드들로부터 형성되는, 전자 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 불투명 배킹 및 상기 광학 이미징 어레이에 의해 한정되는 상기 애퍼처 사이에 위치된 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 상기 수신된 반사된 광을 상기 광학 이미징 어레이 상에 포커싱하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광학 이미징 어레이는 상보적 금속 산화물 반도체 이미징 센서를 포함하는, 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 애퍼처는 상기 불투명 배킹 내에 한정된 애퍼처들의 어레이의 멤버인 제1 애퍼처인, 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 애퍼처들의 어레이의 각각의 애퍼처는 상기 수신된 반사된 광의 개별 부분을 상기 광학 이미징 어레이의 각자의 개별 부분 상으로 필터링하도록 동작하는 핀홀 렌즈(pinhole lens)인, 전자 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광학 이미징 어레이 위에 위치된 좁은 시야 필터를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광학 이미징 어레이 위에 위치된 적외선 차단 필터를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 적외선 차단 필터는 상기 좁은 시야 필터 위에 위치되는, 전자 디바이스.
  13. 제10항에 있어서, 상기 좁은 시야 필터는 광학적으로 투명한 접착제로 상기 애퍼처 내에서 상기 디스플레이에 접착되는, 전자 디바이스.
  14. 전자 디바이스로서,
    하우징;
    상기 하우징의 외부 표면을 한정하는 투명 기판;
    상기 하우징 내에서, 높은 광학 투과율 영역 및 낮은 광학 투과율 영역을 갖는 활성 디스플레이 영역을 한정하는 상기 투명 기판 아래의 디스플레이;
    상기 디스플레이에 결합되고 상기 높은 광학 투과율 영역 아래에 애퍼처를 한정하는 배킹; 및
    상기 애퍼처 내의 상기 높은 투과율 영역에 광학적으로 결합된 광학 이미징 어레이를 포함하고, 상기 광학 이미징 어레이는 상기 투명 기판 및 상기 디스플레이의 상기 높은 광학 투과율 영역을 통해 투과되는 광을 수신하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 투명 기판은 제1 투명 기판이고;
    상기 디스플레이는,
    제2 투명 기판;
    상기 제2 투명 기판 상에 배치된 유기 발광 다이오드들의 어레이를 포함하고, 상기 유기 발광 다이오드들의 어레이는,
    제1 픽셀 밀도로 배치되어 상기 낮은 광학 투과율 영역을 적어도 부분적으로 한정하는 픽셀들의 제1 영역;
    상기 제1 픽셀 밀도보다 작은 제2 픽셀 밀도로 배치되어 상기 높은 광학 투과율 영역을 적어도 부분적으로 한정하는 픽셀들의 제2 영역을 한정하는, 전자 디바이스.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 투명 기판은 제1 투명 기판이고;
    상기 디스플레이는,
    제2 투명 기판;
    박막 트랜지스터 층을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터 층은,
    제1 밀도로 배치되어 상기 낮은 광학 투과율 영역을 적어도 부분적으로 한정하는 회로 트레이스들의 제1 영역; 및
    제2 밀도로 배치되어 상기 높은 광학 투과율 영역을 적어도 부분적으로 한정하는 회로 트레이스들의 제2 영역을 한정하는, 전자 디바이스.
  17. 제14항에 있어서, 상기 디스플레이의 상기 투명 기판, 상기 용량성 터치 감지 층 및 상기 높은 광학 투과율 영역을 통해 수신된 상기 투과된 광은, 상기 디스플레이의 픽셀들의 서브세트에 의해 방출되고, 상기 높은 광학 투과율 영역 위의 상기 투명 기판을 터치하는 객체로부터 반사되는, 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 방출된 광은 청색 광 또는 녹색 광 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 제17항에 있어서, 상기 픽셀들의 서브세트는, 적어도 부분적으로, 상기 투명 기판과 상기 디스플레이 위 사이에 위치된 터치 및/또는 힘 입력 센서로부터 수신된 출력에 응답하여 선택되는, 전자 디바이스.
  20. 전자 디바이스 디스플레이로서,
    투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 배치되고 서브픽셀 그룹들의 어레이를 한정하는 유기 발광 다이오드들의 어레이;
    광학 센서들의 어레이; 및
    캡슐화 층을 포함하고, 각각의 서브픽셀 그룹은,
    적색 서브픽셀;
    청색 서브픽셀; 및
    녹색 서브픽셀을 포함하고;
    각각의 광학 센서는 선택된 청색 또는 선택된 녹색 서브픽셀에 인접하게 배치되고,
    시준 광학 필터; 및
    상기 시준 필터 아래의 포토트랜지스터를 포함하고;
    상기 캡슐화 층은 상기 투명 기판 상에 그리고 상기 유기 발광 다이오드들의 어레이 및 상기 광학 센서들의 어레이 위에 배치되는, 전자 디바이스 디스플레이.
  21. 제20항에 있어서, 상기 광학 센서들의 어레이는, 상기 디스플레이를 향해 지향되고 상기 투명 기판에 수직으로 배향된 광을 캡처하도록 구성되는, 전자 디바이스 디스플레이.
  22. 제20항에 있어서, 상기 광학 센서들의 어레이는, 상기 디스플레이를 향해 지향되고 상기 투명 기판에 대해 일정 각도로 배향된 광을 캡처하도록 구성되는, 전자 디바이스 디스플레이.
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