KR20040078911A

KR20040078911A - 화상판독장치

Info

Publication number: KR20040078911A
Application number: KR1020040014933A
Authority: KR
Inventors: 미즈타니야스시; 사와노도모미; 고시즈카야스오; 미야카와다츠야; 사사키마코토
Original assignee: 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2004-09-13
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP4314843B2; CN1331085C; US20040184027A1; US7225986B2; TWI254255B; KR100580229B1; JP2004272322A; CN1527243A; TW200426699A

Abstract

본 발명은 피사체의 화상을 판독하는 화상판독장치에 관한 것으로서,

표시계조에 따른 휘도를 갖고 화상을 표시하는 화상표시영역을 가지며, 해당 휘도에 따른 표시광을 방사하는 화상표시장치와, 상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역의 전역을 덮어서 적층배치되어 피사체가 재치되는 검지면을 갖고, 해당 검지면에 있어서의 상기 피사체가 재치되는 제 1 영역 및 제 1 영역을 제외하고 상기 화상표시영역의 적어도 일부의 영역에 대응하는 영역으로 이루어지는 제 2 영역을 갖고, 해당 제 1 영역 및 제 2 영역에 설치되어 균일한 투과성을 갖고 상기 표시광의 적어도 일부를 투과하며, 상기 제 1 영역에 있어서 상기 피사체의 화상을 판독하는, 매트릭스상으로 배열된 복수의 포토센서를 구비하는 포토센서시스템을 구비하고, 피사체화상을 양호하게 판독할 수 있는 동시에, 화상표시를 양호하게 실시할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

화상판독장치{IMAGE READING APPARATUS}

본 발명은 화상판독장치에 관한 것으로, 특히 화상판독기능에 덧붙여서 화상표시기능도 구비하고, 휴대기기 등의 소형의 전자기기에 양호하게 탑재 가능한 화상판독장치에 관한 것이며, 또 해당 화상판독장치를 적용하여 사용자 본인의 인증을 실시하는 개인인증시스템에 관한 것이다.

종래 지문 등의 미세한 요철의 형상 등을 판독하는 화상판독장치로서는, 대별하여 피사체(손가락)와 검출센서간에 발생하는 전위의 차에 의거해서 정전용량을검출함으로써 지문 등의 피사체화상을 판독하는 정전용량판독형 등의 반도체식의 장치구조나 피사체화상을 프리즘이나 미러 등의 광학계를 통하여 받아들이고, 매트릭스상으로 배열된 CCD나 CMOS센서 등의 포토센서에 의해 명암정보를 판독하는 광학식의 장치구조가 알려져 있다. 이와 같은 화상판독장치는 지문 등의 생체 고유의 정보를 대조함으로써 개인을 식별하는, 이른바 개인인증기술의 분야로의 응용이 활발히 연구, 개발되고 있다.

상기한 반도체식의 장치구조에 있어서는, 피사체가 재치되고, 해당 피사체화상을 판독하는 판독검지부를 반도체제조기술을 이용하여 매우 얇고, 또한 가볍게 형성할 수 있다는 잇점을 갖고 있는데, 피사체에 대전한 정전기에 의한 검출센서의 정전기파손이 발생하기 쉽다는 문제를 갖고 있다.

한편 광학식의 장치구조에 있어서는, 피사체와 포토센서의 사이에 광학계가 개재되기 때문에 박형화나 경량화에 적합하지 않지만 양쪽의 사이에 전기적인 접속상태가 존재하지 않기 때문에 피사체에 대전한 정전기에 의한 포토센서의 정전기파손이 발생하기 어렵고, 또 지문의 판독응답속도도 비교적 빠르다는 잇점을 갖고 있다.

그런데 근래 휴대전화나 노트형 퍼스널컴퓨터, 휴대정보단말(PDA) 등의 휴대형의 전자기기의 보급이 현저하다. 이와 같은 전자기기는 가볍게 음성이나 전자메일 등에 의해 커뮤니케이션을 꾀하거나 대량의 정보를 갖고 다닐 수 있는 편리성을 갖고 있는 반면, 개인정보가 누설되거나 중요한 기밀정보를 도난당할 가능성이 있다는 위험성을 갖고 있다. 그 때문에 이와 같은 각종 정보의 누설이나 도난을 방지하고, 해당 정보로의 액세스를 제한하기 위해 해당 전자기기에 있어서, 사용자 본인을 식별, 인증하기 위한 개인인증시스템의 탑재가 요구되어 오고 있다.

여기에서 상기한 광학식의 장치구조를 갖는, 화상판독장치에 이용되는 포토센서로서는 CCD나 CMOS센서가 다용되고 있는데, 이들 포토센서는 주지와 같이 반도체기판상에 형성되는 구성을 갖고 있으며, 빛을 투과할 수 없었다. 이 때문에 이와 같은 포토센서를 직접 표시부상에 설치할 수는 없었다. 이 때문에 전자기기에 포토센서를 이용한 화상판독장치를 설치하고, 그에 의한 개인인증시스템을 탑재하는 경우에는 포토센서를 전자기기가 갖고 있는 표시부 등과는 다른 위치의, 케이스의 일부에 설치할 필요가 있었다.

그러나 이와 같은 구성으로 한 경우에는 전자기기, 특히 휴대형의, 소형의 전자기기에 있어서는, 전자기기의 크기가 증대해 버려서 휴대형의 전자기기에 있어서의 포터블성을 저해해 버린다는 문제가 있었다. 이에 대하여 전자기기의 크기의 증대를 억제하기 위해 화상판독장치의 크기를 작게 하는 경우가 있는데, 그 경우 지문 등의 피사체화상의 판독을 양호하게 실시하는 것이 어려워지고, 개인인증을 안정되게 실시할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 피사체의 화상을 판독하는 화상판독장치에 있어서, 피사체화상을 양호하게 판독할 수 있고, 해당 화상판독장치를 적용한 개인인증시스템에 있어서는, 개인의 인증처리를 양호하게 실시할 수 있는 동시에, 양호한 표시품위의 화상표시를 실시할 수 있는 잇점을 갖는다.

상기 잇점을 얻기 위한 본 발명에 있어서의 화상판독장치는, 표시계조에 따른 휘도를 갖고 화상을 표시하는 화상표시영역을 가지며, 해당 휘도에 따른 표시광을 방사하는 화상표시장치와, 상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역상에 적어도 해당 화상표시영역의 전역을 덮어서 적층배치되어 피사체가 재치되는 검지면과, 상기 검지면에 있어서의 상기 피사체가 재치되는 제 1 영역 및 해당 제 1 영역을 제외하고 상기 화상표시영역의 적어도 일부의 영역에 대응하는 영역으로 이루어지는 제 2 영역과, 해당 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 설치되어 투과성을 갖고, 상기 화상표시영역으로부터 방사되는 상기 표시광의 적어도 일부를 투과하며, 상기 제 1 영역에 있어서 상기 피사체의 화상을 판독하는, 매트릭스상으로 배열된 복수의 포토센서를 구비하는 포토센서시스템을 구비한다.

상기 포토센서시스템에 있어서, 상기 표시광의 적어도 일부가 상기 포토센서를 투과하여 상기 검지면에 재치된 상기 피사체에 조사되고, 상기 포토센서시스템에 있어서의 상기 포토센서는 해당 피사체에 의해 반사된 빛을 수광하여 상기 피사체의 화상을 판독하며, 또 상기 포토센서시스템에 있어서의 상기 복수의 포토센서는 상기 검지면의 상기 제 1 영역에 설치되는 제 1 포토센서와, 상기 검지면의 상기 제 2 영역에 설치되는 제 2 포토센서로 이루어지고, 상기 제 1 포토센서와 상기 제 2 포토센서는 같은 구조, 같은 배열간격을 갖고 구성되며, 또 상기 복수의 포토센서에 소정의 신호전압을 인가하는 구동회로를 구비하고, 해당 구동회로는 상기 검지면의 상기 제 1 영역에 있어서의 상기 제 1 포토센서만에 상기 소정의 신호전압을 인가하여 구동하며, 상기 피사체로서 예를 들면 손가락의 지문화상을 판독한다.

상기 화상표시장치는 적어도 상기 화상표시영역에 대응한 영역을 갖고, 소정의 휘도로 발광하는 면상의 발광면을 갖는 발광장치와, 상기 발광장치의 상기 발광면상에 배치되고, 상기 화상표시영역이, 복수의 표시화소가 매트릭스상으로 배열되어 형성되며, 해당 화상표시영역에 있어서 상기 발광장치의 상기 발광면으로부터 방사된 빛의 적어도 일부를 투과하여 상기 표시광으로서 방사하는 투과형의 표시패널을 구비하고, 또는 상기 화상표시영역이 표시계조에 따른 휘도로 발광하여 상기 표시광을 방사하는 발광화소를 갖는 복수의 표시화소가 매트릭스상으로 배열되어 형성된 자기발광형의 표시패널을 구비하여 구성되며, 또 상기 화상표시영역에 있어서의 적어도 상기 제 1 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 포토센서어레이에 있어서의 상기 피사체의 화상의 판독에 적합한 휘도로 설정하는 수단을 구비한다.

또 상기 포토센서시스템은 상기 검지면에 있어서의 상기 제 2 영역을 제외한 영역으로 이루어지는, 상기 제 1 영역에 있어서의 상기 포토센서에 접속되는 복수의 배선만이 배열되는 배선영역을 포함하는 제 3 영역을 구비하고, 상기 화상표시장치는 상기 화상표시영역의, 적어도 상기 검지면의 상기 제 3 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 대응하는 영역에 있어서의 휘도에 대하여 낮게 설정하는 휘도설정수단을 구비하고, 또 상기 배선영역이 상기 제 3 영역의 일부에 설치되는 경우에 상기 휘도설정수단은 상기 화상표시영역의, 상기 제 3 영역의 상기 배선영역을 제외하는 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 배선영역에 대응하는 영역의 휘도에 대하여 낮게 설정하는 수단을 추가로 구비한다.

상기 잇점을 얻기 위한 본 발명에 있어서의 화상판독장치에 의해 상기 검지면에 재치된 상기 피사체의 화상을 판독하는 경우의 동작방법은, 상기 포토센서에 의해 투과된 상기 표시광의 적어도 일부의 빛이 상기 검지면에 재치된 상기 피사체에 조사되고, 해당 피사체에 의해 반사된 빛을 상기 포토센서시스템의 상기 제 1 영역의 상기 포토센서에 의해 수광하는 스텝과, 상기 포토센서에 의해 수광된 빛의 강도분포에 의거하여 상기 피사체의 화상을 명암정보로서 판독하는 스텝을 포함한다. 또 상기 구동방법은, 상기 화상표시영역의, 적어도 상기 제 1 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 피사체화상의 판독에 적합한 휘도로 설정하는 스텝 및 상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역에 상기 피사체의 상기 검지면의 상기 제 1 영역으로의 재치를 유도하기 위한 표시를 실시하는 스텝을 추가로 포함한다.

또 상기 화상표시장치에 의해 상기 포토센서시스템을 통하여 화상을 표시하는 경우의 동작방법은, 상기 포토센서시스템에 있어서의 상기 각 포토센서를 비동작상태로 설정하는 스텝과, 상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역에 있어서의 상기 각 표시화소에 표시계조에 따른 신호전압을 인가하여 화상을 표시하는 스텝을 포함한다.

상기 잇점을 얻기 위한 본 발명에 있어서의 개인인증시스템은, 표시계조에 따른 휘도를 갖고 화상을 표시하는 화상표시영역을 가지며, 해당 휘도에 따른 표시광을 방사하는 화상표시장치와, 상기 화상표시장치의, 적어도 상기 화상표시영역의 전역을 덮어서 적층배치되고, 상기 표시광의 적어도 일부를 투과하여 피사체가 재치되는 검지면과, 상기 검지면에 있어서의 상기 피사체가 재치되는 제 1 영역 및해당 제 1 영역을 제외하고 상기 화상표시영역의 적어도 일부의 영역에 대응하는 영역으로 이루어지는 제 2 영역에 설치되며, 상기 제 1 영역에 있어서 상기 피사체의 피사체화상을 판독하는 복수의 포토센서를 구비하는 포토센서시스템을 구비하는 화상판독장치와, 적어도 상기 포토센서시스템에 의해 판독된 상기 피사체화상의 명암정보를 소정의 전기통신회선망을 통하여 인증수단에 송신하는 수단과, 상기 인증수단에 의해 미리 등록된 등록정보와 상기 명암정보가 대조된 상기 인증처리의 결과를 상기 전기통신회선망을 통하여 수신하는 수단을 갖는 통신수단과, 상기 화상표시장치에 의해 적어도 상기 인증처리의 결과를 표시하는 수단을 구비한다.

도 1A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치에 있어서의 포토센서시스템에 적용 가능한 포토센서의 단면구조도 및 등가회로.

도 2는 더블게이트형 포토센서에 의하여 구성되는 포토센서어레이를 구비한 포토센서시스템의 개략구성도.

도 3은 포토센서시스템에 있어서의 기본적인 구동제어방법을 나타내는 타이밍챠트.

도 4는 포토센서시스템을 지문판독장치에 적용한 경우의 주요부단면도.

도 5A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 1 실시형태를 나타내는 개략구성도.

도 6은 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 1 실시형태에 있어서의 변형예를 나타내는 개략단면도.

도 7A는 포토센서어레이의 검지면의 촬상에어리어 이외의 주변영역에 배선영역만을 형성한, 비교대조물의 구성을 나타내는 개략구성도.

도 7B는 도 7A의 구성에 있어서의 화상표시영역의 휘도분포를 나타내는 개략도.

도 8은 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 1 실시형태에 있어서의 포토센서시스템의, 포토센서어레이에 있어서의 검지면의 구성을 나타내는 개략구성도.

도 9는 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 2 실시형태에 있어서의 포토센서시스템의, 포토센서어레이에 있어서의 검지면의 구성을 나타내는 개략구성도.

도 10A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 3 실시형태를 나타내는 개략구성도.

도 11은 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 3 실시형태에 있어서의 화상표시영역의 휘도분포의 한 예를 나타내는 개략도.

도 12는 본 발명에 관련되는 화상판독장치를 이용한 개인인증시스템의 한 실시형태를 나타내는 개념도.

도 13은 본 발명에 관련되는 화상판독장치를 이용한 개인인증시스템에 있어서의 인증처리의 한 예를 나타내는 흐름도.

도 14A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치를 이용한 개인인증시스템에 있어서의 지문판독동작의 한 구체예를 나타내는 개략도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 더블게이트형 포토센서 11: 반도체층(채널영역)

12: 드레인전극 13: 소스전극

14: 블록절연막 15: 상부(톱)게이트절연막

16: 하부(보텀)게이트절연막 17, 18: 불순물층

19: 절연성 기판 20: 보호절연막

21: 톱게이트전극(제 1 게이트전극)

22: 보텀게이트전극(제 2 게이트전극)

100: 포토센서어레이 101: 톱게이트배선

102: 보텀게이트배선 103: 드레인배선(데이터라인)

104: 소스배선(커먼라인) 110: 톱게이트드라이버

120: 보텀게이트드라이버 130, 230: 드레인드라이버

131: 컬럼스위치 132: 프리챠지스위치

133: 출력앰프

210, 310: 표시패널(화상표시장치) 220: 면광원

300: 전자기기 400: 네트워크

410: 액세스포인트 500: 서비스제공사업자

600: 개인인증센터(인증수단)

이하 본 발명에 관련되는 화상판독장치 및 그 구동방법의 상세를 도면에 나타내는 실시형태에 의거하여 설명한다.

우선 본 발명에 관련되는 화상판독장치에 있어서의 포토센서시스템에 양호하게 적용 가능한 포토센서의 구성에 대하여 설명한다.

＜더블게이트형 포토센서＞

도 1A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치에 있어서의 포토센서시스템에 적용 가능한 포토센서의 단면구조도 및 등가회로를 나타낸다.

본 발명에 관련되는 화상판독장치에 있어서의 포토센서시스템에 적용 가능한 포토센서는 예를 들면 도 1A에 나타내는 바와 같이, 더블게이트형 트랜지스터에 의한 더블게이트형 포토센서(10)에 의하여 구성된다. 더블게이트형 포토센서(10)는 개략 여기광(여기에서는 가시광)이 입사되면 전자-정공쌍이 생성되는 비정질실리콘등의 반도체층(채널영역)(11)과, 반도체층(11)의 양단에 각각 n^＋실리콘으로 이루어지는 불순물층(17, 18)을 통하여 형성되고, 크롬, 크롬합금, 알루미, 알루미합금 등으로부터 선택된 도전성 재료로 이루어지며, 가시광에 대하여 불투명한 드레인전극(12) 및 소스전극(13)과, 반도체층(11)의 위쪽(도면 위쪽)에 블록절연막(14) 및 상부(톱)게이트절연막(15)을 통하여 형성된 산화주석막이나 ITO막(인듐-주석산화막) 등의 투명전극층으로 이루어지고, 가시광에 대하여 투과성을 나타내는 톱게이트전극(제 1 게이트전극)(21)과, 톱게이트전극(21)상에 형성된 보호절연막(20)과, 반도체층(11)의 아래쪽(도면 아래쪽)에 하부(보텀)게이트절연막(16)을 통하여 형성된 크롬, 크롬합금, 알루미, 알루미합금 등으로부터 선택된 도전성 재료로 이루어지며, 가시광에 대하여 불투명한 보텀게이트전극(제 2 게이트전극)(22)을 갖고 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 더블게이트형 포토센서(10)는 도 1A에 나타내는 바와 같이, 유리기판 등의 투명한 절연성 기판(19)상에 형성되어 있다. 또 후술하는 바와 같이, 보호절연막(20)의 위에는 피사체가 재치되도록 구성되고, 보호절연막(20)의 상면은 검지면(DCT)을 이룬다.

여기에서 도 1A에 있어서, 톱게이트절연막(15), 블록절연막(14), 보텀게이트절연막(16)을 구성하는 절연막 및 톱게이트전극(21)상에 설치되는 보호절연막(20)은 어느 쪽이나 반도체층(11)을 여기하는 가시광에 대하여 높은 투과율을 갖는 재질, 예를 들면 질화실리콘이나 산화실리콘 등에 의해 구성되어 있다. 이에 따라후술하는 절연성 기판(19) 아래쪽에 설치된 광원 등으로부터 조사되는 빛의 적어도 일부는 각 절연막(19, 16, 15, 20)을 투과하고, 보호절연막(20) 상면의 검지면(DCT)으로부터 위쪽으로 방사된다. 그리고 검지면(DTC)으로부터 방사된 빛은 검지면(DTC)상에 재치된 피사체에 조사되고, 해당 피사체에 의해 반사되며, 반사된 빛이 각 절연막(20, 15, 14) 및 톱게이트전극(21)을 통하여 더블게이트형 포토센서(10)의 반도체층(11)에 입사하는 구조를 갖고 있다.

이와 같은 더블게이트형 포토센서(10)는 실질적으로 2개의 게이트전극을 갖는 트랜지스터이며, 일반적으로 도 1B에 나타내는 바와 같은 등가회로에 의해 나타내어진다. 여기에서 “TG”는 톱게이트전극(21)에 전기적으로 접속된 톱게이트단자, “BG”는 보텀게이트전극(22)에 전기적으로 접속된 보텀게이트단자, “S”는 소스전극(13)에 전기적으로 접속된 소스단자, “D”는 드레인전극(12)에 전기적으로 접속된 드레인단자이다.

＜포토센서시스템＞

도 2는 더블게이트형 포토센서에 의하여 구성되는 포토센서어레이를 구비한 포토센서시스템의 개략구성도를 나타낸다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 포토센서시스템은 대별하여 복수의 더블게이트형 포토센서(10)를 투명한 절연성 기판상에 예를 들면 n행×m열(n, m은 임의의 자연수)의 매트릭스상으로 배열하여 형성한 포토센서어레이(100)와, 각 더블게이트형 포토센서(10)의 톱게이트단자(TG)(톱게이트전극(21))를 행방향으로 접속하여 연신하는 톱게이트배선(101)과, 각 더블게이트형 포토센서(10)의 보텀게이트단자(BG)(보텀게이트전극(22))를 행방향으로 접속하여 연신하는 보텀게이트배선(102)과, 각 더블게이트형 포토센서(10)의 드레인단자(D)(드레인전극(12))를 열방향으로 접속하여 연신하는 드레인배선(데이터라인)(103)과, 소스단자(S)(소스전극(13))를 접지전위에 공통으로 접속하는 소스배선(커먼라인)(104)과, 톱게이트배선(101)에 접속된 톱게이트드라이버(110)와, 보텀게이트배선(102)에 접속된 보텀게이트드라이버(120)와, 드레인배선(103)에 접속되고, 컬럼스위치(131), 프리챠지스위치(132), 출력앰프(133) 등을 구비하여 이루어지는 드레인드라이버(130)를 갖고 구성되어 있다. 상기 각 드라이버는 각 더블게이트형 포토센서(10)의 각 전극에 후술하는 소정의 신호전압(펄스신호 및 바이어스전압)을 인가하여 더블게이트형 포토센서(10)를 구동제어한다.

또한 도 2에 있어서, “øtg”는 리셋전압(리셋펄스) 및 캐리어축적전압의 어느 쪽인가로서 선택적으로 출력되는 신호(øT1, øT2, …øTi, …øTn)를 생성하기 위한 제어신호이며, “øbg”는 판독전압 및 비판독전압의 어느 쪽인가로서 선택적으로 출력되는 신호(øB1, øB2, …øBi, …øBn)를 생성하기 위한 제어신호, “øpg”는 프리챠지전압(Vpg)을 인가하는 타이밍을 제어하는 프리챠지신호이다.

＜포토센서시스템의 구동제어동작＞

도 3은 포토센서시스템에 있어서의 기본적인 구동제어방법을 나타내는 타이밍챠트를 나타낸다.

도 4는 포토센서시스템을 지문판독장치에 적용한 경우의 주요부단면도를 나타낸다.

여기에서는 포토센서시스템의 구동제어방법으로서, 피사체로서 지문을 판독하는 경우에 대하여 설명하고, 도 4는 검지면(DTC)상에 피사체(손가락)(FG)가 재치되는 동시에, 더블게이트형 포토센서(10)의 아래쪽에 백라이트(광원)(BL)를 설치한 경우의 상태를 나타낸다. 또한 도 4에 있어서는, 도시의 형편상 포토센서시스템의 단면부분을 나타내는 해칭의 일부를 생략한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 우선 리셋동작(초기화동작)에 있어서는, 톱게이트드라이버(110)에 의해 톱게이트배선(101)을 통하여 i행째(i는 임의의 자연수; i＝1, 2, ㆍㆍㆍn)의 더블게이트형 포토센서(10)의 톱게이트단자(TG)에 리셋펄스(예를 들면 Vtg＝＋15V의 하이레벨)(øTi)를 인가하고, 반도체층(11) 및 블록절연막(14)에 있어서의 반도체층(11)과의 계면 근처에 축적되어 있는 캐리어(여기에서는 정공)를 방출한다(리셋기간(Trst)).

이어서 전하축적동작(캐리어축적동작)에 있어서는, 톱게이트드라이버(110)에 의해 톱게이트단자(TG)에 로우레벨(예를 들면 Vtg＝－15V)의 바이어스전압(øTi)을 인가함으로써 리셋동작을 종료하고, 캐리어축적동작에 의한 전하축적기간(Ta)이 스타트한다.

전하축적기간(Ta)에 있어서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도 1에 나타낸 더블게이트형 포토센서(10)가 형성된 투명한 절연성 기판(19) 아래쪽에 설치된 백라이트(광원)(BL)로부터 조사광(La)이 조사되고, 포토센서어레이(100)의 투명한 절연성 기판(19), 투명한 각 절연막(16, 15, 20) 및 투명전극층으로 이루어지는 톱게이트전극(21)을 투과하고, 투과한 조사광(La)이 검지면(DTC)에 재치된 피사체(손가락)(FG)에 조사된다. 그리고 피사체(손가락)(FG)에 의하여 반사된 반사광(Lb)이 각 절연막(20, 15, 14) 및 톱게이트전극(21)을 통과하여 반도체층(11)에 입사한다.

여기에서 피사체(FG)로서 손가락을 이용한 경우 손가락의 표면은 피부표층(FGs)을 갖는 동시에, 지문형상에 따른 요철형상을 갖는다.

그리고 피사체(손가락)(FG)에 조사된 조사광(La)은 지문(FP)의 볼록부(FPa)영역에 대응하는, 검지면(DTC)과 피사체(FG)가 밀착하는 영역에 있어서는, 피부표층(FGs)내를 산란, 반사하면서 전파하고, 피부표층(FGs)내를 전파한 빛(Lb)의 일부가 투명한 절연막(20, 15, 14) 및 톱게이트전극(21)을 투과하여 각 더블게이트형 포토센서(10)의 반도체층(11)에 입사된다.

한편 지문(FP)의 오목부(FPb) 및 피사체(손가락)(FG)의 외부가장자리부보다도 외측의 영역에 대응하는, 검지면(DTC)과 피사체가 밀착하지 않는 영역에 있어서는, 조사광(La)은 검지면(DTC)과 피사체간의 공기층을 통과하고, 피사체(손가락)(FG)에 도달하여 피부표층(FGs)내에서 산란하는데, 피부표층(FGs)내에서 산란된 빛(Lc)은 광학적으로 공기층으로 빠지기 어렵기 때문에 오목부(FPb)에 대응하는 위치에 배치된 더블게이트형 포토센서(10)로의 입사가 억제된다.

이에 따라 전하축적기간(Ta) 중에 반도체층(11)에 입사한 광량에 따라서 반도체층(11)내에서 전자-정공쌍이 생성되고, 반도체층(11)과 블록절연막(14)의 계면 근처(채널영역 주변)에 정공이 축적된다.

그리고 프리챠지동작에 있어서는, 상기 전하축적기간(Ta)에 병행하여 드레인드라이버(130)에 의해 프리챠지신호(øpg)에 의거해서 드레인배선(103)을 통하여드레인단자(D)에 프리챠지펄스(프리챠지전압)(Vpg)를 인가하고, 드레인전극(12)에 전하를 유지시킨다(프리챠지기간(Tprch)).

이어서 판독동작에 있어서는, 상기 프리챠지기간(Tprch)을 경과한 후 보텀게이트드라이버(120)에 의해 보텀게이트배선(102)을 통하여 보텀게이트단자(BG)에 하이레벨(예를 들면 Vbg＝＋10V)의 판독펄스(øBi)를 인가함으로써 전하축적기간(Ta)에 채널영역에 축적된 캐리어(정공)에 따른 드레인전압(VD)이 드레인드라이버(130)의 컬럼스위치(131)를 통하여 판독된다(판독기간(Tread)).

여기에서 드레인전압(VD)의 변화경향은 전하축적기간(Ta)에 수광한 광량에 밀접히 관련되고, 전하축적기간(Ta)에 축적된 캐리어가 많은 경우(명(明)상태)에는 드레인전압(VD)이 급준하게 저하하는 경향을 나타내며, 한편 축적된 캐리어가 적은 경우(암(暗)상태)에는 완만하게 저하하는 경향을 나타내기 때문에 예를 들면 판독기간(Tread)의 개시로부터 소정의 시간경과 후의 드레인전압(VD(＝Vrd))을 검출함으로써 더블게이트형 포토센서(110)에 입사한 빛의 양, 즉 피사체(손가락)(FG)의 지문형상에 따른 명도데이터(명암정보)를 검출할 수 있다.

즉 톱게이트드라이버(110)로부터 톱게이트배선(101)을 통하여 톱게이트단자(TG)에 신호(øTi)를 인가함으로써 포토센스기능(광량검출기능)이 실현되고, 보텀게이트드라이버(120)로부터 보텀게이트배선(102)을 통하여 보텀게이트단자(BG)에 신호(øBi)를 인가하며, 드레인배선(103)을 통하여 드레인전압을 드레인드라이버(230)에 받아들이고, 시리얼데이터 또는 패러렐데이터의 출력전압(Vout)으로서 출력함으로써 선택판독기능이 실현된다.

그리고 이와 같은 특정한 행(i행째)에 대한 일련의 화상판독동작을 1사이클로 하고, 상기한 포토센서어레이(100)의 각 행(i, i＋1, ㆍㆍ)에 대하여 동등한 처리순서를 반복함으로써 피사체(손가락)(FG)의 2차원화상(지문화상)의 판독을 실시할 수 있다.

＜화상판독장치의 제 1 실시형태＞

다음으로 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

또한 이하에 나타내는 실시형태에 있어서는, 포토센서시스템에 있어서의 포토센서에 상기한 더블게이트형 포토센서를 적용한 경우를 나타내고, 적절히 그 구성 및 구동제어방법(도 1∼도 4)을 참조하는 것으로 한다.

도 5A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 1 실시형태를 나타내는 개략구성도이다.

도 6은 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 1 실시형태에 있어서의 변형예를 나타내는 개략단면도이다.

또한 상기한 포토센서시스템과 동등한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략화 또는 생략한다.

도 5A, B에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 화상판독장치(1)는 투명기판에 표시화소가 매트릭스상으로 형성되고, 표시계조에 따른 휘도를 갖고 화상을 표시하는 화상표시영역(ARi)을 갖는 투과형의 표시패널(화상표시장치)(210)과, 표시패널(210)의 이면측에 설치되어 표시패널(210)의 적어도화상표시영역(ARi) 전역을 균일하게 조사하는 빛을 방사하는 면광원(백라이트; 발광장치)(220)과, 표시패널(210)의 표면(시야측)에 설치되고, 투명한 절연성 기판(19)상에 형성된, 도 2에 나타낸 포토센서시스템과 똑같은 구성을 갖는 포토센서어레이(100)를 구비하여 구성된다.

또 절연성 기판(19)상의 포토센서어레이(100)형성영역 근처의 주변영역에 예를 들면 실리콘기판에 의한 IC칩으로서 형성된, 포토센서어레이(100)를 구동하는 톱게이트드라이버(110), 보텀게이트드라이버(120), 드레인드라이버(130)가 실장된다.

표시패널(210)은 예를 들면 대향하는 투명기판을 구비하고, 화소전극과 공통전극간에 액정분자가 충전된 액정화소에 박막트랜지스터가 접속되어 형성되는 액티브매트릭스형 액정표시패널을 양호하게 적용할 수 있다.

면광원(220)은 예를 들면 형광관 또는 발광다이오드(LED) 등의 점광원으로부터의 빛을 도광판에 의해 도광하고, 면상으로 확산시켜서 방사하도록 한 구성의 백라이트를 적용할 수 있는 외에, 발광기능을 갖는 유기EL소자를 2차원배열하여 면상의 발광면을 형성한 구성의 백라이트 등을 양호하게 적용할 수 있다.

이 면광원(220)으로부터 방사된 빛은 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi)에 입사되고, 화상표시영역(ARi)을 표시계조에 따른 휘도로 설정하여 소정의 화상표시를 실시하는 동시에, 면광원(220)으로부터 방사된 빛의 적어도 일부는 표시패널(210)의 표시화소를 투과하여 표시광으로서 표시패널(210)로부터 방사되며, 이 표시광이 포토센서어레이(100)에 입사되어 피사체화상을 판독하기 위한, 도4에 있어서의 조사광(La)으로서 이용된다.

포토센서어레이(100)는 적어도 상기 표시패널(210)에 있어서의 화상표시영역(ARi)의 전역을 덮는 검지면(DCT)을 갖고, 해당 검지면(DCT)은 도 5A에 나타내는 바와 같이, 적어도 피사체가 재치되어 피사체의 화상을 판독하는 촬상에어리어(제 1 영역; 도면 중 편의적으로 해칭을 실시하여 나타낸다)(ARf)와, 촬상에어리어(ARf)를 제외하고 피사체화상의 판독을 실시하지 않는 더미에어리어(제 2 영역)(ARd)를 갖는다. 여기에서 촬상에어리어(ARf)는 도 5A에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 화상표시영역(ARi), 또는 포토센서어레이(100)의 검지면(DCT)의 대략 중앙에 위치하고, 임의의 칫수의 직사각형형상(예를 들면 세로 12mm×가로 10mm의 직사각형)을 갖는 영역에 설정된다. 또한 촬상에어리어(ARf)의 위치나 칫수 등은 본 발명에 관련되는 화상판독장치가 탑재되는 전자기기의 형태나 형식에 따라서 적절히 변경되는 것이어도 좋은 것은 말할 것도 없다. 또 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.

또 상기 도 5B에 있어서는, IC칩으로서 형성된 각 드라이버가 절연성 기판(19)상에 실장되는 것으로 했는데, 이에 한정되지 않고, 각 드라이버를, 포토센서어레이(100)를 구비하는 화상판독장치(1)의 실장상 여유가 있는 공간에 배치하도록 해도 좋다. 구체적으로는 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 화상판독장치(1)에 있어서의 절연성 기판(19)의 일면측에 형성된 포토센서어레이(100)로부터 톱게이트배선(101), 보텀게이트배선(102) 및 드레인배선(103)의 각각에 접속된 플렉시블케이블(CB)이나 TAB테이프를 연장시켜서 예를 들면 면광원(220)의 배면측의적당한 공간에 톱게이트드라이버(110), 보텀게이트드라이버(120) 및 드레인드라이버(130)를 배치하도록 해도 좋다. 이에 따라 각 드라이버(110, 120, 130)를 실장상 여유가 있는 적당한 공간에 배치할 수 있고, 포토센서어레이(100)의 상면을 대략 편평한 형상으로 할 수 있어서 포토센서어레이(100) 상면의 검지면에 피사체(손가락)를 접촉하기 쉽게 할 수 있다.

또한 도 5B나 도 6에 있어서는, 상기 각 드라이버(110, 120, 130)는 예를 들면 실리콘기판에 의한 IC칩으로서 형성되는 것으로 했는데, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 절연성 기판(19)상에 포토센서어레이(100)의 형성과 동시에 일체화하여 형성되는 것이어도 좋다. 그 경우 각 드라이버부분의 두께를 매우 얇게 할 수 있어서 포토센서어레이(100)의 두께를 얇게 할 수 있으며, 이를 구비한 화상판독장치(1)의 두께를 얇게 할 수 있다.

이어서 본 실시형태의 포토센서시스템에 있어서의 포토센서어레이(100)에 있어서의, 촬상에어리어(ARf)와 더미에어리어(ARd)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

또한 비교대조로서 촬상에어리어(ARf) 이외의 주변영역에 촬상에어리어(ARf)를 구성하는 더블게이트형 포토센서와 각 드라이버(110, 120, 130)를 접속하는 배선만이 형성된 구성을 나타내고, 본 실시형태에 관련되는 화상판독장치(1)의 구성 및 그에 의한 효과를 설명한다.

도 7A는 포토센서어레이의 검지면의 촬상에어리어 이외의 주변영역에 배선영역만을 형성한, 비교대조물의 구성을 나타내는 개략구성도를 나타낸다.

도 7B는 도 7A의 구성에 있어서의 화상표시영역의 휘도분포를 나타내는 개략도이다.

도 8은 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 1 실시형태에 있어서의 포토센서시스템의, 포토센서어레이에 있어서의 검지면의 구성을 나타내는 개략구성도이다.

도 7A에 나타내는 바와 같이, 표시패널(210)의 시야측이며, 도 5A에 나타낸 더미에어리어(ARd)에 상당하는 포토센서어레이(100)의 검지면(DCT)에 있어서의 촬상에어리어(ARf)의 주변영역에, 촬상에어리어(ARf)를 구성하는 더블게이트형 포토센서(10)와 톱게이트드라이버(110), 보텀게이트드라이버(120) 및 드레인드라이버(130)를 각각 접속하는 배선이 형성된 배선영역(AWt, AWb, AWd)만이 형성되어 있는 경우 도 1A에 나타낸 바와 같이, 더블게이트형 포토센서(10)의 톱게이트전극(21)은 투명전극층에 의해 구성되고, 보텀게이트전극(22), 드레인전극(12) 및 소스전극(13)은 금속층 등의 불투명한 전극층에 의해 구성되어 있기 때문에, 이들 전극을 각각 톱게이트배선(101), 보텀게이트배선(102), 드레인배선(103) 및 소스배선(104)과 일체적으로 형성한 경우 상기 촬상에어리어(ARf)로부터 톱게이트드라이버(110)간의 배선영역(AWt)은 투명한 톱게이트배선(101)만에 의하여 형성되기 때문에, 이 배선영역(AWt)의 투과성(투과율)은 높아진다. 이에 대하여 촬상에어리어(ARf)로부터 보텀게이트드라이버(120)간 및 촬상에어리어(ARf)로부터 드레인드라이버(130)간의 각 배선영역(AWb, AWd)은 불투명한 보텀게이트배선(102), 드레인배선(103) 및 소스배선(104)에 의하여 형성되기 때문에, 이 배선영역(AWb, AWd)의 투과성(투과율)은 배선영역(AWt)보다 낮아진다. 또 촬상에어리어(ARf)는 톱게이트전극(21), 보텀게이트전극(22), 드레인전극(12), 소스전극(13)을 갖는 더블게이트형 포토센서(10), 톱게이트배선(101), 보텀게이트배선(102), 드레인배선(103) 및 소스배선(104)의 모두가 형성되기 때문에, 이 촬상에어리어(ARf)의 투과성(투과율)은 배선영역(AWb, AWd)보다도 낮아진다(이 촬상에어리어(ARf)의 투과율은 대략 80% 이하이다). 또한 도 7A에 있어서도, 촬상에어리어(ARf)를 명확하게 하기 위해 편의적으로 해칭을 실시했다.

그 때문에 이와 같은 배선구조를 갖는 포토센서어레이(100)를 표시패널(2100의 시야측에 적층배치하고, 표시패널(210)의 배면측에 배치되어 화상표시영역(ARi) 전역을 균일하게 조사하는 면광원(220)으로부터 표시패널(210)을 통하여 면내에서 균일한 빛을 조사했을 때의, 포토센서어레이(100)를 통한 화상표시영역(ARi)에 대응하는 영역의 휘도는 도 7B에 나타내는 바와 같이, 더블게이트형 포토센서(10) 및 각 배선이 형성된 촬상에어리어(ARf)의 휘도가 가장 낮아지고, 보텀게이트배선(102), 또는 드레인배선(103) 및 소스배선(104)이 형성된 배선영역(AWb, AWd)의 휘도는 촬상에어리어(ARf)의 휘도보다도 높아지며, 톱게이트배선(101)만이 형성된 배선영역(AWt)의 휘도는 배선영역(AWb, AWd)의 휘도보다 높아지고, 어느 쪽의 배선도 형성되어 있지 않은 영역(ARn)의 휘도가 가장 높아진다. 또한 도 7B에 있어서는, 각 영역에 있어서의 발광휘도를 편의적으로 해칭으로 나타냈다.

즉 촬상에어리어(ARf) 이외의 영역에 더블게이트형 포토센서(10)의 배선만을형성한 구성을 갖는 포토센서어레이(100)를 표시패널(210)의 시야측에 적층배치한 구성에 있어서는, 각 배선영역마다 투과성(투과율)에 분산이 발생하기 때문에 표시패널(210)에 표시된 화상정보를 포토센서어레이(100)를 통하여 표시하도록 한 경우에 화상표시영역(ARi)내에서 휘도의 얼룩이 발생해 버려서 표시품위가 크게 저하해 버린다.

그래서 본 실시형태에 있어서는, 포토센서어레이(100)의 검지면(DCT)의 적어도 표시패널(210)에 의해 설정되는 화상표시영역(ARi)에 대응하는 영역에 있어서의, 촬상에어리어(ARf) 이외의 더미에어리어(ARd)에 촬상에어리어(ARf)에 있어서의 포토센서, 각 배선과 같은 사이즈 및 구조를 갖는 더미의 포토센서 및 더미의 배선을 촬상에어리어(ARf)에 있어서의 배열피치와 같은 배열피치로 형성한다. 이에 따라 포토센서어레이(100)의 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)의 양자의 투과성(투과율)을 동등하게 하여 검지면(DCT)의 전역의 투과성(투과율)을 균일하게 할 수 있다. 이에 따라 표시패널(210)에 표시된 화상정보를 포토센서어레이(100)를 통하여 표시하는 경우에 화상표시영역(ARi)내에서 밝기의 얼룩을 저감시킬 수 있어서 표시품위의 저하를 억제할 수 있다.

구체적으로는 도 8에 나타내는 바와 같이, 포토센서어레이(100)의 검지면(DCT)에 있어서의, 적어도 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi)에 대응하는 영역 전체에 걸쳐서 같은 사이즈 및 구조를 갖는 더블게이트형 포토센서(10)가 일정한 배열간격(피치)으로 매트릭스상으로 배열된다. 그리고 촬상에어리어(ARf)내에 형성된 더블게이트형 포토센서(10)가 톱게이트배선(101), 보텀게이트배선(102)및 드레인배선(103)을 통하여 각각 톱게이트드라이버(110), 보텀게이트드라이버(120) 및 드레인드라이버(130)에 접속되고, 각 드라이버로부터 소정의 신호전압이 인가되며, 촬상에어리어(ARf)내에 형성된 더블게이트형 포토센서(10)만이 구동되는 구성을 갖고 있다. 또한 도 8에 있어서도, 촬상에어리어(ARf)를 명확하게 하기 위해 편의적으로 해칭을 실시했다.

여기에서 포토센서어레이(100)의, 적어도 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi)에 대응하는 영역에 형성되는 각 더블게이트형 포토센서(10) 상호의 배치간격을 표시패널(210)에 형성되는 표시화소간에 더블게이트형 포토센서(10)가 배치되는 배치간격으로 설정하고, 더블게이트형 포토센서(10)와 표시화소가 평면적으로 겹치지 않게 배치하도록 해도 좋다.

또 더블게이트형 포토센서(10)의 배열간격을 표시패널(210)의 표시화소 상호의 피치보다 작게(대략 50㎛ 이하) 하고, 화소표시영역(ARi)내에 있어서의 더블게이트형 포토센서(10)와 표시화소의 겹침이 면내에서 균등해지도록 해도 좋다. 이 경우 표시패널(210)에 의해 표시되는 화상정보가 더블게이트형 포토센서(10) 등에 의해 일부 차광되고, 표시품위가 악화하는 것을 억제할 수 있다.

여기에서 더미에어리어(ARd)에 형성되는 더블게이트형 포토센서(10)는 포토센서어레이(100)의 검지면(DCT)에 있어서의 투과율을 균일화하고, 화상정보표시시의 화상표시영역(ARi)내에서 밝기의 얼룩을 억제하기 위한 것이기 때문에 톱게이트배선(101), 보텀게이트배선(102) 및 드레인배선(103)에는 접속되어 있지만 톱게이트드라이버(110), 보텀게이트드라이버(120) 및 드레인드라이버(130)에는 접속되지않는 것으로 한다. 이에 따라 각 드라이버에 의해 용이하게 촬상에어리어(ARf)내에 형성된 더블게이트형 포토센서(10)만에 소정의 신호전압을 인가하여 구동하도록 할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에 관련되는 화상판독장치(1)에 있어서는, 화상표시장치의 화상표시영역의 전역에 대응하여 포토센서(더블게이트형 포토센서(10))가 배열된 포토센서어레이(100)가 설치되고, 또한 피사체화상을 판독하는 촬상에어리어(ARf)의 포토센서만이 소정의 배선을 통하여 각 드라이버에 접속되며, 한편 그 이외의 더미에어리어(ARd)의 포토센서는 소정의 배선만에 접속되고, 각 드라이버에는 접속되어 있지 않은 구성을 갖고 있는 것에 의해 포토센서어레이(100)의 촬상에어리어(ARf)와 더미에어리어(ARd)의 양쪽의 투과율을 동등하게 하여 검지면(DCT)의 전역에 있어서의 투과율을 균일화할 수 있다.

따라서 표시패널(210)상에 적층배치된 포토센서어레이(100)의 특정한 영역에 설정된 촬상에어리어(ARf)에 피사체(예를 들면 손가락)를 재치하고, 그 화상패턴(지문)을 판독하는 화상판독동작을 양호하게 실현할 수 있는 동시에, 화상표시영역(ARi)내의 휘도를 균일하게 할 수 있어서 표시패널(210)에 표시된 화상정보를, 포토센서어레이(100)를 통하여 시야측에 표시하는 화상표시동작을 양호하게 실현할 수 있다.

또 포토센서어레이(100)에 있어서의 포토센서로서 반도체제조기술을 적용한 박막트랜지스터구조를 갖는 더블게이트형 포토센서(10)를 이용한 구성을 적용할 수 있기 때문에 포토센서시스템을 구비하는 화상판독장치의 구성을 박형화할 수 있고,그에 따라 해당 화상판독장치를 구비하는 전자기기의 두께를 얇게 할 수 있다.

또 더블게이트형 포토센서(10)를 이용한 포토센서시스템에 있어서는, 피사체에 조사한 빛의 산란, 반사에 의해 입사한 빛의 수광량에 의거하여 명암정보를 취득하는 화상판독동작을 채용하고 있기 때문에 포토센서어레이(100)의 상면의 검지면(DTC)에 정전기방전용의 도전층 등을 설치할 수 있으며, 이에 따라 정전기에 의한 파괴나 오동작을 억제하는 정전기대책을 간이하게 실현할 수 있다.

또 본 실시형태에 관련되는 화상판독장치(1)에 있어서의 포토센서어레이(100)에 의한 피사체화상의 판독동작은 도 4에 나타내는 바와 같이, 면광원(220)으로부터 방사되어 표시패널(210)의 표시화소를 투과한 빛이 조사광(La)으로서 포토센서어레이(100)에 입사되고, 포토센서어레이(100)를 투과한 빛이 피사체에 조사되며, 피사체에 의해 반사된 빛을 포토센서에 의해 수광함으로써 실시되는 것이다. 이 때 피사체화상을 양호하게 판독하기 위해 피사체에 조사되는 빛의 강도를 예를 들면 주위의 환경조도에 따라서 최적의 강도로 설정하는 것이 바람직하다. 그래서 포토센서어레이(100)에 의한 피사체화상의 판독동작을 실시할 때에 표시패널(210)을 통하여 피사체에 조사되는 빛의 강도, 즉 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi)에 있어서의, 적어도 촬상에어리어(ARf)에 대응하는 영역의 휘도를 피사체화상의 판독에 적합한 휘도로 설정하도록 해도 좋다.

즉 본 실시형태에 관련되는 화상판독장치는, 화상표시장치의 시야측에 포토센서시스템이 적층배치된 구성을 갖고, 피사체의 화상을 판독하는 기능을 갖는 동시에, 화상표시장치에 의한 화상표시기능을 손상하지 않고, 양호한 표시품위의 화상표시를 실시할 수 있는 구성을 구비하며, 이에 따라 해당 화상판독장치를 구비하는 전자기기에 있어서, 포토센서시스템을 전자기기가 갖고 있는 표시부 등과는 다른 위치에 설치할 필요가 없기 때문에 휴대전화나 휴대전보단말 등과 같이 소형박형화나 경량화가 강하게 요구되는 휴대형의 소형의 전자기기에 있어서, 포토센서시스템에 의한 화상판독기능을 구비하면서 전자기기의 크기가 증대하지 않도록 할 수 있는 효과를 갖는다. 또 포토센서어레이의 검지면은 표시부의 표시영역과 동등한 크기를 갖고, 피사체가 재치되는 촬상에어리어는 포토센서어레이의 검지면내에 임의의 크기로 설치할 수 있기 때문에 비교적 큰 면적으로 설정하는 것을 용이하게 할 수 있어서 지문 등의 피사체화상의 판독을 양호하게 실시할 수 있고, 후술하는 해당 포토센서어레이를 구비하는 개인인증시스템에 있어서, 개인인증동작을 안정되게 실시할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 실시형태에 관련되는 화상판독장치는, 화상표시장치의 시야측에 별개로 제조한 포토센서시스템을 적층배치하는 구성을 갖고 있기 때문에 기존의 화상표시장치나 포토센서시스템에 있어서의 제조기술이나 설계자산을 그대로 유용할 수 있어서, 제품의 생산성을 향상시켜서 제품비용의 삭감을 꾀할 수 있다.

＜화상판독장치의 제 2 실시형태＞

다음으로 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 2 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

도 9는 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 2 실시형태에 있어서의 포토센서시스템의, 포토센서어레이에 있어서의 검지면(DCT)의 구성을 나타내는 개략구성도이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 포토센서시스템에 있어서는, 상기 제 2 실시형태와 마찬가지로 포토센서어레이(100)의 검지면(DCT)에 있어서의, 적어도 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi)에 대응하는 영역 전체에 걸쳐서 더블게이트형 포토센서(10)가 매트릭스상으로 배열되는 동시에, 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)에 형성된 더블게이트형 포토센서(10)의 전체가 톱게이트배선(101), 보텀게이트배선(102) 및 드레인배선(103)을 통하여 각각 톱게이트드라이버(110), 보텀게이트드라이버(120) 및 드레인드라이버(130)에 전기적으로 접속된 구성을 갖고 있다.

본 실시형태에 관련되는 화상판독장치에 있어서는, 표시패널(210)의 시야측에 적층배치된 포토센서어레이(100)를 구성하는 더블게이트형 포토센서(10)의 전체가 각 드라이버에 접속된 구성을 구비하는데, 포토센서시스템의 구동제어동작에 의거하여 화상판독동작을 실행할 때에 있어서는, 피사체화상의 명암정보를 판독하는 동작은 피사체가 재치된 촬상에어리어(ARf)에 대해서만 실행되도록 구동제어된다.

즉 상기한 제 1 실시형태에 있어서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 포토센서어레이(100)의 검지면(DCT)에 있어서의, 적어도 화상표시영역(ARi)에 대응하는 영역 전체에 더블게이트형 포토센서(10) 및 톱게이트배선(101), 보텀게이트배선(102) 및 드레인배선(103)을 형성함으로써 촬상에어리어(ARf)와 더미에어리어(ARd)에 있어서의 투과율을 동등하게 하여 검지면(DCT)의 전역에 있어서의 투과율을 균일화하도록 구성되고, 이 점은 본 제 2 실시형태에 있어서의 구성과 똑같다.

그러나 제 1 실시형태에 있어서는, 더미에어리어(ARd)에 형성된 더블게이트형 포토센서(10)는 각 드라이버에 접속되지 않는 구성으로 하여 촬상에어리어(ARf)에 형성된 더블게이트형 포토센서(10)만을 구동제어하도록 했는데, 이와 같은 드라이버에 접속되어 있지 않은 더블게이트형 포토센서(10)나 각 배선(101, 102, 103)은 전기적으로 부유상태에 있기 때문에 예를 들면 화상판독동작시에 촬상에어리어(ARf)에 배치된 더블게이트형 포토센서(10)나 각 배선(101, 102, 103)에 구동전압이 인가된 경우, 또는 정전기에 대전한 피사체가 촬상에어리어(ARf)에 재치된 경우 등에 있어서 예기하지 않은 전압이 유기되는 경우가 있다.

이와 같은 전압은 촬상에어리어(ARf)내의 더블게이트형 포토센서(10)에 있어서의 판독동작에 영향을 주거나 드라이버내에 과전류 등이 흘러서 드라이버의 오동작이나 고장을 초래하는 원인으로 되어 정상적인 화상판독동작에 지장을 초래하는 경우가 있다.

그래서 본 실시형태에 있어서는, 더미에어리어(ARd)에 배열된 더블게이트형 포토센서(10)도 각 드라이버에 접속하고, 소정의 전압을 인가함으로써 더미에어리어(ARd)에 배열된 각 더블게이트형 포토센서(10)나 각 배선(101, 102, 103)이 부유상태가 되지 않도록 하며, 상기와 같은 예기하지 않은 전압의 유기를 방지하여 오동작이 없는, 안정된 화상판독동작을 실현할 수 있다.

이상과 같이 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 관련되는 화상판독장치에 있어서는, 화상표시장치의 시야측에 투과성의 재질에 의해 구성된 포토센서어레이를 구비한 포토센서시스템이 적층배치되고, 포토센서어레이의 일부의 영역에 피사체화상을 판독하는 촬상에어리어가 설정되며, 또한 포토센서어레이의 촬상에어리어 이외의 영역에 촬상에어리어와 동등한 소자구성을 갖는 더미에어리어가 설정되어 있다.

이에 따라 포토센서어레이의 촬상에어리어에 있어서, 피사체화상을 판독하는 화상판독동작을 양호하게 실현할 수 있는 동시에, 표시패널에 표시된 화상정보를, 포토센서어레이를 통하여 촬상에어리어 및 더미에어리어에 관계 없이 균일한 밝기로 표시하는 화상표시동작을 양호하게 실현할 수 있다.

따라서 이와 같은 화상판독장치를 휴대전화나 노트형 퍼스널컴퓨터 등의 전자기기에 탑재한 경우, 예를 들면 해당 전자기기의 사용시에 표시패널에 사용자의 손가락을 재치하도록 유도하는 표시를 실시하고, 표시패널상의 포토센서어레이상에 손가락을 재치하여 지문화상의 판독을 실시하며, 사용자 본인을 인증, 식별하여 해당 전자기기의 사용을 허가 또는 거절하도록 기동제어하거나 인터넷쇼핑 등에 있어서의 개인인증을 실시할 수 있다. 이와 같은 개인인증시스템에 대해서는 후술한다.

＜화상판독장치의 제 3 실시형태＞

다음으로 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 3 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

도 10A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 3 실시형태를 나타내는 개략구성도이다.

도 11은 본 발명에 관련되는 화상판독장치의 제 3 실시형태에 있어서의, 화상표시영역의 휘도분포의 한 예를 나타내는 개략도이다.

또한 상기한 제 1 실시형태와 동등한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략화 또는 생략한다.

본 실시형태에 관련되는 화상판독장치(1)는 상기한 각 실시형태에 있어서와 마찬가지로 표시패널(210)의 시야측에 적어도 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi)에 대응한 포토센서어레이(100)가 적층배치되는 구성에 있어서, 포토센서어레이(100)에 있어서의, 표시패널(210)에 있어서 화상표시영역(ARi)에 표시되는 화상정보 중의 주요한 정보는 아닌 화상이나 비교적 중요성이 낮은 화상이 표시되는 영역에 대응하는 영역에 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)를 설정하는 구성을 갖고 있다.

구체적으로는 도 10A, B에 나타내는 바와 같이, 해당 화상판독장치가 탑재되는 전자기기에 있어서, 화상표시영역(ARi) 중, 예를 들면 배터리잔량이나 통신환경(전파강도), 시각, 동작모드 등의 기기의 동작상태를 표시하는 영역을 서브표시영역(ARa)으로 하고, 포토센서어레이(100)의, 서브표시영역(ARa)에 대응하는 영역의, 예를 들면 대략 중앙에 촬상에어리어(제 1 영역; 도면 중 편의적으로 해칭을 실시하여 나타낸다)(ARf)를 설정하며, 해당 서브표시영역(ARa)에 대응한 영역내의, 촬상에어리어(ARf)를 제외하는 영역에 더미에어리어(제 2 영역)(ARd)를 설정하고, 촬상에어리어(ARf)에는 화상판독용의 포토센서가 형성되며, 더미에어리어(ARd)에는 더미의 포토센서가 형성된다.

또 화상표시영역(ARi) 중의 서브표시영역(ARa)를 제외하는 영역을 예를 들면스케쥴이나 어드레스수첩, 문서편집화면, 정지화상이나 동화상 등의 사용자의 조작에 따른 소망의 화상정보를 표시하는 영역을 메인표시영역(ARb)으로 하고, 포토센서어레이(100)의, 메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역(제 3 영역)의 적어도 일부에 톱게이트배선영역(AWt)을 설치한다.

또한 포토센서어레이(100)의 메인표시영역(ARb)에 있어서의 톱게이트배선영역(AWt)은 도 10A에 나타내는 바와 같이, 실제로 피사체화상을 판독하는 촬상에어리어(ARf)에만 대응하고, 메인표시영역(ARb)에 대응한 영역의 일부에 형성하도록 해도 좋으며, 또 서브표시영역(ARa)에 대응하는 영역(촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd))에 배열된 더블게이트형 포토센서(10)에 대응하고, 메인표시영역(ARb)에 대응한 영역의 전역에 형성하도록 해도 좋다. 후자의 경우에는 더미에어리어(ARd)에 배열된 더블게이트형 포토센서(10)에 접속된 톱게이트배선(101)은 상기한 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로 톱게이트드라이버(110)에 전기적으로 접속하지 않는 구성으로 해도 좋으며, 또 제 2 실시형태의 경우와 마찬가지로 톱게이트드라이버(110)에 접속하고, 촬상에어리어(ARf)에 배열된 더블게이트형 포토센서(10)와 마찬가지로 구동전압을 인가하여 구동제어하도록 해도 좋다.

여기에서 도 10A에 나타내는 바와 같이, 포토센서어레이(100)의 상측에 톱게이트드라이버(110)를 배치하고, 메인표시영역(ARb)에 대응한 영역에 톱게이트배선영역(AWt)을 설치하는 구성에 있어서, 톱게이트배선(101)은 투명전극에 의해 구성되어 있기 때문에 포토센서어레이(100)의, 배선영역(AWt)을 포함하는메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역(제 3 영역)의 투과율은 비교적 높아진다.

한편 포토센서어레이(100)의 하측 및 옆쪽에 각각 보텀게이트드라이버(120) 및 드레인드라이버(130)를 배치하고, 서브표시영역(ARa)에 대응한 영역에 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)를 설치하는 구성에 있어서, 서브표시영역(ARa)에 대응한 영역에는 더블게이트형 포토센서(10) 및 각 배선(101, 102, 103)이 배열되어 있기 때문에 해당 서브표시영역(ARa)에 대응한 영역(제 1 영역 및 제 2 영역)에 있어서의 투과율은 비교적 낮아진다.

상기 구성에 있어서, 화상표시장치로서 예를 들면 상기의 제 1 실시형태에 나타낸 바와 같이, 투과형의 표시패널(210)과, 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi) 전역을 균일하게 조사하는 면광원(220)으로 이루어지는 구성을 적용하고, 포토센서어레이(100)를 통하여 화상표시를 실시하도록 한 경우 도 11에 나타내는 바와 같이, 소망의 화상정보를 표시하는 메인표시영역(ARb)에 대응한 영역에 있어서는, 포토센서어레이(100)의 투과율이 비교적 높기 때문에 밝고 선명한 화상표시를 실시할 수 있으며, 사용자가 희망하는 정보를 비교적 높은 표시품위로 표시할 수 있다. 한편 주요하지는 않은 정보나 중요성이 낮은 화상을 표시하는 서브표시영역(AWb)에 대응한 영역에 있어서는, 포토센서어레이(100)의 투과율이 비교적 낮기 때문에 비교적 어둡고, 화질이 낮은 화상표시로 된다.

그래서 본 실시형태에 있어서는, 표시패널(210)의 서브표시영역(AWb)에 대응하는 영역의 휘도를 포토센서어레이(100)를 통한 서브표시영역(AWb)에 있어서 양호한 표시품위가 얻어질 정도의 비교적 높은 휘도로 설정하는 동시에, 표시패널(210)의 메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역의 휘도를 서브표시영역(AWb)에 대응하는 영역의 휘도에 대하여 낮아지도록 설정하는 휘도설정수단을 구비하고, 이에 따라 포토센서어레이(100)를 통한 화상표시영역(ARi)의 전역의 휘도가 대략 균일한 휘도로 되도록 하여 화상표시영역(ARi)의 전역에서 양호한 표시품위를 얻을 수 있도록 한다.

구체적으로는 우선 표시패널(210)의 시야측에 설치되는 포토센서어레이(100)의 톱게이트배선영역(AWt), 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)에 있어서의 투과율을 구한다. 이 투과율은 단면구조나 사용하는 재질, 막두께 등에 의거하여 미리 산출할 수 있다. 또는 제조된 포토센서어레이(100)에 대하여 각 영역의 투과율을 실측해서 구하도록 해도 좋다.

그리고 투과형의 표시패널(210)과, 표시패널(210)의 화상표시영역(ARi)을 조사하는 면광원(220)을 구비하는 경우 면광원(220)의 발광면의 휘도를 포토센서어레이(100)를 통한 서브표시영역(AWb)에 있어서 양호한 표시품위가 얻어질 정도의 비교적 높은 휘도로 설정하고, 휘도설정수단으로서 톱게이트배선영역(AWt)과 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)에 있어서의 투과율의 차에 의거하여 예를 들면 메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역의 면광원(220)의 발광면에 휘도를 저감하기 위한 필터 등을 설치하고, 표시패널(210)의 메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역의 휘도가 서브표시영역(AWb)에 대응하는 영역의 휘도에 대하여 낮아지도록 설정하며, 포토센서어레이(100)를 통한 화상표시영역(ARi)의 휘도가 전체로서 대략 균일해지도록 설정한다.

또 상기에 있어서는, 면광원(220)의, 표시패널(210)의 메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역의 휘도를 서브표시영역(AWb)에 대응하는 영역의 휘도보다 낮게 하는 구성으로 했는데, 상기한 바와 같이, 도 10A에 나타내는 바와 같이, 포토센서어레이(100)의 톱게이트배선영역(AWt)을 메인표시영역(ARb)에 대응한 영역의 일부의 영역에 형성하도록 한 경우 포토센서어레이(100)의 메인표시영역(ARb)에 대응한 영역에 있어서의, 톱게이트배선영역(AWt)과 그 이외의, 배선이 전혀 형성되어 있지 않은 영역의 투과율은 다르고, 후자쪽의 투과율이 보다 높아진다. 그래서 또한 면광원(220)의, 메인표시영역(ARb)에 대응한 영역의, 톱게이트배선영역(AWt) 이외의 영역에 있어서의 휘도를 예를 들면 적당한 필터 등을 설치하여 톱게이트배선영역(AWt)에 대응한 영역의 휘도보다 낮게 설정하도록 해도 좋다.

또 상기에 있어서는, 휘도설정수단으로서 면광원(220)의 발광면에 필터 등을 설치하여 발광휘도를 조정하는 구성을 적용하도록 했는데, 면광원(220)으로서 유기EL소자나 발광다이오드 등의 발광소자를 2차원배열한 구성을 적용할 수 있다. 이 경우에는 휘도설정수단으로서 상기 톱게이트배선영역(AWt)과 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)에 있어서의 투과율의 차에 의거하여 대응하는 위치에 배열된 발광소자의 발광휘도를 제어하고, 표시패널(210)의 서브표시영역(AWb)에 대응하는 영역의 발광소자의 발광휘도가 메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역의 발광소자의 발광휘도에 대하여 높아지도록 제어하는 구성을 적용하도록 해도 좋다.

또한 상기에 있어서는, 투과형의 표시패널과 면광원을 구비하여 화상표시를 실시하는 구성으로 했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 표시패널의 표시화소가 유기EL소자나 발광다이오드 등의 발광소자를 구비하고, 표시화소가 매트릭스상으로 배열된 자기발광형의 표시패널이며, 면광원을 구비하지 않고 표시패널만에 의하여 화상을 표시하는 구성을 적용하도록 해도 좋다.

이 경우에는 휘도설정수단으로서 상기 톱게이트배선영역(AWt)과 촬상에어리어(ARf) 및 더미에어리어(ARd)에 있어서의 투과율의 차에 의거하여 표시패널의 대응하는 위치에 배열된 표시화소의 발광소자의 발광휘도를 제어하고, 서브표시영역(AWb)에 대응하는 영역의 발광소자의 발광휘도가 메인표시영역(ARb)에 대응하는 영역의 발광소자의 발광휘도에 대하여 높아지도록 제어하는 구성을 적용하도록 해도 좋다. 또 이 경우에는 표시패널로부터의 방사광에 의해 상기한 화상표시동작 및 화상판독동작을 실시하고, 면광원을 구비하지 않기 때문에 표시패널을 포함하는 화상판독장치 전체의 두께를 더욱 박형화할 수 있는 동시에, 면광원을 발광구동제어하기 위한 제어회로나 전원회로 등을 생략하여 한층의 소형화, 전력절약화를 꾀할 수 있다.

이들 구성에 의해 서브표시영역(AWb)에 있어서의 휘도를 향상시키고, 서브표시영역(AWb)에 표시되는 정보의 시인성(視認性)의 저하를 억제하며, 화상표시영역(ARi)의 휘도가 전체로서 대략 균일하게 되도록 하여 화상표시영역(ARi)의 전역에서 양호한 표시품위를 얻을 수 있는 동시에, 지문 등의 피사체화상의 판독을 실시할 수 있다.

＜화상판독장치를 이용한 개인인증시스템＞

다음으로 상기한 본 발명의 각 실시형태에 있어서의 화상판독장치를 탑재한전자기기에 있어서, 해당 화상판독장치를 이용하여 구성되는 개인인증시스템에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명에 관련되는 화상판독장치를 이용한 개인인증시스템의 한 실시형태를 나타내는 개념도이다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 개인인증시스템은 예를 들면 상기한 바와 같은 각 실시형태에 있어서의 화상판독장치를 탑재한 전자기기(300)와, 해당 전자기기(300)가 네트워크(400)에 접속할 때의 액세스포인트(410)와, 액세스포인트(410)를 통하여 전자기기(300)가 접속되는 네트워크(전기통신회선망)(400)와, 해당 네트워크(400)에 접속되어 상기 전자기기(300)로부터의 리퀘스트정보 등에 따라서 소정의 컨텐츠서비스를 제공하는 서비스제공사업자(500)와, 해당 서비스제공사업자(500)로부터의 의뢰를 받아서 전자기기(300)의 사용자 본인을 인증하는 개인인증센터(인증수단)(600)를 구비하여 구성되어 있다.

여기에서 전자기기(300)는 상기한 각 실시형태에 있어서의 화상판독장치에 상당하는, 화상(지문)판독기능을 구비한 표시패널(310)을 탑재하는 동시에, 네트워크(400)를 통하여 소정의 제어신호나 서비스제공사업자(500)로부터 제공되는 화상, 문자 등의 정보, 나아가서는 표시패널(310)의 지문판독장치에 의해 판독된 지문데이터(피사체화상의 명암정보에 상당한다) 등의 송수신을 실시하는 통신기능부(통신수단)를 구비하고 있다.

여기에서 전자기기(300)는 상기 통신기능부에 덧붙여서 지문판독장치에 의해 판독된 지문데이터에 의거하여 해당 지문의 보유자, 즉 전기기기(300)의 사용자가미리 등록된 해당 전자기기(300)의 보유자인지 아닌지를 인증, 식별하는 개인인증수단을 구비하고 있는 것이어도 좋다.

또한 본 실시형태에 있어서는, 전자기기(300)의 한 예로서 휴대전화나 휴대정보단말 등의 소형의 휴대기기를 나타내어 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 노트형 퍼스널컴퓨터나 태블릿형 퍼스널컴퓨터, 데스크톱퍼스널컴퓨터와 같이 특정한 개인에서의 이용을 전제로 하는 정보단말이면 똑같이 적용할 수 있다.

네트워크(400)는 상기 전자기기(300)의 통신기능을 이용하여 액세스포인트(410)를 통해서 접속이 가능한 전기통신회선망이며, 주지의 범용의 전기통신회선망, 예를 들면 유선통신이나 무선통신 등을 이용한 인터넷 등의 공중회선망이나 지역내정보통신망(LAN), 광역정보통신망(WAN) 등의 통신회선망이어도 좋고, 상기 범용의 전기통신회선망으로부터 분리된 특정한 전용통신선망이나 광파이버회선망, 케이블TV회선망 등이어도 좋다.

서비스제공사업자(500)는 상기 네트워크(400)에 접속되고, 전자기기(300)로부터 네트워크(400)를 통하여 송신되는 리퀘스트정보 등에 따라서 소정의 화상정보나 문자정보(예를 들면 인터넷쇼핑정보 등의 컨텐츠서비스를 제공)를 송신하는 동시에, 전자기기(300)로부터 송신된 지문데이터를 수신하여 개인인증센터(600)에 전송해서 사용자 본인의 인증을 의뢰하고, 그 인증결과에 의거하여 해당 전자기기(300)의 사용자를 판별해서 전자결제 등의 사용자 고유의 서비스를 제공한다.

개인인증센터(600)는 예를 들면 상기 전자기기(300)의 사용자 고유의 정보(지문데이터를 포함하는 각종 개인정보)를 미리 등록, 축적한 데이터베이스를 구비하고, 상기 전자기기(300)로부터 송신되고, 서비스제공사업자(500)로부터 인증의뢰된 지문데이터와, 상기 데이터베이스에 등록된 정보가 일치하는지 아닌지를 판별하여 전자기기(300)의 사용자를 식별, 인증하는 개인인증처리를 실시한다. 이 인증결과는 서비스제공사업자(500)에게 송신된다. 또한 이 개인인증센터(600)는 서비스제공사업자(500)와 상기 네트워크(400)를 통하여 접속되어 있는 것이어도 좋고, 전용통신선망을 통하여 접속되어 있는 것이어도 좋다.

또 개인인증센터(600)가 실시하는 개인인증처리는 후술하는 바와 같이 서비스제공사업자(500)가 내부에서 실시하는 것이어도 좋다.

이어서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 개인인증시스템에 있어서의 인증처리의 한 예에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

도 13은 본 발명에 관련되는 화상판독장치를 이용한 개인인증시스템에 있어서의, 인증처리의 한 예를 나타내는 흐름도이다.

도 14A, B는 본 발명에 관련되는 화상판독장치를 이용한 개인인증시스템에 있어서의, 지문판독동작의 한 구체예를 나타내는 개략도이다.

여기에서는 전자기기의 사용자가 상기한 구성을 갖는 개인인증시스템을 이용하여 서비스제공사업자가 제공하는 컨텐츠나 물품 등을 구입하는 경우에 대하여 설명한다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 개인인증시스템에 있어서의 인증처리는 우선 전자기기(300)의 사용자가 전원스위치를 ON조작함으로써 전원이 투입되고, 전자기기(300)의 각 기능이 기동한다(S101).

이어서 전자기기(300)에 부속된 조작키(320) 등을 조작함으로써 통신기능부에 의해 네트워크(400)를 통하여 서비스제공사업자(500)로부터의 컨텐츠정보가 수신되고, 표시패널(310)에 화상이나 문자에 의해 표시된다(S102).

이어서 상기 표시된 각종 정보로부터 사용자가 희망하는 컨텐츠나 물품 등을 선택하고, 그 구입리퀘스트정보를 네트워크(400)를 통하여 서비스제공사업자(500)에게 송신한다(S103).

서비스제공사업자(500)는 구입리퀘스트정보를 수신하면 구입신청에 관한 정보를 송신하고, 구입자정보기입화면과 함께 예를 들면 도 14A에 나타내는 바와 같이, 전자기기(300)의 표시패널(310)에 적어도 사용자(구입희망자) 본인을 확인하는 개인인증처리에 이용하는 지문데이터를 취득하기 위한 지문판독위치(FRM)(상기한 촬상에어리어(ARf)에 상당한다)나 지문판독동작을 유도하기 위한 문자정보(TXT)를 표시한다(S104).

이어서 사용자가 표시패널(310)의 표시에 의거하여 도 14B에 나타내는 바와 같이, 지문판독위치(FRM)에 손가락(FG)을 재치한다. 그리고 표시패널(310)의 전면에 배치된 포토센서시스템에 의해 지문판독위치(FRM)에 재치된 손가락(FG)의 지문화상을 판독하고, 지문데이터(명암정보)를 생성한다(S105).

이어서 네트워크(400)를 통하여 서비스제공사업자(500)에게 구입자정보와 지문데이터를 암호화해서 송신한다(S106).

이어서 서비스제공사업자(500)는 수신한 구입자정보와 지문데이터를 개인인증센터(600)에 조회한다(S107).

이어서 개인인증센터(600)는 미리 등록된 개인정보(지문데이터를 포함한다)와, 상기 구입자정보 및 지문데이터를 대조하고, 해당 지문을 보유하는 사용자(구입희망자)가 미리 등록된 인물인지 아닌지를 판정하는 개인인증처리를 실시한다(S108). 이 인증결과는 서비스제공사업자(500)에게 통지된다.

서비스제공사업자(500)는 개인인증센터(600)로부터 통지된 사용자에 관한 인증결과에 의거하여 사용자를 본인이라고 식별한 경우에는(S109) 신청접수완료통지를 네트워크(400)를 통하여 전자기기(300)에 송신하고(S110), 해당 접수완료정보를 표시한다(S111). 이 시점에서 서비스제공사업자(500)는 구입대상으로 되는 컨텐츠의 열람이나 다운로드를 허가, 또는 물품 등의 발송작업에 착수하는 동시에, 금융기관을 통하여 구입대금의 자동납부결제를 통지의뢰한다.

한편 사용자를 본인은 아니라고 식별한 경우에는(S109) 신청접수거부통지를 네트워크를 통하여 전자기기에 송신하고(S112), 해당 접수거부정보를 표시한다(S113).

이와 같이 본 발명에 관련되는 화상판독장치를 이용한 개인인증시스템에 따르면, 표시패널의 전면에 투과형의 포토센서시스템(포토센서어레이)이 배치된 구성을 갖고 있기 때문에 전자기기를 소형박형화, 경량화할 수 있는 동시에, 인터넷쇼핑 등 개인인증이 필요한 경우에 예를 들면 화상(지문)판독위치, 즉 손가락의 재치위치를 직접적으로 표시하여 지문판독동작을 유도할 수 있기 때문에 양호한 상태로 지문데이터를 확실하게 취득할 수 있어서 인증정밀도가 높은 개인인증시스템을 실현할 수 있다.

또 상기 실시형태에 있어서는, 상기한 화상판독장치(지문판독장치)를 탑재한 전자기기를 사용하여 인터넷 등의 네트워크를 통해서 컨텐츠나 물품 등을 구입하는 경우에 대해서만 설명했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 전용선을 통하여 기업의 특정한 정보에 액세스하는 경우나 회원등록이 필요한 특정한 컨텐츠 등을 이용하는 경우에도 양호하게 적용할 수 있다. 이 경우에는 전자기기로부터 송신되는 사용자의 지문데이터는 전자기기의 접속처의 기업이나 서비스제공사업자의 내부에 설치된 인증서버(상기한 개인인증센터에 상당한다) 등에 있어서 인증처리가 실시된다.

또 상기 각 실시형태에 있어서, 개인인증처리를 실시하기 위해 본 발명에 관련되는 화상판독장치에 의해 판독하는 개인정보로서 지문을 대상으로 한 경우에 대해서만 설명했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 사용자 고유의 정보, 바람직하게는 생체정보를 판독대상으로 하는 것이면 좋다.

Claims

화상을 판독하는 화상판독장치는,

표시계조에 따른 휘도를 갖고 화상을 표시하는 화상표시영역을 가지며, 해당 휘도에 따른 표시광을 방사하는 화상표시장치와,

상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역상에 적어도 해당 화상표시영역의 전역을 덮어서 적층배치되고,

피사체가 재치되는 검지면과,

상기 검지면에 있어서의 상기 피사체가 재치되는 제 1 영역 및 해당 제 1 영역을 제외하고 상기 화상표시영역의 적어도 일부의 영역에 대응하는 영역으로 이루어지는 제 2 영역과,

해당 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 설치되어 투과성을 갖고, 상기 화상표시영역으로부터 방사되는 상기 표시광의 적어도 일부를 투과하며, 상기 제 1 영역에 있어서 상기 피사체의 화상을 판독하는, 매트릭스상으로 배열된 복수의 포토센서를 구비하는 포토센서시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 포토센서는,

상기 검지면의 상기 제 1 영역에 설치되는 제 1 포토센서와, 상기 검지면의 상기 제 2 영역에 설치되는 제 2 포토센서로 이루어지고,

상기 제 1 포토센서와 상기 제 2 포토센서는 같은 구조, 같은 배열간격을 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 2 항에 있어서,

상기 포토센서시스템은 상기 복수의 포토센서에 소정의 신호전압을 인가하는 구동회로를 추가로 구비하고,

해당 구동회로는 상기 검지면의 상기 제 1 영역에 있어서의 상기 제 1 포토센서만에 상기 소정의 신호전압을 인가하여 구동하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화상표시장치는 상기 화상표시영역에 있어서의 적어도 상기 제 1 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 포토센서어레이에 있어서의 상기 피사체의 화상의 판독에 적합한 휘도로 설정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화상표시장치는,

적어도 상기 화상표시영역에 대응한 영역을 갖고, 소정의 휘도로 발광하는 면상의 발광면을 갖는 발광장치와,

상기 발광장치의 상기 발광면상에 배치되고, 상기 화상표시영역이, 복수의 표시화소가 매트릭스상으로 배열되어 형성되며, 해당 화상표시영역에 있어서 상기 발광장치의 상기 발광면으로부터 방사된 빛의 적어도 일부를 투과하여 상기 표시광으로서 방사하는 투과형의 표시패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 5 항에 있어서,

상기 화상표시장치에 있어서의 상기 표시화소는 액정화소를 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화상표시장치는,

상기 화상표시영역이, 표시계조에 따른 휘도로 발광하여 상기 표시광을 방사하는 발광화소를 갖는 복수의 표시화소가 매트릭스상으로 배열되어 형성된 자기발광형의 표시패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 7 항에 있어서,

상기 표시화소의 상기 발광화소는 유기일렉트로루미네센트소자를 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 피사체는 인체이며, 상기 포토센서시스템은 해당 인체 고유의 화상패턴을 판독하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 9 항에 있어서,

상기 피사체는 손가락이며, 상기 피사체화상은 지문화상인 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 포토센서는 해당 포토센서를 투과하여 상기 검지면에 재치된, 상기 피사체에 조사되는 상기 표시광의 적어도 일부의 빛이 상기 피사체에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 피사체의 화상을 판독하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 포토센서는 박막트랜지스터구조를 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 12 항에 있어서,

상기 포토센서는,

투과성을 갖는 기판과,

해당 기판상에, 반도체층으로 이루어지는 채널영역을 끼워서 형성된, 투과성을 갖는 전극재료로 이루어지는 소스전극 및 드레인전극과,

상기 채널영역의 위쪽 및 아래쪽에 투과성을 갖는 절연막을 통하여 형성된, 투과성을 갖는 전극재료로 이루어지는 제 1 게이트전극 및 차광성을 갖는 전극재료로 이루어지는 제 2 게이트전극을 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 13 항에 있어서,

상기 포토센서는,

상기 제 1 게이트전극에 리셋펄스가 인가되어 초기화된 후,

상기 채널영역에는, 해당 채널영역에 입사되는 빛의 양에 따른 전하가 축적되고,

상기 드레인전극에 프리챠지펄스가 인가된 후, 상기 초기화종료시로부터 소정의 전하축적기간 경과 후에 상기 제 2 게이트전극에 판독펄스가 인가되고, 해당 전하축적기간에 상기 채널영역에 축적된 전하량에 대응하는 전압을 출력전압으로서 출력하며,

상기 화상판독수단은 상기 프리챠지펄스에 관련되는 신호전압과 상기 출력전압의 차분을 명암정보로서 검출하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 1 항에 있어서,

상기 포토센서시스템은 상기 검지면에 있어서의, 상기 제 2 영역을 제외하는 영역으로 이루어지는, 상기 제 1 영역에 있어서의, 상기 포토센서에 접속되는 복수의 배선만이 배열되는 배선영역을 포함하는 제 3 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 15 항에 있어서,

상기 화상표시장치는 상기 화상표시영역의, 적어도 상기 검지면의 상기 제 3 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 대응하는 영역에 있어서의 휘도에 대하여 낮게 설정하는 휘도설정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 16 항에 있어서,

상기 배선영역은 상기 제 3 영역의 일부에 설치되고,

상기 휘도설정수단은 상기 화상표시영역의, 상기 제 3 영역의 상기 배선영역을 제외하는 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 배선영역에 대응하는 영역의 휘도에 대하여 낮게 설정하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 16 항에 있어서,

상기 표시장치는,

적어도 상기 화상표시영역에 대응한 영역을 갖고, 소정의 휘도로 발광하는 면상의 발광면을 갖는 발광장치와,

상기 발광장치의 상기 발광면상에 배치되고, 상기 화상표시영역이, 복수의 표시화소가 매트릭스상으로 배열되어 형성되며, 해당 화상표시영역에 있어서 상기 발광장치의 상기 발광면으로부터 방사된 빛의 적어도 일부를 투과하여 상기 표시광으로서 방사하는 투과형의 표시패널을 구비하고,

상기 휘도설정수단은,

상기 발광장치의 상기 발광면의, 적어도 상기 제 3 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 대응하는 영역의 휘도에 대하여 낮게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 18 항에 있어서,

상기 표시화소는 액정화소를 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 18 항에 있어서,

상기 발광장치는 상기 조사광을 방사하는 복수의 발광소자가 상기 발광면에 매트릭스상으로 배열된 구성을 갖고,

상기 휘도설정수단은,

상기 발광장치의, 적어도 상기 제 3 영역에 대응하는 영역에 배열된 상기 발광소자의 휘도를 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 대응하는 영역에 배열된 상기 발광소자의 휘도에 대하여 낮게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 20 항에 있어서,

상기 발광소자는 유기일렉트로루미네센트소자를 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 16 항에 있어서,

상기 화상표시장치는,

소정의 휘도로 발광하여 상기 표시광을 방사하는 발광화소를 갖는 복수의 표시화소를 갖고, 상기 화상표시영역이, 상기 복수의 표시화소가 매트릭스상으로 배열되어 형성된 자기발광형의 표시패널을 구비하고,

상기 휘도설정수단은,

상기 표시패널에 있어서의 상기 화상표시영역의, 적어도 상기 제 3 영역에 대응하는 영역에 있어서의 상기 표시화소의 휘도를 상기 제 1 영역 및 제 2 영역에 대응하는 영역에 있어서의 상기 표시화소의 발광화소의 휘도에 대하여 낮게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
제 22 항에 있어서,

상기 표시화소에 있어서의 상기 발광화소는 유기일렉트로루미네센트소자를 갖는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
화상을 판독하는 화상판독장치에 있어서의 구동방법에 있어서,

상기 화상판독장치는 표시계조에 따른 휘도를 갖고 화상을 표시하는 화상표시영역을 가지며, 해당 휘도에 따른 표시광을 방사하는 화상표시장치와, 상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역상에 적어도 해당 화상표시영역의 전역을 덮어서 적층배치되고, 피사체가 재치되는 검지면과, 상기 검지면에 있어서의 상기 피사체가 재치되는 제 1 영역 및 해당 제 1 영역을 제외하고 상기 화상표시영역의 적어도 일부의 영역에 대응하는 영역으로 이루어지는 제 2 영역에 설치되며, 상기 표시광의 적어도 일부를 투과하는 복수의 포토센서를 갖는 포토센서시스템을 갖고,

해당 화상표시장치에 의해 상기 검지면에 재치된 상기 피사체의 화상을 판독하는 경우의 동작방법은,

상기 포토센서에 의해 투과된 상기 표시광의 적어도 일부의 빛이 상기 검지면에 재치된 상기 피사체에 조사되고, 해당 피사체에 의해 반사된 빛을 상기 검지면의 상기 제 1 영역의 상기 포토센서에 의해 수광하는 스텝과,

상기 포토센서에 의해 수광된 빛의 강도분포에 의거하여 상기 피사체의 화상을 명암정보로서 판독하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치의 구동방법.
제 24 항에 있어서,

상기 화상표시영역의, 적어도 상기 제 1 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 피사체화상의 판독에 적합한 휘도로 설정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로하는 화상판독장치의 구동방법.
제 24 항에 있어서,

상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역에 상기 피사체의 상기 검지면의 상기 제 1 영역으로의 재치를 유도하기 위한 표시를 실시하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치의 구동방법.
제 24 항에 있어서,

상기 화상표시장치에 의해 상기 포토센서시스템을 통하여 화상을 표시하는 경우의 동작방법은,

상기 포토센서시스템에 있어서의 상기 각 포토센서를 비동작상태로 설정하는 스텝과,

상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역에 있어서의 상기 각 표시화소에 표시계조에 따른 신호전압을 인가하여 화상을 표시하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상판독장치의 구동방법.
개인의 생체정보에 의거하는 피사체화상을 판독하고, 해당 피사체화상에 의해 개인의 인증을 실시하는 개인인증시스템은,

표시계조에 따른 휘도를 갖고 화상을 표시하는 화상표시영역을 가지며, 해당 휘도에 따른 표시광을 방사하는 화상표시장치와, 상기 화상표시장치의, 적어도 상기 화상표시영역의 전역을 덮어서 적층배치되고, 상기 표시광의 적어도 일부를 투과하여 피사체가 재치되는 검지면과, 상기 검지면에 있어서의 상기 피사체가 재치되는 제 1 영역 및 해당 제 1 영역을 제외하고 상기 화상표시영역의 적어도 일부의 영역에 대응하는 영역으로 이루어지는 제 2 영역에 설치되며, 상기 제 1 영역에 있어서 상기 피사체의 피사체화상을 판독하는 복수의 포토센서를 구비하는 포토센서시스템을 구비하는 화상판독장치와,

적어도 상기 포토센서시스템에 의해 판독된 상기 피사체화상의 명암정보를 소정의 전기통신회선망을 통하여 인증수단에 송신하는 수단과, 상기 인증수단에 의해 미리 등록된 등록정보와 상기 명암정보가 대조된 상기 인증처리의 결과를 상기 전기통신회선망을 통하여 수신하는 수단을 갖는 통신수단과,

상기 화상표시장치에 의해 적어도 상기 인증처리의 결과를 표시하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
제 28 항에 있어서,

상기 피사체는 손가락이며, 상기 피사체화상은 지문화상인 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
제 28 항에 있어서,

상기 화상표시장치에 의해 상기 피사체의 상기 검지면의 상기 제 1 영역으로의 재치를 유도하기 위한 표시를 실시하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
제 28 항에 있어서,

상기 복수의 포토센서는,

상기 검지면의 상기 제 1 영역에 설치되는 제 1 포토센서와,

상기 검지면의 상기 제 2 영역에 설치되는 제 2 포토센서로 이루어지고,

상기 제 1 포토센서와 상기 제 2 포토센서는 같은 구조, 같은 배열간격을 갖는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
제 28 항에 있어서,

상기 포토센서는 해당 포토센서를 투과하여 상기 검지면에 재치된 상기 피사체에 조사되는 상기 표시광의 적어도 일부의 빛이 해당 피사체에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 피사체화상을 판독하는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
제 28 항에 있어서,

상기 포토센서는 박막트랜지스터구조를 갖는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
제 33 항에 있어서,

상기 포토센서는,

투과성을 갖는 기판과,

해당 기판상에, 반도체층으로 이루어지는 채널영역을 끼워서 형성된, 투과성을 갖는 전극재료로 이루어지는 소스전극 및 드레인전극과,

상기 채널영역의 위쪽 및 아래쪽에 투과성을 갖는 절연막을 통하여 형성된, 투과성을 갖는 전극재료로 이루어지는 제 1 게이트전극 및 차광성을 갖는 전극재료로 이루어지는 제 2 게이트전극을 갖고,

상기 제 1 게이트전극에 리셋펄스가 인가되어 초기화된 후,

상기 채널영역에는 해당 채널영역에 입사되는 빛의 양에 따른 전하가 축적되고,

상기 드레인전극에 프리챠지펄스가 인가된 후, 상기 초기화종료시로부터 소정의 전하축적기간 경과 후에 상기 제 2 게이트전극에 판독펄스가 인가되고, 해당 전하축적기간에 상기 채널영역에 축적된 전하량에 대응하는 전압을 출력전압으로서 출력하며,

상기 화상판독수단은 상기 프리챠지펄스에 관련되는 신호전압과 상기 출력전압의 차분을 명암정보로서 검출하는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
개인의 생체정보에 의거하는 피사체화상을 판독하고, 해당 피사체화상에 의해 개인의 인증을 실시하는 개인인증시스템에 있어서의 인증방법은,

상기 개인인증시스템은, 표시계조에 따른 표시광을 방사하여 화상을 표시하는 화상표시영역을 갖는 화상표시장치와, 상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역상에 적어도 상기 화상표시영역의 전역을 덮어서 적층배치되어 상기 피사체가 재치되는 검지면과, 상기 검지면에 있어서의 상기 피사체가 재치되는 제 1 영역 및 해당 제 1 영역을 제외하고 상기 화상표시영역의 적어도 일부의 영역에 대응하는 영역으로 이루어지는 제 2 영역에 설치되며, 상기 표시광의 적어도 일부를 투과하는, 복수의 포토센서를 갖는 포토센서시스템과, 적어도 상기 포토센서시스템에 의해 판독된 상기 피사체화상의 명암정보를 송신하는 동시에, 해당 명암정보에 대해서의 인증처리에 관한 정보를 수신하는 통신수단을 갖고,

상기 포토센서에 의해 투과된 상기 표시광의 적어도 일부의 빛이 상기 검지면에 재치된 상기 피사체에 조사되고, 해당 피사체에 의해 반사된 빛을 상기 검지면의 상기 제 1 영역의 상기 포토센서에 의해 수광하는 스텝과,

상기 포토센서에 의해 수광된 빛의 강도분포에 의거하여 상기 피사체의 화상을 명암정보로서 판독하는 스텝과,

상기 통신수단에 의해 상기 명암정보를 소정의 전기통신회선망을 통하여 인증수단에 송신하는 스텝과,

상기 인증수단에 의해 미리 등록된 등록정보와 상기 명암정보를 대조하여 인증처리를 실시하는 스텝과,

상기 통신수단에 의해 상기 인증처리의 결과를 상기 전기통신회선망을 통하여 수신하는 스텝과,

적어도 상기 표시수단에 의해 상기 인증처리의 결과를 표시하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템의 인증방법.
제 35 항에 있어서,

상기 피사체는 손가락이며, 상기 피사체화상은 지문화상인 것을 특징으로 하는 개인인증시스템의 인증방법.
제 35 항에 있어서,

상기 화상표시영역의, 적어도 상기 제 1 영역에 대응하는 영역의 휘도를 상기 피사체화상의 판독에 적합한 휘도로 설정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템의 인증방법.
제 35 항에 있어서,

상기 화상표시장치의 상기 화상표시영역에 상기 피사체의 상기 검지면의 상기 제 1 영역으로의 재치를 유도하기 위한 표시를 실시하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인인증시스템의 인증방법.