WO2021230494A1 - 광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2021230494A1
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display
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한준희
문한울
김수환
배승재
신인호
임지영
조용원
이지우
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to an electronic device including an optical sensor module.
  • At least one electronic component such as a sensor module disposed in the internal space of the electronic device, may require an efficient arrangement structure in consideration of surrounding structures in order to exhibit the best performance.
  • the electronic device is an optical sensor module disposed in the interior space and used as a user authentication means, and may include a fingerprint sensor module.
  • the fingerprint sensor module may be arranged to detect a fingerprint of a user that is in contact with or approaches through at least a partial area of the display under the display occupying substantially the entire area of the front surface of the electronic device.
  • the fingerprint sensor module may include an image sensor disposed in the inner space of the module housing and receiving reflected light through the user's fingerprint.
  • the fingerprint sensor module is disposed in the inner space of the module housing, and includes a light emitting unit for irradiating light through the display and a light receiving unit for detecting light reflected through the user's fingerprint and entering through the display can do.
  • the electronic device may detect the user's unique fingerprint information according to valleys and ridges of the finger formed on the finger through the fingerprint sensor module, and determine whether authentication is performed by comparing it with a pre-stored fingerprint. .
  • the electronic device may include a support frame disposed in the interior space and a display that is supported by the support frame and is at least partially visible from the outside.
  • the fingerprint sensor module may face the through hole formed in the support frame in the internal space of the electronic device, in a bracket (or rear frame) disposed separately from the support frame, and irradiate or receive light in the display direction through the through hole. It can be arranged so that Furthermore, the printed circuit board electrically connected to the fingerprint sensor module may be disposed at a position spaced apart from the support frame in the internal space of the electronic device.
  • the fingerprint sensor module disposed separately from the support frame supporting the display is spaced apart from the display and the fingerprint sensor module according to partial deformation of the display and the support frame when the display is pressed for a sensing operation. Since the distance is changed, the fingerprint recognition rate may be reduced. Moreover, such a structure in which the separation distance between the display and the fingerprint sensor module is deformed may cause malfunctions such as disconnection or poor connection of the electrical connection structure between the fingerprint sensor module and the printed circuit board.
  • Various embodiments of the present disclosure may provide an electronic device including an optical sensor module configured to ensure operation reliability.
  • an electronic device includes a housing, a support frame disposed in an internal space of the housing, the support frame including a first surface, a second surface facing in a direction opposite to the first surface, and a through hole; It may include a display supported by a surface and arranged to be visible from the outside through at least a portion of the housing, and an optical sensor module arranged to face the through hole on the second surface.
  • an electronic device includes a housing, a display disposed to be visible from the outside through at least a portion of the housing, and a support disposed under the display in an internal space of the housing and including a through hole and an optical sensor module fixed to the support frame so as to face the through hole under the frame and the support frame.
  • Exemplary embodiments of the present invention are optical sensor modules, and since the fingerprint sensor module is disposed together on a support frame supporting the display, even if the display and the support frame are partially deformed by the pressing operation for fingerprint sensing, the display By providing an adaptive pressing structure in which the separation distance between the and the fingerprint sensor module is kept constant, an excellent fingerprint recognition rate can be always implemented.
  • the printed circuit board of the electronic device is disposed together on the support frame supporting the display, even if the display and the support frame are partially deformed by frequent pressing operations for fingerprint sensing, A reliable electrical connection structure between the printed circuit board and the fingerprint sensor module can be implemented.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a front surface of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a rear surface of the electronic device of FIG. 1 according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an electronic device including a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of an electronic device in which a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure is disposed.
  • 5A and 5B are diagrams comparing a change in a separation distance between a fingerprint sensor module and a display due to a pressing operation of the display according to various embodiments of the present invention.
  • 5C is a partial cross-sectional view of an electronic device in which a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure is disposed.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of an electronic device in which a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure is disposed.
  • FIG. 7A is an exploded perspective view of an electronic device including a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 7B is a partial configuration diagram of an electronic device illustrating a state in which a fingerprint sensor module and a printed circuit board are connected through a bridge board according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of an electronic device in which a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure is disposed.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of an electronic device in which a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure is disposed.
  • FIG. 10 is a block diagram of an electronic device including a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an authentication procedure through a fingerprint sensor module according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a front surface of an electronic device 100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • 2 is a perspective view illustrating a rear surface of the electronic device 100 of FIG. 1 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 includes a front cover 102 (eg, a front plate or a front window) facing a first direction (z-axis direction), the first direction and
  • the rear cover 111 eg, a rear plate or a rear window facing in the opposite direction (- z-axis direction) and the interior space between the front cover 102 and the rear cover 111 (eg, the interior space 1001 in FIG. 3 ) )) and a housing 110 comprising a side member 118 surrounding it.
  • the front cover 102 may be formed by a glass plate including various coating layers, or a polymer plate.
  • the back cover 111 is, for example, coated or tinted glass, ceramic, polymer, metal (eg, aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or at least two of the above materials. can be formed by a combination of
  • the side member 118 is coupled to the front cover 102 and the rear cover 111 and may be formed in a side bezel structure including a metal and/or a polymer.
  • the back cover 111 and the side member 118 are integrally formed and may be formed of the same material (eg, a metal material such as aluminum or magnesium).
  • the electronic device 100 includes a display 101 , at least one input device 103 , sound output devices 107a and 107b , a sensor module 104 , and camera modules 105 and 112 ( 122a ). , 122b)), a key input device 117 , and a connector port 108 .
  • the electronic device 100 may omit at least one of the aforementioned components (eg, the key input device 117 ) or additionally include other components.
  • the display 101 may be visually exposed through, for example, a substantial portion of the front cover 102 . In another embodiment, the display 101 may be exposed through substantially the entire area of the front cover 102 .
  • the distance between the outer periphery of the display 101 and the outer periphery of the front cover 102 may be formed to be substantially the same.
  • the display 101 has a recess or opening formed in a portion of the screen display area, and is aligned with the recess or opening in the internal space of the electronic device 100 . At least one of the components may be disposed.
  • the internal space of the electronic device 100 eg, the internal space 1001 of FIG. 3
  • under and/or the front cover 102 of the screen display area (eg, active area) of the display 101 under and/or the front cover 102 of the screen display area (eg, active area) of the display 101 .
  • the display 101 may include at least one of a sensor module 104, a camera module 105, a fingerprint sensor module (eg, the fingerprint sensor module 130 of FIG. 3) or a light emitting device (not shown) disposed below.
  • the display 101 includes a touch sensing circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of a touch, and/or an electromagnetic induction panel (eg, a stylus pen) for detecting a magnetic field type electronic pen (eg, a stylus pen).
  • a digitizer may be combined with, or placed adjacent to.
  • the input device 103 may include at least one microphone module 103 .
  • the input device 103 may include a plurality of microphone modules 103 disposed at different positions to detect the direction of sound.
  • the sound output devices 107a and 107b may include a speaker module.
  • the speaker modules 107a and 107b may include an external speaker and/or a receiver for a call.
  • the at least one sensor module 104 may generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state of the electronic device 100 or an external environmental state.
  • the at least one sensor module 104 may include, for example, a proximity sensor, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, It may further include at least one of a humidity sensor and an illuminance sensor.
  • the key input device 117 may be disposed to be at least partially exposed through the side member 118 of the housing 110 .
  • the electronic device 100 may not include some or all of the key input devices 117 described above, and the not included key input devices 117 may display soft keys on the display 101 . It can also be displayed in the form
  • the key input device 117 may be implemented using a pressure sensor included in the display 101 .
  • the key input device 117 is disposed inside the electronic device 100 and includes at least one pressure responsive key using a strain gauge that measures a change in pressure caused by the pressing of the side member 118 . You may.
  • the connector port 108 is a connector port (eg, a receptacle) (eg, a USB connector port or an IF connector port) for sending and receiving power, data, and/or acoustic signals with an external electronic device.
  • a connector port eg, a receptacle
  • IF connector port e.g., a USB connector port or an IF connector port
  • the camera modules 105 and 112 are externally through the front camera module 105 and the rear cover 111 arranged to be exposed to the outside through the front cover 102 of the electronic device 100 . It may include a rear camera module 112 disposed to be exposed.
  • the camera module 105 , 112 may include one or more lenses, an image sensor, and/or an image signal processor.
  • the rear camera module 112 may include a plurality of camera modules and perform multi-camera functions for general shooting, wide-angle shooting, macro shooting, telephoto shooting, and/or ultra wide-angle shooting.
  • the rear camera module 112 may further include or be replaced with a time of flight (TOF) camera and/or a light detection and ranging (LiDAR) scanner.
  • TOF time of flight
  • LiDAR light detection and ranging
  • the electronic device 100 may include an electronic pen 200 that is detachably disposed on the pen receiving part 1111 provided in at least a partial area of the rear cover 111 .
  • the electronic pen 200 may include a hollow pen housing 201 having a length, and a pen tip 202 disposed at an end of the pen housing 201 .
  • the electronic pen 200 may include a key button 203 disposed on at least a partial area of the pen housing 201 .
  • the electronic pen 200 may be attached to the pen seating unit 1111 using the magnetic force of at least one magnet.
  • the electronic pen 200 is disposed inside the pen housing 201 and may include a battery (not shown) used for short-range wireless communication (eg, Bluetooth communication).
  • the electronic pen 200 may include a coil member (not shown) for electromagnetic induction and/or wireless charging, and using the coil member, the pen seat 1111 of the electronic device 100 . ) may be charged through the wireless charging unit 1111a disposed in the battery.
  • the detection method of the electronic pen 200 may include an electro-magnetic resonance (EMR) method, an active electrical stylus (AES) method, or an electric coupled resonance (ECR) method.
  • the electronic device 100 provides at least one unit through the non-conductive members 115a and 115b (eg, polymer) disposed on at least a portion of the rear cover 111 and/or the side member 118 .
  • the conductive member may be segmented, and the segmented unit conductive member may be used as an antenna operating in at least one frequency band.
  • the electronic device 100 may control the display 101 to display the fingerprint authentication interface 1011 for guiding the fingerprint contact area to the user.
  • the fingerprint authentication interface 1011 overlaps the fingerprint sensor module (eg, the fingerprint sensor module 130 of FIG. 3 ) when the display 101 is viewed from above (eg, in the z-axis direction). can be displayed in a location where
  • the fingerprint authentication interface 1011 may include various types of objects displayed so that the user can recognize them through the display 101 .
  • the display 101 may be set to display the gradient-type brighter lighting areas 1011a and 1011b through at least one color in an area corresponding to the fingerprint authentication interface 1011 .
  • the brighter lighting areas 1011a, 1011b are arranged to at least partially surround the first brighter lighting area 1011a and the first brighter lighting area 1011a displayed in the area comprising at least the fingerprint authentication interface.
  • a second brighter lighting area 1011b may be included.
  • the brighter lighting areas 1011a and 1011b may be set to a gradient type in which saturation/brightness is adjusted in the same color from the first brighter lighting area 1011a to the second brighter lighting area 1011b.
  • the fingerprint authentication interface 1011 may be set to gradually become brighter or darker as it progresses from the first brighter lighting area 1011a to the second brighter lighting area 1011b.
  • the display 101 may display only the fingerprint authentication interface 1011 in a normal state. In some embodiments, the display 101 may be set to adjust the brightness of each area in a gradient type in addition to the fingerprint authentication interface 1011 when the fingerprint is approached. In some embodiments, the brighter lighting areas 1011a and 1011b may have the same size as the fingerprint authentication interface 1011 , or may be displayed smaller or larger. In some embodiments, the brighter lighting areas 1011a and 1011b may be set to be displayed in real time in an area corresponding to a touch input.
  • 3 is an exploded perspective view of the electronic device 100 including the fingerprint sensor module 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4 is a partial cross-sectional view of the electronic device 100 in which the fingerprint sensor module 130 is disposed according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 is disposed to receive support from the housing 110 , the support frame 120 disposed in the inner space 1001 of the housing 110 , and the support frame 120 , and the housing (
  • the display 101 which is arranged to be visible from the outside through at least a partial region of the 110
  • the optical sensor module which are arranged to be at least partially supported by the support frame 120 in the internal space 1001 of the electronic device 100 .
  • the fingerprint sensor module 130 and the rear frame 1101 supporting at least a portion of the fingerprint sensor module 130 may be included.
  • the rear frame 1101 may include a rear cover (eg, the rear cover 111 of FIG.
  • the rear frame 1101 may be disposed in the inner space 1001 of the electronic device 100 as a support bracket separately from the rear cover (eg, the rear cover 111 of FIG. 2 ).
  • the support frame 120 is disposed in the inner space 1001 of the housing 110, the first surface 1201 facing the first direction (eg, the z-axis direction) and opposite to the first direction It may include a second surface 1202 facing the second direction (eg, the -z axis direction).
  • the display 101 may be disposed in such a way that it is laminated on the rear surface of the front cover 102 (eg, a glass window or a polymer window) made of a transparent material coupled to the housing 110 .
  • the support frame 120 may include a through hole 121 (eg, an opening) formed to penetrate from the first surface 1201 to the second surface 1202.
  • the support frame 120 may be formed of a metal and/or a polymer, and may have a structure that can help reinforce the rigidity of the electronic device 100 .
  • the fingerprint sensor module 130 may be disposed at a position facing the through hole 121 on the second surface 1202 of the support frame 120 .
  • the fingerprint sensor module 130 includes a module housing 131 , an image sensor (not shown) that is disposed in the inner space of the module housing 131 , and receives reflected light of a fingerprint, and the module housing 131 .
  • ) may include a flexible printed circuit board (FPCB) 132 drawn from the specified shape and length.
  • the fingerprint sensor module 130 may be arranged in such a way that the module housing 131 is attached to the second surface 1202 of the support frame 120 via an adhesive tape 143 .
  • the fingerprint sensor module 130 includes a support frame (eg, a snap-fit coupling structure) through which the module housing 131 is bonded, fused, screwed, or structurally coupled by its own shape (eg, a snap-fit coupling structure). It may be arranged in a manner fixed to the second surface 1202 of 120 .
  • the fingerprint sensor module 130 is a printed circuit board (PCB) disposed on the second surface 1202 of the support frame 120 via the FPCB 132 (eg, in FIG. 4 ).
  • the printed circuit board 150 may be electrically connected.
  • the FPCB 132 may be attached to the second side 1202 of the support frame 120 at least in part via an adhesive tape 144 .
  • the electronic device 100 may have an additional support structure for the fingerprint sensor module 130 disposed on the second surface 1202 of the support frame 120 .
  • the support frame 120 includes at least one screw through hole 123 disposed at a predetermined interval around the through hole 121 .
  • the rear frame 1101 may include a screw fastening bushing 1102 extending in the support frame direction (z-axis direction) at a position corresponding to the at least one screw through hole 123 . Accordingly, the screw S penetrated through the screw through hole 123 is fastened to the screw fastening bushing 1102 , so that the fingerprint sensor module 130 disposed between the support frame 120 and the rear frame 1101 is also You can get strong support.
  • the electronic device 100 may include a pressure distribution unit 141 disposed between the display 101 and the first surface 1201 of the support frame 120 near the through hole 121 .
  • the pressure distribution unit 141 may help to evenly transmit the pressure pressed by the user to the support frame 120 .
  • the pressure dispersing unit 141 distributes the pressure applied to the through-hole 121 portion of the display 101 and/or the support frame 120 according to the user's pressing pressure to prevent deformation of the corresponding area. can help to minimize it.
  • by changing the area of the pressure distribution unit 141 to be larger it is possible to increase the uniform distribution ratio of the pressing pressure.
  • the pressure distribution unit 141 may be disposed to surround at least a portion of the through hole 121 .
  • the pressure distribution unit 141 may be arranged in a loop shape at least partially surrounding the through hole 121 .
  • the pressure distribution unit 141 may be disposed in the form of a closed loop that completely surrounds the through hole 121 .
  • the support frame 120 includes a recess 1211 formed lower than the first surface 1201 to compensate for the thickness of the pressure distribution unit 141 disposed around the through hole 121 . can do.
  • the recess 1211 may be configured such that, when the pressure dispersing unit 141 is disposed in the recess 1211 , the outer surface of the pressure dispersing unit 141 and the first surface 1201 may coincide with each other. depth can be formed.
  • the pressure dispersing unit 141 has one side fixed to the recess 1211 through an adhesive member (eg, an adhesive tape or a bonding member), and the other side is the display 101 without a separate adhesive member. It can be arranged to support.
  • the pressure dispersing unit 141 may be attached to the display 101 through an adhesive member.
  • the pressure distribution unit 141 may include a single-sided sealing tape attached to the recess 1211 .
  • the pressure dispersing unit 141 may be formed of a sponge-based elastic material.
  • the pressure distribution unit 141 may be formed of a black color-based material in order to prevent visibility from the outside through the display 101 .
  • the pressure distribution unit 141 may be formed of a material of the same color series as the support frame 120 .
  • the electronic device 100 is disposed between the module housing 131 and the rear frame 1101 of the fingerprint sensor module 130 , and is configured to support at least a portion (the bottom surface) of the module housing 131 .
  • It may include a buffer unit 142.
  • the buffer unit 142 may include a tape member made of an elastic material attached to the rear frame 1101 and the module housing 131 .
  • the buffer unit 142 may include an elastic material such as rubber, urethane, or silicone interposed between the rear frame 1101 and the module housing 131 of the fingerprint sensor module 130 .
  • the buffer unit 142 may be disposed in the recess 1211 formed lower than the outer surface of the rear frame 1101 to provide an adhesive position and prevent flow after attachment. According to one embodiment, the buffer unit 142 may also be formed of an elastic material. According to one embodiment, the buffer unit 142 may be formed of an elastic material having a relatively high compressibility than the pressure distribution unit 141 .
  • an optical sensor module such as a biometric sensor, a camera, and/or an illuminance/proximity sensor disposed under the display 101 may also have substantially the same arrangement structure.
  • the display 101 is disposed to receive the support of the first surface 1201 of the support frame 120 , and the fingerprint sensor module 130 is supported by the support frame. It may be arranged to receive support of the second surface 1202 of 120 .
  • the fingerprint sensor module 130 may be disposed at a position facing the display 101 through the through hole 121 formed in the support frame 120 .
  • the fingerprint sensor module 130 may be disposed to have a specified separation distance d from the display 101 through the through hole 121 .
  • the electronic device 100 may include a printed circuit board 150 spaced apart from the fingerprint sensor module 130 at a specified interval and disposed on the second surface 1202 of the support frame 120 . have.
  • the printed circuit board 150 may be disposed on the rear frame 1101 through a coupling member such as a screw.
  • the fingerprint sensor module 130 may be electrically connected to the printed circuit board 150 through the FPCB 132 drawn out from the module housing 131 of the fingerprint sensor module 130 .
  • the electronic device 100 is fixed to the rear frame 1101 and includes a bridge substrate 160 electrically connecting the fingerprint sensor module 130 and the printed circuit board 150 . can do.
  • the bridge substrate 160 may be disposed on the rear frame 1101 or may be disposed to have a height through the guide member 1601 integrally formed with the rear frame 1101 .
  • the bridge board 160 can be easily electrically connected to the FPCB 132 of the printed circuit board 150 and the fingerprint sensor module 130 by compensating for the height through the guide member 1601 and determining the arrangement position.
  • the bridge substrate 160 may include a flexible substrate (eg, FPCB) or a rigid substrate (PCB) attached to the rear frame 1101 .
  • the bridge board 160 includes the FPCB 132 and the printed circuit board of the fingerprint sensor module 130 fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 through the electrical connection member 161 .
  • the electrical connection member 161 is a C clip (C-) for physically and electrically connecting the bridge board 160 and the FPCB 132 , and the bridge board 160 and the printed circuit board 150 . clip), a pogo pin, or a conductive tape.
  • the printed circuit board 150 is spaced apart from the fingerprint sensor module 130 by a certain distance due to design constraints, the FPCB 132 of the fingerprint sensor module 130 and the electrical can be connected to each other, and by being elastically connected through the electrical connection member 161 , it is possible to adaptively respond to an electrical disconnection phenomenon caused by deformation due to the pressing pressure of the display 101 .
  • the electronic device 100 protrudes from the second surface 1202 toward the rear frame 1101 , and a support wall 122 disposed to surround at least a portion of the through hole 121 . ) may be included.
  • a support wall 122 disposed to surround at least a portion of the through hole 121 .
  • the support wall 122 is formed to extend to the rear frame 1101 in the assembled state of the electronic device 100 , thereby preventing excessive pressing of the display 101 and/or the support frame 120 . can be prevented
  • the support frame 120 may be fixed through a screw that passes through the support frame 120 and is fastened to the rear frame 1101 .
  • the printed circuit board 150 may be fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 through taping, bonding, screw bonding, or fusion bonding.
  • the printed circuit board 150 is disposed on the support frame 120 together with the fingerprint sensor module 130, so that it flows together with the fingerprint sensor module 130 according to the pressing pressure for fingerprint sensing. , it can help to prevent an electrical connection failure phenomenon such as disconnection due to the relative movement between the FPCB 132 and the printed circuit board 150 .
  • the display 101 may include a display panel 101a sequentially disposed under the front cover 102 and at least one auxiliary material layer.
  • the at least one auxiliary material layer includes at least one polymer member 101b and 101c disposed on the rear surface of the display panel 101a, and at least one polymer member 101b and 101c disposed on the rear surface of the display panel 101a.
  • the at least one polymer member 101b, 101c removes air bubbles that may be generated between the display panel 101a and its lower attachments, and the light generated from the display panel 431 or incident from the outside.
  • the at least one functional member 101d may include a heat dissipation sheet (eg, a graphite sheet) for dissipating heat, an antenna radiator for communication, a conductive/non-conductive tape, and/or an open cell sponge.
  • the conductive member 101f is a metal sheet layer (eg, a metal plate), which may help to reinforce the rigidity of the electronic device 100 , shield ambient noise, and prevent heat dissipation from surrounding heat dissipation components. It can be used to dissipate the heat released.
  • the conductive member 101f may include Cu, Al, Mg, SUS, or CLAD (eg, a stacked member in which SUS and Al are alternately disposed).
  • the display 101 may further include a detection member 101e for detecting an input by an electromagnetic induction type writing member (eg, an electronic pen).
  • the detection member 101e may include a digitizer.
  • the detection member 101e may be disposed between the at least one polymer member 1101b and 101c and the functional member 101d.
  • the detection member 445 may be disposed between the display panel 101a and the at least one polymer member 101b and 101c.
  • the region corresponding to the fingerprint sensor module 130 of the sub-material layer disposed under the display panel 101a is a perforated opening in order to receive the reflected light of the fingerprint flowing into the fingerprint sensor module 130 .
  • (OP) may be included.
  • the transmittance of the area corresponding to the fingerprint sensor module 130 of the display panel 101a may be determined by adjusting the arrangement density of pixels and/or wirings.
  • the distance d between the display 101 and the fingerprint sensor module 130 may mean a distance d between the display panel 101a and the fingerprint sensor module 130 .
  • 5A and 5B are diagrams comparing changes in the separation distance d between the fingerprint sensor module 130 and the display 101 due to a pressing operation of the display 101 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the fingerprint sensor module 130 may be disposed in the internal space 1001 of the electronic device 100 and fixed to the support frame 120 supporting the display 101 .
  • the module housing 131 of the fingerprint sensor module 130 may be fixed to face the through hole 121 on the second surface 1202 of the support frame 120 , and disposed in the rear frame 1101 . It may be arranged to be supported elastically through the buffer unit (142).
  • the fingerprint sensor module 130 fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 is disposed to have a specified separation distance d from the display 101 through the through hole 121 .
  • the separation distance d may be determined in consideration of transmittance and optimum light reflection efficiency of the corresponding area of the display 101 facing the through hole 121 . Accordingly, when the separation distance d is changed, the fingerprint recognition rate of the fingerprint sensor module 130 may be reduced.
  • the display 101 and the support frame 120 may be deformed through the pressing pressure.
  • the fingerprint sensor module 130 since the fingerprint sensor module 130 is fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 , it can be moved in response to the deformation of the support frame 120 , so that the display 101 and The separation distance d of the fingerprint sensor module 130 may not change.
  • the adaptive pressing structure of the fingerprint sensor module 130 that flows together according to the deformation of the support frame 120 can help to exhibit the optimal sensing ability through the fingerprint sensor module 130 . have.
  • the pressure distribution unit 141 and the buffer unit 142 may also be formed of an elastic material.
  • the buffer unit 142 may be formed of an elastic material having a relatively high compressibility than the pressure distribution unit 141 . Therefore, when the support frame 120 is pressed through the display 101, the buffer unit 142 is compressed relatively more, so that the separation distance d between the display 101 and the fingerprint sensor module 130 is constant. can be kept
  • 5C is a partial cross-sectional view of the electronic device 100 in which the fingerprint sensor module 130 is disposed according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include the fingerprint sensor module 130 in which the buffer unit 142 supporting the module housing 131 is omitted.
  • the fingerprint sensor module 130 may maintain a state spaced apart from the rear frame 1101 at a predetermined interval while being fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 .
  • the fingerprint sensor module 130 has a fixing structure that can be firmly fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 (eg, a fixing structure of the module housing 131 through a screw). , may be possible.
  • the support wall 122 may extend from the support frame 120 to the vicinity of the rear frame 1101 .
  • the support wall 122 is first contacted before the fingerprint sensor module 130 comes into contact with the rear frame 1101, and may be applied as a compression limiting structure.
  • the fingerprint sensor module 130 may be fixed to the support frame 120 through screw fastening.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the electronic device 100 in which the fingerprint sensor module 130 is disposed according to various embodiments of the present disclosure.
  • the FPCB 132 drawn out from the module housing 131 of the fingerprint sensor module 130 is directly electrically connected to the printed circuit board 150 disposed on the second surface 1202 of the support frame 120 .
  • the FPCB 132 may be electrically connected to the printed circuit board 150 through connector coupling.
  • the FPCB 132 may be electrically connected to the exposed terminals of the printed circuit board 150 through soldering or conductive bonding.
  • the fingerprint sensor module 130 since the fingerprint sensor module 130 is fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 together with the printed circuit board 150 , it adaptively responds to the deformation of the support frame 120 . to flow, such as an electrical disconnection between the FPCB 132 and the printed circuit board 150 can be prevented.
  • 7A is an exploded perspective view of the electronic device 100 including the fingerprint sensor module 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • 7B is a partial configuration diagram of the electronic device 100 illustrating a state in which the fingerprint sensor module 130 and the printed circuit board 150 are connected through the bridge board 160 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 is formed on the rear frame 1101 and may include a guide unit 162 for guiding the bridge substrate 160 .
  • the guide unit 162 may be integrally formed to be derived from the rear frame 1101 .
  • the guide unit 162 may be separately disposed on the rear frame 1101 .
  • the bridge substrate 160 can be positioned at its placement.
  • the arrangement space 1602 through the guide unit 162 is formed with the FPCB 132 and the printed circuit board 150 of the fingerprint sensor module 130 disposed on the bridge board 160 . It may aid in the alignment of electrical connection parts (eg, conductive terminals and/or conductive pads).
  • the printed circuit board 150 may be spaced apart from the fingerprint sensor module 130 by a specified distance through the bridge board 160 in the internal space 1001 of the electronic device 100 .
  • the structure of spaced apart arrangement of the fingerprint sensor module 130 and the printed circuit board 150 through the bridge board 160 is disposed on the printed circuit board 150, and a connector of an external device (eg, in FIG. 8 ) or may help in designing the arrangement of at least one electronic component 151 for detecting an external environment.
  • the printed circuit board 150 may be a side member (eg, in FIG. 1 ) in the internal space 1001 of the electronic device 100 through an electrical connection structure by the bridge board 160 . side member 118 ).
  • the at least one electronic component 151 may include at least one of a receptacle, an ear jack assembly, a speaker module, a microphone module, and/or an external environment detection sensor module.
  • FIG 8 is a partial cross-sectional view of the electronic device 100 in which the fingerprint sensor module 130 is disposed according to various embodiments of the present disclosure.
  • the display 101 in an assembled state of the electronic device 100 , the display 101 is disposed to receive the support of the first surface 1201 of the support frame 120 , and the fingerprint sensor module 130 is supported by the support frame. It may be arranged to receive support of the second surface 1202 of 120 . In this case, the fingerprint sensor module 130 may be disposed at a position facing the display 101 through the through hole 121 formed in the support frame 120 while maintaining a specified distance.
  • the electronic device 100 may include a printed circuit board 150 spaced apart from the fingerprint sensor module 130 at a specified interval and disposed on the second surface 1202 of the support frame 120 . have.
  • the fingerprint sensor module 130 may be electrically connected to the printed circuit board 150 through the FPCB 132 drawn out from the module housing 131 .
  • the electronic device 100 is fixed to the rear frame 1101 and electrically connects the FPCB 132 of the fingerprint sensor module 130 and the printed circuit board 150 to the bridge substrate. (160).
  • the printed circuit board 150 is spaced apart from the fingerprint sensor module 130 to a position where at least one electronic component 151 connected to the external environment can be mounted through the bridge board 160 . can be placed.
  • the at least one electronic component 151 may include a receptacle connected to the connector 300 for data transmission, reception, and/or charging with an external electronic device.
  • FIG 9 is a partial cross-sectional view of the electronic device 100 in which the fingerprint sensor module 130 is disposed according to various embodiments of the present disclosure.
  • the display 101 in an assembled state of the electronic device 100 , the display 101 is disposed to receive the support of the first surface 1201 of the support frame 120 , and the fingerprint sensor module 130 is supported by the support frame. It may be arranged to receive support of the second surface 1202 of 120 . In this case, the fingerprint sensor module 130 may be disposed at a position facing the display 101 through the through hole 121 formed in the support frame 120 while maintaining a specified distance.
  • the electronic device 100 may include a printed circuit board 170 spaced apart from the fingerprint sensor module 130 at a specified interval and disposed on the second surface 1202 of the support frame 120 . have.
  • the fingerprint sensor module 130 may be electrically connected to the printed circuit board 170 through the FPCB 132 drawn out from the module housing 131 .
  • the printed circuit board 170 includes a rigid substrate portion (PCB) 171 fixed to the second surface 1202 of the support frame 120 , and extending from the rigid substrate portion 171 , and a rear surface thereof.
  • a flexible substrate part (FPCB) 172 fixed to the frame 1101 may be included.
  • the flexible substrate unit 172 may be formed integrally with the rigid substrate unit 171 by removing a portion of the dielectric layer of the rigid substrate unit 171 or adjusting the thickness of the dielectric layer. In some embodiments, the flexible substrate unit 172 may be attached to the rigid substrate unit 171 through conductive bonding and soldering. According to one embodiment, the printed circuit board 170 is spaced apart from the fingerprint sensor module 130 to a position where at least one electronic component 151 connected to the external environment through the rigid board unit 171 can be mounted. It may be, and may be electrically connected to the FPCB 132 near the fingerprint sensor module 130 through the flexible substrate 172 .
  • FIG. 10 is a block diagram of the electronic device 100 including the fingerprint sensor module 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 includes a processor 155 , a sensor circuit 156 operatively connected to the processor 155 , a memory 157 , a display 101 , and a fingerprint sensor module 130 .
  • the processor 155 , the sensor circuit 156 , and the memory 157 may be disposed on the printed circuit board 150 .
  • the display 101 may include a fingerprint authentication interface 1011 and a touch sensing circuit 1012 displayed on the display 101 under the control of the processor 155 .
  • the processor 155 of the printed circuit board 150 may be electrically connected to the fingerprint sensor module 130 through the bridge board 160 . In some embodiments, the processor 155 may be directly electrically connected to the fingerprint sensor module 130 without the bridge board 160 .
  • the processor 155 may extract feature information corresponding to the fingerprint image provided from the fingerprint sensor module 130 through the sensor circuit 156 .
  • the processor 155 may execute a user authentication process by comparing the characteristic information of the captured fingerprint image with the fingerprint characteristic information stored in the memory 157 .
  • the processor 155 may execute an unlocking screen or at least one application through the display 101 in response to the user authentication result.
  • the processor 155 receives a touch input signal for the fingerprint authentication interface 1011 from the touch sensing circuit 1012 , and turns the fingerprint authentication interface 1011 such as brighter lighting through the display 101 . can provide In this case, the processor 155 may provide bighter lighting in response to the pre-stored brighter lighting area information.
  • the processor 155 may display a lock screen in response to activation of the display 101 and provide the fingerprint authentication interface 1011 through a partial area of the lock screen. In some embodiments, the processor 155 may provide the fingerprint authentication interface 1011 to the display 101 regardless of the user's activation trigger based on the user's always on diaplay (AOD) mode setting state. In some embodiments, the processor 155 may activate the fingerprint sensor module 130 in response to a touch input signal from the touch sensing circuit 1012 in the fingerprint authentication interface 1011 .
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an authentication procedure through the fingerprint sensor module 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 displays a fingerprint in some display area in response to the fingerprint authentication setting.
  • An authentication interface 1011 eg, a fingerprint-shaped graphic object
  • an authentication interface other than the fingerprint authentication interface 1011 eg, a face unlock interface or an iris recognition interface
  • the electronic device 100 may temporarily generate brighter lighting than the fingerprint authentication interface area in response to a touch input signal for the fingerprint authentication interface 1011 area. For example, referring to FIG.
  • the display 101 may be set to display the gradient type brighter lighting areas 1011a and 1011b through at least one color in an area corresponding to the fingerprint authentication interface 1011 .
  • the brighter lighting areas 1011a, 1011b are arranged to at least partially surround the first brighter lighting area 1011a and the first brighter lighting area 1011a displayed in the area comprising at least the fingerprint authentication interface.
  • a second brighter lighting area 1011b may be included.
  • the brighter lighting areas 1011a and 1011b may be set to a gradient type in which saturation/brightness is adjusted in the same color from the first brighter lighting area 1011a to the second brighter lighting area 1011b.
  • the fingerprint authentication interface 1011 may be set to gradually become brighter or darker as it progresses from the first brighter lighting area 1011a to the second brighter lighting area 1011b.
  • the display 101 may display only the fingerprint authentication interface 1011 in a normal state.
  • the display 101 may be set to adjust the brightness of each area in a gradient type in addition to the fingerprint authentication interface 1011 when a fingerprint is approached.
  • the brighter lighting areas 1011a and 1011b may have the same size as the fingerprint authentication interface 1011 , or may be displayed smaller or larger.
  • the brighter lighting areas 1011a and 1011b may be set to be displayed in real time in an area corresponding to a touch input.
  • the electronic device 100 may recognize the user's fingerprint received from the fingerprint authentication interface 1011 area (operation 1105 ). For example, the electronic device 100 may extract characteristic information corresponding to the photographed fingerprint image from the fingerprint sensor module 130 . According to an embodiment, the electronic device 100 may execute a user authentication process or a corresponding application by comparing the characteristic information of the captured fingerprint image with the fingerprint characteristic information stored in the memory 157 (operation 1107 ).
  • the electronic device (eg, the electronic device 100 of FIG. 4 ) includes a housing (eg, the housing 110 of FIG. 4 ) and an internal space of the housing (eg, the internal space of FIG. 4 ) 1001)), a first surface (eg, first surface 1201 in FIG. 4 ), a second surface (eg, second surface 1202 in FIG. 4 ) facing in a direction opposite to the first surface, and through A support frame (eg, the support frame 120 of FIG. 4 ) including a hole (eg, the through hole 121 of FIG. 4 ) and the support of the first surface, through at least a portion of the housing, A display (eg, the display 101 of FIG. 4 ) disposed so as to be visible from the second surface, and an optical sensor module (eg, the fingerprint sensor module 130 of FIG. 4 ) disposed to face the through hole from the second surface may include
  • the optical sensor module is disposed in a module housing (eg, the module housing 131 of FIG. 4 ) and an internal space of the module housing, and detects reflected light of a fingerprint that approaches through the display. It may include a fingerprint sensor module including at least one image sensor and an FPCB (eg, the FPCB 132 of FIG. 4 ) drawn out from the module housing to a specified shape and length.
  • a fingerprint sensor module including at least one image sensor and an FPCB (eg, the FPCB 132 of FIG. 4 ) drawn out from the module housing to a specified shape and length.
  • a pressure distribution unit (eg, the pressure distribution unit 141 of FIG. 4 ) disposed in a loop shape to at least partially surround the periphery of the through hole between the first surface and the display.
  • the pressure dispersing unit at least coincides with the first surface through a recess (eg, recess 1211 in FIG. 4 ) formed lower than the first surface on the first surface It can be placed at a height of
  • the pressure dispersing unit may be attached to the first surface of the support frame through an adhesive tape and may be in contact with the display.
  • the fingerprint sensor module may be fixed to the second surface through an adhesive tape disposed between the module housing and the second surface.
  • it further includes a rear frame (eg, the rear frame 1101 of FIG. 4 ) disposed under the fingerprint sensor module, and a buffer unit (eg, disposed between the module housing and the rear frame) for It may further include a buffer unit (142) of Figure 4).
  • a rear frame eg, the rear frame 1101 of FIG. 4
  • a buffer unit eg, disposed between the module housing and the rear frame
  • it may further include a buffer unit (142) of Figure 4).
  • a support wall (eg, the support wall 122 of FIG. 4 ) protruding from the second surface to at least partially surround the module housing may be included in the vicinity of the through hole. have.
  • the support wall may extend to a length supported by the rear frame.
  • it further includes a printed circuit board (eg, the printed circuit board 150 of FIG. 4 ) disposed on the second surface of the support frame, wherein the FPCB may be electrically connected to the printed circuit board. have.
  • a printed circuit board eg, the printed circuit board 150 of FIG. 4
  • the FPCB is fixed to a position spaced apart from the printed circuit board by a predetermined distance on the second surface of the support frame, and the printed circuit board and the FPCB are disposed on the rear frame It may be electrically connected through a bridge substrate (eg, the bridge substrate 160 of FIG. 4 ) and at least one electrical connection member (eg, the electrical connection member 161 of FIG. 4 ).
  • a bridge substrate eg, the bridge substrate 160 of FIG. 4
  • at least one electrical connection member eg, the electrical connection member 161 of FIG. 4
  • the printed circuit board may include at least one electronic component (eg, the electronic component 151 of FIG. 8 ) disposed to be exposed to the outside in at least a part of the housing.
  • at least one electronic component eg, the electronic component 151 of FIG. 8
  • the at least one electronic component may include at least one of a receptacle, an ear jack assembly, a speaker module, a microphone module, and/or an external environment detection sensor module.
  • the printed circuit board (eg, the printed circuit board 170 of FIG. 9 ) may include a rigid board part (eg, the rigid board part 171 of FIG. 9 ) disposed on the second surface of the support frame. ) and a flexible substrate part (eg, the flexible substrate part 172 of FIG. 9 ) fixed to the rear frame near the FPCB from the rigid substrate part, wherein the flexible substrate part is electrically connected to the FPCB through an electrical connection member can be connected to
  • the through hole may overlap at least a portion of the display.
  • the housing may include a front cover (eg, the front cover 102 of FIG. 1 ) oriented in a first direction (eg, the z-axis direction of FIG. 1 ).
  • a rear cover eg, the rear cover 111 of FIG. 2
  • a side member eg, the side member 118 of FIG. 1
  • the through hole may overlap the front cover when the support frame is viewed from above.
  • the display may be arranged to be visible from the outside through at least a part of the front cover.
  • an electronic device includes a housing, a display disposed to be visible from the outside through at least a portion of the housing, and a support disposed under the display in an internal space of the housing and including a through hole and an optical sensor module fixed to the support frame so as to face the through hole under the frame and the support frame.
  • the optical sensor module may include an FPCB drawn out to a predetermined length, and the FPCB may be electrically connected to a printed circuit board disposed on the support frame.
  • the FPCB is fixed to a position spaced apart from the printed circuit board by a predetermined distance in the support frame, and the printed circuit board and the FPCB include a bridge board and at least one disposed in the internal space. may be electrically connected through an electrical connection member of

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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 하우징과, 상기 하우징의 내부 공간에 배치되고, 제1면, 제1면과 반대 방향을 향하는 제2면 및 관통홀을 포함하는 지지 프레임과, 상기 제1면의 지지를 받고, 상기 하우징의 적어도 일부를 통해, 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이 및 상기 제2면에서, 상기 관통홀에 대면하도록 배치되는 광학 센서 모듈을 포함할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치
본 발명의 다양한 실시예들은 광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 타 제조사와의 경쟁력 확보를 위하여 점차 슬림화되어가고 있으며, 강성을 증가되고, 디자인적 측면이 강화됨과 동시에 그 기능적 요소가 차별되도록 개발되고 있다.
전자 장치의 내부 공간에 배치되는 센서 모듈과 같은, 적어도 하나의 전자 부품은 최상의 성능이 발현되기 위하여, 주변에 배치되는 구조물들을 고려한 효율적인 배치 구조가 요구될 수 있다.
전자 장치는 내부 공간에 배치되고, 사용자의 인증 수단으로 사용되는, 광학 센서 모듈로써, 지문 센서 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 지문 센서 모듈은 전자 장치 전면의 실질적으로 전체 면적을 차지하는 디스플레이 아래에서, 디스플레이의 적어도 일부 영역을 통해 접촉되거나 근접하는 사용자의 지문을 검출하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 지문 센서 모듈은, 모듈 하우징의 내부 공간에 배치되고, 사용자의 지문을 통한 반사광을 수신하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 지문 센서 모듈은 모듈 하우징의 내부 공간에 배치되고, 디스플레이를 통해 광을 조사하는 발광 유닛 및 사용자의 지문을 통해 반사되고, 디스플레이를 통해 유입되는 광을 검출하기 위한 수광 유닛을 포함할 수 있다. 전자 장치는, 지문 센서 모듈을 통해, 손가락에 형성된 손가락의 융선(valley)과 골(ridge)에 따른 사용자의 고유 지문 정보를 검출하고, 기저장된 지문과의 비교를 통해 인증 여부를 판단할 수 있다.
전자 장치는 내부 공간에 배치되는 지지 프레임 및 지지 프레임의 지지를 받고, 외부로부터 적어도 부분적으로 보일 수 있게 배치되는 디스플레이를 포함할 수 있다. 지문 센서 모듈은 전자 장치의 내부 공간에서, 지지 프레임과 별도로 배치되는 브라켓(또는 후면 프레임)에서, 지지 프레임에 형성된 관통홀과 대면하고, 관통홀을 통해, 디스플레이 방향으로 광을 조사하거나 수광할 수 있도록 배치될 수 있다. 더욱이, 지문 센서 모듈과 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판은 전자 장치의 내부 공간에서 지지 프레임과 이격된 위치에 배치될 수 있다.
그러나 전자 장치의 내부 공간에서, 디스플레이를 지지하는 지지 프레임과 분리 배치되는 지문 센서 모듈은, 센싱 동작을 위하여 디스플레이가 가압받을 때, 디스플레이 및 지지 프레임의 부분적 변형에 따라, 디스플레이와 지문 센서 모듈간의 이격 거리가 변경되기 때문에 지문 인식률이 저감되는 원인이 될 수 있다. 더욱이, 이러한 디스플레이와 지문 센서 모듈간의 이격 거리가 변형되는 구조는, 지문 센서 모듈과 인쇄 회로 기판간의 전기적 연결 구조의 단선 또는 접속 불량과 같은 오동작의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 작동 신뢰성이 확보되도록 구성된 광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 하우징과, 상기 하우징의 내부 공간에 배치되고, 제1면, 제1면과 반대 방향을 향하는 제2면 및 관통홀을 포함하는 지지 프레임과, 상기 제1면의 지지를 받고, 상기 하우징의 적어도 일부를 통해, 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이 및 상기 제2면에서, 상기 관통홀에 대면하도록 배치되는 광학 센서 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 하우징과, 상기 하우징의 적어도 일부를 통해 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이와, 상기 하우징의 내부 공간에서, 상기 디스플레이 아래에 배치되고, 관통홀을 포함하는 지지 프레임 및 상기 지지 프레임 아래에서, 상기 관통홀에 대면하도록 상기 지지 프레임에 고정되는 광학 센서 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들은, 광학 센서 모듈로써, 지문 센서 모듈이, 디스플레이를 지지하는 지지 프레임에 함께 배치되기 때문에, 지문 센싱을 위한 가압 동작에 의해 디스플레이 및 지지 프레임이 부분적으로 변형되더라도, 디스플레이와 지문 센서 모듈간의 이격 거리가 일정하게 유지되는 적응형 눌림 구조가 제공됨으로써, 항상 우수한 지문 인식율을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 실시예들은, 전자 장치의 인쇄 회로 기판이, 디스플레이를 지지하는 지지 프레임에 함께 배치되기 때문에, 지문 센싱을 위한 잦은 가압 동작에 의해 디스플레이 및 지지 프레임이 부분적으로 변형되더라도, 인쇄 회로 기판과 지문 센서 모듈간의 신뢰성 있는 전기적 연결 구조가 구현될 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 1의 전자 장치의 후면을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈을 포함하는 전자 장치의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈이 배치되는 전자 장치의 일부 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 눌림 동작에 의한 지문 센서 모듈과 디스플레이 간의 이격 거리 변화를 비교한 도면이다.
도 5c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈이 배치되는 전자 장치의 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈이 배치되는 전자 장치의 일부 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈을 포함하는 전자 장치의 분리 사시도이다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 브릿지 기판을 통해 지문 센서 모듈과 인쇄 회로 기판이 연결된 상태를 도시한 전자 장치의 일부 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈이 배치되는 전자 장치의 일부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈이 배치되는 전자 장치의 일부 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈을 포함하는 전자 장치의 블록 구성도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈을 통한 인증 절차를 도시한 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(100)의 전면을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 1의 전자 장치(100)의 후면을 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 제1방향(z 축 방향)을 향하는 전면 커버(102)(예: 전면 플레이트 또는 전면 윈도우), 제1방향과 반대 방향(- z 축 방향)으로 향하는 후면 커버(111)(예: 후면 플레이트 또는 후면 윈도우) 및 전면 커버(102)와 후면 커버(111) 사이의 내부 공간(예: 도 3의 내부 공간(1001))을 둘러싸는 측면 부재(118)를 포함하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전면 커버(102)는 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트에 의하여 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 후면 커버(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 측면 부재(118)는, 전면 커버(102) 및 후면 커버(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조로 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 후면 커버(111) 및 측면 부재(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄 또는 마그네슘과 같은 금속 물질)로 형성될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는, 디스플레이(101), 적어도 하나의 입력 장치(103), 음향 출력 장치(107a, 107b), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105, 112(122a, 122b)), 키 입력 장치(117), 및 커넥터 포트(108) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전자 장치(100)는, 상술한 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117))를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는, 예를 들어, 전면 커버(102)의 상당 부분을 통하여 시각적으로 노출될 수 있다. 다른 실시예로, 디스플레이(101)는 전면 커버(102)의 실질적으로 전체 영역을 통해 노출될 수도 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(101)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(101)의 외곽과 전면 커버(102)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(101)는 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)가 형성되고, 전자 장치(100)의 내부 공간에서, 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되도록 상술한 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소가 배치될 수도 있다. 다른 실시예로, 전자 장치(100)의 내부 공간(예: 도 3의 내부 공간(1001))에서, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역(예: active area)의 아래 및/또는 전면 커버(102) 아래에 배치되는 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 지문 센서 모듈(예: 도 3의 지문 센서 모듈(130)) 또는 발광 소자(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 전자 펜(예: 스타일러스 펜)을 검출하는 전자기 유도 패널(예: 디지타이저)과 결합되거나, 인접하여 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 입력 장치(103)는, 적어도 하나의 마이크 모듈(103)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 입력 장치(103)는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 서로 다른 위치에 배치되는 복수 개의 마이크 모듈(103)을 포함할 수 있다. 음향 출력 장치(107a, 107b)는 스피커 모듈을 포함할 수 있다. 스피커 모듈(107a, 107b)은 외부 스피커 및/또는 통화용 리시버를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 센서 모듈(104)은, 전자 장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 적어도 하나의 센서 모듈(104)은, 예를 들어, 근접 센서, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 키 입력 장치(117)는, 하우징(110)의 측면 부재(118)를 통해 적어도 부분적으로 노출되도록 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 전자 장치(100)는 전술한 키 입력 장치(117)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고, 포함되지 않은 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101)상에 소프트 키의 형태로 표시될 수도 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101)에 포함된 압력 센서를 이용하여 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치(117)는 전자 장치(100)의 내부에 배치되고, 측면 부재(118)의 가압에 의한 압력 변화를 측정하는 스트레인 게이지를 이용한 적어도 하나의 압력 반응형 키를 포함할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 커넥터 포트(108)는, 외부 전자 장치와 전력, 데이터 및/또는 음향 신호를 송수신하기 위한 커넥터 포트(예: 리셉터클)(예를 들어, USB 커넥터 포트 또는 IF 커넥터 포트)를 수용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(105, 112)은, 전자 장치(100)의 전면 커버(102)를 통해 외부로 노출되도록 배치되는 전면 카메라 모듈(105) 및 후면 커버(111)를 통해 외부로 노출되도록 배치되는 후면 카메라 모듈(112)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(105, 112)은 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 후면 카메라 모듈(112)은 복수의 카메라 모듈을 포함하고, 일반 촬영, 광각 촬영, 접사 촬영, 망원 촬영 및/또는 초광각 촬영을 위한 멀티 카메라 기능을 수행할 수 있다. 어떤 실시예에서, 후면 카메라 모듈(112)은 TOF(time of flight) 카메라 및/또는 LiDAR(light detection and ranging) 스캐너를 더 포함하거나, 대체될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 후면 커버(111)의 적어도 일부 영역에 마련된 펜 안착부(1111)에 착탈 가능하게 배치되는 전자 펜(electronic pen)(200)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 펜(200)은 길이를 갖는 중공형 펜 하우징(201)과, 펜 하우징(201)의 단부에 배치되는 펜 팁(tip)(202)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 펜(200)은 펜 하우징(201)의 적어도 일부 영역에 배치되는 키 버튼(203)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 펜(200)은 적어도 하나의 마그네트(magnet)의 자력을 이용하여 펜 안착부(1111)에 부착될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 펜(200)은 펜 하우징(201)의 내부에 배치되고, 근거리 무선 통신(예: 블루투스 통신)을 위하여 사용되는 배터리(미도시)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 펜(200)은 전자기 유도 및/또는 무선 충전을 위한 코일 부재(미도시)를 포함할 수 있으며, 코일 부재를 이용하여, 전자 장치(100)의 펜 안착부(1111)에 배치된 무선 충전부(1111a)를 통해 배터리를 충전시킬 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 펜(200)의 검출 방식은 EMR(electro-magnetic resonance)방식, AES(active electrical stylus) 또는 ECR(electric coupled resonance) 방식을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 후면 커버(111) 및/또는 측면 부재(118)의 적어도 일부에 배치되는 비도전성 부재(115a, 115b)(예: 폴리머)를 통해 적어도 하나의 단위 도전성 부재로 분절될 수 있으며, 분절된 단위 도전성 부재는 적어도 하나의 주파수 대역에서 동작하는 안테나로 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 인증 요구가 검출될 경우, 사용자에게 지문 접촉 영역을 가이드하기 위한 지문 인증 인터페이스(1011)를 표시하도록 디스플레이(101)를 제어할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 인증 인터페이스(1011)는, 디스플레이(101)를 위(예: z 축 방향)에서 바라볼 때, 지문 센서 모듈(예: 도 3의 지문 센서 모듈(130))과 중첩되는 위치에 표시될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 인증 인터페이스(1011)는 디스플레이(101)를 통해 사용자가 인식할 수 있도록 표시되는 다양한 형태의 객체(object)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는 지문 인증 인터페이스(1011)와 대응되는 영역에 적어도 하나의 컬러를 통해 gradient 타입의 brighter lighting영역(1011a, 1011b)이 표시되도록 설정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, brighter lighting영역(1011a, 1011b)은, 지문 인증 인터페이스를 적어도 포함하는 영역에 표시되는 제1brighter lighting 영역(1011a) 및 제1brighter lighting 영역(1011a)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배치되는 제2brighter lighting 영역(1011b)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, brighter lighting 영역(1011a, 1011b)은 제1brighter lighting 영역(1011a)으로부터 제2brighter lighting 영역(1011b)까지 동일 색상에서 채도/명도가 조정되는 gradient 타입으로 설정될 수 있다. 예컨대, 지문 인증 인터페이스(1011)는 제1brighter lighting 영역(1011a)으로부터 제2brighter lighting 영역(1011b)으로 진행할수록 점진적으로 밝기가 밝아지거나 어두워지도록 설정될 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(101)는 일반 상태에서, 지문 인증 인터페이스(1011)만 표시될 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(101)는, 지문 근접 시, 지문 인증 인터페이스(1011)에 더하여, gradient 타입으로 영역별 밝기가 조절되도록 설정될 수도 있다. 어떤 실시예에서, brighter lighting영역(1011a, 1011b)은 지문 인증 인터페이스(1011)와 동일한 크기를 갖거나, 더 작거나 더 크게 표시될 수 있다. 어떤 실시예에서, brighter lighting영역(1011a, 1011b)은 터치 입력에 대응하는 영역에 실시간으로 표시되도록 설정될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)을 포함하는 전자 장치(100)의 분리 사시도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)이 배치되는 전자 장치(100)의 일부 단면도이다.
도 3을 참고하면, 전자 장치(100)는 하우징(110), 하우징(110)의 내부 공간(1001)에 배치되는 지지 프레임(120), 지지 프레임(120)의 지지를 받도록 배치되고, 하우징(110)의 적어도 일부 영역을 통해 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이(101), 전자 장치(100)의 내부 공간(1001)에서 적어도 부분적으로 지지 프레임(120)의 지지를 받도록 배치되는, 광학 센서 모듈로써, 지문 센서 모듈(130) 및 지문 센서 모듈(130)의 적어도 일부를 지지하는 후면 프레임(1101)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 후면 프레임(1101)은 전자 장치(100)의 후면의 적어도 일부로 적용되는 후면 커버(예: 도 2의 후면 커버(111))를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 후면 프레임(1101)은 후면 커버(예: 도 2의 후면 커버(111))와 별도로, 지지용 브라켓으로써, 전자 장치(100)의 내부 공간(1001)에 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 프레임(120)은 하우징(110)의 내부 공간(1001)에 배치되고, 제1방향(예: z 축 방향)을 향하는 제1면(1201) 및 제1방향과 반대인 제2방향(예: -z 축 방향)을 향하는 제2면(1202)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는, 하우징(110)과 결합되는 투명 재질의 전면 커버(102)((예: 글래스 윈도우 또는 폴리머 윈도우)의 배면에 적층되는 방식으로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 프레임(120)은 제1면(1201)으로부터 제2면(1202)까지 관통되도록 형성되는 관통홀(121)(예: 오프닝(opening))을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 프레임(120)은 금속 및/또는 폴리머로 형성될 수 있으며, 전자 장치(100)의 강성 보강에 도움을 줄 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에서, 관통홀(121)과 대면하는 위치에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 모듈 하우징(131)과, 모듈 하우징(131)의 내부 공간에 배치되고, 지문의 반사광을 수신하는 이미지 센서(미도시 됨) 및 모듈 하우징(131)으로부터 지정된 형상 및 길이로 인출되는 FPCB(flexible printed circuit board)(132)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은, 모듈 하우징(131)이 접착 테이프(143)를 통해, 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 부착되는 방식으로 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 지문 센서 모듈(130)은, 모듈 하우징(131)이 본딩, 융착, 스크류 체결 또는 자체 형상에 의한 구조적 결합(예: 스냅 핏(snap-fit) 결합 구조)을 통해 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정되는 방식으로 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 FPCB(132)를 통해 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 배치되는 인쇄 회로 기판(PCB; printed circuit board)(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(150))과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, FPCB(132)는 적어도 부분적으로 접착 테이프(144)를 통해 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 부착될 수 있다. 어떤 실시예에서, 전자 장치(100)는 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 배치되는 지문 센서 모듈(130)을 위한 추가 지지 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 지지 프레임(120)은 관통홀(121) 주변에서, 지정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 스크류 관통홀(123)을 포함하고 있다. 한 실시예에 따르면, 후면 프레임(1101)은 적어도 하나의 스크류 관통홀(123)과 대응되는 위치에서 지지 프레임 방향(z 축 방향)으로 신장된 스크류 체결용 부싱(1102)을 포함할 수 있다. 따라서, 스크류 관통홀(123)을 통해 관통된 스크류(S)가 스크류 체결용 부싱(1102)에 체결됨으로써, 지지 프레임(120)과 후면 프레임(1101) 사이에 배치되는 지문 센서 모듈(130) 역시 견고한 지지를 받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 관통홀(121) 근처에서, 지지 프레임(120)의 제1면(1201)과 디스플레이(101) 사이에 배치되는 압력 분산 유닛(141)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 압력 분산 유닛(141)은 사용자에 의한 눌림 압력을 균등하게 지지 프레임(120)으로 전달하는데 도움을 줄 수 있다. 한 실시예에 따르면, 압력 분산 유닛(141)은 사용자의 눌림 압력에 따라 디스플레이(101) 및/또는 지지 프레임(120)의 관통홀(121) 부분에 인가 받는 압력을 분산시킴으로써 해당 영역의 변형을 최소화하는데 도움을 줄 수 있다. 어떤 실시예에서, 압력 분산 유닛(141)의 면적을 더 크게 변경함으로써, 눌림 압력의 균등한 분산 비율을 증가시킬 수 있다. 한 실시예에 따르면, 압력 분산 유닛(141)은 관통홀(121)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 압력 분산 유닛(141)은 관통홀(121)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 루프 형태로 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 압력 분산 유닛(141)은 관통홀(121)을 완전히 둘러싸는 폐루프(closed loop) 형태로 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 프레임(120)은 관통홀(121) 주변에 배치되는 압력 분산 유닛(141)의 두께를 보상하기 위하여 제1면(1201)보다 낮게 형성되는 리세스(1211)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 리세스(1211)는, 압력 분산 유닛(141)이 리세스(1211)에 배치될 때, 압력 분산 유닛(141)의 외면과 제1면(1201)이 일치될 수 있는 깊이로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 압력 분산 유닛(141)은, 일면이 접착 부재(예: 접착 테이프 또는 본딩 부재)를 통해 리세스(1211)에 고정되고, 타면은 별도의 접착 부재 없이, 디스플레이(101)를 지지하도록 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 압력 분산 유닛(141)은 디스플레이(101)에 접착 부재를 통해 부착될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 압력 분산 유닛(141)은 리세스(1211)에 부착되는 단면 실링 테이프를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 압력 분산 유닛(141)은 스펀지 계열의 탄성 소재로 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 압력 분산 유닛(141)은 디스플레이(101)를 통한 외부로부터의 시인을 방지하기 위하여, 블랙 색상 계열의 소재로 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 압력 분산 유닛(141)은 지지 프레임(120)과 동일한 색상 계열의 소재로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 지문 센서 모듈(130)의 모듈 하우징(131)과 후면 프레임(1101) 사이에 배치되고, 모듈 하우징(131)의 적어도 일부(저면)를 지지하기 위한 완충용 유닛(142)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 완충용 유닛(142)은 후면 프레임(1101)과 모듈 하우징(131)에 부착되는 탄성 소재의 테이프 부재를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 완충용 유닛(142)은 후면 프레임(1101)과 지문 센서 모듈(130)의 모듈 하우징(131) 사이에 개재되는 러버, 우레탄 또는 실리콘과 같은 탄성 소재를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 완충용 유닛(142)은 접착 위치를 제공하고, 부착 후 유동을 방지하기 위하여, 후면 프레임(1101)의 외면보다 낮게 형성되는 리세스(1211)에 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 완충용 유닛(142) 역시 탄성 소재로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 완충용 유닛(142)은 압력 분산 유닛(141) 보다 상대적으로 압축률이 높은 탄성 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들은, 전자 장치(100)의 내부 공간에서, 디스플레이(101) 아래에 배치되는 지문 센서 모듈에 대하여 도시하고 설명하였으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 디스플레이(101) 아래에 배치되는 생체 센서, 카메라 및/또는 조도/근접 센서와 같은 광학 센서 모듈 역시 실질적으로 동일한 배치 구조를 가질 수 있다.
도 4를 참고하면, 전자 장치(100)가 조립된 상태에서, 디스플레이(101)는 지지 프레임(120)의 제1면(1201)의 지지를 받도록 배치되고, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 이러한 경우, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)에 형성된 관통홀(121)을 통해 디스플레이(101)와 대면하는 위치에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 관통홀(121)을 통해 디스플레이(101)와 지정된 이격 거리(d)를 갖도록 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 지문 센서 모듈(130)과 지정된 간격으로 이격되고, 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 배치되는 인쇄 회로 기판(150)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 인쇄 회로 기판(150)은 스크류와 같은 결합 부재를 통해 후면 프레임(1101)에 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 지문 센서 모듈(130)의 모듈 하우징(131)으로부터 인출된 FPCB(132)를 통해 인쇄 회로 기판(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 후면 프레임(1101)에 고정되고, 지문 센서 모듈(130)과 인쇄 회로 기판(150)을 전기적으로 연결하는 브릿지 기판(bridge substrate)(160)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 브릿지 기판(160)은 후면 프레임(1101)에 배치되거나, 후면 프레임(1101)과 일체로 형성된 가이드 부재(1601)를 통해 높이를 갖도록 배치될 수 있다. 브릿지 기판(160)은 가이드 부재(1601)를 통해 높이가 보상되고, 배치 위치가 결정됨으로써, 인쇄 회로 기판(150) 및 지문 센서 모듈(130)의 FPCB(132)와 용이하게 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 브릿지 기판(160)은 후면 프레임(1101)에 부착되는 연성 기판(예: FPCB) 또는 강성 기판(PCB)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 브릿지 기판(160)은 전기적 연결 부재(161)를 통해 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정된 지문 센서 모듈(130)의 FPCB(132)와 인쇄 회로 기판(150)을 전기적으로, 탄성적으로 연결시킬 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전기적 연결 부재(161)는 브릿지 기판(160)과 FPCB(132), 및 브릿지 기판(160)과 인쇄 회로 기판(150)을 물리적으로, 전기적으로 연결하는 C 클립(C-clip), 포고 핀(pogo pin) 또는 도전성 테이프(conductive tape) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시에에 따르면, 인쇄 회로 기판(150)은 설계 제약으로 인해 지문 센서 모듈(130)과 일정 거리로 이격되더라도, 브릿지 기판(160)을 통해 지문 센서 모듈(130)의 FPCB(132)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 전기적 연결 부재(161)를 통해 탄성적으로 연결됨으로써, 디스플레이(101)의 눌림 압력으로 인한 변형에 따른 전기적 끊김 현상에 적응적으로 대응할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 제2면(1202)으로부터 후면 프레임(1101) 방향으로 돌출되고, 관통홀(121)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 서포트 월(support wall)(122)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 서포트 월(122)의 지지를 받기 때문에, 눌림 압력에 의한 임의 유동을 방지하고, 관통홀(121)과의 정렬이 틀어지는 현상이 방지될 수 있다. 어떤 실시예에서, 서포트 월(122)은, 전자 장치(100)의 조립 상태에서, 후면 프레임(1101)까지 연장되도록 형성됨으로써, 디스플레이(101) 및/또는 지지 프레임(120)의 과도한 눌림 현상을 방지할 수 있다. 어떤 실시예에서, 과도한 눌림 현상을 방지하기 위하여, 지지 프레임(120)은, 지지 프레임(120)에 관통되고 후면 프레임(1101)에 체결되는 스크류(screw)를 통해 고정될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(150)은 테이핑, 본딩, 스크류 결합 또는 융착을 통해, 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(150)은, 지문 센서 모듈(130)과 함께 지지 프레임(120)에 배치됨으로써, 지문 센싱을 위한 눌림 압력에 따라 지문 센서 모듈(130)과 함께 유동되기 때문에, FPCB(132)와 인쇄 회로 기판(150)간의 상대적인 움직임에 의한 단선과 같은 전기적 접속 불량 현상을 방지하는데 도움을 줄 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는 전면 커버(102) 아래에 순차적으로 배치되는 디스플레이 패널(101a) 및 적어도 하나의 부자재층을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 부자재층은 디스플레이 패널(101a)의 배면에 배치되는 적어도 하나의 폴리머 부재(101b, 101c), 적어도 하나의 폴리머 부재(101b, 101c)의 배면에 배치되는 적어도 하나의 기능성 부재(101d) 및 적어도 하나의 기능성 부재(101d)의 배면에 배치되는 도전성 부재(101f)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 폴리머 부재(101b, 101c)는 디스플레이 패널(101a)과 그 하부 부착물들간에 발생될 수 있는 기포를 제거하고 디스플레이 패널(431)에서 생성된 빛 또는 외부로부터 입사하는 빛을 차단하기 위한 차광층(101b) 및/또는 충격 완화를 위하여 배치되는 완충층(101c)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 기능성 부재(101d)는 방열을 위한 방열 시트(예: 그라파이트(graphite) 시트), 통신용 안테나 방사체, 도전 / 비도전 테이프 및/또는 open cell 스폰지를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 부재(101f)는 금속 시트층(예: 금속 플레이트)으로써, 전자 장치(100)의 강성 보강에 도움을 줄 수 있고, 주변 노이즈를 차폐하며, 주변의 열 방출 부품으로부터 방출되는 열을 분산시키기 위하여 사용될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 부재(101f)는 Cu, Al, Mg, SUS 또는 CLAD(예: SUS와 Al이 교번하여 배치된 적층 부재)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(101)는 전자기 유도 방식의 필기 부재(예: 전자 펜)에 의한 입력을 검출하기 위한 검출 부재(101e)를 더 포함할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 검출 부재(101e)는 디지타이저를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 검출 부재(101e)는 적어도 하나의 폴리머 부재(1101b, 101c)와 기능성 부재(101d) 사이에 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 검출 부재(445)는 디스플레이 패널(101a)과 적어도 하나의 폴리머 부재(101b, 101c) 사이에 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(101a) 아래에 배치되는 부자재층의, 지문 센서 모듈(130)과 대응되는 영역은 지문 센서 모듈(130)로 유입되는 지문의 반사광을 수용하기 위하여, 천공된 오프닝(OP)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이 패널(101a)의 지문 센서 모듈(130)과 대응되는 영역은 픽셀 및/또는 배선의 배치 밀도 조절을 통해 투과율이 결정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)와 지문 센서 모듈(130)간의 거리(d)는 디스플레이 패널(101a)과 지문 센서 모듈(130)간의 거리(d)를 의미할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이(101)의 눌림 동작에 의한 지문 센서 모듈(130)과 디스플레이(101) 간의 이격 거리(d)의 변화를 비교한 도면들이다.
도 5a를 참고하면, 지문 센서 모듈(130)은 전자 장치(100)의 내부 공간(1001)에 배치되고, 디스플레이(101)를 지지하는 지지 프레임(120)에 고정될 수 있다. 이러한 경우, 지문 센서 모듈(130)의 모듈 하우징(131)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에서 관통홀(121)과 대면하도록 고정될 수 있으며, 후면 프레임(1101)에 배치되는 완충용 유닛(142)을 통해 탄성적으로 지지받도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정된 지문 센서 모듈(130)은, 관통홀(121)을 통해 디스플레이(101)와 지정된 이격 거리(d)를 갖도록 배치될 수 있다. 이러한 이격 거리(d)는 관통홀(121)과 대면하는 디스플레이(101)의 대응 영역의 투과율 및 최적의 광 반사 효율을 고려하여 결정될 수 있다. 따라서, 이격 거리(d)가 변경되면, 지문 센서 모듈(130)의 지문 인식율이 저하될 수 있다.
도 5b를 참고하면, 지문 인증을 위하여 사용자에 의해 전면 커버(102)의 상면이 눌려질 경우, 눌림 압력을 통해 디스플레이(101) 및 지지 프레임(120)은 변형될 수 있다. 이러한 경우, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정되기 때문에, 지지 프레임(120)의 변형과 적응적으로 대응하여 이동될 수 있으므로, 디스플레이(101)와 지문 센서 모듈(130)의 이격 거리(d)는 변동되지 않을 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 프레임(120)의 변형에 따라 함께 유동되는 지문 센서 모듈(130)의 적응적 눌림 구조는, 지문 센서 모듈(130)을 통한 최적의 센싱 능력을 발휘하는데 도움을 줄 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 압력 분산 유닛(141)과 완충용 유닛(142) 역시 탄성 소재로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 완충용 유닛(142)은 압력 분산 유닛(141) 보다 상대적으로 압축률이 높은 탄성 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 디스플레이(101)를 통해 지지 프레임(120)이 가압 받으면, 완충용 유닛(142)이 상대적으로 더 많이 압축됨으로써, 디스플레이(101)와 지문 센서 모듈(130)간의 이격 거리(d)가 일정하게 유지될 수 있다.
도 5c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)이 배치되는 전자 장치(100)의 일부 단면도이다.
도 5c를 참고하면, 전자 장치(100)는 모듈 하우징(131)을 지지하는 완충용 유닛(142)이 생략된 지문 센서 모듈(130)을 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정된 상태에서, 후면 프레임(1101)과 일정 간격으로 이격된 상태를 유지할 수 있다. 예컨대, 이러한 경우, 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 지문 센서 모듈(130)이 견고히 고정될 수 있는 고정 구조(예: 스크류를 통한 모듈 하우징(131)의 고정 구조)를 가질 경우, 가능할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 서포트 월(122)은 지지 프레임(120)으로부터 후면 프레임(1101) 근처까지 연장될 수 있다. 이러한 경우, 디스플레이(101)가 가압받게 되면, 지문 센서 모듈(130)이 후면 프레임(1101)에 접촉하기 전, 서포트 월(122)이 먼저 접촉되는, 압축 제한 구조로써 적용될 수 있다. 어떤 실시예에서, 고정력 강화를 위해, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)에 스크류 체결을 통해 고정될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)이 배치되는 전자 장치(100)의 일부 단면도이다.
도 6의 전자 장치(100)를 설명함에 있어서, 도 4의 전자 장치(100)의 구성 요소들과 실질적으로 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 부호를 부여하였으며, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 6을 참고하면, 지문 센서 모듈(130)의 모듈 하우징(131)으로부터 인출된 FPCB(132)는 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 배치된 인쇄 회로 기판(150)과 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, FPCB(132)는 인쇄 회로 기판(150)과 커넥터 결합을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 어떤 실시예에서, FPCB(132)는 인쇄 회로 기판(150)의 노출된 단자들과 솔더링 또는 도전성 본딩을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 인쇄 회로 기판(150)과 함께 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정되기 때문에, 지지 프레임(120)의 변형에 적응적으로 대응하여 유동될 수 있으므로, FPCB(132)와 인쇄 회로 기판(150) 간의 전기적 단선과 같은 접속 불량이 방지될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)을 포함하는 전자 장치(100)의 분리 사시도이다. 도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 브릿지 기판(160)을 통해 지문 센서 모듈(130)과 인쇄 회로 기판(150)이 연결된 상태를 도시한 전자 장치(100)의 일부 구성도이다.
도 7a 및 도 7b의 전자 장치(100)를 설명함에 있어서, 도 4의 전자 장치(100)의 구성 요소들과 실질적으로 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 부호를 부여하였으며, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 전자 장치(100)는 후면 프레임(1101)에 형성되고, 브릿지 기판(160)을 가이드 하기 위한 가이드 유닛(162)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 가이드 유닛(162)은 후면 프레임(1101)으로부터 도출되도록 일체로 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 가이드 유닛(162)은 후면 프레임(1101)에 별도로 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 가이드 유닛(162)에 의한 배치 공간(1602)의 제공에 의해, 브릿지 기판(160)은 그 배치 위치가 지정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 가이드 유닛(162)을 통한 배치 공간(1602)은, 브릿지 기판(160)의 상부에 배치되는 지문 센서 모듈(130)의 FPCB(132) 및 인쇄 회로 기판(150)과의 전기적 접속 부분(예: 도전성 단자 및/또는 도전성 패드)의 정렬에 도움을 줄 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(150)은 전자 장치(100)의 내부 공간(1001)에서 브릿지 기판(160)을 통해 지문 센서 모듈(130)로부터 지정된 거리로 이격 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 브릿지 기판(160)을 통한 지문 센서 모듈(130)과 인쇄 회로 기판(150)의 이격 배치 구조는, 인쇄 회로 기판(150)에 배치되고, 외부 장치의 커넥터(예: 도 8의 커넥터(300))와 연결되거나, 외부 환경을 검출하기 위한 적어도 하나의 전자 부품(151)의 배치 설계에 도움을 줄 수 있다. 예컨대, 인쇄 회로 기판(150)은, 브릿지 기판(160)에 의한 전기적 연결 구조를 통해, 전자 장치(100)의 내부 공간(1001)에서, 전자 장치(100)의 측면 부재(예: 도 1의 측면 부재(118)) 근처에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전자 부품(151)은 리셉터클, 이어잭 어셈블리, 스피커 모듈, 마이크 모듈 및/또는 외부 환경 검출 센서 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)이 배치되는 전자 장치(100)의 일부 단면도이다.
도 8을 참고하면, 전자 장치(100)가 조립된 상태에서, 디스플레이(101)는 지지 프레임(120)의 제1면(1201)의 지지를 받도록 배치되고, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 이러한 경우, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)에 형성된 관통홀(121)을 통해 디스플레이(101)와 대면하는 위치에서, 지정된 간격을 유지한 채 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 지문 센서 모듈(130)과 지정된 간격으로 이격되고, 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 배치되는 인쇄 회로 기판(150)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 모듈 하우징(131)으로부터 인출된 FPCB(132)를 통해 인쇄 회로 기판(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 후면 프레임(1101)에 고정되고, 지문 센서 모듈(130)의 FPCB(132)와 인쇄 회로 기판(150)을 전기적으로 연결하는 브릿지 기판(bridge substrate)(160)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(150)은, 브릿지 기판(160)을 통해, 외부 환경과 연결되는 적어도 하나의 전자 부품(151)을 실장할 수 있는 위치까지 지문 센서 모듈(130)로부터 이격 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전자 부품(151)은 외부 전자 장치와의 데이터 송, 수신 및/또는 충전을 위한 커넥터(300)와 접속되는 리셉터클을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)이 배치되는 전자 장치(100)의 일부 단면도이다.
도 9의 전자 장치(100)를 설명함에 있어서, 도 8의 전자 장치(100)의 구성 요소들과 실질적으로 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 부호를 부여하였으며, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 9를 참고하면, 전자 장치(100)가 조립된 상태에서, 디스플레이(101)는 지지 프레임(120)의 제1면(1201)의 지지를 받도록 배치되고, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 이러한 경우, 지문 센서 모듈(130)은 지지 프레임(120)에 형성된 관통홀(121)을 통해 디스플레이(101)와 대면하는 위치에서 지정된 간격을 유지한 채 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 지문 센서 모듈(130)과 지정된 간격으로 이격되고, 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 배치되는 인쇄 회로 기판(170)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(130)은 모듈 하우징(131)으로부터 인출된 FPCB(132)를 통해 인쇄 회로 기판(170)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(170)은 지지 프레임(120)의 제2면(1202)에 고정되는 강성 기판부(PCB)(171)와, 강성 기판부(171)로부터 연장되고, 후면 프레임(1101)에 고정되는 연성 기판부(FPCB)(172)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 연성 기판부(172)는 강성 기판부(171)의 유전층의 일부를 삭제하거나, 유전층의 두께를 조절하여, 강성 기판부(171)와 일체로 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 연성 기판부(172)는 강성 기판부(171)에 도전성 본딩 솔더링을 통해 부착될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(170)은 강성 기판부(171)를 통해 외부 환경과 연결되는 적어도 하나의 전자 부품(151)을 실장할 수 있는 위치까지 지문 센서 모듈(130)로부터 이격 배치될 수 있으며, 연성 기판부(172)를 통해, 지문 센서 모듈(130) 근처에서 FPCB(132)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)을 포함하는 전자 장치(100)의 블록 구성도이다.
도 10을 참고하면, 전자 장치(100)는 프로세서(155), 프로세서(155)와 작동적으로 연결되는 센서 회로(156), 메모리(157), 디스플레이(101) 및 지문 센서 모듈(130)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(155), 센서 회로(156) 및 메모리(157)는 인쇄 회로 기판(150)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는 프로세서(155)의 제어를 통해 디스플레이(101)에 표시되는 지문 인증 인터페이스(1011) 및 터치 센싱 회로(1012)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(150)의 프로세서(155)는 브릿지 기판(160)을 통해 지문 센서 모듈(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 어떤 실시예에서, 프로세서(155)는 브릿지 기판(160) 없이, 지문 센서 모듈(130)과 직접 전기적으로 연결될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(155)는 센서 회로(156)를 통해, 지문 센서 모듈(130)로부터 제공된 지문 이미지에 대응한 특징 정보를 추출할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(155)는 촬영된 지문 이미지의 특징 정보를 메모리(157)에 저장된 지문 특징 정보와 비교함으로써, 사용자 인증 프로세스를 실행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(155)는 사용자 인증 결과에 대응하여 디스플레이(101)를 통해 unlocking screen 또는 적어도 하나의 어플리케이션을 실행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(155)는 터치 센싱 회로(1012)로부터 지문 인증 인터페이스(1011)에 대한 터치 입력 신호를 수신하고, 디스플레이(101)를 통해 brighter lighting과 같은 지문 인증 인터페이스(1011)를 제공할 수 있다. 이 때, 프로세서(155)는 미리 저장된 brighter lighting 영역 정보에 대응하여 bighter lighting을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(155)는 디스플레이(101)의 활성화에 대응하여 lock screen을 표시하고, lock screen의 일부 영역을 통해 지문 인증 인터페이스(1011)를 제공할 수도 있다. 어떤 실시예에서, 프로세서(155)는 사용자의 AOD(always on diaplay) 모드 설정 상태에 기반하여 사용자의 활성화 트리거에 상관 없이, 지문 인증 인터페이스(1011)를 디스플레이(101)에 제공할 수도 있다. 어떤 실시예에서, 프로세서(155)는 지문 인증 인터페이스(1011)에서, 터치 센싱 회로(1012)의 터치 입력 신호에 대응하여 지문 센서 모듈(130)을 활성화시킬 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지문 센서 모듈(130)을 통한 인증 절차를 도시한 흐름도이다.
도 11을 참고하면, 전자 장치(100)(예: 프로세서(155))는 디스플레이(101)가 OFF 상태에서 ON 상태로 전환될 경우(1101 동작), 지문 인증 설정에 대응하여 일부 디스플레이 영역에서 지문 인증 인터페이스(1011)(예: 지문 모양 그래픽 객체)를 표시할 수 있다(1103 동작). 만약, 전자 장치(100)가 지문 인증 설정 상태가 아닐 경우, 지문 인증 인터페이스(1011)가 아닌 다른 인증 인터페이스(예: face unlock 인터페이스 또는 홍채 인식 인터페이스)를 표시할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 지문 인증 인터페이스(1011) 영역에 대한 터치 입력 신호에 대응하여 일시적으로 지문 인증 인터페이스 영역보다 더 밝은 brighter lighting을 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참고하면, 디스플레이(101)는 지문 인증 인터페이스(1011)와 대응되는 영역에 적어도 하나의 컬러를 통해 gradient 타입의 brighter lighting영역(1011a, 1011b)이 표시되도록 설정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, brighter lighting영역(1011a, 1011b)은, 지문 인증 인터페이스를 적어도 포함하는 영역에 표시되는 제1brighter lighting 영역(1011a) 및 제1brighter lighting 영역(1011a)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배치되는 제2brighter lighting 영역(1011b)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, brighter lighting 영역(1011a, 1011b)은 제1brighter lighting 영역(1011a)으로부터 제2brighter lighting 영역(1011b)까지 동일 색상에서 채도/명도가 조정되는 gradient 타입으로 설정될 수 있다. 예컨대, 지문 인증 인터페이스(1011)는 제1brighter lighting 영역(1011a)으로부터 제2brighter lighting 영역(1011b)으로 진행할수록 점진적으로 밝기가 밝아지거나 어두워지도록 설정될 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(101)는 일반 상태에서, 지문 인증 인터페이스(1011)만 표시될 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(101)는, 지문 근접 시, 지문 인증 인터페이스(1011)에 더하여, gradient 타입으로 영역별 밝기가 조절되도록 설정될 수도 있다. 어떤 실시예에서, brighter lighting영역(1011a, 1011b)은 지문 인증 인터페이스(1011)와 동일한 크기를 갖거나, 더 작거나 더 크게 표시될 수 있다. 어떤 실시예에서, brighter lighting영역(1011a, 1011b)은 터치 입력에 대응하는 영역에 실시간으로 표시되도록 설정될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 지문 인증 인터페이스(1011) 영역으로부터 수신된 사용자의 지문을 인식할 수 있다(1105 동작). 예컨대, 전자 장치(100)는 지문 센서 모듈(130)로부터 촬영된 지문 이미지에 대응한 특징 정보를 추출할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 촬영된 지문 이미지의 특징 정보를 메모리(157)에 저장된 지문 특징 정보와 비교함으로써, 사용자 인증 프로세스 또는 대응 어플리케이션을 실행할 수 있다(1107 동작).
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(100))는, 하우징(예: 도 4의 하우징(110))과, 상기 하우징의 내부 공간(예: 도 4의 내부 공간(1001))에 배치되고, 제1면(예: 도 4의 제1면(1201)), 제1면과 반대 방향을 향하는 제2면(예: 도 4의 제2면(1202)) 및 관통홀(예: 도 4의 관통홀(121))을 포함하는 지지 프레임(예: 도 4의 지지 프레임(120))과, 상기 제1면의 지지를 받고, 상기 하우징의 적어도 일부를 통해, 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이(예: 도 4의 디스플레이(101)) 및 상기 제2면에서, 상기 관통홀에 대면하도록 배치되는 광학 센서 모듈(예: 도 4의 지문 센서 모듈(130))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 광학 센서 모듈은, 모듈 하우징(예: 도 4의 모듈 하우징(131))과, 상기 모듈 하우징의 내부 공간에 배치되고, 상기 디스플레이를 통해 근접하는 지문의 반사광을 검출하는 적어도 하나의 이미지 센서 및 상기 모듈 하우징으로부터 지정된 형상 및 길이로 인출되는 FPCB(예: 도 4의 FPCB(132))를 포함하는 지문 센서 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1면과 상기 디스플레이 사이에서, 상기 관통홀 주변을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 루프 형상으로 배치되는 압력 분산 유닛(예: 도 4의 압력 분산 유닛(141))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 압력 분산 유닛은, 상기 제1면에서, 상기 제1면보다 낮게 형성된 리세스(recess)(예: 도 4의 리세스(1211))를 통해 상기 제1면과 적어도 일치하는 높이로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 압력 분산 유닛은 접착 테이프를 통해, 상기 지지 프레임의 상기 제1면에 부착되고, 상기 디스플레이에 접촉될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 지문 센서 모듈은, 상기 모듈 하우징과 상기 제2면 사이에 배치되는 접착 테이프를 통해, 상기 제2면에 고정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 지문 센서 모듈 아래에 배치되는 후면 프레임(예: 도 4의 후면 프레임(1101))을 더 포함하고, 상기 모듈 하우징과 상기 후면 프레임 사이에 배치되는 완충용 유닛(예: 도 4의 완충용 유닛(142))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 관통홀 주변에서, 상기 모듈 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 제2면으로부터 돌출되는 서포트 월(support wall)(예: 도 4의 서포트 월(122))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 서포트 월은 상기 후면 프레임의 지지를 받는 길이로 연장될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 지지 프레임의 상기 제2면에 배치되는 인쇄 회로 기판(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(150))을 더 포함하고, 상기 FPCB는 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 FPCB는, 상기 지지 프레임의 상기 제2면에서, 상기 인쇄 회로 기판과 지정된 거리로 이격된 위치에 고정되고, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 FPCB는, 상기 후면 프레임에 배치된 브릿지 기판(예: 도 4의 브릿지 기판(160)) 및 적어도 하나의 전기적 연결 부재(예: 도 4의 전기적 연결 부재(161))를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 하우징의 적어도 일부에서, 외부로 노출되도록 배치되는 적어도 하나의 전자 부품(예: 도 8의 전자 부품(151))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전자 부품은 리셉터클, 이어잭 어셈블리, 스피커 모듈, 마이크 모듈 및/또는 외부 환경 검출 센서 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판(예: 도 9의 인쇄 회로 기판(170))은, 지지 프레임의 상기 제2면에 배치되는 강성 기판부(예: 도 9의 강성 기판부(171)) 및 상기 강성 기판부로부터 상기 FPCB 근처에서 상기 후면 프레임에 고정되는 연성 기판부(예: 도 9의 연성 기판부(172))를 포함하고, 상기 연성 기판부는 전기적 연결 부재를 통해 상기 FPCB와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 지지 프레임을 위에서 바라볼 때, 상기 관통홀은 상기 디스플레이의 적어도 일부와 중첩될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 하우징(예: 도 1의 하우징(110))은, 제1방향(예: 도 1의 z 축 방향)으로 향하는 전면 커버(예: 도 1의 전면 커버(102)), 상기 제1방향과 반대인 제2방향(예: 도 1의 -z 축 방향)으로 향하는 후면 커버(예: 도 2의 후면 커버(111)) 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 상기 내부 공간을 둘러싸는 측면 부재(예: 도 1의 측면 부재(118))를 포함하고, 상기 관통홀은, 상기 지지 프레임을 위에서 바라볼 때, 상기 전면 커버와 중첩될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이는 상기 전면 커버의 적어도 일부를 통해 외부로부터 보일 수 있게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 하우징과, 상기 하우징의 적어도 일부를 통해 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이와, 상기 하우징의 내부 공간에서, 상기 디스플레이 아래에 배치되고, 관통홀을 포함하는 지지 프레임 및 상기 지지 프레임 아래에서, 상기 관통홀에 대면하도록 상기 지지 프레임에 고정되는 광학 센서 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 광학 센서 모듈은 일정 길이로 인출된 FPCB를 포함하고, 상기 FPCB는 상기 지지 프레임에 배치되는 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 FPCB는, 상기 지지 프레임에서, 상기 인쇄 회로 기판과 지정된 거리로 이격된 위치에 고정되고, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 FPCB는, 상기 내부 공간에 배치되는 브릿지 기판 및 적어도 하나의 전기적 연결 부재를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 내부 공간에 배치되고, 제1면, 제1면과 반대 방향을 향하는 제2면 및 관통홀을 포함하는 지지 프레임;
    상기 제1면의 지지를 받고, 상기 하우징의 적어도 일부를 통해, 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이; 및
    상기 제2면에서, 상기 관통홀에 대면하도록 배치되는 광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 센서 모듈은,
    모듈 하우징;
    상기 모듈 하우징의 내부 공간에 배치되고, 상기 디스플레이를 통해 근접하는 지문의 반사광을 검출하는 적어도 하나의 이미지 센서; 및
    상기 모듈 하우징으로부터 지정된 형상 및 길이로 인출되는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함하는 광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1면과 상기 디스플레이 사이에서, 상기 관통홀 주변을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 루프 형상으로 배치되는 압력 분산 유닛을 포함하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압력 분산 유닛은, 상기 제1면에서, 상기 제1면보다 낮게 형성된 리세스(recess)를 통해 상기 제1면과 적어도 일치하는 높이로 배치되는 전자 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 압력 분산 유닛은 접착 테이프를 통해, 상기 지지 프레임의 상기 제1면에 부착되고, 상기 디스플레이에 접촉되는 전자 장치
  6. 제2항에 있어서,
    상기 지문 센서 모듈은, 상기 모듈 하우징과 상기 제2면 사이에 배치되는 접착 테이프를 통해, 상기 제2면에 고정되는 전자 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 지문 센서 모듈 아래에 배치되는 후면 프레임을 더 포함하고,
    상기 모듈 하우징과 상기 후면 프레임 사이에 배치되는 완충용 유닛을 더 포함하는 전자 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 관통홀 주변에서, 상기 모듈 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 제2면으로부터 돌출되는 서포트 월(support wall)을 포함하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 서포트 월은 상기 후면 프레임의 지지를 받는 길이로 연장되는 전자 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 지지 프레임의 상기 제2면에 배치되는 인쇄 회로 기판을 더 포함하고, 상기 FPCB는 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 FPCB는, 상기 지지 프레임의 상기 제2면에서, 상기 인쇄 회로 기판과 지정된 거리로 이격된 위치에 고정되고,
    상기 인쇄 회로 기판과 상기 FPCB는, 상기 후면 프레임에 배치된 브릿지 기판 및 적어도 하나의 전기적 연결 부재를 통해 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 상기 하우징의 적어도 일부에서, 외부로 노출되도록 배치되는 적어도 하나의 전자 부품을 포함하는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자 부품은 리셉터클, 이어잭 어셈블리, 스피커 모듈, 마이크 모듈 및/또는 외부 환경 검출 센서 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은, 지지 프레임의 상기 제2면에 배치되는 강성 기판부 및 상기 강성 기판부로부터 상기 FPCB 근처에서 상기 후면 프레임에 고정되는 연성 기판부를 포함하고,
    상기 연성 기판부는 전기적 연결 부재를 통해 상기 FPCB와 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 지지 프레임을 위에서 바라볼 때, 상기 관통홀은 상기 디스플레이의 적어도 일부와 중첩되는 전자 장치.
PCT/KR2021/003969 2020-05-13 2021-03-31 광학 센서 모듈을 포함하는 전자 장치 WO2021230494A1 (ko)

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