KR20220081770A - 전자 장치 및 전자 장치의 생체 정보 획득 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치의 생체 정보 획득 방법 Download PDF

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KR20220081770A
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Abstract

일 실시 예에 따른 전자 장치는, 센싱 영역을 포함하는 디스플레이; 상기 디스플레이 아래에 위치하고, 복수의 오프닝들을 포함하며, 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하는 센싱층; 및 상기 디스플레이의 상기 센싱 영역에서 방출되고 외부의 객체에 의해 반사된 광이 입사하도록 배치된 생체 센서;를 포함하고, 상기 센싱층은 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제1 신호 배선 세트들 및 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제2 신호 배선 세트들을 포함하고, 상기 제1 신호 배선 세트들 각각은 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들을 포함하고, 상기 제2 신호 배선 세트들 각각은 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들을 포함하고, 상기 복수의 제1 신호 배선들 또는 상기 복수의 제2 신호 배선들 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝들 사이를 지나고, 상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝들은 상기 객체에 의해 반사되어 상기 생체 센서로 입사하는 상기 광의 경로 상에 배치될 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치의 생체 정보 획득 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR OBTAINING BIOMETRIC INFORMATION THEREOF}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 전자 장치 및 전자 장치의 생체 정보 획득 방법과 관련될 수 있다.
최근에는 다양한 종류의 전자 장치들이 개발 및 보급되고 있다. 예를 들어, 기존의 데스크탑 PC뿐만이 아니라, 스마트폰, 태플릿 PC 또는 웨어러블 디바이스와 같은 다양한 기능을 가지는 모바일 장치들의 보급이 확대되고 있다. 또한, 최근의 전자 장치들은 다양한 기능을 수행하기 위하여 다양한 종류의 센서를 포함하고 있다. 예를 들어, 전자 장치의 잠금 및 해제, 보안 및 사용자 인증과 관련하여, 최근의 많은 전자 장치들이 생체 센서를 통해 획득한 사용자의 생체 정보(예: 지문 정보)를 사용하고 있다.
디지털 펜의 위치를 검출하는 센싱층(예: 디지타이저, digitizer)을 포함하는 전자 장치에서, 생체 정보 획득을 위한 광이 생체 센서에 도달할 수 있도록 센싱층은 생체 센서에 대응하는 영역에 오프닝을 포함할 수 있다. 센싱층의 오프닝 크기 또는 개수에 따라 생체 정보가 검출되는 영역이 결정될 수 있다. 그러나, 센싱층의 오프닝이 과도하게 커지면, 오프닝이 위치하는 영역에서 디지털 펜의 정확한 위치 검출이 어려울 수 있다. 전자 장치에서 센싱층의 오프닝의 크기가 제한됨에 따라 생체 정보 검출 영역이 제한될 수 있다.
실시예들은, 센싱층을 포함하면서도, 넓은 영역에서 생체 정보를 검출할 수 있는 전자 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 실시예들은, 대면적에서 생체 정보 검출이 가능함에 따라, 보안이 강화되고, 사용자 편의가 증대된 전자 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 센싱 영역을 포함하는 디스플레이; 상기 디스플레이 아래에 위치하고, 복수의 오프닝들을 포함하며, 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하는 센싱층; 및 상기 디스플레이의 상기 센싱 영역에서 방출되고 외부의 객체에 의해 반사된 광이 입사하도록 배치된 생체 센서;를 포함하고, 상기 센싱층은 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제1 신호 배선 세트들 및 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제2 신호 배선 세트들을 포함하고, 상기 제1 신호 배선 세트들 각각은 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들을 포함하고, 상기 제2 신호 배선 세트들 각각은 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들을 포함하고, 상기 복수의 제1 신호 배선들 또는 상기 복수의 제2 신호 배선들 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝들 사이를 지나고, 상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝들은 상기 객체에 의해 반사되어 상기 생체 센서로 입사하는 상기 광의 경로 상에 배치될 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 전자 장치의 생체 정보 획득 방법은, 디스플레이의 센싱 영역을 통해 외부의 객체에 대응하여 광을 방출하고, 상기 객체에 의해 반사되어 상기 디스플레이 아래에 위치하는 센싱층의 복수의 오프닝을 통과하여 생체 센서로 입사한 광에 기반하여 상기 객체의 복수의 영역들에 대한 원시 이미지 정보를 획득하고, 상기 객체의 상기 복수의 영역들 각각에 대응하도록 분리된 상기 원시 이미지 정보를 보정하여 지문 이미지를 획득할 수 있다.
실시 예들에 따르면, 전자 장치는 센싱층을 포함하면서도, 넓은 영역에서 생체 정보를 검출할 수 있다.
또한, 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 대면적에서 생체 정보 검출이 가능함에 따라, 보안이 강화되고, 사용자 편의가 증대될 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 생체 정보를 획득하는 전자 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 센싱층의 A 영역을 나타내는 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 도 5의 B-B' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 센싱층의 일 영역을 나타내는 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 센싱층의 일 영역을 나타내는 평면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 센싱층의 일 영역을 나타내는 평면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 전자 장치의 센싱층 및 광학 부재를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치의 일 단면을 나타내는 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 생체 센서를 통해 획득되는 생체 정보 검출 영역을 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 전자 장치의 일 단면을 나타내는 단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 전자 장치의 센싱층 및 광학 부재를 나타내는 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 전자 장치의 일 단면을 나타내는 단면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 생체 센서를 통해 획득되는 생체 정보 검출 영역을 나타내는 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 생체 센서를 나타내는 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 구성을 나타내는 순서도이다.
도 19는 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는, 제1 면(또는 전면)(110A), 제2 면(또는 후면)(110B), 및 제1 면(110A) 및 제2 면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서, 하우징(110)은, 도 1의 제1 면(110A), 제2 면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(102)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제2 면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(111)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(110C)은, 전면 플레이트(102) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조(또는 “측면 부재”)(118)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 후면 플레이트(111) 및 측면 베젤 구조(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 상기 전면 플레이트(102)는, 상기 제1 면(110A)으로부터 상기 후면 플레이트(111) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제1 영역(110D)들을, 상기 전면 플레이트(102)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다.
도시된 실시 예(도 2 참조)에서, 상기 후면 플레이트(111)는, 상기 제2 면(110B)으로부터 상기 전면 플레이트(102) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제2 영역(110E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에서, 상기 전면 플레이트(102)(또는 상기 후면 플레이트(111))는 상기 제1 영역(110D)들(또는 상기 제2 영역(110E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 전면 플레이트(102)(또는 상기 후면 플레이트(111))는 상기 제1 영역(110D)들 (또는 제2 영역(110E)들) 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
상기 실시 예들에서, 상기 전자 장치(100)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(118)는, 상기와 같은 제1 영역(110D)들 또는 제2 영역(110E)들이 포함되지 않는 측면 쪽(예: 단변)에서는 제1 두께(또는 폭)을 가지고, 상기 제1 영역(110D)들 또는 제2 영역(110E)들을 포함한 측면 쪽(예: 장변)에서는 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 디스플레이(101), 오디오 모듈(103, 107, 114), 센서 모듈(104, 116, 119), 카메라 모듈(105, 112, 113), 키 입력 장치(117A, 117B, 117C), 발광 소자(106), 및 커넥터 홀(108, 109) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117A, 117B, 117C), 또는 발광 소자(106))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(101)는, 예를 들어, 전면 플레이트(102)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 상기 제1 면(110A), 및 상기 측면(110C)의 제1 영역(110D)들을 포함하는 전면 플레이트(102)를 통하여 상기 디스플레이(101)의 적어도 일부가 노출될 수 있다.
어떤 실시 예에서, 디스플레이(101)의 모서리는 상기 전면 플레이트(102)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성될 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서, 디스플레이(101)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(101)의 외곽과 전면 플레이트(102)의 외곽 간의 간격은 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 하우징(110)의 표면(또는 전면 플레이트(102))은 디스플레이(101)가 시각적으로 노출됨에 따라 형성되는 화면 표시 영역을 포함할 수 있다. 일례로, 화면 표시 영역은 제1 면(110A), 및 측면의 제1 영역(110D)들을 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 화면 표시 영역(110A, 110D)은 사용자의 생체 정보를 획득하도록 구성된 센싱 영역(110F)을 포함할 수 있다. 여기서, “화면 표시 영역(110A, 110D)이 센싱 영역(110F)을 포함함”의 의미는 센싱 영역(110F)의 적어도 일부가 화면 표시 영역(110A, 110D)에 겹쳐질(overlapped) 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 다시 말해, 센싱 영역(110F)은 화면 표시 영역(110A, 110D)의 다른 영역과 마찬가지로 디스플레이(101)에 의해 시각 정보를 표시할 수 있고, 추가적으로 사용자의 생체 정보(예: 지문 정보)를 획득할 수 있는 영역을 의미할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역(110A, 110D)은 제1 카메라 장치(105)(예: 펀치 홀 카메라)가 시각적으로 노출될 수 있는 영역(110G)을 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 장치(105)가 시각적으로 노출된 영역(110G)은 가장자리의 적어도 일부가 화면 표시 영역(110A, 110D)에 의해 둘러싸일 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 제1 카메라 장치(105)는 복수의 카메라 장치를 포함할 수 있다.
다른 실시 예(미도시)에서, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역(110A, 110D)의 일부에는 리세스 또는 개구부(opening)가 형성되고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(114), 제1 센서 모듈(104), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 실시 예(미도시)에서, 디스플레이(101)는 화면 표시 영역(110A, 110D)의 배면에, 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104, 116, 119), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 실시 예(미도시)에서, 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 센싱층과 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
어떤 실시 예에서, 상기 센서 모듈(104, 116, 119)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(117A, 117B, 117C)의 적어도 일부는, 상기 측면(110C)(예: 제1 영역(110D)들 및/또는 상기 제2 영역(110E)들)에 배치될 수 있다.
오디오 모듈(103, 107, 114)은, 마이크 홀(103) 및 스피커 홀(107, 114)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(103)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시 예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(107, 114)은, 외부 스피커 홀(107) 및 통화용 리시버 홀(114)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는 스피커 홀(107, 114)과 마이크 홀(103)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(107, 114) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈(104, 116, 119)은, 전자 장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(104, 116, 119)은, 하우징(110)의 제1 면(110A)에 배치된 제1 센서 모듈(104)(예: 근접 센서), 하우징(110)의 제2 면(110B)에 배치된 제2 센서 모듈(116)(예: TOF 카메라 장치), 상기 하우징(110)의 제2 면(110B)에 배치된 제3 센서 모듈(119)(예: HRM 센서) 및/또는 디스플레이(101)에 결합되는 제4 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(190))(예: 지문 센서)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 제2 센서 모듈(116)은 거리 측정을 위한 TOF 카메라 장치를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 제4 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(190))은 적어도 일부가 화면 표시 영역(110A, 110D)에 배치될 수 있다. 일례로, 제4 센서 모듈은 디스플레이(101)의 배면에 배치될 수 있다. 즉, 제4 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(190))은 화면 표시 영역(110A, 110D)으로 노출되지 않으며, 화면 표시 영역(110A, 110D)의 적어도 일부에 센싱 영역(110F)을 형성할 수 있다.
어떤 실시 예에서(미도시), 상기 센싱 영역(110F)은 하우징(110)의 제1 면(110A)(예: 화면 표시 영역(110A, 110D))뿐만 아니라 제2 면(110B)에 배치될 수도 있다.
다양한 실시 예에서, 전자 장치(100)는, 도시 되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(105, 112, 113)은, 전자 장치(100)의 제1 면(110A)으로 노출되는 제1 카메라 장치(105)(예: 펀치 홀 카메라 장치), 및 제2 면(110B)으로 노출되는 제2 카메라 장치(112), 및/또는 플래시(113)를 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 카메라 장치(105)는 제1 면(110A) 중 화면 표시 영역(110D)의 일부를 통해 노출될 수 있다. 일례로, 제1 카메라 장치(105)는 디스플레이(101)의 일부에 형성된 개구(미도시)를 통해 화면 표시 영역(110D)의 일부 영역으로 노출될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 카메라 장치(112)는 복수의 카메라 장치(예: 듀얼 카메라, 트리플 카메라)를 포함할 수 있다. 다만, 제2 카메라 장치(112)가 반드시 복수의 카메라 장치를 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니며 하나의 카메라 장치를 포함할 수도 있다.
상기 카메라 장치들(105, 112)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(113)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(100)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(117A, 117B, 117C)는, 하우징(110)의 측면(110C)에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에서는, 전자 장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(117A, 117B, 117C) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(117A, 117B, 117C)는 디스플레이(101) 상에 소프트 키와 같은 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 키 입력 장치는 화면 표시 영역(110A, 110D)에 포함된 센싱 영역(110F)을 형성하는 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(190))을 포함할 수 있다.
발광 소자(106)는, 예를 들어, 하우징(110)의 제1 면(110A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, 전자 장치(100)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시 예에서, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 제1 카메라 장치(105)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(108, 109)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제1 커넥터 홀(108), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제2 커넥터 홀(109)(예를 들어, 이어폰 잭)을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 전자 장치의 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 전자 장치(100)는, 측면 부재(140), 제1 지지 부재(142)(예: 브라켓), 전면 플레이트(120), 디스플레이(130)(예: 도 1의 디스플레이(101)), 센싱층(135)(예: 디지타이저, digitizer), 인쇄 회로 기판(150), 배터리(152), 제2 지지 부재(160)(예: 리어 케이스), 안테나(170), 후면 플레이트(180) 및 센서 모듈(190)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1 지지 부재(142), 또는 제2 지지 부재(160))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(100)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1, 또는 도 2의 전자 장치(100)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
디스플레이(130)는 전면 플레이트(120) 아래에 위치하며 센싱 영역(139)(예: 도 1의 센싱 영역(110F))을 포함할 수 있다. 센싱 영역(139)에서 디스플레이(130)의 적어도 일부 구성(예: 엠보층)은 오프닝을 포함할 수 있다.
센싱층(135)은 복수의 신호 배선들을 포함할 수 있고, 자기장 방식의 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 검출할 수 있다. 센싱층(135)은 복수의 신호 배선을 이용하여 디지털 펜의 터치 입력 또는 호버링(hovering) 입력을 감지하고, 디지털 펜의 위치를 검출할 수 있다. 센싱층(135)은 디스플레이(130)의 배면에 부착될 수 있다. 또는, 센싱층(135)은 디스플레이(130)에 포함될 수 있다. 센싱층(135)은 디스플레이(130)의 센싱 영역(139)에 대응하는 영역에 복수의 오프닝(137)(예: 도 5의 복수의 오프닝(510))을 포함할 수 있다. 복수의 오프닝(137)은 센싱층(135)에서 외부 객체에서 반사되어 센서 모듈(190)로 입사하는 광의 경로 상에 배치될 수 있다. 센싱층(135)의 복수의 오프닝(137)은 디스플레이(130)의 센싱 영역(139) 및 센서 모듈(190)과 일 방향으로 정렬될 수 있다. 센싱층(135)의 복수의 신호 배선들 중 연장 방향이 복수의 오프닝(137)과 중첩하는 신호 배선들은 복수의 오프닝(137)을 우회하도록 배치될 수 있다. 전자 장치(100)는 복수의 오프닝(137)을 우회하는 신호 배선들을 통해 획득한 신호를 보정하여, 복수의 오프닝(137)에 대응하는 영역의 디지털 펜의 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 복수의 오프닝(137)을 우회하는 신호 배선들 간의 거리가 지정된 거리보다 멀어지면, 보정을 통한 디지털 펜의 위치 검출의 정확도가 저하될 수 있다. 따라서, 복수의 오프닝(137)들 각각의 크기는, 보정을 통해 디지털 펜의 위치 검출이 가능한 신호 배선들 간의 간격 범위에 기반하여 제한될 수 있다. 제1 지지 부재(142)는, 전자 장치(100) 내부에 배치되어 측면 부재(140)와 연결될 수 있거나, 측면 부재(140)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(142)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(142)는, 일면에 디스플레이(130)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(150)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(150)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(100)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(152)는 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(152)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(150)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(152)는 전자 장치(100) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(100)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(170)는, 후면 플레이트(180)와 배터리(152) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(170)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(170)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 측면 부재(140) 및/또는 상기 제1 지지 부재(142)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
센서 모듈(190)은 디스플레이(130) 및 센싱층(135) 아래에 위치할 수 있다. 센서 모듈(190)은 디스플레이(130)의 센싱 영역(139)의 적어도 일부와 중첩할 수 있다. 센서 모듈(190)은 외부의 객체(예: 손가락)로부터 반사된 광을 집광하고, 집광된 광을 감지할 수 있다. 센서 모듈(190)은 집광된 광을 검출하여 생체 정보(예: 지문 정보)를 획득할 수 있다. 객체로부터 반사된 광은 디스플레이(130) 및 센싱층(135)을 지나 센서 모듈(190)에 도달할 수 있다.
센싱층(135)은 광 투과율이 낮은 물질을 포함할 수 있고, 불투명할 수 있다. 객체로부터 반사된 광의 대부분은 센싱층(135)을 투과하지 못할 수 있다. 예를 들어, 센싱층(135)의 광 투과율은 1% 미만일 수 있다. 센싱층(135)은 객체로부터 반사되어 센서 모듈(190)로 입사하는 광의 경로 상에 복수의 오프닝(137)을 포함할 수 있고, 객체로부터 반사된 광은 센싱층(135)의 복수의 오프닝(137)을 통과하여 센서 모듈(190)에 입사할 수 있다. 센싱층(135)의 신호 배선들에 의해 센싱층(135)에 형성되는 하나의 오프닝의 크기는 일정 크기 이내로 제한되므로, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 센싱층(135)은 복수의 오프닝(137)을 포함하여, 생체 정보 검출 영역을 넓힐 수 있다. 센서 모듈(190)은 센싱층(135)의 복수의 오프닝(137)의 적어도 일부와 중첩할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 생체 정보를 획득하는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))를 나타낸 블록도(400)이다. 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 프로세서(410)(예: 도 19의 프로세서(1920)), 디스플레이(420) (예: 도 1의 디스플레이(101), 도 3의 디스플레이(130) 또는 도 19의 디스플레이 모듈(1960)), 센서(430)(예: 도 3의 센서 모듈(190) 또는 도 19의 센서 모듈(1976)) 및 레지스터(450)(예: 도 19의 메모리(1930))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(410)는 디스플레이(420), 센서(430), 및 레지스터(450)와 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서(410)는 디스플레이(420)에 제1 제어 신호를 제공할 수 있다. 제1 제어 신호는 디스플레이(420)에 배치된 화소와 같은 적어도 하나의 광원이 광을 방출하는 위치, 방출하는 광의 양, 및/또는 광을 방출하는 타이밍을 설정할 수 있다. 프로세서(410)는 센서(430)에 제2 제어 신호를 제공할 수 있다. 제2 제어 신호는 센서(430)가 활성화되는 타이밍을 설정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(410)는 광원의 동작 타이밍 및 지정된 센서(430)의 동작 타이밍을 동기화(synchronize)시키도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(420)는 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이(420)는 영상을 표시하기 위해 광을 방출할 수 있다. 디스플레이(420)는 광을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원(예: 화소)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광원은 디스플레이(420)에 어레이(array) 구조로 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 센서(430)는 디스플레이(420)의 일 면 또는 디스플레이(420)의 아래에 배치될 수 있다. 센서(430)는 외부의 객체(440)(예: 손가락)로부터 디스플레이(420)로 반사되는 광을 집광하고, 집광된 광을 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서(430)는 렌즈와 같은 집광 소자 및 포토 다이오드(photo diode)와 같은 수광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(430)는 집광 소자(예: 렌즈)와 지문 이미지를 생성하는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 레지스터(450)는 지정된 광원이 켜졌을 때 감지된 반사 광의 양을 기록할 수 있다. 프로세서(410)는 레지스터(450)에 저장된 반사 광의 양과 관련된 값을 획득할 수 있다. 프로세서(410)는 객체(440)와 관련된 생체 정보를 재구성할 수 있다. 예를 들어, 객체(440)가 사용자의 손가락인 경우, 프로세서(410)는 레지스터(450)로부터 받아 들인 반사 광의 양에 기반하여 지문 이미지를 재구성할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(410)는 객체(440) 및 디스플레이(420)의 접촉에 대응하여 디스플레이(420)에 제1 제어 신호를 전달하여 디스플레이(420)의 방출 광을 설정할 수 있다. 프로세서(410)는 디스플레이(420)에서 광을 방출하는 위치, 세기, 패턴, 및/또는 타이밍을 설정할 수 있다. 예를 들어, 객체(440)가 사용자의 손가락인 경우, 지문 측정을 시작하게 되면, 프로세서(410)는 디스플레이(420)에 배치된 터치 센서에서의 지문 정보 또는 접촉 정보(예: 접촉 위치, 접촉 면적, 접촉 세기)를 바탕으로 지문의 측정 범위를 설정할 수 있다. 프로세서(410)는 측정 범위에 해당하는 적어도 하나의 광원들을 동작시키는 제1 제어 신호를 디스플레이(420)에 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(410)는 객체(440) 및 디스플레이(420)의 접촉에 대응하여 센서(430)에 제2 제어 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서(430)가 적어도 하나 이상의 어레이 형태로 구성되어 있는 경우, 프로세서(410)는 객체(440)가 접촉한 디스플레이(420) 상의 영역, 디스플레이(420)의 일면, 또는 디스플레이(420) 아래에 배치된 센서(430)에 제2 제어 신호를 공급하여 센서(430)를 활성화시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(410)는 디스플레이(420)에서 광을 방출하는 영역에 대응하는 영역, 디스플레이(420)의 일면, 또는 디스플레이(420) 아래에 배치된 센서(430)를 작동시킬 수 있다. 프로세서(410)는 디스플레이(420)에서 광을 방출하는 동안 센서(430)를 활성화시켜 객체(440)로부터 반사되는 광을 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(410)는 디스플레이(420)에서 광을 방출하는 영역과 디스플레이(420)의 두께 방향(예: 도 3의 z축 방향)으로 중첩되는 위치에 배치된 적어도 하나의 센서(430)를 활성화시킬 수 있다. 다른 예로, 프로세서(410)는 디스플레이(420)에서 광을 방출하는 영역과 디스플레이(420)의 두께 방향으로 중첩되는 위치 및 주변 영역에 배치된 복수의 센서(430)들을 활성화시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 센서(430)는 감지된 반사 광에 기반하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서(430)는 디스플레이(420)로부터 방출된 광 중 객체(440)에서 반사된 광의 양에 기반하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 센싱 데이터는 레지스터(450)에 저장될 수 있다. 레지스터(450)는 센싱 데이터를 프로세서(410)에 전송할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(410)는 생체 정보 측정 범위에 해당하는 영역을 모두 스캔할 때까지 디스플레이(210)에서 광을 방출하도록 설정될 수 있다. 프로세서(410)는 생체 정보 측정 범위에 해당하는 영역의 측정이 종료되는 경우 저장된 센싱 데이터에 기반하여 생체 정보 측정 범위에서의 생체 정보와 관련된 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(410)는 지문 센싱 영역에서의 사용자의 지문의 형태를 이미지로 형성할 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 센싱층(135)의 A 영역을 나타내는 평면도이다. 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))에 포함되는 센싱층(135)은 복수의 오프닝(510), 제1 신호 배선 세트들(LS1) 및 제2 신호 배선 세트들(LS2)을 포함할 수 있다.
복수의 오프닝(510)은 제1 오프닝(511), 제2 오프닝(512), 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)을 포함할 수 있다. 복수의 오프닝(510)의 적어도 일부는 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(190))과 제3 방향(z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 복수의 오프닝(510)의 적어도 일부는 디스플레이의 센싱 영역(예: 도 3의 센싱 영역(139))과 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 복수의 오프닝(510)은 격자 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(511)과 제2 오프닝(512)은 제1 방향(예: x축 방향)으로 실질적으로 나란하게 위치할 수 있다. 제3 오프닝(513)과 제4 오프닝(514)은 제1 방향(예: x축 방향)으로 실질적으로 나란하게 위치할 수 있다. 제1 오프닝(511)과 제3 오프닝(513)은 제2 방향(y축 방향)으로 실질적으로 나란하게 위치할 수 있다. 제2 오프닝(512)과 제4 오프닝(514)은 제2 방향(예: y축 방향)으로 실질적으로 나란하게 위치할 수 있다. 그러나, 복수의 오프닝(510)의 수 및 배열은 도 5에 도시된 바로 한정되지 않는다.
제1 신호 배선 세트(LS1)는 제1 방향(예: x축 방향)으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)은 제2 방향(예: y축 방향)으로 반복하여 나열될 수 있다. 예를 들어, 4개의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4) 사이의 간격은 약 300㎛이고, 4개의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)을 포함하는 제1 신호 배선 세트(LS1)의 폭은 약 1㎜일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)은 디지털 펜의 위치를 검출하기 위한 신호를 전달할 수 있다. 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)을 포함하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들은 제2 방향(예: y축 방향)으로 반복하여 나열될 수 있다.
인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이의 간격은 제1 거리(d2)일 수 있다. 예를 들어, 제1 거리(d2)는 약 4㎜일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(510)이 위치하는 경우, 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)은 복수의 오프닝(510)의 가장자리를 따라 우회하는 제1 우회부(DP1)들을 포함할 수 있다. 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)의 제1 우회부(DP1)들은 복수의 오프닝(510)의 가장자리를 따라 구부러질 수 있다.
제2 신호 배선 세트(LS2)는 제2 방향(예: y축 방향)으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 제1 방향(예: x축 방향)으로 반복하여 나열될 수 있다. 예를 들어, 4개의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)사이의 간격은 약 300㎛이고, 4개의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 포함하는 제2 신호 배선 세트(LS2)의 폭은 약 1㎜일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 디지털 펜의 위치를 검출하기 위한 신호를 전달할 수 있다. 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 포함하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들은 제1 방향(예: x축 방향)으로 반복하여 나열될 수 있다.
센싱층(135)은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4) 및 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 이용하여 자기장을 생성할 수 있고, 디지털 펜의 근접에 의한 자기장 변화를 감지하여 디지털 펜의 위치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 센싱층(135)은 제1 방향(예: x축 방향)으로 연장되는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 및 제2 방향(예: y축 방향)으로 연장되는 제2 신호 배선 세트(LS2)들을 통해 디지털 펜의 (x,y) 좌표를 검출할 수 있다. 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이의 간격은 제2 거리(d1)일 수 있다. 예를 들어, 제2 거리(d1)는 약 4㎜일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(510)이 위치하는 경우, 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 복수의 오프닝(510)의 가장자리를 따라 우회하는 제2 우회부(DP2)들을 포함할 수 있다. 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)의 제2 우회부(DP2)들은 복수의 오프닝(510)의 가장자리를 따라 구부러질 수 있다.
복수의 오프닝들(510) 사이에는 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4) 또는 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4) 중 적어도 어느 하나가 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(511)과 제2 오프닝(512) 사이에는 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4) 중 적어도 어느 하나의 제2 우회부(DP2)가 위치할 수 있다. 제3 오프닝(513)과 제4 오프닝(514) 사이에는 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4) 중 적어도 어느 하나의 제2 우회부(DP2)가 위치할 수 있다. 제1 오프닝(511)과 제3 오프닝(513) 사이에는 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4) 중 적어도 어느 하나의 제1 우회부(DP1)가 위치할 수 있다. 제2 오프닝(512)과 제4 오프닝(514) 사이에는 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4) 중 적어도 어느 하나의 제1 우회부(DP1)가 위치할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치는, 복수의 오프닝들(510)에 의해 우회함으로써 위치가 이동된 제1 우회부(DP1) 및 제2 우회부(DP2)에 대하여, 제1 우회부(DP1) 또는 제2 우회부(DP2)를 통해 검출되는 신호를 보정할 수 있고, 복수의 오프닝들(510)에 대응하는 영역에서 디지털 펜의 정확한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다.
디지털 펜의 검출 위치 보정을 위해, 제1 오프닝(511), 제2 오프닝(512), 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)의 제1 방향(예: x축 방향)으로의 길이들 각각은 (2*제2 거리(d1))보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(511), 제2 오프닝(512), 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)의 제1 방향(예: x축 방향)으로의 길이들 각각은 약 8㎜보다 작거나 같을 수 있다. 디지털 펜의 검출 위치 보정을 위해, 제1 오프닝(511), 제2 오프닝(512), 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)의 제2 방향(예: y축 방향)으로의 길이들 각각은 (2*제1 거리(d2))보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(511), 제2 오프닝(512), 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)의 제2 방향(예: y축 방향)으로의 길이들 각각은 약 8㎜보다 작거나 같을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 오프닝(510) 각각의 제1 방향(예: x축 방향)으로의 길이가 (2*제2 거리(d1))보다 작거나 같고, 제2 방향(예: y축 방향)으로의 길이가 (2*제1 거리(d2))보다 작거나 같도록 하여, 복수의 오프닝(510)이 위치하는 영역에서 디지털 펜의 검출 위치에 대한 보정이 가능할 수 있고, 디지털 펜의 정확한 위치를 검출할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치의 센싱층(135)은 지정된 크기의 복수의 오프닝(510)을 포함하여 생체 정보 검출 영역을 더 넓게 하는 것이 가능할 수 있다. 제1 오프닝(511) 및 제2 오프닝(512)은 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)의 제1 우회부(DP1)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(511) 및 제2 오프닝(512)은, 제1 오프닝(511) 및 제2 오프닝(512)을 둘러싸는 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)와 양 측에 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이에 위치할 수 있다. 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)은 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)의 제1 우회부(DP1)들로 둘러싸일 수 있다. 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)은, 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)을 둘러싸는 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)와 양 측에 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이에 위치할 수 있다. 제1 오프닝(511) 및 제3 오프닝(513)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(511) 및 제3 오프닝(513)은, 제1 오프닝(511) 및 제3 오프닝(513)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다. 제2 오프닝(512) 및 제4 오프닝(514)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제2 오프닝(512) 및 제4 오프닝(514)은, 제2 오프닝(512) 및 제4 오프닝(514)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 도 5의 B-B' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 19의 전자 장치(1901))는, 전면 플레이트(120), 디스플레이(130)(예: 도 1의 디스플레이(101)), 엠보층(610), 센싱층(135) 및 센서 모듈(620)(예: 도 3의 센서 모듈(190) 또는 도 19의 센서 모듈(1976))을 포함할 수 있다.
디스플레이(130)는 전면 플레이트(120) 아래에(예: -z축 방향) 위치할 수 있다. 디스플레이(130) 아래에는(예: -z축 방향) 엠보층(610) 및 센싱층(135)이 위치할 수 있다. 엠보층(610)은 전면 플레이트(120) 또는 디스플레이(130)에 가해지는 충격을 완충하기 위한 물질을 포함할 수 있다. 엠보층(610)은 센싱층(135)의 제1 오프닝(511) 및 제2 오프닝(512)의 위치에 대응하는 영역에 오프닝들을 포함할 수 있다.
센서 모듈(620)은 광학 부재(621) 및 생체 센서(622)를 포함할 수 있다. 디스플레이(130)에서 방출된 광은 전면 플레이트(120) 위에 위치된 객체(예: 손가락)에 의해 반사되어 센싱층(135)의 복수의 오프닝(510)을 통과하여 센서 모듈(620)로 입사할 수 있다. 광학 부재(621)는 광학 부재(621)를 통과한 광을 집광할 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(621)는 렌즈, 마이크로 렌즈, 핀홀 어레이(pinhole array) 또는 콜리메이터(collimator)를 포함할 수 있다. 생체 센서(622)는 광학 부재(621)의 하부에 배치되어, 광학 부재(621)를 통과한 광을 이용하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 생체 센서(622)는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 센싱층(135)의 일 영역(예: 도 3의 A 영역)을 나타내는 평면도이다. 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 19의 전자 장치(1901))에 포함되는 센싱층(135)은 복수의 오프닝(710), 제1 신호 배선 세트(LS1)들 및 제2 신호 배선 세트(LS2)들을 포함할 수 있다.
복수의 오프닝(710)은 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)을 포함할 수 있다. 복수의 오프닝(710)의 적어도 일부는 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(190))과 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 복수의 오프닝(710)의 적어도 일부는 디스플레이의 센싱 영역(예: 도 3의 센싱 영역(139))과 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 제1 오프닝(711)과 제2 오프닝(712)은 제1 방향(예: x축 방향)으로 실질적으로 나란하게 위치할 수 있다. 그러나, 복수의 오프닝(710)의 수 및 배열은 도 7에 도시된 바에 한정되지 않는다.
제1 신호 배선 세트(LS1)는 제1 방향(예: x축 방향)으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)을 포함할 수 있다. 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이의 간격은 제1 거리(d2)일 수 있다. 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(710)이 위치하는 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)은 복수의 오프닝(710)의 가장자리를 따라 우회하도록 연장되는 제1 우회부(DP1)들을 포함할 수 있다.
제2 신호 배선 세트(LS2)는 제2 방향(예: y축 방향)으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 포함할 수 있다. 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이의 간격은 제2 거리(d1)일 수 있다. 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(710)이 위치하는 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 복수의 오프닝(710)의 가장자리를 따라 우회하도록 연장되는 제2 우회부(DP2)들을 포함할 수 있다.
복수의 오프닝들(710) 사이에는 적어도 하나의 제2 신호 배선(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(711)과 제2 오프닝(712) 사이에는 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4) 중 적어도 어느 하나의 제2 우회부(DP2)가 위치할 수 있다. 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)의 제1 방향(예: x축 방향)으로의 길이들 각각은 (2*제2 거리(d1))보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)의 제1 방향(예: x축 방향)으로의 길이들 각각은 약 8㎜보다 작거나 같을 수 있다. 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)의 제2 방향(예: y축 방향)으로의 길이들 각각은 (2*제1 거리(d2))보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)의 제2 방향(예: y축 방향)으로의 길이들 각각은 약 8㎜보다 작거나 같을 수 있다. 복수의 오프닝(710) 각각의 제1 방향(예: x축 방향)으로의 길이가 (2*제2 거리(d1))보다 크거나, 제2 방향(예: y축 방향)으로의 길이가 (2*제1 거리(d2))보다 크면, 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)을 우회하는 제1 우회부(DP1) 또는 제2 우회부(DP2)를 통해 획득한 신호를 보정하더라도 디지털 펜의 정확한 위치를 검출하는 것이 불가능할 수 있다.
제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)은 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)의 제1 우회부(DP1)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)은, 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)을 둘러싸는 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)와 양 측에 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이에 위치할 수 있다. 제1 오프닝(711)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(711)은, 제1 오프닝(711)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다. 제2 오프닝(712)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제2 오프닝(712)은, 제2 오프닝(712)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 센싱층(135)의 일 영역(예: 도 3의 A 영역)을 나타내는 평면도이다. 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 19의 전자 장치(1901))에 포함되는 센싱층(135)은 복수의 오프닝(810), 제1 신호 배선 세트(LS1)들 및 제2 신호 배선 세트(LS2)들을 포함할 수 있다.
복수의 오프닝(810)은 제1 오프닝(811), 제2 오프닝(812), 제3 오프닝(813) 및 제4 오프닝(814)을 포함할 수 있다. 복수의 오프닝(810)의 적어도 일부는 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(190))과 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 복수의 오프닝(810)의 적어도 일부는 디스플레이의 센싱 영역(예: 도 3의 센싱 영역(139))과 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 복수의 오프닝(810)은 격자 형태로 배열될 수 있다. 그러나, 복수의 오프닝(810)의 수 및 배열은 도 8에 도시된 바에 한정되지 않는다.
제1 신호 배선 세트(LS1)는 제1 방향(예: x축 방향)으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)을 포함할 수 있다. 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이의 간격은 제1 거리(d2)일 수 있다. 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(810)이 위치하는 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)은 복수의 오프닝(810)의 가장자리를 따라 우회하는 제1 우회부(DP1)들을 포함할 수 있다.
제2 신호 배선 세트(LS2)는 제2 방향(예: y축 방향)으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 포함할 수 있다. 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이의 간격은 제2 거리(d1)일 수 있다. 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(810)이 위치하는 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 복수의 오프닝(810)의 가장자리를 따라 우회하는 제2 우회부(DP2)들을 포함할 수 있다.
제1 오프닝(811)과 제3 오프닝(813) 사이 또는 제2 오프닝(812)과 제4 오프닝(814) 사이에는 제1 방향(예: x축 방향)으로 연장되는 제1 신호 배선 세트(LS1) 및 인접한 다른 제1 신호 배선 세트(LS1)에 포함되는 적어도 하나의 제1 신호 배선(La1, La2, La3, La4)의 제1 우회부(DP1)가 위치할 수 있다. 제1 오프닝(811)과 제2 오프닝(812) 사이 또는 제3 오프닝(813)과 제4 오프닝(814) 사이에는 제2 방향(예: y축 방향)으로 연장되는 제2 신호 배선 세트(LS2) 및 인접한 다른 제2 신호 배선 세트(LS2)에 포함되는 적어도 하나의 제2 신호 배선(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)의 제2 우회부(DP2)가 위치할 수 있다.
제1 오프닝(811) 및 제2 오프닝(812)은 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)의 제1 우회부(DP1)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(811) 및 제2 오프닝(812)은, 제1 오프닝(811) 및 제2 오프닝(812)을 둘러싸는 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)와 양 측에 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이에 위치할 수 있다. 제3 오프닝(813) 및 제4 오프닝(814)은 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)의 제1 우회부(DP1)들로 둘러싸일 수 있다. 제3 오프닝(813) 및 제4 오프닝(814)은, 제3 오프닝(813) 및 제4 오프닝(814)을 둘러싸는 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)와 양 측에 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이에 위치할 수 있다. 제1 오프닝(811) 및 제3 오프닝(813)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(811) 및 제3 오프닝(813)은, 제1 오프닝(811) 및 제3 오프닝(813)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다. 제2 오프닝(812) 및 제4 오프닝(814)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제2 오프닝(812) 및 제4 오프닝(814)은, 제2 오프닝(812) 및 제4 오프닝(814)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 센싱층(135)의 일 영역(예: 도 3의 A 영역)을 나타내는 평면도이다. 도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 19의 전자 장치(1901))에 포함되는 센싱층(135)은 복수의 오프닝(910), 제1 신호 배선 세트(LS1)들 및 제2 신호 배선 세트(LS2)들을 포함할 수 있다.
복수의 오프닝(910)은 제1 방향(예: x축 방향)으로 나열되는 제1 오프닝(911) 및 제2 오프닝(912)을 포함할 수 있다. 그러나, 복수의 오프닝(910)의 수 및 배열은 도 9에 도시된 바에 한정되지 않는다.
제1 신호 배선 세트(LS1)는 제1 방향(예: x축 방향)으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)을 포함할 수 있다. 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이의 간격은 제1 거리(d2)일 수 있다. 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(910)이 위치하는 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)은 복수의 오프닝(910)의 가장자리를 따라 우회하는 제1 우회부(DP1)들을 포함할 수 있다.
제2 신호 배선 세트(LS2)는 제2 방향(예: y축 방향)으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 포함할 수 있다. 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이의 간격은 제2 거리(d1)일 수 있다. 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)이 연장되는 방향에 복수의 오프닝(910)이 위치하는 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 복수의 오프닝(910)의 가장자리를 따라 우회하는 제2 우회부(DP2)들을 포함할 수 있다.
제1 오프닝(911)과 제2 오프닝(912) 사이에는 제2 방향(예: y축 방향)으로 연장되는 제2 신호 배선 세트(LS2) 및 인접하는 다른 제2 신호 배선 세트(LS2)에 포함되는 적어도 하나의 제2 신호 배선(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)의 제2 우회부(DP2)가 위치할 수 있다.
제1 오프닝(911) 및 제2 오프닝(912)은 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)의 제1 우회부(DP1)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(911) 및 제2 오프닝(912)은, 제1 오프닝(911) 및 제2 오프닝(912)을 둘러싸는 하나의 제1 신호 배선 세트(LS1)와 양 측에 인접하는 제1 신호 배선 세트(LS1)들 사이에 위치할 수 있다. 제1 오프닝(911)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제1 오프닝(911)은, 제1 오프닝(911)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다. 제2 오프닝(912)은 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)의 제2 우회부(DP2)들로 둘러싸일 수 있다. 제2 오프닝(912)은, 제2 오프닝(912)을 둘러싸는 하나의 제2 신호 배선 세트(LS2)와 양 측에 인접하는 제2 신호 배선 세트(LS2)들 사이에 위치할 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 12를 참조하여, 센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)의 배치에 대해 설명한다. 도 10은 일 실시예에 따른 전자 장치의 센싱층(1010) 및 광학 부재(1020)를 나타내는 도면이다. 도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치의 일 단면을 나타내는 단면도이다. 도 12는 일 실시예에 따른 생체 센서를 통해 획득되는 생체 정보 검출 영역을 나타내는 도면이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 19의 전자 장치(1901))는 센싱층(1010), 광학 부재(1020), 디스플레이(1110) 및 생체 센서(예: 도 6의 생체 센서(622))의 수광부(1120)를 포함할 수 있다. 센싱층(1010)은 복수의 오프닝(1015)을 포함할 수 있다. 복수의 오프닝(1015)은 제1 오프닝(1016), 제2 오프닝(1017), 제3 오프닝(1018) 및 제4 오프닝(1019)을 포함할 수 있다. 센싱층(1010)은 도 5의 센싱층(135)으로서 참조될 수 있다. 실시예에 따라서는, 센싱층(1010)은 도 7 내지 도 9의 센싱층(135)으로 참조될 수도 있다.
광학 부재(1020)는 제1 오프닝(1016)을 통과한 광을 집광하는 제1 광학 부재(1021), 제2 오프닝(1017)을 통과한 광을 집광하는 제2 광학 부재(1022), 제3 오프닝(1018)을 통과한 광을 집광하는 제3 광학 부재(1023) 및 제4 오프닝(1019)을 통과한 광을 집광하는 제4 광학 부재(1024)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 부재(1021), 제2 광학 부재(1022), 제3 광학 부재(1023) 및 제4 광학 부재(1024)는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 집광 소자일 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치에서 센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)는 제3 방향(예: z축 방향)(예: 전자 장치의 두께 방향)을 기준으로 정렬되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 제1 오프닝(1016)의 중점(center point)(O11)과 제1 광학 부재(1021)의 중점(O21)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제2 오프닝(1017)의 중점(O12)과 제2 광학 부재(1022)의 중점(O22)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제3 오프닝(1018)의 중점(O13)과 제3 광학 부재(1023)의 중점(O23)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제4 오프닝(1019)의 중점(O14)과 제4 광학 부재(1024)의 중점(O24)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 오프닝(1015)의 중점(O11, O12, O13, O14)과 복수의 오프닝(1015) 각각에 대응하는 광학 부재(1020)의 중점(O21, O22, O23, O24)을 지나는 가상의 선은 제3 방향(예: z축 방향)에 대하여 소정의 각도만큼 기울어질 수 있다. 도 11을 참조하면, 제1 오프닝(1016)의 중점(O11)과 제1 광학 부재(1021)의 중점(O21)을 지나는 가상의 선(L1)은 제3 방향(예: z축 방향)과 실질적으로 평행하지 않고, 제3 방향(예: z축 방향)에 대하여 지정된 각도만큼 기울어질 수 있다. 제2 오프닝(1017)의 중점(O12)과 제2 광학 부재(1022)의 중점(O22)을 지나는 가상의 선(L2)은 제3 방향(예: z축 방향)과 실질적으로 평행하지 않고, 제3 방향(예: z축 방향)에 대하여 지정된 각도만큼 기울어질 수 있다. 제1 오프닝(1016)의 중점(O11)과 제1 광학 부재(1021)의 중점(O21)을 지나는 가상의 선(L1)과 제2 오프닝(1017)의 중점(O12)과 제2 광학 부재(1022)의 중점(O22)을 지나는 가상의 선(L2)은 실질적으로 평행하지 않을 수 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)는 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)를 통과한 광의 경로가 센싱 영역의 중심(O)을 향하는 방향(또는, 생체 센서의 수광부(1120)의 중심(O31, 도 12 참조)을 향하는 방향)으로 이동되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(1020)의 중점들(O21, O22, O23, O24)과 센싱 영역의 중심(O) 사이의 거리는 복수의 오프닝(1015)의 중점들(O11, O12, O13, O14)과 센싱 영역의 중심(O) 사이의 거리에 비하여 짧을 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 오프닝(1016), 제2 오프닝(1017), 제3 오프닝(1018) 및 제4 오프닝(1019)의 중점들(O11, O12, O13, O14) 사이의 간격(d11, d12)은 제1 광학 부재(1021), 제2 광학 부재(1022), 제3 광학 부재(1023) 및 제4 광학 부재(1024)의 중점들(O21, O22, O23, O24) 사이의 간격(d21, d22)보다 클 수 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)을 지나고 광학 부재(1020)를 투과한 광은 생체 센서의 수광부(1120)로 입사할 수 있다. 수광부(1120)는 제1 오프닝(1016) 및 제1 광학 부재(1021)를 통과한 광이 입사하는 제1 활성 영역(AA1), 제2 오프닝(1017) 및 제2 광학 부재(1022)를 통과한 광이 입사하는 제2 활성 영역(AA2), 제3 오프닝(1018) 및 제3 광학 부재(1023)를 통과한 광이 입사하는 제3 활성 영역(AA3) 및 제4 오프닝(1019) 및 제4 광학 부재(1024)를 통과한 광이 입사하는 제4 활성 영역(AA4)을 포함할 수 있다. 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제3 활성 영역(AA3) 및 제4 활성 영역(AA4)은 서로 인접할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 광학 부재(1021), 제2 광학 부재(1022), 제3 광학 부재(1023) 및 제4 광학 부재(1024)는 센싱 영역의 중심(O)을 향하는 방향으로 이동 배치되어, 이격된 복수의 오프닝(1015)을 통과한 광이 수광부(1120)의 전 영역에 도달할 수 있고, 수광부(1120)는 광이 입사하지 않는 비활성 영역을 포함하지 않을 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 객체(1130)(예: 손가락)의 제1 영역(SA1)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제1 영역(SA1)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)(예: 손가락)의 제2 영역(SA2)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제2 활성 영역(AA2)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제2 활성 영역(AA2)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제2 영역(SA2)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)(예: 손가락)의 제3 영역(SA3)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제3 활성 영역(AA3)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제3 활성 영역(AA3)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제3 영역(SA3)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)(예: 손가락)의 제4 영역(SA4)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제4 활성 영역(AA4)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제4 활성 영역(AA4)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제4 영역(SA4)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다.
객체(1130)(또는, 전체 지문 영역)의 제1 영역(SA1), 제2 영역(SA2), 제3 영역(SA3) 및 제4 영역(SA4)은 이격될 수 있다. 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제3 활성 영역(AA3) 및 제4 활성 영역(AA4)을 통해 획득되는 이미지는 연속된 이미지가 아닐 수 있다. 객체(1130)의 제1 영역(SA1), 제2 영역(SA2), 제3 영역(SA3) 및 제4 영역(SA4) 사이에는 생체 정보(예: 지문 이미지)가 획득되지 않는 제5 영역(NSA)이 위치할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치는 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제3 활성 영역(AA3) 및 제4 활성 영역(AA4)을 통해 획득되는 이미지들 각각을 분리하고, 각각의 분리된 이미지를 보정(예: 회전 또는 뒤집기)할 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 일 실시예에 따른 전자 장치에 대해 설명한다. 도 13은 일 실시예에 따른 전자 장치의 일 단면을 나타내는 단면도이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 19의 전자 장치(1901))는 센싱층(1010), 광학 부재(1320), 차광층(1330), 디스플레이(1110) 및 생체 센서(예: 도 6의 생체 센서(622))의 수광부(1120)를 포함할 수 있다. 센싱층(1010)은 복수의 오프닝(1015)을 포함할 수 있다. 복수의 오프닝(1015)은 제1 오프닝(1016), 제2 오프닝(1017), 제3 오프닝(1018, 도 10 참조) 및 제4 오프닝(1019, 도 10 참조)을 포함할 수 있다. 센싱층(1010)은 도 5의 센싱층(135)으로서 참조될 수 있다. 그러나, 센싱층(1010)은 도 7 내지 도 9의 센싱층(135)으로 참조될 수도 있다. 이하, 도 10 내지 도 12와 중복되는 구성은 도 10 내지 도 12로 참조될 수 있다.
광학 부재(1320)는 제1 오프닝(1016)을 통과한 광을 집광하는 제1 광학 부재(1321), 제2 오프닝(1017)을 통과한 광을 집광하는 제2 광학 부재(1322), 제3 오프닝(1018, 도 10 참조)을 통과한 광을 집광하는 제3 광학 부재(미도시) 및 제4 오프닝(1019, 도 10 참조)을 통과한 광을 집광하는 제4 광학 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치에서 광학 부재(1320)는 마이크로 렌즈들(micro lens)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 전자 장치에서 광학 부재(1320)는 제거될 수 있고, 차광층(1330) 또는 광섬유(미도시)만을 포함할 수도 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1016, 1017), 광학 부재(1321, 1322) 및 차광층(1330)은 제3 방향(예: z축 방향)(예: 전자 장치의 두께 방향)을 기준으로 정렬되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(1016)의 중점(O11)과 제1 광학 부재(1321)의 중점(O21)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제2 오프닝(1017)의 중점(O12)과 제2 광학 부재(1322)의 중점(O22)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다.
차광층 (1330)은 광학 부재(1321, 1322)와 생체 센서의 수광부(1120) 사이에 위치할 수 있다. 차광층(1330)은 광을 차단하는 물질을 포함할 수 있다. 차광층(1330)은 객체(1130)의 측정하고자 하는 영역 외의 영역에서 반사된 광이 수광부(1120)에 도달하지 않도록 차단할 수 있다. 차광층(1330)은 제1 차광층(1331) 및 제3 방향(예: z축 방향)(예: 전자 장치의 두께 방향)을 기준으로 제1 차광층(1331) 아래에 위치하는 제2 차광층(1332)을 포함할 수 있다. 제1 차광층(1331)은 광학 부재(1320)의 마이크로 렌즈들 각각에 대응하는 복수의 오프닝들(OP1)을 포함할 수 있다. 제2 차광층(1332)은 마이크로 렌즈들 각각에 대응하는 복수의 오프닝들(OP2)을 포함할 수 있다. 차광층(1330)은 도 13에 도시된 바로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 차광층(1331) 및 제2 차광층(1332)은 핀홀(pin-hole) 구조를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 전자 장치는 차광층(1330)을 대신하여, z축에 대하여 일정 각도로 배열되는 단일층의 광섬유(optical fiber) 구조를 포함할 수도 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1016, 1017), 광학 부재(1320) 및 차광층(1330)의 복수의 오프닝들(OP1, OP2)은 광의 경로가 생체 센서의 수광부(1120)의 중심을 향하는 방향(또는, 센싱 영역의 중심을 향하는 방향)으로 이동되도록 배치될 수 있다. 광학 부재(1320)가 마이크로 렌즈들을 포함하는 경우, 제1 광학 부재(1321)의 일 마이크로 렌즈의 중점(O21-1), 일 마이크로 렌즈에 대응하는 제1 차광층(1331)의 오프닝(OP1)의 중점(O41) 및 제2 차광층(1332)의 오프닝(OP2)의 중점(O42)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제2 광학 부재(1322)의 일 마이크로 렌즈의 중점(O22-1), 일 마이크로 렌즈에 대응하는 제1 차광층(1331)의 오프닝(OP1)의 중점(O41) 및 제2 차광층(1332)의 오프닝(OP2)의 중점(O42)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 부재(1321)의 일 마이크로 렌즈의 중점(O21-1), 일 마이크로 렌즈에 대응하는 제1 차광층(1331)의 오프닝(OP1)의 중점(O41) 및 제2 차광층(1332)의 오프닝(OP2)의 중점(O42)을 지나는 가상의 선(L1-1)은 제3 방향(예: z축 방향)과 실질적으로 평행하지 않고, 제3 방향(예: z축 방향)에 대하여 지정된 각도만큼 기울어질 수 있다. 제2 광학 부재(1322)의 일 마이크로 렌즈의 중점(O22-1), 일 마이크로 렌즈에 대응하는 제1 차광층(1331)의 오프닝(OP1)의 중점(O41) 및 제2 차광층(1332)의 오프닝(OP2)의 중점(O42)을 지나는 가상의 선(L2-1)은 제3 방향(예: z축 방향)과 실질적으로 평행하지 않고, 제3 방향(예: z축 방향)에 대하여 지정된 각도만큼 기울어질 수 있다. 제1 광학 부재(1321)의 일 마이크로 렌즈의 중점(O21-1), 일 마이크로 렌즈에 대응하는 제1 차광층(1331)의 오프닝(OP1)의 중점(O41) 및 제2 차광층(1332)의 오프닝(OP2)의 중점(O42)을 지나는 가상의 선(L1-1)과 제2 광학 부재(1322)의 일 마이크로 렌즈의 중점(O22-1), 일 마이크로 렌즈에 대응하는 제1 차광층(1331)의 오프닝(OP1)의 중점(O41) 및 제2 차광층(1332)의 오프닝(OP2)의 중점(O42)을 지나는 가상의 선(L2-1)은 실질적으로 평행하지 않을 수 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1016, 1017), 광학 부재(1321, 1322), 제1 차광층(1331)의 복수의 오프닝들(OP1) 및 제2 차광층(1332)의 복수의 오프닝들(OP2)을 차례로 통과한 광은 생체 센서의 수광부(1120)로 입사할 수 있다. 수광부(1120)는 제1 오프닝(1016) 및 제1 광학 부재(1321)를 통과한 광이 입사하는 제1 활성 영역(AA1), 제2 오프닝(1017) 및 제2 광학 부재(1322)를 통과한 광이 입사하는 제2 활성 영역(AA2)을 포함할 수 있다. 제1 활성 영역(AA1) 및 제2 활성 영역(AA2)은 서로 인접할 수 있다.
객체(1130)(예: 손가락)의 제1 영역(SA1)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제1 영역(SA1)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)(예: 손가락)의 제2 영역(SA2)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제2 활성 영역(AA2)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제2 활성 영역(AA2)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제2 영역(SA2)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)의 제1 영역(SA1) 및 제2 영역(SA2)은 일정 거리만큼 이격될 수 있다. 객체(1130)의 제1 영역(SA1) 및 제2 영역(SA2) 사이에는 생체 정보(예: 지문 이미지)가 획득되지 않는 제5 영역(NSA)이 위치할 수 있다.
이하, 도 14 내지 도 16을 참조하여, 일 실시예에 따른 전자 장치에서 센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)의 배치에 대해 설명한다. 도 14는 일 실시예에 따른 전자 장치의 센싱층(1010) 및 광학 부재(120)를 나타내는 도면이다. 도 15는 일 실시예에 따른 전자 장치의 일 단면을 나타내는 단면도이다. 도 16은 생체 센서를 통해 획득되는 생체 정보 검출 영역을 나타내는 도면이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 19의 전자 장치(1901))는 센싱층(1010), 광학 부재(1020), 디스플레이(1110) 및 생체 센서(예: 도 6의 생체 센서(622))의 수광부(1120)를 포함할 수 있다. 센싱층(1010)은 복수의 오프닝(1015)을 포함할 수 있다. 복수의 오프닝(1015)은 제1 오프닝(1016), 제2 오프닝(1017), 제3 오프닝(1018) 및 제4 오프닝(1019)을 포함할 수 있다. 센싱층(1010)은 도 5의 센싱층(135)으로서 참조될 수 있다. 실시예에 따라서는, 센싱층(1010)은 도 7 내지 도 9의 센싱층(135)으로 참조될 수도 있다.
광학 부재(1020)는 제1 오프닝(1016)을 통과한 광을 집광하는 제1 광학 부재(1021), 제2 오프닝(1017)을 통과한 광을 집광하는 제2 광학 부재(1022), 제3 오프닝(1018)을 통과한 광을 집광하는 제3 광학 부재(1023) 및 제4 오프닝(1019)을 통과한 광을 집광하는 제4 광학 부재(1024)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 부재(1021), 제2 광학 부재(1022), 제3 광학 부재(1023) 및 제4 광학 부재(1024)는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 집광 소자일 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(1020)는 렌즈, 마이크로 렌즈, 핀홀 어레이(pinhole array), 광섬유(optical fiber) 또는 콜리메이터(collimator)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치에서 센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)는 제3 방향(예: z축 방향)(예: 전자 장치의 두께 방향)을 기준으로 정렬되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 오프닝(1016)의 중점(O11)과 제1 광학 부재(1021)의 중점(O21)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제2 오프닝(1017)의 중점(O12)과 제2 광학 부재(1022)의 중점(O22)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제3 오프닝(1018)의 중점(O13)과 제3 광학 부재(1023)의 중점(O23)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제4 오프닝(1019)의 중점(O14)과 제4 광학 부재(1024)의 중점(O24)은 제3 방향(예: z축 방향)으로 중첩하지 않을 수 있다. 제1 오프닝(1016)의 중점(O11)과 제1 광학 부재(1021)의 중점(O21)을 지나는 가상의 선(L1)은 제3 방향(예: z축 방향)과 실질적으로 평행하지 않고, 제3 방향(예: z축 방향)에 대하여 지정된 각도만큼 기울어질 수 있다. 제2 오프닝(1017)의 중점(O12)과 제2 광학 부재(1022)의 중점(O22)을 지나는 가상의 선(L2)은 제3 방향(예: z축 방향)과 실질적으로 평행하지 않고, 제3 방향(예: z축 방향)에 대하여 지정된 각도만큼 기울어질 수 있다. 제1 오프닝(1016)의 중점(O11)과 제1 광학 부재(1021)의 중점(O21)을 지나는 가상의 선(L1)은 제2 오프닝(1017)의 중점(O12)과 제2 광학 부재(1022)의 중점(O22)을 지나는 가상의 선(L2)과 실질적으로 평행하지 않을 수 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)는 복수의 오프닝(1015)과 광학 부재(1020)를 통과한 광의 경로가 센싱 영역의 중심(O)에서 방사되는 방향(또는, 생체 센서의 수광부(1120)의 중심에서 멀어지는 방향)으로 이동되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(1020)의 중점들(O21, O22, O23, O24)과 센싱 영역의 중심(O) 사이의 거리는 복수의 오프닝(1015)의 중점들(O11, O12, O13, O14)과 센싱 영역의 중심(O) 사이의 거리에 비하여 길 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 오프닝(1016), 제2 오프닝(1017), 제3 오프닝(1018) 및 제4 오프닝(1019)의 중점들(O11, O12, O13, O14) 사이의 간격(d11, d12)은 제1 광학 부재(1021), 제2 광학 부재(1022), 제3 광학 부재(1023) 및 제4 광학 부재(1024)의 중점들(O21, O22, O23, O24) 사이의 간격(d21, d22)보다 작을 수 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)을 지나고 광학 부재(1020)를 투과한 광은 생체 센서의 수광부(1120)로 입사할 수 있다. 수광부(1120)는 제1 오프닝(1016) 및 제1 광학 부재(1021)를 통과한 광이 입사하는 제1 활성 영역(AA1), 제2 오프닝(1017) 및 제2 광학 부재(1022)를 통과한 광이 입사하는 제2 활성 영역(AA2), 제3 오프닝(1018) 및 제3 광학 부재(1023)를 통과한 광이 입사하는 제3 활성 영역(AA3), 제4 오프닝(1019) 및 제4 광학 부재(1024)를 통과한 광이 입사하는 제4 활성 영역(AA4) 및 광학 부재(1020)를 통과한 광이 도달하지 못하는 비활성 영역(NA)을 포함할 수 있다. 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제3 활성 영역(AA3) 및 제4 활성 영역(AA4)은 서로 이격될 수 있다. 비활성 영역(NA)의 적어도 일부는 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제3 활성 영역(AA3) 및 제4 활성 영역(AA4) 사이에 위치할 수 있다.
객체(1130)(예: 손가락)의 제1 영역(SA1)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제1 영역(SA1)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)(예: 손가락)의 제2 영역(SA2)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제2 활성 영역(AA2)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제2 활성 영역(AA2)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제2 영역(SA2)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)(예: 손가락)의 제3 영역(SA3)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제3 활성 영역(AA3)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제3 활성 영역(AA3)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제3 영역(SA3)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 객체(1130)(예: 손가락)의 제4 영역(SA4)에서 반사된 광은 수광부(1120)의 제4 활성 영역(AA4)으로 입사할 수 있다. 생체 센서는 수광부(1120)의 제4 활성 영역(AA4)에 입사하는 광을 이용하여 객체(1130)(예: 손가락)의 제4 영역(SA4)에 대한 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다.
객체(1130)의 제1 영역(SA1), 제2 영역(SA2), 제3 영역(SA3) 및 제4 영역(SA4)은 서로 인접할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 광학 부재(1021), 제2 광학 부재(1022), 제3 광학 부재(1023) 및 제4 광학 부재(1024)는 센싱 영역의 중심(O)에서 방사되는 방향으로 이동 배치되어, 이격된 복수의 오프닝(1015)들을 통과한 광들을 이용하여 객체(1130)의 대면적에 대한 연속된 이미지를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 수광부(1120)의 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제3 활성 영역(AA3) 및 제4 활성 영역(AA4)을 통해 획득되는 이미지들 각각을 분리하고, 각각의 분리된 이미지를 보정(예: 회전 또는 뒤집기)할 수 있다. 전자 장치는 수광부(1120)의 비활성 영역(NA)을 통해 획득한 부분을 삭제 또는 제거할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치는 보정된 각각의 이미지들을 사용하여 연속된 하나의 이미지를 획득할 수 있다.
이하, 도 14, 도 15 및 도 17을 참조하여, 일 실시예에 따른 전자 장치에 대해 설명한다. 도 17은 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 생체 센서를 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따르면, 생체 센서(1710)는 수광부(1720) 및 센싱 회로(1730)를 포함할 수 있다. 수광부(1720)는 서로 이격되는 제1 수광부(1721), 제2 수광부(1722), 제3 수광부(1723) 및 제4 수광부(1724)를 포함할 수 있다. 센싱 회로(1730)의 적어도 일부는 제1 수광부(1721), 제2 수광부(1722), 제3 수광부(1723) 및 제4 수광부(1724) 사이에 위치할 수 있다. 센싱 회로(1730)는 수광부(1720)로 입사하는 광을 이용하여 생체 정보(예: 지문 이미지)를 생성하고, 처리하는 적어도 하나의 전기 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱 회로(1730)는 제어 회로, 아날로그 디지털 변환기(Analog-Digital Converter, ADC), 메모리(예: First In First Out register(FIFO) 또는 One-Time Programmable memory(OTP)), 워치독 타이머(WatchDog Timer, WDT), 전력 관리 유닛(Power Management Unit, PMU) 또는 통신 모듈(예: Serial Peripheral Interface(SPI)) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
센싱층(1010)의 복수의 오프닝(1015)을 지나고 광학 부재(1020)를 투과한 광은 생체 센서(1710)의 수광부(1720)로 입사할 수 있다. 제1 오프닝(1016) 및 제1 광학 부재(1021)를 통과한 광은 제1 수광부(1721)로 입사할 수 있다. 제2 오프닝(1017) 및 제2 광학 부재(1022)를 통과한 광은 제2 수광부(1722)로 입사할 수 있다. 제3 오프닝(1018) 및 제3 광학 부재(1023)를 통과한 광은 제3 수광부(1723)로 입사할 수 있다. 제4 오프닝(1019) 및 제4 광학 부재(1024)를 통과한 광은 제4 수광부(1724)로 입사할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수광부(1720)가 광이 도달하지 못하는 비활성 영역을 포함하지 않도록 제1 수광부(1721), 제2 수광부(1722), 제3 수광부(1723) 및 제4 수광부(1724)를 배치할 수 있고, 수광부(1720) 효율을 높일 수 있다. 또한, 제1 수광부(1721), 제2 수광부(1722), 제3 수광부(1723) 및 제4 수광부(1724) 사이의 공간에 센싱 회로(1730)를 배치하여 생체 센서(1710) 및 생체 센서(1710)가 배치되는 전자 장치의 크기를 줄일 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는, 센싱 영역(139)을 포함하는 디스플레이(130); 상기 디스플레이(130) 아래에 위치하고, 복수의 오프닝들(137)을 포함하며, 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하는 센싱층(135); 및 상기 디스플레이(130)의 상기 센싱 영역(139)에서 방출되고 외부의 객체에 의해 반사된 광이 입사하도록 배치된 생체 센서(622);를 포함하고, 상기 센싱층(135)은 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제1 신호 배선 세트들(LS1) 및 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제2 신호 배선 세트들(LS2)을 포함하고, 상기 제1 신호 배선 세트들(LS1) 각각은 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)을 포함하고, 상기 제2 신호 배선 세트들(LS2) 각각은 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)을 포함하고, 상기 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4) 또는 상기 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4) 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝들(137) 사이를 지나고, 상기 센싱층(135)의 상기 복수의 오프닝들(137)은 상기 객체에 의해 반사되어 상기 생체 센서(622)로 입사하는 상기 광의 경로 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는, 상기 디스플레이(130) 및 상기 생체 센서(622)와 작동적으로 연결된 프로세서(1920)를 더 포함하고, 상기 프로세서(1920)는 상기 생체 센서(622)로 입사하는 상기 광의 적어도 일부에 기반하여 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
상기 복수의 오프닝(510)은 격자 형태로 배열되는 제1 오프닝(511), 제2 오프닝(512), 제3 오프닝(513) 및 제4 오프닝(514)을 포함하고, 상기 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4) 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝(510)의 가장자리를 따라 연장되는 제1 우회부(DP1)를 포함하고, 상기 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4) 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝(510)의 가장자리를 따라 연장되는 제2 우회부(DP2)를 포함하고, 상기 제1 우회부(DP1)는 상기 제1 오프닝(511) 및 상기 제3 오프닝(513) 사이를 지나고, 상기 제2 우회부(DP2)는 상기 제1 오프닝(511) 및 상기 제2 오프닝(512) 사이를 지날 수 있다.
상기 복수의 오프닝(710)은 일 방향으로 나열되는 제1 오프닝(711) 및 제2 오프닝(712)을 포함하고, 상기 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4) 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝(710)의 가장자리를 따라 연장되는 우회부(DP2)를 포함하고, 상기 우회부(DP2)는 상기 제1 오프닝(711) 및 상기 제2 오프닝(712) 사이를 지날 수 있다.
상기 복수의 오프닝(810)은 격자 형태로 배열되는 제1 오프닝(811), 제2 오프닝(812), 제3 오프닝(813) 및 제4 오프닝(814)을 포함하고, 상기 복수의 제1 신호 배선 세트들(LS1) 중 어느 하나의 상기 복수의 제1 신호 배선들(La1, La2, La3, La4)은 상기 제1 오프닝(811) 및 상기 제3 오프닝(813) 사이를 지나며 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 복수의 제2 신호 배선 세트들(LS2) 중 어느 하나의 제2 신호 배선 세트의 상기 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 상기 제1 오프닝(811) 및 상기 제2 오프닝(812) 사이를 지나며 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다.
상기 복수의 오프닝(910)은 일 방향으로 나열되는 제1 오프닝(911) 및 제2 오프닝(912)을 포함하고, 상기 복수의 제2 신호 배선 세트들(LS2) 중 적어도 어느 하나의 제2 신호 배선 세트의 상기 복수의 제2 신호 배선들(Lb1, Lb2, Lb3, Lb4)은 상기 제1 오프닝(911) 및 상기 제2 오프닝(912) 사이를 지나며 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 센싱층(135)과 상기 생체 센서(622) 사이에 위치하며 상기 센싱층(135)의 상기 복수의 오프닝(510)을 통과한 상기 광을 집광하는 광학 부재(621)를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱층(1010)의 상기 복수의 오프닝(1015)과 상기 광학 부재(1020)는, 상기 센싱층(1010)의 상기 복수의 오프닝(1015)과 상기 광학 부재(1020)를 통과한 광의 경로가 상기 센싱 영역의 중심(O)을 향하는 방향으로 이동되도록 배치될 수 있다.
상기 광학 부재(1020)는 복수의 렌즈(1021, 1022, 1023, 1024)를 포함하고, 상기 센싱층(1010)의 상기 복수의 오프닝(1015)의 중심들 사이의 거리는 상기 복수의 렌즈(1021, 1022, 1023, 1024)의 중심들 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 생체 센서는 상기 광이 입사하는 수광부(1120)를 포함하고, 상기 수광부(1120)는 상기 복수의 오프닝(1015)에 대응하는 복수의 활성 영역(AA1, AA2, AA3, AA4)을 포함하고, 상기 프로세서(1920)는 상기 수광부(1120)의 상기 복수의 활성 영역(AA1, AA2, AA3, AA4)을 통해 상기 객체의 이격된 영역들(SA1, SA2, SA3, SA4)에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
상기 센싱층(1010)의 상기 복수의 오프닝(1015)과 상기 광학 부재(1020)는, 상기 센싱층(1010)의 상기 복수의 오프닝(1015)과 상기 광학 부재(1020)를 통과한 광의 경로가 상기 센싱 영역의 중심(O)에서 방사되는 방향으로 이동되도록 배치될 수 있다.
상기 광학 부재(1020)는 복수의 렌즈(1021, 1022, 1023, 1024)를 포함하고, 상기 센싱층(1010)의 상기 복수의 오프닝(1015)의 중심들 사이의 거리는 상기 복수의 렌즈(1021, 1022, 1023, 1024)의 중심들 사이의 거리보다 작을 수 있다.
상기 생체 센서는 상기 광이 입사하는 수광부(1120)를 포함하고, 상기 수광부(1120)는 상기 복수의 오프닝(1015)에 대응하는 복수의 활성 영역(AA1, AA2, AA3, AA4)을 포함하고, 상기 프로세서(1920)는 상기 수광부(1120)의 상기 복수의 활성 영역(AA1, AA2, AA3, AA4)을 통해 상기 객체의 인접한 복수의 영역들(SA1, SA2, SA3, SA4)에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
상기 생체 센서(1710)는, 이격된 복수의 수광부들(1721, 1722, 1723, 1724) 및 상기 복수의 수광부들(1721, 1722, 1723, 1724) 사이에 위치하는 센싱 회로(1730)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 센싱층(1010)과 상기 생체 센서 사이에 위치하며 상기 센싱층(1010)의 상기 복수의 오프닝(1015)을 통과한 상기 광이 통과하는 오프닝들(OP1, OP2)을 포함하는 차광층(1330) 또는 일정 각도로 배열되는 단일층의 광섬유(optical fiber) 구조를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 18을 참조하여, 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 구성에 대해 설명한다. 도 18은 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 구성을 나타내는 순서도이다. 이하, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100) 또는 도 19의 전자 장치(1901))의 동작은 프로세서(예: 도 19의 프로세서(1920))의 동작으로서 참조될 수 있다.
동작 1810에서, 전자 장치는 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(130))의 센싱 영역(예: 도 3의 센싱 영역(139))이 발광하도록 할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치는 객체(예: 손가락) 터치의 감지에 기반하여, 디스플레이의 센싱 영역이 발광하도록 할 수 있다.
동작 1820에서, 전자 장치는 생체 센서(예: 도 6의 생체 센서(622))를 통해 원시 이미지 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이에서 방출되어 객체(예: 손가락)에 의해 반사된 광은 센싱층(예: 도 5의 센싱층(135))의 복수의 오프닝 및 광학 부재(예: 도 10의 광학 부재(1020))를 통과하여 생체 센서에 도달할 수 있다. 생체 센서는 객체에 의해 반사되어 센싱층의 복수의 오프닝 및 광학 부재를 통과한 광을 검출할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치는 생체 센서를 통해 검출된 광을 이용하여 원시 이미지 정보를 획득(또는 생성)할 수 있다.
동작 1830에서, 전자 장치는 원시 이미지 정보를 보정하여 지문 이미지를 획득(또는 생성)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 생체 센서의 수광부를 복수의 활성 영역으로 구분할 수 있고, 획득한 원시 이미지 정보를 구분된 복수의 활성 영역들 각각에 대응하도록 분리할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 생체 센서의 수광부를 4개의 활성 영역으로 구분할 수 있고, 획득한 원시 이미지 정보를 구분된 4개의 활성 영역들 각각에 대응하도록 분리할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 원시 이미지 정보를, 제1 활성 영역(AA1)을 통해 획득한 영역, 제2 활성 영역(AA2)을 통해 획득한 영역, 제3 활성 영역(AA3)을 통해 획득한 영역 및 제4 활성 영역(AA4)을 통해 획득한 영역으로 분리할 수 있다. 전자 장치는 원시 이미지 정보에서 수광부의 비활성 영역(NA)에 의해 생성된 부분을 분리 및 삭제할 수 있다. 이 때, 분리된 원시 이미지 정보들 각각은 광학 부재를 통과하며 회전되거나 반전된 이미지 일 수 있다. 전자 장치는 분리된 원시 이미지 정보들 각각을 보정(예: 회전 또는 반전)하여 지문 이미지를 획득할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 이격된 각각의 수광부(예: 도 17의 복수의 수광부(1720))를 통해 획득한 원시 이미지 정보들 각각을 보정(예: 회전 또는 반전)하여 지문 이미지를 획득할 수 있다.
동작 1840에서, 전자 장치는 획득한 지문 이미지를 기 등록된 지문 이미지와 비교할 수 있다. 전자 장치는 획득한 지문 이미지가 기 등록된 지문 이미지와 매칭되는 것으로 판단되면, 지정된 기능(예: 사용자 인증, 결제, 지정된 동작, 기능 또는 어플리케이션의 실행)을 수행할 수 있다. 전자 장치는 획득한 지문 이미지가 기 등록된 지문 이미지와 매칭되지 않는 것으로 판단되면, 출력 장치(예: 도 19의 디스플레이 모듈(1960), 음향 출력 모듈(1955), 오디오 모듈(1970), 및/또는 햅틱 모듈(1979) 또는 도 3의 디스플레이(130))를 통하여 지문 인증이 실패하였음을 나타내는 알림 또는 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 디스플레이의 센싱 영역을 통해 외부의 객체에 대응하여 광을 방출하고, 상기 객체에 의해 반사되어 상기 디스플레이 아래에 위치하는 센싱층의 복수의 오프닝을 통과하여 생체 센서로 입사한 광에 기반하여 상기 객체의 복수의 영역들에 대한 원시 이미지 정보를 획득하고, 상기 객체의 상기 복수의 영역들 각각에 대응하도록 분리된 상기 원시 이미지 정보를 보정하여 지문 이미지를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 생체 센서의 수광부를 복수의 활성 영역들로 구분하고, 구분된 상기 복수의 활성 영역들 각각에 대응하도록 상기 원시 이미지 정보를 분리할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 원시 이미지 정보에서 상기 수광부의 비활성 영역을 통해 획득한 부분을 삭제할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 원시 이미지 정보에서 상기 생체 센서의 이격된 수광부들을 통해 획득한 부분들 각각을 보정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 획득한 지문 이미지를 기 등록된 지문 이미지와 비교하고, 상기 획득한 지문 이미지가 상기 기 등록된 지문 이미지와 매칭되면 지정된 기능을 수행할 수 있다.
도 19는, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1900) 내의 전자 장치(1901)의 블록도이다. 도 19을 참조하면, 네트워크 환경(1900)에서 전자 장치(1901)는 제 1 네트워크(1998)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1902)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1999)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1904) 또는 서버(1908) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1901)는 서버(1908)를 통하여 전자 장치(1904)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1901)는 프로세서(1920), 메모리(1930), 입력 모듈(1950), 음향 출력 모듈(1955), 디스플레이 모듈(1960), 오디오 모듈(1970), 센서 모듈(1976), 인터페이스(1977), 연결 단자(1978), 햅틱 모듈(1979), 카메라 모듈(1980), 전력 관리 모듈(1988), 배터리(1989), 통신 모듈(1990), 가입자 식별 모듈(1996), 또는 안테나 모듈(1997)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1901)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1978))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1976), 카메라 모듈(1980), 또는 안테나 모듈(1997))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1960))로 통합될 수 있다.
프로세서(1920)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1940))를 실행하여 프로세서(1920)에 연결된 전자 장치(1901)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1920)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1976) 또는 통신 모듈(1990))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1932)에 저장하고, 휘발성 메모리(1932)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1934)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1920)는 메인 프로세서(1921)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1923)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1901)가 메인 프로세서(1921) 및 보조 프로세서(1923)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1923)는 메인 프로세서(1921)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1923)는 메인 프로세서(1921)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1923)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1921)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1921)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1921)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1921)와 함께, 전자 장치(1901)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1960), 센서 모듈(1976), 또는 통신 모듈(1990))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1923)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1980) 또는 통신 모듈(1990))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1923)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(1901) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1908))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(1930)는, 전자 장치(1901)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1920) 또는 센서 모듈(1976))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1940)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1930)는, 휘발성 메모리(1932) 또는 비휘발성 메모리(1934)를 포함할 수 있다.
프로그램(1940)은 메모리(1930)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1942), 미들 웨어(1944) 또는 어플리케이션(1946)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1950)은, 전자 장치(1901)의 구성요소(예: 프로세서(1920))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1901)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1950)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1955)은 음향 신호를 전자 장치(1901)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1955)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1960)은 전자 장치(1901)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1960)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1960)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1970)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1970)은, 입력 모듈(1950)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1955), 또는 전자 장치(1901)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1902))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1976)은 전자 장치(1901)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1976)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1977)는 전자 장치(1901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1902))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1977)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1978)는, 그를 통해서 전자 장치(1901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1902))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1978)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1979)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1979)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1980)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1980)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1988)은 전자 장치(1901)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1988)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1989)는 전자 장치(1901)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1989)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1990)은 전자 장치(1901)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1902), 전자 장치(1904), 또는 서버(1908)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1990)은 프로세서(1920)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1990)은 무선 통신 모듈(1992)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1994)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1998)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1999)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(1904)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1992)은 가입자 식별 모듈(1996)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1998) 또는 제 2 네트워크(1999)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1901)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1992)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1992)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1992)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1992)은 전자 장치(1901), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1904)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1999))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1992)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(1997)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1997)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1997)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1998) 또는 제 2 네트워크(1999)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1990)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1990)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(1997)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1997)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1999)에 연결된 서버(1908)를 통해서 전자 장치(1901)와 외부의 전자 장치(1904)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1902, 또는 1904) 각각은 전자 장치(1901)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1901)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1902, 1904, 또는 1908) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1901)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1901)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1901)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1901)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(1901)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1904)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1908)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1904) 또는 서버(1908)는 제 2 네트워크(1999) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1901)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1901)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1936) 또는 외장 메모리(1938))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1940))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1901))의 프로세서(예: 프로세서(1920))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    센싱 영역을 포함하는 디스플레이;
    상기 디스플레이 아래에 위치하고, 복수의 오프닝들을 포함하며, 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하는 센싱층; 및
    상기 디스플레이의 상기 센싱 영역에서 방출되고 외부의 객체에 의해 반사된 광이 입사하도록 배치된 생체 센서;를 포함하고,
    상기 센싱층은 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제1 신호 배선 세트들 및 지정된 간격으로 반복하여 나열되는 제2 신호 배선 세트들을 포함하고,
    상기 제1 신호 배선 세트들 각각은 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 신호 배선들을 포함하고,
    상기 제2 신호 배선 세트들 각각은 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 신호 배선들을 포함하고,
    상기 복수의 제1 신호 배선들 또는 상기 복수의 제2 신호 배선들 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝들 사이를 지나고,
    상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝들은 상기 객체에 의해 반사되어 상기 생체 센서로 입사하는 상기 광의 경로 상에 배치되는, 전자 장치.
  2. 제1 항에서,
    상기 디스플레이 및 상기 생체 센서와 작동적으로 연결된 프로세서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 생체 센서로 입사하는 상기 광의 적어도 일부에 기반하여 생체 정보를 획득하도록 설정된, 전자 장치.
  3. 제2 항에서,
    상기 복수의 오프닝은 격자 형태로 배열되는 제1 오프닝, 제2 오프닝, 제3 오프닝 및 제4 오프닝을 포함하고,
    상기 복수의 제1 신호 배선들 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝의 가장자리를 따라 연장되는 제1 우회부를 포함하고,
    상기 복수의 제2 신호 배선들 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝의 가장자리를 따라 연장되는 제2 우회부를 포함하고,
    상기 제1 우회부는 상기 제1 오프닝 및 상기 제3 오프닝 사이를 지나고,
    상기 제2 우회부는 상기 제1 오프닝 및 상기 제2 오프닝 사이를 지나는, 전자 장치.
  4. 제2 항에서,
    상기 복수의 오프닝은 일 방향으로 나열되는 제1 오프닝 및 제2 오프닝을 포함하고,
    상기 복수의 제2 신호 배선들 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 오프닝의 가장자리를 따라 연장되는 우회부를 포함하고,
    상기 우회부는 상기 제1 오프닝 및 상기 제2 오프닝 사이를 지나는, 전자 장치.
  5. 제2 항에서,
    상기 복수의 오프닝은 격자 형태로 배열되는 제1 오프닝, 제2 오프닝, 제3 오프닝 및 제4 오프닝을 포함하고,
    상기 복수의 제1 신호 배선 세트들 중 어느 하나의 상기 복수의 제1 신호 배선들은 상기 제1 오프닝 및 상기 제3 오프닝 사이를 지나며 상기 제1 방향으로 연장되고,
    상기 복수의 제2 신호 배선 세트들 중 어느 하나의 제2 신호 배선 세트의 상기 복수의 제2 신호 배선들은 상기 제1 오프닝 및 상기 제2 오프닝 사이를 지나며 상기 제2 방향으로 연장되는, 전자 장치.
  6. 제2 항에서,
    상기 복수의 오프닝은 일 방향으로 나열되는 제1 오프닝 및 제2 오프닝을 포함하고,
    상기 복수의 제2 신호 배선 세트들 중 적어도 어느 하나의 제2 신호 배선 세트의 상기 복수의 제2 신호 배선들은 상기 제1 오프닝 및 상기 제2 오프닝 사이를 지나며 상기 제2 방향으로 연장되는, 전자 장치.
  7. 제2 항에서,
    상기 센싱층과 상기 생체 센서 사이에 위치하며 상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝을 통과한 상기 광을 집광하는 광학 부재를 더 포함하는, 전자 장치.
  8. 제7 항에서,
    상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝과 상기 광학 부재는, 상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝과 상기 광학 부재를 통과한 광의 경로가 상기 센싱 영역의 중심을 향하는 방향으로 이동되도록 배치되는, 전자 장치.
  9. 제8 항에서,
    상기 광학 부재는 복수의 렌즈를 포함하고,
    상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝의 중심들 사이의 거리는 상기 복수의 렌즈의 중심들 사이의 거리보다 큰, 전자 장치.
  10. 제9 항에서,
    상기 생체 센서는 상기 광이 입사하는 수광부를 포함하고,
    상기 수광부는 상기 복수의 오프닝에 대응하는 복수의 활성 영역을 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 수광부의 상기 복수의 활성 영역을 통해 상기 객체의 이격된 영역들에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정된, 전자 장치.
  11. 제7 항에서,
    상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝과 상기 광학 부재는, 상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝과 상기 광학 부재를 통과한 광의 경로가 상기 센싱 영역의 중심에서 방사되는 방향으로 이동되도록 배치되는, 전자 장치.
  12. 제11 항에서,
    상기 광학 부재는 복수의 렌즈를 포함하고,
    상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝의 중심들 사이의 거리는 상기 복수의 렌즈의 중심들 사이의 거리보다 작은, 전자 장치.
  13. 제12 항에서,
    상기 생체 센서는 상기 광이 입사하는 수광부를 포함하고,
    상기 수광부는 상기 복수의 오프닝에 대응하는 복수의 활성 영역을 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 수광부의 상기 복수의 활성 영역을 통해 상기 객체의 인접한 복수의 영역들에 대한 생체 정보를 획득하도록 설정된, 전자 장치.
  14. 제12 항에서,
    상기 생체 센서는,
    이격된 복수의 수광부들; 및
    상기 복수의 수광부들 사이에 위치하는 센싱 회로를 포함하는, 전자 장치.
  15. 제2 항에서,
    상기 센싱층과 상기 생체 센서 사이에 위치하며 상기 센싱층의 상기 복수의 오프닝을 통과한 상기 광이 통과하는 오프닝들을 포함하는 차광층 또는 일정 각도로 배열되는 단일층의 광섬유(optical fiber) 구조를 더 포함하는, 전자 장치.
  16. 전자 장치의 생체 정보 획득 방법에 있어서,
    디스플레이의 센싱 영역을 통해 외부의 객체에 대응하여 광을 방출하고,
    상기 객체에 의해 반사되어 상기 디스플레이 아래에 위치하는 센싱층의 복수의 오프닝을 통과하여 생체 센서로 입사한 광에 기반하여 상기 객체의 복수의 영역들에 대한 원시 이미지 정보를 획득하고,
    상기 객체의 상기 복수의 영역들 각각에 대응하도록 분리된 상기 원시 이미지 정보를 보정하여 지문 이미지를 획득하는, 전자 장치의 생체 정보 획득 방법.
  17. 제16 항에서,
    상기 생체 센서의 수광부를 복수의 활성 영역들로 구분하고,
    구분된 상기 복수의 활성 영역들 각각에 대응하도록 상기 원시 이미지 정보를 분리하는, 전자 장치의 생체 정보 획득 방법.
  18. 제17 항에서,
    상기 원시 이미지 정보에서 상기 수광부의 비활성 영역을 통해 획득한 부분을 삭제하는, 전자 장치의 생체 정보 획득 방법.
  19. 제16 항에서,
    상기 원시 이미지 정보에서 상기 생체 센서의 이격된 수광부들을 통해 획득한 부분들 각각을 보정하는, 전자 장치의 생체 정보 획득 방법.
  20. 제16 항에서,
    상기 획득한 지문 이미지를 기 등록된 지문 이미지와 비교하고,
    상기 획득한 지문 이미지가 상기 기 등록된 지문 이미지와 매칭되면 지정된 기능을 수행하는, 전자 장치의 생체 정보 획득 방법.
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