WO2023234517A1 - 디스플레이와 광 센서를 이용하여 지문을 획득하는 방법 및 그 전자 장치 - Google Patents

디스플레이와 광 센서를 이용하여 지문을 획득하는 방법 및 그 전자 장치 Download PDF

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WO2023234517A1
WO2023234517A1 PCT/KR2023/001800 KR2023001800W WO2023234517A1 WO 2023234517 A1 WO2023234517 A1 WO 2023234517A1 KR 2023001800 W KR2023001800 W KR 2023001800W WO 2023234517 A1 WO2023234517 A1 WO 2023234517A1
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light
display
electronic device
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PCT/KR2023/001800
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English (en)
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Inventor
김진호
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor

Definitions

  • the present disclosure relates to a method and electronic device for obtaining fingerprint information using a display and an optical sensor disposed below the display.
  • the electronic device can obtain a fingerprint by optically scanning the fingertip in contact with the cover of the electronic device.
  • the electronic device may include a window covering the display and a light-receiving sensor disposed under or within an area designated to emit light (hereinafter referred to as a light-emitting area) to detect a fingerprint on the display.
  • the electronic device can acquire fingerprint information using light information collected through a light-receiving sensor by emitting light from pixels within the light-emitting area and reflecting from the fingertip adjacent to the light-emitting area.
  • the electronic device may perform user authentication for online transactions (commerce or financial transactions), identification, or screen unlock based on the acquired fingerprint information.
  • the electronic device may acquire fingerprint information (e.g., fingerprint image) using a lens-based method or a lens-less sequential scanning method.
  • the light receiving sensor is arranged in two dimensions and may include an image sensor disposed below the light emitting area and a lens disposed between the light emitting area and the image sensor.
  • An electronic device can emit light by simultaneously turning on pixels within a light-emitting area. Light may be at least partially reflected from the fingerprint adjacent to the light-emitting area, and the reflected light may be condensed to the image sensor through a lens.
  • An electronic device can obtain fingerprint information using optical information collected through an image sensor.
  • the light receiving sensor may include at least one photo diode disposed below the light emitting area.
  • Electronic devices can sequentially turn on pixels within a light-emitting area to emit light one at a time.
  • the electronic device can obtain fingerprint information using light information received through a photo diode and location information of a light emitting device (eg, one pixel).
  • Electronic devices using lens-based methods can be thick due to the thickness and focal length of the lens.
  • Electronic devices using sequential scanning can be relatively thin because they do not have lenses.
  • image sensors with a two-dimensional pixel array e.g., CIS (CMOS image sensor), TFT (thin film transistor)-based image sensor
  • sequential scanning The method can be implemented at a relatively low cost.
  • the display can be implemented as a wide viewing angle panel (e.g., organic light-emitting diode (OLED), liquid crystal display (LCD), micro LED) configured to allow the screen to be viewed from a wide range of left and right angles.
  • OLED organic light-emitting diode
  • LCD liquid crystal display
  • micro LED light-emitting diode
  • the light emitted from the pixels of the panel has a spreading characteristic. Therefore, when a pixel emits light, the light from the window surface touched by the fingertip has a larger irradiated area than the light from the pixel.
  • the size of light on the window surface is a characteristic value related to the resolution of the fingerprint image. For example, if the line width in a fingerprint is narrow, resolution may be limited by the PSF size. Due to limited resolution, the high-resolution portion of the original sample information may be lost during the image restoration process. Decreased resolution may cause problems such as false acceptance and false rejection during the user authentication process.
  • the electronic device applies a sequential scanning method, but when operating the display in fingerprint recognition mode (or user authentication mode), the PSF size is adjusted to operate the display in normal mode (or wide viewing angle mode).
  • fingerprint recognition mode or user authentication mode
  • the PSF size is adjusted to operate the display in normal mode (or wide viewing angle mode).
  • an electronic device includes a display, a window covering the display, a photo diode disposed under a light emitting area designated to emit light to detect a fingerprint on the display, a processor, and a window between the window and the display. It may include a structure that is disposed and guides light emitted from the light emitting area to travel in a straight line.
  • the processor may be configured to control the display so that light-emitting elements in the light-emitting area sequentially emit light.
  • the processor may be configured to obtain a fingerprint image based on light information corresponding to each of the light-emitting devices collected through the photodiode and location information of each light-emitting device.
  • a method of operating an electronic device includes, in response to the occurrence of an event requiring user authentication using a fingerprint, changing the operating mode of the display provided in the electronic device to fingerprint recognition in a first mode for a wide viewing angle.
  • An operation of changing to a second mode for detecting a fingerprint an operation of controlling the display so that light-emitting elements in a designated light-emitting area for fingerprint detection sequentially emit light, and corresponding to each light-emitting element received from a photo diode provided in the electronic device.
  • the method may include generating a raw image using light information and location information of each light emitting device and processing the raw image to generate a first fingerprint image.
  • a structure disposed between a window of the electronic device and the display and configured to change the size of the PSF in response to an electrical signal is provided in the electronic device, and the size of the PSF is determined by changing the size of the PSF when one of the light emitting elements emits light.
  • the PSF size refers to the amount of light at the surface and may have a first size when the display is operated in the first mode.
  • the operation of changing from the first mode to the second mode may include controlling the structure to have a second size smaller than the first size of the PSF.
  • a method of operating an electronic device includes, in response to the occurrence of an event requiring user authentication using a fingerprint, changing the operating mode of the display provided in the electronic device to fingerprint recognition in a first mode for a wide viewing angle. changing to a second mode, controlling the display so that light-emitting elements in a designated light-emitting area sequentially emit light, and optical information corresponding to each light-emitting element received from a photo diode provided in the electronic device;
  • the method may include generating a raw image using location information of each light emitting device and processing the raw image to generate a first fingerprint image.
  • the light emitting elements are divided into a first group and a second group, and a structure disposed between a window of the electronic device and the display and including components that guide light emitted from the second group to travel in a straight line is provided to the electronic device. It can be provided.
  • the operation of changing from the first mode to the second mode may include deactivating the first group and activating the second group.
  • an electronic device can minimize the loss of fingerprint information and increase the reliability of user authentication using fingerprint information.
  • various effects that can be directly or indirectly identified through this document may be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of a display module, according to various embodiments.
  • FIG. 3A is a diagram showing a bar-type housing structure of an electronic device, according to one embodiment.
  • FIG. 3B is a diagram showing the location of a light emitting area for acquiring fingerprint information in the display of FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method of obtaining optical information using a sequential scanning method according to an embodiment.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining a method of generating a fingerprint image based on optical information obtained using a sequential scanning method, according to an embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode using a spatial light modulator (SLM) in an electronic device.
  • SLM spatial light modulator
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode using a liquid lens in an electronic device.
  • FIGS. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E, and 9F are diagrams for explaining an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode using a structure for changing a display mode in an electronic device.
  • 10A and 10B are diagrams to explain an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode in an electronic device based on the scanning direction.
  • Figure 11 is a block diagram of an electronic device, according to one embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart explaining a user authentication method using a fingerprint in an electronic device, according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It is possible to communicate with at least one of the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • a first network 198 e.g., a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components e.g., sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores instructions or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 stores instructions or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132.
  • the commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • the processor 120 includes the main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor 123 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the electronic device 101 includes a main processor 121 and a secondary processor 123
  • the secondary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • co-processor 123 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 180 or communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto.
  • Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
  • the input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
  • the electronic device 102 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture still images and moving images.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • processor 120 e.g., an application processor
  • the communication module 190 may be a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 104 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 to communicate within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. It can support technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199).
  • the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • Peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for the communication method used in the communication network, such as the first network 198 or the second network 199, is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected. Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side)
  • peripheral devices e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199.
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 of the display module 160, according to various embodiments.
  • the display module 160 e.g., the display module 160 of FIG. 1
  • the display module 160 includes a display 210 and a display driver IC (DDI, display driver integrate circuit) 230 for controlling the display 210.
  • the DDI 230 may include an interface module 231, a memory 233 (eg, buffer memory), an image processing module 235, or a mapping module 237.
  • the DDI 230 transmits image information, including image data or an image control signal corresponding to a command for controlling the image data, to other components of the electronic device 101 through the interface module 231. It can be received from.
  • the image information is stored in the processor 120 (e.g., the main processor 121 of FIG. 1 (e.g., an application processor) or an auxiliary processor (e.g., an application processor) that operates independently of the functions of the main processor 121. 123) (e.g., may be received from the co-processor 123 (e.g., graphics processing unit) of FIG. 1.
  • the DDI 230 may be received from the touch circuit 250 or the sensor module 176 (e.g., the sensor module of FIG. 1). (176)), etc., may communicate through the interface module 231. Additionally, the DDI 230 may store at least some of the received image information in the memory 233, for example, in units of frames.
  • the image processing module 235 may pre-process or post-process at least a portion of the image data (e.g., adjust resolution, brightness, or size) based at least on the characteristics of the image data or the characteristics of the display 210. ) can be performed.
  • the mapping module 237 can generate a voltage value or current value corresponding to the image data pre-processed or post-processed through the image processing module 235.
  • the voltage value or current value For example, generation of the value or current value may be performed based at least in part on the properties of the pixels of the display 210 (e.g., the arrangement of the pixels (RGB stripe or pentile structure), or the size of each subpixel).
  • At least some pixels of the display 210 are driven, for example, based at least in part on the voltage value or the current value, so that visual information (e.g., text, image, or icon) corresponding to the image data is displayed on the display 210. ) can be displayed through.
  • visual information e.g., text, image, or icon
  • the display module 160 may further include a touch circuit 250.
  • the touch circuit 250 may include a touch sensor 251 and a touch sensor IC 253 for controlling the touch sensor 251.
  • the touch sensor IC 253 may control the touch sensor 251 to detect a touch input or a hovering input for a specific position of the display 210.
  • the touch sensor IC 253 may detect a touch input or a hovering input by measuring a change in a signal (eg, voltage, light amount, resistance, or charge amount) for a specific position of the display 210.
  • the touch sensor IC 253 may provide information (e.g., location, area, pressure, or time) about the detected touch input or hovering input to the processor 120.
  • At least a portion of the touch circuit 250 is disposed as part of the display driver IC 230, the display 210, or outside the display module 160. It may be included as part of other components (e.g., auxiliary processor 123).
  • the display module 160 may further include at least one sensor (eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, a pressure sensor, or an illumination sensor) of the sensor module 176, or a control circuit therefor.
  • the at least one sensor or a control circuit therefor may be embedded in a part of the display module 160 (eg, the display 210 or the DDI 230) or a part of the touch circuit 250.
  • the sensor module 176 embedded in the display module 160 includes a biometric sensor (e.g., a fingerprint sensor)
  • the biometric sensor records biometric information associated with a touch input through a portion of the display 210. (e.g. fingerprint image) can be acquired.
  • the pressure sensor may acquire pressure information associated with a touch input through part or the entire area of the display 210. You can.
  • the touch sensor 251 or the sensor module 176 may be disposed between pixels of a pixel layer of the display 210, or above or below the pixel layer.
  • the side of the display visually exposed to the user may be referred to as the front of the electronic device 101.
  • the side opposite to the front may be referred to as the back of the electronic device 101.
  • the surface surrounding the space between the front and back may be referred to as the side of the electronic device 101.
  • state may refer to the structural form, posture, shape, or configuration of the electronic device 101 (or the display, slider, or housing that makes up the electronic device 101). there is.
  • the electronic device 101 may have a bar-type housing structure.
  • the bar-type housing structure includes a plate (or cover) forming the front of the electronic device 101, a plate forming the back of the electronic device 101, and a bezel structure forming the sides surrounding the front and back. can do.
  • a display may be placed on the front surface.
  • the electronic device 101 may have a foldable housing structure that is divided into two housings around a folding axis.
  • a first display area of a display eg, a flexible display
  • a second display area of the display may be disposed in the second housing.
  • the foldable housing structure may be implemented in an in-folding manner in which the first display area and the second display area face each other when the electronic device 101 is in a folded state.
  • the foldable housing structure may be implemented in an out folding manner where the first display area and the second display area face opposite to each other when the electronic device 101 is in a folded state.
  • the electronic device 101 may have a slideable (or rollable) housing structure.
  • the electronic device 101 includes a slideable housing including a housing (or first housing) and a slider (or second housing), a roller that allows the slider to be drawn into the housing and to pull the slider out of the housing.
  • a flexible display The display can be placed within the space formed by the slideable housing structure.
  • the display may include a first display area disposed adjacent to the first housing and a second display area disposed in the internal space while surrounding the roller.
  • the side where the flexible display is visually exposed may be defined as the front.
  • the side opposite to the front may be defined as the back of the electronic device.
  • the surface surrounding the space between the front and back may be defined as the side of the electronic device.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a bar-type housing structure of an electronic device 300 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1) according to an embodiment
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a fingerprint on the display 330 of FIG. 3A. This diagram shows the location of the light emitting area 331 for acquiring information.
  • the electronic device 300 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1) includes a side bezel structure (or side frame) 310 and a first support member (or first support frame). 311, front cover (or window) 320, display 330 (e.g., display module 160 in FIGS. 1 and 2), at least one printed circuit board 340, 341, battery 350 ) (e.g., the battery 189 in FIG. 1), a second support member (or second support frame) 360, and a rear cover 380.
  • the front cover 320 may form the first side (or front) of the electronic device 300 facing in a first direction
  • the back cover 380 may form the electronic device facing in a second direction opposite to the first direction.
  • the side bezel structure 310 may be made of a combination of metal (eg, SUS) and polymer.
  • the side bezel structure 310 may form a side surface surrounding the space between the first side and the second side.
  • a structure including a first surface, a second surface, and a side surface may be referred to as a housing (or housing structure).
  • at least one of the components of the electronic device 300 e.g., the first support member 311 or the second support member 360
  • another component is included in the electronic device 300. May be included additionally.
  • the printed circuit boards 340 and 341 may be arranged to be supported by the first support member 311 and/or the second support member 360.
  • the first support member 311 may be coupled to the side bezel structure 310.
  • the first support member 311 may include a structure (eg, metal, polymer) extending from the side bezel structure 310.
  • the first support member 311 may be formed of, for example, a metal and/or non-metallic material (eg, polymer).
  • the display 330 may be coupled to one side of the second support member 360 and the printed circuit boards 340 and 341 may be coupled to the other side.
  • a processor 120, a memory 130, and/or an interface 177 may be mounted on the printed circuit boards 340 and 341.
  • the printed circuit boards 340 and 341 may include a main board 340 and a sub board 341.
  • the first support member 311 may include a main board support member 311a supporting the main board 340 and a sub board support member 311b supporting the sub board 341.
  • Processor 120 may include, for example, one or more of a central processing unit, an application processor, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • Memory 130 may include, for example, volatile memory or non-volatile memory.
  • the battery 350 may be arranged to be supported by the first support member 311 and/or the second support member 360.
  • the battery 350 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 300 and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell. . At least a portion of the battery 350 may be disposed, for example, on substantially the same plane as the printed circuit boards 340 and 341.
  • a partial area of the display 330 may be designated as a light-emitting area 331 that emits light to detect a fingerprint.
  • one photodiode (not shown) may be located below the light emitting area 331 (in the z-axis direction when looking at Figures 3a-b) or within the light emitting area 331.
  • the light emitting area 331 is not limited to the location shown in FIG. 3B and may be designated at various locations on the display 330 based on the location of the photo diode.
  • the controller e.g., processor 120 of FIG. 1 displays a UI element 370, for example, having a fingerprint shape, on the light emitting area 331 of the display 330 to induce fingerprint input.
  • the controller can recognize that an object is in contact with the window portion located above the light emitting area 331 through a touch sensor. Based on recognized object contact, the controller can control pixels in the light emitting area 331 in a sequential scanning manner to obtain a fingerprint. Light generated from pixels (e.g., light-emitting diodes) in the light-emitting area 331 is reflected by an object (e.g., a fingerprint) adjacent to the light-emitting area 331 and is directed to the photodiode.
  • pixels e.g., light-emitting diodes
  • the photodiode reacts to the light and generates an electrical signal ( Example: current) can be generated.
  • An analog to digital converter (ADC) (not shown) can convert the electrical signal generated from the photo diode into a digital signal and transmit it to the processor 120.
  • digital signals may be stored in a buffer before being passed to the controller.
  • Digital signals can be transmitted to the controller through the buffer using the FIFO (first in first out) method, in which data input to the buffer first is output first. For example, if the intensity of light is strong, data with a large value can be output from the ADC to the controller through a buffer. If the intensity of light is relatively weak, data with a small value may be output from the ADC to the controller through the buffer.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method of obtaining optical information using a sequential scanning method according to an embodiment.
  • a photo diode e.g., an organic photo diode, a silicon photo diode, an InGaAs photo diode, a GaAs photo diode
  • a display e.g., the display 330 of FIGS. 3 a and 3 b
  • a photodiode) 420 may be located.
  • the fingertip 440 may be in contact with the window portion 430 aligned with the light emitting area 410 in a window (e.g., the front cover 320 in FIG. 3A).
  • a controller eg, processor 120 in FIG. 1
  • the light 491a emitted from the first light emitting device 411 is reflected at least in part by the first part 441 of the fingertip 440 and heads to the photo diode 420, and the photo diode 420 receives the reflected light.
  • First light information e.g., a voltage value corresponding to the ratio of the amount of light input to the photo diode 420 (e.g., reflectance) to the amount of light output from the pixel
  • the controller corresponding at least in part to (491b
  • the reflected light 491b may be converted into a current signal by the photo diode 420 and into a voltage signal by an analog front end (AFE) circuit.
  • AFE analog front end
  • a value representing the voltage signal may be stored in a register (eg, volatile memory 132 in FIG. 1).
  • the first optical information (eg, voltage value) stored in the register may be transmitted to the controller.
  • the first portion 441 may be a portion of a valley between ridges.
  • the controller may control the display so that the second light emitting element 412 emits light at time t2.
  • the light 492a emitted from the second light emitting device 412 is at least partially reflected by the second portion 442 of the fingertip 440 and is directed to the photo diode 420.
  • the photo diode 420 is directed to the reflected light 492b.
  • At least some of the corresponding second optical information may be transmitted to the controller.
  • the second part 442 may be any part of the ridge, a bifurcation where the ridge splits into two or more, or an ending point where the ridge ends.
  • the controller may control the display so that the third light emitting element 413 emits light at time t3.
  • the light 493a emitted from the third light emitting element 413 is reflected at least in part by the third portion 443 of the fingertip 440 and is directed to the photo diode 420.
  • the photo diode 420 is directed to the reflected light 493b.
  • At least some of the corresponding third optical information can be transmitted to the controller.
  • the third portion 443 may be a portion of a hollow valley between ridges.
  • the controller can obtain light information corresponding to each light-emitting device by controlling the light-emitting devices in the light-emitting area 410 to sequentially emit light. After completing sequential scanning of the light-emitting elements in the light-emitting area 410, the controller stores the plurality of light information received from the photo diode through a register and the position information (e.g., xy coordinates) of the light-emitting elements corresponding to the plurality of light information received from the photo diode through the register. Fingerprint information (e.g., fingerprint image) corresponding to the fingertip 440 can be generated using this method.
  • a unit of a light emitting source (or illumination pattern) that emits light one at a time under the control of a controller may be one pixel composed of several subpixels.
  • an RGB pixel composed of a combination of an R (red) subpixel, a G (green) subpixel, and a B (blue) subpixel may constitute one unit of light emitting device.
  • pixels composed of a combination of RGBG, pixels composed of a combination of RGBW (white), etc. can constitute a unit of light emitting device.
  • Pixels may be arranged on the display in a stripe structure, a pentile structure, a diamond structure, or a diamond pentile structure. Two or more adjacent pixels may constitute one unit of light-emitting device.
  • Each subpixel may include a light emitting diode (eg, OLED) and a driving circuit (eg, thin film transistor, capacitor) for driving the light emitting diode.
  • the driving circuit may be electrically connected to one of the gate wires and one of the data wires configured in the display.
  • the driving circuit responds to a scan signal received from a gate driver (e.g., DDI 230) through a connected gate wire, and receives a scan signal supplied from a data driver (e.g., DDI 230) through a connected data line.
  • the data voltage can be charged to the capacitor.
  • the driving circuit can control the amount of current supplied to the connected light emitting diode according to the data voltage charged in the capacitor.
  • a subpixel may display visual information based at least on a scan signal and a data signal.
  • the location of the photo diode 420 is not limited to FIG. 4. Unlike shown in FIG. 4, the photodiode 420 may be located inside the light emitting area 410. As an example, the photo diode 420 may not overlap the pixels in the light emitting area 410, but may be arranged substantially on the same line as the pixels. As another example, the photo diode 420 may be located on top of the light emitting area 410. The photodiode 420 may exist in a position that does not infringe on the display light emission path, or may be made of a transparent material and placed on top of the pixels to increase light reception efficiency for reflected light.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining a method of generating a fingerprint image based on optical information obtained using a sequential scanning method, according to an embodiment.
  • light emitted from a pixel (eg, an OLED pixel) in a display may have a spreading characteristic.
  • the size of the light 530 at the location of the object e.g., a fingertip
  • the size of the first light emitting element 511. is large.
  • the size of the light may depend on the distance between the light emitting element and the object. For example, when a separate cover (eg, protective glass) is attached to the window 520, the size of light at the location of the object becomes larger in proportion to the thickness of the cover. The thicker the window 520, the larger the size of light at the location of the object.
  • width or diameter may be a measure that defines size.
  • the size and shape of light where an object is located can be mathematically defined by the point spread function (PSF).
  • PSF size When one light-emitting element emits light, the size of the light at the location of the object can be referred to as “PSF size.”
  • a controller e.g., processor 120 in FIG. 1 detects that an object is in contact with the window surface 521 located on the light emitting area 510 by using a touch sensor (e.g., touch sensor 251 in FIG. 2). ) can be recognized through. Based on the object contact being recognized, the controller controls the display so that the light-emitting elements (e.g., the first light-emitting element 511) in the light-emitting area 510 emit light sequentially and registers the light information corresponding to each light-emitting element. It can be received from the photo diode 540 through.
  • the light-emitting elements e.g., the first light-emitting element 511
  • the controller may obtain a raw image by reconstructing a plurality of light information (eg, reflectance) into one image using position information corresponding to each piece of light information.
  • reference numeral 551 is a first raw image corresponding to the first fingertip 561 with a wide width between ridges
  • reference numeral 552 is a second raw image corresponding to the second fingertip 562 with a relatively narrow width between ridges.
  • Reference numeral 570 denotes a first PSF (570) having a first PSF size (531).
  • An image obtained by convolving an actual image that generally matches the first fingertip 561 with the first PSF 570 may generally match the first raw image 551.
  • An image obtained by convolving an actual image that generally matches the second fingertip 562 with the first PSF 570 may generally match the second raw image 552.
  • the high-resolution imaging system can acquire a fingerprint for the second fingertip 562 with narrow widths between ridges.
  • a low-resolution imaging system eg, the imaging system of FIG. 5
  • the first raw image 551 can be acquired by scanning the first fingertip 561 and the second raw image 552 can be acquired by scanning the second fingertip 562.
  • the first winch image 551 can be acquired from the first fingertip 561 without loss even in a low-resolution imaging system.
  • the resolution of the imaging system is a property related to the reliability of user authentication.
  • the controller processes the first raw image 551 and the second raw image 552 (e.g., including background noise removal and PSF deconvolution) to produce the first fingerprint image 581 and the second raw image 552, respectively.
  • a second fingerprint image 582 may be obtained.
  • the reliability of user authentication using the second fingerprint image 582 may be lower than the reliability of user authentication using the first fingerprint image 581.
  • the PSF size may depend on the size of the light emitting device.
  • the smallest unit that constitutes an image may be one pixel. Therefore, the smallest unit of a light emitting device may be one pixel.
  • the size (e.g., width or diameter) of a pixel may be approximately 50 ⁇ m.
  • the size of the light e.g., the size of the first PSF 531) at the location of the object may be about 400 to 500 ⁇ m.
  • PSF size may be a property related to the resolution of the raw image. For example, the smaller the PSF size, the higher the resolution of the raw image can be. As a result, the reliability of user authentication can be increased.
  • reference numeral 631 represents the size of the second PSF of the light 630 on the window surface 521 where the object is located when the second light emitting device 612 emits light.
  • the size of the second light-emitting device 612 may be smaller than the size of the first light-emitting device 511. Accordingly, the second PSF size 631 may be shorter than the first PSF size 531.
  • Reference numeral 670 denotes a second PSF (670) having a second PSF size (631).
  • the image obtained by convolving the actual image that generally matches the first fingertip 561 with the second PSF 670 is the third raw image 651 obtained by scanning the first fingertip 561 and It may be generally consistent.
  • the image obtained by convolving the actual image that generally matches the second fingertip 562 with the second PSF 670 is the fourth raw image 652 obtained by scanning the second fingertip 562, and It may be generally consistent.
  • the controller may obtain a third fingerprint image 681 and a fourth fingerprint image 682 by processing the third raw image 651 and the fourth raw image 652, respectively.
  • the PSF size of the first PSF may be smaller than the PSF size of the second PSF (670).
  • the second PSF size 631 may be shorter than the first PSF size 531.
  • the resolution of the third raw image 651 may be higher than that of the first raw image 551.
  • the resolution of the fourth raw image 652 may also be relatively higher than that of the second raw image 552.
  • the reliability of user authentication using the third fingerprint image 681 and the fourth fingerprint image 682 may be higher than the reliability of user authentication using the first fingerprint image 581 and the second fingerprint image 582.
  • a structure that guides light emitted from the light emitting area to travel in a straight line may be disposed between the display and the window.
  • the PSF size When the display is operated in normal mode for a wide viewing angle, the PSF size may be the first size by the above structure.
  • the PSF size When the operating mode of the display is changed to a fingerprint recognition mode for user authentication, the PSF size may be a second size smaller than the first size by the above structure.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode using a spatial light modulator (SLM) in an electronic device.
  • SLM spatial light modulator
  • a portion of the display (e.g., display 330 of FIGS. 3A and 3B) is designated as a light-emitting area 710 that emits light to detect a fingerprint, and a photo sensor is placed below it as a light-receiving sensor.
  • a diode 720 may be located. Pixels may be arranged on the display in a diamond structure as shown. Subpixels 731, 732, 733, and 734 may form one RGBG pixel 730. However, the technical ideas to be explained in this document are not limited by the composition and structure of these pixels.
  • An SLM 750 may be disposed between the window 740 and the light emitting area 710. The SLM 750 may be attached to the entire display or only to the light emitting area 710 designated to emit light for fingerprint recognition. The SLM 750 can change the transmittance (amplitude) of a specific location on the plane in response to an electrical signal from the controller.
  • the controller can control the SLM 750 so that light transmits through all areas of the SLM 750.
  • the transmittance in all areas of the SLM 750 is set to the maximum value, so that the light emitted from each pixel of the light emitting area 710 can have the first PSF size 760 on the window surface 741.
  • the controller configures the SLM 750 to allow light to pass through a designated first area and not to pass through a second area among all areas of the SLM 750. You can control it.
  • the first area may include an area 781 aligned with the subpixels of the light emitting area 710 among the entire area of the SLM 750.
  • the second area may include a perimeter 790 of the first area. Light is transmitted through the area 781 aligned with the subpixels (an area disposed on the subpixel in the z-axis direction in the drawing and aligned with the subpixel) and through the area around the first area 790. As this becomes impossible, the light emitted from each pixel of the light emitting area 710 may have a second PSF size 770 that is smaller than the first PSF size 760 on the window surface 741.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode using a liquid lens in an electronic device. Parts that overlap with those previously described with reference to FIGS. 7A and 7B will be omitted or briefly described.
  • At least a portion of the display is designated as a light emitting area 810, and a photo diode 820 may be located below it.
  • Subpixels 831, 832, 833, and 834 may form one RGBG pixel 830.
  • a lens layer 850 containing liquid lenses 851 may be disposed between the window 840 and the light emitting area 810 as electrical elements that guide the light emitted from the light emitting area to travel in a straight line. .
  • the liquid lenses 851 may respectively correspond to subpixels in the light emitting area 810 and be aligned with the subpixels.
  • the distance between the liquid lenses 851 and the subpixels may be adjusted in response to an electrical signal received from the controller.
  • the reason why the PSF size is larger than the pixel size is due to the dispersion characteristic in which the light emitted from the pixel spreads in all directions. Therefore, when the liquid lenses 851 in the lens layer 850 are located at a point (focus) spaced apart from the subpixels (reference point) by the focal length, the light emitted from the subpixel collimates. characteristics, and as a result, the straightness of light (the tendency to go straight) can be increased. As a result, the PSF size can be reduced by the liquid lenses 851 located at the focus.
  • the controller may control the lens layer 850 so that the liquid lenses 851 are positioned so that the focal length is close to infinity. Due to this control, the light has dispersion characteristics, so that the light emitted from each pixel in the light emitting area 810 spreads in the x-axis and y-axis directions while moving in the z-axis direction, resulting in the first PSF size (860) on the window surface 841. ) can have.
  • the controller controls the lens layer 850 so that the liquid lenses 851 are located at a point (focus) spaced apart from the subpixels by the focal distance. You can. Accordingly, the light emitted from each pixel of the light emitting area 810 may have an increased straightness in the z-axis direction and may have a second PSF size 870 that is smaller than the first PSF size 860 on the window surface 841.
  • FIGS. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E, and 9F are diagrams for explaining an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode using a structure for changing a display mode in an electronic device. Parts that overlap with those previously explained are omitted or briefly explained.
  • a partial area of the display may be designated as a light emitting area 910 and a photo diode 920 may be located underneath it.
  • subpixels e.g. RGBG
  • Pixels may make up one pixel. Pixels may be arranged in a diamond structure on the display.
  • pixels may be divided into a first pixel group for a wide viewing angle and a second pixel group for a narrow viewing angle.
  • a structure 940 including elements 941 that guide light emitted from the second pixel group to travel in a straight line may be disposed between the window 930 and the light emitting area 910.
  • the components 941 may respectively correspond to subpixels in the second pixel group and be aligned with the subpixels. As shown, the components 941 are lenses and are located at a point (focus) spaced apart from the sub-pixels by the focal distance, so that light emitted from the second pixel group can travel in a straight line.
  • the ratio of the first pixel group and the second pixel group may be N to 1. For example, when high resolution for a fingerprint image is required, the ratio of the first pixel group to the second pixel group may be equal to 1:1 and may be uniformly arranged in the light emitting area 910.
  • the controller can activate both the first pixel group and the second pixel group.
  • the light emitted from each pixel of the first pixel group moves in the z-axis direction and spreads in the x-axis and y-axis directions to have a first PSF size 950 on the window surface 931.
  • the first RGBG pixels (961, 962, 963, 964) may emit light
  • the first PSF size (950) may be emitted by the emission of the first RGBG pixels (961, 962, 963, 964).
  • Light having can be located on the window surface 931.
  • the light emitted from each pixel of the second pixel group may have increased straightness in the z-axis direction and may have a second PSF size 970 that is smaller than the first PSF size 950 on the window surface 931.
  • the second RGBG pixels (981, 982, 983, and 984) may emit light
  • the second PSF size (970) may be emitted by the light emission of the second RGBG pixels (981, 982, 983, and 984).
  • Light having can be located on the window surface 931.
  • the controller may deactivate the first pixel group and activate the second pixel group. Accordingly, light having the second PSF size 970 may be located on the window surface 931.
  • an absorption member 992 that absorbs light may be formed around an area aligned with the subpixel 991.
  • a mirror 993 having a CPC (compound parabolic concentrator) shape may be formed in the structure 940 instead of a lens.
  • the mirror 993 may have a shape other than CPC.
  • a relatively thin Fresnel lens 994 can replace a general lens.
  • a concentric diffraction plate (zone plate) 995 may replace a general lens.
  • Refresh rate refers to the number of frames displayed on the screen per second.
  • a refresh rate of 60Hz means that the number of refreshed frames is 60 per second.
  • the refresh direction may be in the y-axis direction orthogonal to the x-axis.
  • the refresh rate is 60Hz, it may take approximately 16.6ms to refresh all pixels. In this way, when pixels are refreshed at intervals along the y-axis direction, the display can be operated in fingerprint recognition mode without the need to consider blocking light spread in the y-axis direction.
  • 10A and 10B are diagrams to explain an embodiment of implementing a normal mode and a fingerprint recognition mode in an electronic device based on the scanning direction. Parts that overlap with those previously explained are omitted or briefly explained.
  • a partial area of the display (e.g., the display 330 of FIGS. 3A and 3B ) may be designated as a light emitting area 1010 and a photo diode 1020 may be located underneath it.
  • subpixels e.g. RGBG
  • Pixels may be arranged in a diamond structure on the display.
  • An SLM 1040 may be disposed between the window 1030 and the light emitting area 1010.
  • the controller may control the SLM 1040 so that light transmits through all areas of the SLM 1040.
  • light emitted from one RGBG pixel (1051, 1052, 1053, and 1054) may pass through the SLM (1040) and spread in the x-axis and y-axis directions while traveling in the z-axis direction.
  • the controller controls the SLM (1040) to prevent light from transmitting through a designated first area and a second area among all areas of the SLM (1040). ) can be controlled.
  • the second area may include an area 1061 formed between subpixels along the x-axis direction.
  • the first area may include an area 1071 aligned with subpixels of the light emitting area 1010 among the entire area of the SLM 1040. Among the areas that are not aligned, the remaining areas excluding areas formed along the x-axis direction between subpixels may be included in the first area.
  • the light emitted from the RGBG pixels (1051, 1052, 1053, and 1054) is spread in directions oblique to the y-axis and z-axis, as shown, but the light spreading in the direction oblique to the x-axis and z-axis can be blocked. there is.
  • a lens layer including lenses aligned with subpixels may be disposed between the window 1030 and the light emitting area 1010.
  • the lens distributes light in a direction oblique to a first axis (y-axis) parallel to the scanning direction 1060 and a second axis (z-axis) heading toward the window 1030, and a third axis perpendicular to the first axis.
  • It may be a cylindrical lens that has the property of blocking light from spreading in a direction oblique to the axis (x-axis) and the second axis (z-axis).
  • a structure including an absorption member formed along the x-axis direction between subpixels may be disposed between the window 1030 and the light emitting area 1010.
  • FIG. 11 is a block diagram of an electronic device 1100 according to an embodiment.
  • the electronic device 1100 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1 and/or the electronic device 300 of FIGS. 3A to 3B) has a window 1110 (e.g., the front cover (or window) of FIG. 3A ( 320)), a display 1120 (e.g., the display module 160 of FIG. 1 and/or the display 330 of FIGS. 3A to 3B), a structure structurally disposed between the window 1110 and the display 1120 1130, may structurally include a photo diode 1140, a resistor 1150, and a controller 1160 disposed below the display 1120.
  • the resistor 1150 (eg, memory 130 in FIG. 1) may be electrically connected to the photo diode 1140.
  • the controller 1160 can activate the photo diode 1140 and receive optical information from the photo diode 1140 through the register 1150.
  • an area located above the photo diode 1140 may be designated as a light emitting area (eg, light emitting area 331 in FIG. 3B) that emits light for fingerprint detection.
  • the structure 1130 may include elements that induce light emitted from the light emitting area to travel in a straight line.
  • the structure 1130 may be any one of the various structures previously described with reference to FIGS. 7 to 10 .
  • the controller 1160 may recognize the occurrence of an event requiring user authentication using a fingerprint. For example, the controller 1160 displays a designated screen (e.g., an application execution screen for online transactions (commerce or financial transactions), identification, or screen unlock) including the UI elements 370 as shown in FIG. 3B. What is displayed at 1120 can be recognized as the event. Alternatively, the controller 1160 may recognize a user input requesting to call the application execution screen as the event. Alternatively, the controller 1160 may recognize as the event that an object is adjacent to the light-emitting area while a UI element is displayed in the light-emitting area.
  • a designated screen e.g., an application execution screen for online transactions (commerce or financial transactions), identification, or screen unlock
  • What is displayed at 1120 can be recognized as the event.
  • the controller 1160 may recognize a user input requesting to call the application execution screen as the event.
  • the controller 1160 may recognize as the event that an object is adjacent to the light-emitting area while a UI element is displayed
  • the controller 1160 may change the operating mode of the display 1120 from normal mode to fingerprint recognition mode. For example, when the structure 1130 is configured to adjust the size of the PSF in response to an electrical signal received from the controller 1160 to be narrower than when the operating mode of the display 1120 is operated in the normal mode (e.g., SLM 750) , a lens layer 850 including liquid lenses 851), the controller 1160 may control the structure 1130 to increase the straightness of light in the light emitting area.
  • the straightness of light can only be considered in a direction perpendicular to the refresh direction, as explained with reference to FIG. 10B.
  • the structure 1130 includes components that induce light to travel in a straight line (e.g., components described with reference to FIGS. 9A to 9F), and pixels in the light emitting area are aligned with the components.
  • the controller 1160 controls the display 1120 to deactivate the first pixel group and activate the second pixel group. can do.
  • the controller 1160 can control the display 1120 so that the light-emitting elements in the light-emitting area sequentially emit light, as illustrated in FIG. 4.
  • the controller 1160 may receive light information corresponding to each light-emitting device from the photo diode 1140 through the register 1150.
  • the controller 1160 uses a plurality of light information received from the photo diode 1140 through the register 1150 and the position information (e.g., xy coordinate) of the light emitting device corresponding to the light information, to 1 A fingerprint image can be created.
  • the controller 1160 compares the similarity between the first fingerprint image and the second fingerprint image stored in the security area (e.g., embedded secure element (eSE)) in the memory (e.g., memory 130 of FIG. 1) to generate the photo diode 1140. It is possible to check whether the acquired fingerprint is the fingerprint of the user registered in the electronic device 1100. After verification is completed, the controller 1160 changes the operating mode of the display 1120 from fingerprint recognition mode to normal mode. You can.
  • the security area e.g., embedded secure element (eSE)
  • eSE embedded secure element
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a user authentication method using a fingerprint in an electronic device 1100, according to an embodiment. Parts that overlap with those previously described with reference to FIG. 11 will be omitted or briefly described.
  • the embodiment shown in FIG. 12 is only an example, and the operation sequence according to various embodiments disclosed in this document may be different from that shown in FIG. 12, and some operations shown in FIG. 12 are omitted or the order between operations may change or operations may be merged.
  • the controller 1160 may recognize the occurrence of an event requiring user authentication using a fingerprint.
  • the controller 1160 may change the operating mode of the display 1120 from the normal mode to the fingerprint recognition mode in response to the occurrence of an event.
  • the controller 1160 changes the mode to the fingerprint recognition mode and controls the display 1120 so that the light-emitting elements in the light-emitting area sequentially emit light.
  • the controller 1160 receives light information corresponding to each light-emitting device from the photo diode 1140 through the register 1150, and selects a plurality of received light information (e.g., reflectance) and light-emitting devices corresponding thereto.
  • a raw image can be created using location information.
  • the controller 1160 may generate a first fingerprint image by performing image processing (e.g., including background noise removal and PSF deconvolution) on the raw image.
  • image processing e.g., including background noise removal and PSF deconvolution
  • the controller 1160 may check the degree of similarity (or degree of match) by comparing the first fingerprint image with the second fingerprint image stored in the memory. For example, if the matching rate between the two fingerprint images is greater than a predetermined standard value, the controller may determine that the fingerprint obtained using the photo diode 1140 is the fingerprint of the user registered in the electronic device 1100.
  • the controller 1160 may perform an operation based on the similarity check result. For example, if it is determined that there is no match, the controller 1160 may display the message “Fingerprint does not match” on the display 1160. If confirmed to be a match, controller 1120 may perform the specified action (e.g., conduct an online transaction (commerce or financial transaction), verify identity, or unlock the screen).
  • the specified action e.g., conduct an online transaction (commerce or financial transaction), verify identity, or unlock the screen.
  • the controller 1160 may change the operating mode of the display 1120 from the fingerprint recognition mode to the normal mode after checking the similarity.
  • an electronic device e.g., electronic device 1100 of FIG. 11
  • a display e.g., display 1120
  • a window covering the display e.g., window 1110
  • a photo diode e.g., photo diode 1140
  • Processor e.g., controller 1160
  • a structure e.g, structure 1130
  • the processor may be configured to control the display so that light-emitting elements in the light-emitting area sequentially emit light.
  • the processor may be configured to obtain a fingerprint image based on light information corresponding to each of the light-emitting devices collected through the photodiode and location information of each light-emitting device.
  • One unit of light-emitting elements that the processor causes to emit light one at a time may be one pixel.
  • the structure may be configured to change the size of a point spread function (PSF) in response to an electrical signal received from the processor.
  • PSF size may refer to the size of light on the surface of the window when one of the light emitting elements emits light.
  • the processor may control the structure so that the PSF size has a first size when the display operates in a first mode for a wide viewing angle.
  • the processor may control the structure so that the PSF size has a second size smaller than the first size.
  • the structure may include a spatial light modulator (eg, SLM 750).
  • the processor may control the spatial light modulator so that light transmits through the entire area of the spatial light modulator.
  • the processor may control the spatial light modulator so that light passes through a first area and does not transmit light through a second area among all areas of the spatial light modulator.
  • the first area may include an area aligned with the light emitting elements.
  • the second area may include a periphery of the first area.
  • the second area may include an area formed between the light emitting elements along a second direction perpendicular to the first direction, which is the scanning direction of the display.
  • the first area may include the remaining portion excluding the area formed between the light emitting elements along the second direction.
  • the structure may include liquid lenses (eg, liquid lenses 851) that are aligned with the light-emitting devices and whose distance from the light-emitting devices is adjusted in response to electrical signals.
  • the processor may control the structure so that the liquid lenses are positioned so that the focal distance is close to infinity.
  • the processor may control the structure to be located at a point spaced apart from the light emitting elements by the focal distance.
  • the light emitting devices may be divided into a first group and a second group.
  • the structure may include components that guide the light emitted from the second group to travel in a straight line.
  • the processor may activate both the first group and the second group when the display operates in a first mode for a wide viewing angle.
  • the processor may deactivate the first group and activate the second group when the display operates in a second mode for fingerprint recognition.
  • the components include: absorption members formed around an area aligned in line with the light-emitting devices in the second group, lenses aligned in parallel with the light-emitting devices in the second group, and light-emitting devices in the second group; It may include mirrors aligned in parallel and having a CPC (compound parabolic concentrator) shape, or concentric diffraction plates (zone plates) aligned in parallel with the light emitting elements in the second group.
  • CPC compound parabolic concentrator
  • zone plates concentric diffraction plates
  • the lenses spread light in a direction oblique to a first axis parallel to the scanning direction of the display and a second axis toward the window, and have a third axis perpendicular to the first axis and oblique to the second axis. It may be composed of cylindrical lenses that have the property of blocking light from spreading in one direction.
  • the absorption members may be located in an area formed between the light emitting elements along a second direction perpendicular to the first direction, which is the scanning direction of the display.
  • a method of operating an electronic device includes changing the operating mode of a display provided in the electronic device to a wide viewing angle in response to the occurrence of an event requiring user authentication using a fingerprint.
  • An operation of changing from a first mode for fingerprint recognition to a second mode for fingerprint recognition eg, operation 1220
  • An operation of controlling the display so that light-emitting elements in a light-emitting area designated for fingerprint detection on the display sequentially emit light e.g., operation 1230
  • generating a raw image using light information corresponding to each light-emitting element and position information of each light-emitting element received from a photo diode provided in the electronic device, and processing the raw image to generate a first fingerprint image may be included.
  • a structure disposed between a window of the electronic device and the display and configured to change the size of the PSF in response to an electrical signal is provided in the electronic device, and the size of the PSF is determined by changing the size of the PSF when one of the light emitting elements emits light.
  • the PSF size refers to the amount of light at the surface and may have a first size when the display is operated in the first mode.
  • the operation of changing from the first mode to the second mode may include controlling the structure to have a second size smaller than the first size of the PSF.
  • the structure may include a spatial light modulator (eg, SLM 750).
  • the method includes controlling the spatial light modulator so that light transmits through the entire area of the spatial light modulator in the first mode; and controlling the spatial light modulator so that light transmits through a first region and does not transmit light through a second region among all regions of the spatial light modulator in the second mode.
  • the first area may include an area aligned with the light emitting devices.
  • the second area may include a periphery of the first area.
  • the structure may include liquid lenses that are aligned with the light-emitting devices and whose distance from the light-emitting devices is adjusted in response to electrical signals.
  • the method includes controlling the structure so that the liquid lenses are positioned at a focal distance close to infinity in the first mode; and controlling the structure to be located at a point spaced apart from the light emitting elements by the focal distance in the second mode.
  • the method includes the operation of comparing the first fingerprint image with a second fingerprint image stored in the electronic device to check similarity (e.g., operation 1260); and, after checking the similarity, changing the operating mode of the display from the second mode to the first mode (eg, operation 1280).
  • a method of operating an electronic device includes changing the operating mode of a display provided in the electronic device to a wide viewing angle in response to the occurrence of an event requiring user authentication using a fingerprint.
  • An operation of changing from a first mode for fingerprint recognition to a second mode for fingerprint recognition eg, operation 1220
  • An operation of controlling the display so that light-emitting elements in a designated light-emitting area of the display sequentially emit light e.g., operation 1230
  • generating a raw image using light information corresponding to each light-emitting element and position information of each light-emitting element received from a photo diode provided in the electronic device, and processing the raw image to generate a first fingerprint image may be included.
  • the light emitting elements are divided into a first group and a second group, and a structure disposed between a window of the electronic device and the display and including components that guide light emitted from the second group to travel in a straight line is provided to the electronic device. It can be provided.
  • the operation of changing from the first mode to the second mode may include deactivating the first group and activating the second group.
  • Electronic devices may be of various types.
  • Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances.
  • Electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one element from another, and may be used to distinguish such elements in other respects, such as importance or order) is not limited.
  • One (e.g. first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g. second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”.
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), 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 logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. According to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document are one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (e.g., electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) including these.
  • a processor e.g., processor 120
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • a machine-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play Store TM
  • two user devices e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.

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Abstract

전자 장치는, 디스플레이; 상기 디스플레이를 커버하는 윈도우; 상기 디스플레이에서 지문을 감지하기 위해 빛을 발하도록 지정된 발광 영역 아래에 배치된 포토 다이오드; 상기 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하게 하고, 상기 포토 다이오드를 통해 수집된 상기 발광 소자들에 각각 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보에 기반하여 지문 이미지를 획득하도록 구성된 프로세서; 및 상기 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고, 상기 발광 영역에서 발한 빛이 직진성을 갖게 유도하는 구조체를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이와 광 센서를 이용하여 지문을 획득하는 방법 및 그 전자 장치
본 개시는 디스플레이와 그 아래 배치된 광 센서를 이용하여 지문 정보를 획득하기 위한 방법 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 전자 장치의 커버에 접촉된 손끝(fingertip)을 광학적으로 스캔하여 지문(fingerprint)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 디스플레이에서 지문을 감지하기 위해 발광하도록 지정된 영역(이하, 발광 영역) 아래 또는 그 내부에 배치된 수광 센서 및 디스플레이를 커버하는 윈도우를 포함할 수 있다. 전자 장치는 발광 영역 내 픽셀들에서 빛을 내게 하고 발광 영역에 인접한 손끝에서 반사되어 수광 센서를 통해 수집된 광 정보를 이용하여 지문 정보를 획득할 수 있다. 전자 장치는, 획득된 지문 정보에 기반하여, 온라인 거래(상거래 또는 금융 거래), 신분 증명, 또는 화면 잠금 해제 등을 위한 사용자 인증을 수행할 수 있다.
전자 장치는 렌즈 기반 방식 또는 렌즈 없는 순차적인 스캐닝 방식을 이용하여 지문 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 렌즈 기반 방식에 있어서 수광 센서는 2차원으로 배열되고 발광 영역 아래에 배치된 이미지 센서와 발광 영역과 이미지 센서 사이에 배치된 렌즈를 포함할 수 있다. 전자 장치는 발광 영역 내 픽셀들을 동시에 켜서 빛을 내게 할 수 있다. 빛은 발광 영역에 인접한 지문에서 적어도 일부 반사되고 반사된 빛은 렌즈를 통해 이미지 센서로 집광될 수 있다. 전자 장치는 이미지 센서를 통해 수집된 광 정보를 이용하여 지문 정보를 획득할 수 있다.
순차적인 스캐닝 방식에 있어서 수광 센서는 발광 영역 아래에 배치된 적어도 하나의 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 전자 장치는 발광 영역 내 픽셀들을 순차적으로 켜서 한 번에 하나씩 빛을 내게 할 수 있다. 전자 장치는 포토 다이오드를 통해 수신된 광 정보와 발광 소자(예: 하나의 픽셀)의 위치 정보를 이용하여 지문 정보를 획득할 수 있다.
렌즈 기반 방식이 적용된 전자 장치는 렌즈의 두께 및 초점 거리로 인해 두꺼워질 수 있다. 순차적인 스캐닝 방식이 적용된 전자 장치는 렌즈가 없기 때문에 비교적 얇을 수 있다. 또한, 렌즈가 필요 없고 포토 다이오드가 2차원 픽셀 배열(pixel array)을 갖는 이미지 센서(예: CIS(CMOS image sensor), TFT(thin film transistor) 기반 이미지 센서))보다 비교적 저렴하기 때문에 순차적인 스캐닝 방식은 비교적 저렴한 비용으로 구현 가능하다.
디스플레이는 좌우 폭넓은 각도에서 화면을 볼 수 있도록 구성된 광시야각 패널(예: OLED(organic light-emitting diode), LCD(liquid crystal display), micro LED)로 구현될 수 있다. 예컨대, 해당 패널의 픽셀에서 나온 빛은 퍼지는 특성을 갖는다. 따라서, 픽셀에서 빛을 발할 때, 손끝이 접촉된 윈도우 표면에서의 빛은 상기 픽셀에서 나온 빛보다 조사 면적이 크다. 순차적인 스캐닝 방식에 있어서, 윈도우 표면에서 빛의 크기(일명, PSF(point spread function) 크기)는 지문 이미지의 해상력과 관련 있는 특성 값이다. 예를 들어, 지문에서 선 폭이 좁으면, PSF 크기에 의해 해상력이 제한적일 수 있다. 제한된 해상력에 의해 이미지 복원 과정에서 원본 샘플의 정보 중 고해상도 부분이 손실된 형태로 복원이 이루어질 수 있다. 해상력 저하는 사용자 인증 과정에서 오인식(false acceptance) 및 오거부(false rejection)가 발생되는 문제를 야기할 수 있다.
다양한 실시예에서, 전자 장치는 순차적인 스캐닝 방식이 적용되되, 지문 인식 모드(또는, 사용자 인증 모드)로 디스플레이를 운영할 때, PSF 크기를 디스플레이를 노말 모드(또는, 광시야각 모드)로 운영할 때보다 좁게 조절하도록 구성됨으로써 지문 정보의 손실을 최소화하고 지문 정보를 이용한 사용자 인증의 신뢰도를 높일 수 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 디스플레이, 상기 디스플레이를 커버하는 윈도우, 상기 디스플레이에서 지문을 감지하기 위해 빛을 발하도록 지정된 발광 영역 아래에 배치된 포토 다이오드, 프로세서 및 상기 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고, 상기 발광 영역에서 발한 빛이 직진성을 갖게 유도하는 구조체를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 포토 다이오드를 통해 수집된 상기 발광 소자들에 각각 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보에 기반하여, 지문 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치를 동작하는 방법은, 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트 발생에 반응하여, 상기 전자 장치에 구비된 디스플레이의 운영 모드를 광시야각을 위한 제1 모드에서 지문 인식을 위한 제2 모드로 변경하는 동작, 상기 디스플레이에서 지문 감지를 위해 지정된 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하는 동작 및 상기 전자 장치에 구비된 포토 다이오드로부터 수신된 각 발광 소자에 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보를 이용하여 원시 이미지를 생성하고 상기 원시 이미지를 처리하여 제1 지문 이미지를 생성하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치의 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고 전기적인 신호에 반응하여 PSF 크기를 변경하도록 구성된 구조체가 상기 전자 장치에 구비되고, 상기 PSF 크기는 상기 발광소자들 중 하나가 발광할 때 상기 윈도우의 표면에서 빛의 크기를 의미하고 상기 디스플레이가 상기 제1 모드로 운영될 때 상기 PSF 크기가 제1 크기를 가질 수 있다. 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 변경하는 동작은 상기 PSF 크기를 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기를 갖도록 상기 구조체를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치를 동작하는 방법은, 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트 발생에 반응하여, 상기 전자 장치에 구비된 디스플레이의 운영 모드를 광시야각을 위한 제1 모드에서 지문 인식을 위한 제2 모드로 변경하는 동작, 상기 디스플레이에서 지정된 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하는 동작 및 상기 전자 장치에 구비된 포토 다이오드로부터 수신된 각 발광 소자에 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보를 이용하여 원시 이미지를 생성하고 상기 원시 이미지를 처리하여 제1 지문 이미지를 생성하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자들은 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분되고, 상기 전자 장치의 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고 상기 제2 그룹에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 구성 요소들을 포함한 구조체가 상기 전자 장치에 구비될 수 있다. 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 변경하는 동작은, 상기 제1 그룹을 비활성화하고 상기 제2 그룹을 활성화하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 지문 정보의 손실을 최소화하고 지문 정보를 이용한 사용자 인증의 신뢰도를 높일 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1 은, 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2 는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이 모듈의 블록도이다.
도 3a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 바 타입의 하우징 구조를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 3a의 디스플레이에서 지문 정보를 획득하기 위한 발광 영역의 위치를 보여주는 도면이다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 순차적인 스캐닝 방식을 이용하여 광 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은, 일 실시예에 따른, 순차적인 스캐닝 방식을 이용하여 획득된 광 정보에 기반하여 지문 이미지를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 전자 장치에서 공간 광 변조기(spatial light modulator (SLM))를 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 전자 장치에서 액체 렌즈(liquid lens)를 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 및 도 9f는 전자 장치에서 디스플레이 모드 변경을 위한 구조체를 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 10b는 전자 장치에서 주사 방향에 기초하여 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 12는, 일 실시예에 따른, 전자 장치에서 지문을 이용한 사용자 인증 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이 모듈(160)의 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 디스플레이 모듈(160)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))은 디스플레이(210), 및 이를 제어하기 위한 디스플레이 드라이버 IC(DDI, display driver integrate circuit)(230)를 포함할 수 있다. DDI(230)는 인터페이스 모듈(231), 메모리(233)(예: 버퍼 메모리), 이미지 처리 모듈(235), 또는 맵핑 모듈(237)을 포함할 수 있다. DDI(230)은, 예를 들면, 영상 데이터, 또는 상기 영상 데이터를 제어하기 위한 명령에 대응하는 영상 제어 신호를 포함하는 영상 정보를 인터페이스 모듈(231)을 통해 전자 장치(101)의 다른 구성요소로부터 수신할 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 영상 정보는 프로세서(120)(예: 도 1의 메인 프로세서(121)(예: 어플리케이션 프로세서) 또는 메인 프로세서(121)의 기능과 독립적으로 운영되는 보조 프로세서(123)(예: 도 1의 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치)로부터 수신될 수 있다. DDI(230)는 터치 회로(250) 또는 센서 모듈(176)(예: 도 1의 센서 모듈(176)) 등과 상기 인터페이스 모듈(231)을 통하여 커뮤니케이션할 수 있다. 또한, DDI(230)는 상기 수신된 영상 정보 중 적어도 일부를 메모리(233)에, 예를 들면, 프레임 단위로 저장할 수 있다. 이미지 처리 모듈(235)은, 예를 들면, 상기 영상 데이터의 적어도 일부를 상기 영상 데이터의 특성 또는 디스플레이(210)의 특성에 적어도 기반하여 전처리 또는 후처리(예: 해상도, 밝기, 또는 크기 조정)를 수행할 수 있다. 맵핑 모듈(237)은 이미지 처리 모듈(235)를 통해 전처리 또는 후처리된 상기 영상 데이터에 대응하는 전압 값 또는 전류 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전압 값 또는 전류 값의 생성은 예를 들면, 디스플레이(210)의 픽셀들의 속성(예: 픽셀들의 배열(RGB stripe 또는 pentile 구조), 또는 서브 픽셀들 각각의 크기)에 적어도 일부 기반하여 수행될 수 있다. 디스플레이(210)의 적어도 일부 픽셀들은, 예를 들면, 상기 전압 값 또는 전류 값에 적어도 일부 기반하여 구동됨으로써 상기 영상 데이터에 대응하는 시각적 정보(예: 텍스트, 이미지, 또는 아이콘)가 디스플레이(210)를 통해 표시될 수 있다.
일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치 회로(250)를 더 포함할 수 있다. 터치 회로(250)는 터치 센서(251) 및 이를 제어하기 위한 터치 센서 IC(253)를 포함할 수 있다. 터치 센서 IC(253)는, 예를 들면, 디스플레이(210)의 특정 위치에 대한 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하기 위해 터치 센서(251)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 터치 센서 IC(253)는 디스플레이(210)의 특정 위치에 대한 신호(예: 전압, 광량, 저항, 또는 전하량)의 변화를 측정함으로써 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지할 수 있다. 터치 센서 IC(253)는 감지된 터치 입력 또는 호버링 입력에 관한 정보(예: 위치, 면적, 압력, 또는 시간)를 프로세서(120)에 제공할 수 있다. 일실시예에 따르면, 터치 회로(250)의 적어도 일부(예: 터치 센서 IC(253))는 디스플레이 드라이버 IC(230), 또는 디스플레이(210)의 일부로, 또는 디스플레이 모듈(160)의 외부에 배치된 다른 구성요소(예: 보조 프로세서(123))의 일부로 포함될 수 있다.
일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 센서 모듈(176)의 적어도 하나의 센서(예: 지문 센서, 홍채 센서, 압력 센서 또는 조도 센서), 또는 이에 대한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 센서 또는 이에 대한 제어 회로는 디스플레이 모듈(160)의 일부(예: 디스플레이(210) 또는 DDI(230)) 또는 터치 회로(250)의 일부에 임베디드될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 모듈(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 생체 센서(예: 지문 센서)를 포함할 경우, 상기 생체 센서는 디스플레이(210)의 일부 영역을 통해 터치 입력과 연관된 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 다른 예를 들면, 디스플레이 모듈(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 압력 센서를 포함할 경우, 상기 압력 센서는 디스플레이(210)의 일부 또는 전체 영역을 통해 터치 입력과 연관된 압력 정보를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 터치 센서(251) 또는 센서 모듈(176)은 디스플레이(210)의 픽셀 레이어의 픽셀들 사이에, 또는 상기 픽셀 레이어의 위에 또는 아래에 배치될 수 있다.
이하에서, 설명의 편의 상, 디스플레이가 사용자에게 시각적으로 노출된 면을 전자 장치(101)의 전면으로 지칭될 수 있다. 그리고, 전면의 반대 면을 전자 장치(101)의 후면으로 지칭될 수 있다. 또한, 전면과 후면 사이의 공간을 둘러싸는 면을 전자 장치(101)의 측면으로 지칭될 수 있다. “상태(state)”라는 용어는 전자 장치(101)(또는, 전자 장치(101)를 구성하는 디스플레이, 슬라이더, 또는 하우징)의 구조적인 형태(form), 자세, 모양 또는 형상을 지칭하는 것일 수 있다.
다양한 하우징 구조가 전자 장치(101)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 바(bar) 타입의 하우징 구조를 가질 수 있다. 바 타입의 하우징 구조는 전자 장치(101)의 전면을 형성하는 플레이트(또는, 커버), 전자 장치(101)의 후면을 형성하는 플레이트, 및 전면과 후면을 둘러싸는 측면을 형성하는 베젤 구조를 포함할 수 있다. 상기 전면에 디스플레이가 배치될 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(101)는 폴딩 축을 중심으로 2 개의 하우징으로 양분되는 폴더블(foldable) 하우징 구조를 가질 수 있다. 제1하우징에 디스플레이(예: 플랙서블(flexible) 디스플레이)의 제1표시 영역이 배치될 수 있고 제2하우징에 디스플레이의 제2표시 영역이 배치될 수 있다. 폴더블 하우징 구조는 전자 장치(101)가 접힌 상태일 때 제1표시 영역과 제2표시 영역이 서로 마주하는 인 폴딩(in folding) 방식으로 구현될 수 있다. 또는, 폴더블 하우징 구조는 전자 장치(101)가 접힌 상태일 때 제1표시 영역과 제2표시 영역이 서로 반대로 향하는 아웃 폴딩(out folding) 방식으로 구현될 수도 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(101)는 슬라이더블(slidable)(또는, 롤러블(rollable)) 하우징 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 하우징(또는, 제1 하우징)과 슬라이더(또는, 제2 하우징)를 포함하는 슬라이더블 하우징, 슬라이더가 하우징 내부로 인입되도록 하고 슬라이더가 하우징으로부터 인출되도록 하는 롤러, 및 플랙서블 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이는 슬라이더블 하우징 구조에 의해 형성된 공간 내에 배치될 수 있다. 디스플레이는 제1하우징에 인접하게 배치되는 제1표시 영역 및 상기 롤러를 감싸면서 상기 내부 공간 상에 배치되는 제2표시 영역을 포함할 수 있다. 폴더블 하우징 구조 또는 슬라이더블 하우징 구조를 갖는 전자 장치에 있어서, 플랙서블 디스플레이가 시각적으로 노출되는 면이 전면으로 정의될 수 있다. 그리고, 전면의 반대 면이 전자 장치의 후면으로 정의될 수 있다. 또한, 전면과 후면 사이의 공간을 둘러싸는 면이 전자 장치의 측면으로 정의될 수 있다.
도 3a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 바 타입의 하우징 구조를 나타내는 도면이고, 도 3b는 도 3a의 디스플레이(330)에서 지문 정보를 획득하기 위한 발광 영역(331)의 위치를 보여주는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 측면 베젤 구조(또는, 측면 프레임)(310), 제1지지부재(또는, 제1지지 프레임)(311), 전면 커버(또는, 윈도우)(320), 디스플레이(330)(예: 도 1 및 도 2의 디스플레이 모듈(160)), 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(340, 341), 배터리(350)(예: 도 1의 배터리(189)), 제2지지부재(또는, 제2지지 프레임)(360), 및 후면 커버(380)를 포함할 수 있다. 전면 커버(320)는 제1 방향으로 향하는 전자 장치(300)의 제1면(또는, 전면)을 형성할 수 있고, 후면 커버(380)는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 향하는 전자 장치(300)의 제2면(또는, 후면)을 형성할 수 있다. 측면 베젤 구조(310)는 금속(예: SUS)과 폴리머의 조합으로 이루어질 수 있다. 측면 베젤 구조(310)는 제1 면과 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 면, 제2 면, 및 측면을 포함하는 구조체를 하우징(또는, 하우징 구조)로 지칭할 수도 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1지지부재(311), 또는 제2지지부재(360))가 생략되거나 다른 구성요소가 전자 장치(300)에 추가적으로 포함될 수 있다.
인쇄 회로 기판(340, 341)은, 제1지지부재(311) 및/또는 제2지지부재(360)의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 제1지지부재(311)는 측면 베젤 구조(310)에 결합될 수 있다. 제1지지부재(311)는 측면 베젤 구조(310)로부터 연장된 구조물(예: 금속, 폴리머)을 포함할 수도 있다. 제1지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 및/또는 비금속 물질(예: 폴리머)로 형성될 수 있다. 제2지지부재(360)의 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340, 341)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340, 341)에는, 프로세서(120), 메모리(130), 및/또는 인터페이스(177)가 장착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(340, 341)은 메인 기판(340) 및 서브 기판(341)을 포함할 수 있다. 제1지지 부재(311)는 메인 기판(340)을 지지하는 메인 기판 지지 부재(311a)와 서브 기판(341)을 지지하는 서브 기판 지지 부재(311b)를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 제1지지부재(311) 및/또는 제2지지부재(360)의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300)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(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340, 341)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 디스플레이(330)의 일부 영역이 지문을 감지하기 위해 발광하는 발광 영역(331)으로 지정될 수 있다. 수광 센서로서 하나의 포토 다이오드(미도시)가 발광 영역(331) 아래(도3a-b를 볼 때 z축 방향)에 또는 발광 영역(331) 내에 위치할 수 있다. 발광 영역(331)은 도3b에 도시된 위치로 한정되는 것은 아니며 포토 다이오드의 위치를 기준으로 디스플레이(330)의 다양한 곳에 지정될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 컨트롤러(예: 도 1의 프로세서(120))는 지문 입력을 유도하기 위한 예컨대, 지문 형상을 갖는 UI 요소(370)를 디스플레이(330)의 발광 영역(331)에 표시할 수 있다. 컨트롤러는 발광 영역(331) 위에 위치한 윈도우 부분에 물체가 접촉된 것을 터치 센서를 통해 인지할 수 있다. 물체 접촉이 인지된 것에 기반하여, 컨트롤러는 지문 획득을 위해 발광 영역(331) 내 픽셀들을 순차적인 스캐닝 방식으로 제어할 수 있다. 발광 영역(331) 내 픽셀들(예: 발광 다이오드들)에서 발생된 빛이 발광 영역(331)에 인접한 물체(예: 지문)에 반사되어 포토 다이오드로 향하고 포토 다이오드는 빛에 반응하여 전기 신호(예: 전류)를 발생할 수 있다. ADC(analog to digital converter)(미도시)는 포토 다이오드에서 발생된 전기 신호를 디지털 신호로 변환하여 프로세서(120)로 전달할 수 있다. 예를 들면, 디지털 신호는 컨트롤러로 전달되기 전에 버퍼에 저장될 수 있다. 버퍼에 먼저 입력된 데이터가 먼저 출력되는 FIFO(first in first out) 방식으로 디지털 신호가 버퍼를 통해 컨트롤러로 전달될 수 있다. 예컨대, 광의 세기가 강하면, 값이 큰 데이터가 ADC에서 버퍼를 통해 컨트롤러로 출력될 수 있다. 상대적으로 광의 세기가 약하면, 값이 작은 데이터가 ADC에서 버퍼를 통해 컨트롤러로 출력될 수 있다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 순차적인 스캐닝 방식을 이용하여 광 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이(예: 도 3a 및 도 3b의 디스플레이(330))에서 발광 영역(410) 아래에 포토 다이오드(예: 유기(organic) 포토 다이오드, 실리콘 포토 다이오드, InGaAs 포토 다이오드, GaAs 포토 다이오드)(420)가 위치할 수 있다. 윈도우(예: 도 3a의 전면 커버(320))에서 발광 영역(410)과 정렬된 윈도우 부분(430)에 손끝(440)이 접촉될 수 있다. 컨트롤러(예: 도 1의 프로세서(120))는 t1 시점에 제1 발광 소자(411)가 발광하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 제1 발광 소자(411)에서 발한 빛(491a)은 손끝(440)의 제1 부분(441)에서 적어도 일부 반사되어 포토 다이오드(420)로 향하고 포토 다이오드(420)는 이 반사 광(reflected light)(491b)에 적어도 일부 대응하는 제1 광 정보(예: 픽셀에서 출력된 광량 대비 포토 다이오드(420)로 입력된 광량의 비율(예: 반사율(reflectance))에 대응하는 전압 값)을 컨트롤러로 전달할 수 있다. 예컨대, 반사 광(491b)이 포토 다이오드(420)에 의해 전류 신호로 변환되고 AFE(analog front end) 회로에 의해 전압 신호로 변환될 수 있다. 전압 신호를 나타내는 값은 레지스터(예: 도 1의 휘발성 메모리(132))에 저장될 수 있다. 레지스터에 저장된 제1 광 정보(예: 전압 값)는 컨트롤러로 전달될 수 있다. 제1 부분(441)은 융선(ridge)들 사이 움푹 들어간 골(valley)의 한 부분일 수 있다.
도 4를 참조하면, 컨트롤러는 t2 시점에 제2 발광 소자(412)가 발광하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 제2 발광 소자(412)에서 발한 빛(492a)은 손끝(440)의 제2 부분(442)에서 적어도 일부 반사되어 포토 다이오드(420)로 향하고 포토 다이오드(420)는 이 반사 광(492b)에 적어도 일부 대응하는 제2 광 정보를 컨트롤러로 전달할 수 있다. 제2 부분(442)은 융선의 어느 한 부분이거나 융선이 두 개 이상으로 갈라지는 분기점(bifurcation) 또는 융선이 끝나는 끝점(ending)일 수 있다. 컨트롤러는 t3 시점에 제3 발광 소자(413)가 발광하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 제3 발광 소자(413)에서 발한 빛(493a)은 손끝(440)의 제3 부분(443)에서 적어도 일부 반사되어 포토 다이오드(420)로 향하고 포토 다이오드(420)는 이 반사 광(493b)에 적어도 일부 대응한 제3 광 정보를 컨트롤러로 전달할 수 있다. 제3 부분(443)은 융선들 사이 움푹 들어간 골의 한 부분일 수 있다.
상술한 바와 같이, 컨트롤러는 발광 영역(410) 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 제어함으로써 각 발광 소자에 대응하는 광 정보를 획득할 수 있다. 발광 영역(410) 내 발광 소자들에 대한 순차적인 스캐닝을 완료한 후에, 컨트롤러는 레지스터를 통해 포토 다이오드로부터 수신한 복수의 광 정보와 이에 각각 대응하는 발광 소자의 위치 정보(예: xy 좌표)를 이용하여 손끝(440)에 대응하는 지문 정보(예: 지문 이미지)를 생성할 수 있다.
컨트롤러에 제어에 의해 한 번에 하나씩 발광하는 발광 소자(light emitting source)(또는, 조명 패턴(illumination pattern))의 단위는 여러 서브 픽셀들로 구성된 하나의 픽셀일 수 있다. 예컨대, R(red) 서브 픽셀, G(green) 서브 픽셀, 및 B(blue) 서브 픽셀의 조합으로 구성된 RGB 픽셀이 한 단위의 발광 소자를 구성할 수 있다. RGB 픽셀 외에도 RGBG의 조합으로 구성된 픽셀, RGBW(white)의 조합으로 구성된 픽셀 등이 한 단위의 발광 소자를 구성할 수 있다. 픽셀들은 스트립(stripe) 구조, 펜타일(pentile) 구조, 다이아몬드 구조, 또는 다이아몬드 펜타일 구조 등으로 디스플레이에 배열될 수 있다. 인접한 둘 이상의 픽셀들이 한 단위의 발광 소자를 구성할 수도 있다. 각각의 서브 픽셀은 발광 다이오드(예: OLED)와 발광 다이오드를 구동하기 위한 구동 회로(예: 박막 트랜지스터, 커패시터)를 포함할 수 있다. 구동 회로는 디스플레이에 구성된 게이트 배선들 중 하나 그리고 데이터 배선들 중 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 회로는, 연결된 게이트 배선을 통해 게이트 드라이버(예: DDI(230))로부터 수신되는 스캔 신호에 반응하여, 연결된 데이터 배선(data line)을 통해 데이터 드라이버(예: DDI(230))로부터 공급되는 데이터 전압을 커패시터에 충전할 수 있다. 구동 회로는, 커패시터에 충전된 데이터 전압에 따라, 연결된 발광 다이오드로 공급되는 전류의 량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 서브 픽셀은 스캔 신호 및 데이터 신호에 적어도 기반하여 시각적인 정보를 표시할 수 있다.
포토 다이오드(420)의 위치는 도4에 한정되는 것은 아니다. 도 4에 도시된 바와 달리, 포토 다이오드(420)는 발광 영역(410) 내부에 위치할 수도 있다. 일례로서, 포토 다이오드(420)는 발광 영역(410) 내 픽셀들과 겹치지 않되, 픽셀들과 실질적으로 동일 선상에 배치될 수 있다. 또 하나의 예로서, 포토 다이오드(420)는 발광 영역(410)의 상부에 위치할 수도 있다. 포토 다이오드(420)는 디스플레이 발광 경로를 침해하지 않는 위치에 존재하거나 혹은 투명한 재질로 구현되어 픽셀들 상부에 배치되어 반사 광에 대한 수광 효율을 높일 수 있다.
도 5 및 도 6은, 일 실시예에 따른, 순차적인 스캐닝 방식을 이용하여 획득된 광 정보에 기반하여 지문 이미지를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이(예: 도 3a및 도 3b의 디스플레이(330))에서 픽셀(예: OLED 픽셀)에서 발한 빛은 퍼지는 특성을 가질 수 있다. 이러한 특성에 따라, 제1 발광 소자(511)의 크기(size)보다 물체(예: 손끝)가 위치한 곳(예: 윈도우(520)의 표면(521))에서의 빛(530)의 크기(size)가 크다. 물체가 위치한 곳에서 빛의 크기는 발광 소자와 물체 간의 간격에 종속될 수 있다. 예컨대, 별도의 커버(예: protective glass)가 윈도우(520)에 부착된 경우, 커버의 두께에 비례하여 물체가 위치한 곳에서의 빛의 크기는 더 커지게 된다. 윈도우(520)가 두꺼울수록 물체가 위치한 곳에서의 빛의 크기는 더 커지게 된다.
이하의 본 문서에서, 너비(width) 또는 직경(diameter)이 크기(size)를 정의하는 척도일 수 있다. 물체가 위치한 곳에서 빛의 크기와 그 형태는 수학적으로 점 확산 함수(point spread function (PSF))로 정의될 수 있다. 하나의 발광 소자가 발광할 때 물체가 위치한 곳에서 빛의 크기는 “PSF 크기”로 지칭될 수 있다.
도 5를 참조하면, 컨트롤러(예: 도 1의 프로세서(120))는 발광 영역(510) 위에 위치한 윈도우 표면(521)에 물체가 접촉된 것을 터치 센서(예: 도 2의 터치 센서(251))를 통해 인지할 수 있다. 물체 접촉이 인지된 것에 기반하여, 컨트롤러는 발광 영역(510) 내 발광 소자(예: 제1 발광 소자(511))들이 순차적으로 발광하도록 디스플레이를 제어하고 각 발광 소자에 대응하는 광 정보를 레지스터를 통해 포토 다이오드(540)로부터 수신할 수 있다. 컨트롤러는 복수의 광 정보에 각각 대응하는 위치 정보를 이용하여 복수의 광 정보(예: 반사율)를 하나의 이미지로 재구성(reconstruction)함으로써 원시 이미지(raw image)를 획득할 수 있다. 도 5에서 도면 부호 551은 융선들 간의 폭이 넓은 제1 손끝(561)에 대응하는 제1 원시 이미지이고 도면 부호 552는 융선들 간의 폭이 비교적 좁은 제2 손끝(562)에 대응하는 제2 원시 이미지이다. 도면 부호 570은 제1 PSF 크기(531)를 갖는 제1 PSF(570)이다. 제1 손끝(561)과 대체적으로 일치하는 실제 이미지를 제1 PSF(570)와 컨볼루션(convolution)하여 획득된 이미지는 제1 원시 이미지(551)와 대체적으로 일치할 수 있다. 제2 손끝(562)과 대체적으로 일치하는 실제 이미지를 제1 PSF(570)와 컨볼루션(convolution)하여 획득된 이미지는 제2 원시 이미지(552)와 대체적으로 일치할 수 있다.
도 5를 참조하면, 고해상도 이미징 시스템은 융선들 간 폭이 좁은 제2손끝(562)에 대한 지문을 획득할 수 있다. 반면, 저해상도 이미징 시스템(예: 도 5의 이미징 시스템)에서는 제2손끝(562)에 대한 지문 중 적어도 일부가 획득되지 못할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 저해상도 이미징 시스템에서 제1 손끝(561)을 스캔하여 제1 원시 이미지(551)을 획득하고 제2 손끝(562)을 스캔하여 제2 윈시 이미지(552)를 획득할 수 있다. 제1 손끝(561)은 그 융선들 간의 폭이 넓기 때문에 저해상도 이미징 시스템에서도 제1 손끝(561)에서 손실 없이 제1 윈시 이미지(551)가 획득될 수 있다. 제2 손끝(562)은 그 융선들 간의 폭이 비교적 좁기 때문에 저해상도 시스템에서는 제2 손끝(562)에서 제2 윈시 이미지(552) 획득 시 손실이 발생될 수 있다. 따라서, 제2 손끝(562)에 대한 윈시 이미지 획득 시 비교적 고해상도 이미징 시스템이 필요할 수 있다. 이미징 시스템의 해상도는 사용자 인증의 신뢰도와 관계된 속성이다. 예를 들어, 컨트롤러는 제1 원시 이미지(551)와 제2 윈시 이미지(552)를 각각 처리(예: 백그라운드 노이즈 제거 및 PSF 디컨볼루션(deconvolution)을 포함)하여 제1 지문 이미지(581)와 제2 지문 이미지(582)를 획득할 수 있다. 제1 지문 이미지(581)를 이용한 사용자 인증의 신뢰도보다 제2 지문 이미지(582)를 이용한 사용자 인증의 신뢰도가 낮을 수 있다.
PSF 크기는 발광 소자의 크기에 종속될 수 있다. 이미지를 구성하는 최소 단위는 하나의 픽셀일 수 있다. 따라서, 발광 소자로서 가장 작은 단위는 하나의 픽셀일 수 있다. 예를 들어, 인치(inch) 당 500개의 픽셀(500PPI(pixels per inch))을 갖는 디스플레이에서 픽셀의 크기(예: 너비 또는 직경)는 약 50μm일 수 있다. 픽셀 하나가 발광할 때 물체가 위치한 곳에서 빛의 크기(예: 제1 PSF 크기(531))는 약 400~500μm일 수 있다.
PSF 크기는 원시 이미지의 해상도와 관계된 속성일 수 있다. 예컨대, PSF 크기가 작을수록 원시 이미지의 해상도는 높아질 수 있다. 결과적으로 사용자 인증의 신뢰도가 높아질 수 있다.
도 6을 참조하면, 도면 부호 631은 제2 발광 소자(612)가 발광할 때 물체가 위치한 윈도우 표면(521)에서 빛(630)이 갖는 제2 PSF 크기를 나타낸다. 제2 발광 소자(612)의 크기는 제1 발광 소자(511)의 크기보다 작을 수 있다. 이에 따라 제2 PSF 크기(631)은 제1 PSF 크기(531)보다 짧을 수 있다. 도면 부호 670은 제2 PSF 크기(631)를 갖는 제2 PSF(670)이다. 제1 손끝(561)과 대체적으로 일치하는 실제 이미지를 제2 PSF(670)와 컨볼루션(convolution)하여 획득된 이미지는 제1 손끝(561)을 스캔하여 획득된 제3 원시 이미지(651)와 대체적으로 일치할 수 있다. 제2 손끝(562)과 대체적으로 일치하는 실제 이미지를 제2 PSF(670)와 컨볼루션(convolution)하여 획득된 이미지는 제2 손끝(562)을 스캔하여 획득된 제4 원시 이미지(652)와 대체적으로 일치할 수 있다. 컨트롤러는 제3 원시 이미지(651)와 제4 윈시 이미지(652)를 각각 처리하여 제3 지문 이미지(681)와 제4 지문 이미지(682)를 획득할 수 있다.
도 5와 도 6을 참조하면, 제1 PSF(570)의 PSF 크기보다 제2 PSF(670)의 PSF 크기보다 작을 수 있다. 예컨대, 제1 PSF 크기(531)보다 제2 PSF 크기(631)가 짧을 수 있다. 따라서, 제3 원시 이미지(651)의 해상도는 제1 원시 이미지(551)의 해상도보다 높을 수 있다. 제4 원시 이미지(652)의 해상도 역시, 제2 원시 이미지(552)보다 해상도가 비교적 높을 수 있다. 결과적으로, 제3 지문 이미지(681)와 제4 지문 이미지(682)를 이용한 사용자 인증의 신뢰도가 제1 지문 이미지(581)와 제2 지문 이미지(582)를 이용한 사용자 인증의 신뢰도보다 높을 수 있다.
발광 영역에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 구조체가 디스플레이와 윈도우 사이에 배치될 수 있다. 광시야각을 위한 노말 모드로 디스플레이가 운영될 때, PSF 크기는 상기 구조체에 의해 제1 크기일 수 있다. 디스플레이의 운영 모드가 사용자 인증을 위한 지문 인식 모드로 변경될 경우, PSF 크기가 상기 구조체에 의해 제1 크기보다 작은 제2 크기일 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 전자 장치에서 공간 광 변조기(spatial light modulator (SLM))를 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 디스플레이(예: 도 3a및 도 3b의 디스플레이(330))에서 일부 영역이 지문을 감지하기 위해 발광하는 발광 영역(710)으로 지정되고 그 아래에 수광 센서로서 포토 다이오드(720)가 위치할 수 있다. 픽셀들은 도시된 바와 같이 다이아몬드 구조로 디스플레이에 배열될 수 있다. 서브 픽셀들(731, 732, 733, 734)이 하나의 RGBG 픽셀(730)을 구성할 수 있다. 단, 이러한 픽셀의 구성과 구조로 본 문서에서 설명되고자 하는 기술적 사상이 제한되는 것은 아니다. 윈도우(740)와 발광 영역(710) 사이에는 SLM(750)이 배치될 수 있다. SLM(750)은 디스플레이 전체에 부착될 수도 있고 지문 인식을 위해 발광하도록 지정된 발광 영역(710)에만 부착될 수도 있다. SLM(750)은 컨트롤러의 전기적인 신호에 반응하여 평면상에서 특정 위치의 투과율(amplitude)을 변경할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 노말 모드로 운영될 경우, SLM(750)의 모든 영역을 빛이 투과하도록 SLM(750)을 제어할 수 있다. 이러한 제어에 의해 SLM(750)의 모든 영역에서 투과율은 최대치로 설정됨으로써 발광 영역(710)의 각 픽셀에서 발광한 빛은 윈도우 표면(741)에서 제1 PSF 크기(760)를 가질 수 있다.
도 7b를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 지문 인식 모드로 운영될 경우, SLM(750)의 전체 영역 중에서 지정된 제1 영역을 빛이 투과하고 제2 영역을 빛이 투과하지 못하도록 SLM(750)을 제어할 수 있다. 제1 영역은 SLM(750)의 전체 영역 중 발광 영역(710)의 서브 픽셀과 나란히 정렬된 영역(781)을 포함할 수 있다. 제2 영역은 제1 영역 주변(790)을 포함할 수 있다. 서브 픽셀들과 나란히 정렬된 영역(781)(도면 상에서 z축 방향으로 서브 픽셀 위에 배치되고 서브 픽셀과 나란히 정렬된 영역)을 통해서 빛이 투과되고 제1 영역 주변(790)을 통해서는 빛이 투과되지 못하게 됨에 따라 발광 영역(710)의 각 픽셀에서 발광한 빛은 윈도우 표면(741)에서 제1 PSF 크기(760)보다 작은 제2 PSF 크기(770)를 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 전자 장치에서 액체 렌즈(liquid lens)를 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 부분은 생략되거나 간략히 설명된다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 디스플레이(예: 도 3a및 도 3b의 디스플레이(330))에서 적어도 일부 영역이 발광 영역(810)으로 지정되고 그 아래에 포토 다이오드(820)가 위치할 수 있다. 서브 픽셀들(831, 832, 833, 834)이 하나의 RGBG 픽셀(830)을 구성할 수 있다. 윈도우(840)와 발광 영역(810) 사이에는 발광 영역에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 전기 소자들(electrical elements)로서 액체 렌즈들(851)이 포함된 렌즈 층(850)이 배치될 수 있다. 액체 렌즈들(851)은 발광 영역(810) 내 서브 픽셀들에 각각 대응하고 서브 픽셀들과 나란히 정렬될 수 있다. 렌즈 층(850)에서 액체 렌즈들(851)은 컨트롤러로부터 수신된 전기적인 신호에 반응하여 서브 픽셀들과 간격이 조절될 수 있다. 픽셀의 크기보다 PSF 크기가 큰 이유는, 픽셀에서 발한 빛이 모든 방향으로 퍼져 나가는 분산(dispersion) 특성에 기인한 것이다. 따라서, 렌즈 층(850)에서 액체 렌즈들(851)이 서브 픽셀들(기준점)에서 초점거리(focal length) 만큼 이격된 지점(초점)에 위치할 경우, 서브 픽셀에서 발한 빛이 시준(collimation) 특성을 갖게 되고 이에 따라 빛의 직진성(곧게 나아가려는 성질)이 증가될 수 있다. 결과적으로 초점에 위치한 액체 렌즈들(851)에 의해 PSF 크기가 줄 수 있다.
도 8a를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 노말 모드로 운영될 경우, 초점 거리가 무한대(infinity)에 가깝게 액체 렌즈들(851)이 위치하도록 렌즈 층(850)을 제어할 수 있다. 이러한 제어에 의해 빛이 분산 특성을 갖게 됨으로써 발광 영역(810)의 각 픽셀에서 발광한 빛은 z축 방향으로 나아가면서 x축 및 y축 방향으로 번져서 윈도우 표면(841)에서 제1 PSF 크기(860)를 가질 수 있다.
도 8b를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 지문 인식 모드로 운영될 경우, 액체 렌즈들(851)이 서브 픽셀들에서 초점 거리만큼 이격된 지점(초점)에 위치하도록 렌즈 층(850)을 제어할 수 있다. 이에 따라 발광 영역(810)의 각 픽셀에서 발광한 빛은 z축 방향으로 직진성이 증가되어 윈도우 표면(841)에서 제1 PSF 크기(860)보다 작은 제2 PSF 크기(870)를 가질 수 있다.
도 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 및 도 9f는 전자 장치에서 디스플레이 모드 변경을 위한 구조체를 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명된 부분과 중복되는 부분은 생략되거나 간략히 설명된다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 디스플레이(예: 도 3a및 도 3b의 디스플레이(330))에서 일부 영역이 발광 영역(910)으로 지정되고 그 아래에 포토 다이오드(920)가 위치할 수 있다. 디스플레이에서 서브 픽셀들(예: RGBG)이 하나의 픽셀을 구성할 수 있다. 픽셀들이 다이아몬드 구조로 디스플레이에 배열될 수 있다. 발광 영역(910)에서 픽셀들은 광시야각을 위한 제1 픽셀 그룹과 협시야각을 위한 제2 픽셀 그룹으로 구분될 수 있다. 윈도우(930)와 발광 영역(910) 사이에는 제2 픽셀 그룹에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 구성 요소들(elements)(941)이 포함된 구조체(940)이 배치될 수 있다. 구성 요소들(941)은 제2 픽셀 그룹 내 서브 픽셀들에 각각 대응하고 서브 픽셀들과 나란히 정렬될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 구성 요소들(941)은 렌즈들이며 서브 픽셀들에서 초점 거리만큼 이격된 지점(초점)에 위치함으로써 제2 픽셀 그룹에서 발한 빛이 직진성을 가질 수 있다. 제1 픽셀 그룹과 제2 픽셀 그룹의 비율은 N 대1일 수 있다. 예컨대, 지문 이미지에 대한 높은 해상도가 요구될 경우, 제1 픽셀 그룹과 제2 픽셀 그룹의 비율은 1대 1로 동등하고 발광 영역(910)에 균일하게 배열될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 노말 모드로 운영될 경우, 제1 픽셀 그룹과 제2 픽셀 그룹을 모두 활성화할 수 있다. 제1 픽셀 그룹의 각 픽셀에서 발광한 빛은 z축 방향으로 나아가면서 x축 및 y축 방향으로 번져서 윈도우 표면(931)에서 제1 PSF 크기(950)를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 픽셀 그룹에서 제1 RGBG 픽셀(961, 962, 963, 964)이 발광할 수 있고, 제1 RGBG픽셀(961, 962, 963, 964)의 발광에 의해 제1 PSF 크기(950)를 갖는 빛이 윈도우 표면(931)에 위치할 수 있다. 제2 픽셀 그룹의 각 픽셀에서 발광한 빛은 z축 방향으로 직진성이 증가되어 윈도우 표면(931)에서 제1 PSF 크기(950)보다 작은 제2 PSF 크기(970)를 가질 수 있다. 예컨대, 제2 픽셀 그룹에서 제2 RGBG 픽셀(981, 982, 983, 984)이 발광할 수 있고, 제2 RGBG 픽셀(981, 982, 983, 984)의 발광에 의해 제2 PSF 크기(970)를 갖는 빛이 윈도우 표면(931)에 위치할 수 있다.
도9b를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 지문 인식 모드로 운영될 경우, 제1 픽셀 그룹을 비활성화하고 제2 픽셀 그룹을 활성화할 수 있다. 이에 따라 제2 PSF 크기(970)를 갖는 빛이 윈도우 표면(931)에 위치할 수 있다.
렌즈 외에 다양한 구성 요소가 빛이 직진성을 갖도록 유도할 수 있다. 도 9c를 참조하면, 빛을 흡수하는 흡수 부재(992)가 서브 픽셀(991)과 나란히 정렬된 영역 주변에 형성될 수 있다. 도 9d를 참조하면, CPC(compound parabolic concentrator) 형상을 가지는 거울(mirror)(993)이 렌즈를 대신하여 구조체(940)에 형성될 수 있다. 거울(993)은 CPC 외, 다른 형상을 가질 수도 있다. 도 9e를 참조하면, 비교적 두께 얇은 프레넬 렌즈(fresnel lens)(994)가 일반 렌즈를 대신할 수 있다. 도 9f를 참조하면, 동심원 회절판(zone plate)(995)이 일반 렌즈를 대신할 수도 있다.
주사율(refresh rate)은 초당 화면에 출력되는 프레임의 개수를 의미한다. 예컨대, 주사율이 60Hz라 함은 새로 고침(refresh)되는 프레임의 수가 초당 60개라는 것이다. 디스플레이에서 픽셀들은 순차적으로 새로 고침되는데 예컨대, x축 라인 별로 이루어지고 주사 방향(refresh direction)은 x축에 직각인 y축 방향일 수 있다. 예컨대, 주사율이 60Hz일 경우 픽셀들 모두 새로 고침하는데 대략 16.6ms가 소요될 수 있다. 이와 같이 픽셀들이 y축 방향을 따라 시간 차를 두고 새로 고침되는 경우, y축 방향으로 빛 번짐에 대한 차단을 고려할 필요 없이 지문 인식 모드로 디스플레이가 운영될 수 있다.
도 10a 및 10b는 전자 장치에서 주사 방향에 기초하여 이용하여 노말 모드 및 지문 인식 모드를 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명된 부분과 중복되는 부분은 생략되거나 간략히 설명된다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 디스플레이(예: 도 3a 및 도 3b의 디스플레이(330))에서 일부 영역이 발광 영역(1010)으로 지정되고 그 아래에 포토 다이오드(1020)가 위치할 수 있다. 디스플레이에서 서브 픽셀들(예: RGBG)이 하나의 픽셀을 구성할 수 있다. 픽셀들이 다이아몬드 구조로 디스플레이에 배열될 수 있다. 윈도우(1030)와 발광 영역(1010) 사이에는 SLM(1040)이 배치될 수 있다.
도 10a를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 노말 모드로 운영될 경우, SLM(1040)의 모든 영역을 빛이 투과하도록 SLM(1040)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 한 RGBG 픽셀(1051, 1052, 1053, 1054)에서 발한 빛이 SLM(1040)을 투과하고 z축 방향으로 나아가면서 x축 및 y축 방향으로 번질 수 있다.
도 10b를 참조하면, 컨트롤러는, 디스플레이가 지문 인식 모드로 운영될 경우, SLM(1040)의 전체 영역 중에서 지정된 제1 영역을 통해 빛이 투과하고 제2 영역을 통해 빛이 투과하지 못하도록 SLM(1040)을 제어할 수 있다. 제2 영역은 x축 방향을 따라 서브 픽셀들 사이에 형성된 영역(1061)을 포함할 수 있다. 제1 영역은 SLM(1040)의 전체 영역 중 발광 영역(1010)의 서브 픽셀과 나란히 정렬된 영역(1071)을 포함할 수 있다. 나란히 정렬되지 못한 곳 중에서 서브 픽셀들 사이 사이 x축 방향을 따라 형성된 영역들을 제외한 나머지 부분이 제1 영역에 포함될 수 있다. 이에 따라, RGBG 픽셀(1051, 1052, 1053, 1054)에서 발한 빛은 도시된 바와 같이 y축과 z축에 비스듬한 방향으로는 번지되, x축과 z축에 비스듬한 방향으로 빛 번짐은 차단될 수 있다.
윈도우(1030)와 발광 영역(1010) 사이에 SLM(1040) 대신 다른 구조체가 위치할 수도 있다. 예를 들어, 서브 픽셀들과 나란히 정렬된 렌즈들을 포함하는 렌즈 층이 윈도우(1030)와 발광 영역(1010) 사이에 배치될 수도 있다. 여기서, 렌즈는 빛이 주사 방향(1060)과 평행인 제1 축(y축)과 윈도우(1030)로 향하는 제2 축(z축)에 비스듬한 방향으로는 분산되고 제1 축에 직각인 제3축(x축)과 제2축(z축)에 비스듬한 방향으로는 빛 번짐을 차단하는 특성을 갖는 실린디컬 렌즈(cylindrical lens)일 수 있다. 다른 예로, 서브 픽셀들 사이 사이 x축 방향을 따라 형성된 흡수 부재가 포함된 구조체가 윈도우(1030)와 발광 영역(1010) 사이에 배치될 수도 있다.
도 11은, 일 실시예에 따른, 전자 장치(1100)의 블록도이다.
전자 장치(1100)(예: 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 3a 내지 도 3b의 전자 장치(300))는 윈도우(1110)(예: 도 3a의 전면 커버(또는, 윈도우)(320)), 디스플레이(1120)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160) 및/또는 도 3a 내지 도 3b의 디스플레이(330)), 구조적으로 윈도우(1110)와 디스플레이(1120) 사이에 배치된 구조체(1130), 구조적으로 디스플레이(1120) 아래에 배치된 포토 다이오드(1140), 레지스터(1150), 및 컨트롤러(1160)를 포함할 수 있다. 레지스터(1150)(예: 도 1의 메모리(130))는 포토 다이오드(1140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(1160)는 지문을 이용한 사용자 인증이 시작되면 포토 다이오드(1140)를 활성화하고 레지스터(1150)를 통해 포토 다이오드(1140)로부터 광 정보를 수신할 수 있다. 디스플레이(1120)에 있어서 포토 다이오드(1140) 위에 위치한 영역이 지문 감지를 위해 발광하는 발광 영역(예: 도 3b의 발광 영역(331))으로 지정될 수 있다. 구조체(1130)는 발광 영역에서 발한 빛이 직진성을 갖게 유도하는 구성 요소들(elements)을 포함할 수 있다. 예컨대, 구조체(1130)는 앞서 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명된 다양한 구조체들 중에서 어느 하나일 수 있다.
컨트롤러(1160)(예: 도 1의 프로세서(120))는 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트의 발생을 인지할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(1160)는 도 3b와 같은 UI 요소(370)가 포함한 지정된 화면(예: 온라인 거래(상거래 또는 금융 거래), 신분 증명, 또는 화면 잠금 해제 등을 위한 어플리케이션 실행 화면)이 디스플레이(1120)에 표시된 것을 상기 이벤트로 인지할 수 있다. 또는, 컨트롤러(1160)는 상기 어플리케이션 실행 화면의 호출을 요구하는 사용자 입력을 상기 이벤트로 인지할 수도 있다. 또는, 컨트롤러(1160)는 발광 영역에 UI 요소가 표시된 상태에서 발광 영역에 물체가 인접한 것을 상기 이벤트로 인지할 수도 있다.
이벤트 발생에 기반하여, 컨트롤러(1160)는 디스플레이(1120)의 운영 모드를 노말 모드에서 지문 인식 모드로 변경할 수 있다. 예컨대, 구조체(1130)가 컨트롤러(1160)로부터 수신된 전기적인 신호에 반응하여 PSF 크기를 디스플레이(1120)의 운영 모드를 노말 모드로 운영할 때보다 좁게 조절하도록 구성된 경우(예: SLM(750), 액체 렌즈들(851)이 포함된 렌즈 층(850)), 컨트롤러(1160)는 발광 영역에서 빛의 직진성이 증가하도록 구조체(1130)를 제어할 수 있다. 여기서, 빛의 직진성은 도 10b를 참조하여 설명된 바와 같이 주사 방향(refresh direction)에 직각인 방향만 고려될 수 있다. 다른 예로, 구조체(1130)가 빛의 직진성을 갖도록 유도하는 구성 요소들(예: 도 9a 내지 9f를 참조하여 설명된 구성 요소들)을 포함하여 이루어지고 발광 영역에서 픽셀들이 상기 구성 요소들과 정렬되어 있지 않은 제1 픽셀 그룹과 상기 구성 요소들과 나란히 정렬된 제2 픽셀 그룹으로 구분된 경우, 컨트롤러(1160)는 제1 픽셀 그룹을 비활성화하고 제2 픽셀 그룹을 활성화하도록 디스플레이(1120)를 제어할 수 있다.
지문 인식 모드로 모드 변경 후, 컨트롤러(1160)는 도 4에 예시된 바와 같이 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 디스플레이(1120)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(1160)는 각 발광 소자에 대응하는 광 정보를 레지스터(1150)를 통해 포토 다이오드(1140)로부터 수신할 수 있다. 컨트롤러(1160)는 레지스터(1150)를 통해 포토 다이오드(1140)로부터 수신한 복수의 광 정보와 이에 각각 대응하는 발광 소자의 위치 정보(예: xy 좌표)를 이용하여 손끝(1101)에 대응하는 제1 지문 이미지를 생성할 수 있다. 컨트롤러(1160)는 제1 지문 이미지와 메모리(예: 도 1의 메모리(130)에서 보안 영역(예: eSE(embedded secure element))에 저장된 제2 지문 이미지 간의 유사도 비교를 통해 포토 다이오드(1140)를 이용하여 획득된 지문이 전자 장치(1100)에 등록된 사용자의 지문인지 여부를 확인할 수 있다. 확인 완료 후, 컨트롤러(1160)는 디스플레이(1120)의 운영 모드를 지문 인식 모드에서 노말 모드로 변경할 수 있다.
도 12는, 일 실시예에 따른, 전자 장치(1100)에서 지문을 이용한 사용자 인증 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 11을 참조하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 부분은 생략되거나 간략히 설명된다. 도 12에 도시된 실시 예는 일 실시 예일뿐, 본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예에 따른 동작 순서는 도 12에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 12에 도시된 일부 동작들이 생략되거나 동작들 간의 순서가 변경되거나 동작들이 병합될 수도 있다.
동작 1210에서 컨트롤러(1160)는 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트의 발생을 인지할 수 있다.
동작 1220에서 컨트롤러(1160)는 이벤트 발생에 반응하여, 디스플레이(1120)의 운영 모드를 노말 모드에서 지문 인식 모드로 변경할 수 있다.
동작 1230에서 컨트롤러(1160)는 지문 인식 모드로 모드 변경 후, 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 디스플레이(1120)를 제어할 수 있다.
동작 1240에서 컨트롤러(1160)는 레지스터(1150)를 통해 포토 다이오드(1140)로부터 각 발광 소자에 대응하는 광 정보를 수신하고, 수신된 복수의 광 정보(예: 반사율)와 이에 각각 대응하는 발광 소자의 위치 정보를 이용하여 원시 이미지를 생성할 수 있다.
동작 1250에서 컨트롤러(1160)는 원시 이미지를 이미지 처리(예: 백그라운드 노이즈 제거 및 PSF 디컨볼루션(deconvolution)을 포함)하여 제1 지문 이미지를 생성할 수 있다.
동작 1260에서 컨트롤러(1160)는 제1 지문 이미지를 메모리에 저장된 제2 지문 이미지와 비교하여 유사도(또는, 정합도)를 확인할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러는 두 지문 이미지 간의 일치율이 정해진 기준치 이상인 경우 포토 다이오드(1140)를 이용하여 획득된 지문이 전자 장치(1100)에 등록된 사용자의 지문인 것으로 판단할 수 있다.
동작 1270에서 컨트롤러(1160)는 유사도 확인 결과에 기반한 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 일치하지 않은 것으로 확인될 경우 컨트롤러(1160)는“지문이 일치하지 않는다”라는 메시지를 디스플레이(1160)에 표시할 수 있다. 일치하는 것으로 확인될 경우, 컨트롤러(1120)는 지정된 동작(예: 온라인 거래(상거래 또는 금융 거래), 신분 증명, 또는 화면 잠금 해제)을 수행할 수 있다.
동작 1280에서 컨트롤러(1160)는 유사도 확인 후에 디스플레이(1120)의 운영 모드를 지문 인식 모드에서 노말 모드로 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 11의 전자 장치(1100))는, 디스플레이(예: 디스플레이(1120)); 상기 디스플레이를 커버하는 윈도우(예: 윈도우(1110)); 상기 디스플레이에서 지문을 감지하기 위해 빛을 발하도록 지정된 발광 영역 아래에 배치된 포토 다이오드(예: 포토 다이오드(1140)); 프로세서(예: 컨트롤러(1160)); 및 상기 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고, 상기 발광 영역에서 발한 빛이 직진성을 갖게 유도하는 구조체(예: 구조체(1130))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 포토 다이오드를 통해 수집된 상기 발광 소자들에 각각 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보에 기반하여, 지문 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서가 한 번에 하나씩 발광하게 하는 발광 소자의 한 단위는 하나의 픽셀일 수 있다.
상기 구조체는 상기 프로세서로부터 수신된 전기적인 신호에 반응하여 PSF(point spread function) 크기를 변경하도록 구성될 수 있다. 상기 PSF 크기는, 상기 발광소자들 중 하나가 발광할 때 상기 윈도우의 표면에서 빛의 크기를 의미할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 디스플레이가 광시야각을 위한 제1 모드로 운영될 때, 상기 PSF 크기가 제1 크기를 갖도록 상기 구조체를 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 디스플레이가 지문 인식을 위한 제2 모드로 운영될 때, 상기 PSF 크기가 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기를 갖도록 상기 구조체를 제어할 수 있다.
상기 구조체는 공간 광 변조기(예: SLM(750))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 제1 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역을 빛이 투과하도록 상기 공간 광 변조기를 제어할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제2 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역 중 제1 영역을 빛이 투과하고 제2 영역을 빛이 투과하지 못하도록 상기 공간 광 변조기를 제어할 수 있다. 상기 제1 영역은 상기 발광 소자들과 나란히 정렬된 영역을 포함할 수 있다. 상기 제2 영역은 상기 제1 영역 주변을 포함할 수 있다.
상기 제2 영역은, 상기 디스플레이의 주사 방향인 제1 방향에 직각인 제2 방향을 따라 상기 발광소자들 사이에 형성된 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역은 상기 제2 방향을 따라 상기 발광 소자들 사이에 형성된 영역을 제외한 나머지 부분을 포함할 수 있다.
상기 구조체는 상기 발광 소자들과 나란히 정렬되고 전기적인 신호에 반응하여 상기 발광 소자들과 간격이 조절되는 액체 렌즈들(예: 액체 렌즈들(851))을 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제1 모드 시, 초점 거리가 무한대에 가깝게 상기 액체 렌즈들이 위치하도록 상기 구조체를 제어할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제2 모드 시, 상기 발광 소자들에서 상기 초점 거리만큼 이격된 지점에 위치하도록 상기 구조체를 제어할 수 있다.
상기 발광 소자들은 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분될 수 있다. 상기 구조체는 상기 제2 그룹에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 구성 요소들을 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 디스플레이가 광시야각을 위한 제1 모드로 운영될 때, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹을 모두 활성화할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 디스플레이가 지문 인식을 위한 제2 모드로 운영될 때, 상기 제1 그룹을 비활성화하고 상기 제2 그룹을 활성화할 수 있다.
상기 구성 요소들은, 상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란히 정렬된 영역 주변에 형성된 흡수 부재들, 상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란하게 정렬된 렌즈들, 상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란하게 정렬되고 CPC(compound parabolic concentrator) 형상을 가지는 거울(mirror)들, 또는 상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란하게 정렬된 동심원 회절판(zone plate)들을 포함할 수 있다.
상기 렌즈들은, 상기 디스플레이의 주사 방향과 평행인 제1축과 상기 윈도우로 향하는 제2축에 비스듬한 방향으로는 빛을 번지게 하고 상기 제1 축과 직각인 제3축과 상기 제2 축에 비스듬한 방향으로 빛 번짐을 차단하는 특성을 갖는 실린디컬 렌즈(cylindrical lens)들로 구성될 수 있다.
상기 흡수 부재들은 상기 디스플레이의 주사 방향인 제1 방향에 직각인 제2 방향을 따라 상기 발광소자들 사이에 형성된 영역에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(1110))를 동작하는 방법은, 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트 발생에 반응하여, 상기 전자 장치에 구비된 디스플레이의 운영 모드를 광시야각을 위한 제1 모드에서 지문 인식을 위한 제2 모드로 변경하는 동작(예: 동작 1220); 상기 디스플레이에서 지문 감지를 위해 지정된 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하는 동작(예: 동작 1230); 및 상기 전자 장치에 구비된 포토 다이오드로부터 수신된 각 발광 소자에 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보를 이용하여 원시 이미지를 생성하고 상기 원시 이미지를 처리하여 제1 지문 이미지를 생성하는 동작(예: 동작 1240-1250)을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치의 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고 전기적인 신호에 반응하여 PSF 크기를 변경하도록 구성된 구조체가 상기 전자 장치에 구비되고, 상기 PSF 크기는 상기 발광소자들 중 하나가 발광할 때 상기 윈도우의 표면에서 빛의 크기를 의미하고 상기 디스플레이가 상기 제1 모드로 운영될 때 상기 PSF 크기가 제1 크기를 가질 수 있다. 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 변경하는 동작은 상기 PSF 크기를 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기를 갖도록 상기 구조체를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 구조체는 공간 광 변조기(예: SLM(750))를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 제1 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역을 빛이 투과하도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 동작; 및 상기 제2 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역 중 제1 영역을 빛이 투과하고 제2 영역을 빛이 투과하지 못하도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역은 상기 발광 소자들과 나란히 정렬된 영역을 포함할 수 있다. 상기 제2 영역은 상기 제1 영역 주변을 포함할 수 있다.
상기 구조체는 상기 발광 소자들과 나란히 정렬되고 전기적인 신호에 반응하여 상기 발광 소자들과 간격이 조절되는 액체 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 모드 시, 초점 거리가 무한대에 가깝게 상기 액체 렌즈들이 위치하도록 상기 구조체를 제어하는 동작; 및 상기 제2 모드 시, 상기 발광 소자들에서 상기 초점 거리만큼 이격된 지점에 위치하도록 상기 구조체를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 지문 이미지를 상기 전자 장치에 저장된 제2 지문 이미지와 비교하여 유사도를 확인하는 동작(예: 동작 1260); 및 상기 유사도 확인 후에, 상기 디스플레이의 운영 모드를 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로 변경하는 동작(예: 동작 1280)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(1110))를 동작하는 방법은, 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트 발생에 반응하여, 상기 전자 장치에 구비된 디스플레이의 운영 모드를 광시야각을 위한 제1 모드에서 지문 인식을 위한 제2 모드로 변경하는 동작(예: 동작 1220); 상기 디스플레이에서 지정된 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하는 동작(예: 동작 1230); 및 상기 전자 장치에 구비된 포토 다이오드로부터 수신된 각 발광 소자에 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보를 이용하여 원시 이미지를 생성하고 상기 원시 이미지를 처리하여 제1 지문 이미지를 생성하는 동작(예: 동작 1240-1250)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자들은 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분되고, 상기 전자 장치의 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고 상기 제2 그룹에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 구성 요소들을 포함한 구조체가 상기 전자 장치에 구비될 수 있다. 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 변경하는 동작은, 상기 제1 그룹을 비활성화하고 상기 제2 그룹을 활성화하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "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 제3 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. 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    디스플레이;
    상기 디스플레이를 커버하는 윈도우;
    상기 디스플레이에서 지문을 감지하기 위해 빛을 발하도록 지정된 발광 영역 아래에 배치된 포토 다이오드;
    프로세서; 및
    상기 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고, 상기 발광 영역에서 발한 빛이 직진성을 갖게 유도하는 구조체를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하고,
    상기 포토 다이오드를 통해 수집된 상기 발광 소자들에 각각 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보에 기반하여, 지문 이미지를 획득하도록 구성되는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 프로세서가 한 번에 하나씩 발광하게 하는 발광 소자의 한 단위는 하나의 픽셀인 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구조체는 상기 프로세서로부터 수신된 전기적인 신호에 반응하여 PSF(point spread function) 크기를 변경하도록 구성되고,
    상기 PSF 크기는, 상기 발광소자들 중 하나가 발광할 때 상기 윈도우의 표면에서 빛의 크기를 의미하고,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이가 광시야각을 위한 제1 모드로 운영될 때, 상기 PSF 크기가 제1 크기를 갖도록 상기 구조체를 제어하고,
    상기 디스플레이가 지문 인식을 위한 제2 모드로 운영될 때, 상기 PSF 크기가 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기를 갖도록 상기 구조체를 제어하도록 구성된 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 구조체는 공간 광 변조기를 포함하되, 상기 프로세서는,
    상기 제1 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역을 빛이 투과하도록 상기 공간 광 변조기를 제어하고,
    상기 제2 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역 중 제1 영역을 빛이 투과하고 제2 영역을 빛이 투과하지 못하도록 상기 공간 광 변조기를 제어하도록 구성되고,
    상기 제1 영역은 상기 발광 소자들과 나란히 정렬된 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역 주변을 포함하는 전자 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 영역은, 상기 디스플레이의 주사 방향인 제1 방향에 직각인 제2 방향을 따라 상기 발광소자들 사이에 형성된 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 제2 방향을 따라 상기 발광 소자들 사이에 형성된 영역을 제외한 나머지 부분을 포함하는 전자 장치.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 구조체는 상기 발광 소자들과 나란히 정렬되고 전기적인 신호에 반응하여 상기 발광 소자들과 간격이 조절되는 액체 렌즈들을 포함하되, 상기 프로세서는,
    상기 제1 모드 시, 초점 거리가 무한대에 가깝게 상기 액체 렌즈들이 위치하도록 상기 구조체를 제어하고,
    상기 제2 모드 시, 상기 발광 소자들에서 상기 초점 거리만큼 이격된 지점에 위치하도록 상기 구조체를 제어하도록 구성된 전자 장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자들은 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분되고 상기 구조체는 상기 제2 그룹에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 구성 요소들을 포함하되, 상기 프로세서는,
    상기 디스플레이가 광시야각을 위한 제1 모드로 운영될 때, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹을 모두 활성화하고,
    상기 디스플레이가 지문 인식을 위한 제2 모드로 운영될 때, 상기 제1 그룹을 비활성화하고 상기 제2 그룹을 활성화하도록 구성된 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 구성 요소들은,
    상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란히 정렬된 영역 주변에 형성된 흡수 부재들,
    상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란하게 정렬된 렌즈들,
    상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란하게 정렬되고 CPC(compound parabolic concentrator) 형상을 가지는 거울(mirror)들, 또는
    상기 제2 그룹 내 발광 소자들과 나란하게 정렬된 동심원 회절판(zone plate)들을 포함하는 전자 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 렌즈들은,
    상기 디스플레이의 주사 방향과 평행인 제1축과 상기 윈도우로 향하는 제2축에 비스듬한 방향으로는 빛을 번지게 하고 상기 제1 축과 직각인 제3축과 상기 제2 축에 비스듬한 방향으로 빛 번짐을 차단하는 특성을 갖는 실린디컬 렌즈(cylindrical lens)들로 구성되는 전자 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 흡수 부재들은,
    상기 디스플레이의 주사 방향인 제1 방향에 직각인 제2 방향을 따라 상기 발광소자들 사이에 형성된 영역에 위치하는 전자 장치.
  11. 전자 장치를 동작하는 방법에 있어서,
    지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트 발생에 반응하여, 상기 전자 장치에 구비된 디스플레이의 운영 모드를 광시야각을 위한 제1 모드에서 지문 인식을 위한 제2 모드로 변경하는 동작;
    상기 디스플레이에서 지문 감지를 위해 지정된 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하는 동작; 및
    상기 전자 장치에 구비된 포토 다이오드로부터 수신된 각 발광 소자에 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보를 이용하여 원시 이미지를 생성하고 상기 원시 이미지를 처리하여 제1 지문 이미지를 생성하는 동작을 포함하고,
    상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 변경하는 동작은,
    상기 전자 장치의 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고 전기적인 신호에 반응하여 PSF 크기를 변경하도록 구성된 구조체가 상기 전자 장치에 구비되고, 상기 PSF 크기는 상기 발광소자들 중 하나가 발광할 때 상기 윈도우의 표면에서 빛의 크기를 의미하고 상기 디스플레이가 상기 제1 모드로 운영될 때 상기 PSF 크기가 제1 크기를 갖되,
    상기 PSF 크기를 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기를 갖도록 상기 구조체를 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 구조체는 공간 광 변조기를 포함하되,
    상기 제1 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역을 빛이 투과하도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 동작; 및
    상기 제2 모드 시, 상기 공간 광 변조기의 전체 영역 중 제1 영역을 빛이 투과하고 제2 영역을 빛이 투과하지 못하도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 동작을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 발광 소자들과 나란히 정렬된 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역 주변을 포함하는 방법.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 구조체는 상기 발광 소자들과 나란히 정렬되고 전기적인 신호에 반응하여 상기 발광 소자들과 간격이 조절되는 액체 렌즈들을 포함하되,
    상기 제1 모드 시, 초점 거리가 무한대에 가깝게 상기 액체 렌즈들이 위치하도록 상기 구조체를 제어하는 동작; 및
    상기 제2 모드 시, 상기 발광 소자들에서 상기 초점 거리만큼 이격된 지점에 위치하도록 상기 구조체를 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  14. 제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 지문 이미지를 상기 전자 장치에 저장된 제2 지문 이미지와 비교하여 유사도를 확인하는 동작; 및
    상기 유사도 확인 후에, 상기 디스플레이의 운영 모드를 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로 변경하는 동작을 더 포함하는 방법.
  15. 전자 장치를 동작하는 방법에 있어서,
    지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 이벤트 발생에 반응하여, 상기 전자 장치에 구비된 디스플레이의 운영 모드를 광시야각을 위한 제1 모드에서 지문 인식을 위한 제2 모드로 변경하는 동작;
    상기 디스플레이에서 지정된 발광 영역 내 발광 소자들이 순차적으로 발광하도록 상기 디스플레이를 제어하는 동작; 및
    상기 전자 장치에 구비된 포토 다이오드로부터 수신된 각 발광 소자에 대응하는 광 정보와 각 발광 소자의 위치 정보를 이용하여 원시 이미지를 생성하고 상기 원시 이미지를 처리하여 제1 지문 이미지를 생성하는 동작을 포함하고,
    상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 변경하는 동작은,
    상기 발광 소자들은 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분되고, 상기 전자 장치의 윈도우와 상기 디스플레이 사이에 배치되고 상기 제2 그룹에서 발한 빛이 직진성을 갖도록 유도하는 구성 요소들을 포함한 구조체가 상기 전자 장치에 구비되되,
    상기 제1 그룹을 비활성화하고 상기 제2 그룹을 활성화하는 동작을 포함하는 방법.
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