KR940005474Y1

KR940005474Y1 - 지문 인식장치

Info

Publication number: KR940005474Y1
Application number: KR2019890007636U
Authority: KR
Inventors: 양근영
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1994-08-13
Also published as: KR900020875U

Abstract

내용 없음.

Description

지문 인식장치

제1도는 종래 지문인식광학계의 구성도.

제2도는 종래 지문 영상 결상광학계.

제3도는 본 발명의 지문 인식광학계의 구성도.

제4(a)도, 제4(b)도는 본 발명의 홀로그램 제조광학계.

제5도는 레이저빔 입사각(Q1)의 계산식을 유도하기 위한 프리즘과 결상용 홀로그램의 관계도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 레이저다이오드 3, 5 : 홀로그램

4 : 트림즘 6 : 에어리어 CCD

본 고안은 홀로그램을 사용하여 영상을 경상시키기 위한 지문 인식장치에 관한 것이다.

종래에는 제1도 및 제2도와 같이 손가락지문에 빛을 조사하는 광원으로써, 레드 어레이판(LED Array plate)(20), 프리즘(21), 프리즘경사면에 형성되는 지문을 경상하는 결상렌즈계(25), 경상렌즈계에 의해 결상된 지문 형상을 전기적 신호로 바꾸는 에어리어 CCD(area charge coupled device)(22), 그리고 에어리어 CCD로부터의 신호를 증폭하고 분석하는 회로(23)로 구성된다.

이와같은 장치는 프리즘(21) 경사면에 손가락을 접촉하고 레드어레이판(20)을 빛을 조사하면 지문의 요철에서 프리즘(21) 경사면에 접촉된 부위는 밝게 빛나고, 접촉되지 않은 부분은 어둡게 되어 지문형상이 프리즘(21) 경사면에 형성되며, 이 지문형상은 경상렌즈계(25)에 의해 에어리어 CCD(22)에 결상되어 에어리어 CCD(22)가 결상된 상의 밝기정도를 전기적 신호로 바꾸고 이 전기적 신호를 증폭, 분석하므로써 지문이 인식된다.

이러한 종래장치는 제1도와 같이 결상렌즈계(25)가 결상하는 물체측(프리즘 경사면에 형성된 지문형상)이 결상렌즈의 광폭과 45도를 경사져있어 결상되는 상(24)도 제2도와 같이 에어리어 CCD(22) 위치에서 45도를 경사지게 되므로 지문의 형상이 광축 근처에서는 명확하고, 광축과 멀어질수록 희미해진다.

이는 지문을 인식하는데 에러(error) 발생요인으로 작용한다.

또한, 결상렌즈계가 위와같은 현상을 어느정도 보정하기 위해 여러장의 렌즈로구성되므로 광학계 크기가 커질뿐만 아니라 광학계의 원가가 상승되는 결점이 있었다.

본 고안은 이러한 종래의 결점을 해소하고자 한 것으로, 홀로그램과 프리즘을 사용하여 지문의 형상을 에어리어 CCD 상에 수직으로 형성시키므로써 에러요인을 제거하였고, 이로인해 왜곡이 없는 지문형상을 에어리어 CCD 상에 결정시킬 수가 있으며, 또한 레이저 빔의 시준과 지문형상의 결성을 홀로그램으로 수행시켜서 광학계의 소형화 및 저가격화에 도움을 줄 수 있는 등 그 실용성이 매우 높은 것이다.

이하 본 고안을 첨부도면에 따라서 상세히 설명한다.

제3도 내지 제5도는 본 고안의 실시예로써, 부호 1은 지문 인식장치용 광학계이며, 그 지문 인식장치용 광학계(1)는 광원인 레이저다이오드(2), 레이저다이오드(2)로부터 발산하는 빔을 시준하는 시준용 홀로그램(6), 프리즘(4), 지문의 영상을 결상하는 홀로그램(5), 결상된 영상을 전기적 신호로 바꾸는 에어리어 CCD(6)순으로 광학계를 구성한다.

상기 홀로그램(3)에 의해 시준되어 손가락지문에 빛을 조명하는 레이저빔(7)의 입사각도 Q1 지문의 요철로부터 산란되어 홀로그램(5)에 입사되는 산란빔(8)의 입사각도 Q2, 홀로그램(5)의 크기 L1등 각 구성요소의 관계는 제5도에서, 와 같은 조건을 만족하도록 하여 프리즘(4) 상면에서 직접 반사되는 빔이 홀로그램(5)에 입사되지 않도록 구성한다.

그리고 직접 반사되는 빔은 차광판(9)에 의해 차단되게 한다.

상기 홀로그램(3)(5)는 제4도와 같이 제작한다.

상기 지문 영상결상용 홀로그램(5)은 제4(a)도와 같이 발산구면파(W1)와 집속구면판(W2)가 이루는 각도 Q3를 Q2와 같게하여 홀로그램(5)판에 입사시키고, 발산구면파(W1)의 발산위치 h1과 집속구면파(W2)의 집속위치 h2는 h1=ℓ3, h2=ℓ2와 같은 관계를 만족하도록 하여 홀로그램(5)를 제작한다.

시준용 홀로그램(3)은 제4(b)도와 같이 평면파(W3)와 발산구면판(W4)가 이루는 각도 Q4가 Q1과 같게하여 홀로그램(3)판에 입사시키고, 발산구면파(W4)의 발산위치 h3는 ℓ1과 같게하여 홀로그램(3)을 제작한다.

이와같이 된 본 고안은, 레이저다이오드로부터 발산하는 빔은 프리즘(4)에 부착된 시준용 홀로그램(3)에 의해 시준된후 Q1의 각도로 입사되어 프리즘(4)상면에 접촉된 손가락을 조명한다.

조명된 빔은 지문의 요철에 의해 일부분은 산란되고, 일부분은 반사한다.

반사된 빔은 차광판(9)에 의해 차단되며, 산란된 빔(8)은 홀로그램(5)에 의해 집속되어 에어리어 CCD(6)상에 지문형상이 결상된다.

결상된 지문형상은 에어리어 CCD(6)에 의해 전기적신호로 바꾸고, 이 신호를 회로(10)가 증폭 분석하므로써 지문을 인식한다.

이때, 상기 홀로그램(3)(5)의 원리를 설명하면, 지문 영상결상용 홀로그램(5)은 제4(a)도와 같이 발산구면판(W4)를 h1의 발산위치에서 입사시키면 h2 위치에서 집속되는 집속구면파(W2)가 재생이되고, 시준용 홀로그램(3)은 제4(b)도와 같이 발산구면파(W4)를 h3의 발산위치에서 입사시키면 홀로그램(3)의 법선과 Q4의 각도를 이루는 평면파(W3)과 재생된다.

이와같이 본 고안은 홀로그램과 프리즘을 사용하여 지문의 형상을 에어리어 CCD 상에 수직으로 형성시키므로서 이로인해 왜곡이 없는 지문형상을 에어리어 CCD 상에 결상시키며, 또한 레이저 빔의 시준과 지문형상의 결상을 홀로그램으로 수행하므로써 광학계의 소형화 및 저가격화를 도모할 수 있는 것이다.

Claims

광원인 레이저다이오드(2)와, 레이저다이오드(2)로부터 발산하는 빔을 시준하는 시준용 홀로그램(3), 상기 시준용 홀로그램(3)을 부착시킨 프리즘(4), 지문영상결상용 홀로그램(5), 결상된 영상을 전기적 신호로 바꾸는 에어리어 CCD(6)을 구비한 것에 있어서, 상기 지문영상결상용 홀로그램(5)은 발산구면파(W₁)와 집속구면파(W₂)가 각각 홀로그램의 법선에 대한 각도(θ₁, θ)를 일치시켜 홀로그램에 입사시키고 이때의 반산구면파(^WΨ)의 발산위치^hΨ은 지문접촉부위로부터 홀로그램(5)까지의 거리와 같게 하며 집속구면파 (^W )의 집속위치^h 는 에어리어^CCD(6)로 부터 홀로그램(5)까지의 걸리와 같게 제작함과 아울러, 상기 시준용 홀로그램(3)은 평면파(^W )와 발산구면파(^W<)가 이루는 각도가 상기 시준된 빔이 상기 시준용 홀로그램의 법선에 대한 각도와 일치시켜 홀로그램에 입사시키고 이때의 발산구면파(^W<)의 발산위치^h 는 레이저다이오드(2)로부터 시준용 홀로그램의 거리_SΨ와 같게 제작함을 특징으로 하는 지문 인식장치.
제1항에 있어서, 상기 프리즘(4)와 지문영상결상용 홀로그램(5)은^L>〉^L +(^L</2)의 관계를 만족하도록 구성한 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.

(단,^L5는 시준된 레이저 빔이 프리즘 윗면에서 반사될 때 조명구간 좌측 끝에서부터 반사된 빔이 홀로그램(5)이 위치한 수평선과 만나는 점까지의 수평거리,^L 는 홀로그램(5)의 우측 끝에서부터 시준된 빔에 의해 조명되는 구간의 중심까지의 거리,^L<는 시준된 빔에 의해 조명되는 구간의 거리이다.)