KR20040084164A - 포인팅디바이스와 지문입력기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터 입력장치에 관한 것으로서, 특히 지문입력장치에 있어서 렌즈시스템을 부착하여 자기회전에 의한 이미지의 변화를 발생하여 포인팅장치의 기능을 할 수 있도록 하고 지문입력이 필요할 때는 렌즈시스템을 탈착하면 할 수 있도록 제공하는데 있다.

Description

포인팅디바이스와 지문입력기 { POINTING DEVICE WITH FINGERPRINT RECOGNITION SYSTEM }

본 발명은 컴퓨터 입력장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 지문입력센서를 구비한 장치에서 렌즈시스템을 추가함으로써 자기회전에 의해 포인팅장치의 기능을 구현토록 한 것이다.

지문인식장치에는 크게 렌즈나 프리즘을 사용하는 방식과 무렌즈 방식으로 평면형인 TFT방식이 있다. TFT지문입력기는 a-Si:H 감광성을 이용한 접촉식 이미지센서의 일종인데 비교적 얇은 구조로써 높은 감광성을 얻을 수 있다. 이외에 압전박막에 가해진 압력을 전기적인 신호로 변화하는 압전체방식 및 용량성 반도체센서방식 등이 있다.

종래 지문입력장치는 지문입력 기능만을 수행하도록 되있고 포인팅기능은 별도의 장치를 결합하여 마우스 및 정보단말기등에서 제품화 되고 있다.

이와같이 지문입력기와 별도로 포인팅기를 구성할 때는 공간상의 낭비와 생산원가가 올라가고 외관이 복잡해지는 문제가 있다.

본 발명은 지문입력센서 중 빛을 수광하는 센서종류에 한해 적용할 수 있는데 자기회전에 의한 컴퓨터 입력장치는 공개번호 특2003-0011975호에 개시된 자기회전에 의한 컴퓨터 입력장치에 개시되어 있다.

본 발명은 자기회전에 의해 무늬패턴의 왜곡을 발생하는 렌즈시스템과 지문입력장치를 결합함으로써 구현할 수 있다.

렌즈시스템은 가능한 소형화해야 하며 지문입력장치와 탈부착이 가능하도록 구성하여 지문입력을 하지 않을 때는 렌즈시스템을 부착하여 포인팅기기로 사용토록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 렌즈시스템 입력장치의 한 예를 도시한 도면

도 2은 본 발명에 따른 구성블록도

도 3은 본 발명에 따른 동작흐름도

도 4은 본 발명에 따른 렌즈시스템의 투영예

도1에는 본 발명에 따른 렌즈시스템 입력장치의 실시 예가 도시되어 있다. 렌즈시스템은 밀폐되어 있는 반구(13), 수면(14), 투영라이트(15) 으로 이루어지고 지문입력장치는 TFT센서(11), 백라이트(12)로 구성되며 공통적으로 CPU와 모드제어부(21), 투영라이트제어부(22), 센서게이트제어부(23), 백라이트제어부(24), 센서출력부(25), 클릭SW로 구성된다.

본 발명의 자기회전에 의한 이미지의 변화를 발생하는 렌즈시스템은반구(13)의 형태에 밑판을 붙이고 내부에 방부처리된 투명한 액체(23)를 꽉 채우지 않고 조금 부족하게 봉입한 구조이다.

또 반구(13)의 곡면에는 표면에 무늬패턴을 그리거나 새겨넣은 구조이다. 예를 들어 음각 또는 양각을 하거나 격자무늬를 프린트하여 이용할 수 있고 무늬패턴이 인쇄된 스티카를 사용할 수 있다. 반구(13)의 재질은 투명한 유리나 플라스틱 종류로 구현될 수 있다.

상기 기술한 렌즈시스템은 반구(13)를 위로 하고 밑판을 아래로 하여 위에서 반구(13)를 보면, 액체를 꽉 채울때는 볼록렌즈의 작용을 하지만, 부족하게 채움으로 공기가 일부 들어가 있다. 이때 공기는 오염이 제거된 무균상태이어야 한다.

반구(13)의 상단 공기부분은 액체가 평평한 오목한 수면(14)을 만들기때문에 주변 액체부분은 반구(13)와 접촉하여 곡률을 만들기에 렌즈작용을 하여 두개의 배율 크기가 다른 이미지를 만들게 된다.

도 4에는 렌즈시스템의 투영된 예를 보인다. 상기한 반구(13)의 투영 이미지는 반구(13)의 자기회전에 의해 반구(13)내 공기부분은 위로 향하고 액체는 아래로 향하는 속성이 있어 자기회전량에 비례해 반구(21)상에서 변화가 밑으로 투영된다.

상기 렌즈시스템에 발생하는 이미지는 중력이 존재하는 자연환경에서만 가능하다는 문제가 있지만 사람이 사는 곳도 자연이기 때문에 활용하기 어려운 문제는 없다.

또한 상기한 반구(13)은 타원이나 원을 임의의 크기로 이등분하여 밑판을 붙여 사용할 수 있다.

렌즈시스템의 반구(13)상에는 공지된 파장의 광원을 발생하는 투영라이트(15)를 장착하여 TFT센서(11)에 투영하여 영상을 픽업할 수 있도록 조도를 형성한다.

TFT센서(11)에 의해 획득한 이미지신호는 센서출력부(25)와 CPU에 의해 영상의 변동에 따른 반구(13)의 기울임의 방향과 변화량을 계산하여 이동값 X, Y 또는 ΔX, ΔY를 연속적으로 출력한다.

TFT 지문입력기만을 사용하여 지문인식 모드와 포인팅 모드를 구현하는 것은, 도2와 같이 구성된다. 본 발명은 노트북 등의 컴퓨터 입력장치로서 컴퓨터의 CPU에 의해 제어될 수 있다. 본 실시예에 따른 지문인식 및 포인팅 시스템은,

도1와 같이 TFT 지문입력기(11), 지문입력기(11) 아래에 위치하여 지문입력기(11)를 관통하여 상부로 빛을 조사하는 백라이트(12), 렌즈시스템을 구성하는 반구(13), 투영라이트(15)와 지문입력기(11) 내의 스위칭 TFT의 게이트단자에 인가되어 스위칭 타이밍을 제어하는 게이트신호를 발생하는 게이트제어부(23), 지문입력기(11)의 센서 TFT에 의해 감지한 지문영상이 스위칭 TFT에 의해 출력되면 이 신호들을 증폭하고 멀티플렉싱하여 하나의 단일 영상신호로서 출력하는 센서출력부(25), 백라이트(12)에서 발광하는 광량을 조절하고 온오프를 제어하는 백라이트제어부(24), 게이트제어부(23)와 백라이트제어부(24)를 제어하여 지문인식모드 또는 포인팅모드를 수행하는 모드제어부(21)를 포함하여 구성된다.

모드제어부(21)는 CPU로부터 명령을 받아 지문인식모드와 포인팅모드에 따라 게이트제어부(23)와 백라이트제어부(24), 투영라이트제어부(22)를 제어한다. 즉,CPU로부터 지문인식 명령을 받으면 모드제어부(21)는 게이트제어부(23)와 백라이트제어부(24), 투영라이트제어부(22)가 지문인식 모드에 적합하도록 제어하며, CPU로부터 포인팅 명령을 받으면 모드제어부(21)는 게이트제어부(23)와 백라이트제어부(24), 투영라이트제어부(22)가 포인팅모드에 적합하도록 제어한다.

지문인식모드일 때에는 지문입력기(11)에 접촉한 손가락의 지문영상을 정밀하게 스캔하여 센서출력부(25)를 통해 CPU로 입력하고 CPU는 이 영상신호를 판독하여 악세스인증을 할 것인데, 이는 통상의 지문인식 시스템의 작용과 같다. 한편, 포인팅 모드일 때에는 지문입력기(11)에 접촉한 렌즈시스템의 영상신호가 센서출력부(25)를 통해 CPU로 입력되고, CPU는 이 영상신호를 처리하여 수면의 위치를 결정하여 통상의 마우스나 트랙볼과 같이 처리를 할 것이다.

먼저, 지문인식모드로서, 컴퓨터의 CPU가 모드제어부(21)에 지문인식모드를 실행하도록 명령을 내린다[99].

지문인식 명령을 받은 모드제어부(21)는 게이트제어부(23)와 백라이트제어부(24), 투영라이트제어부(22)로 하여금 지문인식 모드에 적합하도록 제어한다. 즉, 지문입력기의 스위칭 TFT가 고속으로 스위칭되어 센서 TFT가 고해상도로 지문을 영상스캔하여야 정확한 지문인식이 이루어질 수 있으므로, 높은 주파수의 게이트제어신호를 발생시키도록 게이트제어부(23)를 제어한다.

이와 더불어, 백라이트제어부(24)로 하여금 백라이트에서 밝은 빛을 방사하도록 제어한다[101]. 백라이트는 면발광 LED나 EL(Electroluminescent lamp)소자를 사용할 수 있는데, 간단하게 인가전압을 변화시킴으로써 광도를 변화시킬 수 있다.

이와 같이, 지문인식 동작에 적합하게 설정된 상태에서 사용자가 손가락을 지문인식창에 접촉하면, 지문스캔을 하여 센서출력부(25)에서 지문영상신호가 출력된다[102]. CPU는 이 신호를 처리하여 지문영상을 판독하고 미리 등록되어 있는 지문영상과 대조한다[103]. 만일, 지문영상이 서로 일치하지 않을 때에는 다시 지문스캔, 인식과정을 실행하며[104], 지문영상이 서로 일치하다면 악세스인증[105]을 한다.

포인팅모드일 때는 포인팅모드를 실행하도록 CPU로부터 명령을 받은 모드제어부(21)는 게이트제어부(23)와 백라이트제어부(24), 투영라이트제어부(22)로 하여금 포인팅 모드에 적합하도록 제어한다. 백라이트(12)는 소등하고 투영라이트(15)는 렌즈시스템상의 반구(13)의 무늬가 TFT센서(11)에 투영되도록 빛의 량을 제어한다[111]. 투영라이트(15)는 면발광 LED나 EL(Electroluminescent lamp)소자를 사용할 수 있는데, 간단하게 인가전압을 변화시킴으로써 광도를 변화시킬 수 있다.

CPU는 센서출력부(25)를 통해 이미지입력[112]을 하고 이미지왜곡부분을 계산[113]에서 투영된 영상을 분석하여 포인팅크기의 X, Y 또는 ΔX, ΔY를 계산하여 출력한다.

이와 같이, 포인팅동작에 적합하게 환경설정된 상태에서 사용자는 포인팅기로 지문입력장치를 사용할 수 있다[114].

이상과 같이 포인팅모드로서 사용하다가, CPU는 시간을 카운트하여 소정시간 동안 포인팅 좌표의 변화가 없거나 어떠한 실행도 되지 않은 때에는[117] 투영라이트(15)를 소등하여 포인팅의 기능을 중지시킨다[118]. 이것 역시 불필요한 전력소모와 불필요하게 CPU나 게이트제어부(23) 등이 동작하는 것을 막기 위한 것이다.

만일, 중지되었던 포인팅모드의 기능을 복귀시키려면, 키보드의 임의의 키를 누르면[119] CPU가 포인팅 복귀기능임을 인식하여 다시 투영라이트제어부(22)가 동작하여 투영라이트가 점등하고, 포인팅 기능을 사용할 수 있게된다[120].

따라서, 종래에 지문입력기가 지문인식만을 하던 것에서 포인팅기능을 추가함으로써 공간상의 제약이나 한 손으로도 포인팅 기능을 할 수 있기때문에 마우스나 휴대폰, PDA등에서 사용할 수 있다.

따라서 이 발명의 목적은 사용자가 한 손으로 마우스나 휴대폰, PDA등을 사용하면서 지문입력기능을 하거나 포인팅디바이스로도 이용될 수 있다.

Claims (7)

1. TFT지문입력기에 렌즈시스템을 탈부착 가능하게 장착하여 탈착시 지문입력을 수행하고 부착시 렌즈시스템의 기울기에 따라 포인팅장치를 구현하는 방법.
2. 입력장치로서 CPU에 의해 제어되어 지문인식 기능을 하는 포인팅장치로서 TFT지문입력기, 백라이트, TFT지문입력기 상측에 탈부착되도록 장착하는 렌즈시스템, 투영라이트 와 게이트제어부, 센서출력부, 백라이트제어부, 투영라이트제어부를 제어하여 지문입력 및 포인팅 기능을 수행하는 모드제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문입력 및 포인팅기능을 하는장치.
3. TFT지문입력기와 그 아래에 위치하여 TFT지문입력기를 통과하도록 빛을 조사하는 백라이트와 반구와 그위에 위치하여 반구의 곡면상의 무늬/패턴이 TFT지문입력기 상에 투영되도록 빛을 조사하는 투영라이트를 이용하여 지문인식모드와 포인팅기능을 구현하는 방법으로서 지문인식모드일 때는 지문을 스캔하여 지문영상을 인식하고 포인팅모드일 때는 렌즈시스템의 기울기에 따라 TFT지문입력기에 투영된 영상을 분석하여 X,Y 또는 ΔX,ΔY를 계산하여 출력하는 포인팅기기를 구현하는 방법.
4. 렌즈시스템은 반구와 곡면상의 무늬/패턴이 있는 반구와 투영라이트로 이루어지고, 투영라이트에 의해 무늬/패턴이 지문입력기등에 투영되도록 하는장치.
5. 청구항 3항과 4항에 있어서, 반구는 타원이나 원을 임의의 크기로 이등분하여 밑판을 붙인 구조.
6. 청구항 2항과 3항에 있어서, 지문인식모드일때 백라이트와 백라이트제어부의 필요없이 렌즈시스템에서 반구 만를 탈착하고 투영라이트로서 손가락을 투영하여 지문입력기 상에 영상이 생기도록 투영라이트의 빛을 적절히 제어하고, 포인팅모드일때는 반구 만을 부착 하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 청구항 1항과 3항에 있어서, TFT지문입력기에 렌즈시스템을 부착시 렌즈시스템의 기울기에 따라 포인팅장치를 구현하는 방법에서 자이로센서 또는 가속도센서를 포함하여 상하로 이동시켜 Z축을 추가하여 3차원을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.