KR20090020132A - Contactless type of sequential fingerprint images capturing apparatus - Google Patents

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Abstract

An apparatus for obtaining the contactless series fingerprint image is provided to produce the expanded fingerprint image including the front side and right and left side domain of fingerprint are produce the three-dimensional model of fingerprint. The finger of user is inserted into the finger support stand(10) to support in order to prevent the move of the finger tremor of user. The one camera(20) takes a picture of the series fingerprint image according to the rotation quantity of the finger. The lighting device(30) is installed between the finger and the camera. The lighting device irradiates the light in the finger print region of user. The diffuser(40) makes the irradiated light distributed at the finger. The finger rotation sensing method(60) measures the rotation quantity in the rotation of the inserted finger. The controller(70) takes a picture of the fingerprint image of the inserted finger by controlling the camera.

Description

비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치{Contactless type of sequential fingerprint images capturing apparatus}Contactless type of sequential fingerprint images capturing apparatus

본 발명은 보안이 요구되는 여러 분야의 신원 확인 및 인증(예컨대, 주민등록증, 여권 등)에 적용 가능한 지문 영상 획득 장치에 관한 것이며, 더욱 상세히는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint image acquisition device that can be applied to identification and authentication (eg, national ID card, passport, etc.) in various fields requiring security, and more particularly, to a contactless continuous fingerprint image acquisition device.

일반적으로 지문 인식 시스템은 가격과 성능 면에서 여타 생체 인식 시스템에 비해 비교적 우수하여 널리 사용되고 있으며, 이러한 지문 인식 시스템에 적용되는 지문 영상 획득 장치는 크게 접촉식 혹은 비접촉식으로 구분된다.In general, the fingerprint recognition system is widely used because it is relatively superior to other biometric systems in terms of price and performance, and the fingerprint image acquisition device applied to the fingerprint recognition system is classified into a contact type or a contactless type.

상기 접촉식 지문 영상 획득 장치의 경우는 지문 영상 획득을 위하여 프리즘으로 된 평판 접촉식 센서에 손가락을 접촉시켜야 하므로, 사용자가 거부감을 느낄 수 있을 뿐만 아니라, 접촉시 센서에 가해지는 압력에 따른 지문 형태의 왜곡, 센서 접촉 면에서의 손가락 롤링에 의해 생기는 지문 형태의 왜곡, 지문 획득 환경(예컨대, 주변 온도 및 습도 등)이나 사용자의 피부 상태(예컨대, 피부의 건습 정도 등)에 따른 지문 영상 품질의 변화에 의하여 지문 인식의 성능이 저하될 수 있다는 단점이 존재한다.In the case of the contact fingerprint image acquisition device, a finger must be contacted with a flat touch sensor made of a prism in order to acquire a fingerprint image, so that the user may feel a sense of rejection, and the fingerprint form according to the pressure applied to the sensor upon contact. Of the image quality of the fingerprint according to the distortion of the fingerprint, the distortion of the fingerprint form caused by the rolling of the finger on the sensor contact surface, the environment of fingerprint acquisition (eg, ambient temperature and humidity), or the skin condition of the user (eg, degree of wet and dry skin). There is a drawback that the performance of fingerprint recognition may be degraded by the change.

다른 한편, 상기한 바와 같은 종래의 접촉식 지문 영상 획득 장치의 문제를 해결하기 위하여 카메라와 같은 촬영 장치를 이용하여 사용자가 지문 영상 획득 장치에 손가락을 직접 접촉하지 않고 영상을 획득하는 비접촉식 지문 영상 획득 장치들이 제안되어 있다.On the other hand, in order to solve the problem of the conventional contact fingerprint image acquisition device as described above, a non-contact fingerprint image acquisition in which a user acquires an image without directly touching a finger with the fingerprint image acquisition device by using a photographing device such as a camera. Devices have been proposed.

예컨대, 미국특허 US 6,404,904(발명의 명칭; System for the touchless recognition of hand and finger lines)에는 사용자의 지문 영상을 획득하기 위해 CCD 카메라를 이용하여 지문을 센서에 접촉하지 않고 촬영하는 지문 영상 획득 장치와 관련한 기술이 설명되어 있다.For example, US Pat. No. 6,404,904 (name of the invention; System for the touchless recognition of hand and finger lines) includes a fingerprint image acquisition apparatus for photographing a fingerprint without contacting a sensor using a CCD camera to acquire a fingerprint image of a user; Related techniques are described.

하지만, 상기 미국특허 US 6,404,904에 따른 지문 영상 획득 장치는 손가락의 굴곡으로 인하여 CCD 카메라의 시야에 들어오는 일부 정면 방향의 지문 영역만 획득이 가능하므로 넓은 영역의 지문 영상을 획득할 수 없을 뿐만 아니라 카메라의 광축과 일치하지 않는 지문의 측면 영역에서의 해상도 저하로 인하여 지문 전 영역에서의 고른 품질을 기대하기 힘든 단점이 있다.However, the fingerprint image acquisition device according to US Pat. No. 6,404,904 can acquire only a partial fingerprint area in the front direction coming into the field of view of the CCD camera due to the curvature of the finger. It is difficult to expect even quality in the entire fingerprint region due to the degradation of the resolution in the lateral region of the fingerprint that does not coincide with the optical axis.

또한, 미국특허공개 US 2005/0117784(발명의 명칭; System for high contrast contactless representation of strips of the skin)에는 사용자의 손가락의 전 부분을 7대의 카메라를 이용하여 촬영하고 각 카메라가 존재하는 위치에서 손가락을 바라보는 방향으로 조명을 조사하여 지문의 전 영역을 획득하는 장치에 대하여 설명되어 있으며, 이 장치를 이용해 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상을 생성하거나 지문의 3D 모델을 생성할 수 있다.In addition, US Patent Publication US 2005/0117784 (name of the invention; System for high contrast contactless representation of strips of the skin) captures the entire part of the user's finger using seven cameras and the finger at the position where each camera exists It describes a device that acquires the entire area of the fingerprint by illuminating the light in the direction of looking at the device. The device is used to generate an extended fingerprint image including the front and left and right side areas of the fingerprint or to generate a 3D model of the fingerprint. Can be.

하지만, 상기 미국특허공개 US 2005/0117784에 따른 지문 영상 획득 장치는 많은 수의 카메라와 조명을 사용하므로 비경제적이며 장치의 크기가 커진다는 단점이 존재한다.However, the fingerprint image acquisition device according to the US patent publication US 2005/0117784 has a disadvantage that it is uneconomical and the size of the device becomes large because it uses a large number of cameras and lights.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 1대의 비접촉식 촬영 장치와 손가락의 회전량을 측정하는 장비를 결합하여 사용자의 손가락 회전시 연속 지문 영상을 촬영하고, 손가락의 회전량을 이용하여 상기 카메라에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상을 생성하거나 지문의 3차원 모델을 생성하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention by combining a non-contact imaging device and the device for measuring the amount of rotation of the finger to take a continuous fingerprint image when the user rotates the finger, Non-contact continuous fingerprint image acquisition device for synthesizing the continuous fingerprint image taken by the camera using the amount of rotation of the finger to generate an extended fingerprint image including the front and left and right side areas of the fingerprint or to generate a three-dimensional model of the fingerprint To provide.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치는, 사용자의 손가락 떨림 및 상하 좌우의 움직임을 방지하도록 사용자의 손가락이 삽입되어 지지되는 손가락 지지대와; 상기 손가락 지지대에 지지되는 손가락의 하부에 일정 간격만큼 떨어져 고정된 상태에서 손가락의 회전량에 따른 연속 지문 영상을 촬영하는 1대의 카메라; 상기 손가락 지지대에 지지되는 손가락과 상기 카메라 사이에 설치되어 사용자의 지문 영역에 빛을 조사하는 조명 장치; 상기 조명 장치에 의해 조사되는 빛이 손가락에 고르게 퍼지면서 분포되게 하는 산광기; 상기 손가락 지지대에 삽입된 손가락의 회전 시 그 회전량을 측정하는 손가락 회전 감지 수단; 및 상기 카메라를 작동시켜 상기 손가락 지지대에 삽입된 손가락 지문 영상을 촬영하게 하며, 상기 손가락 회전 감지 수단에 의해 측정되는 손가락의 회전량에 따라 상기 카메라의 촬영 시점을 제어하고, 촬영된 각 지문 영상 프레임의 상대적 회전량을 계산하는 컨트롤러;로 구성된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the non-contact continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention, the finger support to which the user's fingers are inserted and supported to prevent the user's finger tremor and vertical movement; One camera for taking a continuous fingerprint image according to the amount of rotation of the finger in a state where it is fixed to a lower portion of the finger supported by the finger support by a predetermined interval; An illumination device installed between a finger supported by the finger support and the camera to irradiate light to a fingerprint area of a user; A diffuser for distributing the light radiated by the lighting device evenly to the finger; Finger rotation detection means for measuring an amount of rotation of the finger inserted in the finger support; And photographing a fingerprint image inserted into the finger support by operating the camera, controlling a photographing time point of the camera according to the rotation amount of the finger measured by the finger rotation detecting means, and photographing each fingerprint image frame. The controller is configured to calculate the relative amount of rotation.

본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치는 상기 손가락 회전 감지 수단에 의해 측정되는 손가락의 회전량을 이용하여 상기 카메라에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상 혹은 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘이 상기 컨트롤러에 추가되어 있는 것을 특징으로 한다.The non-contact continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention synthesizes a continuous fingerprint image photographed by the camera using an amount of rotation of a finger measured by the finger rotation detecting means, and includes an extended front and left and right side regions of the fingerprint. An algorithm for generating a fingerprint image or a three-dimensional model of the fingerprint is added to the controller.

본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치는 상기 손가락 회전 감지 수단에 의해 측정되는 손가락의 회전량과 상기 카메라에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상 혹은 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘을 수행하는 외부 장치에 전달하여 이 외부 장치에서 확장된 지문 영상과 지문의 3차원 모델을 생성하는 이미지 프로세싱 작업을 수행하게 위임하는 것을 특징으로 한다.Non-contact continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention is an extended fingerprint image or fingerprint including the front and left and right side region of the fingerprint and the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation detection means and the continuous fingerprint image taken by the camera Delivering to the external device that performs the algorithm for generating a three-dimensional model of the delegate characterized in that the external device delegates to perform the image processing task for generating the extended fingerprint image and the three-dimensional model of the fingerprint.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 지문 영상 획득 장치는 기존의 접촉식 지문 영상 획득 장치의 문제점(예컨대, 사용자의 거부감, 손가락 접촉 시 센서에 가해지는 압력이나 센서 상에서의 손가락의 롤링에 의해 생기는 지문의 왜곡 문제, 지문 획득 환경 및 사용자의 피부 상태에 따른 지문 영상 품질의 변화에 기인하는 지문 인식 성능 저하)을 모두 해결함과 동시에, 종래에 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함하는 확장된 지문 영상을 생성하거나 지문의 3차원 모델을 생성하기 위해 개발된 7대의 카메라 및 조명장치를 사용하는 비접촉식 지문 영상 획득 장치와 비교해 볼 때 가격 면에서 경제적이며 장치의 크기를 더욱더 소형화할 수 있다.As described above, the non-contact fingerprint image acquisition device according to the present invention is a problem of the conventional contact fingerprint image acquisition device (e.g., a user's rejection, pressure applied to the sensor when the finger touches, or the rolling of the finger on the sensor) The fingerprint distortion performance caused by the fingerprint distortion caused by the fingerprint distortion, the fingerprint acquisition environment, and the user's skin condition) are all solved. Compared with a non-contact fingerprint image acquisition device using seven cameras and lighting devices developed to generate a fingerprint image or a three-dimensional model of the fingerprint, it is economical in terms of cost and can further reduce the size of the device.

또한, 촬영된 연속 지문 영상들은 각 지문 영상 프레임 간의 회전량 정보를 알 수 있기 때문에 확장된 지문 영상을 생성하거나 지문의 3차원 모델을 생성하는데 사용될 수 있다.In addition, the photographed consecutive fingerprint images can be used to generate an extended fingerprint image or to generate a three-dimensional model of the fingerprint since the rotation amount information between each fingerprint image frame can be known.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 손가락 지지대(10)는 사용자의 손가락 떨림 및 상하 좌우의 움직임을 방지하도록 사용자의 손가락이 삽입되어 지지된다.1 to 5, the finger support 10 is inserted and supported by a user's finger to prevent a user's finger tremor and vertical, horizontal movement.

상기 손가락 지지대(10)의 내면에는 삽입된 손가락을 조여주는 조임 수단이 구비되며, 바람직하게는 탄성 조임 밴드(11)가 부착되어 있다.The inner surface of the finger support 10 is provided with a tightening means for tightening the inserted finger, preferably the elastic tightening band 11 is attached.

1대의 카메라(20)는 상기 손가락 지지대(10)에 지지되는 손가락의 하부에 일정 간격만큼 떨어져 고정된 상태에서 사용자가 손가락을 회전함에 따라 변하는 손가락의 회전량에 따른 연속 지문 영상을 촬영한다.One camera 20 captures a continuous fingerprint image according to the amount of rotation of the finger, which changes as the user rotates the finger in a state where it is fixed to the lower part of the finger supported by the finger support 10 by a predetermined interval.

조명 장치(30)는 상기 손가락 지지대(10)에 지지되는 손가락과 상기 카메라(20) 사이에 설치되어 사용자의 지문 영역에 빛(예컨대, 녹색광, 청색광 등)을 조사한다.The lighting device 30 is installed between the finger supported by the finger support 10 and the camera 20 to irradiate light (eg, green light, blue light, etc.) to the fingerprint area of the user.

상기 조명 장치(30)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 사용자의 손가락을 중심으로 원 형태로 배열되어 지문 영역을 조사하는 다수의 단파장대 발광층(30a)을 포함하며, 상기 다수의 단파장대 발광층(30a)은 전체 혹은 일부가 사용될 수 있다.As shown in FIG. 5, the illumination device 30 includes a plurality of short wavelength light emitting layers 30a arranged in a circle shape around a user's finger to irradiate a fingerprint area, and the plurality of short wavelength light emitting layers 30a. ) May be used in whole or in part.

산광기(40)는 상기 조명 장치(30)에 의해 조사되는 빛이 손가락에 고르게 퍼지면서 분포되게 한다.The diffuser 40 causes the light irradiated by the lighting device 30 to be evenly distributed to the finger.

작동 스위치(50)는 상기 손가락 지지대(10)에 지지되는 손가락의 끝에 설치되어 손가락 끝의 누름 작동에 의해 온/오프되어 상기 카메라(20)와 조명 장치(30)의 작동을 온/오프 제어한다.The operation switch 50 is installed at the end of the finger supported by the finger support 10 to be turned on / off by the pressing operation of the fingertip to control the operation of the camera 20 and the lighting device 30 on / off. .

상기 작동 스위치(50)로는 손가락의 떨림을 방지하기 위하여 손가락 끝의 곡면 형태 또는 원 형태의 마이크로 스위치 및 광센서를 사용할 수 있다.As the operation switch 50, a micro switch and an optical sensor having a curved or circular shape at the tip of a finger may be used to prevent the shaking of the finger.

손가락 회전 감지 수단(60,60')은 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 손가락의 회전 시 그 회전량을 측정한다.Finger rotation detection means (60, 60 ') measures the amount of rotation of the finger is inserted into the finger support (10).

도 2는 본 발명에 따른 손가락 회전량 감지 수단(60)을 나타낸 제1실시예로서, 상기 손가락 회전 감지 수단(60)은 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 손가락이 회전함에 따라 상기 손가락 지지대(10)의 외면에 형성된 톱니와 맞물려 함께 회전하는 기어(61)의 회전수에 대응하여 손가락 회전량을 나타내는 회전량 감지 신호를 출력하여 상기 컨트롤러(70)로 전달하는 회전 센서(62)로 구성된다.Figure 2 is a first embodiment showing a finger rotation amount detecting means 60 according to the present invention, the finger rotation detecting means 60 is the finger support (10) as the finger inserted into the finger support 10 is rotated ( And a rotation sensor 62 which outputs a rotational amount sensing signal indicating a finger rotational amount corresponding to the rotational speed of the gear 61 rotating together with the teeth formed on the outer surface of 10) and transmitting it to the controller 70. .

도 4는 본 발명에 따른 손가락 회전량 감지 수단(60')을 나타낸 제2실시예로서, 상기 손가락 회전 감지 수단(60')은 상기 작동 스위치(50)가 전면에 설치되고 손가락 끝이 상기 작동 스위치(50)를 압입한 상태에서 상기 손가락이 회전함에 따라 함께 회전하는 스위치 회전부(61')와 상기 스위치 회전부(61')의 회전축에 형성된 기어(61a')와 맞물려 함께 회전하는 기어(62')의 회전수에 대응하여 손가락 회전량을 나타내는 회전량 감지 신호를 출력하여 상기 컨트롤러(70)로 전달하는 회전 센서(63)로 구성된다.Figure 4 is a second embodiment showing a finger rotation amount detecting means 60 'according to the present invention, wherein the finger rotation detecting means 60' is the operation switch 50 is installed on the front and the finger tip is the operation Gear 62 'which meshes with the switch rotating portion 61' which rotates together as the finger rotates in the state in which the switch 50 is pressed and the gear 61a 'formed on the rotating shaft of the switch rotating portion 61'. The rotation sensor 63 outputs a rotation amount detection signal indicating a rotation amount of a finger in response to the rotation speed of the control unit.

컨트롤러(70)는 상기 작동 스위치(50)가 온/오프됨에 따라 상기 카메라(20)와 조명 장치(30)의 작동을 온/오프 제어한다.The controller 70 controls on / off operation of the camera 20 and the lighting device 30 as the operation switch 50 is turned on / off.

상기 컨트롤러(70)는 상기 작동 스위치(50)가 온됨과 동시에 상기 카메라(20)를 작동시켜 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 초기 상태의 손가락 지문 영상을 촬영하게 하며, 이후부터 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량에 따라 상기 카메라(20)의 촬영 시점을 제어하여 연속 지문 영상을 촬영한다.The controller 70 operates the camera 20 at the same time that the operation switch 50 is turned on to capture a fingerprint image of an initial state inserted into the finger support 10, and then detects the finger rotation. The photographing time point of the camera 20 is controlled according to the amount of rotation of the finger measured by the means 60 and 60 'to capture a continuous fingerprint image.

상기 컨트롤러(70)는 상기 카메라(20)에 의해 최초 촬영된 지문 영상에서 지문 영상의 중심축을 기준으로 융선의 간격 변화 혹은 손톱영역의 위치나 전체 지문 영역에서 손톱이 차지하는 비율에 따라 상기 최초 촬영된 지문 영상이 정면 혹은 좌측면이나 우측면 영상인지를 판별한다. 참고로, 도 7은 최초 촬영된 지문 영상에서 지문 영상의 중심축을 기준으로 융선의 간격 변화 상태를 나타내고 있다.The controller 70 captures the first photographed image according to the change in the interval of the ridge or the position of the nail region or the proportion of the nails in the entire fingerprint region in the fingerprint image photographed by the camera 20 based on the central axis of the fingerprint image. It is determined whether the fingerprint image is the front or left side or right side image. For reference, FIG. 7 illustrates a change state of ridge spacing based on the central axis of the fingerprint image in the first photographed fingerprint image.

상기 컨트롤러(70)는 판별된 최초 지문 영상에 따라 사용자가 손가락을 좌측 혹은 우측 아니면 좌우측으로 회전하도록 안내 메시지를 스피커(71)나 안내 램프(72), 혹은 본 발명에 따른 장치와 연결되는 컴퓨터와 같은 외부 출력장치를 통해 출력하여 사용자에게 안내한다.The controller 70 and the computer connected to the speaker 71, the guide lamp 72, or the device according to the present invention to guide the user to rotate the finger left or right or left and right according to the determined initial fingerprint image; It outputs through the same external output device and guides the user.

예를 들어, 사용자의 최초 지문 영상이 우측면 영상으로 판별될 경우 좌측으로 회전하라는 안내 메시지를 출력하고, 좌측면 영상으로 판별될 경우 그 반대이며, 정면 영상으로 판별될 경우 좌측으로 회전 후 우측으로 회전하라는 안내 메시 지를 출력한다.For example, when the first fingerprint image of the user is identified as the right side image, a guide message to rotate to the left is output, and when it is determined as the left side image, the opposite is reversed. Print a prompt.

참고로, 상기 스피커(71)나 안내 램프(72)는 본 발명에 따른 장치에 내장되거나 외장형으로 설치 가능하며, 안내 램프(72)는 점등 혹은 점멸 제어할 수 있다.For reference, the speaker 71 or the guide lamp 72 may be built in or externally installed in the apparatus according to the present invention, and the guide lamp 72 may control lighting or blinking.

상기 컨트롤러(70)는 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정된 손가락의 회전량이 최초 지문 영상의 회전량과 비교하여 그 차이의 절대값이 특정 임계치 이상이면 상기 카메라(20)의 촬영이 완료되었거나 회전 방향을 반대 측으로 변경하라는 안내 메시지를 상기한 스피커(71)나 안내 램프(72) 또는 외부 출력장치를 통해 출력하여 사용자에게 알린다.The controller 70 compares the rotation amount of the finger measured by the finger rotation detection means 60 and 60 'with the rotation amount of the initial fingerprint image, and if the absolute value of the difference is greater than or equal to a certain threshold, The user is informed by outputting a guide message for completing the shooting or changing the direction of rotation to the opposite side through the speaker 71, the guide lamp 72, or an external output device.

상기 컨트롤러(70)에는 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량을 이용하여 상기 카메라(20)에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상과 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘이 추가되어 있으며, 상기 카메라(20)에 의해 촬영된 연속 지문 영상과 각 지문 영상 프레임의 회전량을 이용하여 상기 알고리즘을 수행함으로써 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 확장된 지문 영상과 지문의 3차원 모델을 생성할 수 있다.The controller 70 synthesizes a continuous fingerprint image photographed by the camera 20 by using the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation detecting means 60 and 60 ', and thus the front and left and right side regions of the fingerprint. An algorithm for generating an extended fingerprint image and a three-dimensional model of the fingerprint has been added, and the image is performed by performing the algorithm using the continuous fingerprint image photographed by the camera 20 and the rotation amount of each fingerprint image frame. 3D model of the extended fingerprint image and the fingerprint can be generated by synthesizing the continuous fingerprint images.

다른 한편으로, 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량과 상기 카메라(20)에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상과 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘을 수행하는 외부 장치에 전달하면, 이 외부 장치에서 확장된 지문 영상과 지문의 3차원 모델을 생성하는 이미지 프로세싱 작업을 수행할 수 있다.On the other hand, the extended fingerprint image including the front and left and right side regions of the fingerprint and the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation detection means (60, 60 ') and the continuous fingerprint image taken by the camera 20 When the data is transmitted to an external device that performs an algorithm for generating a 3D model of the fingerprint, the external device may perform an image processing operation for generating an extended fingerprint image and a 3D model of the fingerprint.

이 외부 장치로는 본 발명에 따른 장치와 연결되는 컴퓨터 등을 활용하는 것이 바람직하다.As the external device, it is preferable to use a computer or the like connected with the device according to the present invention.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치는 다음과 같이 작동한다.The contactless continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention configured as described above operates as follows.

도 1 또는 도 3에 나타낸 바와 같이, 사용자의 손가락이 상기 손가락 지지대(10)에 삽입되어 지지되면서 상기 작동 스위치(50)를 누르면, 상기 카메라(20)와 조명 장치(30)가 작동 개시한다.As shown in FIG. 1 or 3, when the user's finger is inserted into and supported by the finger support 10 and the operation switch 50 is pressed, the camera 20 and the lighting device 30 start to operate.

이때, 사용자의 손가락은 상기 손가락 지지대(10)의 탄성 조임 밴드(11)에 의해 조여진 상태를 유지하고, 상기 조명 장치(30)로부터 조사되는 녹색광이나 청색광 등의 단파장대 빛은 상기 산광기(40)에 의해 고르게 퍼지면서 사용자의 지문 영역에 조사된다.At this time, the user's finger is maintained in the tightened state by the elastic tightening band 11 of the finger support 10, the short wavelength light such as green light or blue light irradiated from the lighting device 30 is the diffuser 40 Evenly spread by the () is irradiated to the user's fingerprint area.

또한, 상기 작동 스위치(50)가 눌려져 온됨과 동시에 상기 컨트롤러(70)의 제어에 의해 상기 카메라(20)는 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 초기 상태의 손가락 지문 영상을 최초 촬영하고, 최초 촬영 지문 영상이 정면 혹은 좌측면이나 우측면 영상인지를 판별하여 사용자에게 좌측 혹은 우측 아니면 좌우측으로 손가락을 회전하라는 안내 메시지를 상기한 스피커(71)나 안내 램프(72) 또는 외부 출력장치를 통해 출력하여 알린다.In addition, the operation switch 50 is pressed and at the same time, under the control of the controller 70, the camera 20 first photographs a finger fingerprint image of an initial state inserted into the finger support 10, and first photographing. Determines whether the fingerprint image is the front, left, or right side image and outputs a notification message to the user through the speaker 71, the guide lamp 72, or an external output device to rotate the finger left, right, or left and right. .

이후, 사용자가 손가락을 회전하면 상기 컨트롤러(70)는 도 2 혹은 도 4에 나타낸 상기 손가락 회전량 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량에 따라 상기 카메라(20)의 촬영 시점을 제어하여 연속 지문 영상을 촬영하고, 또한 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정된 손가락의 회전량이 최초 지문 영상의 회전량과 비교하여 그 차이의 절대값이 특정 임계치 이상이면 상기 카메라(20)의 촬영이 완료되었거나 회전 방향을 반대 측으로 변경하라는 안내 메시지를 상기한 스피커(71)나 안내 램프(72) 또는 외부 출력장치를 통해 출력하여 사용자에게 알린다.Subsequently, when the user rotates the finger, the controller 70 captures the photographing of the camera 20 according to the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation amount detecting means 60, 60 ′ shown in FIG. 2 or 4. Take a continuous fingerprint image by controlling the viewpoint, and if the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation detection means 60, 60 'is compared with the amount of rotation of the original fingerprint image, the absolute value of the difference is equal to or greater than a certain threshold. The user is informed by outputting a guide message for completing the photographing of the camera 20 or changing the rotation direction to the opposite side through the speaker 71, the guide lamp 72, or an external output device.

예컨대, 도 6에 나타낸 바와 같이, 사용자가 상기 손가락 지지대(10)에 지문이 상기 카메라(20)에 대하여 정면을 향하도록 손가락을 삽입한 최초 촬영 상태에서 좌우로 90°씩 회전하면 상기 카메라(20)는 상기 컨트롤러(70)에 의해 촬영 시점이 제어되어 손가락의 회전량에 따른 연속 지문 영상을 촬영하며, 이에 따라서 도 8에 나타낸 바와 같이 손가락의 정면과 좌우 측면의 연속 지문 영상이 촬영된다.For example, as shown in FIG. 6, when the user rotates the left and right by 90 ° in the initial photographing state in which the user inserts a finger on the finger support 10 with the fingerprint facing the camera 20 in front, the camera 20 The photographing time point is controlled by the controller 70 to capture a continuous fingerprint image according to the amount of rotation of the finger. Accordingly, as shown in FIG. 8, the continuous fingerprint images of the front and left and right sides of the finger are captured.

특히, 이 경우 사용자의 손가락의 회전량이 좌측으로 90°의 임계치에 도달하였을 때, 상기 컨트롤러(70)는 상기 카메라(20)의 촬영이 완료되었음을 알리는 안내 메시지를 스피커(71)로 출력하거나 혹은 안내 램프(72)를 점등 혹은 점멸 제어함으로써, 사용자가 손가락을 이전의 회전 방향과 반대, 즉 우로 임계치에 도달할 때까지 회전시키도록 안내한다. 또한, 사용자의 손가락의 회전량이 우로 임계치에 도달하였을 때, 상기 컨트롤러(70)는 또다시 상기 카메라(20)의 촬영이 완료되었음을 알리는 안내 메시지를 스피커(71)로 출력하거나 혹은 안내 램프(72)를 점등 혹은 점멸 제어하며, 이에 따라서 사용자는 촬영 종료를 인지하고 상기 손가락 지 지대(10)로부터 손가락을 빼게 된다. 즉, 지문의 정면 및 측면 영역이 적어도 한 번 이상은 상기 카메라(20)에 의해 촬영되도록 임계치를 설정하고, 상기한 스피커(71)나 안내 램프(72), 혹은 외부 출력장치를 통해 사용자에게 손가락 회전을 안내하여 연속 영상을 취득하도록 한다.In particular, in this case, when the amount of rotation of the user's finger reaches a threshold of 90 ° to the left, the controller 70 outputs or guides a guidance message to the speaker 71 informing that the camera 20 is completed. By lighting or flashing control of the lamp 72, the user is guided to rotate the finger until it reaches a threshold opposite to the previous direction of rotation, i.e. right. In addition, when the amount of rotation of the user's finger reaches the right threshold, the controller 70 again outputs a guidance message to the speaker 71 informing that the photographing of the camera 20 is completed, or the guidance lamp 72. Control lighting or flashing, and thus the user recognizes the end of shooting and removes the finger from the finger support 10. That is, a threshold is set so that the front and side regions of the fingerprint at least once or more are photographed by the camera 20, and the user fingers through the speaker 71, the guide lamp 72, or an external output device. The rotation is guided to obtain a continuous image.

상기와 같이 비접촉식으로 연속 지문 영상이 촬영되고 나면, 상기 컨트롤러(70)는 상기한 바와 같이 손가락의 회전량을 이용하여 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상 혹은 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘을 수행하여 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 도 8에 나타낸 바와 같은 확장된 지문 영상을 생성하거나 지문의 3차원 모델을 생성한다.After the continuous fingerprint image is photographed in a non-contact manner as described above, the controller 70 synthesizes the continuous fingerprint image photographed by using the amount of rotation of the finger as described above to expand the fingerprint including the front and left and right side regions of the fingerprint. An algorithm for generating an image or a three-dimensional model of a fingerprint is performed to synthesize the photographed continuous fingerprint images to generate an extended fingerprint image as shown in FIG. 8 or to generate a three-dimensional model of the fingerprint.

다른 한편, 상기와 같이 비접촉식으로 연속 지문 영상이 촬영되고 나면, 상기 컨트롤러(70)는 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량과 상기 카메라(20)에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 상기한 외부 장치, 예컨대 본 발명에 따른 장치와 연결되고 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상 혹은 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘을 수행할 수 있는 컴퓨터 등으로 전달하며, 이에 따라서 해당 외부 장치에서 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 도 8에 나타낸 바와 같은 확장된 지문 영상을 생성하거나 지문의 3차원 모델을 생성할 수 있다.On the other hand, after the continuous fingerprint image is taken in a non-contact manner as described above, the controller 70 is taken by the camera 20 and the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation detection means (60, 60 ') A continuous fingerprint image to an external device, such as a device according to the present invention, and a computer capable of performing an algorithm for generating an extended fingerprint image or a three-dimensional model of a fingerprint including front and left and right side regions of the fingerprint. As a result, the extended fingerprint image as shown in FIG. 8 may be generated by synthesizing the continuous fingerprint image photographed by the corresponding external device, or a three-dimensional model of the fingerprint may be generated.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.The non-contact continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and has a general knowledge in the field of the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone who grows has the technical spirit to the extent that anyone can make various changes.

도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치의 제1실시예.1 is a first embodiment of a non-contact continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention.

도 2는 도 1의 손가락 회전량 감지 수단을 나타낸 실시예.2 is an embodiment showing a finger rotation amount detection means of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치의 제2실시예.Figure 3 is a second embodiment of a non-contact continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention.

도 4는 도 3의 손가락 회전량 감지 수단을 나타낸 실시예.4 is an embodiment showing a finger rotation amount detecting means of FIG.

도 5는 도 1의 조명 장치를 나타낸 평면도.5 is a plan view of the lighting apparatus of FIG.

도 6은 본 발명에 따른 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치의 카메라 작동 상태를 나타낸 실시예.6 is an embodiment showing a camera operating state of the non-contact continuous fingerprint image acquisition device according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 촬영 장치에 의해 최초 촬영된 지문 영상을 나타낸 사진.7 is a photograph showing a fingerprint image originally photographed by the photographing apparatus according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 연속 지문 영상을 나타낸 사진.8 is a photograph showing a continuous fingerprint image according to the present invention.

도 9는 도 8에 나타낸 연속 지문 영상을 합성하여 생성한 확장된 지문 영상을 나타낸 사진.FIG. 9 is a photograph showing an extended fingerprint image generated by synthesizing the continuous fingerprint image shown in FIG. 8; FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 손가락 지지대 11: 탄성 조임 밴드10: finger support 11: elastic tightening band

20: 카메라 30: 조명 장치20: camera 30: lighting device

30a: 단파장대 발광층 40: 산광기30a: short wavelength emitting layer 40: diffuser

50: 작동 스위치 60,60': 손가락 회전 감지 수단50: operation switch 60,60 ': finger rotation detection means

61,61a',62': 기어 61': 스위치 회전부61, 61a ', 62': Gear 61 ': Switch rotation part

62,63: 회전 센서 70: 컨트롤러62,63: rotation sensor 70: controller

71: 스피커 72: 안내 램프71: speaker 72: guide lamp

Claims (10)

사용자의 손가락 떨림 및 상하 좌우의 움직임을 방지하도록 사용자의 손가락이 삽입되어 지지되는 손가락 지지대(10)와;A finger support 10 to which a user's finger is inserted and supported to prevent a user's finger tremor and vertical, horizontal movement; 상기 손가락 지지대(10)에 지지되는 손가락의 하부에 일정 간격만큼 떨어져 고정된 상태에서 손가락의 회전량에 따른 연속 지문 영상을 촬영하는 1대의 카메라(20);One camera 20 for taking a continuous fingerprint image according to the amount of rotation of the finger in a state fixed to the lower portion of the finger supported by the finger support 10 by a predetermined interval; 상기 손가락 지지대(10)에 지지되는 손가락과 상기 카메라(20) 사이에 설치되어 사용자의 지문 영역에 빛을 조사하는 조명 장치(30);An illumination device (30) installed between a finger supported by the finger support (10) and the camera (20) to irradiate light to a fingerprint area of a user; 상기 조명 장치(30)에 의해 조사되는 빛이 손가락에 고르게 퍼지면서 분포되게 하는 산광기(40);A diffuser 40 which distributes the light radiated by the lighting device 30 while being evenly distributed to the finger; 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 손가락의 회전 시 그 회전량을 측정하는 손가락 회전 감지 수단(60,60'); 및Finger rotation detection means (60, 60 ') for measuring the amount of rotation of the finger inserted in the finger support (10); And 상기 카메라(20)를 작동시켜 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 손가락 지문 영상을 촬영하게 하며, 상기 손가락 회전량 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량에 따라 상기 카메라(20)의 촬영 시점을 제어하는 컨트롤러(70);The camera 20 is operated to photograph a finger fingerprint image inserted into the finger support 10 and according to the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation amount detecting means 60 and 60 '. A controller 70 for controlling a photographing time point of the 20; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.Non-contact continuous fingerprint image acquisition device, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 손가락 지지대(10)에 지지되는 손가락의 끝에 설치 되어 손가락 끝의 누름 작동에 의해 온/오프되어 상기 카메라(20)와 조명 장치(30)의 작동을 온/오프 제어하는 작동 스위치(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.According to claim 1, It is installed on the end of the finger supported by the finger support 10 is turned on / off by the pressing operation of the finger tip to control the operation of the camera 20 and the lighting device 30 on / off Non-contact continuous fingerprint image acquisition device further comprises an operation switch (50). 제 1 항에 있어서, 상기 손가락 지지대(10)의 내면에는 삽입된 손가락을 조여주는 탄성 조임 밴드(11)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein an elastic tightening band (11) for tightening the inserted finger is attached to an inner surface of the finger support (10). 제 1 항에 있어서, 상기 손가락 회전 감지 수단(60)은 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 손가락이 회전함에 따라 손가락 회전량을 나타내는 회전량 감지 신호를 출력하여 상기 컨트롤러(70)로 전달하는 회전 센서(62)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.The rotation method of claim 1, wherein the finger rotation detecting unit 60 outputs a rotation amount sensing signal indicating a finger rotation amount as the finger inserted into the finger support 10 rotates and transmits the rotation amount detection signal to the controller 70. Non-contact continuous fingerprint image acquisition device, characterized in that consisting of a sensor (62). 제 1 항에 있어서, 상기 손가락 회전 감지 수단(60')은 손가락 끝이 상기 작동 스위치(50)를 압입한 상태에서 상기 손가락이 회전함에 따라 손가락 회전량을 나타내는 회전량 감지 신호를 출력하여 상기 컨트롤러(70)로 전달하는 회전 센서(63)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.The controller of claim 1, wherein the finger rotation detection unit 60 ′ outputs a rotation amount detection signal indicating a finger rotation amount as the finger rotates while the fingertip presses the operation switch 50. Non-contact continuous fingerprint image acquisition device, characterized in that consisting of a rotation sensor (63) for transmitting to (70). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 컨트롤러(70)는 상기 작동 스위치(50)가 온됨과 동시에 상기 카메라(20)를 작동시켜 상기 손가락 지지대(10)에 삽입된 초기 상태의 손가락 지문 영상을 촬영하게 하며, 이후부터 상기 손가락 회전량 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량에 따라 상기 카메라(20)의 촬영 시점을 제어하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.According to claim 1 or claim 2, The controller 70 operates the camera 20 at the same time the operation switch 50 is turned on and the fingerprint image of the initial state inserted into the finger support 10 Non-contact continuous fingerprint image acquisition device, characterized in that for controlling the photographing time from the camera 20 according to the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation amount detecting means (60, 60 ') thereafter. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러(70)는 상기 카메라(20)에 의해 최초 촬영된 지문 영상에서 지문 영상의 중심축을 기준으로 융선의 간격 변화 혹은 손톱영역의 위치나 전체 지문 영역에서 손톱이 차지하는 비율에 따라 상기 최초 촬영된 지문 영상이 정면 혹은 좌측면이나 우측면 영상인지를 판별하고, 판별된 최초 지문 영상에 따라 사용자가 손가락을 좌측 혹은 우측 아니면 좌우측으로 회전하도록 안내 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.According to claim 1, wherein the controller 70 in the fingerprint image first photographed by the camera 20, the change in the interval of the ridge or the proportion of the nail in the position of the nail region or the entire fingerprint region of the fingerprint image based on the central axis of the fingerprint image. And determining whether the first photographed fingerprint image is a front or left side or right side image, and outputting a guide message to rotate a finger left or right or left and right according to the determined first fingerprint image. Continuous fingerprint image acquisition device. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러(70)는 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정된 손가락의 회전량이 최초 지문 영상의 회전량과 비교하여 그 차이의 절대값이 특정 임계치 이상이면 상기 카메라(20)의 촬영이 완료되었거나 회전 방향을 반대 측으로 변경하라는 안내 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.The method of claim 1, wherein the controller 70 compares the rotation amount of the finger measured by the finger rotation detection means 60, 60 'with the rotation amount of the initial fingerprint image and the absolute value of the difference is greater than or equal to a certain threshold. Non-contact continuous fingerprint image acquisition device, characterized in that for outputting a guide message to change the rotation direction to the opposite side or the shooting of the camera 20 is completed. 제 1 항에 있어서, 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량을 이용하여 상기 카메라(20)에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 합성하여 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상 혹은 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘이 상기 컨트롤러(70)에 추가되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.The front and left and right side regions of the fingerprint according to claim 1, wherein the continuous fingerprint images photographed by the camera 20 are synthesized by using the rotation amounts of the fingers measured by the finger rotation detecting means 60 and 60 '. Non-contact continuous fingerprint image acquisition device, characterized in that an algorithm for generating an extended fingerprint image or a three-dimensional model of the fingerprint including a. 제 1 항에 있어서, 상기 손가락 회전 감지 수단(60,60')에 의해 측정되는 손가락의 회전량과 상기 카메라(20)에 의해 촬영된 연속 지문 영상을 지문의 정면 및 좌우 측면 영역을 포함한 확장된 지문 영상과 지문의 3차원 모델을 생성하는 알고리즘을 수행하는 외부 장치에 전달하여 이 외부 장치에서 확장된 지문 영상 혹은 지문의 3차원 모델을 생성하는 이미지 프로세싱 작업을 수행하게 위임하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 연속 지문 영상 획득 장치.The method according to claim 1, wherein the amount of rotation of the finger measured by the finger rotation detecting means (60, 60 ') and the continuous fingerprint image photographed by the camera (20) are expanded including the front and left and right side regions of the fingerprint. Contactless to the external device that performs the algorithm for generating the fingerprint image and the three-dimensional model of the fingerprint to delegate the image processing task for generating an extended fingerprint image or a three-dimensional model of the fingerprint in the external device Continuous fingerprint image acquisition device.
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