KR102197179B1 - 밀폐력이 향상된 밀폐부재를 이용한 지문인식기 - Google Patents

밀폐력이 향상된 밀폐부재를 이용한 지문인식기 Download PDF

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Abstract

압착힘의 방향에 관계없이 돌기가 일정한 방향으로 눌려 밀폐력이 향상된 밀폐부재와 작은 내부 응력을 가지면서도 밀폐 성능이 우수한, 즉 효율적인 밀폐 성능을 갖는 지문인식기가 개시된다.
본 발명의 일 양상에 따른 밀폐부재는 베이스부와 돌출부를 포함한다. 베이스부는 중앙에 관통홀이 형성된 판상으로 이루어진다. 돌출부는 관통홀의 둘레를 따라 베이스부로부터 돌출 형성되어 폐루프를 이룬다. 돌출부의 외주면은 베이스부에 대해 수직하고, 돌출부의 내주면은 베이스부에 대해 경사질 수 있다.

Description

밀폐력이 향상된 밀폐부재를 이용한 지문인식기{fingerprint matching device using the sealing member having improved sealing ability}
본 발명은 지문인식기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지문인식기에 있어서 지문인식센서와 전자소자 등을 수분, 먼지 등으로부터 보호하기 위한 밀폐부재 및 이를 이용한 지문인식기에 관한 것이다.
일반적으로, 지문인식기의 손가락 접촉 부위에는 그 내부로 수분, 먼지 등이 유입되어 지문인식센서와 전자소자들이 손상되는 것을 방지하기 위해 밀폐부재가 구비된다. 밀폐부재는 지문인식기의 하우징과 지문인식센서 사이를 밀폐시킨다.
이러한 밀폐부재에는 내부 응력을 작게 하면서도 밀폐 성능을 좋게 하기 위해 돌기를 형성하는 것이 일반적이다. 종래의 밀폐부재에 형성된 돌기는 삼각형상으로 이루어져 있다. 이렇게 삼각형상으로 된 돌기에 힘을 가하는 경우, 그 눌림 방향은 압착힘의 방향에 따라 결정된다.
그런데, 밀폐부재가 제품 내부에 조립되었을 때 밀폐부재에 가해지는 압착힘의 방향은 일정하지 않고 위치에 따라 다르다. 따라서, 돌기의 눌림 방향이 일정하지 않게 되는 문제가 있다. 이로 인해 눌림 방향이 서로 다른 부위가 만나는 지점은 밀폐가 제대로 되지 않고, 이러한 부위를 통해 외부 이물질들이 지문인식기 내부로 유입됨으로써 지문인식기가 손상되곤 한다.
돌기의 돌출 높이를 키움으로써 이러한 문제를 일부 보완할 수 있으나, 그 경우에는 밀폐부재의 반발력으로 인한 내부 응력이 커지는 문제가 있다.
대한민국공개특허공보 제10-2006-0076530호(2006. 07. 04.)
본 발명은 압착힘의 방향에 관계없이 돌기가 일정한 방향으로 눌려 밀폐력이 향상된 밀폐부재와 작은 내부 응력을 가지면서도 밀폐 성능이 우수한, 즉 효율적인 밀폐 성능을 갖는 지문인식기를 제공하는 데에 있다.
위의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 지문인식기용 밀폐부재는 베이스부와 돌출부를 포함한다. 베이스부는 중앙에 관통홀이 형성된 판상으로 이루어진다. 돌출부는 관통홀의 둘레를 따라 베이스부로부터 돌출 형성되어 폐루프를 이룬다. 돌출부의 외주면은 베이스부에 대해 수직하고, 돌출부의 내주면은 베이스부에 대해 경사질 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 돌출부의 내주면 최소직경은 관통홀의 직경과 같을 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 지문인식기는 개구부를 구비한 하우징과, 지문인식부가 개구부에 조립되어 지문을 인식하는 센서모듈, 및 센서모듈과 하우징 사이에 조립되어 센서모듈과 하우징 사이를 밀폐시키는 밀폐부재를 포함한다. 밀폐부재는 베이스부와 돌출부를 포함한다. 베이스부는 중앙에 관통홀이 형성된 판상으로 이루어진다. 돌출부는 관통홀의 둘레를 따라 베이스부로부터 돌출 형성되어 폐루프를 이룬다. 돌출부의 외주면은 베이스부에 대해 수직하고, 돌출부의 내주면은 베이스부에 대해 경사질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 밀폐부재에는 조립홀이 형성되고, 하우징에는 조립홀에 대응되는 가이드돌기가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 밀폐부재의 밀폐력이 향상된다.
또한, 지문인식기가 작은 내부 응력을 가지면서도 우수한 밀폐 성능을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 지문인식기 내부로 이물질이 유입되어 지문인식기가 오동작하거나 손상되는 것을 막을 수 있다.
도 1은 일반적인 지문인식기의 외부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐부재의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 밀폐부재를 AA선에 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식기의 내부 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 지문인식기의 단면도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 실시 예들을 통해 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 대응되는 구성 요소들은 동일한 번호로 참조된다. 또한, 관련된 공지 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 생각되는 경우 그에 대한 설명은 생략될 수 있다.
먼저, 도 1에는 일반적인 지문인식기(1)가 도시되어 있다. 이러한 지문인식기(1)의 손가락 접촉 부위(2)에는 그 내부로 수분, 먼지 등이 유입되어 지문인식센서와 전자소자들이 손상되는 것을 방지하기 위해 밀폐부재가 구비된다. 본 발명은 이러한 밀폐부재 및 지문인식기에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐부재의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 밀폐부재를 AA선에 따라 절단한 단면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐부재(20)는 판 형상으로 이루어진 베이스부(21)와 베이스부(21)로부터 돌출 형성된 돌출부(22)로 이루어진다. 베이스부(21)는 1㎜~5㎜의 정도의 두께를 가질 수 있다. 베이스부(21)는 실리콘, 러버 등의 소재로 제작될 수 있다. 베이스부(21)의 중앙에는 관통홀(20b)이 형성된다. 관통홀(20b)은 아래에서 설명할 센서모듈의 지문인식부(31a) 및 하우징(10)의 개구부(10d)에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 그리고 관통홀(20b)은 센서모듈의 지문인식부(31a) 및 개구부(10d)에 대응되어 사각형 형상으로 이루어질 수 있다.
돌출부(22)는 관통홀(20b)의 둘레를 따라 베이스부(21)로부터 돌출 형성되어 폐루프를 이룬다. 돌출부(22)의 높이는 1㎜정도일 수 있다. 돌출부의 외주면(22b)은 베이스부(21)에 대해 수직하고, 돌출부의 내주면(22a)은 베이스부(21)에 대해 경사지게 형성된다. 돌출부의 내주면(22a)과 베이스부(21)가 이루는 각은 대략 30˚에서 60˚정도가 되도록 할 수 있다.
또한, 돌출부(22)는, 헤드(22c), 돌출부(22)의 내측 끝단이 베이스부(21)의 일면(도 3에 있어서, 베이스부(21)의 하면)의 연장선상에 위치하는 제1 엣지(22d), 및 돌출부(22)의 외측 끝단이 베이스부(21)의 타면(도 3에 있어서, 베이스부(21)의 상면)과 접하는 제2 엣지(22e)를 포함할 수 있다. 제1 엣지(22d)는 제2 엣지(22e)보다 헤드(22c)로부터 더 이격 배치되며, 헤드(22c)와 제1 엣지(22d) 사이의 돌출부(22)의 내주면(22a)은 베이스부(21)에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 밀폐부재(20)는 압착힘의 방향과 관계없이 돌출부(22)가 관통홀(20b) 바깥쪽으로 균일하게 눌리므로 우수한 밀폐력을 갖는다. 또한, 돌출부(22)가 일정한 방향으로 눌리므로 돌출부(22)의 높이를 작게 하여 상대물에 작은 응력을 가하면서도 우수한 밀폐력을 가지도록 할 수 있다.
또한, 돌출부(22)의 내주면 최소직경은 관통홀(20b)의 직경과 같을 수 있다. 즉, 돌출부(22)가 관통홀(20b)의 테두리로부터 돌출 형성될 수 있다. 도 3에는 이러한 돌출부(22)의 형상이 도시되어 있다. 이 경우 돌출부(22)가 관통홀(20b) 바깥쪽으로 더욱 잘 눌려, 눌리는 방향이 더욱 일정해질 수 있다. 따라서, 밀폐부재(20)는 더욱 우수한 밀폐력을 가질 수 있다.
다시 말하면, 돌출부(22)의 내주면은 도 3에 도시된 바와 같이 관통홀(20b)을 규정하는 일면으로서, 후술할 제2 공간(S2)을 형성하는 면일 수 있으며, 베이스부(21)에 대해 경사지게 형성됨으로 인하여, 지문 인식을 위한 손가락이 삽입되는 방향을 향해 상기 관통홀(20b)의 크기를 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식기의 내부 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 지문인식기의 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 양상에 따른 지문인식기(100)는 하우징(10), 센서모듈(30), 밀폐부재(20)로 이루어진다.
하우징(10)은 하우징바디(11) 및 하우징바디(11)로부터 인입되어 제1 공간(S1)을 형성하는 인입부(12)를 포함할 수 있다. 또한, 인입부(12)에는 개구부(10d)가 마련될 수 있다. 하우징(10)은 제품의 전면을 형성하는 프런트 하우징과 제품의 후면을 형성하는 리어 하우징으로 이루어질 수 있다. 물론 프런트 하우징과 리어 하우징이 일체로 형성될 수도 있다. 하우징(10)의 내부에는 아래에서 설명할 센서모듈(30)과 회로기판(미도시) 등이 배치될 수 있다. 하우징(10)은 사출성형(injection molding)등의 방법으로 제작될 수 있다. 개구부(10d)는 제품의 전면에 구비될 수 있다. 이 개구부(10d)를 통해 센서가 사용자의 지문을 인식하게 되므로, 개구부(10d)는 사람 손가락의 크기에 맞추어 형성될 수 있다. 개구부(10d)는 사각 형상일 수 있다. 또한, 개구부(10d)는 하우징(10)의 경사면에 형성될 수 있다. 개구부(10d)가 하우징(10)의 경사면에 형성되는 경우 사용자가 자신의 손가락 위치를 확인할 수 있어 정확한 지문 인식이 이루어지도록 할 수 있다.
센서모듈(30)은 지문인식부(31a)가 개구부(10d)에 조립되어 지문을 인식한다. 센서모듈(30)은 지문인식센서(31)와 브라켓(32)으로 구성될 수 있다. 지문인식센서(31)는 내부에서 광원을 조사하고 지문융선에 의해 반사된 빛을 CMOS 이미지 센서를 통해 감지하는 광학식 센서일 수 있다. 또는 초음파식 센서나 정전용량방식 센서일 수 있다. 브라켓(32)은 지문인식센서(31)와 결합된 후 하우징(10)에 조립됨으로써, 지문인식센서(31)가 하우징(10)의 개구부(10d)에 조립되도록 한다. 즉, 센서모듈(30)의 브라켓(32)에 의해 센서모듈(30)이 개구부(10d)에 조립된다. 브라켓(32)과 하우징(10)의 결합을 위하여 하우징(10)에는 보스(10a)가 형성되고, 브라켓(32)에는 나사 체결홀(32a)이 형성될 수 있다.
밀폐부재(20)는 센서모듈(30)과 하우징(10) 사이에 조립되어 센서모듈(30)과 하우징(10) 사이를 밀폐시킨다. 밀폐부재(20)는 판 형상으로 이루어진 베이스부(21)와 베이스부(21)로부터 돌출 형성된 돌출부(22)로 이루어진다.
베이스부(21)는 1㎜~5㎜의 정도의 두께로 형성될 수 있다. 베이스부(21)는 실리콘, 러버 등의 소재로 제작될 수 있다. 베이스부(21)의 중앙에는 관통홀(20b)이 형성된다. 관통홀(20b)은 센서모듈의 지문인식부(31a) 및 하우징(10)의 개구부(10d)에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 그리고 관통홀(20b)은 센서모듈의 지문인식부(31a) 및 개구부(10d)에 대응되어 사각형 형상으로 이루어질 수 있다.
돌출부(22)는 관통홀(20b)의 둘레를 따라 베이스부(21)로부터 돌출 형성되어 폐루프를 이룬다. 돌출부(22)의 높이는 1㎜정도일 수 있다. 돌출부의 외주면(22b)은 베이스부(21)에 대해 수직하고, 돌출부의 내주면(22a)은 베이스부(21)에 대해 경사지게 형성된다. 돌출부의 내주면(22a)과 베이스부(21)가 이루는 각은 대략 30˚에서 60˚정도가 되도록 할 수 있다. 또한, 지문인식기(100)에는 돌출부(22)의 내주면(22a) 및 센서모듈(30)에 의해 형성되며, 제1 공간(S1)을 통해 외부에 노출되는 제2 공간(S2)이 제공될 수 있다. 이러한 제2 공간(S2)은 앞서 서술한 관통홀(20d)에 의해 형성된 공간을 명명하는 것일 수 있다.
또한, 판 형상의 베이스부(21)를 포함하는 가상의 평면이 연장되는 방향에 수직한 방향을 제1 방향으로 정의할 경우, 즉, 상술한 가상의 평면의 법선벡터에 평행한 방향을 제1 방향으로 정의할 때, 센서모듈(30)은 가상의 평면이 연장되는 방향 및 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 하우징(10)이 결합되어 돌출부(22)를 가압할 수 있다. 여기에서, 상술한 제2 방향은, 예를 들어, 도 4 및 5에 도시된 보스(10a)가 삽입되는 체결홀의 연장방향일 수 있다.
전술한 바와 같이 이루어진 지문인식기(100)는 개구부(10d)의 둘레를 따라 형성된 돌출부(22) 전체가 관통홀(20b) 바깥쪽으로 눌린 상태에서 하우징(10)과 센서모듈(30) 사이를 밀폐시키므로 우수한 밀폐력을 갖는다. 또한, 돌출부(22)가 일정한 방향으로 눌리므로 돌출부(22)의 높이를 작게 하여 돌출부(22)가 하우징(10)과 센서모듈(30)에 작은 응력을 가하면서도 우수한 밀폐력을 가지도록 할 수 있다. 그리고 돌출부(22)가 관통홀(20b) 안쪽으로 눌려 돌출부(22)가 외부에서 보이는 문제가 발생하는 것을 막을 수 있다. 즉, 지문인식기(100)의 외관 품질이 향상될 수 있다.
또한, 돌출부(22)의 내주면 최소직경은 관통홀(20b)의 직경과 같을 수 있다. 즉, 돌출부(22)가 관통홀(20b)의 테두리로부터 돌출 형성될 수 있다. 도 3에는 이러한 돌출부(22)의 형상이 도시되어 있다. 돌출부(22)가 이와 같이 형성되는 경우, 압착힘을 받았을 때의 눌리는 방향이 더욱 일정해질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 지문인식기(200)는 더욱 우수한 밀폐력을 가질 수 있다. 따라서, 지문인식기 내부로 이물질이 유입되어 지문인식기가 오동작하거나 손상되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 밀폐부재(20)에는 조립홀(20a)이 형성되고, 하우징(10)에는 이 조립홀(20a)에 대응되는 가이드돌기(10b)가 형성될 수 있다. 조립홀(20a)과 가이드돌기(10b)는 모두 직사각형상으로 만들어질 수 있다. 이와 같이 조립홀(20a)과 가이드돌기(10b)가 마련되는 경우, 밀폐부재(20)가 정확한 위치에 조립될 수 있다. 그리하여, 밀폐부재(20)는 제 기능을 수행하고 지문인식기(100)의 밀폐력은 향상될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 하우징 10a: 보스
10b: 가이드돌기 10d: 개구부
20: 밀폐부재 20a: 조립홀
20b: 관통홀 21: 베이스부
22: 돌출부 22a: 내주면
22b: 외주면 30: 센서모듈
31: 지문인식센서 31a: 지문인식부
32: 브라켓 100: 지문인식기

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 하우징 바디, 및 상기 하우징 바디로부터 인입되어 제1 공간을 형성하는 인입부를 포함하되, 상기 인입부에는 개구부가 마련되는, 하우징;
    지문인식부가 상기 개구부에 체결되어 지문을 인식하는 센서모듈; 및
    상기 센서모듈과 상기 하우징의 사이에 개재되어 상기 센서모듈과 상기 하우징 사이를 밀폐시키는 밀폐부재를 포함하고,
    상기 밀폐부재는,
    중앙에 관통홀이 형성된 판상의 베이스부; 및
    상기 관통홀의 둘레를 따라 상기 베이스부로부터 돌출 형성되어 폐루프를 이루는 돌출부;를 포함하며,
    상기 돌출부는,
    헤드,
    상기 돌출부의 내측 끝단이 상기 베이스부의 일면의 연장선상에 위치하는 제1 엣지, 및
    상기 돌출부의 외측 끝단이 상기 베이스부의 타면과 접하는 제2 엣지를 포함하고,
    상기 제1 엣지는 상기 제2 엣지보다 상기 헤드로부터 더 이격 배치되며,
    상기 헤드와 상기 제1 엣지 사이의 상기 돌출부의 내주면은 상기 베이스부에 대해 경사지고,
    상기 개구부, 상기 돌출부의 상기 내주면, 및 상기 센서모듈에 의해 형성되며 상기 제1 공간을 통해 외부에 노출되는 제2 공간이 제공되고,
    상기 베이스부는 판상으로 형성되고, 제1 방향에 대해 수직으로 연장되는 가상의 평면 상에 배치되고,
    상기 밀폐부재는, 상기 센서모듈과 상기 하우징 사이에 개재되어 압착되고,
    상기 센서모듈은, 제2 방향으로 상기 하우징과 결합되어 상기 돌출부를 가압하고,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 상이하면서도 상기 가상의 평면이 연장되는 방향과 상이한 방향인,
    지문인식기.
  3. 삭제
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