KR102403015B1

KR102403015B1 - 지문 인식 센서를 포함하는 전자 장치

Info

Publication number: KR102403015B1
Application number: KR1020170127352A
Authority: KR
Inventors: 이진의; 서영민; 이영수; 박용철; 이봉재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2022-05-27
Also published as: EP3631683B1; US20190102595A1; US10685205B2; KR20190037728A; CN111052135B; EP3631683A1; CN111052135A; WO2019066226A1; EP3631683A4

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서 포함하는 전자 장치에 있어서, 지문 인식 센서는,
빛을 조사하는 조명 장치와, 피사체에 의해 반사된 빛으로부터 상기 피사체에 대응하는 제1 이미지 정보를 검출하는 센서들의 배열로 이루어진 센서층과, 상기 피사체에 의해 반사된 빛을 투과하는 개구들을 포함하는 필터층으로서, 상기 센서층 상에 배치된 상기 필터층을 포함할 수 있으며,
상기 개구들은 코드화된 패턴(coded pattern)을 이루게 배열될 수 있다.
상기와 같은 전자 장치는 실시예에 따라 다양할 수 있다.

Description

지문 인식 센서를 포함하는 전자 장치 {ELECTRONIC DEVICE WITH FINGERPRINT SCAN SENSOR}

본 발명의 다양한 실시예는 전자 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 사용자의 생체 정보 검출을 위한 센서 및 그를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

통상적으로 전자 장치라 함은, 가전제품으로부터, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC, 영상/음향 장치, 데스크톱/랩톱 컴퓨터, 차량용 내비게이션 등, 탑재된 프로그램에 따라 특정 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 예를 들면, 이러한 전자 장치들은 저장된 정보를 음향이나 영상으로 출력할 수 있다. 전자 장치의 집적도가 높아지고, 초고속, 대용량 무선통신이 보편화되면서, 최근에는, 이동통신 단말기 하나에 다양한 기능이 탑재되고 있다. 예를 들면, 통신 기능뿐만 아니라, 게임과 같은 엔터테인먼트 기능, 음악/동영상 재생과 같은 멀티미디어 기능, 모바일 뱅킹 등을 위한 통신 및 보안 기능, 일정 관리나 전자 지갑 등의 기능이 하나의 전자 장치에 집약되고 있는 것이다.

최근에는, 전자 장치 자체에 저장된 개인정보 보호 기능뿐만 아니라, 모바일 뱅킹, 모바일 신용 카드, 전자 지갑 등을 실행하는데 필요한 보안 기능이 전자 장치, 예를 들면, 이통통신 단말기와 같은 휴대용 전자 장치에 탑재되고 있다. 전자 장치에 탑재된 보안 기능으로는 사용자 설정에 따른 비밀번호나 잠금 패턴, 보안 업체를 매개로 하는 사용자 인증 등을 예로 들 수 있다. 이러한 인증 방식은, 비밀번호의 유출 가능성이 있어 보안 수준이 낮거나, 보안 업체를 매개로 하는 번거로움이 있을 수 있다. 이에 대한 대안으로, 생체 인증 방식, 예를 들면, 지문이나 홍채 인식을 이용한 사용자 인증 방식은 좀더 강화된 보안 수준을 확보하면서 사용 편의성을 높일 수 있다.

지문 인식을 통한 사용자 인증 방식에는, 광학 구조를 이용한 방식 또는 초음파 방식 등이 있다. 이는 조명 또는 초음파를 사용자 지문에 조사하여 사용자 지문에서 반사된 조명이나 초음파로부터 사용자의 지문 이미지를 검출하는 방식이다. 다른 형태로, 다수의 전극들의 배열로 이루어진 전극 어레이를 이용한 정전용량 방식의 지문 인식 센서가 제안될 수 있다. 정전용량 방식의 지문 인식 센서에서, 전극들은 피사체, 예를 들면, 사용자 지문의 적어도 일부(예: 융선부(ridge portion) 또는 골선부(valley portion))에 대응하여 정전용량을 형성할 수 있다.

피사체(예: 사용자 지문) 이미지를 검출하기 위한 광학 구조는, 센서층으로 입사되는 빛의 유도, 정렬하는 다양한 형태의 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 구조의 생체 센서(예: 지문 인식 센서)는 프리즘, 핀 홀 어레이, 액정 셀(liquid crystal cell) 어레이, 마이크로 렌즈 어레이 등을 포함할 수 있다. 프리즘을 포함하는 광학 구조의 생체 센서는 도어 락 등 특정 장소의 출입 관리 등에 유용하게 활용될 수 있으나, 굴절 렌즈는 이동통신 단말기와 같은 소형화된 전자 장치에 탑재되기 어려울 수 있다. 핀 홀 어레이나 액정 셀 어레이, 마이크로 렌즈 어레이 등은 소형화된 전자 장치에 탑재하기 용이할 수 있지만, 사용자 인증에 요구되는 정보를 충분히 포함하는 이미지를 검출하기 어려울 수 있다. 예컨대, 핀 홀 어레이를 포함하는 광학 구조의 생체 센서는 빛에 기반한 피사체 정보의 중첩을 배제할 수 있는 환경을 제공하기 위해 핀 홀들 사이에 적절한 간격 등이 요구되지만, 전자 장치의 제한된 공간에서 이러한 환경을 확보하기 어려울 수 있다. 이는 액정 셀 어레이, 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 광학 구조의 생체 센서에서도 마찬가지일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는, 피사체 정보(예: 입사광)의 중첩을 허용하면서도, 피사체에 식별에 요구되는 정보를 충분히 포함하는 이미지를 검출할 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는, 소형화되면서도, 사용자 인증에 필요한 생체 정보(예: 사용자 지문)를 획득할 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서 포함하는 전자 장치에 있어서, 지문 인식 센서는,

빛을 조사하는 조명 장치와, 피사체에 의해 반사된 빛으로부터 상기 피사체에 대응하는 제1 이미지 정보를 검출하는 센서들의 배열로 이루어진 센서층과, 상기 피사체에 의해 반사된 빛을 투과하는 개구들을 포함하는 필터층으로서, 상기 센서층 상에 배치된 상기 필터층을 포함할 수 있으며,

상기 개구들은 코드화된 패턴(coded pattern)을 이루게 배열될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치의 프로세서는,

상기 센서층을 통해 검출된 이미지 정보와 상기 코드화된 패턴에 대응하는 복원 패턴의 합성 곱을 통해 상기 피사체에 대응하는 제2 이미지 정보를 생성할 수 있으며,

상기 제2 이미지 정보에 기반하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 광학 구조를 가진 생체 센서를 통해 사용자의 생체 정보(예: 지문)를 검출함에 있어, 피사체 정보(예: 광학적인 정보)의 중첩을 허용하면서도 사용자 인증에 요구되는 충분한 정보를 포함한 이미지를 생성할 수 있다. 예컨대, 사용자 지문 등을 검출함에 있어, 지문 인식 센서는 소형화되면서도 사용자 인증 등에 요구된 충분한 정보를 확보할 수 있다. 어떤 실시예에서, 센서층으로 입사되는 빛의 유도, 정렬하는 필터층에서, 높은 개구율을 가진 코드화된 패턴을 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 높은 개구율을 가짐으로써, 동일 시간동안 더 많은 식별 정보를 포함하는 피사체 이미지를 검출하거나, 동일한 수준의 식별 정보가 포함된 피사체 이미지를 더 빠르게 검출할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 필터층의 코드화된 패턴과 전자 장치에 저장된 복원 패턴은 피사체 정보가 포함된 빛의 중첩을 허용하면서도 사용자 인증에 요구되는 충분한 정보를 확보할 수 있으므로, 지문 인식 센서 및/또는 전자 장치, 예를 들면, 필터층의 두께를 줄이기 용이할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 소형화, 슬림화되면서도 보안성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 지문 인식 센서를 포함하는 전자 장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 지문 인식 센서를 포함하는 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서의 필터층을 각각 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서로 빛이 입사되는 과정을 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서가 피사체 이미지 정보를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서가 디스플레이 장치에 내장된 구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 디스플레이 패널의 발광층을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 디스플레이 패널의 발광층을 일부 확대하여 나타내는 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 일부 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

'제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에서 전자 장치는 터치 패널을 구비하는 임의의 장치일 수 있으며, 전자 장치는 단말, 휴대 단말, 이동 단말, 통신 단말, 휴대용 통신 단말, 휴대용 이동 단말, 디스플레이 장치 등으로 칭할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치는 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등일 수 있다. 전자 장치는 무선 통신 기능을 갖는 포켓 사이즈의 휴대용 통신 단말로서 구현될 수도 있다. 또한, 전자 장치는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.

전자 장치는 서버 등의 외부 전자 장치와 통신하거나, 외부 전자 장치와의 연동을 통해 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 카메라에 의해 촬영된 영상 및/또는 센서부에 의해 검출된 위치 정보를 네트워크를 통해 서버로 전송할 수 있다. 네트워크는, 이에 한정되지 않지만, 이동 또는 셀룰러 통신망, 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN), 광역 통신망(Wide Area Network: WAN), 인터넷, 소지역 통신망(Small Area Network: SAN) 등일 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)를 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는, 예를 들면, 도 2의 전자 장치(200)의 전체 또는 일부일 수 있으며, 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196) 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 및 이와는 독립적으로 운영되는 보조 프로세서(123)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서(123)는 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.

이런 경우, 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 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및 이와 관련된 명령에 관련된 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.

음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.

표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155) 또는 전자 장치(101)와 유선 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 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 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 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 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. 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. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서 또는 플래시를 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 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 유선 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 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 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 등) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈 또는 전력선 통신 모듈 등)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 적어도 일부의 모듈을 통합한 하나의 칩으로 구현되거나 별도의 칩으로 구현될 수 있다.

일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 지문 인식 센서(204)를 포함하는 전자 장치(200)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 지문 인식 센서(204)를 포함하는 전자 장치(200)를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 참조번호 '204'로 지시된 구성을 '지문 인식 센서'라 칭하고 있으나, 본 발명이 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 상기 '지문 인식 센서(204)'는 사용자의 홍채 이미지, 정맥 이미지, 사용자의 움직임 등을 검출하는 기능을 포함할 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101, 102, 104))는, 지문 인식 센서(204)(예: 도 1의 센서 모듈(176))를 포함할 수 있으며, 상기 지문 인식 센서(204)는, 예를 들면, 디스플레이 패널(202b)에 내장되거나 디스플레이 패널(202b)과 적층된 구조로 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 지문 인식 센서(204)는 피사체(예: 사용자 지문)에 의해 반사된 빛으로부터 피사체에 대응하는 제1 이미지 정보를 검출하는 센서들(예: 도 8의 제1 내지 제8 센서(S1, S2, S3, ... S8))들을 포함할 수 있다. 여기서, '제1 이미지 정보'라 함은, 피사체에 의해 반사된 후 후술할 필터층(예: 도 4의 필터층(343))의 개구들이 형성하는 코드화된 패턴(예: 도 6의 코드화된 패턴(443b))에 의해 필터링된 빛의 정보(예: 밝기 정보)를 의미할 수 있으며, 이는 실제 피사체의 이미지(예: 육안으로 식별되는 이미지)와 다를 수 있다. 예컨대, 상기 지문 인식 센서(204)의 센서층(예: 도 4의 센서층(341))은 피사체에 의해 반사된 후 일부 필터링된 상태로 입사된 빛으로부터 밝기 정보를 검출할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 각각의 상기 센서(S1, S2, S3, ... S8)들이 검출한 제1 이미지 정보와 개구들의 배열로 이루어진 코드화된 패턴에 관한 정보로부터 제2 이미지 정보를 생성할 수 있으며, 상기 제1 이미지 정보 또는 상기 제2 이미지 정보에 기반하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(200)는 하우징(201)과 디스플레이 장치(202)(예: 도 1의 표시 장치(160))를 포함할 수 있으며, 상기 하우징(201) 내에는 적어도 하나의 회로 기판(231), 배터리(235)(예: 도 1의 배터리(189)) 등이 수용될 수 있다. 어떤 실시예에서, 도 1의 각종 모듈들 및/또는 장치 등은 집적회로 칩 또는 전기 부품 형태로 상기 회로 기판(231) 등에 탑재될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 하우징(201)은, 하우징 부재(201a)와 커버 플레이트(201b)를 포함할 수 있으며, 제1 방향(D1)을 향하는 제1 면(예: 전면), 상기 제1 방향(D1)에 대향하는 제2 방향(D2)을 향하는 제2 면(예: 후면), 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 적어도 부분적으로 둘러싸게 형성된 측벽을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 하우징 부재(201a)는 상기 회로 기판(231) 등을 수용하기 위한 공간을 형성하며, 상기 커버 플레이트(201b)는 상기 하우징 부재(201a)에 결합하여 상기 하우징(201)의 제2 면을 형성할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 하우징(201)의 제1 면은 적어도 부분적으로 개방될 수 있으며, 상기 디스플레이 장치(202)가 결합하여 상기 하우징(201)의 제1 면을 폐쇄할 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치(200)의 외관은 실질적으로, 상기 하우징(201)에 상기 디스플레이 장치(202)가 결합함으로써 완성될 수 있다.

한 실시예에서, 상기 커버 플레이트(201b)는 실질적으로 상기 하우징 부재(201a)와 일체형으로 성형, 제작될 수 있다. 예컨대, 상기 하우징(201)은 단일 몸체(uni-body) 구조로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 커버 플레이트(201b)는 적어도 하나의 개구부(opening portion)(211)(들)를 포함할 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예를 설명함에 있어 "개구부"라 함은, 예를 들어, 상기 커버 플레이트(201b)의 내측면에서 외측면으로 관통하게 형성된 관통홀을 의미할 수 있으며, 다른 의미로는, 광학적/시각적으로는 빛을 투과시키기는 하지만 상기 커버 플레이트(201b)의 내측 공간과 외측 공간을 연결하지 않는 투명한 부분을 의미할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 지문 인식 센서(204)는 상기 커버 플레이트(201b) 상에, 예를 들면, 상기 개구부(211)에 대응하게 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 장치(202)는, 상기 디스플레이 패널(202b)과, 상기 디스플레이 패널(202b)을 보호하는 윈도우 부재(202a)를 포함할 수 있다. 상기 윈도우 부재(202a)는 상기 하우징(201)의 제1 면에 장착되어, 상기 전자 장치(200) 외관의 일부를 형성할 수 있다.

다양한 한 실시예에 따르면, 상기 지문 인식 센서(204)는 상기 디스플레이 장치(202) 상에 적층되거나 상기 디스플레이 장치(202)의 일부로서 제공될 수 있다. 상기 지문 인식 센서(204)가 상기 디스플레이 장치(202) 상에 적층되거나 상기 디스플레이 장치(202)의 일부로서 제공된 구조에서, 상기 디스플레이 장치(202)의 일부는 상기 지문 인식 센서(204)의 조명 장치 또는 필터층으로 활용될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 지문 인식 센서(204)는, 상기 디스플레이 장치와는 독립적으로 배치될 수도 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서는 독립된 부품 또는 모듈 형태로 제작되어 상기 커버 플레이트(201b)에 형성된 개구부(opening portion)(211)들 중 하나에 대응하게 배치될 수 있다.

상기와 같은 지문 인식 센서의 구조에 관해 도 4 등을 통해 좀더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서(304)의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 지문 인식 센서(304)는, 센서층(341), 필터층(343), 조명 장치(345)를 포함할 수 있다. 상기 조명 장치(345)는 피사체, 예를 들면, 사용자의 손가락(U) 등으로 빛을 조사하며, 상기 센서층(341)이 피사체에 의해 반사된 빛을 검출하여 피사체에 대응하는 제1 이미지 정보를 검출할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 센서층(341)이 검출한 제1 이미지 정보는 육안으로 식별되는 피사체 이미지와 다를 수 있다. 상기 필터층(343)은 피사체에 의해 반사된 빛을 투과하는 개구(예: 도 5와 도 6의 개구(343a, 343b))들을 포함할 수 있으며, 상기 개구(343a, 343b)들은 코드화된 패턴(coded pattern)(예: 도 5의 코드화된 패턴(443a))을 이루게 배열될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 센서층(341)은, 피사체의 의해 반사된 빛으로부터 이미지 정보를 검출하는 센서(예: 도 8의 제1 내지 제8 센서(S1, S2, S3, ... S8))들의 배열로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 센서층(341)은 반도체 패키지의 일부로서 형성될 수 있으며, 상기 필터층(343)을 사이에 두고 상기 조명 장치(345)의 적어도 일부와 마주보게 배치될 수 있다. 상기 센서층(341)을 이루는 각각의 센서들은 상기 필터층(343)을 투과한 빛으로부터 사용자 지문 등, 피사체의 적어도 일부 영역에 대응하는 이미지 정보(예: 밝기 정보)를 검출할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 필터층(343)은 상기 센서층(341)과 상기 조명 장치(345)의 적어도 일부 사이에 배치되어 상기 센서층(341)으로 입사되는 빛을 유도, 정렬할 수 있다. 상기 필터층(343)은, 대체로 빛을 차단하는 물질로 이루어진 박막, 예를 들면, 차광 필름 형태를 이룰 수 있으며, 빛을 투과하는 다수의 개구들을 포함할 수 있다. 예컨대, 피사체에 의해 반사된 빛이 상기 필터층(343)의 개구들을 통해 상기 센서층(341)으로 입사될 수 있다. 상기 개구들은 상기 필터층(343)에서 코드화된 패턴을 이루게 배열될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 필터층(343)의 개구들이 형성하는 코드화된 패턴과 후술할 복원 패턴 사이의 상관 관계가 델타 함수를 만족할 수 있다. 예컨대, 상기 센서층(341)이 검출하는 이미지 정보는 피사체 자체의 이미지와 상기 필터층(343)의 개구들이 형성하는 코드화된 패턴의 조합에 기반한 것이며, 복원 패턴이 포함하는 정보에 기반하여 상기 센서층(341)이 검출한 밝기 정보(예: 상기 제1 이미지 정보)로부터 피사체의 실제 이미지 또는 사용자 인증 등에 필요한 이미지 정보가 복원될 수 있다.

상기 필터층(343)의 개구들이 형성하는 코드화된 패턴의 다양한 실시예에 관해 도 5 내지 도 7을 통해 살펴보기로 한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서의 필터층을 각각 나타내는 도면으로서, 예를 들어, 상기 개구(343a, 343b)들의 배열로 이루어진 코드화된 패턴(443a, 443b, 443c)을 각각 도시하고 있다.

도 5 내지 도 7을 더 참조하면, 상기 개구(343a, 343b)들은 대체로 2차원 사각 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는 상기 개구들이 '2차원 사각 형상'이라 언급하고 있지만, 상기 필터층(예: 도 4의 필터층(343))이 대체로 박막 형태를 가지므로, 예컨대, 실제의 상기 필터층(343)은 일정 두께를 가지고 있으므로, 상기 개구(343a, 343b)들은 3차원 사각 형상을 가지는 것으로 이해될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 개구(343a, 343b)들은 피사체에 의해 반사된 빛이 입사되는 영역에서 40009*40009 이내의 행렬 내에 배열될 수 있다. 예컨대, 상기 개구(343a, 343b)들과, 상기 개구(343a, 343b)들 사이의 차광 영역은 2*2 행렬 내지 40009*40009 행렬을 이루게 배열될 수 있다.

도 5 내지 도 7 각각에서, 가장 작은 크기의 정사각형 형상을 가진 개구를 '단위 개구'라 할 때, 각각의 단위 개구는 다른 단위 개구와 접하게 또는, 차광 영역(light shielding region)을 사이에 두고 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5 내지 도 7 각각에서 일부의 개구(343a, 343b)들은 단위 개구만으로 이루어질 수 있으며, 다른 개구(343a, 343b)들은 복수의 단위 개구가 조합되어 직사각형 형상 또는 더 큰 크기의 정사각형 형상 등을 가질 수 있다. 상기 개구(343a, 343b)들은 일정한 규칙에 따라 반복적으로, 또는 불규칙적으로 배열되어 상기 코드화된 패턴(443a, 443b, 443c)을 형성할 수 있다. 어떤 실시예에서, 단위 개구의 크기는 상기 센서층을 이루는 각 센서(예: 도 8의 제1 센서(S1))의 크기와 대응할 수 있다. 상기 필터층(343)이 제공하는 영역에서 상기 개구(343a, 343b)들의 수가 많을수록, 또는 크기가 클수록 개구율이 높아질 수 있다. 예컨대, 상기 필터층(343)이 제공하는 영역에서 상기 개구(343a, 343b)들의 수가 많을수록, 빛이 투과할 수 있는 영역이 넓어질 수 있다. 이러한 개구율은 상기 센서층(341)으로 입사되는 빛의 양을 결정할 수 있으며, 상기 필터층(343)에서 상기 개구(343a, 343b)들이 코드화된 패턴(443a, 443b, 443c)을 이루게 배열됨으로써, 상기 필터층(343)은 슬림화되면서도 높은 개구율을 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 필터층(343)이 박막 형태이면서, 높은 개구율을 가지기 때문에, 상기 센서층(341)을 이루는 센서들 각각은 피사체의 서로 다른 영역에서 반사된 빛의 정보를 검출할 수도 있다. 예컨대, 하나의 센서에서 복수의 영역에 대한 이미지 정보가 중첩된 상태로 검출될 수 있으며, 상기 센서층(341) 전체를 통해 검출된 이미지(또는 이미지 정보)는 점진적인 또는 부분적인 밝기 변화에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 실제 육안으로 식별되는 피사체와는 다를 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상술한 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200)) 또는 상기 지문 인식 센서(예: 도 2 또는 도 4의 지문 인식 센서(204, 304))는 검출된 이미지(예: 상기 제1 이미지 정보)로부터, 상기 개구(343a, 343b)들의 배열에 따른 코드화된 패턴(443a, 443b, 443c)에 대응하는 복원 패턴에 기반하여, 피사체의 실제 이미지(실제 이미지에 근접하는 이미지) 또는 사용자 인증에 필요한 이미지 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(200) 또는 상기 지문 인식 센서(204)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)) 등을 포함할 수 있으며. 메모리(130)에는 상기 필터층(343)의 개구들이 형성하는 코드화된 패턴(443a, 443b, 443c)에 대응하는 복원 패턴이 저장되어 있을 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 코드화된 패턴(443a, 443b, 443c)과 그에 대응하는 복원 패턴은 델타 함수를 만족하는 상관 관계를 가지므로, 상기 프로세서(120)는 상기 센서층(341)에서 검출된 이미지(이미지 정보)로부터 센서들 각각에 대응하는 피사체의 서로 다른 영역들의 이미지를 생성, 복원할 수 있다. 예를 들어, 상기 복원 패턴에 기반하여 상기 제1 이미지 정보로부터 피사체의 실제 이미지 또는 사용자 인증에 필요한 이미지 정보를 복원, 산출할 수 있다.

핀 홀 어레이를 포함하는 광학 구조의 통상적인 생체 센서에서, 인접하는 다른 핀 홀을 투과한 빛이 센서층을 이루는 센서에서 검출되는 것을 방지하기 위해서는, 핀 홀의 길이를 충분히 확보하여 입사하는 빛의 직진성을 강제하거나, 핀 홀들 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있다. 하지만, '핀 홀의 길이가 충분하다'라는 것은 필터층의 두께 증가를 의미할 수 있고, '핀 홀들 사이의 간격이 충분하다'라는 것은 필터층이 제공하는 영역에서의 개구율이 낮다는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 핀 홀 어레이를 포함하는 광학 구조의 생체 센서는 두께를 줄이기 어려울 수 있으며, 두께를 줄이기 위해서는 핀 홀들 간의 간격이 멀어지는 것이 불가피하므로 개구율, 예를 들어, 센서층에서의 수광 효율이 낮을 수 있다.

반면에, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 인식 센서 또는 그를 포함하는 전자 장치는, 박막 형태의 필터층에 코드화된 패턴을 이루는 개구들을 포함하게 함으로써 두께를 줄이면서도 센서층의 수광 효율을 향상시킬 수 있으며, 입사되는 빛의 중첩을 허용하지만, 코드화된 패턴에 대응하는 복원 패턴을 통해 피사체의 실제 이미지를 복원하거나, 안정된 사용자 인증을 가능하게 하는 이미지 정보를 생성할 수 있다.

상기와 같은 필터층을 활용한 이미지 정보의 검출 및 복원 등에 관해서는 도 8 내지 도 11 등을 참조하여 좀더 상세하게 살펴보게 될 것이다.

다시 도 4를 참조하면, 상기 조명 장치(345)는, 예를 들면, 발광 소자(345a)와 도파로 소자(345b)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 발광 소자(345a)는 상기 조명 장치(345)의 광원으로서 빛을 출사할 수 있으며, 상기 도파로 소자(345b)는 출사된 빛을 일정 영역으로 전파할 수 있다. 상기 도파로 소자(345b)는 예를 들어, 상기 지문 인식 센서(304)의 외측면으로 배치될 수 있으며, 상기 도파로 소자(345b)의 한 면이 피사체(예: 사용자의 손가락(U))를 향하게 또는 피사체와 접촉하게 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 발광 소자(345a)는 상기 도파로 소자(345b)의 적어도 일측 가장자리에서 상기 도파로 소자(345b)의 한 면이 향하는 방향과 교차하게 빛을 출사할 수 있다. 예컨대, 상기 발광 소자(345a)는 상기 도파로 소자(345b)의 한 면과 평행한 방향으로 빛을 출사할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 조명 장치(345)는 후술할 디스플레이 패널의 발광층 일부를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널의 발광층이 상기 조명 장치(345)의 일부로 포함된 경우, 상기 발광 소자(345a)는 디스플레이 패널의 발광층으로 대체될 수 있다. 상기 도파로 소자(345b) 내에서 전파되는 빛은 피사체에 의해 반사되어 상기 센서층(341)으로 입사될 수 있다. 예를 들어, 피사체에 의해 반사된 빛은 상기 필터층(343)의 개구(예: 도 5의 개구(343a))들을 통해 상기 센서층(341)으로 입사할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 지문 인식 센서(304)는 디스플레이 장치(예: 도 1의 디스플레이 장치(202))와 적층된 상태로 또는 디스플레이 장치의 일부로서 형성될 수 있다. 상기 지문 인식 센서(304)가 디스플레이 장치와 적층된 상태로 또는 디스플레이 장치의 일부로서 형성된다면, 디스플레이 장치(또는 디스플레이 패널)의 발광층의 적어도 일부는 상기 조명 장치(345)의 발광 소자이면서 상기 필터층(343)의 일부를 형성할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 지문 인식 센서(304)가 디스플레이 장치와 적층된 상태로 또는 디스플레이 장치의 일부로서 형성된다면, 디스플레이 장치의 윈도우 부재(예: 도 2의 윈도우 부재(202a)) 일부는 상기 조명 장치(345)의 도파로 소자(345b)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 지문 인식 센서(304)가 디스플레이 장치의 일부로서 형성된 구조에 관해서는 도 12 등을 통해 더 상세하게 살펴보게 될 것이다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서(예: 도 4의 지문 인식 센서(304))로 빛이 입사되는 과정을 각각 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서(예: 도 4의 센서층(341))가 피사체 이미지 정보를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에서는, 제한된 수의 센서들을 포함하는 센서층(예: 도 4의 센서층(341))의 구성을 예시하여 설명하게 될 것이나, 이는 설명의 간결함을 위한 것임에 유의한다. 실제 제작되는 지문 인식 센서 또는 홍채 센서 등은 본 실시예에서 예시하는 것보다 더 많은 수의 센서들과 개구들을 포함할 수 있으며, 따라서 본 실시예에서 설명되는 더 복잡한 함수 관계와 필터층의 코드화된 패턴을 포함할 수 있다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 센서층(541) 상에는 복수의 개구(543a)(예: 도 5와 도 6의 개구(343a, 343b))를 포함하는 필터층(543)이 배치되어 있으며, 각각의 개구(543a)를 통해 입사된 빛을 통해 각각의 센서(S1, S2, S3, ...S8)들이 이미지 정보(예: 밝기 정보)를 검출할 수 있다. 각각의 상기 센서(S1, S2, S3, ...S8)들은 서로 다른 개구들을 통해 서로 다른 방향에서 입사된 빛의 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(S1)는 제1 경사 방향에서 입사된 제1 입사광(L1)을 검출하지 못하지만, 제2 경사 방향, 제3 경사 방향 각각에서 입사된 제2 입사광(L2)과 제3 입사광(L3)의 정보를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 센서(S1)는 피사체의 서로 다른 두 지점에 대한 이미지 정보를 검출할 수 있다. 제8 센서(S3)를 더 살펴보면, 상기 제2 입사광(L2)의 정보가 상기 제8 센서(S8)로 입사되지만 상기 제1 입사광(L1)과 상기 제3 입사광(L3)은 상기 제8 센서(S8)로는 입사되지 않음을 알 수 있다. 아울러, 피사체가 상술한 도파로 소자(예: 도 4의 도파로 소자(345b))에 상당히 근접한 상태 또는 접촉한 상태라면, 상기 제1 센서(S1)를 통해 검출되는 피사체의 영역과 상기 제8 센서(S8)를 통해 검출되는 피사체의 영역이 서로 다를 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기와 같이 센서층(541)을 이루는 상기 센서(S1, S2, S3, ...S8)들은 피사체의 서로 다른 영역에서 반사된 빛의 정보를 검출하게 되므로, 상기 센서층(541)을 통해 검출된 이미지의 한 지점(예: 하나의 상기 센서(S1, S2, S3, ...S8)가 검출한 밝기 정보)은 피사체의 서로 다른 복수의 지점에 대응하는 정보를 포함할 수 있다. 상기 센서층(541)을 통해 검출된 이미지에 관해 도 11을 참조하여 살펴보기로 한다. 도 11에서, 참조번호 'F'는 실제 사용자 지문을, 'C'는 상기 필터층(543)의 개구(예: 도 6의 개구(343b))들이 형성한 코드화된 패턴(C)(예: 도 5 내지 도 7의 코드화된 패턴(443a, 443b, 443c))을, 'I1'은 상기 센서층(541)을 통해 검출된 이미지(이하, '제1 이미지 정보')를 각각 나타내고 있다. 상기 제1 이미지 정보(I1)는, 앞서 언급한 바와 같이, 피사체에 의해 반사된 후 필터층의 코드화된 패턴(예: 도 6의 코드화된 패턴(443b))에 의해 필터링된 빛에 의한 정보이므로, 실제 육안으로 식별되는 피사체와는 달리 점진적인 또는 부분적인 밝기 정보들을 포함하고 있다.

상기 코드화된 패턴(C)을 통해 상기 센서(S1, S2, S3, ...S8)들 각각이 검출하는 피사체의 영역의 대응 관계를 정리하면 아래의 [표 1]과 같다.

센서	피사체 영역
센서	1	2	3	4	5	6	7	8
S1	■
S2	●		▲
S3			■	▲
S4			●	■
S5				●		▲
S6						■
S7						●		▲
S8								■
제1 입사광(L1): ● / 제2 입사광(L2): ■ / 제3 입사광(L3): ▲

상기 [표 1]에 기재된 바와 같이, 하나의 센서는 피사체의 서로 다른 영역에 관한 이미지 정보를 검출할 수 있으며, 피사체의 한 영역에 관한 이미지 정보는 서로 다른 센서를 통해 검출될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제2 센서(S2)는 피사체의 제1 영역과 제3 영역의 이미지 정보를 검출할 수 있으며, 또한, 피사체의 제1 영역의 이미지 정보는 상기 제1 센서(S1)에서도 검출될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 코드화된 패턴(C)에 대응하는 복원 패턴은, 상기 제1 센서(S1)로 입력되는 상기 제2 입사광(L2)에 관한 정보와 상기 제2 센서로 입력되는 제1 입사광(L1)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치의 프로세서, 예를 들어, 이미지 시그널 프로세서는 이러한 복원 패턴을 기반으로 상기 제1, 제2 센서(S1, S2)가 검출한 이미지 정보를 합성하여, 피사체의 제1 영역에 관한 이미지를 복원, 산출할 수 있다.

다른 실시예에서, 복원 패턴은, 상기 코드화된 패턴(C)에 대응하여, 상기 제1 입사광(L1)을 통해 상기 제5 센서(S5)로 입사되는 빛의 정보, 상기 제2 입사광(L2)을 통해 상기 제4 센서(S4)로 입사되는 빛의 정보, 상기 제3 입사광(L3)을 통해 상기 제3 센서(S3)로 입사되는 빛의 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치의 프로세서는 이러한 복원 패턴에 기반하여 상기 제3 내지 제5 센서(S3, S4, S5)가 검출한 이미지 정보를 합성하여 피사체의 제4 영역에 관한 이미지를 복원, 산출할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 인식 센서 또는 그를 포함하는 전자 장치는 코드화된 패턴에 대응하는 복원 패턴을 이용하여 제1 이미지 정보(I1)로부터 피사체의 실제 이미지(또는 그에 근접하는 이미지)를 복원하거나 사용자 인증 등에 요구되는 정보를 산출할 수 있다. 예컨대, 제1 이미지 정보를 검출함에 있어, 각각의 센서(S1, S2, S3, ...S8)로 입사되는 빛의 정보가 중첩하는 것을 허용할 수 있으므로, 필터층(예: 도 8의 필터층(543)의 개구율을 높여 수광 효율을 높일 수 있다. 수광 효율이 높아짐으로써, 지문 인식 센서 또는 그를 포함하는 전자 장치는, 동일한 수준의 식별 정보 등을 포함하는 이미지를 더 빠르게 검출하거나, 동일한 시간동안 더 정확한 이미지 정보를 검출할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 지문 인식 센서가 디스플레이 장치(602)에 내장된 구조를 나타내는 도면이다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 인식 센서는 전자 장치에서, 디스플레이 장치와는 별도의 부품으로 제작되어 독립적으로 설치되거나, 디스플레이 장치에 적층된 상태로 또는 디스플레이 장치의 일부분으로 설치될 수 있다. 본 실시예에서, 지문 인식 센서는 디스플레이 장치의 일부분으로 설치된 구성이 예시되고 있다. 지문 인식 센서가 디스플레이 장치의 일부분으로 설치된 구성에서, 디스플레이 패널은 발광층이나 윈도우 부재의 적어도 일부는 지문 인식 센서의 조명 장치(예: 발광 소자 또는 도파로 소자)의 일부를 형성할 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 디스플레이 장치(602)는, 윈도우 부재(602a)와 디스플레이 패널(602b)을 포함하며, 피사체 이미지를 검출하는 센서층(641)(예: 도 4의 센서층(341))이 상기 디스플레이 패널(602b)의 하부로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 센서층(641)은 실질적으로 반도체로 제작되며, 상기 디스플레이 패널(602b)의 하부면에 부착된 상태로 제작될 수 있다. 상기 디스플레이 패널(602b)은 적어도 적색, 녹색, 청색의 빛을 출사하는 픽셀(P)들과, 상기 픽셀(P)들의 적어도 일부 사이에 배열된 공극(pore 또는 air gap)(643a)들을 포함할 수 있다. 여기서, '공극'이라 함은 빛을 투과하는 영역을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 패널(602b)은 대체로 빛이 투과하는 것을 차단하지만, 상기 공극(643a)들을 통해 일부의 빛을 투과시킬 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 공극(643a)들 중 적어도 일부는 상기 센서층(641)에 대응하는 영역에 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 공극(643a)들 중 일부는 상술한 필터층의 개구(예: 도 6의 개구(343b))로서 제공되며, 코드화된 패턴을(예: 도 11의 코드화된 패턴(C)) 이루게 배열될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 장치(602)는 상기 윈도우 부재(602a)와 상기 디스플레이 패널(602b) 사이에 배치된 편광판(643b) 또는 지연층(retarder)(643c)(들)을 포함할 수 있다. 상기 편광판(643b) 또는 상기 지연층(643c) 등은 상기 디스플레이 장치(602)의 화질 최적화 등을 위해 배치될 수 있으며, 상기 센서층(641)으로 입사되는 빛을 유도, 정렬할 수도 있다. 예컨대, 상기 디스플레이 패널(602b)과 함께, 상기 편광판(643b) 또는 지연층(643c)은 필터층(643)(예: 도 4의 필터층(343))을 형성할 수 있다.

상기 편광판(643b), 상기 지연층(643c) 등은 광학 접착층을 통해 상기 윈도우 부재(602a)에 순차적으로 적층, 접합될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 편광판(643b), 상기 지연층(643c) 등을 적층함에 있어, 각 층의 굴절율 차이 등으로 인한 빛의 반사, 굴절을 억제, 완화하기 위해, 각 층들 사이에는 무반사 코팅층(643d), 굴절율 정합층(index matching layer)(643e) 등이 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판(643b)과 상기 지연층(643c) 사이, 상기 지연층과 상기 윈도우 부재(602b) 사이, 상기 지연층(643c)이 복수로 배치된 경우 상기 지연층(643c)들 사이 중 적어도 하나에 상기 무반사 코팅층(643d), 굴절율 정합층(643e) 등이 제공될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 무반사 코팅층(643d), 굴절율 정합층(643e)은 상기 필터층(643)의 일부로서 제공될 수 있다. 이러한 무반사 코팅층(643d), 굴절율 정합층(643e)은 특정 파장의 빛을 반사하거나 다른 파장의 빛을 투과하는 코팅층일 수 있다. 예를 들어, 상기 센서층(641)이 검출하는 빛의 파장 대역 등을 고려하여, 상기 필터층(643) 또는 상기 필터층(643)에 포함된 코팅층이 투과 또는 반사하는 빛의 파장 대역이 적절하게 설계될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 패널(602b)의 발광층(예: 후술할 도 12의 발광층(621)은 피사체를 향해 빛을 조사하는 발광 소자로서 기능할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 윈도우 부재(602a)는 상기 디스플레이 패널(602b)을 보호하면서, 적어도 상기 센서층(641)에 대응하는 영역(예: 도 3의 'A'로 지시된 영역)은 조명 장치의 도파로 소자(예: 도 4의 도파로 소자(345b))로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 상기 픽셀(P)들이 출사한 빛은 상기 윈도우 부재(602a)를 통해 외부로 출력되어 사용자에게 시각적 정보를 제공하는 것이 일반적이지만, 상기 센서층(641)에 대응하는 영역에서 피사체(예: 도 4의 사용자 손가락(U))가 상기 윈도우 부재(602a)의 표면에 인접하게 또는 접촉하게 위치되어 있다면, 상기 픽셀(P)들이 출사한 빛은 피사체에 의해 반사되어 상기 센서층(641)을 향해 진행할 수 있다. 예컨대, 상기 픽셀(P)들로부터 출사된 빛의 적어도 일부는 상기 윈도우 부재(602a)를 통해 전파되어 피사체에 의해 반사될 수 있으며, 피사체에 의해 반사된 빛은 다시 상기 윈도우 부재(602a)와 상기 필터층(643), 예를 들어, 코드화된 패턴을 이루게 배열된 상기 공극(643a)(들)을 순차적으로 투과하여 상기 센서층(641)으로 입사할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 센서층(641)은 피사체에 의해 반사된 후 상기 발광층, 예를 들면, 상기 필터층(643)을 투과한 빛으로부터 피사체에 대응하는 제1 이미지 정보를 검출할 수 있다. 앞서, 도 8 내지 도 11을 통해 살펴본 바와 같이, 상기 센서층(641)이 검출한 제1 이미지 정보는 실제 육안으로 식별되는 피사체와 다를 수 있다. 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))은 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장된 복원 패턴에 기반하여 상기 제1 이미지 정보의 합성 곱을 통해 상기 제1 이미지 정보로부터 제2 이미지 정보, 예를 들면, 실제 이미지 또는 실제 이미지에 근접하는 이미지를 생성할 수 있다. 메모리에 저장된 복원 패턴은 상기 공극(643a)들이 형성한 코드화된 패턴에 대응할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서는 복원 패턴과 상기 제1 이미지 정보를 이용하여 실제 이미지를 복원하지 않고, 사용자 인증에 필요한 특정 영역들의 정보를 산출할 수도 있다. 예를 들어, 상기 센서층(641)으로부터 검출된 이미지를 통해 사용자 인증을 수행한다면, 프로세서는 이미 설정된 피사체의 일부 영역(들)에 대한 이미지 정보 값 등을 산출, 복원하여 상기 제2 이미지 정보를 생성할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 지문이나 홍채 이미지 등을 통해 사용자 인증을 수행하는 경우, 프로세서는 검출된 이미지의 일정 부분(들)에 대한 이미지 정보만 산출, 복원한 후, 저장된 사용자 정보와 복원된 이미지 정보를 비교하여 사용자 인증을 수행할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 센서층(641)이 활성화된 상태에서 상기 센서층(641)은 그에 대응하는 영역에서 물체의 이동이나 사용자의 동작을 감시할 수 있다. 프로세서는 상기 센서층(641)으로부터 검출된 동작의 속도, 방향, 변위 등에 기반하여 설정된 프로세스에 따른 명령어나 기능(예: 화면이나 작동 모드 전환) 등을 실행할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 디스플레이 패널의 발광층(621)을 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서, 디스플레이 패널의 발광층(621)을 일부 확대하여 나타내는 평면도이다.

도 13과 도 14를 더 참조하면, 상기 디스플레이 패널(602b)은 (능동형) 유기 발광 다이오드((active) organic light emitting diode)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 패널(602b)의 발광층(621)은 도시되지 않은 2매의 기판 사이에 봉입된(encapsulated) 발광 물질(들)과, 발광 물질(들)을 전기적으로 제어하는 전극들(623a, 623b)을 포함할 수 있다. 상기 전극들 중 하부 전극(623a)들은, 예를 들면, 캐소드 전극(cathode electrode)들로서, 투명 또는 불투명 전극일 수 있다. 상기 전극들 중 상부 전극(623b)들은, 예를 들면, 애노드 전극(anode electrode)들로서, 인듐-주석 산화물 등으로 이루어진 투명 전극일 수 있다. 상기 하부 전극(623a)들과 상기 상부 전극(623b)들은 발광 물질(들)을 사이에 두고 서로 교차하게 배열될 수 있다. 상기 하부 전극(623a)들과 상기 상부 전극(623b)들이 교차하는 영역에서 상기 픽셀(P)들이 형성, 배치되며, 상기 하부 전극(623a)들 또는 상기 상부 전극(623b)들 각각으로 인가되는 제어 신호에 따라 그에 대응하는 픽셀(P)(들)이 빛을 출사할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 하부 전극(623a)들 또는 상기 상부 전극(623b)들이 형성하는 패턴이나 경로에 따라 상기 픽셀(P)들 사이에는 다양한 형태를 가진 공극(643a)들이 형성 배열될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 센서층(641)이 상기 디스플레이 패널(602b), 예를 들어, 상기 발광층(621)의 하부에 배치된 경우, 상기 센서층(641)에 대응하는 영역에서 상기 공극(643a)들은 코드화된 패턴(예: 도 6의 코드화된 패턴(343b))을 이루게 형성, 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 공극(643a)들의 배열을 고려하여 상기 하부 전극(623a)들 또는 상기 상부 전극(623b)들이 형성하는 패턴이나 경로가 설계될 수 있다. 따라서 상기 센서층(641)은 상기 디스플레이 장치(602) 또는 상기 디스플레이 패널(602b)과 적층되기 용이할 수 있으며, 상기 디스플레이 장치(602) 또는 상기 디스플레이 패널(602b)의 일부분은 지문 인식 센서의 일부(예: 도 4의 필터층(343) 또는 조명 장치(345))로 활용될 수 있다. 여기서, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에서 '지문 인식 센서'의 구성을 예시하여 개시하고 있지만, 상술한 센서층은 홍채 이미지, 정맥 이미지, 사용자의 동작 등을 검출하는 기능을 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 인식 센서 또는 그를 포함하는 전자 장치는, 필터층의 두께를 얇게 하면서 개구율이 높아 센서층으로 입사되는 빛의 중첩을 허용할 수 있다. 이러한 구조의 지문 인식 센서에서 센서층이 검출하는 이미지는 육안으로 보이는 피사체와는 다를 수 있지만, 수광 효율이 높을 수 있으며, 코드화된 패턴에 대응하는 복원 패턴을 이용하여 피사체 이미지(또는 사용자 식별에 요구되는 정보)를 용이하게 복원할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 인식 센서 또는 그를 포함하는 전자 장치는, 피사체의 식별을 위한 이미지 또는 사용자 인증에 필요한 정보 등을 용이하게 검출하면서도, 소형화, 슬림화될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서의 필터층은 유기 발광 다이오드 등을 포함하는 디스플레이 패널의 발광층을 통해 구현될 수 있으며, 피사체로 조사하는 조명 장치 또한 디스플레이 장치의 발광층이나 윈도우 부재를 통해 구현될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 인식 센서는 디스플레이 장치의 일부로서 형성됨으로써, 전자 장치의 구조 설계 등에 미치는 영향은 미미하면서도 전자 장치의 보안성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서(204, 304) 포함하는 전자 장치(200)에 있어서, 지문 인식 센서(204, 304)는,

빛을 조사하는 조명 장치(345)와, 피사체에 의해 반사된 빛으로부터 상기 피사체에 대응하는 제1 이미지 정보를 검출하는 센서들의 배열로 이루어진 센서층(341, 541, 641)과, 상기 피사체에 의해 반사된 빛을 투과하는 개구들을 포함하는 필터층(343, 543, 643)으로서, 상기 센서층(341, 541, 641) 상에 배치된 상기 필터층을 포함할 수 있으며,

상기 개구들은 코드화된 패턴(coded pattern)(443a, 443b, 443c, C)을 이루게 배열될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 개구들 각각은 2차원 또는 3차원 사각 형상으로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 개구들은 40009*40009 이내의 행렬 내에 배열될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 필터층(343, 543, 643)은, 일정 파장의 빛을 투과 또는 반사하는 코팅층을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 필터층(343, 543, 643)은 무반사 코팅층, 굴절율 정합층(index matching layer)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 조명 장치(345)는, 발광 소자와, 상기 발광 소자로부터 출사된 빛을 전파하는 도파로 소자를 포함할 수 있으며,

상기 도파로 소자의 한 면이 상기 피사체를 향하게 또는 상기 피사체와 접촉하게 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 발광 소자는 상기 도파로 소자의 적어도 일측 가장자리에서 상기 도파로 소자의 한 면이 향하는 방향과 교차하게 빛을 출사할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치(200)는 발광층을 내장한 디스플레이 패널(202b, 602b)을 더 포함할 수 있으며,

상기 센서층은 상기 피사체에 의해 반사되어 상기 발광층을 투과한 빛으로부터 상기 제1 이미지 정보를 검출할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 발광층은, 적어도 적색, 녹색, 청색의 빛을 출사하는 픽셀(P)들과, 상기 픽셀들의 적어도 일부 사이에 배열된 공극(pore 또는 air gap)(643a)들을 포함할 수 있으며,

상기 센서층(341, 541, 641)에 대응하는 영역에 위치에서, 상기 개구들의 적어도 일부는 상기 공극(643a)들로 이루어질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 조명 장치는 상기 발광층의 일부로서 배치된 픽셀(P)들을 포함할 수 있으며,

상기 픽셀(P)들이 적어도 적색, 녹색, 청색의 빛을 출사하여 상기 피사체로 조사할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치(200)는, 상기 디스플레이 패널(202b, 602b)의 전면에 배치된 윈도우 부재(602a)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 패널(202b, 602b)은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치(101, 200)는,

프로세서(120)와, 상기 개구들로 형성된 코드화된 패턴에 대응하는 복원 패턴이 저장된 메모리(130)를 더 포함할 수 있으며,

상기 코드화된 패턴과 복원 패턴은 델타 함수(delta function)를 만족할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 제1 이미지 정보와 상기 복원 패턴의 합성 곱을 통해 상기 피사체에 대응하는 제2 이미지 정보를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 제2 이미지 정보에 기반하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치(200)는,

제1 방향을 향하는 제1 면과, 상기 제1 방향에 대향하는 제2 방향을 향하는 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 적어도 부분적으로 둘러싸게 형성된 측벽을 포함하는 하우징(201)과,

상기 제1 면에 장착된 디스플레이 장치(202)를 더 포함할 수 있으며,

상기 센서층(341, 541, 641)은 상기 디스플레이 장치(202)의 내측에 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 장치(202)는, 디스플레이 패널(202b, 602b)과, 상기 디스플레이 패널(202b, 602b)로부터 출력된 화면을 투과시키는 윈도우 부재(202a, 602a)를 포함할 수 있으며,

상기 조명 장치(345)는, 발광 소자와, 상기 윈도우 부재(202a, 602a)의 일부로서 상기 발광 소자로부터 출사된 빛을 투과 또는 전파하는 도파로 소자를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 발광 소자는 상기 디스플레이 패널(202b, 602b)의 발광층을 적어도 일부 포함하게 제공될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 패널(202b, 602b)은, 발광 물질과, 상기 발광 물질의 하부에 배열된 하부 전극(623a)들과, 상기 발광 물질의 상부에 배열된 상부 전극(623b)들과, 상기 발광 물질을 사이에 두고 상기 상부 전극들과 상기 하부 전극들이 교차하는 영역에 형성된 픽셀(P)들을 포함할 수 있으며,

상기 상부 전극들 또는 상기 하부 전극들 각각으로 인가되는 제어 신호에 따라 상기 픽셀들이 적색, 녹색 또는 청색의 빛 중 적어도 하나를 출사하여 상기 피사체로 조사할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 패널(202b, 602b)은 상기 픽셀(P)들 사이로 형성된 공극(643a)들을 더 포함할 수 있으며, 상기 공극들 중 적어도 일부는 상기 센서층(341, 541, 641)에 대응하는 영역에서 상기 코드화된 패턴을 이루게 배열되어 상기 필터층(343, 543, 643)의 일부를 형성할 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

200: 전자 장치 201: 하우징
202: 디스플레이 장치 204, 304: 지문 인식 센서
341, 541: 센서층 S1, S2, S3, ... S8: 제n 센서
343, 543: 필터층 343a, 343b, 543c: 개구
345: 조명 장치 443a, 443b, 443c: 코드화된 패턴
602b: 디스플레이 패널 621: 발광층
P: 픽셀 643a: 공극

Claims

지문 인식 센서를 포함하는 전자 장치에 있어서, 상기 지문 인식 센서는,
빛을 조사하는 조명 장치;
피사체에 의해 반사된 빛으로부터 상기 피사체에 대응하는 제1 이미지 정보를 검출하는 센서들의 배열로 이루어진 센서층; 및
상기 피사체에 의해 반사된 빛을 투과하는 개구들을 포함하는 필터층으로서, 상기 센서층 상에 배치된 상기 필터층을 포함하며,
상기 제1 이미지 정보는 패턴으로 배열된 상기 개구들에 의하여 필터링되고,
상기 센서층은 상기 피사체의 복수의 영역들에 대한 제1 이미지 정보의 중첩을 검출하도록 구성된 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 개구들 각각은 2차원 또는 3차원 사각 형상으로 형성된 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 개구들은 40009*40009 이내의 행렬 내에 배열된 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 필터층은, 일정 파장의 빛을 투과 또는 반사하는 코팅층을 포함하는 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 필터층은 무반사 코팅층, 굴절율 정합층(index matching layer)을 포함하는 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 조명 장치는,
발광 소자; 및
상기 발광 소자로부터 출사된 빛을 전파하는 도파로 소자를 포함하고,
상기 도파로 소자의 한 면이 상기 피사체를 향하게 또는 상기 피사체와 접촉하게 배치된 전자 장치.
제6 항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 도파로 소자의 적어도 일측 가장자리에서 상기 도파로 소자의 한 면이 향하는 방향과 교차하게 빛을 출사하는 전자 장치.
제1 항에 있어서,
발광층을 내장한 디스플레이 패널을 더 포함하고,
상기 센서층은 상기 피사체에 의해 반사되어 상기 발광층을 투과한 빛으로부터 상기 제1 이미지 정보를 검출하는 전자 장치.
제8 항에 있어서,
상기 발광층은, 적어도 적색, 녹색, 청색의 빛을 출사하는 픽셀들과, 상기 픽셀들의 적어도 일부 사이에 배열된 공극(pore 또는 air gap)들을 포함하고,
상기 센서층에 대응하는 영역에 위치에서, 상기 개구들의 적어도 일부는 상기 공극들로 이루어진 전자 장치.
제8 항에 있어서, 상기 조명 장치는 상기 발광층의 일부로서 배치된 픽셀들을 포함하며,
상기 픽셀들이 적어도 적색, 녹색, 청색의 빛을 출사하여 상기 피사체로 조사하는 전자 장치.
제8 항에 있어서,
상기 디스플레이 패널의 전면에 배치된 윈도우 부재를 더 포함하는 전자 장치.
제8 항에 있어서, 상기 디스플레이 패널은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 포함하는 전자 장치.
제1 항에 있어서,
프로세서; 및
상기 개구들로 형성된 코드화된 패턴에 대응하는 복원 패턴이 저장된 메모리를 더 포함하고,
상기 코드화된 패턴과 복원 패턴은 델타 함수(delta function)를 만족하는 전자 장치.
제13 항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 이미지 정보와 상기 복원 패턴의 합성 곱을 통해 상기 피사체에 대응하는 제2 이미지 정보를 생성하는 전자 장치.
제14 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 제2 이미지 정보에 기반하여 사용자 인증을 수행하는 전자 장치.
제1 항에 있어서,
제1 방향을 향하는 제1 면과, 상기 제1 방향에 대향하는 제2 방향을 향하는 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 적어도 부분적으로 둘러싸게 형성된 측벽을 포함하는 하우징; 및
상기 제1 면에 장착된 디스플레이 장치를 더 포함하고,
상기 센서층은 상기 디스플레이 장치의 내측에 배치된 전자 장치.
제16 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는,
디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널로부터 출력된 화면을 투과시키는 윈도우 부재를 포함하고,
상기 조명 장치는, 발광 소자와, 상기 윈도우 부재의 일부로서 상기 발광 소자로부터 출사된 빛을 투과 또는 전파하는 도파로 소자를 포함하는 전자 장치.
제17 항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 디스플레이 패널의 발광층을 적어도 일부 포함하게 제공된 전자 장치.
제17 항에 있어서, 상기 디스플레이 패널은,
발광 물질;
상기 발광 물질의 하부에 배열된 하부 전극들;
상기 발광 물질의 상부에 배열된 상부 전극들; 및
상기 발광 물질을 사이에 두고 상기 상부 전극들과 상기 하부 전극들이 교차하는 영역에 형성된 픽셀들을 포함하고,
상기 상부 전극들 또는 상기 하부 전극들 각각으로 인가되는 제어 신호에 따라 상기 픽셀들이 적색, 녹색 또는 청색의 빛 중 적어도 하나를 출사하여 상기 피사체로 조사하는 전자 장치.
제19 항에 있어서,
상기 디스플레이 패널은 상기 픽셀들 사이로 형성된 공극들을 더 포함하고,
상기 공극들 중 적어도 일부는 상기 센서층에 대응하는 영역에서 코드화된 패턴을 이루게 배열되어 상기 필터층의 일부를 형성하는 전자 장치.