KR20220008426A

KR20220008426A - 지문 인증을 수행하는 전자 장치 및 그것의 동작 방법

Info

Publication number: KR20220008426A
Application number: KR1020200086221A
Authority: KR
Inventors: 성열민; 송성욱; 김기업; 최윤경
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-01-21
Also published as: CN113935000A; US11455821B2; US20220012449A1

Abstract

본 발명에 따른 전자 장치는 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 포함하는 터치 패널, 전자 장치의 지문 센싱 모드에서, 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 터치 패널에 접촉된 사용자의 지문에 대한 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 제2 지표 정보를 포함하는 보조 생체 정보를 획득하도록 구성된 터치 드라이버, 전자 장치의 지문 센싱 모드에서, 사용자의 지문에 대한 지문 정보를 획득하도록 구성된 지문 센서, 지문 정보 및 보조 생체 정보를 기반으로 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하여 인증 결과를 출력하도록 구성된 인증 모듈, 및 인증 결과를 기반으로 보안 동작을 수행하도록 구성된 애플리케이션 프로세서를 포함한다.

Description

지문 인증을 수행하는 전자 장치 및 그것의 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE PERFORMING FINGERPRINT AUTHENTICATION AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로 좀 더 상세하게는, 지문 인증을 수행하는 전자 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.

최근의 전자 장치들은 그것에 포함되는 다양한 전자 회로/모듈/칩의 동작들에 따라 다양한 기능(들)을 제공한다. 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등은 전자 장치들과 같은 이러한 전자 장치들은 다양한 기능을 제공하기 위해 많은 전자 회로들, 모듈들, 또는 칩들을 포함한다.

최근 전자 장치의 보안이 중요해짐에 따라, 전자 장치는 인증된 사용자에게 서비스를 제공하기 위한 다양한 사용자 인증 기능을 수행한다. 예를 들어, 지문 검출 및 인식은 널리 사용되는 사용자 인증 기능 중 하나이다. 전자 장치는 사용자 지문을 검출하고, 미리 저장된 인증 지문과 일치하는지 판별함으로써, 사용자 인증 기능을 제공할 수 있다. 그러나, 지문 위조 기술이 발달함에 따라, 위조된 지문을 통해 사용자 인증이 수행될 수 있으며, 이를 방지하기 위한 기술, 예를 들어, 안티-스푸핑(anti-spoofing)과 같은 기술들이 요구된다.

본 발명의 목적은 향상된 신뢰성을 갖는 전자 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 지문 인증을 수행하는 전자 장치는 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 포함하는 터치 패널; 상기 전자 장치의 지문 센싱 모드에서, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 상기 터치 패널에 접촉된 사용자의 지문에 대한 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 제2 지표 정보를 포함하는 보조 생체 정보를 획득하도록 구성된 터치 드라이버; 상기 전자 장치의 상기 지문 센싱 모드에서, 상기 사용자의 상기 지문에 대한 지문 정보를 획득하도록 구성된 지문 센서; 상기 지문 정보 및 상기 보조 생체 정보를 기반으로 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하여 인증 결과를 출력하도록 구성된 인증 모듈; 및 상기 인증 결과를 기반으로 보안 동작을 수행하도록 구성된 애플리케이션 프로세서를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 지문 인증을 수행하는 전자 장치의 동작 방법은 노멀 모드에서, 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 사용자의 터치를 감지하는 단계; 지문 센싱 모드에서, 사용자의 지문으로부터 지문 정보를 획득하는 단계; 상기 지문 센싱 모드에서, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 상기 사용자의 지문에 대한 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 제2 지표 정보를 획득하는 단계; 상기 지문 센싱 모드에서, 상기 지문 정보, 상기 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 상기 제2 지표 정보를 기반으로 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하여, 인증 결과를 생성하는 단계; 및 상기 인증 결과를 기반으로 보안 동작을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 지문 인증을 수행하는 전자 장치는 행 방향 및 열 방향을 따라 각각 신장된 복수의 터치 라인들을 포함하는 터치 패널; 상기 전자 장치의 노멀 모드에서, 제1 구동 방식 및 제2 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여, 사용자의 터치를 감지하고, 상기 전자 장치의 지문 센싱 모드에서, 상기 제1 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 터치 프로파일 정보를 획득하고, 상기 제2 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 제1 지표 정보를 획득하고, 제3 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치라인들을 제어하여 제2 지표 정보를 획득하도록 구성된 터치 드라이버; 상기 전자 장치의 상기 지문 센싱 모드에서, 상기 사용자의 상기 지문에 대한 지문 정보를 획득하도록 구성된 지문 센서; 및 상기 지문 정보 및 상기 보조 생체 정보에 대한 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하고, 상기 지문 매칭 동작 및 상기 안티-스푸핑 동작의 결과에 응답하여 보안 동작을 수행하도록 구성된 애플리케이션 프로세서를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 행 방향 및 열 방향을 따라 각각 신장된 복수의 터치 라인들을 포함하는 터치 패널을 제어하도록 구성된 터치 드라이버의 동작 방법은 터치 센싱 모드에서, 뮤추얼 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 제1 터치 데이터를 생성하는 단계; 상기 터치 센싱 모드에서, 제1 셀프 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 제2 터치 데이터를 생성하는 단계; 지문 센싱 모드에서, 상기 뮤추얼 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 터치 프로파일을 생성하는 단계; 상기 지문 센싱 모드에서, 상기 제1 셀프 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 제1 지표 정보를 생성하는 단계; 및 상기 지문 센싱 모드에서, 제2 셀프 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 제2 지표 정보를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 셀프 캡 구동 방식에서, 상기 복수의 터치 라인들 중 행 방향의 터치 신호 라인들로 제공되는 제1 터치 신호 및 열 방향의 터치 라인들로 제공되는 제2 터치 신호는 서로 동일한 위상을 갖고, 상기 제2 셀프 캡 구동 방식에서, 상기 행 방향의 터치 신호 라인들로 제공되는 제3 터치 신호 및 상기 열 방향의 터치 라인들로 제공되는 제4 터치 신호는 서로 동일한 반대 위상을 갖는다.

본 발명에 따르면, 전자 장치는 안티-스푸핑 동작에서, 사용자 지문에 의한 정전 용량 변화뿐만 아니라, 사용자의 접지 상태에 대한 정보가 반영된 지표 정보를 사용함으로써, 안티-스푸핑 동작의 오판단 확률이 감소될 수 있다. 따라서, 향상된 신뢰성을 갖는 전자 장치 및 그것의 동작 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 예시적을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 터치 패널, 표시 패널, 및 지문 센서를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 전자 장치의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 4는 도 1의 전자 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 터치 패널 및 터치 드라이버를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 터치 패널 및 터치 드라이버의 회로 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 터치 드라이버의 구동 방식을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 도 1의 터치 드라이버의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 9는 도 1의 터치 드라이버의 동작을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 10a 내지 도 10c는 터치 드라이버의 동작에 의해 획득된 보조 생체 정보를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 11a 내지 도 11c는 사용자의 접지 상태에 따른 제1 지표 정보 및 제2 지표 정보를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 12는 도 1의 전자 장치의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 1의 인증 모듈의 인증 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 14의 인증 모듈의 안티 스푸핑 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 15a 내지 도 15c는 도 14의 인증 모듈의 안티 스푸핑 동작을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 16의 인증 모듈의 인증 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 17은 도 16의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 인증 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 19는 본 발명에 따른 전자 장치의 예시적인 구현을 보여주는 개념도이다.

이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 예시적을 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 터치 패널, 표시 패널, 및 지문 센서를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 전자 장치(100)는 터치 패널(110), 터치 드라이버(120), 표시 패널(130), 디스플레이 드라이버(140), 지문 센서(150), 인증 모듈(160), 및 애플리케이션 프로세서(170)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)는 이동식 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 디지털 카메라, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 웨어러블(Wearable) 장치 등과 같은 다양한 전자 장치 중 하나일 수 있다.

터치 패널(110) 및 터치 드라이버(120)는 사용자의 터치 입력을 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(110)은 복수의 터치 라인들을 포함할 수 있다. 복수의 터치 라인들은 행 방향 및 열 방향으로 배열될 수 있다. 터치 드라이버(120)는 터치 패널(110)의 복수의 터치 라인들의 전압을 제어하고, 복수의 터치 라인들의 신호 변화를 기반으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

표시 패널(130)은 영상 정보를 외부로 표시하기 위한 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들 각각은 OLED 픽셀일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 패널(130)은 디스플레이 드라이버(140)의 제어에 따라 영상 정보를 표시하거나 또는 특정 영역의 픽셀들이 광을 방출하도록 할 수 있다. 디스플레이 드라이버(140)는 애플리케이션 프로세서(170) 또는 다른 그래픽 처리 유닛(GPU; graphic processing unit)의 제어에 따라 표시 패널(130)을 제어하도록 구성될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 터치 드라이버(120) 및 디스플레이 드라이버(140)가 별도의 하드웨어로 구현된 것으로 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 터치 드라이버(120) 및 디스플레이 드라이버(140) 각각은 별도의 반도체 칩, 반도체 장치, 반도체 패키지 등으로 구현될 수 있거나 또는 터치 드라이버(120) 및 디스플레이 드라이버(140)는 하나의 반도체 칩, 하나의 반도체 장치, 하나의 반도체 패키지 등으로 구현될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 터치 패널(110) 및 표시 패널(130)이 서로 분리된 것으로 도 1에 도시되어 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 반도체 기판 상에 표시 패널(130)이 형성되고, 그 상부에 터치 패널(110)이 형성될 수 있다. 또는 표시 패널(130) 및 터치 패널(110)은 동일한 공정에서 생성될 수 있다. 즉, 표시 패널(130) 및 터치 패널(110)은 온-셀 타입 또는 인-셀 타입으로 구현될 수 있다. 또는 표시 패널(130) 및 터치 패널(110)은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.

지문 센서(150)는 사용자의 지문을 검출하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 지문 센서(150)는 광학식 지문 센서일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 지문 센서(150)는 광학식 센서, 초음파식 센서, 또는 정전식 센서로 구현될 수 있다. 이하에서, 본 발명의 설명의 편의를 위해, 지문 센서(150)는 광학식 지문 센서인 것으로 가정한다.

예시적인 실시 예에서, 지문 센서(150)는 FoD(Fingerprint on Display)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 지문 센서(150)는 터치 패널(110) 및 표시 패널(130)의 하부에 형성될 수 있다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 터치 패널(110)의 지문 센싱 영역(SA) 및 표시 패널(130)의 지문 센싱 영역(SA')이 서로 정렬되도록, 터치 패널(110) 및 표시 패널(130)이 배치될 수 있다. 지문 센서(150)는 터치 패널(110)의 지문 센싱 영역(SA) 및 표시 패널(130)의 지문 센싱 영역(SA')과 정렬되도록, 표시 패널(130)의 하부에 배치될 수 있다. 사용자가 지문 센싱 영역(SA 또는 SA')에 손가락을 접촉한 경우, 지문 센서(150)는 사용자의 손가락의 지문에 대한 정보(이하에서, 설명의 편의를 위해 "지문 정보(FP)"라 칭함.)를 획득할 수 있다. 지문 정보(FP)는 인증 모듈(160)로 제공될 수 있다.

인증 모듈(160)는 지문 센서(150)로부터 제공된 지문 정보(FP)를 기반으로 사용자 인증을 수행할 수 있다. 이 때, 인증 모듈(160)은 터치 드라이버(120)로부터 제공된 보조 생체 정보(SB; secondary biometrics)를 기반으로 지문 정보(FP)에 대한 위조 여부를 판별(예를 들어, 안티-스푸핑 동작을 수행)할 수 있다.

예를 들어, 사용자의 지문은 실리콘, 고무, 필름, 종이, 젤라틴 등과 같은 다양한 물질들을 통해 위조될 수 있다. 이 때, 다양한 물질들을 통해 위조된 지문으로부터 지문 센서(150)를 통해 획득된 위조 지문 정보는 실제 사용자의 지문에 대한 지문 정보와 동일할 수 있으며, 이 경우, 위조 지문에 의해 사용자 인증이 허용될 수 있다.

이 때, 인증 모듈(160)은 사용자 지문의 위조 여부를 판별하기 위해, 보조 생체 정보(SB)를 사용할 수 있다. 보조 생체 정보(SB)는 터치 패널(110)을 통해 접촉된 물체(상술된 다양한 위조 물질 또는 사용자의 손가락을 포함함.)에 의한 정전 용량에 대한 정보 또는 정전 용량의 변화량에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실제 사람의 손가락이 터치 패널(110)의 지문 센싱 영역(SA)에 접촉된 경우, 사람의 손가락에 의해, 터치 패널(110)에서 정전 용량이 변화할 수 있다. 반면에, 실리콘, 고무, 필름, 종이, 젤라틴 등과 같은 다양한 위조 물질이 터치 패널(110)의 지문 센싱 영역(SA)에 접촉된 경우, 터치 패널(110)에서 정전 용량이 변화하지 않거나 또는 정전 용량의 변화량은 사람의 손가락에 의한 변화와 다를 수 있다.

즉, 인증 모듈(150)은 지문 정보(FP)가 획득되는 시점에서의, 터치 패널(110)을 통해 정전 용량 변화를 검출하고, 검출된 정전 용량 변화를 기반으로 위조 여부를 판별할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 인증 모듈(160)은 지문 정보(FP) 및 보조 생체 정보(SB)를 기반으로 기계 학습을 수행하고, 기계 학습의 결과를 기반으로 지문 위조 여부 및 사용자 인증(즉, 지문 매칭)을 수행할 수 있다. 인증 모듈(160)에 의해 수행된 인증 동작(즉, 지문 매칭 및 위조 판별)의 결과에 기반된 인증 결과(AR)는 애플리케이션 프로세서(170)로 제공될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 인증 모듈(160)은 별도의 하드웨어로 구현될 수 있다. 또는, 인증 모듈(160)은 지문 센서(150) 또는 애플리케이션 프로세서(170)에 포함될 수 있다. 또는 인증 모듈(160)은 소프트웨어 형태로 구현되며, 애플리케이션 프로세서(170)에 의해 구동될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 인증 모듈(160)은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

애플리케이션 프로세서(170)는 인증 결과(AR)를 기반으로 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서(170)는 인증 결과(AR)를 기반으로, 전자 장치(100)의 잠금 해제, 금융 결제, 보안 영역 접근 등과 같은 다양한 보안 동작을 수행할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 앞서 설명된 인증 모듈(160)에서 사용되는 보조 생체 정보(SB)는 터치 프로파일 정보, 제1 지표(indicator) 정보, 및 제2 지표 정보를 포함할 수 있다. 터치 프로파일 정보는 지문 센싱시, 터치 패널(110)에 의해 사용자의 터치로부터 수집된 터치 정보를 가리키고, 제1 및 제2 지표 정보는 사용자의 접지 상태를 검출하기 위한 정보를 가리킨다. 예시적인 실시 예에서, 제1 및 제2 지표 정보는 터치 드라이버(120)의 동작에 의해 터치 패널(110)의 복수의 터치 라인들로부터 획득 또는 수집될 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 인증 모듈(160)은 보조 생체 정보(SB)를 사용하여, 지문 위조 여부를 판별할 수 있다. 이 때, 본 발명에 따르면, 지문 위조 여부를 판별하는데 사용되는 보조 생체 정보(SB)는 사용자의 터치에 의해 발생한 정전 용량의 변화뿐만 아니라, 사용자의 접지 상태를 판별할 수 있는 정보(즉, 제1 및 제2 지표 정보)를 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자의 접지 상태에 따라 정전 용량의 변화량이 바뀌더라도, 인증 모듈(160)은 정상적인 위조 판별을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 전자 장치(100)의 보안성 및 신뢰성이 향상될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 보조 생체 정보(SB)와 관련된 구성, 및 보조 생체 정보(SB)를 획득하는 구성, 및 보조 생체 정보(SB)를 활용한 위조 판별 동작은 이하의 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 3은 도 1의 전자 장치의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, S110 단계에서, 전자 장치(100)는 지문 센서(150)를 사용하여, 전자 장치(100)에 접촉된 물체(예를 들어, 위조 지문 또는 실제 사용자의 지문)에 대한 지문 정보(FP)를 획득할 수 있다.

S120 단계에서, 전자 장치(100)는 터치 패널(110) 및 터치 드라이버(120)를 사용하여, 보조 생체 정보(SB)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 터치 드라이버(120)는 터치 패널(110)에 포함된 복수의 터치 라인들을 제어함으로써, 전자 장치(100)에 접촉된 물체(예를 들어, 위조 지문 또는 실제 사용자의 지문)에 의해 발생한 정전 용량의 변화에 대한 다양한 정보(예를 들어, 터치 프로파일, 제1 인디케이터 정보, 및 제2 인디케이터 정보)를 획득할 수 있다.

S130 단계에서, 전자 장치(100)는 지문 정보(FP) 및 보조 생체 정보(SB)를 기반으로 인증 동작(예를 들어, 지문 매칭 및 위조 여부 판별)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)의 인증 모듈(160)은 지문 센서(120)로부터 수집된 지문 정보(FP)가 사전에 등록된 지문 정보와 일치하는지 판별하는 지문 매칭 동작을 수행할 수 있다. 지문 매칭 동작의 결과가 성공인 경우, 인증 모듈(160)은 보조 생체 정보(SB)를 기반으로 수집된 지문 정보(FP)의 소스가 실제 사람의 손가락인지 또는 다른 물질(즉, 위조 지문)인지를 판별하는 안티-스푸핑 동작을 수행할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 인증 모듈(160)은 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작 각각을 기계 학습을 기반으로 개별적으로 또는 동시에 또는 병렬적으로 수행할 수 있다.

도 4는 도 1의 전자 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도면의 간결성을 위해, 지문 인식을 위해 필요한 정보(즉, 지문 정보(FP) 및 보조 생체 정보(SB))를 획득하는데 불필요한 구성 요소들은 도 4에서 생략된다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 전자 장치(100)는 터치 패널(110), 터치 드라이버(120), 표시 패널(130), 및 지문 센서(150)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 각 구성 요소들은 앞서 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

이하에서, 설명의 편의를 위하여, 지문 인식을 위해 터치 패널(110) 또는 전자 장치(100)의 상단에 접촉한 구성은 사용자의 손가락인 것으로 가정한다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 패널(110) 또는 전자 장치(100)의 상단에 접촉한 구성은 사용자의 손가락 이외에 다른 위조 물질들일 수 있으며, 이 경우, 본 발명에 따른 안티-스푸핑 동작에 의해 위조 지문이 판별될 수 있을 것이다.

터치 패널(110)의 상단에 사용자의 손가락이 접촉된 경우, 지문 센서(150)는 터치 패널(110)의 상단에 접촉된 사용자의 손가락으로부터 지문 정보(FP)를 수집할 수 있고, 터치 드라이버(120)는 터치 패널(110)의 복수의 터치 라인들을 구동하여, 보조 생체 정보(SB)를 수집할 수 있다.

보조 생체 정보(SB)는 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)를 포함할 수 있다. 터치 프로파일 정보(TPF)는 터치 패널(110)에 접촉된 사용자의 손가락에 대한 터치 정보를 가리킬 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 터치 프로파일 정보(TPF)는 제1 구동 방식을 기반으로 터치 패널(110)로부터 수집된 정보일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 구동 방식은 뮤츄얼 캡 구동 방식을 가리킬 수 있다.

제1 지표 정보(IND1) 및 제2 지표 정보(IND2)는 터치 패널(110)에 사용자의 손가락이 접촉될 당시에, 사용자의 접지 상태를 판별하기 위한 정보일 수 있다. 예를 들어, 사용자의 접지 상태는 사용자 인체의 임피던스(Z)로 표현될 수 있다. 사용자의 접지 상태, 즉, 사용자 인체의 임피던스(Z)는 전자 장치(100)의 위치, 전자 장치(110)와 사용자의 접촉 여부 등에 따라 달라질 수 있다.

좀 더 상세한 예로서, 전자 장치(100)의 상단에 사용자의 손가락만 접촉된 경우, 전자 장치(100)의 접지 및 사용자의 접지가 다를 수 있다. 사용자의 접지 및 전자 장치(100)의 접지가 다른 경우는 사용자의 접지 상태가 나쁜 것으로 표현될 수 있다. 이하에서, 사용자의 접지 상태가 나쁜 것은 로우 그라운드 상태(Low GND)인 것으로 지칭된다.

또는 전자 장치(100)의 상단에 사용자의 손가락이 접촉되고, 사용자의 인체 일부가 전자 장치(100)의 하우징 또는 다른 부분에 접촉된 경우, 사용자의 접지 및 전자 장치(100)의 접지는 서로 동일할 수 있다. 사용자의 접지 및 전자 장치(100)의 접지가 동일한 경우는 사용자의 접지 상태가 양호한 것으로 표현될 수 있다. 이하에서, 사용자의 접지 상태가 양호한 것은 굿 그라운드 상태(Good GND)인 것으로 지칭된다.

굿 그라운드 상태의 터치 프로파일 정보와 로우 그라운드 상태의 터치 프로파일 정보는 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 즉, 단순히 터치 프로파일 정보 또는 터치 패널의 단순 정전 용량 변화를 기반으로 안티-스푸핑이 수행될 경우, 실제 사용자의 손가락이 터치 패널(110)에 접촉되었음에도 불구하고, 사용자의 접지 상태에 따라 안티-스푸핑 결과가 달라질 수 있다. 즉, 사용자의 접지 상태에 따라 위조 지문 판별의 신뢰성이 저하될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상술된 바와 같이, 보조 생체 정보(SB)는 제1 및 제2 지표 정보(IND1, IND2)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 지표 정보(IND1, IND2)는 사용자의 접지 상태를 판별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 지표 정보(IND1)는 사용자의 접지 상태에 따라 다른 값을 가질 수 있고, 제2 지표 정보(IND2)는 사용자의 접지 상태와 무관하게 상대적으로 일정한 값을 가질 수 있다. 즉, 제1 및 제2 지표 정보(IND1, IND2)를 기반으로 사용자의 접지 상태가 판별될 수 있으며, 사용자의 접지 상태는 안티-스푸핑 동작에서 사용될 수 있다. 따라서, 안티-스푸핑 동작에서 사용자의 접지 상태까지 고려되기 때문에, 위조 지문 판별의 신뢰성이 향상될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 제1 지표 정보(IND1)는 제2 구동 방식을 기반으로 구동되는 터치 패널(110)로부터 수집될 수 있고, 제2 지표 정보(IND2)는 제3 구동 방식을 기반으로 구동되는 터치 패널(110)로부터 수집될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제2 구동 방식은 제1 셀프-캡 구동 방식을 가리킬 수 있고, 제3 구동 방식은 터치 패널의 터치 라인들에 대하여 역상 신호(reverse phase signal)를 사용하는 제2 셀프-캡 구동 방식을 가리킬 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 셀프-캡 구동 방식은 행 터치 라인들 및 열 터치 라인들로 동일한 위상 및 동일한 주파수를 갖는 터치 신호를 제공하는 구동 방식을 가리킬 수 있고, 제2 셀프-캡 구동 방식은 행 터치 라인들로 제1 터치 신호를 제공하고, 열 터치 라인들로 제1 터치 신호와 역상인 제2 터치 신호를 제공하는 구동 방식을 가리킬 수 있다. 각 라인들로 제공되는 터치 신호의 위상이 다르다는 점을 제외하면, 제1 및 제2 셀프-캡 구동 방식들의 다른 구성들은 유사할 수 있다.

상술된 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)를 수집하는 동작 및 구성은 도 5 내지 도 11c를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 5는 도 1의 터치 패널 및 터치 드라이버를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도면의 간결성을 위하여, 터치 패널(110)의 터치 라인들을 구동하는데 불필요한 구성 요소들은 생략되나, 터치 드라이버(120)는 다른 다양한 구성 요소들을 더 포함할 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 터치 패널(110)은 복수의 터치 라인들(X1~X3, Y1~Y3)을 포함할 수 있다. 복수의 터치 라인들(X1~X3, Y1~Y3)은 ITO(Indum Tin Oxide) 등과 같은 투명 전극으로 구현될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

복수의 터치 라인들(X1~X3, Y1~Y3)은 행 방향 및 열 방향을 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 행 터치 라인들(X1~X3) 각각은 행 방향을 따라 신장되고, 열 방향을 따라 배열될 수 있다. 제1 내지 제3 열 터치 라인들(Y1~Y3) 각각은 열 방향을 따라 신장되고, 행 방향을 따라 배열될 수 있다. 도 5에서, 복수의 터치 라인들(X1~X3, Y1~Y3)이 3개의 행들 및 3개의 열을 따라 구성되는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 라인들의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 터치 라인들(X1~X3, Y1~Y3)은 서로 중첩되도록 배치될 수 있다. 복수의 터치 라인들(X1~X3, Y1~Y3) 각각은 터치 드라이버(120)의 감지 증폭기 및 드라이버(S/A & Drvier)와 연결될 수 있고, 터치 드라이버(120)의 제어에 따라 구동될 수 있다.

예를 들어, 터치 영역(TA)에 사용자의 손가락이 터치된 경우, 제1 행 터치 라인(X1), 제1 열 터치 라인(Y1), 및 사용자의 손가락 각각의 사이에서 형성된 정전 용량들이 변화할 수 있으며, 터치 드라이버(120)의 감지 증폭기 및 드라이버(S/A & Drvier)는 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)을 통해 정전 용량의 변화량을 감지할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 정전 용량의 변화량을 감지하는 방식은 뮤추얼 캡 구동 방식 또는 셀프-캡 구동 방식 등을 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 도 5의 터치 패널 및 터치 드라이버의 회로 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도면의 간결성을 위하여, 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)과 관련된 구성들만 도 6에서 도시된다. 도 1, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 제1 행 터치 라인(X1)은 행 방향을 따라 신장될 수 있고, 제1 열 터치 라인(Y1)은 열 방향을 따라 신장될 수 있다. 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)은 특정 영역에서 서로 교차될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)은 전도성 물질이기 때문에, 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1) 사이에서 캐패시턴스(예를 들어, 뮤추얼 캐패시턴스(Cm)라 칭함.)가 형성될 수 있다. 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)이 교차하는 영역(즉, 터치 영역(TA))에 사용자의 손가락이 접촉되는 경우, 사용자의 손가락 및 제1 행 터치 라인(X1)에 의해 제1 행 셀프 캐패시턴스(Csx1)가 형성될 수 있고, 사용자의 손가락 및 제1 열 터치 라인(Y1)에 의해 제1 열 셀프 캐패시턴스(Csy1)가 형성될 수 있다.

제1 행 증폭기(A_X1)는 제1 행 터치 라인(X1)의 신호를 기준 신호(VCM)와 비교하고, 이를 증폭하여 제1 행 출력 신호(OUT_X1)를 출력할 수 있다. 제1 행 증폭기(A_X1)의 출력단 및 입력단 사이에는 캐패시터가 연결될 수 있다. 제1 행 드라이버(DRV_X1)는 제1 행 터치 라인(X1)의 전압 레벨을 제어하거나 또는 제1 행 터리 라인(X1)으로 터치 신호(TS)를 제공하도록 구성될 수 있다.

제1 열 증폭기(A_Y1)는 제1 열 터치 라인(Y1)의 신호를 기준 신호(VCM)와 비교하고, 이를 증폭하여 제1 열 출력 신호(OUT_Y1)를 출력할 수 있다. 제1 열 증폭기(A_Y1)의 출력단 및 입력단 사이에는 캐패시터가 연결될 수 있다. 제1 열 드라이버(DRV_Y1)는 제1 열 터치 라인(Y1)의 전압 레벨을 제어하거나 또는 제1 열 터치 라인(Y1)으로 터치 신호(TS)를 제공하도록 구성될 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 터치 드라이버의 구동 방식을 설명하기 위한 도면들이다. 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들은 생략되며, 도 6을 참조하여 설명된 터치 라인들(X1, Y1), 증폭기들(A_X1, A_Y1), 및 드라이버들(DRV_X1, DRV_Y1)을 기준으로 터치 드라이버(120)의 구동 방식이 설명된다. 예시적인 실시 예에서, 도 7a를 참조하여 제1 구동 방식, 즉, 뮤추얼 캡 구동 방식이 설명되고, 도 7b를 참조하여, 제2 구동 방식, 즉, 제1 셀프 캡 구동 방식이 설명되고, 도 7c를 참조하여 제3 구동 방식, 즉, 제2 셀프 캡 구동 방식이 설명된다.

먼저, 도 1 및 도 7a를 참조하면, 제1 구동 방식(예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식)에서, 제1 행 드라이버(DVR_X1)는 제1 행 터치 라인(X1)으로 일정한 레벨의 전압(DC)을 제공할 수 있고, 제1 열 드라이버(DVR_Y1)는 제1 열 터치 라인(Y1)으로 제1 터치 신호(TS1)를 제공할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 터치 신호(TS1)는 일정한 주파수를 갖고, 미리 정해진 전압 레벨의 범위 사이에서 토글하는 신호일 수 있다.

제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)이 교차하는 터치 영역(TA)에, 사용자의 손가락이 접촉될 수 있다. 이 경우, 사용자의 터치에 의해 제1 열 터치 라인(Y1) 및 제1 행 터치 라인(X1) 사이에서 형성된 제1 뮤추얼 커패시턴스(Cm)가 바뀔 수 있고, 제1 뮤츄얼 커패시턴스(Cm)의 변화량은 제1 행 증폭기(A_X1)에 의해 감지될 수 있다. 감지된 변화량은 제1 행 출력 신호(OUT_X1)로서 출력될 수 있다. 터치 드라이버(120)는 제1 행 출력 신호(OUT_X1)를 기반으로, 터치 영역(TA)에 사용자의 터치가 있음을 인지할 수 있다.

즉, 제1 구동 방식, 예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식에서, 터치 드라이버(120)는 제1 열 터치 라인(Y1)을 통해 제1 터치 신호(TS1)를 전송하고, 제1 행 터치 라인(X1)을 통해 뮤추얼 커패시턴스(Cm)의 변화량에 대응하는 신호를 감지함으로써, 제1 열 터치 라인(Y1) 및 제1 행 터치 라인(X1)이 교차하는 영역(즉, 터치 영역(TA))에서, 사용자의 터치가 발생했음을 감지할 수 있다.

다음으로, 먼저, 도 1 및 도 7b를 참조하면, 제2 구동 방식, 즉, 셀프 캡 구동 방식에서, 제1 행 드라이버(DVR_X1)는 제1 행 터치 라인(X1)으로 제1 터치 신호(TS1)를 제공할 수 있고, 제1 열 드라이버(DVR_Y1)는 제1 열 터치 라인(Y1)으로 제1 터치 신호(TS1)를 제공할 수 있다. 제1 행 드라이버(DVR_X1) 및 제1 열 드라이버(DVR_Y1) 각각으로부터 제공되는 제1 터치 신호(TS1)는 동일한 위상 및 동일한 주파수를 갖는 신호일 수 있다.

제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)이 교차하는 터치 영역(TA)에, 사용자의 손가락이 접촉될 수 있다. 이 경우, 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)으로 동일한 제1 터치 신호(TS1)가 제공됨에 따라, 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)에 의해 형성된 뮤추얼 캐패시턴스(Cm)에 의한 신호 변화는 없을 것이다. 반면에, 사용자의 터치에 의해 형성된 제1 행 셀프-캐패시턴스(Csx1)에 의해, 제1 행 터치 라인(X1)의 신호 변화, 전위 변화, 또는 전하량 변화가 발생할 수 있다.

제1 행 증폭기(A_X1)는 제1 행 터치 라인(X1)의 레벨을 기준 신호(VCM)와 비교함으로써, 제1 행 터치 라인(X1)의 신호 변화, 전위 변화, 또는 전하량 변화를 검출할 수 있고, 검출된 결과는 제1 행 출력 신호(OUT_X1)로서 출력될 수 있다. 비록 도면에 명시적으로 도시되지는 않았으나, 제1 열 터치 라인(Y1)에 대한 신호 변화 또한 유사한 방식으로 검출될 수 있다. 상술된 바와 같이, 터치 드라이버(120)는 제1 열 터치 라인(Y1) 및 제1 행 터치 라인(X1) 각각의 신호 변화를 감지함으로써, 제1 열 터치 라인(Y1) 및 제1 행 터치 라인(X1)이 교차하는 영역(즉, 터치 영역(TA))에서 사용자의 터치가 발생했음을 감지할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1 행 드라이버(DRV_X1) 및 제1 열 드라이버(DRV_Y1)는 장치 접지(GND_d)와 연결될 수 있고, 사용자는 인체 접지(GND_b)와 연결될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 사용자가 손가락을 터치 패널(110)에 접촉하면서, 전자 장치(100)의 하우징 또는 다른 부분을 함께 접촉한 경우, 인체 접지(GND_b) 및 장치 접지(GND_d)는 서로 동일할 것이다. 반면에, 사용자가 손가락만 터치 패널(110)에 접촉하고, 전자 장치(100)의 다른 부분과 접촉되지 않은 경우, 인체 접지(GND_b) 및 장치 접지(GND_d)는 서로 다를 것이다. 인체 접지(GND_b) 및 장치 접지(GND_d)가 서로 다른 경우(즉, 로우 그라운드 상태인 경우), 제1 행 출력 신호(OUT_X1) 또는 제1 열 출력 신호(OUT_Y1)의 감도가 저하될 수 있다.

좀 더 상세한 예로서, 사용자의 인체 전위(VB)는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

수학식 1을 참조하면, V_B는 사용자의 인체 전위를 가리키고, Csy1은 사용자의 손가락 및 제1 열 터치 라인(Y1)에 의해 형성된 제1 열 셀프-캐패시턴스의 값을 가리키고, V_Y1은 제1 열 터치 라인의 전위를 가리키고, Csx1은 사용자의 손가락 및 제1 행 터치 라인(X1)에 의해 형성된 제1 행 셀프-캐패시턴스의 값을 가리키고, V_X1은 제1 행 터치 라인의 전위를 가리키고, Z는 사용자 인체의 임피던스를 가리키고, TS는 제1 행 터치 라인(X1) 또는 제1 열 터치 라인(Y1)으로 제공되는 제1 터치 신호를 가리킬 수 있다.

사용자의 접지 상태가 굿 그라운드 상태인 경우, 즉, 사용자의 인체 접지(GND_b)가 장치 접지(GND_d)와 동일한 경우, 사용자 인체의 임피던스(Z)의 값이 제1 열 셀프-캐패시턴스(Csy1) 및 제1 행 셀프-캐패시턴스(Csx1)과 비교하여 상대적으로 크기 때문에(예를 들어, 약 200pF), 사용자의 인체 전위(V_B)가 제1 행 터치 라인(X1)의 전위(V_X1) 또는 제1 열 터치 라인(Y1)의 전위(V_Y1) 또는 터치 신호(TS)에 의해 영향을 크게 받지 않는다.

반면에, 사용자의 접지 상태가 로우 그라운드 상태인 경우, 즉, 사용자의 인체 접지(GND_b)가 장치 접치(GND_d)와 다른 경우, 사용자 인체의 임피던스(Z)의 값이 제1 열 셀프-캐패시턴스(Csy1) 및 제1 행 셀프-캐패시턴스(Csx1)과 비교하여 상대적으로 작거나 또는 그것들과 유사한 크기(예를 들어, 약 수 pF)를 갖기 때문에, 사용자의 인체 전위(V_B)가 제1 행 터치 라인(X1)의 전위(V_X1) 또는 제1 열 터치 라인(Y1)의 전위(V_Y1) 또는 터치 신호(TS)에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 경우, 사용자의 신체 전위(V_B)가 터치 신호(TS)에 의해 흔들리게 되며, 이로 인해, 제1 행 출력 신호(OUT_X1) 또는 제1 열 출력 신호(OUT_Y1)의 감도가 저하될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)으로 제공되는 터치 신호들을 서로 역상으로 구동함으로써, 사용자 인체의 임피던스에 의한 사용자 인체의 전위 변화가 상쇄될 수 있다.

예를 들어, 도 7c에 도시된 바와 같이, 제1 열 드라이버(Y1)는 제1 열 터치 라인(Y1)으로 제1 터치 신호(TS1)를 제공하고, 제1 행 드라이버(X1)는 제1 행 터치 라인(X1)으로 제2 터치 신호(TS2)를 제공할 수 있다. 이 때, 제1 터치 신호(TS1) 및 제2 터치 신호(TS2)는 서로 동일한 주파수를 갖는 역상 신호일 수 있다. 다시 말해서, 제1 터치 신호(TS1)가 로직 하이의 레벨을 갖는 경우, 제2 터치 신호(TS2)는 로직 로우의 레벨을 가질 수 있고, 반대로, 제1 터치 신호(TS1)가 로직 로우의 레벨을 갖는 경우, 제2 터치 신호(TS2)는 로직 하이의 레벨을 가질 수 있다.

이 경우, 수학식 1에 기재된 바와 같이, Csy1 및 Csx1이 동일하다는 전제하에서, 사용자 인체의 전위(V_B)는 제1 열 터치 라인(Y1) 및 제1 행 터치 라인(X1)의 전위와 무관하게 0으로 유지될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 일반적인 사용자의 터치시, Csy1 및 Csx1의 값은 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 이는 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 사용자의 터치는 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들에 걸쳐 형성되므로, 사용자의 손가락 및 복수의 행 터치 라인들 사이에 형성되는 Csx1 및 사용자의 손가락 및 복수의 열 터치 라인들 사이에 형성되는 Cxy1은 실질적으로 동일할 수 있다.

즉, 도 7c에 도시된 바와 같이, 제1 행 터치 라인(X1) 및 제1 열 터치 라인(Y1)으로 제공되는 터치 신호들이 서로 역상으로 구동됨으로써, 사용자의 접지 상태와 무관하게 일정한 출력 신호가 감지될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 도 7b를 참조하여 설명된 제2 구동 방식의 경우, 사용자의 접지 상태에 따라 감지된 신호의 감도가 달라질 수 있다. 반면에, 도 7c를 참조하여 설명된 제3 구동 방식의 경우, 감지된 신호의 감도가 사용자의 접지 상태와 무관하게 균일하게 유지될 수 있다. 즉, 제2 구동 방식을 통해 감지된 신호 및 제3 구동 방식을 통해 감지된 신호가 비교될 경우, 사용자의 접지 상태가 판별될 수 있다.

도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명된 터치 구동 방식은 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 설명하기 위한 예시들이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에 따른 터치 드라이버는 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명된 터치 구동 방식들을 기반으로, 복수의 열 터치 라인들 및 복수의 행 터치 라인들을 개별적으로 또는 종합적으로 제어할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 도 7a를 참조하여 설명된 제1 구동 방식(예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식)을 통해, 보조 생체 정보(SB)에 포함된 터치 프로파일 정보(TPF)가 획득될 수 있고, 도 7b를 참조하여 설명된 제2 구동 방식(예를 들어, 제1 셀프 캡 구동 방식)을 통해, 보조 생체 정보(SB)에 포함된 제1 지표 정보(IND1)가 획득될 수 있고, 도 7c를 참조하여 설명된 제3 구동 방식(예를 들어, 제2 셀프 캡 구동 방식)을 통해, 보조 생체 정보(SB)에 포함된 제2 지표 정보(IND2)가 획득될 수 있다.

도 8은 도 1의 터치 드라이버의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 8을 참조하면, 전자 장치(100)가 노멀 모드이거나 또는 터치 드라이버(120)가 노멀 터치 센싱 모드인 경우, 터치 드라이버(120)는 S211 단계 및 S212 단계의 동작들을 수행할 수 있다. 또는 전자 장치(100) 또는 터치 드라이버(120)가 지문 센싱 모드인 경우, 터치 드라이버(120)는 S231 단계 내지 S233 단계의 동작들을 수행할 수 있다.

S211 단계에서, 터치 드라이버(120)는 제2 구동 방식(예를 들어, 셀프 캡 구동 방식)을 기반으로 터치 패널(110)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 터치 드라이버(120)는 도 7b를 참조하여 설명된 바와 같이, 복수의 열 터치 라인들 및 복수의 행 터치 라인들로 제1 터치 신호를 제공하고, 복수의 열 터치 라인들 및 복수의 행 터치 라인들 각각의 전위 변화 또는 신호 변화를 감지함으로써, 제1 터치 데이터를 생성할 수 있다. 터치 드라이버(120) 또는 애플리케이션 프로세서(170)는 제1 터치 데이터를 기반으로, 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

S212 단계에서, 터치 드라이버(120)는 제1 구동 방식(예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식)을 기반으로 터치 패널(110)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 터치 드라이버(120)는 도 7a를 참조하여 설명된 바와 같이, 복수의 열 터치 라인들로 제1 터치 신호를 제공하고, 복수의 행 터치 라인들로 일정한 레벨의 전압을 제공하고, 복수의 행 터치 라인들의 전압 변화 또는 신호 변화를 감지함으로써, 제2 터치 데이터를 생성할 수 있다. 터치 드라이버(120) 또는 애플리케이션 프로세서(170)는 제2 터치 데이터를 기반으로, 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 제2 구동 방식(예를 들어, 셀프 캡 구동 방식)은, 터치 패널에 접촉된 이물질 또는 다른 요인에 의한 노이즈로 인해 발생한 터치 노이즈에 강건할 수 있으며, 제1 구동 방식(예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식)은, 멀티-터치를 지원할 수 있다. 즉, 노멀 터치 센싱 모드에서, 터치 드라이버(120)는 제1 구동 방식 및 제2 구동 방식을 함께 사용함으로써, 정상적인 터치 감지 및 멀티 터치를 지원하도록 구성될 수 있다.

S220 단계에서, 터치 드라이버(120)는 지문 센싱 모드인지 판별할 수 있다. 지문 센싱 모드가 아닌 경우, 터치 드라이버(120)는 S211 단계 및 S212 단계의 동작들을 계속 수행하여, 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

지문 센싱 모드인 경우, 터치 드라이버(120)는 S231 단계 내지 S233 단계의 동작들을 수행할 수 있다. S231 단계에서, 터치 드라이버(120)는 제2 구동 방식(예를 들어, 제1 셀프 캡 구동 방식)을 기반으로 터치 패널(110)을 제어할 수 있다. S231 단계의 동작은 S211 단계의 동작과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

S232 단계에서, 터치 드라이버(120)는 제3 구동 방식(예를 들어, 제2 셀프 캡 구동 방식)을 기반으로 터치 패널(110)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 터치 드라이버(120)는 도 7c를 참조하여 설명된 바와 같이, 복수의 열 터치 라인들로 제1 터치 신호를 제공하고, 복수의 행 터치 라인들로 제2 터치 신호를 제공할 수 있다. 이 때, 제1 터치 신호 및 제2 터치 신호는 서로 역상인 신호일 수 있다. 터치 드라이버(120)는 복수의 열 터치 라인들 또는 복수의 행 터치 라인들을 통해 신호 변화를 감지할 수 있다.

S233 단계에서, 터치 드라이버(120)는 제1 구동 방식(예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식)을 기반으로 터치 패널(110)을 제어할 수 있다. S233 단계의 동작은 S212 단계의 동작과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

예시적인 실시 예에서, 지문 센싱 모드 동안, 터치 드라이버(120)는 S231 단계의 동작(즉, 제1 셀프-캡 구동 방식의 동작)을 통해 제1 지표 정보(IND1)를 획득하고, S232 단계의 동작(즉, 제2 셀프-캡 구동 방식의 동작)을 통해 제2 지표 정보(IND2)를 획득하고, S233 단계의 동작(즉, 뮤추얼 캡 구동 방식의 동작)을 통해 터치 프로파일(TPF)을 획득할 수 있다. 획득된 정보(IND1, IND2, TPF)는 보조 생체 정보(SB)로서 인증 모듈(160)로 제공될 수 있다.

도 9는 도 1의 터치 드라이버의 동작을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 도 9의 타이밍도에서는, 터치 패널(110)의 행 터치 라인들 및 열 터치 라인들로 제공되는 신호들이 도시되며, 이 때, 신호들은 사용자의 터치에 의한 신호 변화가 배제된 것으로 가정한다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 실제 터치 라인들의 신호 레벨은 사용자의 터치 또는 다양한 다른 요인들에 의해 달라질 수 있다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 노멀 터치 센싱 모드 동안, 터치 드라이버(120)는 제2 구동 방식 및 제1 구동 방식을 기반으로 행 터치 라인들(X lines) 및 열 터치 라인들(Y lines)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 제2 구동 방식 동안, 터치 드라이버(120)는 행 터치 라인들(X lines) 및 열 터치 라인들(Y lines)로 터치 신호를 제공하고, 행 터치 라인들(X lines) 또는 열 터치 라인들(Y lines)의 신호 변화를 감지함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 이 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 행 터치 라인들(X lines) 및 열 터치 라인들(Y lines)로 제공되는 터치 신호들은 서로 동일한 위상 및 동일한 주파수를 가질 수 있다.

제1 구동 방식 동안, 터치 드라이버(120)는 열 터치 라인들(Y lines)로 터치 신호를 제공하고, 행 터치 라인들(X lines)로 일정한 레벨의 전압을 제공하고, 행 터치 라인들(X lines)의 신호 변화를 감지함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 제1 구동 방식 동안, 터치 드라이버(120)는 행 터치 라인들(X lines)로 터치 신호를 제공하고, 열 터치 라인들(Y lines)로 일정한 레벨의 전압을 제공하고, 열 터치 라인들(Y lines)의 신호 변화를 감지함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

이후에, 지문 센싱 모드 동안, 터치 드라이버(120)는 제2 구동 방식, 제3 구동 방식, 및 제1 구동 방식을 기반으로 행 터치 라인들(X lines) 및 열 터치 라인들(Y lines)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 제2 구동 방식 및 제1 구동 방식은 앞서 설명된 바와 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. 제3 구동 방식 동안, 터치 드라이버(120)는 행 터치 라인들(X lines)로 제1 터치 신호를 제공하고, 열 터치 라인들(Y lines)로 제2 터치 신호를 제공하고, 행 터치 라인들(X lines) 또는 열 터치 라인들(Y lines)의 신호 변화를 감지할 수 있다. 이 때, 행 터치 라인들(X lines)로 제공되는 제1 터치 신호 및 열 터치 라인들(Y lines)로 제공되는 제2 터치 신호는 서로 역상일 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 행 터치 라인들(X lines)로 제공되는 제1 터치 신호가 +레벨인 경우, 열 터치 라인들(Y lines)로 제공되는 제2 터치 신호는 - 레벨일 수 있고, 반대로, 행 터치 라인들(X lines)로 제공되는 제1 터치 신호가 - 레벨인 경우, 열 터치 라인들(Y lines)로 제공되는 제2 터치 신호는 + 레벨일 수 있다.

지문 센싱 모드 동안, 터치 드라이버(120)는 제2 구동 방식을 기반으로 제1 지표 정보(IND1)를 획득하고, 제3 구동 방식을 기반으로 제2 지표 정보(IND2)를 획득하고, 제1 구동 방식을 기반으로 터치 프로파일 정보(TPF)를 획득할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 앞서 설명된 실시 예들에서, 터치 드라이버(120)의 동작 모드가 노멀 터치 센싱 모드 및 지문 센싱 모드로 구분되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 터치 드라이버(120)는 동작 모드와 무관하게, 제1 내지 제3 구동 방식들을 기반으로 동작할 수 있다.

도 10a 내지 도 10c는 터치 드라이버의 동작에 의해 획득된 보조 생체 정보를 예시적으로 보여주는 도면들이다. 도 11a 내지 도 11c는 사용자의 접지 상태에 따른 제1 지표 정보 및 제2 지표 정보를 설명하기 위한 그래프들이다.

도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 도 10a 내지 도 10c의 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)는 개략적인 값을 갖는 것으로 도시되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 실제 측정 또는 수집된 값들은 다양한 형태를 가질 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 도 10a 내지 도 10c 각각 및 도 11a 내지 도 11c 각각은 사용자의 접지 상태가 서로 다른 예시들에 관한 것이다. 도 10a 및 도 11a는 사용자의 접지 상태가 굿 그라운드 상태인 경우이고, 도 10b 및 도 11b는 사용자의 접지 상태가 제1 로우 그라운드 상태인 경우이고, 도 10c 및 도 11c는 사용자의 접지 상태가 제2 로우 그라운드 상태인 경우이다.

예를 들어, 사용자의 접지 상태가 굿 그라운드 상태인 것은 전자 장치(100)의 하우징 또는 다른 부분에 사용자의 신체의 적어도 일부가 접촉한 상태에 관한 것일 수 있다. 사용자의 접지 상태가 제1 로우 그라운드 상태인 것은 전자 장치(100)가 책상 위에 올려진 상태에서 사용자의 손가락만 터치 패널에 접촉된 상태에 관한 것일 수 있다. 사용자의 접지 상태가 제2 로우 그라운드 상태인 것은 전자 장치(100)가 종이 박스 위에 올려진 상태(즉, 전자 장치(100)의 위치가 제1 로우 그라운드 상태와 다름)에서 사용자의 손가락만 터치 패널에 접촉된 상태에 관한 것일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 터치 프로파일 정보(TPF-a, TPF-b, TPF-c)는 제1 구동 방식(즉, 뮤추얼 캡 구동 방식)을 통해 획득된 정보일 수 있고, 제1 지표 정보(IND1-a, IND1-b, IND1-c)는 제2 구동 방식(즉, 제1 셀프-캡 구동 방식)을 통해 복수의 열 터치 라인들로부터 획득된 정보일 수 있고, 제2 지표 정보(IND2-a, IND2-b, IND2-c)는 제3 구동 방식(즉, 제2 셀프-캡 구동 방식)을 통해 복수의 열 터치 라인들로부터 획득된 정보일 수 있다.

먼저 도 10a에 도시된 바와 같이, 사용자의 접지 상태가 굿 그라운드 상태인 경우, 터치 프로파일 정보(TPF-a)에서 터치 영역(TA)에 대응하는 값들은 제1 값(회색 음영으로 표기됨.)일 수 있다. 제1 지표 정보(IND1-a)에서 터치 영역(TA)의 열 터치 라인들에 대응하는 값은 제1 값(회색 음영)일 수 있고, 제2 지표 정보(IND2-a)에서 터치 영역(TA)의 열 터치 라인들에 대응하는 값은 제2 값(점 음영으로 표기됨)일 수 있다. 이 때, 제1 값은 제2 값보다 클 수 있다.

다음으로, 도 10b에 도시된 바와 같이, 사용자의 접지 상태가 제1 로우 그라운드 상태인 경우, 터치 프로파일 정보(TPF-b)에서 터치 영역(TA)에 대응하는 값들은 제1 값(회색 음영) 또는 제2 값(점 음영)일 수 있다. 제1 지표 정보(IND1-b)에서 터치 영역(TA)의 열 터치 라인들에 대응하는 값은 제2 값(점 음영)일 수 있고, 제2 지표 정보(IND2-b)에서 터치 영역(TA)의 열 터치 라인들에 대응하는 값은 제2 값(점 음영)일 수 있다. 이 때, 제1 값은 제2 값보다 클 수 있다.

다음으로, 도 10c에 도시된 바와 같이, 사용자의 접지 상태가 제2 로우 그라운드 상태인 경우, 터치 프로파일 정보(TPF-c)에서 터치 영역(TA)에 대응하는 값들은 제1 값(회색 음영) 또는 제3 값(빗금 음영)일 수 있다. 제1 지표 정보(IND1-c)에서 터치 영역(TA)의 열 터치 라인들에 대응하는 값은 제3 값(빗금 음영)일 수 있고, 제2 지표 정보(IND2-c)에서 터치 영역(TA)의 열 터치 라인들에 대응하는 값은 제2 값(점 음영으로 표기됨)일 수 있다. 이 때, 제1 값은 제2 값보다 크고, 제2 값은 제3 값보다 클 수 있다.

도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이, 사용자의 접지 상태에 따라, 터치 프로파일 정보(TPF-a, TPF-b, TPF-c), 제1 지표 정보(IND1-a, IND1-b, IND1-c), 및 제2 지표 정보(IND2-a, IND2-b, IND2-c)는 서로 다른 형태 또는 다른 패턴을 가질 수 있다.

좀 더 상세한 예로서, 사용자의 접지 상태가 굿 그라운드 상태인 경우, 도 11a에 도시된 바와 같이, 제1 지표 정보(IND1-a) 및 제2 지표 정보(IND2-a)는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 특히, 도 11a에 도시된 바와 같이, 제1 지표 정보(IND1-a)의 값들이 제2 지표 정보(IND2-a)의 값들보다 클 수 있다.

반면에, 사용자의 접지 상태가 제1 로우 그라운드 상태인 경우, 도 11b에 도시된 바와 같이, 제1 지표 정보(IND1-b) 및 제2 지표 정보(IND2-b)의 차이가 거의 없을 수 있다. 또는, 사용자의 접지 상태가 제2 로우 그라운드 상태인 경우, 도 11c에 도시된 바와 같이, 제1 지표 정보(IND1-c)의 값들이 제2 지표 정보(IND1-c)의 값들보다 작을 수 있다.

결과적으로, 지문 센싱 모드시, 제1 내지 제3 구동 방식들을 통해 획득된 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 제2 지표 정보를 기반으로, 사용자의 손가락이 터치될 당시의 사용자의 접지 상태가 구분될 수 있다. 사용자의 접지 상태는 인증 모듈(160)에서 수행되는 지문 매칭 동작 또는 안티 스푸핑 동작에서 사용됨으로써, 인증 모듈(160)의 신뢰성이 향상될 수 있다.

예를 들어, 앞서 언급된 바와 같이, 사용자의 접지 상태에 따라 터치 패널(110)을 통해 검출되는 신호가 변할 수 있다. 즉, 사용자의 실제 손가락이 터치패널(110)에 접촉했음에도 불구하고, 사용자의 접지 상태가 로우 그라운드 상태인 경우, 터치 패널(110)을 통해 검출된 신호의 감도가 저하될 수 있고, 이 경우, 인증 모듈(160)은 사용자의 실제 손가락을 위조 물질로 판단할 수 있다. 반면에, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)를 기반으로 사용자의 접지 상태가 판별될 수 있기 때문에, 사용자의 접지 상태에 따라 적절한 안티 스푸핑 알고리즘이 사용되거나 또는 안티-스푸핑 알고리즘에서 사용되는 파라미터들이 조절됨으로써, 인증 모듈(160)의 오판단 확률이 감소될 수 있다.

도 12는 도 1의 전자 장치의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 12를 참조하면, S310 단계에서, 터치 드라이버(120)는 터치 센싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 터치 드라이버(120)는 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이, 제2 구동 방식(예를 들어, 제1 셀프-캡 구동 방식) 및 제1 구동 방식(예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식)을 기반으로 터치 패널(110)을 제어함으로써, 터치 데이터를 생성할 수 있다.

S311 단계에서, 터치 드라이버(120)는 터치 데이터를 애플리케이션 프로세서(170)로 전달할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 애플리케이션 프로세서(170)는 터치 데이터를 기반으로 사용자의 터치를 인지하고, 인지된 터치에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.

S320 단계에서, 애플리케이션 프로세서(170)는 지문 인증이 수행되는지 판별할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서(170)는 사용자로부터 또는 다른 애플리케이션들로부터 지문 인증에 대한 요청을 수신할 수 있다.

지문 인증이 수행되지 않거나 또는 요구되지 않는 경우, 애플리케이션 프로세서(170) 및 터치 드라이버(120)는 S310 단계 및 S320 단계를 계속할 수 있다.

지문 인증이 수행되거나 또는 요구된 경우, S321 단계에서, 애플리케이션 프로세서(170)는 터치 드라이버(120)의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서(170)는 터치 드라이버(120)의 동작 모드를 지문 센싱 모드로 변경할 수 있다. S322 단계에서, 애플리케이션 프로세서(170)는 지문 센서(150)를 활성화시킬 수 있다.

S330 단계에서, 지문 센서(150)는 애플리케이션 프로세서(170)의 제어에 따라 활성화되고, 사용자의 지문에 대한 정보, 즉, 지문 정보(FP)를 획득할 수 있다. S331 단계에서, 지문 센서(150)는 지문 정보(FP)를 인증 모듈(160)로 전송할 수 있다.

S340 단계에서, 터치 드라이버(120)는 보조 생체 정보(SB)를 감지할 수 있다. 예를 들어, S321 단계의 동작에 의해, 터치 드라이버(120)의 동작 모드는 지문 센싱 모드로 변경될 수 있다. 이 경우, 터치 드라이버(120)는 도 7a 내지 도 11c를 참조하여 설명된 바와 같이, 제1 구동 방식을 기반으로 터치 패널(110)을 제어함으로써, 터치 프로파일 정보(TPF)를 획득하고, 제2 구동 방식을 기반으로 터치 패널(110)을 제어함으로써, 제1 지표 정보(IND1)를 획득하고, 제3 구동 방식을 기반으로 터치 패널(110)을 제어함으로써, 제2 지표 정보(IND2)를 획득할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 내지 제3 구동 방식들의 순서는 다양하게 변형될 수 있다. 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)는 보조 생체 정보(SB)에 포함될 수 있다. S341 단계에서, 터치 드라이버(120)는 보조 생체 정보(SB)를 인증 모듈(160)로 전송할 수 있다.

S350 단계에서, 인증 모듈(160)은 지문 센서(150)로부터의 지문 정보(FP), 및 터치 드라이버(120)로부터의 보조 생체 정보(SB)(예를 들어, 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2))를 기반으로 지문 매칭 동작 및 안티 스푸핑 동작을 수행할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 인증 모듈(160)은 지문 정보(FP)를 기반으로 지문 매칭 동작을 수행하고, 보조 생체 정보(SB)를 기반으로 안티 스푸핑 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 인증 모듈(160)은 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)를 기반으로 사용자의 접지 상태를 판별하고, 판별된 접지 상태에 따라 다른 알고리즘 또는 다른 파라미터를 사용하여 안티 스푸핑 동작을 수행할 수 있다. 인증 모듈(160)은 지문 매칭 동작의 결과 및 안티-스푸핑 동작의 결과를 기반으로 최종 인증 결과를 출력할 수 있다.

또는 인증 모듈(160)은 지문 정보(FP) 및 보조 생체 정보(SB)를 기반으로 멀티-모달 기계 학습을 수행하고, 멀티-모달 기계 학습의 결과로서 최종 인증 결과를 출력할 수 있다.

S351 단계에서, 인증 모듈(160)은 최종 인증 결과를 애플리케이션 프로세서(170)로 전송할 수 있다. 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 애플리케이션 프로세서(170)는 최종 인증 결과를 기반으로, 다양한 동작(예를 들어, 전자 장치의 잠금 해제 여부, 금융 결제 여부, 보안 데이터 접근 여부 등)을 수행할 수 있다.

도 13은 도 1의 인증 모듈의 인증 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 예시적인 실시 예에서, 도 13의 순서도에 따른 동작은 도 12의 S350 단계의 동작에 포함될 수 있다.

도 1 및 도 13을 참조하면, S410 단계에서, 인증 모듈(160)은 지문 센서로부터 지문 정보(FP)를 수신할 수 있다. S420 단계에서, 인증 모듈(160)은 지문 정보(FP)로부터 특징들(features)을 추출할 수 있다.

S430 단계에서, 인증 모듈(160)은 추출된 특징들을 미리 설정된 지문 탬플릿과 비교할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 사전에 인증된 사용자로부터 수집된 지문 정보에 대응하는 지문 탬플릿을 포함할 수 있다. 인증 모듈(160)은 추출된 특징들을 기반으로 S410 단계에서 수신된 지문 정보(FP)가 미리 설정된 지문 탬플릿과 매칭되는지 판별할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, S430 단계의 지문 매칭 동작은 기계 학습을 기반으로 수행될 수 있다.

지문 정보(FP)가 매칭되지 않는 경우, S462 단계에서, 인증 모듈(160)은 인증을 거부하거나 또는 승인하지 않을 수 있다.

지문 정보(FP)가 매칭된 경우, S440 단계에서, 인증 모듈(160)은 터치 드라이버(120)로부터 보조 생체 정보(SB)를 수신할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 보조 생체 정보(SB)는 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)를 포함할 수 있다.

S450 단계에서, 인증 모듈(160)은 보조 생체 정보(SB) 및 미리 설정된 보조 생체 정보 탬플릿을 기반으로 안티 스푸핑 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인증 모듈(160)은 제1 지표 정보(IND1) 및 제2 지표 정보(IND2)를 기반으로, 사용자의 접지 상태를 판별할 수 있다. 인증 모듈(160)은 판별된 접지 상태 및 터치 프로파일 정보(TPF)를 기반으로 획득된 지문 정보가 위조인지 아닌지를 결정할 수 있다. 또는 인증 모듈(160)은 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)에 대한 멀티-모달 기계 학습을 수행함으로써, 지문 정보가 위조인지 아닌지를 결정할 수 있다.

획득된 지문 정보(FP)가 위조인 경우(즉, S450 단계의 No), S462 단계에서, 인증 모듈(160)은 인증을 거부하거나 또는 승인하지 않을 수 있다. 획득된 지문 정보(FP)가 위조가 아닌 경우(즉, S450 단계의 Yes), S461 단계에서, 인증 모듈(160)은 인증을 승인할 수 있다. 인증 모듈(160)의 인증 동작의 최종 결과(예를 들어, 승인 또는 거부)는 애플리케이션 프로세서(170)로 제공될 수 있다.

도 14의 인증 모듈의 안티 스푸핑 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 15a 내지 도 15c는 도 14의 인증 모듈의 안티 스푸핑 동작을 설명하기 위한 그래프들이다. 예시적인 실시 예에서, 도 14의 순서도에 따른 동작은 도 13의 S450 단계의 동작에 포함될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도 15a 내지 도 15c의 그래프들의 각 축들은 터치 프로파일 정보(TPF)로부터 추출된 특징들을 가리킬 수 있다.

도 1 및 도 14를 참조하면, S510 단계에서, 인증 모듈(160)은 제1 지표 정보(IND1) 및 제2 지표 정보(IND2)를 기반으로, 지문 정보(FP) 획득 당시의 사용자의 접지 상태를 판별할 수 있다. 예를 들어, 제1 지표 정보(IND1)의 값(예를 들어, 최대 값, 평균 값, 중간 값 등)과 제2 지표 정보(IND2)의 값(예를 들어, 최대 값, 평균 값, 중간 값 등)이 비교될 수 있다. 비교 결과에 따라, 제1 지표 정보(IND1)의 값이 제2 지표 정보(IND2)의 값보다 큰 경우, 사용자의 접지 상태가 좋은 것으로 판별될 수 있고, 제1 지표 정보(IND1)의 값이 제2 지표 정보(IND2)의 값보다 작거나 또는 그 차이가 기준치 이하인 경우, 사용자의 접지 상태가 나쁜 것으로 판별될 수 있다.

사용자의 접지 상태가 좋은 것으로 판별된 경우, 즉, S520 단계의 Yes인 경우, S531 단계에서, 인증 모듈(160)은 제1 알고리즘을 사용하여 터치 프로파일 정보(TPF)로부터 특징들(features)을 추출하고, 추출된 특징들을 기반으로 위조 여부를 판별할 수 있다. 사용자의 접지 상태가 좋지 않은 것으로 판별된 경우, 즉, S520 단계의 No인 경우, S532 단계에서, 인증 모듈(160)은 제2 알고리즘을 사용하여 터치 프로파일 정보(TPF)로부터 특징들(features)을 추출하고, 추출된 특징들을 기반으로 위조 여부를 판별할 수 있다.

예를 들어, 인증 모듈(160)은 안티 스푸핑 동작을 수행하기 위해, 터치 프로파일 정보(TPF)로부터 다양한 특징들(features)을 추출할 수 있다. 추출되는 특징들(features)은 터치 프로파일 정보(TPF)에 포함된 터치 신호의 관심 영역(ROI; region of interest)(예를 들어, 터치 영역(TA))의 피크-투-피크 값, 평균값(mean value), 분산 값(variance value) 등과 같은 다양한 정보를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 터치 프로파일 정보(TPF)에서의 터치 영역(TA)의 형태 조건(shape)을 특징으로 반영하기 위해, 터치 영역(TA)에 대한 곡면 피팅(surface fitting)과 같은 처리를 통해 피팅된 곡면과 각 포인들 사이의 SSE(Sum of Squared Error) 등과 같은 값들을 통해 곡면이 가우시안 형태에 가까운지 또는 도넛 형태에 가까운지 등이 수치화될 수 있다. 추출된 특징들 또는 수치들은 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이, 특징 공간으로 모델링될 수 있다.

이 때, 도 15a는 사용자의 접지 상태가 좋은 예시(즉, Good GND)에서의 모델링을 보여주고, 도 15b는 사용자의 접지 상태가 좋지 않은 예시(즉, Low GND)에서의 모델링을 보여주고, 도 15c는 사용자의 접지 상태가 좋은 예시(즉, Good GND) 및 사용자의 접지 상태가 좋지 않은 예시(즉, Low GND)가 혼재된 모델링을 보여준다.

예시적인 실시 예에서, 도 15a의 특징 공간은 앞서 설명된 바와 같이, 제1 알고리즘을 기반으로 구현될 수 있으며, 도 15b의 특징 공간은 앞서 설명된 바와 제2 알고리즘을 기반으로 구현될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 사용자의 접지 상태(즉, Good GND 또는 Low GND)에 따라 구분된 형태로 제1 특징 공간 및 제2 특징 공간이 구현될 경우, 실제 사용자의 손가락에 대응되는 특징들(Live) 및 위조 물질에 대응하는 특징들(FAKE1 또는 FAKE2) 사이의 경계가 특징 공간 상에서 명확하게 구분될 수 있다. 이는 추출된 특징들을 기반으로 위조 여부가 명확하게 구분 또는 판단될 수 있음을 의미할 수 있다.

반면에, 도 15c에 도시된 바와 같이, 사용자의 접지 상태가 고려되지 않는 경우, 실제 사용자의 손가락에 대응되는 특징들(Live) 및 위조 물질에 대응하는 특징들(FAKE1 또는 FAKE2) 사이의 경계가 특징 공간 상에서 명확하게 구분되지 않을 수 있다. 이는 추출된 특징을 기반으로 위조 여부가 명확하게 구분되지 않거나 또는 판단되지 않을 수 있음을 의미할 수 있다.

즉, 사용자의 접지 상태에 따라 다른 알고리즘을 통해 개별적으로 특징 공간을 모델링함으로써, 특징 공간 상에서, 사용자의 실제 손가락에 대응하는 특징들 및 위조 물질에 대응하는 특징들이 명확하게 구분될 수 있고, 이로 인해, 인증 모듈(160)의 안티 스푸핑 동작의 신뢰성이 향상될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 도 14 내지 도 15c를 참조하여 설명된 실시 예에서, 사용자의 접지 상태가 2가지(Good GND 및 Low GND)인 것으로 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 인증 모듈(160)은 제1 지표 정보(IND1) 및 제2 지표 정보(IND2)의 차이 또는 비율 또는 각각의 값에 대응하는 특징들을 추출하고, 추출된 특징들을 특징 공간의 축으로 추가하여 고차원 특징 공간을 구성할 수 있다. 이 경우, 사용자의 다양한 접지 상태가 안티 스푸핑 동작에 반영될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 인증 모듈(160)은 사용자의 접지 상태에 따라 서로 다른 알고리즘을 기반으로 특징 공간을 구성하도록 구성된 특징 공산 구성기를 포함할 수 있다. 인증 모듈(160)은 SVM(support vector machine) 또는 QDA(Quadratic Discriminant Analysis) 등과 같은 분류기를 사용하여, 각 특징 공간으로부터 특징들을 분류(즉, 사용자의 실제 손가락인지 또는 위조 물질인지를 분류)할 수 있다.

도 16의 인증 모듈의 인증 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 예시적인 실시 예에서, 도 16의 순서도에 따른 동작은 도 12의 S350 단계의 동작에 포함될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도 13의 순서도에 따른 동작은 지문 매칭 동작 및 안티 스푸핑 동작을 구분하여 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 16에 도시된 바와 같이, 지문 매칭 동작 및 안티 스푸핑 동작은 멀티-모달 기계 학습을 기반으로 동시에 또는 병렬적으로 수행될 수 있다.

도 1 및 도 16을 참조하면, S510 단계에서, 인증 모듈(160)는 지문 센서(150)로부터 지문 정보(FP)를 수신하고, 터치 드라이버(120)로부터 보조 생체 정보(SB)를 수신할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 보조 생체 정보(SB)는 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2)를 포함할 수 있다.

S520 단계에서, 인증 모듈(160)은 지문 정보(FP) 및 보조 생체 정보(SB)에 대한 기계 학습을 수행하여, 지문 매칭 여부 및 위조 여부를 판별할 수 있다. 예를 들어, 인증 모듈(160)은 지문 정보(FP) 및 보조 생체 정보(SB)에 대한 멀티-모달 기계 학습을 수행함으로써, 지문 매칭 여부 및 위조 여부를 동시에 판별할 수 있다.

S530 단계에서, 인증 모듈(160)은 기계 학습의 결과를 기반으로 인증 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 지문 정보(FP)가 사전에 설정된 지문 탬플릿과 매칭되고, 위조되지 않은 것으로 판별된 경우, 인증 모듈은 인증을 승인할 수 있고, 그렇지 않은 경우, 인증을 거부할 수 있다.

도 17은 도 16의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 도 17에 도시된 실시 예는 도 1의 인증 모듈(160)에 의해 수행되는 것으로 설명된다. 도면의 간결성을 위해, 도 17의 각 기능 블록들에 대한 참조 번호는 생략된다.

도 1, 도 16, 및 도 17을 참조하면, 인증 모듈(160)은 제1 기계 학습 모델(ML1), 제2 기계 학습 모델(ML2), 및 제3 기계 학습 모델(ML3)을 포함할 수 있다. 인증 모듈(160)은 제1 내지 제3 기계 학습 모델들(ML1~ML3)을 기반으로, 입력 정보(Input)에 대한 멀티-모달 기계 학습을 수행하여, 인증 결과(AR)를 출력하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 입력 정보(Input)는 제1 지표 정보(IND1), 제2 지표 정보(IND2), 터치 프로파일 정보(TPF), 및 지문 정보(FP)를 포함할 수 있다.

제1 기계 학습 모델(ML1)은 제1 지표 정보(IND1) 및 제2 지표 정보(IND2)에 대한 기계 학습을 수행할 수 있고, 제2 기계 학습 모델(ML2)은 터치 프로파일 정보(TPF)에 대한 기계 학습을 수행할 수 있다. 제1 및 제2 기계 학습 모델들(ML1, ML2)은 복수의 전 연결 레이어들(N x M FC Layer, N/2 x M/2 FC Layer, N/4 x 1 FC Layer) 및 활성 레이어(Activation Layer)를 포함하는 신경망(Neural Network)일 수 있다.

제3 기계 학습 모델(ML3)은 지문 정보(FP)에 대한 기계 학습을 수행할 수 있다. 제3 기계 학습 모델(ML3)은 복수의 컨볼루션 레이어들(Conv Layer 1~ Conv Layer L+1), 맥스 풀링 레이어들(Max Pooling Layer), 전 연결 레이어(Fully Connected Layer), 및 활성 레이어(Activation Layer)를 포함하는 컨볼루션 신경망(CNN; convolution neural network)일 수 있다.

제1 내지 제3 기계 학습 모델들(ML1~ML3)을 통해 학습된 결과는 스코어 보팅 레이어(Score Voting)로 제공되며, 스코어 보팅 레이어(Score Voting)는 학습된 결과를 기반으로 최종 인증 결과(AR)를 출력할 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 인증 모듈(160)은 다양한 입력 정보(예를 들어, 지문 정보(FP), 터치 프로파일 정보(TPF), 제1 지표 정보(IND1), 및 제2 지표 정보(IND2))에 대한 멀티-모달 기계 학습을 수행하여, 인증 결과(AR)를 출력할 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 인증 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 간결한 설명을 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 인증 과정을 설명하는데 불필요한 구성 요소들 및 설명들은 생략된다. 예시적인 실시 예에서, 도 18의 전자 장치는 도 1의 전자 장치이거나 또는 도 1에 도시된 구성 요소들을 포함할 수 있다.

도 18을 참조하면, 전자 장치(1000_1)의 표시 영역은 꺼진 상태일 수 있다. 이 때, 사용자 터치가 감지될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1000_1)의 터치 드라이버(미도시)는 제2 구동 방식(예를 들어, 제1 셀프-캡 구동 방식) 및 제1 구동 방식(예를 들어, 뮤추얼 캡 구동 방식)을 기반으로 터치 패널을 제어함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 예시적으로, 사용자의 터치는 센싱 영역(SA_1) 이외의 영역에서 감지될 수 있다. 또는 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 인증 동작시, 전자 장치(1000_1)에서, 사용자의 터치를 감지하기 위한 영역은 센싱 영역(SA_1)으로 제한될 수 있다.

이후에, 전자 장치(1000_2)는 센싱 영역(SA_2) 또는 센싱 영역(SA_2)의 일부를 발광시킬 수 있다. 이는 사용자의 터치를 유도하기 위한 표시일 수 있다.

이후에, 전자 장치(1000_3)는 센싱 영역(SA_3) 상의 사용자 터치를 감지할 수 있다.

이후에, 전자 장치(1000_4)는 사용자 터치로부터 지문 정보(FP)를 획득하기 위해 센싱 영역(SA_4)을 발광시킬 수 있다. 이 때, 발광되는 영역은 센싱 영역(SA_4) 전부이거나 또는 센싱 영역(SA_4) 중 사용자의 터치가 감지된 영역(즉 사용자 터치 면적)일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전자 장치(1000_4)는 사용자 터치로부터 보조 생체 정보(SB)를 획득하기 위해, 앞서 설명된 제1 내지 제3 구동 방식들을 기반으로 터치 패널을 제어할 수 있다.

이후에, 지문 정보(FP) 및 보조 생체 정보(SB)에 기반된 지문 매칭 동작 및 안티 스푸핑 동작이 성공한 경우, 전자 장치(1000_5)는 장치를 잠금 해제하거나 또는 사용자 인증이 완료되었음을 표시할 수 있다.

또는 지문 매칭 동작 또는 안티 스푸핑 동작 중 적어도 하나가 실패한 경우, 전자 장치(1000_6)는 인증 실패에 대한 정보를 표시할 수 있다. 예시적으로, 상술된 인증 방식은 장치의 잠금 해제, 금융 결제, 또는 인증을 요구하는 다른 다양한 동작들에서 사용될 수 있다.

예시적으로, 전자 장치에 포함된 애플리케이션 프로세서는 상술된 인증 동작의 전체적인 흐름을 제어하도록 구성될 수 있다. 또는 전자 장치에 포함된 각 구성 요소들은 애플리케이션 프로세서의 개입 없이 상술된 인증 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.

도 19는 본 발명에 따른 전자 장치의 예시적인 구현을 보여주는 개념도이다. 도 19를 참조하면, 전자 장치(2000)는 터치 패널(2100), 터치 드라이버(2102), 표시 패널(2200), 디스플레이 드라이버(2202), 지문 센서(2300), 버퍼 메모리(2400), 불휘발성 메모리(2500), 이미지 처리기(2600), 통신 블록(2700), 오디오 처리기(2800), 및 메인 프로세서(2900)를 포함할 수 있다. 예로서, 전자 장치(2000)는 이동식 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 디지털 카메라, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 웨어러블(Wearable) 장치 등과 같은 다양한 전자 장치 중 하나일 수 있다.

터치 패널(2100), 터치 드라이버(2102), 표시 패널(2200), 디스플레이 드라이버(2202), 지문 센서(2300), 및 메인 프로세서(2900)는 도 1 내지 도 18을 참조하여 설명된 터치 패널, 터치 드라이버, 표시 패널, 디스플레이 드라이버, 지문 센서, 및 AP(또는 인증 모듈)와 대응될 수 있다.

지문 센서(2300)는 터치 패널(2100) 및/또는 표시 패널(2200) 상의 특정 영역에 공간적으로 대응하도록 터치 패널(2100) 및/또는 표시 패널(2200)의 하부에 배치될 수 있다. 즉, 지문 센서(230)는 FoD(Fingerprint on Display)의 형태로 구현될 수 있다.

버퍼 메모리(2400)는 전자 장치(2000)의 동작에 이용되는 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 버퍼 메모리(2400)는 메인 프로세서(2900)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 임시로 저장할 수 있다. 예로서, 버퍼 메모리(2400)는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, 및/또는 PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magneto-resistive RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferro-electric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

불휘발성 메모리(2500)는 전원 공급에 관계없이 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 불휘발성 메모리(2500)는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 불휘발성 메모리(2500)는 전자 장치(2000)의 내장 메모리 및/또는 착탈식 메모리를 포함할 수 있다.

이미지 처리기(2600)는 렌즈(2610)를 통해 광을 수신할 수 있다. 이미지 처리기(2600)에 포함되는 이미지 센서(2620) 및 이미지 신호 처리기(2630)는 수신된 광에 기초하여, 외부 객체에 관한 이미지 정보를 생성할 수 있다.

통신 블록(2700)은 안테나(2710)를 통해 외부 장치/시스템과 신호를 교환할 수 있다. 통신 블록(2700)의 송수신기(2720) 및 MODEM(Modulator/Demodulator, 2730)은 LTE(Long Term Evolution), WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access), GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multiple Access), Bluetooth, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless Fidelity), RFID(Radio Frequency Identification) 등과 같은 다양한 무선 통신 규약 중 적어도 하나에 따라, 외부 장치/시스템과 교환되는 신호를 처리할 수 있다.

오디오 처리기(2800)는 오디오 신호 처리기(2810)를 이용하여 오디오 신호를 처리할 수 있다. 오디오 처리기(2800)는 마이크(2820)를 통해 오디오 입력을 수신하거나, 스피커(2830)를 통해 오디오 출력을 제공할 수 있다.

메인 프로세서(2900)는 전자 장치(2000)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 메인 프로세서(2900)는 전자 장치(2000)의 구성 요소들의 동작들을 제어/관리할 수 있다. 메인 프로세서(2900)는 전자 장치(2000)를 동작시키기 위해 다양한 연산을 처리할 수 있다.

상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

지문 인증을 수행하는 전자 장치에 있어서,
복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 포함하는 터치 패널;
상기 전자 장치의 지문 센싱 모드에서, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 상기 터치 패널에 접촉된 사용자의 지문에 대한 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 제2 지표 정보를 포함하는 보조 생체 정보를 획득하도록 구성된 터치 드라이버;
상기 전자 장치의 상기 지문 센싱 모드에서, 상기 사용자의 상기 지문에 대한 지문 정보를 획득하도록 구성된 지문 센서;
상기 지문 정보 및 상기 보조 생체 정보를 기반으로 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하여 인증 결과를 출력하도록 구성된 인증 모듈; 및
상기 인증 결과를 기반으로 보안 동작을 수행하도록 구성된 애플리케이션 프로세서를 포함하는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 드라이버는:
제1 구동 방식을 기반으로, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 상기 터치 프로파일 정보를 획득하고,
제2 구동 방식을 기반으로, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 상기 제1 지표 정보를 획득하고,
제3 구동 방식을 기반으로, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 상기 제2 지표 정보를 획득하는 전자 장치.
제 2 항에 있어서
상기 제1 구동 방식은 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들 중 한 종류의 터치 라인들로 제1 터치 신호를 제공하고, 다른 종류의 터치 라인들로 일정 레벨의 전압을 제공하고, 상기 복수의 열 터치 라인들의 신호 변화를 감지하는 방식을 가리고,
상기 제2 구동 방식은 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들로 상기 제1 터치 신호를 제공하고, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들의 신호 변화를 감지하는 방식을 가리키고,
상기 제3 구동 방식은 상기 복수의 행 터치 라인들로 상기 제1 터치 신호를 제공하고, 상기 복수의 열 터치 라인들로 상기 제1 터치 신호에 대하여 역상인 제2 터치 신호를 제공하고, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들의 신호 변화를 감지하는 방식을 가리키는 전자 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 사용자의 접지 상태가 상기 전자 장치의 접지 상태와 동일한 경우, 상기 제1 지표 정보의 값 및 상기 제2 지표 정보의 값의 차이는 제1 차이이고,
상기 사용자의 상기 접지 상태가 상기 전자 장치의 상기 접지 상태와 다른 경우, 상기 제1 지표 정보의 값 및 상기 제2 지표 정보의 값의 차이는 상기 제1 차이보다 작은 제2 차이인 전자 장치.
제 2 항에 있어서
상기 전자 장치의 노멀 모드에서, 상기 터치 드라이버는 상기 제1 구동 방식 및 상기 제2 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 열 터치 라인들 및 상기 복수의 행 터치 라인들을 제어하여, 상기 터치 패널 상에 접촉된 터치 입력을 감지하도록 더 구성된 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 인증 모듈은 상기 지문 정보를 기반으로 상기 지문 매칭 동작을 수행하고, 상기 보조 생체 정보를 기반으로 상기 안티-스푸핑 동작을 수행하도록 구성된 전자 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 인증 모듈은 상기 제1 지표 정보 및 상기 제2 지표 정보를 기반으로 상기 사용자의 접지 상태를 판별하고, 상기 사용자의 상기 접지 상태 및 상기 터치 프로파일 정보를 기반으로 상기 사용자의 상기 지문의 위조 여부를 판별하는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 인증 모듈은 제1 기계 학습 모델을 기반으로 상기 지문 정보에 대한 제1 기계 학습을 수행하고, 제2 기계 학습 모델을 기반으로 상기 터치 프로파일 정보에 대한 제2 기계 학습을 수행하고, 제3 기계 학습 모델을 기반으로 상기 제1 지표 정보 및 상기 제2 지표 정보에 대한 제3 기계 학습을 수행하고, 상기 제1 내지 제3 기계 학습들의 결과들을 기반으로 상기 인증 결과를 출력하도록 구성된 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널; 및
상기 애플리케이션 프로세서의 제어에 따라 상기 복수의 픽셀들을 제어하도록 구성된 디스플레이 드라이버를 더 포함하는 전자 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 지문 센서는 상기 디스플레이 패널의 하단에 FoD(Fingerprint on Display) 형태로 배치되는 전자 장치.
지문 인증을 수행하는 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
노멀 모드에서, 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 사용자의 터치를 감지하는 단계;
지문 센싱 모드에서, 사용자의 지문으로부터 지문 정보를 획득하는 단계;
상기 지문 센싱 모드에서, 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 상기 사용자의 지문에 대한 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 제2 지표 정보를 획득하는 단계;
상기 지문 센싱 모드에서, 상기 지문 정보, 상기 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 상기 제2 지표 정보를 기반으로 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하여, 인증 결과를 생성하는 단계; 및
상기 인증 결과를 기반으로 보안 동작을 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
제 11 항에 있어서,
노멀 모드에서, 복수의 행 터치 라인들 및 복수의 열 터치 라인들을 제어하여, 사용자의 터치를 감지하는 단계는:
뮤추얼 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여 제1 터치 데이터를 획득하는 단계;
제1 셀프 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여 제2 터치 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 터치 데이터를 기반으로 상기 사용자의 상기 터치를 감지하는 단계를 포함하고,
상기 제1 셀프 캡 구동 방식에서, 상기 복수의 행 터치 라인들로 제공되는 제1 터치 신호는 상기 복수의 열 터치 라인들로 제공되는 제2 터치 신호와 동일 위상을 갖는 동작 방법.
제 12 항에 있어서,
지문 센싱 모드에서, 상기 사용자의 지문에 대한 터치 프로파일 정보, 제1 지표 정보, 및 제2 지표 정보를 획득하는 단계는:
상기 뮤추얼 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여 상기 터치 프로파일 정보를 획득하는 단계;
상기 제1 셀프 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여 상기 제1 지표 정보를 획득하는 단계; 및
제2 셀프 캡 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 행 터치 라인들 및 상기 복수의 열 터치 라인들을 제어하여 상기 제2 지표 정보를 획득하는 단계를 포함하고,
상기 제2 셀프 캡 구동 방식에서, 상기 복수의 행 터치 라인들로 제공되는 제3 터치 신호는 상기 복수의 열 터치 라인들로 제공되는 제4 터치 신호와 반대 위상을 갖는 동작 방법.
제 13 항에 있어서,
지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하여, 인증 결과를 생성하는 단계는:
상기 지문 정보를 기반으로 상기 지문 매칭 동작을 수행하는 단계;
상기 터치 프로파일 정보, 상기 제1 지표 정보, 및 상기 제2 지표 정보를 기반으로 상기 안티-스푸핑 동작을 수행하는 단계를 포함하는 동작 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 터치 프로파일 정보, 상기 제1 지표 정보, 및 상기 제2 지표 정보를 기반으로 상기 안티-스푸핑 동작을 수행하는 단계는
상기 제1 지표 정보 및 상기 제2 지표 정보를 기반으로 상기 사용자의 접지 상태를 판별하는 단계; 및
상기 사용자의 상기 접지 상태 및 상기 터치 프로파일 정보를 기반으로 상기 사용자의 상기 지문의 위조 여부를 판별하는 단계를 포함하는 동작 방법.
제 13 항에 있어서,
지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하여, 인증 결과를 생성하는 단계는:
상기 지문 정보, 상기 터치 프로파일 정보, 상기 제1 지표 정보, 및 상기 제2 지표 정보를 기반으로, 멀티 모달 기계 학습을 수행하여, 상기 인증 결과를 생성하는 단계를 포함하는 동작 방법.
지문 인증을 수행하는 전자 장치에 있어서,
행 방향 및 열 방향을 따라 각각 신장된 복수의 터치 라인들을 포함하는 터치 패널;
상기 전자 장치의 노멀 모드에서, 제1 구동 방식 및 제2 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여, 사용자의 터치를 감지하고, 상기 전자 장치의 지문 센싱 모드에서, 상기 제1 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 터치 프로파일 정보를 획득하고, 상기 제2 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치 라인들을 제어하여 제1 지표 정보를 획득하고, 제3 구동 방식을 기반으로 상기 복수의 터치라인들을 제어하여 제2 지표 정보를 획득하도록 구성된 터치 드라이버;
상기 전자 장치의 상기 지문 센싱 모드에서, 상기 사용자의 상기 지문에 대한 지문 정보를 획득하도록 구성된 지문 센서; 및
상기 지문 정보 및 상기 보조 생체 정보에 대한 지문 매칭 동작 및 안티-스푸핑 동작을 수행하고, 상기 지문 매칭 동작 및 상기 안티-스푸핑 동작의 결과에 응답하여 보안 동작을 수행하도록 구성된 애플리케이션 프로세서를 포함하는 전자 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 제1 구동 방식은 상기 복수의 터치 라인들 중 상기 행 방향 및 상기 열 방향 중 어느 한 방향으로 신장된 제1 터치 라인들로 제1 터치 신호를 제공하고, 다른 한 방향으로 신장된 제2 터치 라인들로 일정한 레벨의 신호를 제공하고, 상기 제2 터치 라인들의 신호 변화를 감지하는 방식을 가리키고,
상기 제2 구동 방식은 상기 복수의 터치 라인들로 제2 터치 신호를 제공하고, 상기 복수의 터치 라인의 신호 변화를 감지하는 방식을 가리키고,
상기 제3 구동 방식은 상기 제1 터치 라인들로 제3 터치 신호를 제공하고, 상기 제2 터치 라인들로 상기 제3 터치 신호와 역상인 제4 터치 신호를 제공하고, 상기 복수의 터치 라인들의 신호 변화를 감지하는 방식을 가리키는 전자 장치.
제 17 항에 있어서,
복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널; 및
상기 애플리케이션 프로세서의 제어에 따라 상기 복수의 픽셀들을 제어하도록 구성된 디스플레이 드라이버를 더 포함하고,
상기 지문 센서는 상기 디스플레이 패널의 하단에 FoD(Fingerprint on Display) 형태로 배치되는 전자 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 지문 매칭 동작 및 상기 안티-스푸핑 동작은 멀티-모달 기계 학습을 기반으로 수행되는 전자 장치.