KR20210127135A - 지문 인식 방법, 장치 및 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원의 실시예는 지문 인식의 정확도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 지문 인식 방법, 장치 및 전자 장치를 제공한다.
전자 장치의 표시 화면 하방에 설치되는 지문 인식 장치에 응용되고, 상기 지문 인식 장치는 픽셀 어레이 및 컬러 필터층을 포함하며, 상기 컬러 필터층은 적어도 하나의 필터부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 픽셀 어레이의 적어도 하나의 제1 타입 픽셀 상방에 각각 설치되는, 지문 인식 방법에 있어서, 상기 제1 타입 픽셀에서 감지되는 상기 적어도 하나의 필터부를 투과한 상기 제1 광 신호를 수집하는 단계; 상기 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계; 상기 지문 인식 환경에 기초하여, 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 결정하고, 상기 지문 광 신호는 지문 인식에 사용되는 단계를 포함한다.
전자 장치의 표시 화면 하방에 설치되는 지문 인식 장치에 응용되고, 상기 지문 인식 장치는 픽셀 어레이 및 컬러 필터층을 포함하며, 상기 컬러 필터층은 적어도 하나의 필터부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 픽셀 어레이의 적어도 하나의 제1 타입 픽셀 상방에 각각 설치되는, 지문 인식 방법에 있어서, 상기 제1 타입 픽셀에서 감지되는 상기 적어도 하나의 필터부를 투과한 상기 제1 광 신호를 수집하는 단계; 상기 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계; 상기 지문 인식 환경에 기초하여, 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 결정하고, 상기 지문 광 신호는 지문 인식에 사용되는 단계를 포함한다.
Description
본 출원의 실시예는 지문 인식 기술 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 지문 인식 방법, 장치 및 전자 장치에 관한 것이다.
단말기 업종이 빠르게 발전함에 따라, 생체 인식 기술은 갈수록 주목 받고 있으며, 언더 스크린 지문 인식 기술과 같은 언더 스크린 생체 특징 인식 기술은 갈수록 광범위하게 응용되고 있다. 언더 스크린 지문 인식 기술은 지문의 융선(ridge)과 골(valley)의 광선에 대한 반사 능력이 상이함을 통해 이미징하여, 지문 인식을 진행한다.
일반적으로, 지문 인식의 결과는 외부 환경의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 외부 환경이 변화하는 상황에서 지문 인식의 정확도를 어떻게 향상시킬 것인가는 시급히 해결해야 할 문제이다.
본 출원의 실시예는 지문 인식의 정확도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 지문 인식 방법, 장치 및 전자 장치를 제공한다.
제1 측면은, 전자 장치의 표시 화면 하방에 설치되는 지문 인식 장치에 응용되고, 상기 지문 인식 장치는 픽셀 어레이 및 컬러 필터층을 포함하며, 상기 컬러 필터층은 적어도 하나의 필터부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 픽셀 어레이의 적어도 하나의 제1 타입 픽셀 상방에 각각 설치되는, 지문 인식 방법에 있어서, 제1 타입 픽셀에서 감지되는 상기 적어도 하나의 필터부를 투과한 상기 제1 광 신호를 수집하는 단계; 상기 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계; 상기 지문 인식 환경에 기초하여, 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 결정하고, 상기 지문 광 신호는 지문 인식에 사용되는 단계를 포함하는 지문 인식 방법을 제공한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 적색 필터부를 포함하며, 상기 적색 필터부는 적색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 적색 광 신호를 포함한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상술한 상기 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계는, 상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 크면, 상기 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정하는 단계; 상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같으면, 상기 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정하는 단계를 포함한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 청색 필터부를 포함하며, 상기 청색 필터부는 청색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 청색 광 신호를 더 포함한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상술한 상기 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계는, 상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같고, 상기 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호 강도보다 크면, 상기 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정하는 단계를 포함한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상술한 상기 지문 인식 환경에 기초하여, 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 결정하는 단계는, 소정의 주변광에 대한 상기 지문 인식 환경의 주변광의 변화량에 따라, 소정의 수집 매개변수의 조절량을 결정하고, 상기 소정의 주변광 환경에서, 상기 지문 광 신호를 수집할 때의 수집 매개변수는 상기 소정의 수집 매개변수인 단계; 상기 소정의 수집 매개변수와 상기 조절량에 따라, 상기 목표 수집 매개변수를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 목표 매개변수는 목표 노광 시간 및 목표 이득 매개변수를 포함하고, 상기 소정의 수집 매개변수는 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수를 포함하며; 상기 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 상기 목표 노광 시간과 상기 목표 이득 매개변수의 곱인 목표 곱은, 상기 소정의 노광 시간과 상기 소정의 이득 매개변수의 곱인 소정의 곱과 상기 조절량의 차이며; 상기 지문 인식 환경이 정상 환경이면, 상기 조절량은 0이고, 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱이며; 상기 지문 인식 환경이 특정 환경이면, 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱과 상기 조절량의 합이다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 환경이 상기 강광 환경이면, 상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 증가하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 감소하거나; 또는 상기 목표 노광 시간은 상기 소정의 노광 시간이고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 감소하거나; 또는 상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 감소하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 감소한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 환경이 상기 정상 환경이면, 상기 목표 노광 시간은 상기 소정의 노광 시간이고, 상기 목표 이득 매개변수는 상기 소정의 이득 매개변수이다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 환경이 상기 특정 환경이면, 상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 증가하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 증가하거나; 또는 상기 목표 노광 시간은 상기 소정의 노광 시간이고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 증가하거나; 또는 상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 감소하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 증가한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 특정 환경에서의 청색 광 성분은 정상 환경에서의 청색 광 성분보다 2배 많다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 균일하게 또는 불균일하게 분포된다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부가 상기 컬러 필터층에 균일하게 분포될 경우, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 간격을 두고 배열된다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분포된다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분산되어 분포된다.
제 2측면은, 언더 스크린 지문 인식에 사용되도록 전자 장치의 표시 화면 하방에 설치되는 지문 인식 장치에 있어서, 지문을 인식하기 위한 지문 광 신호인 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집하는 픽셀 어레이; 적어도 하나의 필터부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 픽셀 어레이의 적어도 하나의 제1타입 픽셀 상방에 각각 설치되는 컬러 필터층; 상기 적어도 하나의 필터부를 투과하는 제1 광 신호를 감지하고, 상기 제1 광 신호의 강도는 상기 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 얻도록 지문 인식 환경을 결정하는 상기 적어도 하나의 제1타입 픽셀을 포함하는 지문 인식 장치를 제공한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 장치는 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제1 광 신호의 강도에 기초하여 상기 지문 인식 환경을 결정하고; 상기 지문 인식 환경에 기초하여, 상기 목표 수집 매개변수를 결정한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 전자 장치의 프로세서는,
상기 제1 광 신호의 강도에 기초하여, 상기 지문 인식 환경을 결정하고; 상기 지문 인식 환경에 기초하여, 상기 목표 수집 매개변수를 결정한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 적색 필터부를 포함하고, 상기 적색 필터부는 적색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 적색 광 신호를 포함한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 프로세서는 구체적으로,
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 크면, 상기 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정하고; 상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같으면, 상기 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 청색 필터부를 포함하고, 상기 청색 필터부는 청색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 청색 광 신호를 더 포함한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 프로세서는 구체적으로,
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같고, 상기 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호 강도보다 크면, 상기 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 프로세서는 구체적으로,
소정의 주변광에 대한 상기 지문 인식 환경의 주변광의 변화량에 따라, 소정의 수집 매개변수를 조절하는 조절량을 결정하고, 상기 소정의 주변광 환경에서, 상기 지문 광 신호를 수집할 때의 수집 매개변수는 상기 소정의 수집 매개변수이며; 상기 소정의 수집 매개변수와 상기 조절량에 따라, 상기 목표 수집 매개변수를 결정한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 목표 매개변수는 목표 노광 시간 및 목표 이득 매개변수를 포함하고, 상기 소정의 수집 매개변수는 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수를 포함하며; 상기 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 상기 목표 노광 시간과 상기 목표 이득 매개변수의 곱인 목표 곱은, 상기 소정의 노광 시간과 상기 소정의 이득 매개변수의 곱인 소정의 곱과 상기 조절량의 차이며; 상기 지문 인식 환경이 정상 환경이면, 상기 조절량은 0이고, 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱이며; 상기 지문 인식 환경이 특정 환경이면, 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱과 상기 조절량의 합이다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 환경이 상기 강광 환경이면, 상기 프로세서는 구체적으로, 상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 크게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 작게 조절하거나; 또는 상기 소정의 노광 시간을 조절하지 않고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 작게 조절하거나; 또는 상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 작게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 작게 조절한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 환경이 상기 정상 환경이면, 상기 프로세서는 상기 소정의 노광 시간 및 상기 소정의 이득 매개변수를 조절하지 않는다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 환경이 상기 특정 환경이면, 상기 프로세서는 구체적으로, 상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 크게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 크게 조절하거나; 또는 상기 소정의 노광 시간을 조절하지 않고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 크게 조절하거나; 또는 상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 작게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 크게 조절한다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 특정 환경에서의 청색 광 성분은 정상 환경에서의 청색 광 성분보다 2배 많다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 균일하게 또는 불균일하게 분포된다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부가 상기 컬러 필터층에 균일하게 분포될 경우, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 간격을 두고 배열된다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분포된다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분산되어 분포된다.
일부 구현 가능한 방식에서，상기 지문 인식 장치는 적어도 하나의 차광층과 마이크로 렌즈 어레이를 포함하며, 상기 적어도 하나의 차광층은 상기 마이크로 렌즈 어레이 하방에 위치하고, 복수의 투광 핀홀이 설치되며, 상기 픽셀 어레이는 상기 마이크로 렌즈 어레이에 의해 상기 복수의 투광 핀홀로 수렴되고 상기 복수의 투광 핀홀을 통과한 광 신호를 수신하고; 상기 컬러 필터층은 상기 적어도 하나의 차광층과 상기 마이크로 렌즈 어레이 사이에 설치된다.
제3측면은, 표시 화면; 및 제2 측면 및 이의 어느 하나의 구현 가능한 방식의 지문 인식 장치를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
상기 기술방안에서, 지문 인식 장치는 픽셀 상방에 설치된 필터부를 포함하고, 필터부는 서로 다른 컬러의 광 신호를 투과시켜, 상기 픽셀이 서로 다른 컬러의 광 신호를 감지할 수 있도록 하여, 감지된 서로 다른 컬러의 광 신호에 기초하여 지문 인식 환경을 결정하므로, 지문 인식 환경에 대응하는 지문 광 신호를 수집하는 수집 매개변수를 결정할 수 있고, 상기 수집 매개변수에 기초하여 진행하는 지문 인식의 정확도가 높다.
도 1a 및 도 1b는 본 출원의 실시예가 적용될 수 있는 전자 장치의 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1a 및 도 1b에 도시된 전자 장치의 A-A’방향에 따른 단면 개략도이다.
도 3은 본 출원의 실시예의 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다.
도 4 내지 도 8은 본 출원의 실시예의 필터부의 분포 방식의 개략도이다.
도 9는 본 출원의 실시예의 다른 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다.
도 10은 본 출원의 실시예의 지문 인식 방법의 개략도이다.
도 11 및 도 12는 본 출원의 실시예의 지문 인식 방법의 두 가지 구체적 구현의 개략적 흐름도이다.
도 13은 두 가지 지문 인식 방법을 이용하여 얻은 대비도이다.
도 14는 본 출원의 실시예의 전자 장치의 개략적 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1a 및 도 1b에 도시된 전자 장치의 A-A’방향에 따른 단면 개략도이다.
도 3은 본 출원의 실시예의 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다.
도 4 내지 도 8은 본 출원의 실시예의 필터부의 분포 방식의 개략도이다.
도 9는 본 출원의 실시예의 다른 지문 인식 장치의 개략적인 구조도이다.
도 10은 본 출원의 실시예의 지문 인식 방법의 개략도이다.
도 11 및 도 12는 본 출원의 실시예의 지문 인식 방법의 두 가지 구체적 구현의 개략적 흐름도이다.
도 13은 두 가지 지문 인식 방법을 이용하여 얻은 대비도이다.
도 14는 본 출원의 실시예의 전자 장치의 개략적 블록도이다.
이하에서는 도면을 결합하여, 본 출원의 실시예 중의 기술방안을 설명한다.
이해해야 할 것은, 본 출원의 실시예는 지문 시스템에 응용될 수 있고, 광학, 초음파 또는 기타 지문 검출 시스템 및 광학, 초음파 또는 기타 지문 이미징에 기초한 의료 진단 제품을 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 본 출원의 실시예는 단지 광학 지문 시스템을 예시로 설명했을 뿐, 본 출원의 실시예를 한정하기 위한 것은 아니며, 본 출원의 실시예는 기타 광학, 초음파 또는 기타 이미징 기술을 이용한 시스템 등에도 동일하게 적용될 수 있다.
일반적인 응용으로서, 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 광학 지문 시스템은 스마트폰, 태블릿PC 및 표시 화면이 구비된 기타 이동 단말기 또는 기타 전자 장치에 응용될 수 있고, 보다 구체적으로, 상기 전자 장치에서, 광학 지문 인식 모듈은 표시 화면 하방의 일부 영역 또는 전체 영역에 설치되어, 언더 스크린(Under-screen 또는Under-display) 광학 지문 시스템을 형성할 수 있다. 또는, 상기 광학 지문 모듈은 상기 전자 장치의 표시 화면 내부에 부분적으로 또는 완전히 통합되어, 인 스크린(In-screen 또는In-display) 광학 지문 시스템을 형성할 수도 있다.
언더 스크린 광학 지문 검출 기술은 장치의 디스플레이 어셈블리의 상면으로부터 리턴된 광선을 사용하여 지문 감지 및 다른 감지 조작을 진행한다. 상기 리턴된 광선은 상기 상면에 접촉한 물체(예를 들면 손가락)의 정보를 지니고, 상기 손가락에서 리턴된 광을 수집 및 검출하여, 표시 화면 하방에 위치하는 특정 광학 센서 모듈의 광학 지문 검출을 실현한다. 광학 센서 모듈의 설계는 리턴된 광을 수집 및 검출하기 위한 광학 소자를 적절히 설치함으로써 원하는 광학 이미징을 실현할 수 있다.
도 1a 및 도 2a는 본 출원의 실시예가 적용될 수 있는 전자 장치의 개략도이다. 여기서, 도 1a 및 도 2a는 전자 장치(10)의 방향성 개략도이고, 도 1b 및 도 2b는 각각 도 1a 및 도 2a에 도시한 전자 장치(10)의 A-A’방향에 따른 부분 단면 개략도이다.
상기 전자 장치(10)는 표시 화면(120) 및 지문 인식 장치(130)를 포함한다. 상기 지문 인식 장치(130)는 상기 표시 화면(120) 하방의 일부 영역에 설치된다. 지문 인식 장치(130)는 광학 지문 센서를 포함하고, 상기 광학 지문 센서는 복수의 광학 감지부(131, 픽셀, 감광 픽셀, 픽셀부 등으로 칭할 수 있음)가 구비된 감지 어레이(133)를 포함한다. 상기 감지 어레이(133)가 위치한 영역 또는 그 감지 영역은 지문 인식 장치(130)의 지문 인식 영역(103)이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 지문 인식 영역(103)은 상기 표시 화면(120)의 표시 영역 내부에 위치한다. 대안적인 구현 방식에서, 지문 인식 장치(130)는 다른 위치에 설치되고, 예를 들어 상기 표시 화면(120)의 측면 또는 상기 전자 장치(10)의 가장자리의 비투과 영역에 설치되며, 광 경로 설계를 통해 상기 표시 화면(120)의 표시 영역의 적어도 일부로부터의 광 신호를 상기 지문 인식 장치(130)로 유도함으로써, 지문 인식 영역(103)이 실제로 상기 표시 화면(120)의 표시 영역에 위치하도록 한다.
이해해야 할 것은, 지문 인식 영역(103)의 면적은 지문 인식 장치(130)의 감지 어레이(133)의 면적과 다를 수 있고, 예컨대 렌즈 이미징 광 경로 설계, 반사식 폴딩 광 경로 설계 또는 기타 광선 수렴 또는 반사 등과 같은 광 경로 설계를 통해, 지문 인식 장치(130)의 지문 인식 영역(103)의 면적이 지문 인식 장치(130)의 감지 어레이(133)의 면적보다 크게 할 수 있다. 기타 대안적인 구현 방식에서, 예를 들어 광선 시준 방식에 의해 광 경로를 유도할 경우, 지문 인식 장치(130)의 지문 인식 영역(103)은 지문 인식 장치(130)의 감지 어레이(133)의 면적과 거의 일치하도록 설계될 수도 있다.
따라서, 사용자가 상기 전자 장치(10)에 대해 잠금 해제 또는 기타 지문 인증을 해야 할 경우, 손가락으로 상기 표시 화면(120)에 위치한 지문 인식 영역(103)을 누르기만 하면 지문 입력을 실현할 수 있다. 지문 검출은 화면 내에서 실현될 수 있으므로, 상기 구조를 사용한 전자 장치(10)는 그 정면에 지문 버튼(예를 들면 홈 버튼)을 설치하기 위한 공간을 미리 남겨둘 필요가 없어, 전체 화면 방안을 사용할 수 있다. 즉, 상기 표시 화면(120)의 표시 영역은 거의 전체 전자 장치(10)의 정면으로 확장될 수 있다.
선택 가능한 구현 방식으로서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 지문 인식 장치(130)는 광 검출부(134) 및 광학 어셈블리(132)를 포함한다. 상기 광 검출부(134)는 상기 감지 어레이(133) 및 상기 감지 어레이(133)와 전기적으로 연결된 판독 회로 및 기타 보조 회로를 포함하되, 반도체 공정을 통해 하나의 다이(Die)에 제작되어, 광학 지문 센서(광학 지문 다이, 센서, 센서 다이, 다이 등으로 칭할 수도 있음)를 형성할 수 있다. 상기 감지 어레이(133)는 구체적으로 어레이식으로 분포된 복수의 광 검출기를 포함하는 광 검출기(Photo detector) 어레이일 수 있고, 상기 광 검출기는 상술한 바와 같은 광학 감지부로 사용될 수 있다. 상기 광학 어셈블리(132)는 상기 광 검출부(134)의 감지 어레이(133)의 상방에 설치될 수 있고, 구체적으로 필터층(Filter), 도광층 또는 광 경로 안내 구조 및 기타 광학 소자를 포함할 수 있으며, 상기 필터층은 손가락을 투과하는 주변광을 걸러낼 수 있고, 상기 도광층은 주로 지문 검출을 진행하도록 손가락 표면에서 반사되어 리턴된 반사광을 상기 감지 어레이(133)로 유도한다.
구체적인 구현에서, 상기 광학 어셈블리(132)는 상기 광 검출부(134)와 함께 동일한 광학 지문 부재에 패키징될 수 있다. 예를 들면, 상기 광학 어셈블리(132)는 상기 광학 검출부(134)와 함께 동일한 광학 지문 다이에 패키징될 수도 있고, 상기 광학 어셈블리(132)를 상기 광 검출부(134)가 위치한 다이 외부에 설치할 수도 있으며, 예를 들면 상기 광학 어셈블리(132)는 상기 다이 상부에 접합되거나, 또는 상기 광학 어셈블리(132)의 일부 소자가 상기 다이 내에 통합된다.
상기 광학 어셈블리(132)의 도광층은 다양한 구현 방안이 있다. 예를 들면, 상기 도광층은 구체적으로 반도체 실리콘 웨이퍼 제작 과정에서 만들어진 시준기(Collimator)층일 수 있고, 복수의 시준부 또는 미세홀 어레이를 구비하며, 상기 시준부는 구체적으로 핀홀일 수 있고, 손가락에서 반사되어 리턴된 반사광 중, 상기 시준부에 수직으로 입사되는 광선은 그 하부의 광학 감지부를 통과하면서 수신될 수 있고, 입사각이 너무 큰 광선은 상기 시준부 내부에서 수회 반사를 거쳐 약화되므로, 각 광학 감지부는 기본적으로 바로 위의 지문 무늬에서 반사되어 리턴된 반사광만을 수신할 수 있으므로, 상기 감지 어레이(133)는 손가락의 지문 이미지를 검출할 수 있다.
다른 구현 방식에서, 상기 도광층은 하나 또는 복수의 비구면 렌즈로 구성된 렌즈 그룹과 같은, 하나 또는 복수의 렌즈부를 구비하는 광학 렌즈(Lens)층일 수도 있고, 손가락에서 반사되어 리턴된 반사광을 그 하방의 광 검출부(134)의 감지 어레이(133)로 수렴시켜, 상기 감지 어레이(133)가 상기 반사광에 기초하여 이미징을 진행할 수 있도록 하여, 상기 손가락의 지문 이미지를 얻을 수 있다. 선택적으로, 상기 광학 렌즈층은 상기 렌즈부의 광 경로에 핀홀이 더 형성될 수 있고, 상기 핀홀은 상기 광학 렌즈층과 함께 지문 인식 장치(130)의 시야를 확대시켜, 지문 인식 장치(130)의 지문 이미징 효과를 향상시킬 수 있도록 한다.
기타 구현 방식에서, 상기 도광층은 구체적으로 마이크로 렌즈(Micro-Lens)층을 사용할 수도 있고, 상기 마이크로 렌즈층은 복수의 마이크로 렌즈로 형성된 마이크로 렌즈 어레이를 구비하고, 반도체 성장 공정 또는 기타 공정을 통해 상기 광 검출부(134)의 감지 어레이(133) 상방에 형성될 수 있고, 각 마이크로 렌즈는 상기 감지 어레이(133) 중 하나의 감지부에 각각 대응할 수 있다. 또한, 상기 마이크로 렌즈층과 상기 감지부 사이에 매개층 또는 둔화층과 같은 기타 광학 필름층을 더 형성할 수 있다. 추가적으로, 상기 마이크로 렌즈층과 상기 감지부 사이에 미세홀이 구비된 차광층(차광층(shading), 차광층(blocking)등으로 칭함)을 더 포함할 수 있고, 상기 미세홀은 그에 대응하는 마이크로 렌즈와 감지부 사이에 형성되고, 상기 차광층은 인접한 마이크로 렌즈와 감지부 사이의 광학 간섭을 차단할 수 있고, 또한 상기 감지부에 대응하는 광선이 상기 마이크로 렌즈를 통해 상기 미세홀 내부로 수렴되어 상기 미세홀을 거쳐 상기 감지부로 전송되어 광학 지문 이미징을 진행할 수 있도록 한다.
이해해야 할 것은, 상기 도광층의 몇 가지 구현 방안은 단독으로 사용할 수도 있고 결합하여 사용할 수도 있다. 예를 들면, 상기 시준기층 또는 상기 광학 렌즈층의 상방 또는 하방에 마이크로 렌즈층을 추가로 설치할 수 있다. 물론, 상기 시준기층 또는 상기 광학 렌즈층을 상기 마이크로 렌즈층과 결합하여 사용할 경우, 구체적인 적층 구조 또는 광 경로는 실제 필요에 따라 조절해야 할 수 있다.
선택 가능한 구현 방식으로서, 상기 표시 화면(120)은 자체 발광 표시부를 가진 표시 화면을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 표시 화면(120)은 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED) 표시 화면 또는 마이크로 발광 다이오드(Micro-LED) 표시 화면일 수 있다. OLED 표시 화면을 사용하는 것을 예로 들면, 지문 인식 장치(130)는 상기 OLED 표시 화면(120)의 상기 지문 인식 영역(103)에 위치한 표시부(즉 OLED광원)를 이용하여 광학 지문 검출의 여기 광원으로 할 수 있다. 손가락(140)으로 상기 지문 인식 영역(103)을 누르면, 상기 표시 화면(120)은 상기 지문 인식 영역(103) 상방의 손가락(140)으로 광(111)을 방출하고, 광(111)은 손가락(140)의 표면에서 반사가 일어나 반사광을 형성하거나 또는 상기 손가락(140)의 내부를 통해 산란되어 산란광을 형성하게 된다. 관련된 특허 출원에서, 설명의 편의를 위해, 상술한 반사광 및 산란광을 통칭하여 반사광이라고 한다. 지문의 융선(ridge)(141)과 골(valley)(142)은 광에 대한 반사능력이 상이므로, 지문의 융선으로부터의 반사광(151) 및 지문의 골로부터의 반사광(152)은 상이한 광 강도를 가지며, 반사광은 광학 어셈블리(132)를 통과한 후, 지문 인식 장치(130) 중의 감지 어레이(133)에 의해 수신되어 상응한 전기 신호, 즉 지문 검출 신호로 전환된다. 상기 지문 검출 신호에 기초하여 지문 이미지 데이터를 얻을 수 있고, 또한 지문 일치 검증을 추가로 진행하여, 상기 전자 장치(10)에서 광학 지문 검출 기능을 실현할 수 있다.
기타 구현 방식에서, 지문 인식 장치(130)는 내부 광원 또는 외부 광원을 사용하여 지문 검출을 진행하기 위한 광 신호를 제공할 수도 있다. 이러한 경우, 지문 인식 장치(130)는 액정 표시 화면 또는 기타 수동형 발광 표시 화면과 같은 비자체 발광 표시 화면에 적용될 수 있다. 백라이트 모듈 및 액정 패널을 구비한 액정 표시 화면에 적용되는 것을 예로 들면, 액정 표시 화면의 언더 스크린 지문 검출을 지원하기 위해, 상기 전자 장치(10)의 광학 지문 시스템은 광학 지문 검출에 사용되는 여기 광원을 더 포함할 수 있고, 상기 여기 광원은 구체적으로 적외선 광원 또는 특정 파장의 비가시적 광원일 수 있으며, 상기 액정 표시 화면의 백라이트 모듈의 하방에 설치되거나 또는 상기 전자 장치(10)의 보호커버의 하방 가장자리 영역에 설치될 수 있고, 지문 인식 장치(130)는 광 경로 안내를 통해 지문 검출 광이 지문 인식 장치(130)에 도달할 수 있도록 액정 패널 또는 보호커버의 가장자리 영역의 하방에 설치되거나, 또는, 지문 인식 장치(130)는 상기 백라이트 모듈의 하방에 설치될 수도 있으며, 상기 백라이트 모듈은 확산 시트, 휘도 향상 시트 및 반사 시트와 같은 필름층에 대해 구멍을 내거나 또는 기타 광학 설계를 수행하여 지문 검출 광이 액정 패널 및 백라이트 모듈을 투과하여 지문 인식 장치(130)에 도달하도록 허용한다. 지문 인식 장치(130)가 내부 광원 또는 외부 광원을 사용하여 지문 검출을 위한 광 신호를 제공할 경우, 검출 원리는 상술한 내용과 일치한다.
이해해야 할 것은, 구체적인 구현에서, 상기 전자 장치(10)는 투명 보호커버를 포함할 수 있고, 상기 커버는 유리 커버 또는 사파이어 커버일 수 있고, 상기 표시 화면(120)의 상방에 위치하여 상기 전자 장치(10)의 정면을 커버한다. 따라서, 본 출원의 실시예에서, 손가락으로 상기 표시 화면(120)을 누른다고 하는 것은 실질적으로 상기 표시 화면(120)의 상방의 커버를 누르거나 상기 커버판의 보호층 표면을 덮어 가리는 것이다.
상기 전자 장치(10)는 또한 회로판(150)을 포함할 수 있고, 회로판(150)은 지문 인식 장치(130)의 하방에 설치된다. 지문 인식 장치(130)는 뒷면 접착제를 통해 회로판(150) 상에 접착될 수 있고, 용접 패드 및 금속와이어를 통해 회로판(150)과 전기적으로 연결된다. 지문 인식 장치(130)는 회로판(150)을 통해 기타 주변 회로 또는 전자 장치(10)의 다른 소자와의 전기적인 연결 및 신호 전송을 실현할 수 있다. 예를 들면, 지문 인식 장치(130)는 회로판(150)을 통해 전자 장치(10)의 처리부의 제어신호를 수신할 수 있고, 회로판(150)을 통해 지문 인식 장치(130)로부터의 지문 검출 신호를 전자 장치(10)의 처리부 또는 제어부 등으로 출력할 수 있다.
일부 구현 방식에서, 지문 인식 장치(130)는 하나의 광학 지문 센서만 포함할 수 있고, 이때 지문 인식 장치(130)의 지문 인식 영역(103)의 면적이 작고 위치가 고정되므로, 사용자는 지문 입력 시 손가락으로 상기 지문 인식 영역(103)의 특정 위치를 눌러야 하며, 그렇지 않으면 지문 인식 장치(130)가 지문 이미지를 수집하지 못하여 사용자 체험감이 저하될 수 있다. 기타 대안적인 실시예에서, 지문 인식 장치(130)는 복수의 광학 지문 센서를 포함할 수 있다. 상기 복수의 광학 지문 센서는 이어 맞춤 방식에 의해 상기 표시 화면(120)의 하방에 나란히 배열될 수 있고, 또한 상기 복수의 광학 지문 센서의 감지 영역은 지문 인식 장치(130)의 지문 인식 영역(103)을 공동으로 구성한다. 이로써, 지문 인식 장치(130)의 지문 인식 영역(103)은 상기 표시 화면의 하반부의 주요 영역으로 확장(즉 손가락이 일반적으로 누르게 되는 영역으로 확장)되어, 블라인드 프레스 지문 입력 조작을 실현할 수 있다. 추가로, 상기 광학 지문 센서의 수가 충분할 경우, 상기 지문 인식 영역(103)은 절반 또는 심지어 전체 표시 영역으로 더 확장될 수 있어, 반 화면 또는 전체 화면 지문 검출을 실현할 수 있다.
예를 들면 도 2a 및 도 2b에 도시된 전자 장치(10)에서, 상기 전자 장치 중의 지문 인식 장치(130)는 복수의 광학 지문 센서를 포함하고, 상기 복수의 광학 지문 센서는 이어 맞춤 등 방식에 의해 상기 표시 화면(120)의 하방에 나란히 배열될 수 있고, 또한 상기 복수의 광학 지문 센서의 감지 영역은 지문 인식 장치(130)의 지문 인식 영역(103)을 공동으로 구성한다.
선택적으로, 지문 인식 장치(130)의 복수의 광학 지문 센서에 대응하고, 상기 광학 어셈블리(132)에 복수의 도광층이 포함될 수 있고, 각 도광층은 하나의 광학 지문 센서에 각각 대응되고, 대응되는 광학 지문 센서의 상방에 각각 부착된다. 또는, 상기 복수의 광학 지문 센서는 하나의 전체적인 도광층을 공유할 수도 있다. 즉, 상기 도광층은 상기 복수의 광학 지문 센서의 감지 어레이를 커버하기에 충분한 면적을 갖는다.
또한, 상기 광학 어셈블리(132)는 필터층(Filter) 또는 기타 광학 필름 시트와 같은 광학 소자를 더 포함할 수 있고, 상기 도광층과 상기 광학 지문 센서 사이에 설치되거나, 또는 상기 표시 화면(120)과 상기 도광층 사이에 설치될 수 있으며, 주로 광학 지문 검출에 대한 외부 간섭 광의 영향을 차단한다. 상기 필터시트는 손가락을 투과하여 상기 표시 화면(120)을 통해 상기 광학 지문 센서로 들어오는 주변광을 걸러낼 수 있다. 상기 도광층과 유사하게, 상기 필터시트는 간섭광을 걸러내도록 각 광학 지문 센서에 대해 각각 설치하거나, 또는 하나의 면적이 큰 필터시트를 사용하여 상기 복수의 광학 지문 센서를 동시에 커버할 수도 있다.
상기 도광층은 광학 렌즈(Lens)로 대체할 수도 있고, 상기 광학 렌즈 상방에는 지문 이미징을 구현하도록 차광 재료에 의해 작은 홀을 형성하여 상기 광학 렌즈와 함께 지문 감지 광을 하방의 광학 지문 센서로 수렴시킬 수 있다. 유사하게, 각 광학 지문 센서는 지문 이미지를 진행하도록 하나의 광학 렌즈가 각각 배치되거나 또는 상기 복수의 광학 지문 센서는 동일한 광학 렌즈를 이용하여 광선 수렴 및 지문 이미징을 실현할 수 있다. 기타 대체 실시예에서, 각 광학 지문 센서는 심지어 2개의 감지 어레이(Dual Array) 또는 복수의 감지 어레이(Multi-Array)를 구비할 수 있고, 동시에 2개 또는 복수의 광학 렌즈를 배치하여 상기 2개 또는 복수의 감지 어레이와 함께 광학 이미징을 진행하여, 이미징 거리를 줄이고 이미징 효과를 향상시킬 수 있다.
상이한 지문 인식 환경은 상이한 수집 매개변수에 대응되고, 수집 매개변수는 지문 인식 장치가 지문 광 신호를 수집할 때 사용한 매개변수이며, 수집 매개변수는 노광 시간일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 강광 환경에서, 지문 광 신호를 수집하는 노광 시간은 비교적 짧고, 약광 환경에서 지문 광 신호를 수집하는 노광 시간은 비교적 길다. 만약 지문 인식 장치가 지문 광 신호를 수집할 때 현재의 지문 인식 환경을 정확히 인식할 수 없다면, 예를 들면 강광 환경을 정상 환경이라고 잘못 판단한다면, 지문 인식 장치가 지문 광 신호를 수집할 때 사용한 수집 매개변수는 지문 인식 환경에 대응되지 않아, 지문 이미지에 모자이크 등 모양이 나타나는 상황이 발생하므로, FRR(False Rejection Rate) 및 FAR(False Acceptance Rate)이 증가하여, 지문 인식의 정확도가 크게 떨어진다.
이를 감안하여, 본 출원의 실시예는 지문 인식 환경을 인식한 후, 지문 인식 환경에 기초하여 지문 광 신호를 수집하여, 지문 인식의 정확도를 향상시킬 수 있는 지문 인식 장치를 제공한다.
설명해야 할 것은, 본 출원의 실시예에서의 지문 인식 장치는 광학 지문 인식 모듈, 광학 지문 장치, 지문 인식 모듈, 지문 모듈, 지문 수집 장치 등으로 칭할 수도 있으며, 상기 용어는 서로 대체할 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 9를 결합하여, 본 출원의 실시예에 따른 지문 인식 장치를 상세하게 설명한다.
설명할 점은, 이해의 편의를 위하여, 이하에서 보여준 실시예에서, 동일한 구조는 동일한 도면 부호를 사용하였고, 간결함을 위해, 동일한 구조에 대한 상세한 설명을 생략하였다.
이해해야 할 것은, 이하 도시된 본 출원의 실시예의 픽셀과 필터부의 수량 및 배열 방식 등은 단지 예시적 설명일 뿐, 본 출원의 구성에 대해 어떠한 한정도 아니다.
도 3은 본 출원의 실시예의 지문 인식 장치(300)의 개략적인 구조도이다. 상기 지문 인식 장치(300)는 언더 스크린 지문 인식을 위해 표시 화면(120) 하방에 설치된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 지문 인식 장치(300)는 픽셀 어레이(310)와 컬러 필터층(Colour Filer，CF, 350)을 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(310)는 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호(301)를 수집하고, 상기 지문 광 신호(301)는 지문을 인식하기 위한 것이다. 컬러 필터층(350)은 적어도 하나의 필터부(320)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터부(320)는 픽셀 어레이(310)의 적어도 하나의 제1 타입 픽셀(311) 상방에 각각 설치되고, 적어도 하나의 제1 타입 픽셀(311)은 적어도 하나의 필터부(320)을 투과하는 제1 광 신호(302)를 감지하고, 상기 제1 광 신호(302)의 강도는 지문 인식 환경을 결정하여, 지문 광 신호(301)를 수집하는 목표 수집 매개변수를 얻기 위한 것이며, 목표 수집 매개변수는 지문 인식 장치(300)의 수집 매개변수이다.
이해해야 할 것은, 상기 지문 인식 장치(300)는 상술한 지문 인식 장치(130)에 대응될 수 있고, 지문 인식 장치(300)의 기타 구체적인 사항은 전술한 지문 인식 장치(130)의 설명을 참고할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 지문 인식 장치는 픽셀 상방에 설치된 필터부를 포함하고, 필터부는 다른 컬러의 광 신호를 투과시켜, 상기 픽셀이 서로 다른 컬러의 광 신호를 감지할 수 있도록 하여, 감지된 서로 다른 컬러의 광 신호에 기초하여 지문 인식 환경을 결정하므로, 지문 인식 환경에 대응하는 지문 광 신호를 수집하는 수집 매개변수를 결정할 수 있으며, 상기 수집 매개변수에 기초하여 진행하는 지문 인식의 정확도가 높다.
선택적으로, 적어도 하나의 필터부(320)는 적어도 하나의 제1 타입 픽셀(311)과 일대일 대응될 수 있다.
적어도 하나의 필터부(320)는 적색 필터부 및/또는 청색 필터부를 포함할 수 있다. 적색 필터부는 적색 광 신호를 투과시키고, 청색 필터부는 청색 광 신호를 투과시킨다. 적어도 하나의 필터부(320)가 적색 필터부를 포함할 경우, 제1 광 신호(302)는 적색 광 신호를 포함하고, 적어도 하나의 필터부(320)가 청색 필터부를 포함할 경우, 제1 광 신호(302)는 청색 광 신호를 포함하며, 적어도 하나의 필터부(320)가 적색 필터부와 청색 필터부를 포함할 경우, 제1 광 신호(302)는 적색 광 신호와 청색 광 신호를 포함한다.
물론, 적어도 하나의 필터부(320)는 녹색 필터부 등과 같은 다른 필터부를 포함할 수도 있고, 본 출원의 실시예는 이에 대해 구체적으로 한정하지 않는다.
이해해야 할 것은, 본문에서 용어 “및/또는”은 관련 대상의 관련 관계를 설명하기 위한 것에 불과하고, 세 가지 관계가 존재할 수 있음을 의미하며, 예컨대, 'A 및/또는 B'는 A가 단독으로 존재하거나, A와 B가 동시에 존재하거나, B가 단독으로 존재하는 등 세 가지 경우를 의미할 수 있다.
적어도 하나의 필터부(320)는 일정 방식에 따라 컬러 필터층(350)에 분포될 수 있다. 일 예시로서, 적어도 하나의 필터부(320)는 컬러 필터층(350)에 불균일하게 배치될 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 필터부(320)는 적색 필터부와 청색 필터부를 포함하고, 적색 필터부와 청색 필터부는 상기 컬러 필터층(350)에 불균일하게 분포된다.
도 4 및 도 5에 도시한 적어도 하나의 필터부(320)의 분포 방식은 결정되는 지문 인식 환경의 정확도를 더욱 높여, 지문 인식의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
다른 예시로서, 적어도 하나의 필터부(320)는 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역에 분포될 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 필터부(320)는 적색 필터부를 포함하고, 도 6의 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역에 모두 적색 필터부가 분포되고, 도 7의 적색 필터부는 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역에 분산되어 분포된다. 예시적으로, 적어도 하나의 필터부(320)는 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역에 간격을 두고 배열될 수 있다.
본 출원의 실시예는 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역에 대해 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들면, 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역은 컬러 필터층(350)의 가장 외측의 적어도 한 바퀴의 컬러 필터부의 영역일 수 있다. 예를 들어 설명하면, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역은 컬러 필터층(350)의 가장 외측의 한 바퀴 영역일 수 있다. 또는 컬러 필터층(350)의 가장자리 영역은 컬러 필터층(350) 가장 외측의 두 바퀴 영역일 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 적어도 하나의 필터부(320)의 분포 방식은 필터부의 소비를 줄이고, 지문 인식 장치의 비용을 증가시킬 수 있다.
이해해야 할 것은, 도 4 내지 도 7은 본 출원의 실시예 중 적어도 하나의 필터부(320)의 예시적 분포도일 뿐이며, 적어도 하나의 필터부(320)는 기타 방식으로 컬러 필터층(350)에 분포될 수도 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 필터부(320)는 도 8에 도시된 방식으로 컬러 필터층(350)에 분포될 수 있다.
더 이해해야 할 것은, 적어도 하나의 필터부(320) 중의 2개 필터부 사이에는 일정한 영역이 더 존재할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 컬러 필터층(350)은 표시 화면(120)의 하부 표면에서 픽셀 어레이(310)의 상부 표면까지의 광 경로 중의 임의의 위치에 위치할 수 있다.
선택적으로, 제1 광 신호(302)는 적어도 하나의 필터부(320) 중의 전체 필터부를 투과하는 광 신호일 수 있다.
또는, 제1 광 신호(302)는 적어도 하나의 필터부(320) 중의 일부 필터부를 투과하는 광 신호일 수 있다. 상기 일부 필터부는 적어도 하나의 필터부(320) 중 분산된 N개의 필터부일 수도 있고, 적어도 하나의 필터부(320) 중 지정 영역의 필터부일 수도 있다.
선택적으로, 제1 광 신호(302)는 지문 광 신호(301)를 포함할 수도 있고, 지문 광 신호(301)를 포함하지 않을 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 구체적으로 한정하지 않는다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 도 9에 도시한 바와 같이, 지문 인식 장치(300)는 프로세서를 더 포함할 수 있고, 상기 프로세서(330)는 제1 광 신호(302)의 강도에 기초하여 지문 인식 환경을 결정한 후, 결정된 지문 인식 환경에 기초하여, 목표 수집 매개변수를 결정한다.
상기 프로세서(330)는 지문 인식 장치(300) 중의 프로세서이거나 또는 지문 인식 장치(300)가 위치하는 전자 장치 중의 프로세서일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 프로세서(330)는 CPU(Central Processing Unit)일 수 있으며, 상기 프로세서는 또한 기타 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA 또는 기타 프로그래머블 로직 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직 디바이스, 개별 하드웨어 컴포넌트일 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있고 또는 상기 프로세서는 통상의 모든 프로세서일 수도 있다.
이하 제1 광 신호(302)의 강도에 기초하여 지문 인식 환경을 결정하는 프로세서(330)의 구체적인 구현 방식에 대해 상세히 설명한다.
한 가지 구현 방식에서, 적어도 하나의 필터부(320)가 모두 적색 필터부이면, 제1 광 신호(302)는 적색 광 신호를 포함한다. 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 크면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정할 수 있고, 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같으면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정할 수 있다.
다른 구현 방식에서, 적어도 하나의 필터부(320)가 모두 청색 필터부이면, 제1 광 신호(302)는 청색 광 신호를 포함한다. 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호 강도보다 크면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정할 수 있다.
특정 환경은 청색 광 성분이 비교적 많은 환경을 의미할 수 있다. 예를 들면, 특정 환경에서의 청색 광 성분은 정상 환경에서의 청색 광 성분보다 2배 많고, 예를 들면 자외선등으로 조사되는 환경이다. 강광 환경에서의 광 강도는 10000lux보다 클 수 있으며, 예를 들어 광 강도는 15000lux 또는 20000lux일 수 있다. 정상 환경은 실험실, 공장 등과 같은 실내에서 광원이 LED(Light Emitting Diode) 광원인 환경일 수 있고, 정상 환경에서의 광의 강도는 10000lux 이하일 수 있다.
다른 구현 방식에서, 적어도 하나의 필터부(320)는 적색 필터부와 청색 필터부를 포함할 경우, 제1 광 신호(302)는 적색 광 신호와 청색 광 신호를 포함하고, 프로세서(330)는 먼저 적색 광 신호의 강도를 소정의 적색 광 신호의 강도와 비교하여, 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 크면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정할 수 있다. 만약 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작으면, 프로세서(330)는 청색 광 신호의 강도를 소정의 청색 광 신호의 강도와 비교하여, 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 크면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정할 수 있다. 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 작으면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정할 수 있다.
또는, 프로세서(330)는 먼저 청색 광 신호의 강도를 소정의 청색 광 신호의 강도와 비교하여, 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 크면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정할 수 있다. 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 작으면, 프로세서(330)는 적색 광 신호를 소정의 적색 광 신호와 비교하여, 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 크면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정할 수 있다. 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 작으면, 프로세서(330)는 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정할 수 있다.
또는, 프로세서(330)는 적색 광 신호의 강도를 소정의 적색 광 신호 강도와 비교함과 동시에, 청색 광 신호의 강도를 소정의 청색 광 신호 강도와 비교할 수 있다.
상기 내용에서 언급한 소정의 광 신호의 강도(예를 들면 소정의 적색 광 신호의 강도와 소정의 청색광 신호의 강도)는 정상 환경에서의 광 신호의 강도일 수 있다.
지문 인식 환경을 결정한 후, 프로세서(330)는 지문 인식 환경에 기초하여, 목표 수집 매개변수를 결정할 수 있다.
선택적으로, 수집 매개변수는 노광 시간을 포함할 수 있다.
선택적으로, 수집 매개변수는 노광 시간과 이득 매개변수를 포함할 수 있다.
가능한 실현예에서, 프로세서(330)는 결정된 지문 인식 환경(설명의 편의를 위해, 여기서는 목표 환경이라고 칭함) 및 지문 인식 환경과 수집 매개변수 사이의 대응 관계에 따라 목표 수집 매개변수를 결정할 수 있다.
예를 들면, 지문 인식 환경과 수집 매개변수 사이의 대응 관계에서, 강광 환경에 대응하는 노광 시간은 0.2ms이고, 특정 환경에 대응하는 노광 시간은 1ms이고, 정상 환경에 대응하는 노광 시간은 0.5ms이다. 목표 환경이 강광 환경이면, 프로세서(330)는 목표 수집 매개변수를 0.2ms로 결정할 수 있다.
다른 가능한 실시예에서, 프로세서(330)는 소정의 주변광에 대한 지문 인식 환경의 주변광의 변화량에 따라, 소정의 수집 매개변수의 조절량을 결정하여, 목표 수집 매개변수를 얻을 수 있다. 다시 말해, 프로세서(330)는 주변광의 변화량을 통해 목표 수집 매개변수를 결정할 수 있다.
소정의 주변광은 정상 환경에서의 주변광일 수 있고, 소정의 수집 매개변수는 정상 환경(즉 소정의 주변광 환경)에서, 픽셀 어레이(310)가 지문 광 신호(301)를 수집할 때 사용되는 수집 매개변수이다. 소정의 주변광에서의 적색 광 신호의 강도는 앞에서 언급한 소정의 적색 광 신호의 강도이며, 소정의 주변광에서의 청색 광 신호의 강도는 앞에서 언급한 소정의 청색 광 신호의 강도이다.
수집 매개변수가 노광 시간일 경우, 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 목표 노광 시간은 소정의 노광 시간과 조절량의 차이일 수 있고, 즉 프로세서(330)는 노광 시간을 작게 조절할 수 있으며; 지문 인식 환경이 특정 환경이면, 목표 노광 시간은 소정의 노광 시간과 조절량의 합일 수 있고, 즉 프로세서(330)는 노광 시간을 크게 조절할 수 있으며; 지문 인식 환경이 정상 환경이면, 조절량은 0이고, 프로세서(330)는 소정의 수집 매개변수를 조절하지 않고, 즉 목표 수집 매개변수는 소정의 수집 매개변수이다.
수집 매개변수는 노광 시간 및 이득 매개변수를 포함하고, 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱인 목표 곱은 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱인 소정의 곱과 조절량의 차이일 수 있다. 구체적인 구현에서, 프로세서(330)는 소정의 노광 시간을 증가시키고 소정의 이득 매개변수를 감소시키거나, 또는 프로세서(330)는 소정의 노광 시간을 조절하지 않고 소정의 이득 매개변수를 감소시키거나, 또는, 프로세서(330)는 소정의 노광 시간 및 소정의 이득 매개변수를 감소시킬 수 있다.
지문 인식 환경이 정상 환경이면, 조절량은 0이고, 프로세서(330)는 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱을 조절하지 않는다. 즉, 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱은 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱이다.
지문 인식 환경이 특정 환경이면, 목표 곱은 소정의 곱과 조절량의 합일 수 있다. 구체적인 구현에서, 프로세서(330)는 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수를 증가시키거나, 또는 프로세서(330)는 소정의 노광 시간을 조절하지 않고 소정의 이득 매개변수를 증가시키거나, 또는 프로세서(330)는 소정의 노광 시간을 감소시키고 소정의 이득 매개변수를 증가시킬 수 있다.
목표 수집 매개변수를 결정한 후, 픽셀 어레이(310)는 목표 수집 매개변수를 이용하여 지문 광 신호(301)를 수집하고, 지문 광 신호(301)에 기초하여 지문 이미지를 얻어, 지문 인식을 진행할 수 있다.
또는, 픽셀 어레이(310)는 제1 광 신호(302)와 지문 광 신호(301)를 동시에 수집할 수 있고, 프로세서(330)가 제1 광 신호(302)에 기초하여 지문 인식 환경을 결정한 후, 픽셀 어레이(310)는 지문 인식 환경에 대응하는 지문 알고리즘을 이용하여 지문 광 신호(310)를 처리함으로써, 더욱 정확한 지문 이미지를 얻을 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 지문 인식 장치(300)는 표시 화면(120)과 픽셀 어레이(310) 사이에 설치되어, 손가락으로 표시 화면(120)의 지문 인식 영역을 누르면 손가락 광 신호(310)를 픽셀 어레이(310)로 안내 또는 수렴시키는 광학 어셈블리(340)를 더 포함할 수 있다.
광학 어셈블리(340)는 도 1의 광학 어셈블리(132)에 대응될 수 있고, 구체적인 구현은 도 1에 도시한 실시예의 관련 설명을 참조할 수 있고, 간결함을 위해, 설명을 생략한다.
광학 어셈블리(340)는 적어도 하나의 차광층(342)과 마이크로 렌즈 어레이(341)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 차광층(342)에는 복수의 투광 핀홀이 설치되어 있고, 마이크로 렌즈 어레이(341)는 적어도 하나의 차광층(342) 상방에 설치되어, 손가락으로 표시 화면(120)을 누를 때, 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호(301)를 적어도 하나의 차광층(342)의 복수의 투광 핀홀로 수렴시키고, 지문 광 신호(301)는 적어도 하나의 차광층(342)의 복수의 투광 핀홀을 통해 픽셀 어레이(310)로 전송된다.
컬러 필터층(350)은 표시 화면(120)과 광학 어셈블리(340) 사이의 광 경로에 설치될 수 있고, 또는 컬러 필터층(350)은 마이크로 렌즈 어레이(341)에서 픽셀 어레이(310) 사이의 광 경로에 설치될 수 있으며, 구체적으로 컬러 필터층(350)은 적어도 하나의 차광층(342)과 마이크로 렌즈 어레이(341) 사이에 설치될 수 있다.
이해해야 할 것은, 본 출원의 실시예의 지문 인식 장치(300)는 추가로 손가락 진위 식별, 지문 인식 영역의 결정 등에 사용될 수 있다.
이상은, 도 3 내지 도 9를 결합하여, 본 출원의 장치 실시예에 대해 상세히 설명하였고, 이하 도 10과 결합하여, 본 출원의 방법 실시예에 대해 상세히 설명한다. 이해해야 할 것은, 방법 실시예와 장치 실시예는 서로 대응되며, 유사한 설명은 장치 실시예를 참조할 수 있다.
도 10은 본 출원의 실시예의 지문 인식 방법(400)의 개략적 흐름도를 나타낸다. 방법(400)은 전자 장치의 표시 화면 하방에 설치된 지문 인식 장치에 응용될 수 있고, 상기 지문 인식 장치는 픽셀 어레이와 컬러 필터층을 포함할 수 있으며, 컬러 필터층은 적어도 하나의 필터부를 포함하고, 적어도 하나의 필터부는 픽셀 어레이의 적어도 하나의 제1 타입 픽셀 상방에 각각 설치된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 지문 인식의 방법(400)은 아래 단계를 포함할 수 있다.
410에서, 제1 타입 픽셀에서 감지된 적어도 하나의 필터부를 투과한 제1 광 신호를 수집한다.
420에서, 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정한다.
430에서, 지문 인식 환경에 기초하여, 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 결정하고, 지문 광 신호는 지문 인식에 사용된다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 적색 필터부를 포함하고, 적색 필터부는 적색 광 신호를 투과시키고, 제1 광 신호는 적색 광 신호를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계는, 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 크면, 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정하는 단계; 적색 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 작거나 같으면, 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 청색 필터부를 더 포함하고, 청색 필터부는 청색 광 신호를 투과시키고, 제1 광 신호는 청색 광 신호를 더 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계는, 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같고, 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 크면, 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 상기 지문 인식 환경에 기초하여, 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집하는 목표 수집 매개변수를 결정하는 단계는, 소정의 주변광에 대한 지문 인식 환경의 주변광의 변화량에 따라, 소정의 수집 매개변수의 조절량을 결정하고, 소정의 주변광 환경에서, 지문 광 신호를 수집할 때의 수집 매개변수는 소정의 수집 매개변수인 단계; 소정의 수집 매개변수와 상기 조절량에 따라, 목표 수집 매개변수를 결정하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 목표 매개변수는 목표 노광 시간 및 목표 이득 매개변수를 포함하고, 소정의 수집 매개변수는 노광 시간과 소정의 이득 매개변수를 포함하며; 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱인 목표 곱은, 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱인 소정의 곱과 조절량의 차이며; 지문 인식 환경이 정상 환경이면, 조절량은 0이고, 목표 곱은 소정의 곱이며; 지문 인식 환경이 특정 환경이면, 목표 곱은 소정의 곱과 조절량의 합이다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 소정의 노광 시간은 목표 노광 시간으로 증가하고, 소정의 이득 매개변수는 목표 이득 매개변수로 감소하거나; 또는 목표 노광 시간은 소정의 노광 시간이고, 소정의 이득 매개변수는 목표 이득 매개변수로 감소하거나; 또는 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 감소하고, 소정의 이득 매개변수는 목표 이득 매개변수로 감소한다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 특정 환경에서의 청색 광 성분은 정상 환경에서의 청색 광 성분보다 2배 많다.
이해해야 할 것은, 도 10에 도시한 방법(400)은 상술한 실시예의 지문 인식 장치(300)에 의해 실행될 수 있으며, 방법(400)에서의 픽셀 어레이, 컬러 필터층, 적어도 하나의 필터부, 제1타입 픽셀은 각각 지문 인식 장치(300) 중의 픽셀 어레이(310), 컬러 필터층(350), 적어도 하나의 필터부(320) 및 제1 타입 픽셀(311)일 수 있다. 이해해야 할 것은, 도 10에서의 단계 또는 동작은 단지 예시일 뿐, 본 출원의 실시예는 기타 동작 또는 도 10의 각 동작의 변형을 실행할 수 있다.
지문 인식 방법(400)을 더욱 명확히 이해하도록, 이하 도 11 및 도 12를 결합하여 지문 인식 방법(400)의 두 가지 구체적인 구현 방식을 설명한다.
도 11에서의 적어도 하나의 필터부는 적색 필터부를 포함하고, 제1 광 신호는 적색 광 신호를 포함하고, 수집 매개변수는 노광 시간 및 이득 매개변수를 포함한다.
S510, 제1 광 신호를 수집한다.
S520, 제1 광 신호 중의 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 큰지 판단한다. 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색광 신호 강도보다 크면, S530을 실행하고, 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 작으면, S540을 실행한다.
S530, 현재의 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정하면, 소정의 노광 시간을 목표 노광 시간으로 크게 조절하고, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 작게 조절하여, 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱이 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱보다 작게 한다. 이후，S550를 실행한다.
선택적으로, 현재의 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 소정의 노광 시간을 조절하지 않을 수도 있다. 즉 목표 노광 시간은 소정의 노광 시간이며, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 작게 조절한다.
또는, 소정의 노광 시간을 목표 노광 시간으로 작게 조절하고, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 작게 조절할 수도 있다.
S540, 현재의 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정하면, 소정의 노광 시간 및 소정의 이득 매개 변수를 조절하지 않는다. 즉, 소정의 노광 시간은 목표 노광 시간이고, 소정의 이득 매개변수는 목표 이득 매개변수이며, 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱은 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱과 같다. 이후, S550를 실행한다.
S550, 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수에 기초하여, 지문 광 신호를 수집하고, 지문 광 신호를 처리하여 지문 이미지를 얻는다.
S560, 지문 이미지에 기초하여 지문 인식을 진행한다.
도 12중의 적어도 하나의 필터부는 적색 필터부 및 청색 필터부를 포함하고, 제1 광 신호는 적색 광 신호와 청색 광 신호를 포함하며, 수집 매개변수는 노광 시간과 이득 매개변수를 포함한다.
S610, 제1 광신호를 수집한다.
S620, 제1 광 신호 중의 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 큰지 판단한다. 만약 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 크면, S630를 실행하고; 만약 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작으면, S640를 실행한다.
S630, 현재의 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정하면, 소정의 노광 시간을 목표 노광 시간으로 크게 조절하고, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 작게 조절하여, 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱이 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱보다 작게 한다. 이후, S670를 실행한다.
선택적으로, 현재의 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 소정의 노광 시간을 조절하지 않을 수도 있다. 즉 목표 노광 시간은 소정의 노광 시간이며, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 작게 조절한다.
또는, 소정의 노광 시간을 목표 노광 시간으로 작게 조절하고, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 작게 조절할 수도 있다.
S640, 제1 광 신호 중의 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 큰지 판단한다. 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 크면, S650을 실행하고; 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호의 강도보다 작거나 같으면, S660을 실행한다.
S650, 현재의 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정하고, 소정의 노광 시간을 목표 노광 시간으로 작게 조절하고, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 크게 조절하여, 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱이 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱보다 크게 한다. 이후, S670을 실행한다.
선택적으로, 현재의 지문 인식 환경이 특정 환경이면, 소정의 노광 시간을 조절하지 않을 수도 있다. 즉 목표 노광 시간은 소정의 노광 시간이며, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 크게 조절한다.
또는, 소정의 노광 시간을 목표 노광 시간으로 크게 조절하고, 소정의 이득 매개변수를 목표 이득 매개변수로 크게 조절할 수도 있다.
S660, 현재의 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정하면, 소정의 노광 시간 및 소정의 이득 매개 변수를 조절하지 않는다. 즉, 소정의 노광 시간은 목표 노광 시간이고, 소정의 이득 매개변수는 목표 이득 매개변수이며, 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수의 곱은 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수의 곱과 같다. 이후 S670를 실행한다.
S670， 목표 노광 시간과 목표 이득 매개변수에 기초하여, 지문 광 신호를 수집하고, 지문 광 신호를 처리하여 지문 이미지를 얻는다.
S680，지문 이미지에 기초하여 지문 인식을 진행한다.
도 13은 두 가지 방식을 통해 지문 인식을 진행하는 FFR(False Rejection Rate)의 대비도를 나타낸다. 도 13의 실선은 방법(400)에 기초하여 지문 인식을 진행하는 FRR이다. 즉, 도 13의 실선은 컬러 필터층을 이용하여 지문 인식 환경을 결정한 후, 지문 인식 환경에 기초하여 일부 지문 광 신호를 수집할 때의 수집 매개변수를 조절하고 상기 수집 매개변수를 이용하여 지문 인식을 진행하여 얻은 FRR이다. 도 13의 점선은 컬러 필터층을 이용하여 지문 인식 환경을 결정하지 않고, 고정된 수집 매개변수를 이용하여 지문 광 신호를 수집하고 지문 인식을 진행하여 얻은 FRR이다.
도 13 의 가로 좌표는 서로 다른 손가락이다. 두 가지 지문 인식 장치로 8회 지문 인식을 각각 진행한 후, 실선으로 나타낸FRR는 최대 20%을 초과하지 않으며, 점선으로 나타낸 FRR는 최소 20%이고 최대로 75% 정도에 도달할 수 있으며, 실선으로 나타낸 FRR은 점선으로 나타낸 FRR보다 확실히 낮으며, 본 출원의 실시예의 지문 인식의 방법은 지문 인식의 정확도가 높은 것을 더욱 효과적으로 설명한다.
본 출원의 실시예는 전자 장치를 추가로 제공하고, 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 전자 장치(700)는 표시 화면(710) 및 지문 인식 장치(720)를 포함할 수 있다. 상기 지문 인식 장치(720)는 상술한 실시예의 지문 인식 장치(300)일 수 있으며, 표시 화면(710) 하방에 설치된다.
선택 가능한 실현예로서, 표시 화면(710)은 자체 발광 표시부를 구비하고, 상기 자체 발광 표시부는 지문 인식 장치(720)의 지문 인식에 사용되는 여기 광원으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 지문 인식 장치(720)는 도 10에 도시된 방법 실시예의 내용을 실행할 수 있다.
이해해야 할 것은, 표시 화면(710)은 비접이식 표시 화면일 수도 있고, 접이식 표시 화면일 수 도 있다. 즉, 유연한 표시 화면이다.
비한정적인 예로서, 본 출원의 실시예의 전자 장치는 단말 장비, 휴대폰, 태블릿 PC, 노트북, 데스크탑 컴퓨터, 게임 장비, 차량 전자 장치 또는 웨어러블 스마트 장치 등 휴대형 또는 이동형 컴퓨팅 장치 및 전자 데이터베이스, 자동차, 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine，ATM) 등의 기타 전자 장치일 수 있다. 상기 웨어러블 스마트 장치는 기능이 완전하고, 크기가 크며, 스마트폰에 의존하지 않고 모든 기능 또는 일부 기능을 구현할 수 있는 스마트 워치 또는 스마트 글래스 등 및 특정 종류의 애플리케이션 기능에만 초점을 두고 스마트폰과 같은 기타 장치와 결합해야 하는 바이탈 사인 모니터링을 수행하는 스마트 밴드, 스마트 쥬얼리와 같은 장치를 포함한다.
설명해야 할 것은, 모순되지 않는 한, 본 출원에서 설명한 각 실시예 및/또는 각 실시예의 기술 특징은 임의로 서로 결합될 수 있고, 결합된 기술 방안은 모두 본 출원의 보호범위에 속한다.
이해해야 할 것은, 본 출원의 실시예 및 특허청구범위에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 출원의 실시예를 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들면, 본 출원의 실시예 및 특허청구범위에서 사용된 “하나의”, “상술한” 및 “상기”와 같은 단수 형태들은 문맥에서 다른 의미를 명백하게 나타내지 않는 한 복수 형태도 포함한다.
당업자는 본문에서 공개한 실시예에서 설명한 각 예시의 유닛은, 전자식 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 양자의 결합으로 구현할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 호환 가능성을 명확하게 설명하기 위하여, 상술한 설명에서는 각 예의 구성 및 단계에 대해 기능에 따라 일반적으로 설명했다. 이러한 기능을 하드웨어 방식 아니면 소프트웨어 방식으로 실행할지는 기술방안의 특정 응용 및 설계 규제 조건에 의해 결정된다. 당업자라면 각각의 특정 응용에 따라 서로 다른 방법으로 상기 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현들이 본 발명의 범위를 벗어난 것으로 간주해서는 안 된다.
본 발명에서 제공한 여러 실시예에서, 개시된 시스템, 장치는 다른 방식으로도 실현될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어 상술한 장치의 실시예는 개략적인 것에 불과하며, 예를 들어 상기 유닛의 구분은 단지 논리적 기능을 구분한 것이며, 실제 구현 시 다르게 구분될 수 있고, 예를 들어, 복수의 유닛 또는 어셈블리는 다른 시스템에 결합되거나 또는 통합될 수 있거나, 또는 일부 특징이 생략될 수 있거나 또는 실행되지 않을 수도 있다. 또한, 도시되었거나 또는 논의된 상호 결합 간의 결합 또는 직접 결합 또는 통신 연결은 일부의 인터페이스를 통해 실현될 수 있으며, 장치 또는 유닛 간의 간접 결합 또는 통신 연결은, 전기적, 기계적 또는 다른 형태로 연결될 수 있다.
상기 분리 부재로 설명되는 유닛은, 물리적으로 분리되는 것일 수도 있고, 아닐 수도 있으며, 유닛으로 나타낸 부재들은 물리적 유닛일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 즉 한 곳에 위치하거나 또는 복수의 네트워크 유닛 상에 분포될 수도 있다. 실제의 필요에 따라 이러한 유닛 중 일부 또는 전체를 선택하여 본 실시예 방안의 목적을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 각 실시예들의 각 기능 유닛은 하나의 처리 유닛에 통합시킬 수 있으며, 또한 각 유닛은 물리적으로 단독으로 존재할 수도 있으며, 2개 이상의 유닛을 하나의 유닛에 통합시킬 수도 있다. 상술한 통합 유닛은 하드웨어 형식으로 실현될 수도 있고, 소프트웨어 기능 유닛 형식으로 실현될 수도 있다.
상기 통합된 유닛을 소프트웨어 기능 유닛의 형태로 구현하여 독립된 제품으로 판매 또는 사용할 경우, 하나의 컴퓨터 판독 가능 저장 매개체에 저장할 수 있다. 이러한 이해를 바탕으로, 본 발명의 기술방안은 본질적으로 또는 종래 기술에 대해 기여하는 부분 또는 상기 기술방안의 일부 또는 전부가 소프트웨어 제품의 형태로 구현될 수 있고, 상기 컴퓨터 소프트웨어 제품은 하나의 저장 매개체에 저장되며, 컴퓨터 장치(예를 들면 개인 컴퓨터, 서버, 또는 네트워크 장치 등)가 본 발명의 각 실시예의 상기 방법의 일부 또는 전체 단계를 수행하도록 복수의 명령을 포함한다. 상술한 저장 매개체는 USB메모리, 이동식 하드디스크, ROM(Read-Only-Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 디스크 또는 광 디스크 등 각종 프로그램 코드를 저장할 수 있는 매개체를 포함한다.
상술한 내용은 본 발명의 구체적 실시 방식에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 않고, 당업자가 본 발명에 의해 공개된 기술 범위 내에서 다양한 등가 변경 또는 대체를 쉽게 생각해 낼 수 있고, 이러한 변경 또는 대체는 모두 본 발명의 보호범위에 포함되어야 한다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 청구범위를 기준으로 해야 한다.
Claims (34)
- 전자 장치의 표시 화면 하방에 설치되는 지문 인식 장치에 응용되고, 상기 지문 인식 장치는 픽셀 어레이 및 컬러 필터층을 포함하며, 상기 컬러 필터층은 적어도 하나의 필터부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 픽셀 어레이의 적어도 하나의 제1 타입 픽셀 상방에 각각 설치되는, 지문 인식 방법에 있어서,
제1 타입 픽셀에서 감지되는 상기 적어도 하나의 필터부를 투과한 상기 제1 광 신호를 수집하는 단계;
상기 제1 광 신호의 강도에 따라, 지문 인식 환경을 결정하는 단계;
상기 지문 인식 환경에 기초하여 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 결정하고, 상기 지문 광 신호는 지문 인식에 사용되는 단계를 포함하는,
지문 인식 방법. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 적색 필터부를 포함하며, 상기 적색 필터부는 적색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 적색 광 신호를 포함하는,
지문 인식 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제1 광 신호의 강도에 따라 지문 인식 환경을 결정하는 단계는,
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호 강도보다 크면 상기 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정하는 단계;
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같으면 상기 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정하는 단계를 포함,
지문 인식 방법. - 제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 청색 필터부를 포함하며, 상기 청색 필터부는 청색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 청색 광 신호를 더 포함하는,
지문 인식 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제1 광 신호의 강도에 따라 지문 인식 환경을 결정하는 단계는,
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같고, 상기 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호 강도보다 크면, 상기 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정하는 단계를 포함하는,
지문 인식 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지문 인식 환경에 기초하여 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 결정하는 단계는,
소정의 주변광에 대한 상기 지문 인식 환경의 주변광의 변화량에 따라 소정의 수집 매개변수의 조절량을 결정하고, 상기 소정의 주변광 환경에서 상기 지문 광 신호를 수집할 때의 수집 매개변수는 상기 소정의 수집 매개변수인 단계;
상기 소정의 수집 매개변수와 상기 조절량에 따라 상기 목표 수집 매개변수를 결정하는 단계를 포함하는,
지문 인식 방법. - 제6항에 있어서,
상기 목표 매개변수는 목표 노광 시간 및 목표 이득 매개변수를 포함하고, 상기 소정의 수집 매개변수는 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수를 포함하며,
상기 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 상기 목표 노광 시간과 상기 목표 이득 매개변수의 곱인 목표 곱은 상기 소정의 노광 시간과 상기 소정의 이득 매개변수의 곱인 소정의 곱과 상기 조절량의 차이며;
상기 지문 인식 환경이 정상 환경이면, 상기 조절량은 0이고 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱이며;
상기 지문 인식 환경이 특정 환경이면, 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱과 상기 조절량의 합인,
지문 인식 방법. - 제7항에 있어서,
상기 지문 인식 환경이 상기 강광 환경이면,
상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 증가하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 감소하거나; 또는
상기 목표 노광 시간은 상기 소정의 노광 시간이고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 감소하거나; 또는
상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 감소하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 감소하는,
지문 인식 방법. - 제7항에 있어서,
상기 지문 인식 환경이 상기 정상 환경이면, 상기 목표 노광 시간은 상기 소정의 노광 시간이고, 상기 목표 이득 매개변수는 상기 소정의 이득 매개변수인,
지문 인식 방법. - 제7항에 있어서,
상기 지문 인식 환경이 상기 특정 환경이면,
상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 증가하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 증가하거나; 또는
상기 목표 노광 시간은 상기 소정의 노광 시간이고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 증가하거나; 또는
상기 소정의 노광 시간은 상기 목표 노광 시간으로 감소하고, 상기 소정의 이득 매개변수는 상기 목표 이득 매개변수로 증가하는,
지문 인식 방법. - 제5항, 제7항 또는 제10항에 있어서,
상기 특정 환경에서의 청색 광 성분은 정상 환경에서의 청색 광 성분보다 2배 많은,
지문 인식 방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 균일하게 또는 불균일하게 분포되는,
지문 인식 방법. - 제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부가 상기 컬러 필터층에 균일하게 분포될 경우, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 간격을 두고 배열되는,
지문 인식 방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분포되는,
지문 인식 방법. - 제14항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분산되어 분포되는,
지문 인식 방법. - 언더 스크린 지문 인식에 사용되도록 전자 장치의 표시 화면 하방에 설치되는 지문 인식 장치에 있어서,
지문을 인식하기 위한 지문 광 신호인 상기 표시 화면 상방의 손가락에 의해 반사 또는 산란되어 리턴된 지문 광 신호를 수집하는 픽셀 어레이;
적어도 하나의 필터부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 픽셀 어레이의 적어도 하나의 제1타입 픽셀 상방에 각각 설치되는 컬러 필터층;
상기 적어도 하나의 필터부를 투과하는 제1 광 신호를 감지하고, 상기 제1 광 신호의 강도는 상기 지문 광 신호를 수집할 때의 목표 수집 매개변수를 얻도록 지문 인식 환경을 결정하는 상기 적어도 하나의 제1타입 픽셀;
을 포함하는, 지문 인식 장치 - 제16항에 있어서,
상기 지문 인식 장치는 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는,
상기 제1 광 신호의 강도에 기초하여 상기 지문 인식 환경을 결정하고;
상기 지문 인식 환경에 기초하여 상기 목표 수집 매개변수를 결정하는,
지문 인식 장치. - 제16항에 있어서,
상기 전자 장치의 프로세서는,
상기 제1 광 신호의 강도에 기초하여 상기 지문 인식 환경을 결정하고;
상기 지문 인식 환경에 기초하여 상기 목표 수집 매개변수를 결정하는,
지문 인식 장치. - 제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 적색 필터부를 포함하고, 상기 적색 필터부는 적색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 적색 광 신호를 포함하는,
지문 인식 장치. - 제19항에 있어서,
상기 프로세서는 구체적으로,
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 크면 상기 지문 인식 환경을 강광 환경으로 결정하고;
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같으면 상기 지문 인식 환경을 정상 환경으로 결정하는,
지문 인식 장치. - 제19항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 적어도 하나의 청색 필터부를 포함하고, 상기 청색 필터부는 청색 광 신호를 투과시키고, 상기 제1 광 신호는 상기 청색 광 신호를 더 포함하는,
지문 인식 장치. - 제21항에 있어서,
상기 프로세서는 구체적으로,
상기 적색 광 신호의 강도가 소정의 적색 광 신호의 강도보다 작거나 같고, 상기 청색 광 신호의 강도가 소정의 청색 광 신호 강도보다 크면, 상기 지문 인식 환경을 특정 환경으로 결정하는,
지문 인식 장치. - 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서는 구체적으로,
상기 소정의 주변광에 대한 상기 지문 인식 환경의 주변광의 변화량에 따라 소정의 수집 매개변수의 조절량을 결정하고, 상기 소정의 주변광 환경에서 상기 지문 광 신호를 수집할 때의 수집 매개변수는 상기 소정의 수집 매개변수이며;
상기 소정의 수집 매개변수와 상기 조절량에 따라 상기 목표 수집 매개변수를 결정하는,
지문 인식 장치. - 제23항에 있어서,
상기 목표 매개변수는 목표 노광 시간 및 목표 이득 매개변수를 포함하고, 상기 소정의 수집 매개변수는 소정의 노광 시간과 소정의 이득 매개변수를 포함하며;
상기 지문 인식 환경이 강광 환경이면, 상기 목표 노광 시간과 상기 목표 이득 매개변수의 곱인 목표곱은 상기 소정의 노광 시간과 상기 소정의 이득 매개변수의 곱인 소정의 곱과 상기 조절량의 차이며;
상기 지문 인식 환경이 정상 환경이면, 상기 조절량은 0이고, 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱이며;
상기 지문 인식 환경이 특정 환경이면, 상기 목표 곱은 상기 소정의 곱과 상기 조절량의 합인,
지문 인식 장치. - 제24항에 있어서,
상기 지문 인식 환경이 상기 강광 환경이면, 상기 프로세서는 구체적으로,
상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 크게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 작게 조절하거나; 또는
상기 소정의 노광 시간을 조절하지 않고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 작게 조절하거나; 또는
상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 작게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 작게 조절하는,
지문 인식 장치. - 제24항에 있어서,
상기 지문 인식 환경이 상기 정상 환경이면, 상기 프로세서는 상기 소정의 노광 시간 및 상기 소정의 이득 매개변수를 조절하지 않는,
지문 인식 장치. - 제24항에 있어서,
상기 지문 인식 환경이 상기 특정 환경이면, 상기 프로세서는 구체적으로,
상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 크게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 크게 조절하거나; 또는
상기 소정의 노광 시간을 조절하지 않고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 크게 조절하거나; 또는
상기 소정의 노광 시간을 상기 목표 노광 시간으로 작게 조절하고, 상기 소정의 이득 매개변수를 상기 목표 이득 매개변수로 크게 조절하는,
지문 인식 장치. - 제22항, 제24항 또는 제27항에 있어서,
상기 특정 환경에서의 청색 광 성분은 정상 환경에서의 청색 광 성분보다 2배 많은,
지문 인식 장치. - 제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 균일하게 또는 불균일하게 분포되는,
지문 인식 장치. - 제29항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부가 상기 컬러 필터층에 균일하게 분포될 경우, 상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층에 간격을 두고 배열되는,
지문 인식 장치. - 제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분포되는,
지문 인식 장치. - 제31항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터부는 상기 컬러 필터층의 가장자리 영역에 분산되어 분포되는,
지문 인식 장치. - 제16항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지문 인식 장치는 적어도 하나의 차광층과 마이크로 렌즈 어레이를 포함하며, 상기 적어도 하나의 차광층은 상기 마이크로 렌즈 어레이 하방에 위치하고, 복수의 투광 핀홀이 설치되며, 상기 픽셀 어레이는 상기 마이크로 렌즈 어레이에 의해 상기 복수의 투광 핀홀로 수렴되고 상기 복수의 투광 핀홀을 통과한 광 신호를 수신하고;
상기 컬러 필터층은 상기 적어도 하나의 차광층과 상기 마이크로 렌즈 어레이 사이에 설치되는,
지문 인식 장치. - 표시 화면; 및
상기 표시 화면의 하방에 설치되는 제16항 내지 제33항 중 어느 한 항에 따른 지문 인식 장치를 포함하는,
전자 장치.
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