KR100484664B1 - 수동식 및 고정식겸용 홍채 영상획득장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초점이 고정된 카메라를 이용하여 홍채영상을 획득하기 위한 홍채영상 입력장치로, 사용목적에 따라 사용자가 직접 손에 쥐고 자신의 홍채영상을 획득하는 수동식과 일정 장소에 고정시켜 홍채영상을 획득하는 고정식 겸용 홍채 영상획득장치에 관한 것이다.

발명을 이루기 위한 수단은, 사람의 건강상태를 확인하거나 홍채인식 시스템에서 요구하는 홍채영역을 추출하기 위한 홍채 영상획득장치로 사용자가 직접 손에 쥐고 자신의 홍채영상을 촬영하는 수동식과 일정한 장소에 고정시켜 홍채영상을 촬영하는 고정식을 겸용하는 수동식 및 고정식 겸용을 특징으로 하는 홍채 영상획득장치에 있어서, 상기 사람의 홍채를 입력받을 수 있도록 내부에 콜드미러(12)와 반사경(12)이 포함된 경통(10)부와, 상기 경통(10)부의 하부방향으로 연장되며 그 외면에 각종 버튼 및 그 하부에 내입되어 상기 콜드미러(12)에 의해 반사된 광으로 홍채영상을 촬영하는 카메라(18)가 구비된 몸통(11)으로 구성된 이미지획득수단(100)을 더 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

수동식 및 고정식겸용 홍채 영상획득장치{The iris image acquisition device for both manual and fixed usage}

본 발명은 초점이 고정된 카메라를 이용한 수동식 및 고정식 겸용 홍채 영상획득장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 영상획득수단의 경통부를 통해 직접 모니터에 나타나는 자신의 홍채를 관찰하여 자신의 눈이 광축과 일치되도록 하고, 촬영 버튼을 눌러 자신의 홍채영상을 촬영하거나 영상처리 기법을 이용하여 자동으로 획득하도록 하는 수동식 형태와 일정한 장소에 장치를 고정시켜 장비의 반사경내의 광축일치 원형 표식자를 이용하여 광축을 일치되도록 하고, 광축과 일치된 상태에서 앞으로 전진하여 사용자의 홍채를 실시간 촬영하여 홍채영상을 획득하는 고정식 형태의 기능을 가지는 초점이 고정 카메라를 이용한 수동식 및 고정식 홍채 영상획득장치에 관한 것이다.

일반적으로, 개인을 식별 또는 인식하는 생체 인식 기술로는 지문 인식기술, 얼굴 인식기술 및 홍채 인식기술 등이 있으며, 이들은 각 개인마다 그 고유특성 이미지를 영상화 및 분석을 통하여 식별하게 되는 것이다.

이러한, 생체인식기술 중 홍채 인식기술에서 홍채는 안구의 검은 자위의 내측에서 동공보다 바깥쪽의 주위 부분을 말하며, 동공의 개폐를 조절하는 근육으로 구성되고 있다. 이러한, 홍채는 외계에서 안구 내로 입사되는 빛의 분량을 조정하는 근육으로 보통 사람의 눈은 임신 6개월까지 형성되고, 그 시점에서 눈동자의 망막보다 추(皺:주름)가 바깥쪽을 향해 카오스 상으로 발생하는 것으로 알려지고 있다. 이 추의 성장은 대개 생후 몇 년 이루어지고 이후 평생에 걸쳐 변하지 않고 본인 고유의 패턴을 형성하게 된다. 이 패턴은 동일인의 좌우 눈이라도 홍채가 다르고 형성되고, 일란성 쌍둥이에 있어서도 그 차이가 있다.

이러한 홍채인식의 응용분야로서, 의학분야에서는 안구의 홍채를 육안으로 검사하여 인체의 아픈 부위와 허약한 부위 및 각종 질병을 진단하는 방법과, 홍채를 다방면으로 분석하여 홍채의 모양에 따른 각종 질병 등을 데이터베이스화한 다음 검사대상자의 홍채를 촬영하고, 상기 데이터베이스에 기록 저장된 데이터와 촬영된 홍채영상을 비교하여 검사대상자의 건강상태를 검사하는 방법 등으로 이용되고 있다.

또한, 홍채를 인식하는 기술은 그 신뢰성이 매우 높은 것으로 입증되어 보안시스템에서도 이용되고 있다. 이러한, 홍채인식시스템으로는 홍채를 입력받을 수 있는 입력수단과, 상기 입력수단으로부터 입력된 홍채의 패턴 이미지를 판독하기 위한 이미지판독수단과, 다양한 홍채영상이 저장되어 있는 기억수단, 그리고 상기 이미지판독수단으로부터 판독된 홍채정보와 기억수단에 기록 저장된 홍채정보를 비교 판단하여 본인 여부를 식별하고, 제어신호를 출력하는 컨트롤수단으로 구성된다. 이러한, 홍채인식시스템의 입력수단으로 획득되는 홍채영상을 통하여 각 개인을 인식하게 되므로 무엇보다 입력수단의 중요성이 강조되고 있다. 일반적으로 홍채영상을 획득하기 위해서는 카메라, 조명 및 이미지획득 보드 등을 이용하여 홍채영상을 획득하게 된다.

상기와 같이, 선명한 홍채영상을 획득하기 위한 방안으로 대한민국 특허출원번호 제 1999-418호(공개번호 2000-50494)는 사용자의 홍채를 촬영하는 카메라와, 주위의 밝기에 상관없이 상기 카메라가 홍채영상을 추출하도록 빛을 제공하는 조명수단과, 상기 홍채와의 거리를 측정하는 거리측정센서를 포함하여 상기 광학이미지의 내부 케이스가 구성되며, 상기 내부 케이스의 앞면은 오목하게 들어간 형태로 구성되어 있다.

상기와 같은, 홍채인식시스템은 사용자의 임의의 위치에서 내부 케이스를 회전시켜 사용자의 홍채와 카메라의 초점 축을 일치시키게 되면 거리측정센서를 통하여 홍채까지의 거리를 측정하고, 측정된 거리에 의해 카메라의 줌 렌즈 초점을 조정하여 홍채영상을 촬영하여 홍채영상을 획득하게 된다.

그러나, 상기 홍채인식시스템은 내부 케이스를 회전시켜 사용자의 홍채와 카메라의 초점 축을 일치하도록 한 다음 카메라와 사용자의 홍채간의 거리를 측정하고, 측정된 거리 값에 의해 자동초점 카메라의 초점을 조정하여 홍채영상을 획득하게 되어 사용자의 홍채영상을 획득하기 위하여 많은 시간을 소비하게 되는 단점과 고가의 자동초점 카메라를 이용하게 된다. 즉 홍채영상을 획득하는 입력수단에 많은 비용을 소모하게 되는 문제점을 갖고 있다.

또한, 응용 분야가 출입 시스템과 같은 고정식 장비로서만 사용이 가능하여 전자 상거래나 개인 컴퓨터 보안등에 사용될 수 있는 작은 형태의 수동식으로 사용될 수 없는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용 목적에 따라 직접 손에 쥐고 사용하는 수동식 형태와 일정 장소에 고정되어 사용되는 고정식 형태를 겸용으로 사용할 수 있도록 하는 홍채 영상획득장치를 제공하는데 있다.

발명을 이루기 위한 수단으로는, 카메라 및 조명을 구비하는 홍채 영상획득장치에 있어서, 상기 홍채영상을 입력받을 수 있도록 내부에 콜드미러가 포함된 경통부와, 상기 경통부의 하부방향으로 연장되며, 그 외면에 각종 버튼 및 조명을 구비하고, 그 하부에 내입되어 상기 콜드미러에 의해 반사된 광으로 홍채영상을 촬영하기 위한 카메라가 구비된 몸통을 구비하되, 수동식의 사용되는 경우에는 반사경을 전환버튼에 의해 상기 몸통부로 이동시켜 홍채영상을 획득하고, 고정식의 경우에는 상기 반사경을 상기 전환버튼에 의해 경통부 뒷부분으로 이동시켜, 상기 경통부 뒤 부분의 덮개로 이용되며, 사용자의 눈이 카메라의 광축과 일치되도록 상기 반사경의 표면에 원형표식이 부착된 것을 특징하며, 상기 경통부의 콜드미러는 가시광은 투과시키고, 적외선은 반사되는 선상에 카메라의 광축과 일치되는 각도를 갖도록 장착하여 홍채영상을 실시간 촬영하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원형표식은 사용자로 하여금 자동적으로 카메라의 광축과 일치시키게 되며, 사용자 앞으로 당기도록 하여 영상처리기법을 통해 가장 선명한 영상을 획득하도록 하는 것을 특징으로 하고, 조명은 균등한 간격으로 배열된 적외선 파장의 LED가 사용자의 눈을 비추는 기울기를 갖도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 수동식 형태의 사용도이다.

도 3은 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 고정식 형태의 사용도이다.

도 4는 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 고정식 형태 사용의 경우 반사경을 이용한 광축일치 개념도이다.

도 5는 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 조명 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 홍채 영상획득장치의 이미지획득수단(100)은 사람의 홍채영상을 입력받을 수 있도록 내부에 콜드미러(12)와 반사경(13)을 포함하는 경통(10)부와, 상기 경통(10)부의 하부방향으로 연장되며 그 외면에 각종 버튼 및 그 하부에 내입되어 상기 콜드미러(12)에 의해 반사된 광으로 홍채영상을 촬영하는 카메라(18)가 구비된 몸통(11)으로 구성된다.

상기 이미지획득수단(100)의 경통부(10)로 입력되는 가시광은 투과시키고 적외선은 반사되도록 소정의 각도를 갖도록 콜드미러(12)를 장착하고, 상기 콜드미러(12)를 투과한 가시광은 반사경(13)에 의해 반사되는 동시에 상기 반사경(13)의 표면에 부착된 원형표식에 의해 사용자 자신의 홍채영상이 맞히게 되어 사용자는 카메라의 광축과 일치됨을 알 수 있게 된다.

상기 반사경(13)은 수동식 및 고정식의 사용목적에 따라 그 위치를 변경하도록 전환버튼(16)이 구비되며, 상기 고정식으로 사용하는 경우 콜드미러(12)의 뒷면에 반사경(13)이 위치하도록 하고, 상기 수동식으로 사용하는 경우 전환버튼(16)을 눌러 경통(10)부에서 몸통(11)부로 그 위치를 변경할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 경통(10)부의 하부방향으로 연장된 몸통(11)부의 외면에는 홍채영상을 촬영하는 촬영버튼(15)과 조명(14)을 점·소등시키는 조명활성화버튼(17)이 구비되고, 그 내부에는 카메라(18)가 설치되어 상기 콜드미러(12)에 의해 반사된 사용자의 눈 영상에서 홍채영상을 촬영한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 홍채 영상획득장치의 사용목적에 따라 수동식 및 고정식으로 사용되는 예를 살펴보면 다음과 같다.

상기 이미지획득수단(100)을 수동식으로 사용하는 경우 먼저, 전환버튼(16)을 눌러 경통(10)부에서 분리하여 몸통(11)부에 부착한 다음, 몸통(11)부를 손에 쥐면 조명활성화버튼(17)이 작동되어 조명(14)은 켜지고 이미지획득수단(100)은 활성화된다.

또한, 사용자는 자신의 눈과 수평선상이 되는 위치에 경통(10)부를 일치시키게 되면 상기 눈 영상은 콜드미러(12)에 의해 반사되어 카메라(17)에 실시간으로 입력되고, 상기 실시간으로 입력된 사용자의 눈 영상은 외부의 컴퓨터 모니터 등과 같은 디스플레이 장치로 보여지도록 구성한다. (도 2참조)

즉, 사용자는 경통(10)부의 가시광선은 통과시키고 적외선을 반사시키는 콜드미러(12)를 통해 디스플레이 장치에서 자신의 눈 영상을 실시간으로 보면서 눈의 광축 일치 및 초점거리의 접합 여부를 판단할 수 있다.

상기와 같이, 수동 형태로 사용될 경우 사용자는 촬영버튼(15)을 눌러 자신의 영상을 획득하거나 영상처리 알고리즘을 통해 자동으로 눈 영상을 획득할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 이미지획득수단(100)을 고정식 형태로 사용하는 경우 일정한 장소(출입문 또는 출입문 외벽 등)에 고정시키고, 경통(10)부 뒷면에 부착되어 있는 반사경(13)의 원형표식(19)에 사용자 자신의 눈 영상을 위치한 상태에서 상기 경통(10)부를 앞으로 전진하게 되면 상기 사용자의 눈 영상은 카메라(18)의 광축과 일치된 상태에서 카메라의 초점을 자동적으로 맞추게 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 반사경(13)의 원형표시(19)에 자신의 눈을 위치하게 되는 경우 상기 원형표식(19)을 통해 사용자는 카메라의 광축과 일치됨을 알 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 고정식 형태로 사용될 경우 선명한 눈 영상 획득은 사용자가 자신의 눈을 카메라의 광축과 일치시킨 상태에서 얼굴을 앞으로 전진하면 영상처리 기법을 통해 자동으로 가장 선명한 영상을 획득함으로써 이루어진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이미지획득수단(100)의 조명(14)은 적외선 파장의 LED를 사용하고 사용자의 홍채를 비추는 기울기를 갖도록 설치한 것으로 특정한 배열 형태를 이루고 있어 조명의 배열 간격을 이용하여 자동으로 가장 선명한 눈 영상을 획득하는데 이용될 수 있다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 사용 목적에 따라 사용자가 직접 손에 쥐는 수동식 형태와 일정 장소에 고정시키는 고정식 형태를 겸용하여 사용될 수 있도록 한다. 상기 장치를 수동식 형태로 사용될 경우 사용자는 경통부를 통해 실시간으로 입력되는 자신의 눈을 컴퓨터의 모니터 장치와 같은 디스 플레이 장치를 통해 직접 보며 광축을 일치시켜 영상을 획득하고 고정식으로 사용될 경우 경통부 뒷부분의 반사경을 통해 광축을 일치시켜 영상을 획득한다.

이상과 같이 상기장치는 수동식 고정식 형태에서 사용자에게 영상획득의 부담감을 줄여 보다 편리하고 손쉽게 홍채영상을 획득 할 수 있다.

또한, 상기 장치의 수동식 형태와 고정식 형태의 사용으로 응용 범위가 개인 컴퓨터 보완이나 전자상거래 등 인터넷 보안에 응용될 수 있고, 일정 장소에 고정 시켜 도어 락과 같은 출입제한에도 응용될 수 있다.

또한, 초점이 고정 카메라를 통하여 홍채영상을 획득하므로 별도의 고가의 자동초점 카메라를 이용하지 않고서도 선명한 홍채영상을 획득할 수 있는 장점을 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 수동식 형태의 사용도.

도 3은 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 고정식 형태의 사용도.

도 4는 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 고정식 형태 사용의 경우 반사경을 이용한 광축일치 개념도.

도 5는 본 발명에 따른 홍채 영상획득장치의 조명 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 경통부 11 : 몸통

12 : 콜드미러 13 : 반사경

14 : 조명 15 : 촬영버튼

16 : 전환버튼 17 : 조명활성화버튼

18 : 카메라 19 : 원형표식

Claims (6)

1. 카메라 및 조명을 구비하는 홍채 영상획득장치에 있어서,

   상기 홍채영상을 입력받을 수 있도록 내부에 콜드미러(12)가 포함된 경통(10)부;와

   상기 경통(10)부의 하부방향으로 연장되며, 그 외면에 각종 버튼 및 조명(14)을 구비하고, 그 하부에 내입되어 상기 콜드미러(12)에 의해 반사된 광으로 홍채영상을 촬영하기 위한 카메라(18)가 구비된 몸통(11);을 구비하되

   수동식의 사용되는 경우에는 반사경(13)을 전환버튼(13)에 의해 상기 경통(10)부에서 상기 몸통(11)부로 이동시켜 홍채영상을 획득하고,

   고정식의 경우에는 상기 반사경(13)을 상기 전환버튼(13)에 의해 상기 몸통(11)부에서 상기 경통(10)부 뒷부분으로 이동시켜, 상기 경통(10)부 뒤 부분의 덮개로 이용되며, 사용자의 눈이 카메라의 광축과 일치되도록 상기 반사경(13)의 표면에 원형표식(19)이 부착된 것을 특징으로 하는 수동식 및 고정식겸용 홍채 영상획득장치.
2. 1항에 있어서, 상기 경통(10)부의 콜드미러(12)는 가시광은 투과시키고, 적외선은 반사되는 선상에 카메라(18)의 광축과 일치되는 각도를 갖도록 장착하여 홍채영상을 실시간 촬영하도록 구성한 것을 특징으로 하는 수동식 및 고정식겸용 홍채 영상획득장치.
3. 삭제
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5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 조명(14)은 균등한 간격으로 배열된 적외선 파장의 LED가 사용자의 눈을 비추는 기울기를 갖도록 구성한 것을 특징으로 하는 수동식 및 고정식겸용 홍채 영상획득장치.