KR900006061B1 - 요철면 정보 검출장치 - Google Patents

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KR900006061B1 KR1019860001470A KR860001470A KR900006061B1 KR 900006061 B1 KR900006061 B1 KR 900006061B1 KR 1019860001470 A KR1019860001470 A KR 1019860001470A KR 860001470 A KR860001470 A KR 860001470A KR 900006061 B1 KR900006061 B1 KR 900006061B1
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후미오 야마기시
히로유끼 이께다
다께후미 이나가끼
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후지쓰 가부시끼가이샤
야마모도 다꾸마
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Abstract

내용 없음.

Description

요철면 정보 검출장치
제1도는 본 발명이 원리 설명도.
제2도는 본 발명에 의한 요철면 정보 검출장치의 기본원리를 나타낸 측면도.
제3도는 본 발명의 일실시예의 측면도.
제4도는 본 발명의 다른 실시예의 측면도.
제5도는 투명기부판상의 잔여 지방성분의 영향을 설명하기 위한 도면.
제6도는 콘트라스트의 조명각도 외존성을 나타낸 그래프.
제7도는 본 발명의 다른 실시예의 배치도.
제8도는 광경로길이와 수득된 영상의 높이/폭비, 그리고 비점수차간의 상관 그래프.
제9도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배치도.
제10도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배치도.
제11도는 제10도에 보인 실시예에서의 홀로그램 제조방법 설명도.
제12도는 본 발명의 다른 실시예의 의한 배치도.
제13도는 제12도에 보인 실시예에서의 홀로그램의 제조방법 설명도.
제14도는 투명기판의 잔여 지방성분을 영향을설명하기 위한 도면.
제15도는 본 발명의 다른 실시예의 의한 배치도.
제16도는 본 발명의 다른 실시예의 의한 배치도.
제17도는 제16도에 도시된 실시예의 동작 설명도.
제18도는 본 발명의 다른 실시예의 의한 배치도.
제19도는 제18도에 도시된 실시예의 동작 설명도.
제20도는 검출된 밀봉패턴 설명도.
제21도는 사람피부의 스펙트럼 반사율 그래프.
제22도는 본 발명에 의한 개인조회장치를 나타내는 개통도.
제23도는 제22도에 도시된 장치의 생체검출 광학수단의 평면도.
제24도는 제23도내의 생체검출 수단의 회로도.
제25도는 홀로그램내의 수차의 원인 설명도.
제26도는 본 발명의 요철면 정보 검출장치내에서 홀로그램 제조 및 영상 재구성 방법 설명도.
제27도는 요철면 검출장치내의 수차 원인 설명도.
제28도는 본 발명의 다른 실시예의 의한 배치도.
제29도는 제28도내에 도시된 실시예의 동작 설명도.
제30도는 본 발명의 다른 실시예의 의한 배치도.
제31도는 제30도에 도시된 실시예의 동작 설명도.
제32도는 요철면 정보 입력부로부터 광학경로를 나타내는 평면도.
제33도는 본 발명의 다른 실시예의 원리 설명도.
제34도는 제33도에 보인 실시예의 배치도.
제35도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 원리 설명도.
제36도는 본 발명의 다른 실시예의 의한 배치도.
제37도는 제36도의 실시예를 개선한 실시예도.
제38도는 본 발명에 의한 요철면 정보 검출 장치의 레이저 광학경로 설명도.
제39도는 종래의 개인조회 시스템의 개통도.
본 발명은 개인조회 장치내의 지문 및 그와 유사한 것을 검출하기 위한 요철면 검출장치에 관한 것이다.
오늘날 고도의 기술 정보화 세계에서는최근에 좀더 훌륭한 컴퓨터 시스템의 보안 기술의 확립이 강하게 요구되고 있다.
특히 정보의 기밀을 보호하기 위해 그러한 시스템 취급 담당자를 정확히 식별 해야만 하므로 결국, 컴퓨터실의 출입을 엄격히 통제하는 것이 상당히 중요하다. 과거에, 암호나 신분카드를 사용했으나 현재는 지문을 사용하는 개인조회 시스템들이 증가 일로에 있다.
요철면 정보(예, 지문)를 입력시키기 위한 종래의 방법에서는 잉크를 사용하여 종이위에 지문을 압인한 다음 영상감지기를 사용하여 감지한다. 또 다른 방법으로 광비임을 임계각 또는 그 이상의 각도로 유리/공기 계면상에 투사하여 결국 요철면 패턴을 연속적으로 얻는 방법도 있다.
전술한 방법에서는, 지문 정보를 입력시킬 때마다 손가락에 잉크를 묻혀야만 되고 또한 도포가 고르지 않거나 긁힌 자국 등에 의해 입력동작이 곤란하다.
프리즘을 사용하는 종래의 요철면 정보 검출장치에서는 손가락 표면(요부와 철부를 갖는 요철 패턴)을 프리즘의 경사면에 압인후 투사광을 임계각도나 그 이상의 각도에서 그의 경사면 부분상에 입사시킨다. 입사광은 철부에 의해 산란되어 요부내의 유리/공기 계면에 의해 전 반사된 다음 검출기(예, 영상소자)상에 입사됨으로써 요철 패턴을 검출할 수 있도록 해준다.
그러나 광은 잔여지문이나 습기로 인해 불투명 경사면을 통하여 누설되며, 이 누광은 지문의 요부에 조명되어 산란된다.
그러므로 철부로부터의 고아신호 레벨이 저하되어 결국 요철 패턴의 콘트라스트를 감퇴시킨다. 또한 프리즘을 사용하기 때문에 장치의 총두께를 줄일 수 없다. 더욱 특히, 만일 손바닥 전체의 요철 패턴을 검출할 경우, 큰 프리즘을 사용해야만 되므로 결국 장치의 덩치가 커진다. 그밖에도 최종 영상이 손바닥의 표면으로부터 검출기까지의 광경로기장의 차이로 인해 사다리꼴 형상으로 찌그러질 수도 있다.
본 발명은 종래의 단점들을 고려하여 제조된 것으로 요철 패턴의 콘트라스트를 개선하고 또한 검출된 영상 패턴을 왜곡시키지 않는 얇고 콤팩트한 요철면 정보 검출장치를 설비하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성시키기 위해, 적어도 피검출 요철면을 압인하기 위한 요철면 접촉부를 갖는 투명판과, 투명판을 통하여 요철면 접촉부를 조명하기 위한 광원과, 투명판으로부터 요철면 접촉부상에서 반사되는 빛을 유도해내기 위한 요철면 영상 유도광학소자와 그리고 광학소자에 의해 투명판으로부터 유도된 광을 검출하기 위한 검출기를 포함하되, 검출기내로 도입될 요철면 접촉부의 철부와 면하는 부분에 의해 반사되는 광은 요철면 접촉부의 요부와 면하는 부분에 의해 반사되는 광의 진로방햐으로부터 분기되며, 또한 광학소자는 철부와 면하는 부분에 의해 검출기내로 반사된 광을 안내하도록 배치되는 것이 특징인 요철면 정보 검출 장치를 제공한다.
이하 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 제1도를 참조하여 본 발명에 의한 요철면 정보 검출장치의 기본원리를 설명한다. 사람의 손가락 101을 투명기판 100(예, 유리)에 대고 누른다. 제1도에서, 손가락 101의 지문을 구성하는 철부 102와 요부 103을 강조하여 나타낸다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 철부 102는 유리면과 접촉되는 한편 요부 103은 유리면으로부터 분리되므로, 요부 103과 유리면간에 공기층을 형성해준다. 광을 화살표A로 나타낸 바와 같이 그이 하측으로부터 투명기판 100상에 수직으로 조사한다. 기판 100의 내부로 입사되는 광을 철부들 102에 의해 난반사되어 모든 방향으로 산란된다. 왜냐하면 철부에 공기층이 형성되지 않았기 때문이다. 기판 100의 전반사조건(즉, 임계각보다 더 큰 각도를 갖는)을 만족시키는 산란광은 제1도에서 쇄선으로 나타낸 바와 같이 기판 100의 하부표면에 의해 모두 반사된 다음, 그이 상부표면(제1도에는 도시 안됨)에 의해 전 반사됨으로서 기판 100의 내부를 통해 전파된다. 다른 한편 광은 요부 103에서 기판 100을 통하여 통과한다. 왜냐하면, 공기층이 이 부분에 형성되기 때문이다. 기판 100을 통과하여 손가락 101의 요부 103에 도달하는 광비임은 요부 103의 표면에 의해 난 반사되므로 결국 산란광으로 변환된다. 이 산란광이 그이 상부표면으로부터 기판 100으로 입사할 때 기판 100의 하부표면으로부터 스넬법(Snell's Law)에 의해 그의 입사각과 동일각도로(길고 짧은 쇄선으로 표시된 바와 같이)외부로 방출된다. 그러므로, 요부 103으로부터 산란된 광은 기판 100의 내부를 통해 전파되지 않는다. 이와 같은 방법에서 기판 100의 내부를 통하여 전달되는 전반사광은 요철 패턴 영상을 얻을 수 있도록 검출된다.
제2도는 본 발명에 의한 요철면 정보 검출장치의 기본 원리는 나타내는 측면도이다. 참조번호 1은 투명판을 나타낸다. 판1은 요철면(예, 지문)5를 압인하기 위한 요철면 접촉부 1a를 갖고 있다. 요철면 5를 조명하기 위한 광원 2는 판 1 아래에 배치된다. 접촉부 1a의 타단에는 판 1내에서 반사된 모든 광은 외부로 안내해 주기 위한 광학 소자 3이 배치되고 또한 광학소자 3에 의해 안내된 광을 검출하기 위한 검출기 4가 대향 배치된다.
여기서 투명판 1은 단지 사용된 광원으로부터 방출된 광을 투과시키기 위한 것임을 주기해야 한다. 요철면 5를 투명판 1에 압인후 광원 2로 조사하면 철부9에 의해 반사된 광성분들과 요철면 5의 요부 10에 의해 반사된 광은 각각 다른 방향으로 전달된다. 특히, 요부 10에 의해 산란된 광선분 16은 판 1로 입사후, 반사된 다음 판 1외측으로 투사된다. 다른 한편, 철부 9에 의해 산란된 임계각보다 더 큰 각을 갖는 광성분 17은 모두 투명판/공기 게면들에서 반복적으로 반사되어 판 1의 내부를 통해 전파된다(주, 임계각보다 작은 각을 갖는 다른 광성분 17은 판 1외측으로 투사된다.) 철부정보와 용부정보는 판과 손가락간의 공기층 형성여부에 따라 판별된다. 요부 10에 의해 산란된 모든 광성분 16은 판 1외측으로 투사되기 때문에 판 1의 내부를 통해 전파되는 광성분 17은 철부 9로부터의 정보에 해당하는 것으로 단지 양호한 콘트라스트를 갖는 요철 패턴 정부를 얻기 위해서 검출할 필요가 있다.
광성분 17이 판 1의 내부를 통해 전파하여 광학소자 3에 대응하는 위치에 도달하면 전반사조건을 더 이상 만족되지 않기 때문에 광성분 17은 판 1과 소자 3간의 계면을 통해 광학소자 3으로 입사되어 그로부터 외부로 안내된다. 그 다음 철부 9의 광선분 17로부터의 패턴 정보는 외부검출기 4에 의해 검출된다.
본 발명의 요철면정보 검출장치의 응용에 대해 이상 설명한다. 제3 및 4도는 본 발명의 다른 실시예들의 측면도들이다. 투명판 1은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 판 1의 내부를 통하여 외부로 전반사광을 안내하기 위해서는 전반사조건을 허물수 있는 홀로그램 또는 프리즘이 좋다.
제3도에서, 홀로그램 31이 광학소자로서 사용된다. 좀더 구체적으로 홀로그램 31은 요철면 5의 압인동작에 방해가 되지 않는 위치에서 투명판 1의 요철면 접촉부 1a상에 장치된다. 이러한 배치로서, 판 1의 내부를 통해 전파되는 전반사 광은 홀로그램 31로 입사후 그에 의해 회절되어 외부로 방출된 다음 검출기 4에 의해 검출된다.
제4도는 홀로그램 31대신에 프리즘 32가 제공된 일실시예를 나타낸다. 광성분 17의 전 반사조건이 프리즘 32와 공기간의 계면에 의해 허물어진 다음 광성분 17은 프리즘 32내로 회절되어 외부로 안내된다. 그러나 본 실시예에서는 프리즘 32를 통하여 전파하는 광성분의 광경로 길이들이 상이하여 사변형 찌그러짐(왜곡)이 발생할 수도 있다. 만일 홀로그램이 사용될 경우 모든 광학경로 길이들은 동일하기 때문에 사변형 왜곡이 발생하지 않는다. 여기서 만일 렌즈기능을 갖는 홀로그램을 사용할 경우 최종영상을 감지기(예, CCD)상에 직접 형성할 수도 있음을 주지해야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 요부에 의해 산란된 모든 고아성분들은 투명판 외측으로 투사되고 단지 철부에 의해 산란된 것들만이 투명판의 내부를 통해 전파된다.
그러므로, 첨부 정보만을 추출할 수 있어 결국, 양호한 콘트라스트를 갖는 요철 패턴을 얻을 수 있다. 특히 광학시스템은 단지 투명판(1)만을 포함하면 되기 때문에 큰 요철면을 검출하고자 할 때라도 검출장치의 크기가 증대되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 장치에서, 제5도에서 볼 수 있는 바와 같이 잔여 지문으로부터의 잔여지방 또는 수분성분 26이 판 1의 표면에 부착되어 있고 또한 그 위에 손가락 7에 접촉된 상태에 있게되면 그것은 손가락 7의 요부로부터 산란된 광으로 조명되므로 제2광원으로서 작용한다. 그 다음 성분 26으로부터의 산란광은 잡음광 27로서 판 1을 통해 전파 되어 S/N비를 감퇴시킨다.
이러한 이유 때문에 제7도에 보인 본 발명의 다른 실시예에 의하면 요철면정보 검출장치는 검출할 요철면 5를 압인하기 위한 투명판 1, 요철면 5를 조명하기 위한 광원 2, 전 반사조건을 차단시킴에 의해 판 1을 통하여 반사되는 모든 광을 외부로 안내해 주기 위한 광학소자 3과, 그리고 외부로 안내된 광을 검출하기 위한 촬상장치(검출기) 4를 포함한다. 그 장치에서, 요철면 5로부터 광학소자 3을 향하는 방향을 "-"로 하고, 그의 반대 방향을 "+"로 할 때 요철면 5를 조명하기 위한 광방향 +33° 내지 -38°의 범위내로 오도록 세트했다고 가정하자.
요철면 5에 대해 조명각도를 +33° 내지 -38°의 범위내로 오게 했기 때문에 요철면 5의 요부로부터 반사되어 광학소자 3을 향해 전파하는 광량은 감소될 수 있으며 또한 잔여지문으로 인한 영향을 제거하여 S/N비의 감퇴를 방지할 수 있다.
제7도는 본 발명의 실시예에 의한 장치를 나타낸다.
본 실시예의 장치는 제3 또는 4도에 도시된 실시예에서와 같이 투명판 1, 광원 2, 광학소자 3(예, 홀로그램) 그리고 촬상장치 4를 포함한다. 본 실시예의 주요특색은 판 1을 통하여 요철면 5에 대해 광원 2로부터 방출된 광의 조명각도가 요철면 5의 직각방향(즉, 광학소자 방향)을 "-"로 하고 그 반대방향을 "+"로 할 경우 +33° 내지 -38°내에 오도록 세트한다는 것이다.
제6도는 조명각도에 따라 콘트라스트가 결정되는 실험으로 얻은 결과를 나타내는 그래프이다.
제6도를 참조하면, (투명판의 내부로부터 요철면을 조명하는 광의)조명각도는 횡축을 따라 구성되고 얻어진 영상정보의 콘트라스트는 종축을 따라 구성된다.
그밖에도 곡선 A는 투명판이 깨끗할 때 지문이 검출되는 경우를 나타내며, 곡선 B는 잔여지문이 투명판상에 남아있을 때 지문이 검출되는 경우를 나타낸다. 제6도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 잔여 지문이 남아 있을 때 콘트라스트의 조명각도 의존성은 향상된다. 이 경우에, 3이상의 콘트라스트를 얻기 위해 조명각도 범위는 +33° 내지 -38°에 와야만 한다.
본 실시예에서는, 지방 또는 수분성분이 투명판에 부착될 경우조차 양호한 콘트라스트가 얻어질 수 있다.
제3 또는 4도의 장치에서는 만일 잔여 지문이 존재하면, 그후의 제조 알고리즘에도 부담이 걸리므로 식별률이 저하될 수 있지만 그러한 문제들은 상술한 실시예에 의하면 제거될 수 있다.
상기와 같은 본 실시예의 장치에 의하면, 만일 잔여지문에 의해 원인이 되는 지방 또는 수성성분이 투명판에 부착되더라도 고 콘트라스트의 영상을 얻을 수 있으므로, 지대란 실용적인 장점들을 제공할 수 있다.
제3 또는 4도의 요철면 정보 검출 방법에서는 홀로그램의 작성파면(formation wavefront)과 재생파면(reconstruction wavefront)간의 차에 의해 원인이 되는 비점수차가 발생될 수 있으므로 영상이 흐려진다.
이러한 이유 때문에, 제9도에 보인 본 발명의 다른 실시예에서 요철면 정보 검출 장치는 투명판 1, 광원 2, 홀로그램 31, 그리고 검출기 4를 포함하고 있다. 본 장치에서, 판 1에 압인된 요철 피검체(손가락)에 의해 산란된 광성분들은 홀로그램 31속으로 직접 인도되어 홀로그램의 브래그조건(Bragg Condition)을 만족시키는 피검사체 7의 철부 9로부터 광성분들 116에 해당하는 철부정보만이 검출기 4내로 안내된다.
피검사체 7의 요부 10으로부터의 광성분과 브래그 조건을 만족시키지 못하는 철부 9로부터의 광성분들은 검출기 4로 안내되지 못하므로 철부 정보만에 의해 요철면 정보를 얻을 수 있다.
홀로그램과 피검사체간의 거리가 홀로그램 재구성모드(즉, 검출모드에서)에서 짧아지면 홀로그램의 작성파면과 재생파면간의 차로 인한 수차와 영사의 높이/폭비(종횡비)에서의 차가 제거될 수 있다.
제9도는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 장치는 제3도에 도시된 실시예에서와 같이 투명판 1, 광원 2, 홀로그램 31, 그리고 검출기 4를 포함한다. 본 실시예의 주요특징은 피검사체 7의 철부 9로부터 반사된 빛에서, 브래그 조건을 만족시키는 광선분들 116은 홀로그램 31내로 직접 안내되어 검출기 4에 의해 검출된다.
제8도는 광학경로기장, 최종영상의 높이/폭비, 그리고 비점수차간의 상호관계를 나타낸다. 제8도를 참조하면, 광학경로기장은 횡축을 따라 구성되며, 높이/폭비는 좌측 종좌표를 따라 구성되며, 그리고 비점수차는 우측 종좌표를 따라 구성된다. 그밖에 곡선 A는 높이/폭비를 나타내며, 곡선B는 비점수차를 나타낸다.
여기서 높이/폭비라함은 어떤 지점에서 볼 때 영상비임의 종방향 및 측방향 촛점들의 높이와 폭의 비를 말한다. 제8도에서 볼 수 있는 바와 같이, 그 비가 1.0에 근접할수록 비임의 촛점은 좋아진다. 비점수차는 세로(종)방향 및 측(횡)방향 두방향에서의 비임의 최대 왜곡부분들간의 거리이다. 비점수차가 작아질수록 수차는 제거되어 비임의 촛점은 더욱 좋아진다.
제8도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 비점수차는 광학경로기장이 짧아질수록 더 작아진다. 제8도에서 점선들은 높이/폭비 오차의 허용범위를 나타낸다. 허용범위가 5%일 때 광학경로 기장은 27nm 또는 그 이하로 세트되는 것이 좋다.
제9도에 보인 이러한 조건을 만족시키는 배열로서, 피검체 7의 철부 9로부터 반사되고 브래그 조건을 만족시키는 광성분 116은 홀로그램 31에 의해 회절되어 a로 나타낸 바와 같이 검출기 4에 도달한다. 그러나 요부 10으로부터의 거의 모든 광성분들 116은 브래그 조건을 만족시킬 수 없으며, 또한 b로 표시된 바와 같이 스넬스법에 의거 공기층내로 방출된다. 비록 성분들 116이 c로 표시된 바와 같이 부분적으로 회절된다 할지라도 그들은 약하고 또한 브래그조건을 만족시키지 못하기 때문에 그들은 다른 방향으로 전달된다.
그러므로, 철부정보의 광만이 검출되어 지문영상을 얻을 수 있다.
광학경로 기장이 제3도에 도시된 실시예의 전반사를 여과시키는 방법에 따라 약 17mm이 되도록 세트될 때 만일 피검체로부터 산란된 광의 유효각은 45°로 세트되고 또한 철부 정보가 전반사후 요부정보로부터 식별되면 투명판의 두께는 약 6mm가 되도록 세트도야 하고 검출된 영상이 실제 피검체와 겹쳐진다. 그러므로 영상을 얻을 수가 없다.
상술한 실시예에 의하면, 적은 비정수차를 갖는 깨끗한 영상을 간단한 방법으로 얻을 수 있다. 그밖에도 얻은 영상은 찌그러짐이 없기 때문에 보정수단이 필요없으며 또한 검사를 쉽게 할 수 있으므로 지대한 실용적인 장점을 제공한다.
제3도의 실시예에서, 홀로그램 31은 투명판으로부터 영상정보(반사광)을 유도하기 위해 사용되기 때문에 만일 광파장대역을 갖는 광원을 사용할 경우 최종영상을 흐려질 수도 있다. 그러므로, 예를 들어 파장범위가 넓지 않은 레이저 장치를 사용해야만 되므로 결국 총비용이 증가된다.
이러한 이유 때문에, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 제10도에 보인 바와 같이, 판형 지문감지기는 투명판, 광원, 영상유도 홀로그램, 그리고 검출기를 포함하며 또한 전반사를 여과시키는 방법에 의해 지문을 검출한다. 본 장치에서, LED 11은 광원으로 사용되며, 또한 리프만(Lippman)홀로그램은 광원으로부터 손가락 접촉부로 광을 안내하기 위해 사용된다.
리프만 홀로그램은 과원과 피검체(즉, 손가락 표면)간에 사용되기 때문에, 광원이 어떠한 파장대역폭을 갖는 LED를 포함하고 있을지라도 어떤 파자을 리프만 홀로그램의 파장선택도에 따라 선택할 수 있어 명확한 영상을 얻을 수 있다.
제10도는 본 발명의 그러한 일실시예를 나타내는 도면이다.
제10도에서 참조번호 1은 투명판을 나타내며, 11은 광원, 31은 영상유도 홀로그램, 4는 검출기, 14는 리프만 홀로그램, 그리고 7은 손가락을 나타낸다.
본 실시예에서는, 제10도에 보인 바와 같이 리프만 홀로그램 14는 투명판 1의 일단면에 즉, 검출할 손가락 7을 압인할 부분근처에 형성되며 또한 LED 11은 거의 대향단면의 측면에 배열되므로 결국 광은 그로부터 입사된다. 영상유도 홀로그램 31과 검출기 4는 상술한 실시예뜰에서와 동일한 방법으로 배열된다. 리프만 홀로그램 14에 으해 회절된 광성분들 216은 판 1상이 공기계면 1a상에 전체적으로 반사되지 않도록 임계각보다 작은 각도로 입사되는 것이 좋다. 리프만 홀로그램 14는 홀로그램 사진판 117이 정면상의 기준파 118로서 또한 그의 뒷면상에 피검체파 119로서 조사되는 식으로 제11도에 보인 바와 같이 형성될 수 있다. 재생파가 기준파 118의 방향으로부터 조사 될 때 반파사 200은 관계식 λ=2P sin0(여기서 λ는 파장, P는 방해손가락의 간격, 그리고 0는 손가락들에 대한 입사광의 각도)를 만족시키는 방향으로 방출된다.
이러한 배치에 의하면 광파장 대역을 갖는 LED 11로부터의 광은 리프만 홀로그램 14의 파장선택도에 의해 일정 파장을 갖도록 여파된 다음, 검출기 4에 의해 검출되므로 결국 깨끗한 지문 영상을 얻을 수 있다. 본 실시예의 동작은 상기 실시예들과 동일한 것으로 그의 상세한 설명은 생략한다.
제12도는 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸다. 제12도에서 동일 참조번호들은 제10도와 동일 부분들을 나타낸다.
본 실시예에서, 손가락 접촉부 근처의 투명판 1의 종단면은 비스듬하게 절단되며, 또한 리프만 홀로그램 14는 손가락 접촉부에 대향하는 표면상에 형성된다. 그밖에 LED 11은 그의 광이 비스듬하게 절단된 종단면상에 입사되도록 배치된다. 화상유도 홀로그램 31과 섬출기 4는 상술한 실시예에서와 같이 배치된다. 본 실시예에서 사용된 리프만 홀로그램 14는 사진판 117의 전면상에 기준파 118이 그리고 뒷면사에 피검체파 119가 조사되는 식으로 제13(a) 및 13(b)도에 도시된 바와 같이 제조 될 수 있다. 이 경우에, 뒷면으로부터 입사하는 피검체파 119는 엄격하게 평행비임일 필요는 없으나 판독된 홀로그램 31에 대한 포유광을 방출시키지 않도록 재생모드에서 판 1의 임계각을 넘지않는 산란각도를 가질 수 있다.
본 실시예의 동작 및 효과는 제10도의 실시예와 동일하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 값싼 LED를 광원으로 사용할 수 있으며 또한 지문 감지기의 총비용을 줄일 수 있으므로 실용적인 장점들을 제공해 준다.
제3도 또는 4도에 보인 장치에서, 제14도에 보인 바와 같이 손가락으로부터 지방 또는 수분성분 26이 투명판 1에 부착되면 광학잡음 29가 그에 의해 증가되어 광신호 17이 감소되므로 결국 S/N비가 감소된다.
이러한 이유 때문에, 제15도에 보인 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 요철면 정보검출장치는 검출한 피검체 7의 요철면 5를 압인할 투명판 1, 요철면 5를 조명하기 위한 광원 2, 판 1의 내부를 통해 전반사된 광을 외부로 안내하기 위한 광학소자 3, 그리고 외부로 안내된 광을 검출하기 이한 검출기 4를 포함한다. 본 장치에서는,방진커버 44와 45가 판 1의 상하 표면의 한쪽 또는 양쪽의 공기층상에 배치된다.
방진커버들 44와 45는 공기층을 통하여 투명판상에 제공되기 때문에, 지방 또는 수분성분의 투명판상에 부착될 수 없어 S/N비를 손상시키지 않는다.
제15도는 본 발명의 그러한 일실시예를 나타낸다.
본 실시예의 장치는 제3 또는 4도에 도시된 실시예에서와 같은 투명판 1, 광원 2, 광학소자 3(예, 홀로그램), 그리고 검출기 4를 포함한다. 본 실시예의 주요특징은 방진커버 44와 45를 투명판 1의 상하부 표면의 한쪽이나 양쪽의 공기층들상에 배치(제15도에서, 그들은 양표면상에 배치됨)한다는 것이다. 방진커버 44와 45는 요철면 접촉부와 광학소자 3의 상하부 표면에 상응하는 부분에 끼워져야만 한다.
상기 배치에 의하면 투명판 1상에 지방 또는 수분성분이 방진커버 44와 45에 의해 붙지 않는다. 그러므로, 지방 또는 수분성분의 부착으로 인한 S/N비의 감쇠를 방지할 수 있다. 공기층을 방진커버 44 및 45아 투명판 1간에 개재시키기 때문에, 방지커버 44 및 45는 투명판 1의 내부를 통해 전달되는 광의 모든 반사조건에 나쁜 영향을 미치지 않는다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 장치의 S/N비의 감퇴가 아주 간단한 배치에 의해 방지되므로 실용성이 아주 유효하다.
상기 실시예들에서, 검출할 피검체가 인간의 손가락 대신 각인된 패턴이나 도장일 때 각인된 패턴이나 도장은 요연성이 없기 때문에 압인할 때 단지 그의 철부만이 투명판과 밀접하게 접촉될 것이다. 따라서, 공기층의 철부의 다른 부분과 투명판간에 개재되어 그의 영상이 흐려지게 된다.
제16 및 17도는 본 발명의 또다른 실시예를 나타내는 것으로 여기서 제16도는 요철면 정보 검출장치의 배치를 나타내는 도면이고, 제17도는 그이 동작을 설명하기 위한 도면이다. 제16 및 17도에서 동일번호는 동일 부분들을 나타낸다.
상기 문제점은 탄성 필름 23을 통하여 압인된 피검체 40의 철부로부터 광을 전달시키기 위해 그 자체와 피검체 40간에 탄성필름 23이 개재되어 있는 투명판 1과, 피검체 40의 철부로부터 반사된 광을 외부로 안내하고 또한 판 1을 통하여 전달하기 위한 광학소자 31과, 판 1을 통하여 피검체 40을 조명하기 위한 광원 2, 그리고 광학소자 31에 의한 판 1의 외측으로 안내된 광학영상을 전기신호로 변환시키기 위한 촬상소자(검출기) 4를 포함하는 본 발명의 요철면 정보 검출 장치에 의해 해결될 수 있다.
탄성필름 23이 제16도에서 피검체 40(예, 각인된 패턴 또는 도장)과 투명판 1사이에 개재되면, 피검체 40의 철부와 투명판 1간에 개재된 공기층은 제17도에 보인 바와 같이 탄성필름 23에 의해 충전된다. 결과적으로, 양호한 콘트라스트로 선명한 패턴의 광학영상을 얻어서 상기 실시예의 지문감지기들에서와 똑같이 고도의정밀성으로 전기신호로 직접 변환한 다음 기등록된 내용으로 즉시 조회할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 요철면 정보 검출장치에 대해 제18 및 19도를 참조하여 설명한다. 여기서, 제18도는 본 실시예의 장치의 배치를 나타내는 도면이고, 제19도는 그이 동작을 설명하기 위한 도면이다.
제16도를 참조하면, 본 실시예의 장치는 광학소자(예, 홀로그램 회절격자)31을 갖는 투명판 1, 단단한 피검체(예, 각인된 패턴 또는 도장)40과 투명판 1간에 개재되는 아주 얇은 고무로 제조되는 탄성필름 23, 판 1을 통하여 피검체 40을 조명하기 위한 광원 2, 그리고 소자 31에 의해 외부로 안내된 광학화상을 전기신호로 변환시키기 위한 촬상소자 4를 포함한다. 공기층 24는 탄성피름 23과 투명판 1간에 배치된다.
제17도를 참조하면, 단단한 요철면을 갖는 피검체가 적당한 압력으로 투명판 1에 압인되면 피검체 40의 철부 41에 의해 압인된 탄성필름 23은 판 1과 밀접하게 접촉된다. 그러나, 피검체 40의 요부 42와 판 1사이에 작은 공기층이 존재한다. 광원 2로부터 방출되어 요부 42에 도달하는 광은 요부 42아래의 필름 23에 의해 산란된 후 판 1로 들어가서 수넬법에 의해 하부 공기층으로 방출된다.
철부 41과 접촉상태의 필름 23의 표면상에 입사되는 광을 접촉계면에서 산란된다. 비록 산란된 광의 일부분이 판 1의 하부 표면으로부터 공기층으로 방출된다 할지라도, 공기층과 판 1의 하부표면간의 계면으로 임계각보다 더 큰 각도로 들어가는 나머지 부분의 광은 그위에서 모두 반사되어 판 1의 내부를 통해 전달된 다음 홀로그램 회절 격자 31에 의해 외부로 안내된다. 격자 31에 의해 외부로 안내되며 또한 철부들 41로부터의 광에 의해서만 형성되는 광학영상은 촬상소자 4에 의해 감지된 다음 전기신호로 변환되어 장치로부터 출력된다.
제18도를 참조하면, 그 장치는 광학소자(예, 호로그램 회절격자)31을 갖는 투명판 1, 단단한 피검체 40(예, 각인된 패턴 또는 도장)과 판 1간에 개재되는 아주 얇은 탄성필름 23, 판 1을 통하여 피검체 40을 조명하기 위한 광원 2 그리고 광학소자(홀로그램)31에 의해 외부로 안내된 광학영상을 전기신호로 변환시키기 위한 촬상소자 4를 포함한다. 탄성필름 23은 판 1의 것에 의해 거의 근사한 굴절율을 갖는 수지(예, 실리콘 수지)에 의해 형성되므로 판 1과 밀접하게 접촉된다.
제19도를 참조하면, 요철면을 갖는 피검체 40이 적당한 압력으로 판 1에 압인될 때 피검체 40의 철부 41은 피검체 40의 요부 42와 필름 23간에 작은 공기층이 존재한채로 탄성필름 23에 압인된다. 판 1과 필름 23을 통하여 요부 42에 도달하는 광원 2로부터의 광을 요부 42에 의해 산란되며 그리고 판 1으로 재투입된 후 스넬법에 의해 판 1아래의 공기층으로 방출된다.
다른한편, 철부 41에 도딜하는 광은 접촉 게면에서 산란된다. 비록 광의 일부분이 판 1아래의 공기층으로 방출된다 할지라도 판 1의 하부표면과 공기층 간의 계면으로 임계각보다 더 큰 각도로 입사되는 나머지 부분이 광은 모두 그에 의해 반사되어 판 1의 내부를 통해 절단된 다음 격자 31에 의해 외부로 안내된다. 격자 31에 의해 외부로 안내되며 또한 철부들 41로부터의 광에 의해서만 형성되는 광학영상은 촬상소자 4에 의해 감지되어 전기 신호로 변환되어 장치로부터 출력된다.
제20도는 본 발명의 장치에 의해 검출된 도장패턴을 나타낸다.
도장의 요철면을 제3 내지 15도에서 도시된 실시예들의 장치에 의해 검출하면 거의 모든 패턴이 제20(a)도에 나타낸 바와 같이 흐려져서 개인을 조회하기 위해 사용될 수 없다. 이와 대조적으로, 본 실시예이 장치에 의해 검출된 도장패턴은 제20(b)도에 도시된 바와 같이, 아주 명료하여 개인 조회용으로 신뢰성있게 사용될 수 잇다.
좀더 구체적으로, 단단한 피검체(예, 각인된 패턴, 또는 도장)와 투명판간에 탄성필름을 개재하기 때문에, 피검체의 철부와 투명판 간에 존재하는 공기층에 탄성필름이 충전될 수 있다. 결과적으로, 양호한 콘트라스르를 갖는 단단한 패턴이 광학영상이 얻어질 수 있으므로 제3 내지 15도의 지문 감지기에서와 같이 고도의 정밀한 전기신호로 변환될 수 있어 즉시 기 등록된 내용으로 조회될 수 있다.
상술한 본 발명에 의하면, 단단한 피검체를 신뢰성있게 검출할 수 있고 또한 광범위한 응용범위를 갖는 요철면 정보 검출장치를 제공할 수 있다. 제39도는 종래의 개인 조회장치를 나타내는 개통도이다.
개인정보로서 지문을 사용하는 종래의 개인 조회장치에서는 지문감지기가 제39도에 보인 바와 같이 개인정보 입력수단으로서 사용되며 또한 그 장치는 지문감지기 61과 정보조회사전(렉시콘:lexicon)62를 포함하고 있다. 지문정보는 감지기 61을 통하여 렉시콘 62(예, 카드)내에 미리 등록된다.
지문이 개인조회를 위해 감지기 61을 통해 입력되면 입력된 지문을 조회수단 63에 의해 렉시콘 62내에 등록된 지문과 비교된다. 이 장치에서, 상기 실시예들내의 지문감지기들중 하나가 개인정보 입력수단으로서 사용된다.
피검체가 생체가 아닐지라도 지문에 해당하는 영상이 얻어질 수 있으면 상기 실시예들의 지문감지기는 장치내로 전기신호를 입력시킨다. 한편 입력된 지문이 렉시콘 62내로 등록된 지문과 일치하면 종래의 개인 조회장치는 지문을 입력시킨 개인이 등록된 사람과 동일한지를 판정해준다.
그러나, 만일 등록된 지문과 동일한 정보를 발생시킬 수 있는 피검체(예, 석고 또는 연성고무로 제조된 등록된 지문의 복제)를 만들어 복재된 지문을 입력시킨다면 개인조회 시스템은 모르고 통과시킬 것이다.
다음 실시예들은 개인조회 시스템에 관한 것으로 특히 생체 검출수단 및 그의 조회 방법을 포함하는 개인조회 시스템에 관한 것이다.
정보처리 시스템을 비밀로 유지하기 위한 각종 기술들이 고도의 기술 정보화사업의 진전과 보조를 맞춰 개발되고 있다.
예를 들어 분실 또는 도난당할 수 있는 종래의 신분증 대신에 컴퓨터실로 들어가는 사람을 검사하기 위한 개인조회 시스템이 현재 널리 사용되고 있다.
그런, 지문을 사용하면 개인조회는 항상 완벽하지 못하다.
예를 들어 만일 등록된 지문을 복제하여 만들면 시스템은 상술한 바와 같이 모르고 통과시킬 수 있다. 이러한 이유 때문에, 검출할 피검체가 생체 인지를 확인할 수 있는 개인조회 시스템이 강하게 요구되고 있다.
제22도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 개인조회장치의 개통도이다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 제22도에 보인 바와 같이 개인조회 장치는 440 내지 580nm의 단파장을 갖는 가시광범위내의 광을 검출하기 위한 광검출수단 241, 630nm보다 더 긴 파장을 갖는 광범위내의 광을 검출하기 위한 광검출수단 242, 광검출수단 242로부터의 출력전압에 반응하여 기준전압을 발생시키기 위한 기준전압 발생수단 243, 그리고 광검출 수단 241로부터의 출력전압과 기준전압을 비교하기 위한 비교수단 244로 구성된 생체검출수단 400을 포함한다. 생체검출수단 400이 검출할 피검체가 생명체인지를 확인한 후, 정보조회용 렉시콘 62내에 선기억된 개인정보와 개인정보 입력수단 61을 통하여 입력된 개인 정보를 정보조회수단 63에 의해 확인한다.
제21도에 스펙트럼 굴절 그래프에서 보인 바와 같이 인간피부는 580nm 또는 이하의 가시광선 영역내에서 압력에 따라 굴절율이 변화하는 식으로 압력 의존성을 갖고 있다.
제22도를 참조하면 광검출수단 241로부터의 출력전압을 압력을 피검체에 가해주기 전후에 변동된다. 특히, 기준전압은 광검출수단 242로부터의 출력전압에 반응하는 기준전압 발생수단 243에 의해 발생되며, 압력주입 전후에 광검출수단 241로부터이 출력전압의 변동은 기준 전압에 준하여 검출된다. 이러한 방식으로, 피검체가 생체인지 복제인지를 검출할 수 있다.
생체 검출수단 400이 피검체가 생체임을 검출한 후, 개인정보 입력수단 61을 통하여 입력되는 개인정보와 정보 조회용 렉시콘 62내에 선 기억된 개인정보를 비교하므로서 그에 의해 예, 지문의 복제에 의한 개인조회 시스템의 불법사용을 방지할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예를 제23 및 24도를 참조하여 설명한다. 여기서 제23도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 생체검출 광학시스템을 나타내는 평면도이고, 제24도는 생체검출수단의 회로도이다. 제23도를 참조하면, 개인정보 입력수단(본 실시예에서, 지문감지기가 사용되며 이후 이를 지문감지로 칭함)61은 단파장 예, 440 내지 580nm의 광을 검출하기 위한 수단(이후 단파장 광감지기로서 칭함)241과 630nm보다 더 긴 파장의 광을 검출하기 위한 수단(이후, 장파장 광감지기로 칭함)242로 구성되는 생체 검출광학 시스템을 포함한다. 단파장 광감지기 241은 광방출 다이오드 411과 광다이오드 412를 갖고 있으며, 또한 장파장 광검출기 242는 광방출 다이오드 421과 광다이오드 422를 갖고 있다. 광감지기들 241과 242는 지문 감지기 61상에 놓이는 손가락 7이 그들 사이에 내재될 수 있도록 제각기 화살표로 나타낸 방향으로 이동될 수 있다.
제24도를 참조하면, 생체 검출수단 400은 단파장 광감지기 241과 장파장 광감지기 242, 광감지기 242로부터 출력전압에 반응하여 기준전압을 발생시키기 위한 수단 즉, 기준 전압 발생수단 243, 광감지기 241 즉, 생체 판별비교기 244로부터의 출력전압과 기준전압을 비교하기 위한 비교수단과, 그리고 광감지기 242가 손가락 7과 접촉되는 것을 검출하기 위한 접촉 검출비교기 245로 구성된 생체 검출광학 시스템을 포함하고 있다.
생체 검출광학 시스템, 즉 광감지기들 241과 242는 화살표 방향으로 이동되어, 광감지기 242가 손가락 7과 접촉하게 되면 전압 V가 그로부터 발생된다. 비교비 245에 입력된 기준전압 VI는 출력전압 V와 비교되어, 전압 V가 전압 VI를 초과하면 광감지기 242는 손가락 7과 접촉 상태에 있음이 검출되므로 AND회로 246의 1단자가 "1"레벨이 세팅된다.
동일 시간에, 출력전압 V는 발생기 243에 공급되며, 기준전압 Vr(=K.V, 여기서 K는 발생기 243내에 미리 세트된 변환계수임)은 발생기 243으로부터 발생된다.
광감지기 241로부터의 출력전압 VO는 비교기 244에 의해 기준전압 Vr과 비교된다.
만일 피검체가 생체일 경우 광감지기 241은 손가락 7과 접촉상태가 된 직후 다음 관계가 성립된다. 즉,
VO＜Vr
압력이 증가하면 상기 관계는 반전되어 다음과 같이 쓸수 있다.
VO≥Vr
비교기 244는 광감지기 241로부터의 출력전압 VO와 기준전압 Vr간의 상기 상호관계를 검출한다. 상호관계가 VO≥Vr일 때 비교기 244는 판별신호를 발생시키므로 AND회로 246의 S단자가 "1"레벨에 세트된다.
광감지기 242가 AND회로의 246의 1단자를 "1"레벨에 세트하도록 손가락 7과 접촉상태가 될 때 그리고 회로 246의 S단자를 "1"레벨에 세트시키도록 상호관계(출력전압 VO ≥ 기준전압 Vr)가 성립될 때 플립플롭(FF) 247은 정보 조회용 렉시콘 62내에 기등록된 지문과 감지기 61을 통하여 입력된 지문이 비교되도록 세트된다. 손가락을 상기 생체 검출광학 시스템으로부터 떼면 비교기 245의 출력레벨이 반전되기 때문에 FF 247은 리세트된다.
피검체가 생체이외의 어떤 것일 때, 상기 상호관계는 광감지기 241로부터의 출력전압 VO와 기준전압 Vr사이에서 성립되지 않으므로 판별신호가 비교기 244로부터 발생되지 않는다.
이러한 식으로, 본 실시예의 생체 검출수단은 굴절이 580nm 또는 그 이하의 가시광 영역내에서 광범위하게 변동하는 식으로 인간피부에만 유일하게 성립하는 압력 의존성을 사용한다. 생체 검출수단이 피검체가 생체임을 검출한 후 지문감지기 61을 통하여 입력된 지문과 렉시콘 62내에 선등록된 지문을 비교하므로 지문의 복체에 의한 개인조회 시스템의 불법사용이 방지된다.
상기 실시예에 의하면, 피검체가 생체임을 검출하는 기능을 갖는 개인조회 시스템이 제공될 수 있다.
상기 실시예들에서, 만일 검출한 지문으로부터의 재생파면과 홀로그램의 구성도중 작성파면이 상이할 경우 요철면 정보 화상내에 수차들이 발생이 관측된다. 제25도는 그러한 수차들이 원인들을 설명하기 위한 사시도이다. 상기 실시예들의 도면들에서, 손가락상의 어떤 지점에서 산란된 광은 한선으로 나타낸다. 그러나 실제적으로 지점 P에서 산란된 광은 제26(a)도에 도시된 바와 같이 홀로그램 31에 도달하기 전에 확산된 구면파로 확산되도록 전달된다. 제25도는 제26(a)도 내에서 손가락상의 지점 P로부터 홀로그램 31까지의 진전된 광학경로를 나타낸다.
만일 지점 P로부터 홀로그램 31상에 입사된 광이 제26(b)도에 보인 피검체파 318과 평행할 경우, 홀로그램의 구성도중, 수차가 발생하지 않는다. 그러나, 실제에 있어 산란된 광성분들은 제25도의 번호들 91,92,93,94 및 95에 의해 나타낸 바와 같이 발생되어 홀로그램 31상에 입사된다. 광비임 92만이 피검체파 318과 평행하고, 다른 비임들 91,93,94 및 95는 수차의 원인이 되어 영상을 흐리게 하는 것으로 생각된다.
손가락 상의 지점 P에서 산란된 광은 홀로그램 31상의 지점들 H1 내지 H5를 통해 통과하여, 영상렌즈 74를 통해 관측자의 눈 75에 도달한다. 만일 회절광비임 76이 그들이 전달방향에 반대되는 방향으로 연장될 경우, 그들은 관측자에 의해 관측되는 손가락의 지점 P의 영상P(1)에 대응하는 지점에서 교차할 것이다. 그러나, 이 비임들은 지점들 S1 내지 S5로 나타낸 바와 같이 스크린 77의 위치에 무관하게 신호지점에서 교차될 수 없으므로 결국 수차의 원인이 된다. 상술한 바와 같이, 정보광을 안내하기 위한 홀로그램 31은 그의 작성파면과 피검체파들에 무관한 지문으로부터의 재생파면간에 차를 갖고 있기 때문에 수차가 검출될 지문화상에서 발생된다.
제26(a)도에서, 홀로그램 31에서 격자 손무늬 3S는 지점 P로부터 홀로그램 31까지 이르는 광경로에 직교방향이다. 이러한 이유 때문에 만일 격자 무늬의 방향을 수직방향 V로 나타내고, 무늬에 수직인 방향을 수평방향 h로 나타낼 경우, 수차는 수직 및 수평 수차들로 분류될 수 있다.
제25도에 보인 수직촛점 Fv에서 비점수차가 존재하게 때문에, 무늬의 지점 P의 허상 P(2)는 수직방향으로는 촛점에 잡히지만 수평방향으로 퍼져 흐려진다. 이와 대조적으로, 수평촛점 Fh에서는 점 P의 허상 P31은 수평방향으로 촛점이 잡히지만 수직방향으로 퍼져 흐려진다.
제27도는 9개의 점상 철부 P가 요철면 정보 입력부 1a에 압인될 때 스크린 77상의 상을 나타낸다. 수직촛점 Fv에서의 영상 P(2)는 수평띠처럼 보이도록 수평방향으로 퍼진다. 다른 한편 수평촛점 Fh에서의 영상 P(3)은 수직띠처럼 보이도록 수직방향으로 퍼진다.
그러므로 본 발명의 다음 실시예는 상술한 문제점들을 제거하고 수차에 의해 나쁜 영향을 주지 않고 선명한 요철면 정보를 얻을 수 있는 요철면 정보 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
제28도는 본 실시예의 요철면 정보 검출 장치의 기본 원리를 설명하기 위한 도면이다. 참조번호 1은 그의 뒷면에 홀로그램 31이 설비된 투명판을 나타낸다. 9개의 점상 철부 P를 판 1의 요철면 정보 입력부 1a에 압입하였다고 가정하면 홀로그램 31의 격자무늬 3S는 입력부 1a로부터 홀로그램 31에 이르는 광학경로에 직교방향이다. 이러한 이유 때문에, 수직방향에서 철부 P의 허상들은 홀로그램 31근처의 수직촛점 Fv에서 촛점이 잡히고, 또한 수평방향에서이 허상들은 홀로그램 31로부터 좀더 벗어난 수평촛점 Fh에서 촛점이 잡힌다.
두 직교하는 원통형 렌즈들 CL1과 CL2는 판 1의 홀로그램 31의 대향위치들에 배치된다. 홀로그램 31에 가장 가까운 원통형 렌즈 CL1은 수평촛점 Fh에서 허상 P(3)의 퍼짐 방향과 평행한 축C를 갖고 있다. 홀로그램 31로부터 멀리 떨어진 원통형 렌즈 CL2는 수직촛점 Fv에서 허상들 P(2)의 퍼짐 방향에 평행한 축C를 갖고 있다.
홀로그램은 원통형 렌즈의 것과 동일한 효과를 제공할 수 있음을 주지해야 한다. 그러므로 본 실시예에서는 원통형 렌즈와 동일 기능을 갖는 모든 광학소자들은 원통형 렌즈의 개념내에 포함되는 것으로 한다.
홀로그램 31은 기준파와 피검체파 양자가 모두 평면파를 사용하여 작성한것도 좋고 또는 기준파와 피검체파들중 적어도 하나가 구면파를 사용하여 작성한 것도 좋다.
제29도는 제28도에 보인 요철면 정보 검출장치의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 여기서 제29(a)도는 평면도이고, 제29(b)도는 측면도이다. 참조번호 77은 스크린을 나타내는 것으로 여기서, 홀로그램 31뒤에 위치들에서(즉, 수직촛점 Fv와 수평촛점 Fh 각각에서) 형성되는 두 개의 허상들 P(2)와 P(3)는 단일 스크린 표면상에 무관하게 촛점이 잡힌다. 홀로그램 31로부터 제거된 수평촛점 Fh에서 허상 P(3)는 촛점 길이 f1을 갖는 원통형 렌즈 CL1에 의해 스크린 77상에 촛점이 잡힌다. 이 지점에서, 원통형 렌즈 CL1은 그의 축방향 C내에서 접속기능을 갖지 않기 때문에 영상 P(3)는 수직방향에서 영향을 받지 않는다. 홀로그램 31 근처의 수직촛점 Fv에 있는 허상 P(2)는 촛점길이 f2를 갖는 원통형 렌즈 CL2에 의해 스크린상에 촛점이 잡힌다. 이 지점에서, 원통형 렌즈 CL2는 그의 축방향 C에서 접속기능을 갖지 않기 때문에 영상 P(2)는 수평방향에서 영향을 받지 않는다.
이러한 식으로, 두 원통형 렌즈 CL1과 CL2가 상호 직교하도록 배열되기 때문에 영상P(3)와 P(2)는 상호 무관하게 겹쳐지도록 스크린 77상에 촛점이 잡히므로 그에 의해 영상P(4)를 얻을 수 있다. 결과적으로, 홀로그램 31에 의해 형성된 허상들이 비점수차를 갖고 있을 경우조차, 그들은 스크린 77의 소정 위치에서 영상 시스템에 의해 관측될 수 있으므로 영상 콘트라스트를 개선할 수 있다.
본 실시예로서, 원통형 렌즈들 CL1과 CL2의 위치들이 선택될 때, 최종 영상의 높이/폭비는 마음대로 선택될 수 있다. 홀로그램을 평면파를 사용하여 만들 경우의 한 경우를 예로 들면 다음과 같다.
높이/폭비의 문제는 두 개의 원통형 렌즈 CL1과 CL2간의 촛점길이의 차 "f1-f2"를 적당히 선택함으로써 해결될 수 있다. 이 경우에, 영상P(3)내의 수직띠들의 간격과 영상P(2)내의 수평띠의 간격은 동일하며 m으로 정한다. 그러므로 이 경우에 간격 m은 단지 스크린 77상의 기장 n1과 n2를 각각 연장시켜주면된다.(n1/m=M1, n2/m=M2, 여기서 M1과 M2: 광학적배율, n1:가로길이 그리고 n2:세로길이). 제29(a)도의 수평 촛점 보정계에서, 영상P(3)으로부터 원통형 렌즈 CL1까지의 거리를 a1, 원통형 렌즈 CL1으로부터 스크린 77까지의 거리는 b1으로 하고 마찬가지로, 제29(b)도의 수직 촛점 보정계에서는 영상P(4)로부터 원통형 렌즈 CL2까지의 거리는 a2, 또한, 원통형 렌즈 CL2로부터 스크린 77까지의 거리를 b2라 하면, 이때에, 만일 비점수차를 dz는 다음과 같이 나타낼 경우:
Figure kpo00001
상사관계로
Figure kpo00002
Figure kpo00003
그리고 렌즈의 공식으로부터 다음식을 유도한다.
Figure kpo00004
Figure kpo00005
상기식에서 a1,a2,b1 및 b2를 소거하면,
Figure kpo00006
따라서, 만일 식(6)을 만족시킬 수 있는 f1 및 f2의 조합의 원통형 렌즈를 선택할 경우, 스크린 77상의 영상P(4)는 원하는 가로 및 세로방향 배율 M1과 M2로 세트할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 요철면 정보 검출장치를 제30도의 사시도를 참조하여 설명한다. 홀로그램 31로부터 재거된 허상 P(3)을 보정하기 위한 제1원통형 렌즈(CL1) 그리고 홀로그램 31근처의 허상 P(2)를 보정하기 위한 제2원통형 렌즈 CL2는 투명판 1의 홀로그램 31에 대향하여 배치된다. 본 실시예에서, 검출수단이 배치되는 스크린 77의 위치와 원통형 렌즈들 CL1 및 CL2간에 두 공간 필터들 SF1과 SF2가 배치된다. 원통형 렌즈들 CL1과 CL2근처의 공간필터 SF1은 렌즈 CL1의 축C에 평행한 슬리트(slit)S1을 갖고 있으며, 또한 렌즈들 CL1과 CL2로부터의 제거된 공간필터 SF2는 렌즈 CL2의 축 C에 평행한 슬리트S2를 갖고 있다.
제31도는 공간필터의 작용을 수평 촛점 보정계에 관하여 설명하기 위한 도면으로, 여기서 제31(a)도는 공간필터가 제공되지 않는 경우를 나타내며, 제31(b)도는 공간 필터가 제공된 경우를 나타낸다. 제31(b)도에서, 슬리트S1을 갖는 공간필터 SF1은 원통형 렌즈 CL1의 촛점위치에 배치된다. 31(a)도에 보인바와 같이, 공간필터 SF1이 제공되지 않으면 허상 P(3)으로부터 원통형 렌즈 CL1상에 입사하는 광은 스크린 77상에 촛점이 잡힌다. 그러나, 원통형 렌즈 CL1의 광학축 19에 평행하지 않은 광비임들은 렌즈 CL1의 촛점 근처로 통과하지 않기 때문에 영상 콘트라스트가 손상된다. 슬리트 S1을 갖는 공간 필터 SF1이 제31(b)도에 도시된 바와 같이 원통형 렌즈 CL1의 촛점위치에 배치되면, 광학축 19에 평행한 광비임 162만이 스크린 77에 도달할 수 있으나, 흐트러짐의 원인이 되는 광비임들 161은 공간필터 SF1에 의해 차단된다. 이러한 식으로, 콘트라스트를 손상시키는 광비임들 161이 차단될 수 있다 할지라도 만일 필터 SF1에 의해 선택된 광학축을 브래그 조건을 만족시키는 광비임의 광학축과 일치시키면 총광량의 감소를 피할 수 있다.
홀로그램 31의 유효범위가 공간필터 SF1의 존재로 인해 X1-X2로부터 X1-X3까지 좁혀지기 때문에 수차를 더 감소시킬 수 있어 영상 스트러짐을 방지할 수 있다.
이것은 등가적으로 두꺼운 홀로그램을 사용하여 수차를 감소시킨것과 동일한 효과를 갖는다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수평 및 수직 촛점들 Fh와 Fv에 대응하는 두 보정원통형 렌즈들 CL1과 CL2를 투명판 1로부터 광학영상을 안내해주기 위한 홀로그램 31고 검출수단 사이에서 상호직교하도록 배치함으로써 고콘트라스트 요철면 정보를 얻을 수 있고 또한 높이/폭비(종횡비)를 마음대로 선택할 수 있다.
요철면정보 검출장치에서, 장치의 특성을 평가하고 또는 개인 정보로서 지문을 입력시킬 때 다수의 특정한 요철정보가 종종 필요하게 된다. 이러한 목적 때문에, 지문과 같은 요철면이 입력부에 압인되는 동안 여러번 감지할 필요가 있다. 그러나, 지문들의 감지조건들(예, 셔터속도) 또는 (손가락의 변위와 같은)입력 조건들은 자주 변동될 수 있다. 그러므로, 다수의 요철면 정보를 동시에 감지하는 것이 좋다.
제33도는 본 발명에 의한 요철면 정보 검출방법의 기본원리를 설명하기 위한 사시도이다. 참조번호 1은 광원 2로부터 방출된 광에 대해 투명성을 갖는 판을 나타낸다. 판 1은 그의 중심정면상에 요철면정보 입력부 1a를 갖고 있다. 다수의 홀로그램들이 예, 31 내지 34는 등거리 d에서 입력부 1a의 중심으로부터 분리되도록 판 1의 뒷면에 배치된다. 홀로그램 31 내지 34는 위상형 또는 표면리리프형 어느 하나일 수 있다. 홀로그램 31 내지 34로부터 유도된 영상을 동시에 감지하기 위한 1매의 필름 83이 판 1아래에 배치된다. 입력부 1a를 조명하기 위한 광원 2는 입력부 1a의 뒷면 아래에 배치된다.
손가락 7을 전술한 실시예들에서와 똑같이 입력부 1a에 압인할 때 손가락 7의 철부로부터 산란된 광성분들은 제2도에 보인 원리에 따라 모두 반사된다. 이 경우에, 제32도에 보인 바와 같이, 모두 반사된 광비임들 90은 모든 방향들에서 입력부 1a의 중심 C로부터 방사상으로 전달된다. 이러한 이유 때문에, 광비임들 90은 모두 홀로그램 31 내지 34에 도달하여 그에 의해 판 1외부로 안내된다. 홀로그램 31 내지 34에 의해 그렇게 안내되는 광학영상들은 1매의 필름 83상의 위치들 131 내지 134에 동시에 촬영된다.
이 경우에, 입력부 1a로부터 홀로그램 31 내지 34까지의 모든 거리는 d이기 때문에 입력부 1a로부터 홀로그램 31 내지 34까지의 광학경로 기장들은 서로 동일하다. 따라서, 요철면 영상들이 동일 조건하에서 필름 83상에 촬영될 수 있다. 그밖에도 영상을 얻기 위한 장치에서와 같이 동일 조건들하에서 홀로그램들 31 내지 34로부터 영상이 얻어질 수 있기 때문에 영상광량이 부족하던지 노출시간이 길어지는 일은 없다.
만일 입력부 1a로부터 홀로그램들 31 내지 34에 이르는 광학 경로를 단면으로 하면 앞의 실시예들에서의 것들과 동일하다. 더욱 특히, 회절격자무늬 3S는 입력부 1a로부터 홀로그램들 31 내지 34에 이르는 광학경로들에 직각으로 배치되므로 결국, 전체적으로 반사된 광비임들 90에 직각으로 배치되어 있다.
제33도는 동작원리를 나타내는 도면이기 때문에, 필름 83은 투명판 1에 반대쪽에 배치된다. 그러나, 다음 실시예들로부터 명백해지는 바와 같이 반사경에 의해 반사된 광을 감지할 수 있으며 또는 특성들을 개선 하도록 홀로그램들 31 내지 34로부터 촬영필름까지의 광학경로들내에 각종 광학소자들을 삽입할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 요철면 정보 검출장치를 그의 사시도인 제34도를 참조하여 이하 설명한다. 홀로그램들 31 내지 34는 요철면 정보 입력부 1a로부터이 거리가 등거리가 되도록 배치된다. 제34도에서는 4개의 홀로그램들이 제공되나 홀로그램들의 수는 동시에 얻어질 수 있는 영상들이 수에 따라 변동될 수 있다. 반사경 84는 홀로그램들 31 내지 34가 제공되는 판 1의 표면의 반대쪽에 비스듬이 배치된다. 그러므로, 홀로그램들 31 내지 34에 의해 유도된 영상들은 반사경 84에 의해 반사된다. 참조번호 83은 반사경 84에 의해 반사된 영상을 감지(촬영)하기 위한 필름을 나타낸다. 요철면정보를 즉시 얻으려고 할 때 폴라로이드 카메라(상표명)를 사용하는 것이 좋다.
다수의 원통형 렌즈쌍들 151 내지 154는 홀로그램들 31 내지 34와 일치하도록 배열된다. 원통형 렌즈쌍들 151 내지 154의 각각은 수직 원통형 렌즈 CLv와 수평 원통형 렌즈 CLh로 구성된다. 이 렌즈들은 상호 직교한다.(입력부 1a로부터 홀로그램들 31 내지 34까지의 광학경로의 방향에서)수직촛점은 홀로그램들 31 내지 34의 비점수차로 인해(광학경로에 대해 직각인 방향에서)수평촛점과 일치하지 않기 때문에 최종영상이 흐려진다. 그러므로, 흐려진 영상을 보정하기 위해, 원통형 렌즈쌍들 151 내지 154를 제공해준다. 원통형 렌즈 CLv의 축에 평행한 슬리트 Sv를 갖는 공간필터 Fv와 원통형 렌즈 CLh의 축에 평행한 슬리트 Sh를 갖는 공간필터 Fh로 각각 구성되는 다수의 공간필터쌍들 161 내지 164는 각 원통형 렌즈쌍들 151 내지 154 바로 아래에 배열된다.
수직 및 수평 촛점들의 이동에 대한 설명과 원통형 렌즈들과 공간필터들의 동작은 제25,29 및 31도를 참조하여 설명된 것과 동일하다. 전하결합장치를 포함하는 광전 변환소자 210을 필름 83으로부터 분리된 위치에 배치하여 영상을 전기신호로 변환하여 표시장치 202상에 표시하므로 손가락 7이 입력부 1a의 중심에 위치되었는지 여부를 검사할 수 있다.
원통형 렌즈쌍들 151 내지 154를 통하여 홀로그램들 31 내지 34로부터 뽑아낸 광학영상을 표시자치 202상에 표시할 때, 제34도 내의 손가락 7의 방향은 반전된다. 제34도에 도시된 바와 같이, 광학 반사경 84에 의해 순간적으로 반사된 다음 필름 83상에 입사될 때 영상을 반사경 84로 다시 반전시켜 주기 때문에 입력부 1a상의 손가락의 것과 동일방향을 갖는 손가락 영상을 필름 83상에 촬영할 수 있다. 반사경을 3개 이상 홀수로 사용할 수 있다. 본 실시예에서, 반사경 84와 필름 83의 각도는 홀로그램들 31 내지 34로부터 필름 83까지 반사경 84를 통하는 광학경로의 기장들이 동일하도록 선택된다.
비록 필름 83은 홀로그램들 31 내지 34로부터의 모든 영상들을 동시에 촬영하도록 충분히 커야 되지만 광전 변환소자201은 홀로그램들중 어느 하나로부터의 영상을 검출하기에 충분한 크기를 갖기만 하면 된다.
본 실시예의 방법으로서, 영상들은 유도하기 위한 다수의 홀로그램들 31 내지 34는 판 1의 중심에서 입력부 1a로부터 등거리들로 격리된 위치들에 배치되며, 그로부터 얻은 광학 영상들은 1매의 필름상에 촬영되므로 결국, 동시에 다수의 요철면 정보를 얻을 수 있다. 결과적으로, 하프미러(hlaf mirror)를 사용하는 방법에 비해 노출시간을 길게할 필요가 없고 선명한 영상을 간단한 조작으로 얻을 수 있다. 그밖에도, 간단한 배치 덕분에 전체비용이 절감된다.
상기 실시예들에서, 광원 2는 판 1 바로 아래에 배치되기 때문에 오퍼레이터가 컴퓨터실로 들어갈시에 손가락으로 요철면 정보 입력부 1a를 접촉할 때 광원 2로부터 방출된 광이 눈에 들어올 수도 있으므로 눈에 나쁜 영향을 주게 된다. 통상 레이저 장치를 광원 2로 사용하기 때문에, 이것은 심각한 문제를 야기시킨다. 이러한 문제들에 대한 가능한 해결방법은 예를 들어 장치위에 광차단 커버를 제공하고 손가락을 집어 넣도록 하는 것이다. 그러나, 손가락의 위치가 그러한 커버와 정위치에 일치시킬 수 없기 때문에, 손가락 끝을 입력부 1a의 중심에 정밀하게 정렬시킬 수 없다. 그밖에, 입력부 1a가 잔여 지문의 지방 수분성분으로 쉽게 오염될 수 있기 때문에, 오염된 부분을 보고 닦아낼 수 있도록 광커버를 만들어주는 것이 어렵다.
다른 방법으로, 손가락의 접촉을 검출하기 위한 접촉스위치를 투켱판 1상에 제고하여 손가락이 입력부 1a에 안입됐음이 검출될때만 레이저 광원 2를 동작시키도록 한다. 그러나, 특수제어회로가 필요하고, 또한 손가락 주변으로 누설되는 광이 오퍼레이터의 눈에 들어갈 수 있어 좋지 않다.
제38도의 구성은 전체적으로 반사된 조명 아래에서 요철면 정보를 검출하는 방법을 나타내는 것으로, 여기서는 투명판 1의 개념을 또한 적용한다. 제38(a)도시 도시된 바와 같이, 투명판 1의 종단면은 비스듬하게 절단되므로 결국 레이저비임 86은 경사면 85로부터 입사될 수 있다. 레이저 비임은 a-a'와 b-b'간의 영역들에서 전반사되며, 여기서 레이저비임 86은 판 1의 표면상의 투명판/공기 계면에 의해 반사되므로 결국 조명을 반사시킬 수 있다. 제38(b)도에 도시된 바와 같이, 경사면 85의 각도와 투명판 표면의 임계각 c가 선택될 때 전반사가 반복되어 전반사광 87은 판 1내에 존재함이 없이 홀로그램 31에 안내된다.
만일 판 1이 정면의 a-a'와 b-b'간의 영역들이 요철면 정보 입력부 1a로서 사용될 경우, 광은 요철면의 철부 9에 의해 산란되어 제17도에 도시된 경우에서와 똑같이 홀로그램 31로 전달된다. 요홈 10에서, 광은 투명판/공기 게면에 의해 전반사도기 때문에, 전반사된 광은 또한 홀로그램 31에 도달한다. 전반사된 광이 홀로그램 31에 의해 검출되면 음화필름에서와 같이 철부 9는 어둡고, 요부 10은 밝다. 이를 극복하기 위해, 홀로그램 31로의 입사각 i가 임계각 c로부터 상이한 각도에 세트될 때 전반사된 광 87은 홀로그램 31상에 입수되지 못하고 단지 철부 9로부터 산란된 광만이 그위에 입사된다.
이러한 배치로서, 모든 레이저 비임들은 판 1내에 전반사되기 때문에, 오퍼레이터의 눈을 보호할 수 있다. 그러나, 입사각 I가 임계각 c와 다를 경우 전반사된 광 87은 완전히 차단될 수 없어 콘트라스트를 감퇴시키는 문제가 발생한다.
본 발명의 다음 실시예는 상술한 문제를 제거함과 동시에 전반사된 광에 의해 영향을 받지 않는 고콘트라스트 요철면정보를 검출할 수 있는 상기 배치를 갖는 요철면 정보 검출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
제35도는 본 실시예에 의한 요철면정보 검출장치의 기본원리를 설명하기 위한 도면으로, 제35(a)도는 평면도이고, 제35(b)도는 제35(a)도의 선 b-b'를 따라 취한 단면도이다. 참조번호 1은 광원 2로부터 방출된 광에 대해 투명성을 갖는 판을 나타낸다. 요철면 정보 입력부 1a는 전반사된 광 87에 의해 조명된다. 입력부 1a는 전반사된 광 87의 광학경로를 따라 판 1의 정면의 중간에 배치된다. 참조번호 31은 판 1외측으로 광학영상을 안내하기 위한 홀로그램을 나타낸다. 홀로그램 31은 광 87의 광학경로로부터 떨어진 위치에 배치된다. 홀로그램 31에 의해 외부로 안내된 광학 영상은 촬상소자(검출기)4에 의해 검출된다.
전반사된 광 87을 투명판 1로 도입시키기 위해 판 1의 종단면을 비스듬히 절단하여 레이저비임을 그의 경사면 85를 통해 입사되게 한다. 다른 방법으로, 또 다른 홀로그램을 투명판 1의 뒷면에 제공하여 판 1내로 비임을 도입하도록 레이저 비임으로 조사한다.
손가락 7을 제38도의 것과 동일한 방식으로 입력부 1a에 압인하면 광 87은 요철면에 조사된 다음 전반사가 반복하여 전달된다. 다른한편 손가락 7의 철부 9에 의해 산란된 광은 제35(a)도에서 번호 17에 의해 나타낸 바와 같이 모든 방향으로 신속히 전달된다. 이러한 이유 때문에, 철부 9에 의해 산란된 광만은 광의 광학경로로부터 떨어진 위치에 배치된 홀로그램 31로서 전반사에 의해 전달되어 판 1의 외측으로 안내된다. 그러나, 광 87은 홀로그램 31상에 입사되어 영상을 밝히도록 홀로그램 31의 영상위치로 전송되지 않으므로 영상의 콘트라스트가 불량해지지 않는다. 광 87은 판 1내에서 전반사되기 때문에 입력부 1a를 접촉할 때 오퍼레이터의 눈에 더 이상 들어오지 않는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 요철면 정보 검출장치를 이하 설명한다.
제26도는 본 실시예의 요철면 정보 검출 장치의 사시도이다. 투명판 1은 L-형상을 갖고 있기 때문에 광원 2로부터 레이저 비임이 판 1의 말단 부분의 경사면 85를 통해 입사하게 될 때, 광 87은 판 1내에 전달되어 전 반사된다. 요철면의 철부에 의해 산란된 광은 광원 2에 대향하는 L-형상의 부분의 단부의 뒷면에 배치된 홀로그램 31을 향하여 전반사된 다음 촬상소자 4에 의해 검출된다. 다른 방법으로, 만일 홀로그램 31이 광 87의 광학경로로부터 떨어진 위치에 배치될 경우 판 1은 소정의 형상으로 형성될 수 있다.
제37도에서 제36도의 실시예의 장치의 개량을 나타낸다. 홀로그램 31로부터 얻은 영상은 반사경 620에 의해 반사되어 원통형 렌즈쌍 621과 공간 필터쌍 622를 통하여 촬상소자 4에 입사된다. 다른 방법으로, 원통형 렌즈들 621과 공간 필터들 622는 반사경 620을 사용함이 없이 홀로그램 31바로 아래에 배치된다.
원통형 렌즈쌍 621은 상호 직교하는 수직 원통형 렌즈 CLv와 수평 원통형 렌즈 CLh로 구성된다.(입력부 1a로부터 홀로그램 31까지의 광학경로의 방향에서)수직 촛점은 홀로그램 31이 비점수차로 인해(광학경로에 대해 수직인 방향에서) 수평촛점과 일치하지 않아 최종영상이 흐려진다. 흐려진 영상을 보정하기 위해, 원통형 렌즈들 CLv와 CLh를 제공한다. 공간필터쌍 622는 원통형 렌즈 CLv의 축에 평행한 슬리트 Sv를 갖는 공간필터 Fv와 원통형 렌즈 CLh의 축에 평행한 슬리트 Sh를 갖는 공간필터 Fh로 구성된다.
수직 및 수평 촛점들내의 이동에 대한 설명과 원통형 렌즈들과 공간피들의 동작에 대한 설명은 제25,29 및 31도를 참조하여 설명된 것과 동일하다.
상술한 실시예에서, 요철면 정보 입력부 1a를 레이저 비임으로부터 오퍼레이터의 눈을 보호하도록 전반사된 빛으로 조명하는 요철면 정보 검출장치에서, 홀로그램 31은 전반사된 광의 광학 경로로부터 떨어진 위치에 배치 되기 때문에 전반사된 빛은 홀로그램 31에 도달하지 못할 것이다. 결과적으로, 전반사된 광의 일부가 홀로그램 31에 도달함으로 인해 불량한 콘트라스트 영상을 야기시키는 문제는 해결해 준다.

Claims (17)

  1. 검출할 요철면을 압인하기 위한 요철면 접촉부(1a)를 갖는 투명판(1)과, 상기 투명판을 통하여 상기 요철면 접촉부를 조명하기 위한 광원(2)과, 상기 투명판(1)로부터의 상기 요철면 접촉부(1a)상에서 반사된 광(17)을 유도하기 위한 요철면 영상 유도 광학소자(31)와, 그리고 상기 광학소자(31)에 의해 상기 투명판(1)으로부터 유도된 광(17)을 검출하기 위한 검출기(4)를 포함하되, 상기 검출기(4)로 도입될 상기 요철면 접촉부(1a)의 철부(9)와 면하는 부분에 의해 반사되는 광(17)이 상기 요철면접촉부(1a)의 요부(5)와 면하는 부분에 의해 반사된 광의 전달방향으로부터 산란되고 또한 상기 광학소자(31)는 상기 검출기(4)로 상기 철부와 면하는 부분에 의해 반사된 광을 안내하도록 배치되는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요철면 접촉부(1a)는 광(17)을 전반사시키지 않도록 임계각 보아 작은 투사각에서 광으로 조명되고, 상기 철부(9)에 의해 산란된 광의 일부는 상기 광학소자의 한 방향에서 상기 투명판(1)을 통하여 전달되도록 상기 투명판 내에서 적어도 한번 전반사되며, 그리고 상기 투명판(1)을 통하여 통과하는 광(17)은 상기 요부(5)를 조명하고, 그에 의해 반사되어 그의 하부표면에서 그로부터 외측으로 방출되도록 상기 투명판(1)으로 다시 들어가므로서 전반사된 광으로부터 산란된 광을 판별해주는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  3. 제1 또는 2항에 있어서 상기 광학소자는 홀로그램(31)인 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  4. 제1 또는 2항에 있어서 상기 광학소자는 프리즘(32)인 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 광원(2)은 하부로부터 상기 요철면 접촉부(1a)를 수직으로 조명하는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 광원(2)은 수직 방향을 0°로 나타내고, 또한 상기 광학소자를 향하는 방향을 음의 각도로 나타낼 때 상기판이 상부표면에 대해 -38° 내지 + 33°의 범위내의 각도에서 상기 투명판(1)을 통하여 상기 오철면 접촉부(1a)를 조명하는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  7. 제1항에 있어서, 홀로그램(31)은 상기 요철면 접촉부(1a)를 광(17)을 전반사 시키지 않도록 임계각보다 작은 투사각에서 광으로 조명하도록 상기 투명판(1)의 하부 표면상에 배치되고, 상기 요부(5)에 의해 산란된 광의 일부분은 전반사되지 않고 상기 검출기(4)의 하부 표면상에 배치되고, 상기 요부(5)를 조명하는 식으로 배치되어 그에 의해 산란되어 상기 투명판으로 재입사되어 상기 검출기(4)의 것이외의 방향으로 그의 하부 표면에 의해 회절되는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광원은 리프만 홀로그램(14)을 통하여 상기 요철면 접촉부(1a)를 조명하는 LED(11)인 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  9. 제1항에 있어서, 방진커버(44,45)는 공기층을 통하여 상기 투명판(1)의상하 표면의 적어도 한 표면상에 배치되는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 투명판(1)의 상기 요철면 접촉부(1a)의 상부 표면상에 탄성부재(23)가 배치되는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 장치는 정보조회 사전과 함께 개인조회 시스템이 정보조회 수단에 결합되며, 또한 상기 장치는 검출할 요철면이 생체인지 여부를 검출하기 위한 생체 검출수단(400)을 포함하며, 상기 생체 검출수단(400)은 상기 정보조회 수단에 결합되는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 생체 검출수단(400)은 440 내지 580nm의 단파장과 가시 광선을 검출하기 위한 제1광검출 수단(241)과, 630nm보다 긴 파장의 광을 검출하기 위한 제2광검출수단(242)과, 상기 광검출수단(241)으로부터 출력전압에 반응하여 기준전압을 발생시키기 위한 기준 전압 발생수단(243)과, 그리고 상기 광검출수단(241)으로부터 출력전압을 기준전압과 비교하기 위한 비교수단(244)을 포함하는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 광학소자가 홀로그램(31)이고, 수직촛점 (Fv)에서 촛점이 잡히는 허상을 촛점 잡아주기 위한 원통형 렌즈 (CL1)과 수평촛점 (Fh)에서 촛점이 잡히는 허상을 촛점 잡아주기 위한 원통형 렌즈 (CL2)는 서로 직교하도록 상기 홀로그램에 대향하는 위치에 배치되며, 그리고 상기 홀로그램 근처의 상기 원통형 렌즈 (CL1)는 수차로 인해 수평촛점 (Fh)에서 허상의 퍼짐방향에 평행한 축(c)을 갖고 있고, 또한 원통형 렌즈 (CL2)는 수차로 인해 수직촛점 (Fv)에서 허상의 퍼짐방향에 평행한 축(c)을 갖고 있는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 홀로그램(31)은 평면파의 간섭에 의해 발생되며, 상기 두 원통형 렌즈들(CL1,CL2)의 조합은 다음 관계식을 만족하는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
    dz=((M1+1)2/M1)f1-((M2+1)2/M2)f2
    (여기서, f1과 f2:각 원통형 렌즈들이 촛점길이, M1:가로방향 배율, M2:세로방향 배율 그리고 dz:비점수차)
  15. 제13항에 있어서, 상기 원통형 렌즈(CL1,CL2)의 축들(c)에 각각 평행한 공간필터 (SF1,SF2)들은 영상의 흐림을 없애도록 상기 원통형 렌즈(CL1,CL2)의 촛점위치에 배치되는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광학시스템은 상기 투명판(1)상에 제공되는 다수의 홀로그램(31∼34)들을 포함하며 그리고 상기 홀로그램(31∼34)들은 상기 요철면 접촉부(1a)로부터 등거리로 격리되도록 배치되어 다수의 동일한 요철면 정보가 상기 홀로그램(31∼34)들을 통하여 얻어지는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
  17. 제1항에 있어서, 광(17)은 모두 반사되도록 임계각보다 더 큰 투사각에서 상기 요철면 접촉부(1a)를 조명하고 또한 철부(9)에서 산란되며, 여기서 조명 방향으로부터 상이한 방향으로 전달되는 산란된 광은 상기 검출기(4)에 의해 검출되는 것이 특징인 요철면 정보 검출장치.
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