(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記本体の上面の下部スロットから前記弾性パッドの間の全体または一部面が第1傾斜面として形成されるか、前記本体の上面またはカバーに突起が形成されることで、前記弾性膜が前記弾性パッドに近接するように押して一定の弾性を有することを特徴とする請求項1に記載の二重弾性構造を備えた判子スキャナ。
【背景技術】
【0002】
意思決定の手段として使用される判子やスタンプは、凹凸状に刻印された面に朱肉やインクをつけて紙面などに押し、その凹凸イメージを生成するものである。これまで判子やスタンプ(以下、「判子など」と称する)で捺印したイメージをデジタルイメージとして獲得する方法は、第一、まず判子などを紙に捺印した後、第二、その凹凸イメージが押された紙を別途のスキャン装置を利用してデジタルイメージとしてスキャンする方式を使用していた。
しかし、最近このような判子やスタンプを従来の光学式指紋認識装置を応用して直接デジタルイメージとして生成する方法(例えば、特許文献1、凹凸状パターン映像の獲得装置及びその方法)が提示された。この方法によると、判子が押される過程で獲得される複数個のイメージを累積的に合成して最終の判子イメージを生成する方式を使用する。
図1には、この特許が提示する判子スキャナが開示されている。
図1を参照する。提示された装置は基本的に光学式方式によってプリズム101に光を出射し、プリズム101で屈折及び反射された光をカメラモジュールを利用してデジタル映像として獲得する。
図1では、判子10の凹凸パターン11とプリズム101間の接触を容易にするために透明な弾性膜103を利用している。判子10の凹凸パターン11は指紋とは異なって剛体であって水平面になっているため、弾性膜103が接触を容易にする。
問題は、判子などには朱肉やインクがついていることが多いが、その朱肉やインクがプリズム101または弾性膜103に跡を残すことである。このような朱肉やインクの跡は次に押す他の判子のイメージに補足されて現れるため、正確な判子のパターンイメージを獲得することを妨げるようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
よって、本発明の目的は、判子またはスタンプの凹凸面のパターンイメージを獲得する装置であって、凹凸面についた朱肉やインクによる汚染にもかかわらず、きれいなイメージを獲得できるように二重弾性構造を備えた判子スキャナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した問題点を解決するための本発明の二重弾性構造を備えた判子スキャナは、光源、光屈折器及びイメージセンサを含むスキャン部と、パターン入力部と、本体と、を含み、前記パターン入力部が前記スキャン部に代わって判子の凹凸面を入力されてパターンイメージを光学的に生成する。
前記パターン入力部は、弾性膜と弾性バッドの二重弾性構造で具現され、弾性膜と弾性パッドとの間に空間部が形成される。弾性膜は弾性を有する素材であって、前記光屈折器のパターン入力面と平行に配置され、前記判子を押す過程で前記判子の凹凸面が接触する。弾性パッドは、弾性を有する透明は素材の平板であって、前記弾性膜との間に空間部を置いて離隔されて前記光屈折器のパターン入力部に取り付けられ、前記判子を押す過程で前記判子の凹凸面の形状で前記弾性膜によって加圧されることで、前記パターン入力面に代わって前記判子の凹凸面のパターンを入力される。本体は、前記スキャン部と弾性パッドを受容する。
実施例によって、前記本体の上面に装着される前記弾性膜は、中心フィルム部と縁部を含んで交換可能な状態に製作する。中心フィルム部は弾性を有する透明または不透明なシリコンまたは合成樹脂で製作され、前記判子の凹凸面が接触する。
縁部は、前記中心フィルム部を一定大きさの張力で引っ張ることで、前記中心フィルム部が一定大きさの範囲の弾性を有するように支持する。
他の方法として、縁部は中心フィルム部を支持する程度の役割をし、中心フィルム部の弾性を維持する他の構成が設けられてもよい。例えば、前記弾性膜の縁部が前記中心フィルム部と同じ素材で製作されてもよいが、このような場合、縁部が自ら中心フィルム部に弾性を提供することができない。その代わり、判子スキャナは前記弾性膜の縁部を固定するカバーを更に含んでもよい。この場合、前記カバーには前記中心フィルム部を露出する貫通孔と前記貫通孔に沿って上部スロットが形成され、前記本体の上面には前記上部スロットと噛み合う下部スロットが生成されて前記弾性膜の縁部を受容する。
なお、本体またはカバーは中心フィルム部に弾性を提供するための構成を更に備えてもよい。例えば、前記本体の上面の下部スロットから前記弾性パッドとの間の全体または一部の面が第1傾斜面として形成されるか、前記カバーの上部スロットから前記貫通孔との間の全体または一部の面が第2傾斜面として形成されてもよく、必要によっては第1傾斜面と第2傾斜面が全て具現されてもよい。弾性膜は第1傾斜面及び/または第2傾斜面によって一定レベルで押されながら一定弾性力を有する状態で本体に装着される。また、第1傾斜面及び/または第2傾斜面は前記弾性膜が前記弾性パッドに近接するように押すことで、弾性膜と弾性パッドの二重弾性構造によって判子を押すことが不安定になるか滑ることによってメージがつぶれる問題を防ぐことができる。
他の方法として、本体上面の第1傾斜面またはカバーの第2傾斜面に代わって、中心フィルム部を弾性パッドに近くなるように押す突起が本体上面またはカバーに形成されてもよい。
【発明の効果】
【0006】
本発明の判子スキャナは、判子やスタンプのように凹凸パターンを有する物体の凹凸面のイメージを獲得することができる。特に、本発明の判子スキャナは判子またはスタンプなどが接触する接触面が判子などについたインクや朱肉などによって汚染されてもきれいなイメージを獲得することができる。
よって、本発明の装置はイメージを獲得するたびに接触面を洗浄する必要がなく、インクや朱肉で汚染された指紋、判子、スタンプなどを繰り返し使用しても、その汚染の跡がないきれいなイメージを獲得することができる。
また、本発明の判子スキャナは判子が押される弾性膜を交換可能な消耗性部品で製作することで、弾性膜が汚染されるか破れる場合にも容易に交換することができる。
また、弾性膜と弾性パッドとの間に配置された空間部の高さを最小化することで、弾性膜と弾性パッドの二重弾性構造によって判子を押すことが不安定になるか滑ってしまってイメージがつぶれる問題を防止する。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、前記目的を具体的に実現される本発明の実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図2を参照する。本発明の判子スキャナ200は判子10の凹凸面10aに対するパターンイメージを光学的な方式で生成する。ここで、判子10は一側に特定パターンの凹凸が形成された凹凸面10aを有するものであればいかなるものであってもよい。例えば、判子10は判子だけでなくスタンプなども該当する。
本発明の判子スキャナ200は、スキャン部210及びパターン入力部230を含む。スキャン部210はデジタルパターンイメージが生成する従来の光学式指紋認識センサと同じ構成を有するものであって、光屈折器211、イメージセンサ213及び光源215を含む。必要によってはスキャン部210は少なくとも一つのレンズを含む。
スキャン部210のスキャン方式は、いわゆる「散乱式(透過式)」と「吸収式」方式を含むあらゆる形態の光学的イメージ獲得方式に全て適用される。よって、後述するパターン入力部230と光屈折器211の構成と配置を除けば、その光学的イメージの獲得方式によって多様な構成が追加または排除されてもよく、その構成の配置もいくらでも多様に具現することができる。
光屈折器211は内部に入射されるイメージ獲得用光を反射、屈折または散乱させて出射することでパターン映像を生成する構成であって、その断面の形状は
図2のように三角形であってもよく、矩形、台形、二等辺三角形のような四角形であってもよい。
図2は、プリズム(Prism)を光屈折器211として使用した例である。
基本的に、光屈折器211はパターンが接触するパターン入力面211aと、パターン入力面211aから反射または散乱された光(パターン映像)が出射される出射面211bと、イメージ獲得用光が入射される入射面211cを含む。
光屈折器211に入射されるイメージ獲得用光は判子スキャナ200の内部に備えられた光源から出射されてもよく、上述したように別途の外部装置に備えられて他の光学手段を介して提供されてもよい。
図2の例では内部光源215を使用しており、光源215から出射された光は入射面211cに入射される。
イメージセンサ213は光屈折器211から出射された映像を利用してデジタルパターンイメージを生成するが、イメージセンサ213も別途の外部装置に備えられる。
【0009】
パターン入力部230は光屈折器211のパターン入力面211aに代わって判子10のパターンを入力される構成であって、第一、判子10のように凹凸面10aの硬いパターンを入力するのに容易なだけでなく、第二、判子10によってパターン入力面211aが汚染することを防止し、第三、パターン入力部230自体が汚染されてもパターンの入力を妨げないようにする。パターン入力部230は平行して並んで配置された弾性パッド231と弾性膜233を含み、弾性パッド231と弾性膜233との間には空間部235が形成される。
弾性パッド231は光屈折器211の硬いパターン入力面211aに代わって、指紋とは異なって硬い判子10と接触することで、第一、判子10が垂直方向に押されずに微細に傾いて押される場合や、第二、判子10の凹凸面10aと光屈折器211のパターン入力面211aが完全に密着されなくても、判子10のパターンの形状が容易に入力されるようにする。
よって、硬い判子10の押印方向が略垂直方向であれば、その凹凸面10aの凹凸部分全体が弾性パッド231と完全に密着するように、弾性パッド231は弱いレベルの弾性を有する透明素材であればよい。例えば、透明なシリコン(Silicon)または透明な合成樹脂などを弾性パッド231の素材として使用してもよい。弾性パッド231の透明度は光の進行を過度に遮断しない程度であるべきである。
弾性パッド231が光屈折器211の硬いパターン入力面211aに代わるためには、弾性パッド231自体が光経路に影響を及ぼさないか最小化されるべきである。まず、弾性パッド231は光屈折器211のパターン入力面211aに密着されて取り付けられる。弾性パッド231はパターン入力面211aに取り付けられれば十分であり、パターン入力面211aと弾性パッド231との間に別途の接着剤による接着層を形成することは光経路が歪曲する恐れがあるため好ましくない。
弾性パッド231がパターン入力面211aに代わる一方、弾性膜233は判子10の凹凸面10aに代わる。弾性膜233は弾性パッド231の外面231aから一定間隔離隔されて配置されることで、弾性膜233と弾性パッド231との間に空間部235ができるように配置される。空間部235は空気が詰められれば十分であるが、屈折率などを考慮して他の媒質で詰められてもよい。装着された状態の弾性膜233の縁が固定された状態を維持することで、判子10が押される際に弾性膜233が引っ張られながら凹凸面10aに密着され、凹凸面10aの形状に変形されることが重要である。
弾性膜233は透明または不透明なもののうちいずれであっても構わず、弾性素材の薄い膜であればよいが、例えばシリコン、天然ゴムまたは合成樹脂などの薄い膜を利用する。
空間部235は弾性パッド231と弾性膜233との間に設けられた空気層であって、判子10によって加圧された弾性膜233によって空間的に分割されながら凹凸面10aの凹凸パターンを弾性パッド231に入力する役割をする。空間部235の高さ、つまり弾性パッド231と弾性膜233との間の離隔程度は実験的に求めることができる。但し、空間部235が高いとユーザが垂直にまっすぐに判子10を押すことが難しくなるか、相当な力を要する不便が生じる恐れがある。判子10が空間部235の高さを通過しながら滑って押されることで、結局つぶれた判子イメージを得ることになる。よって、空間部235の高さは低いほど好ましい。
【0010】
以下、
図2及び
図3を参照して本発明の判子スキャナ200の動作を説明する。
ユーザが判子10の凹凸面10aに対するデジタルパターンイメージを獲得するために
図3のように凹凸面10aで弾性膜233を加圧すると、弾性膜233は更に弾性パッド231を加圧する。この際、弾性膜233の縁は固定されているため、判子10を押すことによって伸びながら凹凸面10aに密着し、凹凸面10aの形状に伸びて、まるで判子10の凹凸面10aに膜を覆ったような形態になる。
よって、弾性膜233のうち凹凸面10aの凹凸部分に当たる部分のみ弾性パッド231と接触することになり、弾性膜233の残りの部分は弾性パッド231と接触しない。従って、凹凸面10aの凹凸に当たる部分のみを除く残りの部分において、弾性膜233と弾性パッド231との間に依然として空気で詰められた空間部235が存在するようになる。結果的に、弾性パッド231には凹凸面10aの凹凸部分に対応する弾性膜部分のみ接触するようになり、弾性パッド231の残りの領域は空気と接触して、弾性パッド231の外面231aからパターンの入力が発生する。
例えば、
図2及び
図3のような吸収式の場合、光源215から出射された光は光屈折器211の弾性パッド231の外面231aに臨界角より大きい角度で入射されるため、凹凸面10aの凹凸がない部分では反射が起こる。よって、パターンイメージは凹凸がない部分が明るく、凹凸部分が暗いイメージとなる。
散乱式の場合、光源は
図2の光源215とは異なる位置に設けられ、イメージを獲得するための光は直角または全反射のための臨界角より小さい角度で弾性パッド231の外面231aに入射される。よって、凹凸面10aの凹凸部分では散乱が発生し、凹凸がない部分では全反射なしに空間部235に屈折されるため、凹凸部分が明るく残りの部分が暗いイメージを獲得するようになる。
凹凸面10aがインクや朱肉などで汚染された判子10を繰り返し使用する場合、弾性膜233の外面にはインクや朱肉などによる汚染の跡が残る。しかし、弾性膜233にインクや朱肉などの汚染の跡があっても、その汚染部分が凹凸面10aの凹凸部分に当たらなければ、弾性パッド231と接触せずパターンイメージに補足されない。言い換えると、判子10の凹凸面10aに汚染物質があって弾性膜233に跡を残しても、次の判子のパターンイメージの形成に全く影響を与えないのである。
【0011】
実施例1:弾性膜の弾性力を維持するための本体及びカバーの構造
弾性膜233の実際的な形態は多様な要素を考慮すべきである。
第一、凹凸面10aがインクや朱肉などで汚染された判子10を繰り返し使用する場合、弾性膜233を交換する必要が生じる。これは、まず弾性膜233の外面にインクや朱肉などによる汚染の跡が残るが、インクや朱肉などが弾性膜233に影響を与える恐れがあるためである。例えば、弾性膜233の素材に多少の差はあるが、朱肉などの油成分が弾性膜233を汚染することで、弾性膜233が重さによって垂れるか弾性力を失う恐れがある。また、次に弾性膜233は判子10の凹凸面10aの形状をそのまま反映するように十分に薄い膜であるべきだが、その分繰り返し使用することで破れるか弾性を失う恐れがある。よって、弾性膜233は交換の必要が生じ、交換可能な状態に具現されることが好ましい。このような目的を達成するために、
図4に示した判子スキャナ400は弾性膜を装着及び脱着可能な構造に製作し、弾性膜は交換可能な消耗品として製作する。
第二、上述したように、弾性膜と弾性パッド231との間隔が狭いほど判子10を容易に押すことができる。
第三、判子スキャナに装着された状態の弾性膜233は一定の弾性を維持するように一定範囲の張力で少し引っ張られた状態を維持すべきである。一方、過度な張力で弾性膜が引っ張られると弾性膜が判子10を押す過程で破れる恐れがあるため、実験的に適正な張力範囲を設定すべきである。結局、弾性膜233はその縁が機具的に固定された状態で弾性パッド231の上部に装着されることで、判子10によって加圧される際に凹凸面10aの形状に変形されることが重要である。
図4乃至
図6を参照して、その一実施例を説明する。
図4を参照する。本発明の一実施例による判子スキャナ400は本体410、本体上面410aを覆うカバー450、及び本体410とカバー450との間に装着される弾性膜430を含む。
本体410はスキャン部210と弾性パッド231を内装し、弾性パッド231は一部が本体上面410aに露出されるように装着される。本体上面410aには露出された弾性パッド231を囲む状態の下部スロット410bが設けられて後述する弾性膜430の縁部341を受容するが、下部スロット410bと弾性パッド231との間の全体または一部面には第1傾斜面410cが形成される。
カバー450は、弾性膜430の縁を本体410の下部スロット410bに固定し、弾性膜430を一定大きさで引っ張ることで弾性を有するようにする。まず、カバー450の中央には弾性膜430が露出されるように貫通孔451が形成されている。貫通孔451が判子10を押すために弾性膜430を露出する窓(Window)になる。上部スロット453と貫通孔451との間の全体または一部面には第1傾斜面に対応する第2傾斜面453が形成される。
図4の例にはないが、実施例によっては、カバー450の貫通孔451の周りには本体上面410aの下部スロット410bと噛み合う上部スロットが設けられ、弾性膜430の縁部431を一緒に受容してもよい。
弾性膜430は
図2及び
図3の弾性膜233に対応する。弾性膜430は、フレームを形成する縁部431と、縁部431によって支持される中心フィルム部433を含む。中心フィルム部433は判子10が押される領域であって、
図2の弾性膜233の機能を行う十分に薄いフィルムに具現される。縁部431は、本体410に装着される際に本体上面410aの下部スロット410bに安着されることで下部スロット410bとカバー450によってその位置が固定され、押印過程で中心フィルム部433が伸びる際に中心フィルム部433を支持する。
図5及び
図6を参照する。弾性膜430が装着されカバー450が閉まると、本体上面410aの第1傾斜面410cとカバー450の第2傾斜面453が中心フィルム部433を弾性パッド231に近くなるように誘導する経路を形成することで、中心フィルム部433が弾性パッド231に更に近接するように押されて空間部235の高さが低くなる。同時に、カバー450の第2傾斜面453が中心フィルム部433の部分のうち縁部431に隣接した部分を押すことで中心フィルム部433を縁部431の方に引っ張るようになるため、貫通孔45に露出された中心フィルム部433が一定な弾性を維持することができる。上述したように、中心フィルム部433が弾性パッド231に十分に近接し空間部235の高さを十分に低くするようになり、判子10を押す過程での押印エラーが防止される。
【0012】
図4乃至
図6の例では、弾性パッド231が下部スロット410bより低く位置することで第1傾斜面410cが弾性パッド231の方に行くほど低くなる形態に具現されているが、逆に弾性パッド231が下部スロット410bより高く位置して第1傾斜面が弾性パッドに行くほど高くなる形態に具現されてもよく、第1傾斜面の一部が弾性膜の高さ、つまり空間部の高さを調節してもよい。また、本体上面410aの第1傾斜面410cまたはカバー450の第2傾斜面453に代わって、中心フィルム部433を弾性パッド231に近くなるように押す突起が本体上面410aまたはカバー450に形成されてもよい。
実施例によって、縁部431が硬い素材に具現されて中心フィルム部433を一定な張力で引っ張って弾性を維持するように、縁部431と中心フィルム部433が異なる素材で設けられてもよい。しかし、
図4乃至
図6の構造を適用する場合、縁部431は中心フィルム部433を単純に支持する役割をしてもよく、縁部431と中心フィルム部433が同じ素材で形成されることで、縁部431は中心フィルム部433から同じ素材で延長された形態になってもよい。
【0013】
以上、いくつかの実施例が例示的に説明されたが、本発明がこの趣旨及び範疇から逸脱することなく他の様々な形態に具体化されることができるという事実は、該当技術に通常の知識を有する者には自明なはずである。また、上述した実施例は制限的なものではなく例示的なものとしてみなされるべきであって、添付した請求項及びこれと同等な範囲内の全ての実施例は本発明の範疇内に含まれる。