KR20040095054A - Apparatus for processing fingerprinting signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지문 인식신호 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지문 인식장치의 사이즈를 줄이기 위한 지문 인식신호 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint recognition signal processing device, and more particularly, to a fingerprint recognition signal processing device for reducing the size of the fingerprint recognition device.
비정질 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터 액정표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display; 이하, TFT-LCD라 칭함)는 평판 디스플레이 장치(FPD: Flat Panel Display)의 하나로서, 노트북 컴퓨터, 모니터, 텔레비전, 이동통신 단말기 등에 널리 사용되고 있다.An amorphous silicon (a-Si) thin film transistor liquid crystal display (hereinafter referred to as TFT-LCD) is one of flat panel displays (FPDs), and includes a laptop computer, a monitor, a television, It is widely used in mobile communication terminals.
여기서, a-Si TFT-LCD는 스위칭 기능을 가지고 있어 디스플레이 소자로 사용된다. 또한, a-Si TFT-LCD는 빛을 받으면 화학적으로 변하는 감광성이 있어 광 감지 센서로 바이오 매트릭스(bio-metrics) 산업에도 널리 이용되고 있다.Here, the a-Si TFT-LCD has a switching function and is used as a display element. In addition, a-Si TFT-LCD is chemically changed when it receives light, and thus is widely used in the bio-metrics industry as a light sensing sensor.
바이오 매트릭스 산업은 지문, 음성, 얼굴, 손 또는 홍채와 같은 개인의 특유한 특징을 이용한 개인 인증 시스템에 관한 것이다. 여기서, 비용, 사용의 편의성 및 정확성의 측면에서 개인의 특유한 특징 중 지문을 이용한 개인 인증 방법이 널리 사용되고 있다.The biomatrix industry relates to a personal authentication system that utilizes unique personal features such as fingerprint, voice, face, hand or iris. Here, in the aspect of cost, ease of use, and accuracy, a personal authentication method using a fingerprint is widely used among the unique features of the individual.
도 1은 종래 기술에 따른 지문 인식신호 처리장치의 개략적 구성 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a fingerprint recognition signal processing apparatus according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 지문 인식신호 처리장치는 접촉되는 지문의 패턴을 감지하는 지문 인식센서(100), 지문 인식센서(100)로부터 입력되는 지문 패턴값을 적분하는 적분기(110), 적분기(110)에서 적분된 신호를 안정화시키기 위한 전압 폴로워(120) 및 전압 폴로워(120)로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter)(130)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an apparatus for processing a fingerprint recognition signal according to the related art integrates a fingerprint recognition sensor 100 that detects a pattern of a contacted fingerprint and an integrator that integrates a fingerprint pattern value input from the fingerprint recognition sensor 100 ( 110, an analog / digital converter 130 for converting a signal input from the voltage follower 120 and the voltage follower 120 to stabilize the signal integrated in the integrator 110 into a digital signal 130. ).
상기 적분기(110)는 네가티브 입력단(-)을 통해 지문 인식센서(100)로부터 지문 패턴값을 입력받고, 포지티브 입력단(+)을 통해 기준 전압(Vref)을 입력받는제1 OP 앰프(Operational Amplifier : 이하, OP 앰프라 칭함)(112) 및 제1 OP 앰프(112)의 출력단과 네가티브 입력단(-)에 연결된 커패시터(C)를 포함한다.The integrator 110 receives a fingerprint pattern value from the fingerprint sensor 100 through a negative input terminal (−) and receives a reference voltage Vref through a positive input terminal (+). (Hereinafter referred to as an OP amplifier) 112 and a capacitor (C) connected to the output terminal and the negative input terminal (-) of the first OP amplifier 112.
또한, 전압 폴로워(120)는 포지티브 입력단(+)에 제1 OP 앰프(112)의 출력신호를 입력받고, 출력단이 네가티브 입력단자(-)로 피드백되는 제2 OP 앰프로 구성된다.In addition, the voltage follower 120 is configured as a second OP amplifier which receives the output signal of the first OP amplifier 112 to the positive input terminal (+) and the output terminal is fed back to the negative input terminal (−).
여기서, 적분기(110) 및 전압 폴로워(120)는 제1 및 제2 OP 앰프를 포함하여 구성되는데, OP 앰프는 적어도 7 내지 8개의 트랜지스터에 의해 구성된다.Here, the integrator 110 and the voltage follower 120 include a first and a second OP amplifier, which is composed of at least seven to eight transistors.
그러므로, 종래 기술에 따른 지문 인식장치는 적어도 7 내지 8개의 트랜지스터에 의해 구성되는 OP 앰프를 포함하는 적분기 및 전압 폴로워를 포함하므로, 지문 인식장치의 설계시 많은 트랜지스터를 포함하는 적분기 및 전압 폴로워를 구성하기 위한 필요 공간이 너무 커지는 문제점이 있다.Therefore, since the fingerprint reader according to the prior art includes an integrator and a voltage follower including an OP amplifier constituted by at least seven to eight transistors, the integrator and the voltage follower including many transistors in the design of the fingerprint recognition device. There is a problem that the required space for constructing too large.
따라서, 종래 기술에 따른 적분기 및 전압 폴로워를 포함하는 지문 인식장치는 경박 단소하게 구성할 수 없는 문제점이 있다.Therefore, the fingerprint recognition device including the integrator and the voltage follower according to the prior art has a problem that it can not be configured lightly and simply.
또한, 종래 기술에 따른 지문 인식장치는 많은 트랜지스터를 포함하므로, 트랜지스터의 동작 특성에 의해 감지된 지문 패턴 신호에 미치는 영향이 커지는 문제점도 있다.In addition, since the fingerprint recognition apparatus according to the related art includes many transistors, there is a problem in that the influence on the fingerprint pattern signal sensed by the operating characteristics of the transistor increases.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지문 인식장치의 사이즈를 줄이기 위한 지문 인식신호 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a fingerprint recognition signal processing apparatus for reducing the size of the fingerprint recognition apparatus, which is devised to solve the above-mentioned conventional problems.
도 1은 종래 기술에 따른 지문 인식신호 처리장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a fingerprint recognition signal processing apparatus according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a fingerprint recognition device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 지문 인식센서의 등가 회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram of the fingerprint sensor shown in FIG. 2.
도 4는 도 2에 도시된 지문 인식 데이터 IC의 상세 회로도이다.FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the fingerprint identification data IC shown in FIG. 2.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
200 : 지문 인식영역 210 : 지문 인식 게이트 IC200: fingerprint recognition area 210: fingerprint recognition gate IC
220 : 지문 인식 데이터 IC 230 : 인쇄회로기판220: fingerprint identification data IC 230: printed circuit board
300 : 센서 TFT 310 : 스위치 TFT300: sensor TFT 310: switch TFT
400 : OP 앰프 410 : 제1 모스 트랜지스터400: OP amplifier 410: first MOS transistor
420 : 제2 모스 트랜지스터 430 : 제3 모스 트랜지스터420: second MOS transistor 430: third MOS transistor
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지문 인식신호 처리장치의 OP 앰프는 로우 상태의 클럭 신호가 인가되는 동안 지문 패턴에 따른 신호를 적분하고, 하이 상태의 클럭 신호가 인가되는 동안 적분된 신호의 출력 레벨을 안정화키며, 제1 트랜지스터는 로우 상태의 클럭 신호에 응답하여 OP 앰프에 기준 전압을 인가하고, 제2 트랜지스터는 하이 상태의 클럭 신호에 응답하여 OP 앰프의 제1 입력단에 적분된 신호를 인가하며, 제3 트랜지스터는 하이 상태의 클럭 신호에 응답하여 OP 앰프의 출력 신호를 제2 입력단으로 피드백하고, 커패시터는 OP 앰프를 통해 입력되는 기준 전압을 충전하고, 충전된 기준 전압을 OP 앰프로 출력한다.The OP amplifier of the fingerprint recognition signal processing apparatus according to the present invention for achieving the above object integrates the signal according to the fingerprint pattern while the clock signal in the low state is applied, and the integrated signal while the clock signal in the high state is applied. The first transistor applies a reference voltage to the OP amplifier in response to the clock signal in the low state, and the second transistor integrates the first input terminal of the OP amplifier in response to the clock signal in the high state. The third transistor feeds the output signal of the OP amplifier to the second input terminal in response to the clock signal of the high state, the capacitor charges the reference voltage input through the OP amplifier, and the charged reference voltage Will output
이러한, 지문 인식신호 처리장치에 따르면, 기존에 비하여 OP 앰프의 개수를 줄일 수 있어 지문 인식장치의 사이즈를 줄일 수 있다.According to the fingerprint recognition signal processing apparatus, the number of OP amplifiers can be reduced as compared with the conventional method, thereby reducing the size of the fingerprint recognition apparatus.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지문 인식장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a fingerprint recognition device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 지문 인식센서의 등가 회로도이고, 도 4는 도 2에 도시된 지문 인식 데이터 IC의 상세 회로도이다.2 is a block diagram showing a configuration of a fingerprint recognition device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the fingerprint recognition sensor shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a fingerprint identification data IC shown in FIG. Detailed circuit diagram of the.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식장치는 지문 인식영역(200), 지문 인식 게이트 IC(210), 지문 인식 데이터 IC(220) 및 인쇄회로기판(230)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the fingerprint recognition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a fingerprint recognition area 200, a fingerprint recognition gate IC 210, a fingerprint recognition data IC 220, and a printed circuit board 230. .
여기서, 인쇄회로기판(230) 상에는 타이밍 컨트롤러(232), 아날로그-디지털변환기(이하, A/D 컨버터라 칭함)(234) 및 지문 인식 프로세서(236)가 형성된다.Here, a timing controller 232, an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as an A / D converter) 234, and a fingerprint recognition processor 236 are formed on the printed circuit board 230.
상기 타이밍 컨트롤러(232)는 지문 인식영역(200)으로부터 지문 인식 데이터 IC(220)를 통하여 읽어들인 지문 패턴 값을 디지털 데이터로 변환하고, 지문 인식 프로세서(236)는 A/D 컨버터(234)로부터 입력되는 디지털 데이터를 이용하여 기존에 메모리에 저장된 지문 패턴과 비교하는 등의 지문 인식에 필요한 처리를 수행한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(232)는 지문 인식 게이트 IC(210) 및 지문 인식 데이터 IC(220)에 클럭신호(Clock) 및 동기신호(Sync) 등의 타이밍 제어신호를 제공한다.The timing controller 232 converts the fingerprint pattern value read from the fingerprint recognition area 200 through the fingerprint recognition data IC 220 into digital data, and the fingerprint recognition processor 236 from the A / D converter 234. The digital data input is used to perform processing necessary for fingerprint recognition, such as comparing with a fingerprint pattern previously stored in a memory. In addition, the timing controller 232 provides timing control signals, such as a clock signal and a synchronization signal, to the fingerprint recognition gate IC 210 and the fingerprint recognition data IC 220.
한편, 상기 지문 인식영역(200)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 센서 TFT(300), 스위치 TFT(310) 및 저장 커패시터(Cst)로 이루어진 지문 인식센서들이 매트릭스 형태로 형성되고, 상기 지문 인식센서들은 지문 인식 데이터 IC(220) 및 지문 인식 게이트 IC(210)의 라인수에 상응하여 형성된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, fingerprint recognition sensors including a sensor TFT 300, a switch TFT 310, and a storage capacitor Cst are formed in a matrix form in the fingerprint recognition area 200, and the fingerprint recognition is performed. The sensors are formed corresponding to the number of lines of the fingerprint identification data IC 220 and the fingerprint identification gate IC 210.
여기서, 지문 인식 게이트 IC(210)는 타이밍 컨트롤러(232)로부터 입력되는 타이밍 제어신호에 의해 지문 인식영역(200)의 스위치 TFT(310)의 게이트 단자(G2)를 온(ON)/오프(OFF) 제어하고, 지문 인식 데이터 IC(220)는 타이밍 제어신호에 의해 센서 TFT(300)로부터 아날로그 신호 형태의 지문 패턴 값을 읽어들인다.Here, the fingerprint recognition gate IC 210 turns on / off the gate terminal G2 of the switch TFT 310 of the fingerprint recognition region 200 by a timing control signal input from the timing controller 232. ), And the fingerprint recognition data IC 220 reads the fingerprint pattern value in the form of an analog signal from the sensor TFT 300 by the timing control signal.
또한, 센서 TFT(300)의 드레인 단자(D1)는 외부 전원으로부터 소정 레벨의 직류 전압(VDD)을 인가받고, 게이트 단자(G1)는 센서 TFT 게이트 라인에 연결되어 지문 인식 게이트 IC(210)로부터 온/오프를 제어하는 바이어스 전압을 인가받는다.In addition, the drain terminal D1 of the sensor TFT 300 receives a predetermined level of the DC voltage V DD from an external power supply, and the gate terminal G1 is connected to the sensor TFT gate line to connect the fingerprint recognition gate IC 210. Is applied a bias voltage to control on / off.
스위치 TFT(310)의 게이트 단자(G1)는 스위치 TFT 게이트 라인에 연결되어지문 인식 게이트 IC(210)로부터 게이트 구동 신호를 인가받아 스위칭 동작을 수행하고, 스위치 TFT(310)의 드레인 단자(D2)는 센서신호 출력라인(Readout)에 연결되어 스캔된 지문 패턴 신호를 지문 인식 데이터 IC(220)로 출력한다. 즉, 지문 인식 게이트 IC(210)는 지문을 스캐닝하도록 설정된 매 프레임(Frame)마다 스위치 TFT(310)를 스위칭하기 위한 게이트 구동신호를 출력함으로써, 지문 인식영역(200)에 배열된 복수개의 센서 TFT(300)별로 지문 패턴을 스캔한다.The gate terminal G1 of the switch TFT 310 is connected to the switch TFT gate line, and receives a gate driving signal from the fingerprint recognition gate IC 210 to perform a switching operation, and the drain terminal D2 of the switch TFT 310. Is connected to a sensor signal output line (Readout) and outputs the scanned fingerprint pattern signal to the fingerprint recognition data IC 220. That is, the fingerprint recognition gate IC 210 outputs a gate driving signal for switching the switch TFT 310 every frame set to scan a fingerprint, thereby providing a plurality of sensor TFTs arranged in the fingerprint recognition region 200. Scan the fingerprint pattern per 300.
상기 센서 TFT(300)는 접촉되는 사용자의 손가락 지문 패턴으로부터의 반사광에 따른 포토 커런트를 생성하고, 저장 커패시터(Cst)는 센서 TFT(300)에서 생성된 포토 커런트에 따른 전하를 충전하고, 스위치 TFT(310)는 저장 커패시터(Cst)에 충전된 전하에 따른 지문 패턴 신호를 센서신호 출력라인(Readout)을 통해 지문 인식 데이터 IC(220)로 출력한다.The sensor TFT 300 generates a photo current according to the reflected light from the finger fingerprint pattern of the user in contact, the storage capacitor Cst charges the charge according to the photo current generated in the sensor TFT 300, and the switch TFT In operation 310, the fingerprint pattern signal corresponding to the charge charged in the storage capacitor Cst is output to the fingerprint recognition data IC 220 through the sensor signal output line.
즉, 사용자가 손가락의 지문을 지문 인식장치에 밀착하면, 지문 인식장치의 하부에 위치하는 백라이트 어셈블리(도시되지 않음)로부터 발생된 광이 지문 패턴에 따라 반사되어 센서 TFT(300)로 수광된다. 센서 TFT(300)는 수광된 광에 의해 도통되고, 그에 따라 포토 커런트가 생성되며, 저장 커패시터(Cst)는 센서 TFT(300)에 의해 생성된 포토 커런트에 따른 전하를 충전한다.That is, when the user closely attaches the fingerprint of the finger to the fingerprint recognition device, light generated from a backlight assembly (not shown) positioned below the fingerprint recognition device is reflected according to the fingerprint pattern and received by the sensor TFT 300. The sensor TFT 300 is conducted by the received light, and thus a photo current is generated, and the storage capacitor Cst charges a charge according to the photo current generated by the sensor TFT 300.
스위치 TFT(310)는 지문 인식 게이트 IC(210)로부터 게이트 단자(G2)에 구동신호가 입력되어 턴온됨에 따라 저장 커패시터(Cst)에 충전된 전하의 양에 비례하는 전압을 센서신호 출력라인(Readout)을 통해 지문 인식 데이터 IC(220)로 출력한다. 이때, 센서신호 출력라인(Readout)을 통해 지문 인식 데이터 IC(220)로 출력되는 전압은 아날로그 신호 형태의 지문 패턴값이다.As the driving signal is input to the gate terminal G2 from the fingerprint recognition gate IC 210 and turned on, the switch TFT 310 outputs a voltage proportional to the amount of charge charged in the storage capacitor Cst. ) To the fingerprint identification data IC 220. In this case, the voltage output to the fingerprint recognition data IC 220 through the sensor signal output line Readout is a fingerprint pattern value in the form of an analog signal.
여기서, 지문 인식 데이터 IC(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, OP 앰프(400), 커패시터(C) 및 제1 내지 제3 모스 트랜지스터(410,420,430)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the fingerprint recognition data IC 220 includes an OP amplifier 400, a capacitor C, and first to third MOS transistors 410, 420, and 430.
상기 OP 앰프(400)는 제1 입력단(-)을 통해 센서신호 출력라인(Readout)으로부터 아날로그 신호 형태의 지문 패턴값을 입력받고, 제2 입력단(+)을 통해 기준 전압(Vref)을 입력받도록 구성된다. 이때, 제1 입력단(-)은 네가티브 입력단자이고, 제2 입력단(+)은 포지티브 입력단자이다. 또한, 커패시터(C)는 OP 앰프(400)의 제1 입력단(-) 및 출력단에 연결된다.The OP amplifier 400 receives a fingerprint pattern value in the form of an analog signal from a sensor signal output line through a first input terminal (-), and receives a reference voltage Vref through a second input terminal (+). It is composed. In this case, the first input terminal (−) is a negative input terminal, and the second input terminal (+) is a positive input terminal. In addition, the capacitor C is connected to the first input terminal (−) and the output terminal of the OP amplifier 400.
상기 제1 모스 트랜지스터(410)는 OP 앰프(400)의 출력단에 드레인 전극이 접속되고, OP 앰프(400)의 제1 입력단(-)에 소오스 전극이 접속되며, 제2 모스 트랜지스터(420)는 OP 앰프(400)의 제2 입력단(+)에 소오스 전극이 접속되고, OP 앰프(400)의 출력단에 드레인 전극이 접속된다.The first MOS transistor 410 has a drain electrode connected to the output terminal of the OP amplifier 400, a source electrode connected to the first input terminal (−) of the OP amplifier 400, and the second MOS transistor 420 The source electrode is connected to the second input terminal (+) of the OP amplifier 400, and the drain electrode is connected to the output terminal of the OP amplifier 400.
또한, 제3 모스 트랜지스터(430)는 OP 앰프(400)의 제2 입력단(+)에 드레인 전극이 접속되고, 소오스 전극을 통해 기준전압(Vref)이 인가되도록 구성된다.In addition, the third MOS transistor 430 is configured such that a drain electrode is connected to the second input terminal (+) of the OP amplifier 400 and a reference voltage Vref is applied through the source electrode.
여기서, 제1 모스 트랜지스터(410) 및 제2 모스 트랜지스터(420)는 게이트 전극에 하이 상태의 클럭신호가 인가됨에 따라 턴온되는 NMOS 트랜지스터이고, 제3 모스 트랜지스터(430)는 게이트 전극에 로우 상태의 클럭신호가 인가됨에 따라 턴온되는 PMOS 트랜지스터이다.Here, the first MOS transistor 410 and the second MOS transistor 420 are NMOS transistors turned on when a clock signal of a high state is applied to the gate electrode, and the third MOS transistor 430 is a low state of the gate electrode. The PMOS transistor is turned on when a clock signal is applied.
이와 같이 구성되는 지문 인식 게이트 IC의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the fingerprint recognition gate IC configured as described above is as follows.
먼저, 지문 인식 게이트 IC(210)는 센서신호 출력라인(Readout)으로부터 입력되는 아날로그 형태의 지문 패턴값을 적분하는데, 상기 OP 앰프(400)가 적분기로 동작하기 위하여 제1 내지 제3 모스 트랜지스터(410,420,430)의 게이트 전극에 로우 상태의 클럭신호가 인가된다. 이때, 로우 상태의 클럭신호가 인가됨에 따라 제1 및 제2 모스 트랜지스터(410,420)는 턴오프되고, 제3 모스 트랜지스터(430)는 턴온된다.First, the fingerprint recognition gate IC 210 integrates an analog fingerprint pattern value input from a sensor signal output line (Readout). In order for the OP amplifier 400 to operate as an integrator, first to third MOS transistors ( Clock signals in a low state are applied to the gate electrodes of 410, 420, and 430. At this time, as the clock signal in the low state is applied, the first and second MOS transistors 410 and 420 are turned off, and the third MOS transistor 430 is turned on.
제1 모스 트랜지스터(410)가 턴오프되고, 제3 모스 트랜지스터(430)가 턴온됨에 따라 OP 앰프(400)와 커패시터(C)는 센서신호 출력라인(Readout)으로부터 입력되는 지문 패턴신호를 적분하는 적분기로 동작된다.As the first MOS transistor 410 is turned off and the third MOS transistor 430 is turned on, the OP amplifier 400 and the capacitor C integrate the fingerprint pattern signal input from the sensor signal output line Readout. It is operated as an integrator.
즉, OP 앰프(400)는 제2 입력단(+)을 통해 입력되는 기준 전압(Vref)을 이용하여 제1 입력단(-)을 통해 센서신호 출력라인(Readout)으로부터 입력되는 지문 패턴값을 적분한다.That is, the OP amplifier 400 integrates the fingerprint pattern value input from the sensor signal output line (Readout) through the first input terminal (-) by using the reference voltage Vref input through the second input terminal (+). .
여기서, OP 앰프(400)의 적분 동작을 수학식으로 표현하면 다음과 같다.Here, the integral operation of the OP amplifier 400 is expressed as follows.
상기 V는 OP 앰프(400)에서 출력되는 적분 신호이고, Vref는 기준 전압이며, Q는 저장 커패시터(Cst)에 충전된 전하량 즉, 아날로그 형태의 지문 패턴값에 상응하는 전하량이다. 또한, C는 OP 앰프(400)에 연결된 커패시터(C)의 커패시턴스이다.V is an integrated signal output from the OP amplifier 400, Vref is a reference voltage, and Q is an amount of charge charged in the storage capacitor Cst, that is, an amount of charge corresponding to an analog fingerprint pattern value. In addition, C is the capacitance of the capacitor (C) connected to the OP amplifier 400.
커패시터(C)는 제3 모스 트랜지스터(430)가 턴온됨에 따라 OP 앰프(400)를 통해 입력되는 기준 전압을 충전한다.The capacitor C charges a reference voltage input through the OP amplifier 400 as the third MOS transistor 430 is turned on.
이어, 적분 신호가 출력됨과 동시에 제1 내지 제3 모스 트랜지스터(410,420,430)의 게이트 전극에 하이 상태의 클럭신호가 인가되는데, 이에 따라 제1 및 제2 모스 트랜지스터(410,420)는 턴온되고, 제3 모스 트랜지스터(430)는 턴오프된다.Subsequently, an integrated signal is output and a clock signal having a high state is applied to the gate electrodes of the first to third MOS transistors 410, 420, 430. As a result, the first and second MOS transistors 410, 420 are turned on and the third MOS transistor is turned on. Transistor 430 is turned off.
제1 및 제2 모스 트랜지스터(410,420)가 턴온됨에 따라 OP 앰프(400)는 적분 신호의 출력 레벨을 안정화시키기 위한 전압 폴로워로 동작된다.As the first and second MOS transistors 410 and 420 are turned on, the OP amplifier 400 operates as a voltage follower for stabilizing the output level of the integrated signal.
즉, OP 앰프(400)는 제2 모스 트랜지스터(420)가 턴온됨에 따라 제2 입력단(+)을 통해 적분 신호를 입력받고, 제1 모스 트랜지스터(410)가 턴온됨에 따라 제1 입력단(-)을 통해 출력단의 신호가 피드백된다.That is, the OP amplifier 400 receives an integrated signal through the second input terminal (+) as the second MOS transistor 420 is turned on, and the first input terminal (−) as the first MOS transistor 410 is turned on. Through the signal from the output terminal is fed back.
따라서, OP 앰프(400)는 제2 입력단(+)을 통해 입력되는 적분 신호가 일정 레벨 이상에 도달될 때까지 버퍼링한 후 출력한다. 이때, OP 앰프(400)로부터 출력된 신호(Vout)는 인쇄회로기판(230)의 A/D 컨버터(234)로 입력된다.Accordingly, the OP amplifier 400 buffers and outputs the integrated signal inputted through the second input terminal (+) until it reaches a predetermined level or more. At this time, the signal Vout output from the OP amplifier 400 is input to the A / D converter 234 of the printed circuit board 230.
상기에서 설명한 바와 같이, 지문 인식 데이터 IC(220)의 OP 앰프(400)는 로우 상태의 클럭신호가 입력되는 동안에는 적분기로 동작되고, 하이 상태의 클럭신호가 입력되는 동안에는 전압 폴로워로 동작된다.As described above, the OP amplifier 400 of the fingerprint identification data IC 220 operates as an integrator while a low state clock signal is input, and operates as a voltage follower while a high state clock signal is input.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지문 인식신호 처리장치는 하나의 OP 앰프 및 3개의 모스 트랜지스터를 포함한다. 상기 OP 앰프는 로우 상태의 클럭 신호가 인가되는 동안에는 지문 인식센서로부터 입력되는 아날로그 형태의 지문 패턴값을 적분하는 적분기로 동작되고, 하이 상태의 클럭 신호가 인가되는 동안에는 적분된 신호의 출력 레벨을 안정화하기 위한 전압 폴로워로 동작된다.As described above, the fingerprint recognition signal processing apparatus according to the present invention includes one OP amplifier and three MOS transistors. The OP amplifier operates as an integrator that integrates an analog fingerprint pattern value input from a fingerprint sensor while a clock signal in a low state is applied, and stabilizes an output level of the integrated signal while a clock signal in a high state is applied. It is operated with a voltage follower.
그러므로, 본 발명은 하나의 OP 앰프를 적분기 및 전압 폴로워로 이용하므로, 기존에 비하여 OP 앰프 개수가 줄어들어, OP 앰프 구성을 위한 필요 면적이 줄어들므로, 지문 인식장치의 사이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, since the present invention uses one OP amplifier as an integrator and a voltage follower, the number of OP amplifiers is reduced compared to the conventional one, and the required area for configuring the OP amplifier is reduced, so that the size of the fingerprint recognition device can be reduced. There is.
또한, 본 발명은 OP 앰프 개수가 줄어들므로, OP 앰프 구성을 위한 트랜지스터의 개수도 줄어들어, 트랜지스터 특성에 따른 영향을 감소시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, since the number of OP amplifiers is reduced in the present invention, the number of transistors for configuring an OP amplifier is also reduced, thereby reducing the influence of transistor characteristics.
본 발명은 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the invention has been described with reference to the examples, those skilled in the art may variously modify and change the invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. You will understand.
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