d \ 9 כ ¹ô Ç ì r \ @ /ô Ç ' a d s Z } t ¦ e . s \ µ 1 ÏF g_ : £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL µ 1 Ï F

(1)

þ

j H [ þ t # Q t ë H d ` ¦ : xô Ç # 3 ý eÃ º ÷ rë ß m ] jô Ç ) a t % i Ü ¼ Ð_ Ø ¦{ 9 : x ] j, É r' > ý a ' a o 1 p x > h

d \ 9 כ ¹ô Ç ì r \ @ /ô Ç ' a d s Z } t ¦ e . s \ µ 1 ÏF g_ : £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL µ 1 Ï F

g è ü < r Ð| 9 & h ¸ Z } " f è+ þ A o 0 p xô Ç CMOS Ã º F g è \ ¦ s 6 xô Ç t ë H d l 6 x F g < Æ> \ ¦ [ O

> ] j % i . t ë H d l 6 x F g < Æ> H $ í 0 p x s Ä ºÃ º ¦, compactô Ç r Û ¼% 7 ` ¦ ½ ¨$ í l 0 A #

µ 1 ÏF g: £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL è \ ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x % i Ü ¼ 9, q ½ ¨ E $ Ý ¼ü < IR é ß } ïh As ) a Ä » o

l ó ø Í` ¦ 6 x # [ O > ] j % i . q ½ ¨ e ¦ Û ¼h Ë : E $ Ý ¼\ ¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ r Û ¼% 7 ^ _ ß ¼l ü <

×

æ| ¾ Ó` ¦ × ¦{ 9 Ã º e % 3 Ü ¼ 9, ] j ) a F g < Æ> \ ¦ s 6 x # ë ß 7 á ¤½ + É ë ß ô Ç t ë H d l 6 x r Û ¼% 7 ` ¦ ½ ¨ & ³½ + É Ã º e

% 3 .

PACS numbers: 42,15,Eq

Keywords: F g < Æ> [ O > , t ë H d l , E $ Ý ¼

I. " e Â ] Ø

í

ß \ O _ ¦ ¸ oü < & ñ Ð: x l Õ ü t_ + À :" î , ' Å _ µ 1 Ï

²

ú \ > h & ñ Ð_ d \ @ /ô Ç ' a d s Z } t " f,

>

h & ñ Ð_ d ` ¦ 0 Aô Ç Ã ºé ß Ü ¼ Ð \ O Ï ã J d , " f" î d 1

p

x õ ° ú s ^ & h , ' 0 A& h : £ ¤f ç [ þ t` ¦ s 6 xô Ç # Q t Ò q t

Fig. 1. Fingerprint identification system using prism.

Fig. 2. Fingerprint identification system using sensor array.

∗

E-mail: [email protected]

^

d l Z O [ þ t s s 6 x ÷ & ¦ e . Õ ª × æ @ /³ ð& h ô Ç ~ ½ Ó Z O

s t ë H` ¦ s 6 x H כ Ü ¼ Ð t ë H d É r ¨ î Ò q t Ô ¦

¦, ë ß Â Ò1 l x_ : £ ¤f ç ` ¦ t ¦ e l M :ë H \ ´ ú § É r > h & ñ

Ð d ~ ½ ÓZ O [ þ t × æ \ " f d $ í 0 p x \ @ /ô Ç Z } É r ø @ ¸\ ¦

t ¦ e . t ë H É r Ã ÐÒ rs Ö 6 x l ÷ &# Q { 9 & ñ ô Ç â ì2 £ §` ¦ + þ A

$ í

ô Ç כ Ü ¼ Ð, Õ ª ¸ ª s > h> h " f Ð \ ¦ ÷ r m I

# Q± ú M : ¸_ þ v Õ ª@ / Ð ¨ î Ò q t Ô ¦ Ü ¼ Ð" f K b ` ¦ ë ß ô Ç

d ¸½ ¨ × æ_ Ð 6 x ÷ &# Q M ® o . ¸Z þ t± ú _ 1 l x t ë

H d ~ ½ ÓZ O s ¸{ 9 ÷ &l t H ¸ H t ë H_ ì r À Óü <

d É r t ë H d ë H \ _ K f ] X è H Ü ¼ Ð Ð ¦ Ã º

\ O

Ü ¼ Ð % o # M ® o Ü ¼ , ½ ¨ 7 £ x ¦, # 3 ý e Ã ºé ß s t

0 p x oH d \ ç ß _ r y õ y y \ _ > r # t ë H

`

¦ d H ~ ½ Ód É r Õ ª % o | ¾ Ó\ ô Ç> e Ü ¼Ù ¼ Ð s \

@

/ô Ç 1 l x o % o y © § 4 y כ ¹½ ¨÷ & ¦ e . s 1 l x o ì

r × æ \ ô Ç Â Òì r t ë H d ì r H # 3 ý e Ã º ì r

÷

rë ß m ] jô Ç ) a t % i Ü ¼ Ð_ Ø ¦{ 9 : x ] j, Û ¼ à Ô × ¼,

Å Ò × ¼, É r' > ý a ' a o 1 p x > h d s 9 כ ¹ô Ç ì r

\ & h 6 x ÷ &# Q| 9 Ã º e [1]. l > r_ t ë H d l H F g

"

é

¶ õ á Ôo 7 £ § 1 p x_ F g < Æ> ü < d > Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e H X <

q

# µ 1 ÏF g_ : £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL` ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x

> ÷ & , F g < Æ> _ { 9 Â Ò\ ¦ @ /; ¤ Ò q t| Ä Ì½ + É Ã º e > ÷ &# Q

Ð ç ß | Ä Ì ¦ è+ þ A o ) a t ë H d l \ ¦ ½ ¨$ í ½ + É Ã º e .

: r 7 Hë H \ " f H CMOS Ã º F g G ' p" f\ ¦ 6 x ¦, # l \ Ä » l

EL è \ ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x # t ë H d l _ optical

system` ¦ ½ ¨$ í ¦ ô Ç . Ä »l EL \ t ë H` ¦ ] X 8 ú ¤

-77-

(2)

Fig. 3. Principle of surface radiation.

>

÷ & t ë H s ² ú ¢ É r Â Òì r \ " f µ 1 ÏF g s ÷ &l M :ë H \ ü @Â Ò _ Ð ¸ F g " é ¶ s \ O s ¸ Õ ª@ / Ð y n C` ¦ µ 1 ÏF g H : £ ¤f ç ` ¦ t

¦ e ¦, F g < Æ> H 1 B _ q ½ ¨ lensü < 1B _ Ð ñ}

%

i ½ + É` ¦ H Ä »o # 4 Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ & 9, í& h o 1.5 mm, F/# 2.4, ^ ß ¼l 12.86 mms 9, 80

^◦

_ oy ` ¦ ° ú H F

g < Æ> \ ¦ [ O > ] j # ¨ î % i .

II. T Â ] Ø

t

ë H d r Û ¼% 7 É r { 9 § 4 > \ ¦ : x # % 3 É r t ë H o © ` ¦ (

É Ó' \ " f t ë H o © % o 0 p x ¸2 ¤ l 0 A # t ë

H o © _ : £ ¤f ç ` ¦ Æ ÒØ ¦ > ÷ & ¦ s \ ¦ B j ¸o \ $ © ) a

³

ðï r J õ q § # B g A` ¦ Ã º' < ÊÜ ¼ Ð+ : r # Â Ò\ ¦ ó

ø Íé ß > ) a . s × æ { 9 § 4 \ O É r t ë H o © ` ¦ S \ 1 p q H

d \ ' aô Ç Â Òì r Ü ¼ Ð t ë Hd Z > \ e # Q" f © × æ כ ¹ô Ç l

Õ ü t s . { 9 § 4 ~ ½ ÓZ O \ H F g < Æ` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O õ q F

g < Æ` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ß ¼> ¾ º# Q | 9 Ã º e H X <

s

\ F g < Æd õ q F g < Æd _ ¿ º t ~ ½ Ód Ü ¼ Ð ½ ¨ì r

½ +

É Ã º e .

Fig. 1 õ ° ú É r F g < Æ ~ ½ Ód _ t ë H d ~ ½ ÓZ O É r ß ¼> á Ô o

7 £ §` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O õ f . Ë ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O Ü

¼ Ð ½ ¨ì r ) a . F g < Æd t ë H d l H l > r_ e ç ß ¼ü < " é ¶ t

\ ¦ s 6 xô Ç ~ ½ Ód _ Ô ¦¼ # < Ê` ¦ Ð ¢ - a ¦ 1 l x o ) a t ë H

d r Û ¼% 7 ` ¦ 0 A # > hµ 1 Ï÷ &% 3 . F g < Æd t ë H d l _ > h| Ä Ì& h ½ ¨ ¸ H F g " é ¶ \ " f µ 1 ÏÒ q t ) a { 9 § 4 F g s á Ôo 7 £ §

Fig. 4. Configuration of paraxial optics.

Fig. 5. Structure of optical module in fingerprint identi- fication system.

`

¦ : x K t ë H% ò © ` ¦ ë B> ÷ & ¦, s \ ¦ E $ Ý ¼\ ¦ : x # % ò © S \

1 p q © u \ { 9 § 4 > ) a . F g < Æ ~ ½ Ód _ t ë H d l H Õ

ªa Ë >\ " f Ð1 p w s E $ Ý ¼_ 0 Au ü < y ¸ 1 p x s & ñ x 9 > { 9 u

# ô Ç . F g < Æd t ë H d l \ " f H á Ôo 7 £ § \ ë B

2 ³ © ` ¦ B j ü < ° ú É r ½ ¨ ¸ Ð O É % ò 1 p w s % ò © ` ¦ { 9 § 4

~ Ã

Î6 £ § Ü ¼ Ð" f z ´] j | Ã Ð_ < H s { 9 § 4 Â Ò\ ² ú ¢ ¤ H t S X

l 0 Aô Ç Z > ¸_ © u \ ¦ 9 כ ¹ Ð ô Ç . f . Ë ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x ô

Ç t ë H d l _ â Ä º H ¨ î ó ø Í 0 A\ Z ~ < H | Ã Ì_ t ë H

\

" f ì ø Í ÷ &# Q4 R : r s p t \ ¦ f . Ë ÐÕ ªÏ þ } \ È Ò% ò

#

t ë H` ¦ S \ 1 p q H ~ ½ ÓZ O s .

q

F g < Æ ~ ½ Ód _ t ë H d l Õ ü t É r q §& h þ j H \ > hµ 1 Ï

)

a l Õ ü t Ð+ , è+ þ A o x 9 ½ ¨ ¸_ ç ß é ß o Ð t ë H d l Õ ü t _

& h 6 xì r S X @ /÷ & H > l ) a ~ ½ Ód s . ¢ ¸ô Ç, ì ø Í

¸^ _ : £ ¤$ í @ /| ¾ ÓÒ q tí ß _ 6 x s $ í x 9 Ò q tí ß " é ¶ _ ] X y 1

p

x` ¦ s Ò ¦ Ã º e > ÷ &% 3 . Fig. 2ü < ° ú s G ' p" f array\ ¦ s

6 xô Ç ~ ½ ÓZ O É r ] X 8 ú ¤ ³ ð \ Z ~ # t H < H | Ã Ì_ · ú § 4 õ

\ P

© \ É r G ' p" f array_ | ¾ Ó_ o\ ¦ Ø ¦ # t ë

H` ¦ d H ~ ½ ÓZ O s . Õ ªo ¦ # l \ 6 x ÷ & H F g " é ¶

Fig. 6. The layout of fingerprint identification optical

system.

(3)

Table 2. Surface data of fingerprint identification optical system.

Thickness No. Radius (mm)

(mm) Glass Object Infinity 10.0

Stop −6.33319∗ 0.85 PC

2 −0.81551∗ 1.10

3 Infinity 0.55 BK7

4 Infinity 0.30

Image Infinity 0.00

∗ Aspherical Coefficients Stop surface : k = 0.0

a4 = −0.60035, a6 = 4.75178, a6 = −61.1119, a10 = 211.614 2nd surface : k = −0.455310 (ellipsoid surface)

a4 = −0.0153519, a6 = −0.309554, a6 = −0.795438, a10 = −1.66717

PC glass code : 585000.299000

Ü

¼ Ð H Ä »l EL µ 1 ÏF g è \ ¦ 6 x % i H X < s H l > r_ t

ë H d l 6 x F g < Æ> ¸Ñ ý t \ " fü < ° ú s y n C` ¦ t ë H ^

\

¦Ø Ô> ì rí ß r v l 0 AK 6 x H á Ôo 7 £ § 1 p x_ l ½ ¨

\

¦ Ò q t| Ä Ì ¦ t ë H_ ß ¼l @ / Ð F G_ ß ¼l \ ¦ & ñ < ÊÜ ¼

Ð+ ^ \ ¦ É r y n C ì r í\ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e H © & h s e [2] Fig. 3 õ ° ú É r Ä »l EL è \ ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x½ + É â Ä º

< H | Ã Ìs ] X 8 ú ¤ \ ¸² ú t ë H_ + þ A © \ · û ª É r

# 4 ` ¦ s \ é H s ß ¼ Ð Û ¼0 Au 1 l x > ÷ & ¦ ¸ Ñ

ý

t Â Ò Ð t ë H_ + þ A © õ ° ú É r ¸ ª _ y n Cs µ 1 ÏF g > ÷ &

¦, s o © & ñ Ð\ ¦ F g < Æ> \ ¦ s 6 x # Ã º F g è \ { 9

§

4 # t ë H& ñ Ð\ ¦ d ¸2 ¤ ½ ¨$ í ÷ &# Q e .

t

ë H d l _ d > \ ¦ ½ ¨$ í H ¢ ¸ É r Å Ò ) a כ ¹ è

\

H G ' p" fÂ Ò e H X <, s G ' p" fÂ Ò\ Å Ò Ð 6 x ÷ & H è

Ð H CCD ü < CMOS e . CMOS % ò © G ' p" f H CCD

\

q K èq § 4 | ¾ Ós & h ¦, @ / $ í 0 p x q Ä ºÃ º 9,

è+ þ A o ¸ 0 p xô Ç % ò © G ' p" f Ð ¨ î ÷ & ¦ e . s Qô Ç ©

&

h ` ¦ ° ú H CMOS % ò © G ' p" f\ ¦ s 6 x K l > r Ð $ § 4

¦ è+ þ A_ t ë H d l 6 x F g < Æ> \ ¦ [ O > ¦ ô Ç [2].

$ F g < Æ> _ l : r ½ ¨$ í ` ¦ 0 A # H» ¡ ¤F g < Æ\ _ ô Ç í

&

h

U ´s \ ¦ ½ ¨ H d õ F g < Æ> _ / B GÒ ¦ì ø Í â r` ¦ ½ ¨ H d

É

r 6 £ § õ ° ú [3].

l

⁰

−

l = − n r /

B

N l × æ \ e H(n

1

= n

2

= 1.0) · û ª É r E $ Ý ¼(d ' 0)\ @ /

# & h 6 x { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ¸ ú · ú 9 6 £ § õ ° ú É r F g < Æ

>

\ @ /ô Ç E $ Ý ¼/ B Nd ` ¦ Ä » ¸½ + É Ã º e .

1 l

⁰

− 1

l = 1 f

⁰

é

ß , # l " f f

⁰

É r í& h o Ð" f (n − 1)(c

1

− c

2

) s .

"

f F g < Æ> _ © (over all length)` ¦ C Ö ¦ õ í& h o Ð

³ ð & ³

T.L = l

⁰

− l = f

⁰

(m

_t

− 1)

²

m

t

õ

° ú . t ë H d l F g < Æ> _ ½ ¨5 Å q ¸| Ü ¼ ÐÂ Ò' í l

[ O > Ã º\ ¦ & ñ l 0 A # , E $ Ý ¼_ + þ AI H plano- convex · û ª É r E $ Ý ¼ Ð H ¦, F g < Æ> _ © õ C Ö ¦ \

@

/ô Ç ³ ð & ³ d Ü ¼ ÐÂ Ò' í& h o (f

⁰

= 1.36 mm) ü < / B GÒ ¦ ì

ø Í â (r = 0.7969 mm)` ¦ & ñ ½ + É Ã º e ¦, s \ ¦ l í Ð

#

F g < Æ> _ $ í 0 p x s þ j& h s ÷ & ¸2 ¤ þ j& h [ O > \ ¦ % i .

Fig. 7. Longitudinal spherical aberration, astigmatism

and distortion of optical system.

(4)

Fig. 8. Transverse ray aberrations.

Fig. 9. Spot diagrams.

III. כ r Ç4 õ m Í < gX c l; c å ¾ Ë X ¢ Ä Z ØV Ä

t

ë H d l 6 x F g < Æ> H è+ þ A o, slim o\ ¦ Æ Ò½ ¨ l 0 A

Fig. 10. Optical module.

Fig. 11. Result image.

# E $ Ý ¼ B Ã º\ ¦ ô Ç B _ E $ Ý ¼ü < ô Ç B _ glass filter\ ¦

6 x % i Ü ¼ 9, íl [ O > \ " f ô Ç B _ E $ Ý ¼\ ¦ ½ ¨ ` ¦ 6

x # [ O > % i ` ¦ â Ä º í& h s U ´# Qt > ÷ & ¦ Ã º Ð

&

ñ _ ô Ç> \ _ K ô Ç B _ E $ Ý ¼ Ð H # Q 9î r ë H ] j& h s e Ü

¼Ù ¼ Ð ' Í P : E $ Ý ¼\ ¦ q ½ ¨ o # [ O > % i . ¢ ¸ ô

²

s Ù ¼

Ð 1.4 mm ÷ & ¸2 ¤ ¦, y n C` ¦ ô Ç & h \ ¸ Å Ò ¦ í& h

o \ ¦ Â ú ª> l 0 AK " f E $ Ý ¼_ ª ` ¦ ^ ¦2 ¤ Ü ¼ Ð [ O >

% i . Õ ªo ¦ ô Ç B _ glass H G ' p" f\ ¦ Ð ñ H % i ½ + É` ¦

H X < @ /Â Òì r_ G ' p" f · ú ¡\ Z ~ s H E $ Ý ¼ H Ð ñ % i ½ + Éë ß

`

¦ t ë ß s E $ Ý ¼ \ & h ü @ é ß õ ì ø Í ~ ½ Ót ïh A` ¦

# " f F g < Æ> ? /Â Ò_ ì ø Í \ ¦ } H % i ½ + É` ¦ 8 ¦ e .

Fig. 5 É r s ½ ¨ ¸\ ¦ [ O " î H Õ ªa Ë >Ü ¼ Ð CMOS è _

×

F

° ú

´s \ ¦ × ¦ s l 0 AK " f E $ Ý ¼_ r° ú כõ q ½ ¨ > Ã º ° ú כ,

¿

ºa \ ¦ or & þ j& h [ O > \ ¦ ô Ç . s \ É r [ O >

ª É r Table 1 õ ° ú ¦, Õ ª\ É r E $ Ý ¼ data H Ta-

ble 2 \ & ñ o % i . # l \ 6 x ÷ & H E $ Ý ¼_ F | 9 É r

(5)

Fig. 8 É r F g Ã º \ ¦ ¸ õ ½ ¨ \ @ /ô Ç ray fan + þ

AI Ð Í Ç xÜ ¼ 9, Õ ªa Ë >\ " f Ã ºf » ¡ ¤ É r Ã º _ ß ¼l \ ¦

? / ¦, Ã º¨ î » ¡ ¤ É r { 9 1 l x_ ß ¼l \ ¦ ? / ¦ e . Õ ª a Ë

>\ " f Ð H ü < ° ú s ^ & h Ü ¼ Ð y y _ oy \ @ /ô Ç

¸ H Ã º _ þ j@ /, þ j è° ú כ É r ±0.05 mm\ p u t 3 l w Ù ¼

Ð Ã º ¸ ú ] j ÷ & ¦ e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e . Fig. 9 H 0

^◦

, 20

^◦

Õ ªo ¦ 40

^◦

\ @ /ô Ç spot diagram` ¦ · p Õ ªa Ë >s .

s

\ O ë ß p u í& h s ¸{ 9 Ã º e H \ ¦ Ð# Å Ò ¦ e Ü ¼ 9, RMS(root mean square) f â s þ j@ / oy \ @ / # 30 µm s ? / Ð ¸ H F g s | 9 5 Å qH d` ¦ · ú Ã º e . Fig. 10 H s

X O > [ O > ì r$ 3 ô Ç F g < Æ> \ ¦ ¸Ñ ý t + þ AI Ð ] j #

O É % ò ô Ç Õ ªa Ë >s ¦, Fig. 11 H F g < Æ> ¸Ñ ý t` ¦ $ í 0 p x¨ î 6

>Ü ¼ Ð" f t ë H_ : £ ¤f ç Æ ÒØ ¦ \ H Á ºo \ O ¦, CCD G ' p" f

Ð § 4 _ èq ¸ > [ þ t ¦ | 9 & h ¸ a % ~ l M :ë H \ " é ¶ } 9

o 0 p x H s & h [ þ t s e l M :ë H \ $ í 0 p x s Ä ºÃ º ô

Ç $ _ CMOSG ' p" f\ ¦ ] j ½ + É Ã º e % 3 .

IV. + s Ç Â ] Ø

¦, f-number H t ë H s ¸ ú ³ ð & ³÷ & ¸2 ¤ þ j@ /ô Ç µ 1 ß> l 0 AK 2.4 Ð % i ¦, oy 80

^◦

Ð [ O > % i . [ O > ) a E $ Ý ¼ _ כ ¹½ ¨ $ í 0 p x` ¦ ì r$ 3 ô Ç õ spot size 30 µm s ? /s ¦ F

6 x F g < Æ> _ כ ¹½ ¨ $ í 0 p x` ¦ ë ß 7 á ¤ H F g & ñ Ð % o 6 x F g

<

Æ> _ ¸Ñ ý t` ¦ [ O > ] j % i .

P c

p 8 ý ò k >

: r 7 Hë H É r 2002¸ ¸ Â Ò â @ / < Æ § ½ ¨¸ §Ã ºt " é ¶ \ _

# ½ ¨÷ &% 3 _ þ v m .

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] Henry C. Lee and R. E. Gaensslen, Advances in Fin- gerprint Technology (Elsevier, New York, 1991).

[2] C. G. Lee, B. D. Nam, Optical Science and Technol- ogy 2, 62 (1998).

[3] T. H. Jamieson, Appl. Opt. 5, 11 (1971).

[4] Kyung Hee Hong, Hankook Kwanghak Hoeji 13, 507

(2002).

(6)

Design and Analysis of an Image - Processing Optical System for Fingerprint Identification

Jong-Tae Kim

^∗

and Yong-Seok Jeong

Division of Imaging Science & Technology, Pukyong National University, Busan 608-737 (Received 21 November 2003)

In recent years, there has been great interest in the area of fingerprinting for criminal identifica- tion, access control, financial security, and so on. We designed an optical fingerprint identification system using a complementary metal-oxide-semicondoctor (CMOS) sensor & an organic EL device.

To realize a small-sized optical system, we used two devices, an organic electroluminescence (EL) device and a CMOS - type image sensor. With the surface radiation characteristics of the organic EL device and easily embodied capability of the CMOS sensor, the total size of the optical system was very much reduced. To reduce the focal length of the system, we designed the module with two types of lens elements, a piece of an aspherical lens and a piece of glass with an IR cut coating and profection of the sensor. Our fingerprint identification system with an organic EL and a CMOS sensor was successfully realized, and we could obtain a fingerprint image.

PACS numbers: 42,15,Eq

Keywords: Optical system design, Fingerprint identification, Lens.

∗

E-mail: [email protected]

 d  \   9 כ ¹ô Ç ì r \  @ /ô Ç  ' a d  s Z } t  ¦ e  . s \   µ 1 ÏF g_ : £ ¤f ç ` ¦ ° ú  H Ä »l EL µ 1 Ï F

þ

j  H [ þ t # Q t ë  H  d  `  ¦ :  xô  Ç # 3 ý eÃ º ÷  rë ß   m   ] jô  Ç ) a t % i Ü ¼ Ð_  Ø  ¦{ 9 :  x ] j,  É r'  > ý a ' a o 1 p x > h



   d  \   9 כ ¹ô  Ç ì  r  \  @ /ô  Ç  ' a d  s  Z  }  t  ¦ e   . s \       µ 1 ÏF g_  : £ ¤f ç `  ¦ ° ú   H Ä »l  EL µ 1 Ï F

g  è ü < r Ð| 9 & h  ¸ Z  }  " f  è+ þ A o 0 p xô  Ç CMOS Ã º F g  è \  ¦ s 6 xô  Ç t ë  H  d  l 6 x F g < Æ> \  ¦ [ O

>  ] j   % i  . t ë  H  d  l 6 x F g < Æ>   H $ í 0 p x s  Ä ºÃ º  ¦, compactô  Ç r Û ¼% 7 `  ¦ ½ ¨$ í l  0 A # 

 

µ 1 ÏF g: £ ¤f ç `  ¦ ° ú   H Ä »l  EL  è \  ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð  6 x % i Ü ¼ 9, q ½ ¨  E $ Ý ¼ü < IR é ß }    ïh As   ) a Ä » o

l ó ø Í`  ¦  6 x #  [ O >  ] j   % i  . q ½ ¨  e  ¦ Û ¼h Ë : E $ Ý ¼\  ¦  6 x < ÊÜ ¼ Ð+  r Û ¼% 7    ^ _  ß ¼l ü <

×

 æ| ¾ Ó`  ¦ ×  ¦{ 9  Ã º e  % 3 Ü ¼ 9, ] j   ) a F g < Æ> \  ¦ s 6 x #  ë ß 7 á ¤½ + É ë ß ô  Ç t ë  H  d  l 6 x r Û ¼% 7 `  ¦ ½ ¨ & ³½ + É Ã º e 

% 3  .

PACS numbers: 42,15,Eq

Keywords: F g < Æ>  [ O > , t ë  H  d  l , E $ Ý ¼

I. " e Â ] Ø

í

ß \ O _   ¦ ¸ oü < & ñ  Ð:  x  l Õ ü t_  + À :" î ,   '  Å _  µ 1 Ï

²

ú \     > h  & ñ  Ð_    d  \  @ /ô  Ç  ' a d  s  Z  }  t   " f,

>

h  & ñ  Ð_    d  `  ¦ 0 Aô  Ç Ã ºé ß Ü ¼ Ð \ O Ï ã J   d  , " f" î   d  1

p

x õ  ° ú s    ^ & h , '  0 A& h : £ ¤f ç [ þ t`  ¦ s 6 xô  Ç #  Q t  Ò q t

Fig. 1. Fingerprint identification system using prism.

Fig. 2. Fingerprint identification system using sensor array.

E-mail: [email protected]

^

   d  l Z O [ þ t s  s 6 x ÷ & ¦ e   . Õ ª ×  æ @ /³ ð& h   ô  Ç ~ ½ Ó Z O

s  t ë  H`  ¦ s 6 x   H  כ Ü ¼ Ð t ë  H   d   É r ¨ î Ò q t Ô  ¦  



¦, ë ß   Â Ò1 l x_  : £ ¤f ç `  ¦ t  ¦ e  l  M :ë  H \  ´ ú § É r > h  & ñ



Ð   d  ~ ½ ÓZ O [ þ t ×  æ \ " f   d  $ í 0 p x \  @ /ô  Ç Z  } É r   ø @ ¸\  ¦

t  ¦ e   . t ë  H É r  Ã ÐÒ  rs  Ö 6 x l ÷ &# Q { 9 & ñ ô  Ç â ì2 £ §`  ¦ + þ A

$ í

ô  Ç  כ Ü ¼ Ð, Õ ª  ¸ ª s  > h> h    " f Ð \  ¦ ÷  r  m   I

# Q± ú  M :  ¸_ þ v Õ ª@ / Ð ¨ î Ò q t Ô  ¦  Ü ¼ Ð" f   K  b  `  ¦ ë ß ô  Ç



 d   ¸½ ¨ ×  æ_    Ð  6 x ÷ &# Q M ® o .  ¸Z þ t± ú _   1 l x t  ë

 H   d  ~ ½ ÓZ O s   ¸{ 9 ÷ &l     t   H  ¸  H t ë  H_  ì  r À Óü <



 d   É r t ë  H   d    ë  H \  _ K  f  ] X  è  H Ü ¼ Ð  Ð ¦ Ã º  

\ O

Ü ¼ Ð % o  #  M ® o Ü ¼ ,   ½ ¨ 7 £ x   ¦, # 3 ý e Ã ºé ß s  t

0 p x oH  d \       ç ß _  r y  õ  y  y  \  _  > r #  t ë  H

`

 ¦   d    H ~ ½ Ód   É r Õ ª % o | ¾ Ó\  ô  Ç>  e  Ü ¼Ù ¼ Ð s \ 

@

/ô  Ç  1 l x o % o  y © § 4 y  כ ¹½ ¨÷ & ¦ e   . s    1 l x o ì

 r   ×  æ \  ô  Ç Â Òì  r  t ë  H   d  ì  r    H # 3 ý e Ã º  ì  r  

÷

 rë ß   m   ] jô  Ç ) a t % i Ü ¼ Ð_  Ø  ¦{ 9  :  x ] j, Û ¼ à Ô × ¼,

 

 Å Ò  × ¼,  É r'   > ý a  ' a o  1 p x > h    d  s   9 כ ¹ô  Ç ì  r



\  & h 6 x ÷ &# Q| 9  Ã º e    [1]. l  > r_  t ë  H   d  l   H F g

"

é

¶ õ  á Ôo 7 £ § 1 p x_  F g < Æ> ü <   d  >  Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e    H X <

q

 #    µ 1 ÏF g_  : £ ¤f ç `  ¦ ° ú   H Ä »l  EL`  ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð  6 x

>  ÷ &  , F g < Æ> _  { 9 Â Ò\  ¦ @ /;  ¤ Ò q t| Ä Ì½ + É Ã º e  >  ÷ &# Q



Ð  ç ß | Ä Ì  ¦  è+ þ A o ) a t ë  H   d  l \  ¦ ½ ¨$ í ½ + É Ã º e   .



: r  7 Hë  H \ " f  H CMOS Ã º F g G ' p" f\  ¦  6 x  ¦, # l \  Ä » l

 EL  è \  ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð  6 x #  t ë  H   d  l _  optical

system`  ¦ ½ ¨$ í  ¦  ô  Ç . Ä »l  EL  \  t ë  H`  ¦ ] X 8 ú ¤ 

-77-

Fig. 3. Principle of surface radiation.

>

 ÷ &  t ë  H s  ² ú ¢ É r Â Òì  r \ " f µ 1 ÏF g s  ÷ &l  M :ë  H \  ü @Â Ò _   Ð ¸ F g " é ¶ s  \ O s  ¸ Õ ª@ / Ð y n C`  ¦ µ 1 ÏF g   H : £ ¤f ç `  ¦  t

 ¦ e   ¦, F g < Æ>   H 1 B _  q ½ ¨  lensü < 1B _   Ð ñ}  

%

i ½ + É`  ¦   H Ä »o    # 4 Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ & 9,  í& h  o  1.5 mm, F/# 2.4,   ^  ß ¼l  12.86 mms  9, 80

_  oy  `  ¦ ° ú   H F

g < Æ> \  ¦ [ O >  ] j   #  ¨ î  % i  .

II. T  Â ] Ø

t

d \ 9 כ ¹ô Ç ì r \ @ /ô Ç ' a d s Z } t ¦ e . s \ µ 1 ÏF g_ : £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL µ 1 Ï F

j H [ þ t # Q t ë H d ` ¦ : xô Ç # 3 ý eÃ º ÷ rë ß m ] jô Ç ) a t % i Ü ¼ Ð_ Ø ¦{ 9 : x ] j, É r' > ý a ' a o 1 p x > h

d \ 9 כ ¹ô Ç ì r \ @ /ô Ç ' a d s Z } t ¦ e . s \ µ 1 ÏF g_ : £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL µ 1 Ï F

g è ü < r Ð| 9 & h ¸ Z } " f è+ þ A o 0 p xô Ç CMOS Ã º F g è \ ¦ s 6 xô Ç t ë H d l 6 x F g < Æ> \ ¦ [ O

> ] j % i . t ë H d l 6 x F g < Æ> H $ í 0 p x s Ä ºÃ º ¦, compactô Ç r Û ¼% 7 ` ¦ ½ ¨$ í l 0 A #

µ 1 ÏF g: £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL è \ ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x % i Ü ¼ 9, q ½ ¨ E $ Ý ¼ü < IR é ß } ïh As ) a Ä » o

l ó ø Í` ¦ 6 x # [ O > ] j % i . q ½ ¨ e ¦ Û ¼h Ë : E $ Ý ¼\ ¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ r Û ¼% 7 ^ _ ß ¼l ü <

æ| ¾ Ó` ¦ × ¦{ 9 Ã º e % 3 Ü ¼ 9, ] j ) a F g < Æ> \ ¦ s 6 x # ë ß 7 á ¤½ + É ë ß ô Ç t ë H d l 6 x r Û ¼% 7 ` ¦ ½ ¨ & ³½ + É Ã º e

% 3 .

Keywords: F g < Æ> [ O > , t ë H d l , E $ Ý ¼

ß \ O _ ¦ ¸ oü < & ñ Ð: x l Õ ü t_ + À :" î , ' Å _ µ 1 Ï

ú \ > h & ñ Ð_ d \ @ /ô Ç ' a d s Z } t " f,

h & ñ Ð_ d ` ¦ 0 Aô Ç Ã ºé ß Ü ¼ Ð \ O Ï ã J d , " f" î d 1

x õ ° ú s ^ & h , ' 0 A& h : £ ¤f ç [ þ t` ¦ s 6 xô Ç # Q t Ò q t

d l Z O [ þ t s s 6 x ÷ & ¦ e . Õ ª × æ @ /³ ð& h ô Ç ~ ½ Ó Z O

s t ë H` ¦ s 6 x H כ Ü ¼ Ð t ë H d É r ¨ î Ò q t Ô ¦

¦, ë ß Â Ò1 l x_ : £ ¤f ç ` ¦ t ¦ e l M :ë H \ ´ ú § É r > h & ñ

Ð d ~ ½ ÓZ O [ þ t × æ \ " f d $ í 0 p x \ @ /ô Ç Z } É r ø @ ¸\ ¦

t ¦ e . t ë H É r Ã ÐÒ rs Ö 6 x l ÷ &# Q { 9 & ñ ô Ç â ì2 £ §` ¦ + þ A

ô Ç כ Ü ¼ Ð, Õ ª ¸ ª s > h> h " f Ð \ ¦ ÷ r m I

# Q± ú M : ¸_ þ v Õ ª@ / Ð ¨ î Ò q t Ô ¦ Ü ¼ Ð" f K b ` ¦ ë ß ô Ç

d ¸½ ¨ × æ_ Ð 6 x ÷ &# Q M ® o . ¸Z þ t± ú _ 1 l x t ë

H d ~ ½ ÓZ O s ¸{ 9 ÷ &l t H ¸ H t ë H_ ì r À Óü <

d É r t ë H d ë H \ _ K f ] X è H Ü ¼ Ð Ð ¦ Ã º

Ü ¼ Ð % o # M ® o Ü ¼ , ½ ¨ 7 £ x ¦, # 3 ý e Ã ºé ß s t

0 p x oH d \ ç ß _ r y õ y y \ _ > r # t ë H

¦ d H ~ ½ Ód É r Õ ª % o | ¾ Ó\ ô Ç> e Ü ¼Ù ¼ Ð s \

/ô Ç 1 l x o % o y © § 4 y כ ¹½ ¨÷ & ¦ e . s 1 l x o ì

r × æ \ ô Ç Â Òì r t ë H d ì r H # 3 ý e Ã º ì r

rë ß m ] jô Ç ) a t % i Ü ¼ Ð_ Ø ¦{ 9 : x ] j, Û ¼ à Ô × ¼,

Å Ò × ¼, É r' > ý a ' a o 1 p x > h d s 9 כ ¹ô Ç ì r

\ & h 6 x ÷ &# Q| 9 Ã º e [1]. l > r_ t ë H d l H F g

¶ õ á Ôo 7 £ § 1 p x_ F g < Æ> ü < d > Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e H X <

# µ 1 ÏF g_ : £ ¤f ç ` ¦ ° ú H Ä »l EL` ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x

> ÷ & , F g < Æ> _ { 9 Â Ò\ ¦ @ /; ¤ Ò q t| Ä Ì½ + É Ã º e > ÷ &# Q

Ð ç ß | Ä Ì ¦ è+ þ A o ) a t ë H d l \ ¦ ½ ¨$ í ½ + É Ã º e .

: r 7 Hë H \ " f H CMOS Ã º F g G ' p" f\ ¦ 6 x ¦, # l \ Ä » l

EL è \ ¦ F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x # t ë H d l _ optical

system` ¦ ½ ¨$ í ¦ ô Ç . Ä »l EL \ t ë H` ¦ ] X 8 ú ¤

÷ & t ë H s ² ú ¢ É r Â Òì r \ " f µ 1 ÏF g s ÷ &l M :ë H \ ü @Â Ò _ Ð ¸ F g " é ¶ s \ O s ¸ Õ ª@ / Ð y n C` ¦ µ 1 ÏF g H : £ ¤f ç ` ¦ t

¦ e ¦, F g < Æ> H 1 B _ q ½ ¨ lensü < 1B _ Ð ñ}

i ½ + É` ¦ H Ä »o # 4 Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ & 9, í& h o 1.5 mm, F/# 2.4, ^ ß ¼l 12.86 mms 9, 80

_ oy ` ¦ ° ú H F

g < Æ> \ ¦ [ O > ] j # ¨ î % i .

II. T Â ] Ø

ë H d r Û ¼% 7 É r { 9 § 4 > \ ¦ : x # % 3 É r t ë H o © ` ¦ (

É Ó' \ " f t ë H o © % o 0 p x ¸2 ¤ l 0 A # t ë

H o © _ : £ ¤f ç ` ¦ Æ ÒØ ¦ > ÷ & ¦ s \ ¦ B j ¸o \ $ © ) a

ðï r J õ q § # B g A` ¦ Ã º' < ÊÜ ¼ Ð+ : r # Â Ò\ ¦ ó

ø Íé ß > ) a . s × æ { 9 § 4 \ O É r t ë H o © ` ¦ S \ 1 p q H

d \ ' aô Ç Â Òì r Ü ¼ Ð t ë Hd Z > \ e # Q" f © × æ כ ¹ô Ç l

Õ ü t s . { 9 § 4 ~ ½ ÓZ O \ H F g < Æ` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O õ q F

g < Æ` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ß ¼> ¾ º# Q | 9 Ã º e H X <

\ F g < Æd õ q F g < Æd _ ¿ º t ~ ½ Ód Ü ¼ Ð ½ ¨ì r

É Ã º e .

Fig. 1 õ ° ú É r F g < Æ ~ ½ Ód _ t ë H d ~ ½ ÓZ O É r ß ¼> á Ô o

7 £ §` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O õ f . Ë ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 xô Ç d ~ ½ ÓZ O Ü

¼ Ð ½ ¨ì r ) a . F g < Æd t ë H d l H l > r_ e ç ß ¼ü < " é ¶ t

\ ¦ s 6 xô Ç ~ ½ Ód _ Ô ¦¼ # < Ê` ¦ Ð ¢ - a ¦ 1 l x o ) a t ë H

d r Û ¼% 7 ` ¦ 0 A # > hµ 1 Ï÷ &% 3 . F g < Æd t ë H d l _ > h| Ä Ì& h ½ ¨ ¸ H F g " é ¶ \ " f µ 1 ÏÒ q t ) a { 9 § 4 F g s á Ôo 7 £ §

¦ : x K t ë H% ò © ` ¦ ë B> ÷ & ¦, s \ ¦ E $ Ý ¼\ ¦ : x # % ò © S \

1 p q © u \ { 9 § 4 > ) a . F g < Æ ~ ½ Ód _ t ë H d l H Õ

ªa Ë >\ " f Ð1 p w s E $ Ý ¼_ 0 Au ü < y ¸ 1 p x s & ñ x 9 > { 9 u

# ô Ç . F g < Æd t ë H d l \ " f H á Ôo 7 £ § \ ë B

2 ³ © ` ¦ B j ü < ° ú É r ½ ¨ ¸ Ð O É % ò 1 p w s % ò © ` ¦ { 9 § 4

Î6 £ § Ü ¼ Ð" f z ´] j | Ã Ð_ < H s { 9 § 4 Â Ò\ ² ú ¢ ¤ H t S X

l 0 Aô Ç Z > ¸_ © u \ ¦ 9 כ ¹ Ð ô Ç . f . Ë ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x ô

Ç t ë H d l _ â Ä º H ¨ î ó ø Í 0 A\ Z ~ < H | Ã Ì_ t ë H

" f ì ø Í ÷ &# Q4 R : r s p t \ ¦ f . Ë ÐÕ ªÏ þ } \ È Ò% ò

t ë H` ¦ S \ 1 p q H ~ ½ ÓZ O s .

F g < Æ ~ ½ Ód _ t ë H d l Õ ü t É r q §& h þ j H \ > hµ 1 Ï

)

a l Õ ü t Ð+ , è+ þ A o x 9 ½ ¨ ¸_ ç ß é ß o Ð t ë H d l Õ ü t _

& h 6 xì r S X @ /÷ & H > l ) a ~ ½ Ód s . ¢ ¸ô Ç, ì ø Í

¸^ _ : £ ¤$ í @ /| ¾ ÓÒ q tí ß _ 6 x s $ í x 9 Ò q tí ß " é ¶ _ ] X y 1

x` ¦ s Ò ¦ Ã º e > ÷ &% 3 . Fig. 2ü < ° ú s G ' p" f array\ ¦ s

6 xô Ç ~ ½ ÓZ O É r ] X 8 ú ¤ ³ ð \ Z ~ # t H < H | Ã Ì_ · ú § 4 õ

© \ É r G ' p" f array_ | ¾ Ó_ o\ ¦ Ø ¦ # t ë

H` ¦ d H ~ ½ ÓZ O s . Õ ªo ¦ # l \ 6 x ÷ & H F g " é ¶

¼ Ð H Ä »l EL µ 1 ÏF g è \ ¦ 6 x % i H X < s H l > r_ t