KR100993951B1 - 지문인식기의 영상품질 향상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지문인식기, 특히 광학식 지문인식기의 광학계, 특히 프리즘에 관련하여 영상품질을 향상하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 광학식 지문인식기의 프리즘의 지문접촉면에 착탈가능한 자기점착식 투명 점착막을 개재시킴으로써 지문과의 접촉환경을 개선함으로써 지문영상 품질을 향상시킨다다. 투명 점착막의 개재 방식으로서, 별개의 점착막을 자기점착식으로 프리즘에 부착하는 방식, 프리즘의 지문입력면에 직접 자기점착재를 도포하는 방식, 광투과체의 양면에 자기점착재를 도포한 투명매개체를 프리즘에 부착하는 방식이 개시되어 있다.

Description

지문인식기의 영상품질 향상장치{Image quality enhancing device for fingerprint acquisition apparatus}

본 발명은 지문인식기, 특히 광학식 지문인식기의 광학계, 특히 프리즘에 관련하여 영상품질을 향상하기 위한 장치에 관한 것이다.

광학식 지문인식기는 기본적으로 도 1과 같이 프리즘(100), 렌즈군(200), 촬상소자(300)로 구성된다. 프리즘(100)은 적어도, 광원(400)에서 조사된 빛이 입사하는 광입사면(101)과, 손가락(10)의 지문을 접촉하는 지문접촉면(102)과, 프리즘(100) 내에서 지문면에서 반사된 빛이 프리즘(100)을 나가면서 광축의 연장선과 만나는 출사면(103)을 갖고 있으며, 렌즈군(200)은 다양한 형태와 특성의 렌즈들이 다수 모여서 이루어지고, 촬상소자(300)는 CMOS, CCD 등의 반도체소자로 제작되어, 렌즈군(200)을 통해 입사되는 지문영상이 결상되도록 한다.

도 1과 같은 광학식 지문인식에 있어서, 손가락(10)의 지문이 프리즘(100)에 접촉되면 광원(400)에 의해 지문의 융선과 골의 밝기 차이가 발생하고 이에 의해 형성되는 지문영상이 렌즈군(200)에 의하여 촬상소자(300)에 결상된다.

이와 같이 프리즘(100)의 지문접촉면(102)은 지문영상의 품질에 많은 영향을 미친다. 특히 적당한 유분과 수분이 있는 손가락의 경우에는 큰 문제가 없으나, 건조한 지문의 경우에는 특히 지문영상이 열화된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 손가락(10)의 지문이 지문접촉면(102)에 최적으로 밀착될 수 있도록 하기 위한 기술이 필요하다.

이를 위해 기존에 다양한 방식의 기술이 제안된 바 있다(참조: 일특개평01-46172, 일특개평01-160562, 일특개평02-167138, 일특개평03-100785, 일특개평03-194675, 일특개1997-91400, 일특개1997-167224, 일특개1997-259248, 일특개1998-269341, 일특개1999-250226 등).

공지된 종래기술 중 대표적인 것을 간략하게 살펴보면, 지문인식기 내부에 가열장치를 설치하여 인위적으로 발한을 유도하여 땀에 의해 지문과 지문접촉면간의 접촉면적을 증가시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 경우에는, 별도의 장치 구성이 필요하며 상당시간 동안 발한을 유도해야 하며, 근본적으로 땀을 이용한다는 것이기 때문에 오히려 역효과로서 땀에 의해 지문접촉면에 잔류지문이 형성되게 된다. 이는 지문 인식에 소요되는 시간을 증가시키고 잔류지문에 의해 인식률 저하를 초래한다.

종래기술의 다른 예를 들자면, 프리즘의 지문접촉면에 실리콘이나 우레탄 등을 접착제를 사용해 부착하여 지문과의 접촉성을 양호하게 하려는 시도가 있었다. 그러나 실리콘이나 우레탄이 시간이 지남에 따라 훼손되면 이를 교체해야 하는데, 접착제에 의해 부착되어 있는 실리콘이나 우레탄을 제거하는 것이 용이하지 않기 때문에 프리즘이나 광학계 전체를 교체해야만 하였고, 이는 일반 사용자가 직접 처 리할 수 없는 작업이다. 또한, 프리즘 표면에 부착하는 실리콘이나 우레탄의 두께가 광학적인 특성에 영향을 줄만큼 두껍기 때문에 이를 고려한 광학설계가 이루어져야 하는바, 이는 광학적 측면에서 볼 때 광로상에 매질이 하나 더 추가되는 것으로서 광학적 특성이 저하되는 원인이 된다.

광학식 지문인식기에 있어서 건조한 지문에 대한 영상품질은 적당한 유분과 수분이 부족한 표면상태를 갖는 것으로서 지문영상의 품질이 매우 낮다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 광학식 지문인식기의 프리즘의 지문접촉면에 착탈가능한 자기점착식 투명 점착막을 개재시킴으로써 지문과의 접촉환경을 개선함으로써 지문영상 품질을 향상시키는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 특징에 따르면, 광학식 지문인식기에 있어서, 상기 프리즘의 지문접촉면에 착탈가능한 자기점착식 투명 점착막이 부착된다. 이에 의해 프리즘의 지문접촉면에 부착된 상기 투명 점착막의 표면에 손가락이 접촉됨으로써 접촉성을 개선시켜 지문영상에서 획득되는 지문 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

여기서 상기 투명 점착막은 실리콘계 점착재인 것이 바람직하다. 또한 상기 투명 점착막은 착탈가능한 자기점착식인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 프리즘의 지문접촉면에 투명 매개체가 부착된다. 이 투명 매개체는 소정 두께의 광투과체와, 이 광투과체의 양면에 도포된 투명 점착막을 포함하며, 지문입력을 위해 상기 투명 점착막의 일면에 손가락을 접촉시킬 때 접촉성을 개선함으로써 획득되는 지문 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

여기서 상기 투명 점착막은 실리콘계 점착재인 것이 바람직하다. 또한 상기 투명 점착막은 착탈가능한 자기점착식인 것이 바람직하다.

또한 상기 광투과체는 고분자 화합물 또는 투명 광학용 유리 재질인 것이 바람직하다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 광학식 지문인식기의 프리즘의 지문접촉면에 투명 점착물질을 도포하고 경화시켜 프리즘과 일체형으로 제작되어, 지문입력을 위해 상기 투명 점착막에 손가락을 접촉시킬 때 접촉성을 개선함으로써 획득되는 지문 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

여기서 상기 투명 점착막은 실리콘계 점착재인 것이 바람직하다. 또한 상기 투명 점착막은 착탈가능한 자기점착식인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 자기점착식 투명 점착막을 프리즘의 지문 접촉면에 개재하여 사용하므로 반복적으로 부착 및 박리하여도 기포발생 및 들뜸 현상이 없고 잔류물을 남기지 않으며, 지문 표면의 유분 또는 수분의 양에 관계없이 지문접촉 환경을 개선함으로써 특히, 건조 지문에 있어서의 영상품질을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

또한 프리즘에 부착시에 점착막과 지문 접촉면 사이에 기포발생 및 들뜸 현상이 발생하지 않아, 사용 중에 훼손되더라도 지문접촉면에 잔류물을 남기지 않고도 손쉽게 점착막을 제거할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지문인식기의 영상품질 향상장치의 실시예를 설명한다.

도 1에 나타낸 광학식 지문인식기의 프리즘, 즉, 광원(400)에서 조사된 빛이 입사되는 광입사면(101)과, 손가락(10)의 지문을 접촉하는 지문접촉면(102)과, 지문면에서 반사된 빛이 출사되는 출사면(103)을 갖고 있는 프리즘(100)의 지문접촉면(102)에 투명 점착막이 부착된다. 투명 점착막(500)이 프리즘(100)의 지문접촉면에 부착되어 있는 모습을 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타낸 투명 점착막(500)은, 반복적으로 부착 및 제거하여도 기포발생 및 들뜸 현상이 없고 제거시에 지문접촉면에 잔류물을 남기지 않는 고투명 점착재로서 프리즘에 자기점착식으로 부착된다.

여기서 자기점착식이란, 사용자가 필요시에 점착막을 교체하는 것이 가능하도록 투명 점착막을 반복적으로 부착 및 제거하여도 점착면에서 기포가 발생하거나 점착면이 들뜨는 현상이 생기지 않고 제거시에 지문접촉면에 잔류물을 남기지 않을 정도의 점착방식으로서, 부착과 박리가 용이한 점착방식을 의미한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 2에서와 같이 프리즘의 지문입력면에 별개의 투명 점착막을 부착하는 실시예와 별도로, 프리즘의 지문접촉면에 투명 점착물질을 직접 도포하여 경화시켜서 프리즘과 일체형으로 제작하는 것도 가능하다.

상기 두 가지 실시예에 있어서, 점착막은 소정의 탄성을 갖고 있다. 따라서 도 3에 나타낸 것과 같이 점착막(500) 위에 손가락(10)을 일정 압력으로 눌러서 접촉하면 지문의 융선(14)과 골(12)에 의해 점착막(500) 표면이 눌리면서 요철(520, 510)이 형성된다.

이에 따라 지문의 골(12)이 보다 더 점착막(500)에 근접하게 되고, 결국 프리즘의 지문접촉면에 근접하게 된다. 따라서 지문에서 반사 내지는 산란되는 빛에 의해 형성되는 지문영상이 보다 더 선명해지게 된다.

특히, 건조한 지문의 경우에 상기 투명 점착막에 의해서 프리즘과 지문간의 접촉이 획기적으로 향상되어, 건조 지문영상의 품질을 유분과 수분이 충분한 일반적인 지문영상과 동등한 수준의 영상 품질을 얻을 수 있다.

투명 점착막의 재질로서는 실리콘계 점착재, 우레탄계 점착재 등을 들 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용되는 점착막은 광이 투과해야 하되 투광시에 광 손실이 최소화되어야 하는 재질이어야 한다. 즉, 점착막은 투과율 90% 이상의 고투명 점착층이어야 하며, 탄성이 있어야 한다.

또한 그 두께가 필요 이상으로 두꺼우면 탄성이 커지면서 지문과의 접촉면이 뭉개지는 현상이 발생하고 너무 얇으면 탄성이 약해져서 점착층을 부착하는 의미가 크게 감소하므로, 상기 투명 점착막의 두께는 약 0.1mm일 때에 최적의 지문영상을 얻을 수 있었다. 그러나 이 두께는 해당 광학식 지문인식기의 설계사양이나 지문영상의 목적치 등에 따라 변동될 수 있다.

또한 상기 투명 점착막은 광의 왜곡, 굴절, 확대, 축소 등의 영향을 주지 않는, 즉, 광학적 왜곡률이 영(0)인 재질이어야 한다.

도 4는 본 발명에 따른 지문영상 품질향상 장치의 또다른 실시예를 나타낸 다. 도 2의 실시예(프리즘과 별개의 투명 점착막을 부착) 및 변형실시예(프리즘에 직접 투명 점착제를 도포하여 일체로 제작)와 다른 점은, 소정 두께의 광투과체(610)가 있고, 이 광투과체의 양면에 투명 점착층(500a, 500b)이 도포된 투명 매개체(600)가 상기 투명 점착막(500) 대신에 프리즘에 부착된다는 것이다.

본 실시예에서, 투명 점착층(500a, 500b)의 특성은 도 2에 관련하여 설명한 내용과 동일하다, 도 4에서 광투과체(610)는 물론 투과율 90% 이상의 고투명체이어야 하는데, 그 재질은 고분자 화합물이나 광학용 유리 등을 사용할 수 있다. 물론 광학적 왜곡률도 영(0)에 근접한 것이어야 한다.

도 4와 같은 광투과체(610)를 프리즘의 지문접촉면에 부착시키면 도 3에서 설명할 것과 같은 작용에 의해서 지문표면과 투명점착막과의 사이에 접촉도가 향상되어 지문영상의 품질이 향상될 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명을 구현하는 세가지 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명의 실질적인 기술범위는 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니고 이하에 첨부한 특허청구범위의 합리적 해석에 의해 결정되는 것이다.

도 1은 광학식 지문인식기의 개략 구성도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 점착막이 프리즘에 부착된 모습 설명도

도 3은 점착막의 작용 설명도

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 구성도

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 광원에서 조사된 빛이 입사하는 광입사면과, 손가락 지문을 접촉하는 지문접촉면과, 지문면에서 반사된 빛이 출사되는 출사면을 갖고 있는 프리즘이 포함되어 있는 광학식 지문인식기에 있어서,

   상기 프리즘의 지문접촉면에 투명 매개체가 부착되되,

   상기 투명 매개체는 소정 두께의 광투과체와, 이 광투과체의 양면에 도포된 투명 점착막을 포함하고,

   지문입력시에 상기 점착막의 일면에 손가락이 접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 지문인식기의 영상품질 향상장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 투명 점착막은 실리콘계 점착재인 것을 특징으로 하는 지문인식기의 영상품질 향상장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 투명 점착막은 자기점착식인 것을 특징으로 하는 지문인식기의 영상품질 향상장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 광투과체는 고분자 화합물 또는 투명 광학용 유리 재질인 것을 특징으로 하는, 지문인식기의 영상품질 향상장치.
8. 광원에서 조사된 빛이 입사하는 광입사면과, 손가락 지문을 접촉하는 지문접촉면과, 지문면에서 반사된 빛이 출사되는 출사면을 갖고 있는 프리즘이 포함되어 있는 광학식 지문인식기에 있어서,

   상기 프리즘은 지문접촉면에 투명 점착물질을 도포하여 경화시켜 프리즘과 일체형으로 제작되어 상기 도포된 투명 점착물질은 상기 지문접촉면에 투명 점착막을 형성하고, 지문입력시에는 상기 투명 점착막의 일면에 손가락이 접촉되도록 하여 지문이 획득되는 것을 특징으로 하는 지문인식기의 영상품질 향상장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 투명 점착막은 실리콘계 점착재인 것을 특징으로 하는 지문인식기의 영상품질 향상장치.

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