KR101415644B1 - 광학식 지문 입력 장치 및 그 지문입력방법 - Google Patents

Abstract

광학식 지문입력장치 및 그 지문입력방법이 개시된다. 본 발명의 지문입력장치는 그 두께가 현저하게 얇은 판 형태의 광굴절기를 사용하여 전체적으로 두께가 얇은 광학식 지문입력 구조를 가진다. 본 발명의 지문입력장치는 기본광원(측면 또는 아랫면) 이외에도 후면광원을 동시에 구비하여, 측면광원에 의해 생성되는 높은 콘트라스트의 투과식(또는 산란식) 지문영상과 후면광원에 의해 생성되는 지문손실이 낮은 반사식(또는 흡수식) 지문영상을 획득하고 이를 합성함으로써 높은 콘트라스트를 가지면서도 지문손실이 없는 지문영상을 획득할 수 있다.

Description

광학식 지문 입력 장치 및 그 지문입력방법{Optical Type Fingerprint Input Device and Input Method thereof}

본 발명은 종래의 광학식 지문입력장치에 대비하여 그 두께가 현저하게 얇은 구조를 갖는 광학식 지문입력장치 및 그 지문입력방법에 관한 것이다.

정보기기를 이용한 개인 인증에 불변성과 유일성이 뛰어난 사용자 생체 정보를 이용하는 것은 이미 일반화되었으며, 그 중에서도 지문인식은 간단한 구조와 대비되는 뛰어난 성능 때문에 다른 수단에 비해 가장 주목되고 일반화된 인증수단이 되고 있다. 지문정보를 획득하는 방법으로 보편화된 방법이 프리즘과 같은 광굴절기를 사용하는 광학적인 방법이다.

종래의 광학식 지문입력장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 지문인식용 광을 조사하는 광원(1)과, 손가락이 접촉하는 프리즘(3)과, 프리즘(3)으로부터 출사되는 지문 영상을 결상하기 위한 렌즈(4)와, 렌즈(4)에 결상된 지문영상을 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서(Image Sensor)(5)로 구성된다. 광학식 지문입력장치에는 프리즘(3)과 광원(1)의 배치구조에 따라 산란식 장치와 흡수식 장치가 있다.

광원(1)에서 출사된 광은 프리즘(3)으로 입사하여 프리즘(3)의 지문접촉면(3a)에 접촉된 지문의 골과 융선에서 반사, 흡수 또는 산란되면서 지문 영상을 형성한 후, 프리즘(3)의 출사면(3b)을 통해 출사된다. 프리즘(3)에서 출사된 지문 영상은 렌즈(4)를 통해 이미지 센서(5)에 결상됨으로써 디지털 지문 영상을 획득하게 된다.

프리즘(3)은 삼각형 형상의 단면을 가지면서 광 경로를 일정한 각도 이상으로 변경시키기 때문에, 어떠한 방식에 의하더라도 프리즘(3)을 사용하는 지문입력장치는 반도체 타입 등에 비해 큰 부피를 가질 수밖에 없다. 따라서 광학식 지문입력장치를 비교적 얇은 패널 형상의 모바일 기기에 적용하는데 어려움이 있다.

이러한 문제의 해결책으로 프리즘의 두께를 얇게 하면, 사다리꼴형 왜곡과 직사각형 왜곡이 커지게 되어 해상도가 떨어지거나 이미지정보의 손실이 생긴다.

한편, 대한민국 공개특허 제2005-90884호는 삼각형 형상이 아닌 판상의 광굴절기를 사용함으로써 비교적 얇은 두께의 지문입력장치를 개시하고 있다. 해당 지문입력장치는 광굴절기의 측면에 광원을 배치하여 광굴절기 내에서 산란된 광을 이용하여 지문영상을 획득한다. 이 장치가 얇은 광굴절기를 사용함으로써 전체적으로 얇은 지문입력장치를 구현한 성과가 있으나, 이물질 등이 묻어 지문의 상태가 좋지 않은 경우에 다른 광학식 장치에 비해 인증률이 떨어지는 문제가 있다.

[관련 기술 문헌]

1. 모바일기기용 광학 지문입력장치(대한민국 공개특허 제2005-90884호)

본 발명의 목적은, 프리즘 형상이 아닌 광굴절기를 사용하여 두께를 얇게 만든 광학식 지문입력장치 및 그 지문입력방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 얇은 형상의 광굴절기 구조를 취함에도 지문에 묻은 이물질 등에 의한 노이즈를 제거하고 손실된 지문 영상을 복원하여 인식률을 높인 광학식 지문입력장치 및 그 지문입력방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 얇은 판상의 광굴절기를 사용함에 따른 지문영상의 사다리꼴 왜곡 및/또는 직사각형 왜곡을 보정하고 고해상도의 지문정보를 취득할 수 있는 광학식 지문입력장치 및 그 지문입력방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학식 지문입력장치는, 광굴절기와, 후면 광원, 렌즈군 및 이미지 센서를 포함한다. 광굴절기는 지문이 접촉하는 지문접촉면과, 상기 지문접촉면과 일정한 각도로 배치되어 상기 지문에 대한 지문 영상이 출사되는 출사면과, 상기 출사면의 반대측에 형성된 후면을 구비한 판 형상을 가진다.

후면 광원은 상기 후면을 통해 상기 지문 영상을 위한 광을 상기 광굴절기 내부로 조사한다. 렌즈군은 상기 출사면에서 출사되는 상기 지문 영상을 이미지 센서에 결상하고, 이미지 센서는 상기 렌즈군을 통해 결상되는 지문 영상을 대응하는 디지털 지문영상으로 변환하여 출력한다.

실시 예에 따라, 본 발명의 지문입력장치는 적외선 투과필터, 측면광원 및 영상획득부를 더 포함하고, 상기 후면 광원을 적외선 광으로 할 수 있다.

적외선 투과필터는 상기 후면 광원과 상기 광굴절기의 후면 사이에 마련되어 적외선을 투과시키면서 가시광의 반사, 굴절 및 투과는 차단하고, 기본 광원은 상기 광굴절기의 측면 또는 아랫면을 통해 상기 지문 영상을 위한 광을 상기 광굴절기 내부로 조사한다. 예컨대, 상기 광굴절기가 디스플레이 장치의 백라이트 상면에 장착될 경우에, 상기 백라이트를 상기 기본 광원으로 사용하여 광굴절기의 아랫면으로 광을 조사할 수 있다.

영상획득부는 상기 기본 광원을 점등시킴으로써 상기 이미지 센서로부터 제1 디지털 지문영상이 출력되도록 제어하고, 상기 후면 광원을 점등시킴으로써 상기 이미지 센서로부터 제2 디지털 지문영상이 출력되도록 제어할 수 있다.

나아가, 본 발명의 지문입력장치는 상기 제1 디지털 지문영상과 제2 디지털 지문영상 중 하나를 반전시켜 합성함으로써 최종 지문영상을 생성하는 영상합성부를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 영상합성부는, 상기 제1 디지털 지문영상과 제2 디지털 지문영상 중 하나를 반전시킨 후, 상기 제1 디지털 지문영상에서 지문 정보가 손실된 부분에 대응하는 영상을 상기 제2 디지털 지문영상으로부터 추출한 다음, 상기 제1 디지털 지문영상에 합성하는 방법으로 상기 최종 지문영상을 생성할 수 있다.

다른 실시 예에 의하면, 상기 렌즈군은, 사다리꼴 왜곡을 보정하기 위해 수단으로 상기 광굴절기의 출사면 앞에 배치되는 구면 렌즈를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라, 광굴절기, 렌즈군 및 이미지 센서를 구비한 광학식 지문입력장치의 지문입력방법은, 상기 광굴절기는 지문이 접촉하는 지문접촉면과, 상기 지문접촉면과 일정한 각도로 배치된 출사면과, 상기 출사면의 반대측에 형성된 후면을 구비한 판 형상으로 구비되는 단계; 가시광을 상기 광굴절기의 측면으로 조사하는 기본 광원과 적외선 광을 상기 후면으로 조사하는 후면광원을 마련하고, 상기 후면 광원과 상기 광굴절기의 후면 사이에 마련되어 적외선을 투과시키면서 가시광의 반사, 굴절 및 투과는 차단하는 적외선 투과필터를 구비하는 단계; 및 상기 기본 광원이 점등하여 상기 이미지 센서가 제1 디지털 지문영상을 출력하도록 하고, 상기 후면 광원이 점등하여 상기 이미지 센서가 제2 디지털 지문영상을 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 광학식 지문입력장치는 삼각형 프리즘이 아닌 판상의 광굴절기를 사용함으로써 두께를 얇게 구현하였으며, 특히 측면에 배치되는 기본 광원 이외에 후면 광원을 선택적으로 사용하여 얻은 복수 개의 지문영상을 합성함으로써, 높은 콘트라스트를 가지면서도 이물질에 의한 지문 정보의 손상이 없는 지문 영상을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 지문입력장치는 후면광원으로 적외선 광을 사용하고 적외선 투과필터를 채용함으로써 측면광원(투과식 또는 산란식)과 후면광원(반사식 또는 흡수식)을 동시에 사용함에 따른 구조적 난점을 하여 해결하였다.

본 발명의 지문입력장치는 얇은 구조에서 발생하는 사다리꼴형 왜곡과 직사각형 왜곡을 보정하고 이미지 정보의 손실을 줄여 고해상도의 지문 영상을 획득할 수 있다.

본 발명에 의해 가볍고 얇은 두께의 광학 지문입력 장치의 구현이 가능함에 따라 얇은 판상의 휴대기기에 적용이 용이하다.

도 1은 종래의 광학식 지문입력 장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광학식 지문입력 장치를 도시한 도면,
도 3의 본 발명의 지문 영상 획득방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고
도 4는 도 3의 방법의 설명에 제공되는 예시적 투과식 지문영상, 반사식 지문영상 및 이를 합성한 최종 지문영상이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 지문입력장치(200)는, 판상의 광굴절기(201), 기본 광원(203), 후면 광원(205), 렌즈군(211), 이미지 센서(213) 및 제어부(230)를 포함한다.

광굴절기(201)는 본 발명의 특징적 구성으로서 얇은 판의 형상을 가진다. 도 2에 도시된 광굴절기(201)의 단면 형상을 참조하면, 광굴절기(201)는 손가락(F)이 접촉하는 지문접촉면(201a), 지문접촉면(201a)과 소정의 각도(α)로 접하여 경사지게 배치되어 지문영상이 최종 출사되는 출사면(201b)을 구비한다. 또한, 출사면(201b)을 '전면'으로 가정할 때, 광굴절기(201)는 출사면(201b)에 대향하는 반대쪽에 형성된 후면(201c)과, 출사면(201b)과 후면(201c)을 연결하는 양 측면(201d)과, 지문접촉면(201a)에 대향하는 아랫면(201e)이 구비된다. 당연히 광굴절기(201)의 단면 형상은 다양하게 구현할 수 있으며, 도 2의 형상은 그 일 예이다.

여기서, 광굴절기(201)의 출사면(201b)측 각도(α)는 출사면(201b)에서 출사되는 지문영상이 땀(물) 또는 기름 등의 노이즈가 제거된 지문이미지만 나오도록 설정된다.

기본 광원(203)과 후면 광원(205)은 광굴절기(201)의 측면(또는 아랫면)과 후면의 외측에 배치되어 광굴절기(201) 내부로 지문영상 획득용 광을 조사된다.

먼저, 기본 광원(203)은 투과식(산란식) 지문영상을 획득하기 위한 가시광원으로서, 출사면(201b)에 접한 양 측면(201d) 또는 아랫면(201e) 중 적어도 하나를 통해 광굴절기(201) 내부로 가시광을 조사한다.

기본 광원(203)은 적어도 하나의 점 광원 또는 면 광원 형태로 배치될 수 있다. 예컨대, 기본 광원(203)은 도 2에서처럼 양 측면(201d)에 각각 2개의 측면-점-광원(전체 4개)(203)의 형태로 배치되거나, 아랫면(201e)에 하단-면-광원 형태로 배치할 수 있다. 만약 본 발명의 지문입력장치(200)가 디스플레이 장치의 백라이트(Back Light) 상면에 삽입 장착될 경우, 백라이트가 하단 면 광원의 역할을 할 수도 있다.

기본 광원(203)에서 출사된 광은 광굴절기(201)의 지문접촉면(201a)에 임계각보다 작은 각으로 입사되기 때문에 지문영상은 지문접촉면(201a)에 접촉한 지문의 융선 부분에서 산란된 광에 의해 주로 형성되어 골이 어둡고 융선 부분이 밝게 나타나 좋은 콘트라스트(Contrast)의 영상이 된다.

다만, 투과식은 융선에서 산란된 빛을 받는데 손가락이 지저분하면 산란보다 흡수가 많이 되어 이물질이 묻은 부분의 영상이 생성되지 않는 문제가 있다. 예컨대, 광원과 보색이 되는 파란 잉크 또는 모든 빛을 흡수하는 검정 잉크가 묻은 부분은 영상이 생성되지 않을 수 있다.

후면 광원(205)은 반사식(흡수식) 지문영상을 획득하기 위한 광원으로서, 출사면(201b)에 대향하는 후면(201c)을 통해 광굴절기(201) 내부로 광을 조사한다. 후면 광원(205)은 일반 가시광을 방출할 수도 있으나, 실시 예에 따라 적외선을 방출할 수도 있다.

후면 광원(205)에서 출사된 광은 광굴절기(201)의 지문접촉면(201a)에 임계각보다 큰 각으로 입사되기 때문에 지문영상은 지문접촉면(201a)에 접촉한 지문의 골 부분에서 반사된 광에 의해 주로 형성되어 골이 밝고 융선 부분이 어두운 영상이 된다.

또한, 광이 강하면 흡수가 되어야 하는 융선에서 흡수율이 떨어지게 되므로 콘트라스트가 상대적으로 낮은 영상이 되기 쉬우므로 광이 세지 않고 균일할 필요가 있다. 예컨대, 후면 광원(205)으로 적어도 하나의 점 광원을 적용한 경우에, 후면 광원(205)과 광굴절기(201) 사이에 후면 광원(205)에서 출사되는 광을 고르게 확산시키기 위한 확산판(207)이 구비될 수 있다.

한편, 투과식과 달리, 반사식은 전반적으로 밝은 배경을 가짐으로써 지문 등에 묻은 이물질에 불구하고 지문 획득이 가능한 특징이 있으므로, 본 발명은 이물질 등에 의한 지문 영상의 손실을 방지하고 지문 인식율을 높이기 위해서 아래에서 다시 설명되는 방식으로 투과식과 반사식을 모두 적용하였다.

한편, 기본 광원(203)이 동작하여 투과식 지문 영상을 획득하는 중에 광굴절기(201) 내로 입사된 가시광이 광굴절기(201)의 후면에서 투과/굴절/반사가 일어나면, 지문 영상의 콘트라스트가 떨어지게 된다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 광굴절기(201)의 후면(201c)에 차광막이 형성되는 것이 바람직하지만, 후면 광원(205)의 배치로 차광막의 형성이 불가능하다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명은 투과식과 반사식이 모두 적용하는 대신에 후면 광원(205)으로 적외선을 사용하고, 후면 광원(205)과 광굴절기(201) 사이에는 적외선 투과필터(209)를 배치하였다. 다만, 적외선 투과필터(209)는 검은색이나 짙은 자색과 같은 어두운 색을 가짐으로써 투과식 지문 영상 획득시에 기본 광원(203)에서 출사된 가시광이 후면(201c)에서 반사/굴절/투과되지 않도록 해야 한다.

적외선 투과필터(209)는 별도의 기구적 형태를 가지도록 마련될 수도 있고, 확산판(207) 또는 광굴절기(201)의 후면(201c)에 코팅되어 형성될 수도 있다. 그 밖에도 셀렌화아연(Zinc Selenide, ZnSe), 카드늄텔루리드(Cadmium Telluride, CdTe), 갈륨비소(Gallium Arsenide, GaAs) 및 게르마늄(Ge) 등과 같이 적외선 영역에서는 투명하고 가시광선 영역에서는 불투명한 소재를 사용하여 적외선 투과필터(209)를 제작할 수도 있다.

렌즈군(211)은 광굴절기(201)에서 출사되는 광을 이미지 센서(213)에 결상하기 위한 적어도 하나의 렌즈 조합으로서, 광굴절기(201)의 출사면(201b)으로부터 이미지 센서(213)에 이르는 광 경로의 설계에 따라 본 발명의 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에 이미 알려진 다양한 구성이 가능하다.

나아가, 직선인 광 경로를 필요에 따라 정해진 일정한 각도로 단순 변경하기 위하여 반사경과 같은 광소자를 당연히 사용할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(213)의 크기가 렌즈군(211)의 크기에 대해 상대적으로 큰 경우에도 렌즈군(211)은 반사경을 포함하여 이미지 센서(213)를 광경로에 평행하게 배치할 수 있다.

한편, 광굴절기(201)의 두께가 얇아지면서, 출사면(201b)을 통해 출사되는 지문영상에 대한 사다리꼴형 왜곡이 발생하고 커질 수 있다. 사다리꼴 왜곡에 의해 지문영상의 대향하는 두 변의 길이가 달라진다. 사다리꼴 왜곡 영상이 보정 없이 그대로 이미지 센서(213)에 결상할 때, 만약 지문영상의 긴 변을 이미지 센서(213)의 폭에 맞추어 결상하면 전체적인 영상의 해상도가 떨어지고, 만약 지문영상의 짧은 변을 이미지 센서(213)의 폭에 맞추면 지문 영상의 일부가 손실된다.

따라서 렌즈군(211)은 이미지를 결상하는 것 외에도 광굴절기(201)에서 출사되는 영상이 가지는 사다리꼴 왜곡이나 그 밖의 직사각형 왜곡을 보정하도록 구성할 수 있다.

예컨대, 대한민국 공개특허 제2005-90884호에 제시된 왜곡보정 부재(30)나 반사부재(40,41) 및 결상부(50)가 렌즈군(211)의 일 예가 될 수 있다. 다른 실시 예로, 렌즈군(211)은 이러한 사다리꼴 왜곡을 보정하기 위해 광굴절기(201)의 출사면(201b) 앞에 배치되는 구면 렌즈를 더 포함할 수 있다. 구면 렌즈는 사다리꼴형 왜곡을 직사각형 형태로 보정하고 분해능을 높이는 역할을 한다. 다른 방법으로, 아래에서 설명되는 영상획득부(231)가 사다리꼴로 왜곡된 지문영상을 영상처리 방법으로 보정할 수도 있다.

이미지 센서(213)는 렌즈군(211)을 통해 결상되는 지문영상에 대응하는 디지털 지문영상(또는 지문 이미지, 또는 그 신호)을 생성하여 제어부(230)에게 제공한다.

제어부(230)는 이미지 센서(213)가 생성한 디지털 지문영상을 처리하여 최종 지문영상을 생성하거나, 그로부터 지문인증 과정 등을 수행할 수 있으며, 이를 위해 영상획득부(231)와 영상합성부(233)를 포함한다.

이하에서는, 제어부(230)의 동작을 기본 광원(203)과 후면 광원(205)의 기능과 함께 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 다만, 이하의 설명에서 기본 광원(203)은 광굴절기(201)의 양측에 배치된 것으로 하고, 후면 광원(205)은 확산판(207)과 적외선 투과필터(209)를 구비한 것으로 한다. 또한, 도 4의 지문 영상은 이물질이 묻은 상태의 지문으로부터 각각 획득한 영상이다.

<투과식 제1 디지털 지문영상 획득: S301>

영상획득부(231)는 우선 기본 광원(203)을 점등시켜 투과식에 의한 지문영상을 획득한다. 앞서 도 2를 기초로 설명한 바와 같이, 기본 광원(203)에서 출사되어 광굴절기(201)의 양 측면(201d)으로 입사된 광은 지문접촉면(201a)에 임계각보다 작은 각으로 입사되어 지문의 융선 부분에서 산란되면서 제1 지문영상이 되어 출사면(201b)을 통해 렌즈군(211)으로 출사된다. 렌즈군(211)은 출사면(201b)에서 출사된 제1 지문영상을 이미지 센서(213)에 결상하고, 이미지 센서(213)가 제1 지문영상을 디지털 이미지 신호로 변환하여 제1 디지털 지문영상을 생성한다.

도 4를 참조하면, 제1 디지털 지문영상은 투과식 영상이므로 비교적 콘트라스트가 좋은 이미지가 된다. 광굴절기(201)의 후면(201c)에는 적외선 투과필터(209)가 배치되어 있기 때문에, 기본 광원(203)에서 출사된 광이 광굴절기(201)의 후면(201c)에서 반사/투과/굴절되지 않으므로 전체적 영상의 콘트라스트에 영향을 주지 않는다. 그러나 지문에 묻은 이물질에 의해 도 4의 제1 디지털 지문영상(A)은 해당 이물질 부분의 지문정보가 손실되었다.

<반사식 제2 디지털 지문영상 획득: S303>

제1 디지털 지문영상이 생성되면, 영상획득부(231)는 기본 광원(203)을 소등하고 후면 광원(205)을 점등시켜 반사식에 의한 지문영상을 다시 획득한다.

앞서 도 2를 기초로 설명한 바와 같이, 후면 광원(205)에서 출사된 적외선 광은 확산판(207)에 의해 비교적 균일한 면 광원 형태로 확산된 다음, 적외선 투과필터(209)를 통과하여 광굴절기(201)의 후면(201c)으로 입사된다. 이때의 적외선 광은 지문접촉면(201a)에 임계각보다 큰 각으로 입사되어 지문의 골 부분에서 반사되면서 제2 지문영상이 되어 출사면(201b)을 통해 렌즈군(211)으로 출사된다. 렌즈군(211)은 출사면(201b)에서 출사된 제2 지문영상을 이미지 센서(213)에 결상하고, 이미지 센서(213)가 제2 지문영상을 디지털 이미지 신호로 변환하여 제2 디지털 지문영상을 생성한다.

도 4를 참조하면, 제2 디지털 지문영상(B)은 반사식 영상이므로 상대적으로 낮은 콘트라스트를 보이지만, 손가락에 이물질이 묻은 경우에도 지문 정보에 손실이 없는 영상이 생성된다.

<제1 디지털 지문영상과 제2 디지털 지문영상 정합: S305>

영상합성부(233)는 영상획득부(231)가 획득한 제1 디지털 지문영상(A)과 제2 디지털 지문영상(B)을 합성하여 최종 지문 영상(C)을 생성함으로써, 이물질이 묻은 지문의 경우에 제1 디지털 지문영상(A)에 발생하는 손실을 보상하면서 콘트라스트가 좋은 이미지를 생성한다.

이를 위해, 제1 디지털 지문영상(A)은 골이 어둡고 융선이 밝은 영상이고 제2 디지털 지문영상(B)은 골이 밝고 융선이 어두운 영상으로서, 제1 디지털 지문영상(A)과 제2 디지털 지문영상(B)은 상호 반전된 상태이다. 따라서 영상합성부(233)는 제1 디지털 지문영상(A)과 제2 디지털 지문영상(B) 중 하나를 반전시켜 정합함으로써, 손실된 지문정보가 보상된 최종 지문 데이터를 생성한다. 도 4의 예는 제2 디지털 지문영상(B)을 반전시킨 반전 영상(B')을 생성한 다음, 제1 디지털 지문영상(A)과 반전 영상(B')을 합성하여 최종 지문영상(C)을 생성한 예이다.

정합 방법은 다양할 수 있겠지만, 예컨대 콘트라스트가 우수한 제1 디지털 지문영상을 기본으로 하여, 제1 디지털 지문영상에서 지문 정보가 손실된 부분에 대응하는 영상만을 제2 디지털 지문영상으로부터 추출하여 제1 디지털 지문영상에 합성하는 방법을 고려할 수 있다.

도 4의 최종 지문영상(C)은 전체적으로 높은 콘트라스트를 갖는 것은 물론이고 이물질이 묻은 지문 부분의 지문 정보도 손실되지 않았다. 결과적으로 본 발명의 지문입력장치(200)에서의 지문 인식률이 향상되는 효과가 있다.

이상의 방법으로 본 발명의 지문입력장치의 지문입력 과정이 수행된다.

도 3의 예에서, 제1 디지털 지문영상(A)이 생성된 후에 제2 디지털 지문영상(B)이 생성되는 것으로 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 당연히 그 반대의 순서로도 생성할 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 본 발명의 지문입력장치(200)는 S301 단계 또는 S303 단계만을 수행하여 제1 디지털 지문영상 또는 제2 디지털 지문영상만을 생성하고, 해당 영상을 기초로 인증과정 등을 수행할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (10)

1. 광학식 지문입력장치에 있어서,
   지문이 접촉하는 지문접촉면과, 상기 지문접촉면과 일정한 각도로 배치되어 상기 지문에 대한 지문 영상이 출사되는 출사면과, 상기 출사면의 반대측에 형성된 후면을 구비한 판 형상의 광굴절기;
   상기 광굴절기의 측면 또는 아랫면을 통해 상기 지문 영상을 위한 광을 상기 광굴절기 내부로 조사하는 기본 광원;
   상기 후면을 통해 상기 지문 영상을 위한 적외선 광을 상기 광굴절기 내부로 조사하는 후면 광원;
   상기 후면 광원과 상기 광굴절기의 후면 사이에 마련되어 적외선을 투과시키면서 가시광의 반사, 굴절 및 투과는 차단하는 적외선 투과필터
   상기 출사면에서 출사되는 상기 지문 영상을 결상하는 렌즈군;
   상기 렌즈군을 통해 결상되는 지문 영상을 대응하는 디지털 지문영상으로 변환하여 출력하는 이미지 센서; 및
   상기 기본 광원을 점등시킴으로써 상기 이미지 센서로부터 제1 디지털 지문영상이 출력되도록 제어하고, 상기 후면 광원을 점등시킴으로써 상기 이미지 센서로부터 제2 디지털 지문영상이 출력되도록 제어하는 영상획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치.
   
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3. 제1항에 있어서,
   상기 광굴절기가 디스플레이 장치의 백라이트 상면에 장착될 경우에, 상기 백라이트를 상기 기본 광원으로 사용하여 상기 광굴절기의 아랫면으로 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치.
   
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1 디지털 지문영상과 제2 디지털 지문영상 중 하나를 반전시켜 합성함으로써 최종 지문영상을 생성하는 영상합성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 영상합성부는,
   상기 제1 디지털 지문영상과 제2 디지털 지문영상 중 하나를 반전시킨 후, 상기 제1 디지털 지문영상에서 지문 정보가 손실된 부분에 대응하는 영상을 상기 제2 디지털 지문영상으로부터 추출한 다음, 상기 제1 디지털 지문영상에 합성하는 방법으로 상기 최종 지문영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 렌즈군은, 사다리꼴 왜곡을 보정하기 위해 상기 광굴절기의 출사면 앞에 배치되는 구면 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치.
   
7. 광굴절기, 렌즈군 및 이미지 센서를 구비한 광학식 지문입력장치의 지문입력방법에 있어서,
   상기 광굴절기는 지문이 접촉하는 지문접촉면과, 상기 지문접촉면과 일정한 각도로 배치된 출사면과, 상기 출사면의 반대측에 형성된 후면을 구비한 판 형상으로 구비되는 단계;
   가시광을 상기 광굴절기의 측면 또는 아랫면으로 조사하는 기본 광원과 적외선 광을 상기 후면으로 조사하는 후면광원을 마련하고, 상기 후면 광원과 상기 광굴절기의 후면 사이에 마련되어 적외선을 투과시키면서 가시광의 반사, 굴절 및 투과는 차단하는 적외선 투과필터를 구비하는 단계; 및
   상기 기본 광원이 점등하여 상기 이미지 센서가 제1 디지털 지문영상을 출력하도록 하고, 상기 후면 광원이 점등하여 상기 이미지 센서가 제2 디지털 지문영상을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치의 지문입력방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 디지털 지문영상과 제2 디지털 지문영상 중 하나를 반전시켜 합성함으로써 최종 지문영상을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치의 지문입력방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 최종 지문영상을 생성하는 단계는,
   상기 제1 디지털 지문영상과 제2 디지털 지문영상 중 하나를 반전시키는 단계;
   상기 제1 디지털 지문영상에서 지문 정보가 손실된 부분에 대응하는 영상을 상기 제2 디지털 지문영상으로부터 추출하는 단계; 및
   상기 제2 디지털 지문영상으로부터 추출한 영상을 상기 제1 디지털 지문영상에 합성하여 상기 최종 지문영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치의 지문입력방법.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 광굴절기가 디스플레이 장치의 백라이트 상면에 장착될 경우에, 상기 백라이트를 상기 기본 광원으로 사용하여 상기 광굴절기의 아랫면으로 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광학식 지문입력장치의 지문입력방법.
    
    

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