KR102180230B1 - 물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법 - Google Patents

물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102180230B1
KR102180230B1 KR1020180128447A KR20180128447A KR102180230B1 KR 102180230 B1 KR102180230 B1 KR 102180230B1 KR 1020180128447 A KR1020180128447 A KR 1020180128447A KR 20180128447 A KR20180128447 A KR 20180128447A KR 102180230 B1 KR102180230 B1 KR 102180230B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
pattern image
elastic film
recognition sensor
capacitance
Prior art date
Application number
KR1020180128447A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200046806A (ko
Inventor
백영현
신요식
Original Assignee
주식회사 유니온커뮤니티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 유니온커뮤니티 filed Critical 주식회사 유니온커뮤니티
Priority to KR1020180128447A priority Critical patent/KR102180230B1/ko
Priority to JP2018209628A priority patent/JP6703587B2/ja
Publication of KR20200046806A publication Critical patent/KR20200046806A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102180230B1 publication Critical patent/KR102180230B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/88—Image or video recognition using optical means, e.g. reference filters, holographic masks, frequency domain filters or spatial domain filters
    • G06K9/20—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B7/345—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • G06K9/0002—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/44—Local feature extraction by analysis of parts of the pattern, e.g. by detecting edges, contours, loops, corners, strokes or intersections; Connectivity analysis, e.g. of connected components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

도장이나 스탬프 등과 같은 물체의 요철 패턴을 정전용량 방식으로 스캔하여 패턴 이미지를 생성할 수 있는 패턴 이미지 스캐너가 개시된다. 본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 반도체 제작기술로 구현한 정전용량 센서를 기본으로 하기 때문에 매우 얇은 구조로 구현할 수 있다. 정전용량 센서를 사용하지만, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 물체가 비도전성인 경우에도 패턴 이미지를 스캔할 수 있다. 또한, 정전용량 센서의 입력면도 강체이고 물체도 강체이지만, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 탄성을 가지는 탄성막을 이용하여 패턴을 입력하기 때문에, 패턴 입력이 매우 용이하다.

Description

물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법{Capacitive-Type Scanner and Method for Scanning Carved Pattern of Stamp}
본 발명은, 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너로서, 도장이나 스탬프 등과 같은 물체의 요철 패턴을 스캔하여 패턴 이미지를 획득할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너에 관한 것이다.
각종 서류들이 디지털화되고 있다. 예를 들어, 은행에 제출된 서류의 대부분은 디지털 이미지로 스캔하여 보관되거나 처음부터 디지털 문서로 작성하기도 한다. 한국과 일본을 포함한 일부 국가는 개인 인증의 수단 중 하나로 도장(또는 인감)을 사용하는데, 그동안 도장은 디지털화의 장애요소로 인식되었다. 도장이나 스탬프는 요철 형상으로 각인된 면에 인주나 잉크를 묻혀, 종이에 압인하여 그 요철 이미지를 생성하는 것이다. 종래에 도장이나 스탬프로 날인한 문서를 디지털 이미지로 획득하는 최초의 방법은 도장이 찍힌 종이 문서를 별도의 스캔 장치를 이용하여 디지털 이미지 스캔하는 방식이었다.
출원인은 광학식 지문 인식기처럼, 프리즘을 이용하여 인감을 스캔하는 인감 스캐너를 개발하였다. 다만, 광학식 인감 스캐너는 처리속도가 우수하고 오동작율 등이 떨어지는 등 장점이 있지만, 광굴절기를 사용하기 때문에 기본적으로 작고 얇게 만드는데는 일정한 한계가 있다.
[관련 기술 문헌]
1. 이중 탄성 입력구조를 구비한 패턴 이미지 스캐너 및 그 방법 (대한민국 등록특허 제1542818호): 광학식 지문입력장치를 기반으로 한 패턴 이미지 스캐너에 대한 발명이다.
2. 지문센서 패키지(대한민국 공개특허 제10-2017-0054372호) : 반도체 정전용량 방식의 지문 이미지 센서의 구조를 제시하고 있음.
본 발명의 목적은, 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너로서, 도장이나 스탬프 등과 같은 물체의 요철 패턴을 스캔하여 패턴 이미지를 획득할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너와 그 패턴 이미지 생성방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 패턴 이미지 스캐너는 도장과 같은 물체의 요철면의 패턴 이미지를 생성할 수 있다. 본 발명의 스캐너는 전기 전도성 탄성막과, 평판 형상의 패턴인식 센서부 및 정전용량변경부를 포함한다.
탄성막은 패턴인식 센서부의 입력면에 배치되어 상기 물체의 요철면의 형상으로 상기 패턴인식 센서부의 입력면을 압인한다. 정전용량변경부는 상기 탄성막에 연결되어 상기 탄성막이 기설정된 크기 이상의 커패시턴스를 가지도록 함으로써 상기 압인 영역의 정전용량을 변경한다. 패턴인식 센서부는 상기 입력면이 일면에 형성되고, 상기 입력면에서 상기 탄성막에 의해 상기 패턴으로 압인된 영역인 '압인영역'의 정전용량의 변화를 검출하여 상기 물체의 요철면의 패턴을 검출한다.
실시 예에 따라, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 상기 패턴인식 센서부의 출력을 이용하여 상기 물체의 요철면의 패턴 이미지를 생성하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 제어부는 상기 패턴인식 센서부의 출력을 이용하여 상기 패턴 이미지를 생성하는 과정을 상기 물체의 압인이 진행되는 동안 기설정된 시간간격으로 반복함으로써 상기 물체에 대해 복수 개의 패턴 이미지를 생성한 다음, 상기 복수 개의 패턴 이미지를 중첩하여 최종 패턴 이미지를 생성하는 것이 바람직하다.
탄성막
상기 탄성막은 일정한 탄성을 가져야 한다. 탄성막은 일정한 장력으로 당겨진 상태로 상기 입력면에 배치됨으로써 상기 물체에 의해 압인될 때 상기 물체의 패턴 형상으로 늘어나 상기 입력면에 밀착하는 것이 바람직하다.
다른 실시 예에 따라, 상기 탄성막은 상기 패턴인식 센서부의 상면으로부터 이격되어 배치되며, 상기 물체의 압인이 있는 때에 상기 물체의 패턴 형상으로 상기 입력면에 밀착되는 것이 바람직하다.
다른 실시 예에 따라 상기 탄성막은, 합성수지, 실리콘 및 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재에 전기 전도성 금속의 분말을 혼합하여 막의 형태로 가공함으로써 탄성을 가지도록 한 것이거나, 합성수지, 실리콘 및 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재의 막의 양 면 중 적어도 하나의 면에 전기 전도성 금속의 페이스트(Paste)를 도포한 것일 수 있다. 한편, 상기 탄성막의 양면 중 상기 입력면과 마주하는 면은 부도체일 수도 있다.
다른 실시 예에 따라, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 상기 패턴인식 센서부와 정전용량변경부를 수용하는 하우징과, 상기 하우징을 보호하기 위한 외장 케이스를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 탄성막은 상기 하우징을 보호하기 위한 외장 케이스의 일부에 마련될 수 있다.
정전용량변경부
상기 정전용량변경부는 상기 탄성막과 그라운드(GND) 사이를 연결하는 커패시터를 포함할 수도 있고, 상기 탄성막과 그라운드(GND) 사이에 방전경로를 제공하는 것일 수도 있다.
본 발명은 물체의 요철면의 패턴 이미지를 생성하는 방법에도 미친다. 본 발명의 방법은, 패턴인식 센서부의 입력면 상부에 전기 전도성이 있는 탄성막을 배치하는 단계와, 상기 탄성막에 연결된 정전용량변경부가 상기 탄성막에 기설정된 크기 이상의 커패시턴스를 제공하는 단계와, 상기 탄성막이 상기 물체의 요철면에 의해 눌려지면서 상기 탄성막이 상기 요철면의 형상으로 상기 패턴인식 센서부의 입력면을 압인하는 단계와, 상기 패턴인식 센서부가 상기 입력면 중에서 상기 탄성막에 의해 압인된 압인 영역의 정전용량의 변화를 검출하여 상기 물체의 요철면의 패턴을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 도장과 같은 물체의 요철면의 형상(패턴)을 스캔하여 디지털 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 반도체 제작기술로 구현한 정전용량 센서를 기본으로 하기 때문에 매우 얇은 구조로 구현할 수 있다. 정전용량 센서를 사용하지만, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 물체가 비도전성인 경우에도 패턴 이미지를 스캔할 수 있다.
또한, 정전용량 센서의 입력면도 강체이고 물체도 강체이지만, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너는 탄성을 가지는 탄성막을 이용하여 패턴을 입력하기 때문에, 패턴 입력이 매우 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패턴 이미지 스캐너의 구조를 도시한 단면도,
도 2은 물체가 압인된 상태의 패턴 이미지 스캐너의 상태를 도시한 단면도,
도 3는 정전용량센서부의 일 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 패턴 이미지 스캐너의 구조를 도시한 단면도, 그리고
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 패턴 이미지 스캐너의 구조를 도시한 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너(100)는 물체(10)의 요철면(10a)에 대한 패턴 이미지를 생성한다. 여기서, 물체(10)는 특정 패턴의 요철(凹凸)이 형성된 요철면(10a)을 일단에 가진 것이면 어떠한 것도 가능하다. 예컨대, 도장 또는 스탬프 등이 본 발명의 물체(10)에 해당할 수 있다. 본 발명은 물체(10)가 비도전성 소재로 제작된 것 뿐만 아니라, 요철면(10a)과 외면 중 일부가 전기 전도성 소재로 제작된 것이도 무방하다.
본 발명의 패턴 이미지 스캐너(100)는 평판 형상의 패턴인식 센서부(110), 탄성막(130), 정전용량변경부(150) 및 제어부(170)를 포함하며, 패턴인식 센서부(110)의 입력면(113)의 상부에 탄성막(130)이 배치된다.
패턴인식 센서부(110)는 반도체 제조기술로 구현한 정전용량 방식의 센서로서, 평판 형상으로 구현된다. 패턴인식 센서부(110)는 다양한 구조로 구현될 수 있다. 예컨대, 패턴인식 센서부(110)는 정전용량 방식으로 다점(Multi Point)의 접촉을 인식할 수 있는 센서이면 어떠한 것이어도 무방하다.
예컨대, 도 3에 도시된 예를 참조하면, 패턴인식 센서부(110)는 정전용량 센서(301)와 보호판(303)과, 신호처리회로(305)를 구비한다.
정전용량 센서(301)는 종래에 알려진 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 패턴 이미지를 생성하기에 충분한 해상도를 센서 어레이(Sensor Array)를 포함해야 한다. 일반적으로 알려진 정전용량 센서의 단위 구조는 유전체의 기판의 아랫면에 두 개의 전극이 형성된 구조를 가진다. 두 개 전극 사이에는 유전체를 거쳐 커패시턴스(Capacitance)가 생긴다. 이때, 유전체 기판에 다른 커패시턴스가 연결되면 두 개 전극 사이의 커패시턴스가 변하게 된다. 두 개 전극 중 제1 전극에 커패시턴스의 변화를 검출하기 위한 입력신호를 공급한 다음, 나머지 제2 전극으로 인식되는 출력신호를 이용하여 커패시턴스의 변화를 검출한다. 커패시턴스의 변화를 검출하는 방식은 다양한데, 예를 들어 입력신호로 펄스를 제공하고, 입력신호를 미분한 형태의 출력신호를 피크 값의 변화를 검출하는 방식이 대표적이다.
보호판(303)은 정전용량 센서(301)의 상부에 마련되며, 보호판(303)의 상면 전부 또는 상면 일부에 물체(10)의 요철면(10a)의 패턴을 입력받는 입력면(113)이 형성된다. 보호판(303)은 예를 들어 사파이어, 유리, 강화 유리, 플라스틱, PC(Polycarbonate)계열 합성수지 및 PI(Polyamide)계열 합성수지 중 선택된 하나를 사용하여 구현할 수 있다.
신호처리회로(305)는 정전용량 센서(301)의 출력을 기초로, 입력면(113)에서 물체(10)의 물체(10)가 접촉한 부분(이하, '압인영역'이라 함)의 좌표와 그 정전용량의 변화를 출력한다. 아래에서 설명하는 제어부(170)는 신호처리회로(305)의 출력 중에서 좌표정보를 기초로 패턴 이미지의 형태를 생성한다. 또한, 탄성막(130)의 전기적 특성에 따라, 정전용량의 변화량은 탄성막(130) 또는 물체(10)의 접촉 압력에 대응되는 값이 될 수 있으므로, 제어부(170)는 신호처리회로(305)가 제공하는 정전용량의 변화량의 크기를 기초로 패턴 이미지의 그레이 레벨(Grey Level)을 결정할 수 있다.
탄성막(130)은 강체(剛體)인 물체(10)의 요철면(10a)이 강체인 입력면(113)에 용이하게 접촉하여 이미지를 생성할 수 있도록 함과 동시에, 패턴인식 센서부(110)의 정전용량 변화를 일으킬 수 있어야 한다.
정전용량의 세기는 유전체의 유전율과 유전체 양단에 배치된 전극의 크기에 비례하고, 두 개 전극 사이의 거리에 반비례한다. 따라서 물체(10)가 탄성막(130)을 압인하여 입력면(113)에 접촉할 때 입력면(113)의 압인 영역(A)에 정전용량의 변화가 있으려면, 탄성막(130)이 전기 전도성을 가져야 한다. 탄성막(130)의 전기 전도성은 탄성막(130) 전체에 전면적으로 구현될 필요는 없다. 예를 들어, 적어도 탄성막(130)의 양면 중에서 입력면(113)에 접촉하는 면은 부도체이어도 무방하다.
탄성막(130)은 패턴인식 센서부(110)의 입력면(113)의 상부에 마련된다. 도 1에 도시된 것처럼 탄성막(130)은 입력면(113)으로부터 일정한 간격으로 이격되는 것이 바람직하지만, 도 5에 도시된 탄성막(510)처럼 입력면(113)에 부착될 수도 있다. 사용자는 물체(10)의 요철면(10a)을 탄성막(130)에 압인하는 방법으로 요철면(10a)의 패턴을 패턴인식 센서부(110)에 입력하게 된다. 탄성막(130)이 물체(10)에 의해 압인되면 요철면(10a)의 패턴 형상으로 늘어나면서 입력면(113)에 밀착되어 압인 영역(A)이 생긴다. 따라서 탄성막(130)은 강체인 요철면(10a)과 입력면(113) 상에 완충 작용을 하기 위해 탄성이 있어야 한다. 또한, 전기 전도성이 있는 탄성막(130)은 입력면(113) 전체에 정전용량의 변화를 일으켜서는 안되고 압인 영역(A)에서만 정전용량의 변화를 일으켜야 하므로, 탄성막(130)은 물체(10)의 요철면(10a)의 패턴으로 늘어나면서 압인될 수 있도록 탄성을 가져야 한다. 탄성막(130)은 탄성이 있는 소재로 제작됨과 동시에 일정한 장력으로 당겨진 상태로 입력면(113)의 상부에 배치되는 것이 바람직하다.
탄성막(130)은 물체(10)의 압인이 없는 상태에서는 패턴인식 센서부(110)의 정전용량 변화에 영향을 주지 않도록 입력면(113)으로부터 일정 간격 이격되어 배치됨으로써, 탄성막(130)과 입력면(113) 사이에 공간부(111)가 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 사항을 종합하면, 탄성막(130)은 탄성을 가지면서도 전기 전도성을 가져야 하며, 이 두가지 조건을 만족하기 위하여 본 발명의 탄성막(130)은 합성수지, 실리콘, 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재에 전기 전도성 금속의 분말을 혼합하여 막의 형태로 가공함으로써 탄성을 가지도록 가공할 수도 있고, 합성수지, 실리콘, 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재의 막에 전기 전도성 금속의 페이스트(Paste)를 도포한 것일 수도 있다.
패턴인식 센서부(110)는 정전용량 센서(301)를 정전용량 변화 검출로 패턴을 인식하기 때문에, 압인 영역(A)에서 정전용량이 변해야 한다. 정전용량변경부(150)는 탄성막(130)에 연결된 전기적 구성으로서, 탄성막(130)이 기설정된 크기 이상의 커패시턴스를 가지도록 함으로써 탄성막(130)의 접촉에 의해 생기는 압인 영역(A)에서 정전용량의 변화를 일으킨다.
정전용량변경부(150)는 탄성막(130)과 스캐너(100)의 전기적 그라운드(GND) 사이를 연결하는 커패시터(Capacitor)의 형태로 구현될 수도 있고, 단순히 탄성막(130)과 그라운드 사이에 방전경로를 제공하는 전기 도선일 수도 있다. 정전용량변경부(150)는 탄성막(130)의 일측에 마련된 전극(미도시)에 납땜이나 전기 용접 등의 방법으로 전기적으로 연결된다.
제어부(170)는 패턴인식 센서부(110)의 출력을 이용하여 물체(10)의 요철면(10a)의 패턴 이미지를 생성한다. 부가적으로, 제어부(170)는 본 발명의 패턴 이미지 스캐너(100)의 전반적인 동작을 제어할 수도 있다.
앞서 설명한 것처럼, 제어부(170)는 패턴인식 센서부(110)가 제공하는 압인 영역(A)의 좌표를 이용하여 패턴 이미지를 생성하되, 패턴인식 센서부(110)가 제공하는 압인 영역(A)에서의 정전용량의 변화량을 이용하여 패턴 이미지의 그레이 레벨을 결정한다. 따라서 압인 영역(A)에서 정전용량의 변화는 사용자가 도장을 압인하는 압력에 비례하면서, 제어부(170)가 생성하는 패턴 이미지의 그레이 레벨도 비례적으로 진해지거나 연해진다.
한편, 물체(10)가 강체이고 입력면(113)도 강체이기 때문에, 탄성막(130)이 있더라도 압인이 한번에 용이하게 이루어지지 않을 수 있으며, 물체(10)가 항상 입력면(113)에 수직한 방향으로 압인되는 것이 아니므로, 요철면(10a)이 입력면(113)에 순차적으로 접촉하는 것이 일반적이다. 사용자들도 도장을 찍을 때 기존의 경험에따라 전후좌우로 번갈아 힘을 주면서 요철면(10a) 전체가 순차적으로 압인되도록 하는 것이 일반적이다.
따라서, 바람직하게는 제어부(170)는 패턴인식 센서부(110)의 출력을 이용하여 패턴 이미지를 생성하는 과정을 물체(10)의 압인이 진행되는 동안 기설정된 시간간격으로 반복함으로써 물체(10)에 대해 복수 개의 패턴 이미지를 생성할 수 있다. 이후에 제어부(170)는 복수 개의 패턴 이미지를 중첩하여 최종 패턴 이미지를 생성한다.
패턴 이미지 생성과정 (도 1 및 도 2 참조)
도 2에서처럼, 요철면(10a)의 패턴 이미지를 생성하기 위해, 사용자는 물체(10)의 물체(10)의 요철면(10a)이 탄성막(130)과 가급적 평행을 유지하면서, 탄성막(130)을 눌러 압인한다. 도장과 같은 물체는 수직방향으로 탄성막(130)에 압인되어야 한다.
일정한 장력으로 당겨진 상태로 배치된 탄성막(130)은, 물체(10)의 압인에 의해 요철면(10a)의 형상으로 당겨지면서 요철면(10a)의 형상으로 입력면(113)을 눌러 가압한다. 물체(10)에 의해 압인된 압인 영역(요철면의 양각 부분)(A)에서는 공간부(111)가 사라지고, 압인되지 않은 부분(요철면의 음각 부분)(B)은 여전히 공간부(111)가 존재한다.
물체(10)에 의해 압인된 압인 영역(A)된 영역에서는 전기적으로 정전용량변경부(150)가 입력면(113)과 연결되는 형태가 되면서 정전용량이 변하게 되지만, 물체(10)에 의해 압인되지 않은 부분(B)은 전기적으로 어떠한 변화도 생기지 않게 되며 당연히 정전용량이 변하지 않는다. 따라서 패턴인식 센서부(110)의 정전용량 센서(301)는 압인 영역(A)에서의 정전용량의 변화를 검출하고, 신호처리회로(305)는 압인 영역(A)에서의 정전용량의 변화를 인식하여 출력한다.
제어부(170)는 패턴인식 센서부(110)가 제공하는 압인 영역(A)의 좌표와 정전용량의 변화량을 이용하여 물체(10)의 요철면(10a)의 패턴 이미지를 생성한다. 앞서 설명한 것처럼, 제어부(170)는 패턴인식 센서부(110)의 출력을 이용하여 패턴 이미지를 생성하는 과정을 물체(10)의 압인이 진행되는 동안 기설정된 시간간격으로 반복함으로써 물체(10)에 대해 복수 개의 패턴 이미지를 생성할 수 있다. 이후에 제어부(170)는 복수 개의 패턴 이미지를 중첩하여 물체(10)에 대한 최종 패턴 이미지를 생성할 수 있다.
실시 예: 탄성막의 구현 형태
도 4를 참조하면, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너(400)는 도 1의 패턴인식 센서부(110)와 정전용량변경부(150)를 수용하는 하우징(410)을 더 포함한다. 제어부(170)도 하우징(410) 내에 의해 수용될 수 있다. 하우징(410)은 입력면(113)이 노출되도록 패턴인식 센서부(110)를 수용하는데, 최근의 제품들은 입력면(113) 가장자리의 베젤의 폭이나 두께가 충분히 얇게 제작된다.
나아가 패턴 이미지 스캐너(400)는 하우징(410)을 보호하기 위한 외장 케이스(430)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 탄성막(130)은 하우징(410)을 보호하기 위한 외장 케이스(430)의 일부에 마련될 수 있다. 다시 말해, 탄성막(130)과 외장 케이스(430)가 일체로 마련될 수도 있는 것이다.
실시 예: 탄성막의 구현 형태
도 5를 참조하면, 본 발명의 패턴 이미지 스캐너(500)는 도 1의 탄성막(130)을 대신하여, 패턴인식 센서부(110)의 입력면(113)에 접촉한 상태로 배치된 탄성막(510)을 포함한다.
물체(10)의 압인이 없는 상태에서 탄성막(130)의 접촉된 상태의 정전용량 센서(301)의 출력을 기초로 압인이 있는 동안의 정전용량의 변화를 검출하는 방식으로 처리할 수 있다. 바람직하게는 탄성막(130)의 전기 전도도를 높지 않게 함으로써 정전용량의 변화를 최소화하는 것이 바람직하다.
물체(10)가 탄성막(510)을 압인하면, 압인 영역(A)이 눌려지면서 압인 영역(A)의 전기 전도도가 나머지 영역보다 높아진다. 당연히 탄성막(130)은 물체(10)의 압인에 의해 탄성막(130)의 두께가 수축될 수 있어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (16)

  1. 외면 중 일부가 요철면으로 형성된 물체로서 상기 요철면이 비도전성 소재로 제작되거나 상기 요철면과 외면 중 일부가 전기 전도성 소재로 제작된 물체로부터, 상기 요철면의 패턴 이미지를 생성하는 패턴 이미지 스캐너에 있어서,
    패턴인식 센서부의 입력면에 배치되어 상기 물체의 요철면으로 눌려질 때 상기 요철면의 형상으로 상기 패턴인식 센서부의 입력면을 압인하는 전기 전도성 탄성막;
    상기 입력면이 일면에 형성되고, 상기 입력면에서 상기 탄성막에 의해 상기 패턴으로 압인된 영역인 압인영역의 정전용량의 변화를 검출하여 상기 물체의 요철면의 패턴을 검출하는 평판의 상기 패턴인식 센서부; 및
    상기 탄성막에 연결되어 상기 탄성막이 기설정된 크기 이상의 커패시턴스를 가지도록 함으로써 상기 압인 영역의 정전용량을 변경하는 정전용량변경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성막은, 일정한 장력으로 당겨진 상태로 상기 입력면에 배치되고 상기 물체에 의해 압인될 때 상기 물체의 패턴 형상으로 늘어나 상기 입력면에 밀착하는 것임을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성막은 상기 패턴인식 센서부의 상면으로부터 이격되어 배치되며, 상기 물체의 압인이 있는 때에 상기 물체의 패턴 형상으로 상기 입력면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정전용량변경부는 상기 탄성막과 그라운드(GND) 사이를 연결하는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정전용량변경부는 상기 탄성막과 그라운드(GND) 사이에 방전경로를 제공하는 전기 도선인 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성막은, 합성수지, 실리콘 및 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재에 전기 전도성 금속의 분말을 혼합하여 막의 형태로 가공함으로써 탄성을 가지도록 한 것이거나, 합성수지, 실리콘 및 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재의 막의 양 면 중 적어도 하나의 면에 전기 전도성 금속의 페이스트(Paste)를 도포한 것임을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 패턴인식 센서부와 정전용량변경부를 수용하는 하우징; 및
    상기 하우징을 보호하기 위한 외장 케이스를 더 포함하고,
    상기 탄성막은 상기 하우징을 보호하기 위한 외장 케이스의 일부에 마련되는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  8. 제1항 내지 제6항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성막의 양면 중 상기 입력면과 마주하는 면은 부도체인 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패턴인식 센서부의 출력을 이용하여 상기 물체의 요철면의 패턴 이미지를 생성하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 패턴인식 센서부의 출력을 이용하여 상기 패턴 이미지를 생성하는 과정을 상기 물체의 압인이 진행되는 동안 기설정된 시간간격으로 반복함으로써 상기 물체에 대해 복수 개의 패턴 이미지를 생성한 다음, 상기 복수 개의 패턴 이미지를 중첩하여 최종 패턴 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 스캐너.
  11. 물체의 요철면의 패턴 이미지를 생성하는 방법에 있어서,
    패턴인식 센서부의 입력면 상부에 전기 전도성이 있는 탄성막을 배치하는 단계;
    상기 탄성막에 연결된 정전용량변경부가 상기 탄성막에 기설정된 크기 이상의 커패시턴스를 제공하는 단계;
    상기 탄성막이 상기 물체의 요철면에 의해 눌려지면서, 상기 탄성막이 상기 요철면의 형상으로 상기 패턴인식 센서부의 입력면을 압인하는 단계;
    상기 패턴인식 센서부가 상기 입력면 중에서 상기 탄성막에 의해 압인된 압인 영역의 정전용량의 변화를 검출하여 상기 물체의 요철면의 패턴을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 생성방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탄성막은, 일정한 장력으로 당겨진 상태로 상기 입력면에 배치되고 상기 물체에 의해 압인될 때 상기 물체의 패턴 형상으로 늘어나 상기 입력면에 밀착하는 것임을 특징으로 하는 패턴 이미지 생성방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탄성막은 상기 패턴인식 센서부의 상면으로부터 이격되어 배치되며, 상기 물체의 압인이 있는 때에 상기 물체의 패턴 형상으로 상기 입력면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 생성방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 탄성막은, 합성수지, 실리콘 및 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재에 전기 전도성 금속의 분말을 혼합하여 막의 형태로 가공함으로써 탄성을 가지도록 하거나, 합성수지, 실리콘 및 고무 중에서 선택된 적어도 하나의 소재의 막의 양 면 중 적어도 하나의 면에 전기 전도성 금속의 페이스트(Paste)를 도포하여 생성하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 생성방법.
  15. 제14항에 있어서,
    제어부가 상기 패턴인식 센서부의 출력을 이용하여 상기 물체의 요철면의 패턴 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 생성방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 패턴 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 패턴인식 센서부의 출력을 이용하여 상기 패턴 이미지를 생성하는 과정을 상기 물체의 압인이 진행되는 동안 기설정된 시간간격으로 반복함으로써 상기 물체에 대해 복수 개의 패턴 이미지를 생성한 다음, 상기 복수 개의 패턴 이미지를 중첩하여 최종 패턴 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 패턴 이미지 생성방법.
KR1020180128447A 2018-10-25 2018-10-25 물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법 KR102180230B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180128447A KR102180230B1 (ko) 2018-10-25 2018-10-25 물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법
JP2018209628A JP6703587B2 (ja) 2018-10-25 2018-11-07 物体の凹凸パターンをスキャンすることができる静電容量方式のパターンイメージスキャナ及びパターンイメージの生成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180128447A KR102180230B1 (ko) 2018-10-25 2018-10-25 물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200046806A KR20200046806A (ko) 2020-05-07
KR102180230B1 true KR102180230B1 (ko) 2020-11-18

Family

ID=70388525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180128447A KR102180230B1 (ko) 2018-10-25 2018-10-25 물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6703587B2 (ko)
KR (1) KR102180230B1 (ko)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3102395B2 (ja) * 1997-11-27 2000-10-23 日本電気株式会社 指紋検出装置
JP3817965B2 (ja) * 1999-04-21 2006-09-06 富士ゼロックス株式会社 検出装置
JP2005030840A (ja) * 2003-07-09 2005-02-03 Alps Electric Co Ltd 静電容量センサ
JP3956369B2 (ja) * 2004-02-16 2007-08-08 本田技研工業株式会社 静電容量型センサ
JP2005326166A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Alps Electric Co Ltd 静電容量式センサ
JP4549411B2 (ja) * 2008-08-25 2010-09-22 信越ポリマー株式会社 入力装置
KR101594114B1 (ko) * 2015-03-13 2016-02-16 주식회사 유니온커뮤니티 이중 탄성구조를 구비한 패턴 이미지 획득장치 및 그 방법
JP6738663B2 (ja) * 2016-06-16 2020-08-12 グローリー株式会社 印影情報入力装置
JP6391732B2 (ja) * 2017-02-22 2018-09-19 ユニオンコミュニティー シーオー エルティディＵｎｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ 二重弾性構造を備えた判子スキャナ及びその方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6703587B2 (ja) 2020-06-03
KR20200046806A (ko) 2020-05-07
JP2020067996A (ja) 2020-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9891255B2 (en) Fingerprint identification device, electronic device and fingerprint identification method
US8755175B2 (en) Operation device
US20220004830A1 (en) Information carrier with improved detection accuracy by a multilayer build up of the information carrier
CN204009946U (zh) 指纹识别检测组件及其电子装置
CN104134063A (zh) 指纹识别检测组件及其电子装置
US20170068376A1 (en) In-cell touch type display device, touch circuit, display driver, and in-cell touch type display device driving method
US10664087B2 (en) In-cell touch type display device
AU7141796A (en) In a fingerprint recognizing apparatus detector for recognizing the living character of a finger
CN103778410A (zh) 电容式生物特征识别传感器
US11561114B2 (en) Pressure-sensitive touch sensor and pressure-sensitive touch sensor module
CN203838717U (zh) 电容式生物特征识别传感器
CN104077573A (zh) 指纹识别传感器、指纹识别检测组件及终端设备
US20200364417A1 (en) Reduced ink coverage of printed electronic designs by alternative fill patterns comprising ray and grid patterns
US20160178461A1 (en) Touch pad using piezo effect
KR102180230B1 (ko) 물체의 요철 패턴을 스캔할 수 있는 정전용량 방식의 패턴 이미지 스캐너 및 패턴 이미지 생성방법
GB2436636A (en) Machine readable conductive array and devices for reading the same
US4833279A (en) Digital computer writing board
US10459584B2 (en) Electronic book with touch sensing and page number detection
CN107408203B (zh) 指纹扫描仪和使用指纹扫描仪扫描指纹的方法
KR101724842B1 (ko) 피에조 효과를 이용한 노치 타입의 슬림 메탈 플레이트 터치 패드
KR101868704B1 (ko) 정전용량형 압력 센서
KR101832128B1 (ko) 지문인식 홈키 및 그의 제조방법
CN104091154A (zh) 指纹识别传感器、集成组件及终端设备
KR20150104852A (ko) 터치 윈도우 및 이를 포함하는 터치 디바이스
JP7232263B2 (ja) 感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant