WO2022177135A1 - 센서 모듈을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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WO2022177135A1
WO2022177135A1 PCT/KR2021/020147 KR2021020147W WO2022177135A1 WO 2022177135 A1 WO2022177135 A1 WO 2022177135A1 KR 2021020147 W KR2021020147 W KR 2021020147W WO 2022177135 A1 WO2022177135 A1 WO 2022177135A1
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sensor module
housing
electronic device
sensor
sensing electrode
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PCT/KR2021/020147
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English (en)
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한선호
남민혁
김용이
박성화
사공진
이승호
장주희
한기욱
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삼성전자 주식회사
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    • A61B2560/0204—Operational features of power management

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to an electronic device including a sensor module.
  • the term "electronic device” refers to a device that performs a specific function according to an installed program, such as an electronic notebook, a portable multimedia player, a mobile communication terminal, a tablet PC, an image/audio device, a desktop/laptop computer, or a vehicle navigation device from home appliances. can mean For example, these electronic devices may output stored information as sound or image.
  • various functions may be mounted in one electronic device such as a mobile communication terminal in recent years. For example, not only communication functions, but also entertainment functions such as games, multimedia functions such as music/video playback, communication and security functions for mobile banking, or various functions such as schedule management or electronic wallets are integrated into one electronic device.
  • Such electronic devices are being miniaturized so that users can conveniently carry them. With the development of electronic and communication technologies, such electronic devices are becoming smaller and lighter to the extent that they can be used without great inconvenience even when worn on the body.
  • the electronic device that can be worn on the body can continue for a considerable period of time while in contact with the user's body, and thus can be usefully used in medical and health management.
  • the electronic device may detect biometric information such as a photoplethysmo graph (PPG) of a user, a sleep section, skin temperature, heart rate, and electrocardiogram according to a mounted sensor.
  • PPG photoplethysmo graph
  • the detected biometric information may be stored in an electronic device or transmitted to a medical institution to be utilized for health management of a user.
  • the body-worn electronic device may improve security by using authentication information using the user's body.
  • the electronic device may obtain user authentication information by detecting a fingerprint.
  • a sensor for detecting biometric information and a sensor for detecting user's authentication information each exist, a space for accommodating components of the electronic device may be reduced.
  • an electronic device including a sensor module including a biosignal sensing electrode and a biometric sensor may be provided.
  • an electronic device includes a housing, a battery disposed in the housing, and a sensor module at least a portion of which is disposed in the housing, wherein the sensor module includes: a substrate; A biometric sensor, a sealing member surrounding the substrate and at least a portion of the biometric sensor, and a biosignal sensing electrode surrounding at least a portion of the sealing member and electrically connected to the substrate, at least a portion of which is external to the housing It may include an exposed biosignal sensing electrode.
  • an electronic device includes a housing, a battery disposed in the housing, and at least a sensor module disposed in the housing, surrounding a biometric sensor and at least a portion of the biometric sensor, A sensor module including a biosignal sensing electrode, at least a portion of which is exposed to the outside of the housing, and a processor configured to determine fingerprint information using the biometric sensor and determine biometric information using the biosignal sensing electrode can do.
  • the sensor module may include a substrate, a biometric sensor disposed on the substrate, a sealing member surrounding at least a portion of the substrate and the biometric sensor, and at least a portion of the sealing member , a processor configured to determine fingerprint information using the biosignal sensing electrode and the biometric sensor electrically connected to the substrate, and to determine biometric information using the biosignal sensing electrode.
  • an electronic device uses a biosignal sensing electrode and a biometric sensor to analyze user's biometric information (eg, an electrocardiogram signal, a heart rate signal, a bioelectrical impedance) At least one of bioelectric impedance analysis (BIA) information and/or galvanic skin response information) and user authentication information (eg, fingerprint information) may be acquired.
  • biometric information eg, an electrocardiogram signal, a heart rate signal, a bioelectrical impedance
  • bioelectric impedance analysis (BIA) information and/or galvanic skin response information) may be acquired.
  • the biosignal sensing electrode and the biometric sensor may be included in one sensor module.
  • an arrangement space of the electronic device may be increased.
  • FIG. 1 is a front perspective view of an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a rear perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4A is a front perspective view of a sensor module, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 4B is a rear perspective view of the sensor module, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a sensor module, according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6A and 6B are front views of a sensor module, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a front view of a sensor module according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a rear view of a sensor module according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a sensor module disposed within a housing, in accordance with various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other such components, and refer to those components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. have.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. , or one or more other operations may be added.
  • 1 is a front perspective view of an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • 2 is a rear perspective view of an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device 100 is an electronic device in the form of a watch, and the user can wear the electronic device 100 .
  • the electronic device 100 may be a smart watch that can be worn on a user's wrist or a wearable electronic device.
  • the electronic device 100 includes a housing 110 including a front surface 110A, a rear surface 110B, and a side surface 110C surrounding a space between the front surface 110A and the rear surface 110B. ) and at least one binding member 150 and 160 connected to at least a portion of the housing 110 and configured to detachably attach the electronic device 100 to a user's body part (eg, wrist, ankle, etc.) may include.
  • the housing may refer to a structure that forms part of the front surface 110A, the rear surface 110B, and the side surface 110C of FIG. 1 .
  • the front surface 110A may be formed by the front plate 101 (eg, a glass plate including various coating layers or a polymer plate), at least a portion of which is substantially transparent.
  • the rear surface 110B may be formed by a substantially opaque rear surface plate 107 .
  • the back plate 107 is formed by, for example, coated or tinted glass, ceramic, polymer, metal (eg, aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or a combination of at least two of the above materials.
  • the side surface 110C is coupled to the front plate 101 and the rear plate 107 and may be formed by a side bezel structure (or "side member") 106 including a metal and/or a polymer.
  • the back plate 107 and the side bezel structure 106 are integrally formed and may include the same material (eg, a metal material such as aluminum).
  • the binding members 150 and 160 may be formed of various materials and shapes. A woven fabric, leather, rubber, urethane, metal, ceramic, or a combination of at least two of the above materials may be used to form an integral and a plurality of unit links to be able to flow with each other.
  • the electronic device 100 includes at least one of a display (eg, the display 120 of FIG. 3 ), an audio module 105 , 108 , and a key input device 102 , 103 , 104 . can do.
  • the electronic device 100 may omit at least one of the components (eg, the key input device 102 , 103 , 104 , or the sensor module 111 ) or additionally include other components. have.
  • the display 120 may be exposed through a substantial portion of the front plate 101 , for example.
  • the shape of the display 120 may be a shape corresponding to the shape of the front plate 101 , and may have various shapes such as a circle, an oval, or a polygon.
  • the display 120 may be disposed in conjunction with or adjacent to a touch sensing circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of a touch, and/or a fingerprint sensor.
  • the audio modules 105 and 108 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound.
  • the audio modules 105 and 108 may include a microphone hole 105 and a speaker hole 108 .
  • a microphone for acquiring an external sound may be disposed therein, and in some embodiments, a plurality of microphones may be disposed to sense the direction of the sound.
  • the speaker hole 108 can be used as an external speaker and a receiver for calls.
  • the speaker hole 108 and the microphone hole 105 may be implemented as a single hole, or a speaker may be included without the speaker hole 108 (eg, a piezo speaker).
  • the key input device 102 , 103 , 104 is disposed on the front surface 110A of the housing 110 and is rotatable in at least one direction on the wheel key 102 , and/or on the side surface 110C of the housing 110 .
  • the wheel key 102 may have a shape corresponding to the shape of the front plate 101 .
  • the electronic device 100 may not include some or all of the above-mentioned key input devices 102, 103, 104 and the non-included key input devices 102, 103, 104 display a display. It may be implemented in other forms, such as a soft key on 120 .
  • the connector hole 109 may accommodate a connector (eg, a USB connector) for transmitting/receiving power and/or data with an external electronic device and may receive a connector for transmitting/receiving an audio signal with an external electronic device Another connector hole (not shown)) may be included.
  • the electronic device 100 may further include, for example, a connector cover (not shown) that covers at least a portion of the connector hole 109 and blocks the inflow of foreign substances into the connector hole.
  • the binding members 150 and 160 may be detachably connected to at least a partial region of the housing 110 using the locking members 151 and 161 .
  • the binding members 150 and 160 may include one or more of a fixing member 152 , a fixing member fastening hole 153 , a band guide member 154 , and a band fixing ring 155 .
  • the fixing member 152 may be configured to fix the housing 110 and the binding members 150 and 160 to a part of the user's body (eg, wrist, ankle, etc.).
  • the fixing member fastening hole 153 may fix the housing 110 and the coupling members 150 and 160 to a part of the user's body in correspondence to the fixing member 152 .
  • the band guide member 154 is configured to limit the range of motion of the fixing member 152 when the fixing member 152 is fastened with the fixing member coupling hole 153, so that the fixing members 150 and 160 are attached to a part of the user's body. It can be made to adhere and bind.
  • the band fixing ring 155 may limit the range of movement of the fixing members 150 and 160 in a state in which the fixing member 152 and the fixing member coupling hole 153 are fastened.
  • the electronic device 100 may include sensor modules 111 and 200 .
  • the sensor modules 111 and 200 may generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state of the electronic device 100 or an external environmental state.
  • the sensor modules 111 and 200 include a first sensor module 200 disposed on a side surface 110C of the housing 110 , and a second sensor module 111 disposed on a rear surface 110B of the housing 110 . ) may be included.
  • the first sensor module 200 may be disposed adjacent to the side key buttons 103 and 104 .
  • the first sensor module 200 may be disposed between the side key buttons 103 and 104 .
  • the first sensor module 200 may be a dummy key exposed to the outside of the housing 110 .
  • the first sensor module 200 protrudes to the outside of the side surface 110C of the housing 110 , by the pressure transmitted from the outside of the first sensor module 200 to the first sensor module 200 .
  • It may be an electronic component that does not substantially move.
  • a part of the user's body eg, a finger
  • the first sensor module 200 may detect an electrical signal for determining the user's biometric information (eg, bioelectrical impedance analysis information) and/or the user's authentication information (eg, fingerprint).
  • the second sensor module 111 may include a plurality of electrode structures 111a and 111b (eg, HRM sensors).
  • the electronic device 100 includes a sensor module not shown, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, It may further include at least one of a humidity sensor and an illuminance sensor.
  • the processor eg, the processor 202 of FIG. 5
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 includes a side bezel structure 310 , a wheel key 320 , a front plate 101 , a display 120 , a first antenna 350 , and a second antenna 355 . , a support member 360 (eg, a bracket), a battery 370 , a printed circuit board 380 , a sealing member 390 , a rear plate 393 , and binding members 395 and 397 .
  • a support member 360 eg, a bracket
  • a battery 370 e.g, a bracket
  • the support member 360 may be disposed inside the electronic device 100 and connected to the side bezel structure 310 , or may be integrally formed with the side bezel structure 310 .
  • the support member 360 may be formed of, for example, a metallic material and/or a non-metallic (eg, polymer) material.
  • the support member 360 may have a display 120 coupled to one surface and a printed circuit board 380 coupled to the other surface.
  • the printed circuit board 380 may be equipped with a processor, memory, and/or an interface.
  • the processor may include, for example, one or more of a central processing unit, an application processor, a graphic processing unit (GPU), an application processor sensor processor, or a communication processor.
  • Memory may include, for example, volatile memory or non-volatile memory.
  • the interface may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, and/or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • the interface may, for example, electrically or physically connect the electronic device 100 to an external electronic device, and may include a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector.
  • the display 120 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 100 .
  • the display 120 may include, for example, a display panel, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the corresponding device.
  • the display 120 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the battery 370 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 100, and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell. have. At least a portion of the battery 370 may be disposed substantially on the same plane as the printed circuit board 380 .
  • the battery 370 may be integrally disposed inside the electronic device 100 or may be detachably disposed with the electronic device 100 . According to an embodiment, the battery 370 may be disposed in a housing of the electronic device 100 (eg, the housing 110 of FIG. 1 ).
  • the first antenna 350 may be disposed between the display 120 and the support member 360 .
  • the first antenna 350 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • the first antenna 350 may, for example, perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit/receive power required for charging, and may transmit a magnetic-based signal including a short-range communication signal or payment data.
  • the antenna structure may be formed by a part of the side bezel structure 310 and/or the support member 360 or a combination thereof.
  • the second antenna 355 may be disposed between the circuit board 380 and the rear plate 393 .
  • the second antenna 355 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • the second antenna 355 may, for example, perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit/receive power required for charging, and may transmit a magnetic-based signal including a short-range communication signal or payment data.
  • an antenna structure may be formed by a part of the side bezel structure 310 and/or the rear plate 393 or a combination thereof.
  • the sealing member 390 may be positioned between the side bezel structure 310 and the rear plate 393 .
  • the sealing member 390 may be configured to block moisture and foreign substances from flowing into a space surrounded by the side bezel structure 310 and the rear plate 393 from the outside.
  • the side bezel structure 310 , the support member 360 , and/or the rear plate 393 may be interpreted as a housing (eg, the housing 110 of FIG. 1 ).
  • the side bezel structure 310 may form at least a portion of the side surface of the housing 110 (eg, the side surface 110C of FIG. 2 ).
  • the side bezel structure 310 may include a recess structure 312 .
  • the recess structure 312 may receive at least a portion of the sensor module 200 . At least a portion of the sensor module 200 may be disposed in the recess structure 312 , and the other portion may be exposed to the outside of the side bezel structure 310 .
  • the recess structure 312 may be a groove or a through hole. According to an embodiment, the recess structure 312 may be interpreted as a groove or a through hole formed in the side surface 110C of the housing 110 .
  • FIG. 4A is a front perspective view of a sensor module, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 4B is a rear perspective view of the sensor module, according to various embodiments of the present disclosure
  • 5 is a cross-sectional view of a sensor module, according to various embodiments of the present disclosure
  • the sensor module 200 may include a biosignal sensing electrode 210 , a biometric sensor 220 , and a sealing member 230 .
  • the configuration of the sensor module 200 of FIGS. 4A, 4B, and 5 may be all or partly the same as the configuration of the sensor module 200 of FIG. 1 .
  • the biosignal sensing electrode 210 may receive or sense a user's bioelectrical signal.
  • the biosignal sensing electrode 210 may be exposed to the outside of the housing (eg, the housing 110 of FIG. 1 ) of the electronic device (eg, the electronic device 100 of FIG. 1 ).
  • the biosignal sensing electrode 210 may contact the user's finger and transmit a signal reflecting the bioelectrical signal to the processor 202 .
  • the biosignal sensing electrode 210 may be electrically connected to the substrate 240 and/or the flexible printed circuit board 260 .
  • the biosignal sensing electrode 210 may include a conductive material.
  • the biosignal sensing electrode 210 may include metal and/or graphene.
  • the biosignal sensing electrode 210 may include a metal layer deposited on the sensor module 200 or a conductive layer surrounding at least a portion of the sensor module 200 (eg, the sealing member 230 and the substrate 240 ). It can be interpreted as a coating.
  • the biosignal sensing electrode 210 may form at least a portion of an outer surface of the sensor module 200 .
  • the sensor module 200 may include a first surface 200a (eg, a front surface) exposed to the outside of the housing 110 , a third surface 200c opposite to the first surface 200a (eg, : rear), and a second surface 200b (eg, a side surface) surrounding at least a portion between the first surface 200a and the third surface 200c.
  • the biosignal sensing electrode 210 may form at least a portion of the first surface 200a, the second surface 200b, and the third surface 200c of the sensor module 200.
  • the biometric sensor 220 may obtain or detect the user's biometric authentication information.
  • the biometric sensor 220 may detect information (eg, a fingerprint form) reflecting a fingerprint of a user's finger located on the first surface 200a of the sensor module 200 .
  • the biometric sensor 220 may be interpreted as a fingerprint recognition sensor.
  • the biometric sensor 220 may be disposed in the sensor module 200 .
  • the biometric sensor 220 may be disposed on the substrate 250 using an adhesive member 280 (eg, a die attach film (DAF)).
  • the biometric sensor 220 may be a capacitive fingerprint sensor, an ultrasonic fingerprint sensor, or an optical fingerprint sensor.
  • the sensor module 200 may include a biosignal sensing electrode 210 and a biometric sensor 220 .
  • the biometric sensor 220 may be provided as a component integrated with the biosignal sensing electrode 210 .
  • the biosignal sensing electrode 210 and the biometric sensor 220 may be disposed together in one sensor module 200 .
  • the biometric sensor 220 may be included in one package with the biosignal sensing electrode 210 .
  • the sealing member 230 may protect the electronic components (eg, the biometric sensor 220 and the substrate 240 ) of the sensor module 200 from external impact of the sensor module 200 .
  • the sealing member 230 may surround at least a portion of the substrate 240 and/or at least a portion of the biometric sensor 220 .
  • the sealing member 230 may include an epoxy molding compound (EMC).
  • EMC epoxy molding compound
  • the sealing member 230 may include at least one lens.
  • the biometric sensor 220 is an optical fingerprint recognition sensor, and the sealing member 230 transmits the light generated by the biometric sensor 220 to the outside of the sensor module 200 or the sensor module. At least one lens for transmitting at least a portion of the light reflected from the outside of 200 to the biometric sensor 220 may be included.
  • the sealing member 230 may include an empty space in which air is located.
  • the sealing member 230 may be surrounded by the biosignal sensing electrode 210 and/or a color layer (eg, the color layer 206 of FIG. 6A ).
  • the sealing member 230 may be located in the inner space of the sensor module 200 formed by the biosignal sensing electrode 210 .
  • the sensor module 200 may include a substrate 240 .
  • the board 240 is a printed circuit board and may accommodate at least one electronic component (eg, the biometric sensor 220 ).
  • the board 240 may be electrically connected to a main printed circuit board (eg, the printed circuit board 380 of FIG. 3 ) and/or a battery (eg, the battery 370 of FIG. 3 ).
  • the sensor module 200 is connected to the board 240 and includes a flexible printed circuit board 260 including a connector 262 , and the board 240 is a flexible printed circuit board 260 . ) may be electrically connected to the main printed circuit board 380 and/or the battery 370 .
  • the sensor module 200 may include a flexible printed circuit board 260 .
  • the flexible printed circuit board 260 may be electrically connected to the biosignal sensing electrode 210 and the biometric sensor 220 .
  • the flexible printed circuit board 260 may be electrically connected to the board 240 on which the biometric sensor 220 is mounted using at least one pad 205 (eg, a conductive pad).
  • at least a portion (eg, a pad) of the flexible printed circuit board 260 may contact the biosignal sensing electrode 210 and may be electrically connected to the biosignal sensing electrode 210 .
  • the flexible printed circuit board 260 faces the board 240 , and the first flexible printed circuit board surface 260a on which the at least one pad 205 is located and the first flexible and a second flexible printed circuit board surface 260b opposite to the flexible printed circuit board surface 260a.
  • the third surface 200c of the sensor module 200 may be electrically connected to the first flexible printed circuit board surface 260a through at least one pad 205 .
  • the processor 202 may be located on the second flexible printed circuit board surface 260b.
  • the sensor module 200 of the electronic device may include at least one sealing member 270 .
  • the sealing member 270 may be disposed between the sensor module 200 and the housing (eg, the housing 110 of FIG. 1 ).
  • the sealing member 270 may be disposed on the third surface 200c of the sensor module 200 .
  • the sensor module 200 may be attached to or connected to the housing 110 using the sealing member 270 .
  • the sealing member 270 may be a waterproof member (eg, a waterproof tape) and/or an adhesive member (eg, an adhesive tape).
  • the sealing member 270 may be formed in a closed loop shape. Those skilled in the art will readily understand that at least one of the number, material, and/or shape of the sealing member 270 is not limited to the above description.
  • the sensor module 200 may include a shielding member 290 .
  • the shielding member 290 transmits a portion of an electric wave (eg, ultrasound) or an electric signal generated by the processor 202 or the biometric sensor 220 to an electronic device (eg, the electronic device 100 of FIG. 1 ). )) to other electronic components (eg, the printed circuit board 380 of FIG. 3 ) may be reduced or prevented.
  • the shielding member 290 may be a metal coating layer or a shield can.
  • the shielding member 290 may be disposed below the biometric sensor 220 (eg, -Z direction).
  • the shielding member 290 may be disposed on the substrate 240 or the flexible printed circuit board 260 .
  • the shielding member 290 may be disposed to surround the processor 202 disposed on the substrate 240 or the flexible printed circuit board 260 .
  • the shielding member 290 may be omitted.
  • the electronic device may include a processor 202 .
  • the processor 202 may, for example, execute software (eg, a program) to control at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 100 connected to the processor 202 . and can perform various data processing or operations.
  • the processor 202 stores commands or data received from other components (eg, the sensor module 200 of FIG. 4A ) in a volatile memory (not shown). and process commands or data stored in a volatile memory (not shown), and store the result data in a non-volatile memory (not shown).
  • the processor 202 may determine the biometric information by using the biosignal sensing electrode 210 of the sensor module 200 .
  • the processor 202 uses the biosignal sensing electrode 210 and the plurality of electrode structures 111a and 111b to generate biometric information based on an electrical signal obtained from the user's body (eg, finger or wrist). can be judged
  • the biometric information may include at least a portion of an electrocardiogram signal, a heart rate signal, bioelectric impedance analysis (BIA) information, and/or galvanic skin response information.
  • the processor 202 may include a circuit (module) for receiving and processing the biosignal.
  • the processor 202 may include at least one of a front end module (FEM), a switch, an amplifier, an analog-to-digital converter (ADC), or a logic circuit.
  • FEM front end module
  • ADC analog-to-digital converter
  • the processor 202 may determine biometric authentication information (eg, fingerprint information) using the biometric sensor 220 of the sensor module 200 .
  • the processor 202 may determine information about the shape of the fingerprint based on the electrical signal obtained from the biometric sensor 220 .
  • the processor 202 may be a separate electronic component spaced apart from the biometric sensor 220 .
  • the biometric sensor 220 may be electrically connected to the substrate 240 and/or the flexible printed circuit board 260 on which the processor 202 is located using the wiring 204 and/or the pad 205 .
  • the biometric sensor 220 may include a processor (eg, a microprocessor) for processing information reflecting the sensed fingerprint of the user's finger.
  • the processor 202 may be integrated into the biometric sensor 220 .
  • the processor 202 may be implemented as an integrated chip (eg, an integrated driving circuit) with the biometric sensor 220 .
  • the processor 202 may be located in the sensor module 200 , but the position of the processor 202 is not limited thereto.
  • the processor 202 may be located on a main printed circuit board (eg, the printed circuit board 380 of FIG. 3 ).
  • the processor 202 may determine biometric information using the biosignal sensing electrode 210 and determine fingerprint information using the biometric sensor 220 .
  • 6A and 6B are front views of a sensor module, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the sensor module 200 may include a fingerprint detection circuit 222 .
  • the configuration of the sensor module 200 of FIGS. 6A and 6B may be all or partly the same as that of the sensor module 200 of FIG. 5 .
  • the biometric sensor of the sensor module 200 may be operated in a capacitive manner.
  • the biometric sensor 220 of the sensor module 200 may include a fingerprint detection circuit 222 .
  • the fingerprint sensing circuit 222 may be interpreted as a sensing array including a plurality of sensors (eg, pixels).
  • the biometric sensor 220 of the sensor module 200 detects the capacitance of the curvature (eg, valley and ridge) of the user's fingerprint, and the difference in the capacitance based on the shape of the fingerprint may be recognized or detected.
  • the fingerprint sensing circuit 222 may be connected to the processor 202 using at least one pad 205 .
  • the biosignal sensing electrode 210 may be disposed in a structure to reduce distortion of the operation of the fingerprint sensing circuit 222 .
  • the first region 200 overlaps with at least a portion of the biometric sensor 220 (eg, the fingerprint sensing circuit 222 ). -1) and a second region 200-2 spaced apart from the first region 200-1 and in which the biosignal sensing electrode 210 is disposed.
  • the first area 200 - 1 may be interpreted as an area covering the fingerprint sensing circuit 222 (eg, a capacitive sensing circuit). For example (eg, FIGS.
  • the first region 200 - 1 may be interpreted as a part of the sensor module 200 positioned above the fingerprint sensing circuit 222 (eg, in the +Z direction).
  • the first region 200 - 1 is the color layer 206 above (+Z direction) the fingerprint sensing circuit 222 of the biometric sensor (eg, the biometric sensor 220 of FIG. 5 ). ) may contain at least a portion of
  • the second region 200 - 2 may be interpreted as a region covering the biosignal sensing electrode 210 .
  • the second region 200 - 2 is in the width direction (eg, X, Y directions) in the fingerprint sensing circuit 222 of the biometric sensor (eg, the biometric sensor 220 of FIG. 5 ).
  • the biosignal sensing electrode 210 may be spaced apart from each other by a specified distance or above (+Z direction).
  • the second region 200 - 2 may surround the first region 200 - 1 .
  • at least a portion of the second region 200 - 2 may be spaced apart from the color layer 206 .
  • the fingerprint sensing circuit 222 may overlap the biosignal sensing electrode 210 by a predetermined size (eg, width).
  • a predetermined size eg, width
  • the second region 200 - 2 may at least partially overlap the fingerprint sensing circuit 222 .
  • the second region 200 - 2 may be located within a distance specified in the width direction (X and Y directions) from the fingerprint sensing circuit 222 .
  • the sensor module 200 may include a color layer 206 .
  • the color layer 206 may form at least a portion of an outer surface of the sensor module 200 (eg, the first surface 200a of FIG. 5 ).
  • the color layer 206 may be disposed on the biosignal sensing electrode 210 and/or the sealing member 230 .
  • the color layer 206 may form at least a portion of the outer surface of the sensor module 200 together with the biosignal sensing electrode 210 .
  • the color layer 206 may reduce or prevent visibility of a portion of the biometric sensor 220 (eg, the fingerprint sensing circuit 222 ).
  • the color layer 206 may at least partially reflect a wavelength of a visible ray band and transmit at least a part of a wavelength of an ultrasonic band.
  • the color layer may include a color pigment.
  • the color pigment may include at least one of titanium (Ti) oxide and nickel (Ni) oxide.
  • FIG. 7 is a front view of a sensor module according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a view of the sensor module 200 as viewed from the top (eg, in the +Z direction).
  • the sensor module 200 may include an ultrasonic transceiver 224 .
  • the configuration of the sensor module 200 of FIG. 7 may be all or partly the same as that of the sensor module 200 of FIG. 5 .
  • the biometric sensor of the sensor module 200 may recognize a user's fingerprint using ultrasound.
  • the sensor module 200 may include an ultrasonic transceiver 224 configured to transmit and/or receive ultrasonic waves to the outside of the sensor module 200 .
  • the ultrasonic transceiver 224 may be an ultrasonic transceiver.
  • the biometric sensor 220 of the sensor module 200 may include a transducer (not shown) for converting an electrical signal into vibration (eg, ultrasound).
  • the sensor module 200 radiates the ultrasonic wave generated by the transducer to the outside of the sensor module 200 through the ultrasonic transceiver 224, and the emitted ultrasonic wave is reflected from the user's fingerprint.
  • the ultrasound may be received.
  • the electronic device eg, the electronic device 100 of FIG. 1
  • the ultrasonic transceiver 224 may be connected to the processor 202 using at least one pad 205 .
  • the biosignal sensing electrode 210 may cover at least a portion of the ultrasound transceiver 224 .
  • the biosignal sensing electrode 210 may be disposed above (eg, in the +Z direction) of the ultrasound transceiving device 224 .
  • FIG. 8 is a rear view of a sensor module according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a view of the sensor module 200 viewed from below (eg, -Z direction).
  • the sensor module 200 may include a biosignal sensing electrode 210 , a flexible printed circuit board 260 , and a sealing member 270 .
  • the configuration of the biosignal sensing electrode 210, the flexible printed circuit board 260, and the sealing member 270 of FIG. 8 includes the biosignal sensing electrode 210 of FIG. 5, the flexible printed circuit board 260, and All or part of the configuration of the sealing member 270 may be the same.
  • the flexible printed circuit board 260 may be connected to the biosignal sensing electrode 210 .
  • the biosignal sensing electrode 210 is disposed on the rear surface of the sensor module 200 (eg, the third surface 200c of FIG. 5 ), and is in contact with the flexible printed circuit board 260 . can do.
  • the biosignal sensing electrode 210 may contact the user's body (eg, a finger) on the first surface (eg, the first surface 200a of FIG. 5 ) of the sensor module 200 .
  • the electrical signal obtained from the user's body is a flexible printed circuit board 260 through the second surface (eg, the second surface 200b of FIG. 5 ) and the third surface 200c of the sensor module 200 .
  • the flexible printed circuit board 260 uses at least one pad 205 to form components of the sensor module 200 (eg, the biosignal sensing electrode 210 of FIG. 5 , the biometric sensor ( 220) and/or the substrate 240).
  • the flexible printed circuit board 260 may be directly connected to the biosignal sensing electrode 210 .
  • the printed circuit board 260 may be electrically connected to the biosignal sensing electrode 210 using an electrode (not shown) disposed on the second flexible circuit board surface 260a.
  • the flexible printed circuit board 260 includes a processor (eg, the processor 202 of FIG. 5 ) using an electrode (not shown) disposed on the second flexible printed circuit board surface 260b. can be electrically connected.
  • the sealing member 270 may be disposed on the biosignal sensing electrode 210 .
  • at least a portion of the sealing member 270 may be disposed on the third surface of the sensor module 200 (eg, the third surface 200c of FIG. 5 ).
  • a portion of the sealing member 270 is disposed below the biosignal sensing electrode 210 (eg, in the -Z direction), and another portion is disposed below the substrate (eg, the substrate 240 of FIG. 5 ) (- Z direction)
  • the sealing member 270 is disposed between the substrate 240 and the housing (eg, the housing 110 of FIG. 9 ) and/or the biosignal sensing electrode (eg, the housing 110 of FIG. 9 ). : It may be disposed between the biosignal sensing electrode 210 of FIG. 9 and the housing 110 .
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a sensor module disposed within a housing, in accordance with various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include the sensor module 200 disposed in the inner space 180 of the housing 110 .
  • the configuration of the housing 110 of FIG. 9 is all or part the same as the configuration of the housing 110 of FIGS. 1 and 2 , and the configuration of the sensor module 200 of FIG. 9 is that of the sensor module 200 of FIG. 5 . All or part of the composition may be the same.
  • the sensor module 200 may be disposed on the housing 110 . According to an embodiment, at least a portion of the sensor module 200 may be disposed in the inner space 180 of the housing 110 .
  • the configuration of the internal space 180 is all or part of the configuration of the recess structure (eg, the recess structure 312 of FIG. 3 ) formed in the side bezel structure (eg, the side bezel structure 310 of FIG. 3 ). may be the same.
  • the sensor module 200 may be connected to the housing 110 through the sealing member 270 .
  • the electronic device 100 may include an insulating structure 170 .
  • the insulating structure 170 may reduce or prevent electrical interference (eg, short circuit) of the sensor module 200 .
  • the insulating structure 170 may prevent the biosignal sensing electrode 210 from contacting the housing 110 .
  • the insulating structure 170 may be disposed between the sensor module 200 and the housing 110 and surround at least a portion of the sensor module 200 .
  • the insulating structure 170 may face the second surface 200b (eg, a side surface) of the sensor module 200 .
  • the insulating structure 170 may be an insulating coating formed on the inner surface of the housing 110 .
  • the housing 110 may include aluminum, and the insulating structure 170 may be interpreted as an anodizing layer formed on aluminum.
  • the insulating structure 170 is disposed between the housing 110 and the sensor module 200, and may be a separate component substantially including an insulator (eg, rubber and/or synthetic resin).
  • the housing 110 may include a protection region 110 - 1 for protecting the sensor module 200 from an external impact of the electronic device 100 .
  • the protection region 110 - 1 may be located above (eg, in the +Z direction) above the first surface 200a of the sensor module 200 .
  • the protection region 110-1 protrudes upward (+Z direction) above the first surface 200a of the sensor module 200 by a first length L1, and an external object and the sensor module ( 200) can be reduced or prevented.
  • the protection region 110 - 1 may form at least a portion of a side surface of the housing 110 (eg, the side surface 110C of FIG. 1 ).
  • the side surface 110C may be interpreted as the protection region 110 - 1 .
  • the sensor module 200 may protrude above the housing 110 (eg, in the +Z direction). At least a portion of the sensor module 200 protrudes to the outside of the housing 110 , so that a user's body (eg, a finger) can easily come into contact with the sensor module 200 .
  • an electronic device eg, the electronic device 100 of FIG. 1
  • a housing eg, the housing 110 of FIG. 1
  • a battery eg, FIG. 3
  • a sensor module disposed in the housing
  • the sensor module includes a substrate (eg, the substrate 240 of FIG. 5) , a biometric sensor disposed on the substrate (eg, the biometric sensor 220 of FIG. 5 ), a sealing member surrounding the substrate and at least a portion of the biometric sensor (eg, the sealing member 230 of FIG.
  • a sensing electrode eg, the biosignal sensing electrode 210 of FIG. 5
  • a sensing electrode may be included.
  • the electronic device may include a processor configured to determine fingerprint information using the biometric sensor and to determine biometric information using the biosignal sensing electrode (eg, the processor 202 of FIG. 5 ). ) may be further included.
  • the sensor module may include a flexible printed circuit board (eg, flexible printed circuit board 260 of FIG. 6 ) electrically connected to the biometric sensor and the biosignal sensing electrode, and the flexible It may include a connector (eg, the connector 262 of FIG. 6 ) mounted on the printed circuit board.
  • a flexible printed circuit board eg, flexible printed circuit board 260 of FIG. 6
  • the flexible It may include a connector (eg, the connector 262 of FIG. 6 ) mounted on the printed circuit board.
  • the biosignal sensing electrode may include a first surface (eg, the first surface 200a of FIG. 5 ) of the sensor module, and a third surface opposite to the first surface (eg, FIG. 5 ). may form at least a portion of a third surface 200c) of the second surface (eg, the second surface 200b of FIG. 5 ) surrounding at least a portion between the first surface and the third surface. .
  • the sensor module may include a capacitive sensing circuit (eg, the fingerprint sensing circuit 222 of FIG. 6A ).
  • the first region overlapping the biometric sensor eg, the first region 200 of FIG. 6A ) -1)
  • a second region in which the biosignal sensing electrode is disposed eg, the second region 200-2 of FIG. 6A
  • the sensor module may include an ultrasonic transceiver (eg, the ultrasonic transceiver 224 of FIG. 7 ) configured to transmit or receive ultrasonic waves to the outside of the sensor module.
  • an ultrasonic transceiver eg, the ultrasonic transceiver 224 of FIG. 7
  • the sensor module is positioned below the substrate (eg, -Z direction in FIG. 5 ), and reduces the inflow of at least a portion of the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transceiver device into the electronic device. It may include a shielding member (eg, the shielding member 290 of FIG. 5 ) for the purpose.
  • the electronic device may further include a sealing member (eg, the sealing member 270 of FIG. 9 ) disposed between the sensor module and the housing.
  • a sealing member eg, the sealing member 270 of FIG. 9
  • the sensor module may further include a color layer (eg, the color layer 206 of FIG. 6A ) disposed on the sealing member.
  • a color layer eg, the color layer 206 of FIG. 6A
  • the electronic device may further include an insulating structure (eg, the insulating structure 170 of FIG. 9 ) disposed between the sensor module and the housing and surrounding at least a portion of the sensor module.
  • an insulating structure eg, the insulating structure 170 of FIG. 9
  • the housing may include a front surface (eg, front surface 110A of FIG. 1 ), a rear surface opposite to the front surface (eg, rear surface 110B of FIG. 2 ), and at least between the front surface and the rear surface.
  • a side enclosing a portion eg, side 110C of FIG. 2 ), wherein the side includes a recess structure for receiving at least a portion of the sensor module (eg, recess structure 312 of FIG. 3 ) can do.
  • the sensor module includes a first surface (eg, the first surface 200a of FIG. 9 ) exposed to the outside of the electronic device, and the housing forms at least a portion of the side surface. and a protection region (eg, protection region 110 - 1 of FIG. 9 ) positioned above the first surface of the sensor module (eg, in the +Z direction of FIG. 9 ).
  • the electronic device may further include at least one binding member (eg, the binding members 150 and 160 of FIG. 1 ) detachably connected to the housing.
  • at least one binding member eg, the binding members 150 and 160 of FIG. 1
  • the electronic device may further include a plurality of electrode structures disposed on the housing and spaced apart from the biosignal sensing electrode (eg, electrode structures 111a and 111b of FIG. 2 ). have.
  • an electronic device eg, the electronic device 100 of FIG. 1
  • a housing eg, the housing 110 of FIG. 1
  • a battery eg, FIG. 3
  • a battery 370 of a sensor module eg, sensor module 200 of FIG. 5
  • a biometric sensor eg, biometric sensor 220 of FIG. 5
  • the A sensor module eg, the sensor module of FIG. 5
  • a processor configured to determine fingerprint information using the biometric sensor and determine biometric information using the biosignal sensing electrode (eg, the processor 202 of FIG. 5 ).
  • the sensor module may include a substrate on which the biometric sensor is mounted (eg, the substrate 240 of FIG. 5 ), and a sealing member (eg, of FIG. 5 ) surrounding at least a portion of the biometric sensor. sealing member 230), and a flexible printed circuit board (eg, flexible printed circuit board 260 of FIG. 5 ) electrically connected to the biometric sensor and the biosignal sensing electrode.
  • a substrate on which the biometric sensor is mounted eg, the substrate 240 of FIG. 5
  • a sealing member eg, of FIG. 5
  • a flexible printed circuit board eg, flexible printed circuit board 260 of FIG. 5
  • the sensor module includes a fingerprint detection circuit (eg, the fingerprint detection circuit 222 of FIG. 6A ), and the sensor module, when the sensor module is viewed from above, the fingerprint detection circuit a first region (eg, the first region 200-1 of FIG. 6A or FIG. 6B) overlapping the 200-2)) may be included.
  • a fingerprint detection circuit eg, the fingerprint detection circuit 222 of FIG. 6A
  • a first region eg, the first region 200-1 of FIG. 6A or FIG. 6B) overlapping the 200-2)
  • the sensor module includes an ultrasonic transceiver configured to transmit or receive ultrasonic waves to the outside of the sensor module (eg, the ultrasonic transceiver 224 of FIG. 7 ), and in the ultrasonic transceiver A shielding member (eg, the shielding member 290 of FIG. 5 ) for reducing the inflow of at least a portion of the emitted ultrasonic waves into the electronic device may be included.
  • an ultrasonic transceiver configured to transmit or receive ultrasonic waves to the outside of the sensor module (eg, the ultrasonic transceiver 224 of FIG. 7 ), and in the ultrasonic transceiver
  • a shielding member eg, the shielding member 290 of FIG. 5 ) for reducing the inflow of at least a portion of the emitted ultrasonic waves into the electronic device may be included.
  • a sensor module eg, the sensor module 200 of FIG. 4A
  • a substrate eg, the substrate 240 of FIG. 5
  • a biometric sensor disposed on the substrate eg: The biometric sensor 220 of FIG. 5
  • the substrate and a sealing member surrounding at least a portion of the biometric sensor eg, the sealing member 230 of FIG. 5
  • a bio-signal sensing electrode eg, the bio-signal sensing electrode 210 of FIG.
  • bio-signal sensing electrode electrically connected to the bio-signal sensing electrode and configured to determine fingerprint information using the bio-recognition sensor and to determine bio-information using the bio-signal sensing electrode It may include a processor (eg, processor 202 of FIG. 5 ).

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Abstract

본 개시의 다양한 실시예들에 따르는 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 배터리 및 적어도 일부가 상기 하우징 내에 배치된 센서 모듈을 포함하고, 상기 센서 모듈은, 기판, 상기 기판 상에 배치된 생체 인식 센서, 상기 기판 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸는 밀봉 부재, 및 상기 밀봉 부재의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 기판과 전기적으로 연결된 생체 신호 감지 전극으로서, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출된 생체 신호 감지 전극을 포함할 수 있다. 그 외에도 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

센서 모듈을 포함하는 전자 장치
본 개시의 다양한 실시예들은 센서 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치라 함은, 가전제품으로부터, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC, 영상/음향 장치, 데스크톱/랩톱 컴퓨터 또는 차량용 내비게이션과 같이 탑재된 프로그램에 따라 특정 기능을 수행하는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들면, 이러한 전자 장치들은 저장된 정보를 음향이나 영상으로 출력할 수 있다. 전자 장치의 집적도가 높아지고, 초고속, 대용량 무선통신이 보편화되면서, 최근에는, 이동통신 단말기와 같은 하나의 전자 장치에 다양한 기능이 탑재될 수 있다. 예를 들면, 통신 기능뿐만 아니라, 게임과 같은 엔터테인먼트 기능, 음악/동영상 재생과 같은 멀티미디어 기능, 모바일 뱅킹을 위한 통신 및 보안 기능 또는 일정 관리나 전자 지갑과 같은 다양한 기능이 하나의 전자 장치에 집약되고 있는 것이다. 이러한 전자 장치는 사용자가 편리하게 휴대할 수 있도록 소형화되고 있다. 전자, 통신 기술이 발달하면서, 이러한 전자 장치는 신체에 착용한 상태에서도 큰 불편함없이 사용할 수 있을 정도로 소형화, 경량화되고 있다.
신체 착용이 가능한 전자 장치는 사용자 신체에 접촉한 상태로 상당 시간을 지속할 수 있으므로, 의료, 건강 관리에 있어 유용하게 활용될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 탑재된 센서에 따라 사용자의 광용적맥파(Photoplethysmo Graph: PPG), 수면구간, 피부 온도, 심박, 심전도와 같은 생체 정보를 검출할 수 있다. 검출된 생체 정보는 전자 장치에 저장되거나 의료 기관으로 전송되어 사용자의 건강 관리에 활용될 수 있다.
또한, 신체 착용이 가능한 전자 장치는 사용자의 신체를 활용한 인증 정보를 이용하여 보안을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 지문을 검출하여, 사용자의 인증 정보를 획득할 수 있다. 다만, 생체 정보 검출을 위한 센서와 사용자의 인증 정보 검출을 위한 센서가 각각 존재할 경우, 전자 장치의 부품들을 수용하기 위한 공간이 감소될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 생체 신호 감지 전극과 생체 인식 센서를 포함하는 센서 모듈을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다만, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 배터리 및 적어도 일부가 상기 하우징 내에 배치된 센서 모듈을 포함하고, 상기 센서 모듈은, 기판, 상기 기판 상에 배치된 생체 인식 센서, 상기 기판 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸는 밀봉 부재, 및 상기 밀봉 부재의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 기판과 전기적으로 연결된 생체 신호 감지 전극으로서, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출된 생체 신호 감지 전극을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 배터리, 적어도 일부가 상기 하우징 내에 배치된 센서 모듈로서, 생체 인식 센서, 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸고, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출된 생체 신호 감지 전극을 포함하는 센서 모듈, 상기 생체 인식 센서를 이용하여 지문 정보를 판단하고, 상기 생체 신호 감지 전극을 이용하여 생체 정보를 판단하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈은, 기판, 상기 기판 상에 배치된 생체 인식 센서, 상기 기판 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸는 밀봉 부재, 상기 밀봉 부재의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 기판과 전기적으로 연결된 생체 신호 감지 전극 및 상기 생체 인식 센서를 이용하여 지문 정보를 판단하고 상기 생체 신호 감지 전극을 이용하여 생체 정보를 판단하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 생체 신호 감지 전극 및 생체 인식 센서를 이용하여, 사용자의 생체 정보(예: 심전도(electrocardiogram) 신호, 심박수(heart rate) 신호, 생체전기 임피던스 분석(bioelectric impedance analysis, BIA) 정보, 및/또는 피부 반응(galvanic skin response) 정보) 중 적어도 하나, 및 사용자의 인증 정보(예: 지문 정보)를 획득할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 생체 신호 감지 전극 및 생체 인식 센서는 하나의 센서 모듈에 포함될 수 있다. 생체 신호 감지 전극 및 생체 인식 센서가 통합됨으로써, 전자 장치의 배치 공간이 증대될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른,전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 전면 사시도이고, 도 4b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 후면 사시도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 센서 모듈의 정면도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 센서 모듈의 정면도이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 배면도이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 하우징 내에 배치된 센서 모듈의 단면도이다.
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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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.
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.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 전면 사시도이다. 도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 전자 장치(100)는 시계 형태의 전자 장치로서, 사용자는 전자 장치(100)를 착용할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 사용자의 손목에 착용될 수 있는 스마트 시계(smart watch) 또는 웨어러블 전자 장치(wearable electronic device)일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(100)는, 전면(110A), 후면(110B), 및 전면(110A) 및 후면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 적어도 일부에 연결되고 상기 전자 장치(100)를 사용자의 신체 일부(예: 손목, 발목 등)에 탈착 가능하게 결착하도록 구성된 적어도 하나의 결착 부재(150, 160)를 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 1의 전면(110A), 후면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 전면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(101)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 후면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(107)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(107)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(101) 및 후면 플레이트(107)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(106)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(107) 및 측면 베젤 구조(106)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다. 상기 결착 부재(150, 160)는 다양한 재질 및 형태로 형성될 수 있다. 직조물, 가죽, 러버, 우레탄, 금속, 세라믹, 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 일체형 및 복수의 단위 링크가 서로 유동 가능하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는, 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(120)), 오디오 모듈(105, 108), 및 키 입력 장치(102, 103, 104) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(102, 103, 104), 또는 센서 모듈(111))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(120)는, 예를 들어, 전면 플레이트(101)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 디스플레이(120)의 형태는, 상기 전면 플레이트(101)의 형태에 대응하는 형태일 수 있으며, 원형, 타원형, 또는 다각형 등 다양한 형태일 수 있다. 디스플레이(120)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 지문 센서와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
오디오 모듈(105, 108)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(105, 108)은, 마이크 홀(105) 및 스피커 홀(108)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(105)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(108)은, 외부 스피커 및 통화용 리시버로 사용할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(108)과 마이크 홀(105)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(108) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
키 입력 장치(102, 103, 104)는, 하우징(110)의 전면(110A)에 배치되고 적어도 하나의 방향으로 회전 가능한 휠 키(102), 및/또는 하우징(110)의 측면(110C)에 배치된 사이드 키 버튼(103, 104)을 포함할 수 있다. 휠 키(102)는 전면 플레이트(101)의 형태에 대응하는 형태일 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(102, 103, 104)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함 되지 않은 키 입력 장치(102, 103, 104)는 디스플레이(120) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 커넥터 홀(109)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있고 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 다른 커넥터 홀(미도시))을 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는, 예를 들면, 커넥터 홀(109)의 적어도 일부를 덮고, 커넥터 홀에 대한 외부 이물질의 유입을 차단하는 커넥터 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
결착 부재(150, 160)는 락킹 부재(151, 161)를 이용하여 하우징(110)의 적어도 일부 영역에 탈착 가능하도록 연결될 수 있다. 결착 부재(150, 160)는 고정 부재(152), 고정 부재 체결 홀(153), 밴드 가이드 부재(154), 밴드 고정 고리(155) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
고정 부재(152)는 하우징(110)과 결착 부재(150, 160)를 사용자의 신체 일부(예: 손목, 발목 등)에 고정시키도록 구성될 수 있다. 고정 부재 체결 홀(153)은 고정 부재(152)에 대응하여 하우징(110)과 결착 부재(150, 160)를 사용자의 신체 일부에 고정시킬 수 있다. 밴드 가이드 부재(154)는 고정 부재(152)가 고정 부재 체결 홀(153)과 체결 시 고정 부재(152)의 움직임 범위를 제한하도록 구성됨으로써, 결착 부재(150, 160)가 사용자의 신체 일부에 밀착하여 결착되도록 할 수 있다. 밴드 고정 고리(155)는 고정 부재(152)와 고정 부재 체결 홀(153)이 체결된 상태에서, 결착 부재(150,160)의 움직임 범위를 제한할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(100)는 센서 모듈(111, 200)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(111, 200)은, 전자 장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 상기 센서 모듈(111, 200)은 하우징(110)의 측면(110C) 상에 배치된 제1 센서 모듈(200), 및 상기 하우징(110)의 후면(110B)에 배치된 제2 센서 모듈(111)을 포함할 수 있다. 상기 제1 센서 모듈(200)은 사이드 키 버튼(103, 104)과 인접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 모듈(200)은 사이드 키 버튼(103, 104) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 센서 모듈(200)은 하우징(110)의 외부로 노출된 더미 키(dummy key)일 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 모듈(200)은 하우징(110)의 측면(110C)외부로 돌출되고, 제1 센서 모듈(200)의 외부에서 상기 제1 센서 모듈(200)로 전달된 압력에 의하여 실질적으로 이동하지 않는 전자 부품일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자의 신체의 일부(예: 손가락)는 제1 센서 모듈(200)의 일부(예: 도 4a의 생체 신호 감지 전극(210))에 접촉되고, 제1 센서 모듈(200)은 사용자의 생체 정보(예: 생체전기 임피던스 분석 정보) 및/또는 사용자의 인증 정보(예: 지문)를 판단하기 위한 전기적 신호를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 센서 모듈(111)은 복수의 전극 구조(111a, 111b) (예: HRM 센서)들을 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는, 도시되지 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. 일 실시예에 따르면, 프로세서(예: 도 5의 프로세서(202))는 제1 센서 모듈(200), 및/또는 제2 센서 모듈(111)에서 획득된 신호에 기초하여 사용자의 생체 정보(예: 심전도(electrocardiogram) 신호, 심박수(heart rate) 신호, 생체전기 임피던스 분석(bioelectric impedance analysis, BIA) 정보, 피부 반응(galvanic skin response) 정보)를 판단할 수 있다.
도 3은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(100)는, 측면 베젤 구조(310), 휠 키(320), 전면 플레이트(101), 디스플레이(120), 제1 안테나(350), 제2 안테나(355), 지지 부재(360)(예: 브라켓), 배터리(370), 인쇄 회로 기판(380), 씰링 부재(390), 후면 플레이트(393), 및 결착 부재(395, 397)를 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. 지지 부재(360)는, 전자 장치(100) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(310)와 연결될 수 있거나, 상기 측면 베젤 구조(310)와 일체로 형성될 수 있다. 지지 부재(360)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 지지 부재(360)는, 일면에 디스플레이(120)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(380)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(380)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, GPU(graphic processing unit), 어플리케이션 프로세서 센서 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.
디스플레이(120)는 전자 장치(100)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이(120)는 예를 들면, 디스플레이 패널, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로르 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(120)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
배터리(370)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(370)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(380)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(370)는 전자 장치(100) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(100)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(370)는 전자 장치(100)의 하우징(예: 도 1의 하우징(110)) 내에 배치될 수 있다.
제1 안테나(350)는 디스플레이(120)와 지지 부재(360) 사이에 배치될 수 있다. 제1 안테나(350)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 제1 안테나(350)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있고, 근거리 통신 신호 또는 결제 데이터를 포함하는 자기-기반 신호를 송출할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(310) 및/또는 상기 지지 부재(360)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
제2 안테나(355)는 회로 기판(380)과 후면 플레이트(393) 사이에 배치될 수 있다. 제2 안테나(355)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 제2 안테나(355)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있고, 근거리 통신 신호 또는 결제 데이터를 포함하는 자기-기반 신호를 송출할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(310) 및/또는 상기 후면 플레이트(393)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
씰링 부재(390)는 측면 베젤 구조(310)와 후면 플레이트(393) 사이에 위치할 수 있다. 씰링 부재(390)는, 외부로부터 측면 베젤 구조(310)와 후면 플레이트(393)에 의해 둘러싸인 공간으로 유입되는 습기와 이물을 차단하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 측면 베젤 구조(310), 지지 부재(360), 및/또는 후면 플레이트(393)는 하우징(예: 도 1의 하우징(110))으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 측면 베젤 구조(310)는 상기 하우징(110)의 측면(예: 도 2의 측면(110C))의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 측면 베젤 구조(310)는 리세스(recess) 구조(312)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리세스 구조(312)는 센서 모듈(200)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 상기 센서 모듈(200)의 적어도 일부는 리세스 구조(312) 내에 배치되고, 다른 일부는 측면 베젤 구조(310)의 외부로 노출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리세스 구조(312)는 홈(groove) 또는 관통 홀일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리세스 구조(312)는 하우징(110)의 측면(110C)에 형성된 홈 또는 관통 홀로 해석될 수 있다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 전면 사시도이고, 도 4b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 후면 사시도이다. 도 5는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 단면도이다.
도 4a, 도 4b, 및 도 5를 참조하면, 센서 모듈(200)은, 생체 신호 감지 전극(210), 생체 인식 센서(220), 및 밀봉 부재(230)를 포함할 수 있다. 도 4a, 도 4b, 및 도 5의 센서 모듈(200)의 구성은 도 1의 센서 모듈(200)의 구성과 전부 또는 일부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 생체 신호 감지 전극(210)은 사용자의 생체 전기 신호를 수신 또는 감지할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 감지 전극(210)은 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))의 하우징(예: 도 1의 하우징(110))의 외부로 노출될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 생체 신호 감지 전극(210)은 상기 생체 신호 감지 전극(210)은 사용자의 손가락과 접촉하고, 생체 전기 신호를 반영하는 신호를 프로세서(202)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 감지 전극(210)은 기판(240), 및/또는 가요성 인쇄회로기판(260)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 생체 신호 감지 전극(210)은 전도성 소재를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 생체 신호 감지 전극(210)은, 금속 및/또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 감지 전극(210)은 센서 모듈(200)에 증착된 금속 층 또는 센서 모듈(200)의 적어도 일부(예: 밀봉 부재(230), 및 기판(240))를 둘러싸는 도전성 코팅으로 해석될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 생체 신호 감지 전극(210)은 센서 모듈(200)의 외면의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(200)은 상기 하우징(110)의 외부로 노출된 제1 면(200a)(예: 전면), 상기 제1 면(200a)의 반대인 제3 면(200c)(예: 배면), 및 상기 제1 면(200a)와 상기 제3 면(200c) 사이의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 면(200b)(예: 측면)을 포함할 수 있다. 상기 생체 신호 감지 전극(210)은 센서 모듈(200)의 제1 면(200a), 제2 면(200b), 및 제3 면(200c)의 적어도 일부를 형성할 수 있다.다양한 실시예들에 따르면, 생체 인식 센서(220)는 사용자의 생체 인증 정보를 획득 또는 검출할 수 있다. 예를 들어, 생체 인식 센서(220)는 센서 모듈(200)의 제1 면(200a)에 위치한 사용자의 손가락의 지문을 반영하는 정보(예: 지문 형태)를 감지할 수 있다. 상기 생체 인식 센서(220)는 지문 인식 센서로 해석될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 생체 인식 센서(220)는 센서 모듈(200) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 생체 인식 센서(220)는 접착 부재(280)(예: 다이 접착 필름(die attach film, DAF))를 이용하여 기판(250) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 생체 인식 센서(220)는 정전 용량 방식의 지문 센서, 초음파 방식의 지문 센서, 또는 광학식 지문센서일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(200)은 생체 신호 감지 전극(210) 및 생체 인식 센서(220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체 인식 센서(220)는 생체 신호 감지 전극(210)과 통합된(integrated) 부품으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 감지 전극(210) 및 생체 인식 센서(220)는 함께 하나의 센서 모듈(200) 내에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 생체 인식 센서(220)는 생체 신호 감지 전극(210)과 하나의 패키지(package)에 포함될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 밀봉 부재(230)는 센서 모듈(200)의 전자 부품(예: 생체 인식 센서(220), 기판(240))을 센서 모듈(200)의 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 밀봉 부재(230)는 기판(240) 의 적어도 일부 및/또는 생체 인식 센서(220)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(230)는 에폭시 몰딩 화합물(Epoxy Molding Compound, EMC)을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에 따르면, 밀봉 부재(230)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 인식 센서(220)는 광학식 지문 인식 센서이고, 상기 밀봉 부재(230)는 생체 인식 센서(220)에서 생성된 광을 센서 모듈(200)의 외부로 전달하거나, 상기 센서 모듈(200)의 외부에서 반사된 광의 적어도 일부를 생체 인식 센서(220)로 전달하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에 따르면, 밀봉 부재(230)는 공기가 위치한 빈 공간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 밀봉 부재(230)는 생체 신호 감지 전극(210) 및/또는 컬러 층(예: 도 6a의 컬러 층(206))에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(230)는 생체 신호 감지 전극(210)에 의해 형성되는 센서 모듈(200)의 내부 공간 내에 위치할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(200)은 기판(240)을 포함할 수 있다. 상기 기판(240)은 인쇄 회로 기판으로서, 적어도 하나의 전자 부품(예: 생체 인식 센서(220))을 수용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(240)은 메인 인쇄 회로 기판(예: 도 3의 인쇄 회로 기판(380)) 및/또는 배터리(예: 도 3의 배터리(370))과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(200)은 기판(240)과 연결되고, 커넥터(262)를 포함하는 가요성 인쇄회로기판(260)을 포함하고, 상기 기판(240)은 가요성 인쇄회로기판(260)을 이용하여 메인 인쇄 회로 기판(380) 및/또는 배터리(370)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(200)은 가요성 인쇄회로기판(260)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가요성 인쇄회로기판(260)은 생체 신호 감지 전극(210) 및 생체 인식 센서(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 가요성 인쇄회로기판(260)은 생체 인식 센서(220)가 장착된 기판(240)과 적어도 하나의 패드(205)(예컨대, 도전성 패드)를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 가요성 인쇄회로기판(260)의 적어도 일부(예: 패드)는 생체 신호 감지 전극(210)과 접촉하고, 생체 신호 감지 전극(210)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가요성 인쇄회로기판(260)은 상기 기판(240)과 대면하고, 상기 적어도 하나의 패드(205)가 위치한 제1 가요성 인쇄회로기판 면(260a) 및 상기 제1 가요성 인쇄회로기판 면(260a)의 반대인 제2 가요성 인쇄회로기판 면(260b)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(200)의 제3 면(200c)은 적어도 하나의 패드(205)를 통하여 상기 제1 가요성 인쇄회로기판 면(260a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(202)는 상기 제2 가요성 인쇄회로기판 면(260b)에 위치할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))의 센서 모듈(200)은 적어도 하나의 씰링 부재(270)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 씰링 부재(270)는 센서 모듈(200)과 하우징(예: 도 1의 하우징(110)) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 씰링 부재(270)는 센서 모듈(200)의 제3 면(200c) 상에 배치될 수 있다. 센서 모듈(200)은 씰링 부재(270)를 이용하여 하우징(110)에 부착 또는 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 씰링 부재(270)는 방수 부재(예: 방수 테이프) 및/또는 접착 부재(예: 접착 테이프)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 씰링 부재(270)는 폐곡선(closed loop) 형상으로 형성될 수 있다. 씰링 부재(270)의 개수, 소재 및/또는 형상 중 적어도 하나는 상술한 바에 제한되지 않음을 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(200)은 차폐 부재(290)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 차폐 부재(290)는 프로세서(202) 또는 생체 인식 센서(220)에서 생성된 전파(예: 초음파) 또는 전기 신호의 일부가 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))의 다른 전자 부품(예: 도 3의 인쇄 회로 기판(380))로 전달되는 것을 감소 또는 방지할 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(290)는 금속 코팅 층 또는, 실드 캔(shield can)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 차폐 부재(290)는 생체 인식 센서(220)이 아래(예: -Z 방향)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(290)는 기판(240) 또는 가요성 인쇄회로기판(260)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 차폐 부재(290)은 기판(240) 또는 가요성 인쇄회로기판(260)에 배치된 프로세서(202)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 차폐 부재(290)는 생략될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 프로세서(202)를 포함할 수 있다. 프로세서(202)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램)를 실행하여 프로세서(202)에 연결된 전자 장치(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(202)는 다른 구성요소(예: 도 4a의 센서 모듈(200))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(미도시)에 저장하고, 휘발성 메모리(미도시)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(미도시)에 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(202)는 센서 모듈(200)의 생체 신호 감지 전극(210)을 이용하여 생체 정보를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 생체 신호 감지 전극(210), 및 복수의 전극 구조(111a, 111b)들을 이용하여 사용자의 신체(예: 손가락 또는 손목)에서 획득된 전기 신호에 기초하여 생체 정보를 판단할 수 있다. 상기 생체 정보는, 심전도(electrocardiogram) 신호, 심박수(heart rate) 신호, 생체전기 임피던스 분석(bioelectric impedance analysis, BIA) 정보, 및/또는 피부 반응(galvanic skin response) 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(202)는 생체 신호를 수신 및 처리하기 위한 회로(모듈)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(202)는, FEM(Front end module), 스위치, 증폭기, ADC(Analog-to-digital converter), 또는 논리 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.일 실시예에 따르면, 프로세서(202)는 센서 모듈(200)의 생체 인식 센서(220)을 이용하여 생체 인증 정보(예: 지문 정보)를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 생체 인식 센서(220)에서 획득된 전기 신호에 기초하여 지문의 형상에 대한 정보를 판단할 수 있다.
일 실시예(예: 도 5)에 따르면, 프로세서(202)는 생체 인식 센서(220)와 이격된 별도의 전자 부품일 수 있다. 예를 들어, 생체 인식 센서(220)는 배선(204) 및/또는 패드(205)을 이용하여 프로세서(202)가 위치한 기판(240) 및/또는 가요성 인쇄회로기판(260)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 생체 인식 센서(220)는, 감지된 사용자의 손가락의 지문을 반영하는 정보를 처리하기 위한 프로세서(예: 마이크로 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 생체 인식 센서(220)에 통합될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 생체 인식 센서(220)와 일체형의 칩(예: 일체형의 구동 회로)으로 구현될 수 있다. 일 실시예(예: 도 5)에 따르면, 프로세서(202)는 센서 모듈(200) 내에 위치할 수 있으나, 프로세서(202)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어(미도시), 프로세서(202)는, 메인 인쇄 회로 기판(예: 도 3의 인쇄 회로 기판(380))에 위치 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(202)는 상기 생체 신호 감지 전극(210)을 이용하여 생체 정보를 판단하고, 상기 생체 인식 센서(220)를 이용하여, 지문 정보를 판단할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 센서 모듈의 정면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 센서 모듈(200)은 지문 감지 회로(222)를 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b의 센서 모듈(200)의 구성은 도 5의 센서 모듈(200)의 구성과 전부 또는 일부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(200)의 생체 인식 센서(예: 도 5의 생체 인식 센서(220))는 정전 용량(capacitance) 식으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(200)의 생체 인식 센서(220)는 지문 감지 회로(222)를 포함할 수 있다. 상기 지문 감지 회로(222)는 복수의 센서(예: 픽셀)들을 포함하는 센싱 어레이로 해석될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(200)의 상기 생체 인식 센서(220)는 사용자의 지문의 굴곡(예: 골(valley)와 마루(ridge))의 정전 용량을 검출하고, 상기 정전 용량의 차이에 기초하여 지문의 형상을 인식 또는 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 지문 감지 회로(222)는 적어도 하나의 패드(205)를 이용하여 프로세서(202)와 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 생체 신호 감지 전극(210)은 지문 감지 회로(222)의 동작의 왜곡을 감소시키기 위한 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(200)을 상부(예: +Z 방향)에서 바라볼 때, 생체 인식 센서(220)의 적어도 일부(예: 지문 감지 회로(222))와 중첩된 제1 영역(200-1) 및 상기 제1 영역(200-1)과 이격되고, 생체 신호 감지 전극(210)이 배치된 제2 영역(200-2)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 영역(200-1)은 지문 감지 회로(222)(예: 정전 용량 방식의 감지 회로)를 커버하는 영역으로 해석될 수 있다. 예를 들어(예: 도 6a 및 도 6b), 제1 영역(200-1)은 지문 감지 회로(222)의 위(예: +Z 방향)에 위치한 센서 모듈(200)의 일부로 해석될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 영역(200-1)은 생체 인식 센서(예: 도 5의 생체 인식 센서(220))의 지문 감지 회로(222)의 위(+Z 방향)에 컬러 층(206)의 적어도 일부를 포함 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 영역(200-2)은 생체 신호 감지 전극(210)을 커버하는 영역으로 해석될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 영역(200-2)은 생체 인식 센서(예: 도 5의 생체 인식 센서(220))의 지문 감지 회로(222)에서 폭 방향(예: X, Y 방향)으로 지정된 거리 이상 이격되고, 위(+Z 방향)에 생체 신호 감지 전극(210)을 포함할 수 있다. 일 실시예(예: 도 6a)에 따르면, 제2 영역(200-2)은 상기 제1 영역(200-1)을 둘러쌀 수 있다. 일 실시예(예: 도 6b)에 따르면, 제2 영역(200-2)의 적어도 일부는 컬러 층(206) 과 이격될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 지문 감지 회로(222)는 생체 신호 감지 전극(210)과 정해진 크기(예: 폭)만큼 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(200-2)은 지문 감지 회로(222)와 적어도 일부 중첩 배치될 수 있다. 다른 예로는, 제2 영역(200-2)은 지문 감지 회로(222)에서 폭 방향(X, Y 방향)으로 지정된 거리 이내에 위치할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 센서 모듈(200)은 컬러 층(206)을 포함할 수 있다. 상기 컬러 층(206)은 센서 모듈(200)의 외면(예: 도 5의 제1 면(200a))의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 컬러 층(206)은 생체 신호 감지 전극(210) 및/또는 밀봉 부재(230) 상에 배치될 수 있다. 다른 예로는, 컬러 층(206)은 생체 신호 감지 전극(210)과 함께 센서 모듈(200)의 외면의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 컬러 층(206)은 생체 인식 센서(220)의 일부(예: 지문 감지 회로(222))의 시인을 감소 또는 방지할 수 있다. 예를 들어, 컬러 층(206)은, 가시광선 대역의 파장을 적어도 일부 반사하고, 초음파 대역의 파장을 적어도 일부 투과할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 컬러층은 컬러 피그먼트(pigment)를 포함할 수 있다. 상기 컬러 피그먼트는 티타늄(Ti) 산화물 또는 니켈(Ni) 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 센서 모듈의 정면도이다. 예를 들어, 도 7은 센서 모듈(200)을 상부(예: +Z 방향)에서 바라본 도면이다.
도 7을 참조하면, 센서 모듈(200)은 초음파 송수신 장치(224)를 포함할 수 있다. 도 7의 센서 모듈(200)의 구성은 도 5의 센서 모듈(200)의 구성과 전부 또는 일부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(200)의 생체 인식 센서(예: 도 5의 생체 인식 센서(220))는 초음파를 사용하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(200)은 센서 모듈(200)의 외부로 초음파를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 초음파 송수신 장치(224)를 포함할 수 있다. 상기 초음파 송수신 장치(224)는 초음파 송수신기(transceiver)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(200)의 상기 생체 인식 센서(220)는 전기적 신호를 진동(예: 초음파)으로 변환하기 위한 트랜스듀서(미도시)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(200)은 상기 트랜스듀서에서 생성된 초음파를 초음파 송수신 장치(224)를 통하여 센서 모듈(200)의 외부로 방사하고, 상기 방사된 초음파가 사용자의 지문에서 반사된 상기 초음파를 수신할 수 있다. 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 방사된 초음파를 수신하는 시간에 기초하여, 지문의 굴곡(예: 골(valley)와 마루(ridge))을 판단하고, 지문의 형상을 인식 또는 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 초음파 송수신 장치(224)는 적어도 하나의 패드(205)를 이용하여 프로세서(202)와 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 생체 신호 감지 전극(210)은 초음파 송수신 장치(224)의 적어도 일부를 커버할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 감지 전극(210)은 초음파 송수신 장치(224)의 위(예: +Z 방향)에 배치될 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 배면도이다. 예를 들어, 도 8은, 센서 모듈(200)을 아래(예: -Z 방향)에서 바라본 도면이다.
도 8을 참조하면, 센서 모듈(200)은, 생체 신호 감지 전극(210), 가요성 인쇄회로기판(260), 및 씰링 부재(270)를 포함할 수 있다. 도 8의 생체 신호 감지 전극(210), 가요성 인쇄회로기판(260), 및 씰링 부재(270)의 구성은 도 5의 생체 신호 감지 전극(210), 가요성 인쇄회로기판(260), 및 씰링 부재(270)의 구성과 전부 또는 일부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 가요성 인쇄회로기판(260)은 생체 신호 감지 전극(210)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 감지 전극(210)의 적어도 일부는 센서 모듈(200)의 배면(예: 도 5의 제3 면(200c))상에 배치되고, 가요성 인쇄회로기판(260)과 접촉할 수 있다. 상기 생체 신호 감지 전극(210)은 센서 모듈(200)의 제1 면(예: 도 5의 제1 면(200a))에서 사용자의 신체(예: 손가락)과 접촉할 수 있다. 상기 사용자의 신체에서 획득된 전기적 신호는, 센서 모듈(200)의 제2 면(예: 도 5의 제2 면(200b)) 및 제3 면(200c)을 통하여 가요성 인쇄회로기판(260) 및 기판(예: 도 5의 기판(240))으로 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가요성 인쇄회로기판(260)은 적어도 하나의 패드(205)들을 이용하여 센서 모듈(200)의 부품(예: 도 5의 생체 신호 감지 전극(210), 생체 인식 센서(220) 및/또는 기판(240))과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가요성 인쇄회로기판(260)은 생체 신호 감지 전극(210)과 직접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(260)은 제2 가요성 회로기판 면(260a)에 배치된 전극(미도시)을 이용하여 생체 신호 감지 전극(210)과 전기적으로 연결 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가요성 인쇄회로기판(260)은 제2 가요성 인쇄회로기판 면(260b)에 배치된 전극(미도시)를 이용하여 프로세서(예: 도 5의 프로세서(202))와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 씰링 부재(270)의 적어도 일부는 생체 신호 감지 전극(210) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 씰링 부재(270)의 적어도 일부는 센서 모듈(200)의 제3 면(예: 도 5의 제3 면(200c))상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 씰링 부재(270)의 일부는 생체 신호 감지 전극(210)의 아래(예: -Z 방향)에 배치되고, 다른 일부는 기판(예: 도 5의 기판(240)의 아래(-Z 방향)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 씰링 부재(270)는 상기 기판(240)과 하우징(예: 도 9의 하우징(110))의 사이 및/또는 생체 신호 감지 전극(예: 도 9의 생체 신호 감지 전극(210))과 상기 하우징(110) 사이에 배치될 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 하우징 내에 배치된 센서 모듈의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(100)는 하우징(110)의 내부 공간(180) 내에 배치된 센서 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 9의 하우징(110)의 구성은 도 1 및 도 2의 하우징(110)의 구성과 전부 또는 일부가 동일하고, 도 9의 센서 모듈(200)의 구성은 도 5의 센서 모듈(200)의 구성과 전부 또는 일부가 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(200)은 하우징(110) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(200)의 적어도 일부는 하우징(110)의 내부 공간(180))내에 배치될 수 있다. 상기 내부 공간(180)의 구성은 측면 베젤 구조(예: 도 3의 측면 베젤 구조(310))에 형성된 리세스 구조(예: 도 3의 리세스 구조(312))의 구성과 전부 또는 일부가 동일할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(200)은 씰링 부재(270)를 통하여 하우징(110)에 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(100)는 절연 구조(170)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 절연 구조(170)는 센서 모듈(200)의 전기적인 간섭(예: 단락(short))을 감소 또는 방지시킬 수 있다. 예를 들어, 절연 구조(170)는 생체 신호 감지 전극(210)과 하우징(110)의 접촉을 방지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 절연 구조(170)는 센서 모듈(200)과 하우징(110) 사이에 배치되고, 센서 모듈(200)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 절연 구조(170)는 센서 모듈(200)의 제2 면(200b)(예: 측면)과 대면할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 절연 구조(170)는 하우징(110)의 내측면에 형성된 절연 코팅일 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 알루미늄(aluminum)을 포함하고, 절연 구조(170)는 알루미늄에 형성된 아노다이징(anodizing) 층으로 해석될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 절연 구조(170)는 하우징(110)과 센서 모듈(200) 사이에 배치되고, 실질적으로 절연체(예: 고무 및/또는 합성수지)를 포함하는 별도의 부품일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 하우징(110)은 센서 모듈(200)을 전자 장치(100)의 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 보호 영역(110-1)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보호 영역(110-1)은, 센서 모듈(200)의 제1 면(200a) 보다 위(예: +Z 방향)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 보호 영역(110-1)은 센서 모듈(200)의 제1 면(200a)보다 제1 길이(L1)만큼 위에 위(+Z 방향)로 돌출되고, 외부의 물체와 센서 모듈(200)의 직접적인 접촉을 감소 또는 방지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보호 영역(110-1)은 하우징(110)의 측면(예: 도 1의 측면(110C))의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 측면(110C)의 적어도 일부는 보호 영역(110-1)으로 해석될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 센서 모듈(200)은, 하우징(110)보다 위(예: +Z 방향)로 돌출될 수 있다. 상기 센서 모듈(200)의 적어도 일부가 하우징(110)의 외부로 돌출됨으로써, 사용자의 신체(예: 손가락)는 센서 모듈(200)과 용이하게 접촉될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는, 하우징(예: 도 1의 하우징(110)), 상기 하우징 내에 배치된 배터리(예: 도 3의 배터리(370)) 및 적어도 일부가 상기 하우징 내에 배치된 센서 모듈(예: 도 4a의 센서 모듈(200))을 포함하고, 상기 센서 모듈은, 기판(예: 도 5의 기판(240)), 상기 기판 상에 배치된 생체 인식 센서(예: 도 5의 생체 인식 센서(220)), 상기 기판 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸는 밀봉 부재(예: 도 5의 밀봉 부재(230)), 및 상기 밀봉 부재의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 기판과 전기적으로 연결된 생체 신호 감지 전극(예: 도 5의 생체 신호 감지 전극(210))으로서, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출된 생체 신호 감지 전극(예: 도 5의 생체 신호 감지 전극(210))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 생체 인식 센서를 이용하여 지문 정보를 판단하고, 상기 생체 신호 감지 전극을 이용하여 생체 정보를 판단하도록 구성된 프로세서(예: 도 5의 프로세서(202))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 상기 생체 인식 센서 및 상기 생체 신호 감지 전극과 전기적으로 연결된 가요성 인쇄회로기판(예: 도 6의 가요성 인쇄회로기판(260)), 및 상기 가요성 인쇄회로기판에 장착된 커넥터(예: 도 6의 커넥터(262))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 생체 신호 감지 전극은, 상기 센서 모듈의 제1 면(예: 도 5의 제1 면(200a)), 상기 제1 면의 반대인 제3 면(예: 도 5의 제3 면(200c)), 및 상기 제1 면과 상기 제3 면 사이의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 면(예: 도 5의 제2 면(200b))의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 정전 용량 감지 회로(예: 도 6a의 지문 감지 회로(222)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 상기 센서 모듈을 상부(예: +Z 방향)에서 바라볼 때, 상기 생체 인식 센서와 중첩된 제1 영역(예: 도 6a의 제1 영역(200-1)), 및 상기 생체 신호 감지 전극이 배치된 제2 영역(예: 도 6a의 제2 영역(200-2))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 상기 센서 모듈의 외부로 초음파를 송신 또는 수신하도록 구성된 초음파 송수신 장치(예: 도 7의 초음파 송수신 장치(224))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 상기 기판의 아래(예: 도 5의 -Z 방향)에 위치하고, 상기 초음파 송수신 장치에서 방사된 초음파의 적어도 일부의 상기 전자 장치 내부로의 유입을 감소시키기 위한 차폐 부재(예: 도 5의 차폐 부재(290))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 센서 모듈과 상기 하우징 사이에 배치된 씰링 부재(예: 도 9의 씰링 부재(270))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 상기 밀봉 부재 상에 배치된 컬러 층(예: 도 6a의 컬러 층(206))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 센서 모듈과 상기 하우징 사이에 배치되고, 상기 센서 모듈의 적어도 일부를 둘러싸는 절연 구조(예: 도 9의 절연 구조(170))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 하우징은, 전면(예: 도 1의 전면(110A)), 상기 전면의 반대인 후면(예: 도 2의 후면(110B)) 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 적어도 일부를 둘러싸는 측면(예: 도 2의 측면(110C)을 포함하고, 상기 측면은, 상기 센서 모듈의 적어도 일부를 수용하는 리세스 구조(예: 도 3의 리세스 구조(312))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은 상기 전자 장치의 외부로 노출된 제1 면(예: 도 9의 제1 면(200a))을 포함하고, 상기 하우징은, 상기 측면의 적어도 일부를 형성하고, 상기 센서 모듈의 상기 제1 면보다 위(예: 도 9의 +Z 방향))에 위치한 보호 영역(예: 도 9의 보호 영역(110-1))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 하우징에 탈착 가능하도록 연결된 적어도 하나의 결착 부재(예: 도 1의 결착 부재(150, 160))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 하우징 상에 배치되고, 상기 생체 신호 감지 전극과 이격된 복수의 전극 구조(예: 도 2의 전극 구조(111a, 111b))를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는, 하우징(예: 도 1의 하우징(110)), 상기 하우징 내에 배치된 배터리(예: 도 3의 배터리(370)), 적어도 일부가 상기 하우징 내에 배치된 센서 모듈(예: 도 5의 센서 모듈(200))로서, 생체 인식 센서(예: 도 5의 생체 인식 센서(220)), 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸고, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출된 생체 신호 감지 전극(예: 도 5의 생체 신호 감지 전극(210))을 포함하는 센서 모듈(예: 도 5의 센서 모듈(200)), 상기 생체 인식 센서를 이용하여 지문 정보를 판단하고, 상기 생체 신호 감지 전극을 이용하여 생체 정보를 판단하도록 구성된 프로세서(예: 도 5의 프로세서(202))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 상기 생체 인식 센서가 장착된 기판(예: 도 5의 기판(240)), 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸는 밀봉 부재(예: 도 5의 밀봉 부재(230)), 및 상기 생체 인식 센서 및 상기 생체 신호 감지 전극과 전기적으로 연결된 가요성 인쇄회로기판(예: 도 5의 가요성 인쇄회로기판(260))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은 지문 감지 회로(예: 도 6a의 지문 감지 회로(222))를 포함하고, 상기 센서 모듈은, 상기 센서 모듈을 상부에서 바라볼 때, 상기 지문 감지 회로와 중첩된 제1 영역(예: 도 6a 또는 도 6b의 제1 영역(200-1)), 및 상기 생체 신호 감지 전극이 배치된 제2 영역(예: 도 6a 또는 도 6b의 제2 영역(200-2))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 센서 모듈은, 상기 센서 모듈의 외부로 초음파를 송신 또는 수신하도록 구성된 초음파 송수신 장치(예: 도 7의 초음파 송수신 장치(224))를 포함하고, 상기 초음파 송수신 장치에서 방사된 초음파의 적어도 일부의 상기 전자 장치 내부로의 유입을 감소시키기 위한 차폐 부재(예: 도 5의 차폐 부재(290))를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(예: 도 4a의 센서 모듈(200)), 기판(예: 도 5의 기판(240)), 상기 기판 상에 배치된 생체 인식 센서(예: 도 5의 생체 인식 센서(220)), 상기 기판 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸는 밀봉 부재(예: 도 5의 밀봉 부재(230)), 상기 밀봉 부재의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 기판과 전기적으로 연결된 생체 신호 감지 전극(예: 도 5의 생체 신호 감지 전극(210)), 및 상기 생체 인식 센서를 이용하여 지문 정보를 판단하고 상기 생체 신호 감지 전극을 이용하여 생체 정보를 판단하도록 구성된 프로세서(예: 도 5의 프로세서(202))를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 센서 모듈을 포함하는 전자 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 배터리; 및
    적어도 일부가 상기 하우징 내에 배치된 센서 모듈을 포함하고,
    상기 센서 모듈은,
    기판,
    상기 기판 상에 배치된 생체 인식 센서,
    상기 기판 및 상기 생체 인식 센서의 적어도 일부를 둘러싸는 밀봉 부재, 및
    상기 밀봉 부재의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 기판과 전기적으로 연결된 생체 신호 감지 전극으로서, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출된 생체 신호 감지 전극을 포함하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 생체 인식 센서를 이용하여 지문 정보를 판단하고, 상기 생체 신호 감지 전극을 이용하여 생체 정보를 판단하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은,
    상기 생체 인식 센서 및 상기 생체 신호 감지 전극과 전기적으로 연결된 가요성 인쇄회로기판, 및 상기 가요성 인쇄회로기판에 장착된 커넥터를 포함하는 전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 생체 신호 감지 전극은, 상기 센서 모듈의 제1 면, 상기 제1 면의 반대인 제3 면, 및 상기 제1 면과 상기 제3 면 사이의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 면의 적어도 일부를 형성하는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은, 지문 감지 회로를 포함하는 전자 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은, 상기 센서 모듈을 상부에서 바라볼 때, 상기 생체 인식 센서와 중첩된 제1 영역, 및 상기 생체 신호 감지 전극이 배치된 제2 영역을 포함하는 전자 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은, 상기 센서 모듈의 외부로 초음파를 송신 또는 수신하도록 구성된 초음파 송수신 장치를 포함하는 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은,
    상기 기판의 아래에 위치하고, 상기 초음파 송수신 장치에서 방사된 초음파의 적어도 일부의 상기 전자 장치 내부로의 유입을 감소시키기 위한 차폐 부재를 포함하는 전자 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈과 상기 하우징 사이에 배치된 씰링 부재를 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은, 상기 밀봉 부재 상에 배치된 컬러 층을 포함하는 전자 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈과 상기 하우징 사이에 배치되고, 상기 센서 모듈의 적어도 일부를 둘러싸는 절연 구조를 더 포함하는 전자 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은, 전면, 상기 전면의 반대인 후면 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 적어도 일부를 둘러싸는 측면을 포함하고,
    상기 측면은, 상기 센서 모듈의 적어도 일부를 수용하는 리세스 구조를 포함하는 전자 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 상기 전자 장치의 외부로 노출된 제1 면을 포함하고,
    상기 하우징은, 상기 측면의 적어도 일부를 형성하고, 상기 센서 모듈의 상기 제1 면보다 위에 위치한 보호 영역을 포함하는 전자 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징에 탈착 가능하도록 연결된 적어도 하나의 결착 부재를 더 포함하는 전자 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 상에 배치되고, 상기 생체 신호 감지 전극과 이격된 적어도 하나의 전극 구조를 더 포함하는 전자 장치.
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