KR100584107B1 - 광학식 지문영상장치 및 광학식 지문영상장치의품질평가방법 - Google Patents

광학식 지문영상장치 및 광학식 지문영상장치의품질평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학식 지문영상장치 및 광학식 지문영상장치의 평가방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 품질평가용 표준프리즘을 이용한 광학식 지문영상장치 및 품질평가용 표준프리즘을 이용하여 광학식 지문영상장치의 품질을 평가하는 방법에 관한 것으로, 프리즘의 지문접촉면에 생체지문, 고무, 및 실리콘 등의 연성재료를 직접 접촉시켜 나타난 영상을 바탕으로 작업자의 감각에 의존하여 지문영상장치의 품질을 평가하는 것이 아니라, 품질평가용 표준프리즘을 이용하여 지문영상장치의 품질을 수치적, 객관적으로 평가함으로써 품질평가의 신뢰성과 제품들 간 품질의 통일성 및 일체성을 확보할 수 있게 된다. 이는 결과적으로, 지문인식장치의 인식률이 제품간에 고르게 되는 효과를 낳게 되고, 부품별로 품질을 평가하지 않고 전체 조립 후에 품질을 평가하고 최종 조립 전에 이를 확인할 수 있기 때문에 측정오차감소, 재작업 용이, 공정 단순화, 및 고수율 등의 생산 단계에서의 긍정적 효과를 달성할 수 있게 된다. 이를 위해, 본 발명은, 품질 평가용 표준프리즘, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서에 결상시키는 결상 렌즈, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 상기 결상 렌즈에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서, 상기 표준프리즘, 결상 렌즈, 및 이미지 센서와 같은 내부 구성요소를 보호하는 보호 케이스, 상기 이미지 센서와 연결되어 이미지 센서로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 컴퓨터, 및 상기 영상신호를 시각적으로 나타내는 디스플레이를 포함하되, 상기 품질 평가용 표준프리즘은 일반프리즘의 지문 접촉면에 해당하는 면 위에 형성된 금속격자와 상기 금속격자 및 프리즘 상에 도포되어 입사광을 산란시키는 광산란재료를 포함하며 상기 보호 케이스로부터 탈착/부착이 가능한 것을 특징으로 하는 광학식 지문영상장치를 제공한다.
광학식 지문영상장치, 품질평가용 표준프리즘, 지문인식장치

Description

광학식 지문영상장치 및 광학식 지문영상장치의 품질평가방법{The Optical Fingerprint Image Apparatus and Quality Test Method of the Same}
도1은 본 발명에 의한 지문영상장치(100)의 개략도.
도2(a)는 본 발명에 의한 품질 평가용 표준프리즘(101)의 사시도.
도2(b)는 본 발명에 의한 품질 평가용 표준프리즘(101)의 단면도.
도3은 본 발명에 의한 품질평가용 표준프리즘(101)을 이용한 광학식 지문영상장치(100)의 품질평가 방법을 나타내는 개략도.
도4는 디스플레이(111) 상에 나타난 영상의 해상도, 선명도, 및 위치정합을 측정하여 지문영상장치(100)의 품질을 평가하기 위한 그래프들로서, 도4(a)는 디스플레이(111) 상에 나타난 격자영상이고 도4(b) 및 (c)는 디스플레이(111) 상에 나타난 영상의 선명도를 측정하기 위한 명도(grey scale) 그래프.
도5는 본 발명에 의한 표준프리즘의 제조방법을 도시하는 개략도.
도6은 종래의 광학식 지문영상장치(600)를 도시하는 개략도.
도7은 종래의 광학식 지문영상장치(600)의 품질을 평가하는 방법을 나타내는 개략도.
본 발명은 광학식 지문영상장치 및 광학식 지문영상장치의 평가방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 품질평가용 표준프리즘을 채용한 광학식 지문영상장치 및 품질평가용 표준프리즘을 이용하여 광학식 지문영상장치의 품질을 평가하는 방법에 관한 것이다.
종래 생체인식기술 중 지문인식기술을 이용한 응용예로서 지문인식장치를 들 수 있다. 통상의 지문인식장치는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식표면을 구비하고 있으며, 사용자의 지문을 지문인식표면에 대고 스캐닝하면, 내장된 지문인식기에 의하여 입력된 지문과 미리 저장된 지문을 비교하여, 비교결과가 일치하면 도어의 잠금상태를 해제하거나 신원확인(또는 증명)을 통과하는 것과 같이 구동하게 된다. 이러한 지문인식장치에 있어서는, 지문을 정밀하고 선명하게 인식하는 것이 매우 중요한 핵심 사항이기 때문에, 지문인식장치를 최종 제품으로서 내놓기 이전에 지문인식장치의 인식률, 인식 정밀도(해상도, 선명도 등), 및 구성부품의 품질 등을 평가하여 보다 우수한 품질(정밀도)의 제품을 선별하는 과정이 필수적이다. 이를 위해, 종래에는, 지문인식장치를 구성하는 각 광학부품들, 이를 테면, 프리즘, 결상렌즈, 이미지 센서 등의 품질을 개별평가한 후 조립된 최종 제품(지문인식장치)의 프리즘 상에 생체지문, 고무, 및 실리콘 등의 연성물체를 접촉시키고 화면에 나타나는 지문 또는 연성물체의 형상을 작업자의 감각에 의존하여 평가하는 방식으로 지문인식장치의 품질을 평가하여 왔다.
도6은 이와 같은 종래의 광학식 지문영상장치(600)를 개략적으로 도시하고 있다.
종래의 광학식 지문영상장치(600)는 일반프리즘(205), 결상렌즈(103), 이미지 센서(105), 보호 케이스(107), 컴퓨터(109), 및 디스플레이(111) 등으로 구성된다. 일반프리즘(205)은 그 상측에 손가락을 접촉시키는 접촉 표면을 갖고 발광 다이오드(LED) 등의 광원으로부터의 입사광을 프리즘의 상측 경사면(접촉표면)에서 전반사하거나 산란시켜 결상렌즈(103)로 유도하고, 결상렌즈(103)는 일반프리즘(205)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서(105)에 결상시키는 역할을 하며, 이미지 센서(105)는 일반프리즘(205)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 결상 렌즈(103)에 의해 유도되어 들어온 광을 전기적 신호로 변환하는 작용을 하며 통상 CMOS 이미지 센서 또는 전하결합소자(CCD, charge coupled device)를 이용할 수 있다. 보호 케이스(107)는 일반프리즘(205), 결상 렌즈(103), 및 이미지 센서(105)와 같은 내부 구성요소를 보호하는 역할을 하며, 컴퓨터(109)는 이미지 센서(105)와 연결되어 이미지 센서(105)로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 작용을 한다. 그리고, 디스플레이(111)는 그 영상신호를 사람의 눈으로 식별할 수 있도록 이를 시각적으로 화면에 표시한다.
도7은 종래 지문영상장치(600)의 품질평가방법을 나타내는 개략도이다.
도7을 참조하여 종래 지문영상장치(600)의 품질을 평가하는 방법을 구체적으로 살펴보면, 우선, 결상렌즈(103)와 이미지 센서(105)의 개별적 품질을 먼저 평가 하고(도7(a)), 일반프리즘(205), 일반프리즘(205)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서(105)에 결상시키는 결상 렌즈(103), 일반프리즘(205)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 결상 렌즈(103)에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(105), 일반프리즘, 결상 렌즈, 및 이미지 센서와 같은 내부 구성요소를 보호하는 보호 케이스(107), 이미지 센서(105)와 연결되어 이미지 센서(105)로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 컴퓨터(109), 및 영상신호를 시각적으로 나타내는 디스플레이(111) 등의 구성요소를 조립하여 광학식 지문영상장치를 형성한 후(도7(b)), 프리즘 상측 표면에 실제 생체지문이나 기타 고무, 실리콘과 같은 연성 물체를 접촉시켜 디스플레이(111)에 나타난 영상의 해상도, 선명도 등을 어림 측정함으로써 광학식 지문영상장치(600)의 품질을 평가한다(도7(c)).
이러한 지문영상장치(600)가 생체지문을 정확하게 인식하고 이를 기존에 저장된 데이터와 비교하여 올바른 동작을 하게 하기 위해서는, 지문영상장치(600)를 구성하는 각 구성부품이 양호한 품질을 갖고 있어야 함은 물론, 각 구성부품간의 조립이 오차를 유발하지 않고 제품 간에 품질 차이를 발생시키지 않도록 하여 일정한 품질이 우수하게 유지되게 하는 것이 매우 중요하다. 종래에는 지문영상장치의 품질을 평가하기 위해, 최종 조립 후 프리즘 표면에 실제 생체 지문이나 기타 연성 물체를 접촉시켜 지문영상장치의 품질을 평가하여 왔다. 그러나, 이러한 종래방식은 각 부품(결상렌즈 또는 이미지 센서 등)에 대한 품질 평가를 개별적으로 정밀하게 해야 하는 단점이 있었으며, 생체지문 또는 기타 연성물체를 직접 인식표면에 접촉시켜 측정하는 방식은 아무래도 작업자의 감각에 의존하여 그 품질이 주관적으로 평가되기 때문에 작업자마다, 또는 동일한 작업자라도 지문의 해상도나 선명도 등에 대한 판단 차이로 인해 품질의 균일도를 유지하기가 매우 어려웠다. 또한, 연성 물체를 직접 접촉시켜 측정하는 방식은 연성 물체가 프리즘 표면에 닿을 때 그 모양이 변하는 등의 문제로 인해 정확한 해상도나 선명도를 측정하는데 오차가 많이 발생하는 경향이 있었다. 또한, 조립후의 최종제품 오차는 각 부품의 품질을 개별평가하여 측정한 각 부품별 오차들의 곱으로 결정되기 때문에, 비록 부품별 품질평가단계에서는 작은 오차가 발생하였더라도 최종단계에서는 최종제품의 오차 범위가 매우 커지게 되는 단점이 있었다.
결과적으로, 종래기술은, 부정확한 측정 방법으로 인해 오차율이 크고 제품간의 균일한 품질을 얻지 못하여 서로 다른 지문 영상장치 간에 영상품질의 차이가 발생하는 것을 피할 수 없었다. 이는 궁극적으로 사용자가 서로 다른 지문인식장치를 이용하여 지문을 인식 하고자 할 때 그 지문영상의 크기, 해상도, 선명도, 및 위치정합 등의 차이로 인해 인식률의 저하를 가져오게 되었으며, 각 부품의 품질 측정에 많은 시간과 작업이 들어가게 됨은 물론, 부품을 조립하여 최종제품을 생산하는 과정 중에 부품별 오차에 의한 불량률이 올라가게 되어 수율이 많이 떨어지게 되고 조립 후 또 다시 최종 검사를 해야 하는 등의 불편함이 있었다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광학부분(프리즘, 결상렌즈, 및 이미지 센서 등)의 조립을 마친 후 품질평가용 표준프리즘(101)을 이 용하여 지문영상장치(100)의 품질을 평가함으로써, 품질평가의 신뢰성과 제품간 품질의 통일성을 가져와 지문인식장치의 인식률이 제품간에 고르게 되도록 하며, 제품 전체가 조립된 후에 품질이 평가되고 최종 조립 전에 품질을 확인해 볼 수 있게 함으로써, 측정오차감소, 재작업 용이, 공정 단순화, 및 고수율을 달성하는 것을 본 발명의 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학식 지문영상장치는, 품질 평가용 표준프리즘, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서에 결상시키는 결상 렌즈, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 상기 결상 렌즈에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서, 상기 표준프리즘, 결상 렌즈, 및 이미지 센서와 같은 내부 구성요소를 보호하는 보호 케이스, 상기 이미지 센서와 연결되어 이미지 센서로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 컴퓨터, 및 상기 영상신호를 시각적으로 나타내는 디스플레이를 포함하되, 상기 품질 평가용 표준프리즘은 일반프리즘의 지문 접촉면에 해당하는 면 위에 형성된 금속격자와 상기 금속격자 및 프리즘 상에 도포되어 입사광을 산란시키는 광산란재료를 포함하며 상기 보호 케이스로부터 탈착/부착이 가능한 것을 특징으로 하며, 상기 금속격자는 알루미늄, 니켈, 및 크롬을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 상기 광산란재료는 불투명 페인트, 고무, 및 실리콘 중 어느 하나를 이용할 수 있고, 상기 이미지 센서는 통상 CMOS 이미지 센서 또는 전하결합소자(CCD)를 사용하는 것이 일반적이다.
또한, 본 발명의 품질평가용 표준프리즘을 이용한 광학식 지문영상장치의 품질평가 방법은, 품질 평가용 표준프리즘, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서에 결상시키는 결상 렌즈, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 상기 결상 렌즈에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서, 상기 표준프리즘, 결상 렌즈, 및 이미지 센서와 같은 내부 구성요소를 보호하는 보호 케이스, 상기 이미지 센서와 연결되어 이미지 센서로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 컴퓨터, 및 상기 영상신호를 시각적으로 나타내는 디스플레이를 포함하는 구성요소를 조립하여 광학식 지문영상장치를 형성하는 단계, 상기 디스플레이 상에 나타난 영상의 해상도, 선명도, 및 위치정합을 측정하여 광학식 지문영상장치의 품질을 평가하는 단계, 상기 디스플레이 상에 나타난 영상이 해상도, 선명도, 및 위치정합에 대한 품질기준을 만족하는 경우 표준프리즘을 일반프리즘으로 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 지문영상장치의 품질평가단계는, 상기 디스플레이 상에 나타난 격자영상의 수평방향 및 수직방향을 각각 x축 및 y축으로 정의하여,
x축의 해상도 = (x축의 총 화소 수)/(x축 상의 격자수*격자간격)
y축의 해상도 = (y축의 총 화소 수)/(y축 상의 격자수*격자간격)
으로 x축 및 y축의 해상도를 측정함으로써 상기 디스플레이 상에 나타난 영 상의 해상도를 측정하는 단계, x축과 y축 방향으로 교대로 나타나는 명부분과 암부분의 구분이 명확한지를 나타내는 x축 및 y축에 대한 명도(grey scale) 그래프를 이용하여 x축 및 y축의 선명도를 측정함으로써 상기 디스플레이 상에 나타난 영상의 선명도를 측정하는 단계, 및 상기 디스플레이 상에 나타난 표준프리즘의 중심과 영상의 중심을 비교함으로써 표준프리즘과 영상의 위치정합을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 품질평가용 표준프리즘을 제조하는 방법은, 일반프리즘의 지문접촉면에 해당하는 면 위에 금속을 도포하여 금속박막을 형성하는 단계, 상기 금속박막 상에 감광강화제를 발라 감광강화제층을 형성하는 단계, 상기 감광강화제층 상에 격자무늬가 인쇄된 필름을 배치하고 그 위에 자외선을 조사함으로써 상기 금속박막 중 격자무늬 필름에 의해 차단되지 않은 부분을 경화시키는 단계, 상기 격자무늬 필름과 감광강화제를 제거한 후, 프리즘 표면의 경화되지 않은 금속박막 부분을 에칭하여 금속격자를 형성하는 단계, 상기 프리즘 표면 및 금속격자 상에 광산란재료를 도포하는 단계를 포함하되, 상기 금속격자는 알루미늄, 니켈, 및 크롬을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 상기 광산란재료는 불투명 페인트, 고무, 및 실리콘 중 어느 하나를 사용할 수 있고, 상기 금속박막은 프리즘 상에 금속을 진공증착하여 형성하는 것이 일반적이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 품질평가용 표준프리즘을 이용한 광학식 지문영상장치 및 그 품질평가 방법을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 지문영상장치(100)의 개략도이다.
지문영상장치(100)는 품질 평가용 표준프리즘(101), 결상 렌즈(103), 이미지 센서(105), 보호 케이스(107), 컴퓨터(109), 및 디스플레이(111) 등을 포함한다. 품질 평가용 표준프리즘(101)은, 일반프리즘의 지문 접촉면에 해당하는 면 위에 형성된 금속격자(201)와, 일반프리즘 및 금속격자(201) 상에 도포되어 입사광을 산란시키는 광산란재료(203)를 포함하며 보호 케이스(107)로부터 탈착/부착이 가능하도록 구성된다. 결상렌즈(103)는 표준프리즘(101)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서(105)에 결상시키는 역할을 하며, 이미지 센서(105)는 표준프리즘(101)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 결상 렌즈(103)에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 작용을 하며 통상 CMOS 이미지 센서 또는 전하결합소자(CCD, charge coupled device)가 사용된다. 보호 케이스(107)는 표준프리즘(101), 결상 렌즈(103), 및 이미지 센서(105)와 같은 내부 구성요소를 보호하는 역할을 하며, 컴퓨터(109)는 이미지 센서(105)와 연결되어 이미지 센서(105)로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 역할을 한다. 그리고, 디스플레이는 그 변환된 영상신호를 사람의 눈으로 식별할 수 있도록 화면 상에 시각적으로 나타낸다.
도2(a)는 본 발명에 의한 품질 평가용 표준프리즘(101)의 사시도이고, 도2(b)는 본 발명에 의한 품질 평가용 표준프리즘(101)의 단면도이다.
상술한 바와 같이, 품질 평가용 표준프리즘(101)은, 일반프리즘(205)의 지문 접촉면에 해당하는 면 위에 형성된 금속격자(201)와, 일반프리즘(205) 및 금속격자(201) 상에 도포되어 입사광을 산란시키는 광산란재료(203)를 포함하며 보 호 케이스(107)로부터 탈착/부착이 가능하도록 형성되며, 입사광을 전반사 또는 산란시켜 결상렌즈(103)로 유도하는 역할을 하는 것이라면 어떠한 형태를 사용해도 무방하다. 금속격자(201)는 알루미늄, 니켈, 및 크롬 중 어느 하나, 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다. 또한, 광산란재료(203)로는 백색 불투명 페인트, 고무, 및 실리콘 등과 같이 입사광을 산란시켜 결상렌즈(103)를 통해 이미지 센서(105)로 광을 결상시킬 수 있는 재료라면 어떤 재료를 사용해도 무방할 것이다. 입사광은 표준프리즘(101)의 상측 경사면 중 금속격자(201) 부분에서 전반사되어 이미지 센서(105) 상에서 밝은 부분으로 나타나게 되고, 광산란재료(203) 부분에서는 표준프리즘(101)의 상측 경사면에 입사한 광이 산란되어 이미지 센서(105) 상에서 어두운 부분으로 나타나게 된다. 그 결과로서, 표준프리즘(101)의 격자상이 디스플레이(111) 상에서 명암의 패턴으로 표현되어 나타나게 된다.
도3은 본 발명에 의한 품질평가용 표준프리즘(101)을 이용한 광학식 지문영상장치(100)의 품질평가 방법을 나타내는 개략도이다.
광학식 지문영상장치(100)의 품질을 평가하기 위해, 우선, 품질 평가용 표준프리즘(101), 표준프리즘(101)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서(105)에 결상시키는 결상 렌즈(103), 표준프리즘(101)의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 결상 렌즈(103)에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(105), 표준프리즘, 결상 렌즈, 및 이미지 센서와 같은 내부 구성요소를 보호하는 보호 케이스(107), 이미지 센서(105)와 연결되어 이미지 센서(105)로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 컴퓨터(109), 및 영상 신호를 시각적으로 나타내는 디스플레이(111) 등의 구성요소를 조립하여 광학식 지문영상장치를 형성하고(도3(a)), 디스플레이(111) 상에 나타난 영상의 해상도, 선명도, 및 위치정합을 측정하여 광학식 지문영상장치(100)의 품질을 평가한다(도3(b)). 품질평가 결과, 디스플레이(111) 상에 나타난 영상이 해상도, 선명도, 및 위치정합에 대한 품질기준을 만족하는 경우 표준프리즘(101)을 일반프리즘(205)으로 교체하여(도3(c)), 광학식 지문영상장치(100)의 최종제품을 완성한다. 일반적으로, 프리즘 자체는 그 치수의 정확도가 매우 높기 때문에 최종 조립단계에서의 프리즘교체작업은 지문영상장치의 품질에 거의 영향을 주지 않으므로 표준프리즘(101)을 일반프리즘(205)으로 교체하는 작업으로 인해 발생할 가능성이 있는 오차값은 무시해도 좋을 것이다.
도4는 디스플레이(111) 상에 나타난 영상의 해상도, 선명도, 및 위치정합을 측정하여 지문영상장치(100)의 품질을 평가하는 단계를 설명하기 위한 그래프들로서, 도4(a)는 디스플레이(111) 상에 나타난 격자영상을 도시한 것이고 도4(b) 및 (c)는 디스플레이(111) 상에 나타난 영상의 선명도를 측정하기 위한 명도(grey scale) 그래프를 나타낸 도면이다. 도4(a)에서는 격자영상의 수평축을 x축으로, 수직축을 y축으로 정의하였으며, 도4(b), (c)는 도4(a)의 x축을 따라 연장된 선분 A-A'에 대한 명도 그래프이다.
지문영상장치의 품질평가는, 디스플레이 상에 나타난 영상의 해상도 측정, 디스플레이 상에 나타난 영상의 선명도 측정, 및 상기 디스플레이 상에 나타난 표준프리즘의 중심과 영상의 중심을 비교함으로써 표준프리즘과 영상의 위치정합을 측정하는 것을 포함한다.
디스플레이 상에 나타난 영상의 해상도는, 디스플레이(111) 상에 나타난 격자영상의 수평방향 및 수직방향을 각각 x축 및 y축으로 정의하여 하기와 같은 식을 이용해 구할 수 있으며,
x축의 해상도 = (x축의 총 화소 수)/(x축 상의 격자수*격자간격)
y축의 해상도 = (y축의 총 화소 수)/(y축 상의 격자수*격자간격)
디스플레이 상에 나타난 영상의 선명도는, x축과 y축 방향으로 교대로 나타나는 명부분과 암부분의 구분이 명확한지를 나타내는 x축 및 y축에 대한 명도(grey scale) 그래프를 이용하여 x축 및 y축의 선명도를 각각 측정하여 구할 수 있다. 즉, 도4(b)의 영상은 도4(c)의 영상과 비교해서 명부분과 암부분의 구별이 뚜렷함을 알 수 있다(암부분이 끝난 후 중간영역인 회색영역이 삽입됨이 없이 바로 명부분이 나타남).
표준프리즘과 영상의 위치정합은, 디스플레이 상에 나타난 표준프리즘의 중심과 영상의 중심을 비교하여 구할 수 있는데, 도4(a)에서 표준프리즘의 중심은 ‘+’로 표시되어 있으며 영상의 중심은 '□' 로 표시되어 있어 이를 비교함으로써 표준프리즘과 영상의 위치정합을 구할 수 있다.
도5는 본 발명에 의한 표준프리즘의 제조방법을 도시하는 개략도이다.
본 발명에 의한 품질평가용 표준프리즘(501)은, 일반프리즘의 지문접촉면에 해당하는 면 위에 금속을 도포하여 금속박막(503)을 형성하고, 금속박막(503) 상에 감광강화제를 발라 감광강화제층(505)을 형성하고, 감광강화제층(505) 상에 격자무늬가 인쇄된 필름(507)을 배치하고 그 위에 자외선을 조사함으로써 금속박막(503) 중 격자무늬 필름(507)에 의해 차단되지 않은 부분을 경화시키고, 격자무늬 필름(507)과 감광강화제를 제거한 후, 프리즘 표면의 경화되지 않은 금속박막 부분을 에칭하여 금속격자(509)를 형성하고, 프리즘 표면 및 금속격자 상에 광산란재료(511)를 도포하여 제조한다. 이 때, 금속격자(509)는 알루미늄, 니켈, 및 크롬 중 어느 하나, 또는 이들의 합금을 사용할 수 있으며 프리즘 상에 진공증착함으로써 형성하는 것이 일반적이다. 또한, 광산란재료(511)로는 백색 불투명 페인트, 고무, 및 실리콘 등과 같이 입사광을 산란시켜 결상렌즈(103)를 통해 이미지 센서(105)로 광을 결상시킬 수 있는 재료라면 어떤 재료를 사용해도 무방하다.
지금까지 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하였으나, 이 실시예는 본 발명을 이해하기 위한 설명을 위해 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 광학부분(프리즘, 결상렌즈, 및 이미지 센서 등)의 조립을 마친 후 품질평가용 표준프리즘을 사용하여 지문영상장치의 품질을 측정하기 때문에, 품질평가의 신뢰성과 제품간 품질의 통일성을 가져와 지문인식장치의 인식률을 제품간에 고르게 하는 효과를 달성할 수 있으며, 측정오차감소, 재작업 용이, 공정 단순화와 함께 수율을 높이는 등의 효과 또한 달성할 수 있게 된다.

Claims (10)

  1. 품질 평가용 표준프리즘,
    상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서에 결상시키는 결상 렌즈,
    상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 상기 결상 렌즈에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서,
    상기 표준프리즘, 결상 렌즈, 및 이미지 센서와 같은 내부 구성요소를 보호하는 보호 케이스,
    상기 이미지 센서와 연결되어 이미지 센서로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 컴퓨터, 및
    상기 영상신호를 시각적으로 나타내는 디스플레이를 포함하되,
    상기 품질 평가용 표준프리즘은 일반프리즘의 지문 접촉면에 해당하는 면 위에 형성된 금속격자와 상기 금속격자 및 프리즘 상에 도포되어 입사광을 산란시키는 광산란재료를 포함하며 상기 보호 케이스로부터 탈착/부착이 가능한 것을 특징으로 하는 광학식 지문영상장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 금속격자는 알루미늄, 니켈, 및 크롬을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학식 지문영상장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광산란재료는 불투명 페인트, 고무, 및 실리콘 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학식 지문영상장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상보성 금속산화물 반도체 이미지 센서(CMOS image sensor) 또는 전하결합소자(CCD)인 것을 특징으로 하는 광학식 지문영상장치.
  5. 품질 평가용 표준프리즘, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 광을 유도하여 이미지 센서에 결상시키는 결상 렌즈, 상기 표준프리즘의 상측 경사면에서 전반사되거나 산란된 후 상기 결상 렌즈에 의해 유도된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서, 상기 표준프리즘, 결상 렌즈, 및 이미지 센서와 같은 내부 구성요소를 보호하는 보호 케이스, 상기 이미지 센서와 연결되어 이미지 센서로부터 얻어진 전기적 신호를 영상신호로 변환하는 컴퓨터, 및 상기 영상신호를 시각적으로 나타내는 디스플레이를 포함하는 구성요소를 조립하여 광학식 지문영상장치를 형성하는 단계,
    상기 디스플레이 상에 나타난 영상의 해상도, 선명도, 및 위치정합을 측정하여 광학식 지문영상장치의 품질을 평가하는 단계,
    상기 디스플레이 상에 나타난 영상이 해상도, 선명도, 및 위치정합에 대한 품질기준을 만족하는 경우 표준프리즘을 일반프리즘으로 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질평가용 표준프리즘을 이용한 광학식 지문영상장치의 품질평가 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 지문영상장치의 품질평가 단계는,
    상기 디스플레이 상에 나타난 격자영상의 수평방향 및 수직방향을 각각 x축 및 y축으로 정의하여,
    x축의 해상도 = (x축의 총 화소 수)/(x축 상의 격자수*격자간격)
    y축의 해상도 = (y축의 총 화소 수)/(y축 상의 격자수*격자간격)
    으로 x축 및 y축의 해상도를 측정함으로써 상기 디스플레이 상에 나타난 영상의 해상도를 측정하는 단계,
    x축과 y축 방향으로 교대로 나타나는 명부분과 암부분의 구분이 명확한지를 나타내는 x축 및 y축에 대한 명도(grey scale) 그래프를 이용하여 x축 및 y축의 선명도를 측정함으로써 상기 디스플레이 상에 나타난 영상의 선명도를 측정하는 단계, 및
    상기 디스플레이 상에 나타난 표준프리즘의 중심과 영상의 중심을 비교함으로써 표준프리즘과 영상의 위치정합을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질평가용 표준프리즘을 이용한 광학식 지문영상장치의 품질평가 방법.
  7. 일반프리즘의 지문접촉면에 해당하는 면 위에 금속을 도포하여 금속박막을 형성하는 단계,
    상기 금속박막 상에 감광강화제를 발라 감광강화제층을 형성하는 단계,
    상기 감광강화제층 상에 격자무늬가 인쇄된 필름을 배치하고 그 위에 자외선을 조사함으로써 상기 금속박막 중 격자무늬 필름에 의해 차단되지 않은 부분을 경화시키는 단계,
    상기 격자무늬 필름과 감광강화제를 제거한 후, 프리즘 표면의 경화되지 않은 금속박막 부분을 에칭하여 금속격자를 형성하는 단계,
    상기 프리즘 표면 및 금속격자 상에 광산란재료를 도포하는 단계를 포함하는 표준프리즘 제조방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 금속격자는 알루미늄, 니켈, 및 크롬을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표준프리즘 제조방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 광산란재료는 불투명 페인트, 고무, 및 실리콘 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표준프리즘 제조방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 금속박막은 프리즘 상에 금속을 진공증착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표준프리즘 제조방법.
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