KR20150113920A - 생체측정 디바이스용 조명렌즈 - Google Patents

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Abstract

생체측정 디바이스용 조명렌즈는 회전 대칭인 포물 또는 타원 반사체; 및 2개의 수직방향으로 2개의 다른 굴절력 값들을 갖는 굴절면을 구비하고, 상기 2개의 굴절력 값들은 네거티브 또는 0이다. 이런 렌즈는 투명재료블록(10)의 형태로 만들어질 수 있고 생체측정 디바이스에 사용될 수 있다. 특히, 이는 노출시간이 짧은 이미지로 스킨 프린트를 캡쳐할 수 있다.

Description

생체측정 디바이스용 조명렌즈{LIGHTING LENS FOR BIOMETRIC MEASUREMENT DEVICE}
본 발명은 조명렌즈, 조명 어셈블리 및 이 같은 조명렌즈 또는 어셈블리를 구비한 생체측정 디바이스에 관한 것이다.
조명 어셈블리는 대개 광원 및 조명렌즈를 구비하고, 그 목적은 광원에 의해 발생된 광을 모으고, 이 광의 이용에 적합한 빔형태로 광빔 내에 이를 분산시키기 위한 것이다. 이를 위해, 조명렌즈는 광원, 특히, 이 소스의 광방출영역의 형태에 맞아야 한다. 또한, 조명렌즈에 의해 발생된 광빔의 특징들은 조사(照射)되는 광학필드 및 그 컨텐츠에 일치해야 한다. 따라서, 조명렌즈의 성능은 집광효율, 즉 소스에 방출되고 유용한 조명을 발생하는 광에너지의 비율을 포함한다. 다른 특징들은 특히 조사되는 광학필드의 크기, 이 필드에서 조명의 균일성 또는 분포, 빔의 각 크기 등이다.
특별한 어려움은 광빔이 대물면, 가령, 이미지 캡쳐 기기의 초점면에 대해 비스듬히 조사되비는 조명의 발생에 관한 것일 수 있다. 면에 대해 비스듬한 광빔이라는 말은 면에 수직방향으로 0 보다 크고 90°보다 작은 각도를 형성하는 공간구성을 말한다. 그런 후 빔의 형태는 대물면의 전체 필요한 부분이 적절히 조사되도록 이런 경사각을 따르게 적용되어야 한다.
조명렌즈에 대한 다른 기준은 추구되는 광출력값과의 호환성, 광원을 냉각시키는 임의의 디바이스와의 호환성, 크기, 광원과 디바이스의 나머지와 용이한 어셈블리, 및 단가이다.
조명 어셈블리의 특별한 응용은 생체측정 디바이스이다. 이런 디바이스는 특히 스킨 프린트 이미지, 얼굴의 이미지, 홍채, 손가락 또는 손바닥의 피하정맥망 등을 만들 수 있다. 이들 디바이스들 중 적어도 일부는 하기의 요건들을 더 필요로 할 수 있다:
- 폭이 넓고 횡단면이 일방향으로 세장될 수 있는 광학필드용의 충분히 균일한 조명;
- 특히 피사체가 움직일 경우, 충분히 강한 조명;
- 피사체가 대물면에 수직으로 이동할 경우, 특히 이미지 캡쳐 기기용으로 설계된 필드 깊이 범위에 걸쳐, 품질을 유지하는 조명; 및
- 특히 무접촉식 스킨 프린트 센서용의, 및 또한 가능하게는 얼굴 이미지를 켭쳐하기 위해 대물면에 대해 비스듬할 수 있는 조명방향.
발광다이오드에 적합한 본 발명의 이전에 공지된 조명렌즈들은 특히 광굴절 중앙렌즈부, 대표적으로 수렴 또는 포지티브 렌즈 및 포물선 반사체와 같은 주변렌즈부로 각각 구성된다. 집광효율이 일반적으로 단지 약 50%인 조준기는 이런 조명렌즈로 구성된다. 출력부에서 발생된 광빔은 평행 빔구조이며 치수가 일반적으로 80×30×45㎣인 광학필드를 균일하게 비추는데 적합하지 않다. 더욱이, 이런 조명렌즈에 의해 발생된 광빔의 조성물 구조로 인해, 조사(照射)되는 유용한 공간에 나타나는 명암 고리들 없이 광빔에 발산을 부여하기가 매우 어렵다. 다시 말하면, 혼재된 광굴절/반사굴절 구조를 갖는 이런 렌즈들은 둘 다 발산되고 수렴되는 조명을 발생하기에 적합하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 기존 렌즈들에 비해 상술한 특징들 중 적어도 일부가 향상된 생체측정 디바이스용의 신규한 조명렌즈를 제안하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 조명렌즈는:
- 이 반사체의 축 주위로 회전 대칭이고 초점을 갖는 포물면 또는 타원면의 일부에 의해 형성된 포물 또는 타원 반사체; 및
- 초점에서 나오고 그런 후 반사체에 의해 반사된 다음 굴절면을 지나도록 배열된 굴절면을 포함한다.
본 발명의 조명렌즈는 굴절면이 서로 수직하고 상기 굴절면에 나란한 두 방향으로 2개의 다른 굴절력 값을 가지며, 상기 2개의 굴절력 값은 네거티브인 것을 특징으로 한다.
초점에서 나온 광선에 대해, 반사체는 조준기 기능 또는 수렴 광학구성요소 기능을 갖는다.
광선을 따라 반사체의 하류에, 굴절면은 발산 광학구성요소 기능을 갖는다. 이런 식으로, 광빔은 넓은 광학필드를 균일하게 비출 수 있다. 더욱이, 굴절면의 부분적으로 원통형적인 특성은 일방향으로 횡으로 세장된 광학필드에 적합한 횡단면 형태를 광빔에 제공한다. 빔의 횡단면 형태는 또한 대물면에 대해 비스듬한 조명 구성에 적합할 수 있다.
본 발명에 따른 조명렌즈는 간단하고 경제적으로 만들어질 수 있다. 더욱이, 이는 작은 공간요건을 야기하며, 이는 이 렌즈가 통합될 수 있는 작은 디바이스들에 적합할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조명렌즈는 높은 집광효율을 얻기 위해 관련된 광원에 따라 간단히 맞추어질 수 있다. 이는 왜냐하면, 광원이 반사체의 초점 주위에 위치해 있을 때, 반사체는 소스에 비해 넓은 각도 구역을 차지하므로 광의 높은 비율이 굴절면을 지나게 지향되기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 조명렌즈는 특히, 극으로서 반사체의 초점과 함께 등방성 동조변환을 적용함으로써 광원의 크기에 따라 간단히 맞추어질 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 조명렌즈는 조명 어셈블리의 집광 효율을 더 많이 높이기 위해 광원의 발광영역에 따라 적합한 이 진입면의 형태를 갖는 광진입면을 가질 수 있다. 특히, 조명렌즈의 진입면은 광원의 방출영역이 그 자체로 평평할 경우 평평할 수 있고, 진입면은 방출영역이 그 자체로 구형일 경우 평면 또는 구형일 수 있다.
하기의 향상들은 이점적으로 별개로 또는 복수의 실시예들의 조합으로 본 발명의 바람직한 실시예에 사용될 수 있다:
- 반사체는 반경이 8mm 내지 45mm, 바람직하게는 25mm 내지 35mm, 특히 실질적으로는 30.5mm인 회전 포물면의 일부일 수 있다;
- 굴절면의 2개의 굴절력 값들 중 하나는 상기 2개의 값들 중 다른 하나의 20% 내지 80% 사이, 바람직하게는 40% 내지 60% 사이, 특히 실질적으로는 57%일 수 있다;
- 굴절면의 2개의 굴절력 값들 중 첫번째 값은 -30 디옵터 내지 0 디옵터, 바람직하게는 -10 디옵터 내지 -3 디옵터, 특히 실질적으로 -5 디옵터일 수 있고, 굴절면의 2개의 굴절력 값들 중 두번째 값은 -40 디옵터 내지 -1 디옵터, 바람직하게는 -20 디옵터 내지 -5 디옵터, 특히 실질적으로 -10 디옵터일 수 있다;
- 조명렌즈는 초점에서 나오고 그런 후 반사체에 의해 반사된 다음, 굴절면을 지나는 어떤 광선은, 반사되기 전에, 5°내지 120°인 반사체의 축에 대해 경사각을 갖도록 배열될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 조명렌즈는 2개의 맞은편 측면 단부들, 진입면, 중간면 및 출구면을 갖는 투명재료블록을 구비하고, 상기 3개의 면들은 2개의 측면 단부들 사이에 배치된다. 중간면은 금속피복되고 반사체를 구성하며, 출구면은 굴절면을 구성하고, 진입면은 반사체의 원추반경의 15% 미만으로 초점으로부터 이격되어 위치된다. 이런 식으로, 초점에서 나온 광빔이 진입면을 지나 투명재료블록에 들어오고, 상기 블록 내의 중간면에 반사되며, 출구면을 지남으로써 블록에서 나온다. 본 발명의 이런 실시예에 대해, 투명재료블록은 2개의 대향 측면단부들에 위치된 2개의 고정부들을 구비할 수 있다. 이런 고정부들은 진입면을 통해 블록에 들어오고, 중간면에 반사되며, 그런 후 출구면을 통해 나타나는 광빔을 가리지 않으면서 상기 블록을 외부 지지체에 고정시키는데 적합할 수 있다. 투명재료블록 형태의 본 발명의 이런 실시예들은 특히 아크릴레이트 타입의 재료를 몰딩함으로써 쉽게 만들어질 수 있다.
본 발명의 제 2 태양은 발광다이오드의 광원 및 본 발명의 제 1 태양에 따른 조명렌즈를 구비하는 조명렌즈 어셈블리를 제안한다. 이런 조명 어셈블리에서, 광원은 반사체의 초점에 배치된다.
조명렌즈가 투명재료블록에 의해 형성될 경우, 이는 진입면에 가까이 배치되고 광원이 위치지정수단에 결합될 경우 상기 진입면 앞에 광원을 유지하는데 적합한 위치지정수단을 구비할 수 있다. 더욱이 이들 위치지정수단은 또한 광원과 투명재료블록의 진입면 사이 간격을 결정하는데 적합할 수 있다. 이런 간격은 투명재료블록을 열화시키거나 광원 그 자체를 손상시키는 광원에 의해 발생된 열을 방지하는데 유용할 수 있다. 집광효율을 높이기 위해, 투명재료블록의 진입면은 이점적으로 이 광원이 위치지정수단에 결합될 경우 광원의 발광영역에 나란히 뻗어 있다.
이런 조명 어셈블리는 높은 집광효율을 가지면서 그 자체로 컴팩트하고, 저렴하며 조립이 간단할 수 있다. 더욱이, 대물면을 비스듬히, 즉, 광빔과 0°내지 90°사이에 놓인 대물면에 수직방향 사이 각도로 비추는데 적합하다.
본 발명의 다른 태양은 본 발명의 제 1 태양에 따른 조명렌즈와 본 발명의 제 2 태양에 따른 조명 어셈블리를 각각 구비한 생체측정 디바이스를 제안한다. 특히, 이런 생체측정 디바이스는 스킨 프린트 캡쳐 시스템일 수 있다. 이 경우, 스킨 프린트를 형성하는 스킨 상에 리지와 중공의 그림자 콘트라스트를 높이는데 비스듬한 조명이 특히 적합하다. 이런 생체측정 디바이스의 바람직한 실시예로, 다음 추가적 특징들 중 적어도 몇몇이 이용될 수 있다:
- 디바이스는 이미지 캡쳐 방향을 형성하는 광축을 갖는 이미지 캡쳐 기기를 더 구비할 수 있고, 한편으로는 조명렌즈 반사체의 축과 이미지 캡쳐 방향을 형성하는 광축 간의 교차점 및 다른 한편으로 굴절면 간에 측정된 조명거리가 반사체의 상기 축을 따라 약 15cm 내지 25cm 사이일 수 있다;
- 조명렌즈 반사체의 축과 이미지 캡쳐 방향을 형성하는 광축 간의 각도는 24°내지 44°일 수 있다;
- 발광다이오드는 각각 출력이 적어도 2W이고 기간이 0.4ms(밀리세컨드) 미만인 광플래시를 발생하는데 적합할 수 있다. 이런 조건 하에서, 이미지 캡쳐 기기는 각 광플래시에서 생체측정을 위해 사용될 수 있는 이미지를 제공할 수 있다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부도면을 참조로 하기의 비제한적인 예시적인 실시예의 설명으로 나타날 것이다:
도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 동일한 조명렌즈의 투사도 및 사시도이다.
도 8은 스킨 프린트를 캡쳐하기 위한 본 발명에 따른 생체측정 디바이스의 개략도이다.
명확히 하기 위해, 이들 도면에 도시된 요소들의 치수는 실제 치수도 실제 치수의 비율에도 일치하지 않는다. 더욱이, 다른 도면들에 나타난 동일한 참조부호는 동일한 요소 또는 동일한 기능을 갖는 요소를 나타낸다.
도 1 내지 도 7에 따르면, 본 발명에 따른 조명렌즈는 가시광에 대해 균일하고, 투명하며 굴절성 있는 재료의 블록(10)으로 구성된다. 예컨대, 이는 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 PMMA 블록일 수 있으며, 그 일면은 가령 이 면의 금속피복에 의해 반사적이게 된다. 공지된 바와 같이, PMMA의 굴절률은 0.36㎛(마이크로미터) 내지 1.0㎛ 사이에 노인 파장에 해당하는 가시광과 적외선에 대해 대략 1.48 내지 1.51이다.
도 1 내지 도 7에 사용된 참조문헌들은 다음의 의미를 갖는다:
1. 광에 대한 진입면
2. 중간면
3. 광에 대한 출구면
4a 및 4b. 본 발명에 선택적인 조명렌즈를 고정시키기 위한 부분
5a 및 5b. 또한 선택적인 스터드
2개의 부분(4a 및 4b)은 블록(10)의 2개의 대향 측면들에 위치해 있고 외부 지지체에 블록(10)의 고정을 용이하게 하도록 되어 있다. 부분(4a 및 4b)은 임의의 형태일 수 있고 외부 지지체에 따라 피어싱이 제공될 수 있다.
2개의 대향면들 사이에, 블록(10)은 광학적 기능을 갖는 진입면(1), 중간면(2), 출구면(3)을 포함한 여러 개의 면들에 의해 경계가 정해진다. 이들 면들(1 내지 3)은 광선이 진입면(1)을 통해 블록(10)에 들어오고, 중간면(2)에 있는 블록(10) 내에 반사된 후, 출구면(3)을 통해 나올 수 있도록 배치되어 있다.
진입면(1)은 임의의 형태로 될 수 있으나, 바람직하게는 블록(10)에 들어온 광량을 증가시키는데 적합하다. 특히, 진입면(1)은 이 진입면(1) 맞은편에 배치된 광원의 방출영역의 형태에 따라 맞추어질 수 있다. 예컨대. 진입면(1)은 광원이 발광다이오드(LED)일 경우 폭 치수가 15.2mm(밀리미터)×7.6mm인 평평한 직사각형일 수 있고, 상기 다이오드의 방출영역은 치수가 4.6mm×2.6mm로 평평하다. 스터드(5a 및 5b)는 블록(10)에 대해 광원의 배치를 결정하기 위해 진입면(1)의 일측에 위치될 수 있다. 바람직하기로, 이들은 광원의 방출영역이 진입면(1)에 대해 중앙에 있도록 배치된다. 이들은 사용된 광원의 모델 및 블록(10)에 대해 광원을 배치하는데 필수적인 정확도에 맞는 임의의 형태로 대체될 수 있다. 특히, 이런 정확도는 광원의 위치를 블록(10)에 연결시키는 다른 부품들의 개수를 줄임으로써 더 쉽게 획득될 수 있다. 더욱이, 광원의 방출영역과 블록(10)의 진입면(1) 간에 거리를 유지기 위해 스터드(5a 및 5b) 또는 사용되는 등가의 형태가 이점적으로 설계될 수 있다. 이를 위해, 각 스터드(5a 및 5b)에는 이런 솔더의 높이 내에서 블록(10)에 대해 접근하는 광원을 막는 숄더가 베이스에 제공될 수 있다. 이 숄더 높이는 가령 1.2mm일 수 있다. 일반적으로, 광원의 방출영역과 블록(10)의 진입면(1) 간의 거리는 0.1mm 내지 3mm 사이로 고정될 수 있다.
중간면(2)에는 블록(10) 내부의 이 면(2)에 입사한 광선에 대해 미러기능을 발생하는 반사코팅이 제공된다. 이런 반사코팅은 금속피복에 의해, 가령, 면(2)에 알루미늄의 증착에 의해 만들어질 수 있다. 본 발명과 관련해, 금속피복은 사용된 광원에 의해 발생된 반사 파장에 대해 높은 광반사계수를 만드는 얇은 층의 형태의 임의의 증착물을 의미한다. 이 정의는 또한 다른 재료들로 된 여러 층들의 스택을 포함하며, 그 기능은 높은 광반사를 만드는 것이다. 예컨대, 이 반사계수는 중간면(2)의 중앙지점 가까이에서 반사된 광선 및 540nm(나노미터) 파장에 대해 95% 보다 클 수 있다.
도 1 내지 도 7의 실시예에서, 중간면(2)은 R로 표시된 축을 가진 회전 포물면부의 형태를 갖는다(도 7). 이런 식으로, 진입면(1)에서 굴절을 고려해 포물면의 초점(F)에서 나온 광선은 중간면(2)에서 반사 후 바로 축(R)에 평행하다. 다시 말하면, 중간면(2)에 형성된 반사체는 조준기 효과를 갖는다. 회전 포물면은 또는 포물선 반경, 포물선 파라미터, 또는 원추형 파라미터라고 하는 약 30.5mm의 반경을 가질 수 있다. 블록(10)의 2개의 측면들을 연결하는 방향으로 이 면(2)의 폭은 약 30mm일 수 있다. 도시된 본 발명의 실시예에서, 면(2)을 형성하는 포물면 부로 인해 초점(F)에서 나오고 블록(10) 내부의 중간면(2)에 반사된 광선은 축(R)과, 반사 전에, 대략 20°(도 7에서 αmin)내지 105°(αmax)사이 각도를 이룬다.
진입면(1)은 축(R)에 대해 약 22°만큼 기울어질 수 있고(도 7), 스터드(5a 및 5b)는 조명렌즈와 관련된 광원 발광영역을 초점(F)에 가까이 두게 설계되어 있다.
본 발명에 따르면, 출구면(3)은 서로 수직이고 출구면(3)에 나란한 2개의 방향으로 다른 2개의 곡률값을 갖는다. 따라서 출구면(3)은 0이 아닌 비점수차를 갖는 굴절면으로 구성된다. 예컨대, 출구면(3)은 -10 디옵터 및 -5.7 디옵터의 2개의 굴절력 값에 해당하는 각각 50mm(도 4) 및 85mm(도 7)와 같은 2개의 곡률반경을 가질 수 있다. 따라서, 출구면(3)은 도 7의 면에 포함된 광선들 및 이 도면의 한 면에 수직인 면에 포함되는 다른 광선들에 대해 다른 발산 굴절력을 갖는다. 그러므로 초점(F)에서 나오고 초기에 원형 횡단면을 갖는 광빔은 출구면(3)을 나온 후 도 7의 면에 수직으로 뻗어 있는 횡단면을 갖게 된다.
도 8은 도 1 내지 도 7에 따른 조명렌즈를 이용한 생체측정 디바이스의 횡단면도이다. 이런 렌즈는 다른 원리들에 따라 생체측정 디바이스에 이점적으로 사용될 수 있으나, 예로서 스킨 프린트 사진이 찍어진다.
도 8에 나타낸 참조부호들은 다음의 의미를 갖는다:
100 스킨 프린트 캡쳐 디바이스
101 핑거 통로영역
102 조명 어셈블리
10 조명렌즈를 형성하는 투명재료 블록
11 발광다이오드
12 발광다이오드의 발광영역
13 이미지 캡쳐 기기
14 투명 윈도우
15 핸드 통로 영역 캡
16 관측투사 시스템
광학블록(10) 및 발광다이오드(11)가 함께 조명 어셈블리(102)를 형성한다. 발광다이오드(11)의 방출영역(12)의 중앙지점은 가령 스터드(5a 및 5b)를 이용해 상술된 방식으로 렌즈(10)의 초점(F)에 중첩된다. S는 조명 어셈블리(102)에 의해 발생된 빔의 중앙 광선을 나타내고, R은 또한 블록(10)의 중간면(2)의 형태를 정의하는 회전 포물면의 축을 나타낸다. 광선(S)은 축(R)에 중첩된다. 조명렌즈에 대해 상술한 수치값들과 함께, 발광다이오드(11)의 방출영역(12)이 대략 길이가 4.6mm이고 폭이 2.6mm인 직사각형인 경우, 70% 이상의 집광효율을 달성할 수 있다.
방출영역(12)에 대해 상술한 길이와 폭 간의 비는 약 1.8인 반면, 필요한 조명빔은 약 1.4의 팽창인수를 갖는다. 이를 위해, 블록(10)의 출구면(3)은 가장 작은 횡치수로 그 방향에 평행인 빔의 횡팽창을 야기한다.
조명 어셈블리(102)에 의해 야기된 광빔은 윈도우(14)를 통해 영역(101)으로 지향된다. 윈도우(14)와 캡(15)은 영역(101)의 범위를 정하며, 상기 영역으로 사용자는 자신의 손가락 끝을 넣어 기기(13)에 의해 자신의 스킨 패턴이 이미지로 캡쳐된다.
조명 어셈블리(102)는 충분히 강한 광빔을 만들 수 있고, 기기(13)는 짧은 또는 심지어 매우 짧은 것이 필요한 노출 기간에 대해 충분히 큰 광감도를 갖는다. 예컨대, 발광다이오드(11)에 의해 0.2ms(밀리세컨드) 동안 발생된 4W(와트)의 조명 플래시는 지문 인식에 사용될 수 있는 이미지를 획득하기에 충분하다. 광학블록(10)의 출구면(3)과 영역(101) 간의 조명거리는 15cm 내지 25cm일 수 있다. 이들 조건 하에서, 사용자의 지문의 스킨 패턴의 이미지 캡쳐는 도 8의 면에 수직인 핸드의 횡이동에 적합할 수 있다. 따라서, 사용자는 충분한 이미지 품질로 자신의 지문의 이미지가 캡쳐되게 영역(101)을 통해 자신의 손가락을 통과시키는데 충분하다. 선택적으로, 이미지의 품질은 적절한 소프트웨어 처리에 의해 더 향상될 수 있다. 특히, 인용된 동작 조건들은 0.5에서 1m/s만큼 클 수 있는 사용자의 손에 의한 영역(101)의 횡단속도에 적합할 수 있다. 따라서, 디바이스는 충분한 이미지 품질을 제공하면서 "스쳐가는(on the flight)" 사용자의 지문을 캡쳐할 수 있다.
도 8의 평면에서 가령 깊이가 80±10mm, 높이가 30mm, 도 8의 평면에 수직으로 40mm인 영역(101)의 치수에 대해 영역(101)은 꽤 균일한 광강도로 조사되는 것이 또한 필요하다. 이런 치수들은 영역(101)을 지나는 손의 동일한 통과 동안 4개 손가락까지 사용자의 손가락의 스킨 프린트를 캡쳐하는데 적합하다. 정확도 수준이 덜 요구되는 소정의 적용에 대해, 4개 손가락까지 획득하는 게 반드시 필요하지 않다. 영역(101)에 대한 치수는 그런 후 상당히 더 작다. 그러므로, 1개에서 3개까지의 손가락에 대해, 25mm에서 40mm의 깊이 치수면 충분할 수 있다. 폭은 특히 손가락의 움직임의 결과가 중요하지 않은 소정의 애플리케이션들에 대해 또한 20mm에서 30mm 사이에 있도록 줄일 수 있다. 이미지 캡쳐 기기(13)는 영역(101) 내에 손가락의 표면 높이의 변화에 맞는 필드 깊이를 갖도록 또한 선택된다.
공지된 바와 같이, 캡쳐된 이미지의 스킨 패턴의 콘트라스트는 조명방향, 즉, 축(R)이 D로 표시된 이미지 캡쳐방향에 대해 비스듬할 경우에 더 크다. 축(R)과 방향(D) 간의 각도는 바람직하게는 24°내지 44°, 가령 34°이다. 방향(D)은 이미지 캡쳐기기(13)의 초점면(P)에 수직이다.
이런 타입의 스킨 프린트 캡쳐 디바이스에는 관측투사 시스템(16)이 이점적으로 보충될 수 있다. 이런 시스템(16)의 사용은 특히 참조문헌 FR 2 927 713 및 US 2009/208090에 공지되어 있다. 예컨대, 발광다이오드(11)는 녹색광을 발생하고 시스템(16)은 적색광을 발생한다. 시스템(16)의 투사방향(T)은 축(R)에 실질적으로 나란하다. 조명 어셈블리(102)의 작은 크기로 인해, 어셈블리(102) 및 시스템(16)은 조명빔 병합 시스템을 이용하지 않고도 축(R) 및 방향(T)이 영역(101)을 함께 가리킴에 따라 서로 가까이 배치될 수 있다. 따라서, 디바이스(100)의 어셈블리의 크기 및 복잡도와 단가가 줄어들 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 렌즈와 조명 어셈블리는 특히 조명거리가 0.5m(미터) 내지 2m인 경우 스킨 프린트 캡쳐 디바이스와는 다른 시스템에 이점적으로 사용될 수 있다. 예컨대, 홍채 패턴 캡쳐 디바이스는 또한 이런 조명 어셈블리를 포함할 수 있다. 본 발명은 그런 후 특히 하기의 이유로 이 홍채 패턴 캡쳐 디바이스에 특히 이점적이다:
- 피조사 광학필드는 특히, 두 눈이 동일한 이미지에 캡쳐될 때 수평방향으로 매우 길어질 수 있다;
- 비스듬한 조명은 "적목(赤目)"효과를 방지할 수 있다;
- 비스듬한 조명은 또한 임의의 간섭을 야기하지 않는 지점을 향해 어떤 반사를 변위, 특히 홍채 밖으로 반사를 변위시킬 수 있다.
- 비스듬한 조명은 또한 선택적으로 양각의 인식을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 또한 자동화 문서 판독 시스템, 특히 ID 문서 또는 게임 리포터와 같이 생체측정 애플리케이션과 별도의 시스템에도 이점적으로 적용될 수 있다.
물론, 본 발명은 또한 상술한 이점적들 중 적어도 일부를 보존하면서 제 2 태양들을 변경함으로써 재현될 수 있다. 특히, 조명렌즈는 렌즈가 사용되도록 의도된 광원의 방출영역의 크기에 따라 소정 크기로 될 수 있다. 이 방출영역은 측면이 1mm인 정사각형인 경우, 1/3 비율의 동조(Homothetic) 변환이 도 1 내지 7을 참조로 인용된 치수들에 적용될 수 있어, 중간면(2)에 대해 원추 반경이 약 10mm인 회전 포물면이 된다. 출구면(3)에 의해 형성된 굴절면의 곡률은 그런 후 -17 디옵터 및 -30 디옵터의 굴절력 값들에 각각 해당할 수 있다.
마지막으로, 예로 사용된 특정 실시예들에 대해 기술된 본 발명의 제 2 태양이 변경될 수 있다. 예컨대, 조명렌즈의 입사면에 대한 광원의 배치는 많은 방식으로 가이드될 수 있다. 마찬가지로, 측면 고정부는 외부 지지체에 블록을 지지하는 임의의 개수의 지점들로 교체될 수 있다. 대안으로, 블록에는 진입면을 둘러싸고 외부 지지체의 전용부와 접촉하도록 되어 있는 지지링이 제공될 수 있다.

Claims (15)

  1. - 반사체의 축(R) 주위로 회전 대칭이고 초점(F)을 갖는 포물면 또는 타원면의 일부에 의해 형성된 포물 또는 타원 반사체; 및
    - 초점에서 나오고 그런 후 반사체에 의해 반사된 다음 굴절면을 지나도록 배열된 굴절면을 포함한 생체측정 디바이스(100)용 조명렌즈로서,
    굴절면은 서로 수직하고 상기 굴절면에 나란한 두 방향으로 2개의 다른 굴절력 값을 가지며, 상기 2개의 굴절력 값은 네거티브인 것을 특징으로 하는 조명렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    반사체는 반경이 8mm 내지 45mm인 회전 포물면의 일부인 것을 특징으로 하는 조명렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    굴절면의 2개의 굴절력 값들 중 하나는 상기 2개의 값들 중 다른 하나의 20% 내지 80% 사이인 것을 특징으로 하는 조명렌즈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    굴절면의 2개의 굴절력 값들 중 첫번째 값은 -30 디옵터 내지 0 디옵터이고, 굴절면의 2개의 굴절력 값들 중 두번째 값은 -40 디옵터 내지 -1 디옵터인 것을 특징으로 하는 조명렌즈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 맞은편 측면 단부들, 진입면(1), 중간면(2) 및 출구면(3)을 갖는 투명재료블록(10)을 구비하고, 상기 3개의 면들은 2개의 측면 단부들 사이에 배치되며,
    중간면(2)은 금속피복되고 반사체를 구성하며,
    출구면(3)은 굴절면을 구성하고,
    진입면(1)은 반사체의 원추반경의 15% 미만으로 초점(F)으로부터 이격되어 위치되어,
    초점에서 나온 광빔이 진입면(1)을 지나 투명재료블록(10)에 들어오고, 상기 블록 내의 중간면(2)에 반사되며, 출구면(3)을 지남으로써 블록에서 나오는 조명렌즈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    투명재료블록(10)은 2개의 대향 측면 단부들에 위치되고 진입면(1)을 통해 블록에 들어오고, 중간면(2)에 반사되며, 그런 후 출구면(3)을 통해 나타나는 광빔을 가리지 않으면서 상기 블록을 외부 지지체에 고정시키는데 적합한 2개의 고정부(4a,4b)를 구비하는 조명렌즈.
  7. 반사체의 초점(F)에 배치된 발광다이오드의 광원(11) 및 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조명렌즈를 구비하는 조명 어셈블리(102).
  8. 제 7 항에 있어서,
    조명렌즈는 제 5 항 또는 제 6 항에 따르고, 투명재료블록(10)은 진입면(1)에 가까이 배치되고 광원이 상기 위치지정수단에 결합될 경우 상기 진입면 앞에 광원을 유지하는데 적합한 위치지정수단(5a,5b)을 구비하는 조명 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    위치지정수단(5a,5b)은 또한 상기 광원이 상기 위치지정수단에 결합될 경우 광원과 투명재료블록(10)의 진입면(1) 사이 간격을 결정하는데 적합한 조명 어셈블리.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    투명재료블록(10)의 진입면(1)은 상기 광원이 상기 위치지정수단(5a,5b)에 결합될 경우 광원의 발광영역(12)에 나란히 뻗어 있는 조명 어셈블리.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조명렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 생체측정 디바이스(100).
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 조명 어셈블리(102)를 구비하는 것을 특징으로 하는 생체측정 디바이스(100).
  13. 제 12 항에 있어서,
    이미지 캡쳐 기기(13)를 더 구비하고, 상기 기기는 이미지 캡쳐 방향(D)을 형성하는 광축을 가지며,
    한편으로는 조명렌즈 반사체(10)의 축(R)과 이미지 캡쳐 방향(D)을 형성하는 광축 간의 교차점 및 다른 한편으로 굴절면 간에 측정된 조명거리는 반사체의 상기 축을 따라 약 15cm 내지 25cm 사이인 생체측정 디바이스(100).
  14. 제 13 항에 있어서,
    조명렌즈 반사체(10)의 축(R)과 이미지 캡쳐 방향(D)을 형성하는 광축 간의 각도는 24°내지 44°인 생체측정 디바이스(100).
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    발광다이오드(11)는 각각 출력이 적어도 2W이고 기간이 0.4ms 미만인 광플래시를 발생하는데 적합한 생체측정 디바이스(100).
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