KR20060087704A - 지문인식센서 및 이를 이용한 지문인식시스템 - Google Patents

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KR20060087704A KR1020050008510A KR20050008510A KR20060087704A KR 20060087704 A KR20060087704 A KR 20060087704A KR 1020050008510 A KR1020050008510 A KR 1020050008510A KR 20050008510 A KR20050008510 A KR 20050008510A KR 20060087704 A KR20060087704 A KR 20060087704A
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Abstract

본 발명은 실리콘 발광다이오드에서 지문으로 광을 조사한 후 반사되는 광을 실리콘 포토다이오드에서 감지하여 지문을 인식할 수 있는 지문인식센서 및 이를 이용한 지문인식시스템에 관한 것이다.
본 발명의 지문인식센서(110)는 베이스기판(10a)에 설치되는 발광소자(11)와, 발광소자(11)와 소정 간격(n1)으로 이격되어 한 쌍을 이루도록 베이스기판(10a)에 설치되는 수광소자(12)로 구성되며, 한 쌍의 발광소자(11)와 수광소자(12)는 베이스기판(10a)에 소정 간격(n2)으로 이격되어 다수개가 배설되며, 구동신호가 다수개의 발광소자(11)로 인가되어 다수개의 발광소자(11)가 각각 빛을 출력한 상태에서 지문(20)이 접촉되면 접촉된 지문(20)에 반사되는 빛을 다수개의 수광소자(11)가 각각 수신받아 전기신호로 변환하여 출력하도록 구성되며, 지문인식시스템은 지문인식센서(110), 발광소자구동부(120), 제어부(130) 및 수광소자구동부(140)로 구성된다.
지문, 인식, 발광소자, 수광소자

Description

지문인식센서 및 이를 이용한 지문인식시스템{Fingerprint Recognition Sensor and Fingerprint Recognition System Using Thereof}
도 1은 종래의 지문인식센서의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 지문인식센서의 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 지문인식센서의 전단면도,
도 4는 도 3에 도시된 지문인식센서의 요부확대 전단면도,
도 5는 본 발명의 지문인식센서를 이용한 지문인식장치의 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 지문감지셀 10a: 베이스기판
11: 발광소자 12: 수광소자
110: 지문인식센서 120: 발광소자구동부
130: 제어부 140: 수광소자구동부
본 발명은 지문인식센서 및 이를 이용한 지문인식시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광다이오드에서 지문으로 광을 조사한 후 반사되는 광을 실리콘 포토다이오드에서 감지하여 지문을 인식할 수 있는 지문인식센서 및 이를 이용한 지문인식시스템에 관한 것이다.
지문인식센서는 광학식, 접촉발광식 및 정전용량방식 등이 사용된다. 광학식이나 접촉발광식 광이미지를 처리하기 위해 별도로 광학렌즈(lens)가 요구되므로 박형으로 제조하기 어려운 문제점이 있다. 이를 개선하기 위해 정전용량방식이 사용되며, 정전용량방식은 지문의 골과 마루에 따라 형성되는 정전용량의 차이에 의한 전압차이를 이용하여 지문을 감지함으로 별도로 광학렌즈가 불필요하여 박형으로 제조할 수 있다. 이러한 정전용량방식의 지문인식센서를 첨부된 도면을 이용하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 지문인식센서의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 지문인식센서(2)는 다수개의 캐패시터(4)가 표면에 배열되어 있으며, 각 캐패시터(4)는 전압원(8)에 연결되어 구성된다. 배열된 다수개의 캐패시터(4)에 지문이 접촉하는 경우에 지문의 골과 마루에 따라 캐패시터(4)의 정전용량이 변화하게 되며, 이러한 변화되는 정전용량을 감지하여 지문패턴(pattern)을 감지하게 된다. 정전용량의 차이에 의한 전압차이로 지문패턴을 감지하는 정전용량방식은 광학렌즈가 불필요하여 박형으로 제조가 가능하나 캐패시터의 표면에 지문을 접촉함으로 인해 표면에 오염이 부착되는 경우에 캐패시터가 오동작할 수 있어 지문 인식률을 저하시키는 문제점이 있다
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 동일 평면에 발광 소자와 수광소자를 설치하여 지문의 접촉시 발광소자에서 발생된 빛이 지문에 반사되어 수광소자에서 감지할 수 있도록 지문인식센서 구성하여 지문에 형성된 패턴을 감지할 수 있는 지문인식센서 및 이를 이용한 지문인식시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 지문인식센서를 다수개의 발광소자와 다수개의 수광소자를 동일한 평면에 설치함으로써 지문인식센서를 박형으로 제공할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지문인식센서를 표준 CMOS 및 BiCMOS 공정을 이용하여 제조함으로써 지문인식센서의 제조원가를 절감할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 지문인식센서는 베이스기판에 설치되는 발광소자와, 발광소자와 소정 간격으로 이격되어 한 쌍을 이루도록 베이스기판에 설치되는 수광소자로 구성되며, 한 쌍의 발광소자와 수광소자는 베이스기판에 소정 간격으로 이격되어 다수개가 배설되며, 구동신호가 다수개의 발광소자로 인가되어 다수개의 발광소자가 각각 빛을 출력한 상태에서 지문이 접촉되면 접촉된 지문에 반사되는 빛을 다수개의 수광소자가 각각 수신받아 전기신호로 변환하여 출력함을 특징으로 한다.
본 발명의 지문인식시스템은 베이스기판에 설치되는 발광소자와, 발광소자와 소정 간격으로 이격되어 한 쌍을 이루도록 베이스기판에 설치되는 수광소자로 구성되며, 한 쌍의 발광소자와 수광소자는 베이스기판에 소정 간격으로 이격되어 다수개가 배설되며, 구동신호가 다수개의 발광소자로 인가되어 다수개의 발광소자가 각각 빛을 출력한 상태에서 지문이 접촉되면 접촉된 지문에 반사되는 빛을 다수개의 수광소자가 각각 수신받아 전기신호로 변환하여 출력하는 지문인식센서와, 펄스신호를 수신 받아 변조하여 지문인식센서의 다수개의 발광소자를 구동하기 위한 구동신호를 발생하여 출력하는 발광소자구동부와, 전기신호를 수신받아 전압신호로 변환한 후 복조하여 감지신호를 출력하는 수광소자구동부와, 지문인식센서의 다수개의 발광소자를 식별하여 구동하기 위한 상기 펄스신호를 발생하고 상기 감지신호를 수신받아 지문인식센서에 접촉된 지문의 패턴신호를 발생하는 제어부로 구비됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 지문인식센서의 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 지문인식센서의 전단면도이다. 도시된 바와 같이, 베이스기판(10a)에 설치되는 발광소자(11)와, 발광소자(11)와 소정 간격(n1)으로 이격되어 한 쌍을 이루도록 베이스기판(10a)에 설치되는 수광소자(12)로 구성되며, 한 쌍의 발광소자(11)와 수광소자(12)는 베이스기판(10a)에 소정 간격(n2)으로 이격되어 다수개가 배설되며, 구동신호가 다수개의 발광소자(11)로 인가되어 다수개의 발광소자(11)가 각각 빛을 출력한 상태에서 지문(20)이 접촉되면 접촉된 지문(20)에 반사되는 빛을 다수개의 수광소자(11)가 각각 수신받아 전기신호로 변환하여 출력하도록 구성된다.
본 발명의 지문인식센서(110)의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
지문인식센서(110)는 베이스기판(10a)에 한 쌍을 이루는 발광소자(11)와 수광소자(12)가 다수개 매트릭스방식으로 배열되어 구성된다.
베이스기판(10a)에 배열되는 발광소자(11)와 수광소자(12)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 베이스기판(10a)에 한 쌍을 이루되도록 설치되며, 발광소자(11)는 베이스기판(10a)에 설치되어 구동신호가 각각 공급되면 발광하여 빛을 출력하게 되고, 수광소자(12)는 발광소자(11)와 소정 간격(n1) 이격되어 한 쌍을 이루도록 베이스기판(10a)에 설치된다. 소정 간격(n1)으로 이격되어 한 쌍을 이루도록 베이스기판(10a)에 설치되는 발광소자(11)와 수광소자(12)는 영상이미지를 구성하는 한 개의 픽셀(pixel)과 같은 기능을 하는 지문감지셀(cell)(10)을 구성하며, 이러한 지문감지셀(10)을 다수개 설치하여 하나의 지문인식센서(110)를 구성하게 된다.
지문감지셀(10)을 구성하는 수광소자(12)는 발광소자(11)의 발광면과 동일한 평면에 수광면이 설치되며, 발광소자(11)의 발광면과 수광소자(12)의 수광면은 각각 투명보호층(13)의 저면과 발광소자(11) 및 수광소자(12)가 접촉되는 영역을 나타낸다. 동일한 평면에 발광소자(11)와 수광소자(12)가 설치됨과 아울러 수광소자(12)는 발광소자(11)와 소정 간격(n1)으로 이격된 상태에서 발광소자(11)의 외측을 감싸도록 설치되며, 발광소자(11)와 수광소자(12)의 상측에는 SiO2 재질을 갖는 투명보호층(13)이 설치된다. 상측에 투명보호층(13)이 설치되는 발광소자(11)와 수광소자(12)는 각각 실리콘 발광다이오드와 실리콘 포토다이오드가 적용되며, 발광소자(11)와 수광소자(12)가 설치되는 베이스기판(10a)은 반도체웨이퍼로 실리콘 재질로 이루어진다.
동일한 평면에 발광소자(11)를 감싸도록 수광소자(11)가 설치되어 한 개의 지문감지셀(10)를 구성하는 한 쌍의 발광소자(11)와 수광소자(12)를 이용하여 지문(20)을 감지하기 위해서는 베이스기판(10a)에 한 쌍의 발광소자(11)와 수광소자(12)를 소정 간격(n2)으로 이격된 상태에서 다수개를 배열하여 설치한다. 즉, 다수개의 지문감지셀(10)을 베이스기판(10a)에 소정간격(n2)만큼 이격시킨 상태에서 다수개를 배열하여 설치하여 하나의 지문인식센서(110)를 구성한다. 이러한 지문인식센서(110)를 이용하여 지문(20)을 감지하기 위해서는 베이스기판(10a)에 설치된 다수개의 발광소자(11)의 전극(L2)으로 구동신호를 공급하게 된다.
다수개의 발광소자(11)의 전극(L2)으로 공급되는 구동신호는 본 발명의 지문인식시스템에서 상세히 설명할 예정이고, 전극(L2)으로 구동신호가 공급된 상태에서 발광소자(11)의 나머지 전극(L1)은 접지에 연결시켜 다수개의 발광소자(11)를 역바이어스로 구동하게 된다. 여기서, 전극(L1)은 다수개의 발광소자(11)의 p+영역에 각각 연결되며, 전극(L2)은 다수개의 발광소자(11)의 n+영역에 각각 연결된다.
다수개의 발광소자(11)를 역바이어스로 구동하기 위해 전극(L2)으로 구동신호가 공급되면 다수개의 발광소자(11)는 발광소자(11)의 PN 접합(도 4에 도시됨)에서 p영역보다 n영역이 전압이 높아지게 되며 이로 인해 PN 접합이 파괴(breakdown)되어 빛을 출력하게 된다. 이와 같이 다수개의 발광소자(11)에서 빛이 출력되고, 투명보호층(13)에 지문(20)이 접촉되면 접촉된 지문(20)을 구성하는 마루(21)와 골(22) 중 골(22)의 표면에 빛이 조사된 후 반사된다.
지문(20)의 골(22)의 표면으로 조사된 후 반사되는 빛(도 3에 도시된 화살표 'a')은 다수개의 발광소자(11)와 각각 한 쌍을 이루는 다수개의 수광소자(12)에서 각각 수신받아 전기신호로 변환하고, 변환된 전기신호를 다수개의 수광소자(12)에서 출력하면 출력되는 전기신호를 이용하여 지문(20)을 감지하게 된다. 즉, 다수개의 수광소자(12)는 전극(P2)을 전극(P1) 보다 높게 인가한 상태에서 빛이 조사되면 전극(P2)으로 전기신호를 출력하도록 구성된다. 여기서, 전극(P1)은 다수개의 수광소자(12)의 p영역에 각각 연결되며, 전극(P2)는 수광소자(12)의 n+영역에 각각 연결된다.
이와 같이 동일한 평면에 설치되어 한 쌍을 이루는 발광소자(11)와 수광소자(12)로 구성되는 하나의 지문감지셀(10)를 첨부된 도 4를 이용하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
실리콘재질로 이루어진 베이스기판(10a)의 발광소자(11)의 영역에는 제1 p-형 우물(well)을 형성한 후 pn접합을 형성한다. 예를 들어 도 4에서와 같이 n+-p well(우물)을 형성하며, n+-p well이 형성되면 발광소자(11)의 외측으로 소정간격(n1) 만큼의 분리영역을 설정한 후 수광소자(1) 영역 즉, 제2p형영역에 pn접합을 형성하는 수광소자(12)인 실리콘 포토다이오드를 형성한다. 여기서, 실리콘 포토다이오드가 적용되는 수광소자(12)는 n+-p well로 형성한다. 베이스기판(10a)에 발광소자(11)와 수광소자(12)가 형성되면 발광소자(11)와 수광소자(12)의 상측에 SiO2 재질을 갖는 투명보호층(13)을 형성하여 지문감지셀(10)을 제조한다.
즉, 실리콘재질로 이루어진 베이스기판(10a)에 제1 및 제2p형 우물을 형성하여 구비하고 제1 p-형 영역과 제2 p-형 영역은 분리영역(n1)에 의해 분리된다. 제1p형 영역에는 pn 접합으로 이루어지는 발광소자(11)를 형성하고, 제2 p-형 영역에는 pn 접합으로 이루어지는 수광소자(12)를 형성한다. 이후 발광소자(11)와 수광소자(12)의 표면에 투명보호층(13)이 형성하도록 하여 지문인식센서(10)를 제조하게 된다. 이와 같이 지문인식센서(10)의 제조시 표준 CMOS 및 BiCMOS 공정을 이용하여 제조하며, 이로 인해 지문인식센서(10)의 제조원가를 절감할 수 있게 된다.
이와 같이 지문감지셀(10)을 베이스기판(10a)에 소정 간격(n2)으로 이격시킨 상태에서 다수개를 제조하여 하나의 지문인식센서(110)를 제조한다. 지문인식센서(110)를 제조시 제조원가를 절감하고 생산성을 개선하기 위해 표준 CMOS나 BiCMOS공정이 적용된다.
표준 CMOS나 BiCMOS공정을 이용하여 제조되는 본 발명의 지문인식센서(110)를 이용하여 지문(20)을 감지하는 시스템을 첨부된 도 5를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 지문인식센서를 이용한 지문인식장치의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 지문인식시스템은 크게 지문인식센서(110: 도 2에 도시됨), 발광소자구동부(120), 제어부(130) 및 수광소자구동부(140)로 구성된다.
지문인식센서(110)는 도 2 내지 도 4에 도시된 구성 및 작용과 동일하여 상세한 설명은 생략하며, 지문인식센서(110)로 구동신호를 공급하는 발광소자구동부(120)는 제어부(130)로부터 출력되는 펄스신호를 수신받아 변조하여 지문인식센서 (110)의 다수개의 발광소자(11)를 구동하기 위한 구동신호를 발생하여 다수개의 발광소자(11)의 전극(L2: 도 4에 도시됨)으로 공급한다.
발광소자구동부(120)로부터 출력되는 다수개의 발광소자(11)의 전극(L2)으로 구동신호가 공급되어 인가되면 지문인식센서(110)의 다수개의 발광소자(11)는 각각 발광하여 빛을 출력한다. 빛이 출력되면 투명보호층(13: 도 4에 도시됨)에 접촉되는 지문(20: 도 3에 도시됨)의 골(22)의 표면에 반사되는 빛이 다수개의 수광소자(12)로 조사된다. 다수개의 수광소자(12)는 조사된 빛의 세기에 따른 전류신호 즉, 전기신호를 발생하여 출력하고, 출력되는 전기신호를 수광소자구동부(140)에서 수신받는다.
수광소자구동부(140)는 전기신호가 수신되면 수신된 전기신호를 전압신호로 변환한 후 복조하여 감지신호를 출력한다. 수광소자구동부(140)에서 감지신호가 출력되면 이를 제어부(130)에서 수신받는다. 감지신호를 수신받은 제어부(130)는 수신된 감지신호를 수신받아 지문인식센서(110)에 접촉된 지문(20)의 패턴신호를 발생하며, 제어부(130)는 발생된 지문(20) 패턴신호를 이용하여 미리 저장된 지문(20)의 패턴과 비교하여 투명보호층(13)에 접촉된 지문(20)를 인증하게 된다.
지문(20)를 인증하기 위한 지문(20) 패턴신호를 발생하는 제어부(130)는 지문인식센서(110)를 구성하는 다수개의 발광소자(11)를 각각 식별하여 구동하기 위한 펄스신호를 발생한다. 다수개의 발광소자(11)를 각각 식별하여 구동하기 위한 펄스신호를 발생하는 제어부(130)는 한 쌍을 이루는 발광소자(11)와 수광소자(12)와 인접되는 다른 한 쌍의 발광소자(11)와 수광소자(12)와의 신호간섭을 제거하기 위해 직교확산코드를 이용하여 펄스신호를 발생하여 출력한다.
신호간섭은 도 3에서와 같이 중앙에 위치한 지문감지셀(10)를 구성하는 발광소자(11)에서 발광하고, 이 발광소자(11)와 한 쌍을 이루는 수광소자(11)에서 지문(20)의 골(22)의 표면에 반사되는 빛(화살표 'a')을 수신 받는다. 또한, 골(22)의 표면에서 반사되는 빛(화살표 'b')이 중앙에 위치한 지문감지셀(10)의 우측에 위치한 인접된 지문감지셀(10)의 수광소자(12)로 빛(화살표 'b')이 조사되어 발생되는 현상을 나타낸다.
이와 같은 신호간섭을 제거하기 위해 제어부(130)는 직교확산코드(orthogonal code)를 이용하여 다수개의 발광소자(11)를 구동하기 위한 펄스신호를 발생하여 출력한다. 제어부(130)에서 다수개의 발광소자(11)를 각각 식별하여 구동하기 위한 펄스신호를 발생하기 위해 적용되는 직교확산코드의 하나의 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.
직교확산코드의 하나의 실시예로 왈시(walsh)함수가 있으며, 이 왈시함수를 이용하여 제어부(130)에서 다수개의 발광소자(11)를 식별하여 구동한다. 예를 들어, 지문감지셀(10)이 512개로 구성되면 각각 발광소자(11)는 9비트(bit)로 구별한다. 즉, 도 2에 도시된 다수개의 발광소자(11) 중 좌측에서 상측에 위치한 발광소자(11)의 식별코드가 이진수 000000001이면, 이진수 000000001의 식별코드를 가진 발광소자(11)의 우측에 위치한 발광소자(11)는 이진수 000000011로 식별코드를 부여하여 각각의 이진수에 따른 펄스신호를 발생하여 출력한다.
이러한 왈시함수를 이용하여 다수개의 발광소자(11)를 식별하기 위해 제어부 (130)에서 출력되는 펄스신호를 발광소자구동부(120)의 변조부(121)에서 수신받는다. 변조부(121)는 수신된 펄스신호를 반송파를 이용하여 변조하여 피변조신호를 출력한다. 변조부(121)에서 출력되는 피변조신호를 구동신호발생부(122)에서 수신받는다. 피변조신호를 수신받은 구동신호발생부(122)는 수신된 피변조신호를 소정의 레벨(level)로 증폭하여 구동신호를 발생하여 다수개의 발광소자(11)로 출력한다.
구동신호발생부(122)에서 출력되는 구동신호가 다수개의 발광소자(11)로 인가되면 다수개의 발광소자(11)는 빛을 발생하게 된다. 빛이 발생되면 접촉된 지문(20)의 골(22: 도 3에 도시됨)의 표면으로 조사된 후 반사되어 각각의 발광소자(11)와 한 쌍을 이루는 수광소자(12)로 빛(도 3에 도시된 화살표 'a')이 조사된다. 빛을 조사받은 다수개의 수광소자(12)는 수신된 빛의 세기에 따라 전기신호로 변환하여 출력한다.
다수개의 수광소자(12)로부터 출력되는 전기신호 즉, 전류신호를 수광소자구동부(140)의 전류/전압변환부(141)에서 수신받는다. 전류신호를 수신받은 전류/전압변환부(141)는 수신된 전류신호를 전압신호로 변환시켜 출력하고, 전류/전압변환부(141)로부터 출력되는 전압신호를 동조증폭부(142)에서 수신받는다.
동조증폭부(142)는 수신된 전압신호를 소정의 레벨로 증폭하여 증폭신호를 발생하여 출력하고, 전압신호를 원하는 소정의 레벨로 증폭하는 과정에서 전압신호에 포함된 잡음을 제거하여 SNR(signal to noise ration)를 개선하여 출력한다. 동조증폭부(142)에서 소정의 레벨로 증폭되어 출력되는 증폭신호를 락인(lock in)증 폭부(143)에서 수신받는다.
증폭신호를 수신받는 락인증폭부(143)는 변조부(121)에서 펄스신호의 변조시 사용한 반송파신호를 수신받으며, 이 반송파신호를 이용하여 수신된 증폭신호를 복조한 후 고주파성분을 제거하여 감지신호를 출력하게 된다. 증폭신호를 수신받아 복조하고 고주파성분을 제거하여 출력하는 락인증폭부(143)는 복조부(143a)와 로우패스필터(143b)로 구성된다.
락인증폭부(143)를 구성하는 복조부(143a)는 동조증폭부(142)로부터 출력되는 증폭신호와 변조부(121)에서 펄스신호의 변조시 사용한 반송파신호를 각각 수신받아 이 반송파신호를 이용하여 증폭신호를 복조하여 피복조신호를 출력한다. 복조부(143a)에서 출력되는 피복조신호를 로우패스필터(low pass filter)(143b)에서 수신받으며, 로우패스필터(143b)는 수신된 피복조신호에 포함된 고주파 특히, 변조신호 주파수의 2배 주파수를 제거하여 감지신호를 출력한다.
로우패스필터(143b)로부터 출력되는 감지신호를 정합필터(144)에서 수신받는다. 정합필터(144)는 수신된 감지신호의 수신감도를 보정하여 개선하고, 감지신호에서 각각의 발광소자(11)를 식별하여 구동하기 위해 제어부(130)에서 사용되는 직교확산코드에 따른 신호만을 추출하여 출력된다. 정합필터(144)에서 직교확산코드에 따른 신호만이 추출된 감지신호가 출력되면 이를 제어부(130)에서 수신받는다. 감지신호를 수신받은 제어부(130)는 수신된 감지신호를 이용하여 지문(20)의 패턴을 발생하게 되고, 발생된 지문(20)의 패턴을 이용하여 미리 저장된 지문(20)의 패턴과 비교하여 지문(20)을 인증하게 된다.
이와 같이 지문인식센서를 다수개의 발광소자와 다수개의 수광소자를 동일한 평면에 배열하여 구성함으로써 지문인식센서를 박형으로 제조할 수 있으며, 한 쌍을 이루는 발광소자와 수광소자를 동일한 평면에 다수개를 배열함으로써 인접되는 수광소자에서 빛이 들어가 발생되는 간섭현상을 지문인식시스템에서 보정함으로써 보다 정확한 지문 패턴을 발생하여 지문을 인증할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 지문인식센서는 다수개의 발광소자와 다수개의 수광소자를 동일한 평면에 배열하여 구성함으로써 박형으로 제조할 수 있으며, 지문인식센서의 제조시 표준 CMOS 및 BiCMOS 공정을 이용하여 제조함으로써 지문인식센서의 제조원가를 절감할 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명의 다른 이점은 지문인식시스템은 동일한 평면에 발광소자와 수광소자를 배열함으로써 인접되는 수광소자에서 빛이 들어가 발생되는 간섭현상을 직교변환코드를 이용하여 보정함으로써 보다 정확한 지문 패턴을 발생할 수 있게 된다.

Claims (18)

  1. 베이스기판에 설치되는 발광소자와;
    상기 발광소자와 소정 간격으로 이격되어 한 쌍을 이루도록 상기 베이스기판에 설치되는 수광소자로 구성되며,
    상기 한 쌍의 발광소자와 수광소자는 상기 베이스기판에 소정 간격으로 이격되어 다수개가 배설되며, 구동신호가 다수개의 발광소자로 인가되어 다수개의 발광소자가 각각 빛을 출력한 상태에서 지문이 접촉되면 접촉된 지문에 반사되는 빛을 다수개의 수광소자가 각각 수신받아 전기신호로 변환하여 출력함을 특징으로 하는 지문인식센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수광소자는 상기 발광소자의 발광면과 동일한 평면에 수광면이 설치됨을 특징으로 하는 지문인식센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수광소자는 상기 발광소자와 소정 간격으로 이격된 상태에서 발광소자의 외측을 감싸도록 설치됨을 특징으로 하는 지문인식센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 발광소자는 각각 실리콘 발광다이오드가 적용됨을 특징으로 하는 지문인식센서.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 다수개의 수광소자는 각각 실리콘 포토다이오드가 적용됨을 특징으로 하는 지문인식센서.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 다수개의 발광소자와 상기 다수개의 수광소자의 상측에는 투명보호층이 설치됨을 특징으로 하는 지문인식센서.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 투명보호층은 SiO2로 이루어짐을 특징으로 하는 지문인식센서.
  8. 지문을 인식하는 센서에 있어서,
    실리콘재질로 이루어진 베이스기판과;
    상기 베이스 기판에 구비되어 분리영역에 의해 분리되는 제1 및 제2 p-형 영역과;
    상기 제1 p-형 영역에 구비되어 pn 접합을 이루는 발광소자와;
    상기 제2 p-형 영역에 구비되어 pn 접합으로 이루어지는 수광소자와;
    상기 발광소자와 상기 수광소자의 표면에 구비되는 투명보호층으로 구비됨을 특징으로 하는 지문인식센서.
  9. 베이스기판에 설치되는 발광소자와, 상기 발광소자와 소정 간격으로 이격되 어 한 쌍을 이루도록 상기 베이스기판에 설치되는 수광소자로 구성되며, 상기 한 쌍의 발광소자와 수광소자는 상기 베이스기판에 소정 간격으로 이격되어 다수개가 배설되며, 구동신호가 다수개의 발광소자로 인가되어 다수개의 발광소자가 각각 빛을 출력한 상태에서 지문이 접촉되면 접촉된 지문에 반사되는 빛을 다수개의 수광소자가 각각 수신받아 전기신호로 변환하여 출력하는 지문인식센서와;
    펄스신호를 수신받아 변조하여 상기 지문인식센서의 다수개의 발광소자를 구동하기 위한 상기 구동신호를 발생하여 출력하는 발광소자구동부와;
    상기 전기신호를 수신받아 전압신호로 변환한 후 복조하여 감지신호를 출력하는 수광소자구동부와;
    상기 지문인식센서의 상기 다수개의 발광소자를 식별하여 구동하기 위한 상기 펄스신호를 발생하고 상기 감지신호를 수신받아 지문인식센서에 접촉된 지문의 패턴신호를 발생하는 제어부로 구비됨을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 지문인식센서의 발광소자는 실리콘 발광다이오드가 적용됨을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 지문인식센서의 수광소자는 실리콘 포토다이오드가 적용됨을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 다수개의 발광소자와 상기 다수개의 수광소자의 상 측에는 투명보호층이 설치됨을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 투명보호층은 SiO2로 이루어짐을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 다수개의 발광소자와 상기 다수개의 수광소자가 각각 설치되는 상기 베이스기판은 실리콘 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 발광소자구동부는 상기 제어부로부터 출력되는 펄스신호를 수신받아 반송파신호를 이용하여 변조한 후 하여 피변조신호를 출력하는 변조부와;
    상기 피변조신호를 수신받아 상기 지문인식센서의 다수개의 발광소자를 구동하기 위한 구동신호를 발생하여 출력하는 구동신호발생부로 구비됨을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 수광소자구동부는 상기 지문인식센서의 상기 다수개의 수광소자로부터 출력되는 전기신호를 수신받아 전압신호로 변환시켜 출력하는 전류/전압변환부와;
    상기 전압신호를 수신받아 소정의 레벨로 증폭하여 증폭신호를 출력하는 동조증폭부와;
    상기 증폭신호와 상기 반송파신호를 각각 수신받아 반송파신호를 이용하여 증폭신호를 복조한 후 고주파성분을 제거하여 감지신호를 출력하는 락인증폭부로 구비됨을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 제어부는 한 쌍을 이루는 상기 발광소자와 수광소자와 인접되는 다른 한 쌍의 발광소자와 수광소자와의 신호간섭을 제거하기 위해 직교확산코드를 이용하여 상기 펄스신호를 발생하여 출력함을 특징으로 하는 지문인식시스템.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 락인증폭부는 상기 증폭신호와 상기 반송파신호를 각각 수신받아 수신된 반송파신호를 이용하여 증폭신호를 복조하여 피복조신호를 출력하는 복조부와;
    상기 피복조신호를 수신받아 피복조신호에 각각 포함된 고주파신호를 제거하여 감지신호를 출력하는 로우패스필터와;
    상기 로우패스필터로부터 출력되는 상기 감지신호를 수신받아 수신된 감지신호의 수신감도를 보정하고, 상기 감지신호에서 상기 직교확산코드에 따른 신호만을 추출하여 감지신호를 출력하는 정합필터로 구성됨을 특징으로 하는 지문인식시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11010582B2 (en) 2016-03-31 2021-05-18 Vieworks Co., Ltd. TFT panel type fingerprint recognition sensor

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