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1. WO2020141662 - OPTICAL-TYPE FINGERPRINT RECOGNITION DISPLAY AND OPERATION METHOD THEREOF

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명세서

발명의 명칭

기술분야

1   2  

배경기술

3   4   5   6   7  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

8   9  

과제 해결 수단

10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

발명의 효과

21   22   23   24  

도면의 간단한 설명

25   26   27   28   29   30   31   32  

발명의 실시를 위한 형태

33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8  

명세서

발명의 명칭 : 광학 방식 지문 인식 디스플레이 및 그 작동 방법

기술분야

[1]
본 개시는, 광학 지문 인식 디스플레이 및 그 구동 방법(Optical fingerprint sensing display and, Method for driving the display)에 관한 것이다.
[2]
본 발명은 2018년 12월 31일에 출원된 한국특허출원 제 10-2018-0173479 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.

배경기술

[3]
화상 표시 장치는 노트북 컴퓨터, 태블릿 피시(tablet PC), 스마트폰(smart phone), 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine), 검색 안내 시스템 등과 같은 컴퓨터 기반 시스템(computer based system)에서 사용되고 있다. 이들 시스템에는 통상적으로 개인 사생활과 관련된 개인정보는 물론 영업정보나 영업기밀과 같이 비밀을 요하는 많은 데이터가 저장되어 있다. 따라서 이들 데이터를 보호하기 위해서는 보안을 강화해야 할 필요성이 있다.
[4]
보안 강화를 위한 방법으로 손가락의 지문을 활용할 수 있다. 손가락의 지문이 컴퓨터 기반 시스템에 활용됨에 따라, 특히 스마트폰에 많이 활용될 것으로 예상되는 지문 인식 소자를 포함한 디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
[5]
종래의 지문 인식 디스플레이는 Add-On, 또는 On-Cell 방식으로 구현된다. 즉, 정전용량 센서를 디스플레이 위에 부착하는 방식, 또는 광학 센싱용 photo diode array를 디스플레이 위 혹은 밑에 부착하는 방식이다.
[6]
그러나 이러한 종래의 Add-On, 또는 On-Cell 방식은 디스플레이의 두께를 증가시키고 디스플레이 단가를 상승시키는 문제점이 있다.
[7]
또한, 위 문제점으로 인하여 종래의 Add-On(또는 On-Cell)방식은 풀-패널(Full Panel) 지문 인식 디스플레이를 구현하는데 적합하지 않은 방식이다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[8]
본 개시는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인셀(in-cell) 타입의 광학 방식 지문 인식 디스플레이를 구현하는데 있다.
[9]
또한, 본 개시는 인셀(in-cell) 타입의 광학 방식 지문 인식 디스플레이를 구현하는데 있어서, 영상 표시에 사용되는 표시 패널의 광원을 광학식 지문 감지에 사용한다. 이때 터치 위치를 감지하여 터치 영역은 지문 감지 모드로 동작 한다, 그리고 그 외 영역은 정상적인 디스플레이 모드로 동작 시키는 것을 기술적 과제로 한다.

과제 해결 수단

[10]
본 개시의 실시예들에 따른, 지문인식디스플레이는 표시 패널; 및 프로세서를 포함할 수 있으며, 상기 표시 패널은, 2차원 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 포함할 수 있다, 상기 화소는, 상기 프로세서로부터 수신한 제 1 신호에 기초하여 빛을 내는 적어도 하나의 부화소; 및 상기 부화소에서 발광 되어 지문으로부터 반사된 빛을 수신하여 제 2 신호를 생성하는 광센서를 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는, 사용자가 상기 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보에 기초하여 상기 표시 패널 상에 터치 영역을 결정하고, 상기 터치 영역에 포함되는 하나 이상의 화소에 상기 제 1 신호를 송신하며, 상기 화소로부터 수신한 제 2 신호에 기초하여 사용자의 지문을 인식하는 것을 특징으로 한다.
[11]
상기 제 1신호는, 상기 프로세서가 메모리에 미리 저장된 센싱 모드 영상 데이터에 기초하여 생성한 것을 특징으로 한다.
[12]
상기 센싱 모드 영상은, Red 패턴, Blue 패턴, Green 패턴, 또는 White 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
[13]
또한, 본 개시는, 상기 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 상기 프로세서에 송신하는 터치 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[14]
또한, 상기 프로세서는 상기 제 2 신호를 기준 데이터와 비교하여 상기 화소 상에 사용자가 터치를 했는지 여부를 결정하고, 상기 화소 상에 사용자가 터치를 한 것으로 결정한 경우, 상기 표시 패널에 대한 상기 화소의 위치에 기초하여 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
[15]
상기 프로세서는 일정 간격의 화소 단위로 상기 광센서를 구동하는 것을 특징으로 한다.
[16]
또한, 상기 프로세서는, 여러 프레임 시간 동안, 상기 터치 영역 내에서 광센서가 동작하도록 제어하고, 상기 광센서로부터 수신한 상기 제 2 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호 및 상기 메모리로부터 수신한 지문 데이터에 기초하여 지문을 인식하는 것을 특징으로 한다.
[17]
또한 본 개시는, 지문인식요청 신호를 획득하는 단계, 사용자가 터치한 위치에 대한 정보에 기초하여 표시 패널 상에 터치 영역을 결정하는 단계, 하나의 프레임 시간의 일부 동안, 터치 영역에 포함된 화소에 포함된 광센서가 동작하도록 제어하고, 터치 영역이 아닌 영역에 포함된 제 2 화소에 포함된 부화소가 동작하도록 제어하는 단계, 광센서가 지문으로부터 반사된 빛에 기초하여 생성한 제 2 신호를 수신하여 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성하는 단계, 및 디지털 신호 및 메모리로부터 수신한 지문 데이터에 기초하여 지문을 인식하 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[18]
또한 본 개시는 메모리에 저장된 영상 데이터에 기초한 제 1 신호를 제 2 화소로 송신하는 단계, 및 제 1 신호에 기초하여 제 2 화소에 포함된 부화소가 동작하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
[19]
터치한 위치에 대한 정보는 터치 패널로부터 수신한 사용자가 표시 패널 상에 터치한 위치에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.
[20]
또한 본 개시는 광센서로부터 수신한 신호를 기준 데이터와 비교하여 화소 상에 사용자가 터치를 했는지 여부를 결정하는 단계, 및 화소 상에 사용자가 터치를 한 것으로 결정된 경우, 표시 패널에 대한 화소의 위치에 기초하여 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

[21]
본 개시는, 별도의 지문 센서를 부착하는 방식이 아닌, 인셀(in-cell) 타입으로 광학 방식 지문 인식 디스플레이를 구현하였고, 디스플레이 상의 모든 위치에서 지문을 감지할 수 있다.
[22]
또한, 본 개시는, 인셀(in-cell) 타입의 광학 방식 지문 인식 디스플레이로서, 디스플레이의 두께를 줄이고 단가를 줄일 수 있다.
[23]
또한, 본 개시는, 영상 표시에 사용되는 표시 패널의 광원을 광학식 지문 감지에 사용하되, 터치 위치를 감지하여 터치 영역에서는 표시 패널의 광원을 지문 감지 모드로 동작 시키고, 그 외 영역에서는 표시 패널의 광원을 정상적인 디스플레이 모드로 동작 시킴으로써, 지문 감지 중에도 디스플레이의 정상적인 영상 표시가 가능하다.
[24]
또한, 본 개시는 별도의 터치 패널 없이 사용자의 터치 여부와 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 표시 패널로부터 획득할 수 있으므로, 디스플레이의 두께를 줄이고 단가를 줄일 수 있다.

도면의 간단한 설명

[25]
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 지문인식디스플레이를 나타낸 블록도이다.
[26]
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 표시 패널을 나타낸 도면이다.
[27]
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 터치 여부를 결정하는 과정과 터치 위치에 대한 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[28]
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 지문인식디스플레이를 나타낸 블록도이다.
[29]
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 지문인식디스플레이를 나타낸 도면이다.
[30]
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 표시 패널을 나타낸 도면이다.
[31]
도 7은 본 개시의 일실시예에 따른 지문인식디스플레이의 구동방법을 나타낸 흐름도이다.
[32]
도 8은 본 개시의 일실시예에 따른 지문인식디스플레이의 구동방법을 나타낸 흐름도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[33]
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명이 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
[34]
본 개시의 일 실시예에 따르면 "부"는 프로세서 및/또는 메모리로 구현될 수 있다.
[35]
용어 "프로세서" 는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치 (CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서는, "프로세서" 는 주문형 반도체 (ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. 용어 "프로세서" 는, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다.
[36]
용어 "메모리" 는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 용어 메모리는 임의 액세스 메모리 (RAM), 판독-전용 메모리 (ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리 (NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리 (PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리 (EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM (EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.
[37]
[38]
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있다.
[39]
도 1 은 본 개시의 일 실시예에 따른 지문인식디스플레이를 나타낸 블록도이다.
[40]
지문인식디스플레이(100)는 표시 패널(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 표시 패널(110)은 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 화소들은 적어도 하나의 부화소 및 광센서를 포함할 수 있다. 상기 화소는 red, green, blue의 3개 부화소를 포함하여 영상 표현에 필요한 다양한 색상을 구현할 수 있다. 표시 패널(110)은 프로세서(120)로부터 제 1 신호를 수신할 수 있다. 제 1 신호는 프로세서(120)가 표시 패널(110)을 제어하기 위한 신호 일 수 있다. 예를 들어 표시 패널(110)은 제 1 신호에 기초하여 영상을 표시할 수 있다.
[41]
표시 패널(110)에 포함된 광센서는 수신한 빛을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 수신한 빛은 사용자가 표시 패널(110)을 터치했는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 또한 수신한 빛은 사용자의 지문의 패턴에 따라 달라질 수 있다. 수신한 빛에 기초하여 생성된 전기적 신호는 프로세서(120)로 송신될 수 있다.
[42]
프로세서(120)는 표시 패널(110)로부터 수신한 신호에 기초하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 표시 패널(110)로부터 수신한 신호에 기초하여 표시 패널(110) 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한 프로세서(120)는 메모리에 저장된 영상 데이터에 기초한 전기적 신호를 표시 패널(110)로 송신할 수 있다.
[43]
[44]
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 표시 패널을 나타낸 도면이다.
[45]
표시 패널(200)은 적어도 하나의 화소(220, 240)를 포함할 수 있다. 화소(220)는 적어도 하나의 부화소(221) 및 적어도 하나의 광센서(222)를 포함할 수 있다.
[46]
부화소(221)는 프로세서(120)로부터 수신한 제 1 신호에 기초하여 빛을 낼 수 있다. 하나의 화소에 포함된 부화소들은 각각 하나의 색을 표현할 수 있다. 적어도 하나의 광센서(222)는 빛을 수신하여 제 2 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어 광센서(222)는 지문으로부터 반사된 빛을 수신하여 제 2 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 광센서(222)로부터 수신된 신호에 기초하여 사용자가 표시 패널(200)을 터치했는지 여부를 판단할 수 있다. 또한 프로세서(120)는 광센서로부터 수신된 신호에 기초하여 표시 패널(200)상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한 프로세서(120)는 광센서(222)로부터 수신된 신호에 기초하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다. 화소(220)에 포함된 적어도 하나의 광센서(222)에 기초하여 지문인식을 하므로, 본 개시의 일 실시예에 따른 지문인식디스플레이(100)는 모든 디스플레이 영역에서 지문인식을 할 수 있는 효과가 있다.
[47]
[48]
도 3은 사용자가 표시 패널을 터치했는지 여부를 결정하는 과정과 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[49]
사용자는 제 1 영역(310)에 터치할 수 있다. 상기 제 1 영역(310)은 화소를 포함할 수 있다. 제 1 영역(310) 이외의 영역은 복수의 제 2 화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어 사용자가 터치하지 않은 제 2 영역(320)은 제 2 화소를 포함할 수 있다.
[50]
프로세서(120)는 표시 패널(300)로부터 수신한 제 2 신호를 기준 데이터와 비교하여 화소 상에 사용자가 터치를 했는지 여부를 결정할 수 있다. 또한 프로세서(120)는 화소 상에 사용자가 터치를 한 것으로 결정한 경우, 표시 패널(300)에 대한 화소의 위치에 기초하여 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(120)는 별도의 터치 패널 없이 사용자의 터치 여부와 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 표시 패널(300)로부터 획득할 수 있다. 따라서, 디스플레이의 두께를 줄이고 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.
[51]
기준 데이터는 표시 패널(300)에 포함된 제 2 화소로부터 프로세서가 수신한 데이터일 수 있다. 사용자가 제 1 영역(310)을 터치하였으므로, 제 1 영역(310)은 사용자의 신체에 의하여 지문인식디스플레이 외부에서 입사되는 빛이 가려질 수 있다. 따라서 제 1 영역(310)에 포함된 화소가 수신한 빛은 사용자에 의해 빛이 가려지지 않은 제 2 영역(320)에 포함된 제 2 화소가 수신한 빛보다 적을 수 있다. 따라서 화소가 생성한 전기적 신호와 제 2 화소가 생성한 전기적 신호는 다를 수 있다. 예를 들어 화소의 광센서가 빛을 수신하여 생성한 전류 또는 전압의 크기는 제 2 화소의 광센서가 빛을 수신하여 생성한 전류 또는 전류의 크기보다 작을 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 화소의 광센서가 빛을 수신하여 생성한 전류 또는 전압의 크기는 제 2 화소의 광센서가 빛을 수신하여 생성한 전류 또는 전류의 크기보다 클 수 있다.
[52]
프로세서(120)는 광센서에서 생성된 전기적 신호를 아날로그에서 디지털로 변환할 수 있다. 프로세서(120)는 전기적 신호에 기초하여 사용자가 제 1 영역에 터치하고 있음을 결정할 수 있다.
[53]
프로세서(120)는 일정 간격의 화소 단위로 상기 광센서를 구동할 수 있다. 예를 들면, 사용자의 터치 위치를 감지하는데 있어서, 표시 패널(300)의 모든 화소에 포함된 모든 광센서를 구동할 필요는 없기 때문이다. 따라서, 일정 간격의 화소 단위로 일부의 광센서를 구동함에 따라 전력 소모를 저감할 수 있는 효과가 있다.
[54]
사용자가 터치한 제 1 영역(310)의 크기는 사용자가 터치하지 않은 제2 영역(320)보다 작을 수 있다. 프로세서(120)는 복수의 화소들로부터 광센서의 전기적 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제1 영역(310)에 포함된 화소로부터 생성된 전기적 신호가 상기 제2 영역(320)에 포함된 화소로부터의 전기전 신호와 다름을 결정할 수 있다. 또한, 상기 제 1 영역(320)의 크기가 소정의 크기 이하인 경우 프로세서(120)는 상기 제 1 영역(320)에 사용자가 터치 했음을 결정할 수 있다.
[55]
또한, 기준 데이터는 지문인식디스플레이에 포함된 메모리로부터 수신한 데이터일 수 있다. 프로세서(120)는 메모리로부터 수신한 데이터 및 광센서로부터 수신한 전기적 신호에 기초하여 사용자가 표시 패널(300)을 터치했는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어 광센서로부터 수신한 전기적 신호가 메모리로부터 수신한 데이터 보다 작거나 같은 경우, 프로세서(120)는 사용자가 표시 패널(300)을 터치했음을 결정할 수 있다.
[56]
또한 프로세서(120)는 제 1 영역(310)에 사용자가 터치를 한 것으로 결정한 경우, 제 1 영역(310)에 기초하여 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(120)는 제 1 영역(310)의 중심을 사용자가 터치한 위치로 결정할 수 있다.
[57]
프로세서(120)는 제 1 영역(310)에 포함된 화소들에 포함된 광센서가 생성한 전기적 신호에 기초하여 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 프로세서(120)는 전기전 신호가 가장 작은 값을 생성한 화소, 또는 전기적 신호가 가장 큰 값을 생성한 화소에 기초하여 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다.
[58]
프로세서(120)는 획득된 정보에 기초하여 사용자가 터치한 표시 패널(520) 상의 위치 또는 영역을 결정할 수 있다. 또한 프로세서(120)는 사용자가 터치한 영역에 포함된 화소의 광센서가 동작하도록 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 광센서의 동작에 의하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자가 터치한 영역에 있는 모든 광센서가 동작하도록 하여 고감도로 사용자의 지문을 인식할 수 있다.
[59]
또한 프로세서(120)는 사용자가 터치하지 않은 영역에 포함된 광센서 중 적어도 하나가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 사용자의 터치 위치를 파악하는데 필요한 최소의 광센서를 동작시킬 수 있다. 프로세서(120)는 적어도 하나의 광센서를 이용하여 저감도이지만 고속으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 프로세서(120)는 적어도 하나의 광센서의 동작을 제한 하여 프로세서(120)의 프로세싱 자원을 확보할 수 있으며, 광센서의 동작에 의한 전력 소모를 줄일 수 있는 효과를 제공하는 것도 가능하다.
[60]
또한 프로세서(120)는 사용자가 터치하지 않은 영역에 포함된 화소의 적어도 하나의 부화소가 동작하도록 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자가 터치하지 않은 영역에서는 외부에서 입력 받은 영상데이터에 따라 입력 받은 영상을 별도의 영상 조절 없이 표시하도록 동작할 수 있다.
[61]
프로세서(120)는 사용자가 터치한 영역에 포함된 화소가 특정한 패턴 영상을 표시하도록 동작 시킬 수 있다. 구체적으로는 상기 터치 영역에 포함되는 화소에는 메모리에 미리 저장된 센싱 모드 영상 데이터에 기초하여 제 1 신호를 송신할 수 있다. 상기 센싱 모드 영상은, Red 패턴, Blue 패턴, Green 패턴, White 패턴 중 어느 하나일 수 있다. 터치 영역에서 사용자의 지문을 감지하는데 있어서, 고정된 패턴의 영상을 표시하는 것이 아닌 외부에서 입력 받은 영상 데이터에 따라 랜덤 패턴의 영상을 표시하는 경우, 광센서가 지문의 반사광을 이용하여 지문을 감지하는데 방해가 되기 때문이다. 즉, 고정된 패턴의 영상이 아닌 랜덤 패턴의 영상이 표시되는 경우 지문에 입사되는 광원이 시시 각각 변화하는 것이므로 그에 따른 반사광의 변화도 심하게 된다. 이러한 경우 광센서가 지문을 감지하는데 방해가 될 수 있다.
[62]
프로세서(120)는 사용자가 터치한 영역에 포함된 화소의 적어도 하나의 부화소가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자가 터치한 영역에 포함된 화소 중 적어도 하나가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 사용자의 터치에 의하여 가려진 영역의 부화소들 중 적어도 하나가 동작하지 않아도 사용자는 불편함을 느끼지 않을 수 있다. 프로세서(120)는 부화소들 중 적어도 하나가 동작하지 않도록 제어하여, 프로세서(120)의 프로세싱 자원을 확보할 수 있다. 또한 부화소의 동작에 의한 배터리 소모가 저감되는 효과가 있다.
[63]
[64]
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 지문인식디스플레이를 나타낸 블록도이다.
[65]
디스플레이(400)는 표시 패널(410), 프로세서(420) 및 터치 패널(430)을 포함할 수 있다. 도 4의 표시 패널(410)은 도 1의 표시 패널(110)에 동일하게 대응될 수 있다. 도 4의 프로세서(420)는 도 1의 프로세서(120)에 동일하게 대응될 수 있다.
[66]
터치 패널(430)은 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 프로세서(420)에 송신할 수 있다. 프로세서(420)는 터치 패널(430)로부터 수신한 정보에 기초하여 사용자가 표시 패널을 터치했는지 여부 또는 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다.
[67]
[68]
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 지문인식디스플레이를 나타낸 도면이다.
[69]
지문인식디스플레이(500)는 터치 패널(510) 및 표시 패널(520)을 포함할 수 있다. 터치 패널(510)은 표시 패널(520) 위에 적층될 수 있다. 표시 패널(520)은 적어도 하나의 화소(530)를 포함할 수 있다. 화소(530)는 적어도 하나의 부화소(531) 및 광센서(532)를 포함할 수 있다. 표시 패널(520)에 대해서는 도 2와 함께 이미 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
[70]
터치 패널(510)은 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 프로세서(420)에 송신할 수 있다. 프로세서(420)는 터치 패널(510)로부터 수신한 정보에 기초하여 사용자가 터치한 표시 패널(520) 상의 영역을 결정할 수 있다.
[71]
또한 프로세서(420)는 사용자가 터치한 영역에 포함된 화소(530)의 광센서(532)가 동작하도록 제어할 수 있다. 프로세서(420)는 광센서(532)의 동작에 의하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다. 프로세서(420)는 사용자가 터치한 영역에 있는 모든 광센서(532)가 동작하도록, 터치한 영역에 있는 모든 광센서(532)를 제어 하여 사용자의 지문 인식 감도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
[72]
또한 프로세서(420)는 사용자가 터치하지 않은 영역에 포함된 광센서 중 적어도 하나가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(420)는 사용자가 터치하지 않은 영역에 포함된 광센서 모두가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 프로세서(420)는 적어도 하나의 광센서가 동작하지 않도록, 적어도 하나의 광센서를 제어 하여 프로세싱에 자원을 확보할 수 있으며, 광센서의 동작에 의한 배터리 소모를 저감할 수 있는 효과가 있다.
[73]
또한 프로세서(420)는 사용자가 터치하지 않은 영역에 포함된 화소의 적어도 하나의 부화소가 동작하도록 제어할 수 있다. 프로세서(420)는 사용자는 사용자가 터치하지 않은 영역에서 영상이 정상적으로 표시되도록 부화소를 제어할 수 있다.
[74]
프로세서(420)는 사용자가 터치한 영역에 포함된 화소(530)의 적어도 하나의 부화소(531)가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 프로세서(420)는 사용자가 터치한 영역에 포함된 화소(530) 중 적어도 하나가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 사용자의 터치에 의하여 가려진 영역의 부화소(531)들 중 적어도 하나가 동작하지 않아도 사용자는 불편함을 느끼지 않을 수 있다. 프로세서(420)는 부화소들 중 적어도 하나가 동작하지 않도록 제어하여, 보다 중요한 프로세싱에 자원을 집중할 수 있다. 또한 화소의 동작에 의한 배터리 소모를 줄일 수 있다.
[75]
[76]
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 표시 패널을 나타낸 도면이다.
[77]
프로세서(120, 420)는 지문인식요청 신호를 획득할 수 있다. 지문인식요청 신호는 외부의 장치로부터 수신할 수 있다. 외부의 장치는 프로세서와 메모리를 포함하는 장치일 수 있다. 또는 지문인식요청신호는 지문인식을 위한 스위치로부터 획득될 수 있다. 지문인식요청신호는 프로세서(120, 420)가 실행하고 있는 애플리케이션으로부터 획득할 수 있다. 또한 프로세서(120, 420)는 표시 패널(600)에 입력된 사용자의 제스처에 의하여 생성되어 획득될 수 있다.
[78]
프로세서(120, 420)는 터치한 위치(610)에 대한 정보에 기초하여 표시 패널(600) 상에 터치 영역(615)을 결정할 수 있다. 사용자가 터치한 위치(610)는 표시 패널(600) 상의 하나의 화소의 위치 일 수 있다. 프로세서(120, 420)는 사용자가 터치한 위치(610)로부터 소정의 영역을 터치 영역(615)으로 결정할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 터치한 위치(610)는 터치 영역(615)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120, 420)가 사용자가 터치한 위치(610)를 복수의 화소들의 위치로 획득한 경우, 터치 영역(615)이 될 수 있다.
[79]
프로세서(120, 420)는 터치 영역 내에서 광센서가 동작하도록 제어할 수 있다. 터치 영역 내에서 광센서가 동작하는 시간은 여러 프레임 시간이 될 수 있다. 광센서가 지문에서 반사된 빛을 수광 하여 광전류를 생성하고, 생성된 광전류가 지문 감지 회로를 통하여 출력 전압을 생성하는데 일정 시간이 필요하기 때문이다. 디스플레이가 60Hz 주사율을 가진 경우, 하나의 프레임 시간은 1/60초가 될 수 있다.
[80]
또한, 프로세서(120, 420)는 터치 영역이 아닌 영역에서 부화소가 동작하도록 제어할 수 있다.
[81]
프로세서(120, 420)는 광센서로부터 수신한 제 2 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(120, 420)는 디지털 신호 및 메모리로부터 수신한 지문 데이터에 기초하여 지문을 인식할 수 있다. 프로세서(120, 420)가 메모리로부터 수신한 지문 데이터는 특정한 사용자가 이전에 등록한 지문 데이터일 수 있다. 디지털 신호와 수신한 지문 데이터의 유사도가 임계값보다 높은 경우, 프로세서(120, 420)는 디지털 신호가 특정한 사용자의 지문을 나타내는 것으로 판단할 수 있다.
[82]
디지털 신호가 특정한 사용자의 지문을 나타내는 것으로 판단한 경우, 프로세서(120, 420)는 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120, 420)는 디스플레이가 포함된 장치를 잠금 해제할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(120, 420)는 금융 애플리케이션에서 정당한 사용자가 사용 중임을 인증할 수 있다.
[83]
[84]
도 7은 본 개시의 일실시예에 따른 지문인식디스플레이의 구동방법을 나타낸 흐름도이다.
[85]
프로세서(120, 420)는 지문인식요청 신호를 획득하는 단계(710)를 수행할 수 있다. 지문인식요청 신호는 외부의 장치로부터 수신할 수 있다. 외부의 장치는 프로세서와 메모리를 포함하는 장치일 수 있다. 또는 지문인식요청신호는 지문인식을 위한 스위치로부터 획득될 수 있다. 지문인식요청신호는 프로세서(120, 420)가 실행하고 있는 애플리케이션으로부터 획득할 수 있다. 또한 프로세서(120, 420)는 표시 패널(600)에 입력된 사용자의 제스처에 의하여 생성되어 획득될 수 있다.
[86]
프로세서(120, 420)는 터치한 위치에 대한 정보에 기초하여 표시 패널 상에 터치 영역을 결정하는 단계(720)를 수행할 수 있다. 터치한 위치에 대한 정보는 상술한 바와 같이 표시 패널(110) 또는 터치 패널(430)로부터 생성될 수 있다.
[87]
프로세서(120, 420)는 터치한 위치에 대한 정보에 기초하여 표시 패널 상에 터치 영역을 결정할 수 있다. 사용자가 터치한 위치는 표시 패널 상의 하나의 화소의 위치일 수 있다. 사용자는 터치한 위치로부터 소정의 영역을 터치 영역으로 결정할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 터치한 위치는 터치 영역과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120, 420)가 사용자가 터치한 위치를 복수의 화소들의 위치로 획득한 경우, 터치 영역이 될 수 있다.
[88]
프로세서(120, 420)는 하나의 프레임 시간의 일부 동안, 터치 영역에 포함된 화소에 포함된 광센서가 동작하도록 제어하는 단계(731)를 수행할 수 있다. 지문인식을 위해서는 고감도의 광센서 동작이 필요하므로, 프로세서(120, 420)는 터치 영역에 포함된 모든 광센서가 동작하도록 제어할 수 있다.
[89]
프로세서(120, 420)는 광센서가 지문으로부터 반사된 빛에 기초하여 생성한 제 2 신호를 수신하여 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성하는 단계(732)를 수행할 수 있다. 아날로그-디지털 변환은 데이터를 디지털화하여 손쉽게 처리하기 위한 것이므로 선택적으로 추가되거나 또는 생략될 수 있다.
[90]
프로세서(120, 420)는 상기 디지털 신호 및 메모리로부터 수신한 지문 데이터에 기초하여 지문을 인식하는 단계(733)를 수행할 수 있다. 프로세서(120, 420)가 메모리로부터 수신한 지문 데이터는 특정한 사용자가 이전에 등록한 지문 데이터일 수 있다. 디지털 신호와 수신한 지문 데이터의 유사도가 임계값보다 높은 경우, 프로세서(120, 420)는 디지털 신호가 특정한 사용자의 지문을 나타내는 것으로 판단할 수 있다.
[91]
디지털 신호가 특정한 사용자의 지문을 나타내는 것으로 판단한 경우, 프로세서(120, 420)는 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120, 420)는 디스플레이가 포함된 장치를 잠금 해제할 수 있다. 또한 프로세서(120, 420)는 금융 애플리케이션에서 정당한 사용자가 사용 중임을 인증할 수 있다.
[92]
프로세서(120, 420)는 터치 영역이 아닌 영역에 포함된 제 2 화소에 포함된 부화소가 동작하도록 제어하는 단계(740)를 수행 수 있다. 프로세서(120, 420)는 메모리에 저장된 영상 데이터에 기초한 제 1 신호를 제 2 화소로 송신할 수 있다. 프로세서(120, 420)는 제 1 신호에 기초하여 제 2 화소에 포함된 부화소가 동작하도록 제어할 수 있다. 프로세서(120, 420)는 터치 영역이 아닌 영역에 포함된 화소들의 부화소들이 모두 동작하여 사용자에게 최대 해상도의 영상을 제공할 수 있다.
[93]
[94]
도 8은 본 개시의 일실시예에 따른 지문인식디스플레이의 구동방법을 나타낸 흐름도이다.
[95]
프로세서(120)는 표시 패널(110)로부터 터치위치를 감지하는 단계(811)를 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 광센서로부터 수신한 신호를 기준 데이터와 비교하여 화소 상에 사용자가 터치를 했는지 여부를 결정할 수 있다.
[96]
프로세서(120)는 표시 패널(110)에 포함된 복수의 광센서들 중 적어도 하나의 광센서가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 적어도 하나의 광센서가 동작하지 않도록 제어하여 저감도이지만 고속으로 사용자의 터치가 있는지 여부를 결정할 수 있다. 또한 프로세서(120)는 적어도 하나의 광센서가 동작하지 않도록 제어하여 보다 중요한 작업에 프로세싱 능력을 집중할 수 있고 배터리의 소모를 줄일 수 있다.
[97]
프로세서(120)는 화소 상에 사용자가 터치를 한 것으로 결정한 경우, 표시 패널(110)에 대한 화소의 위치에 기초하여 상기 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보로 획득할 수 있다.
[98]
프로세서(120)는 화소의 위치를 사용자가 터치한 위치로 결정할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 프로세서(120)는 복수의 화소의 위치에 기초한 영역을 사용자가 터치한 위치로 결정할 수 있다.
[99]
프로세서(120)는 지문인식요청 신호를 획득하는 단계(820)를 수행할 수 있다. 지문인식 요청 신호가 획득되지 않은 경우, 프로세서(120)는 표시 패널(110)에 포함된 화소의 부화소들이 동작하도록 제어하는 단계(812)를 수행할 수 있다.
[100]
지문인식 요청 신호가 획득된 경우, 프로세서(120)는 표시 패널(110)상에 터치 영역을 결정하는 단계(830)를 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 터치한 위치에 대한 정보에 기초하여 표시 패널 상에 터치 영역을 결정할 수 있다. 사용자가 터치한 위치는 표시 패널 상의 하나의 화소의 위치 일 수 있다. 사용자는 터치한 위치로부터 소정의 영역을 터치 영역으로 결정할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 터치한 위치는 터치 영역과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)가 사용자가 터치한 위치를 복수의 화소들의 위치로 획득한 경우, 터치 영역이 될 수 있다.
[101]
프로세서(120)는 하나의 프레임 시간의 일부 동안, 터치 영역에 포함된 화소에 포함된 광센서가 동작하도록 제어하는 단계(841)를 수행할 수 있다. 지문인식을 위해서는 고감도의 광센서 동작이 필요하므로 프로세서(120)는 터치 영역에 포함된 모든 광센서가 동작하도록 제어할 수 있다.
[102]
프로세서(120)는 광센서가 지문으로부터 반사된 빛에 기초하여 생성한 제 2 신호를 수신하여 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성하는 단계(842)를 수행할 수 있다. 아날로그-디지털 변환은 데이터를 디지털화하여 손쉽게 처리하기 위한 것이므로 생략될 수 있다.
[103]
프로세서(120)는 상기 디지털 신호 및 메모리로부터 수신한 지문 데이터에 기초하여 지문을 인식하는 단계(843)를 수행할 수 있다. 프로세서(120)가 메모리로부터 수신한 지문 데이터는 특정한 사용자가 이전에 등록한 지문 데이터일 수 있다. 디지털 신호와 수신한 지문 데이터의 유사도가 임계값보다 높은 경우, 프로세서(120)는 디지털 신호가 특정한 사용자의 지문을 나타내는 것으로 판단할 수 있다.
[104]
프로세서(120)는 디지털 신호가 특정한 사용자의 지문을 나타내는 것으로 판단한 경우, 프로세서(120)는 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 디스플레이가 포함된 장치를 잠금 해제할 수 있다. 또한 프로세서(120)는 금융 애플리케이션에서 정당한 사용자가 사용 중임을 인증할 수 있다.
[105]
프로세서(120)는 터치 영역이 아닌 영역에 포함된 제 2 화소에 포함된 부화소가 동작하도록 제어하는 단계(850)를 수행 수 있다. 프로세서(120)는 메모리에 저장된 영상 데이터에 기초한 제 1 신호를 제 2 화소로 송신할 수 있다. 프로세서(120)는 제 1 신호에 기초하여 제 2 화소에 포함된 부화소가 동작하도록 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 터치 영역이 아닌 영역에 포함된 화소들의 부화소들이 모두 동작하여 사용자에게 최대 해상도의 영상을 제공할 수 있다.
[106]
[107]
이제까지 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시가 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 개시에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
[108]
[109]
한편, 상술한 본 개시의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

청구범위

[청구항 1]
지문인식디스플레이는 표시 패널; 및 프로세서를 포함하고, 상기 표시 패널은, 2차원 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하고, 상기 화소는, 상기 프로세서로부터 수신한 제 1 신호에 기초하여 빛을 내는 적어도 하나의 부화소; 및 상기 부화소에서 발광 되어 지문으로부터 반사된 빛을 수신하여 제 2 신호를 생성하는 광센서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 화소로부터 수신한 제 2 신호에 기초하여 사용자의 지문을 인식하는 지문인식디스플레이.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 프로세서는, 사용자가 상기 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보에 기초하여 상기 표시 패널 상에 터치 영역을 결정하고, 상기 터치 영역에 포함되는 하나 이상의 화소에 상기 제 1 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이.
[청구항 3]
제2항에 있어서, 상기 제 1신호는, 상기 프로세서가 센싱 모드 영상 데이터에 기초하여 생성한 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이.
[청구항 4]
제3항에 있어서, 상기 센싱 모드 영상은, Red 패턴, Blue 패턴, Green 패턴, 또는 White 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이.
[청구항 5]
제 2 항에 있어서, 상기 지문인식디스플레이는, 상기 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 상기 프로세서에 송신하는 터치 패널을 더 포함하는 지문인식디스플레이.
[청구항 6]
제 2 항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제 2 신호를 기준 데이터와 비교하여 상기 화소 상에 사용자가 터치를 했는지 여부를 결정하고, 상기 화소 상에 사용자가 터치를 한 것으로 결정한 경우, 상기 표시 패널에 대한 상기 화소의 위치에 기초하여 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이.
[청구항 7]
제 6 항에 있어서, 상기 프로세서는, 일정 간격의 화소 단위로 상기 광센서를 구동하는 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이.
[청구항 8]
제 2 항에 있어서, 상기 프로세서는, 여러 프레임 시간 동안, 상기 터치 영역 내에서 광센서가 동작하도록 제어하고, 상기 광센서로부터 수신한 상기 제 2 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호 및 메모리로부터 수신한 지문 데이터에 기초하여 지문을 인식하는 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이.
[청구항 9]
지문인식요청 신호를 획득하는 단계; 사용자가 터치한 위치에 대한 정보에 기초하여 표시 패널 상에 터치 영역을 결정하는 단계; 여러 프레임 시간 동안, 상기 터치 영역에 포함된 화소에 포함된 광센서가 동작하도록 제어하고, 상기 터치 영역이 아닌 영역에 포함된 제 2 화소에 포함된 부화소가 외부에서 입력 받은 영상데이터에 따라 동작하도록 제어하는 단계; 상기 광센서가 지문으로부터 반사된 빛에 기초하여 생성한 제 2 신호를 수신하여 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성하는 단계; 및 상기 디지털 신호 및 메모리로부터 수신한 지문 데이터에 기초하여 지문을 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이의 구동 방법.
[청구항 10]
제 9 항에 있어서, 상기 터치한 위치에 대한 정보는 터치 패널로부터 수신한 사용자가 상기 표시 패널 상에 터치한 위치에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이의 구동 방법.
[청구항 11]
제 9 항에 있어서, 상기 광센서로부터 수신한 신호를 기준 데이터와 비교하여 상기 화소 상에 사용자가 터치를 했는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 화소 상에 사용자가 터치를 한 것으로 결정된 경우, 상기 표시 패널에 대한 상기 화소의 위치에 기초하여 상기 표시 패널 상에 사용자가 터치한 위치에 대한 정보를 획득하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문인식디스플레이의 구동 방법.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]