KR100285130B1 - 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접촉발광소자에서 발생된 지문이미지의 개인별 차를 조정하여 일정한 밝기가 되도록 자동으로 밝기를 조정하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 이를 구현하기 위해 직류를 수신받아 교류로 변환시켜 출력하는 인버터와, 인버터로부터 출력되는 교류전원을 공급받아 지문 접촉시 지문이미지를 발생하는 접촉입력장치와, 접촉입력장치에서 발생된 지문이미지를 수신받아 지문이미지의 밝기를 정도를 판별하고 판별된 밝기가 정상적인 밝기가 아닌 경우 이를 조정하기 위한 조정신호를 발생하는 컴퓨터와, 컴퓨터로부터 출력되는 조정신호를 수신받아 인버터로부터 출력되는 교류전원을 조정하여 접촉입력장치로 인가하여 지문이미지의 밝기를 조절하는 밝기 조정 회로로 구성된 지문이미지의 밝기 조정 장치를 제공한다.

Description

지문 이미지의 자동 밝기 조정 장치{Automatic Contrast Adjusting Apparatus of a Fingerprint Image}
본 발명은 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치에 관한 것으로, 특히 접촉발광소자에서 발생된 지문이미지의 개인별 차를 조정하여 일정한 밝기가 되도록 자동으로 밝기를 조정하는 장치에 관한 것이다.
발광체를 이용한 접촉발광소자는 단순 접촉에 의해 접촉된 이미지의 광이미지를 발생하도록 동작된다. 접촉발광소자에 지문이 접촉된 경우 지문의 광이미지가 발생되며, 발생된 광이미지는 전기신호로 변환시켜 사용된다. 전기신호로 변환된 지문이미지는 개인 식별 정보로 사용된다. 전기신호인 지문이미지를 발생하기 위한 광이미지를 발생하는 접촉발광소자를 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 접촉발광소자의 구성을 나타낸 측면도이다. 도시된 바와 같이, 접촉발광소자(1)는 투명절연층(1a), 투명전극층(1b) 및 발광층(1c)으로 구성된다. 투명절연층(1a)은 투명 폴리머(polymer)로 형성되며, 투명절연층(1c)은 투명전극층(1b)을 형성하기 위한 기판으로 사용된다. 투명절연층(1c) 위에 형성되는 투명전극층(1b)은 교류전원의 한 단자가 접속되며, 아이티오(ITO; indium tin oxide)로 형성된다.
ITO로 형성되는 투명전극층(1b) 위에는 발광층(1a)이 형성되고, 발광층(1a)은 ZnS인 발광체 분말로 형성된다. 발광층(1a) 표면에 지문이 접촉되면 투명전극층(1b)으로 인가되는 교류전압에 의해 접촉된 지문과 투명전극층(1b) 사이에 교류 전계가 형성된다. 이 교류 전계에 의해 발광층(1c)의 발광체 분말이 발광하게 되고, 발광된 광이미지는 투명전극층(1b) 및 투명절연층(1a)으로 입사된 후 이미지 검출기(도시 않음)에서 전기신호인 지문이미지로 발생된다.
이미지 검출기에서 발생된 지문이미지는 지문이미지가 요구되는 컴퓨터로 전송되며, 컴퓨터는 전송된 지문이미지를 이용하여 개인을 식별하기 위한 정보로 사용하게 된다. 이와 같이 지문이미지를 개인 식별을 위한 정보로 사용하는 경우 지문이미지의 질이 중요한 요소로 작용한다. 즉, 접촉발광소자(1)의 표면에 지문을 접촉하여 지문이미지를 발생하는 경우 개인차에 의해 지문 이미지의 밝기가 다르게 발생될 수 있다. 이로 인해 지문이미지 비교시 비교 오류가 발생될 수 있으며, 따라서 지문이미지를 비교하기 위한 정보로 사용시 보다 정확한 밝기의 조절이 요구되고 잇다.
본 발명은 접촉발광소자를 이용하여 지문이미지 발생시 개인차에 의해 발생되는 지문이미지의 밝기를 조정하여 지문이미지의 밝기가 일정하도록 조정하기 위한 지문이미지의 밝기 조정 장치를 제공함을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 접촉발광소자의 구성을 나타낸 측면도,
도 2는 본 발명의 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치의 구성을 나타낸 블럭도,
도 3은 도 2에 도시된 컴퓨터로 수신된 지문이미지의 밝기 상태를 나타낸 파형도,
도 4는 도 2에 도시된 밝기 조정 회로의 구성을 나타낸 회로도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 접촉발광소자 10 : 인버터
20 : 접촉입력장치 21 : 렌즈
22 : 검출기 30 : 컴퓨터
40 : 밝기 조정회로 41 : 입출력 제어기
42 : DA 변환기 43 : 발광 다이오드부
이러한 목적을 구현하기 위한 본 발명은 직류를 수신받아 교류로 변환시켜 출력하는 인버터와, 인버터로부터 출력되는 교류전원을 공급받아 지문 접촉시 지문이미지를 발생하는 접촉입력장치와, 접촉입력장치에서 발생된 지문이미지를 수신받아 지문이미지의 밝기를 정도를 판별하고 판별된 밝기가 정상적인 밝기가 아닌 경우 이를 조정하기 위한 조정신호를 발생하는 컴퓨터와, 컴퓨터로부터 출력되는 조정신호를 수신받아 인버터로부터 출력되는 교류전원을 조정하여 접촉입력장치로 인가하여 지문이미지의 밝기를 조절하는 밝기 조정 회로로 구성됨을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 접촉발광소자에서 발생되는 지문이미지의 밝기를 판별하고, 지문이미지의 밝기가 적절하지 않으면 밝기 조정 회로를 이용하여 지문이미지의 밝기를 조정함으로써 보다 최적의 지문이미지를 발생할 수 있다.
(실시예)
이하에 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치는 직류(DC)를 수신받아 교류(AC)로 변환시켜 출력하는 인버터(10)와, 인버터(10)로부터 출력되는 교류전원을 공급받아 지문 접촉시 지문이미지를 발생하는 접촉입력장치(20)와, 접촉입력장치(20)에서 발생된 지문이미지를 수신받아 지문이미지의 밝기를 정도를 판별하고 판별된 밝기가 정상적인 밝기가 아닌 경우 이를 조정하기 위한 조정신호를 발생하는 컴퓨터(30)와, 컴퓨터(30)로부터 출력되는 조정신호를 수신받아 인버터(10)로부터 출력되는 교류전원을 조정하여 접촉입력장치(20)로 인가하여 지문이미지의 밝기를 조절하는 밝기 조정 회로(40)로 구성된다.
본 발명의 지문이미지의 자동 밝기 조정장치의 구성을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
접촉입력장치(20)에 사용된 접촉발광소자(1)는 도 1에 도시된 접촉발광소자와 동일한 구성을 갖는다. 접촉발광소자(1)로는 교류전압이 인가되며, 교류전압은 인버터(10)에서 발생된 교류(AC)에 의해 인가된다. 인버터(10)는 직류공급원(도시 않음)으로부터 공급되는 직류(DC)를 수신받아 교류(AC)로 변환시켜 출력하며, 출력되는 교류(AC)는 접촉입력장치(20) 내에 구성된 접촉발광소자(1)로 공급된다.
인버터(10)로부터 교류전압이 공급된 상태에서 접촉발광소자(1)의 표면에 지문이 접촉되면 교류전계가 형성되고, 이 전계에 의해 발광하여 광이미지를 발생한다. 발생된 광이미지는 렌즈(lens)(21)를 투과해 이미지 검출기(22)의 표면에 수광된 후 이미지 검출기(22)에 의해 전기신호인 지문이미지로 변환되어 출력된다.
접촉입력장치(20)의 이미지 검출기(22)로부터 출력되는 지문이미지는 컴퓨터(30)에서 수신받는다. 지문이미지를 수신받은 컴퓨터(30)는 수신된 지문이미지의 밝기를 판별하고, 판별된 결과에 따라 지문이미지의 밝기를 조정하기 위한 조정신호를 발생한다. 지문이미지의 밝기를 조정하는 신호를 발생하여 출력하는 컴퓨터(30)는 도 3에서와 같이 지문이미지의 밝기를 판별하여 조정신호를 발생한다.
도 3은 도 2에 도시된 컴퓨터로 수신된 지문이미지의 밝기 상태를 나타낸 파형도로 접촉발광소자(1)의 표면에 지문이 접촉된 영역(2)을 나타낸다. 즉, 컴퓨터(30)로 수신된 지문이미지에서 영역(2)은 지문이 접촉된 영역을 나타내며, 그 외의 영역은 접촉발광소자(1)의 표면 영역을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 파형(a)은 지문의 높이(height; H) 방향으로 샘플링(sampling)한 밝기 분포를 나타내며, 파형(c)은 지문의 폭(width; W) 방향으로 샘플링한 밝기 분포를 나타낸다.
파형(a) 또는 파형(c)의 폭(A)은 휘도 분포를 나타내며, 중심선(B)은 밝기의 기준선을 지시한다. 중심선(B)에서 연장되어 도시된 파형(b) 또는 파형(d)은 파형(a) 또는 파형(c)을 투영한 밝기의 분포를 나타낸다. 중심선(B)에 파형(a) 또는 파형(b)이 좌, 우 대칭으로 정확하게 정렬되어 있을 때 파형(a) 또는 파형(c)은 중심선(B)을 기준으로 좌, 우 대칭을 이루며, 이 때를 가장 적절한 밝기로 설정된다.
파형(a) 또는 파형(c)이 중심선(B)을 이탈하는 경우 파형(b) 또는 파형(d)이 왜곡되며, 이 상태에서 지문이미지의 밝기는 너무 밝거나 어두운 상태가 된다. 따라서 컴퓨터(30)는 이러한 상태의 지문이미지가 발생된 경우 이를 보정하기 위한 조정신호를 발생한다. 조정신호는 4비트(bits)로 구성되며, 지문이미지의 밝기에 따라 24가지 수의 밝기의 레벨(level)을 조정할 수 있도록 조정신호를 출력한다.
예를 들어, 컴퓨터(30)에서는 지문이미지의 밝기를 조정하기 위해 0000 내지 1111의 조정신호를 발생하고, 0000은 지문이미지가 가장 밝은 경우에 발생되며 1111은 가장 어두운 경우에 발생되어 출력한다. 컴퓨터(30)에서 지문이미지의 밝기에 따라 출력되는 조정신호는 도 4에 도시된 밝기 조정 회로에서 수신받는다.
도 4는 도 2에 도시된 밝기 조정 회로의 구성을 나타낸 회로도이다. 도시된 바와 같이, 밝기 조정 회로(40)는 입출력 제어기(41), DA(digital to analog) 변환기(42) 및 트랜지스터(Q)로 구성된다.
밝기 조정 회로(40)의 입출력 제어기(41)는 컴퓨터(30)로부터 출력되는 조정신호를 수신받고, 수신된 조정신호를 단자(1∼4)를 통해 출력한다. 조정신호를 단자(1∼4) 별로 하나의 비트(bit) 단위로 출력하기 위해 프로그래밍(programing)이 가능한 입출력 제어기(41)가 사용된다. 입출력 제어기(41)의 단자(1∼4)를 통해 출력되는 조정신호의 상태를 확인하기 위해 입출력 제어기(41)의 출력단에 발광 다이오드부(43)가 접속된다.
발광 다이오드부(43)는 각 저항(R1, R2, R3, R4)과 직렬 연결된 각 발광다이오드(LED1, LED2, LED3, LED4)를 통해 입출력 제어기(41)의 단자(1∼4)를 통해 출력되는 조정신호의 각 비트를 확인할 수 있게 된다. 예를 들어, 입출력 제어기(41)의 단자(1)에서 1이 출력되면 저항(R1) 및 발광다이오드(LED1)로 전류가 흐르게 되고, 이 전류의 흐름에 의해 발광다이오드(LED1)가 발광하여 온(on) 상태를 표시하게 된다. 이와 같이 현재 입출력 제어기(41)로부터 출력되는 조정신호의 레벨을 확인할 수 있게 된다.
발광 다이오드부(43)를 통해 표시되는 조정신호의 레벨은 입출력 제어기(41)에서 DA 변환기(42)로 전송된다. DA 변환기(42)는 전송된 조정신호를 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환시켜 조정값으로 출력한다. 이를 위해 DA 변환기(42)는 입출력 제어기(41)의 단자(1∼4)를 통해 출력되는 조정신호를 부정 게이트(gate)부(INV1∼INV4)로 각각 출력한다. 부정 게이트부(INV1∼INV4)는 수신된 조정신호의 각 비트를 반전시켜 각각의 부정 게이트(INV1, INV2, INV3, INV4)에 직렬 연결된 각각의 저항(R5, R6, R7, R8)에 유기시킨다.
여기서 각각의 저항(R5, R6, R7, R8)은 서로 다른 저항값을 갖는다. 각 저항(R5, R6, R7, R8)이 서로 다른 저항값을 갖음으로써 각 부정 게이트(INV1, INV2, INV3, INV4)에서 출력되는 조정신호의 전압은 저항(R5)의 앞단 위치한 노드(node)에서 발생되며, 이 노드에서 발생된 전압은 조정신호의 레벨(level)에 따라 다르게 발생된다.
조정신호에 따라 다르게 발생되는 전압은 저항(R9)과 병렬 연결된 제1반전증폭기(U1)의 반전단자(-)로 접속된다. 제1반전증폭기(U1)는 비반전단자(＋)는 접지되며, 반전단자(-)로 수신된 전압을 -R9/(R5//R6//R7//R8)의 이득으로 증폭하여 출력함으로써 디지털 신호인 조정신호를 아날로그 신호인 조정값으로 변환시켜 출력한다. 제1반전증폭기(U1)로부터 출력되는 조정값은 제2반전증폭기(U2)를 통해 양의 값이 되도록 반전 증폭시켜 출력한다.
제2반전증폭기(U2)는 병렬 연결된 저항(R11)과 저항(R10)의 비 즉, -R11/R10의 이득으로 증폭하여 조정값을 양의 값이 되도록 반전시켜 출력한다. DA 변환기(42)의 제2반전증폭기(U2)를 통해 출력되는 조정값은 트랜지스터(Q)를 활성화시켜 출력전압(Vout)을 출력하게 된다. 이 출력전압(Vout)은 인버터(10)에서 수신받고, 인버터(10)는 수신된 출력전압(Vout)에 의해 접촉발광소자(1)로 인가되는 교류전압의 세기를 조절한다.
이와 같이 접촉발광소자(1)로 인가되는 교류전압의 세기를 조정함으로써 개인별로 차이가 발생되는 지문이미지의 밝기를 보정할 수 있고, 밝기를 적정하게 유지시킴으로써 보다 최적의 지문이미지를 발생할 수 있게 된다.
이와 같이 접촉발광소자에서 발생되는 지문이미지의 밝기를 판별하고, 지문이미지의 밝기가 적절하지 않으면 밝기 조정 회로를 이용하여 지문이미지의 밝기를 조정함으로써 보다 최적의 지문이미지를 발생할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (4)

  1. 지문이미지의 밝기를 조정하는 장치에 있어서,
    직류를 수신받아 교류로 변환시켜 출력하는 인버터;
    상기 인버터로부터 출력되는 교류전원을 공급받아 지문 접촉시 지문이미지를 발생하는 접촉입력장치;
    상기 접촉입력장치에서 발생된 지문이미지를 수신받아 지문이미지의 밝기를 정도를 판별하고 판별된 밝기가 정상적인 밝기가 아닌 경우 이를 조정하기 위한 조정신호를 발생하는 컴퓨터; 및
    상기 컴퓨터로부터 출력되는 조정신호를 수신받아 상기 인버터로부터 출력되는 교류전원을 조정하여 상기 접촉입력장치로 인가하여 지문이미지의 밝기를 조절하는 밝기 조정 회로로 구성됨을 특징으로 하는 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 조정 회로는 상기 컴퓨터로부터 출력되는 조정신호를 수신받아 출력하는 입출력 제어기;
    상기 입출력제어기로부터 출력되는 조정신호를 수신받아 디지털 신호에서 아날로그 신호인 조정값으로 변환시켜 출력하는 DA 변환기; 및
    상기 DA 변환기로부터 출력되는 조정값을 수신받아 활성화되어 출력전압을 출력하는 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입출력 제어기로부터 출력되는 조정값을 표시하기 위해 상기 입출력 제어기의 출력단에 발광 다이오드부가 부가되어 구성됨을 특징으로 하는 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 DA 변환기는 상기 입출력 제어기로부터 출력되는 조정신호를 수신받아 반전시켜 출력하는 부정 게이트(gate)부;
    상기 부정 게이트부로부터 출력되는 반전된 조정신호를 수신받아 아날로그 신호인 조정값으로 반전 증폭시켜 출력하는 제1반전증폭기; 및
    상기 제1반전증폭기로부터 출력되는 조정값을 반전 증폭시켜 출력하는 제2반전증폭기로 구성됨을 특징으로 하는 지문이미지의 자동 밝기 조정 장치.
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