KR20230173611A - 피부 각인 등의 보안 관련 물체를 광학적으로 직접 기록하는 장치 - Google Patents

피부 각인 등의 보안 관련 물체를 광학적으로 직접 기록하는 장치 Download PDF

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KR20230173611A
KR20230173611A KR1020230077450A KR20230077450A KR20230173611A KR 20230173611 A KR20230173611 A KR 20230173611A KR 1020230077450 A KR1020230077450 A KR 1020230077450A KR 20230077450 A KR20230077450 A KR 20230077450A KR 20230173611 A KR20230173611 A KR 20230173611A
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유르겐 힐만
더크 모르게니에르
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더말로그 예네트릭 게엠베하
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Abstract

본 발명은 보안 관련 물체(101)를 위한 지지 표면(102)을 갖는 커버 층(401), 센서 층(406), 지지 표면(102)으로부터의 입사광을 센서 층(406) 상의 작은 입사각으로 제한하기 위한 스페이서 구조(502)를 갖는 스페이서 층(403), 및 층 시퀀스의 캐리어로서 기판(407)을 포함하는 층 시퀀스로 보안 관련 물체(101)를 광학적으로 직접 기록하는 장치에 관한 것이다. 넓은 접촉면(102)에 걸쳐 보안관련 물체(101)를 양호한 대비로 기록할 수 있도록, 센서 픽셀(307)은 각각 감광소자(303)와 투과영역(304)을 가지며, 스페이서 층(403)에는 센서 층(406)에 적용된 스페이서 구조(502) 또는 기존의 융기된 기능 요소로부터 형성된 스페이서 구조(502)에 의해 추가로 제공되며, 각 감광 요소(303)의 입구 개구(308)의 영역에 컷아웃(301)을 가지며, 각각은 센서 층(406) 및 베어링 표면(102) 방향으로 인접한 층보다 실질적으로 낮은 굴절률을 갖는 매질로 채워져 있다.

Description

피부 각인 등의 보안 관련 물체를 광학적으로 직접 기록하는 장치{Device for the optical direct recording of security-relevant objects, such as skin imprints}
본 발명은 적어도 피부 자국(skin print)과 같은 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩(optical recording)하기 위한 장치로서, 특히 개인 식별을 위한 지문(fingerprint) 또는 장문(handprint)의 유두선(papillary line), 의료 목적의 피부 부위, 직물 및 식료품을 레코딩하고, 디스플레이(예를 들어, 모바일 기기용) 상에서 손가락의 위치를 인식하며, 선택적으로 증명서(예를 들어, 여권, 운전면허증 및 입장권, 탑승권 등과 같은 기타 신분증)를 레코딩하기 위한 장치에 관한 것이다.
식별 목적으로 피부 자국을 레코딩하기 위한 다양한 개념이 있다. 이러한 목적으로 지문의 광학 레코딩이 널리 사용되고 있다.
사용 센서 또는 센서의 조명의 실시양태에 따라 피부 고랑(skin valley)이 밝게 보이거나(FTIR 원리) 또는 피부 능선(skin mountain)이 밝게 보이는(비-FTIR 원리) 이미지가 생성될 수 있다. 사용 조명의 각도 범위 및 센서와 피부 부위에 대한 배치 표면 사이에 위치해 있는 광학층의 두께 및 굴절률은 이미지 생성에 있어 중요하다.
US 6,128,399 A에는 소정의 층 배열을 가지며 표면에 손가락을 올려놓는 지문 센서의 구조가 기재되어 있다. 상기 문헌에 기재된 지문 센서는 조명 요소를 가진 기판 및 배치 표면과 2차원 행렬의 감광 요소들을 가진 커버층으로 구성되어 있다. 조명 요소로부터 방출된 광은 불투명한 감광 요소 사이의 투명한 간극을 통해 이미지화할 대상 또는 신체 부위에 도달한다. 감광 요소는 조명층으로부터 직접 방출되지 않고 배치 표면의 방향으로부터 감광 요소에 도달하는 광만을 검출할 수 있다.
조명 요소는 예를 들어 DE 10 2018 122 872 A1에 개시되어 있는 바와 같이 감광 요소 사이에 배치될 수도 있다.
이러한 층 배치시 문제점은 광학 TFT 기술에 기반한 스캐너에서 배치 표면과 감광 요소 또는 조명층 사이의 최대 거리가 픽셀 간격(픽셀 피치)의 절반으로 제한된다는 점이다. 대상으로부터 방출되는 모든 유형의 광선이 감광 요소에 의해 완전히 검출되면(추가 처리 없이) 피부 능선과 피부 고랑 사이의 콘트라스트(contrast)가 낮아지고, DE 10 2018 122 872 A1에 따르면 이는 각각의 센서 요소의 중앙에서 벗어나 배열된 크게 제한된 조리개 개구부에 의해 방지될 수 있다.
센서면과 배치 표면 사이의 최대 거리를 증가시키는 다양한 방식이 있다. 이미징을 위해 능선으로부터 또는 고랑으로부터 광 또는 배치 표면에서 조명의 직접적인 후방 반사(back reflection)가 사용될 수 있다.
EP 3 008 662 B1에는 배치 표면에서 조명의 직접적인 후방 반사를 통한 이미징이 기재되어 있다. 상기 문헌에서, 조명 요소로부터 나오는 광은 배치 표면과 공기의 경계부, 즉 피부 고랑에서 굴절률 차이가 커 일부 반사되고 배치 표면과 피부 또는 피부 능선의 경계부에서는 굴절률이 비슷하여 대부분 투과된다. 투과된 광은 주로 손가락에 의해 흡수된다. 이에 따라, 직접적인 후방 반사에 의한 이미징시 피부 고랑은 밝게 나타나고 피부 능선은 어둡게 나타난다. 그러나 직접 반사된 여기광의 비율이 매우 작기 때문에(약 4%) 각각의 센서 요소 전방에 마이크로렌즈를 위치시키거나 또는 두 번째 열마다 스트립 형태로 조명만을 활성화하고 비활성 열에서는 센서를 활성화하되 조명 픽셀 및 센서 픽셀의 활성화를 번갈아 전환함으로써 피부 능선과 피부 고랑 사이의 콘트라스트를 높이기 위해 입사각을 제한하는 것을 제안하고 있다.
또한 이미지의 콘트라스트를 증가시키기 위해서, 예를 들어 WO 2017/045130 A1, WO 2017/063119 A1 및 US 2017/0017824 A1에서와 같이 배치 표면으로부터 방출된 광의 입사각을 제한하기 위해 각각의 감광 요소 또는 센서 픽셀에 대응하여 하나 이상의 조리개 다이어프램(diaphragm)을 형성할 수 있다.
발산 요소를 사용하는 또 다른 유형의 각도 제한이 US 10 108 841 B2에 개시되어 있다. 이를 위해, 배치 표면으로부터 나오는 광이 제한된 작은 입사각까지만 포토다이오드에 도달하도록 발산 요소와 조리개가 조명층 상부에 배치되어 있다.
콘트라스트 증가를 위해 제한된 조명 범위를 이용하는 것이 DE 10 2018 122 917 A1에 기재되어 있다.
US 2017/0169274 A1에 개시되어 있는 샌드위치 형태의 지문 인식기는 층 배열에 있어서 손가락을 위에 올려놓기 위한 배치 표면을 가진 커버층으로서 제 1 투명 층(1-800㎛), 다수 개의 관통홀을 가진 광학 필터층, 제 2 투명층 및 광학 센서 또는 센서층을 포함한다. 필터층은 커버층의 하면에 형성되고, 광학 센서는 필터층이 제 1 투명층과 광학 센서 사이에 배치되도록 필터층과 견고하게 연결되어 있다. 이때 필터층은 지문으로부터 반사되는 광에서 비스듬하게 입사되는 성분을 억제, 분리 또는 반사시키기 위해서 입사광을 변조하는 공간 필터로서 사용된다. 상기 필터층은 센서에 대한 매우 작은 입사각만 통과하도록 허용하는 다수 개의 관통홀이 형성되어 있는 차단층 또는 큰 입사각을 반사하여 비스듬하게 입사하는 광을 약화시키고 노이즈를 감소시키는 반사층을 포함할 수 있다. 그러나 각도 제한은 다수의 중공형 원기둥에 의해 달성될 수 있는데, 원기둥 사이에는 불투명한 충전재가 구비되고, 작은 각도로 입사하는 광은 상기 중공형 원통(직경 2-100㎛)를 통해서만 센서까지 도달할 수 있다. 그 결과 배치 표면으로부터 센서층까지 도달할 수 있는 광의 각도 범위가 크게 제한되고 노이즈 억제로 인해 지문 이미지의 콘트라스트가 향상되지만 차단층 또는 기둥층에 관통홀을 형성하는 것은 구성이 복잡하다.
이에 본 발명의 과제는 소정의 층 배열을 가지면서 적어도 피부 자국과 같은 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 것으로서 이미지의 밝기 또는 선명도를 크게 저하시키지 않으면서 큰 배치 표면에 걸쳐 균일하면서 양호한 콘트라스트로 보안 관련 대상을 캡쳐할 수 있게 하는 새로운 가능성을 찾는 데에 있다.
본 발명에 따르면, 상기 과제는 적어도 피부 자국과 같은 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치로서, 보안 관련 대상에 대한 배치 표면을 가진 커버층, 2차원 그리드로 배치된 센서 픽셀을 포함하고 상기 배치 표면의 방향으로부터 나오는 광에 대해서만 감광 요소가 감응하는 센서층, 상기 배치 표면으로부터 센서층에 작은 각도로 입사하는 광을 제한하기 위해 스페이서 구조체를 구비한 스페이서층 및 기판을 포함하는 층 배열을 가지며, 상기 기판은 층 배열의 운반체이되, 센서 픽셀은 각 예시에서 감광 요소 및 투명한 투과 영역을 포함하고, 상기 스페이서층은 추가로 센서층에 적층된 스페이서 구조체에 의해 또는 상기 센서층의 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소로부터 형성된 스페이서 구조체에 의해 형성되고, 각각의 센서 픽셀에 대응하여 스페이서 구조체가 마련되고, 배치 표면의 방향에서 봤을 때 센서층의 감광 요소의 도입 조리개의 일면의 하부에 조명광 방출을 위한 조명층이 배치되는 장치에 의해 해결된다.
보안 관련 대상은, 예를 들어 손가락 자국, 손자국 또는 발자국과 같은 피부 부위 및 예를 들어 신분증, 여권, 운전면허증, 신용카드 또는 명함과 같은 사람을 확인하기 위한 증명서이다.
보안 관련 대상의 레코딩의 콘트라스트를 높이기 위해서 스페이서 구조체를 구비한 스페이서층에 의해 배치 표면으로부터 작은 입사각으로 센서층에 입사하는 광이 제한된다. 조명광의 입사 이후에 보안 관련 대상이 방출하는 광을 산란광이라고 한다. 커버층의 배치 표면에서 직접 반사되는 조명광은 직접적인 후방 반사라고 한다. 보안 관련 대상을 통과하거나 또는 보안 관련 대상을 지나 배치 표면에 떨어지는 광을 주변 광이라고 한다. 본 발명에 따르면, 주변 광과 큰 각도로 커버면에 떨어지는 산란광은 배치 표면의 방향으로부터 센서층에 입사하지 않거나 가급적 최소량으로만 입사하여야 한다.
본 발명에 따르면, 직접적인 후방 반사 및 피부 고랑으로부터 방출되는 산란광은 보안 관련 대상의 레코딩시 이미징에 있어 상당한 비중을 차지한다. 직접 반사가 일어날 수 있는 조명광의 배치 표면에 대한 입사각은 굴절률의 차이에 따라 달라지는 전반사(total reflection)의 임계각과 유사하게 제한된다. 피부 고랑으로부터 방출되는 산란광은 이미징에 있어서 더 큰 비중을 차지하는데, 이는 피부 고랑이 커버층 대비 피부 능선의 굴절률 차이보다 큰 커버층 대비 굴절률 차이를 가진 에어 갭을 형성하기 때문이다. 이에 따라 피부 고랑으로부터 방출되는 산란광은 배치 표면에서 배치 표면에 수직으로 더 많이 굴절된다.
보안 관련 대상과 센서층 사이의 거리가 멀수록 레코딩시 이미징에 있어서 직접 후면 반사의 비중이 더 커진다. 이는 피부 고랑으로부터 방출된 광이 실질적으로 통계적으로 모든 방향으로 고르게 분포되어 방출되는 반면에 조명광의 배치 표면 입사각이 작을수록 더 많은 조명광이 직접 후방 반사되기 때문이다.
센서층 위에는 정확히 하나의 감광 요소와 각각 유리하게 연관되는 컷아웃(cutout)이 있다. 이들 컷아웃은 다양한 방식으로 도입될 수 있으며 가스 또는 가스 혼합물로 채워지거나 진공화된다. 이들은 다이어프램 구조체의 도움으로 센서층의 일부로서, 고르지 않은 센서 표면 또는 커버층의 고르지 않은 하면의 일부로서 또는 스페이서층의 일부로서 감광 요소 상부에 형성될 수 있다. 마지막으로, 스페이서층의 컷아웃은 배치 표면의 방향으로 스페이서층 상에 배치된 층보다 더 낮은 굴절률을 가진 물질로 채워질 수 있다.
본 발명에서는 배치 표면으로부터 나오는 모든 광이 감광 요소에 도달하기 전에 이러한 컷아웃에 도달하는 것이 중요하다. 그 결과, 스페이서층 상에 형성되고 스페이서층의 컷아웃 내 매질보다 높은 굴절률을 가진 층의 계면에서 전반사의 임계각보다 더 큰 입사각을 가진 광은 계면에서 전반사되고 따라서 센서 레코딩를 위해 차단된다.
조명층은 배치 표면의 방향에서 봤을 때 센서층 하부에 배치되고 조명층과 센서층 사이에 공기층을 갖는 것이 유리하다. 이로 인해, 조명광의 각도 범위가 더 작은 각도 범위로 제한될 수 있다. 조명층과 센서층 사이의 공기층은 실질적으로 수직인 빔 프로파일을 가진 지향성 조명에 의해 적은 분기(divergence)가 이미징에 긍정적인 영향을 미치도록 조명 거리를 증가시키는 역할을 한다.
조명층은 감광 요소 사이에서 센서층에 통합될 수 있는 조명 요소를 포함할 수 있다. 그 결과, 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치를 더욱 소형으로 구성할 수 있다.
스페이서층은 감광 요소 각각의 도입 조리개를 한정하고 그의 활성 표면 영역을 제한하는, 예를 들어 (불투명한) 다이오드 조리개와 같이 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소가 스페이서 구조체를 형성함으로써 센서층의 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소를 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소는 판독을 위해 불투명한 면적에 감광 요소를 포함하는 전자 구조체일 수도 있다. 대안적으로, 스페이서층은 추가로 센서층에 적층된 투명 스페이서 구조체에 의해 형성될 수 있다. 이때 투명 구조체 사이에서(적어도 각 감광 요소 상의 면적에서) 가스, 가스 혼합물(예, 공기) 또는 진공이 조성되거나 또는 낮은 굴절률(n≤1.4)을 가진 투명한 고체 매질이 센서층의 전체 표면 면적에 걸쳐 도포될 수 있다.
다이오드 조리개는 예를 들어 배치 표면의 방향으로 감광 요소 위로 돌출해 있는 커버 또는 계단 형태의 커버에 의해 구현될 수 있다. 조명층으로부터 나오는 조명광을 차단하고 조명광의 각도 범위를 제한하기 위해서 또 다른 다이오드 조리개층이 센서층 바로 아래에 추가로 배치될 수 있다. 다이오드 조리개는 불투명한 재료로 형성된다. 다이오드 조리개의 재료로서 예를 들어 몰리브덴, 구리, 은 또는 금과 같은 금속 또는 합금이 사용될 수 있다. 다이오드 조리개가 각각 감광 요소 상부에 배치되어 광의 측면 입사를 막는 것이 유리하다.
도입 조리개는 광이 통과하여 센서 픽셀에 입사할 수 있는 영역으로 이해된다. 예를 들어, 도입 조리개는 다이오드 조리개의 투명 영역일 수 있다.
특히 유리한 방식으로, 다이오드 조리개는 각 감광 요소의 면적을 덮도록 구성된다. 다이오드 조리개에 의해 덮이지 않는 각 감광 요소의 면적은 바람직하게는 20㎛2 내지 150㎛2이고, 각 다이오드 조리개는 다이오드 조리개에 의해 덮이지 않는 면적 주위를 둘러싸는 형태로 형성된다. 각 다이오드 조리개는 스페이서 구조체로서 작용할 수 있도록 바람직하게는 2㎛ 초과, 적어도 600nm의 높이를 갖는다.
스페이서층은 스페이서 구조체들 사이의 컷아웃에 가스 또는 가스 혼합물로 채워지는 것이 유리하다. 그러나 컷아웃은 진공화될 수도 있다. 스페이서층의 컷아웃은 가스 혼합물, 경우에 따라 공기로 채워지는 것이 바람직하다. 마찬가지로 스페이서층은 바람직하게는 질소, 아르곤, 헬륨 또는 다른 불활성 가스와 같은 적어도 하나의 가스로 채워질 수 있다. 컷아웃은 불화마그네슘 또는 불화칼슘 또는 NOA1315 또는 NOA133과 같은 저굴절률 광학용 투명 접착제(Optical Clear Adhesive, OCA)로 채워질 수도 있다.
보안 관련 대상을 통해 및/또는 보안 관련 대상을 통과하여 배치 표면에 도달하는 주변 광을 걸러내기 위해, 배치 표면과 센서층 사이에 필터층이 추가로 제공될 수 있다. 필터링으로 인해 주변 광은 센서층에 입사할 수 없게 된다. 필터층은 바람직하게는 분광 필터, 특히 바람직하게는 저주파 통과 필터 또는 대역 통과 필터를 포함한다.
적어도 기판 및 센서층으로 구성된 센서에 커버층의 연결은 진공 본딩에 의해 이루어질 수 있다. 센서에 커버층의 연결은 소위 에어갭 본딩에 의한 접착 프레임을 이용하여 이루어질 수도 있다. 이때 커버층과 센서 사이에는 공기(또는 또 다른 가스 또는 가스 혼합물)가 남아 있게 된다. 대안적으로, 커버층은 굴절률이 매우 낮은(≤1.4) 접착층을 통해 센서와 연결될 수 있다.
진공 본딩을 통해, 센서와 커버층은 서로 영구적으로 연결되고, 센서는 동시에 습기와 같은 환경적 영향으로부터 보호된다. 이를 위해, 커버층은 센서 위에 놓이고, 커버층과 센서 사이의 층은 진공화되고, 커버층은 바람직하게 커버층과 센서 사이의 층의 진공에 대한 주변 압력에 의해 감광 요소가 없는 영역의 가장자리에서만 고정된다. 커버층과 센서의 외부 에지 주위에서 접착 프레임을 이용하여, 이렇게 고정된 커버층은 가장자리에 긴밀하게 밀봉된다.
진공 본딩에 의해 연결된 층의 특별한 장점은 다시 제거될 수 있고 재사용될 수 있다는 것이다. 접착 프레임 또는 접착층은 바람직하게는 열에 의해 분리할 수 있다. 따라서, 긁혀진 배치 표면 또는 커버층이 교체될 수 있다. 이는 비용 및 자원 측면에서 유리하다. 나아가, 커버층은 센서층과 커버층 사이에 존재하는 부압(negative pressure)에 의해 더욱 고정된다.
대안적으로, 커버층은 접착층에 의해 센서에 고정될 수 있다. 이때 접착 프레임 또는 접착층은 OCA 또는 액체 접착제로 구성될 수 있으며 센서와 커버층 사이에 위치될 수 있다. 접착 프레임 또는 접착층의 두께는 바람직하게 3 내지 50㎛이다.
본 명세서에 포함되어 있다.
이하, 도면을 토대로 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a는 보안 관련 대상으로서 손가락과 함께 본 발명에 따른 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 1 실시양태의 단면도이다.
도 1b는 보안 관련 대상으로서 손가락 및 예를 들어 몇몇 빔 경로와 함께 도 1a의 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시양태의 확대 단면도이다.
도 2a는 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 2 실시양태의 단면도이다.
도 2b는 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 3 실시양태의 단면도이다.
도 2c는 도 2b에 따른 장치의 제 3 실시양태의 평면도이다.
도 2d는 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 4 실시양태의 단면도이다.
도 2e는 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 5 실시양태의 단면도이다.
도 3은 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 층 배열의 유리한 실시양태의 단면도이다.
도 4는 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 6 실시양태의 단면도이고,
도 5a는 보안 관련 대상을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 7 실시양태의 측단면도이다.
도 5b는 다이오드 조리개를 구비한 센서 픽셀의 유리한 실시양태의 측면도이다.
도 6a-f는 센서층의 기능 요소와 함께 스페이서층 및 별도의 스페이서층 형성을 통한 센서 픽셀 및 스페이서 구조체의 배치에 대한 다양한 실시예의 평면도이다.
도 1a는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 1 실시양태를 도시하고 있다. 도시된 보안 관련 대상(101)은 배치 표면(102) 위에 놓인 손가락이다. 배치 표면(102)은 커버층(401)의 상부 표면이다. 장치는 배치 표면(102)의 방향으로 커버층(401) 아래에 배치되는 센서층(406)을 포함하고, 2차원 그리드로 배치되는 센서 픽셀(307)을 가지고, 배치 표면(102)의 방향으로부터 나오는 광에 대해서만 감응하는 감광 요소(303)을 가진다. 센서 픽셀(307)은 각 예에서 감광 요소(303) 및 투명한 투과 영역(304)을 포함한다. 배치 표면(102)의 방향으로부터 봤을 때, 센서층(406), 스페이서층(403) 및 커버층(401)으로 이루어진 층 배열의 운반체 역할을 하는 기판(407)이 센서층(406) 하부에 배치되어 있다. 조명광(201)은 조명층(200)으로부터 배치 표면(102)의 방향으로 방출될 수 있다. 또한 장치는 배치 표면(102)으로부터 작은 입사각으로 센서층(406)에 입사하는 광을 제한하기 위해 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시양태에서 투명한 스페이서 구조체(502)를 구비한 스페이서층(403)을 더 포함한다. 스페이서층(403)은 커버층(401)과 센서층(406) 사이에 배치되고 센서층(406)에 추가로 적층된 스페이서 구조체(502)에 의해 또는 센서층(406)의 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소로부터 형성된 스페이서 구조체(502)에 의해 형성된다. 스페이서층(403)은 센서층(406)과 배치 표면(102) 사이에 배치되어 있다. 각각의 센서 픽셀(307)은 스페이서층(403)의 스페이서 구조체(502)에 대응하여 마련되어 있다.
스페이서층(403)의 두께는, 수직 방향으로, 즉 적층체의 층들에 대한 수직으로, 바람직하게 적어도 600nm이다. 특히 바람직하게 스페이서층(403)의 두께는 수직 방향으로 적어도 600nm, 최대 2,000nm이다.
보안 관련 대상(101)은 예를 들어 손가락 자국, 손자국 또는 발자국과 같은 피부 부위 및 예를 들어 신분증, 여권, 운전면허증, 신용카드 또는 명함과 같은 사람을 확인하기 위한 증명서이다. 증명서를 위에 놓으면 배치 표면(102)과 보안 관련 대상(101) 사이에는 에어 갭(106)이 남는다. 증명서 레코딩시 증명서의 밝은 영역이 어두운 영역보다 조명광(201)을 더 잘 반사함으로써 콘트라스트가 생성된다.
도 1a에서는 보안 관련 대상(101)이 배치 표면(102) 위에 올려 있는 다수의 피부 능선(103) 및 피부 고랑(104)를 가진 손가락으로 도시되어 있다. 배치 표면(102)은 다수 개의 손가락(101)을 동시에 올려 놓을 수 있는 저항성이 있는 투명 커버층(401)의 외면에 의해 형성된다. 커버층(401)은 예를 들어 유리 또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 도 1a에는 배치된 손가락(101)을 광학적으로 레코딩하기 위해 3개의 센서 픽셀(307)을 사용하는 센서층(406)의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 센서 픽셀(307)의 투명한 투과 영역(304)은 전체 센서 픽셀면의 10-80%를 차지하는 것이 유리하고, 바람직하게는 10-50%, 특히 바람직하게는 전체 센서 픽셀 면의 20-40%를 차지한다.
기판(407)은 보안 관련 대상(101)을 레코딩하기 위한 장치의 층 배열 구성을 위한 기초이다. 종래의 기술분야에서 박막 트랜지스터(TFT) 기술로서 알려져 있는 포토리소그래피 공정에 의해 도체, 반도체 및 절연체가 기판(407) 위에 도포된다. 대안적으로, 프린팅 공정, 예를 들어 스크린 프린팅 공정에 의해 개별 층들을 제조할 수도 있다. 센서층(406)의 센서 픽셀(307)의 투과 영역(304) 방향으로부터 전체 층 배열을 통해 나오고 배치 표면(102)을 관통하여 보안 관련 대상(101), 예를 들어 손가락 또는 증명서를 조명하는 조명광(201)이 통과할 수 있도록 기판(407)은 바람직하게 플라스틱 또는 유리와 같은 투명한 재료로 제조된다.
각 센서 픽셀(307)은 광을 전기 신호로 변환하기 위한 감광 요소(303) 및 투명한 투과 영역(304)을 포함한다. 감광 요소(303)는 아래로부터, 즉 기판(407)의 방향으로부터 오는 광을 전혀 검출할 수 없도록 구성된 포토다이오드이다. 이는 불투명한 센서 픽셀 영역(306), 예를 들어 종래기술에 알려져 있고 통상적인 바와 같이 포토다이오드의 하부에 불투명한 재료를 포함하는 다이어프램을 통해 구현된다. 감광 요소(303)는 통상적으로 대략 180°의 개구각을 갖고 배치 표면(102)의 방향으로부터 소정의 파장 범위의 광을 감지하도록 구성된다. 센서 픽셀(307)은 바람직하게는 380nm 내지 780nm의 가시광선 스펙트럼내 소정의 파장 범위를 검출한다. FBI 호환 이미지를 레코딩하기 위해서 센서층(406)은 바람직하게 500ppi(인치당 픽셀) 이상의 해상도에 해당하는 ≤50.8㎛의 감광 요소(303)의 중심간 거리를 갖는다.
도 1b는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 본 발명에 따른 장치로서, 보안 관련 대상(101)이 손가락인 도 1a와 같은 동일한 실시양태의 확대도이다.
조명광(201)의 가능한 광 경로는 도 1b에 예시되어 있는바, 손가락의 하면을 조명하기 위한 투과 영역(304) 중 하나로부터 배치 표면(102)의 방향으로 향하고 그 위에 배치된 보안 관련 대상(101), 여기서는 손가락에서 산란광(202)으로 일부 변환된다. 배치 표면(102) 방향으로 향하는 조명광(201)이 커버층(401)에 도입되고 굴절률의 차이로 인해 굴절된다. 조명층(200)으로부터 방출된 광 또는 조명광(201)은 커버층(401)에서 반사되거나 커버층(401)을 투과하여 보안 관련 대상(101)에 도달하고 산란광(202)으로서 방출된다. 그러나 스페이서층(403)에 큰 각도로 입사하는 산란광(202)은 커버층(401)과 스페이서층(403) 사이의 굴절률 차이로 인해 감광 요소(303)에 도달하지 못한다. 산란광은 컷아웃(301)의 영역에서 커버층(401)과 스페이서층(403)의 경계부에서 전반사된다. 그 다음, 산란광은 스페이서층(403)에 대한 입사각이 전반사각보다 작은 경우에 감광성 요소(303)에 의해 수용된다.
전반사의 각은 스페이서층(403)과 커버층(401)의 굴절률에 따라 달라진다. 스페이서층(403)은 낮은 굴절률(n≤1.4)을 가진 고체 매질, 가스 또는 가스 혼합물로 채워지거나 진공화될 수 있다. 커버층(401)은 조명층(200)으로부터 나오는 조명광(201)에 대해 적어도 부분적으로 투명해야 하고 바람직하게는 유리로 구성된다. 커버층(401)이 유리로 구성되고 스페이서층(403)이 공기로 채워지는 경우에 전반사의 임계각은 대략 41°이다. 배치 표면(102)과 센서층(406) 사이의 거리가 매우 클 경우에 전반사의 임계각을 증가시키기 위해서 유리 대신에 굴절률이 더 높은(예를 들어 n≥1.7) 재료를 사용하는 것이 유리할 수 있다.
조명광(201)은 배치 표면(102)에서 일부 반사된다. 이러한 직접적인 후방 반사(204)는 프레넬 반사(Fresnel reflection)라고도 하며 커버층(401)과 주변 또는 보안 관련 대상(101)의 경계부에서 발생하는데, 이는 커버층(401)이 주변 또는 주변 공기 또는 보안 관련 대상(101)보다 더 높은 광학 밀도 또는 굴절률을 갖기 때문이다. 프레넬 반사의 발생 여부는 커버층(401) 및 주변 환경 또는 보안 관련 대상(101)의 굴절률 외에도 배치 표면(102)에 대한 조명광(201)의 입사각에 의존한다. 광이 수직으로 입사하는 경우에 조명광(201)의 직접적인 후방 반사의 비율은 유리-공기 경계부에서 약 4%이다. 이는 조명광(201)의 대부분이 배치 표면(102)을 통해 투과되고 적은 비율만이 직접적인 후방 반사(204)로서 역반사된다는 것을 의미한다. 직접적인 후방 반사(204)의 임계각은 전반사의 임계각, 즉 예를 들어 유리와 공기 사이의 경계부의 경우에 약 41°로 동일하다. 직접적인 후방 반사(204)가 보안 관련 대상(101)의 레코딩에 실질적인 기여를 하는 경우에 배치 표면(102)에 입사하는 조명광(201)의 각도를 제한하기 위해서 센서(500)와 조명층(200) 사이에 공기층(408)(특히 도 2a에 도시되어 있음)을 형성하는 것이 중요하다.
조명층(200)을 위해 사용할 수 있는 디스플레이 또는 백라이트의 방사각은 바람직하게는 10° 내지 40°, 특히 바람직하게는 15° 내지 20°이다.
직접적인 후방 반사(204) 및 피부 고랑(104)으로부터 방출되는 산란광(202)은 피부 능선(103)으로부터 나오는 산란광(202)에 비해 스페이서층(403) 및 다이오드 조리개(302)에 의해 바람직하게 검출된다. 이는 직접적인 후방 반사(204)가 조명광(201)이 직접 역반사될 수 있는 임계각을 갖고, 배치 표면(102)에 대한 조명광(201)의 입사각이 작을수록 더 많은 조명광(201)이 직접적으로 역반사되기 때문이다. 직접적인 후방 반사(204)의 반사각은 배치 표면(102)에 대한 조명광(201)의 입사각과 동일하다. 피부 고랑(104) 하부의 에어 갭(106)과 커버층(401) 사이의 굴절률 차이가 피부 능선(103)과 커버층(401) 사이의 굴절률 차이보다 크기 때문에 조명광(201)의 더 많은 비율이 배치 표면(102)에서 반사되어 픽셀의 감광 요소에 도달할 수 있게 된다.
보안 관련 대상(101)과 센서층(406) 사이의 거리가 멀어질수록 레코딩시 이미징에 있어서 직접적인 후방 반사(204)의 비율이 더 커진다. 이는 피부로부터 방출되는 광이 실질적으로 모든 방향으로 균일하게 방출되는 반면에 배치 표면(102)에 대한 조명광(201)의 입사각이 작을수록 더 많은 조명광(201)이 직접적으로 역반사되기 때문이다. 상술한 효과로 인해 실질적으로 수직인 빔 프로파일을 가진 지향성 조명은 이미징에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
도 2a에 도시된 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 2 실시양태는 배치 표면(102)을 가진 커버층(401), 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403), 다이오드 조리개(302)를 가진 다이오드 조리개층(405), 센서 픽셀(307)을 가진 센서층(406) 및 기판(407)을 포함하는 층 배열을 갖고 있다. 센서 픽셀(307)은 각 예에서 감광 요소(303) 및 투명한 투과 영역(304)을 가진다. 도 2a에 도시된 실시양태에서도 기판(407)과 조명층(200) 사이에는 공기층(408)이 위치하여 있다. 도시된 실시예에서, 컷아웃(301)은 고르지 않은 센서 표면 상에 형성되어 있다. 컷아웃(301)의 면적 또는 컷아웃(301)의 수평 방향 크기는 적어도 전반사의 각, 바람직하게는 41° 또는 45° 미만에서 스페이서층(403) 내 다이오드 조리개(302)의 이미지만큼 커야 한다.
센서층(406)의 상부에는 감광 요소(303) 각각에 대응하여 컷아웃(301)이 형성되어 있다. 이들은 다양한 방식으로 형성될 수 있고 가스 또는 가스 혼합물로 채워지거나 진공화될 수 있다. 컷아웃(301)은 스페이서층(403)의 일부이다. 컷아웃은 다이오드 조리개층(405), 센서층(406) 및 기판(407)을 포함하는 센서(500)의 일부인 감광 요소(303) 상부에 다이오드 조리개(302)를 사용하여 고르지 않은 센서 표면의 일부로서 또는 하면에 고르지 않은 커버층(401)의 일부로서 형성될 수 있다. 이하, 실시예에서는 개별적인 변형예들을 더욱 자세하게 설명하기로 한다. 컷아웃(301)이 존재하는 경우에 이론적으로 배치 표면(102)으로부터 감광 요소(303)에 도달하는 모든 광이 컷아웃(301)에 도달하는 것이 중요하다. 그 결과, 전반사의 임계각보다 큰 각은 층들 중 하나와 스페이서층(403)의 경계부에서 차단된다.
다이오드 조리개층(405)은 스페이서층(403)과 센서층(406) 사이에 배치된다. 감광 요소(303) 상에 적층되어 있는 다이오드 조리개(302)는 각각의 감광 요소(303)에 대응하여 마련되어 있다. 다이오드 조리개(302)는 배치 표면(102) 방향의 연장부를 포함하고 있고 배치 표면(102)의 방향으로부터 입사하는 조명광(201)의 각을 컷아웃(301)과 함께 제한할 수 있다. 광이 배치 표면(102)의 더 작은 영역으로부터 다이오드 조리개(302)를 통해 감광 요소(303)에 도달하기 때문에 다이오드 조리개(302)는 해상도를 개선하는 역할을 할 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서 컷아웃(301)은 물방울 형태이고, 산란광(202) 및 직접적인 후방 반사(204)가 센서층(406)에 도달하는 각도 범위 또는 도입 조리개(308)는 파선으로 개략적으로 도시되어 있다.
도 2b 및 2c에는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 3 실시양태가 도시되어 있다. 장치는 배치 표면(102)을 가진 커버층(401), 센서층(406) 및 기판(407)으로 구성되고 배치 표면(102)에서 봤을 때 커버층(401) 하부에 배치된 센서(500), 스페이서층(403), 공기층(408) 및 조명층(200)을 포함하고 있다. 커버층(401)과 센서(500)의 연결은 에어갭 본딩에 의한 접착 프레임(501)을 이용하여 이루어진다. 접착 프레임(501)은 커버층(401)을 센서(500)와 접합시킨다. 접착 프레임(501)은 센서 픽셀(307)이 배치되어 있는 센서층(406)의 영역으로 돌출되어서는 안 된다. 커버층(401)은 접착 프레임(501)에 의해 고정되며, 그 위에 보안 관련 대상(101)을 올려 놓아도 움직이지 않는다. 커버층(401)과 센서(500) 사이의 스페이서층(403)에 에어 갭이 생성되기 때문에 커버층(401)을 고정하기 위해 접착 프레임(501)을 사용하는 것을 에어 갭 본딩이라고도 한다.
도 2d에는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 4 실시양태가 도시되어 있다. 제 4 실시양태에서 커버층(401)은 진공 본딩에 의해 센서(500)에 적층된다. 센서(500) 및 커버층(401)은 진공 본딩에 의해 서로 견고하게 연결되고 동시에 센서(500)는 습기와 같은 환경적 영향으로부터 보호된다. 여기서, 커버층(401)의 제 1 폭은 센서(500)의 제 2 폭보다 작다. 스페이서층(403)은 주변 압력보다 실질적으로 더 낮은 스페이서층(403)의 내압을 얻기 위해서 측면이 밀봉되어 있다.
도 2e에는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 5 실시양태가 도시되어 있다. 장치는 배치 표면(102)을 가진 커버층(401), 센서층(406) 및 기판(407)으로 구성되고 배치 표면(102)에서 봤을 때 커버층(401) 하부에 배치된 센서(500), 원뿔대 형태의 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403) 및 조명층(200)을 포함하고 있다. 센서(500)와 커버층(401)의 연결은 접착층(402)에 의해 이루어진다. 도시된 실시양태에서 접착층(402)은 연속적으로 형성되고 이에 따라 조명광(201)에 대해서 적어도 부분적으로 투명해야 한다. 공기층(408)이 없기 때문에, 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치는 더욱 소형으로 구성된다.
보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 5 실시양태는 바람직하게는 스펙트럼 필터를 포함하는 필터층(409)을 포함한다. 필터층(409)은 보안 관련 대상(101)을 통해 및/또는 보안 관련 대상(101)을 통과하여 배치 표면(102)에 도달하는 주변 광을 차단하는 역할을 한다.
도 3에는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 층 배열의 개략도가 바람직한 실시양태로 도시되어 있다. 불투명한 감광 요소(303)를 구비한 센서층(406)이 기판(407) 상에 배치되어 있다. 각각의 감광 요소(303)에 대응하여 다이오드 조리개(302)가 마련되어 있다. 층 배열은 배치 표면(102)을 가진 커버층(401), 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403), 다이오드 조리개(302)를 가진 다이오드 조리개층(405), 센서 픽셀(307)을 가진 센서층(406), 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403) 및 기판(407)을 포함하고 있다. 조명층(200)은 감광 요소(303) 사이에서 센서층(406)에 통합되어 있는 조명 요소(203)를 포함하고 있다. 따라서 조명층(200)과 센서층(406)은 하나의 층으로 통합되어 있다. 도 3에 도시된 층 배열에는 센서층(406)을 외부 영향으로부터 보호하는 역할을 하는 패시베이션층(404)이 추가로 형성되어 있다. 여기서, 패시베이션층(404)은 센서(500)를 구성하는 일부이다. 패시베이션층(404)은 예를 들어 유기 재료(예를 들어 폴리아미드)로 구성될 수 있다. 동시에, 스페이서 구조체(502)는 커버층(401)을 센서(500)와 연결하는 접착제 역할을 한다. 따라서 커버층(401)과 접착층(402)도 하나의 층으로 통합되어 있다. 층들을 통합함으로써 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치는 더욱 소형으로 구성될 수 있다. 접착층(402)은 조명광(201)이 센서 픽셀(307)의 감광 요소(303)에 입사하지 않는 면적에만 접착제를 제공하는 방식으로 형성된다. 접착제는 동시에 스페이서 구조체(502)로서 역할도 한다.
도 3에는 또한 배치 표면(102)으로부터 나오는 광의 일부 빔 경로들이 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에서는 스페이서 구조체(502)가 도 1b에 도시된 실시양태와 대조적으로 투명하지 않다.
도 4에는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 6 실시양태가 도시되어 있다. 층 배열은 배치 표면(102)을 가진 커버층(401), 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403), 다이오드 조리개(302)를 가진 다이오드 조리개층(405), 센서 픽셀(307)을 가진 센서층(406), 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403) 및 기판(407)을 포함하고 있다. 스페이서층(403)은 센서층(406)의 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소로 구성된 스페이서 구조체(502)에 의해 형성되고 센서층(406)의 기능 요소는 다이오드 조리개(302)이다. 따라서 스페이서층(403)과 다이오드 조리개층(405)은 하나의 층으로 통합되어 있다.
도 5a는 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치의 제 7 실시양태를 도시하고 있다. 층 배열은 배치 표면(102)을 가진 커버층(401), 접착층(402), 패시베이션층(404), 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403), 다이오드 조리개(302)를 가진 다이오드 조리개층(405), 센서 픽셀(307)을 가진 센서층(406), 스페이서 구조체(502)를 가진 스페이서층(403) 및 기판(407)을 포함하고 있다. 조명층(200)은 배치 표면(102)에서 봤을 때 공기층(408) 하부에 배치되어 있다. 스페이서층(403)은 센서층(406)의 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소로 구성된 스페이서 구조체(502)에 의해 형성되고 센서층(406)의 기능 요소는 다이오드 조리개(302)이다. 따라서 스페이서층(403)과 다이오드 조리개층(405)은 하나의 층으로 통합되어 있다.
도 5b는 다이오드 조리개(302)의 구조를 예시하고 있다. 다이오드 조리개(302)는 돌출되고 계단 형태로 구성되어 있으며 가스 또는 가스 혼합물, 유리하게는 공기를 내포한다. 패시베이션층(404)은 커버면(102) 방향으로 위쪽을 향해 다이오드 조리개(302)를 차단한다.
도 6a-6f는 센서 픽셀(307) 및 스페이서 구조체(502)의 배치에 대한 서로 다른 실시예를 도시하고 있다. 각각 스페이서층(403)과 센서층(406)만을 도시하고 있다. 도시된 모든 실시예에서 센서 픽셀(307) 각각은 그리드 형태로 배치되어 있다.
도 6a에서, 활성 센서 픽셀 영역(305)은 각각 불투명한 센서 픽셀 영역(306)의 중앙에 배치되어 있다. 스페이서 구조체(502)는 각각 활성 센서 픽셀 영역(305) 주위에 직사각형 형태로 불투명한 센서 픽셀 영역(306)에 적층되어 있다. 동시에 스페이서 구조체(502)는 다이오드 조리개(302)로서 역할을 할 수 있다. 투과 영역(304)은 불투명한 센서 픽셀 영역(306) 사이에 위치해 있다.
도 6b는 스페이서 구조체(502)에 대응하여 다수의 센서 픽셀(307)이 마련되어 있는 실시예를 도시하고 있다. 스페이서 구조체(502)에 대응하는 센서 픽셀(307)의 관계는 도 6b 및 이후의 도면에 파선으로 표시되어 있다. 스페이서층(403)은 센서층(406)에 추가로 적층되고 유리하게는 투명한 스페이서 구조체(502)에 의해 형성되어 있다. 실시예에서 스페이서 구조체(502)의 형태는 원통형이다.
도 6c 내지 도 6f는 또한 스페이서 구조체(502)에 대응하여 다수의 센서 픽셀(307)이 마련되어 있는 실시예를 도시하고 있다.
도 6c는 직방형의 스페이서 구조체(502)를 도시하고 있다. 스페이서 구조체(502)는 다수 개의 센서 픽셀(307)에 걸쳐 연장 형성되어 있다.
도 6d에 도시된 실시예에서는 또한 도 6b와 유사하게 스페이서 구조체(502)에 대응하여 다수의 센서 픽셀(307)이 마련되어 있다. 그러나 스페이서 구조체(502)의 형태는 직방형이다.
도 6e는 또한 도 6b에서와 같이 원통형의 스페이서 구조체(502)가 제공되어 있는 실시예를 도시하고 있다. 스페이서 구조체(502)는 각각 센서 픽셀(307)의 2열과 2행 사이에 배치되어 있다. 스페이서 구조체(502)는 센서 픽셀(307)의 모든 열과 행 사이에 반드시 배치되는 것은 아니고 열 및/또는 행을 건너뛸 수도 있다.
도 6f의 실시예는 유사한 배치로서 센서 픽셀(307)의 2개의 열 사이에 직방형 스페이서 구조체(502)가 각각 배치되어 있는 것을 도시하고 있다. 스페이서 구조체(502)는 센서 픽셀(307)의 모든 열 사이에 반드시 배치되는 것은 아니고 열을 건너뛸 수도 있다.
스페이서층(403)은 서로 다르게 구성된 스페이서 구조체(502)를 가질 수 있다. 마찬가지로 센서 픽셀(307)에 대응하여 다수 개의 스페이서 구조체(502)가 마련될 수도 있다.
101 보안 관련 대상
102 배치 표면
103 피부 능선(유두 능선)
104 피부 고랑(유두 고랑)
106 에어 갭(피부 능선에서, 문서 아래)
200 조명층
201 조명광
202 산란광
203 조명 요소
204 직접적인 후방 반사
301 컷아웃
302 다이오드 조리개
303 감광 요소
304 투과 영역
305 활성 센서 픽셀 영역
306 불투명한 센서 픽셀 영역
307 센서 픽셀
308 도입 조리개
401 커버층
402 접착층
403 스페이서층
404 패시베이션층
405 다이오드 조리개층
406 센서층
407 기판
408 공기층
409 필터층
500 센서
501 접착 프레임
502 스페이서 구조체

Claims (11)

  1. 적어도 피부 자국과 같은 보안 관련 대상(101)을 직접적으로 광학 레코딩하기 위한 장치로서, 상기 장치는
    - 보안 관련 대상(101)에 대한 배치 표면(102)을 가진 커버층(401),
    - 2차원 그리드로 배치된 센서 픽셀(307)을 가지는 센서층(406)으로서, 각각은 감광 요소(303) 및 투명한 투과 영역(304)을 구비하고, 감광 요소(303)는 배치 표면(102)의 방향으로부터 나오는 광에 대해서만 수용 가능한 일면에 위치된 도입 조리개를 가지는 센서층(406),
    - 배치 표면(102)으로부터 센서층(406)에 작은 입사각으로 입사하는 광을 제한하기 위해 스페이서 구조체(502)를 구비한 스페이서층(403) 및
    - 기판(407)
    을 포함하는 층 배열을 가지며, 기판은 층 배열의 운반체이고,
    - 스페이서 구조체(502)는 각 센서 픽셀(307)에 연결되고,
    - 스페이서층(403)은 추가로 센서층(406)에 제공된 스페이서 구조체(502)에 의해 또는 한정된 두께를 가진 센서층(406)의 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소로부터 형성된 스페이서 구조체(502)에 의해 형성되고,
    - 스페이서층(403)은 센서층(406) 및 배치 표면(102)의 방향으로 인접해 있는 층에 비해 실질적으로 더 낮은 굴절률을 가진 매질로 채우기 위해 적어도 각 감광 요소(303)의 도입 조리개(308)의 영역에 스페이서 구조체(502)의 컷아웃(301)을 포함하고,
    - 배치 표면(102)의 방향으로부터 봤을 때 센서층(406)의 감광 요소(303)의 도입 조리개(308)의 일면의 하부에 조명광(201) 방출을 위한 조명층(200)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    조명층(200)은 센서층(406)의 하부에 배치되고, 공기층(408)이 조명층(200)과 센서층(406) 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    조명층(200)은 감광 요소(303) 사이에서 센서층(406)에 통합되어 있는 조명 요소(203)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이서층(403)은 다이오드 조리개(302)를 이용하여 센서층(406)의 미리 돌출 형태로 만들어진 기능 요소로 구성된 스페이서 구조체(502)에 의해 또는 센서층(406)의 전자 구조체에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이서층(403)은 센서층(406)에 제공된, 바람직하게는 투명한 스페이서 구조체(502)에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이서층(403)의 스페이서 구조체(502) 사이의 컷아웃(301)은 가스 또는 가스 혼합물로 채워지거나 진공인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    스페이서층(403)은 질소, 산소, 헬륨, 아르곤 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 가스 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 가스로 채워지는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배치 표면(102)과 센서층(406) 사이에 필터층(409)이 형성되어 손가락 옆으로 또는 손가락을 통과하여 배치 표면(102)에 도달하는 주변 광을 차단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    커버층(401)과 센서층(406) 및 기판(407)을 포함하는 센서(500)의 연결은 진공 본딩에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    커버층(401)과 센서층(406) 및 기판(407)을 포함하는 센서(500)의 연결은 접착층(402)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    커버층(401)과 센서층(406) 및 기판(407)을 포함하는 센서(500)의 연결은 접착 프레임(501)을 사용하는 에어 갭 본딩에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
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