KR100404626B1 - 고체 촬상장치 및 그것을 이용한 지문 대조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촬상 능력을 종래의 장치 이상으로 발휘시킬 수 있는 고체 촬상장치를 제공하는 것으로서, 센서 어레이는 매트릭스상으로 배치된 광전 변환 셀에 의해 구성된다. X스캐너, Y스캐너는 각 광전 변환 셀을 스캔한다. VGA는 각 광전 변환 셀의 출력 전압을 증폭한다. ADC는 VGA의 출력을 디지털 데이터로 변환한다. 평균 계산 유닛은 ADC의 출력에 의거하여, 센서 어레이의 미리 결정된 영역의 각 광전 변환 셀의 출력 전압의 평균치를 연산한다. 제산기는 기준치를 상기 평균치로 나누고, 그 결과를 승산기에 출력한다. 승산기는 앞 프레임의 게인 제어 신호가 저장된 레지스터의 출력과 제산기의 출력을 승산하고, 그 결과를 게인 제어 신호로서 VGA에 출력한다. 상기 특정 영역의 광전 변환 셀 출력의 평균치에 의해 VGA의 게인을 제어하기 때문에 게인 조정을 정확하게 행할 수 있다.

Description

고체 촬상장치 및 그것을 이용한 지문 대조장치{SOLID-STATE IMAGE PICK-UP DEVICE AND FINGERPRINT COLLATING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 고체 촬상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광전 변환 셀로 구성된 센서 어레이의 출력측 증폭 회로의 개선을 도모한 고체 촬상장치에 관한 것으로서, 본 출원은 일본 특허출원 2000-305222호(2000, 10, 4)를 우선권 주장한 것으로서 선 출원된 내용이 참조로서 본원에 인용되었다.

(종래의 기술)

도 1은 종래의 고체 촬상장치의 구성예를 도시하는 블록도로서, 센서 어레이(1)는 다수의 광전 변환 셀을 매트릭스상으로 배치되며, 부호 2는 센서 어레이(1)의 각 광전 변환 셀을 X방향(가로방향)으로 스캔하는 X스캐너, 3은 센서 어레이(1)의 각 광전 변환 셀을 Y방향(세로방향)으로 스캔하는 Y스캐너이다. 또한, 5는 센서 어레이(1)로부터 차례로 출력되는 각 광전 변환 셀 전압을 증폭하는 VGA(Variable Gain Amplifier)로서, 제어 신호에 따른 증폭율로 입력 신호를 증폭하는 앰프이다. 6은 VGA(5)의 출력을 디지털 데이터로 변환하는 ADC(A/D 변환기), 7은 ADC(6)의 출력이 인가되는 출력 단자이다. 또한, 8은 ADC(6) 출력의 평균치, 즉, 센서 어레이(1)의 각 광전 변환 셀의 출력 전압의 평균치를 연산하는 평균 계산 유닛, 9는 미리 설정되어 있는 기준치를 평균 계산 유닛의 출력으로 나누는 제산기로서, 이 제산기의 출력이 VGA(5)의 게인 제어 단자에 인가된다. 이로써, 출력 단자(7)로부터 출력되는 데이터의 평균치가 기준치에 일치하도록 제어된다.

이와 같이, 종래의 고체 촬상장치는 평균 계산 유닛(8)에 의해, 센서 어레이(1)의 모든 광전 변환 셀의 출력 전압의 평균을 연산하고, 그 연산 결과에 의거하여 VGA의 게인을 제어하였었다.

그러나, 센서 어레이(1)의 모든 광전 변환 셀의 출력 전압의 평균에 의거하여 VGA(5)의 게인을 제어하는 것은 고체 촬상장치의 사용 목적에 따라서는 부적절한 경우가 있으며, 그와 같은 경우, 고체 촬상장치의 능력을 충분히 발휘시킬 수 없었다.

본 발명은 이러한 문제를 극복하기 위한 촬상 고체 촬상장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 바람직한 제 1형태로서는, 복수의 광전 변환 셀을 매트릭스상으로 배치한 센서 어레이와, 상기 센서 어레이로부터 차례로 출력되는 상기 광전 변환 셀의 출력을 증폭하는 증폭 수단과, 상기 증폭 수단의 출력을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 구비하는 고체 촬상장치에 있어서, 상기 아날로그/디지털 변환기의 출력에 의거하여, 상기 센서 어레이의 미리 정하여져 있는 특정 영역의 광전 변환 셀의 출력의 평균치를 산출하는 평균 계산 수단과, 상기 평균 계산 수단의 산출 결과를 상기 증폭 수단의 게인을 제어하는 게인 제어 신호로 변환하는 변환 수단을 구비하는 고체 촬상장치이다.

본 발명의 제 2형태는, 고체 촬상장치에 있어서, 상기 변환 수단은 미리 결정된 기준치를 상기 평균 계산 수단의 출력으로 제산(dividing)하는 제산기인 것이다.

본 발명의 제 3형태는, 고체 촬상장치에 있어서, 상기 변환 수단은 앞 프레임의 게인 제어 신호를 기억하는 레지스터와, 상기 제산기의 출력과 상기 레지스터의 출력을 승산하는 승산기를 더 구비하고, 상기 승산기의 출력을 게인 제어 신호로서 출력한다.

본 발명의 제 4형태는, 고체 촬상장치 있어서, 상기 평균 계산 수단은 상기 센서 어레이를 주사하는 클록 펄스에 의거하여 상기 특정 영역의 광전 변환 셀의 데이터가 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 출력되는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출 수단과, 상기 타이밍 검출 수단의 검출 타이밍에 있어서 상기 아날로그/디지털 변환기의 출력을 차례로 누산(totalizing)하는 누산 수단과, 상기 누산 수단의 누산 결과를 상기 특정 영역의 광전 변환 셀 수로 제산하는 제산기를 구비하는 것이다.

본 발명의 제 5형태는, 고체 촬상장치에 있어서 타이밍 검출 수단은, 상기클록 펄스의 타이밍에서 입력단의 데이터를 판독하는 레지스터와, 상기 레지스터의 출력에 「1」을 가산하여 해당 레지스터의 입력단에 출력하는 가산기와, 상기 가산기의 출력이 상기 특정 영역의 좌표에 일치할때 검출 신호를 출력하는 비교기를 구비하는 것이다.

본 발명의 제 6형태는, 고체 촬상장치에 있어서, 상기 타이밍 검출 수단은 상기 특정 영역의 주사 타이밍에 있어서, "1" 신호를 출력하는 어드레스 디코더와, 상기 어드레스 디코더의 출력 및 상기 센서 어레이를 주사하는 주사 신호가 함께 "1"인 때에 타이밍 검출 신호를 출력하는 회로를 구비하는 것이다.

본 발명의 제 7형태는, 고체 촬상장치에 있어서, 상기 누산 수단은 상기 타이밍 검출 수단의 검출 타이밍에 있어서 상기 아날로그/디지털 변환기의 출력을 선택하여 출력하고, 그 이외의 타이밍에 있어서 0을 출력하는 셀렉터와, 상기 클록 펄스의 타이밍에서 입력단의 데이터를 판독하는 레지스터와, 상기 레지스터의 출력에 상기 셀렉터의 출력을 가산하여 해당 레지스터의 입력단에 출력하는 가산기를 구비하는 것이다.

본 발명의 제 8형태는, 고체 촬상장치에 있어서, 상기 특정 영역의 시작점의 좌표 및 종료점의 좌표로부터 상기 특정 영역의 X방향의 광전 변환 셀 수 및 Y방향의 광전 변환 셀 수를 산출하는 연산 수단과, 상기 연산 수단에 의해 산출된 X방향의 광전 변환 셀 수 및 Y방향의 광전 변환 셀 수를 승산하는 승산 수단으로 이루어지는 광전 변환 셀 수 산출 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 9형태는, 고체 촬상장치에 있어서, 복수의 상기 특정 영역을미리 설정하여 두고, 상기 평균 계산 수단은, 유저가 선택한 특정 영역에 관해 광전 변환 셀의 출력의 평균치를 산출하는 것이다.

본 발명의 제 10형태는, 손가락을 향하여 광을 조사하는 조명부와, 상기 손가락에서 반사한 광을 본 발명의 고체 촬상장치의 상기 센서 어레이로 유도하는 광학계와, 상기 고체 촬상장치의 출력으로부터 상기 손가락 지문의 특징점을 추출하는 추출 수단과, 복수의 지문의 특징점이 기억된 기억 수단과, 상기 추출 수단에 의해 추출된 특징점과 상기 기억 수단에 기억된 특징점을 대조하는 대조 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 지문 대조장치이다.

본 발명의 또 다른 형태는, 지문 대조장치에 있어서, 상기 고체 촬상장치의 출력에 의거하여 손가락의 위치를 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단의 검출 결과로부터 상기 특정 영역의 시작점 좌표와 종료점 좌표를 구하여, 상기 고체 촬상장치에 출력하는 수단을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 고체 촬상장치의 구성을 도시한 블록도.

도 2는 본 발명 제 1 실시예의 구성을 도시한 블록도.

도 3은 제 1실시예에 있어서의 평균 계산 유닛(11)과 평균 계산 제어 유닛(12)의 상세를 도시한 회로도.

도 4는 제 1실시예에 있어서의 광전 변환 셀 수 산출 회로의 구성을 도시한 블록도.

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 있어서의 평균 계산 제어 유닛(12)의 구성을 도시한 회로도.

도 6는 본 발명 제 3실시예의 구성을 도시한 블록도

도 7a 및 도 7b는 제 3실시예의 동작을 설명하기 위한 도.

도 8a 및 도 8b는 본 발명 제 4실시예의 동작을 설명하기 위한 설명도.

도 9은 본 발명 제 5실시예의 구성을 도시한 블록도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 센서 어레이 2 : X스캐너

3 : Y스캐너 5 : VGA

6 : ADC 7 : 출력 단자

9 : 제산기 11 : 평균 계산 유닛

12 : 평균 계산 제어 유닛 15 : 레지스터

16 : 가산기 17 : 비교기

(발명의 실시의 형태)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 관해 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 2에서, 도 1에 도시한 종래의 장치의 각부와 대응하는 부분에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 이 도면에 있어서, 부호 1은 센서 어레이, 2는 X스캐너, 3은 Y스캐너, 5는 센서 어레이(1)의 각 광전 변환 셀의 출력 전압을 증폭하는 VGA, 6은VGA(5)의 출력을 디지털 데이터로 변환하는 ADC, 7은 출력 단자이고, 이들의 구성은 도 1의 것과 같다. 11은 평균 계산 유닛으로서, ADC(6)의 출력에 의거하여, 센서 어레이(1)의 미리 결정된 영역(R)의 각 광전 변환 셀의 출력 전압의 평균치를 연산한다. 12는 상기 평균 계산 유닛(11)에 부속되는 평균 계산 제어 유닛이다.

도 3은 상술한 평균 계산 유닛(11) 및 평균 계산 제어 유닛(12)의 구성을 도시한 회로도이다. 이 도면에 있어서, 15는 클록 펄스(clk)의 타이밍에서 입력 데이터를 판독하고, 리셋 신호(RE)에 의해 리셋되는 레지스터이다. 여기서, 클록 펄스(clk)는 X스캐너(2)가 센서 어레이(1)의 각 광전 변환 셀을 스캔할 때의 클록 펄스이고, 또한, 리셋 신호(RE)는 X스캐너(2)에 의한 센서 어레이(1)의 스캔이 시작되기 직전에 출력되는 신호이다. 16은 가산기로서, 레지스터(15)의 출력에 「1」을 가산하고, 그 가산 결과를 레지스터(15)의 입력단 및 비교기(17)의 입력단에 출력한다. 이상의 구성에 있어서, 레지스터(15)의 출력 데이터는 리셋 신호(RE)에 의해 리셋된 후, 클록 펄스(clk)의 타이밍에서 차례로 인크리멘트된다. 그리고, 이 레지스터(15)의 출력 데이터에 「1」이 가하여져서, 가산기(16)로부터 출력된다. 따라서, 가산기(16)의 출력은 X스캐너(2)의 스캔위치를 나타내고 있다. ,

17은 비교기로서 가산기(16)의 출력을 영역(R)(도 2)의 시작점(S)의 X좌표(Xs) 및 종료점(E)의 X좌표(Xe)와 각각 비교하고, 가산기(16)의 출력이 좌표(Xs)보다 크고, 좌표(Xe)보다 작을 때 "1" 신호를 출력한다. 즉, 이 비교기(17)의 출력 신호(S-X)는 X스캐너(2)가 좌표(Xs)부터 좌표(Xe) 사이를 스캔하고 있을 때 "1"이 된다. 그리고, 이 신호(S-X)가 AND 게이트(18)의 제1 입력단에인가된다. 도시는 생략하지만, 같은 회로가 Y스캐너(3)에 대응하여 마련되어 있고, Y스캐너(3)가 시작점(S)의 Y좌표(Ys)부터 종료점(E)의 Y좌표(Ye) 사이를 스캔하고 있을 때 "1"이 되는 신호(S-Y)를 AND 게이트(18)에 출력한다. 따라서, AND 게이트(18)의 출력은, X스캐너(2) 및 Y스캐너(3)에 의해 영역(R)이 스캔되어 있을 때 "1" 신호가 되고, 이 "1" 신호가 셀렉터(20)의 셀렉트 단자(SE)에 인가된다. 셀렉터(20)는 셀렉트 단자(SE)의 신호가 "1"인 때에 ADC(6)의 출력을 선택하여 평균 계산 유닛(11)에 출력하고, "0"인 경우는 데이터 「O」을 출력한다.

평균 계산 유닛(11)에 있어서, 부호 22는 클록 펄스(clk)의 타이밍에서 입력 데이터를 판독하고, 리셋 신호(RE1)에 의해 리셋되는 레지스터이다. 여기서, 클록 펄스(clk)는, 전술한 X스캐너(2)가 센서 어레이(1)의 각 광전 변환 셀을 스캔할 때의 클록 펄스이고, 또한, 리셋 신호(RE1)는 센서 어레이(1)의 스캔이 시작되기 직전에 출력되는 신호이다. 23은 가산기로서 레지스터(22)의 출력에 셀렉터(20)의 출력을 가산하고 그 가산 결과를 레지스터(22)의 입력단 및 제산기(24)의 입력단에 출력한다. 이상의 구성으로부터 명백한 바와 같이, 레지스터(22) 및 가산기(23)는 영역(R)의 각 광전 변환 셀의 출력 전압을 차례로 가산하고, 종료점(E)의 스캔이 끝난 시점에서 가산 결과를 제산기(24)에 출력한다. 이 가산 결과는, 센서 어레이(1)의 모든 광전 변환 셀의 스캔이 종료할 때까지 보존되고, 다음 스캔이 시작되기 직전에 리셋된다.

제산기(24)는 가산기(23)의 출력을 영역(R)의 광전 변환 셀 수 N으로 제산하고, 그 제산 결과, 즉, 영역(R)의 각 광전 변환 셀의 출력 전압의 평균치를제산기(9)(도 2)에 출력한다. 도 4는 영역(R)의 광전 변환 셀 수 N을 구하는 예를 나타내는 회로이다. 이 도면에 있어서, 가산기(26)는 영역(R)의 종료점(E)의 X어드레스(Xe)부터 시작점(S)의 X어드레스(Xs)를 감산하고, 감산 결과에 「1」을 가산하여 승산기(28)에 출력한다. 마찬가지로, 가산기(27)는 영역(R)의 종료점(E)의 Y어드레스(Ye)부터 시작점(S)의 Y어드레스(Ys)를 감산하고, 감산 결과에 「1」을 가산하여 승산기(28)에 출력한다. 승산기(28)는 가산기(26, 27)의 출력을 승산하고, 그 결과를 광전 변환 셀 수 N으로 도 3의 제산기(24)에 출력한다.

이어서, 제산기(9)(도 2)는 센서 어레이(1)의 모든 광전 변환 셀의 스캔이 종료한 시점에서, 미리 정하여져 있는 기준치를 상술한 평균 계산 유닛(11)의 출력으로 나누고 그 결과를 승산기(30)에 출력한다. 승산기(30)는 제산기(9)의 출력에 레지스터(31)의 출력을 승산하고, 그 결과를 VGA(5)의 게인 제어 신호(G)로서 출력한다. 여기서, 레지스터(31)는 전술한 리셋 신호(RE1)를 받아 게인 제어 신호(G)를 판독하는 레지스터로서, 앞 프레임의 게인 제어 신호(G)가 기억되는 레지스터이다.

이 레지스터(31) 및 승산기(30)를 마련하고 있는 이유는 다음과 같다. 지금, 제산기(9)의 출력을 직접 VGA(5)에 인가하는 경우에 관해 생각한다. 센서 어레이(1)의 1회의 스캔이 종료한 시점에서, 제산기(9)의 출력이 예를 들면, 「3」이였다고 하면, 다음 스캔시에는 센서 어레이(1)의 출력이 VGA(5)에 있어서 3배로 되어, ADC(6)에서 디지털 데이터로 변환되어 평균 계산 유닛(11)에 인가된다. 그리고, 이 경우, 센서 어레이(1)의 출력이 3배로 되어 있기 때문에 센서 어레이(1)의 출력이 전회의 스캔시와 완전히 같더라도 제산기(9)의 출력은 「1」로 되고, 이 데이터 「1」이 VGA(5)에 인가된다. 이로써, 차회의 스캔시는 센서 어레이(1)의 출력이 VGA(5)에 있어서 1배로 되어, ADC(6)를 통하여 평균 계산 유닛(11)에 인가되고, 이 결과, 제산기(9)의 출력이 다시 「3」으로 된다. 이와 같이, 제산기(9)의 출력을 직접 VGA(5)에 인가하면, 센서 어레이(1)의 출력이 변화하지 않는 데에도 VGA(5)의 출력이 이상 변동되는 문제가 생긴다.

한편으로, 승산기(30) 및 레지스터(31)를 마련한 경우의 동작을 다음에 설명한다. 지금, 센서 어레이(1)의 1회의 스캔이 종료한 시점에서, 제산기(9)의 출력이 예를 들면, 「3」이였다고 하면, 레지스터(31)의 초기치를 「1」로 하면, 승산기(30)로부터 「3」이 출력된다. 그리고, 다음 스캔시에는, 센서 어레이(1)의 출력이 VGA(5)에 있어서 3배로 되고, ADC(6)에서 디지털 데이터로 변환되어 평균 계산 유닛(11)에 인가된다. 센서 어레이(1)의 스캔이 종료하면, 승산기(30)로부터 출력되어 있는 데이터 「3」이 레지스터(31)에서 판독되고, 이어서, 제산기(9)에 의한 제산이 행하여 진다. 이 경우, 센서 어레이(1)의 출력이 VGA(5)에 의해 3배로 되기 때문에, 센서 어레이(1)의 출력이 전회의 스캔시와 완전히 같더라도, 제산기(9)의 출력은 「1」로 되고, 이 데이터 「1」이 승산기(30)에 인가된다. 승산기(30)는, 이 데이터 「1」과 레지스터(31)의 출력 데이터 「3」을 승산하고, 그 결과 「3」을 VGA(5)에 출력한다. 이로써, 차회의 스캔시에 센서 어레이(1)의 출력이 VGA(5)에 있어서 다시 3배가 된다.

이와 같이, 승산기(30) 및 레지스터(31)를 마련함으로써 이상 변동이 없는 옳바른 동작을 시킬 수 있다.

또한, 상술한 것을 수학식으로 설명하면 다음과 같다.

먼저,

(제 N회 프레임 ADC 출력) = (제(N-1)회 프레임 게인) × 제 n회 프레임 아날로그 출력)

따라서,

(기준치)÷(제 N회 프레임 디지털 평균치) = (기준치)÷((제(N-1) 프레임 게인)× (제 N회 프레임 아날로그 출력 평균치))

수학식 2를 변형하면,

(기준치)÷(제 N회 프레임 디지털 평균치)×(제(N-1)회 프레임 게인)

= (기준치)÷(제 N회 프레임 아날로그 출력 평균치)

이 수학식 3으로부터 도 2의 회로가 실행된다.

이어서, 본 발명의 다른 실시예에 관해 설명한다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서 이용되는 평균 계산 제어 유닛의 구성의 일부를 도시한 회로도로서, 이 도 5에 도시한 회로는, 도 3에 있어서의 레지스터(15), 가산기(16), 비교기(17) 대신에 이용되는 회로이다. 그러나, 이 도 5의 회로는 Y방향 제어의 경우이다. 이 도면에 있어서, 어드레스 디코더(35)는 Y스캐너(3)가 스캔하는 위치를 나타낸 데이터 (Yadd)를 디코드하는 디코더로서, Y스캐너(3)와 동 수의 출력단을 가지며, 데이터 (Yadd)가 영역(R)의 시작점의 Y좌표(Ys)보다 크고, 종료점의 좌표(Ye)보다 작을 때, 대응하는 출력단으로부터 "1" 신호를 출력한다.

이 어드레스 디코더(35)의 각 출력은 각각, 대응하는 Y스캐너(3)의 출력과 함께 AND 게이트(36-1, 36-2, ··· 36-K (K : 센서 어레이(1)의 행수))에 출력된다. AND 게이트(36-1, 36-2, ··· 36-K)는 각각 어드레스 디코더(35)의 출력과, Y스캐너(3)의 출력의 AND를 취하는 회로로서, 각 출력은 각각 FET(전계효과 트랜지스터)(37-1, 37-2, ··· 37-K)의 각 게이트에 인가된다. FET(37-1, 37-2, ··· 37-K)는, 각 드레인이 공통 접속되어, 부하저항으로서의 FET(38)의 드레인에 접속되고, 각 소스가 접지되어 있다. 그리고, 각 드레인의 공통 접속선의 신호가 신호(S-Y)로서 도 3에 도시한 AND 게이트(18)에 인가된다.

이러한 구성에 의하면, Y스캐너(3)가 좌표(Ys)부터 좌표(Ye) 사이를 스캔할 때, 대응하는 AND 게이트(36)의 출력이 "1"로 되고, FET(37)가 온으로 되어, 신호(S-Y)가 "1"로 된다. 즉, 도 3에 있어서의 레지스터(15), 가산기(16), 비교기(17)에 의한 회로와 같은 동작을 행한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 의한 고체 촬상장치의 구성을 도시한 블록도로서, 이 도 6에 도시한 장치가 도 2에 도시한 것과 다른 점은, 센서 어레이(1)를 가상적으로 블록(O, 0) 내지 블록(m, n)의 (m×n)개의 블록으로 분할하고 있는 점이다. 즉, 유저가 조작부로부터 어느 하나의 블록를 지정하면, 미리 기억장치(도시 생략)에 기억되어 있는 전모 블록의 시작점 및 종료점의 X, Y좌표 중에서, 지정된 블록의 시작점, 종료점의 좌표가 판독되어, 평균 계산 제어 유닛(12)에 설정된다.이로써, 지정된 블록의 평균치가 평균 계산 유닛(11)에서 산출된다. 예를 들면, 도 7a에 도시한 블록를 지정하면, 동 도면에 도시한 시작점(P1), 종료점(P2)의 X, Y좌표가 평균 계산 제어 유닛(12)에 설정되고, 또한, 도 7b에 도시한 바와 같이, 연속하는 2블록를 지정한 경우엔, 도 7b에 도시한 시작점(P3) 및 종료점(P4)의 X, Y좌표가 평균 계산 제어 유닛(12)에 설정된다.

도 8a는 본 발명의 제4 실시예에 의한 고체 촬상장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 이 제4 실시예에 있어서는, 전원 투입시 또는 리셋 버튼이 조작되었을 때, 도 2에 있어서의 VGA(5)의 게인을 강제적으로 「1」로 설정하고, 센서 어레이(1)의 스캔을 행한다. 그리고, 얻어진 제산기(9)의 출력을 홀드 회로(도시 생략)에 의해 홀드하고, 이후, 그 홀드 회로의 출력을 VGA(5)의 게인 제어 단자에 인가한다. 즉, 이 제4 실시예에 있어서는, 평균 계산 유닛(11)에 있어서의 평균치 계산이, 도 8a에 도시한 단일 조작으로서, 한번 정한 경우는, 이후, 그 게인을 연속하여 사용한다. 참고로, 전술한 도 2의 회로에 의한 연속 프레임 동작을 도 8b에 도시한다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 의한 지문 대조장치의 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에 있어서, 프리즘(40)은 그 일면(40a)이 손가락(41)을 맞대는 접촉면으로 되어 있다. 조명부(43)은 프리즘(40)의 접촉면(40a)을 향해 광을 방사한다. 렌즈(44)는 조명부(43)로부터 방사되어, 손가락(41)에서 반사된 광을 고체 촬상장치(45)의 센서 어레이(1)에 결상시킨다.

고체 촬상장치(45)는, 도 2에 도시한 장치로서, 출력 단자(7)로부터 출력되는 촬상 데이터가 CPU(중앙처리장치)(46)에 인가된다. CPU(46)는 고체 촬상장치(45)의 출력 데이터로부터 손가락(41) 지문의 특징점을 소정의 알고리즘에 따라 검출한다. 이어서, 검출한 특징점을 메모리(47) 내에 미리 기억되어 있는 복수 사람의 지문의 특징점 데이터와 대조함으로써 지문을 특정한다.

상기한 처리에 있어서, 명확한 대조 결과가 얻어지지 않은 경우는, 도 2의 영역(R)을 변경한다. 이 변경의 방법으로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 미리 검출 블록이 설정되어 있는 경우는 유저가 블록의 지정을 바꾸어 본다. 또한, 블록이 설정되어 있지 않은 경우는 유저가 시작점(S)과 종료점(E)의 좌표를 변경한다.

또한, 다음 방법도 유효하다. 즉, 손가락(41)은 접촉면(40a)의 어떤 위치에 접촉되었는를 모르고, 사람에 따라 접촉 위치가 크게 다른 경우가 있다. 이 경우, 영역(R)이 정위치라면, 손가락(41)의 위치와 상당히 다른 위치의 평균에 의거하여 VGA(5)의 게인이 정하여져 정확한 지문 검출을 할 수 없게 된다. 한편, 손가락(41)을 맞댄 위치와 손가락(41)이 없는 위치에서는 센서 어레이(1)가 받는 광의 양이 크게 다르다. 따라서, 센서 어레이(1)의 각 광전 변환 셀의 출력으로부터 손가락(41)의 개략 접촉 위치를 검출할 수 있다. 그래서, CPU(46)가 고체 촬상장치(45)의 출력에 의거하여 손가락(41)의 위치를 검출하고, 그 검출 결과로부터 시작점(S), 종료점(E)을 결정하여, 그 좌표(Xs, Ys), (Xe, Ye)를 고체 촬상장치(45)에 출력한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 고체 촬상장치에 의하면, 아날로그/디지털 변환기의 출력에 의거하여, 센서 어레이의 미리 정하여져 있는 특정 영역의 광전 변환 셀의 출력의 평균치를 산출하는 평균 계산 수단과, 평균 계산 수단의 산출 결과를 증폭 수단의 게인을 제어하는 게인 제어 신호로 변환하는 변환 수단을 마련하였기 때문에 촬상 능력을 높일수 있다.

또한, 본 발명의 고체 촬상장치는 앞 프레임의 게인 제어 신호를 기억하는 레지스터와, 제산기의 출력과 레지스터의 출력을 승산하는 승산기를 마련하였기 때문에 증폭 수단의 게인을 실시간으로 연속적으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체 촬상장치는 복수의 특정 영역을 미리 설정하여 두고, 평균 계산 수단은 유저가 선택한 특정 영역에 관하여 광전 변환 셀의 출력의 평균치를 산출하도록 했기 때문에 특정 영역을 간단히 변경할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 고체 촬상장치는 손가락을 향하여 광을 조사하는 조명부와, 손가락에서 반사한 광을 고체 촬상장치의 센서 어레이로 인도하는 광학계와, 고체 촬상장치의 출력으로부터 손가락 지문의 특징점을 추출하는 추출 수단과, 복수의 지문의 특징점이 기억된 기억 수단과, 추출 수단에 의해 추출된 특징점과 기억 수단에 기억된 특징점을 대조하는 대조 수단을 마련하였기 때문에 지문 대조를 종래보다 월등히 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체 촬상장치는 고체 촬상장치의 출력에 의거하여 손가락의 위치를 검출하는 검출 수단과, 검출 수단의 검출 결과로부터 특정 영역의 시작점 좌표와 종료점 좌표를 구해 고체 촬상장치에 출력하는 수단을 마련하였기 때문에 확실한 대조의 향상을 이룰 수 있다.

본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니며, 발명의 범위와 사상으로부터 벗어나지 않고 많은 변형을 고려할 수 있다. 본 발명의 고체 촬상장치는 도면들을 참조하여 설명한 것과 같이 본 발명의 전형적인 실시예에 불과하며, 그리고, 이와 같은 범위는 각각의 실시예는 한정되지 않는다. 따라서, 다음에 서술하는 청구항에 명시된 바와 같이 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 구조 형태로 이용할 수 있다.

Claims (21)

1. 고체 촬상장치에 있어서,

   제 1 출력은 매트릭스내의 제 1 영역에 대응하는 제 1 위치와 상기 매트릭스내의 제 2 영역에 대응하는 제 2 위치를 구비하며, 매트릭스 형상으로 배열되고 제 1 출력을 제공하는 복수의 광전 변환셀을 구비한 센서 어레이와;

   상기 제 1 출력을 제 1 제어 신호에 기초하여 제 2 출력으로 증폭율로 증폭하는 증폭기와;

   상기 제 2 출력을 수신하고 제 3 출력을 제공하는 제 1 변환기와;

   상기 제 3 출력을 수신하고, 상기 제 3 출력이 상기 제 1 출력의 상기 제 1 위치에 대응할 때 제 1 타이밍으로 제 3 출력을 제공하며 상기 제 3 출력이 상기 제 1 출력의 상기 제 2 위치에 대응할 때 제 2 타이밍으로 소정의 값을 제공하는 컴퓨터 제어 유닛과;

   상기 제 3 출력에 기초하여 소정의 값으로 상기 증폭기에 상기 제 1 제어 신호를 제공하는 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 컴퓨터 제어 유닛은:

   상기 제 1 타이밍으로 제 1 선택 신호를 제공하는 검출기와;

   상기 제 3 출력을 수신하고, 상기 제 1 선택 신호에 반응하여 상기 제 3 출력을 제공하는 셀렉터를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 검출기는 제 2 타이밍으로 제 2 선택 신호를 제공하고,

   상기 셀렉터는 상기 제 2 선택 신호에 반응하여 소정의 값을 제공하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 검출기는:

   상기 제 1 타이밍이 상기 제 1 영역에 대응하여 제 1 소정의 좌표에 기초하여 검출될 때 제 1 선택 신호를 제공하고 상기 제 2 타이밍이 검출될 때 상기 제 2 선택 신호를 제공하는 비교기를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 검출기는:

   제 1 입력 터미널과 제 1 출력 터미널과 상기 제 1 출력 터미널로부터 제공되는 제 1 데이터를 수신하고 제 2 데이터를 상기 제 1 입력과 상기 비교기에 제공하고 제 1 가산기를 가지는 제 1 레지스터를 더 구비하고;

   상기 제 1 레지스터는 상기 제 2 데이터를 클럭 신호에 반응하여 수신하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 비교기는 상기 제 2 데이터가 상기 제 1 영역에 대응할 때 상기 제 1 선택 신호를 제공하며, 상기 제 2 데이터가 상기 제 2 영역에 대응할 때 상기 제 2 선택 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 소정의 좌표는 시작 좌표와 종단 좌표를 구비하고;

   상기 비교기는 상기 제 2 데이터가 상기 시작 좌표보다 크고 상기 종단 좌표보다 작을 때 상기 제 1 선택 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 출력은 매트릭스내의 제 3 영역에 대응하는 제 3 위치를 더 구비하고;

   상기 컴퓨터 제어 유닛은 상기 제 3 출력이 상기 제 3 위치에 대응할 때 제 3 타이밍으로 상기 제 3 출력을 제공하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 비교기는 상기 제 3 타이밍이 상기 제 3 영역에 대응하는 제 3 소정의 좌표에 기초하여 검출될 때 상기 제 1 선택 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는고체 촬상장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 변환기는 상기 내부 기준치를 보유하고 상기 내부 기준치에 반응하여 상기 제어 신호를 제공하는 보유 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
11. 제 2 항에 있어서,

    상기 검출기는:

    어드레스와 상기 제 1 영역에 대응하는 소정의 좌표를 수신하고 상기 어드레스가 상기 제 1 영역에 대응할 때 검출 신호를 제공하는 어드레스를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 검출기는:

    상기 검출 신호와 구동 신호를 수신하고 상기 제 1 선택 신호를 제공하는 논리 회로를 더 구비하며, 상기 제 1 출력은 상기 구동 신호에 반응하여 제공되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 컨트롤러는 상기 제 3 출력의 평균치를 제공하며 상기 컴퓨터 제어 유닛에 구비된 계산 유닛를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 계산 유닛은:

    제 2 입력 터미널과 제 2 출력 터미널을 갖는 제 2 레지스터와;

    상기 계산 제어 유닛의 상기 출력이 상기 제 3 출력과 상기 소정의 값을 구비하며, 상기 제 2 출력 터미널로부터 제공되는 제 3 데이터와 상기 계산 유닛의 출력을 수신하고, 제 4 데이터를 상기 제 2 레지스터의 상기 제 2 입력 터미널에 제공하는 제 2 가산기와;

    상기 제 4 데이터를 수신하고 상기 제 3 입력의 상기 평균치를 제공하는 제 1 제산기를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 제산기는 상기 제 4 데이터를 상기 매트릭스의 제 1 영역내의 상기 복수의 광전 변환셀의 갯수로 분할되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 컨트롤러는 상기 제 3 출력의 상기 평균치에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 제공하는 제 2 변환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 제 2 변환기는:

    상기 제 3 출력과 기준치의 상기 평균치에 기초하여 내부 기준치를 제공하는 제 2 제산기를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 제 2 변환기는:

    상기 기준치에 의해 상기 제 3 출력의 상기 평균치를 분할하는 제 2 제산기를 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 제 2 변환기는:

    제 1 프레임의 제 1 제어 신호를 저장하는 게인 레지스터와;

    상기 제 1 제어 신호와 상기 내부 기준치에 기초하여 상기 증폭기와 상기 게인 레지스터에 제 2 프레임의 제 2 제어 신호를 제공하는 제승기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
20. 고체 촬상장치를 구비한 지문 대조 장치에 있어서,

    제 1 출력이 매트릭스내의 제 1 영역에 대응하는 제 1 위치와 상기 매트릭스내의 제 2 영역에 대응하는 제 2 위치를 구비하며, 매트릭스 형상으로 배열되고 제 1 출력을 구비하는 복수의 광전 변환셀을 구비하는 센서 어레이와;

    상기 제 1 출력을 제 1 제어 신호에 기초하여 제 2 출력으로 증폭율로 증폭하는 증폭기와;

    상기 제 2 출력을 수신하고 제 3 출력을 제공하는 제 1 변환기와;

    상기 제 3 출력을 수신하고, 상기 제 3 출력이 상기 제 1 출력의 상기 제 1 위치에 대응할 때 제 1 타이밍으로 제 3 출력을 제공하며 상기 제 3 출력이 상기 제 1 출력의 상기 제 2 위치에 대응할 때 제 2 타이밍으로 소정의 값을 제공하는 컴퓨터 제어 유닛과;

    상기 제 3 출력에 기초하여 소정의 값으로 상기 증폭기에 상기 제어 신호를 제공하는 컨트롤러와;

    손가락에 광선을 조사하기 위한 조명장치와;

    손가락에 의해 반사된 상기 광선을 상기 고체 촬상장치의 상기 센서 어레이로 향하게 하는 광학계와;

    상기 고체 촬상 장치의 상기 제 3 출력으로부터 상기 손가락 지문의 특징점을 추출하는 추출기와;

    복수의 지문 특징점을 기억하는 메모리와;

    상기 추출기에 의해 추출된 특징점과 상기 메모리내에 저장된 특징점을 서로 대조하는 대조기를 구비한 것을 특징으로 하는 지문 대조 장치.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 고체 촬상 장치의 상기 제 3 출력에 기초하여 상기 위치를 검출하는 검출기와;

    상기 제 1 소정의 좌표를 획득하고 출력하는 계산기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 지문 대조 장치.