KR20050055606A - 지문판독장치 및 개인인증시스템 - Google Patents

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KR20050055606A
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이시이타카유키
오타케이수케
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

지문화상에 있어서 광조사수단의 광량분포에 의한 영향을 저감시켜서, 콘트랙트가 개선된 우수한 지문화상을 얻을 수 있다.
소정의 영역에 배치된 손가락상에 광을 조사하는 광조사수단과, 이러한 광조사수단으로부터 조사된 광에 의해 손가락의 내부로부터 산란한 산란광을 수광하고 손가락의 지문화상을 촬상하는 고체촬상소자를 형성하고, 광조사수단을 적어도 고체촬상소자의 유효판독길이(L) 이상의 길이로 배치하도록 한다.

Description

지문판독장치 및 개인인증시스템{FINGERPRINT READING DEVICE AND PERSONAL VERIFICATION SYSTEM}
<발명의 배경>
<발명의 분야>
본 발명은 손가락상에 광을 조사함으로써 손가락의 지문화상을 촬상하는 지문판독장치와 그것을 포함하는 개인인증시스템에 관한 것이다.
최근, 기술정보의 현저한 진보에 의하여 전자상거래 등의 경제활동의 세계화에 따라서, 정보의 부정사용을 방지하는 목적으로 개인인증에 대한 전산화의 필요성이 증가하고 있다. 이러한 개인인증의 전산화의 기술로서, 지문의 활상을 입력하는 방법이 많이 이용되고 있지만, 예를 들면, 일본국 특허인, 일본특개평 번호 제 2000-11142호에 개시되어 있는 바와 같이 전반사프리즘을 이용하는 디바이스는, 형상이 크게되고, 또한 수지 등으로 형성된 위조지문을 판별할 수 없는 곤란한 점이 생긴다.
이러한 곤란한 점을 개선하고 크기를 콤팩트하게 하고 신뢰성이 높은 지문판독장치로서, 다음과 같이 개시된 지문판독장치가 있다. 일본국 특허인 일본국 특개평 번호 제 2000-217803호에는, 2차원으로 배치된 고체촬상소자의 표면의 부근에 손가락을 접촉시켜두고, 손가락을 근적외선광을 조사시켜서 손가락의 내부로부터의 산란광을 수광하는 방법에 대하여 개시되어 있다. 일본국 특개평 번호 제 10-289304호에서, 2차원으로 배치된 고체촬상소자와 손가락의 사이에 LED와 도광판으로 구성된 광조사수단을 형성하는 구조에 대하여 개시되어 있다. 그러나, 이러한 시스템에 있어서, LED로부터의 광을 효율적으로 이용할 수 없다.
일본국 특개평 번호 제 2000-217803호에 개시된 방법에 대하여 도 12에 의거하여 설명한다.
도 12에 도시된 지문판독장치에 있어서, 고체촬상기판(1)의 표면상에, 소정의 간격 p를 가지고 2차원적으로 배치된 고체촬상소자가 배치되고, 그 위에 덮개유리(50)가 투명밀봉재(41)에 의해 부착고정된다. 이러한 고체촬상기판(1)은 배선기판(3)상에 고정되고, 또한, 배선(21)에 의하여 배선기판(3)상의 배선(3a)에 전기적으로 접속된다. 또한, 조명용의 적외선 또는 근적외선을 발광하는 LED칩(10)은, 배선기판(3)에 또한 고정되고, 또한, 배선(12)에 의하여 배선기판(3)상의 배선(3a)에 접속되며, 밀봉수지(11)에 의해 보호된다.
LED칩(10)으로부터 조사되는 광(10a)을 손가락(20)에 입사하고, 손가락의 내부에서 산란하며, 산란광(10b)으로서 손가락(20)의 지문(20a)을 통하여 덮개유리(50)에 입사한다. 이러한 입사광은 덮개유리(50)를 통하여 고체촬상소자(1a)에 도달하여, 여기서 광전변환되고, 이것에 의해 지문화상의 전기신호가 얻어진다.
덮개유리(50)는, 전기적, 기계적으로 파손되지 않도록 고체촬상소자(1a)에 손가락이 접촉되는 것을 방지하고, 동시에 지문화상 이외의 산란광을 제거하기 위하여 광학필터기능을 가지는 것도 필요하다. 그러나, 선명한 화상을 얻기 위하여, 덮개유리(50)의 두께(t)는 매우 얇을 필요가 있으며 이러한 요구를 피하기 위하여, 파이버옵틱스플레이트(FOP) 등과 같은 고가의 재료를 이용할 필요성이 있다.
한편, 저렴하게 소형화를 실현하기 위한 기술로서, 손가락 끝의 위치와 고체촬상소자를 상대적으로 이동시켜서, 손가락 끝의 전체의 화상을 얻도록, 이동손가락 끝의 연속적인 부분화상을 합성하는 스윕타입이 제안되고 있다(예를 들면, 일본국 특개평 번호 제 2002-216116호, 2002-133402호, H 10-222641호 등). 일본국 특개평 10-222641의 도 2에서, 선형촬상소자와, 선형촬상소자와 거의 동일한 폭을 가지는 선형광원과, 광파이버가 상하로 중첩되는 구성이 개시되어 있지만, 이러한 구성은 두께방향으로 커지므로 전체 디바이스를 소형화하기 곤란하다. 그러나, 이러한 기술에 의하면, 이제까지 손가락 끝의 크기 정도를 가지는 면적이 필요한 2차원적으로 배치된 고체촬상소자가 손가락의 폭만으로 해결될 수 있으며, 고체촬상소자, 파이버옵틱스플레이트 등이 저렴하게 된다. 또한, 이러한 기술은, 손가락 끝이 이동하는 방향의 소형화를 실현할 수 있는 이점이 있다. 상기 설명한 광시스템에 부가하여, 이러한 스윕타입으로서, 정전용량시스템, 열검색시스템 등이 공지되어 있다.
도 12에 도시된 구성을 가지는 손가락의 끝 판독장치에 있어서, 손가락이 고체촬상소자에 근접하게 접촉하는 상태인 경우라도, 광조사수단이 손가락에 근접하여 접촉하지 않으며, 그 사이에 공간이 존재한다. 그러므로, 광조사수단(LED칩 10)으로부터 조사된 광선은, 손가락의 내부로 입사하기 전의 공간에 있어서, 각각의 LED칩(10)으로부터 조사된 광선이 퍼지므로, 각각의 강도분포의 변동이 감소한다. 또한, 손가락의 내부에 있어서도 광선이 산란되기 때문에, 고체촬상소자(1a)의 부근에서 광량분포가 개선하기 쉽다.
한편, 광학시스템스윕형지문판독장치에 있어서, 스윕타입의 소형화특성을 실현하기 위하여, 고체촬상소자(1a)와 광조사수단(LED칩 10)을 근접하여 배치해서 지문판독장치의 전체의 형상을 소형화한다. 또한, 이 소형화는 지문판독장치의 입력표면의 면적의 소형화와 전체 지문판독장치의 두께의 소형화를 필요로 한다. 그러므로, 손가락과 고체촬상소자가 밀착된 상태에 있어서, 또한 동시에 광조사수단에 손가락이 근접하여 배치되도록 구성한다. 여기에서, 이러한 지문판독장치는, 근접광학시스템스윕타입지문판독장치라고 칭한다. 이런 방식으로, 소형화를 실현하기 위하여, 근접광학시스템스윕타입지문판독장치는 고체촬상소자에 근접하여 배치되고 또한, 손가락에 대해서도 근접한 상태로 된다.
그러나, 상기 설명한 종래의 2차원으로 배치된 고체촬상소자를 이용하는 지문판독장치에 있어서, 광조사수단(LED칩 10)은 고체촬상소자(1a)로부터 떨어져서 배치됨으로써, 거의 균일한 조명을 각각의 LED 칩(10)으로부터 조사된 광을 부가함으로써 얻는다. 그러나, 스윕타입과 같이 소형화와 저가를 실현하는 지문판독장치에 있어서, 광조사수단은 고체촬상소자에 근접하여 배치되므로, 각각의 LED칩(10)으로부터 조사광이 고체촬상소자로 직접 도달하는 비율이 증가하게 된다. 그러므로, 지문판독장치에서 취득한 지문화상은 조사광의 광량분포에 의해 강하게 영향받게 된다.
여기에서, 근접광학시스템스윕타입지문판독장치에 있어서 조사광의 광량분포와 입력된 지문화상 사이의 관계에 대하여 설명한다.
근접광학시스템스윕타입지문판독장치에 있어서, 주주사방향으로 배치된 광조사수단에 의한 광량분포는, 고체촬상소자(1a)의 주주사방향에 있어서 지문화상에 영향을 미친다. 도 13에 도시한 바와 같이, 고체촬상소자(1a)의 출력에서 주주사방향의 지문화상을 본 경우, 광조사수단의 광량에 분포가 없으며, 또한, 지문화상의 지문융선에 대한 지문오목부의 입력신호의 신호비(콘트러스트 비)를 크게 취할 수 있으므로, 선명한 지문화상을 지문판독장치로부터의 입력신호로 형성할 수 있다.
또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 고체촬상소자의 출력에 이용할 수 있는 충분한 콘트러스트가 있는 경우, 광조사수단에 의해 이용할 수 있는 광량분포가 있는 경우라도, 우수한 지문화상을 고체촬상소자의 다이나믹 범위내에서 오프셋조절과 게인조절에 의해 입력할 수 있다.
한편, 실제의 지문은, 지문 끝의 상태의 개인차가 크고, 지문패턴 그 자체가 얇으며, 지문융선부와 지문오목부의 높이의 차가 없는 평탄한 지문과, 건조한 손가락 등의 지문융선부와 지문오목부의 광학적인 반사계수 등의 차이의 감소로 인하여 광량이 발생하기 어려운 지문을 가진 피험자도 다수 존재한다. 그러므로, 도 15에 도시한 바와 같이, 고체촬상소자에의 광학 콘트러스트의 비는 도 13 등에 비하여 작게된다. 또한, 보호층(30)으로서 박막필터만의 경우에 있어서, 조사광의 고체촬상소자로의 입사가 증가하기 때문에, 지문의 패턴으로 인한 세이딩차이가 작아지는 경우가 종종 있다.
이러한 경우에 있어서, 광조사수단에 의한 광량분포가 고체촬상소자의 주주사방향에 있어서 변화하는 경우, 도 15에 도시한 바와 같이 고체촬상소자의 출력으로 변한다. 도 15에 도시한 바와 같이, 입력화상에 콘트러스트가 거의 없는 경우, 또한, 광량의 변화가 전체 입력신호에 걸쳐서 광조사수단에 의한 광량변화가 합성되어 있으면, 콘트러스트는 입력신호로부터 개선되어 선명한 지문화상을 얻기 곤란하다.
또한, 인접광학스윕타입지문판독장치는 고체촬상소자를 대하여 손가락의 끝을 이동시킴으로써 손가락의 끝의 전체지문화상을 판독하는 장치이므로, 촬상한 손가락 끝의 부분적인 지문화상을, 각각, 고정시켜서 전체 손가락 끝의 1매의 지문화상을 형성한다. 부분적인 지문화상을 함께 고정시키기 위하여, 각각의 부분적인 화상은 선명한 화상정보일 것이 필요하며, 부분화상에 흠결이 발생하면, 전체화상을 형성할 수 없다.
<발명의 요약>
본 발명은 상기 설명한 문제점을 해결하기 위하여 행하며, 본 발명의 목적은 지문화상에서 광조사수단의 광량분포에 의한 영향을 감소시키고 콘트러스트가 개선된 양호한 지문화상을 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 지문판독장치는,
소정의 영역에 배치된 손가락에 광을 조사하는 광조사수단과;
조사수단으로부터 조사되고 손가락의 내부에서 산란된 광을 수광하고 손가락의 지문화상을 촬상하는 촬상수단을 가지며, 광조사수단과 촬상수단이 나란히 배치된 지문판독장치로서, 상기 광조사수단은 촬상수단의 촬상영역의 적어도 주주사방향을 따라서 형성된 복수의 광원으로 이루어지며, 촬상수단의 주주사방향의 판독유효길이 이상의 길이를 따라서 배치되어 있다.
본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 손가락과 촬상수단과의 위치를 상대적으로 이동시켜서 상기 지문화상을 판독한다.
또한, 본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 광조사수단이 적외광과 근적외광 중 적어도 한쪽을 조사한다.
본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 각각의 광원의 광출력에서의 변동이 광조사수단의 20%이내에 있다.
또한, 본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 복수의 광원이 거의 균등한 간격으로 설치된다.
또한, 본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 광조사수단이, 상기 촬상수단에 대해서 손가락을 주사하는 방향의 상기 촬상수단의 한쪽 또는 양쪽으로 설치되어 있다.
또한, 본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 촬상수단을 구성하는 복수의 고체촬상소자가 배치된 고체촬상기판과, 고체촬상기판과 광조사수단이 배치된 배선기판으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 보호부재로서 실리콘기판이 고체촬상기판의 손가락의 끝과 접촉하는 면에 배치된다.
또한, 본 발명의 지문판독장치의 다른 측면은, 실리콘기판이 30㎛이상 또는 200㎛이하의 두께를 가진다.
본 발명의 개인인증시스템은 상기 설명한 지문판독장치와, 미리 개인적으로 인증해야 할 대상자의 지문화상을 등록하는 지문등록수단과, 지문판독장치에 의하여 판독된 지문화상과 지문등록수단에 등록된 지문화상과 일치하는지 여부를 조회하고 개인인증신호로서 조회결과를 출력하는 지문조회수단을 구비한다.
본 발명에 의하면, 복수의 LED 등에 의해 구성된 광조사수단은 촬상수단과 나란히 배치되고, 광조사수단은, 촬상수단의 촬상영역의 적어도 주주사방향을 따라서 주주사방향의 판독유효길이 이상의 길이를 따라서 배치되어, 전체 지문판독장치의 소형화와 지문화상에서 광조사수단의 광량분포에 의한 영향의 저감을 양립할 수 있다. 이러한 방식으로, 콘트러스트가 개선되고 양질의 지문화상을 취득할 수 있다.
<바람직한 실시예에 대한 설명>
이하, 본 발명에 의한 지문판독장치와 개인인증시스템의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(제 1실시예)
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 있어서 지문판독장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 있어서 지문판독장치의 사시도이다.
도 1 및 2에서 도시하는 지문판독장치에 있어서, 고체촬상기판(1)과 LED칩(10)은 배선기판(3)상에 배치된다. 고체촬상기판(1)은 라인상에 배치된 복수의 촬상소자(1a)에 의해 탑재된다. LED칩(10)은, 적외광과 근적외광 중으로부터 적어도 어느 한쪽을 조사하는 광조사수단인 LED를 갖는다.
도 2에 도시한 바와 같이, 고체촬상기판(1)은, 배선(21)에 의해 배선기판(3)상의 배선(3a)에 전기적으로 접속된 길이방향으로의 단부에 배치된 전극부를 갖는다. 마찬가지로, LED칩(10)은 배선(12)에 의해 배선기판(3)상의 배선(3a)에 또한 전기적으로 접속된 그 전극부를 갖는다. 고체촬상기판(1)에 있어서, 보호층(30)은 손가락(20)이 접촉하는 판독표면상에 배치된다. 보호층(30)의 재료로서, 유리, SiO2박막, SiON박막, 파이버광플레이트 등을 이용할 수 있다. 이들 재료는, 적외광과 근적외광을 투과하는 접착제에 의해 고체촬상기판(1)의 고체촬상소자(1a)에 접착된다.
보호층(30)은 더욱 더 낮은 가격으로 정세한 화상을 판독할 수 있도록 이하의 각각의 항목을 만족할 것이 요구된다.
1. 인접하는 고체촬상소자로의 광을 걸러서 제거하는 것을 고려한 경우, 입사와 출사 사이의 광의 확산을 억제하기 위하여 굴절률이 크다.
2. 조사광 이외의 불필요한 광은 선명한 화상을 얻기 위하여 입사하지 않는다.
3. 내마모성과 내후성이 있다.
4. 저가격이다.
5. 가공성이 용이하다.
6. 휨(bowing)과 변형을 고려하는 경우, 선형팽창계수는 고체촬상기판(1)에 근접한다.
상기 필요를 만족시키기 위하여, 실리콘기판이 특히 적합하다. 실리콘기판은 백그라인딩 또는 백래핑에 의하여 소망하는 두께를 얻기 위하여 가공성이 있다. 또한, 실리콘기판이 적외광과 근적외광을 투과하고 가사광을 절단하므로, 외부광 등의 불필요한 광을 절단할 수 있다. 그 굴절률이 또한 약 3.4이며, 유리보다 1.5 내지 2배의 두께를 갖는 경우라도, 동등한 해상력을 얻을 수 있다. 실리콘기판이 보호층(30)으로서 이용되는 경우에 있어서, 30㎛ 내지 200㎛의 두께를 가지는 기판을 이용할 수 있으며, 특히 70㎛ 내지 150㎛의 두께가 적합하다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 고체촬상소자(1a)는 주주사방향(수평방향)의 판독유효길이(L)가 15mm로 형성된다. 또한, 광주사수단인 LED열은 5개의 LED칩(10)에 의해 구성되며, LED열은 고체촬상소자의 판독유효길이(L) 이상인 범위내에서 배치된다.
여기에서, 본 실시예의 지문판독장치에 있어서, 고체촬상소자에 있어서 주주사방향(수평방향)에서의 광주사수단에 의한 광량분포에 대하여 연구한다. 도 3은 고체촬상소자에서 수평방향위치의 광강도를 도시하는 특성도이다. 도 3에서, 실선(60)은, 광조사수단인 LED열이 손가락에 근접한 상태에서의 광강도이다. 또한, 참조로서, 광조사수단을 손가락으로부터 1mm 떨어져서 설치한 경우에 있어서 광강도를 파선(61)으로 표시한다. 또한, 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이는 (63)으로 표시된 길이다. 가령, 고체촬상소자(1a)가, 그 가장 외측에, OB화소 또는 화상을 판독하지 않는 더미 화소 등을 갖는 경우에, 판독유효길이내에 있는 것으로 고려할 필요성이 없는 것은 당연하다. 광조사수단으로서 이용되는 LED칩(10)의 설치위치를 그래프의 하부에 사각형(62)으로 표시한다.
도 3에 도시된 특성도는, 고체촬상소자(1a)와 광조사수단과의 부주사방향(수직방향)의 거리가 약 1.5mm인 경우의 광강도를 도시한다. 실선(60)에 의해 도시된 특성은, 손가락이 광조사수단에 근접하여 부착되어 있으므로, 고체촬상소자(1a)와 광조사수단의 각각의 광원(62) 사이의 광확산이 충분히 진행하지 않기 때문에, 고체촬상소자(1a)에서의 광강도의 분포는 큰 채로 있다. 또한, 손가락에 밀착한 상태로 부터 분리된 광조사수단을 설치함으로써, 광강도의 변화를 개선할 수 있다. 그러나, 광조사수단이 손가락에 근접하여 부착된 경우에 비하여, 광강도는 1/3정도 감소되게 된다.
한편, 도 4는 광조사수단이 부주사방향(수직방향)으로부터 약 2.5mm떨어진 경우에 있어서의 광강도를 도시하는 특성도이다. 이런 경우에 있어서, 광조사수단이 손가락에 부착시킨 상태를 유지하면서도, 충분하게 균일화된 광강도를 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이(63)에서 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 도 5는 조사수단의 범위가 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이(63)보다 짧게 설정된 경우에 있어서의 광강도를 도시하는 특성도이다. 도 5로부터 명백한 바와 같이, 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이(63)내의 광강도는 유효판독길이(63)의 양단부에서 감쇠되는 것이 보여지므로, 충분한 광강도의 균일성을 얻을 수 없다. 또한, 도 6은 광조사수단이 부주사방향(수직방향)의 고체촬상소자(1a)로부터 약 2.5mm 떨어지고, 광조사수단이 배치된 길이가 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이(63) 보다 길게 설정된 경우에 있어서 광강도를 도시하는 특성도이다. 도 6으로부터 알수 있는 바와 같이, 그 경우에는, 고체촬상소자(1a)의 판독유효길이(63) 내에 있어서 충분한 광강도의 균일성을 얻을 수 있다.
스윕타입근접광학지문판독장치에 있어서, 본 실시예의 경우에 있어서, 고체촬상소자(1a)와 광조사수단의 LED열과의 부주사방향의 거리가, 소형화를 고려하여, 약 1.6mm 내지 3.0mm의 범위내에서 설정되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 2.0mm 내지 2.5mm의 범위내에서 설정되는 것이 더욱 바람직하며, LED광원의 광강도의 분포에 대한 고체촬상소자의 영향은 감소될 수 있다.
광조사수단인, LED열에 이용된 각각의 LED칩(10)은, 그 광출력가 모두 비슷한 것이 바람직 하지만, 실제의 LED칩(10)에 있어서, 광출력은 동일한 입력전류에서도 변이를 갖는다. 본 실시예의 조사광의 균일성은, 그 출력화상에 의하여 일반적으로 요구되는 지문판독장치의 인식율에 대한 영향을 고려하는 경우, 광량분포로서 약 20%가 바람직하며, 또한, 정확성이 요구되는 경우에 있어서 15%이내가 요구된다. 이러한 조사광의 균일성을 유지하기 위하여, 각각의 LED칩(10)의 광출력의 변이는 약 20% 이내인 것이 또한 바람직하다. 또한, LED칩(10)이 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이(L)에 대한 균등한 간격으로 늘어서는 것이 바람직하지만, 간격은 거의 동일하게 할 수 있다.
결과적으로, 본 실시예에 의하면, 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이(L) 이상의 범위내에, LED칩(10)에 있어서 LED열을 배치함으로써, 지문판독장치의 입력지문화상에 있어서 광조사수단의 광량분포에 의한 영향을 저감할 수 있다. 또한, 박막필터로서 실리콘기판을 이용함으로써, 콘트러스트가 개선되고 저렴한 가격에서 양호한 지문화상을 달성할 수 있다.
(제 2실시예)
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 있어서 지문판독장치의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 8은 본 발명의 제 2실시예에 있어서 지문판독장치의 사시도이다.
도 7 및 도 8에서 도시하는 제 2실시예의 지문판독장치는 제 1실시예의 지문판독장치(도 1 및 2 참조)와 전체적으로 동일한 구성을 갖지만, 또한, 광조사수단을 구성하는 LED열은 고체촬상소자(1a)의 부주사방향(수직방향)의 상하 양방으로 형성된다. 즉, 본 실시예의 LED열은, 도 8에 도시한 바와 같이, 제 1실시예와 마찬가지로 배선기판(3)에 배치되는 LED칩(10)을 가지며, 그 전극부는 배선(12)에 의하여 배선기판(3)의 배선부에 전기적으로 접속함으로써 형성되고, LED칩(13)에 의하여 구성되는 제 2LED 열은 고체촬상소자(1a)에 있어서 부주사방향에 대하여 그 위쪽에 형성된다. 이러한 제 2LED 열을 구성하는 LED칩(13)은 제 1LED 열과 동일한 개수의 LED를 갖으며, 동일한 칩간격으로 배선기판(3)에 형성된다.
결과적으로, 본 실시예에 의하면, 제 1실시예의 이점이외에, 고체촬상소자(1a)에 있어서 부주사방향의 광량변화을 더욱 감소시킬 수 있다.
스윕타입지문장치에 있어서, 전체 손가락의 화상입력을 행하지 않지만, 주사되는 손가락의 부분화상을 취하며, 각각의 화상의 특성점으로부터, 지문화상을 재구성할 수 있다. 그러므로, 화상재구성에 이용되는 부분화상의 연속성이 중요한다. 실제적으로, 고체촬상소자(1a)의 부주사방향의 광량변화가 중요하다. 화상재구성에 이용되는 부분화상에 있어서, 부주사방향의 광량의 변화는, 획득한 부분화상의 연속성을 손상시킨다. 그러므로, 제 2실시예의 지문판독장치에 있어서, 고체촬상소자(1a)로부터 입력된 지문화상의 부분화상의 연속성이 용이하게 확보되므로, 전체의 지문화상을 재구성할 때에 부분화상의 흠결이 발생하지 않으며, 또한, 획득한 재구성화상의 정확성이 높으므로, 본 실시예의 지문판독장치를 이용하는 지문인증시스템에 있어서의 인식율을 향상시킬 수 있다.
(제 3실시예)
다음, 상기 설명한 지문판독장치를 구비하는 개인인증시스템의 실시예에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하면서 설명한다.
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 있어서 개인인증시스템의 개략적인 블록도이다. 또한, 도 10은 제 3실시예에 있어서 개인인증시스템을 구성하는 지문판독장치(100)의 개략적인 블록도이다.
도 9에 도시된 개인인증시스템은,
고체촬상센서(1a)로부터 구성되는 촬상부(101)와, 그 주변회로부(102)와, LED칩(10)에 탑재된 LED(103)로 이루어진 지문판독장치(100)와, 지문판독장치(100)에 접속되고 지문의 조회를 행하는 지문조회장치(200)로 이루어진다.
주변회로부(102)는, 예를 들면, 고체촬상소자기판에 형성되고, 도 10에 도시한 바와 같이, 고체촬상부(101)의 조작을 제어하는 제어회로(구동회로)(102)와, 촬상부(101)로부터 출력된 손가락의 손가락패턴에 관련된 화상에 대응하는 아날로그화상신호를 클램프회로(1022)를 개재하여 디지털신호로부터 아날로그신호로 변환하는 A/D변환기(1023)와, 외부장치(인터페이스 등)에 대한 지문의 화상신호로서 A/D변환기(1023)에 의해 변환된 디지털신호의 데이터통신을 행하기 위하여 통신제어회로(102) 및 그에 접속된 레지스터(1025)와, LED(1023)의 LED의 발광을 제어하는 LED제어회로(1026)와, 외부발진기(1027)로부터 형성된 기준펄스에 의거하여 상기 설명한 회로 (1021) 내지 (1026)의 조작타이밍을 제어하는 제어펄스를 생성하는 타이밍생성기(1028)을 구비함으로써 구성된다. 이러한 주변회로(102)를 포함하는 회로는 상기 설명한 회로에 제한되지 않지만, 상이한 타입의 회로를 포함할 수 있다. 또한, 상기 설명한 회로의 부분은 다른 칩으로 구성될 수 있다.
지문인증장치(200)는,
주변회로부(102)의 통신제어부(1024)로부터 출력된 통신데이터를 입력하는 입력인터페이스(111)와; 이러한 입력인터페이스(111)에 접속된 화상처리부(지문인증수단)(112)과; 이러한 화상처리부(112)에 접속된 지문화상데이터베이스(지문인증수단)과; 이러한 화상처리부(112)에 접속된 지문화상데이터베이스(지문등록수단)과 출력인터페이스(114)로 이루어진다. 출력인터페이스(114)는 사용 및 로긴(login)할때 안정성 등을 확보하기 위하여 개인인증을 위하여 필요로하는 전자설비(소프트웨어도 포함)에 접속된다.
여기에서, 지문화상데이터베이스(113)는 미리 개인적으로 증명해야 할 대상자의 손가락의 지문화상을 등록한다. 여기에서 대상자는 1인 또는 복수의 개인일 수 있다. 대상자의 지문화상이 초기설정시, 대상자부가시 등에 입력인터페이스(111)을 개재하여 대상자의 개인인증정보로서 지문판독장치(100)로부터 입력된다.
화상처리부(112)는, 입력인터페이스(111)를 개재하여 지문판독장치(100)에 의하여 판독된 지문화상을 입력하고, 판독지문화상이, 공지된 지문인증화상처리알고리즘에 의거하여 지문화상데이터베이스(113)의 등록화상에 일치하는지 아닌지를 조회하고, 출력인터페이스(114)를 개재하여 개인인증신호로서 그 조회결과(지문이 일치하거나 일치하지 않거나)를 출력한다.
본 실시예에 있어서, 지문판독장치(100)과 지문조회장치(200)는 분리된 장치에 의하여 구성되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않지만, 필요에 따라서, 적어도 지문조회장치(200)의 일부의 기능은 지문판독장치(100)의 주변회로(102)내에 일체적으로 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예의 개인인증시스템은 개인인증에 필요로 하는 전자기기내에 일체적으로 조립되고 구성될 수 있으며, 또는 전자기기로부터 분리된 유닛에 의하여 구성될 수 있다.
본 발명의 본 실시예에 의하면, 고체촬상소자(1a)의 유효판독길이에 대하여, 광조사수단은 판독길이의 양단과 동일한 위치 또는 상기 길이의 외측의 위치까지 배치되므로, 고체촬상소자(1a)의 조사광량분포를 용이하게 개선할 수 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 광조사수단에 의한 균일한 광량을 획득할 수 있다. 그러므로, 지문패턴에 의한 출력의 변화된 부분만을 고체촬상소자(1a)의 출력으로부터 확대함으로써, 콘트러스트가 개선되고 우수한 지문화상을 출력할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 LED 등에 의해 구성된 광조사수단은 촬상수단과 나란히 배치되고, 광조사수단은, 촬상수단의 촬상영역의 적어도 주주사방향을 따라서 주주사방향의 판독유효길이이상의 길이를 따라서 배치되어, 전체 지문판독장치의 소형화와 지문화상에서 광조사수단의 광량분포에 의한 영향의 저감을 양립할 수 있다. 이러한 방식으로, 콘트러스트가 개선되고 양질의 지문화상을 취득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예의 지문판독장치의 개략적인 단면도
도 2는 본 발명의 제 1실시예의 지문판독장치의 사시도
도 3은 고체촬상소자에 있어서 수평방향위치의 광강도를 도시하는 특성도
도 4는 광조사수단이 고체촬상소자로부터 부주사방향(수직방향)에 약 2.5mm 떨어진 경우에 있어서 광강도를 도시하는 특성도
도 5는 광조사수단의 길이를 고체촬상소자의 판독유효길이보다 짧게 설치한 경우에 있어서 광강도를 도시하는 특성도
도 6은 광조사수단의 길이를, 고체촬상소자의 판독유효길이보다 길게 설치한 경우에 있어서 광강도를 도시하는 특성도
도 7은 본 발명의 제 2실시예의 지문판독장치의 개략적인 단면도
도 8은 본 발명의 제 2실시예의 지문판독장치의 사시도
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 있어서 개인인증시스템의 개략적인 블록도
도 10은 제 3실시예에 있어서 개인인증시스템을 구성하는 지문판독장치의 개략적인 블록도
도 11은 본 발명의 지문판독장치에 있어서 지문화상의 고체촬상소자 출력을 개략적으로 도시하는 도
도 12는 종래예를 도시하는 지문판독장치의 개략적인 블록도
도 13은 지문판독장치에 있어서 지문화상의 고체촬상소자 출력을 개략적으로 도시하는 도
도 14는 지문판독장치에 있어서 지문화상의 고체촬상소자 출력을 개략적으로 도시하는 도
도 15는 지문판독장치에 있어서 지문화상의 고체촬상소자 출력을 개략적으로 도시하는 도.
<도면의 부호에 대한 간단한 설명>
1: 고체촬상기판 3: 배선기판
10: LED칩 11: 밀봉수지
12: 배선 20: 손가락
30: 보호층 41: 투명밀봉재
50: 덮개유리 62: 광원
63: 유효판독길이 100: 지문판독장치
101: 고체촬상소자부 102: 주변회로부
111: 입력인터페이스 112: 화상처리부
113: 지문화상데이터베이스 114: 출력인터페이스
200 지문조회장치 1022: 클램프회로
1023: A/D변환기 1026: LED제어회로
1027: 외부발진기 1028: 타이밍생성기

Claims (10)

  1. 소정의 영역에 배치된 손가락에 광을 조사하는 광조사수단과,
    상기 조사수단으로부터 조사되어 손가락의 내부에서 산란되는 광을 수광하고 손가락의 지문화상을 촬상하는 복수의 촬상소자를 가지는 촬상수단으로 이루어진 지문판독장치로서,
    상기 지문판독장치는, 손가락과 촬상수단의 위치를 상대적으로 이동하면서 상기 지문화상을 판독하고,
    상기 광조사수단과 상기 촬상수단이 나란히 배치되고, 상기 광조사수단은, 상기 촬상수단의 촬상영역의 적어도 주주사방향을 따라서 형성된 복수의 광원으로 이루어지고, 상기 촬상수단의 주사방향의 유효판독길이 이상의 길이를 따라서 배치되는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촬상수단의 주주사방향의 유효판독길이에 대하여, 상기 촬상소자와 상기 광주사수단 사이의 부주사방향의 거리는 11 내지 20%내에 있는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광조사수단은 적외광 및 근적외광중으로부터 적어도 어느 한쪽을 조사하는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광조사수단에 있어서 상기 각각의 광원의 광출력의 변이는 20%내에 있는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 광원은 거의 동일한 간격으로 배치하는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광조사수단은, 상기 촬상수단에 대한 손가락의 주사방향의 상기 촬상수단의 한쪽 또는 양쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 촬상수단을 구성하는 복수의 고체촬상소자가 배치된 고체촬상소자기판과, 상기 고체촬상소자기판과 상기 광조사수단이 배치된 배선기판을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 실리콘기판은 손가락의 끝이 상기 고체촬상소자기판에 접촉하는 표면의 보호부재로서 배치되는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 실리콘기판은 30㎛이상 또는 200㎛이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 지문판독장치.
  10. 개인인증시스템으로서,
    청구항 제 1항에 기재된 지문판독장치와;
    미리 개인적으로 인증되어야할 대상자의 지문화상을 등록하는 지문등록수단과;
    상기 지문판독장치에 의해 판독된 지문화상이 상기 지문등록수단에 등록된 지문화상과 일치하는지 여부를 조회하고, 개인인증신호로서 조회결과를 출력하는 지문조회수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 개인인증시스템.
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