KR20040071848A - Fingerprint recognition device - Google Patents

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KR20040071848A
KR20040071848A KR1020030007754A KR20030007754A KR20040071848A KR 20040071848 A KR20040071848 A KR 20040071848A KR 1020030007754 A KR1020030007754 A KR 1020030007754A KR 20030007754 A KR20030007754 A KR 20030007754A KR 20040071848 A KR20040071848 A KR 20040071848A
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guide plate
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fingerprint
light
imaging lens
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KR1020030007754A
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강건모
이해진
김재범
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삼성테크윈 주식회사
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    • GPHYSICS
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    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
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    • G06V40/1324Sensors therefor by using geometrical optics, e.g. using prisms
    • GPHYSICS
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    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/147Details of sensors, e.g. sensor lenses

Abstract

PURPOSE: A device for recognizing a fingerprint is provided to realize the effective lighting, and improve resolution and contrast by lighting the fingerprint of a finger through the total reflection on the first surface of a light guide plate, and reduce noises by setting a space between a transparent plate and the light guide plate. CONSTITUTION: The light guide plate(11) has the first surface fully reflecting the light irradiated from a side and the second surface that is an opposite surface of the first surface, and fully reflects the light by many projections formed on the first surface. The transparent plate(12) is placed in front of the second surface of the light guide plate and is touched by the fingerprint. A light source(13) is installed to the side of the light guide plate. An objective lens(15) images a fingerprint image passing the first surface of the light guide plate. A CCD(Charge Coupled Device)(16) captures the fingerprint image irradiated through the objective lens.

Description

지문 인식 장치{Fingerprint recognition device}Fingerprint recognition device

본 발명은 지문 인식 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 미세한프리즘 편향자가 일 표면에 일체로 형성된 도광판을 구비한 지문 인식 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint recognition device, and more particularly, to a fingerprint recognition device having a light guide plate having a plurality of fine prism deflectors integrally formed on one surface.

통상적으로 지문 인식 장치는 신원 확인, 출입 보안 및, 기타 다양한 목적을위해 널리 사용되고 있다. 지문 인식 장치에서 사용되는 인증 기능은 몇가지 방식으로 구분될 수 있다. 첫번째는 조명광을 지문이 올려지는 부분에 조사시켜서 전반사된 지문의 상을 결상 렌즈를 통해 이미지 센서에 결상시키는 방식이다. 두번째 방식은 지문을 센서면에 직접 접촉시켜 그 압력차를 이용하여 인식하는 방식이다. 세번째 방식은 센서면의 측면에 보조광을 조사시켜서 지문이 센서면에 직접적인 상을 만들도록 하는 광학식 방법을 들 수 있다.Fingerprint recognition devices are commonly used for identity verification, access security, and many other purposes. Authentication functions used in the fingerprint recognition device may be classified in several ways. First, the illumination light is irradiated to the portion where the fingerprint is placed, and the image of the totally reflected fingerprint is imaged on the image sensor through the imaging lens. In the second method, a fingerprint is directly contacted with a sensor surface and recognized using the pressure difference. The third method is an optical method in which an auxiliary light is irradiated to the side of the sensor surface so that the fingerprint makes an image directly on the sensor surface.

상기에 열거된 방식들중 세번째의 광학식 방법은 가장 일반적으로 사용되고 있는 방법이다. 광학식 방법은 광학 프리즘을 이용하여 조명광의 전반사에 의해 지문의 상을 CCD 센서에 결상시키는 방식이다. 통상적으로 지문의 크기는 차이가 없고 일정하기 때문에 프리즘의 크기도 거의 일정하게 결정된다. 물론 엄지 손가락이 아닌 다른 손가락의 지문을 인식하도록 함으로써 광학 프리즘의 크기를 줄일 수 있으나 한계가 존재한다. 따라서 광학식 방법에서는 광학 프리즘이 필수적이며, 그에 따라서 전체적인 크기를 줄일 수 없다는 문제점이 있다.The third optical method among the methods listed above is the most commonly used method. An optical method uses an optical prism to form an image of a fingerprint on a CCD sensor by total reflection of illumination light. Typically, the size of the fingerprint is not different and is constant, so the size of the prism is almost constant. Of course, the size of the optical prism can be reduced by allowing a fingerprint of a finger other than the thumb to be recognized, but there are limitations. Therefore, the optical prism is essential in the optical method, and thus there is a problem that the overall size can not be reduced.

광학식 방법의 일 예가 대한민국 특허 공개 제 2002-69882 호에 개시되어 있는데, 이것은 광학식 프리즘을 사용하여 조명광이 지문 부위에 빛을 조사하고, 지문 부위에서 반사된 광이 프리즘의 전반사를 통해 결상 광학계를 통과하여 CCD 에 결상되는 방식이다. 이러한 방법은 기본적으로 광학 프리즘을 사용하게 된다.또한 광학식 방식에서는 프리즘 형태의 하우징이 사용되기도 하는데 이것은 특허 공개 92-10082 호에 개시되어 있다. 이러한 방식들은 기본적으로 지문과 광학계의 축이 서로에 대하여 기울어져 있으므로 결상된 지문의 상에서 왜곡이 발생하게 되고, 또한 결상 광학계의 구성도 난해하게 된다.An example of the optical method is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-69882, which uses an optical prism to illuminate light at a fingerprint site, and the light reflected at the fingerprint site passes through an imaging optical system through total reflection of the prism. To form an image on the CCD. This method basically uses an optical prism. In the optical method, a prism type housing is also used, which is disclosed in Patent Publication No. 92-10082. In these methods, since the axes of the fingerprint and the optical system are inclined with respect to each other, distortion occurs in the image of the formed fingerprint, and the configuration of the imaging optical system is also difficult.

상기와 같은 광학식 방식과는 상이하게 광학 프리즘을 사용하지 않는 방식으로 일본 특허 공개 2002-123822 를 들 수 있다. 이것은 측면에서 발생된 광을 도광판과 확산판을 이용하여 지문을 향하여 조명시키고 이를 결상 렌즈를 통해 CCD 에 결상시키는 구성을 취하고 있다. 이러한 구성에서는 지문의 전면에 일정한 광의 조사가 어렵고 확산 시이트등 별도 부품이 추가되므로 가격 상승의 요인이 발생한다.Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-123822 is mentioned by the method which does not use an optical prism differently from the above optical system. This is configured to illuminate the light generated from the side toward the fingerprint by using the light guide plate and the diffuser plate, and image it on the CCD through an imaging lens. In such a configuration, it is difficult to irradiate constant light on the front of the fingerprint, and additional components such as a diffusion sheet are added, causing a price increase.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 지문 인식 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an improved fingerprint recognition device.

본 발명의 다른 목적은 광학식 프리즘을 사용하지 않고 조명광을 조사할 수 있는 지문 인식 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fingerprint recognition apparatus capable of irradiating illumination light without using an optical prism.

본 발명의 다른 목적은 일 표면에 조명광의 전반사를 가능하게 하는 특정 형상을 가진 도광판을 구비하는 지문 인식 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a fingerprint recognition device having a light guide plate having a specific shape that enables total reflection of illumination light on one surface.

도 1 에 도시된 것은 본 발명에 따른 지문 인식 장치에 대한 개략적인 구성을 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view showing a schematic configuration of a fingerprint recognition device according to the present invention.

도 2 에 도시된 것은 도 1 에 도시된 지문 인식 장치를 개략적인 측면도로 도시한 것이다.2 illustrates a schematic side view of the fingerprint recognition device illustrated in FIG. 1.

도 3 에 도시된 것은 본 발명에 따른 지문 인식 장치에 대한 다른 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically shows the configuration of another embodiment of the fingerprint recognition apparatus according to the present invention.

도 4 에 도시된 것은 본 발명에 따른 지문 인식 장치에 구비된 도광판의 돌기의 형상을 나타내는 확대 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view showing the shape of the projection of the light guide plate included in the fingerprint recognition device according to the present invention.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 ><Brief Description of Major Codes in Drawings>

11. 도광판 12. 투명 평판11. Light guide plate 12. Transparent flat plate

13. 광원 14. 반사갓13. Light source 14. Reflector

15. 결상 렌즈 16. 촬상 소자15. Imaging Lens 16. Imaging Device

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 측면에서 입사된 광이 전반사되는 제 1 면과 상기 제 1 면의 반대 표면인 제 2 면을 가지는 도광판과; 상기 도광판의 제 2 면의 전방에 배치되며 손가락의 지문이 접촉되는 투명 평판과; 상기도광판의 측면에 배치된 광원과; 상기 도광판의 제 1 면을 투과한 지문의 영상을 결상시키는 결상 렌즈와; 상기 결상 렌즈를 통하여 입사된 지문의 영상을 촬상하는 촬상 소자;를 구비하는 지문 인식 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a light guide plate including a first surface on which light incident from a side is totally reflected and a second surface opposite to the first surface; A transparent plate disposed in front of the second surface of the light guide plate and in which a fingerprint of a finger is in contact; A light source disposed at a side of the light guide plate; An imaging lens for forming an image of a fingerprint transmitted through the first surface of the light guide plate; Provided is a fingerprint recognition device comprising; an image pickup device for picking up an image of a fingerprint incident through the imaging lens.

또한 본 발명에 따르면, 측면에서 입사된 광이 전반사되는 제 1 면과 상기 제 1 면의 반대 표면인 제 2 면을 가지는 도광판과; 상기 도광판의 제 2 면의 전방에 배치되며 손가락의 지문이 접촉되는 투명 평판과; 상기 도광판의 측면에 배치된 광원과; 상기 도광판의 제 1 면을 투과한 지문의 영상을 반사시키도록 상기 도광판의 제 1 면에 대하여 소정의 각도로 배치된 적어도 하나의 미러와; 상기 적어도 하나의 미러로부터 반사된 광을 결상시키는 결상 렌즈와; 상기 결상 렌즈를 통하여 입사된 지문의 영상을 촬상하는 촬상 소자;를 구비하는 지문 인식 장치가 제공된다.In addition, according to the present invention, there is provided a light guide plate having a first surface on which light incident from a side is totally reflected and a second surface opposite to the first surface; A transparent plate disposed in front of the second surface of the light guide plate and in which a fingerprint of a finger is in contact; A light source disposed at a side of the light guide plate; At least one mirror disposed at an angle with respect to the first surface of the light guide plate to reflect an image of a fingerprint transmitted through the first surface of the light guide plate; An imaging lens for forming light reflected from the at least one mirror; Provided is a fingerprint recognition device comprising; an image pickup device for picking up an image of a fingerprint incident through the imaging lens.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 광원으로부터 반사된 광을 도광판의 내측으로 반사시키도록 상기 광원을 감싸는 반사부를 더 구비한다.According to an aspect of the present invention, the light source further includes a reflector surrounding the light source to reflect the light reflected from the light guide plate.

또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도광판의 제 1 면에 형성된 다수의 돌기에 의해 상기 광원으로부터의 광이 전반사된다.In addition, according to another feature of the invention, the light from the light source is totally reflected by a plurality of projections formed on the first surface of the light guide plate.

또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 투명 평판의 지문 접촉면과 상기 결상 렌즈 사이의 거리는 20 내지 25 mm 이다.According to another feature of the invention, the distance between the fingerprint contact surface of the transparent plate and the imaging lens is 20 to 25 mm.

또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 투명 평판의 지문 접촉면과 상기 결상 렌즈 사이의 거리는 10 내지 15 mm 이다.According to another feature of the invention, the distance between the fingerprint contact surface of the transparent plate and the imaging lens is 10 to 15 mm.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서는 광학식 프리즘을 사용하지 않고 조명광을 지문에 대하여 조사할 수 있는 방식을 제공한다. 광은 매질과 매질 사이에서 굴절하는 반면에, 매질간의 굴절률 차이와 입사각의 관계에 의해 입사된 광선이 굴절하지 않고 전부 반사하는 전반사 각도를 가지는 특징을 가진다. 본 발명에서는 이러한 전반사 특성을 이용하여 도광판의 측면에 배치한 광원으로부터 입사된 광이 도광판의 일 표면에서는 전반사될 수 있도록 하였다. 따라서 도광판의 측면에 배치된 광원으로부터 도광판의 내부로 입사된 광은 도광판의 제 1 표면에서 전반사되어 제 2 표면으로 나오게 된다. 상기 제 2 표면을 지문을 인식하는 면으로 설정하게 되면 지문에서 반사된 광은 다시 도광판으로 입사하게 된다. 지문에서 반사되어 도광판으로 입사된 광의 입사 각도는 도광판의 평면에 대하여 거의 수직에 근접하므로 대부분의 광이 도광판의 제 1 표면을 투과하게 된다. 이처럼 도광판의 제 1 표면을 투과한 광은 결상렌즈를 통하여 촬상 소자에 맺히게 된다.The present invention provides a manner in which illumination light can be irradiated to a fingerprint without using an optical prism. While the light refracts between the medium and the medium, the light has a total reflection angle in which the incident light does not refraction but totally reflects due to the relationship between the refractive index difference between the medium and the incident angle. In the present invention, the total reflection characteristic is used to allow the light incident from the light source disposed on the side of the light guide plate to be totally reflected on one surface of the light guide plate. Therefore, the light incident from the light source disposed on the side of the light guide plate to the inside of the light guide plate is totally reflected at the first surface of the light guide plate and exits to the second surface. When the second surface is set as a surface for recognizing a fingerprint, light reflected from the fingerprint is incident to the light guide plate again. The angle of incidence of the light reflected from the fingerprint and incident on the light guide plate is nearly perpendicular to the plane of the light guide plate so that most of the light passes through the first surface of the light guide plate. In this way, the light transmitted through the first surface of the light guide plate is formed on the imaging device through the imaging lens.

본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.The present invention will be described in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

도 1 에 도시된 것은 본 발명에 따른 지문 인식 장치에 대한 개략적인 구성을 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view showing a schematic configuration of a fingerprint recognition device according to the present invention.

도면을 참조하면, 지문 인식 장치는 측면에서 입사된 광이 전반사되는 제 1 면(11a)과 상기 제 1 면(11a)의 반대 표면인 제 2 면(11b)을 가지는 도광판(11)과, 상기 도광판(11)의 제 2 면(11b)에 배치된 투명 평판(12)과, 상기 도광판(11)의 측면에 배치된 광원(13)과, 상기 광원(13)으로부터 반사된 광을 도광판(11)의 내측으로 반사시키는 반사부(14)와, 상기 도광판(11)의 제 1 면(11a)을 투과한 지문의 영상을 결상시키는 결상 렌즈(15) 및, 상기 결상 렌즈(15)를 통하여 입사된 지문의 영상을 촬상하는 촬상 소자(16)를 구비한다.Referring to the drawings, the fingerprint recognition apparatus includes a light guide plate 11 having a first surface 11a through which light incident from the side is totally reflected, and a second surface 11b opposite to the first surface 11a; The transparent plate 12 disposed on the second surface 11b of the light guide plate 11, the light source 13 disposed on the side surface of the light guide plate 11, and the light reflected from the light source 13 are disposed on the light guide plate 11. Incident through the imaging lens 15 and the imaging lens 15 for forming an image of a fingerprint transmitted through the first surface 11a of the light guide plate 11. An imaging device 16 for imaging an image of the fingerprint is provided.

도광판(11)은 도 1 에서 정면으로 바라다 보이는 면이 제 1 면(11a)이 되며, 상기 제 1 면(11a)에서는 도광판(11)의 측면에 배치된 광원(13)으로부터 직접적으로 입사된 광에 대하여 전반사가 발생된다. 이러한 전반사 작용은 제 1 면(11a)에 소정의 각도로 경사진 미세한 표면을 다수 형성함으로써 가능해진다. 따라서 도광판(11)의 측면으로부터 입사된 광은 제 1 면(11a)에서 전반사되어 제 2 면(11b)으로 나오게 될 것이다.In the light guide plate 11, the surface viewed from the front in FIG. 1 becomes the first surface 11 a, and the light incident directly from the light source 13 disposed on the side surface of the light guide plate 11 in the first surface 11 a. Total reflection occurs for. This total reflection action is made possible by forming a large number of fine surfaces inclined at a predetermined angle on the first surface 11a. Therefore, the light incident from the side surface of the light guide plate 11 will be totally reflected at the first surface 11a and exit to the second surface 11b.

도광판(11)의 제 1 면(11a)의 반대편은 제 2 면(11b)이 된다. 제 2 면(11b)은 제 1 면(11a)과는 달리 표면이 매끄러운 평판으로서 형성된다. 도광판(11)의 측부에 배치된 광원(13)으로부터 제 2 면(11b)에 직접적으로 입사된 광은 입사 각도에 따라서 투과되거나 또는 반사된다. 제 2 면(11b)을 통해서 투과된 광은 투명 평판(12)의 표면에 위치한 지문을 조명하게 되고, 제 2 면(11b)에서 반사된 광은 다시 제 1 면(11a)에 입사되어 전반사될 것이다.The opposite side of the first surface 11a of the light guide plate 11 becomes the second surface 11b. Unlike the first surface 11a, the second surface 11b is formed as a flat plate having a smooth surface. Light incident directly on the second surface 11b from the light source 13 disposed on the side of the light guide plate 11 is transmitted or reflected depending on the incident angle. The light transmitted through the second surface 11b illuminates the fingerprint located on the surface of the transparent flat plate 12, and the light reflected from the second surface 11b is incident on the first surface 11a again to be totally reflected. will be.

투명 평판(12)은 그 표면에 손가락을 접촉시킴으로써 지문 인식 작용이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 투명 평판(12)은 도광판(11)과 소정의 간격을 두고 배치되는 것이 바람직스럽다. 투명 평판(12)은 도광판(11)이 외부 환경과 직접적으로 접촉하는 것을 제한하는 역할을 하며, 도광판(11)을 통한 광의 전달과 관련하여 신뢰성과 영구성을 보장하게 된다. 투명 평판(12)과 도광판(11)이 상호 접촉하고 있으면 노이즈가 발생하여 지문의 영상에서의 분해능과 콘트라스트가 저하될 가능성이 있다. 따라서 투명 평판(12)과 도광판(11)은 그 사이에 소정의 간격이 있도록 이격되어야 한다.The transparent plate 12 is intended to perform a fingerprint recognition action by bringing a finger into contact with the surface thereof. The transparent flat plate 12 is preferably arranged at a predetermined interval from the light guide plate 11. The transparent plate 12 serves to limit the light guide plate 11 from coming into direct contact with the external environment, thereby ensuring reliability and permanence with respect to the transmission of light through the light guide plate 11. If the transparent flat plate 12 and the light guide plate 11 are in contact with each other, noise may be generated to reduce resolution and contrast in the image of the fingerprint. Therefore, the transparent plate 12 and the light guide plate 11 should be spaced apart so that there is a predetermined gap therebetween.

광원(13)은 예를 들면 발광 다이오드와 같은 발광체를 도광판(11)의 측면에 배치한 것이다. 광원(13)으로부터 입사된 광은 제 1 면(11a)에서 전반사되고 제 2 면(11b)에서 투과되어 투명 평판(12)에 접촉하고 있는 손가락의 지문을 조명하게 된다. 광원(13)으로 사용되는 발광 다이오드는 예를 들면 1 개 내지 5 개가 도광판(11)의 측면을 따라서 배치될 수 있다.The light source 13 is a light emitting element such as a light emitting diode arranged on the side of the light guide plate 11. The light incident from the light source 13 is totally reflected on the first surface 11a and transmitted through the second surface 11b to illuminate the fingerprint of the finger in contact with the transparent flat plate 12. One to five light emitting diodes used as the light source 13 may be disposed along the side surface of the light guide plate 11.

광원(13)에서 발광되는 광을 보다 효율적으로 도광판(11)의 내측으로 입사시킬 수 있도록 반사갓(14)이 구비될 수 있다. 반사갓(12)은 도광판(11)의 측면을 제외하고 광원(13)의 외부를 감싸도록 형성되며, 내표면에는 반사율이 강한 물질이 코팅된다. 반사갓(12)의 내표면에서 반사된 광은 도광판(11)으로 입사되어 도광판(11)의 제 2 면(11b)을 통해 지문을 조명하게 된다. 반사갓(12)은 선택적인 것으로서 반사갓은 장치의 효율성을 향상시키며, 반사갓(12)이 없더라도 지문 인식이 가능하다는 점이 이해되어야 한다.The reflection shade 14 may be provided to allow the light emitted from the light source 13 to be incident more efficiently into the light guide plate 11. The reflector 12 is formed to surround the outside of the light source 13 except for the side of the light guide plate 11, and a material having a high reflectance is coated on the inner surface thereof. Light reflected from the inner surface of the reflector 12 is incident on the light guide plate 11 to illuminate the fingerprint through the second surface 11b of the light guide plate 11. It is to be understood that the reflection shade 12 is optional and that the reflection shade improves the efficiency of the device and that fingerprint recognition is possible even without the reflection shade 12.

투명 평판(12)의 위에 접촉한 지문의 영상은 조명을 받아서 투명 평판(12)과 도광판(11)을 통해 투과될 수 있다. 도광판(11)의 제 2 면(11b)은 매끄러운 표면이므로 투과가 가능하며, 도광판(11)의 제 1 면(11a)에 대해서는 지문의 영상이 수직으로 입사되므로 역시 투과가 가능하다.The image of the fingerprint in contact with the transparent plate 12 may be illuminated and transmitted through the transparent plate 12 and the light guide plate 11. Since the second surface 11b of the light guide plate 11 is a smooth surface, transmission is possible, and the image of the fingerprint is vertically incident on the first surface 11a of the light guide plate 11, so that transmission is also possible.

투과된 지문의 영상은 결상 렌즈(15)를 통해서 결상되어 촬상 소자(16)에서센싱될 수 있다. 결상 렌즈(15)는 도광판(11)을 통해 입사되는 지문의 영상 전체를 결상시키도록 도광판(11)으로부터 소정의 거리로 이격되어야 한다. 예를 들면, 손가락의 지문이 접촉하는 투명 평판(12)의 표면과 결상 렌즈 렌즈(15) 사이의 거리는 20 mm 내지 25 mm 인 것이 바람직스럽다.The image of the transmitted fingerprint may be imaged through the imaging lens 15 and sensed by the imaging device 16. The imaging lens 15 should be spaced apart from the light guide plate 11 by a predetermined distance so as to image the entire image of the fingerprint incident through the light guide plate 11. For example, the distance between the surface of the transparent flat plate 12 to which the fingerprint of the finger is in contact with the imaging lens lens 15 is preferably 20 mm to 25 mm.

도 2 에 도시된 것은 도 1 에 도시된 지문 인식 장치를 개략적인 측면도로 도시한 것이다. 도 2 에서 도 1 의 번호와 동일한 번호들로 표시된 구성들은 도 1 에 도시된 구성과 동일하다. 도 2 에서는 도시의 편의상 결상 렌즈와 촬상 소자가 생략되어 있다.2 illustrates a schematic side view of the fingerprint recognition device illustrated in FIG. 1. In Fig. 2, the configurations indicated by the same numbers as those in Fig. 1 are the same as those shown in Fig. 1. In FIG. 2, the imaging lens and the image pickup device are omitted for convenience of illustration.

도면을 참조하면, 투명 평판(12)의 표면에 손가락(21)이 접촉됨으로써 지문이 조명될 수 있다는 점을 알 수 있다. 지문은 광원(13)으로부터 입사된 광이 도광판(11)의 제 2 면(11b)과 투명 평판(12)을 통해 입사됨으로써 조명되는 것이다. 또한 손가락(21)의 지문에서 반사된 광은 도광판(11)의 제 1 면(11a)에 대하여 거의 수직으로 입사되므로, 도광판(11)의 제 1 면(11a)상에 형성된 돌기(22)들의 작용에 이해서 전반사됨이 없이 투과되어 결상 렌즈(15, 도 1)에 맺힐 수 있다. 돌기(22)는 위에서 설명된 바와 같이 도광판(11)의 측면에 배치된 광원(13)으로부터 도광판(11)의 내측으로 조명된 광이 도광판(11)의 제 1 면(11a)에 입사되었을때 이를 제 2 면(11b)으로 전반사시킬 수 있는 형상을 가지는 것이다.Referring to the drawings, it can be seen that the fingerprint 21 can be illuminated by the contact of the finger 21 on the surface of the transparent plate 12. The fingerprint is illuminated by the light incident from the light source 13 incident through the second surface 11b of the light guide plate 11 and the transparent flat plate 12. In addition, since the light reflected from the fingerprint of the finger 21 is incident almost perpendicularly to the first surface 11a of the light guide plate 11, the projections 22 formed on the first surface 11a of the light guide plate 11 are formed. It can be transmitted to the imaging lens 15 (FIG. 1) without being totally reflected following the action. As described above, the projection 22 is incident on the first surface 11a of the light guide plate 11 when the light illuminated from the light source 13 disposed on the side of the light guide plate 11 to the inside of the light guide plate 11 is incident. It has a shape which can totally reflect this to the second surface 11b.

도 3 에 도시된 것은 본 발명에 따른 지문 인식 장치에 대한 다른 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 3 에서 도 1 의 번호와 동일한 번호들로 표시된 구성들은 도 1 에 도시된 구성과 동일하다.3 schematically shows the configuration of another embodiment of the fingerprint recognition apparatus according to the present invention. In Fig. 3, the configurations indicated by the same numbers as those in Fig. 1 are the same as the configurations shown in Fig. 1.

도면을 참조하면, 도광판(11)의 전면에 투명 평판(12)이 배치되며, 손가락의 지문은 상기 투명 평판(12)에 접촉함으로써 지문 인식이 이루어진다. 도광판(11)의 일 표면에 전반사를 위한 돌기가 형성되는 것은 도 2 에 도시된 예와 같다.Referring to the drawing, a transparent plate 12 is disposed on the front surface of the light guide plate 11, and a fingerprint of a finger is contacted with the transparent plate 12. A projection for total reflection is formed on one surface of the light guide plate 11 as in the example shown in FIG. 2.

도 3 에 도시된 지문 인식 장치는 광의 경로를 변경시키기 위한 적어도 하나의 미러를 특징으로 한다. 도면에 도시된 실시예에서는 제 1 미러(31)와 제 2 미러(32)가 구비되어 있다. 제 1 미러(31)는 도광판(11)으로부터 입사된 지문의 영상을 제 2 미러(32)를 향해 반사시키며, 제 2 미러(32)는 다시 지문의 영상을 결상 렌즈(33)로 입사한다. 결상 렌즈(33)를 통해서 결상된 지문의 영상은 촬상 소자(34)에 의해서 감지된다.The fingerprint recognition device shown in FIG. 3 is characterized by at least one mirror for changing the path of light. In the embodiment shown in the figure, a first mirror 31 and a second mirror 32 are provided. The first mirror 31 reflects the image of the fingerprint incident from the light guide plate 11 toward the second mirror 32, and the second mirror 32 injects the image of the fingerprint into the imaging lens 33 again. An image of a fingerprint formed through the imaging lens 33 is detected by the imaging device 34.

도 3 에 도시된 예에서는 적어도 하나의 미러에 의해서 지문 인식 장치의 두께가 감소될 수 있다. 즉, 제 1 미러(31) 및, 제 2 미러(32)에 의해서 전체적인 지문 인식 장치의 두께가 감소될 수 있다는 점에 특징이 있다. 도 1 및, 도 2 에 도시된 예에서는 도광판(11)을 투과한 지문의 영상이 결상 렌즈(15)에 맺히기 위해서는 도광판(11)과 결상 렌즈(15) 사이에 상대적으로 넓은 소정의 간격이 존재하여야만 하는 반면에, 도 3 에 도시된 예에서는 제 1 및, 제 2 의 미러(31,32)가 구비되기 때문에 결상 렌즈(33)를 보다 상대적으로 도광판(11)에 근접하게 배치할 수 있으며, 따라서 전제적인 지문 인식 장치의 두께를 얇게 제작할 수 있다. 예를 들면, 제 1 및, 제 2 미러(31,32)를 사용함으로써 지문이 접촉하는 투명 평판(12)의 표면으로부터 결상 렌즈(33) 까지의 거리는 10 mm 내지 15 mm 사이에서 구현될 수 있다.In the example shown in FIG. 3, the thickness of the fingerprint recognition device may be reduced by at least one mirror. That is, the thickness of the entire fingerprint recognition device can be reduced by the first mirror 31 and the second mirror 32. In the example shown in FIGS. 1 and 2, a relatively wide predetermined distance exists between the light guide plate 11 and the imaging lens 15 so that the image of the fingerprint passing through the light guide plate 11 is formed on the imaging lens 15. On the other hand, in the example shown in FIG. 3, since the first and second mirrors 31 and 32 are provided, the imaging lens 33 can be disposed relatively closer to the light guide plate 11. Therefore, the thickness of the entire fingerprint recognition device can be made thin. For example, by using the first and second mirrors 31 and 32, the distance from the surface of the transparent flat plate 12 to which the fingerprint contacts the imaging lens 33 can be realized between 10 mm and 15 mm. .

도 4 에 도시된 것은 상기 도광판(11)에 형성된 돌기를 확대 도시한 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view of protrusions formed on the light guide plate 11.

도면을 참조하면, 돌기는 산(41)과 골(42)을 반복적으로 구비하여 이루어지는데, 산과 산 사이의 간격(L)은 150 내지 250 마이크로미터이고, 상기 산(41)의 정상으로부터 골(42)까지의 깊이(h)는 3 내지 8 마이크로미터이며, 산(41)의 정상을 지나는 수평선과, 상기 산(41)의 정상으로부터 골(42)로 연장되는 선 사이에 형성되는 각도(a)는 42 도 내지 48 도이다. 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 도 4 로부터 돌기의 형상을 이해할 수 있을 것이다.Referring to the drawings, the projection is formed by repeatedly the hill 41 and the valley 42, the distance (L) between the mountain is 150 to 250 micrometers, the valley from the top of the mountain 41 ( The depth h to 42 is 3 to 8 micrometers, and the angle a formed between the horizontal line passing through the top of the mountain 41 and the line extending from the top of the mountain 41 to the valley 42. ) Is 42 degrees to 48 degrees. Those skilled in the art will understand the shape of the projections from FIG.

본 발명에 따른 지문 인식 장치는 도광판의 측면에 배치된 광원으로부터 발생되는 대부분의 광이 도광판의 제 1 표면상에서 전반사되어 손가락의 지문을 조명할 수 있기 때문에 효과적인 조명이 이루어지며, 해상도 및, 콘트라스트가 향상되는 장점이 있다. 또한 투명 평판과 도광판 사이에 간격을 설정함으로써 노이즈를 감소시킬 수 있으며, 미러를 사용하는 경우에 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.In the fingerprint recognition apparatus according to the present invention, since most of the light generated from the light source disposed on the side of the light guide plate is totally reflected on the first surface of the light guide plate to illuminate the fingerprint of the finger, effective illumination is achieved, and resolution and contrast are improved. There is an advantage to be improved. In addition, by setting a gap between the transparent plate and the light guide plate, noise can be reduced, and when the mirror is used, the overall thickness can be reduced.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예지적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 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.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is only illustrative, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (5)

측면에서 입사된 광이 전반사되는 제 1 면과 상기 제 1 면의 반대 표면인 제 2 면을 가지며, 상기 제 1 면에 형성된 다수의 돌기에 의해 광이 전반사되는 도광판과;A light guide plate having a first surface through which light incident from the side surface is totally reflected, and a second surface opposite to the first surface, wherein the light is totally reflected by a plurality of protrusions formed on the first surface; 상기 도광판의 제 2 면의 전방에 배치되며 손가락의 지문이 접촉되는 투명 평판과;A transparent plate disposed in front of the second surface of the light guide plate and in which a fingerprint of a finger is in contact; 상기 도광판의 측면에 배치된 광원과;A light source disposed at a side of the light guide plate; 상기 도광판의 제 1 면을 투과한 지문의 영상을 결상시키는 결상 렌즈와;An imaging lens for forming an image of a fingerprint transmitted through the first surface of the light guide plate; 상기 결상 렌즈를 통하여 입사된 지문의 영상을 촬상하는 촬상 소자;를 구비하는 지문 인식 장치.And an imaging device for capturing an image of a fingerprint incident through the imaging lens. 측면에서 입사된 광이 전반사되는 제 1 면과 상기 제 1 면의 반대 표면인 제 2 면을 가지며, 상기 제 1 면에 형성된 다수의 돌기에 의해 광이 전반사되는 도광판과;A light guide plate having a first surface through which light incident from the side surface is totally reflected, and a second surface opposite to the first surface, wherein the light is totally reflected by a plurality of protrusions formed on the first surface; 상기 도광판의 제 2 면의 전방에 배치되며 손가락의 지문이 접촉되는 투명 평판과;A transparent plate disposed in front of the second surface of the light guide plate and in which a fingerprint of a finger is in contact; 상기 도광판의 측면에 배치된 광원과;A light source disposed at a side of the light guide plate; 상기 도광판의 제 1 면을 투과한 지문의 영상을 반사시키도록 상기 도광판의 제 1 면에 대하여 소정의 각도로 배치된 적어도 하나의 미러와;At least one mirror disposed at an angle with respect to the first surface of the light guide plate to reflect an image of a fingerprint transmitted through the first surface of the light guide plate; 상기 적어도 하나의 미러로부터 반사된 광을 결상시키는 결상 렌즈와;An imaging lens for forming light reflected from the at least one mirror; 상기 결상 렌즈를 통하여 입사된 지문의 영상을 촬상하는 촬상 소자;를 구비하는 지문 인식 장치.And an imaging device for capturing an image of a fingerprint incident through the imaging lens. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 광원으로부터 반사된 광을 도광판의 내측으로 반사시키도록 상기 광원을 감싸는 반사부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.And a reflecting unit surrounding the light source to reflect the light reflected from the light source into the light guide plate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명 평판의 지문 접촉면과 상기 결상 렌즈 사이의 거리는 20 내지 25 mm 인 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.And a distance between the fingerprint contact surface of the transparent plate and the imaging lens is 20 to 25 mm. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 투명 평판의 지문 접촉면과 상기 결상 렌즈 사이의 거리는 10 내지 15 mm 인 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.A distance between the fingerprint contact surface of the transparent plate and the imaging lens is 10 to 15 mm.
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