KR100553961B1 - A Fingerprint Image Recognition Method and a Pointing Device having the Fingerprint Image Recognition Function - Google Patents

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KR100553961B1 KR1020030043841A KR20030043841A KR100553961B1 KR 100553961 B1 KR100553961 B1 KR 100553961B1 KR 1020030043841 A KR1020030043841 A KR 1020030043841A KR 20030043841 A KR20030043841 A KR 20030043841A KR 100553961 B1 KR100553961 B1 KR 100553961B1
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Abstract

본 발명은 휴대형 단말기기에서 소형 지문획득센서에 의해 획득된 작은 크기의 지문이미지를 이용하여 사용자의 지문을 인증하고 동시에 상기 단말기기의 포인터를 조정하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pointing device having a fingerprint authentication function for authenticating a user's fingerprint by using a small size fingerprint image acquired by a small fingerprint acquisition sensor in a portable terminal device and simultaneously adjusting a pointer of the terminal device.

본 발명은, 설정된 주기에 따라 상기 손가락 표면의 지문이미지를 매회 획득하는 적어도 하나의 지문획득수단; 상기 매회 획득된 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 각각 추출하는 특징점추출수단; 상기 추출된 각 지문이미지의 특징점간의 변위 데이터를 계산하여 상기 각 지문이미지의 움직임 정보를 검출하는 움직임검출수단; 상기 지문이미지의 움직임 정보에 따라 상기 각 지문이미지가 내부의 가상 이미지 공간에 매핑될 위치를 결정하고, 상기 결정된 해당 위치에 상기 각 지문이미지를 순차적으로 매핑하는 매핑수단; 상기 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 설정된 크기 이상이면 상기 매핑된 전체 지문이미지와 기 등록된 지문이미지를 비교하여 상기 지문의 인증여부를 결정하는 인증수단; 및 상기 움직임검출수단으로부터 변위 데이터를 수신하고 상기 변위 데이터를 이용하여 상기 포인터가 이동할 방향 및 거리를 계산하는 연산수단을 포함한다.The at least one fingerprint acquiring means for acquiring a fingerprint image of the finger surface every time according to a set period; Feature point extracting means for extracting at least one feature point from the fingerprint image obtained each time; Motion detection means for detecting motion information of each fingerprint image by calculating displacement data between feature points of the extracted fingerprint images; Mapping means for determining a location where each fingerprint image is mapped to an internal virtual image space according to motion information of the fingerprint image, and sequentially mapping each fingerprint image to the determined corresponding position; Authentication means for determining whether the fingerprint is authenticated by comparing the mapped fingerprint image with a previously registered fingerprint image if the size of the mapped fingerprint image is equal to or larger than a set size; And calculating means for receiving displacement data from the motion detecting means and calculating a direction and distance to which the pointer moves using the displacement data.

본 발명에 의하면, 휴대 단말기기에서 하나의 지문센서를 이용하여 사용자 인증 및 포인터 조정이 가능하며, 작은 크기의 지문이미지를 획득하는 초소형 지문획득수단을 이용하여 사용자 인증을 위한 크기의 지문이미지 획득 및 포인터 조정을 동시에 가능하다. 이로써 휴대 단말기기의 소형화 구현이 가능하다.According to the present invention, user authentication and pointer adjustment are possible using a single fingerprint sensor in a portable terminal device, and a fingerprint image having a size for user authentication is obtained by using a microscopic fingerprint acquisition means for acquiring a fingerprint image of a small size. Pointer adjustment is possible at the same time. This makes it possible to miniaturize the portable terminal device.

지문, 지문이미지, 인증, 특징점, 변위 데이터, 매핑, 가상 이미지 공간Fingerprint, fingerprint image, authentication, feature point, displacement data, mapping, virtual image space

Description

지문 인증방법 및 그 지문 인증기능을 구비한 포인팅 장치{A Fingerprint Image Recognition Method and a Pointing Device having the Fingerprint Image Recognition Function}A Fingerprint Image Recognition Method and a Pointing Device having the Fingerprint Image Recognition Function

도 1은 종래의 지문인식형 광마우스의 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional fingerprint recognition optical mouse.

도 2는 종래의 지문인증용 지문센서 및 포인터 조정용 지문센서를 구비한 휴대 단말기기의 일예이다.2 is an example of a portable terminal device having a fingerprint sensor for fingerprint authentication and a fingerprint sensor for adjusting a pointer.

도 3은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 일 실시예에 따른 구성도이다.3 is a configuration diagram according to an embodiment of a pointing device according to the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 데이터 계산과정을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining a displacement data calculation process according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문이미지의 매핑과정을 설명하는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a mapping process of a fingerprint image according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 지문 인증장치의 다른 실시예에 따른 구성도이다. 6 is a configuration diagram according to another embodiment of the fingerprint authentication device according to the present invention.

도 7은 도 6에 도시된 다수의 지문획득수단에서 획득한 지문이미지의 매핑과정을 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a mapping process of a fingerprint image obtained by a plurality of fingerprint acquisition means shown in FIG. 6.

도 8은 본 발명에 따른 지문 인증방법을 보이는 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a fingerprint authentication method according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 지문이미지를 가상 이미지 공간에 매핑하는 과정을 보이는 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a process of mapping a fingerprint image into a virtual image space according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 포인팅 장치에서의 포인터 조절과정을 보이는 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a pointer adjustment process in a pointing device according to the present invention.

도 11은 본 발명의 지문 인증장치가 탑재된 휴대 단말기의 일례를 도시한 것이다.Fig. 11 shows an example of a portable terminal equipped with a fingerprint authentication device of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20 : 손가락 21 : 투명부재20: finger 21: transparent member

22 : 발광수단 23 : 집광수단22: light emitting means 23: light collecting means

24 : 지문획득수단 25 : 특징점 추출수단24: fingerprint acquisition means 25: feature point extraction means

26 : 메모리수단 27 : 움직임 검출수단26 memory means 27 motion detection means

28 : 매핑수단 29 : 가상 이미지 공간28: mapping means 29: virtual image space

30 : 인증수단 41~43, 61,62 : 획득된 지문이미지30: authentication means 41 ~ 43, 61,62: acquired fingerprint image

본 발명은 포인팅 장치에 관한 것으로서 특히, 휴대형 단말기기에서 소형 지문획득센서에 의해 획득된 작은 크기의 지문이미지를 이용하여 사용자의 지문을 인증하고 동시에 상기 단말기기의 포인터를 조정하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pointing device, and more particularly, a fingerprint authentication function for authenticating a user's fingerprint using a small size fingerprint image acquired by a small fingerprint acquisition sensor in a portable terminal device and simultaneously adjusting a pointer of the terminal device. It relates to a pointing device.

최근 전자통신기기 및 그 주변장치에 생체인식을 접목하는 시도가 증가하는 추세이다. 이러한 생체인식에서 가장 큰 특성은 어떠한 경우에도 외부요인에 의한 분실, 도난, 망각, 복제의 염려가 없다는 것이며 이를 가장 특징적인 장점으로 보고 있다. 또한 이러한 기법을 사용할 경우 보안 침해를 누가 하였는지 추적이 가능해지는 등 감시(audit) 기능이 완벽하게 구축될 수 있다는 장점이 있다. 특히, 지문을 이용한 사용자 인증기술은 최근 가장 활발히 상용화가 이뤄지고 있으며, 이와 같이 지문을 이용한 사용자 인증은 사람이 가지는 고유한 특징을 이용하여 사용자를 인증함으로써 접근 및 휴대가 용이하다는 장점을 가지고 있으며, 이에 따라 실제 다양한 연구가 진행되고 있고 또한 많은 발전을 거듭하고 있다.Recently, attempts to apply biometrics to electronic communication devices and their peripheral devices have been increasing. The biggest characteristic of these biometrics is that there is no fear of loss, theft, forgetting or duplication by external factors in any case, and it is considered as the most characteristic advantage. In addition, this technique has the advantage that the audit function can be completely built, such as being able to track who has breached the security. In particular, the user authentication technology using fingerprints has been actively commercialized in recent years, and thus user authentication using fingerprints has an advantage of easy access and portability by authenticating a user by using unique features of a person. As a result, various studies are being conducted, and many developments are being made.

이와 같은 지문 인증은 많은 분야에서 응용되고 있다. 통상적으로, 지문 인증은 내부의 지문인식장치가 소정의 창을 통해 손가락 표면으로부터 지문을 인식하고 상기 인식된 지문과 기 등록된 등록 지문을 비교하여 일치하는 경우에 상기 지문을 인증한다. 그 일례로서 도 1에는 지문인식 광마우스가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 지문인식 광마우스(1)는 일반적인 마우스와 그 형태가 유사하나, 오른손 엄지손가락이 닿는 부분에 지문인식창(2)이 마련된다. 오른손 엄지손가락이 상기 지문인식창(2)에 닿으면 내부의 지문인식센서(미도시)가 상기 엄지손가락의 지문을 인식하고, 상기 인식된 지문의 특징점을 추출한 후 기등록된 지문의 특징점과 비교하여 사용자 인증여부를 결정하게 된다.Such fingerprint authentication is applied in many fields. Typically, fingerprint authentication authenticates a fingerprint when an internal fingerprint reader recognizes a fingerprint from the surface of a finger through a predetermined window and compares the recognized fingerprint with a registered fingerprint. As an example, a fingerprint recognition optical mouse is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, the fingerprint recognition optical mouse 1 is similar in shape to a general mouse, but a fingerprint recognition window 2 is provided at a portion where the thumb of the right hand touches. When the thumb of the right hand touches the fingerprint recognition window 2, a fingerprint sensor (not shown) inside recognizes the fingerprint of the thumb, extracts a feature point of the recognized fingerprint, and compares it with a feature point of a registered fingerprint. To determine whether to authenticate the user.

이와 같은 종래의 지문 인증의 경우, 사용자 인증에 필요한 최소한의 크기의 지문을 획득해야 한다. 즉, 도 1의 지문인식 광마우스의 경우 지문인증을 위해서는 약 100 ×100픽셀(pixel) 이상의 지문을 획득해야 한다. 현재 시중에는 실제로 한번에 96 ×96픽셀의 지문이미지를 검출하는 광마우스가 제품화되어 출시되고 있다.In the conventional fingerprint authentication, a fingerprint of the minimum size required for user authentication should be obtained. That is, in the case of the fingerprint recognition optical mouse of FIG. 1, a fingerprint of about 100 × 100 pixels or more should be obtained for fingerprint authentication. Currently, an optical mouse that detects a fingerprint image of 96 × 96 pixels at a time is commercially available.

이와 같이 지문을 이용한 사용자 인증 및 포인터 조절을 위해 종래에는 사용자 인증을 위한 큰 지문이미지를 획득하는 지문인증용 지문획득센서와 포인터 조절을 위한 작은 지문이미지를 획득하는 포인터 조절용 지문획득센서를 각각 구비하였다. 그 일례로서, 도 2에는 두 개의 지문획득센서가 구비된 휴대형 단말기기가 도시되어 있다. 즉, 도 2(a)는 휴대형 컴퓨터(노트북)의 일부분을 도시한 것이고, 도 2(b)는 PDA의 일부분을 도시한 것이다. 도 2(a)의 경우 사용자의 지문을 인증하기 위해 사용자의 지문을 인식하는 지문인증용 지문획득센서(3)와 손가락을 이용하여 노트북의 모니터 상에 나타난 포인터를 조절하기 포인터 조절용 지문획득센서(4)가 각각 구비되어 있다. 또한, 도 2(b)의 경우도 마찬가지로, 사용자 인증용 지문획득센서(5) 및 포인터 조절용 지문획득센서(6)가 각각 구비되어 있다. 일반적으로, 지문의 움직임 정보를 이용하여 모니터 상의 커서의 이동을 제어하는 노트북의 경우, 포인터(pointer) 조절을 위한 지문의 움직임 정보를 얻기 위해서는 지문이미지의 크기가 대략 20 ×20 픽셀이면 충분하나, 사용자 확인을 위해서는 약 100 ×100 픽셀 이상의 지문 이미지를 획득해야 한다. 실제 노트북의 경우 약 5 x 5mm 크기의 지문획득센서로 약 100 x 100 픽셀 정도의 이미지 데이터를 획득하고 있는 제품이 출시되고 있다.As described above, a fingerprint acquisition sensor for acquiring a large fingerprint image for user authentication and a fingerprint acquisition sensor for acquiring a small fingerprint image for pointer control have been conventionally provided for user authentication and pointer control using a fingerprint. . As an example, FIG. 2 illustrates a portable terminal device having two fingerprint acquisition sensors. That is, Fig. 2 (a) shows a part of a portable computer (laptop), and Fig. 2 (b) shows a part of a PDA. In the case of FIG. 2 (a), a fingerprint acquisition sensor for adjusting a pointer displayed on a monitor of a notebook using a fingerprint authentication sensor 3 for fingerprint authentication and a finger for recognizing a user's fingerprint to obtain a fingerprint ( 4) are provided respectively. 2 (b), the fingerprint acquisition sensor 5 for user authentication and the fingerprint acquisition sensor 6 for pointer adjustment are respectively provided. In general, in the case of a notebook which controls the movement of the cursor on the monitor by using the movement information of the fingerprint, the size of the fingerprint image may be sufficient to obtain the movement information of the fingerprint for adjusting the pointer. For user verification, a fingerprint image of approximately 100 x 100 pixels or more must be acquired. In the case of a real notebook, a product that acquires image data of about 100 x 100 pixels with a fingerprint acquisition sensor measuring 5 x 5 mm is being released.

이와 같이, 종래에는 포인터 조절을 위해서는 약 20 ×20 픽셀의 작은 크기의 지문이미지만 있어도 충분하나, 지문인증을 위해서는 약 100 ×100 픽셀의 큰 크기의 지문이미지가 필요하기 때문에, 각각 사용자 인증용 지문획득센서(3)(5) 및 포인터 조절용 지문획득센서(4)(6)가 구비되어야 한다.As such, in the related art, only a small fingerprint image having a size of about 20 × 20 pixels is sufficient to adjust a pointer, but a fingerprint image having a large size of about 100 × 100 pixels is required for fingerprint authentication, respectively. Acquisition sensor (3) (5) and the fingerprint acquisition sensor (4) (6) for pointer adjustment should be provided.

그러나, 종래의 포인팅 장치에서 포인터 조절을 위한 지문획득센서 이외에 사용자 인증을 위한 지문획득센서를 추가로 구비해야 하는 문제점이 있었으며, 이로써 외관상 보기에도 좋지 않으며, 두 지문획득센서를 구동해야 하는 기술적인 복잡성을 해소하지 못했다. 나아가, 종래의 경우 사용자 인증을 위한 큰 지문 이미지를 얻기 위해서는 큰 지문인식센서를 적용하면 되지만, 최근 전자소자 및 기기가 경박단소화되고 있는 실정에서는 부품 소형화에 악영향을 주게 된다. 특히 소형 정보 단말기기에서 큰 지문인식센서를 적용하기 위해서는 대상 지문이미지 영역의 조명, 결상을 위한 광학 설계 등이 정교해야 하고, 무엇보다도 그 크기의 제약으로 인해 소형화하는데 어려움이 있다.However, in the conventional pointing device, there is a problem in that a fingerprint acquisition sensor for user authentication needs to be additionally provided in addition to the fingerprint acquisition sensor for pointer control. As a result, it is not good in appearance and technical complexity of driving two fingerprint acquisition sensors. Failed to relieve it. Furthermore, in the conventional case, a large fingerprint recognition sensor may be applied to obtain a large fingerprint image for user authentication. However, in the current situation in which electronic devices and devices have been reduced in size and weight, they have a negative effect on component miniaturization. In particular, in order to apply a large fingerprint recognition sensor in a small information terminal device, the illumination of the target fingerprint image area, the optical design for image formation, etc. must be elaborate, and above all, it is difficult to miniaturize due to the size constraint.

띠라서, 작은 크기의 지문이미지(예를 들어, 약 20 ×20 픽셀)를 획득할 수 있는 소형 지문인식센서를 휴대형 정보 단말기기에 적용하여 포인터를 조절함과 동시에 사용자 인증에 필요한 큰 지문이미지(예를 들어, 약 100 ×100 픽셀)를 얻기 위해서는 소정의 과정이 필요하다. 이에 따라 당 기술분야에서는 이와 같이 휴대형 단말기기에서 포인팅 조절을 위한 소형 지문회득센서를 이용하여 포인터를 조절함과 동시에 작은 크기의 지문이미지를 다수개 획득하여 이들의 조합을 통해 사용자 인증에 필요한 크기의 지문이미지를 획득하는 방법의 필요성이 대두되었다.Therefore, a small fingerprint sensor capable of acquiring a small fingerprint image (e.g., about 20 x 20 pixels) is applied to a portable information terminal device to adjust the pointer and to make a large fingerprint image necessary for user authentication. For example, a predetermined process is necessary to obtain about 100 x 100 pixels. Accordingly, in the technical field, a small fingerprint acquisition sensor for pointing control in a portable terminal device is used to adjust a pointer and simultaneously obtain a plurality of small size fingerprint images and combine them to obtain a size required for user authentication. There is a need for a method of obtaining a fingerprint image.

본 발명은, 상기한 바와 같이 사용자 인증에 필요한 지문이미지를 한번에 획득할 수 있는 큰 지문인식센서를 소형 휴대 단말기기에 사용하는데 있어 발생되는 문제점 및 사용자 인증과 포인터 조정을 위해 두 개의 지문인식센서를 이용해야 하는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 작은 크기의 지문이미지를 이용하여 포인터를 조절함과 동시에 상기 작은 크기의 지문이미지를 복수개로 획득하여 이들 지문이미지의 특징점간 변위 데이터를 계산하고, 상기 변위 데이터에 따라 상기 각 지문이미지를 순차적으로 가상 이미지 공간의 해당 위치에 매핑함으로써 사용자 인증에 필요한 큰 지문이미지를 획득하고, 상기 획득된 지문이미지와 기등록된 등록 지문이미지를 비교하여 사용자 인증여부를 결정하는 지문 인증방법 및 그 지문인증기능을 구비한 포인팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention uses the two fingerprint sensors for the user authentication and the pointer adjustment and the problems caused in using the large fingerprint sensor that can acquire the fingerprint image required for user authentication at the same time in the small portable terminal. In order to solve the problem to be solved, it is proposed to calculate the displacement data between the feature points of these fingerprint images by acquiring a plurality of the small size fingerprint images at the same time by adjusting the pointer using a small size fingerprint image, According to the data, each fingerprint image is sequentially mapped to a corresponding position in the virtual image space to obtain a large fingerprint image required for user authentication, and to determine whether to authenticate the user by comparing the acquired fingerprint image with a pre-registered registered fingerprint image. Fingerprint authentication method and its fingerprint authentication function To provide a pointing device, it is an object.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지문인증기능을 구비한 포인팅 장치는, 설정된 주기에 따라 상기 손가락 표면의 지문이미지를 매회 획득하는 적어도 하나의 지문획득수단; 상기 매회 획득된 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 각각 추출하는 특징점추출수단; 상기 추출된 각 지문이미지의 특징점간의 변위 데이터를 계산하여 상기 각 지문이미지의 움직임 정보를 검출하는 움직임검출수단; 상기 지문이미지의 움직임 정보에 따라 상기 각 지문이미지가 내부의 가상 이미지 공간에 매핑될 위치를 결정하고, 상기 결정된 해당 위치에 상기 각 지문이미지를 순차적으로 매핑하는 매핑수단; 상기 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 설정된 크기 이상이면 상기 매핑된 전체 지문이미지와 기 등록된 지문이미지를 비교하여 상기 지문의 인증여부를 결정하는 인증수단; 및 상기 움직임검출수단으로부터 변위 데이터를 수신하고 상기 변위 데이터를 이용하여 상기 포인터가 이동할 방향 및 거리를 계산하는 연산수단을 포함한다.A pointing device with a fingerprint authentication function according to the present invention for achieving the above object comprises: at least one fingerprint acquiring means for acquiring a fingerprint image of the finger surface every time according to a set period; Feature point extracting means for extracting at least one feature point from the fingerprint image obtained each time; Motion detection means for detecting motion information of each fingerprint image by calculating displacement data between feature points of the extracted fingerprint images; Mapping means for determining a location where each fingerprint image is mapped to an internal virtual image space according to motion information of the fingerprint image, and sequentially mapping each fingerprint image to the determined corresponding position; Authentication means for determining whether the fingerprint is authenticated by comparing the mapped fingerprint image with a previously registered fingerprint image if the size of the mapped fingerprint image is equal to or larger than a set size; And calculating means for receiving displacement data from the motion detecting means and calculating a direction and distance to which the pointer moves using the displacement data.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 포인팅 장치는 상기 지문획득수단, 특징점추 출수단, 움직임검출수단, 매핑수단, 인증수단 및 연산수단을 수용하고, 상기 지문획득수단과의 일정 거리에 상기 손가락 표면이 접촉되는 평면으로 된 투명부재를 구비한 하우징을 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pointing device accommodates the fingerprint acquisition means, the feature point extraction means, the motion detection means, the mapping means, the authentication means and the calculation means, and the finger surface at a predetermined distance from the fingerprint acquisition means. It may further comprise a housing having a transparent member in the plane of the contact.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지문인증방법은, 소정의 지문획득센서를 이용하여 설정된 주기에 따라 n개(n≥2)의 지문이미지를 획득하는 지문이미지 획득단계; 상기 획득된 각 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 각각 추출하는 저장하는 특징점 추출단계; 제1 지문이미지를 가상 이미지 공간의 특정 위치에 매핑하는 제1매핑단계; 제n-1 지문이미지의 특징점 및 제n 지문이미지의 특징점 간의 변위 데이터를 계산하는 변위데이터 계산단계; 상기 계산된 변위 데이터를 이용하여 상기 제n 지문이미지가 상기 가상 이미지 공간에 매핑될 위치를 결정하고 상기 결정된 위치에 상기 제n 지문이미지를 매핑하는 제2매핑단계; 상기 가상 이미지 공간에 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 설정된 크기가 되면 상기 전체 지문이미지의 특징점 및 기 등록된 지문이미지의 특징점을 비교하여 지문의 인증여부를 결정하는 지문인증단계를 포함한다.In addition, the fingerprint authentication method according to the present invention for achieving the above object, the fingerprint image acquisition step of acquiring n (n≥2) fingerprint images according to a set period using a predetermined fingerprint acquisition sensor; A feature point extraction step of storing at least one feature point from each of the acquired fingerprint images; A first mapping step of mapping the first fingerprint image to a specific position in the virtual image space; A displacement data calculation step of calculating displacement data between the feature point of the n-th fingerprint image and the feature point of the n-th fingerprint image; A second mapping step of determining a position at which the n-th fingerprint image is to be mapped to the virtual image space using the calculated displacement data and mapping the n-th fingerprint image to the determined position; If the size of the entire fingerprint image mapped to the virtual image space is a set size comprises a fingerprint authentication step to determine whether the fingerprint authentication by comparing the feature points of the entire fingerprint image and the feature point of the registered fingerprint image.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명에 첨부된 도면에서 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 가진 구성요소들은 동일한 도면부호를 사용할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail the present invention. In the accompanying drawings of the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.

도 2는 본 발명에 따른 지문인증기능을 구비한 포인팅 장치의 일 실시예에 따른 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 포인팅 장치는 발광수단(22), 집광수단(23), 지문획득수단(24), 특징점추출수단(25), 메모리수단(26), 움직임검출수단(27), 매핑수단(28), 가상 이미지 공간(29), 인증수단(30) 및 연산수단(31)을 포함한다. Figure 2 is a block diagram according to an embodiment of a pointing device with a fingerprint authentication function according to the present invention. As shown in FIG. 2, the pointing device of the present invention comprises a light emitting means 22, a light collecting means 23, a fingerprint acquiring means 24, a feature point extracting means 25, a memory means 26, a motion detecting means ( 27), mapping means 28, virtual image space 29, authentication means 30 and arithmetic means 31.

도 2를 참조하면, 지문이미지를 획득하고자 하는 손가락(20)을 소정의 투명부재(21)에 접촉시키면, 발광수단(22)에서 접촉대상인 손가락(20)의 표면으로 빛을 발산한다. 이러한 발광수단(22)은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함한다. Referring to FIG. 2, when a finger 20 to obtain a fingerprint image is contacted with a predetermined transparent member 21, light is emitted from the light emitting unit 22 to the surface of the finger 20 to be contacted. The light emitting means 22 includes at least one light emitting diode (LED).

집광수단(23)은 상기 발광수단(22)으로부터 접촉대상으로 발산된 빛에 의해 생성된 지문이미지를 집광하는 장치이다. 그 일례로, 통상 볼록 광학 렌즈가 사용된다. 본 발명은 바람직하게는 휴대 단말기기에 적용된다.The light collecting means 23 is a device for collecting a fingerprint image generated by the light emitted from the light emitting means 22 to the contact object. As one example, a convex optical lens is usually used. The present invention is preferably applied to a portable terminal device.

지문획득수단(24)은 상기 집광수단(23)에 의해 집광된 아날로그 지문이미지를 감지하여 디지털 지문이미지로 변환한다. 이러한 지문획득수단(24)은 복수의 시모스 이미지 센서(CIS:CMOS Image Sensor)가 2차원적으로 배치된 광센서 어레이를 포함한다. 이때, 상기 지문획득수단(24)은 설정된 주기로 복수개의 지문이미지를 획득한다. 상기 지문획득수단(24)은 소형 휴대용 기기에 적합하도록 작은 크기로 제작되며, 작은 크기의 지문이미지를 획득한다. 다시 말하면, 상기 지문획득수단(24)은 예를 들어 약 20 ×20 픽셀 이하의 지문이미지를 획득할 수 있는 초소형 센서를 사용한다. 여기서, 발광수단(22), 투명부재(21), 집광수단(23), 지문획득수단(24)은 당업자에게 주지된 소자 또는 장치이다. The fingerprint acquiring means 24 detects an analog fingerprint image collected by the condensing means 23 and converts the analog fingerprint image into a digital fingerprint image. The fingerprint acquisition means 24 includes an optical sensor array in which a plurality of CMOS image sensors (CIS) are two-dimensionally arranged. At this time, the fingerprint acquisition means 24 acquires a plurality of fingerprint images at a set period. The fingerprint acquiring means 24 is manufactured in a small size to be suitable for a small portable device, and acquires a fingerprint image of a small size. In other words, the fingerprint acquiring means 24 uses a micro sensor that can acquire, for example, a fingerprint image of about 20 x 20 pixels or less. Here, the light emitting means 22, the transparent member 21, the light collecting means 23, and the fingerprint acquiring means 24 are elements or devices well known to those skilled in the art.

상기 발광수단(22)으로부터 발생된 빛은 손가락(20) 표면에 비춰지게 되고 이 빛은 상기 손가락(20) 표면의 패턴에 따라 반사된다. 손가락의 바닥 표면에서 반사된 빛은 집광수단(23)을 통해 지문획득수단(24)에 상을 형성한다. 상기 형성된 상은 지문획득수단(24)에 의해 디지털 지문이미지로 변환된다. 이와 같은 지문이미지 획득은 시간축 상에서 매우 빠른 속도로 연속해서 시행된다.The light generated from the light emitting means 22 is reflected on the surface of the finger 20 and the light is reflected according to the pattern of the surface of the finger 20. Light reflected from the bottom surface of the finger forms an image on the fingerprint acquiring means 24 through the light collecting means 23. The formed image is converted into a digital fingerprint image by the fingerprint acquisition means 24. Such fingerprint image acquisition is performed continuously at a very high speed on the time axis.

특징점추출수단(25)은 상기 매회 획득된 지문 이미지로부터 각각 적어도 하나의 특징점을 추출한다. 이러한 특징점은 주로 지문의 융선의 길이, 방향, 융선이 나뉘거나 끝나는 지점의 위치 데이터로 구성된다. 상기 특징점추출수단(25)은 상기 획득된 지문이미지 및 그 해당 지문이미지로부터 추출된 특징점을 메모리수단(26)에 저장한다.The feature point extracting means 25 extracts at least one feature point from each of the fingerprint images obtained each time. These feature points consist mainly of the length, direction, and location data of the ridges where the ridges are divided or terminated. The feature point extracting means 25 stores the acquired fingerprint image and the feature point extracted from the corresponding fingerprint image in the memory means 26.

움직임검출수단(27)은 설정된 주기로 매회 획득되어 상기 메모리수단(26)에 저장된 지문이미지의 특징점으로부터 각 지문이미지의 움직임 정도를 파악한다. 이때, 상기 움직임검출수단(27)은 운동추적(Motion Estimation)방식을 이용하여 지문의 이동에 따른 상기 특징점의 변위 데이터(방향 및 거리)를 계산함으로써 상기 지문의 움직임의 정도를 파악한다. 이와 같이 상기 움직임검출수단(27)은 설정된 주기로 획득된 지문이미지의 특징점을 비교함으로써 상기 지문이미지의 움직임 정도를 검출해 낸다. 지문의 획득 뿐만 아니라 지문의 움직임 정보 및 지문인증에서 특징점 추출은 매우 중요한 요소이다. 지문에서 특징점을 얼마나 신뢰성 있게 추출하느냐에 따라 지문의 움직임 및 지문인증의 신뢰성이 달라질 것이다.The motion detection means 27 grasps the degree of movement of each fingerprint image from the feature points of the fingerprint image acquired every time at a set period and stored in the memory means 26. In this case, the motion detecting means 27 determines the degree of movement of the fingerprint by calculating displacement data (direction and distance) of the feature point according to the movement of the fingerprint using a motion estimation method. In this way, the motion detection means 27 detects the degree of movement of the fingerprint image by comparing the feature points of the fingerprint image acquired at the set period. Feature extraction is a very important factor in fingerprint movement information and fingerprint authentication as well as fingerprint acquisition. The reliability of fingerprint movement and fingerprint authentication will vary depending on how reliable the feature point is extracted from the fingerprint.

매핑수단(28)은 상기 움직임검출수단(27)으로부터 지문의 움직임에 따른 움직임 정보, 즉 상기 지문이미지의 특징점의 변위 데이터(방향 및 거리)를 수신하 고, 그 변위 데이터를 이용하여 상기 이동된 상기 지문이 가상 이미지 공간(29)에 매핑될 위치를 결정한 후, 상기 결정된 위치에 따라 상기 각 지문이미지를 매핑한다. 상기 매핑수단(28)에서의 지문이미지 매핑시 바람직하게는 이전 주기에 획득된 지문이미지의 특징점과 현재 주기에 획득된 지문이미지의 특징점 중에서 같은 특징점은 중첩되어 매핑된다. 이와 같이, 상기 매핑수단(28)은 매회 획득된 지문이미지를 상기 가상 이미지 공간에 2차원으로 배치한다. 여기서, 상기 가상 이미지 공간(29)은 사용자 인증에 필요한 지문 이미지의 크기를 갖는다. 즉, 상기 가상 이미지 공간(29)은 바람직하게는 사용자 인증에 필요한 지문이미지를 합성하기 위해 마련된 메모리 장치이며, 그 크기는 사용자 인증에 필요한 지문이미지의 크기를 갖는다. 더욱 바람직하게는 약 100 ×100 픽셀 또는 그 이하의 크기를 갖는다.The mapping means 28 receives the movement information according to the movement of the fingerprint, that is, displacement data (direction and distance) of the feature point of the fingerprint image from the motion detection means 27, and uses the displacement data to perform the movement. After determining the location where the fingerprint is to be mapped in the virtual image space 29, the respective fingerprint images are mapped according to the determined location. In the mapping of the fingerprint image in the mapping means 28, the same feature point of the fingerprint image obtained in the previous period and the fingerprint image acquired in the current period are superimposed and mapped. In this way, the mapping means 28 arranges the fingerprint image obtained every time in the virtual image space in two dimensions. Here, the virtual image space 29 has a size of a fingerprint image required for user authentication. That is, the virtual image space 29 is preferably a memory device provided for synthesizing a fingerprint image required for user authentication, and the size thereof has a size of a fingerprint image required for user authentication. More preferably about 100 x 100 pixels or less.

인증수단(30)은 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 상기 가상 이미지 공간(29)의 크기와 일치하는지 판단하여 일치하면 상기 매핑된 전체 지문이미지와 기 등록된 지문이미지를 비교하여 사용자 인증여부를 결정한다. The authentication means 30 determines whether the size of the entire fingerprint image mapped to the virtual image space 29 matches the size of the virtual image space 29 and if it matches, the mapped entire fingerprint image and the registered fingerprint image. Compare with to determine user authentication.

연산수단(31)은 상기 움직임 검출수단(27)로부터 움직임의 정도 즉, 변위 데이터를 수신하고 그 변위 데이터를 이용하여 포인터가 이동할 방향과 거리/이동량을 계산한다. 상기 연산수단(30)은 통상 포인팅 장치나 포인팅 장치가 탑재된 기기의 프로세서에 결합된다. 따라서, 프로세서는 디스플레이 장치의 화면에서 포인터가 원하는 방향 및 거리로 움직이도록 제어할 수 있다.The calculating means 31 receives the degree of movement, i.e., displacement data, from the movement detecting means 27 and calculates the direction and distance / movement amount to which the pointer moves using the displacement data. The computing means 30 is typically coupled to a pointing device or a processor of a device on which the pointing device is mounted. Therefore, the processor may control the pointer to move in a desired direction and distance on the screen of the display device.

여기서, 주의할 것은, 지문획득수단(24)은 다양한 방식으로 구현할 수 있다 는 것이다. 즉, 반도체 소자를 이용하여 지문획득수단(24)을 구현할 수도 있으며, 상기한 바와 같이 광학방식을 이용하여 지문획득수단(24)을 구현할 수도 있다. 상기 광학방식의 경우 오랜 기간 검증기관을 거친 후 상용화되고 있으며, 스크래치 및 온도 등 내구성이 좋고 견도하다는 특징이 있다. 그러나, 광학센서의 크기 문제로 인해 소형 휴대용 단말기에 탑재하는데는 어느 정도의 한계가 있다. 또한, 정보보안 및 인증채택이 불가능하다는 문제가 발생한다. It should be noted that the fingerprint acquisition means 24 can be implemented in various ways. That is, the fingerprint acquisition means 24 may be implemented using a semiconductor element, and as described above, the fingerprint acquisition means 24 may be implemented using an optical method. The optical method has been commercialized after going through a verification institution for a long time, and is characterized by durability and good durability such as scratch and temperature. However, due to the size problem of the optical sensor, there are some limitations in mounting it in a small portable terminal. In addition, there arises a problem that information security and authentication adoption is impossible.

한편, 반도체 소자를 이용하는 경우 화상 이미지가 선명하고 지문이미지 획득시 응답속도가 빠르다는 장점이 있기 때문에 전세계적인 추세로 진행중이다. 또한, 센서의 소형화가 가능하므로 응용분야가 다양하며 가격에서도 메리트가 있다.On the other hand, in the case of using a semiconductor device, because of the advantages that the image image is clear and the response speed when acquiring the fingerprint image is progressing in the global trend. In addition, since the sensor can be miniaturized, there are various applications and there is a merit in the price.

본 발명에 따른 지문이미지의 획득은 광학방식이나 반도체방식으로 구현할 수 있다. 만약, 반도체 방식으로 지문이미지를 획득하는 경우, 상기한 발광수단(22) 및 집광수단(23)은 필요없게 된다. Acquisition of the fingerprint image according to the present invention can be implemented by an optical method or a semiconductor method. If the fingerprint image is acquired by the semiconductor method, the light emitting means 22 and the light collecting means 23 are not necessary.

따라서, 도 3의 경우는 광학방식으로 지문을 획득하는 장치를 구현한 것으로서, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 것이며, 반도체 방식으로도 지문이미지 획득이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서는 어떠한 방식으로 지문이미지를 획득하여도 상관없다.Accordingly, in FIG. 3, an apparatus for acquiring a fingerprint by an optical method is implemented, which is according to an embodiment of the present invention, and of course, the fingerprint image may be obtained by a semiconductor method. Therefore, in the present invention, the fingerprint image may be obtained in any manner.

이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 지문인증기능을 구비한 포인팅 장치의 동작을 보다 구체적으로 설명한다. 이하에서는 본 발명에 따른 포인팅 장치에서의 지문인증기능을 먼저 설명하고, 이어 포인팅 장치에서의 포인팅 기능을 설명한다. 여기서, 주의할 것은 본 발명의 포인팅 장치에서는 상기 지문인증기능과 포인팅 기능은 동시에 수행될 수 있다는 것이다. Hereinafter, the operation of the pointing device with a fingerprint authentication function according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 8. Hereinafter, the fingerprint authentication function in the pointing device according to the present invention will be described first, and then the pointing function in the pointing device will be described. Here, it should be noted that in the pointing device of the present invention, the fingerprint authentication function and the pointing function may be performed at the same time.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 특징점의 변위 데이터 계산과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4(a)는 제1 주기에 획득된 지문이미지 및 특징점을 도시하고 있으며, 도 4(b)는 그 다음 주기인 제2 주기에 획득된 지문이미지 및 특징점을 도시하고 있다. 상기 획득된 지문이미지는 지문획득수단(24)에 맺힌 이미지이다. 도면에는 일례로 5개의 특징점(M으로 표시됨)이 추출된 지문이미지가 되어 있다. 도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 도 4(b)의 지문이미지는 설정된 주기동안 도 4(a)의 지문이미지가 오른쪽으로 4픽셀(△X=4), 아래쪽으로 3픽셀(△Y=-3)만큼 이동된 것이다. 이와 같이 움직임검출수단(27)은 상기 추출된 특징점의 변위 데이터(방향 및 거리)를 계산함으로써 상기 지문이미지의 움직임 정도를 파악한다. 4 is a diagram illustrating a process of calculating displacement data of a feature point according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 (a) shows a fingerprint image and a feature point acquired in a first period, and FIG. 4 (b) shows a fingerprint image and a feature point acquired in a second period, which is the next period. The obtained fingerprint image is an image formed on the fingerprint acquiring means 24. In the drawing, for example, five feature points (indicated by M) are extracted fingerprint images. 4 (a) and 4 (b), the fingerprint image of FIG. 4 (b) is 4 pixels (ΔX = 4) to the right and 3 below the fingerprint image of FIG. The pixel has been shifted by [Delta] Y = -3. In this way, the motion detecting means 27 determines the degree of movement of the fingerprint image by calculating displacement data (direction and distance) of the extracted feature points.

매핑수단(28)은 가상 이미지 공간에서 상기와 같기 계산된 지문이미지의 특징점의 변위 데이터에 상응하는 변위 데이터를 산출하여 매회 획득된 이미지를 해당 위치에 매핑시킨다. 이를 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다.The mapping means 28 calculates displacement data corresponding to the displacement data of the feature points of the fingerprint image calculated as described above in the virtual image space, and maps the acquired image to the corresponding position each time. This will be described in detail with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문이미지의 매핑과정을 설명하는 도면이다. 도 5를 참조하여, 예를 들어 최대 약 20 ×20 픽셀 이하의 지문이미지를 획득할 수 있는 초소형 지문획득수단을 이용하여, 사용자 인증에 필요한 지문이미지의 크기, 예를 들어 약 100 ×100 픽셀 이하 크기의 지문이미지를 획득하는 과정 을 설명한다. 도 5(a)는 20 ×20 픽셀 이하의 초소형 지문획득수단(24)을 이용하여 설정된 주기에 따라 획득한 지문이미지를 나타내며, 도 5(b)는 상기 설정된 주기에 따라 매회 획득된 지문이지지가 해당 위치에 매핑된 100 ×100 픽셀 이하의 가상 이미지 공간(29)을 나타낸 것이다. 도 5에서는 설명의 편의상 지문의 형상이 아니라 소정의 도형을 지문으로 가정하여 설명하기로 한다.5 is a diagram illustrating a mapping process of a fingerprint image according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, for example, the size of a fingerprint image required for user authentication, for example, about 100 × 100 pixels or less, using an ultra-small fingerprint acquisition means capable of acquiring a fingerprint image of up to about 20 × 20 pixels or less. The process of obtaining a fingerprint image of size is described. FIG. 5 (a) shows a fingerprint image acquired according to a set period using the ultra-small fingerprint acquisition means 24 of 20 × 20 pixels or less, and FIG. 5 (b) shows a fingerprint obtained every time according to the set period. Represents a virtual image space 29 of 100 x 100 pixels or less mapped to the location. In FIG. 5, for convenience of description, a predetermined figure is assumed to be a fingerprint rather than a shape of a fingerprint.

먼저, 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, T0시간에 20 ×20 픽셀의 제1지문이미지(41)를 획득하여 적어도 하나의 특징점을 추출한 후 메모리수단(26)에 저장한다. 도면의 일례에서 제1지문이미지(41)의 특징점은 6개(검은 점으로 표기)가 추출되어 있다. 매핑수단(28)은 상기 획득된 제1 지문이미지(41)를 가상 이미지 공간(29)의 특정 위치에 매핑된다. 바람직하게는 중앙 위치에 매핑한다. 이어, 다음 주기 T1시간에 제2지문이미지(42)를 획득하여 적어도 하나의 특징점(8개)을 추출한 후 상기 메모리수단(26)에 저장한다. 움직임검출수단(27)에서는 상기 제1지문이미지(41) 및 제2지문이미지(42)의 움직임 정보를 이용하여 변위 데이터(방향 및 거리)를 계산한다. 이러한 변위 데이터는 도 4에서 설명한 방법으로 계산된다. 상기 계산된 변위 데이터에 상응하는 위치에 따라 상기 제2지문이미지(42)를 가상 이미지 공간(29)에 매핑한다. 계속하여, 다음 주기 T2시간에 제3지문이미지(43)를 획득하여 특징점(9개)을 추출한 후 상기 메모리수단(26)에 저장하고, 상기 움직임검출수단(27)에서는 상기 제2지문이미지(42)로부터의 변위 데이터를 계산한다. 상기 변위 데이터에 상응하는 위치에 따라 상기 제3지문이미지(43)를 상기 가상 이미지 공 간(29)에 매핑한다. 이와 같은 동작을 설정된 주기에 따라 n번 반복적으로 수행하여 상기 매핑된 n개의 지문이미지(41,42,43, ..., n) 전체의 크기가 사용자 인증에 필요한 크기, 즉 상기 가상 이미지 공간(29)의 크기가 될 때까지 매핑한다. 이로써, 복수개의 작은 크기의 지문이미지를 확장하여 사용자 인증에 필요한 큰 크기의 지문이미지를 획득할 수 있다.First, referring to FIGS. 5A and 5B, the first fingerprint image 41 of 20 × 20 pixels is acquired at time T 0 , at least one feature point is extracted, and stored in the memory means 26. do. In the example of the figure, six feature points (denoted by black points) of the first fingerprint image 41 are extracted. The mapping means 28 maps the obtained first fingerprint image 41 to a specific position in the virtual image space 29. Preferably it maps to a central location. Subsequently, the second fingerprint image 42 is obtained at the next period T 1 , and at least one feature point 8 is extracted and stored in the memory means 26. The motion detection means 27 calculates displacement data (direction and distance) using the motion information of the first fingerprint image 41 and the second fingerprint image 42. This displacement data is calculated by the method described in FIG. The second fingerprint image 42 is mapped to the virtual image space 29 according to a position corresponding to the calculated displacement data. Subsequently, the third fingerprint image 43 is acquired at the next period T 2 time, and the feature points (9) are extracted and stored in the memory means 26, and the motion detection means 27 performs the second fingerprint image. The displacement data from 42 is calculated. The third fingerprint image 43 is mapped to the virtual image space 29 according to a position corresponding to the displacement data. This operation is repeatedly performed n times according to a set period so that the size of the mapped n fingerprint images 41, 42, 43, ..., n is the size required for user authentication, that is, the virtual image space ( Until the size is 29). As a result, a plurality of small size fingerprint images may be expanded to obtain a large size fingerprint image required for user authentication.

여기서, 상기 매핑시 주의할 것은 현재 주기에 획득된 지문이미지를 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑할 때, 상기 현재 주기에 획득된 지문이미지의 특징점과 이전 주기에 획득된 지문이미지의 특징점이 적어도 일부가 중첩되도록 매핑하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 5(b)에서 상기 제2지문이미지(42)를 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑할 때, 상기 제2지문이미지(42)의 특징점 중 적어도 일부가 상기 제1지문이미지(41)의 특징점 중 일부와 중첩되도록 매핑한다. 이와 마찬가지로 상기 제3지문이미지(43)를 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑할 때도 제3지문이미지(43)의 특징점 중 적어도 일부가 상기 제2지문이미지(42)의 일부와 중첩되도록 매핑한다. 도면부호 51은 제1지문이미지(41)와 제2지문이미지(42)가 중첩되는 부분이고, 도면부호 52는 제2지문이미지(42)와 제3지문이미지(43)가 중첩되는 부분이다.In the mapping, it should be noted that when mapping the fingerprint image acquired in the current period to the virtual image space 29, the feature points of the fingerprint image acquired in the current period and the feature points of the fingerprint image acquired in the previous period are at least. It is preferable to map some parts so that they overlap. For example, when mapping the second fingerprint image 42 to the virtual image space 29 in FIG. 5 (b), at least some of the feature points of the second fingerprint image 42 are the first fingerprint image. It maps so that it may overlap with some of the feature points of (41). Similarly, when the third fingerprint image 43 is mapped to the virtual image space 29, at least some of the feature points of the third fingerprint image 43 are mapped to overlap with a portion of the second fingerprint image 42. . Reference numeral 51 denotes a portion where the first fingerprint image 41 and the second fingerprint image 42 overlap, and reference numeral 52 denotes a portion where the second fingerprint image 42 and the third fingerprint image 43 overlap.

한편, 상기 제2지문이미지(42)는 상기 제1지문이미지(41)를 획득한 이후에 소정의 시간(T1-T0) 동안 손가락이 이동함으로써 획득된 지문이미지이다. 도 3에서 손가락(20)이 투명부재(21)에 접촉한 상태로 임의의 거리 및 방향으로 이동하게 되면 설정된 주기에 따라 지문이미지를 획득하게 되는데, 이 경우 손가락(20)의 이동 방향과 획득되는 지문이미지의 방향은 서로 반대이므로 이를 고려해야 한다. Meanwhile, the second fingerprint image 42 is a fingerprint image obtained by moving a finger for a predetermined time (T1-T0) after acquiring the first fingerprint image 41. In FIG. 3, when the finger 20 moves in a predetermined distance and direction in contact with the transparent member 21, a fingerprint image is acquired according to a set period. In this case, the movement direction of the finger 20 and the finger 20 are obtained. The directions of the fingerprint images are opposite to each other and should be taken into account.

상기한 바와 같이, 설정된 주기에 따라 매회 획득된 지문이미지를 가상 이미지 공간(29)에 매핑하고, 상기 매핑된 지문이미지가 상기 가상 이미지 공간(29)에 전체적으로 매핑되면 인증수단(30)은 이를 감지하여 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑된 전체 지문이미지와 기 등록된 지문이미지를 비교하여 동일여부를 결정한다. 이때, 바람직하게는 두 지문이미지의 특징점 정합을 통해 동일여부를 결정한다. 상기 동일여부 결정결과 두 지문이미지가 동일하면 사용자를 인증하고, 동일하지 않으면 사용자 인증을 거부한다. 이로써, 사용자는 자신만이 사용할 수 있도록 단말기기의 사용을 제한하거나 보호하고 싶은 기기내의 정보의 유출을 막을 수 있게 된다.As described above, the fingerprint image acquired every time according to the set period is mapped to the virtual image space 29, and if the mapped fingerprint image is mapped to the virtual image space 29 as a whole, the authentication means 30 detects this. By comparing the entire fingerprint image and the pre-registered fingerprint image mapped to the virtual image space 29 to determine whether the same. In this case, it is preferable to determine whether or not the same by matching the feature points of the two fingerprint images. If the two fingerprint images are the same, the user is authenticated. If not, the user authentication is denied. As a result, the user can prevent the leakage of information in the device to restrict or protect the use of the terminal device so that only the user can use it.

도 6은 본 발명에 따른 지문인증기능을 구비한 포인팅 장치의 다른 실시예에 따른 구성도이다. 도 6에 도시된 포인팅 장치는 도 3에 도시된 포인팅 장치에 비해 집광수단 및 지문획득수단이 다수개 추가된 것이다. 도 6을 참조하면, 다수개의 지문획득수단(24-1,2,3)은 설정된 주기에 따라 매회 다수개의 지문이미지를 획득한다. 이를 도 3과 비교하면, 도 3의 경우에는 지문획득수단(24)이 매회마다 하나의 지문이미지를 획득하지만, 도 6의 경우에는 다수의 지문획득수단(24-1,2,3)이 각각 지문을 획득하기 때문에 매회마다 다수개의 지문이미지가 획득된다. 도 6에는 그 일례로서, 3개의 집광수단(23-1,2,3) 및 지문획득수단(24-1,2,3)이 구비된 포인팅 장치가 도시되어 있다.6 is a configuration diagram according to another embodiment of the pointing device with a fingerprint authentication function according to the present invention. The pointing device shown in FIG. 6 includes a plurality of light collecting means and fingerprint acquisition means as compared to the pointing device shown in FIG. 3. Referring to FIG. 6, the plurality of fingerprint acquisition means 24-1, 2, and 3 acquire a plurality of fingerprint images each time according to a set period. In comparison with FIG. 3, in the case of FIG. 3, the fingerprint acquiring means 24 acquires one fingerprint image every time. In the case of FIG. Since a fingerprint is obtained, a plurality of fingerprint images are obtained each time. 6 shows, as an example, a pointing device having three light collecting means 23-1, 2, 3 and fingerprint acquisition means 24-1, 2, 3.

도 7은 도 6에 도시된 다수의 지문획득수단에서 획득한 지문이미지의 매핑과정을 설명하는 도면이다. 도 7을 참조하여, 예를 들어 각각 약 20 ×20 픽셀의 지문이미지를 획득할 수 있는 초소형 지문획득수단 3개를 이용하여, 사용자 인증에 필요한 지문이미지의 크기, 예를 들어 약 100 ×100 픽셀 크기의 지문이미지를 획득하는 과정을 설명한다. 도 7(a)는 20 ×20 픽셀의 초소형 지문획득수단 3개를 이용하여 설정된 주기에 따라 획득한 지문이미지를 나타내며, 도 7(b)는 상기 설정된 주기에 따라 매회 획득된 지문이지지가 해당 위치에 매핑된 100 ×100 픽셀의 가상 이미지 공간(29)을 나타낸 것이다. FIG. 7 is a diagram illustrating a mapping process of a fingerprint image obtained by a plurality of fingerprint acquisition means shown in FIG. 6. Referring to FIG. 7, for example, by using three ultra-small fingerprint acquisition means capable of acquiring fingerprint images of about 20 x 20 pixels, the size of the fingerprint image required for user authentication, for example, about 100 x 100 pixels A process of obtaining a fingerprint image of size will be described. FIG. 7 (a) shows a fingerprint image acquired at a set period using three ultra-small fingerprint acquisition means of 20 × 20 pixels, and FIG. 7 (b) shows that the fingerprint is obtained every time according to the set period. A virtual image space 29 of 100 x 100 pixels mapped to a location is shown.

도 7에 도시된 매핑과정을 도 5에 도시된 매핑과정과 비교하면, 도 5에서는 설정된 주기에 따라 매회 획득된 하나의 지문이미지를 가상 이미지 공간(29)에 매핑시키는 반면, 도 7에서는 설정된 주기에 따라 매회 획득된 3개의 지문이미지를 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑시킨다. 도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, T0시간에 3개의 지문획득수단을 통해 한 세트의 제1지문이미지(61)를 획득하여 적어도 하나의 특징점을 추출한 후 메모리수단(26)에 저장한다. 상기 한 세트의 제1지문이미지(61)는 20 ×20 픽셀의 지문이미지 3개를 나타낸다. 도면의 일례에서 제1지문이미지(61)의 특징점은 12개(검은 점으로 표기)가 추출되어 있다. 매핑수단(28)은 상기 획득된 제1지문이미지(61)를 가상 이미지 공간(29)의 특정 위치에 매핑된다. 바람직하게는 중앙 위치에 매핑한다. 이어, 다음주기 T1시간에 다른 한 세트의 제2지문이미지(62)를 획득하여 적어도 하나의 특징점(9개)을 추출한 후 상기 메모리수단(26)에 저장한다. 움직임검출수단(27)에서는 상기 제1지문이미지(61) 및 제2지문이미지(62)의 움직임 정보를 이용하여 변위 데이터(방향 및 거리)를 계산한다. 이러한 변위 데이터는 도 4에서 설명한 방법으로 계산된다. 상기 계산된 변위 데이터에 상응하는 위치에 따라 상기 제2지문이미지(62)를 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑한다. 이와 같은 매핑동작을 설정된 주기에 따라 n번 반복적으로 수행하여 상기 매핑된 n개의 지문이미지(46,62, ..., n) 전체의 크기가 사용자 인증에 필요한 크기, 즉 상기 가상 이미지 공간(29)의 크기가 될 때까지 매핑한다. 이로써, 작은 크기의 지문이미지를 확장하여 사용자 인증에 필요한 큰 크기의 지문이미지를 획득할 수 있다. 이때, 상기 제2지문이미지(62)는 상기 제1지문이미지(61)를 획득한 이후에 소정의 시간(T1-T0) 동안 손가락이 이동함으로써 3개의 지문획득수단에서 획득된 지문이미지이다.When the mapping process illustrated in FIG. 7 is compared with the mapping process illustrated in FIG. 5, in FIG. 5, one fingerprint image acquired every time is mapped to the virtual image space 29 according to a set cycle, whereas in FIG. The three fingerprint images obtained each time are mapped to the virtual image space 29. Referring to FIGS. 7A and 7B, after a set of first fingerprint images 61 is acquired through three fingerprint acquisition means at time T 0 , the memory means 26 is extracted. ). The set of first fingerprint images 61 represents three fingerprint images of 20 x 20 pixels. In the example of the figure, 12 feature points (denoted by black points) of the first fingerprint image 61 are extracted. The mapping means 28 maps the obtained first fingerprint image 61 to a specific position in the virtual image space 29. Preferably it maps to a central location. Subsequently, another set of second fingerprint images 62 is obtained at the next period T 1 time, and at least one feature point 9 is extracted and stored in the memory means 26. The motion detection means 27 calculates displacement data (direction and distance) using the motion information of the first fingerprint image 61 and the second fingerprint image 62. This displacement data is calculated by the method described in FIG. The second fingerprint image 62 is mapped to the virtual image space 29 according to a position corresponding to the calculated displacement data. The mapping operation is repeatedly performed n times according to a set period so that the size of the mapped n fingerprint images 46, 62, ..., n is the size required for user authentication, that is, the virtual image space 29 ) Until it is a size. As a result, the fingerprint image of a small size can be expanded to obtain a fingerprint image of a large size required for user authentication. In this case, the second fingerprint image 62 is a fingerprint image obtained by the three fingerprint acquisition means by moving the finger for a predetermined time (T 1 -T 0 ) after obtaining the first fingerprint image 61. .

이때, 도 5에서와 마찬가지로 현재 주기에 획득된 지문이미지를 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑할 때, 상기 현재 주기에 획득된 지문이미지의 특징점과 이전 주기에 획득된 지문이미지의 특징점이 적어도 일부가 중첩되도록 매핑하는 것이 바람직하다. In this case, as in FIG. 5, when the fingerprint image acquired in the current period is mapped to the virtual image space 29, the feature points of the fingerprint image acquired in the current period and the feature points of the fingerprint image acquired in the previous period are at least partially. It is preferable to map so that.

상기한 바와 같이, 상기 지문이미지가 상기 가상 이미지 공간(29)에 전체적으로 매핑되면 인증수단(30)에서는 이를 감지하여 상기 가상 이미지 공간(29)에 매핑된 전체 지문이미지와 기 등록된 지문이미지를 비교하여 동일여부를 결정한다. 상기 동일여부 결정결과 두 지문이미지가 동일하면 사용자를 인증하고, 동일하지 않으면 사용자 인증을 거부한다. As described above, when the fingerprint image is mapped to the virtual image space 29 as a whole, the authentication means 30 detects it and compares the entire fingerprint image mapped to the virtual image space 29 with a pre-registered fingerprint image. Determine if it is the same. If the two fingerprint images are the same, the user is authenticated. If not, the user authentication is denied.

한편, 본 발명에 따른 포인팅 장치는 손가락 표면으로부터 획득되는 지문이미지의 움직임을 이용하여 포인터를 제어한다. 즉, 본 발명의 포인팅 장치에서의 포인팅 과정을 설명한다. 상기한 발광수단(22), 집광수단(23), 지문획득수단(24), 특징점추출수단(25), 메모리수단(26) 및 움직임검출수단(27)의 동작은 상기에서 기술한 바와 같다. 다만, 포인팅 기능 수행시 연산수단(31)은 상기 움직임검출수단(27)에서 계산된 상기 지문이미지의 특징점의 움직임 정도, 즉 변위 데이터를 수신하고, 그 수신된 변위 데이터를 이용하여 모니터 상에서 포인터가 이동할 방향과 거리를 계산한다. 도 4에 도시된 바와 같은 방식으로 사용자가 이동하고자 하는 포인터의 움직임의 방향 및 거리를 계산하는 것이다. 여기서, 상기 움직임검출수단(27)은 상기 획득된 지문이미지의 특징점을 이용하여 변위 데이터를 계산할 수도 있으나, 상기 지문획득수단(25)에서 획득된 디지털 지문이미지 데이터를 이용하여 직접 변위 데이터를 계산할 수도 있다.On the other hand, the pointing device according to the present invention controls the pointer using the movement of the fingerprint image obtained from the finger surface. That is, the pointing process in the pointing device of the present invention will be described. The operations of the light emitting means 22, the light collecting means 23, the fingerprint acquiring means 24, the feature point extracting means 25, the memory means 26 and the motion detecting means 27 are as described above. However, when performing the pointing function, the calculation means 31 receives the movement degree of the feature point of the fingerprint image calculated by the motion detection means 27, that is, the displacement data, and the pointer is moved on the monitor using the received displacement data. Calculate the direction and distance to move. As shown in FIG. 4, the direction and the distance of the movement of the pointer to be moved by the user are calculated. Here, the motion detection means 27 may calculate displacement data using the acquired feature points of the fingerprint image, but may directly calculate displacement data using the digital fingerprint image data acquired by the fingerprint acquisition means 25. have.

도 8은 본 발명에 따른 포인팅 장치에서의 지문 인증과정을 보이는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 초기화된 상태(S801)에서 n을 1로 설정하여(S802), 제n 지문이미지를 획득한다(S803). 상기 획득된 제n 지문이미지는 예를 들어, 약 20 ×20 픽셀 크기를 갖는다. 즉, 지문획득수단을 이용하여 지문이미지를 획득하는 경우 상기 지문획득수단은 약 20 ×20 픽셀 크기의 지문이미지를 획득한다. 여기서, 만약 상기와 같이 약 20 ×20 픽셀 크기의 지문획득수단을 다수개 이용하여 지문이미지를 획득하는 경우 약 20 ×20 픽셀 크기를 지문이미지가 다수개로 된 제n 지문이미지를 획득할 수 있다. 따라서, 이와 같이 지문획득수단에서 매회 획득되는 지문이미지의 크기는 약 20 ×20 픽셀 크기를 갖지만, 지문획득수단의 개수를 조절함으로써 매회 획득되는 지문이미지의 크기를 조절할 수 있다.8 is a flowchart illustrating a fingerprint authentication process in a pointing device according to the present invention. Referring to FIG. 8, in the initialized state (S801), n is set to 1 (S802) to obtain an nth fingerprint image (S803). The obtained n-th fingerprint image is, for example, about 20 × 20 pixels in size. That is, when acquiring a fingerprint image using the fingerprint acquiring means, the fingerprint acquiring means acquires a fingerprint image having a size of about 20 x 20 pixels. Here, if the fingerprint image is acquired using a plurality of fingerprint acquisition means having a size of about 20 × 20 pixels as described above, an n-th fingerprint image having a plurality of fingerprint images of about 20 × 20 pixels may be obtained. Thus, although the size of the fingerprint image obtained each time by the fingerprint acquisition means has a size of about 20 x 20 pixels, the size of the fingerprint image obtained each time can be adjusted by adjusting the number of fingerprint acquisition means.

계속하여, 상기 획득된 제n 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 추출하고(S804), 상기 특징점을 이용하여 제n 지문이미지를 가상 이미지 공간의 해당 위치에 매핑한다(S805). 상기 가상 이미지 공간에 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 설정된 크기가 되었는지 판단한다(S806). 상기 설정된 크기는 사용자 인증에 필요한 최소한의 크기를 말한다. 즉, 상기 지문획득수단에서 획득된 지문이미지는 약 20 ×20 픽셀 크기를 가지는데, 이러한 지문이미지의 크기는 사용자 인증용으로는 부족하다. 지문의 움직임 정보를 얻고자 할 경우 획득되는 지문이미지는 통상적으로 약 20 ×20 픽셀 크기면 충분하나, 지문을 통한 사용자 인증을 위해서는 약 100 ×100 픽셀 크기정도의 정보가 필요하다. 따라서, 상기 설정된 지문이미지의 크기는 일례로 약 100 ×100 픽셀 크기이며, 이는 상기 가상 이미지 공간의 크기를 말한다. Subsequently, at least one feature point is extracted from the obtained n-th fingerprint image (S804), and the n-th fingerprint image is mapped to a corresponding position in the virtual image space using the feature point (S805). It is determined whether the size of the entire fingerprint image mapped to the virtual image space becomes a set size (S806). The set size refers to the minimum size required for user authentication. That is, the fingerprint image obtained by the fingerprint acquisition means has a size of about 20 x 20 pixels, which is insufficient for user authentication. In the case of obtaining the motion information of the fingerprint, a fingerprint image obtained is typically about 20 × 20 pixels in size, but information about 100 × 100 pixels is required for user authentication through the fingerprint. Therefore, the size of the set fingerprint image is, for example, about 100 x 100 pixels, which refers to the size of the virtual image space.

이어, 상기 단계(S806)에서의 판단결과 상기 가상 이미지 공간에 매핑된 전체의 지문이미지의 크기가 상기 설정된 크기, 즉 상기 가상 이미지 공간의 크기보다 작다면 현재의 n을 n+1로 변경한 후(S807), 다음 지문이미지를 획득한다(S803). 이와 같이 상기 매핑된 전체의 지문이미지의 크기가 상기 설정된 크기보다 크거나 같을 때까지 계속해서 지문이미지를 획득한다. 이때, 상기 획득되는 지문이미지는 약 20 ×20 픽셀 크기를 갖는다. Subsequently, if the size of the entire fingerprint image mapped to the virtual image space is smaller than the set size, that is, the size of the virtual image space, as a result of the determination in step S806, after changing the current n to n + 1, (S807), the next fingerprint image is acquired (S803). In this way, the fingerprint image is continuously acquired until the size of the entire mapped fingerprint image is greater than or equal to the set size. In this case, the obtained fingerprint image has a size of about 20 x 20 pixels.

그러나, 상기 단계(S806)에서의 판단결과 상기 가상 이미지 공간에 매핑된 전체의 지문이미지의 크기가 상기 설정된 크기보다 크거나 같으면, 상기 전체의 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 추출한다(S808). 상기 단계(S808)에서 추출된 전체 지문이미지의 특징점과 기등록된 지문이미지의 특징점을 비교한다(S809). 상기 비교결과 상기 두 특징점이 동일한지 판단하여(S810), 상기 두 특징점이 동일하면 사용자를 인증하고(S811), 동일하지 않으면 사용자 인증을 거절한다(S812).However, if the size of the entire fingerprint image mapped to the virtual image space is greater than or equal to the set size as a result of the determination in step S806, at least one feature point is extracted from the entire fingerprint image (S808). The feature points of the entire fingerprint image extracted in the step S808 and the feature points of the pre-registered fingerprint image are compared (S809). As a result of the comparison, it is determined whether the two feature points are the same (S810). If the two feature points are the same, the user is authenticated (S811). If not, the user authentication is rejected (S812).

도 9는 본 발명에 따른 지문이미지를 가상 이미지 공간에 매핑하는 과정을 보이는 흐름도이다. 도 9를 참조하여 도 8에 도시된 지문이미지의 가상 이미지 공간에의 매핑단계(S805)를 설명한다. 먼저 제1지문이미지를 상기 가상 이미지 공간의 특정 위치에 매핑한다(S901). 바람직하게는 중앙 위치에 매핑한다. 이어, 다음 주기에 획득된 제2지문이미지를 입력받아(S902), 상기 제1지문이미지로부터 상기 제2지문이미지의 변위 데이터(거리 및 방향)를 계산한다(S903). 상기 제2지문이미지는 지문의 움직임에 따라 소정의 시간 간격을 두고 획득한 지문이미지이다. 상기 단계(S903)에서의 변위 데이터는 상기 제1 지문이미지의 특징점과 상기 제2 지문이미지의 특징점의 움직임 정보를 이용하여 계산한다. 이어, 상기 계산된 변위 데이터에 따라 상기 제2 지문이미지를 상기 가상 이미지 공간에 해당 위치에 매핑한다(S904). 이와 같이 설정된 주기에 따라 매회 획득된 지문이미지를 입력받아 이전 주기에 획득된 지문이미지와 현재 주기에 획득된 지문이미지 간의 변위 데이터를 계산하고, 그 변위 데이터를 이용하여 현재 주기에 획득된 지문이미지를 상기 가상 이미지 공간의 해당 위치에 매핑하는 과정을 반복한다(S905).9 is a flowchart illustrating a process of mapping a fingerprint image into a virtual image space according to the present invention. A mapping step S805 of the fingerprint image shown in FIG. 8 to the virtual image space will be described with reference to FIG. 9. First, a first fingerprint image is mapped to a specific position of the virtual image space (S901). Preferably it maps to a central location. Subsequently, the second fingerprint image acquired in the next period is input (S902), and the displacement data (distance and direction) of the second fingerprint image is calculated from the first fingerprint image (S903). The second fingerprint image is a fingerprint image acquired at predetermined time intervals according to the movement of the fingerprint. The displacement data in the step S903 is calculated using the motion information of the feature point of the first fingerprint image and the feature point of the second fingerprint image. Subsequently, the second fingerprint image is mapped to the corresponding position in the virtual image space according to the calculated displacement data (S904). The fingerprint image acquired every time according to the set period is input and the displacement data between the fingerprint image acquired in the previous period and the fingerprint image acquired in the current period is calculated, and the fingerprint image acquired in the current period is calculated using the displacement data. The process of mapping to the corresponding position in the virtual image space is repeated (S905).

이어, 그 다음 주기에 획득된 제n 지문이미지를 입력받아(S906), 상기 제n-1지문이미지로부터 상기 제n지문이미지의 변위 데이터를 계산한다(S907). 상기 계산된 변위 데이터에 따라 상기 제n지문이미지를 상기 가상 이미지 공간에 해당 위치에 매핑한다(S908).Subsequently, an n-th fingerprint image obtained in the next period is input (S906), and displacement data of the n-th fingerprint image is calculated from the n−1 th fingerprint image (S907). The n-th fingerprint image is mapped to a corresponding position in the virtual image space according to the calculated displacement data (S908).

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 약 20 ×20 픽셀의 작은 크기의 지문이미지를 설정된 주기에 따라 n번 획득하여 사용자 인증에 필요한 크기, 예를 들어, 약 100 ×100 픽셀의 큰 크기의 지문이미지로 합성한다. 사용자 인증을 위해 필요한 크기의 이미지는 각 위치에서 얻어지는 지문이미지와 그 상대적인 움직임 정보를 활용하여 합성함으로써 얻을 수 있게 된다.As shown in FIGS. 8 and 9, a fingerprint image having a small size of about 20 × 20 pixels is acquired n times according to a set period, and the size required for user authentication, for example, a large size of about 100 × 100 pixels. Synthesize into fingerprint image. An image of the size necessary for user authentication can be obtained by synthesizing using a fingerprint image obtained at each position and its relative motion information.

도 10은 본 발명의 포인팅 장치에서의 포인팅 과정을 보이는 흐름도이다. 지문이 접촉되면(S1001)에서 제n 지문이미지를 획득한다(S1002). 이어, 설정된 주기에 따라 제n+1 지문이미지를 획득한다(S1003). 상기 제n 지문이미지로부터 제n+1 지문이미지의 움직임 정도, 즉 변위 데이터를 계산한다(S1004). 상기 변위 데이터를 이용하여 포인터의 좌표값, 즉 이동방향 및 거리를 연산한다(S1005). 이어, 상기 계산된 포인터의 좌표값에 대응하도록 포인터를 이동시킨다(S1006).10 is a flowchart illustrating a pointing process in the pointing device of the present invention. When the fingerprint is in contact (S1001), an n-th fingerprint image is obtained (S1002). Subsequently, an n + 1 th fingerprint image is acquired according to the set period (S1003). The movement degree of the n + 1 th fingerprint image, that is, the displacement data is calculated from the n th fingerprint image (S1004). The coordinate value of the pointer, that is, the moving direction and the distance is calculated using the displacement data (S1005). Subsequently, the pointer is moved to correspond to the calculated coordinate value of the pointer (S1006).

도 11은 본 발명의 지문인증기능을 구비한 포인팅 장치가 탑재된 휴대 단말기의 일례를 도시한 것이다. 도 11을 참조하면, 본 발명이 적용되는 휴대 단말기는 바람직하게는 휴대폰을 포함한다. 즉, 상기 휴대 단말기는 상기 포인팅 장치를 적적하게 포함한다. 예를 들면, 도 11서와 같이 본 발명에 따른 포인팅 장치는 표면에 노출되지 않고 투명부재(21)의 외부면만 노출되도록 하고 상기 투명부재(21)의 외부면에 손가락을 올려놓으면 지문획득을 통해 사용자 인증에 필요한 크기의 지문이미지를 획득하도록 한다. 11 shows an example of a portable terminal equipped with a pointing device with a fingerprint authentication function of the present invention. Referring to FIG. 11, the mobile terminal to which the present invention is applied preferably includes a mobile phone. That is, the portable terminal suitably includes the pointing device. For example, as shown in FIG. 11, the pointing device according to the present invention exposes only the outer surface of the transparent member 21 without being exposed to the surface, and places a finger on the outer surface of the transparent member 21 to obtain a fingerprint. Obtain a fingerprint image of the size required for user authentication.

또한, 휴대 단말기는 다른 기능을 갖는 적어도 하나의 기능버튼(91)을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 기능버튼(91)은 휴대 단말기의 다른 기능을 실행시키거나 실행 명령을 입력하기 위해 사용된다. 그리고, 휴대 단말기는 주전원으로서 이차 전지를 이용하는 것이 바람직하다.In addition, the portable terminal preferably includes at least one function button 91 having another function. These function buttons 91 are used to execute other functions of the portable terminal or to input execution commands. The portable terminal preferably uses a secondary battery as a main power source.

본 발명의 상세한 설명 및 도면에는 본 발명의 실시예를 중심으로 본 발명을 설명한 것으로서 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니며, 당 기술분야의 당업자에 의해 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리의 범위는 상기한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the detailed description and drawings of the present invention, the present invention is described based on the embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited, and many modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Of course it is possible. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the appended claims rather than by the foregoing description.

본 발명에 따르며, 휴대형 단말기기에서 사용자 인증용 지문센서와 포인터 조정용 지문센서를 각각 구비할 필요없이 하나의 지문센서를 이용하여 사용자 인증 및 포인터 조정이 동시에 가능하다.According to the present invention, user authentication and pointer adjustment are possible at the same time by using a single fingerprint sensor without having to provide a fingerprint sensor for user authentication and a fingerprint sensor for pointer adjustment in a portable terminal device.

또한, 작은 크기의 지문이미지를 획득하는 초소형 지문획득수단을 이용하여 사용자 인증을 위한 크기의 지문이미지를 획득할 수 있다.In addition, a fingerprint image of a size for user authentication may be obtained by using a microscopic fingerprint acquisition means for acquiring a fingerprint image of a small size.

또한, 사용자 인증을 위한 지문이미지 획득을 별도로 수행하지 않고 손가락으로 광학장치 위를 움직이며 포인터 조절 및 원하는 기능을 선정하는 동안 자동으로 지문이미지를 획득하여 큰 지문이미지를 합성할 수 있다.In addition, a large fingerprint image may be synthesized by automatically acquiring a fingerprint image while moving the optical device with a finger and automatically selecting a pointer and a desired function without performing a fingerprint image acquisition for user authentication.

나아가, 작은 크기의 지문이미지를 획득하여 사용자 인증을 실행할 수 있으므로 휴대 단말기기의 소형화 구현이 가능하며, 이에 따른 제작비용이 절감되고 광학장치 구현이 간단해진다.Furthermore, since a user can execute user authentication by acquiring a fingerprint image of a small size, the miniaturization of the portable terminal device can be realized, thereby reducing the manufacturing cost and simplifying the implementation of the optical device.

Claims (16)

설정된 주기에 따라 상기 손가락 표면의 지문이미지를 매회 획득하는 적어도 하나의 지문획득수단;At least one fingerprint acquiring means for acquiring a fingerprint image of the finger surface every time according to a set period; 상기 매회 획득된 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 각각 추출하는 특징점추출수단;Feature point extracting means for extracting at least one feature point from the fingerprint image obtained each time; 상기 추출된 각 지문이미지의 특징점간의 변위 데이터를 계산하여 상기 각 지문이미지의 움직임 정보를 검출하는 움직임검출수단;Motion detection means for detecting motion information of each fingerprint image by calculating displacement data between feature points of the extracted fingerprint images; 상기 지문이미지의 움직임 정보에 따라 상기 각 지문이미지가 내부의 가상 이미지 공간에 매핑될 위치를 결정하고, 상기 결정된 해당 위치에 상기 각 지문이미지를 순차적으로 매핑하는 매핑수단;Mapping means for determining a location where each fingerprint image is mapped to an internal virtual image space according to motion information of the fingerprint image, and sequentially mapping each fingerprint image to the determined corresponding position; 상기 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 설정된 크기 이상이면 상기 매핑된 전체 지문이미지와 기 등록된 지문이미지를 비교하여 상기 지문의 인증여부를 결정하는 인증수단; 및 Authentication means for determining whether the fingerprint is authenticated by comparing the mapped fingerprint image with a previously registered fingerprint image if the size of the mapped fingerprint image is equal to or larger than a set size; And 상기 움직임검출수단으로부터 변위 데이터를 수신하고 상기 변위 데이터를 이용하여 상기 포인터가 이동할 방향 및 거리를 계산하는 연산수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치.Calculating means for receiving displacement data from the motion detecting means and calculating a direction and distance to which the pointer moves using the displacement data; Pointing device with a fingerprint authentication function comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지문획득수단, 특징점추출수단, 움직임검출수단, 매핑수단, 인증수단 및 연산수단을 수용하고, 상기 지문획득수단과의 일정 거리에 상기 손가락 표면이 접촉되는 평면으로 된 투명부재를 구비한 하우징을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치.A housing including the fingerprint obtaining means, the feature point extracting means, the motion detecting means, the mapping means, the authentication means, and the computing means and having a flat member having a flat surface contacting the surface of the finger at a predetermined distance from the fingerprint obtaining means. Pointing device having a fingerprint authentication function, characterized in that it further comprises. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 지문획득수단은 시모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor)인 것을 특징으로 하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치.The fingerprint acquisition means is a pointing device with a fingerprint authentication function, characterized in that the CMOS image sensor (CMOS Image Sensor). 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 획득된 지문이미지 및 가상 이미지 공간의 크기는 각각 m ×n 픽셀 및 M ×N 픽셀이며, 상기 m,n은 각각 상기 M,N보다 작은 것을 특징으로 하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치.The size of the obtained fingerprint image and the virtual image space is m × n pixels and M × N pixels, respectively, m, n is a pointing device with a fingerprint authentication function, characterized in that smaller than the M, N, respectively. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 움직임검출수단은 이전 주기에 획득된 지문이미지의 특징점으로부터 현재 주기에 획득된 지문이미지의 특징점의 이동 거리 및 방향을 계산하는 것을 특징으로 하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치.And the motion detecting means calculates a moving distance and a direction of a feature point of the fingerprint image acquired in the current cycle from the feature point of the fingerprint image acquired in the previous cycle. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 매핑수단은 상기 제n-1 지문이미지의 특징점과 동일한 제n 지문이미지 의 특징점은 상기 가상 이미지 공간에 중첩되도록 매핑시키는 것을 특징으로 하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치.And the mapping means maps a feature point of the n-th fingerprint image that is identical to the feature point of the n-th fingerprint image to overlap the virtual image space. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 인증수단은 상기 매핑된 전체 지문이미지의 특징점과 기 등록된 지문이미지의 특징점을 정합하여 동일여부를 판단하고 그 판단결과에 따라 지문의 인정여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 지문 인증 기능을 구비한 포인팅 장치.The authentication means has a fingerprint authentication function, characterized in that it matches the feature points of the entire fingerprint image mapped with the feature points of the pre-registered fingerprint image to determine whether the same, and whether the fingerprint is recognized according to the determination result. Pointing device. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 포인팅 장치가 탑재되어 사용자의 지문인증 및 상기 포인터(Pointer) 조절이 동시에 수행가능한 휴대 단말기기.A portable terminal device equipped with a pointing device according to claim 1 or 2, wherein a fingerprint authentication of a user and adjustment of the pointer can be simultaneously performed. 소정의 지문획득센서를 이용하여 설정된 주기에 따라 n개(n≥2)의 지문이미지를 획득하는 지문이미지 획득단계;A fingerprint image acquiring step of acquiring n (n≥2) fingerprint images according to a set period using a predetermined fingerprint acquiring sensor; 상기 획득된 각 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 각각 추출하는 저장하는 특징점 추출단계;A feature point extraction step of storing at least one feature point from each of the acquired fingerprint images; 제1 지문이미지를 가상 이미지 공간의 특정 위치에 매핑하는 제1매핑단계;A first mapping step of mapping the first fingerprint image to a specific position in the virtual image space; 제n-1 지문이미지의 특징점 및 제n 지문이미지의 특징점 간의 변위 데이터를 계산하는 변위데이터 계산단계;A displacement data calculation step of calculating displacement data between the feature point of the n-th fingerprint image and the feature point of the n-th fingerprint image; 상기 계산된 변위 데이터를 이용하여 상기 제n 지문이미지가 상기 가상 이미지 공간에 매핑될 위치를 결정하고 상기 결정된 위치에 상기 제n 지문이미지를 매 핑하는 제2매핑단계; A second mapping step of determining a position at which the n th fingerprint image is to be mapped to the virtual image space using the calculated displacement data and mapping the n th fingerprint image to the determined position; 상기 가상 이미지 공간에 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 설정된 크기가 되면 상기 전체 지문이미지의 특징점 및 기 등록된 지문이미지의 특징점을 비교하여 지문의 인증여부를 결정하는 지문인증단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.A fingerprint authentication step of determining whether the fingerprint is authenticated by comparing the feature points of the entire fingerprint image with the feature points of the pre-registered fingerprint image when the size of the entire fingerprint image mapped to the virtual image space becomes a set size; Fingerprint authentication method for user authentication comprising a. 제 9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 획득된 지문이미지 및 가상 이미지 공간의 크기는 각각 m ×n 픽셀 및 M ×N 픽셀이며, 상기 m,n은 각각 상기 M,N보다 작은 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.The size of the obtained fingerprint image and the virtual image space is m × n pixels and M × N pixels, respectively, wherein m, n are smaller than the M, N, respectively. 제 9항에 있어서, 상기 변위 데이터 계산단계는,The method of claim 9, wherein the displacement data calculation step, 제n-1 지문이미지의 특징점으로부터 제n 지문이미지의 특징점의 이동 거리 및 방향을 계산하는 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.And a moving distance and a direction of the feature point of the n-th fingerprint image from the feature point of the n-1 fingerprint image. 제 9항에 있어서, 상기 제2매핑단계는,The method of claim 9, wherein the second mapping step, 상기 가상 이미지 공간에 매핑된 제n-1 지문이미지로부터 상기 계산된 변위 데이터에 해당하는 위치에 상기 제n 지문이미지를 매핑하는 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.And the n th fingerprint image mapped to the position corresponding to the calculated displacement data from the n-1 th fingerprint image mapped to the virtual image space. 제 19항 또는 제 12항에 있어서, 상기 제2매핑단계는,The method of claim 19 or 12, wherein the second mapping step, 상기 제n-1 지문이미지의 특징점과 동일한 제n 지문이미지의 특징점은 상기 가상 이미지 공간에 중첩되도록 매핑시키는 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.And a feature point of an n-th fingerprint image that is identical to the feature point of the n-th fingerprint image to be superimposed on the virtual image space. 제 9항에 있어서, 상기 지문이미지 획득단계는,The method of claim 9, wherein the obtaining of the fingerprint image comprises: 다수개의 지문획득센서를 이용하여 매회마다 다수개의 지문이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.Fingerprint authentication method for user authentication, characterized in that to obtain a plurality of fingerprint images each time using a plurality of fingerprint acquisition sensors. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 획득된 다수개의 지문이미지는 상호 인접하는 지문의 이미지인 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.The obtained fingerprint image is a fingerprint authentication method for user authentication, characterized in that the image of the fingerprint adjacent to each other. 제 9항에 있어서, 지문인증단계는,The fingerprint authentication step of claim 9, 상기 가상 이미지 공간에 매핑된 전체 지문이미지의 크기가 설정된 크기인지를 판단하는 단계;Determining whether the size of the entire fingerprint image mapped to the virtual image space is a set size; 상기 판단결과 전체 지문이미지가 설정된 크기 이상이면 상기 전체 지문이미지로부터 적어도 하나의 특징점을 추출하는 단계; Extracting at least one feature point from the entire fingerprint image if the entire fingerprint image is equal to or larger than a predetermined size as a result of the determination; 상기 추출된 특징점과 기 등록된 지문이미지의 특징점을 비교하는 단계; 및Comparing the extracted feature points with the feature points of the pre-registered fingerprint image; And 상기 비교결과 두 특징점이 동일하면 상기 지문을 인증하고, 동일하지 않으 면 지문 인증을 거부하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 인증을 위한 지문 인증방법.And if the two feature points are identical, authenticating the fingerprint, and if not, rejecting the fingerprint authentication.
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