KR101542818B1 - 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

이중 탄성 구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치가 개시된다. 본 발명의 패턴 이미지 획득장치는 도장 또는 스탬프와 같은 물체의 요철면의 패턴 이미지를 획득하는 장치이다. 특별히, 요철면에 묻은 인주나 잉크에 의한 오염에도 불구하고 깨끗한 이미지를 획득하기 위해, 본 발명의 이미지 획득장치는 물체가 접촉하고 탄성을 가지는 탄성막과, 상기 광굴절기의 패턴입력면에 부착된 상태로 상기 탄성막으로부터 이격되어 배치된 탄성을 가지는 투명한 소재의 탄성패드를 포함한다. 탄성패드는 상기 물체가 접촉한 탄성막에 의해 가압됨으로써 상기 물체의 패턴을 입력받게 된다. 이로써, 탄성막은 물체의 요철면에 묻은 인주나 잉크에 의해 오염되지만, 물체의 패턴이 입력되는 탄성패드가 오염되지 않으므로 오염 자국이 이미지에 나타나지 않게 된다.

Description

이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치 및 그 방법{Pattern Image Acquisition Apparatus and Method Comprising Dual Elastic Input Structure}

본 발명은 지문, 도장 또는 스탬프의 요철면의 패턴 이미지를 획득하는 장치에 있어서 요철면에 묻은 인주나 잉크에 의한 오염에도 불구하고 깨끗한 이미지를 획득할 수 있도록 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치에 관한 것이다.

의사 결정의 수단으로 사용되는 도장이나 스탬프는 요철 형상으로 각인된 면에 인주나 잉크를 묻혀, 지면 등에 압인하는 그 요철 이미지를 생성하는 것이다. 이제까지 도장이나 스탬프로 찍은 이미지를 디지털 이미지로 획득하는 방법은 그 요철 이미지가 찍힌 종이 등을 별도의 디지털 스캔 장치를 이용하여 이미지 스캔하는 방식을 사용하였다.

그러나, 최근에 이러한 도장이나 스탬프를 종래의 광학식 지문인식장치를 응용하여 직접 디지털 이미지로 생성하는 방법(예컨대, 대한민국 특허 1179423호, 요철형 패턴 영상 획득장치 및 방법)이 제시되었다. 이 발명에 의할 경우, 도장이 압인되는 과정에서 획득되는 복수 개의 이미지를 누적적으로 합성하여 최종 도장 이미지를 생성하는 방식을 사용한다.

도 1에는 이 특허가 제시하는 이미지 획득장치가 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 제시된 장치(100)는 프리즈(101)과, 프리즘(101)에 이미지 획득용 광을 조사하는 조명부(103)와, 카메라 모듈(105)을 구비하여, 조명부(103)에서 출사된 광이 프리즘(101)에 입사된 후 도장(10)에 의해 산란 또는 반사되어 형성된 영상을 카메라 모듈(105)이 이미지로 획득한다.

문제는, 프리즘(101)의 면은 투명하고 단단한 면이기 때문에, 도장 등에는 인주나 잉크가 묻어있기 마련인데, 그 인주나 잉크가 프리즘(101)에 자국을 남긴다는 것이다. 이러한 인주나 잉크 자국은 다음에 찍게 되는 다른 도장의 이미지에 포착되어 나타남으로써 정확한 도장 패턴 이미지 획득을 방해하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 지문, 도장 또는 스탬프의 요철면의 패턴 이미지를 획득하는 장치로서 요철면에 묻은 인주나 잉크에 의한 오염에도 불구하고 깨끗한 이미지를 획득할 수 있도록 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치를 제공함에 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치는, 광굴절기를 구비하여 상기 광굴절기의 패턴입력면에 접착된 물체의 요철면의 패턴 이미지를 광학적으로 생성할 수 있다.

특별히, 본 발명의 이미지 획득장치는 탄성패드와 탄성막을 포함한다. 탄성막은 상기 물체의 요철면이 접촉하며 탄성을 가진다. 탄성패드는 탄성을 가지는 투명한 소재로 마련되어, 상기 광굴절기의 패턴입력면에 부착된 상태로 상기 탄성막으로부터 이격되어 배치됨으로써 상기 탄성막과의 사이에 공간부를 형성한다.

탄성패드는 상기 물체의 압인과정에서 상기 물체의 요철면의 형상으로 상기 탄성막에 의해 가압되어, 상기 요철면의 패턴을 입력받는다. 이로써, 탄성막이 물체의 요철면에 묻은 인주나 잉크에 의해 오염되더라도, 실제로 물체의 요철면의 패턴이 입력되는 탄성패드에는 영향을 주지 않기 때문에 오염 자국이 이미지에 나타나지 않게 된다.

실시 예에 따라, 상기 탄성패드는 탄성을 가지는 투명한 실리콘, 합성수지 또는 천연수지가 바람직하며, 상기 탄성막의 소재는 탄성을 가지는 투명 또는 불투명한 실리콘 또는 합성 수지를 사용할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 탄성막의 표면 중 상기 탄성패드와 면하는 면에는 미세 돌기 또는 미세 홈이 형성되어 상기 탄성패드와의 마찰력을 줄이는 것이 바람직하다.

다른 실시 예에 따라, 상기 탄성패드와 탄성막 사이의 공간부에는 굴절율이 상기 탄성패드보다 작은 기체나 액상의 유체로 채워질 수 있다.

본 발명에 의하면, 패턴이미지 획득장치는 지문, 도장, 스탬프처럼 요철 패턴을 가진 물체의 요철면의 이미지를 획득할 수 있다.

특별히, 본 발명의 이미지 획득장치는 공간부를 형성하는 이중 탄성 입력구조를 구비함으로써, 지문, 도장 또는 스탬프 등이 접촉하는 접촉면이 잉크나 인주 등에 의해 오염되더라도 깨끗한 이미지를 획득할 수 있다.

따라서 본 발명의 장치는 이미지를 획득할 때마다 접촉면을 세정할 필요가 없게 되고, 잉크나 인주로 오염된 지문, 도장, 스탬프 등을 반복적으로 사용하더라도, 그 오염 자국이 없는 깨끗한 이미지를 획득할 수 있다.

도 1은 종래의 패턴 이미지 획득장치의 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 패턴 이미지 획득장치의 개념도,
도 3은 물체를 압인한 상태의 도 2의 패턴 이미지 획득장치의 동작 설명에 제공되는 도면, 그리고
도 4는 도 2의 탄성막의 단면도이다.
<도면의 주요부의 간단한 설명>
201: 광굴절기 203: 이미지 센서
205: 광원 210: 이중 탄성 입력구조의 패턴입력부
211: 탄성패드 213: 탄성막
215: 공간부

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 이미지 획득장치(200)는 물체(10)의 요철면(10a)에 대한 패턴 이미지를 광학적인 방식으로 생성한다. 여기서, 물체(10)는 일측에 특정 패턴의 요철이 형성된 요철면(10a)을 가진 것이면 어떠한 것도 가능하다. 예컨대, 도장 또는 스탬프 등이 물체(10)에 해당할 수 있다.

본 발명의 이미지 획득장치(200)는 광굴절기(201) 및 패턴입력부(210)를 포함한다. 디지털 패턴 이미지가 생성되기 위해서는 이미지 센서(203)와 광원(205)이 구비되어야 하나, 이러한 구성이 반드시 본 발명의 이미지 획득장치(200) 내에 구비될 필요없고 별도의 장치 내에 구비될 수 있다. 도 2의 이미지 획득장치(200)는 이미지 센서(203)와 광원(205)을 모두 내부에 구비한 예이다.

본 발명의 방식은 소위 '산란식(투과식)'과 '흡수식' 방식을 포함하여 어떠한 형태의 광학식 이미지 획득방식에도 모두 적용될 수 있다. 따라서, 아래에서 설명되는 패턴입력부(210)와 광굴절기(201)의 구성과 배치를 제외하면, 그 광학적 이미지 획득방식에 따라 다양한 구성이 추가 또는 배제될 수 있으며 그 구성들의 배치도 얼마든지 다양하게 구현할 수 있다.

광굴절기(201)는 내부로 입사되는 이미지 획득용 광을 반사, 굴절 또는 산란시켜 출사시킴으로써 패턴 영상을 생성하는 구성으로서, 그 단면의 형상이 도 2의 프리즘(Prism)과 같이 삼각형일 수도 있고, 직사각형, 사다리꼴, 이등변삼각형과 같은 사각형일 수도 있다.

기본적으로, 광굴절기(201)는 패턴이 접촉되는 패턴입력면(201a)과, 패턴입력면(201a)에서 반사 또는 산란된 광(패턴 영상)이 출사되는 출사면(201b)과, 이미지 획득용 광이 입사되는 입사면(201c)을 포함한다.

광굴절기(201)로 입사되는 이미지 획득용 광은 획득장치(200) 내부에 구비된 광원으로부터 출사될 수도 있고, 앞서 설명한 바와 같이 별도의 외부장치에 구비되어 다른 광학 수단을 통해 제공될 수도 있다. 예컨대, 도 2의 예에서, 내부 광원(205)에서 출사된 광은 입사면(201c)으로 입사된다.

이미지 센서(203)는 광굴절기(201)에서 출사된 영상을 이용하여 디지털 패턴 이미지를 생성하며, 이미지 센서(203)도 별도의 외부장치에 구비될 수 있다.

패턴입력부(210)는 광굴절기(201)의 패턴입력면(201a)을 대신하여 물체(10)의 패턴을 입력받는 구성으로서, ① 단단한 물체(10)의 패턴 입력을 용이하게 할 뿐만 아니라 ② 물체(10)에 의해 패턴입력면(201a)이 오염되는 것을 방지하고 ③ 패턴입력부(210) 자체가 오염되더라도 패턴 입력을 방해하지 않도록 한다. 패턴입력부(210)는 상호 이격되어 배치되어 공간부(215)를 형성하는 탄성패드(211)와 탄성막(213)을 포함하여 이중 탄성 입력구조를 가진다.

탄성패드(211)는 광굴절기(201)의 단단한 패턴입력면(201a)을 대신하여 도장이나 스탬프처럼 단단한 물체(10)와 접촉함으로써, (1) 물체(10)가 수직방향으로 압인되지 않고 기울어져 압인되는 경우나 (2) 물체(10)의 요철면(10a)과 광굴절기(201)의 패턴입력면(201a)이 완전히 밀착되는 형상이 아닌 경우라도, 물체(10)의 패턴 형상이 잘 입력될 수 있도록 한다.

따라서 단단한 물체(10)의 압인방향이 대충 수직방향이면 그 요철면(10a)의 요철부분 전체가 탄성패드(211)와 완전 접착할 수 있도록, 탄성패드(211)는 약한 수준의 탄성을 가지는 투명 소재이면 가능하다. 예를 들어, 실리콘(Silicon) 또는 합성수지 등을 탄성패드(211)의 소재로 사용할 수 있다.

탄성패드(211)는 광굴절기(201)의 패턴입력면(201a)에 밀착되어 부착된다. 탄성패드(211)는 패턴입력면(201a)에 부착되면 충분하며, 패턴입력면(201a)과 탄성패드(211) 사이에 별도의 접착제에 의한 접착층을 형성하는 것은 광 경로가 왜곡될 수 있으므로 바람직하지 않다.

탄성막(213)은 탄성패드(211)의 외면(211a)로부터 일정한 간격 이격되어 배치됨으로써, 탄성막(213)과 탄성패드(211) 사이에 공간부(215)가 형성되도록 배치된다.

탄성막(213)은 투명 또는 불투명의 탄성 소재의 얇은 막이면 가능하며, 예를 들어 실리콘, 천연고무 또는 합성수지 등의 얇은 막을 이용할 수 있다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 패턴 이미지 획득장치(200)의 동작을 설명한다.

사용자가 물체(10)의 요철면(10a)에 대한 디지털 패턴 이미지를 획득하기 위하여, 도 3에서처럼 요철면(10a)으로 탄성막(213)을 가압하면, 탄성막(213)은 다시 탄성패드(211)를 가압한다. 이때, 탄성막(213) 중에서 요철면(10a)의 요철부분과 만나는 부분만 탄성패드(211)와 접촉하게 되고, 탄성막(213)의 나머지 부분은 탄성패드(211)와 접촉하지 않는다. 따라서 요철면(10a)의 요철과 만나는 부분을 제외한 나머지 부분에서, 탄성막(213)과 탄성패드(211)사이에 여전히 공간부(215)의 공기층이 존재하게 된다. 결과적으로, 탄성패드(211)에는 요철면(10a)의 요철부분(정확히는, 그에 대응되는 탄성막 부분)만 접촉하게 되고, 탄성패드(211)의 나머지 영역은 공기와 접촉하게 되어, 탄성패드(211)의 외면(211a)에서 패턴 입력이 발생한다.

예컨대 도 2 및 도 3과 같은 흡수식의 경우, 광원(205)에서 출사된 광은 광굴절기(201)의 탄성패드(211)의 외면(211a)에 임계각보다 큰 각으로 입사되기 때문에 요철면(10a)의 요철이 없는 부분에서는 반사가 일어난다. 따라서 패턴 이미지는 요철이 없는 부분이 밝고 요철 부분이 어두운 이미지가 된다.

산란식의 경우, 광원은 도 2의 광원(205)과 다른 위치에 마련되며, 이미지 획득을 위한 광은 직각 또는 전반사를 위한 임계각보다 작은 각도로 탄성패드(211)의 외면(211a)에 입사된다. 따라서 요철면(10a)의 요철 부분에서는 산란이 발생하고, 요철이 없는 부분에서는 전반사없이 공간부(215)로 굴절되므로, 요철부분이 밝고 나머지 부분이 어두운 이미지를 획득하게 된다.

이때, 탄성막(213)에 잉크나 인주 등의 오염 자국이 있더라도, 그 오염 부분이 요철면(10a)의 요철부분에 해당하지 않으면, 탄성패드(211)에 접촉않게 되어 패턴 이미지에 포착되지 않는다. 다시 말해, 물체(10)의 요철면(10a)에 오염 물질이 있어서 탄성막(213)에 자국을 남기더라도, 다음 물체의 패턴 이미지 형성에 전혀 영향을 주지 않는 것이다.

실시 예 1

탄성막(213)과 탄성패드(211)의 소재 조합에 따라, 물체(10)에 의해 압인되었다가 물체(10)가 이탈한 후에도, 탄성막(213)이 탄성패드(211)로부터 즉시 분리되지 않고 탄성패드(211)에 일정 시간동안 서로 붙어 있을 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 도 4에서처럼, 탄성막(213)의 표면 중 탄성패드(211)를 향하는 내면(213a) 전체에는 직경이 매우 작은 미세 돌기(또는 미세 홈)(213b)가 형성될 수 있다. 미세 돌기(213b)는 탄성패드(211)와 탄성막(213) 사이의 접촉 면적을 줄임으로써 압인과정에서 서로 들러붙는 상황을 방지할 수 있다.

실시 예 2

탄성패드(211)와 탄성막(213) 사이의 이격된 공간부(215)에 공기를 대신하여 굴절율이 작은 소한 매질을 채울 수도 있다. 예컨대, 공간부(215)에는 굴절율이 작은 다른 기체 또는 액상의 유체를 채울 수도 있다.

위에서 몇몇의 실시 예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 또한 상술된 실시 예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시 예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

Claims (5)

1. 광굴절기를 구비하여, 상기 광굴절기의 패턴입력면에 접착된 물체의 요철면의 패턴 이미지를 광학적으로 생성하는 패턴 이미지 획득장치에 있어서,
   상기 물체의 요철면이 접촉하며, 탄성을 가지는 탄성막; 및
   상기 광굴절기의 패턴입력면에 부착된 상태로, 상기 탄성막과의 사이에 공간부를 형성하도록 상기 탄성막으로부터 이격되어 배치되며, 상기 물체의 압인과정에서 상기 물체의 요철면의 형상으로 상기 탄성막에 의해 가압되어, 상기 요철면의 패턴을 입력받는, 탄성을 가지는 투명한 소재의 탄성패드를 포함하여 이중 탄성 입력구조를 구비하고,
   상기 탄성막은 탄성을 가지는 투명 또는 불투명한 실리콘 또는 합성 수지 소재로 마련되고, 상기 탄성막의 표면 중 상기 탄성패드를 향하는 내면에는 미세 돌기 또는 미세 홈이 형성되어 상기 탄성패드와의 마찰력을 줄이는 것을 특징으로 하는 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성패드는 탄성을 가지는 투명한 실리콘, 합성수지 또는 천연수지인 것을 특징으로 하는 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄성패드와 탄성막 사이의 공간부에는 굴절율이 상기 탄성패드보다 작은 기체나 액상의 유체로 채워진 것을 특징으로 하는 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치.
   
   
   
   
   

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