KR20210038650A

KR20210038650A - 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈 및 언더 디스플레이형 지문 인증 장치

Info

Publication number: KR20210038650A
Application number: KR1020217006039A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이시베
Original assignee: 마이크로메트릭스 테크놀로지스 피티이 엘티디; 히로시 이시베
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-04-07
Also published as: CN110472618A; JP2021120868A; CN210721493U; US20210342566A1; JP6935374B2; JP2020035327A; WO2020045262A1

Abstract

언더 디스플레이형 지문 인증 장치(10)는, 손가락을 재치하는 커버 글라스(33)와, 커버 글라스(33)의 아래에 마련된 OLED(30)로 구성된 디스플레이와, 디스플레이의 아래에 마련되고, 지문으로부터의 광을 결상하는 복수의 마이크로 렌즈(16)의 어레이를 갖는 결상부(19)와, 결상부(19)의 아래에 마련되고, 결상부(19)에서 결상된 이미지를 캡쳐하는 이미지 센서(13)를 포함하는 검출 모듈(12)을 포함하고, 복수의 마이크로 렌즈(16)의 어레이의 주위에는, 개개의 마이크로 렌즈의 주위로부터 이미지 센서에의 광의 투과를 막는 차광 필름(18)이 마련되고, 커버 글라스(33)로부터 복수의 마이크로 렌즈(16)의 어레이에 입사하는 광을 제한하기 위한 차광 댐(17)을 포함한다.

Description

언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈 및 언더 디스플레이형 지문 인증 장치

본 발명은 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈 및 언더 디스플레이형 지문 인증 장치에 관한 것으로, 특히, 해상도가 높고, 소형의 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈 및 언더 디스플레이형 지문 인증 장치에 관한 것이다.

스마트폰과 같은 휴대 전자 기기에는, 로크 해제나 그 밖의 본인 인증을 위해, 생체 인증은 필요 불가결하다. 특히 지문 인증은, 비용이 싸고 소형이기 때문에 주류를 차지하고 있다. 따라서, 스마트폰의 베젤의 부분(디스플레이의 주변)에 정전용량형의 지문 인증 센서를 두는 것이 보통이었다. 그러나, 스마트폰의 최근의 트렌드와 함께, 디스플레이가 커져서 베젤이 없어지고, 디스플레이는 스마트폰의 전면을 덮는 것이 주류로 되어 왔다. 따라서, 지문 인증 센서는 디스플레이의 하부에 마련할 필요가 나왔다.

그러나, 디스플레이의 아래에, 정전용량형의 센서나 온도 검지형의 센서를 두어도 기능은 하지 않는다. 그들은 직접 접촉함에 의해 기능하기 때문이다. 디스플레이의 하부에 두어서, 기능할 가능성이 있는 지문 인증 센서의 종류는, 광학식 지문 인증 센서나 초음파식 지문 인증 센서를 들 수 있다.

한편, 디스플레이는, 액정 디스플레이로부터, 일렉트로·루미네선스를 사용한 OLED로 변하고 있고, OLED는 R·G·B의 발광부 이외의 개소는, 투과율은 40% 정도이지만 광은 통과한다. 디스플레이가 광을 통과시키면, 디스플레이의 위에 놓은 손가락의 영상은 디스플레이를 통하여, 그 아래에 있는 지문 인증 센서에 지문의 영상이 찍히게 된다. 즉, 손가락, 디스플레이, 지문 인증 센서의 순번대로 구성한 지문 인증 장치(이 구성을 「언더 디스플레이형」이라고 한다)에서, 지문 인증 장치의 이미지 센서에 손가락의 영상이 찍히게 된다. 이와 같이 하여, OLED를 디스플레이로 하는 경우, 디스플레이의 위에 놓은 지문을 지문 센서가 검지하여, 지문 인증이 가능해진다.

일반적인 글라스와 달리, OLED의 발광 화소의 아래에는, 불투명한 발광부나 배선이 마련되고, 일반적으로 불투명 부분은 약 60%이고, 나머지 40%는, 불투명하지는 않지만, 그 투과율은 약 40% 정도이다.

이와 같은, OLED를 디스플레이로서 이용한 휴대 단말에 있어서, 지문 인증 장치를 이용한 예가, 예를 들면, 일본 특개2017-194676호 공보(「특허문헌 1」)에 개시되어 있다. 여기서는, 지문 센서로서 작동하는 PIN 다이오드가, 액티브 매트릭스 방식 유기 발광 다이오드(AMOLED)의 디스플레이 액티브 에어리어에서의 화소 사이의 간극 내에 적어도 부분적으로 형성되어 있다.

일본 특개2017-194676호 공보(요약 등)

종래의 OLED를 디스플레이로서 이용한 휴대 단말에서 지문 인증 장치에서는, OLED에 불투명 부분이 약 60% 존재하고, 또한, 투명 부분도 그 투과율이 약 40%밖에 없고, OLED의 윗면에 있는 손가락의 지문을 OLED의 하면에 있는 지문 센서 모듈로 촬영하는 것은 극히 곤란했었다. 한편으로, OLED를 디스플레이로서 이용한 경우는, 손가락의 조명으로서 OLED가 사용될 수 있기 때문에, 별도의 조명 장치가 불필요하다, 라는 메리트는 있다.

따라서 OLED의 아래에 광학식 지문 인증 센서를 마련하는 경우는, OLED는 완전한 투명체가 아니라, 대체로 40㎛ 사방의 발광부 등이 검은 불투명 부분이 점재(點在)하고, 지문 인증 센서의 영상에는 지문의 영상의 앞에 많은 불투명한 검은 부분이 찍혀진다는 문제가 있다.

한편으로, 지문의 융선(隆線)의 간격은 대강 250㎛로 넓고, 상기한 불투명 부분의 크기는, 대체로 40㎛로 작다. 따라서, 지문 인증 센서의 영상을 후단의 화상 처리 장치에서, 예를 들면 로우패스 필터를 통과시킴에 의해, 지문의 융선만을 남겨 두는 것이 가능하지만, 이 경우도 지문 영상의 해상도는 저하된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, OLED를 디스플레이로서 이용하여, 그 하면에 지문 인증 센서를 둔 경우도, 지문의 위에 찍힌 OLED의 발광부 등에 의한 검은 불투명 부분의 영향을 없애며, 또한 해상도가 높은, 지문만을 재현하는 지문 인증용 센서 모듈 및 지문 인증 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 지문 인증용 센서 모듈은, 손가락을 재치하는 커버 글라스와, 커버 글라스의 아래에 마련된 OLED로 구성된 디스플레이와, 디스플레이의 아래에 마련되고, 지문으로부터의 광을 결상하는 복수의 마이크로 렌즈의 어레이를 갖는 결상부와, 결상부의 아래에 마련되고, 결상부에서 결상된 이미지를 캡쳐하는 이미지 센서를 포함하는 검출 모듈을 포함하고, 복수의 마이크로 렌즈의 어레이의 주위에는, 개개의 마이크로 렌즈의 주위로부터 이미지 센서에의 광의 투과를 막는 차광 필름이 마련된다.

바람직하게는, 커버 글라스로부터 이미지 센서에 입사하는 광을 제한하기 위한 조리개 수단을 포함한다.

조리개 수단은, 마이크로 렌즈 어레이의 주위에 마련되고, 커버 글라스로부터 마이크로 렌즈 어레이에의 광을 조이도록 구성된 차광 댐을 포함해도 좋고, 조리개 수단은, 커버 글라스와 디스플레이의 사이에 마련되고, 결상부에 입사되는 지문으로부터의 광을 조이는, 복수의 조리개를 포함해도 좋다.

이미지 센서는 소정 기판의 위에 마련된 복수의 광전변환부를 포함하고, 복수의 광전변환부의 각각은, 기판의 위에 마련된 돌기부로 둘러싸여진 오목부에 배치되고, 조리개 수단은 돌기부를 포함해도 좋다.

조리개 수단은, 지문과, OLED의 불투명 부분의 양방에 핀트가 맞는 피사계 심도를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 국면에서는, 언더 디스플레이형 지문 인증 장치는, 상기 어느 하나에 기재된 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈을 포함한다.

본 발명의 지문 인증용 센서 모듈에서는, 지문으로부터의 광을, 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 어레이를 이용하여 이미지 센서에서 결상하도록 했기 때문에, OLED에 포함되는 요소에 의한 디스플레이의 불투명 부분에 의해, 지문의 영상 중의 하나의 마이크로 렌즈에 의해 촬영된 부분이 검출될 수 없어도, 그 부분은, 다른 마이크로 렌즈에 의해 촬영되기 때문에, OLED의 발광부 등에 의한 검은 불투명 부분의 영향을 받지 않는다. 또한, 복수의 마이크로 렌즈로 지문을 다중으로 촬영하기 때문에, 상세한 영상을 얻을 수 있고, 해상도가 높아진다.

그 결과, OLED를 디스플레이로서 이용하여, 그 하면에 지문 인증 센서를 놓은 경우도, 지문의 위에 찍힌 OLED의 발광부 등에 의한 검은 불투명 부분의 영향을 없애고, 또한 해상도가 높은, 지문만을 재현하는 지문 인증용 센서 모듈 및 지문 인증 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 지문 인증 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 지문 인증 장치의 평면도.
도 3은 도 2의 주요부를 도시하는 도면.
도 4는 OLED의 구체적 구성을 도시하는 단면도.
도 5는 도 1의 주요부를 도시하는 도면.
도 6은 도 5에 도시한 부분의 평면도.
도 7은 마이크로 렌즈의 구체적인 배치를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 지문 인증 장치의 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 지문 인증 장치의 평면도.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 OLED를 디스플레이로서 이용한 경우의 언더 디스플레이형 지문 인증 장치의 개략 단면도이고, 도 2(A)는 도 1에 도시한 OLED를 디스플레이로서 이용한 경우의 언더 디스플레이형 지문 인증 장치의 개략 평면도이고, 도 2(B)는 언더 디스플레이형 지문 인증 장치의 주요부의 구체적인 치수 관계를 도시하는 모식도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, OLED를 디스플레이로서 이용한 경우의 언더 디스플레이형 지문 인증 장치(10)는, 지문 인증용 센서 모듈(11) 및 지문 인증용 센서 모듈(11)의 위에 재치된 OLED(30), OLED(30)의 위에 재치된 손가락을 재치하는 커버 글라스(33)를 포함한다. 지문 인증용 센서 모듈(11)은, FPC(Flexible Print Circuit) 기판(20)과, 그 위에 랜드(13a)를 통하여 접속된 지문의 화상을 촬상하는 이미지 센서(13)와, 이미지 센서(13)의 위에 재치된 투명 글라스(14)(제1의 글라스)와, 투명 글라스(14)의 위에 재치되고, 커버 글라스(33)상의 손가락으로부터 지문을 나타내는 광을 집광하는 결상부(19)를 포함한다. 결상부(19)는, 복수의 마이크로 렌즈(16)의 어레이와, 복수의 마이크로 렌즈(16)의 주위를 둘러싸는, 얇은 차광 필름(18)을 포함한다.

여기서는, 개개의 마이크로 렌즈(16)를 둘러싸는, 소정의 높이를 갖는 차광 부재(이하, 「차광 댐」이라고 한다)(17)가 차광 필름(18)의 주위에 마련되어 있다. 여기서, 차광 댐(17)의 상단부는 OLED(30)에 접촉해도 좋고, 하지 않아도 좋다.

도 2(B)에 도시하는 바와 같이, 마이크로 렌즈(16)는 종횡 방향으로 상호 270㎛ 떨어져서 배치되고, 차광 댐(17)에 의해 형성된 개구부(15)의 지름은 약 40㎛이고, 마이크로 렌즈(16)의 지름은 약 29.6㎛이다.

이미지 센서(13)와 그 위에 재치된 투명 글라스(14)는 동일 평면 치수를 갖는 직방체형상이고(검출 모듈(12)이라고 한다), OLED를 디스플레이로서 이용한 경우의 지문 인증용 센서 모듈(11)은, 또한, 이 직방체형상의 검출 모듈(12)을 FPC 기판(20)상에서 소정의 위치에 위치 결정하기 위해 고정된 홀더 기판(21)을 포함한다. 또한, FPC 기판(20)은, 랜드(13a)로 솔더링되어 이미지 센서(13)에 부착되어 있다.

이 위치 결정의 구체적인 방법에 관해 설명한다. 투명 글라스(14)의 상단부의 4변은 모서리부(14a)를 갖는다. 한편, 홀더 기판(21)은, 중앙에 이미지 센서(13)와 투명 글라스(14)를 수용 가능한 직방체형상의 공동(空洞)을 갖는 형상이고, 그 공동부는 상부와 하부를 분리하는 단부(段部)(22)를 갖는 구조이고, 상부의 공동의 개구면적이 하부의 공동의 개구면적보다 작고, 이 단부(22)가 투명 글라스(14)의 모서리부(14a)를 누름에 의해, 이미지 센서(13)와 투명 글라스(14)가 홀더 기판(21)에 의해 위치 결정된다.

홀더 기판(21)은, 4개의 변을 갖기 때문에, 편의상, 좌우와 상하를 21a~21d로 나타낸다. 홀더 기판(21)의 상단부(24)는, 투명 글라스(14)의 위에 마련된 차광 댐(17)과 같은 높이에 있다. 따라서 이 실시의 형태에서는, 홀더 기판(21) 내에서 투명 글라스(14)의 위의 부분과 OLED(30)의 사이에는 공기를 포함하는 공간이 마련되어 있다.

이 홀더 기판(21)의 상단부(24)의 위에, OLED(30)와 사람의 손가락을 재치하는 커버 글라스(33)가 마련된다.

또한, OLED(30)는, 발광 능력을 갖기 때문에 손가락의 지문에 광을 조사하는 조명 장치는 갖지 않는다.

다음에 결상부(19)에 관해 설명한다. 도 2(A) 및 (B)에 도시하는 바와 같이, 복수의 마이크로 렌즈(16)가 어레이형상으로 배치되고, 그 주위를 차광 필름(18), 및 원통형상의 내벽면을 갖는 차광 댐(17)으로 둘러싸고 있기 때문에, 차광 댐(17)은 위에서 보면 어레이형상이 된 복수의 원형의 개구부(15)를 갖는다. 이 상세를, 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 3은, 도 2에 도시한 지문 인증 장치의 하나의 마이크로 렌즈(16)의 주위의 상세를 도시하는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 마이크로 렌즈(16)는, 차광 댐(17)의 원형의 개구부(15)의 중심에 위치하고, 차광 댐(17)의 내벽 면(17a)과 마이크로 렌즈(16)의 사이는, 차광 필름(18)에 의해 덮여 있다.

다음에, OLED(30)에 관해 설명한다. 도 1에서는 생략하고 있는데, OLED의 단면도인 도 4에 도시하는 바와 같이, OLED(30)에는, 각 화소를 구성하는 RGB의 LED나, RGB의 LED를 선택하기 위한, 행렬 방향으로 배치된 배선의 교점에 배치된 TFT와 같은, 많은 소자(31a, 31b, 31c)가 포함되어 있다. 이들의 소자(31a~31c)는, 커버 글라스(33)상에 재치된 손가락으로부터의 반사광을 복수의 마이크로 렌즈를 통하여 이미지 센서(13)에 조사하는데 장애가 된다. 즉, OLED(30)의 소자(31a~31c)가 존재하는 영역은, 손가락으로부터의 반사광이 충분히 투과하지 않는, 불투명 부분이 된다.

그래서, 이 실시의 형태에서는, 이와 같은 상태에서도, 지문으로부터의 반사광을 가능한 한 많이, 또한, 유효하게 수광함에 의해, 조금이라도 지문의 영상을 해상도 좋고, 깨끗하게 찍어내기 위한 구성을 갖는다. 그와 같은 구성에 관해, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5(A)는, 이 실시의 형태에서의, 지문 인증 장치의 제1의 실시의 형태의 구체적 구성을 도시하는 도면이고, 기본적으로 도 1의 중앙 부분을 도시하는 도면과 같다. 여기서는, 홀더 기판(21)은 도시를 생략하고 있다.

도 5(A)를 참조하면, 제1의 실시의 형태에서는, 개개의 마이크로 렌즈(16)의 주위를 차광 댐(17)으로 둘러싸고, 또한 마이크로 렌즈(16)의 주위를 박막으로 덮고 있기 때문에, 여분의 광이 마이크로 렌즈(16)에 입사하지 않음과 함께 개개의 마이크로 렌즈의 주위로부터 이미지 센서에의 광의 투과를 막는다. 따라서 지문으로부터의 반사광만이 이미지 센서(13)의 광전변환부에 입사된다.

다음에, 제2의 실시의 형태에 관해 설명한다. 도 5(B)는 제2의 실시의 형태를 도시하는 도면이다. 도 5(B)를 참조하면, 이 실시의 형태에서는, OLED(30)와 그 위의 커버 글라스(33)의 사이에, 지문으로부터 마이크로 렌즈(16)에 입사하는 광을 제한하기 위한 조리개(34)가 마련되어 있다. 이 조리개는, 매트릭스현상으로 배치된 마이크로 렌즈(16)의 각각에 대응한 위치에 마련되어 있다.

이 실시의 형태에서는, 차광 댐(17)에 더하여 조리개(34)에 의해서도 입사광이 제한되기 때문에, 보다 필요하지 않은 입사광을 제한할 수 있다.

다음에, 제3의 실시의 형태에 관해 설명한다. 도 5(C) 및 도 5(D)는 제3의 실시의 형태의 언더 디스플레이형 지문 인증 장치(10c)를 도시하는 도면이다. 도 5(C)는, 도 5(A)나 도 5(B)와 같은 개략을 도시하는 단면도이고, 도 5(D)는 도 5(C)에서, ○로 둘러싼 부분의 확대도이다. 도 5(C) 및 (D)를 참조하면, 이 실시의 형태에서는, 이미지 센서(13)에 그 광전변환부(13b)를 둘러싸는, 돌기부(13c)를 마련한다. 이에 의해, 돌기부(13c)로 둘러싸여진 저부에 마련된 광전변환부(13b)에 입사되는 광을 제한하다. 또한, 이 돌기부(13c)는, 개개의 광전변환부(13b)에 대응한 위치에 마련된다.

이 실시의 형태에서는, 차광 댐(17)에 더하여 돌기부(13c)에 의해서도 입사광이 제한되기 때문에, 보다 필요 없는 입사광을 제한할 수 있다.

또한, 여기서, 13c의 높이는 수㎛가 바람직하고, 하나의 광전변환부(13b)의 폭(b)에 대해, 돌기부(13c)의 높이(c)의 비는, c/b≥1이 바람직하다.

다음에, OLED(30)를 통과한 화상을 얻는 구체적 방법에 관해 설명한다.

도 6은, 도 4에서 설명한 OLED(30)에 마련된 복수의 소자(LED의 발광부나 불투명한 TFT 등)(31a~31e)의 배치 상태를 도시하는 평면도이다. 또한, 여기서는, 그 일부만을 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 이 실시의 형태에서는, 이미지 센서(13)는 OLED의 불투명 부분을 포함하고, 지문을 촬영한다. 이미지 센서(13)에는 지문의 영상의 위에 OLED의 불투명 부분(31a~31c)의 영상이 발광부의 주기에 맞추어서 먼지와 같이 점재하는 것으로 된다.

이 불투명 부분의 하나하나는 지문의 융선 간격에 비하여 충분히 작기 때문에, 이미지 센서(13)의 지문의 영상에, 예를 들면 도시가 없는, 로우패스 필터를 걸면, OLED의 불투명 부분은 사라지고, 지문의 융선만 남게 된다. 즉, OLED의 불투명 부분의 하나하나의 크기는, 주파수로 말하면 지문의 융선의 주파수에 비하여 충분히 높기 때문에, 로우패스 필터 등으로, 분리하는 것이 가능하다.

다음에, 이 실시의 형태에서의 조리개 수단에 관해 설명한다. 이 실시의 형태에서는, 지문으로부터의 반사광을 가능한 한 많이, 또한, 유효하게 수광함에 의해, 조금이라도 지문의 영상을 해상도 좋고, 깨끗하게 나타내기 위한 구성으로서, 상기한 구성을 갖는데, 이것을 「조리개 수단」이라고 한다.

즉, 이 실시의 형태에서는, 조리개 수단으로서, 커버 글라스(33)로부터 이미지 센서(13)에 입사하는 광을 제한하기 위한 조리개 수단이 마련되어 있다. 조리개 수단은, 상기한 바와 같이, 마이크로 렌즈(16)의 어레이의 주위에 마련되고, 커버 글라스(33)로부터 마이크로 렌즈(16)의 어레이에의 광을 조이도록 구성된 차광 댐(17)을 포함한다.

또한, 조리개 수단은, 커버 글라스(33)와 OLED 디스플레이(30)의 사이에 마련되고, 결상부(19)에 입사되는 지문으로부터의 광을 조이는, 복수의 조리개(34)를 포함해도 좋다.

또한, 이미지 센서(13)는 FPC 기판(20)의 위에 마련된 복수의 광전변환부(13b)를 포함하고, 복수의 광전변환부(13b)의 각각은, FPC 기판(20)의 위에 마련된 돌기부(13c)로 둘러싸여진 오목부에 배치되고, 조리개 수단은 돌기부(13c)를 포함한다.

이들의 조리개 수단에 의해, 마이크로 렌즈의 조리개를 조임에 의해 피사계 심도를 깊게 취한다. 마이크로 렌즈와 지문과의 거리와, 마이크로 렌즈와 OLED의 불투명 부분과의 거리는 각각 다르지만, 마이크로 렌즈의 피사계 심도를 깊게 취함에 의해, 어느 쪽에도 핀트가 맞을 수 있다. 핀트가 맞지 않는 영상이 흐려서 커지지만, 핀트가 맞으면 영상이 샤프하게 되고 작아진다. 따라서, 지문과, OLED의 불투명 부분의 쌍방에 핀트를 맞춤에 의해, 삭제하고 싶은 OLED의 불투명 부분도 영상이 샤프하게 되고 작아진다(주파수로 말한다면 고주파가 된다). 그래서, OLED의 불투명 부분을 로우패스 필터 등으로 삭제한 때(로우패스 필터의 컷오프 주파수를 높게 할 수 있기 때문에), 지문의 해상도는 높게 머무른다. 또한, 이와 같은 피사계 심도를 얻는 조리개의 값은 f=8.0 이상이 바람직하다.

또한, 이와 같이, 깊은 피사계 심도의 영상을 얻으려면, 조리개를 조이는 것만이 아니고, 마이크로 렌즈(16)를 광각(廣角) 렌즈로 하여도 좋다. 이 경우, 화각이 60°이상이 바람직하다.

다음에, OLED의 불투명 부분의 영향을 보다 받지 않도록 하는 마이크로 렌즈(16)의 구체적인 다른 배치례에 관해 설명한다. 도 7은, 이 실시의 형태에서의 복수의 마이크로 렌즈(16)으로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이의 구체적 배치를 도시하는 도면이고, 앞의 도 2에 대응한다. 도 7(A)는 전체의 평면도이고, 도 7(B)는 도 7(A)에서, ⅦB로 나타내는 마이크로 렌즈(16)가 위치하는 부분을 확대한 단면도이다.

도 7(A)를 참조하면, 이 실시의 형태에서는, 제1 글라스(14)의 위의 가로 5808㎛, 세로 3288㎛의 면에, 가로세로 모두, 피치 282㎛로, 가로 20, 세로 11의 구멍을 마련하고, 그곳에 마이크로 렌즈(16)를 배치하고 있다. 또한, 도면 중, 화소 중심을 십자(十字)로 나타낸다.

이와 같이, 지문으로부터의 광을, 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 어레이를 이용하여 이미지 센서에서 결상하도록 했기 때문에, OLED에 포함되는 요소에 의한 디스플레이의 불투명 부분에 의해, 지문의 영상 중의 하나의 마이크로 렌즈에 의해 촬영된 부분이 검출될 수 없어도, 그 부분은, 다른 마이크로 렌즈에 의해 촬영되기 때문에, OLED의 발광부 등에 의한 검은 불투명 부분의 영향을 받지 않는다. 또한, 복수의 마이크로 렌즈로 지문을 다중으로 촬영하기 때문에, 상세한 영상을 얻을 수 있고, 해상도가 높아진다.

또한, 화소 중심이란, 이미지 센서(13)의 화소의 중심(중앙)이다. 마이크로 렌즈(16)를 배치할 때에, 이미지 센서(13)의 화소 중심으로부터 상하 좌우 방향으로 배치하고 있다. 즉 마이크로 렌즈(16)는 화소 중심에 대해, 좌우 대칭, 상하 대칭으로 배치된다.

또한, 도 7(B)를 참조하면, 마이크로 렌즈(16)가 마련된 개구부(15)의 지름은 도 2에 비하여 작은 32㎛이고, 그 깊이는 30㎛이고, 지름과 깊이의 비는 거의 1대 1이다. 또한, 마이크로 렌즈의 지름은 29.6㎛이다.

다음에, 본 발명의 다른 실시의 형태에 관해 설명한다.

다른 실시의 형태에서는, OLED(30) 대신에, 투명 글라스(35)를 사용하는, OLED(30)를 갖지 않는 지문 인증 장치이다. 이 경우는, 지문의 조명용의 LED(36)를 별도 마련한다. 이것은, 예를 들면, 홀더 기판(21)의 위 등에 오목부를 마련하여 배치해도 좋다.

이 실시의 형태의 구성의 도 8 및 도 9에 도시한다. 도 8은, 이 실시의 형태에서의 도 1에 대응하는 단면도이고, 도 9는, 도 2에 대응하는 평면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 이 실시의 형태에서는, 도 1 및 도 2의 OLED(30) 대신에 투명 글라스(35)가 마련되어 있다. 또한, 지문을 조명하기 위한 LED(36)를 별도 마련하고 있다. 그 이외의 부분에 관해서는, 도 1 및 도 2와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다. 또한, 이 실시의 형태에서는, 지문 인증 장치를 50으로, 지문 인증용 센서 모듈을 51로 나타낸다.

이 실시의 형태에서는, OLED(30) 대신에, 내부에 차광 부재가 되는 것이 없기 때문에, 지문으로부터의 충분한 반사광을 얻을 수 있는데다가, 불필요한 반사광을 배제할 수 있기 때문에 보다 선명한 지문의 화상을 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, 지문으로부터의 반사광을 가능한 한 많이, 또한, 유효하게 수광하기 위한 구성에 관해 제1부터 제3의 3개의 실시의 형태에 관해, 개별적으로 설명했지만, 이들의 실시의 형태를 임의로 조합하여도 좋다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, OLED를 디스플레이로서 이용한 경우에, OLED의 불투명 부분의 영향을 받지 않도록 하는 구성에 관해 설명했지만, OLED와 마찬가지로 불투명 부분을 갖는 디스플레이에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

이상, 도면을 참조해 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은, 도시한 실시 형태의 것으로 한정되지 않는다. 도시된 실시 형태에 대해, 본 발명과 동일한 범위 내에서, 또는 균등한 범위 내에서, 여러 가지의 수정이나 변형을 가하는 것이 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 의한 지문 인증 장치는, OLED의 하면에 지문 센서를 놓은 경우도, 유효하게 지문 인증이 가능한 지문 인증 장치를 얻을 수 있기 때문에, OLED를 갖는 지문 인증 장치로서 유리하게 이용된다.

10, 30: OLED용 지문 인증 장치
11, 51: 지문 인증용 센서 모듈
12: 검출 모듈
13: 이미지 센서
13a: 랜드
13b: 광전변환부
13c: 돌기부
14: 투명 글라스
14a: 모서리부
15: 개구부
16: 마이크로 렌즈
17: 차광 댐
18: 차광 필름
19: 결상부
20: FPC 기판
21: 홀더 기판
22: 단부
30: OLED
31: 소자
33: 커버 글라스
34: 조리개
35: 투명 글라스
41: 차광 부재
50: 지문 인증 장치

Claims

손가락을 재치하는 커버 글라스와,
상기 커버 글라스의 아래에 마련된 OLED로 구성된 디스플레이와,
상기 디스플레이의 아래에 마련되고, 지문으로부터의 광을 결상하는 복수의 마이크로 렌즈의 어레이를 갖는 결상부와,
상기 결상부의 아래에 마련되고, 결상부에서 결상된 이미지를 캡쳐하는 이미지 센서를 포함하는 검출 모듈을 포함하고,
상기 복수의 마이크로 렌즈의 어레이의 주위에는, 개개의 마이크로 렌즈의 주위로부터 이미지 센서에의 광의 투과를 막는 차광 필름이 마련되는 것을 특징으로 하는 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈.
제1항에 있어서,
상기 커버 글라스로부터 상기 이미지 센서에 입사하는 광을 제한하기 위한 조리개 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈.
제2항에 있어서,
상기 조리개 수단은, 상기 마이크로 렌즈 어레이의 주위에 마련되고, 커버 글라스로부터 상기 마이크로 렌즈 어레이에의 광을 조이도록 구성된 차광 댐을 포함하는 것을 특징으로 하는 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈.
제2항에 있어서,
상기 조리개 수단은, 상기 커버 글라스와 상기 디스플레이의 사이에 마련되고, 상기 결상부에 입사되는 지문으로부터의 광을 조이는, 복수의 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈.
제2항에 있어서,
상기 이미지 센서는 소정 기판의 위에 마련된 복수의 광전변환부를 포함하고,
상기 복수의 광전변환부의 각각은, 상기 기판의 위에 마련된 돌기부로 둘러싸여진 오목부에 배치되고,
상기 조리개 수단은 상기 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조리개 수단은, 상기 지문과, 상기 OLED의 불투명 부분의 양방에 핀트가 맞는 피사계 심도를 갖는 것을 특징으로 하는 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 언더 디스플레이형 지문 인증용 센서 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 언더 디스플레이형 지문 인증 장치.