KR20170030536A - 이미지 수집 장치, 단말 장치, 액정 단말 장치 및 이미지 수집 방법 - Google Patents

이미지 수집 장치, 단말 장치, 액정 단말 장치 및 이미지 수집 방법 Download PDF

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KR20170030536A
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Abstract

이미지 수집 장치, 단말 장치, 액정 단말 장치 및 이미지 수집 방법이 제공된다. 상기 이미지 수집 장치(8)는 도광판(1)과 상기 도광판(1)으로부터 간격을 두고 배치된 이미지 디바이스(16)를 포함하며, 광원(2)은 상기 도광판(1)의 일 측에 배치된다. 상기 이미지 수집 장치(8)는 상기 단말 장치(7)에 결합된다. 상기 액정 단말 장치는 액정 패널(11), 백라이트 모듈(12) 및 이미지 수집 장치(8)를 포함하고, 상기 이미지 수집 장치(8)의 이미지 수집 디바이스(16)는 백라이트 모듈(12)에 배치된다. 상기 이미지 수집 방법은, 도광판(1)으로 상기 광원(2)에 의해 방출된 광의 적어도 일부가 전체 반사 및 투과되게 하며, 상기 이미지 수집 디바이스(16)를 사용하여, 상기 도광판(1)의 타 측에 검출된 물체의 이미지를 획득한다. 도파관 원리 및 다공성 촬상 원리에 기초하여 초박막의 이미지 수집 장치(8), 단말 장치(7) 및 액정 단말 장치를 형성하여, 디바이스 내에서 이미지 수집 모듈의 두께와 사이즈를 극적으로 줄일 수 있고, 이미지 수집 기능을 요구하는 이동식 디바이스 및 내장형 디바이스의 구현을 매우 용이하게 한다.

Description

이미지 수집 장치, 단말 장치, 액정 단말 장치 및 이미지 수집 방법 {IMAGE ACQUISITION APPARATUS, TERMINAL DEVICE, LIQUID CRYSTAL TERMINAL DEVICE AND IMAGE ACQUISITION METHOD}
본 출원은 2014년 6월 20일 출원된 제목이 "초박막 지문, 장문 수집 장치, 및 지문, 장문 수집 방법"인 중국특허출원 제201410281380.0호에 우선권을 주장한 출원으로서, 그 전체 내용은 여기에 참고로서 포함된다.
본 발명은 이미지 수집 분야에 관한 것으로서, 특히, 초박막 이미지 수집 장치, 단말 장치, 액정 단말 장치 및 이미지 수집 방법에 관한 것이다.
주로 2개지 유형의 지문 수집 장치가 존재한다. 하나는 반도체 칩을 사용하여 직접적으로 지문 텍스쳐(texture)를 감지함으로써 지문을 획득하는 것이다. 다른 하나는 광학적 지문 수집 장치이며, 손가락이 장치 표면을 터치하는 경우 마루와 골 사이의 빛의 강도 차이로 인하여 형성되는 지문 이미지를 획득하는 것이다. 그러나 반도체 칩에 기초한 지문 수집 방법은 불충분한 정전기 방치(anti-static) 및 내식(anti-corrosion) 성능의 단점들을 갖고, 열악한 지문 수집 민감도를 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 존재하는 광학적 지문 및 장문 수집 장치는, 지문 및 장문을 전달하기 위한 광학적 부품은 프리즘(1'), 상기 프리즘의 일 측에 배치된 광원(2'), 및 상기 프리즘의 타 측에 배치되는 센서(3')와 렌즈(4')를 포함한다. 상기 프리즘(1')의 수직방향 치수가 크고, 다른 광학적 부품들이 지문을 전달하기 위해 사용될지라도, 광학적 렌즈 단독의 수직방향 치수가 너무 크다. 한편, 너무 많은 광학적 부품들이 존재하는 수집 장치들의 대부분에서 사용되고, 그 결과 전체적으로 수집 장치의 수직방향 차수가 지나치게 커진다.
상술한 바와 같이, 도 1에 도시된 광학적 지문 수집 장치는, 하나의 지문을 획득하는 데에 적용되지만, 수많은 단점을 갖는다. 그러나 만약 광학적 지문 및 장문 수집 장치가 장문을 얻는 데에 적용된다면, 상기 장문은 하나의 지문에 비해 상당히 더 크기 때문에, 큰 프리즘과, 더 많은 렌즈들과 광 감지 부품들이 필요하다. 프리즘의 형상과 구조로 인하여, 지문 또는 장문을 운반하기 위한 프리즘의 표면이 더 커질수록, 프리즘의 부피도 더 커진다. 따라서, 전체적인 지문 및 장문 수집 장치의 물리적 치수들이 훨씬 더 커지고, 비용이 증가한다.
과학과 기술의 발전과 공공의 보안 인식의 증가로, 종래의 보안 분야를 넘어, 지문 및 장문 수집 장치는, 휴대폰, 노트북, 또는 태블릿과 같은, 휴대용 전자 제품들에서 점점 더 널리 사용되고 있다.
초박막 전자 제품들의 개발 경향으로, 존재하는 광학적 지문 및 장문 수집 장치의 큰 사이즈는 전자 제품들에 최근 요구사항들을 충족하기 어렵게 만들었다. 한편으로는, 반도체 칩에 직접적으로 의하는 지문 및 장문 수집 장치는 낮은 심미적 디자인과 높은 비용으로 인하여 존재하는 전자 제품들에 초박막 요구사항들을 더 잘 충족시킬 수 없다. 게다가, 광학적 수집부는 너무 큰 두께로 인하여 초박막 전자 제품들에 초박막 요구사항들을 충족시키기가 어렵다.
따라서, 광학적 지문 수집 장치의 두께를 어떻게 줄이느냐는 해결되어야 할 기술적 과제가 되었다.
상기 문제점들의 고려하여, 본 발명에 따라 이미지 수집 장치, 단말 장치, 액정 단말 장치, 및 이미지 수집 방법이 제공된다. 상기 이미지 수집 장치는 소형 및 초박막 구조를 갖고, 상기 단말 장치 및 액정 단말 장치에서 상당히 감소한 사이즈와 이미지 수집 모듈의 두께를 갖고, 비용이 감소한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면,
도광판;
상기 도광판의 일 측에 배치되고, 상기 도광판으로 광을 방출하기 위한 광원; 및
상기 도광판으로부터 이격되어 배치되고, 상기 도광판의 물체들의 이미지를 획득하기 위한 이미지 수집부를 포함하는 이미지 수집 장치가 제공된다.
더 나아가, 상기 이미지 수집부는 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 촬상판을 포함하고, 상기 촬상판은 하나 이상의 촬상 핀홀을 구비하여 제공되며, 하나 이상의 센서가 상기 촬상판의 타 측으로부터 이격되어 배치되며 상기 촬상 핀홀에 대응한다.
더 나아가, 상기 촬상판으로부터 먼 상기 도광판의 일 면으로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 로 정의되고, 상기 물체 거리 h object 는 식
Figure pct00001
을 만족한다. 여기서, r은 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
더 나아가, 상기 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 식
Figure pct00002
을 만족하고, 여기서, h image 는, 상기 센서로부터 상기 촬상판의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
더 나아가, 상기 촬상 핀홀의 유효 구경은 0.001 mm 내지 1 mm의 범위에 있고, 상기 촬상판의 두께는 0.005 mm 내지 5 mm의 범위에 있으며, 상기 도광판의 두께는 0.1 mm 내지 5 mm의 범위에 있다.
더 나아가, 광 필터가 상기 촬상 핀홀과 센서 사이에 배치된다.
더 나아가, 보정 렌즈가 상기 촬상 핀홀의 일 측 또는 양 측에 배치된다.
더 나아가, 상기 이미지 수집 장치는 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 하나 이상의 센서가 상기 렌즈의 타 측으로부터 이격되어 배치된다.
단말 장치가 제공되며, 상기 단말 장치는 이미지 수집 장치를 포함한다.
단말 장치가 제공되며, 상기 단말 장치는 도광판과 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 디스플레이 패널을 포함하고, 여기서 상기 도광판으로 광의 적어도 일부를 방출하기 위한 광원은 상기 도광판의 일 측에 배치되고, 상기 디스플레이 패널은 촬상판으로 간주되며, 상기 디스플레이 패널은 하나 이상의 촬상 핀홀을 구비하여 제공되며, 하나 이상의 센서가 상기 디스플레이 패널의 타 측으로부터 이격되어 배치되며 상기 촬상 핀홀에 대응한다.
더 나아가, 상기 디스플레이 패널로부터 먼 상기 도광판의 일 면으로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 로서 정의되고, 상기 물체 거리 h object 는 식
Figure pct00003
을 만족하며, 여기서, r은 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
더 나아가, 상기 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 식
Figure pct00004
을 만족하고, 여기서, h image 는, 상기 센서로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
단말 장치가 제공되며, 상기 단말 장치는 도광판과 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 디스플레이 패널을 포함하며, 여기서 상기 도광판으로 광의 적어도 일부를 방출하기 위한 광원은 상기 도광판의 일 측에 배치되고, 상기 디스플레이 패널은 하나 이상의 투명 홀을 구비하여 제공되고, 하나 이상의 렌즈가 상기 디스플레이 패널의 타 측으로부터 이격되어 배치되고 상기 투명 홀에 대응하고, 하나 이상의 센서가 상기 렌즈들의 타 측으로부터 이격되어 배치된다.
액정 단말 장치가 제공되며, 상기 액정 단말 장치는 액정 표시(LCD) 스크린을 포함하며, 여기서 상기 LCD 스크린은 LCD 패널, 백라이트 소자 및 이미지 수집 장치를 포함한다. 여기서,
상기 LCD 패널은 상기 이미지 수집 장치의 도광판과 이미지 수집부 사이에 배치된다.
상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 이미지 수집부는 상기 반사 시트와 백 플레이트 사이에 배치되며, 비아(via)가 상기 반사 시트에 상기 이미지 수집부에 대응하는 위치에 배치되며, 투광창이 상기 비아에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치된다.
액정 단말 장치가 제공되며, 상기 액정 단말 장치는 LCD 패널, 백라이트 소자, 및 이미지 수집 장치를 포함하는 LCD 스크린을 포함하며, 여기서,
상기 LCD 패널은 상기 이미지 수집 장치의 도광판과 이미지 수집부 사이에 배치되고, 상기 백라이트 소자가 상기 LCD 패널과 이미시 수집부 사이에 배치된다.
상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치되는 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하며, 제1 비아(via)와 제2 비아(via)가 각각 상기 반사 시트와 백 플레이트 상에 상기 이미지 수집부에 대응하는 위치에 각각 배치되며, 투광창이 각각의 제1 비아 및 제2 비아에 대응하는 위치에 광학 필름 상에 배치된다.
액정 단말 장치가 제공되며, 상기 액정 단말 장치는 LCD 스크린을 포함하며, 상기 LCD 스크린은 LCD 패널, 상기 LCD 패널의 일 측에 배치된 백라이트 소자, 및 상기 LCD 패널의 타 측으로부터 이격되어 배치된 도광판을 포함하고, 광원이 상기 도광판의 일 측에 배치되며, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하며, 센서가 상기 반사 시트와 백 플레이트 사이에 배치되며, 상기 반사 시트는 촬상판으로서 역할을 하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 상기 촬상판에 배치되며, 상기 촬상 핀홀은 상기 센서로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치된다.
액정 단말 장치가 제공되며, 상기 액정 단말 장치는 LCD 스크린을 포함하며, 상기 LCD 스크린은 LCD 패널, 상기 LCD 패널의 일 측에 배치된 백라이트 소자, 및 상기 LCD 패널의 타 측으로부터 이격되어 배치된 도광판을 포함하며, 광원이 상기 도광판의 일측에 배치되며, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트, 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하고, 하나 이상의 센서가 상기 백 플레이트의 타 측에 배치되며, 상기 반사 시트와 상기 백 플레이트는 함께 촬상판으로서 역할을 하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 상기 촬상판에 배치되며, 상기 센서가 상기 촬상 핀홀로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 광학 필름 상에 배치된다.
액정 단말 장치가 제공되며, 상기 액정 단말 장치는 LCD 스크린을 포함하며, 상기 LCD 스크린은 LCD 패널 및 백라이트 소자를 포함하며, 상기 LCD 패널은 도광판으로 간주되며, 광원이 상기 LCD 패널의 일 측에 배치되며, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하고, 하나 이상의 센서가 상기 반사 시트와 백 플레이트 사이에 배치되며, 상기 반사 시트는 촬상판으로서 역할을 하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 상기 촬상판에 배치되며, 상기 센서는 상기 촬상 핀홀로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치된다.
액정 단말 장치가 제공되며, 상기 액정 단말 장치는 LCD 스크린을 포함하고, 상기 LCD 스크린은 LCD 패널과 백라이트 소자를 포함하며, 상기 LCD 패널은 도광판으로 간주되며, 광원이 상기 LCD 패널의 일 측에 배치되고, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트, 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하고, 하나 이상의 센서가 상기 백 플레이트의 타 측에 배치되며, 상기 반사 시트와 백 플레이트는 함께 촬상판으로서 역할을 하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 상기 촬상판에 배치되고, 상기 센서는 상기 촬상 핀홀로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치된다.
더 나아가, 상기 촬상판으로부터 먼 상기 도광판의 일 면으로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 로서 정의되고, 상기 물체 거리 h object 는 식
Figure pct00005
을 만족하며, 여기서, r은 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
더 나아가, 상기 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 식
Figure pct00006
을 만족하고, 여기서, h image 는, 상기 센서로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
상기 이미지 수집 장치에 대한 이미지 수집 방법에 제공되며,
상기 광원에 의해 방출되는 광의 적어도 일부가 전반사를 통하여 상기 도광판 안으로 들어가 전파되게 하고;
이미지 수집부에 의해 상기 도광판의 타 측 위의 물체의 이미지를 획득하는 것을 포함한다.
더 나아가, 이미지 수집부에 의해 상기 도광판의 타 측 위의 물체의 이미지를 획득하는 것은:
상기 물체에 의해 터치되는 도광판의 면에 복수의 스캐닝 구역들을 형성하고, 여기서, 인접한 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지며;
상기 이미지 수집부에 의하여 각각의 스캐닝 구역들에 대하여 상기 물체의 부분 이미지들을 캡쳐하고, 여기서, 인접한 촬상 구역들의 부분 이미지들은 서로 겹쳐지지 않고;
검출하고자 하는 물체의 완성된 이미지를 획득하도록 각각의 촬상 구역들에서 부분 이미지들을 함께 스티치 하는 것을 포함한다.
상기 액정 단말 장치에 대한 이미지 수집 방법이 제공되며:
제어 신호에 반응하여 LCD 패널을 투명 상태로 놓고;
상기 광원에 의해 방출된 광의 적어도 일부가 전반사를 통하여 상기 도광판 안으로 들어가 전파되게 하며;
상기 이미지 수집부에 의하여 상기 LCD 패널의 일 측에 상기 액정 패널로부터 먼 상기 도광판의 타 측 위의 물체의 이미지를 획득하는 것을 포함한다.
더 나아가, 상기 이미지 수집부에 의하여 상기 LCD 패널의 일 측에 상기 LCD 패널로부터 먼 상기 도광판의 타 측 위의 물체의 이미지를 획득하는 것은, 구체적으로:
상기 물체에 의해 터치되는 상기 도광판의 면에 하나의 물체에 대한 복수의 스캐닝 구역들을 형성하고, 여기서 인접하는 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지며;
각각의 스캐닝 구역들에서 하나씩 물체의 부분 이미지를 캡쳐하고, 여기서 인접하는 촬상 구역들의 부분 이미지들은 서로 겹쳐지지 않으며;
검출하고자 하는 물체의 완성된 이미지를 획득하도록 각각의 촬상 구역들에 부분 이미지들을 함께 스티치 하는 것을 포함한다.
더 나아가, 상기 이미지 수집부에 의하여 상기 LCD 패널의 일 측에 상기 액정 패널로부터 먼 상기 도광판의 타 측 위의 물체의 이미지를 획득하는 것은, 구체적으로:
상기 물체에 의해 터치되는 상기 도광판의 면에 하나의 물체에 대한 복수의 스캐닝 구역들을 형성하고, 여기서 인접하는 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지며;
제어 신호에 반응하여, 하나씩 상기 스캐닝 구역들에 대응하는, 상기 LCD 패널의 영역들을 투명한 상태로 놓고;
각각의 스캐닝 구역들에서 하나씩 물체의 부분 이미지들을 캡쳐하고, 여기서 인접하는 촬상 구역들의 부분 이미지들은 서로 겹쳐지지 않으며;
검출하고자 하는 물체의 완성된 이미지를 획득하도록 각각의 촬상 구역들에 상기 부분 이미지들을 함께 스티치 하는 것을 포함한다.
상술한 해결안들로, 본 발명에 따른 상기 이미지 수집 장치, 상기 단말 장치, 상기 액정 단말 장치 및 상기 이미지 수집 방법은 다음의 장점들을 갖는다.
1. 상기 도광판에 광의 전반사 조건의 깨는 것을 사용하고, 상기 도광판의 일 측에 광원을 배치하여, 상기 촬상 광원의 두께가 감소된다. 물체를 반사시키도록 초박막 도광판을 사용하여, 물체의 이미지를 발생시키는 광학적 미러가 된다. 촬상판과 센서 또는 렌즈에 의해 형성되는 수집부와 센서의 소형 구조에 의해 형성된 수집부를 사용하여, 물체의 획득된 부분의 두께가 된다. 상술한 몇 개의 부품들을 결합함으로써, 수집 장치, 단말 장치, 및 액정 단말 장치의 두께가 종래의 광학적 수집 장치와 비교하면 크게 감소된다.
2. 본 발명에 따른 이미지 수집 장치는 단말 장치 또는 액정 액체 단말 장치에 결합되어, 더욱 적은 추가 부품들과 낮은 비용으로 지문 및/또는 장문 수집 기능을 부가한다.
도 1은 종래 기술의 지문, 장문 수집 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 이미지 스캐닝 구역을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말 장치의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단말 장치의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 단말 장치의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 17은 도 16에 도시된 액정 단말 장치에 의해 수집되는 다중 지문 이미지들을 나타내는 개략도이다.
도 18은 도 17에 도시된 지문 이미지들로부터 스티치된 완성된 지문 이미지이다.
도 19는 본 발명의 제8 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 20은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
도 21은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도이다.
이하에서, 본 발명은 도면들과 연관지어 상세히 설명된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도를 나타낸다. 상기 이미지 수집 장치는 도광판(1)과 상기 도광판(1)으로부터 이격되어 배치된 이미지 수집부(collector)를 포함한다. 상기 도광판(1)은 유리 또는 다른 투명 물질과 같은 다양한 물질들로 만들어질 수 있다. 이 실시예에서, 상기 이미지 수집부는 상기 도광판(1) 아래에 배치되고, 광원(2)은 상기 도광판(1)의 일 측에 배치된다. 상기 광원(2)은 지지 부재를 통하여 상기 도광판(1)의 좌측에 고정될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 이미지 수집부는 상기 도광판(1)으로부터 이격되어 배치된 촬상판(3)을 포함하고, 상기 촬상판(3)은 상기 도광판(1)의 아래에 배치된다. 이 실시예에서, 하나 이상의 촬상 핀홀(4)이 상기 촬상판(3)에 배치될 수 있다. 센서(5)는 상기 촬상 핀홀(4)에 대응하는 위치에 상기 촬상판(3)의 다른 면(즉, 하부면)에 이격되어 배치될 수 있다. 상기 센서(5)는 광전 변환 소자(photoelectric converting element) 및 이미지 신호 처리 소자를 포함할 수 있다. 상기 광원(2)으로부터 방출된 광은 상기 도광판(1)의 좌측으로부터 상기 도광판(1)으로 들어가고, 상기 도광판(1)에서 상기 광의 적어도 일부는 전반사(TIR: total internal reflection)에 의해 전파된다. 구체적으로, 상기 도광판(1)에서 광의 전부 또는 오로지 일부가 전반사(TIR)에 의해 전파되고, 본 실시예와 다음의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 전반사(TIR)에 의해 전파되는 충분한 광이 있는 한 물체의 이미지가 성공적으로 획득될 수 있다.
상기 도광판(1)은 검출되는 손가락(물체)에 의해 터치되는 표면으로 사용된다. 상기 도광판(1)을 터치하는 손가락이 없는 경우, 상기 광원(2)으로부터 방출된 광은 도광판(1)으로 들어가고, 상기 도광판(1)에서 광의 적어도 일부는 전반사에 의해 전파된다. 손가락이 상기 도광판(1)의 표면을 터치하는 경우, 물체 표면의 굴절률은 (물의 굴절률과 비슷한 굴절률을 갖는 손가락 표면의 분비물이 있어) 공기의 굴절률과 다르기 때문에, 상기 도광판(1)에서 광의 전반사 조건은 충족되지 못한다. 광의 일부는 손가락 표면으로 튀어나와 상기 도광판(1)으로부터 새어나온다. 손가락 표면으로 반사된 광의 일부는 다양한 각도로 확산되어, 그 광의 일부는 상기 촬상 핀홀(4)을 통과하여 핀홀 촬상판(3) 아래에 상기 센서(5) 상에 지문 이미지를 형성할 것이다.
일 실시예에 따른 이미지 수직 장치에 대한 지문 수집 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
광원(2)에 의해 방출된 광의 적어도 일부는 도광판(1)으로 들어가고, 여기서 상기 광의 적어도 일부는 상기 도광판(1)에 전반사에 의해 전파된다.
상기 도광판(1)의 표면에 손가락의 이미지가 상기 이미지 수집부의 센서(5)에 의하여 획득된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도를 나타내며, 그 구조는 도 2에 도시된 실시예와 대부분 동일하다. 차이는 이미지 수집 장치가 상기 도광판(1)으로부터 이격되어 배치된 렌즈(6)를 포함한다는 것이다. 이 실시예에서, 상기 렌즈(6)는 도광판(1)의 아래에 배치되고, 상기 센서(5)는 상기 렌즈(6)의 타 측(즉, 하부면)으로부터 이격되어 배치된다. 사용에 있어, 상기 광원(2)으로부터 방출된 광은 도광판(1)으로 들어가고, 상기 광의 적어도 일부는 상기 도광판(1)으로 전반사(TIR)에 의해 전파된다. 손가락이 상기 도광판(1)의 표면을 터치하는 경우, 상기 도광판(1)에서 광의 전반사(TIR)는 조건이 충족되지 못한다. 상기 광의 일부는 상기 손가락 표면으로 튀어나와 상기 도광판(1)으로부터 새어 나온다. 상기 손가락의 표면상에 반사된 광의 일부는 다양한 각도로 확산되고, 그 광의 일부는 상기 렌즈(6) 상에서 굴절되어, 상기 렌즈(6) 아래 상기 센서(5)에 의해 획득되는 지문 이미지를 형성한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 상술하여 설명한 실시예들은 손바닥 (장문(palmprint))의 이미지 또는 동시에 손가락과 손바닥(손 전체)의 이미지를 획득하는 데에 또한 적용될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도를 나타내며, 그 구조는 대부분 도 2에 도시된 실시예와 동일하다. 차이는 복수의 촬상 핀홀(4)들이 상기 이미지 수집 장치의 촬상판(3)에 배치되며, 센서(5)들이 상기 촬상 핀홀(4)들에 대응하는 위치에 상기 촬상판(3) 아래에 배치된다는 것이다. 복수의 촬상 핀홀(4)들이 상기 촬상판(3)에 배치되는 이유는 도광판(1), 촬상판(3) 및 센서(5) 사이의 거리들이 작은 경우, 즉 전체 두께가 작은 경우, 하나의 촬상 핀홀(4)의 시야가 작아지고, 따라서 지문의 오로지 일부만 검출될 수 있기 때문이다. 따라서, 복수의 촬상 핀홀(4)들이 상기 지문의 촬상 영역을 증가시키기 위해 필요하다. 이 실시예에서, 촬상 핀홀(4)들의 수와 센서(5)들의 수는 4개가 되도록 설정된다.
상기 촬상판(3)으로부터 멀리 상기 도광판(1)의 표면(즉, 상부면)으로부터의 촬상 핀홀(4)의 축 A-A의 중심 O까지의 거리는 물체 거리 h object 이다. 이 실시예에서, 상기 물체 거리 h object 는 식
Figure pct00007
을 만족하며, 여기서 r은 2개의 인접한 촬상 핀홀(4)들의 중심들 사이의 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀(4)의 시야각을 나타낸다. 이것은 검출된 이미지가 완성되어 생략되는 영역이 없는 것을 보장한다. 스캐닝(scanning) 구역은 상기 촬상 핀홀(4)들 각각의 시야각에 대응하는 물체(손가락)의 시각적 범위로서 정의된다. 한편, 2개의 인접한 촬상 핀홀(4)들의 중심들 사이의 거리 r은 식
Figure pct00008
을 만족하며, 여기서 h image 는, 상기 센서(5)로부터 상기 촬상 핀홀(4)의 중심까지 거리인, 이미지 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다. 이러한 방식으로, 각각의 촬상 핀홀(4)들에 대응하는 촬상 구역들의 이미지들이 서로 겹쳐지지 않고 상기 이미지 수집의 품질을 책임지는 것을 더 보장한다. 상기 촬상 구역은 상기 촬상 핀홀(4)들 각각의 시야각 α에 대응하는 상기 센서(5)의 감지 범위, 즉 상기 촬상 핀홀(4)들 각각의 이미지 스팟(spot)의 사이즈로 정의된다.
이 실시예에서, h image 가 3 ㎜ 와 같다고 가정하면, α는 120°와 같고, 그러면
Figure pct00009
㎜이고, 즉, r은 10.392 ㎜ 이상이 된다. 상기 물체 거리 h object 는 4.242 ㎜ 이상이 되고, 그 결과 상기 촬상은 상기 촬상 핀홀(4)들을 통하여 따로따로 수행되고, 상기 촬상 핀홀(4)들은 서로 지장을 주지 않는다.
상술한 식
Figure pct00010
및
Figure pct00011
은 다음과 같이 유도된다.
(1) 상기 촬상판(3)의 두께가 h hole 이라 가정하면, 상기 촬상 핀홀(4)의 유효 구경은 d hole 이다.
(2) 도 4a를 참조하면, 상기 촬상 각도 α은 상술한 h hole 과 d hole 에 기초하여 계산될 수 있으며, 즉,
Figure pct00012
이고, 그러면,
Figure pct00013
[식 1]
(3) 상기 이미지 거리 h image 가 주어지고, 그러면 상기 촬상 구역의 직경 d image 는, 도 4a를 참조하면, 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00014
[식 2]
(4) 상기 촬상 구역들은 겹쳐지지 말아야 하기 때문에, 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00015
, 즉
Figure pct00016
[식 3]
(5) 도 4a 및 도 4b와 함께, 상기 지문 이미지가 완성되고 생략되는 영역이 없는 것을 보장하도록, 각 촬상 핀홀에 대응하는 이미지 스캐닝 구역은 (즉, 상기 도광판(1)의 각각의 촬상 핀홀(4)의 시야각에 대응하는 시야 범위, 여기서 d object 는 도 4a 및 도 4b에서 그 직경을 나타낸다. ) 겹쳐져야 한다.
즉,
Figure pct00017
,
그리고
Figure pct00018
이기 때문에,
Figure pct00019
,
이것은
Figure pct00020
[식 4]로 정리될 수 있다.
상기 실시예에 따른 이미지 수집 장치에 대한 이미지 수집 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
상기 광원(2)에 의해 방출된 광의 적어도 일부는 도광판(1)으로 들어가고, 그리고 나서 전반사(TIR)에 의해 전파된다.
상기 촬상 핀홀(4)의 수는 4개이기 때문에, 4개의 스캐닝 구역들이 상기 도광판(1)의 상부면에 형성되고, 그 결과 인접한 스캐닝 구역들이 겹쳐지게 된다.
각각의 스캐닝 구역들에 부분 지문 이미지들이 상기 촬상판(3)의 상기 촬상 핀홀(4)들을 통하여 상기 이미지 수집부에 상기 센서(5)를 사용함으로써 획득되고, 그 결과 각각의 인접한 촬상 구역들의 부분 지문 이미지들은 겹쳐지지 않는다.
상기 부분 지문 이미지들은 완성된 지문 이미지를 형성하도록 함께 스티치(stitched)되고, 추가의 이미지 보강 처리 후에 최종 지문 이미지가 획득된다.
상기 도광판(1)은 손가락 또는 손바닥과 같은 물체의 터치 표면을 제공하는 데에 사용되고, 지문 및 장문 이미지들의 수집을 용이하게 한다. 또한, 이것은 상기 도광판(1) 아래의 부품들을 보호한다.
본 실시예는 도 2에 도시된 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 모든 장점들을 포함한다. 그러나 도 2에 도시된 실시예와 비교하면, 상기 도광판(1), 촬상판(3) 및 센서(5) 사이의 거리들이, 이미지 수집에 영향을 미지치 않고, 더 줄어들며, 스티칭(stitching)과 커팅(cutting) 과정이 상기 지문의 합성 과정에 추가된다.
상술한 실시예들에서, 상기 촬상 핀홀(4)의 유효 구경은 0.001 mm 내지 1mm의 범위에 있다. 최상의 촬상 효과, 더 짧은 촬상 거리, 빠른 처리과정 및 다른 고려사항들을 위하여, 상기 촬상 핀홀(4)의 유효 구경은 0.01 mm 내지 0.1 mm의 범위 내에서 선택될 수 있으나, 바람직하게는 0.05 mm일 수 있다. 상기 촬상판(3)의 두께는 0.005 mm 내지 5 mm의 범위에 있고, 바람직하게는 0.001 mm 내지 5 mm의 범위에 있으며, 상기 도광판(1)의 두께는 0.1 mm 내지 5 mm의 범위에 있다. 광 필터가 광의 균일성을 제어하도록 상기 촬상 핀홀(4)과 센서(5) 사이에 배치될 수 있다. 보정 렌즈가 광을 조절하고, 상기 촬상 핀홀(4)이 큰 구경을 가질지라도 선명한 이미지를 획득하도록, 상기 촬상 핀홀(4)의 일 측 또는 양측에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이미지 수집 장치의 개략도를 나타낸다. 본 실시예는 장문 이미지를 획득하기 위해 적용된다. 상기 이미지 수집 장치의 구조는 도 4a에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 상기 이미지 수집 장치는 도광판(1)으로부터 이격되어 배치된 복수의 렌즈(6)들과, 상기 렌즈(6)들의 타 측(즉, 하부 면)으로부터 이격되어 배치된 복수의 센서(5)들을 포함한다는 것이다. 본 실시예에서, 상기 렌즈(6)들의 수와 상기 센서(5)들의 수는 모두 4개이다.
본 실시예에 따른 이미지 수집 장치에 대한 이미지 수집 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
상기 광원(2)으로부터 방출된 광의 적어도 일부는 도광판(1)으로 들어가고, 그 결과 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)에 의해 전파된다.
상기 렌즈(6)들의 수가 4개이기 때문에, 4개의 스캐닝 구역들이 같은 손바닥에 의해 터치되는 상기 도광판(1)의 상부 면에 형성되고, 그 결과 인접한 스캐닝 구역들이 겹쳐지게 된다. 그리고,
상기 부분 장문 이미지들이 서로 스티치 되고, 추가의 이미지 보강 과정을 거친 후에, 완성된 장문 이미지가 획득된다.
본 실시예에서, 복수의 렌즈(6)들과 복수의 감광 소자(5)들이 단일 렌즈의 불충분한 시야를 피하기 위해 사용된다.
본 실시예의 구조는 지문 이미지들을 획득하는 데에 또한 적용될 수 있고, 몇 개의 작은 렌즈들이 상기 지문 이미지들을 수집하는 데에 사용될 수 있으며, 이미지들은 함께 스티치될 수 있다.
상술한 각각의 이미지 수집 장치들은 다양한 유형의 단말 장치들에 적용 가능하다. 실제로, 상기 이미지 수집 장치는 독립형 지문 수집부일 수 있다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 장치의 개략도를 나타낸다. 단말 장치(7)는 앞서 설명한 도 1 내지 도 5 중 어느 하나에서 도시된 이미지 수집 장치(8)를 구비하여 제공된다. 상기 이미지 수집 장치(8)는 상기 단말 장치(7)의 가장자리에 배치된다. 예를 들면, 상기 단말 장치는 휴대폰일 수 있고, 상기 이미지 수집 장치(8)는 홈(HOME) 키에 배치될 수 있다. 일반적인 지문 이미지 수집 장치와 비교할 때, 상기 실시예들의 상기 이미지 수집 장치는 간단한 구조와 초박막의 장점을 갖는다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말 장치의 개략도를 나타내며, 앞서 설명한 도 1 내지 도 5 중 어느 하나에서 도시된 이미지 수집 장치(8)를 포함하며, 상기 이미지 수집 장치(8)는 독립형 장치이고 케이블과 인터페이스를 통하여 상기 단말 장치(7)에 연결된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단말 장치의 개략도를 나타낸다. 상기 단말 장치는 도광판(1)과 상기 도광판(1)으로부터 이격되어 배치된 디스플레이 패널(9)을 포함한다. 광원(2)은 상기 도광판(1)의 좌측에 배치되고, 상기 디스플레이 패널(9)은 LCD 패널이다. 이 실시예에서, 상기 디스플레이 패널(9)은 도광판(1)의 아래에 배치되고, 촬상판으로서 간주되고, 적어도 하나의 촬상 핀홀(4)이 상기 디스플레이 패널(9)에 배치된다. 이 실시예에서, 4개의 촬상 핀홀(4)들이 배치되고, 4개의 센서(5)들이 상기 촬상 핀홀(4)들에 대응하는 위치에 상기 디스플레이 패널(9)의 타 측(즉, 하부면)으로부터 이격되어 배치된다. 이 실시예에서, 각각의 촬상 핀홀(4)들은 하나의 센서(5)에 대응하며, 이미지 수집부는 복수의 촬상 핀홀(4)들과 복수의 센서(5)들을 구비하는 디스플레이 패널(9)로 형성된다.
이 실시예에서, 상기 디스플레이 패널(9)로부터 떨어져 상기 도광판(1)의 일 측(즉, 상부면)으로부터 상기 촬상 핀홀(4)의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 이다. 이 실시예에서, 상기 물체 거리 h object 는 식
Figure pct00021
을 만족하고, 여기서 r은 2개의 인접한 촬상 핀홀(4)들의 중심들 사이의 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀(4)의 시야각을 나타낸다. 한편, 2개의 인접한 촬상 핀홀(4)들의 중심들 사이의 거리 r은 식
Figure pct00022
을 만족하고, 여기서 h image 는, 상기 센서(5)로부터 상기 촬상 핀홀(4)의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내고, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
본 실시예에서, h image 가 2 mm와 같다고 가정하면, α는 120°와 같고, 그러면
Figure pct00023
이고, 즉, r은 6.928 mm 이상이 된다. 상기 물체 거리 h object 는 2.828 mm 이상이 되고, 그 결과 촬상은 각각의 촬상 핀홀(4)을 통하여 따로따로 수행되고, 상기 촬상 핀홀(4)들은 서로 방해받지 않을 것이다.
도 4a에 도시된 실시예에 대한 참고가 이뤄질 수 있다. 이 실시예에서, 상기 디스플레이 패널(9)은, 복수의 촬상 핀홀(4)들이 배치되는, 촬상판으로서 간주된다. 상기 도광판(1)을 터치하고 있는 손가락이 없는 경우, 상기 광원(2)으로부터 상기 도광판(1)으로 들어가는 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)에 의해 전파된다. 손가락이 상기 도광판(1)을 터치하는 경우, 상기 도광판(1)에서 광의 전반사(TIR)는 조건이 무너진다. 광의 일부는 상기 도광판(1)으로부터 새어나와 손가락 표면으로 튀어나오고, 손가락 표면에 반사된 광의 일부는 다양한 각도로 확산되며, 상기 광의 일부는 지문의 복수의 부분 이미지들을 형성하도록 복수의 촬상 핀홀(4)들을 통과하고, 지문의 복수의 부분 이미지들은, 상기 디스플레이 패널(9)의 아래에 상기 센서(5)에 의해서 얻어지는, 완성된 지문 이미지를 형성하도록 스티치된다.
앞서 설명한 실시예들에서, 광 필터가 광의 균일성을 제어하기 위하여 상기 촬상 핀홀(4)과 센서(5) 사이에 배치될 수 있다. 보정 렌즈들이 광을 조절하여, 상기 촬상 핀홀(4)이 큰 구경을 가질지라도 선명한 이미지를 획득하도록, 상기 촬상 핀홀(4)의 일측 또는 양측에 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 단말 장치의 개략도를 나타낸다. 상기 단말 장치는 도광판(1)과 상기 도광판(1)으로부터 이격되어 아래에 배치되는 디스플레이 패널(9)을 포함한다. 상기 디스플레이 패널(9)은 LCD 패널이다. 상기 도광판(1)에 광의 적어도 일부를 방출하기 위한 광원(2)은 상기 도광판(1)의 좌측에 배치되며, 상기 도광판(1)으로 들어가는 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)에 의해 전파된다. 상기 디스플레이 패널(9)은 하나 이상의 투명 홀(hole)(10)을 구비하여 제공된다. 이 실시예에서, 4개의 투명 홀(10)들이 배치된다. 하나 이상의 렌즈(6)가 상기 디스플레이 패널(9)의 타 측(즉, 하부면)으로부터 이격되어 배치되며 상기 투명 홀(10)에 대응한다. 이 실시예에서, 하나의 렌즈(6)는 각각의 투명 홀(10) 아래에 대응하게 배치되고, 센서는 각각의 렌즈(6) 아래에 대응하게 배치된다. 이미지 수집부는 4개의 렌즈(6)들과 4개의 센서(5)들로 형성된다.
사용에 있어, 손가락이 도광판(1)의 표면을 터치하는 경우, 상기 도광판(1)에서 광의 전반사는 조건이 무너진다. 광의 일부는 상기 도광판(1)으로부터 새어나와 손가락 표면으로 튀어나오고, 손가락의 표면에서 반사된 광은 다양한 각도로 확산되며, 그 광의 일부는 복수의 투명 홀(10)들을 통하여 복수의 렌즈(6)들로 투영되며 지문의 복수의 부분 이미지를 형성하도록 렌즈(6)들에 의해 굴절된다. 마지막으로, 지문의 복수의 부분 이미지들은 하나의 완성된 지문 이미지로 스티치되며, 상기 렌즈(6)들 아래에 센서(5)에 의해 획득된다.
비록 오로지 지문의 수집에 대하여 상술한 2개의 실시예들에서 설명하였을지라도, 복수의 손가락들의 지문 또는 복수의 장문들이 동시에 획득될 수 있다. 장문의 수집은, 상기 도광판(1)의 상부면이 다른 사이즈를 갖는다는 점을 제외하고는, 지문의 수집과 동일한 원리를 갖는다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도를 나타낸다. 상기 LCD 단말 장치는 LCD 스크린을 포함한다. 상기 LCD 스크린은 LCD 패널(11), 상기 LCD 패널(11) 아래에 배치된 백라이트 소자(12), 및 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예들 중 어느 하나에 따른 이미지 수집 장치를 포함한다. 이 실시예에서, 상기 LCD 패널(11)은 2개의 (상부 및 하부) 유리 패널과 상기 2개의 유리 패널들 사이에 끼워 넣어진 액정 분자들로 구성된 투명 패널 본체이다. 상부에서 하부까지, 상기 백라이트 소자는 광학 필름(13), 반사 시트(14) 및 백 플레이트(back plate)(15) 중 하나 이상의 층을 포함한다. 상기 LCD 패널(11)은 이미지 수집 장치의 도광판(1)과 이미지 수집부(16) 사이에 배치된다. 상기 이미지 수집부(16)는 하나 이상의 센서와 적어도 하나의 촬상 핀홀을 구비한 촬상판으로 구성된 이미지 수집부 이거나, 하나 이상의 센서와 하나 이상의 렌즈로 구성된 이미지 수집부일 수 있다. 이 실시예에서, 상기 반사 시트(14)는 상기 백 플레이트(15)에 대해 가까이 위치한다. 비아(via)(17)가 상기 반사 시트(14)의 중심에 배치된다. 오목한 영역(18)이 상기 백 플레이트(15)의 상부면에 비아(17)에 대응하는 위치에 배치된다. 상기 이미지 수집부(16)는 상기 오목한 영역(18) 내에 고정되며, 투광창이 상기 이미지 수집부(16)에 대응하는 위치에 상기 광학 필름(13)에 배치된다.
LCD 단말 장치에 대한 이미지 수집 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
LCD 패널(11)이 제어 신호에 반응하여 투명 상태로 놓인다.
상기 도광판(1)의 좌측에서 상기 광원(2)에 의해 방출된 광의 적어도 일부가 들어가고 전반사(TIR)를 통하여 상기 도광판(1) 안으로 전파된다.
상기 도광판(1)의 상부면에 손가락의 이미지가 상기 반사 시트(14) 상에 비아(17), 상기 광학 필름(13)의 투광창, LCD 패널(11), 및 도광판(1)을 통하여 LCD 패널(11) 아래에 이미지 수집부(16)를 사용하여 획득된다.
이 실시예에는 지문, 장문 또는 어쩌면 심지어 얼굴 이미지를 획득하는 데에 사용될 수 있다. 이미지 수집이 영향을 받는 것을 방지하기 위하여, 상기 광학 필름(13)이 광을 전달하기 쉽지 않은 경우 또는 광을 전달할 수 없는 경우, 투광창이 상기 광학 필름(13)에 배치된다. 만약 어떤 광학 필름(13)이 전체적으로 광을 투과시킨다면, 상기 광학 필름(13)은 투광창일 수 있다. 만약 어떤 광학 필름(13)이 광을 투과시키기 쉽지 않거나 광을 투과시킬 수 없는 경우, 상기 광학 필름(13) 상의 투광창은 투명 홀 또는 투광 시트가 될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 촬상 핀홀(4)의 유효 구경은 0.001 mm 내지 1 mm 범위에 있다. 최상의 촬상 효과와, 더 짧은 촬상 거리, 처리 과정 및 다른 고려사항들을 위하여, 상기 촬상 핀홀(4)의 유효 구경은 0.01 mm 내지 0.1 mm 내에서 선택될 수 있으나, 바람직하게는 0.05 mm일 수 있다. 상기 촬상판(3)의 두께는 0.005 mm 내지 5 mm의 범위에 있고, 바람직하게는, 0.001 mm 내지 5 mm의 범위에 있고, 상기 도광판(1)의 두께는 0.1 mm 내지 5 mm의 범위에 있다. 광필터가 광의 균일성을 제어하도록 상기 촬상 핀홀(4)과 센서(5) 사이에 배치될 수 있다. 보정 렌즈가 광을 조절하도록, 만약 상기 촬상 핀홀(4)이 큰 구경을 가질지라도 선명한 이미지를 획득하도록, 상기 촬상 핀홀(4)의 일 측 또는 양 측에 배치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도를 나타낸다. 그 구조는 도 10에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 상기 이미지 수집부(16)는 백라이트 소자(12) 아래에 배치되고, 제1 비아(via)(19)와 제2 비아(via)(20)가 각각 상기 이미지 수집부(16)에 대응하는 위치들에 상기 백라이트 소자(12)의 반사 시트(14)와 백 플레이트(15)에 각각 배치된다는 것이다. 투광창이 상기 제1 비아(19)와 제2 비아(20)에 대응하는 위치에 상기 광학 필름(13)에 배치된다.
사용에 있어, LCD 패널(11)이 투명한 상태에 있는 경우, 상기 광원(2)으로부터 광의 적어도 일부가 상기 도광판(1)으로 들어가고, 상기 도광판(1)에서 광의 적어도 일부가 전반사(TIR)에 의해 전파된다. 손가락이 상기 도광판(1)의 상부면을 터치하는 경우, 상기 도광판(1)의 상부면에 손가락의 이미지가 상기 제2 비아(20), 제1 비아(19), 상기 광학 필름(13)의 투광창, 상기 LCD 패널(11), 및 상기 도광판(1)을 통하여 상기 이미지 수집부(16)를 사용하여 획득된다. 물론, 이 실시예는 또한 장문 이미지를 검출하는 데에 사용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도를 나타내고, 그 구조는 도 10에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 센서(5)가 상기 백 플레이트(15)의 상부면의 오목한 부분(18) 내에 배치되고, 상기 반사 시트(14)가 촬상판으로 간주되며, 하나 이상의 촬상 핀홀(4)이 상기 센서(5)에 대응하는 위치에 상기 반사 시트(14) 상에 배치되고, 상기 촬상 핀홀(4)이 상기 센서(5)로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀(4)에 대응하는 위치에 상기 광학 필름(13) 상에 배치된다.
지문 또는 장문의 획득에 있어, 상기 LCD 패널(11)은 제어 신호에 반응하여 투명한 상태에 있게 된다.
상기 광원(2)으로부터의 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)를 통하여 도광판(1)으로 들어가 전파된다.
상기 도광판(1)의 상부면 상에 손가락 이미지는 상기 촬상 핀홀(4), 상기 광학 필름(13) 상의 투광창, 상기 LCD 패널(11) 및 상기 도광판(1)을 통하여 상기 이미지 수집부의 센서(5)에 의해 획득된다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도를 나타내며, 그 구조는 도 11에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 센서(5)가 상기 백 플레이트(15)의 일 측(즉, 하부면)에 상기 LCD 패널(11)에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 반사 시트(14)와 백 플레이트(15)가 전체로서 촬상판으로 간주되며, 촬상 핀홀(4)이 상기 센서(5)에 대응하는 촬상판에 배치되고, 상기 촬상 핀홀(4)은 상기 센서(5)로부터 이격되어 배치된다는 것이다. LCD 패널(11)이 투명한 상태에 있는 경우에, 상기 광원(2)에 의해 방출된 광의 적어도 일부가 전반사(TIR)를 통하여 상기 도광판(1) 안으로 들어가 전파된다. 상기 도광판(1)의 상부면 상의 손가락 이미지는 상기 촬상 핀홀(4), 상기 광학 필름(13) 상의 투광창, 상기 LCD 패널(11) 및 상기 도광판(1)을 통하여 상기 이미지 수집부의 센서(5)를 사용하여 획득된다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도를 나타내며, 그 구조는 도 12에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 LCD 스크린이 상기 LCD 패널(11)과 상기 도광판(1) 사이에 위치하는 터치 스크린(21)을 더 포함한다는 것이다.
도 15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도를 나타내며, 그 구조는 도 13에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 LCD 스크린이 상기 LCD 패널(11)과 상기 도광판(1) 사이에 위치한 터치 스크린(21)을 더 포함한다는 것이다.
앞서 설명한 도 12 내지 도 15에 도시된 액정 단말 장치의 실시예들에서, 상기 촬상 핀홀(4)의 유효 구경은 0.001 mm 내지 1 mm의 범위에 있다. 최상의 촬상 효과들, 더 짧은 촬상 거리, 처리 과정 및 다른 고려사항들을 위하여, 상기 촬상 핀홀(4)의 유효 구경은 0.01 mm 내지 0.1 mm의 범위 내에서 선택될 수 있으나, 바람직하게는 0.05 mm일 수 있다. 상기 촬상판(3)의 두께는 0.005 mm 내지 5 mm의 범위에 있고, 바람직하게는, 0.001 mm 내지 5 mm의 범위에 있으며, 상기 도광판(1)의 두께는 0.1 mm 내지 5 mm의 범위에 있다. 광 필터가 광의 균일성을 제어하도록 상기 촬상 핀홀(4)과 센서(5) 사이에 배치될 수 있다. 보정 렌즈가 광을 조절하고, 만약 상기 촬상 핀홀(4)이 큰 구경을 가질지라도 선명한 이미지를 획득하도록, 상기 촬상 핀홀(4)의 일 측 또는 양측에 배치될 수 있다.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도이고, 그 구조는 도 15에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 상기 반사 시트(14)와 백 플레이트(15)는 전체로서 촬상판으로서 간주되며, 복수의 촬상 핀홀(4)들이 상기 촬상판에 배치된다는 것이다. 이 실시예에서, 상기 촬상 핀홀(4)의 수는 4개가 되도록 설정되며, 상기 센서(5)들의 수는 4개가 되도록 설정되고, 각각의 센서(5)들은 하나의 촬상 핀홀(4)들에 대응한다.
상기 LCD 단말 장치에 대한 이미지 수집 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
상기 LCD 패널(11)은 제어 신호에 반응하여 투명한 상태로 놓인다.
상기 도광판(1)의 좌측에 상기 광원(2)에 의해 방출된 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)에 의해 상기 도광판(1) 안으로 들어가 전파된다.
복수의 스캐닝 구역들이 상기 도광판(1)의 상부면 위에 같은 지문에 대해 형성되고, 여기서 인접한 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지며, 이 실시예에서 상기 스캐닝 구역들의 수는 4개이다.
각각의 스캐닝 구역들에서 부분 지문 이미지들은 상기 이미지 수집부(16)의 4개의 센서(5)들을 제어함으로써 하나씩 획득된다. 이것은, 4개의 스캐닝 구역들에서 부분 지문 이미지들이 4개의 센서들이 번갈아 작동하도록 제어함으로써 각각 획득되고, 인접한 촬상 구역들에서 상기 부분 지문 이미지들은 서로 겹쳐지지 않는다. 상기 각각의 센서(5)에 대응하는 상기 스캐닝 구역에서 부분 지문 이미지들이 대응하는 촬상 핀홀(4), 상기 광학 필름(13) 상의 투광창, 상기 LCD 패널(11), 상기 터치 스크린(21), 및 상기 도광판(1)을 통하여 상기 센서(5)에 의해 획득된다. 예를 들면, 도 17을 참고하면, 20개의 부분 지문 이미지들이 도시된다. 그리고,
각각의 촬상 구역들에 부분 지문들의 이미지들은 완성된 지문 이미지를 형성하도록 함께 스티치 된다. 구체적으로, 획득된 4개의 부분 지문 이미지들에서 겹쳐지는 구역들이 절단되고, 그리고 나서 4개의 부분 지문 이미지들은 완성된 지문 이미지를 획득하도록 함께 스티치된다. 예를 들면, 도 17에서 20개의 부분 지문 이미지들이 도 18에 완성된 지문 이미지가 되도록 함께 스티치된다.
상술한 제어 신호는 터치 스크린(21)에 의해 획득되는 제어 신호일 수 있고, 키를 터치함으로써 획득되는 터치 신호일 수 있으며, 제어 신호는 원격 신호에 반응하여 획득되는 것일 수 있고, 또는 유사한 것일 수 있다.
상기 LCD 단말 장치의 상술한 실시예들에서, 지문은 검출되는 물체이나, 일반적으로 상기 물체는 임의의 다른 평면상의 또는 3차원적인 물체일 수 있다.
도 19는 본 발명의 제8 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도를 나타내고, 그 구조는 도 16에 도시된 실시예의 구조와 대부분 동일하다. 차이는 센서(5)들의 수가 하나라는 점이다.
상기 LCD 단말 장치에 대한 이미지 수집 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
상기 LCD 패널(11)은 제어 신호에 반응하여 투명한 상태로 놓이다.
상기 광원(2)에 의해 방출된 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)를 통하여 상기 도광판(1)의 내부로 들어가 전파된다.
복수의 스캐닝 구역들이 상기 도광판(1)의 상부면 위에 같은 지문에 대하여 형성되고, 여기서 인접한 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지고, 이 실시예에서 상기 스캐닝 구역들의 수는 4개이다.
상기 LCD 패널(11)은, 각각 4개의 스캐닝 구역들에 대응하여, 4개의 구역들로 나누어진다. 상기 제어 신호에 반응하여, 각각의 LCD 구역들은 4개의 각각의 LCD 구역들이, 예를 들면, 번갈아가며, 작동하도록 제어함으로써 하나씩 투명한 상태로 놓이며, 그 결과 상기 센서(5)들은 상기 촬상 핀홀(4)을 통하여 대응하는 스캐닝 구역과 대응하는 액정 구역에서 부분 지문 이미지들을 획득할 수 있다. 따라서, 상기 액정 구역들에서 부분 지문 이미지들이 이어서 획득될 수 있다. 여기서, 부분 지문 이미지들은 각각의 촬상 구역들에서 서로 겹쳐지지 않는다.
4개의 부분 지문 이미지들은 각각의 촬상 구역들에서 완성된 지문 이미지를 획득하도록 함께 스티치된다.
도 20은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 단말 장치의 개략도를 나타내며, 그 구조는 도 12에 도시된 실시예와 대부분 동일하다. 차이점은, 이 실시예에서, 도 12에 도광판(1)이 제거되는 반면, LCD 패널(11)이 도광판으로서 사용되며, 광원(2)은 상기 LCD 패널(11)의 좌측에 배치된다는 것이다.
사용에 있어, 상기 LCD 패널(11)은 광-투과 상태로 놓이고, 동시에 상기 광원(2)이 켜지며, 그 결과 상기 광원(2)으로부터 방출된 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)를 통하여 상기 LCD 패널(11) 안으로 들어가 전파된다. 상기 LCD 패널(11) 상에 또는 위의 물체의 이미지는 반사 시트(14) 상에 촬상 핀홀(4), 광학 필름(13) 상에 투광창, 및 상기 LCD 패널(11)을 통하여 상기 반사 시트(14)와 백 플레이트(15) 사이에 위치한 센서(5)를 사용함으로써 획득된다. 이 실시예에서, 상기 물체는 지문이고, 장문 또는 인간의 얼굴이 될 수도 있다.
도 21은 본 발명의 제10 실시예에 따른 LCD 단말 장치의 개략도를 나타내며, 그 구조는 도 13에 도시된 실시예와 대부분 동일하다. 차이는, 이 실시예에서, 도 13에 도광판(1)이 제거되는 반면, 상기 LCD 패널(11)이 도광판으로서 사용되어, 광원(2)이 상기 LCD 패널(11)의 좌측에 배치된다는 것이다.
사용에 있어, 상기 LCD 패널(11)은 투명 상태로 놓이고, 동시에 상기 광원(2)이 켜지며, 그 결과 상기 광원(2)으로부터 방출된 광의 적어도 일부는 전반사(TIR)에 의해 상기 LCD 패널(11) 안으로 들어가 전파된다. 상기 LCD 패널(11) 상에 또는 위의 (지문 또는 장문인) 물체의 이미지는 반사 시트(14), 백 플레이트(15) 상에 촬상 핀홀(4), 광학 필름(13) 상에 투광창, 및 LCD 패널(11)을 통하여 상기 백 플레이트(15) 아래에 위치한 센서(5)를 사용함으로써 획득된다.
도 12 내지 도 21에 도시된 바와 같은 상술한 실시예들에서, 상기 촬상판으로부터 먼 상기 도광판의 표면으로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 이고, 상기 물체 거리 h object 는 식
Figure pct00024
을 만족하며, 여기서, r은 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리를 나타내며, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다. 더 나아가, 상기 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 식
Figure pct00025
을 만족하며, 여기서 h image 는, 상기 센서에서부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내며, α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
상기 실시예들은 오로지 본 발명의 바람직한 실시예들이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의도한 것이 아니다. 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 쉽게 구상될 수 있는 변형 및 대체는 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구항들에 따라 한정되어야한다.

Claims (26)

  1. 도광판;
    상기 도광판의 일 측에 배치되고, 상기 도광판으로 광을 방출하기 위한 광원; 및
    상기 도광판으로부터 이격되어 배치되고, 상기 도광판 위의 검출된 물체의 이미지를 획득하기 위한 이미지 수집부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 수집부는 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 촬상판을 포함하고, 상기 촬상판은 하나 이상의 촬상 핀홀을 구비하여 제공되며, 하나 이상의 센서가 상기 촬상판의 타 측으로부터 이격되어 배치되며 상기 촬상 핀홀에 대응하는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 촬상판으로부터 먼 상기 도광판의 일 면으로부터 상기 촬상판의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 로 정의되고, 상기 물체 거리 h object 는 식
    Figure pct00026
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치.
    여기서, r은 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리를 나타내고,
    α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 식
    Figure pct00027
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치.
    여기서, h image 는, 상기 센서로부터 상기 촬상판의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내고,
    α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 촬상 핀홀의 유효 구경은 0.001 mm 내지 1 mm의 범위에 있고,
    상기 촬상판의 두께는 0.005 mm 내지 5 mm의 범위에 있으며,
    상기 도광판의 두께는 0.1 mm 내지 5 mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 지문, 장문 수집 장치.
  6. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    광필터가 상기 촬상 핀홀과 상기 센서 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치.
  7. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    보정 렌즈가 상기 촬상 핀홀의 일 측 또는 양 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 수집 장치는 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 하나 이상의 센서가 상기 렌즈의 타 측으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 이미지 수집 장치를 포함하는 단말 장치.
  10. 단말 장치로서,
    도광판과 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 도광판으로 광의 적어도 일부를 방출하기 위한 광원은 상기 도광판의 일 측에 배치되고, 상기 디스플레이 패널은 촬상판으로서 간주되며, 상기 디스플레이 패널은 하나 이상의 촬상 핀홀을 구비하여 제공되며, 하나 이상의 센서가 상기 디스플레이 패널의 타측으로부터 이격되어 배치되며 상기 촬상 핀홀들에 대응하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널로부터 먼 상기 도광판의 일 면으로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 로 정의되고, 상기 물체 거리 h object 는 식
    Figure pct00028
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
    여기서, r은 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리를 나타내고,
    α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 식
    Figure pct00029
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
    여기서, h image 는, 상기 센서로부터 상기 촬상판의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내고,
    α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
  13. 단말 장치로서,
    도광판과 상기 도광판으로부터 이격되어 배치된 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 도광판으로 광의 적어도 일부를 방출하기 위한 광원은 상기 도광판의 일 측에 배치되며, 상기 디스플레이 패널은 하나 이상의 투명 홀을 구비하여 제공되며, 하나 이상의 렌즈가 상기 디스플레이 패널의 타 측으로부터 이격되어 배치되며 상기 투명 홀에 대응하며, 하나 이상의 센서가 상기 렌즈들의 타 측으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  14. 액정 단말 장치로서,
    액정 표시(LCD) 스크린을 포함하고,
    상기 LCD 스크린은 LCD 패널, 백라이트 소자, 및 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 이미지 수집 장치를 포함하며,
    상기 LCD 패널은 상기 이미지 수집 장치의 이미지 수집부와 도광판 사이에 배치되며,
    상기 백라이트 소자는, 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하며,
    상기 이미지 수집부는 상기 반사 시트와 백 플레이트 사이에 배치되고, 비아(via)가 상기 반사 시트 상에 상기 이미지 수집부에 대응하는 위치에 배치되며, 투광창이 상기 비아에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
  15. 액정 단말 장치로서,
    액정 표시(LCD) 스크린을 포함하고,
    상기 LCD 스크린은 LCD 패널, 백라이트 소자 및 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 이미지 수집 장치를 포함하고,
    상기 LCD 패널은 상기 이미지 수집 장치의 이미지 수집부와 도광판 사이에 배치되며, 상기 백라이트 소자는 상기 LCD 패널과 이미지 수집부 사이에 배치되며,
    상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하며,
    제1 비아와 제2 비아가 각각 상기 반사 시트와 상기 백 플레이트에 상기 이미지 수집부에 대응하는 위치에 배치되며, 투광창이 상기 제1 비아 및 제2 비아 각각에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
  16. 액정 단말 장치로서,
    액정 표시(LCD) 스크린을 포함하고,
    상기 LCD 스크린은 LCD 패널, 상기 LCD 패널의 일 측에 배치된 백라이트 소자, 및 상기 LCD 패널의 타 측으로부터 이격되어 배치된 도광판을 포함하고,
    광원이 상기 도광판의 일 측에 배치되고, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트, 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하며,
    센서가 상기 반사 시트와 백 플레이트 사이에 배치되며,
    상기 반사 시트는 촬상판으로서 역할을 하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 상기 촬상판에 배치되며, 상기 촬상 핀홀이 센서로부터 이격되어 배치되고, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
  17. 액정 단말 장치로서,
    액정 표시(LCD) 스크린을 포함하고,
    상기 LCD 스크린은 LCD 패널, 상기 LCD 패널의 일 측에 배치된 백라이트 소자, 및 상기 LCD 패널의 타 측으로부터 이격되어 배치된 도광판을 포함하고,
    광원이 상기 도광판의 일 측에 배치되며, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트, 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하며,
    하나 이상의 센서가 상기 백 플레이트의 타 측에 배치되며,
    상기 반사 시트와 백 플레이트는 함께 촬상판으로서 작용하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 촬상판에 배치되며, 상기 촬상 핀홀은 상기 센서로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
  18. 액정 단말 장치로서,
    액정 표시(LCD) 스크린을 포함하고,
    상기 LCD 스크린은 LCD 패널과 백라이트 소자를 포함하며,
    상기 LCD 패널은 도광판으로 간주되며,
    광원은 상기 도광판의 일 측에 배치되며, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하고,
    센서는 상기 반사 시트와 백 플레이트 사이에 배치되고,
    상기 반사 시트는 촬상판으로서 작용하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 상기 촬상판에 배치되며, 상기 촬상 핀홀은 상기 센서로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
  19. 액정 단말 장치로서,
    액정 표시(LCD) 스크린을 포함하고,
    상기 LCD 스크린은 LCD 패널과 백라이트 소자를 포함하며,
    상기 LCD 패널은 도광판으로 간주되며,
    광원은 상기 도광판의 일 측에 배치되며, 상기 백라이트 소자는 반사 시트, 백 플레이트 및 상기 반사 시트와 LCD 패널 사이에 배치된 광학 필름의 하나 이상의 층을 포함하고,
    하나 이상의 센서가 상기 백 플레이트의 타 측에 배치되며,
    상기 반사 시트와 백 플레이트는 함께 촬상판으로서 작용하며, 하나 이상의 촬상 핀홀이 상기 센서에 대응하는 위치에 상기 촬상판에 배치되며, 상기 촬상 핀홀은 상기 센서로부터 이격되어 배치되며, 투광창이 상기 촬상 핀홀에 대응하는 위치에 상기 광학 필름에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 액정 단말 장치로서,
    상기 촬상판으로부터 먼 상기 도광판의 일 면으로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리는 물체 거리 h object 로 정의되고, 상기 물체 거리 h object 는 식
    Figure pct00030
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
    여기서, r은 2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리를 나타내고,
    α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
  21. 제 20 항에 있어서,
    2개의 인접한 촬상 핀홀들의 중심들 사이의 거리 r은 식
    Figure pct00031
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치.
    여기서, h image 는, 상기 센서로부터 상기 촬상 핀홀의 중심축까지의 거리인, 이미지 거리를 나타내고,
    α는 상기 촬상 핀홀의 시야각을 나타낸다.
  22. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 이미지 수집 장치에 대한 이미지 수집 방법으로:
    상기 광원에 의해 방출되는 광의 적어도 일부가 전반사를 통하여 도광판 안으로 들어가 전파되게 하고;
    이미지 수집부에 의하여 상기 도광판의 타 측 위에 물체의 이미지를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치에 대한 이미지 수집 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 이미지 수집부에 의하여 상기 도광판의 타 측 위에 물체의 이미지를 획득하는 것은:
    상기 물체에 의해 터치되는 상기 도광판의 일 면에 복수의 스캐닝 구역을 형성하고, 여기서, 인접하는 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지며;
    각각의 스캐닝 구역들에서 상기 물체의 부분 이미지들을 상기 센서에 의하여 캡쳐하며, 여기서, 인접하는 촬상 구역들에 부분 이미지들은 서로 겹쳐지지 않으며;
    상기 검출하고자 하는 물체의 완성된 이미지를 획득하도록 각각의 촬상 구역들에서 부분 이미지들을 함께 스티치 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 수집 장치에 대한 이미지 수집 방법.
  24. 제 14 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 액정 단말 장치에 대한 이미지 수집 방법으로서:
    제어 신호에 반응하여 투명 상태로 액정 표시(LCD) 패널을 두고;
    상기 광원에 의해 방출된 광의 적어도 일부가 전반사를 통하여 도광판 안으로 들어가 전파되게 하며;
    상기 이미지 수집부에 의하여 상기 LCD 패널의 일 측에 상기 액정 패널로부터 먼 상기 도광판의 타 측 위에 물체의 이미지를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치에 대한 이미지 수집 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 이미지 수집부에 의하여 상기 LCD 패널의 일 측에 상기 액정 패널로부터 먼 상기 도광판의 타 측 위에 물체의 이미지를 획득하는 것은:
    상기 물체에 의해 터치되는 상기 도광판의 일 면에 하나의 물체에 대한 복수의 스캐닝 구역을 형성하고, 여기서, 인접하는 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지며;
    각각의 스캐닝 구역들에서 하나씩 상기 물체의 부분 이미지들을 캡쳐하며, 여기서, 상기 부분 이미지들은 서로 겹쳐지지 않으며;
    검출하고자 하는 상기 물체의 완성된 이미지를 획득하도록 각각의 촬상 구역들에서 부분 이미지들을 스티치 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치에 대한 이미지 수집 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 이미지 수집부에 의하여 상기 LCD 패널의 일 측에 상기 액정 패널로부터 먼 상기 도광판의 타 측 위에 물체의 이미지를 획득하는 것은:
    상기 물체에 의해 터치되는 상기 도광판의 일 면에 하나의 물체에 대한 복수의 스캐닝 구역들을 형성하고, 여기서, 인접한 스캐닝 구역들은 서로 겹쳐지며;
    제어 신호에 반응하여, 각각의 스캐닝 구역들에 대하여 하나씩 대응하여, 상기 LCD 패널의 영역들을 투명한 상태로 두고;
    각각의 스캐닝 구역들에서 하나씩 상기 물체의 부분 이미지들을 캡쳐하며, 여기서, 상기 부분 이미지들은 서로 겹쳐지지 않으며;
    검출하고자 하는 물체의 완성된 이미지를 획득하도록 각각의 촬상 구역들에서 부분 이미지들을 함께 스티치 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 단말 장치의 이미지 수집 방법.
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