KR20180081097A - 디스플레이 백플레인 위의 통합을 위한 광학 센서 - Google Patents

디스플레이 백플레인 위의 통합을 위한 광학 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20180081097A
KR20180081097A KR1020187015767A KR20187015767A KR20180081097A KR 20180081097 A KR20180081097 A KR 20180081097A KR 1020187015767 A KR1020187015767 A KR 1020187015767A KR 20187015767 A KR20187015767 A KR 20187015767A KR 20180081097 A KR20180081097 A KR 20180081097A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
detector elements
sensor
layer
reflective
Prior art date
Application number
KR1020187015767A
Other languages
English (en)
Inventor
아라쉬 아카반 포마니
마렉 미엔코
패트릭 스미스
폴 윅볼트
Original Assignee
시냅틱스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 시냅틱스 인코포레이티드 filed Critical 시냅틱스 인코포레이티드
Publication of KR20180081097A publication Critical patent/KR20180081097A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/0214Constructional arrangements for removing stray light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0455Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings having a throughhole enabling the optical element to fulfil an additional optical function, e.g. a mirror or grating having a through-hole for a light collecting or light injecting optical fibre
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/0233Handheld
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0411Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using focussing or collimating elements, i.e. lenses or mirrors; Aberration correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0414Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or plane beam-splitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0422Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using light concentrators, collectors or condensers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0429Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using polarisation elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0437Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using masks, aperture plates, spatial light modulators, spatial filters, e.g. reflective filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0488Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0488Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering
    • G01J1/0492Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering using at least two different filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/06Restricting the angle of incident light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/08Arrangements of light sources specially adapted for photometry standard sources, also using luminescent or radioactive material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/149Beam splitting or combining systems operating by reflection only using crossed beamsplitting surfaces, e.g. cross-dichroic cubes or X-cubes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338Input devices, e.g. touch panels
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0428Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual
    • G06K9/00006
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1318Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347Preprocessing; Feature extraction
    • G06V40/1359Extracting features related to ridge properties; Determining the fingerprint type, e.g. whorl or loop
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G02F1/13318Circuits comprising a photodetector
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • G02F1/133536Reflective polarizers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1341Sensing with light passing through the finger

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

광학 이미징을 위한 시스템들 및 방법들이 개시된다. 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서는, 제 1 측 및 제 1 측에 대향하는 제 2 측을 갖는 투명층; 투명층의 제 1 측 위에 배치된 애퍼처들의 세트; 애퍼처들의 제 1 세트를 통해 투과된 광을 수신하고 수신된 광을 반사하도록 구성된, 투명층의 제 2 측 아래에 배치된 반사면들의 제 1 세트; 반사면들의 제 1 세트로부터 반사된 광을 수신하고 광을 추가로 반사하도록 구성된, 투명층의 제 1 측 위에 배치된 반사면들의 제 2 세트; 및 반사면들의 제 2 세트로부터 추가로 반사된 광을 수신하도록 위치된 복수의 검출기 엘리먼트들을 포함한다.

Description

디스플레이 백플레인 위의 통합을 위한 광학 센서
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2015 년 12 월 3 일자로 출원된 "Display Integrated Optical Fingerprint Sensor with Transparent Layer" 라는 명칭의 미국 특허 가출원 제 62/262,863 호의 이점을 청구하며, 그 전체 내용은 참조에 의해 명확히 통합된다.
본 출원은 또한, 양자가 2016 년 3 월 31 일자로 출원된 "Optical Sensor for Integration in a Display" 라는 명칭의 미국 특허 출원 제 15/087,955 호 및 "Optical Sensor for Integration Over a Display Backplane" 라는 명칭의 미국 특허 출원 제 15/087,785 호와 관련되며, 그 전체 내용은 참조에 의해 명확히 통합된다.
본 개시물은 일반적으로 광학 센서들에 관한 것이고, 더 구체적으로, 디스플레이 스택 내로 통합될 수도 있는 광학 센서에 관한 것이다.
오브젝트 이미징은 다양한 애플리케이션들에서 유용하다. 예로서, 바이오메트릭 인식 시스템들은 그 인식 시스템들을 통합하는 디바이스들의 사용자들을 인증 및/또는 검증하기 위한 바이오메트릭 오브젝트들을 이미징한다. 바이오메트릭 이미징은 인식 목적들로 개인 아이덴티티를 검증하는 신뢰할 수 있고 방해가 되지 않는 방법을 제공한다. 다양한 유형의 센서들이 바이오메트릭 이미징을 위해 사용될 수도 있다.
지문은, 다양한 다른 바이오메트릭 특성들과 마찬가지로, 차별되는 개인 특성들을 기반으로 하며, 따라서 개인을 인식하기 위해 신뢰할 수 있는 메커니즘을 제공한다. 따라서 지문 센서들은 많은 잠재적 애플리케이션들을 가지고 있다. 예를 들어, 지문 센서들은 보안 검색대 (security checkpoints) 와 같은 고정된 애플리케이션들에서 액세스 제어를 제공하는데 사용될 수도 있다. 지문 센서들은 또한, 셀 폰들, 웨어러블 스마트 디바이스들 (예컨대, 스마트 워치들 및 액티비티 추적기들), 태블릿 컴퓨터들, 개인 정보 단말기 (PDA), 내비게이션 디바이스들, 및 휴대용 게임 디바이스들과 같은 모바일 디바이스들에서 액세스 제어를 제공하는데 사용될 수도 있다. 따라서, 애플리케이션들, 특히 모바일 디바이스들에 관련된 특정 애플리케이션들에서, 양자가 사이즈가 작고 고도로 신뢰가능한 인식 시스템들을 요구할 수도 있다.
대부분의 상업적으로 입수가능한 지문 센서들은 광학 또는 용량성 감지 기술들을 기반으로 한다. 광학 지문 센서들을 사용하는 솔루션들은 통상적으로 광이 센서 엘리먼트들에 도달하기 전에 광학 엘리먼트가 광을 컨디셔닝할 것을 요구한다. 대부분의 모바일 디바이스들은 지문의 융선 및 골 특징들을 감지하도록 구성되는 감지 어레이를 갖는 용량성 센서들을 갖는다. 통상적으로, 이들 지문 센서들은 절대 커패시턴스 (때때로 "자기 커패시턴스" 로 알려짐) 또는 트랜스-커패시턴스 (때때로 "상호 커패시턴스" 로 알려짐) 를 검출한다. 이 경우, 어레이에서 각 감지 엘리먼트에서의 커패시턴스는 융선 또는 골이 존재하는지 여부에 의존하여 변화하며, 이들 변화들은 전기적으로 검출되어 지문의 이미지를 형성한다.
용량성 지문 센서들이 특정 이점들을 제공하지만, 대부분의 상업적으로 입수가능한 용량성 지문 센서들은 먼 거리들에서 미세한 융선 및 골 특징들을 감지하는데 어려움이 있고, 이는 지문이 감지 어레이에 가까운 감지 표면에 접촉할 것을 요구한다. 용량성 센서가 다수의 스마트 폰들 및 다른 모바일 디바이스들의 디스플레이를 보호하는 두꺼운 커버 유리 (때때로 본원에서 "커버 렌즈" 로 참조됨) 와 같이 두꺼운 층들을 통해 지문들을 검출하는 것은 여전히 중요한 과제이다. 이 문제를 해결하기 위해, 디스플레이 옆의 영역에서 커버 유리에 컷아웃이 종종 형성되고, 분리된 용량성 지문 센서 (종종 기계식 버튼과 통합됨) 가 컷아웃 영역에 배치되어, 지문을 커버 유리를 통해 감지할 필요 없이 검출할 수 있다. 컷 아웃에 대한 요구는 디바이스 면 상에 매끄러운 표면을 형성하는 것을 어렵게 하고, 이는 사용자 경험을 저하시키고 제조를 복잡하게 한다. 디바이스 인클로저에서의 홀은 또한 수분 또는 오염물질들이 디바이스에 들어가게 할 수 있다. 기계식 버튼들의 존재는 또한, 귀중한 디바이스의 부동산을 차지한다.
광학 지문 센서들을 사용하는 솔루션들은 통상적으로 광이 센서 엘리먼트들에 도달하기 전에 광을 컨디셔닝하기 위해 광학 엘리먼트를 요구한다. 통상의 광학 엘리먼트들은 전자 디바이스의 디스플레이 스택에서 발견되는 바와 같이 비교적 작은 공간에서 이용가능한 제한된 높이 내에 피팅할 수 없다.
본 개시의 일 실시형태는 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서를 제공한다. 광학 센서는, 제 1 측 및 제 1 측에 대향하는 제 2 측을 갖는 투명층; 투명층의 제 1 측 위에 배치된 애퍼처들의 세트; 애퍼처들의 제 1 세트를 통해 투과된 광을 수신하고 수신된 광을 반사하도록 구성된, 투명층의 제 2 측 아래에 배치된 반사면들의 제 1 세트; 반사면들의 제 1 세트로부터 반사된 광을 수신하고 광을 추가로 반사하도록 구성된, 투명층의 제 1 측 위에 배치된 반사면들의 제 2 세트; 및 반사면들의 제 2 세트로부터 추가로 반사된 광을 수신하도록 위치된 복수의 검출기 엘리먼트들을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태는 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 센서를 포함하는 디스플레이를 제공한다. 디스플레이는, 디스플레이 픽셀들의 세트; 애퍼처들의 세트 및 미러들의 제 1 세트를 갖는 제 1 광 차단층; 제 1 광 차단층 아래에 위치된 투명층; 애퍼처들의 세트를 통해 투과된 광을 수신하고 수신된 광을 미러들의 제 1 세트를 향해 반사하도록 구성된, 투명층의 아래에 위치된 반사층으로서, 상기 미러들의 제 1 세트는 반사층으로부터 반사된 광을 추가로 반사하도록 구성되는, 상기 반사층; 및 투명층 아래에 위치되고 미러들의 제 1 세트로부터 추가로 반사된 광을 검출하도록 위치된 검출기 엘리먼트들의 세트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 광학 지문 센서를 제조하는 방법을 제공한다. 방법은 기판 위에 검출기 엘리먼트들의 세트 및 미러링된 표면들의 제 1 세트를 형성하는 단계; 검출기 엘리먼트들의 세트 및 미러링된 표면들의 제 1 세트 위에 투명층을 형성하는 단계; 및 투명층 위에 광 차단층을 형성하는 단계로서, 상기 광 차단층은 애퍼처들의 세트 및 미러링된 표면들의 제 2 세트를 가지는, 상기 광 차단층을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1 은 감지 시스템의 일 예의 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c 는 상이한 실시형태들에 따라, 입력 오브젝트를 이미징하기 위해 디스플레이에 통합된 센서의 예들을 도시한다.
도 3 은 일 실시형태에 따라, 광 차단층을 갖는 센서의 일 예를 예시한다.
도 4a 내지 도 4c 는 상이한 실시형태들에 따른 반사층들의 예들을 도시한다.
도 5a 및 도 5b 는 상이한 실시형태들에 따라, 센서 스택을 제조하는 방법 및 센서 스택의 배열을 도시한다.
다음의 상세한 설명은 그 특성이 예시적이고, 본 개시물 또는 본 개시물의 응용 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 추가로, 선행하는 기술분야, 배경, 개요, 도면들의 간단한 설명 또는 이하 상세한 설명에서 제시된, 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 속박되도록 하려는 의도는 없다.
도면들에 의존하여, 그리고 본원에서 더 상세히 설명되는 것과 같이, 본 개시물의 실시형태들은 지문과 같은 입력 오브젝트를 광학적으로 이미징하는 시스템들 및 방법들을 제공한다. 특히, 광학 센서가 각각의 검출기 엘리먼트들에 도달하는 광의 각도를 제한하여 각각의 검출기 엘리먼트에 도달하는 광이 이미징되는 오브젝트 상의 상대적으로 작은 영역에 대응하도록 하는 하나 이상의 반사면들 및 애퍼처들 포함하는, 시스템 및 방법이 설명된다. 애퍼처들과 반사면들의 조합은 디스플레이에서 검출기의 두께를 최소화하는 폴딩된 콜리메이터 (folded collimator) 로서 작용한다. 이는 개시된 실시형태들이 커버 층 두께, 이미지 블러링 및 디스플레이 이미지 품질 간의 트레이드-오프들을 행해야만 하는 것을 회피하게 한다.
도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따라, 센서 (100) 를 갖는 예시적인 감지 시스템의 블록 다이어그램이다. 센서 (100) 는 전자 시스템 (또한 "전자 디바이스") 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 전자 시스템들의 일부 비-제한적인 예들은 데스크탑 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, e-book 리더기들, 개인 휴대 정보 단말기들 (PDA들) 및 웨어러블 컴퓨터들 (예컨대, 스마트 워치 및 액티비티 추적기 디바이스들) 과 같은 모든 사이즈들 및 형상들의 퍼스널 컴퓨터들을 포함한다. 추가의 예시적인 전자 시스템들은 복합 입력 디바이스들, 이를 테면 입력 디바이스 (100) 를 포함하는 물리적 키보드들 및 별개의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함한다. 추가의 예시적인 전자 시스템들은 데이터 입력 디바이스들 (원격 제어들 및 마우스들을 포함함), 및 데이터 출력 디바이스들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함함) 과 같은 주변장치들을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들, 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 휴대용 게이밍 디바이스들 등) 을 포함한다. 다른 예들은 통신 디바이스들 (셀룰러 폰들, 이를 테면 스마트 폰들을 포함함), 및 미디어 디바이스들 (레코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 이를 테면 텔레비전들, 셋톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함함) 을 포함한다. 추가적으로, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대해 호스트이거나 슬레이브일 수 있다.
센서 (100) 는 전자 시스템의 물리적 부분으로서 구현될 수 있거나, 또는 전자 시스템과 물리적으로 분리될 수 있다. 본 개시물에 따라, 센서 (100) 는 전자 디바이스의 디스플레이의 부분으로서 통합될 수도 있다. 적절하게, 센서 (100) 는 다음: 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호접속들 중 임의의 하나 이상을 이용하여 전자 시스템의 부분들과 통신할 수도 있다. 예들은 I2C, SPI, PS/2, USB (Universal Serial Bus), 블루투스, RF 및 IRDA 를 포함한다.
센서 (100) 는 감지 영역 (120) 에서 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력을 감지하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 입력 오브젝트 (140) 는 손가락이고, 센서 (100) 는 입력 오브젝트 (140) 의 지문 특징들을 검출하도록 구성된 지문 센서 (또한 "지문 스캐너") 로서 구현된다. 다른 실시형태들에서, 센서 (100) 는 (예를 들어, 손가락 정맥 인식을 위한) 혈관 센서, 손 형상 센서, 또는 (터치 패드, 터치 스크린, 및/또는 다른 터치 센서 디바이스와 같은) 근접도 센서로서 구현될 수도 있다.
감지 영역 (120) 은 센서 (100) 가 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트 (140) 에 의해 제공되는 사용자 입력) 을 검출할 수 있는, 센서 (100) 위, 주위, 내부, 및/또는 근처의 임의의 공간을 포함한다. 특정 감지 영역들의 사이즈들, 형상들, 및 위치들은 실시형태마다 상당히 다를 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 감지 영역 (120) 은, 센서 (100) 의 표면으로부터 하나 이상의 방향들에서 공간으로 연장한다. 다양한 실시형태들에서, 입력 표면들은, 센서 엘리먼트들이 내부에 상주하는 케이싱들의 표면들에 의해, 센서 엘리먼트들 상에 적용된 페이스 시트 (face sheet) 들 또는 임의의 케이싱들 등에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 감지 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상으로 돌출될 때 직사각형 형상을 갖는다.
센서 (100) 는 감지 영역 (120) 에서 사용자 입력을 검출하기 위해 센서 컴포넌트들 및 감지 기술들의 임의의 조합을 활용할 수도 있다. 센서 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위한 하나 이상의 검출기 엘리먼트들 (또는 "감지 엘리먼트들") 을 포함한다. 일부 구현들은 입력 오브젝트 (140) 를 검출하기 위해 감지 엘리먼트들의 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들을 활용한다.
본 개시물에 기재된 입력 디바이스 (100) 의 광학 구현들에서, 하나 이상의 검출기 엘리먼트들은 감지 영역으로부터 광을 검출한다. 다양한 실시형태들에서, 검출된 광은 감지 영역에서의 입력 오브젝트들로부터 반사되거나, 감지 영역에서의 입력 오브젝트들에 의해 방사되거나, 또는 이들의 일부 조합일 수도 있다. 예시적인 광 검출기 엘리먼트들은 포토다이오드들, CMOS 어레이들, CCD 어레이들, 포토다이오드들, 및 가시적이거나 비가시적인 스펙트럼 (예컨대, 적외선 또는 자외선 광) 에서 광을 검출하도록 구성된 다른 타입의 광 센서들을 포함한다. 광 센서들은 박막 트랜지스터들 (TFT들) 또는 박막 다이오드들과 같은 박막 광 검출기들일 수도 있다.
일부 광학 구현들은 감지 영역에 조명을 제공한다. 조명 파장(들)에서 감지 영역으로부터의 반사들은 입력 오브젝트에 대응하는 입력 정보를 결정하기 위해 검출된다.
일부 광학 구현들은 그 구성에 의존하여 감지 영역의 입력 표면과 접촉할 수도 있거나 접촉하지 않을 수도 있는, 입력 오브젝트의 직접적인 조명의 원리들에 의존한다. 하나 이상의 광원들 및/또는 광 가이드 구조들이 광을 감지 영역으로 지향하는데 사용될 수도 있다. 입력 오브젝트가 존재할 때, 이 광은 입력 오브젝트의 표면들로부터 반사되며, 이 반사들은 광학 감지 엘리먼트들에 의해 검출되고, 입력 오브젝트에 관한 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다.
일부 광학 구현들은 감지 영역의 입력 표면과 접촉하는 입력 오브젝트들을 검출하기 위해 내부 반사의 원리들에 의존한다. 하나 이상의 광원들은, 감지 표면에 의해 정의된 경계의 대향 측면들에서 상이한 굴절률들로 인해, 감지 영역의 입력 표면에서 내부적으로 반사되는 각도로 전파 매질 (transmitting medium) 에서 광을 지향시키는데 사용될 수도 있다. 입력 오브젝트에 의한 입력 표면의 접촉은, 굴절률이 이 경계에 걸쳐 변화하게 하며, 이는 입력 표면에서의 내부 반사 특성들을 변경시킨다. FTIR (frustrated total internal reflection) 의 원리들이 입력 오브젝트를 검출하는데 사용될 경우, 더 높은 콘트라스트 신호들이 종종 달성될 수 있다. 이러한 실시형태들에서, 광은 입력 오브젝트가 입력 표면과 접촉하고 광이 이 인터페이스를 통해 부분적으로 투과하게 하는 경우를 제외하고, 완전히 내부적으로 반사되는 입사각으로 입력 표면에 지향될 수도 있다. 이에 대한 일 예가 유리 대 공기 (glass to air) 인터페이스에 의해 정의된 입력 표면에 도입된 손가락의 존재이다. 공기와 비교하여 인간의 피부의 굴절률이 높을수록, 공기에 대한 인터페이스의 임계 각도로 입력 표면에 입사하는 광이 손가락을 통해 부분적으로 전파되게 하며, 그렇지 않으면 유리 대 공기 인터페이스에서 완전히 내부적으로 반사될 것이다. 이러한 광학적 반응은 시스템에 의해 검출되어 공간 정보를 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 이는 작은 스케일의 지문 특징들을 이미징하는데 사용될 수 있고, 여기서 입사광의 내부 반사율은 융선 또는 골이 입력 표면의 그 부분과 접촉하는지 여부에 의존하여 달라진다.
일부 구현들은 1, 2, 3, 또는 더 고차원 공간들에 걸친 이미지들을 제공하도록 구성된다. 입력 디바이스는 수반되는 특정 감지 기술 및/또는 관심있는 정보의 스케일과 같은 인자들에 의존하여, 실시형태들마다 변화하는 센서 분해능을 가질 수도 있다. 예를 들어, 일부 바이오메트릭 감지 구현들은 (손가락의 지문 융선 특징들, 또는 눈의 혈관 패턴들과 같은) 입력 오브젝트의 생리학적 특징들을 검출하도록 구성될 수도 있으며, 이는 더 높은 센서 분해능들을 활용할 수도 있고, (입력 표면에 대한 손가락의 터치 위치와 같은) 감지 영역에 대한 입력 오브젝트의 위치를 검출하도록 구성되는 일부 근접도 센서 구현들로부터 상이한 기술적 고려사항들을 제시한다. 일부 실시형태들에서, 센서 분해능은 감지 엘리먼트들의 어레이의 물리적 배열에 의해 결정되며, 여기서 더 작은 감지 엘리먼트들 및/또는 더 작은 피치가 더 높은 센서 분해능을 정의하는데 사용될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 센서 (100) 는 지문의 특징들을 캡처하기에 충분히 높은 센서 분해능을 갖는 지문 센서로서 구현된다. 일부 구현들에서, 지문 센서는 미세관 (융선 단점 (ending) 들 및 분기점 (bifurcation) 들을 포함함), 배향 필드들 (때때로, "융선 흐름"으로 지칭됨), 및/또는 융선 골격을 캡처하기에 충분한 분해능을 갖는다. 이들은 때때로 레벨 1 및 레벨 2 특징들로 지칭되고, 예시적인 실시형태에서, 적어도 250 ppi (인치당 픽셀들) 의 분해능은 이들 특징들을 신뢰할 수 있게 캡처할 수 있다. 일부 구현들에서, 지문 센서는 땀 구멍들 또는 에지 윤곽들 (즉, 개별 융선들의 에지들의 형상들) 과 같은, 더 높은 레벨의 특징들을 캡처하는데 충분한 분해능을 갖는다. 이들은 때때로 레벨 3 특징들로 지칭되고, 예시적인 실시형태에서, 적어도 750 ppi (인치당 픽셀들) 의 분해능은 이들 더 높은 레벨의 특징들을 신뢰할 수 있게 캡처할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 지문 센서는 배치 센서 (또한 "영역" 센서 또는 "정적" 센서) 또는 스와이프 센서 (또한 "슬라이드" 센서 또는 "스윕" 센서) 로서 구현된다. 배치 센서 구현에서, 센서는 사용자의 손가락이 감지 영역 위에 고정될 때, 지문 입력을 캡처하도록 구성된다. 통상적으로, 배치 센서는 단일 프레임에서 지문의 원하는 영역을 캡처할 수 있는 감지 엘리먼트들의 2 차원 어레이를 포함한다. 스와이프 센서 구현에서, 센서는 사용자 손가락과 감지 영역 사이의 상대적 움직임에 기초하여 손가락 입력에 대해 캡처하도록 구성된다. 통상적으로, 스와이프 센서는 사용자 손가락이 센서 영역 상에서 스와이프될 때 다수의 프레임들을 캡처하도록 구성된 감지 엘리먼트들의 선형 어레이 또는 얇은 2 차원 어레이를 포함한다. 이후, 다수의 프레임들은 지문 입력에 대응하는 지문의 이미지를 형성하도록 재구성될 수도 있다. 일부 구현들에서, 센서는 배치 및 스와이프 입력들 양쪽을 캡처하도록 구성된다.
일부 실시형태들에서, 지문 센서는 단일 사용자 입력에서 사용자의 지문의 전체 영역 미만을 캡처하도록 구성된다 (본원에서는 "부분" 지문 센서로서 지칭된다). 통상적으로, 부분 지문 센서에 의해 캡처된 지문의 결과적인 부분 영역은 시스템이 지문의 단일 사용자 입력 (즉, 단일 손가락 배치 또는 단일 손가락 스와이프) 으로부터 지문 매칭을 수행하기에 충분하다. 부분 배치 센서들에 대한 일부 예시의 이미징 영역들은 100 ㎟ 이하의 이미징 영역을 포함한다. 다른 예시적 실시형태에서, 부분 배치 센서는 20 - 50 ㎟ 의 범위에서 이미징 영역을 갖는다. 일부 구현들에서, 부분 지문 센서는 이미징 영역과 동일한 사이즈인 입력 표면을 갖는다.
입력 디바이스가 일반적으로 도 1 의 지문 센서의 환경에서 설명되어 있지만, 본 개시의 실시형태들은 다른 바이오메트릭 센서 디바이스들을 포함한다. 여러 실시형태들에서, 바이오메트릭 센서 디바이스는 사용자의 생리학적 바이오메트릭 특징들을 캡처하도록 구성될 수도 있다. 일부 예시의 생리학적 바이오메트릭 특징들은 지문 패턴들, 혈관 패턴들 (종종 "정맥 패턴들"로 알려짐), 손바닥 프린트들 및 장문 인식 (hand geometry) 을 포함한다.
도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 와 통신 중인 것으로 도시된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (IC들) 및/또는 다른 회로부 컴포넌트들의 부분들 또는 전부를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템은 입력 데이터를 캡처하도록 입력 디바이스의 하드웨어를 동작시키고/시키거나 센서 (100) 에 의해 캡처된 입력 데이터에 기초하여 바이오메트릭 프로세스 또는 다른 프로세스를 구현하도록 구성될 수도 있다.
일부 구현들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 감지 영역 (120) 에서 입력을 검출하도록 센서 (100) 의 센서 하드웨어를 동작시키도록 구성된다. 일부 구현들에서, 프로세싱 시스템은 입력 디바이스의 감지 하드웨어로 신호들을 구동하도록 구성된 드라이버 회로부 및/또는 감지 하드웨어로 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함한다.
예를 들어, 광학 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 하나 이상의 LED들, LCD 백라이트 또는 다른 광원들에 조명 신호들을 구동시키도록 구성된 드라이버 회로부 및/또는 광학 수신 엘리먼트들로 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 전자적 판독가능 명령들, 이를 테면, 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 전자적 판독가능 명령들 및/또는 다른 데이터, 이를 테면, 바이오메트릭 인식을 위한 기준 템플릿들을 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 (100) 의 물리적 부분으로서 구현될 수 있거나 또는 센서 (100) 로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 버스들, 네트워크들 및/또는 다른 유선 또는 무선 상호접속들을 이용하여 센서 (100) 의 부분들과 통신할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 컴포넌트들은 이를 테면, 센서 (100) 의 감지 엘리먼트(들) 근방에 함께 위치된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 센서 (100) 의 감지 엘리먼트(들)에 가까이 있는 하나 이상의 컴포넌트들과 그리고 하나 이상의 그 밖의 컴포넌트들과 물리적으로 분리된다. 예를 들어, 센서 (100) 는 컴퓨팅 디바이스에 커플링된 주변기기일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 컴퓨팅 디바이스의 중앙 프로세싱 유닛 상에서 실행하도록 구성되는 소프트웨어, 및 중앙 프로세싱 유닛으로부터 분리된 하나 이상의 IC들 (대개 연관된 펌웨어를 가짐) 을 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 센서 (100) 는 물리적으로, 모바일 디바이스에 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 모바일 디바이스의 중앙 프로세싱 유닛 또는 다른 메인 프로세서의 부분인 회로들 및/또는 펌웨어를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 (100) 를 구현하는데 전용된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서와 연관된 기능들을 수행하고 그리고 또한 다른 기능들, 이를 테면, 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 액추에이터들을 구동시키는 것, 전자 시스템을 위한 오퍼레이팅 시스템 (OS) 을 실행하는 것 등을 수행한다.
프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 핸들링하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110) 의 부분인 회로부, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 모듈들의 상이한 조합들이 이용될 수도 있다. 예시적인 모듈들은 센서 전극들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작시키기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 포지션 정보와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 보고하기 위한 보고 모듈들을 포함한다. 추가 예는 입력을 검출하기 위해 감지 엘리먼트(들) 를 동작시키도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변화 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변화시키기 위한 모드 변화 모듈들을 포함한다. 하나 이상의 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 모듈은 별도의 집적 회로들에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 모듈은 제 1 집적 회로 내에 적어도 부분적으로 포함될 수도 있고, 별도의 모듈은 제 2 집적 회로 내에 적어도 부분적으로 포함될 수도 있다. 추가로, 단일 모듈의 부분들은 다수의 집적 회로들의 범위에 있을 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기함으로써 직접 감지 영역 (120) 에서의 사용자 입력 (또는 사용자 입력의 부족) 에 응답한다. 예시적인 액션들은 디바이스를 언로크하는 것 또는 그 외에, GUI 액션들, 이를 테면, 커서 움직임, 선택, 메뉴 내비게이션, 및 다른 기능들을 변경하는 것을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 (또는 입력의 부족) 에 관한 정보를 전자 시스템의 일부 부분에 (예를 들어, 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재한다면, 프로세싱 시스템 (110) 과 별개인 전자 시스템의 이러한 중앙 프로세싱 시스템에) 제공한다. 일부 실시형태들에서, 전자 시스템의 일부 부분은 사용자 입력에 대해 작용하기 위해, 이를 테면 모드 변화 액션들 및 GUI 액션들을 포함하는 전체 범위의 액션들을 용이하게 하기 위해, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.
예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 (100) 의 감지 엘리먼트(들)을 동작시켜, 감지 영역 (120) 에서의 입력 (또는 입력 부재) 를 표시하는 전기 신호들을 생성한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공된 정보를 생성하는데 있어서 전기 신호들에 대해 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 베이스라인을 제하거나 다르게는 베이스라인의 소재를 확인 (account for) 할 수도 있어, 정보가 전기 신호들과 베이스라인 간의 차이를 반영한다. 또 다른 예들로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 위치 정보를 결정하고, 입력들을 커맨드들로서 인식하고, 사용자를 인증하는 것 등을 행할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 이를 테면, 센서 (100) 가 터치 스크린 인터페이스를 포함하는 실시형태들, 및/또는 활성 디스플레이 영역을 통하여 바이오메트릭 입력 데이터를 검출하도록 구성된 바이오메트릭 감지 실시형태들에서 감지 영역 (120) 은 디스플레이 스크린의 활성 영역의 적어도 일부분을 오버랩한다. 예를 들어, 센서 (100) 는 실질적으로 투명한 센서 전극들을 포함할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 시각적 인터페이스를 디스플레이하는 것이 가능한 임의의 타입의 동적 디스플레이일 수도 있으며, 임의의 타입의 발포토다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 전계발광 (electroluminescence; EL), 또는 다른 디스플레이 기술을 포함할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 또한 가요성이거나 강성일 수도 있고, 플랫하거나 곡면이거나 또는 다른 기하학적 구조를 가질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 스크린은 비주얼들을 제공하고/하거나 다른 기능을 제공하는데 이용될 수도 있는 TFT 회로부 및/또는 다른 회로부에 대한 유리 또는 플라스틱 기판을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 또한 입력 디바이스에 대한 입력 표면을 제공할 수도 있는 디스플레이 회로부 위에 배치된 커버 렌즈 (종종 "커버 유리"라고 지칭된다) 를 포함한다. 예시의 커버 렌즈 재료들은 광학적으로 투명한 비정질 고체들, 이를 테면, 화학적 경화 유리, 뿐만 아니라 광학적으로 투명한 결정질 구조들, 이를 테면, 사파이어를 포함한다. 본 개시에 따르면, 센서 (100) 및 디스플레이 스크린은 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 비주얼들을 디스플레이하고 입력 감지를 위하여 동일한 전기 컴포넌트들의 일부를 이용할 수도 있다. 일 실시형태에서, 디스플레이 디바이스의 하나 이상의 디스플레이 전극들은 디스플레이 업데이트 및 입력 감지 양쪽을 위해 구성될 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 스크린은 입력 디바이스와 통신하는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 동작될 수도 있다.
도 2a 는 디스플레이에 통합될 수도 있는 광학 센서 디바이스 (200) 의 일 예를 예시한다. 실시형태는 디스플레이의 커버 유리 또는 커버 렌즈 상에 또는 근처에 위치된 입력 오브젝트 (204) (예컨대, 지문) 의 이미지를 감지하기 위해 광 센서 검출기 엘리먼트들 (202) 을 이용한다. 블러링을 감소시키고 선명한 이미지를 달성하기 위해, 도시된 바와 같이, 검출기 엘리먼트 (202) 의 상부 측 (이미징될 입력 오브젝트의 동일한 측) 으로 투과되는 광의 감지를 가능하게 하는 광학 경로가 형성된다. 광학 경로는 수용 각 (θ) 을 갖는 수용 콘 (206) 에 의해 표현되고, 커버 층 (208), 정의된 애퍼처들 (210), 투명층 (212) 을 통한 전파 경로를 포함하며, 검출기 엘리먼트들 (202) 에 도달하기 전에 반사면들 (216) 에서 제 1 반사되고, 반사면들 (214) 에서 제 2 반사된다. 이들 특징들은 광학 경로를 작은 수용 각을 갖는 광의 수용 콘 (206) 으로 제한한다. 또한, 애퍼처들 (210) 에 의해 점유되지 않는 영역들에서 광을 차단할 수도 있는 차단층 (218) 및 반사면들 (216) 에 의해 점유되지 않는 영역들에서 광을 흡수할 수도 있는 반사층 (220) 이 도시된다. 작은 수용각을 유지하고, 따라서 블러링을 최소화하는 것은 개시된 실시형태들에 의해 실현된다. 센서 (200) 는 또한, 다양한 컬러들을 제시할 수도 있고 사용자가 볼 수 있는 전자 그래픽 디스플레이를 출력하는데 사용되는, 다양한 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 을 포함한다.
검출기 엘리먼트들 (202) 및 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 과 같은 디스플레이의 내부 컴포넌트들을 보호하기 위해, 디스플레이의 일부로서 커버층 (208) 이 제공된다. 커버층 (208) 의 상부 표면 (224) 은 입력 오브젝트 (204) 에 대한 접촉 영역을 제공하는 감지 표면을 형성한다. 감지 표면 (224) 은 오브젝트가 이미징될 수도 있는 감지 영역의 일부를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 전술한 바와 같이, 감지 영역은 실제 감지 표면 (224) 위로 확장할 수도 있다. 단순화를 위해, 커버층 (208)은 단일층으로 도시된다. 그러나, 커버층은 다수의 커버층들 또는 렌즈들을 포함할 수도 있으며, 활용되는 디스플레이 기술의 타입에 따라 변화하는, 편광기들, 컬러 필터들 등과 같은 부가적인 컴포넌트들을 또한 포함할 수도 있다.
설명의 목적으로 지문의 맥락에서 일반적으로 설명되었지만, 입력 오브젝트 (204) 는 이미징될 임의의 오브젝트이다. 일반적으로, 오브젝트 (204) 는 다양한 특징들을 가질 것이다. 예로서, 오브젝트 (204) 는 융선들 (228) 및 골들 (226) 을 갖는다. 돌출하는 성질로 인해, 융선들 (228) 은 감지 표면 (224) 과 접촉한다. 골들 (226) 은 감지 표면 (224) 과 접촉하지 않고, 대신에 입력 오브젝트 (204) 와 감지 표면 (224) 사이에 에어 갭을 형성한다. 이들 특징들은 직접 조명을 사용하거나 또는 내부 반사 원리들에 의존하여 광학적으로 이미징될 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c 에 도시된 예들에서, 검출기 엘리먼트들 (202) 및 디스플레이 픽셀들 (222) 은 기판 (238) 위에 위치된다. 검출기 엘리먼트들 (202) 은 박막 반도체 제작 프로세스를 이용하여 픽셀들 (222) 에 대한 디스플레이 백플레인과 동일한 평면에 형성될 수도 있다. 대안적으로, 검출기 엘리먼트들 (202) 은 디스플레이 픽셀들 (222) 과 상이한 평면에 위치될 수도 있거나, 또는 검출기 엘리먼트들은 임의의 디스플레이 스택과 분리된 별개의 센서 배열에서 구현될 수도 있다.
검출기 엘리먼트들 (202) 은 위로부터 광을 검출하도록 구성된, 임의의 적합한 타입의 광 검출기이다. 적합한 검출기 엘리먼트의 예들은 상보형 금속 산화물 반도체 (CMOS) 및 전하 결합 디바이스 (CCD) 센서 어레이들이다. 검출기 엘리먼트들 (202) 은 박막 트랜지스터들 (TFT들) 및/또는 박막 포토다이오드들 (예를 들어, pn 및 핀 다이오드들) 과 같은 박막 광 검출기들로서 구성될 수도 있다. 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 은 발포토다이오드들 (LED들), 유기 LED들 (OLED들), 액정 디스플레이 (LCD) 등과 같은 전형적인 디스플레이들에서 사용되는 임의의 타입의 광원을 포함할 수도 있다. 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 은 또한, TFT들로 구성될 수도 있다. 특정 실시형태들에서, 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 각각은 디스플레이 서브-픽셀 (예를 들어, 적색, 녹색, 청색) 일 수도 있거나, 또는 TFT 와 같은 픽셀의 엘리먼트일 수도 있다. 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 이 단일 평면에 도시되지만, 예컨대 TFT들, 액정들, 편광기들, 컬러 필터들 등을 포함할 수도 있는 LCD 의 경우에서와 같이, 디스플레이 픽셀이 다수의 평면들을 점유할 수도 있는 것이 이해될 것이다.
특정 실시형태들에서, 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 은 광을 감지 표면 (224) 으로 투과시키는데 사용되는 광의 소스를 형성하며, 광은 그 후, 하기에 추가로 설명되는 바와 같이 검출기 엘리먼트들 (202) 에 의해 반사되고 검출된다. 그러나, 광원 (222) 과 같은 별개의 광원이 광의 소스를 제공하기 위해 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 대신, 또는 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 과 결합하여 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또 다른 예로서, LCD 백라이트가 광원으로서 사용될 수도 있다.
차단층 (218) 은 애퍼처들의 제 1 세트 (210) 를 정의한다. 애퍼처들의 제 1 세트 (210) 는 감지 표면의 반사된 특정 광의 투명층 (212) 내로의 투과를 허용하도록 구성된다. 차단층 (204) 은 광이 애퍼처들 (210) 이 아닌 영역들을 통과하는 것을 차단하는, 광 흡수 재료, 반사 재료 및/또는 다른 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 차단층 (210) 이 디스플레이의 모든 영역들을 커버하지 않을 수도 있는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 디스플레이 픽셀들 (222) 위에 있는 영역 (230) 은 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 로부터의 광을 사용자가 볼 수 있게 하기 위해 투명할 수도 있다. 차단층 (218) 은 또한, 아래에서부터 광을 반사하도록 위치된, 예컨대 미러링된 표면들일 수도 있는 반사면들 (214) 을 포함한다. 차단층 (218) 은 별개의 반사면들 (214) 을 갖는 것으로 도시되지만, 차단층은 도 2b 에 도시된 것과 같이 연속적인 반사면 (250) 을 포함할 수도 있다.
반사층 (220) 은 투명층 (212) 아래에 위치되고, 반사면들 (216) 을 포함한다. 반사면들 (216) 은 광을 반사하도록 구성되며, 예를 들어 미러링된 표면들로 구성될 수도 있다. 반사층 (220) 은 별개의 반사면들 (216) 을 갖는 것으로 도시되지만, 반사층은 도 2c 에 도시된 것과 같이 연속적인 반사면 (260) 을 포함할 수도 있음이 이해될 것이다. 반사층 (220) 의 비-반사면 부분들은 광 흡수 재료로 제조될 수도 있다.
본 개시물에 따르면, 검출기 엘리먼트들 (202) 은 감지 표면 (224) 및/또는 입력 오브젝트 (204) 로부터 반사되고 수용 콘 (206) 내에 있는 광을 검출한다. 그러한 광은 애퍼처들 (210) 및 투명층 (212) 을 통해 투과되며, 그 후에 광은 최종적으로 검출기 엘리먼트들 (202) 에 도달하기 전에 먼저 제 1 반사된 반사면들 (216) 에서 반사되고, 그 후에 추가로 반사면들 (214) 에서 반사된다. 수용 콘 (206) 의 범위 밖에 있는 광은 일반적으로, 검출기 엘리먼트 (202) 에 도달하는 것이 방지된다.
예를 들어, (예를 들어, 디스플레이 픽셀들 (222), 별도의 광원 (228), 및/또는 백라이트로부터) 커버 층 (208) 내로 투과된 일부 광은 입력 오브젝트 (204) 상에 또는 입력 오브젝트 아래의 감지 표면 (224) 상에 입사될 것이다. 입사광은 차례로, 다양한 세기들로 차단층 (218) 을 향해 다시 반사될 것이다. 예컨대, 광이 광선 (232) 에 의해 도시된 바와 같이 층 (218) 에서 흡수되거나 그렇지 않으면 반사되기 때문에, 반사된 광의 일부는 차단층 (218) 을 통과하는 것이 방해될 것이다. 그러나, 다른 반사된 광은 광선들 (234 및 235) 에 의해 도시된 바와 같이, 애퍼처들의 제 1 세트 (210) 를 통과하고 투명층 (212) 으로 진입할 것이다.
투명층 (206) 에 진입하는 광에 대하여, 광의 일부는, 반사면 (216) 에 충돌하지 않고 반사층 (220) 에 충돌할 수도 있고, 광은 광선 (234) 에 의해 도시된 것과 같이, 반사층 (220) 이 광 흡수 재료로 제조되는 경우, 반사층 (220) 에 의해 간단히 흡수된다. 투명층 (212) 에 진입하는 다른 광은 반사면들 (216) 중 하나에 충돌할 것이고, 차단층 (218) 을 향해 다시 반사될 것이며, 그 일부는 제 2 반사면들 (214) 에 충돌할 것이다. 제 2 반사면들 (214) 로부터 반사된 광 중에서, 일부는 광선 (236) 에 의해 도시된 바와 같이, 검출기 엘리먼트들 (202) 중 적어도 하나에 도달할 것이다. 광 검출기들 (202) 에 도달하는 광의 양은 수용 콘 (206) 에 의해 제한된다. 수용 콘 (206) 의 사이즈는, 결국 애퍼처 (210) 의 폭 및 반사면들 (214, 216) 중 하나 또는 양자의 폭에 의해 제한된다. 검출기 엘리먼트들 (202) 의 광 검출기 표면의 폭은 또한, 수용 콘을 제한하는 기능을 할 수도 있다.
기술된 배열에 따라, 소정의 검출기 엘리먼트 (202) 에 진입하는 광의 방향은 입력 오브젝트 (204) 의 이미지의 블러링을 방지하기 위해 도 2a 내지 도 2c 에 도시된 바와 같은 작은 수용 각 (θ) 을 갖는, 수용 콘 (206) 으로 제한된다. 수용 콘 (230) 은 예를 들어, 수 도까지 제한될 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 수용 콘 (206) 은 검출기 엘리먼트 (202) 에 대응한다. 수용 각 (θ) 은 이미지 블러링의 정도 및 주어진 이미지 해상도를 여전히 달성하면서 입력 오브젝트 (204) 가 위치될 수 있는, 검출기 엘리먼트 (202) 로부터의 최대 거리를 결정한다. 언급된 것과 같이, 수용 콘들 (206) 의 사이즈는, (a) 제 1 애퍼처 (210) 의 폭, (b) 반사면 (216) 의 폭, (c) 반사면 (214) 의 폭, 및/또는 (d) 검출기 엘리먼트들 (202) 의 광 검출기 표면의 폭에 의존한다. 다양한 실시형태들에서, (a) 내지 (d) 중 임의의 2 이상은 그들의 폭들이 수용 각 (θ) 을 제한하기 위해 조정될 수도 있다.
예시의 목적들로, 수용 콘 (206) 을 정의하는 대응하는 애퍼처 (210) 및 반사면들 (214, 216) 을 갖는 오직 하나의 검출기 엘리먼트 (202) 만이 도시된다. 센서가 입력 오브젝트 (204) 의 원하는 영역을 이미징하기 위해 요구되는 것과 같이 많은 그러한 검출기 엘리먼트들 (202) 을 가질 것이며, 각 검출기 엘리먼트 (202) 가 상이한 수용 콘을 정의하기 위해 대응하는 애퍼처(들) 및 반사면(들)을 가질 것이라는 것이 인식될 것이다. 또한, 이 예에서, 하나의 검출기 엘리먼트 (202) 는 디스플레이의 디스플레이 픽셀들 또는 서브-픽셀들 (222) 의 세트에 대해 도시된다. 그러나, 검출기 엘리먼트 피치는 디스플레이 픽셀들 피치와 매칭할 필요는 없으며, 즉 각각의 픽셀 또는 서브-픽셀들의 세트는 대응하는 검출기 엘리먼트를 가질 필요가 없다. 또한, 검출기 엘리먼트들은 미광 (stray light) 의 수신을 최소화하기 위해 디스플레이를 통해 배열이 스태거될 수도 있다.
도 2a 에 도시된 배열은 투명층 (212) 위의 층 (차단층 (218)) 및 투명층 (212) 밑의 층 (반사층 (220)) 이 별개의 반사면들 (214, 216) 을 가지는 실시형태의 일 예를 도시한다. 반사면들의 다른 구성들이 가능한 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 상부 층, 즉 차단층 (218) 이 도 2b 는 연속하는 반사면 (250) 을 포함하는 반면, 하부 반사층 (220) 이 별개의 반사면들 (216) 을 포함하는 일 실시형태를 도시한다. 이 실시형태에서, 수용 콘의 사이즈는 애퍼처 (210) 의 폭, 반사면 (216) 의 폭, 및/또는 검출기 엘리먼트들 (202) 의 사이즈로부터 결정될 수도 있다. 도 2c 는 상부 층, 즉 차단층 (218) 이 별개의 반사면들 (214) 을 포함하는 반면, 하부 반사층 (220) 이 연속하는 반사면들 (260) 을 포함하는 다른 실시형태를 도시한다. 이 실시형태에서, 수용 콘의 사이즈는 애퍼처 (210) 의 폭, 반사면 (214) 의 폭, 및/또는 검출기 엘리먼트들 (202) 의 사이즈로부터 결정될 수도 있다.
도 3 은 미광 (예컨대, 수용 콘 (206) 내로부터 오지 않는 광) 이 검출기 엘리먼트들에 도달하는 것을 추가로 제한하도록 구성된 차단층 (300) 을 갖는 일 실시형태의 측면도를 도시한다. 도 2a 및 도 2b 와 유사하게, 실시예는 투명층 (212) 아래의 반사층 (220) 을 포함한다. 반사층 (220) 은 반사면 (216) 및 검출기 엘리먼트 (202) 를 포함한다. 상부 차단 표면 (300) 은 애퍼처 (210) 를 정의하고, 제 2 반사면 (214) 을 포함한다. 수용 콘 (206) 은 검출기 엘리먼트 (202) 에 도달하도록 의도된 광의 경로를 도시한다.
상부 차단 표면 (300) 에 부가하여, 배열은 또한, 302a, 302b 로 명명된 계단형 차단 부분들을 포함한다. 그 예에서, 차단 부분 (302a) 은 검출기 엘리먼트들 (202) 의 평면 위에서 그리고 실질적으로 수직하여 작동한다. 차단 부분 (302b) 은 검출기 엘리먼트들 (202) 의 평면 위에서 그리고 실질적으로 평행하여 작동한다. 도 3 은 단면을 도시하고, 차단 부분들 (302a, 302b) 뿐만 아니라 부분 (300) 이 검출기 엘리먼트 (202) 를 둘러쌀 수도 있는 것이 인식될 것이다. 도시된 것과 같이, 계단형 차단 부분들 (302a 및 302b) 은 높은 각도의 광 (법선에 대하여 큰 각도) 이 검출기 엘리먼트 (202) 에 도달하는 것을 차단한다. 이는 원하는 수용 콘 (206) 의 범위 외부에 있지만, 투영된 경로들 (306 및 310) 에 의해 도시된 것과 같이 계단형 부분 (302a 및 302b) 의 부재시 (예컨대, 이웃하는 애퍼처로부터) 검출기 엘리먼트 (202) 에 도달할, 광선들 (304 및 308) 에 의해 도시된다.
도 3 은 계단형 부분 (302a 및 302b) 을 사용하여 설명되었지만, 다른 구성들이 사용될 수도 있음이 이해될 것이다. 예로서, 부분 (302b) 은 제거될 수도 있다. 그러한 구성은 광선 (308) 이 잠재적으로 검출기 엘리먼트 (202) 에 도달하게 하면서 광선 (304) 에 의해 도시된 경로들을 갖는 미광 광선들을 여전히 차단할 것이다. 대안적으로, 상부 차단 표면 (300) 은 미광 광선들 (304 및 308) 이 검출기 엘리먼트 (202) 에 도달하는 것이 차단되도록 측면으로 충분히 멀리 확장할 수도 있다.
또 다른 대안으로서, 차단 부분 (302a) 은 차단 부분 (300) 으로부터 모든 경로 (way) 로 또는 실질적으로 반사층 (220) 아래의 경로로 확장할 수 있다. 또한, 도 3 에서의 예는 상기 검출기 엘리먼트의 평면에 각각 수직하여 그리고 수평하여 작용하는 벽들 (302a 및 302b) 을 도시한다. 그러나, 다른 배향들이 가능하다. 예를 들어, 비스듬한 및/또는 곡선의 측벽이 또한 사용될 수 있다. 도 2a 에 도시된 예의 경우에서와 같이, 측벽들은 또한 제거될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b 는 검출기 엘리먼트에 도달하는 미광에 의해 야기된 잡음을 감소시키기 위한 실시형태들에서 사용될 수도 있는 반사층 (400) 의 예들을 도시한다. 반사면 (404) 에 대응하는 수용 콘 (402) 의 수용 각 (θ) 은 광 흡수층 (406) 의 상부 표면 (408) 아래에 반사면 (400) (예컨대, 미러) 을 갖는 반사층 (404) 을 형성함으로써 수축될 수 있다. 반사층 (400) 은 오직, 수용 콘 (402) 내를 통과하는 광만을 반사한다. 광 수용 콘 (402) (및 따라서 광 수용 각 (θ)) 은 광 반사층 (400) 의 흡수 층 (406) 의 상부 표면 (408) 에 대하여 반사면 (404) 의 위치를 제어함으로써 조정될 수 있다.
도시된 것과 같이, 광 흡수 층 (406) 은 도 4a 에 도시된 것과 같이 반사면 (404) 의 상부에 직접 코팅될 수 있다. 대안적으로, 광 흡수층 (406) 은 도 4b 에 도시된 것과 같이 미러 (404) 의 표면을 커버하는 투명층 (410) 위에 코팅될 수 있다.
반사면들 (400) 은 수용 콘 (402) 내에서부터 광선 (412) 과 같은 광을 (도시되지 않은) 차단층을 향해 다시 위로 반사시킬 것이다. 그러나, 광선들 (414) 과 같이 수용 콘 (402) 의 범위 밖에 있는 각도들로 미러에 도달하는 광은 광 흡수 층 (406) 에 의해 차단된다.
도 4c 는 어떻게 도 4a 및 도 4b 와 관련하여 설명된 반사면 (400) 이 애퍼처들 (422) 을 갖는 차단층 (420) 과 결합하여 사용될 때, 광 수용 콘/각을 제어하는데 사용될 수도 있는지의 일 예를 도시한다. 광 흡수 층 (406) 의 표면 (408) 아래에 리세스된 반사면 (404) 이 도시된다. 또한, 애퍼처 (422) 및 반사면 (428) 을 갖는 차단층 (420) 이 도시된다.
(점선들로 경계를 이루는) 콘 (424) 은 반사면 (404) 의 폭과 애퍼처 (422) 의 폭에서 기인하는 광 수용 각 (θa) 을 갖는 수용 콘을 나타낸다. 콘 (424) 의 경우에, 반사면 (404) 에 대해 상승된 표면 (408) 을 갖는 차단층 (406) 은 무시된다. 다르게 말하면, 콘 (424) 에 대하여, 반사면 (404) 의 표면과 표면 (408) 이 동일한 레벨에 있는 것이 가정된다. 보여질 수 있는 것과 같이, 수용 콘 (424) 을 교차하는 차단층 (406) 의 하부측 영역은 상대적으로 크다. 도시된 특정 예에서, 콘 (424) 내에서부터의 광은 반사면 (428) 의 임의의 부분에 도달할 수도 있다.
(실선들로 경계를 이루는) 콘 (426) 은 광 수용 각 (θb) 을 갖는 수용 콘을 나타낸다. 콘 (426) 의 경우에, 반사면 (404) 에 대해 상승된 표면 (408) 을 갖는 차단층 (406) 이 고려된다. 보여질 수 있는 것과 같이, 수용 콘 (426) 을 교차하는 차단층 (406) 의 하부측 영역은 콘 (42) 과 비교하여 상대적으로 좁다. 도시된 특정 예에서, 콘 (426) 내에서부터의 광은 반사면 (428) 의 오직 일부분에 도달할 수도 있다. 이전에 설명된 것과 같이, 반사면 (428) 에 도달하는 광은 검출기 엘리먼트들의 평면을 향해 추가로 반사될 것이다. 그러나, 콘 (426) 내의 광만이 반사면 (428) 에 도달할 것이다. 따라서, 반사면 (400) 은 검출기 엘리먼트들에 도달할 수도 있는 광의 수용 각도를 제어하는데 사용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b 는 본 개시물에 따라 채용될 수도 있는 검출기 엘리먼트들, 투명층, 차단층 및 애퍼처들을 포함하는 센서 배열과 함께, 제조하고 조립하기 위한 예시적인 단계들을 도시한다. 단계들은 특정 순서로 설명되지만, 그 순서는 변경될 수도 있고 및/또는 단계들은 다르게는 명백한 경우를 제외하고 본 개시물의 범위로부터 벗어남 없이 결합되거나 제거될 수도 있다.
단계 (502) 에서, 검출기 엘리먼트들 (512) 및 반사면들 (514) 이 기판 (510) 에 형성된다. 검출기 엘리먼트들 (512) 은 박막 반도체 제작 프로세스를 사용하여 형성될 수도 있다. 반사면들 (514) 은 기판 (514) 상에 별개의 미러링된 표면들을 형성할 수도 있거나, 또는 연속적인 반사면을 형성할 수도 있다. 기판 (510) 은 또한 옵션으로, 반사면들 (514) 위의 개구부들을 가지고, 광 흡수 재료 (516) 로 코팅될 수도 있다. 인식될 것과 같이, 흡수층 (516) 은 검출기 엘리먼트 (512) 를 부가하기 전에 (또는 그 반대로) 제작될 수도 있다. 도 4a 내지 도 4c 와 관련하여 설명된 것과 같이, 반사면들 (514) 은 광 흡수 재료 (516) 의 상부에 대하여 리세스될 수도 있다.
단계 (504) 에서, 투명층 (518) 은 기판 (510) 위에 형성된다. 대안적으로, 단계 (502) 에서 설명된 기판 (510) 은 제거될 수도 있고, 반사면들 (514), 검출기 엘리먼트들 (512), 및 옵션으로 흡수 층 (516) 은 투명층 (518) 의 하부에 직접 부착되어 형성된다. 투명층 (518) 을 형성할 시, 광 흡수 재료는 또한 선택적으로, 차단층의 측벽들, 예컨대 도 3 과 관련하여 설명된 측벽들 (302a 및/또는 302b) 을 형성하기 위해 투명층에 포함될 수도 있다.
단계 (506) 에서, 반사면들 (520) 이 투명층 위에 위치된다. 도 2a 및 도 2b 와 관련하여 언급된 것과 같이, 반사면들 (520) 은 분리된 반사면들일 수도 있거나, 또는 연속적인 반사면일 수도 있다.
단계 (508) 에 도시된 것과 같이, 광 흡수 재료 (522) 는 또한, 투명층 (518) 과 반사면들 (520) 위에 코팅될 수도 있다. 애퍼처들 (524) 은 광 흡수 재료 (522) 에 또는 연속적인 반사면에 형성된다. 도 3 에 도시된 차단층 (300) 과 같은 차단층을 형성하기 위해, 투명층의 일부는 광 흡수 층의 형성 이전에 부분적으로 또는 완전히 에칭될 수 있다. 이전에 설명된 것과 같이, 애퍼처 (524) 의 폭, 반사면 (514) 의 폭, 반사면 (520) 의 폭, 및/또는 검출기 엘리먼트 (202) 의 광 감지 표면의 폭의 결합은, 광선 (526) 과 같은 특정 광이 검출기 엘리먼트들 (512) 에 도달하게 하는, 광 수용 콘을 정의한다.
여러 실시형태들을 예시하는데 있어서, 검출기 엘리먼트의 피치 사이즈가 디스플레이 엘리먼트들의 피치 사이즈와 일반적으로 동일한 예들이 도시되었다. 그러나, 검출기 엘리먼트들 및 디스플레이 엘리먼트들의 피치는 상이할 수도 있음을 이해할 것이다. 추가적으로, 애퍼처들 및/또는 검출기 픽셀들의 배열은 검출기 엘리먼트에 도달하는 잡음의 확률을 추가로 감소시키기 위해 디스플레이 전반에 걸쳐 스태거링될 수도 있다. 미광 또는 잡음을 수신하기 쉬운 검출기 엘리먼트들은 이미징 프로세스 동안 제거되거나 간단히 이용되지 않을 수도 있다.
배열이 일반적으로 오브젝트를 이미징하기 위한 센서의 맥락에서 설명되었음을 또한 이해할 것이다. 그러나, 본원에 설명된 센서는 또한 터치 센서로서 이용될 수 있다.
본 명세서에서 인용되는 공개들, 특허 출원들, 및 특허들을 포함하는 모든 참고문헌들은, 각각의 참고문헌이 개별적으로 그리고 구체적으로 인용에 의해 포함될 것으로 나타내어졌고 그 전부가 본 명세서에서 언급되었던 것처럼 동일한 정도로 참조로 본 명세서에서 포함된다.
본 개시를 설명하는 맥락에서 (특히 다음의 청구항들의 맥락에서) "a" 와 "an" 과 "the" 와 "적어도 하나" 및 유사한 지시자들이란 용어들의 사용은, 본 명세서에서 달리 나타내거나 또는 맥락에 의해 분명히 부정하지 않는 한 단수 및 복수 둘 다를 커버하도록 해석되어야 한다. "적어도 하나"라는 용어와 뒤따르는 하나 이상의 아이템들의 리스트의 사용 (예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나") 은 본 명세서에서 달리 나타내거나 또는 맥락에 의해 분명히 부정하지 않는 한 열거된 아이템들에서부터 선택된 하나의 아이템 (A 또는 B) 또는 열거된 아이템들 중 둘 이상의 아이템들의 임의의 조합 (A 및 B) 을 의미하도록 해석되어야 한다. "포함하는", "가지는", "구비하는", 및 "담고 있는" 이란 용어들은 달리 명시하지 않는 한 개방적 용어들 (즉, "비제한적으로 포함하는"을 의미함) 로서 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 값들의 범위들의 언급은, 본 명세서에서 달리 나타내어지지 않는 한, 범위 내에 속하는 각각의 개별 값으로 개별적으로 언급하는 약식 방법으로서 역할을 하는 것으로서만 의도되고, 각각의 개별 값은 그것이 본 명세서에서 개별적으로 언급되는 것처럼 명세서에 포함된다.
본원에 설명된 모든 방법들은 본원에서 달리 표시되지 않는다면 또는 문맥에 의해 명백하게 반박되지 않는다면, 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 임의의 및 모든 예들의 사용, 또는 본 명세서에서 제공되는 예시적인 언어 (예컨대, "이를테면") 는, 본 개시를 더 잘 예시하도록만 의도되고 달리 청구되지 않는 한 본 개시의 범위에 대한 제한을 제기하지 않는다. 명세서에서의 어떠한 용어도 발명의 구현에 핵심적인 임의의 비-청구적 요소를 표시하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 개시를 수행하기 위한 발명자들에게 공지된 최선의 모드를 포함하는 본 개시의 바람직한 실시형태들이 본 명세서에서 설명된다. 그들 바람직한 실시형태들의 변형들은 앞서의 설명을 읽을 시 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명확하게 될 수도 있다. 발명자들은 숙련된 기술자들이 이러한 변형들을 적절한 대로 채용할 것을 기대하고, 발명자들은 본 개시가 본 명세서에서 구체적으로 설명되는 것과는 달리 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 개시는 첨부되는 청구범위에서 언급되는 본 개시의 주제의 모든 수정들 및 동등물들을 적용 가능한 법률에 의해 허용되는 것으로서 포함한다. 더구나, 모든 가능한 변형들에서의 위에서 설명된 엘리먼트들의 임의의 조합이 본 명세서에서 달리 나타내거나 또는 맥락에 의해 분명히 부정하지 않는 한 본 개시에 의해 포함된다.

Claims (20)

  1. 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서로서,
    제 1 측 및 상기 제 1 측에 대향하는 제 2 측을 갖는 투명층;
    상기 투명층의 상기 제 1 측 위에 배치된 애퍼처들의 세트;
    상기 애퍼처들의 제 1 세트를 통해 투과된 광을 수신하고 수신된 상기 광을 반사하도록 구성된, 상기 투명층의 상기 제 2 측 아래에 배치된 반사면들의 제 1 세트;
    상기 반사면들의 제 1 세트로부터 반사된 상기 광을 수신하고 상기 광을 추가로 반사하도록 구성된, 상기 투명층의 상기 제 1 측 위에 배치된 반사면들의 제 2 세트; 및
    상기 반사면들의 제 2 세트로부터 추가로 반사된 상기 광을 수신하도록 위치된 복수의 검출기 엘리먼트들을 포함하는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기 엘리먼트들은 상기 감지 영역을 대면하는 상부 측 및 상기 감지 영역에 대향하는 하부 측을 가지고, 상기 검출기 엘리먼트들은 추가로 반사된 상기 광을 상기 감지 영역을 대면하는 상기 상부 측으로부터 수신하도록 구성되는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 애퍼처들의 세트는 광 차단층에서 개구부 (opening) 들에 의해 정의되는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차단층은 광 흡수 재료를 포함하는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 차단층은 상기 검출기 엘리먼트들의 평면 위에 그리고 상기 평면에 평행하는 제 1 부분들 및 상기 검출기 엘리먼트들을 적어도 부분적으로 둘러싸는 영역에서의 제 2 부분들을 포함하는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 부분들은 상기 검출기 엘리먼트들의 상기 평면과 실질적으로 수직하는 평면에 있는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사면들의 제 1 세트는 미러링된 표면들을 포함하고, 상기 미러링된 표면들의 각각은 광 흡수 재료로 둘러싸이는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 미러링된 표면들은 상기 광 흡수 재료에 대하여 리세스 (recess) 되는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 센서는 디스플레이와 통합되고, 상기 디스플레이의 하나 이상의 디스플레이 픽셀들은 상기 검출기 엘리먼트들에 의해 수신된 상기 광을 제공하도록 구성된 광원을 형성하는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기 엘리먼트들에 의해 수신된 상기 광을 제공하도록 구성된 광원을 형성하는 액정 디스플레이 (LCD) 백라이트를 더 포함하는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
  11. 제 1 항에 있어서,
    다음의 폭들 중 적어도 2 개는 상기 검출기 엘리먼트들에 대한 광의 수용 각을 제한하도록 조정되는, 감지 영역 상의 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 광학 센서.
    (a) 상기 애퍼처들의 제 1 세트에서의 애퍼처들의 폭, (b) 상기 반사면들의 제 1 세트에서의 반사면들의 폭, (c) 상기 반사면들의 제 2 세트에서의 반사면들의 폭, 및 (d) 추가로 반사된 상기 광을 수신하도록 위치된 상기 검출기 엘리먼트들의 표면들의 폭.
  12. 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 센서를 포함하는 디스플레이로서,
    디스플레이 픽셀들의 세트;
    애퍼처들의 세트 및 미러들의 제 1 세트를 갖는 제 1 광 차단층;
    상기 제 1 광 차단층 아래에 위치된 투명층;
    상기 애퍼처들의 세트를 통해 투과된 광을 수신하고 수신된 상기 광을 상기 미러들의 제 1 세트를 향해 반사하도록 구성된, 상기 투명층의 아래에 위치된 반사층으로서, 상기 미러들의 제 1 세트는 상기 반사층으로부터 반사된 상기 광을 추가로 반사하도록 구성되는, 상기 반사층; 및
    상기 투명층 아래에 위치되고 상기 미러들의 제 1 세트로부터 추가로 반사된 상기 광을 검출하도록 구성되는 검출기 엘리먼트들의 세트를 포함하는, 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 센서를 포함하는 디스플레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 검출기 엘리먼트들은 박막 광 검출기들인, 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 센서를 포함하는 디스플레이.
  14. 제 12 항에 있어서,
    다음의 폭들 중 적어도 2 개는 상기 검출기 엘리먼트들에 대한 광의 수용 각을 제한하도록 조정되는, 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 센서를 포함하는 디스플레이.
    (a) 상기 애퍼처들의 세트에서의 애퍼처들의 폭, (b) 상기 미러들의 제 1 세트의 폭, (c) 상기 반사층에서의 반사면들의 폭, 및 (d) 추가로 반사된 상기 광을 수신하도록 위치된 상기 검출기 엘리먼트들의 표면들의 폭.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사층은 미러링된 표면들의 세트를 포함하고, 상기 미러링된 표면들의 각각은 광 흡수 재료로 둘러싸이는, 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 센서를 포함하는 디스플레이.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 차단층은 상기 검출기 엘리먼트들의 세트의 평면 위에 그리고 상기 평면에 평행하는 제 1 부분들 및 상기 검출기 엘리먼트들의 세트를 적어도 부분적으로 둘러싸는 영역에서의 제 2 부분들을 포함하며, 상기 제 2 부분들은 상기 검출기 엘리먼트들의 세트의 평면과 실질적으로 수직하는 평면에 있는, 바이오메트릭 입력 오브젝트를 이미징하기 위한 센서를 포함하는 디스플레이.
  17. 광학 지문 센서를 제조하는 방법으로서,
    기판 위에 검출기 엘리먼트들의 세트 및 미러링된 표면들의 제 1 세트를 형성하는 단계;
    상기 검출기 엘리먼트들의 세트 및 상기 미러링된 표면들의 제 1 세트 위에 투명층을 형성하는 단계; 및
    상기 투명층 위에 광 차단층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 광 차단층은 애퍼처들의 세트 및 미러링된 표면들의 제 2 세트를 갖는, 광학 지문 센서를 제조하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 검출기 엘리먼트들 및 상기 미러링된 표면들의 제 1 세트의 적어도 부분들 위에 개구부들을 갖는 광 흡수층으로 상기 기판을 코팅하는 단계를 더 포함하는, 광학 지문 센서를 제조하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 광 차단층을 형성하는 단계는 상기 투명층의 부분들을 에칭하고, 상기 투명층의 에칭된 상기 부분들에 광 흡수 층을 형성하는 단계를 포함하는, 광학 지문 센서를 제조하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 투명층의 에칭된 상기 부분들은 상기 광 흡수 층의 부분이 형성되는 단계들을 형성하는, 광학 지문 센서를 제조하는 방법.
KR1020187015767A 2015-12-03 2016-11-30 디스플레이 백플레인 위의 통합을 위한 광학 센서 KR20180081097A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562262863P 2015-12-03 2015-12-03
US62/262,863 2015-12-03
US15/087,971 2016-03-31
US15/087,971 US10169630B2 (en) 2015-12-03 2016-03-31 Optical sensor for integration over a display backplane
PCT/US2016/064174 WO2017095896A1 (en) 2015-12-03 2016-11-30 Optical sensor for integration over a display backplane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180081097A true KR20180081097A (ko) 2018-07-13

Family

ID=58797649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187015767A KR20180081097A (ko) 2015-12-03 2016-11-30 디스플레이 백플레인 위의 통합을 위한 광학 센서

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10169630B2 (ko)
KR (1) KR20180081097A (ko)
CN (1) CN108291838B (ko)
WO (1) WO2017095896A1 (ko)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11310402B2 (en) * 2015-08-25 2022-04-19 Gingy Technology Inc. Image capturing device and fingerprint image capturing device
US10460188B2 (en) * 2014-08-26 2019-10-29 Gingy Technology Inc. Bio-sensing apparatus
US9934418B2 (en) 2015-12-03 2018-04-03 Synaptics Incorporated Display integrated optical fingerprint sensor with angle limiting reflector
US10169630B2 (en) 2015-12-03 2019-01-01 Synaptics Incorporated Optical sensor for integration over a display backplane
US10176355B2 (en) * 2015-12-03 2019-01-08 Synaptics Incorporated Optical sensor for integration in a display
EP3214462B1 (en) * 2016-03-04 2021-04-28 ams AG Optical sensor arrangement
JP2017172981A (ja) * 2016-03-18 2017-09-28 富士ゼロックス株式会社 検査装置
WO2018076168A1 (zh) * 2016-10-25 2018-05-03 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种传感器装置及移动终端
US10388689B2 (en) * 2017-02-13 2019-08-20 Egis Technology Inc. Fingerprint identification system, sensing method and manufacturing method
CN107045604A (zh) * 2017-02-22 2017-08-15 北京小米移动软件有限公司 信息处理方法及装置
US10664676B2 (en) * 2017-06-12 2020-05-26 Will Semiconductor (Shanghai) Co. Ltd. Systems and methods for reducing unwanted reflections in display systems incorporating an under display biometric sensor
CN109271831B (zh) * 2017-07-17 2020-12-18 金佶科技股份有限公司 取像装置
CN109271834B (zh) * 2017-07-17 2021-10-15 金佶科技股份有限公司 检测装置
US20200210671A1 (en) * 2017-07-26 2020-07-02 Shanghai Oxi Technology Co., Ltd Optical Fingerprint Module
CN107657231B (zh) * 2017-09-27 2020-08-11 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别传感器及其制作方法和显示装置
KR102534186B1 (ko) * 2017-11-10 2023-05-19 삼성전자주식회사 지문 센서를 포함하는 전자 장치
DE102018101625A1 (de) 2018-01-25 2019-07-25 JENETRIC GmbH Vorrichtung zur optischen Direktaufnahme von Hautabdrücken und Dokumenten
CN110097821A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 华为技术有限公司 屏幕模组和配置屏幕模组的电子设备
KR102480091B1 (ko) 2018-01-30 2022-12-23 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치
KR102509439B1 (ko) * 2018-03-06 2023-03-13 삼성디스플레이 주식회사 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 표시 장치
EP3537189A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-11 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Collimator filter
CN108513666B (zh) * 2018-03-22 2022-05-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置和电子设备
JP2021523502A (ja) 2018-05-07 2021-09-02 ウェーブタッチ リミテッド 指紋検出用のコンパクトな光学センサ
KR102593949B1 (ko) 2018-07-25 2023-10-27 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR102515833B1 (ko) * 2018-08-01 2023-03-29 삼성전자주식회사 대상체의 성분 분석 장치 및 방법과, 이미지 센서
CN110730967A (zh) * 2018-10-15 2020-01-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备
CN109541839B (zh) * 2018-12-10 2021-12-07 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
CN109445160B (zh) * 2018-12-27 2021-09-28 厦门天马微电子有限公司 显示模组及显示装置
CN109612581B (zh) * 2018-12-27 2021-06-29 西北核技术研究所 一种自带相机防护功能的漫反射成像强激光参数测量装置
CN110045557B (zh) * 2019-03-22 2021-06-01 武汉华星光电技术有限公司 显示面板及显示装置
CN110178143B (zh) * 2019-04-03 2021-02-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 薄膜半导体结构及操作方法及具指纹感测功能的手持装置
CN110119046B (zh) * 2019-05-31 2022-01-14 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板和显示装置
US11516374B2 (en) * 2019-06-05 2022-11-29 Synaptics Incorporated Under-display image sensor
CN110286717B (zh) * 2019-06-24 2021-07-02 Oppo广东移动通信有限公司 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110275341B (zh) * 2019-06-28 2022-04-12 厦门天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
US20210045950A1 (en) * 2019-08-16 2021-02-18 Stryker Corporation Patient support with deck width monitoring and control
US10884273B1 (en) * 2019-09-05 2021-01-05 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Display panel comprising a photosensitive component that receives reflected light of a fingerprint and is connected to an underside of a second thin film transistor layer and display device
CN110850628B (zh) * 2019-10-24 2022-02-22 武汉华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板和液晶显示装置
US11513001B2 (en) 2019-10-28 2022-11-29 Sensortek Technology Corp. Light sensor module including a polarizing element to block display light
CN110781848B (zh) * 2019-10-30 2022-05-20 Oppo广东移动通信有限公司 屏下指纹识别装置、电子设备
CN112783264A (zh) * 2019-11-11 2021-05-11 苹果公司 包括纹理化陶瓷盖的生物识别按键
CN115023750B (zh) * 2020-02-21 2023-08-15 Eizo株式会社 显示画面的射出光的检测方法以及显示装置
CN113743158A (zh) * 2020-05-28 2021-12-03 Oppo广东移动通信有限公司 屏下识别组件以及电子设备
US11658204B2 (en) * 2020-11-12 2023-05-23 GM Global Technology Operations LLC Microled display with pixelated sensors
CN115016157A (zh) 2021-03-03 2022-09-06 群创光电股份有限公司 显示装置

Family Cites Families (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0762865B2 (ja) 1993-05-13 1995-07-05 日本電気株式会社 指紋画像入力装置
US5726443A (en) 1996-01-18 1998-03-10 Chapman Glenn H Vision system and proximity detector
FR2746627B1 (fr) 1996-03-28 1998-06-12 Sagem Dispositif capteur d'empreintes
JP3473658B2 (ja) 1996-07-18 2003-12-08 アルプス電気株式会社 指紋読取り装置
US6259108B1 (en) 1998-10-09 2001-07-10 Kinetic Sciences Inc. Fingerprint image optical input apparatus
US8921473B1 (en) 2004-04-30 2014-12-30 Sydney Hyman Image making medium
US20040252867A1 (en) 2000-01-05 2004-12-16 Je-Hsiung Lan Biometric sensor
US6950540B2 (en) 2000-01-31 2005-09-27 Nec Corporation Fingerprint apparatus and method
US7212279B1 (en) 2002-05-20 2007-05-01 Magna Chip Semiconductor Ltd. Biometric identity verifiers and methods
WO2004019382A2 (en) 2002-08-21 2004-03-04 Secugen Corporation Tft sensor having improved imaging surface
KR100873497B1 (ko) 2002-10-17 2008-12-15 삼성전자주식회사 지문 인식 소자를 내장한 일체형 액정표시장치 및 이의제조 방법
US7158659B2 (en) 2003-04-18 2007-01-02 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. System and method for multiplexing illumination in combined finger recognition and finger navigation module
US7728959B2 (en) 2003-06-21 2010-06-01 Aprilis, Inc. Acquisition of high resolution biometric images
ATE514991T1 (de) 2003-09-12 2011-07-15 Flatfrog Lab Ab System und verfahren zur bestimmung einer position eines strahlungsstreu-/- reflexionselements
US7292232B2 (en) 2004-04-30 2007-11-06 Microsoft Corporation Data input devices and methods for detecting movement of a tracking surface by a laser speckle pattern
US7535468B2 (en) 2004-06-21 2009-05-19 Apple Inc. Integrated sensing display
US7969422B2 (en) 2005-07-15 2011-06-28 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Pattern detection system
CN1900949A (zh) * 2005-07-19 2007-01-24 全量工业股份有限公司 全反射式指纹辨识装置
US9208394B2 (en) 2005-09-05 2015-12-08 Alpvision S.A. Authentication of an article of manufacture using an image of the microstructure of it surface
JP4893032B2 (ja) * 2006-03-15 2012-03-07 オムロン株式会社 光学部品、光学センサ及び表面プラズモンセンサ
US7804984B2 (en) * 2006-07-31 2010-09-28 Lumidigm, Inc. Spatial-spectral fingerprint spoof detection
US7924272B2 (en) 2006-11-27 2011-04-12 Microsoft Corporation Infrared sensor integrated in a touch panel
US8094129B2 (en) 2006-11-27 2012-01-10 Microsoft Corporation Touch sensing using shadow and reflective modes
US7808540B2 (en) * 2007-01-09 2010-10-05 Eastman Kodak Company Image capture and integrated display apparatus
US20080239285A1 (en) 2007-03-30 2008-10-02 Chuan Liang Industrial Co., Ltd. Fingerprint identification system
JP2009163408A (ja) 2007-12-28 2009-07-23 Casio Comput Co Ltd 撮像装置及び生体認証装置
TWI372277B (en) 2008-09-04 2012-09-11 Au Optronics Corp Display module
JP2010094499A (ja) 2008-09-16 2010-04-30 Hitachi Maxell Ltd 画像取得装置及び生体情報取得装置
KR101296899B1 (ko) 2008-11-25 2013-08-14 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치와 그 제조방법
TWI382349B (zh) 2009-01-07 2013-01-11 Gingy Technology Inc Optical light guide module for optical fingerprint identification system
US8487913B2 (en) 2009-01-09 2013-07-16 Sharp Kabushiki Kaisha Area sensor, liquid crystal display unit, and position detection method
US8204283B2 (en) 2009-01-16 2012-06-19 Gingy Technology Inc. Fingerprint input module
DE102009005092A1 (de) 2009-01-19 2010-09-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur optischen Navigation und dessen Verwendung
TWI382353B (zh) 2009-02-19 2013-01-11 Gingy Technology Inc Optical Fingerprint Identification System
TWI382350B (zh) 2009-02-19 2013-01-11 Gingy Technology Inc Optical Fingerprint Identification System
CN101814125A (zh) 2009-02-25 2010-08-25 金佶科技有限公司 光学指纹识别***
CN101814126B (zh) 2009-02-25 2013-04-24 金佶科技股份有限公司 光学指纹识别***
CN102682280B (zh) 2009-02-25 2013-06-05 金佶科技股份有限公司 光学指纹识别***
KR101097309B1 (ko) 2009-05-06 2011-12-23 삼성모바일디스플레이주식회사 터치 동작 인식 방법 및 장치
GB2470737A (en) 2009-06-02 2010-12-08 Sharp Kk A display panel for 3D position sensing of a light reflecting/emitting object
US20100309169A1 (en) 2009-06-03 2010-12-09 Lumio Inc. Optical Touch Screen with Reflectors
TWI410703B (zh) 2009-06-18 2013-10-01 Au Optronics Corp 光學感測元件、其製作方法及光學式觸控裝置
KR101352117B1 (ko) 2009-10-22 2014-01-14 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널을 갖는 표시 장치 및 이의 터치 감지 방법
TWI448973B (zh) 2009-10-23 2014-08-11 Gingy Technology Inc A light guide module that improves image contrast
US8896545B2 (en) 2009-11-24 2014-11-25 Microsoft Corporation Angularly-selective sensor-in-pixel image detection
WO2011065362A1 (ja) * 2009-11-27 2011-06-03 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2011203792A (ja) 2010-03-24 2011-10-13 Hitachi Displays Ltd 撮像装置
TWI409679B (zh) 2010-06-04 2013-09-21 Au Optronics Corp 光學式觸控面板及觸控顯示裝置及其觸控輸入方法
US20120054350A1 (en) 2010-08-12 2012-03-01 S.G.Z.Ltd. Apparatus for coupling between network users
TWI457842B (zh) 2010-09-29 2014-10-21 Gingy Technology Inc A segmented image recognition method and a region identification device thereof
TWI524239B (zh) 2010-10-08 2016-03-01 友達光電股份有限公司 判斷觸碰位置的方法
US20120092324A1 (en) 2010-10-18 2012-04-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Touch, handwriting and fingerprint sensor with elastomeric spacer layer
KR200462271Y1 (ko) 2010-10-28 2012-09-03 징이 테크놀러지 아이엔씨. 광학 지문 인식 시스템
EP2710582A4 (en) 2011-05-17 2014-12-31 Cross Match Technologies Inc DIGITAL FOOTPRINT SENSORS
US8805302B2 (en) 2011-05-19 2014-08-12 Apple Inc. Proximity and ambient light sensor with improved smudge rejection
TWI444904B (zh) 2011-06-24 2014-07-11 Gingy Technology Inc 指紋辨識裝置
JP5767882B2 (ja) 2011-07-26 2015-08-26 浜松ホトニクス株式会社 分光器
TWI450201B (zh) 2011-08-05 2014-08-21 Gingy Technology Inc 指壓板
TWI456510B (zh) 2011-08-24 2014-10-11 Gingy Technology Inc 用於指紋接觸之面板
US10024655B2 (en) 2011-11-11 2018-07-17 Cross Match Technologies, Inc. Ambient light rejection for non-imaging contact sensors
US9893102B2 (en) 2011-11-12 2018-02-13 Cross Match Technologies, Inc. Ambient light illumination for non-imaging contact sensors
TWI562077B (en) 2012-01-04 2016-12-11 Gingy Technology Inc Method for fingerprint recognition using dual camera and device thereof
TWM435680U (en) 2012-02-15 2012-08-11 Gingy Technology Inc Object motion detector
TWI475574B (zh) 2012-02-29 2015-03-01 Far Eastern New Century Coprration 塗佈型透明導電膜結構及其應用
CN202632318U (zh) 2012-03-19 2012-12-26 金佶科技股份有限公司 指纹获取装置
US8994690B2 (en) 2012-04-29 2015-03-31 Weidong Shi Method and apparatuses of transparent fingerprint imager integrated with touch display device
US9047500B2 (en) * 2012-08-13 2015-06-02 Palo Alto Research Center Incorporated Integrated thin film imager for bright field, dark field, and frustrated total internal reflection imaging
TWI609334B (zh) 2012-11-02 2017-12-21 金佶科技股份有限公司 指紋取像系統
TWI517054B (zh) 2013-04-24 2016-01-11 金佶科技股份有限公司 指紋取像裝置
US9323393B2 (en) 2013-06-03 2016-04-26 Qualcomm Incorporated Display with peripherally configured ultrasonic biometric sensor
DE102013106105A1 (de) 2013-06-12 2014-12-31 Dan Hossu Verfahren zur optischen Erfassung eines Fingerabdrucks oder eines Gegenstandes und Vorrichtung mit mindestens einem Bildschirm
TWI496058B (zh) 2013-07-31 2015-08-11 Quanta Comp Inc 光學式觸控裝置
US9984270B2 (en) 2013-08-05 2018-05-29 Apple Inc. Fingerprint sensor in an electronic device
TWI501163B (zh) 2013-08-15 2015-09-21 Gingy Technology Inc 真偽指紋的辨識方法及辨識裝置
CN104463074B (zh) 2013-09-12 2017-10-27 金佶科技股份有限公司 真伪指纹的辨识方法及辨识装置
KR101376227B1 (ko) 2013-09-17 2014-03-25 실리콘 디스플레이 (주) 광학식 지문센서
US9218522B2 (en) 2013-09-17 2015-12-22 Gingy Technology Inc. Method for determining fingerprint authenticity and device for the same
US20150084994A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 Qualcomm Incorporated Touch-enabled field-sequential color (fsc) display using a light guide with light turning features
US9977543B2 (en) 2014-02-27 2018-05-22 Samsung Display Co., Ltd. Apparatus and method for detecting surface shear force on a display device
EP3120295B1 (en) 2014-03-21 2019-01-09 Sony Corporation Electronic device with display-based fingerprint reader
CN103942537A (zh) 2014-04-04 2014-07-23 王曙光 液晶终端设备、指纹图像的采集方法及指纹采集器
CN203838722U (zh) 2014-04-04 2014-09-17 深圳印象认知技术有限公司 液晶终端设备及指纹采集器
CN104182727B (zh) 2014-05-16 2021-07-30 深圳印象认知技术有限公司 超薄型指纹、掌纹采集装置及指纹、掌纹图像采集方法
CN204028936U (zh) 2014-05-16 2014-12-17 深圳印象认知技术有限公司 超薄型指纹采集装置、可采集指纹的显示设备
US9836165B2 (en) 2014-05-16 2017-12-05 Apple Inc. Integrated silicon-OLED display and touch sensor panel
TWI512637B (zh) 2014-05-28 2015-12-11 Pacing Technology Co Ltd 指紋影像擷取裝置及其指紋影像擷取模組
TWI534717B (zh) 2014-05-30 2016-05-21 正崴精密工業股份有限公司 指紋感測器
US9672405B2 (en) 2014-05-30 2017-06-06 Egis Technology Inc. Electronic device and fingerprint recognition method
US8917387B1 (en) 2014-06-05 2014-12-23 Secugen Corporation Fingerprint sensing apparatus
CN104035620B (zh) 2014-06-20 2018-09-07 深圳印象认知技术有限公司 光学感应键、触摸屏、指纹采集设备、电子设备
CN104318199B (zh) 2014-06-23 2020-03-24 上海箩箕技术有限公司 复合式光学传感器及其制作方法和使用方法
CN105336752B (zh) 2014-06-23 2018-08-21 上海箩箕技术有限公司 面阵传感器装置及其形成方法
CN105304656B (zh) 2014-06-23 2018-06-22 上海箩箕技术有限公司 光电传感器
CN105989325A (zh) 2015-01-29 2016-10-05 深圳印象认知技术有限公司 蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器及终端设备
US10318074B2 (en) * 2015-01-30 2019-06-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing OLED display with tilted emitters
US9829614B2 (en) 2015-02-02 2017-11-28 Synaptics Incorporated Optical sensor using collimator
US10181070B2 (en) * 2015-02-02 2019-01-15 Synaptics Incorporated Low profile illumination in an optical fingerprint sensor
US9811711B2 (en) 2015-02-22 2017-11-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Fingerprint detection with transparent cover
CN107004130B (zh) 2015-06-18 2020-08-28 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于屏幕上指纹感应的屏幕下光学传感器模块
CN105093913B (zh) 2015-09-21 2018-07-03 京东方科技集团股份有限公司 智能手表、操作控制方法及装置
US9934418B2 (en) * 2015-12-03 2018-04-03 Synaptics Incorporated Display integrated optical fingerprint sensor with angle limiting reflector
US10169630B2 (en) 2015-12-03 2019-01-01 Synaptics Incorporated Optical sensor for integration over a display backplane
US10229316B2 (en) * 2016-01-29 2019-03-12 Synaptics Incorporated Compound collimating system using apertures and collimators
TWI584201B (zh) * 2016-07-17 2017-05-21 金佶科技股份有限公司 辨識裝置及辨識方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190095676A1 (en) 2019-03-28
US11475692B2 (en) 2022-10-18
CN108291838A (zh) 2018-07-17
WO2017095896A1 (en) 2017-06-08
US10169630B2 (en) 2019-01-01
US20170161544A1 (en) 2017-06-08
CN108291838B (zh) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11475692B2 (en) Optical sensor for integration over a display backplane
US10303919B2 (en) Display integrated optical fingerprint sensor with angle limiting reflector
US10936840B2 (en) Optical sensor with angled reflectors
CN108369135B (zh) 用于显示器中集成的光学传感器
US10311276B2 (en) Under display optical fingerprint sensor arrangement for mitigating moiré effects
CN109196524B (zh) 通过光学感测检测指纹的电子设备及其操作方法
US11450142B2 (en) Optical biometric sensor with automatic gain and exposure control
CN111401243B (zh) 光学传感器模块及其电子设备
CN110753999B (zh) 用于使用基于点的照亮的光学感测的***和方法
US10146258B2 (en) Optical image sensor for display integration
CN110023955B (zh) 具有衬底滤光器的光学传感器
US20190129530A1 (en) Under display biometric sensor
KR20170106425A (ko) 온-스크린 지문 감지를 위한 언더-스크린 광학 센서 모듈
CN112070018A (zh) 指纹识别装置和电子设备
CN111108511A (zh) 指纹检测装置和电子设备
CN210605739U (zh) 指纹检测装置和电子设备
US20190347464A1 (en) Optimized scan sequence for biometric sensor
US10990225B2 (en) Display-integrated optical sensor with focused and folded light path

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application