KR100341462B1

KR100341462B1 - 지문인식기가 내장된 정보단말기

Info

Publication number: KR100341462B1
Application number: KR1019990058894A
Authority: KR
Inventors: 김지훈; 고응렬; 정순원; 이휘석; 이병진
Original assignee: 안준영; (주)니트 젠
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2002-06-21
Also published as: US20020180585A1; JP2003517245A; WO2001045283A1; TW497082B; KR20010057120A; AU1901101A; CN1451205A

Abstract

본 발명은 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기, 개인휴대단말기(PDA)등 정보단말기에 관한 것으로, 액정소자형의 지문입력기를 정보단말기용 액정표시소자와 이중으로 접합 설치하고 이를 이용해 지문을 입력하도록 구성함으로써, 지문인식기를 채택한 정보단말기의 크기를 축소함과 더불어 지문입력을 매우 용이하게 하고 그 외관을 미려하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

지문인식기가 내장된 정보단말기 {PERSONAL INFORMATION TERMINAL HAVING FINGER PRINT COGNITION DEVICE}

본 발명은 액정소자형 지문입력기가 내장된 정보단말기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지문인식기를 채택한 정보단말기의 크기를 축소함과 더불어 지문입력을 매우 용이하게 하고 그 외관을 미려하게 할 수 있도록 한 지문인식기가 내장된 정보단말기에 관한 것이다.

대표적인 정보단말기의 예로서, 휴대전화단말기, 개인휴대단말기(PDA : Personal Digital Assistant) 등을 들 수 있다.

일반적으로, 휴대전화단말기는 소정의 무선통신방식(예를 들면, 코드분할다중접속)에 의한 무선주파수신호를 중계국과 주고 받음에 의해 무선통화를 할 수 있는 장치로서, 근래에 들어 그 사용이 보편화되고 있는 개인휴대형 통신장치이며, 개인휴대단말기는 정보의 수집, 저장, 작성, 검색 및 통신기능이 결합된 휴대형 정보 PC이다.

이러한 정보단말기에는 대개 이용자 이외의 타인이 사용할 수 없도록 하는 통화잠금기능내지 사용잠금기능이 구비되어 있는데, 이러한 잠금기능을 해제하기 위해서는 비밀번호를 입력해야하는 번거로움이 있고 또한 비밀번호가 쉽게 누출될 수 있는 등의 단점이 있어, 근래에는 정보단말기에 지문인식기를 장착함으로써 지문입력을 통해 이용자를 식별하는 지문인식기가 내장된 정보단말기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기와 같은 정보단말기에 장착되는 지문입력기의 지문입력수단으로는 광학식과 반도체식이 있는데, 상기한 광학식의 경우는 프리즘 및 포커싱수단 등이 포함되어 부피가 비대함으로 인해 소형화가 요구되는 정보단말기에 적용하기는 어려운 점이 있어, 주로 반도체식의 지문입력기를 정보단말기에 채용하려는 연구가 이루어지고 있다.

이러한 반도체식의 지문입력기를 채용한 휴대전화단말기에 대한 일예가 도 1에 도시되어 있으며, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 반도체식의 지문입력기(PS)는 키패드의 부근에 설치하는 것이 보편적이며, 몸체의 측면에 설치되는 경우도 있다.

그런데, 상기한 반도체방식의 지문입력기는 전압 및 전류에 민감한 반도체소자의 표면에 직접 인체를 접촉하도록 되어 있기 때문에, 인체의 정전기만으로도 손상되기 쉬워 내구성이 약하며 사용수명이 짧은 문제점이 있었다.

또한, 상기한 바와 같이 반도체방식의 지문입력기는 정보단말기의 외부에 설치하게 되는데, 지문입력기가 차지하는 면적으로 인해 휴대전화기 및 개인휴대단말기 등 정보단말기의 부피가 커짐은 물론 정보단말기의 외관이 미려하지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해안출한 것으로서, 액정소자형 지문입력기를 채택하여 지문인식기를 내장한 정보단말기의 크기를 축소함과 더불어 지문입력을 매우 용이하게 하고 그 외관을 미려하게 할 수 있도록 한 지문인식기가 내장된 정보단말기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기를 도시한 외관사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기를 도시한 외관사시도,

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 지문인식기가 내장된 개인휴대단말기(PDA)를 도시한 외관사시도,

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 지문입력기의 설치상태를 설명하기 위한 개략도,

도 5는 도 4에 도시된 지문입력기의 동작원리를 설명하기 위한 개략도,

도 6은 도 5에 도시된 지문입력기의 회로구성을 설명하기 위한 개략도,

도 7은 도 2에 도시된 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기의 개략적인 제어블록구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3: 액정표시소자 6: 백라이트

10: 지문입력기 12; 센서용 박막트랜지스터

13: 스위칭용 박막트랜지스터 100: 지문입력부

200: 지문인식부 300: 덮개 개폐감지부

400: 휴대전화제어부 500: 백라이트구동부

600: 액정표시소자구동부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지문인식기가 내장된 정보단말기는, 지문입력기를 통해 이용자의 지문을 입력하여 대조하고 그 대조결과에 따라 사용을 허가하는 지문인식기가 내장된 정보단말기에 있어서, 상기 지문입력기가 액정소자형 지문입력기이고 백라이트가 하부에 구비되어 있는 정보단말기의 액정 표시부 상부에 접합 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기를 도시한 외관사시도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기의 외관은, 몸체(1)와, 이 몸체(1)의 전면에 배열 설치된 키패드(2)와, 이 키패드(2)의 상부에 장착된 액정표시소자(3)와, 상기 키패드(2)를 개폐하는 덮개부(4) 및, 몸체(1)의 상단에 장착된 안테나(5)로 구성된다.

한편, 도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 지문인식기가 내장된 개인휴대단말기(PDA)를 도시한 외관사시도, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본발명에 따른 개인휴대단말기(PDA)는 그 몸체(6)의 전면에 액정표시소자(3)가 장착되어 있으며 몸체(6)의 전면 하단 및 측면에 개인휴대단말기(PDA)의 각 기능을 선택하기 위한 복수의 조작버튼(7, 8)이 부착되어 있다.

여기서, 도 4를 참조하면 알 수 있듯이, 상기 휴대전화단말기 또는 상기 개인휴대단말기(PDA)에 장착된 액정표시소자(3)의 하부에는 광을 발생하는 백라이트(Back Light; 6)가 설치되어 있으며 그 상부에는 지문입력기(10)가 접합 설치되어 있는데, 본 발명에 사용되는 지문입력기(10)는 박막트랜지스터 액정소자형(Thin Film Transistor Liquid Crystal Device Type; "TFT-LC TYPE")의 지문입력기로서, 전후방향의 빛을 그대로 투과하도록 되어 있어 액정표시소자(3) 상에 표시되는 내용을 상기 지문입력기(10)를 통해 확인해 볼 수 있다. 참고적으로, 지문입력기(10)와 액정표시소자(3)를 접합하는 방법으로는, 현재까지 개발되어 있는 판형 소재 접합방식이라면 어떤 것이라도 사용가능하며, 예컨대, 지문입력기(10)와 액정표시소자(3)의 접촉면에 투명한 소재의 접착재를 이용하여 접합하거나 지문입력기(10)와 액정표시소자(3)를 서로 밀착시킨 다음 그 측면부를 고정부재로 고정시키는 방법이 사용될 수 있다.

여기서, 상기 지문입력기(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 투명기판(11) 상에 센서용의 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, 'TFT'라 약칭함; 12)와 스위칭용의 TFT(13)가 일정 간격으로 배열설치되며, 상기 센서용 TFT(12)의 소오스전극(12-S)과 스위칭용 TFT(13)의 드레인전극(13-D)은 제1 전극(14)을 통해 전기적으로 연결되어 있다.

그리고, 센서용 TFT(12)의 게이트전극(12-G)에는 제2 전극(15)이 연결되는데, 이 제2 전극(15)은 상기한 제1 전극(14)과 투명절연층(16)을 사이로 하여 접합설치되는 바, 상기 제1 전극(14)과 제2 전극(15) 간에는 그 이격된 거리에 상응하는 정전용량이 발생되므로, 상기 제1 전극(14)과 제2 전극(15)간의 정전용량을 캐패시턴스(Csto)로 칭하며, 이 캐패시턴스(Csto)는 센서 TFT(12)의신호대잡음비(Signal To Noise Ratio)를 개선하는 역할을 한다.

참고적으로, 상기한 제1 전극(14)과 제2 전극(15)은 투명전극을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 센서용 TFT(12)의 드레인전극(12-D)과 소오스전극(12-S)의 사이에는 소정재질(예를 들면, 아모퍼스실리콘(a-Si:H) 등)의 감광층(12-P)이 형성되어 있어, 이 감광층(12-P)으로 소정 광량 이상의 빛이 수광되면 드레인전극(12-D)과 소오스전극(12-S) 간을 전기적으로 도통시키도록 되어 있다.

이에 따라, 이용자가 손가락의 지문부위를 지문입력기(10)에 밀착하면 액정표시소자(3) 하부의 백라이트(6)로부터 발생된 빛이 지문의 패턴에 따라 반사되어 센서용 TFT(12)의 감광층(12-p)에 수광됨으로써, 센서용 TFT(12)가 도통되도록 되어 있다.

반면, 스위칭 TFT(13)의 드레인전극(13-D)과 소오스전극(12-S)의 상부에는 빛이 수광되는 것을 방지하도록 실드(13-Sh)가 형성되어 있다.

상기한 지문입력기의 회로구성은 도 6에 도시된 바와 같으며, 동도면에 개시된 바와 같이, 센서 TFT(12)의 드레인전극(12-D)으로 소정레벨의 직류전압(Vcc1)이 인가되고 센서 TFT(12)의 게이트전극(12-G)으로 소정레벨의 바이어스전압(Vcc2)이 인가된다.

그리고, 스위칭 TFT(13)의 게이트단자는 도시생략된 게이트제어부에 연결되어 이 게이트제어부로부터 게이트제어신호를 인가받아 스위칭동작되도록 되어 있는데, 상기 게이트제어부는 지문을 스캐닝하도록 설정된 소정의 매 프레임마다 스위칭 TFT(13)를 스위칭하기 위한 게이트제어신호를 출력함으로써, 지문입력기(10)를 통해 입력되는 지문의 영상에 대한 프레임을 형성하도록 되어 있다.

또한, 스위칭 TFT(13)의 소오스전극(13-S)은 도시생략된 증폭부에 연결되어, 스위칭 TFT(13)가 턴온된 경우 센서 TFT(13)로부터 출력되는 신호가 상기 증폭부를 통해 증폭되도록 되어 있으며, 상기 증폭부의 신호출력단은 다수의 입력을 분할하여 단일의 출력으로 변환하는 멀티플렉서에 연결된다.

한편, 도 7은 도 2에 도시된 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기의 개략적인 제어블록구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기는, 지문입력부(100)와 지문인식부(200)와 덮개 개폐감지부(300)와 휴대전화제어부(400)와 백라이트구동부(500)와 액정표시소자구동부(600) 및 통화부(700)로 구성된다.

도 8에 있어서, 상기 지문입력부(100)는 지문입력기(10)를 포함하고 지문입력기(10)로부터 출력된 신호를 처리하여 입력된 지문영상을 그에 상응하는 데이터로 변환하여 지문인식부(200)로 인가한다.

상기 지문인식부(200)는 지문입력부(100)로부터 지문데이터를 입력받아 이를 등록된 지문데이터와 비교하여 그 비교결과에 따른 비교결과신호를 휴대전화제어부(400)로 입력한다.

상기 덮개 개폐감지부(300)는 키패드(2)의 덮개부(4)에 대한 개폐상태를 감지하여 그에 상응하는 개폐신호를 휴대전화제어부(400)로 인가한다.

상기 휴대전화제어부(400)는 덮개 개폐감지부(300)로부터 덮개부(4)가 개방되었음을 나타내는 감지신호가 입력되거나 키패드(2)로부터 키신호가 입력되면, 지문을 입력받기 위한 지문입력모드로 전환되어 액정표시소자(3) 후면의 백라이트(6)를 점등하기 위한 제어신호를 백라이트구동부(500)로 인가함과 동시에 지문을 입력하도록 안내하는 안내문구를 표시하기 위한 디스플레이신호를 액정표시소자구동부(600)로 인가한다.

이와 더불어, 휴대전화제어부(400)는 지문을 입력받도록 지시하는 제어신호를 지문입력부(100)로 인가하고, 지문인식부(200)로부터 입력되는 비교결과신호에 의해 등록된 이용자의 지문과 입력된 이용자의 지문이 일치하는 것으로 판단되면 통화부(700)를 제어하여 이용자가 휴대전화단말기를 통화하는 것을 허용한다.

상기 백라이트구동부(500)는 휴대전화제어부(400)로부터의 제어신호에 따라 액정표시소자(3) 하부의 백라이트(6)로 전원을 인가하여 점등하고, 상기 액정표시소자구동부(600)는 휴대전화제어부(400)로부터의 디스플레이신호에 따라 지문입력을 안내하는 안내문구를 표시한다.

상기 통화부(700)는 이용자가 휴대전화단말기를 통해 전화통화를 수행하는 데 필요한 집적회로칩과 전기회로 등을 포함하여 구성되며, 휴대전화제어부(400)로부터 통화를 허가하는 제어신호가 있을 때만 전화통화를 수행하도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 중 지문인식기가 내장된 휴대전화단말기에 대한 동작예를 도 2와 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 이용자가 휴대전화단말기를 이용하고자 덮개(4)를 열면 덮개 개폐감지부(300)로부터 덮개(4)가 열렸음을 나타내는 감지신호가 출력되어휴대전화제어부(400)로 입력된다.

상기 덮개 개폐감지부(300)로부터 덮개(4)가 열렸음을 나타내는 감지신호가 입력됨에 따라 휴대전화제어부(400)는 이용자의 지문을 입력받기 위한 지문입력모드로 전환하여 백라이트(6)를 점등하기 위한 제어신호를 백라이트구동부(500)로 인가함과 동시에 지문을 입력하도록 안내하는 안내문구를 표시하기 위한 디스플레이신호를 액정표시소자 구동부(600)로 입력하고 지문을 입력받도록 지시하는 제어신호를 지문입력부(100)로 인가한다.

상기 제어부(400)로부터의 제어신호에 의해 백라이트구동부(500)로부터 액정표시소자(3) 후면의 백라이트(6)로 전원이 인가되어, 백라이트(6)가 점등되고 백라이트(6)로부터 발생된 빛(L)이 액정표시소자(3) 및 지문입력기(10)를 투과하여 방출된다.

또한, 상기 제어부(400)로부터의 디스플레이신호에 의해 액정표시소자(3) 상에는 지문입력을 안내하는 안내문구가 표시되는데, 지문입력기(10)가 전후방향으로 빛을 자유로이 투과시키도록 되어 있는 바, 이용자는 지문입력기(10)를 통해 액정표시소자(3)에 표시된 안내문구를 확인할 수 있다.

이와 동시에, 상기 제어부(400)로부터의 제어신호에 의해 지문입력부(100)의 지문입력기(10)에서 센서용 TFT(12)로 구동 및 바이어스전압(Vcc1, Vcc2)이 인가되고 게이트제어부로부터 스위칭 TFT(13)로 게이트신호가 출력되어 스위칭 TFT(130)가 소정의 단위프레임마다 스위칭동작된다.

이때, 이용자가 액정표시소자(3)의 전면에 설치된 지문입력기(10)에 손가락의 지문부위를 밀착시키면 백라이트(6)로부터 발생된 광(L)이 손가락의 지문부위에 반사되어 지문입력기로 되돌아오는데, 빛의 반사도는 지문의 패턴에 따라 각기 달라지는 바, 각 센서 TFT(12)로는 그 위치마다 수광되는 빛의 광량이 다르게 된다.

즉, 지문부위 중 골 부위는 반사되는 빛의 광량이 상대적으로 적고, 지문부위 중 융선 부위는 상대적으로 반사되는 빛의 광량이 크게 된다.

여기서, 센서 TFT(12)의 감광층(12-P)은 소정광량 이상의 빛이 수광되는 경우에 도통되도록 되어 있으므로, 지문의 패턴에 따라 해당 위치의 센서 TFT(12) 중 일부는 턴오프상태를 유지하고 나머지 일부는 턴온된다.

이때, 스위칭 TFT(13)는 소정의 매 프레임주기마다 게이트제어부로부터 인가되는 게이트제어신호에 따라 턴온되도록 되어 있는데, 지문패턴에 따라 반사된 빛에 의하여 턴온된 센서 TFT(12) 측의 신호라인은 소정레벨의 광감지신호를 턴온된 스위칭 TFT(13)를 통해 출력하지만, 턴오프상태를 유지하는 센서 TFT(12) 측의 신호라인은 신호를 출력하지 않는다.

이와 같이 각 신호라인을 통해 출력된 신호들은 증폭부를 통해 증폭된 다음 멀티플렉서를 통해 단일의 신호로 변환되며, 지문입력부(100)에서는 멀티플렉서로부터 출력된 신호를 처리하여 그에 상응하는 지문영상데이터로 변환한 다음 지문인식부(200)로 입력한다.

지문인식부(200)에서는 상기 지문입력부(100)로부터 입력되는 지문영상데이터를 미리 등록된 지문데이터와 비교하여 그 일치여부를 판단하며 그 비교결과에 상응하는 비교결과신호를 휴대전화제어부(400)로 인가한다.

휴대전화제어부(400)에서는 상기 지문인식부(200)로부터 입력되는 비교결과신호에 따라 입력된 지문과 등록된 지문이 일치하는 경우 통화를 허용하는 제어신호를 통화부(700)로 인가하는 반면, 일치하지 않으면 통화를 허용하지 않는다.

통화부(700)에서는 상기 휴대전화제어부(400)로부터 통화를 허용하는 제어신호가 있는 경우에 이용자의 전화통화를 허용하게 되는 바, 이용자는 지문입력기(10)를 통해 입력한 지문이 등록된 지문과 일치하는 경우에만 휴대전화단말기를 통해 전화통화를 할 수 있게 된다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예에서는, 키패드에 덮개가 있는 형태의 휴대전화단말기의 경우만을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 키패드의 덮개가 없는 형태의 휴대전화단말기의 경우에 이용자가 덮개를 여는 대신 키패드를 조작하면 지문을 입력하는 지문입력모드로 전환되도록 구성할 수 있다.

또한, 개인휴대단말기의 경우에는, 그 정보의 중요도에 따라 설정되어 있는 비밀번호 입력단계에서 상기 휴대전화 단말기의 동작과 유사하게 지문입력 장치를 동작하게 하여 사용자가 본인이 아닐 경우 개인휴대단말기 본체에 저장되어 있는 중요한 정보에의 접근 혹은 통신기능을 이용한 서버에의 접근을 막을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액정소자형의 지문입력기를 기존 정보단말기의 표시수단인 액정표시소자와 이중으로 접합 설치하는 바, 지문입력기가 별도로 차지하는 면적이 없어 휴대전화단말기의 부피를 축소함과 더불어 지문입력을 매우 용이하게 하고 그 외관을 미려하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

지문입력기를 통해 이용자의 지문을 입력하여 대조하고 그 대조결과에 따라 사용을 허가하는 지문인식기가 내장된 정보단말기에 있어서,

상기 지문입력기는, 액정소자형 지문입력기이고 백라이트가 하부에 구비되어 있는 정보단말기의 액정 표시부 상부에 접합 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지문인식기가 내장된 정보단말기.
제 1 항에 있어서, 상기 액정소자형 지문입력기는, 박막트랜지스터를 각각 센서와 스위칭소자로 이용하는 박막트랜지스터방식의 액정소자형 지문입력기인 것을 특징으로 하는 지문인식기가 내장된 정보단말기.
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정보단말기는 휴대전화단말기인 것을 특징으로 하는 지문인식기가 내장된 정보단말기.
제 1 항에 또는 제 2항에 있어서, 상기 정보단말기는 개인휴대단말기인 것을 특징으로 하는 지문인식기가 내장된 정보단말기.
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