KR20010083355A - A method of implementing touch pad using fingerprint reader and a touch pad apparatus for functioning as fingerprint scan - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 TFT형 지문입력기를 이용한 터치패드의 구현방법 및 지문입력기능을 갖는 터치패드 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for implementing a touch pad using a TFT type fingerprint input device and a touch pad device having a fingerprint input function.
터치패드Touchpad
최근, 컴퓨터 입력장치로서 GUI(graphic user interface) 방식이 성행하면서, 종래의 키보드 이외에 마우스가 널리 사용되고 있다. 마우스는 모니터 화면상에 있는 커서를 움직이면서 해당 메뉴에 대한 엔터기능을 하면서, 일정한 메뉴를 풀다운 할 수 있는 등 다용도로 활용되고 있다. 마우스에 대한 기술발전이 이루어짐에 따라 노트북 또는 무선키보드에 주로 이용되는 터치패드(touch pad)가 개발되었다.In recent years, as a GUI (graphical user interface) system is popular as a computer input device, a mouse is widely used in addition to a conventional keyboard. The mouse is used for various purposes such as moving the cursor on the monitor screen to enter the menu and pulling down a certain menu. As the technological development of the mouse has been made, a touch pad mainly used in a notebook or a wireless keyboard has been developed.
터치패드는 마우스의 역할을 하지만, 고정되어 있는 접촉창에 손가락을 대고 움직여 커서를 움직이고 손가락을 누름으로써 입력을 하는(entry) 입력장치이다. 도1을 참조하여 터치패드의 구조와 기능에 대해 설명한다.The touchpad is an input device that acts as a mouse, but moves by placing a finger on a fixed contact window to move the cursor and press a finger. A structure and a function of the touch pad will be described with reference to FIG. 1.
터치패드는 여러층으로 이루어지는데, 가장 위쪽의 층이 손가락으로 접촉하는 패드이다(접촉패드 1). 접촉패드(1)의 아래층에는 전극층이 위치하는데, 상층 전극층(2)에는 전극(3)이 수직으로 배열되어 있고 하층 전극층(4)에는 전극(3')이 수평으로 배열되어 있다. 상층 전극층(2)과 하층 전극층(4) 사이는 얇은 절연층(5)이 위치하여 전극(3, 3')을 절연하는 상태에서 격자를 형성하도록 한다. 하층 전극층(4) 아래에는 압력에 반응하여 전기신호를 출력하는 압력센서(6)가 위치한다.The touch pad is composed of several layers, the uppermost layer of which is a pad in which a finger touches (contact pad 1). An electrode layer is positioned below the contact pad 1, and electrodes 3 are vertically arranged in the upper electrode layer 2, and electrodes 3 ′ are horizontally arranged in the lower electrode layer 4. A thin insulating layer 5 is positioned between the upper electrode layer 2 and the lower electrode layer 4 so as to form a lattice in a state of insulating the electrodes 3 and 3 '. Below the lower electrode layer 4 is a pressure sensor 6 which outputs an electrical signal in response to the pressure.
전극층(2, 4)은 일정한 교류에 의해 충전되어 있는데, 손가락이 접촉패드(1)에 접촉되어 전극 격자에 접근하면 해당 격자의 전류가 차단되고, 이 차단사실이 제어부에 의해 감지되어 손가락의 위치변화를 인식하게 된다.The electrode layers 2 and 4 are charged by a constant alternating current. When the finger touches the contact pad 1 and approaches the electrode grid, the current of the grid is cut off, and the cutoff is sensed by the controller to detect the position of the finger. You will notice the change.
손가락의 위치변화는 컴퓨터 모니터화면에서 커서의 움직임으로 표시가 되고, 종래의 마우스나 트랙볼에서의 클릭 또는 엔터기능은 압력센서(6)가 맡게 된다. 즉, 패드(1)상에서 손가락을 누르거나 두드리면 가장 아래에 위치하는 압력센서(6)가 감응하여 전기신호를 출력하게 되고, 컴퓨터에서는 이 압력센서(6)의 출력신호를 받아 사용자가 클릭 또는 엔터기능을 하였음을 인식하여 처리한다.The change in the position of the finger is displayed by the movement of the cursor on the computer monitor screen, and the pressure sensor 6 is in charge of the click or enter function in the conventional mouse or trackball. That is, when the finger is pressed or knocked on the pad 1, the pressure sensor 6 located at the bottom responds to output an electric signal, and the computer receives the output signal of the pressure sensor 6 and the user clicks or enters it. It recognizes the function and processes it.
도1과 같은 방식의 터치패드에서는 격자 사이에 충전된 전하가 손가락에 존재하는 전하에 의해 방전되는 것을 이용한 것으로서, 손가락 이외의 물체(통상의 펜 등)를 이용할 경우에는 동작하지 않는다.In the touchpad of FIG. 1, the charges charged between the lattice are discharged by the electric charge present in the finger, and do not operate when an object other than the finger (normal pen or the like) is used.
TFT 지문입력기TFT fingerprint input device
한편, 컴퓨터 보안장치의 하나로서 악세스권한을 부여하기 위하여, 종래에 암호에 의한 악세스인증이 있었지만, 미리 등록된 사용자의 지문을 인식하여 악세스권한을 부여하는 지문인식장치(fingerprint recognition system)가 개발되었다. 지문인식장치는 지문에 빛을 비추어 반사된 지문영상을 해석하여 데이터베이스에 저장되어 있는 지문과 대조를 함으로써 악세스 인증을 하는 장치이다.On the other hand, in order to grant access rights as one of the computer security devices, there has been conventional access authentication by password, but a fingerprint recognition system has been developed that recognizes a fingerprint of a registered user and grants access rights. . The fingerprint recognition device is an apparatus for access authentication by analyzing a reflected fingerprint image by shining light on the fingerprint and comparing the fingerprint image stored in a database.
지문인식장치에는 종래에 광학식과 반도체식이 있었다. 광학식은 지문영상의 품질이 높은 장점이 있지만 이미지 왜곡에 약하고 소형화가 어려우며 가격이 높은 단점이 있고, 반도체식은 CMOS공정으로 제작이 가능하여 값싸고 소형으로 제작할 수 있지만 정전기나 기타 외부환경에 약한 단점이 있다.Fingerprint readers have conventionally been optical and semiconductor. Optical type has the advantage of high quality of fingerprint image, but it is weak in image distortion, difficult to miniaturize and high in price. Semiconductor type can be manufactured by CMOS process, and it can be manufactured in cheap and small size, but weak in static and other external environment. have.
최근에, 감광성 박막트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 지문입력기가 개발되었다. 이는 a-Si:H의 감광성을 이용한 접촉식 이미지센서의 일종인데, 비교적 얇은 구조로써 높은 감광성을 얻을 수 있다.Recently, a fingerprint input device using a photosensitive thin film transistor (TFT) has been developed. This is a kind of contact image sensor using a-Si: H photosensitivity, which has a relatively thin structure and thus high photosensitivity.
TFT 지문입력기의 개략적 원리에 대해서 도2a와 2b를 참조하여 설명한다. 도2a는 TFT 지문입력기의 단위셀(unit cell)의 종단면도이고, 도2b는 도2a의 지문입력기와 같은 단위셀이 4개 배열된 등가회로이다.A schematic principle of the TFT fingerprint input device will be described with reference to Figs. 2A and 2B. FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of a unit cell of a TFT fingerprint input device, and FIG. 2B is an equivalent circuit in which four unit cells are arranged, such as the fingerprint input device of FIG. 2A.
도2a를 볼 때, TFT 지문입력기(10)는 투명기판(11)에 센서 TFT(12)와 스위칭 TFT(13)가 배열되며, 투명기판(11) 아래에는 백라이트(back light)가 위를 향해 발광하여 지문입력기(10)를 통과하고 있다. 센서 TFT(12)의 소스전극(12-S)과 스위칭 TFT(13)의 드레인전극(13-D)은 제1전극(14)을 통해 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 센서 TFT(12)의 게이트전극(12-G)에는 제2전극(15)이 연결되는데, 이 제2전극(15)은 상기 제1전극(14)과 투명절연층(16)을 사이로 하여 접합 설치되므로, 상기 제1전극(14)과 제2전극(15) 간에는 정전용량(Csto)을 갖게 된다. 상기 제1 전극(14)과 제2 전극(15)간의 정전용량을 캐패시턴스(Csto)로 칭하며, 이 캐패시턴스(Csto)는 센서 TFT(12)로 입력되는 빛의 양에 비례하여 전하를 충전시키는 역할을 한다. 참고적으로, 상기한 제1전극(14)과 제2전극(15)으로는 투명전극을 사용하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2A, in the TFT fingerprint inputter 10, a sensor TFT 12 and a switching TFT 13 are arranged on a transparent substrate 11, and a back light is directed upward below the transparent substrate 11. It emits light and passes through the fingerprint input device 10. The source electrode 12-S of the sensor TFT 12 and the drain electrode 13-D of the switching TFT 13 are electrically connected through the first electrode 14. In addition, a second electrode 15 is connected to the gate electrode 12 -G of the sensor TFT 12, which is connected between the first electrode 14 and the transparent insulating layer 16. Since it is bonded to each other, the first electrode 14 and the second electrode 15 has a capacitance (Csto). The capacitance between the first electrode 14 and the second electrode 15 is referred to as capacitance Csto, and the capacitance Csto serves to charge electric charges in proportion to the amount of light input to the sensor TFT 12. Do it. For reference, it is preferable to use a transparent electrode as the first electrode 14 and the second electrode 15.
또한, 센서 TFT(12)의 드레인전극(12-D)과 소스전극(12-S) 사이에는 소정재질(예를 들면, 아모퍼스실리콘(a-Si:H) 등)의 감광층(12-P)이 형성되어 있어, 이 감광층(12-P)으로 소정 광량 이상의 빛이 수광되면 드레인전극(12-D)과 소스전극(12-S)이 전기적으로 도통된다. 이에 따라, 이용자가 손가락의 지문을 지문입력기(10)에 밀착하면 투명기판(11) 하부의 백라이트(6)로부터 발생된 빛(L)이 지문 패턴에 따라 반사되어 센서 TFT(12)의 감광층(12-p)에 수광됨으로써, 센서 TFT(12)가 도통되어 캐패시턴스(Csto)에는 입력되는 빛의 양에 비례하는 전하가 충전된다.The photosensitive layer 12- of a predetermined material (for example, amorphous silicon (a-Si: H), etc.) is disposed between the drain electrode 12-D and the source electrode 12-S of the sensor TFT 12. P) is formed, and when the light of a predetermined amount or more is received by the photosensitive layer 12-P, the drain electrode 12-D and the source electrode 12-S are electrically conductive. Accordingly, when the user closely attaches the fingerprint of the finger to the fingerprint inputter 10, the light L generated from the backlight 6 under the transparent substrate 11 is reflected according to the fingerprint pattern, so that the photosensitive layer of the sensor TFT 12 is exposed. By receiving light at (12-p), the sensor TFT 12 is turned on, and the capacitance Csto is charged with a charge proportional to the amount of light input.
한편, 스위칭 TFT(13)의 드레인전극(13-D)과 소스전극(12-S)의 상부에는 빛이 수광되는 것을 방지하도록 광차폐층(13-Sh)이 형성되어 있다.On the other hand, the light shielding layer 13-Sh is formed on the drain electrode 13-D and the source electrode 12-S of the switching TFT 13 to prevent light from being received.
상기한 지문입력기와 같이 구성되는 단위셀이 4개 배열된 등가회로를 도2b에 도시하였다. 센서 TFT(12)의 드레인전극(12-D)으로 소정레벨의 직류전압(Vccl)이 인가되고, 게이트전극(12-G)으로는 소정레벨의 바이어스전압(Vcc2)이 인가된다.FIG. 2B shows an equivalent circuit in which four unit cells arranged like the fingerprint input device are arranged. The DC voltage Vccl of a predetermined level is applied to the drain electrode 12-D of the sensor TFT 12, and the bias voltage Vcc2 of a predetermined level is applied to the gate electrode 12-G.
스위칭 TFT(13)의 게이트단자(13-G)는 게이트제어부(미도시)에 연결되어 게이트제어신호를 인가받아 스위칭동작하도록 되어 있는데, 게이트제어부는 지문을 스캐닝하도록 설정된 매 프레임마다 스위칭 TFT(13)를 스위칭하기 위한 게이트제어신호를 출력함으로써, 지문입력기(10)를 통해 입력되는 지문의 영상을 배열된 각 센서 TFT(12)별로 스캔한 프레임을 형성토록 한다.The gate terminal 13-G of the switching TFT 13 is connected to a gate control unit (not shown) to receive a gate control signal for switching operation. The gate control unit switches the switching TFT 13 every frame set to scan a fingerprint. By outputting a gate control signal for switching), an image of a fingerprint input through the fingerprint inputter 10 is formed to form a frame scanned for each sensor TFT 12 arranged.
또한, 스위칭 TFT(13)의 소스전극(13-S)은 도시생략된 증폭부에 연결되어, 스위칭 TFT(13)가 턴온된 경우 충전 커패시턴스(Csto)에 충전된 전하의 양에 비례하는 전압이 출력된다. 센서 TFT(13)의 소스전극(13-S)으로부터 출력되는 신호가 상기 증폭부를 통해 증폭되며, 상기 증폭부의 신호출력단은 멀티플렉서에 연결되어 단일신호로 출력된다.In addition, the source electrode 13-S of the switching TFT 13 is connected to the amplification unit, not shown, so that when the switching TFT 13 is turned on, a voltage proportional to the amount of charge charged in the charging capacitance Csto is increased. Is output. The signal output from the source electrode 13-S of the sensor TFT 13 is amplified by the amplifier, and the signal output terminal of the amplifier is connected to a multiplexer and output as a single signal.
터치패드 또는 지문입력기가 설치된 컴퓨터Computer with Touchpad or Fingerprint Reader
최근에, 앞에서 설명한 것과 같은 터치패드나 지문입력기를 각각 또는 함께 설치하는 컴퓨터가 많이 개발되고 있다. 터치패드는 주로 소형 휴대용 컴퓨터(일명, 노트북)나 무선키보드에 많이 부착되고 있고, 지문입력기는 다양한 컴퓨터 모델에 설치되고 있다. 특히, 휴대용 컴퓨터에 지문입력기를 설치하는 일이 많다.In recent years, a lot of computers have been developed to install the touch pad or the fingerprint input device as described above or together. Touch pads are mainly attached to small portable computers (aka, laptops) or wireless keyboards, and fingerprint input devices are installed in various computer models. In particular, a fingerprint input device is often installed in a portable computer.
또한, 휴대용 컴퓨터의 본체 또는 고정형 컴퓨터의 키보드에는 간단한 메시지를 표시하는 LCD표시기가 설치되기도 한다. 따라서, 컴퓨터에 따라서는 터치패드, 지문입력기, LCD표시기가 모두 설치되기도 한다.In addition, an LCD display for displaying a simple message may be installed on a main body of a portable computer or a keyboard of a fixed computer. Therefore, depending on the computer, a touch pad, a fingerprint input device, and an LCD display may all be installed.
이와 같이, 컴퓨터에 터치패드와 지문입력기 및 LCD표시기를 설치할 경우에는 각 부분품이 점유하는 공간이 컴퓨터 전체 공간상의 낭비를 가져오며, 각 부분품을 별도로 설치하여야 하기 때문에 생산원가가 올라가며 외관이 복잡해져 미감이 저하되는 문제가 있다.As such, when installing a touch pad, a fingerprint input device, and an LCD display in a computer, the space occupied by each part is a waste of the entire computer space, and since each part must be installed separately, the production cost increases and the appearance becomes complicated. There is a problem of deterioration.
만일, TFT형 지문입력기와 터치패드 및 LCD표시기를 하나로 겸할 수 있다면, 이러한 구조적 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 새로운 기능도 추가될 수 있고, 컴퓨터의 외관을 작게 할 수 있으며, 원가를 절감하고 외관을 미려하게 할 수 있을 것이다.If TFT-type fingerprint input device, touch pad and LCD display can be combined into one, not only this structural problem can be solved, but also new functions can be added, the appearance of the computer can be reduced, the cost can be reduced, and the appearance can be solved. You will be able to beautify it.
본 발명의 목적은 종래의 TFT형 지문입력기 구조를 그대로 이용하여 손가락의 지문을 영상스캔하는 기능 이외에 손가락의 위치를 파악하고 클릭 여부를 감지하여 터치패드를 구현하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for implementing a touch pad by detecting the position of a finger and detecting whether a finger is clicked, in addition to a function of scanning a fingerprint of a finger by using a conventional TFT type fingerprint input structure.
본 발명의 다른 목적은 종래의 TFT 지문입력기 구조를 이용하여 지문인식기능을 하면서도 터치패드 기능을 하는 터치패드 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a touch pad device having a touch pad function while performing a fingerprint recognition function using a conventional TFT fingerprint input device structure.
도1은 일반적인 터치패드의 원리도.1 is a principle diagram of a general touch pad.
도2a는 TFT 지문입력기의 단면도.Fig. 2A is a sectional view of the TFT fingerprint input device.
도2b는 TFT 지문입력기의 등가회로.Fig. 2B is an equivalent circuit of the TFT fingerprint input device.
도3a는 본 발명에 따른 터치패드의 구현 원리도.Figure 3a is an implementation principle of the touchpad according to the present invention.
도3b는 본 발명에 따른 터치패드에서의 클릭기능의 구현 원리도.Figure 3b is an implementation principle of the click function in the touch pad according to the present invention.
도4a는 본 발명의 실시예 1의 구성 블록도.4A is a block diagram of a first embodiment of the present invention;
도4b는 실시예 1의 동작 흐름도.4B is an operational flowchart of Embodiment 1. FIG.
도5a는 실시예 2의 구성 블록도.Fig. 5A is a block diagram of a second embodiment.
도5b는 실시예 2의 동작 흐름도.5B is an operational flowchart of Embodiment 2. FIG.
도6은 실시예 3의 구성 블록도.6 is a block diagram of a third embodiment;
도7은 실시예 4의 구성 블록도.7 is a block diagram of a fourth embodiment;
도8은 실시예 3과 4에서, LCD표시기에 표시된 손가락 접촉위치 표시를 나타내는 사시도.Fig. 8 is a perspective view showing finger contact position indications displayed on the LCD display in Embodiments 3 and 4;
도9는 실시예 3과 4에서, LCD표시기에 표시된 단축키(hot key) 버튼을 나타내는 사시도.Fig. 9 is a perspective view showing a hot key button displayed on the LCD display in Embodiments 3 and 4;
<도면주요부의 설명><Description of Drawing Main Parts>
접촉패드(1), 상층 전극층(2), 전극(3, 3'), 하층 전극층(4), 절연층(5), 압력센서(6), TFT 지문입력기(10), 투명기판(11), 센서 TFT(12), 스위칭 TFT(13), 제1전극(14), 제2전극(15), 투명절연층(16), 백라이트(20), 게이트제어부(22), 신호출력부(24), 백라이트제어부(26), 모드제어부(28), 펄스(18 18', 19 19'), 압력센서(30), LCD표시기(32), LCD구동부(34), 손가락 위치 표시(36), 단축키 버튼 표시(38)Contact pad 1, upper electrode layer 2, electrodes 3, 3 ', lower electrode layer 4, insulating layer 5, pressure sensor 6, TFT fingerprint input device 10, transparent substrate 11 , Sensor TFT 12, switching TFT 13, first electrode 14, second electrode 15, transparent insulating layer 16, backlight 20, gate control unit 22, signal output unit 24 ), Backlight controller 26, mode controller 28, pulses 18 18 ′, 19 19 ′, pressure sensor 30, LCD display 32, LCD driver 34, finger position display 36, Display Shortcut Buttons (38)
TFT 지문입력기를 이용한 터치패드의 구현방법Implementation method of touch pad using TFT fingerprint input
본 발명은 도2a와 같이 구성되는 종래의 TFT 지문입력기를 그대로 이용하여 터치패드를 함께 구현할 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 원리를 도3a를 참조하여 설명한다. 도3a는 도2a의 지문입력기(10)의 손가락 접촉창에서 바라본 평면도로서, 각 단위셀(센서 TFT와 스위칭 TFT)이 행렬로 배열되어 있고 접촉된 손가락의 위치(17)가 표시되어 있다.The present invention relates to a method for implementing a touch pad together using a conventional TFT fingerprint input device configured as shown in FIG. 2A. The principle of the present invention will be described with reference to FIG. 3A. FIG. 3A is a plan view seen from the finger contact window of the fingerprint input device 10 of FIG. 2A, in which each unit cell (sensor TFT and switching TFT) is arranged in a matrix and the position 17 of the touched finger is displayed.
지문입력기(10)의 접촉창에 손가락을 대면 백라이트에 의해 반사된 빛이 각단위셀의 센서 TFT에 입사되고 이 때 생성된 광전하가 스위칭 TFT에 의해 스위칭되어 출력부를 통해 출력된다. 따라서, 지문인식 모드일 때에는 손가락의 지문을 정밀하게 스캔하여 지문형상을 판독하지만, 터치패드 모드일 때에는 손가락의 존재위치만 판독하면 된다.When the finger touches the contact window of the fingerprint input device 10, the light reflected by the backlight is incident on the sensor TFT of each unit cell, and the photocharge generated at this time is switched by the switching TFT and output through the output unit. Therefore, in the fingerprint recognition mode, the fingerprint of the finger is precisely scanned to read the fingerprint shape. In the touchpad mode, only the position of the finger needs to be read.
손가락이 도3a에서와 같이 위치한다면(17), 손가락에서 반사되어 센서 TFT에 입사된 광에 의해 해당 영역내의 셀에서만 광전류가 생성되고 이는 손가락이 위치하지 않은 영역과 다른 데이터값으로 출력될 것이다. 예를 들어, 도3a에서 손가락이 위치하는 영역(17) 내에 포함되는 각 셀에서는 "1"을 출력하고, 손가락이 위치하지 않는 영역의 각 셀에서는 "0"을 출력하도록 지문입력기를 구성할 수 있다.If the finger is positioned as shown in Fig. 3A (17), light current is generated only in the cell in the region by the light reflected from the finger and incident on the sensor TFT, which will be output with a different data value than the region where the finger is not located. For example, in FIG. 3A, the fingerprint input device may be configured to output “1” in each cell included in the area 17 where the finger is located and output “0” in each cell in the area where the finger is not located. have.
각 셀의 출력신호는 투영변환법(gray level projection)을 이용하여 디지털데이터로 변환된다. 투영변환법이란, 각 셀을 픽셀(화소)로 간주하여 각 픽셀의 출력값을 x축과 y축에 대하여 가산하는 방법으로서, 디지털영상처리 분야의 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 기술이다.The output signal of each cell is converted into digital data using gray level projection. The projection conversion method is a method in which each cell is regarded as a pixel (pixel), and the output value of each pixel is added to the x-axis and the y-axis, and a technique easily implemented by those skilled in the digital image processing field.
손가락이 점유하는 영역 내의 데이터를 "1"이라 가정할 경우에, x, y축으로 각 셀의 출력데이터를 가산한 결과는 도3a의 18, 19번과 같은 펄스파형으로 나타난다. 이들 펄스파형의 최대펄스치의 위치를 좌표로서 읽으면 손가락의 위치를 파악할 수 있는 것이다.Assuming that the data in the area occupied by the finger is " 1 ", the result of adding the output data of each cell to the x and y axes is shown as a pulse waveform as shown in 18 and 19 of FIG. By reading the position of the maximum pulse value of these pulse waveforms as coordinates, the position of a finger can be grasped.
위에서 설명한 것과 같은 원리에 의해 본 발명은 여러가지 형태로 구현될 수 있다.By the same principle as described above, the present invention can be implemented in various forms.
첫째, 센서 TFT와 스위칭 TFT로 구성되는 다수의 단위셀이 배열된 구조를 갖고 지문영상을 스캔하는 TFT 지문입력기(이하, 지문입력기)와 그 아래에 위치하여 지문입력기를 통과하도록 빛을 조사하는 백라이트를 이용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 실현하는 방법으로서, 지문인식 모드일 때에는 지문입력기의 본래기능에 기해 지문을 스캔하여 지문영상을 인식하고, 터치패드 모드일 때에는 손가락의 위치에 대한 각 단위셀의 출력값을 x축과 y축에 대하여 투영변환하여 손가락의 위치를 파악할 수 있는 형태로 구현될 수 있다. 여기서, 터치패드 모드에서의 클릭 기능은 두 개의 손가락이 지문입력기에 접촉되었음을 인식함으로써 이루어진다.First, a TFT fingerprint input device (hereinafter referred to as a fingerprint input device) for scanning a fingerprint image having a structure in which a plurality of unit cells composed of a sensor TFT and a switching TFT are arranged, and a backlight positioned below the backlight for irradiating light through the fingerprint input device A fingerprint recognition mode and a touch pad mode are realized by using a device. In the fingerprint recognition mode, a fingerprint image is recognized by scanning a fingerprint based on the original function of the fingerprint input device. In the touch pad mode, each unit of a finger position is used. The output value of the cell may be converted to the x-axis and the y-axis so that the position of the finger may be determined. Here, the click function in the touch pad mode is achieved by recognizing that two fingers are in contact with the fingerprint input device.
둘째는, 지문입력기와, 백라이트와, 백라이트 아래에 위치하여 지문입력기를 누르는 압력을 감지하여 전기신호를 출력하는 압력센서를 이용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 실현하는 방법으로서, 지문인식 모드일 때에는 지문입력기의 본래기능에 기해 지문을 스캔하여 지문영상을 인식하고, 터치패드 모드일 때에는 손가락의 위치에 대한 각 단위셀의 출력값을 x축과 y축에 대하여 투영변환하여 손가락의 위치를 파악할 수 있는 형태이다. 여기서, 터치패드 모드에서의 클릭 기능은 지문입력기를 손가락으로 누를 경우에 이 압력을 압력센서가 감지함으로써 이루어진다.Secondly, the fingerprint recognition mode and the touch pad mode are realized by using a fingerprint input device, a backlight, and a pressure sensor positioned below the backlight to sense a pressure applied to the fingerprint input device to output an electrical signal. In the touchpad mode, the fingerprint image is recognized by scanning the fingerprint based on the original function of the fingerprint input device.In the touch pad mode, the position of the finger can be determined by converting the output value of each unit cell with respect to the position of the finger on the x-axis and the y-axis. It is a form. Here, the click function in the touch pad mode is performed by the pressure sensor detecting this pressure when the fingerprint input device is pressed with a finger.
세째로는, 지문입력기와, 지문입력기 아래에 위치하여 문자나 메시지를 표시하는 LCD표시기와, LCD표시기 아래에 위치하는 백라이트를 이용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 실현하는 방법으로서, 지문인식 모드일 때에는 지문입력기의 본래기능에 기해 지문을 스캔하여 지문영상을 인식하고, 터치패드 모드일 때에는 손가락의 위치에 대한 각 단위셀의 출력값을 x축과 y축에 대하여 투영변환하여 손가락의 위치를 파악하고, LCD표시기를 이용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드일 때에 안내메시지를 표시하는 형태이다. 여기서는 압력센서가 없기 때문에, 터치패드 모드에서의 클릭 기능은 두 개의 손가락이 지문입력기에 접촉되었음을 인식함으로써 이루어진다.Thirdly, a fingerprint recognition mode and a touch pad mode are realized by using a fingerprint input device, an LCD display positioned below the fingerprint input device to display text or messages, and a backlight positioned below the LCD display. In the case of touchpad mode, the fingerprint image is recognized by scanning the fingerprint based on the original function of the fingerprint input device.In the touchpad mode, the position of the finger is detected by converting the output value of each unit cell with respect to the position of the finger on the x-axis and the y-axis. In addition, the LCD displays a guide message in the fingerprint recognition mode and the touch pad mode. Since there is no pressure sensor here, the click function in touchpad mode is achieved by recognizing that two fingers are in contact with the fingerprint input device.
네째는, 지문입력기와, LCD표시기와, 백라이트와, 압력센서를 이용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 실현하는 방법으로서, 지문인식 모드일 때에는 지문입력기의 본래기능에 기해 지문을 스캔하여 지문영상을 인식하고, 터치패드 모드일 때에는 손가락의 위치에 대한 각 단위셀의 출력값을 x축과 y축에 대하여 투영변환하여 손가락의 위치를 파악하고, LCD표시기를 이용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드일 때에 안내메시지를 표시하는 형태이다. 이 경우에, 터치패드 모드에서의 클릭 기능은 지문입력기를 손가락으로 누를 경우에 이 압력을 압력센서가 감지함으로써 이루어진다.Fourth, the fingerprint recognition mode and the touch pad mode are realized by using a fingerprint input device, an LCD display, a backlight, and a pressure sensor. In the fingerprint recognition mode, a fingerprint image is scanned by scanning a fingerprint based on the original function of the fingerprint input device. In the touch pad mode, the output value of each unit cell with respect to the position of the finger is projected and converted on the x-axis and the y-axis to determine the position of the finger, and in the fingerprint recognition mode and the touch pad mode using the LCD display. In this case, the guide message is displayed. In this case, the click function in the touch pad mode is achieved by the pressure sensor detecting this pressure when the fingerprint input device is pressed with a finger.
위의 각 경우에 있어서, 지문인식 모드일 때에는 손가락의 지문을 고해상도로 영상스캔하고, 터치패드 모드일 때에는 손가락의 위치를 저해상도로 영상스캔하는 것이 바람직하다. 또한, 지문인식 모드일 때에는 백라이트의 광도를 높히고, 터치패드 모드일 때에는 백라이트의 광도를 낮추는 것이 전력소모 감소 차원에서 바람직하다.In each of the above cases, it is preferable to scan the fingerprint of the finger at a high resolution in the fingerprint recognition mode and to scan the position of the finger at the low resolution in the touch pad mode. In addition, it is desirable to increase the brightness of the backlight in the fingerprint recognition mode and to reduce the power consumption in the touchpad mode.
이와 같은 원리에 의해, 종래의 TFT 지문입력기를 이용하여 터치패드 기능을 실현할 수가 있다. 그러나, 이상과 같은 기본적 원리를 노트북 등의 응용제품에 적용하여 시스템적으로 완전해 지려면, 지문인식 모드와 터치패드 모드를 모두 구현할 수 있는 제어장치가 필요하다. 예를 들어, 노트북을 켤 때에 지문인식 모드가 동작하지만, 악세스인증이 이루어진 후에는 터치패드 모드가 동작되어야 할 것이다.With this principle, the touch pad function can be realized by using a conventional TFT fingerprint input device. However, in order to apply the basic principles described above to applications such as notebooks and complete systemically, a control device capable of implementing both a fingerprint recognition mode and a touchpad mode is required. For example, fingerprint recognition mode works when the notebook is turned on, but touchpad mode should be activated after access authentication is performed.
또한, 터치패드 모드에서는 손가락의 지문을 정밀하게 판독해야 할 필요성이 없으므로, 스위칭 TFT의 게이트제어신호를 저해상도로 구동해도 무방할 것이다. 또, 지문인식 모드에서는 백라이트를 밝게 켜서 지문형상을 정확히 읽는게 중요하지만, 터치패드 모드일 때에는 손가락의 위치파악만 될 정도로 백라이트를 어둡게 켤 수가 있을 것이다. 한편, 터치패드 모드에서는 손가락의 위치이동 뿐만 아니라 엔터기능 또는 마우스의 클릭기능도 가능하여야 완전한 시스템이 될 것이다.Further, in the touch pad mode, there is no need to accurately read the fingerprint of the finger, so that the gate control signal of the switching TFT may be driven at a low resolution. In addition, in the fingerprint recognition mode, it is important to turn on the backlight to read the fingerprint shape accurately, but in the touchpad mode, the backlight may be turned on so that only the finger is located. On the other hand, in the touch pad mode, not only the position movement of the finger but also the enter function or the click function of the mouse should be a complete system.
이하, 본 발명에 따른, TFT 지문입력기를 이용한 터치패드를 노트북 등의 컴퓨터 등에 적용할 경우의 다양한 실시예를 설명한다.Hereinafter, various embodiments in the case of applying a touch pad using a TFT fingerprint input device according to the present invention to a computer such as a notebook computer will be described.
실시예 1 (도4a, 4b)Example 1 (FIGS. 4A, 4B)
실시예 1은 TFT 지문입력기만을 사용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 구현하는 것으로서, 도4a와 같이 구성된다. 앞에서도 설명하였지만, 본 발명은 노트북 등의 컴퓨터 입력장치로서 컴퓨터의 CPU에 의해 제어될 수 있다. 본 실시예에 따른 지문인식 터치패드 시스템은,Embodiment 1 implements the fingerprint recognition mode and the touch pad mode using only the TFT fingerprint input device, and is configured as shown in FIG. 4A. As described above, the present invention can be controlled by the CPU of the computer as a computer input device such as a notebook. Fingerprint recognition touch pad system according to the present embodiment,
도2a와 같이 센서 TFT(12)와 스위칭 TFT(13)로 구성되는 TFT 지문입력기(10),TFT fingerprint input device 10 composed of sensor TFT 12 and switching TFT 13, as shown in Fig. 2A,
지문입력기(10) 아래에 위치하여 지문입력기(10)를 관통하여 상부로 빛을 조사하는 백라이트(20),A backlight 20 positioned below the fingerprint inputter 10 and irradiating light upward through the fingerprint inputter 10;
지문입력기(10) 내의 스위칭 TFT(13)의 게이트단자(13-G)에 인가되어 스위칭 타이밍을 제어하는 게이트신호를 발생하는 게이트제어부(22),A gate controller 22 applied to the gate terminal 13-G of the switching TFT 13 in the fingerprint input device 10 to generate a gate signal for controlling the switching timing,
지문입력기(10)의 센서 TFT(12)에 의해 감지한 지문영상이 스위칭 TFT(13)에 의해 출력되면 이 신호들을 증폭하고 멀티플렉싱하여 하나의 단일 영상신호로서 출력하는 신호출력부(24),When the fingerprint image sensed by the sensor TFT 12 of the fingerprint input device 10 is output by the switching TFT 13, the signal output unit 24 for amplifying and multiplexing these signals and outputting them as one single image signal,
백라이트(20)에서 발광하는 광량을 조절하고 온오프를 제어하는 백라이트제어부(26),A backlight controller 26 for adjusting an amount of light emitted from the backlight 20 and controlling on / off;
게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)를 제어하여 지문인식 모드 또는 터치패드 모드를 수행하는 모드제어부(28)를 포함하여 구성된다.And a mode controller 28 that controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to perform a fingerprint recognition mode or a touch pad mode.
모드제어부(28)는 컴퓨터의 CPU로부터 명령을 받아 지문인식 모드와 터치패드 모드에 따라 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)를 제어한다. 즉, CPU로부터 지문인식 명령을 받으면 모드제어부(28)는 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)가 지문인식 모드에 적합하도록 제어하며, CPU로부터 터치패드 명령을 받으면 모드제어부(28)는 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)가 터치패드 모드에 적합하도록 제어한다.The mode controller 28 receives a command from the CPU of the computer and controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 according to the fingerprint recognition mode and the touch pad mode. That is, when the fingerprint recognition command is received from the CPU, the mode controller 28 controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to be suitable for the fingerprint recognition mode, and when the touchpad command is received from the CPU, the mode controller 28 is gated. The controller 22 and the backlight controller 26 are controlled to be suitable for the touch pad mode.
지문인식 모드일 때에는 지문입력기(10)에 접촉한 손가락의 지문영상을 정밀하게 스캔하여 신호출력부(24)를 통해 CPU로 입력하고 CPU는 이 영상신호를 판독하여 악세스인증을 할 것인데, 이는 통상의 지문인식 시스템의 작용과 같다. 한편, 터치패드 모드일 때에는 지문입력기(10)에 접촉한 손가락의 영상신호가 신호출력부(24)를 통해 CPU로 입력되고, CPU는 이 영상신호를 처리하여 손가락의위치를 결정하여 통상의 마우스나 트랙볼과 같이 키입력처리를 할 것이다.In the fingerprint recognition mode, the fingerprint image of the finger in contact with the fingerprint input unit 10 is precisely scanned and input to the CPU through the signal output unit 24, and the CPU reads the image signal and authenticates the access. Is the same as the fingerprint recognition system. On the other hand, in the touch pad mode, an image signal of a finger in contact with the fingerprint input unit 10 is input to the CPU through the signal output unit 24, and the CPU processes the image signal to determine the position of the finger so that a normal mouse is provided. I'm going to do keystrokes like the trackball.
보다 구체적인 작용에 관해서는 본 실시예 1의 제어방법을 나타내는 흐름도인 도4b를 통해 설명한다.A more specific operation will be described with reference to FIG. 4B, which is a flowchart showing the control method of the first embodiment.
먼저, 지문인식모드로서, 컴퓨터의 CPU가 모드제어부(28)에 지문인식 모드를 실행하도록 명령을 내린다[100]. 이 경우는 아마 컴퓨터를 처음 켰거나 재부팅했을 경우일 것이다.First, as the fingerprint recognition mode, the CPU of the computer instructs the mode control unit 28 to execute the fingerprint recognition mode [100]. This is probably the first time you turn on or reboot your computer.
지문인식 명령을 받은 모드제어부(28)는 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)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(22)를 제어한다[102].The mode controller 28 receiving the fingerprint recognition command controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to be suitable for the fingerprint recognition mode. That is, since the switching TFT of the fingerprint input device is switched at a high speed and the sensor TFT scans the fingerprint at a high resolution, accurate fingerprint recognition can be performed, thereby controlling the gate controller 22 to generate a high frequency gate control signal [102]. ].
이와 더불어, 백라이트제어부(26)로 하여금 백라이트에서 밝은 빛을 방사하도록 제어한다[104]. 백라이트는 면발광 LED나 EL(Electroluminescent lamp)소자를 사용할 수 있는데, 간단하게 인가전압을 변화시킴으로써 광도를 변화시킬 수 있다.In addition, the backlight controller 26 controls to emit bright light from the backlight [104]. The backlight may be a surface emitting LED or an EL (Electroluminescent lamp) device, the brightness can be changed by simply changing the applied voltage.
이와 같이, 지문인식 동작에 적합하게 설정된 상태에서 사용자가 손가락을 지문인식창에 접촉하면, 도2a와 도2b에서 설명한 것과 같은 작용으로 지문스캔을 하여 신호출력부(24)에서 지문영상신호가 출력된다[106]. CPU는 이 신호를 처리하여 지문영상을 판독하고 미리 등록되어 있는 지문영상과 대조한다[108]. 만일, 지문영상이 서로 일치하지 않을 때에는 다시 지문스캔, 인식과정을 실행하며[110], 지문영상이 서로 일치하다면 악세스인증[112]을 하고 터치패드 모드로들어간다[114].As such, when the user touches the finger to the fingerprint recognition window in a state set appropriately for the fingerprint recognition operation, the fingerprint image signal is output from the signal output unit 24 by performing a fingerprint scan in the same manner as described with reference to FIGS. 2A and 2B. [106]. The CPU processes this signal to read the fingerprint image and contrast it with a pre-registered fingerprint image [108]. If the fingerprint images do not coincide with each other, the fingerprint scan and recognition process are executed again [110]. If the fingerprint images coincide with each other, access authentication [112] is performed and the touch pad mode is entered [114].
터치패드 모드를 실행하도록 CPU로부터 명령을 받은 모드제어부(28)는 이제는, 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)로 하여금 터치패드 모드에 적합하도록 제어한다. 즉, 지문입력기의 스위칭 TFT가 저속으로 스위칭되어도 손가락의 위치파악에는 큰 지장이 없기 때문에 낮은 주파수의 게이트제어신호를 발생시키도록 게이트제어부(22)를 제어하여, 저해상도로 손가락을 영상스캔하도록 한다[116].The mode controller 28 commanded by the CPU to execute the touch pad mode now controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to be suitable for the touch pad mode. That is, even if the switching TFT of the fingerprint input device is switched at a low speed, there is no major problem in the location of the finger, so that the gate control unit 22 is controlled to generate a low frequency gate control signal to scan the finger at a low resolution. 116].
이와 더불어, 백라이트제어부(26)로 하여금 백라이트에서 방사되는 빛의 광도를 낮추도록 제어한다[118]. 터치패드 모드에서는 손가락의 지문영상과 관계없이 손가락의 위치만 필요하기 때문에 손가락의 위치파악만 가능할 정도로 백라이트 광도를 낮추어도 관계가 없다. 이로써 백라이트 발광에 의한 불필요한 전력소모를 줄일 수 있다.In addition, the backlight controller 26 controls the brightness of the light emitted from the backlight to be lowered [118]. In touchpad mode, only the position of the finger is required regardless of the fingerprint image of the finger, so it is irrelevant even if the backlight brightness is lowered to the point where only the finger can be located. As a result, unnecessary power consumption due to backlight emission can be reduced.
이와 같이, 터치패드 동작에 적합하게 환경설정된 상태에서 사용자는 터치패드로서 지문입력기를 사용할 수 있다[120]. 즉, 사용자가 손가락을 지문인식창에 접촉하면, 도3a에서 설명한 것과 같은 작용으로 신호출력부(24)에서 손가락영상신호가 출력되고, CPU는 이 신호를 처리하여 손가락의 위치를 결정할 수 있다.As described above, the user may use the fingerprint input device as the touch pad in a state configured for the touch pad operation [120]. That is, when the user touches the finger to the fingerprint recognition window, the finger image signal is output from the signal output unit 24 in the same manner as described in FIG. 3A, and the CPU may process the signal to determine the position of the finger.
한편, 사용자가 손가락을 움직여 원하는 기능을 실행하기 위해서는 엔터 또는 클릭을 하여야 하는데, 본 실시예에서는 이 클릭 기능을 실행하기 위하여 새로운 방식을 적용하였다. 종래의 터치패드에서는 압력센서가 하부층에 위치하기 때문에 손가락을 움직이다가 일정한 압력으로 누를 때 클릭이 되도록 구성되어 있지만, 본 실시예에서는 압력센서가 없이 지문입력기만으로 터치패드 기능을 수행해야 하기 때문에, 클릭 기능을 구현하는 별도의 방법이 필요하다.Meanwhile, in order to execute a desired function by moving a finger, the user needs to enter or click. In this embodiment, a new method is applied to execute the click function. In the conventional touch pad, since the pressure sensor is located on the lower layer, the finger is configured to click when the user presses the finger at a constant pressure. However, in the present embodiment, the touch pad function needs to be performed using only the fingerprint input device without the pressure sensor. We need a separate way to implement the click function.
첫째 방법은, 손가락 두 개를 터치패드에 접촉할 때에[122] 클릭한 것으로 CPU가 인식할 수 있도록 하는 방법이다[124]. 즉, 도3b에서와 같은 투영변환법에 의하면 손가락 두 개가 동시에 지문입력기에 접촉되면 x축과 y축 모두에 또는 어느 하나에 두 개의 펄스(18 18', 19 19')가 나타날 것이기 때문에, 이 사실을 CPU가 인식할 때에는 사용자가 직전의 손가락 위치에서 클릭을 한 것으로 판단하도록 하였다.The first method is to allow the CPU to recognize that two fingers are clicked when touching the touch pad [122]. That is, according to the projection conversion method as shown in Fig. 3b, if two fingers are simultaneously contacted with the fingerprint inputter, two pulses (18 18 ', 19 19') will appear on both the x-axis and the y-axis or on one of them. When the CPU recognizes this, it is determined that the user has clicked at the position of the previous finger.
둘째 방법은, 종래의 터치패드와 마찬가지로 손가락을 두 번 지문입력기(10)에 두드릴 경우에 클릭을 인식할 수 있는 방식이다. 이 방식을 도면에 표시하지는 않았지만, 도4b의 단계 122에 대체될 수 있는 방식이다. 손가락을 지문입력기(10)에서 움직일 때에는 손가락이 지문입력기 표면에 접촉된 상태에서 움직이다가, 원하는 위치에서 클릭을 할 경우에 손가락을 손가락 접촉창에 두 번 두드리면 클릭을 인식할 수 있도록 하였다. 도3c를 참조하여 설명하면, 손가락을 접촉창에 두 번 두드리는 것은 즉, 손가락이 접촉창에 접촉되어 있다가(A) 떨어졌다가(B) 다시 접촉했다가(C) 다시 떨어지고(D) 다시 접촉(E)되는 상태로 볼 수 있다. 손가락이 접촉창에 접촉된 상태와 떨어진 상태는 서로 다른 데이터를 출력하게 되므로 CPU는 도3c와 같은 펄스파형을 인식하게 되는 경우와 같이 클릭을 감지할 수 있다.The second method is a method of recognizing a click when a finger taps on the fingerprint input device 10 like a conventional touch pad. Although this scheme is not shown in the figure, it is an alternative scheme to step 122 of FIG. 4B. When the finger is moved in the fingerprint input device 10, while the finger is in contact with the surface of the fingerprint input device, when clicking at a desired position, the finger is touched twice on the finger contact window to recognize the click. Referring to FIG. 3C, tapping a finger twice on a contact window, i.e., the finger is in contact with the contact window (A) and then dropped (B) and then touched again (C) again (D) again It can be seen in the state of contact (E). The state in which the finger touches the contact window and the state away from each other outputs different data so that the CPU can detect the click as shown in FIG. 3C.
이상과 같이 터치패드로서 사용하다가, CPU는 시간을 카운트하여 소정시간 동안 터치패드에 손가락의 움직임이 없거나 어떠한 실행도 되지 않은 때에는[126] 백라이트(20)를 꺼서 터치패드의 기능을 중지시킨다[128]. 이것 역시 불필요한 전력소모와 불필요하게 CPU나 게이트제어부(22) 등이 동작하는 것을 막기 위한 것이다.While using the touch pad as described above, the CPU counts the time, and when the touch pad has no finger movement or no execution for a predetermined time [126], the function of the touch pad is turned off by turning off the backlight 20 [128]. ]. This is also to prevent unnecessary power consumption and unnecessary operation of the CPU, gate control unit 22 and the like.
만일, 중지되었던 터치패드의 기능을 복귀시키려면, 키보드의 임의의 키를 누르면[130] CPU가 터치패드 복귀기능임을 인식하여 다시 백라이트제어부(26)가 동작하여 백라이트가 켜지고, 터치패드 기능을 사용할 수 있게 된다[132].In order to restore the function of the touch pad which has been stopped, if any key of the keyboard is pressed [130], the CPU recognizes that the touch pad is returning function and the backlight control unit 26 operates again to turn on the backlight and use the touch pad function. [132].
한편, 본 발명에 따르면, 지문입력기 이외에 별도의 터치패드가 필요없기 때문에 노트북이나 키보드 등에서의 공간상 제약이 줄어들어 지문입력기(터치패드)의 손가락 접촉창의 크기를 종래보다 더욱 넓힐 수 있다. 따라서, 종래에 손가락 하나만으로써 지문인식을 하던 것에서 탈피하여 2개나 3개 등 여러 손가락을 동시에 지문인식창에 접촉할 수 있다. CPU는 다수의 지문영상을 동싱에 인식함으로써 사전에 등록된 각 손가락의 지문과 모두 대조해야만 악세스인증을 하게 되므로, 지문 하나만으로 악세스인증을 하는 것보다 한층 더 보안성이 강화될 수 있다.On the other hand, according to the present invention, since a separate touch pad is not required in addition to the fingerprint input unit, space constraints in a notebook or a keyboard are reduced, and thus the size of the finger contact window of the fingerprint input unit (touch pad) can be further increased. Therefore, the fingerprint recognition window can be touched simultaneously with two or three fingers away from the conventional fingerprint recognition using only one finger. Since the CPU recognizes a plurality of fingerprint images at the same time, the authentication is performed only when all of the fingerprints of each finger are registered beforehand, so that security can be further enhanced than access authentication using only one fingerprint.
실시예 2 (도5a, 5b)Example 2 (FIGS. 5A, 5B)
실시예 2는 TFT 지문입력기와 압력센서를 사용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 구현하는 것으로서, 도5a와 같이 구성된다. 본 실시예에 따른 지문인식 터치패드 시스템은,Embodiment 2 implements a fingerprint recognition mode and a touch pad mode by using a TFT fingerprint input device and a pressure sensor, and is configured as shown in FIG. 5A. Fingerprint recognition touch pad system according to the present embodiment,
도2a와 같이 센서 TFT(12)와 스위칭 TFT(13)로 구성되는 TFT 지문입력기(10),TFT fingerprint input device 10 composed of sensor TFT 12 and switching TFT 13, as shown in Fig. 2A,
지문입력기(10) 아래에 위치하여 지문입력기(10)를 관통하여 상부로 빛을 조사하는 백라이트(20),A backlight 20 positioned below the fingerprint inputter 10 and irradiating light upward through the fingerprint inputter 10;
백라이트(20) 아래에 위치하여 지문입력기(10) 위에서 누르는 압력에 따라 반응하는 압력센서(30),A pressure sensor 30 positioned below the backlight 20 and reacting according to a pressure pressed on the fingerprint input device 10,
지문입력기(10) 내의 스위칭 TFT(13)의 게이트단자(13-G)에 인가되어 스위칭 타이밍을 제어하는 게이트신호를 발생하는 게이트제어부(22),A gate controller 22 applied to the gate terminal 13-G of the switching TFT 13 in the fingerprint input device 10 to generate a gate signal for controlling the switching timing,
지문입력기(10)의 센서 TFT(12)에 의해 감지한 지문영상이 스위칭 TFT(13)에 의해 출력되면 이 신호들을 증폭하고 멀티플렉싱하여 하나의 단일 영상신호로서 출력하는 신호출력부(24),When the fingerprint image sensed by the sensor TFT 12 of the fingerprint input device 10 is output by the switching TFT 13, the signal output unit 24 for amplifying and multiplexing these signals and outputting them as one single image signal,
백라이트(20)에서 발광하는 광량을 조절하고, 온오프를 제어하는 백라이트제어부(26),A backlight controller 26 for adjusting an amount of light emitted from the backlight 20 and controlling on / off;
게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)를 제어하여 지문인식 모드 또는 터치패드 모드를 수행하는 모드제어부(28)를 포함하여 구성된다.And a mode controller 28 that controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to perform a fingerprint recognition mode or a touch pad mode.
압력센서(30)를 제외한 구성요소는 실시예 1의 경우와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다. 압력센서(30)는 사용자가 손가락을 직접 지문입력기 접촉창에 대고 눌러서, 엔터 또는 클릭을 하도록 하기 위한 것으로서, 종래의 터치패드와 같이 동작된다.Components other than the pressure sensor 30 are the same as in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted. The pressure sensor 30 is for allowing the user to press the finger directly on the fingerprint input device contact window to enter or click, and operates like a conventional touch pad.
즉, 사용자가 손가락을 움직이다가 일정한 압력으로 터치패드창(지문입력기의 접촉창)을 누르면, 이 압력이 지문입력기(10)와 백라이트(20)를 통해 압력센서(30)에 전달되므로, 압력센서(30)는 전기신호를 출력하게 되고, CPU가 이 전기신호를 감지하여 사용자의 클릭을 감지할 수 있는 구성이다.That is, when the user moves the finger and presses the touch pad window (contact window of the fingerprint input device) with a constant pressure, the pressure is transmitted to the pressure sensor 30 through the fingerprint input device 10 and the backlight 20, The sensor 30 outputs an electric signal, and the CPU detects the electric signal to detect the user's click.
본 발명에 따른 지문입력기(10) 자체는 매우 얇은 구조이고 백라이트(20) 또한 EL소자를 쓴다면 두께가 수mm 밖에 되지 않기 때문에, 지문입력기(10) 위에서 누르는 압력에도 압력센서(30)는 충분히 동작된다.Since the fingerprint input device 10 itself according to the present invention has a very thin structure and the backlight 20 also uses an EL element, the thickness is only a few mm, so that the pressure sensor 30 is sufficient even when the pressure is pressed on the fingerprint input device 10. It works.
압력센서(30)를 이용하여 클릭 신호를 처리하는 과정 이외의 모든 과정은 실시예 1의 경우와 동일하다. 즉, 도5b와 같이, 도4b의 다수손가락 인식 단계[122] 대신에 압력센서(30)의 압력감지신호 출력을 인식하여[122'] 클릭의 실행을 처리할 수 있다[124'].All processes other than the process of processing the click signal using the pressure sensor 30 are the same as those of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 5B, instead of the multi-finger recognition step [122] of FIG. 4B, the pressure detection signal output of the pressure sensor 30 may be recognized [122 ′] to process execution of the click [124 ′].
실시예 3 (도6)Example 3 (Figure 6)
실시예 3은 TFT 지문입력기와 LCD표시기를 사용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 구현하는 것으로서, 도6과 같이 구성된다. 본 실시예에 따른 지문인식 터치패드 시스템은,Embodiment 3 implements the fingerprint recognition mode and the touch pad mode by using a TFT fingerprint input device and an LCD display, and is configured as shown in FIG. Fingerprint recognition touch pad system according to the present embodiment,
도2a와 같이 센서 TFT(12)와 스위칭 TFT(13)로 구성되는 TFT 지문입력기(10),TFT fingerprint input device 10 composed of sensor TFT 12 and switching TFT 13, as shown in Fig. 2A,
지문입력기(10) 아래에 위치하여 각종 문구와 메시지를 표시하는 LCD표시기(32),Located below the fingerprint input device 10, the LCD display 32 for displaying various phrases and messages,
지문입력기(10)와 LCD표시기(32)를 관통하여 상부로 빛을 조사하는 백라이트(20),A backlight 20 for irradiating light upward through the fingerprint input device 10 and the LCD display 32;
지문입력기(10) 내의 스위칭 TFT(13)의 게이트단자(13-G)에 인가되어 스위칭 타이밍을 제어하는 게이트신호를 발생하는 게이트제어부(22),A gate controller 22 applied to the gate terminal 13-G of the switching TFT 13 in the fingerprint input device 10 to generate a gate signal for controlling the switching timing,
지문입력기(10)의 센서 TFT(12)에 의해 감지한 지문영상이 스위칭 TFT(13)에 의해 출력되면 이 신호들을 증폭하고 멀티플렉싱하여 하나의 단일 영상신호로서 출력하는 신호출력부(24),When the fingerprint image sensed by the sensor TFT 12 of the fingerprint input device 10 is output by the switching TFT 13, the signal output unit 24 for amplifying and multiplexing these signals and outputting them as one single image signal,
CPU로부터의 문자표시신호를 받아 LCD표시기(32)로 하여금 소정 문자를 표시하도록 하는 LCD구동부(34),An LCD driver 34 which receives the character display signal from the CPU and causes the LCD display 32 to display a predetermined character;
백라이트(20)에서 발광하는 광량을 조절하고, 온오프를 제어하는 백라이트제어부(26),A backlight controller 26 for adjusting an amount of light emitted from the backlight 20 and controlling on / off;
게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)를 제어하여 지문인식 모드 또는 터치패드 모드를 수행하는 모드제어부(28)를 포함하여 구성된다.And a mode controller 28 that controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to perform a fingerprint recognition mode or a touch pad mode.
모드제어부(28)는 컴퓨터의CPU로부터 명령을 받아 지문인식 모드와 터치패드 모드에 따라 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)를 제어한다. 즉, CPU로부터 지문인식 명령을 받으면 모드제어부(28)는 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)가 지문인식 모드에 적합하도록 제어하며, CPU로부터 터치패드 명령을 받으면 모드제어부(28)는 게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)가 터치패드 모드에 적합하도록 제어한다.The mode controller 28 receives a command from the CPU of the computer to control the gate controller 22 and the backlight controller 26 according to the fingerprint recognition mode and the touch pad mode. That is, when the fingerprint recognition command is received from the CPU, the mode controller 28 controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to be suitable for the fingerprint recognition mode, and when the touchpad command is received from the CPU, the mode controller 28 is gated. The controller 22 and the backlight controller 26 are controlled to be suitable for the touch pad mode.
지문인식 모드일 때에는 지문입력기(10)에 접촉한 손가락의 지문영상을 정밀하게 스캔하여 신호출력부(24)를 통해 CPU로 입력하고 CPU는 이 영상신호를 판독하여 악세스인증을 할 것인데, 이는 통상의 지문인식 시스템의 작용과 같다.In the fingerprint recognition mode, the fingerprint image of the finger in contact with the fingerprint input unit 10 is precisely scanned and input to the CPU through the signal output unit 24, and the CPU reads the image signal and authenticates the access. Is the same as the fingerprint recognition system.
한편, 터치패드 모드일 때에는 지문입력기(10)에 접촉한 손가락의 영상신호가 신호출력부(24)를 통해 CPU로 입력되고, CPU는 이 영상신호를 처리하여 손가락의 위치를 결정하여 통상의 마우스나 트랙볼과 같이 키입력처리를 할 것이다.On the other hand, in the touch pad mode, an image signal of a finger in contact with the fingerprint input unit 10 is input to the CPU through the signal output unit 24, and the CPU processes the image signal to determine the position of the finger so that a normal mouse is provided. I'm going to do keystrokes like the trackball.
본 실시예의 지문인식 모드와 터치패드 모드의 작용은 실시예 1의 제어방법을 나타내는 흐름도인 도4b를 통해 알 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 지문입력기(10) 아래에 LCD표시기(32)가 위치하여 문자메시지를 표시하기 때문에 별도로 표시장치를 두는 것보다 한층 더 공간을 절약할 수 있고, 사용상 편의를 줄 수 있다.The operation of the fingerprint recognition mode and the touch pad mode in this embodiment can be seen through FIG. 4B, which is a flowchart illustrating the control method of the first embodiment. However, in the present exemplary embodiment, since the LCD display 32 is positioned below the fingerprint input device 10 to display text messages, space can be further saved compared to a separate display device, and convenience for use can be provided.
즉, "현재 지문인식 모드이므로 지문입력기의 접촉창에 손가락을 접촉하라"는 문구를 표시하거나, "터치패드 모드로 전환되었음"을 알리거나 각종 메시지를 표시할 수 있다. 또한, 지문을 정확하게 스캔하기 위하여 손가락의 위치를 나타내는 표시를 할 수 있다. 특히, 앞에서 설명한 것과 같이 2개나 3개의 손가락 지문을 모두 판독하는 경우라면, 도8과 같이, 손가락을 정위치에 접촉하도록 손가락 위치표시(36)를 할 수 있다.That is, the phrase "Please touch the finger on the contact window of the fingerprint input device because it is the current fingerprint recognition mode," or "in the touch pad mode" can be displayed or various messages can be displayed. In addition, in order to accurately scan the fingerprint, an indication indicating the position of the finger may be provided. In particular, in the case where both two or three finger fingerprints are read as described above, the finger position indication 36 can be made so that the finger contacts the correct position as shown in FIG.
LCD표시기(32)를 지문입력기(10)와 함께 설치하였기 때문에, 터치패드 모드와 LCD표시기(32)를 결합하여 단축키(hot key) 기능을 수행할 수 있다. 즉, 도9와 같이 모니터화면이 아닌 LCD표시기(32)에 필요한 단축키 버튼(38)을 표시토록 하고, 지문입력기를 터치패드 모드로 사용하여 원하는 단축키 버튼을 선택하여 실행시킬 수 있다. 이는 키보드상의 임의의 키를 누른 상태에서 단축키 버튼을 터치하면 해당 버튼의 기능이 실행되도록 할 수도 있고, 단축키 버튼의 크기를 크게 표시하고 두 손가락으로 도3b와 같은 방법에 의해 클릭을 감지토록 하여 이루어질 수도 있다.Since the LCD display 32 is installed together with the fingerprint input device 10, the touch pad mode and the LCD display 32 may be combined to perform a hot key function. That is, as shown in FIG. 9, the shortcut key 38 required for the LCD display 32, not the monitor screen, may be displayed, and a desired shortcut button may be selected and executed by using the fingerprint input device in the touch pad mode. This can be done by touching a hotkey button while pressing any key on the keyboard.The function of the button can be executed.The size of the hotkey button is displayed largely and two fingers are used to detect the click by the method shown in FIG. 3B. It may be.
본 실시예 3에서 LCD표시기(32)의 작용 이외의 나머지 작용은 실시예1의 경우와 동일하다.In the third embodiment, the remaining operations other than the operation of the LCD display 32 are the same as those of the first embodiment.
실시예 4 (도7)Example 4 (Figure 7)
본 실시예 4는 TFT 지문입력기와 LCD표시기와 압력센서를 사용하여 지문인식 모드와 터치패드 모드를 구현하는 것으로서, 도7과 같이 구성된다. 본 실시예에 따른 지문인식 터치패드 시스템은,Embodiment 4 implements a fingerprint recognition mode and a touch pad mode by using a TFT fingerprint input device, an LCD display, and a pressure sensor, and is configured as shown in FIG. Fingerprint recognition touch pad system according to the present embodiment,
도2a와 같이 센서 TFT(12)와 스위칭 TFT(13)로 구성되는 TFT 지문입력기(10),TFT fingerprint input device 10 composed of sensor TFT 12 and switching TFT 13, as shown in Fig. 2A,
지문입력기(10) 아래에 위치하여 각종 문구와 메시지를 표시하는 LCD표시기(32),Located below the fingerprint input device 10, the LCD display 32 for displaying various phrases and messages,
지문입력기(10)와 LCD표시기(32)를 관통하여 상부로 빛을 조사하는 백라이트(20),A backlight 20 for irradiating light upward through the fingerprint input device 10 and the LCD display 32;
백라이트(20) 아래에 위치하여 지문입력기(10) 위에서 누르는 압력에 따라 반응하는 압력센서(30),A pressure sensor 30 positioned below the backlight 20 and reacting according to a pressure pressed on the fingerprint input device 10,
지문입력기(10) 내의 스위칭 TFT(13)의 게이트단자(13-G)에 인가되어 스위칭 타이밍을 제어하는 게이트신호를 발생하는 게이트제어부(22),A gate controller 22 applied to the gate terminal 13-G of the switching TFT 13 in the fingerprint input device 10 to generate a gate signal for controlling the switching timing,
지문입력기(10)의 센서 TFT(12)에 의해 감지한 지문영상이 스위칭 TFT(13)에 의해 출력되면 이 신호들을 증폭하고 멀티플렉싱하여 하나의 단일 영상신호로서 출력하는 신호출력부(24),When the fingerprint image sensed by the sensor TFT 12 of the fingerprint input device 10 is output by the switching TFT 13, the signal output unit 24 for amplifying and multiplexing these signals and outputting them as one single image signal,
CPU로부터의 문자표시신호를 받아 LCD표시기(32)로 하여금 소정 문자를 표시하도록 하는 LCD구동부(34),An LCD driver 34 which receives the character display signal from the CPU and causes the LCD display 32 to display a predetermined character;
백라이트(20)에서 발광하는 광량을 조절하고, 온오프를 제어하는 백라이트제어부(26),A backlight controller 26 for adjusting an amount of light emitted from the backlight 20 and controlling on / off;
게이트제어부(22)와 백라이트제어부(26)를 제어하여 지문인식 모드 또는 터치패드 모드를 수행하는 모드제어부(28)를 포함하여 구성된다.And a mode controller 28 that controls the gate controller 22 and the backlight controller 26 to perform a fingerprint recognition mode or a touch pad mode.
압력센서(30)를 제외한 구성요소는 실시예 3의 경우와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다. 압력센서(30)는 실시예 2에서 설명한 것과 같이 사용자가 손가락을 직접 지문입력기 접촉창에 대고 눌러서 엔터 또는 클릭을 하도록 하기 위한 것으로서, 종래의 터치패드와 같이 동작된다.Components other than the pressure sensor 30 are the same as in the third embodiment, detailed description thereof will be omitted. As described in the second embodiment, the pressure sensor 30 is for allowing a user to press enter or click a finger directly on a fingerprint input device contact window, and operates like a conventional touch pad.
압력센서(30) 이외의 작용은 실시예 3에서와 같다. 즉, LCD표시기(32)에, 지문입력기의 접촉창에 손가락을 접촉하라는 문구를 표시하거나, 터치패드 모드로 전환되었음을 알리거나 각종 메시지를 표시할 수 있다. 또한, 앞에서 설명한 것과 같이, 2개나 3개의 손가락 지문을 모두 판독하는 경우라면, 손가락을 정위치에 접촉하도록 손가락위치표시를 할 수 있다. 아울러, 터치패드 모드와 LCD표시기(32)를 결합하여 단축키(hot key) 기능을 수행할 수도 있다.Actions other than the pressure sensor 30 are the same as in the third embodiment. That is, the LCD display 32 may display a message to touch a finger on the contact window of the fingerprint input device, may indicate that the touch pad mode has been switched, or display various messages. In addition, as described above, in the case of reading both the two or three finger fingerprints, the finger position display can be performed so that the finger contacts the correct position. In addition, the touch pad mode and the LCD display 32 may be combined to perform a hot key function.
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 종래의 TFT 지문입력기 구조로써 터치패드 기능을 겸할 수 있기 때문에, 지문입력기와 터치패드 및 LCD표시기를 별개로 설치하던 종래의 노트북 등에서보다 지문입력창을 넓게 구성할 수 있기 때문에, 생산원가가 감축되고 제어회로가 단순해지는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the conventional TFT fingerprint input device can serve as a touch pad function, the fingerprint input window can be made wider than in a conventional notebook, etc., in which the fingerprint input device, the touch pad, and the LCD display are separately installed. As a result, the production cost is reduced and the control circuit is simplified.
또한, 여러 손가락을 다수 접촉할 수 있기 때문에 다수의 지문을 스캔하여 사용자 악세스인증을 할 수 있어 보안성이 강화될 수 있다.In addition, since a plurality of fingers can be touched a plurality of fingerprints can be scanned to authenticate the user access can be enhanced security.
종래의 터치패드와 달리, 압력센서가 없이도 엔터나 클릭 기능을 수행할 수 있고, 손가락 이외의 펜 등으로도 터치패드를 동작시킬 수 있다.Unlike a conventional touch pad, the user can perform an enter or click function without a pressure sensor, and operate the touch pad with a pen other than a finger.
또한, LCD 표시기와 결합함으로써 안내문구나 지문위치선 등을 표시할 수 있고, 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 LCD 창에 단축키 버튼을 표시할 수 있는 효과가 있다.In addition, by combining with the LCD display, it is possible to display a guide text, a fingerprint location line, etc., there is an effect that can display a shortcut button on the LCD window for the user to use conveniently.
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