KR100293468B1 - optical imager - Google Patents
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Abstract
홍채 이미지를 추출하기 위한 광학 이미저에 관한 것으로서, 특히 내부 케이스를 회전 가능하도록하여 사용자가 카메라의 광축에 자신의 홍채를 쉽게 위치시킬 수 있게 하였으며, 그 이후에는 광학 이미저가 홍채까지의 거리를 거리 측정 센서로 측정하고, 거리에 따라 빛의 밝기를 조절하여 균일한 조도를 유지하며, 카메라의 줌 렌즈, 포커싱 렌즈를 직접 제어하여 이미지를 추출하게 되므로 사용 편의성을 높였다. 특히, 근접 센서를 이용하여 사용자가 접근하면 시스템이 자동으로 활성화되도록 함으로써, 사용자가 직접 광학 이미저를 작동시키지 않아도 되므로 사용자에게 더욱 편리함을 준다. 그리고, 스피커, 외부 지시기(External Indicator)와 표시기(annunciator)를 통해 사용자가 쉽게 인식의 결과를 알 수 있도록 한다. 또한, 경통 내부에 카메라의 광축에 대하여 45도로 콜드 미러를 설치하여 적외선은 그대로 카메라로 통과시키고 가시광선은 차단시켜 주위 환경의 영향을 적게 받도록 함으로써 인식률을 높이고, 간단한 센서와 1대의 카메라 그리고 적외선 LED를 이용한 조명기로 광학 이미저를 구성함으로써, 광학 이미저의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 로우 코스트를 실현할 수 있다.The present invention relates to an optical imager for extracting an iris image. In particular, the inner case can be rotated to allow a user to easily position his or her iris on the optical axis of the camera. Measured by a measuring sensor, the brightness of the light is adjusted according to the distance to maintain uniform illuminance, and the image is controlled by directly controlling the zoom lens and the focusing lens of the camera, thereby improving usability. In particular, the proximity sensor allows the system to be activated automatically when the user approaches, which makes the user more convenient since the user does not have to operate the optical imager directly. In addition, a speaker, an external indicator, and an annunciator allow the user to easily recognize the result of the recognition. In addition, a 45 degree cold mirror is installed inside the barrel to allow the infrared light to pass through the camera and to block visible light so as to be less affected by the surrounding environment. By constructing an optical imager with an illuminator using, an optical imager can be reduced in size and low cost can be realized.
Description
본 발명은 홍채 인식 장치에 관한 것으로서, 특히 홍채 이미지를 추출하기 위한 광학 이미저에 관한 것이다.The present invention relates to an iris recognition device, and more particularly, to an optical imager for extracting an iris image.
최근 자동 출입 통제 시스템, 인터넷을 이용한 자동 상거래 시스템등에서 확인(Identification)에 생물학적 특징을 이용하고 있다. 생물학적 특징으로는 지문, 목소리, 망막, 얼굴, 홍채(Iris)등이 다수 존재하나, 사람마다 다르며, 특히 모조의 위험성이 적고, 일생동안 잘 변하지 않는 홍채를 이용한 확인이 주목을 받고 있다.Recently, the automatic access control system, the automatic commerce system using the Internet, and the like have used biological features for identification. Biological features include fingerprints, voices, retinas, faces, and irises, but they differ from person to person, especially with the use of irises that have a low risk of imitation and do not change well throughout life.
여기서, 홍채란 검은 자위의 내측에서 동공보다 바깥쪽의 주위 부분을 말하며 동공의 개폐를 조절하는 근육으로 구성되고 있다. 결국 홍채는 외계에서 안구내로 입사되는 빛의 분량을 조절하는 근육이다. 사람의 눈은 대강 임신 6개월까지 형성되고 그 시점에서 눈동자의 부분에 구멍이 열리고 개구부(瞳)보다 추(皺=주름)가 바깥쪽을 향해 카오스상으로 발생하는 것이 알려지고 있다. 이 추의 성장은 대개 생후 수년이후 멈춰 그 이후 평생에 걸쳐 변하지 않고 본인 고유의 패턴을 형성한다. 이 패턴은 동일인의 좌우의 눈이라도 다르고 일란성 쌍둥이에 있어서도 차이가 있다.Here, the iris refers to a peripheral portion outside the pupil from the inside of the black masturbator and is composed of muscles that control opening and closing of the pupil. After all, the iris is a muscle that controls the amount of light that enters the eye from the outside world. It is known that the human eye is formed until about 6 months of gestation, and at that time, a hole is opened in the part of the pupil, and a weight (皺 = wrinkle) is generated outward from the opening (瞳) toward the chaotic phase. The growth of this weight usually stops after a few years of life, and does not change over its lifetime, forming a pattern of its own. This pattern is different for the right and left eyes of the same person and also for identical twins.
따라서, 홍채 인식이란 이러한 홍채의 특징을 이용한 것으로, 비디오 카메라로 잡은 홍채의 특징 패턴을 이미지 처리 기술을 이용하여 데이터화한 후 사전에 등록되어 있는 본인의 홍채 데이터와 대조 확인함으로써 개인을 확인하는 것이다.Therefore, the iris recognition is to use the characteristics of the iris, and to identify the individual by identifying the characteristic pattern of the iris captured by the video camera by using image processing technology and comparing it with the iris data registered in advance.
종래의 홍채를 이용한 확인 시스템 및 방법은 다음의 미국 특허 즉, 제 4,641,349호(이하, 특허 1이라 칭함.), 제 5,291,560호(이하, 특허 2라 칭함.), 제 5,572,596호(이하, 특허 3이라 칭함.)에 잘 나타나 있다.Conventional identification systems and methods using irises are described in the following U.S. Patents: 4,641,349 (hereinafter referred to as Patent 1), 5,291,560 (hereinafter referred to as Patent 2), 5,572,596 (hereinafter referred to as Patent 3) It is well represented in the
즉, 홍채 인식 시스템은 홍채 이미지를 추출하는 홍채 이미저와 추출된 홍채 이미지를 분석하는 장치로 구성되며, 가장 핵심 기술은 홍채 이미지에서 256바이트의 아이리스 코드를 생성하는 알고리즘인데 위의 특허 1과 2를 동시에 보유하고 있는 IriScan사가 이 기술을 상용화하고 있다. 이는 도 1과 같은 구성으로 되어 있는데, 조명 장치로는 할로겐 램프를 사용하며, 자기 눈의 이미지를 확인하기 위하여 LCD를 사용하고 있다. 또한, 흑백 CCD를 가진 카메라는 눈의 축과 90도로 되어 있는데, 이를 위하여 빔 스플리터(Beam splitter)를 사용하고 있다.That is, the iris recognition system consists of an iris imager that extracts an iris image and a device that analyzes the extracted iris image. The core technology is an algorithm that generates 256 bytes of iris code from the iris image. At the same time, IriScan, which has the company, is commercializing the technology. It is configured as shown in Figure 1, a lighting device uses a halogen lamp, and uses an LCD to check the image of one's eyes. In addition, a camera with a black and white CCD is 90 degrees to the axis of the eye, for which a beam splitter is used.
그러나, 이러한 방식에는 카메라의 자동 줌 & 자동 포커스 기능이 없으므로 사용자가 포커싱을 하는데 상당한 어려움이 있다. 또한, 많은 양의 가시광선이 차단되지 않은 채로 빔 스플리터를 통해 카메라로 전달되므로 외부의 빛의 영향을 받을 수 있다. 즉, 가시광선이 차단되지 않은 채 카메라로 촬상되므로 인식자 주변의 광의 영향을 많이 받게되어 인식율이 떨어진다.However, this method does not have the camera's auto zoom & auto focus function, which makes the user difficult to focus. In addition, since a large amount of visible light is transmitted to the camera through the beam splitter without being blocked, it may be affected by external light. That is, since the visible light is captured by the camera without being blocked, the recognition rate decreases due to the influence of the light around the recognizer.
이를 개선하는 것으로 위의 특허 3의 알고리즘을 이용하여 자동으로 홍채를 찾는 기술을 Sensar사가 보유하고 있다. 그러나, 이 방식에는 사람의 머리와 눈을찾기 위한 스테레오 비전(Stereo vision)용 카메라 2대와 홍채 이미지 추출용 카메라 1대 즉, 모두 3대의 카메라가 필요하며, 또한 미러의 각도를 제어하기 위한 팬-틸트 기구등을 필요로 하기 때문에 가격이 상대적으로 높아진다.To improve this, Sensar has the technology to automatically find the iris using the algorithm of Patent 3 above. However, this method requires two stereo vision cameras to find the human head and eyes, and one camera for iris image extraction, that is, three cameras, and a pan for controlling the angle of the mirror. -The price is relatively high because it requires a tilt mechanism.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사용이 편리하면서 가격이 낮고 홍채 이미지 추출에 걸리는 시간을 적게할 수 있는 광학 이미저를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical imager that is easy to use, low in cost, and can reduce the time required for iris image extraction.
도 1은 종래의 광학 이미저의 구성을 보여준 단면도1 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional optical imager
도 2는 본 발명에 따른 광학 이미저의 외관을 나타낸 사시도2 is a perspective view showing the appearance of an optical imager according to the present invention;
도 3은 도 2에서 내부 케이스의 앞면을 제거하여 내부 장치를 보여준 사시도Figure 3 is a perspective view showing the internal device by removing the front of the inner case in Figure 2
도 4는 도 3의 내부 장치의 구성 블록도4 is a block diagram illustrating the internal device of FIG.
도 5는 도 3의 카메라 모듈을 나타낸 평면도5 is a plan view of the camera module of FIG.
도 6은 도 5의 경통부를 상세하게 나타낸 것으로서,6 illustrates in detail the barrel of FIG. 5;
(a)는 경통을 나타낸 사시도(a) is a perspective view showing a barrel
(b)는 홍채 위치 확인용 미러를 나타낸 평면도(b) is a plan view showing the iris positioning mirror
(c)는 표시기를 나타낸 평면도(c) is a plan view showing an indicator
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 내부 케이스 12 : 외부 케이스11: inner case 12: outer case
13 : 외부 지시기 14 : 윈도우13: External Indicator 14: Windows
15-1,15-2 : 적외선 필터 16-1∼16-4 : LED 보드15-1,15-2: Infrared filter 16-1 to 16-4: LED board
17 : 카메라 18 : 경통부17: camera 18: barrel
21 : 콜드미러 22 : 홍채 위치 확인용 미러21: cold mirror 22: iris positioning mirror
23 : 표시기 31 : 제어부23: indicator 31: control unit
32,33 : 조명기 34 : 근접센서32,33: Illuminator 34: Proximity sensor
35 : 거리 감지 센서 36 : 구동부35: distance detection sensor 36: drive unit
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학 이미저는, 홍채 이미지 추출에 필요한 장치를 지지하는 내부 케이스와 이를 고정시키기 위한 외부 케이스로 구성되고, 상기 내부 케이스에는 사용자의 홍채를 촬영하는 카메라와, 적외선은 그대로 상기 카메라로 통과시키고 가시광선은 반사시켜 사용자의 홍채가 위치하는 곳을 나타내는 미러등이 포함된 경통부와, 주위의 밝기에 상관없이 상기 카메라가 홍채 이미지를 추출하도록 빛을 제공하는 조명 장치와, 상기 홍채와의 거리를 측정하는 거리 감지 센서와, 상기 측정된 거리 정보를 이용하여 조명 장치의 빛의 세기를 제어하는 제어부가 설치됨을 특징으로 한다.The optical imager according to the present invention for achieving the above object is composed of an inner case for supporting the device required for iris image extraction and an outer case for fixing it, the inner case includes a camera for photographing the iris of the user; Infrared light is passed through the camera as it is, visible light reflects the tube portion including a mirror to indicate where the user's iris is located, and illumination that provides light to the camera to extract the iris image regardless of the surrounding brightness A device, a distance sensor for measuring the distance to the iris, and a control unit for controlling the intensity of light of the lighting device using the measured distance information is installed.
상기 내부 케이스는 회전 가능함을 특징으로 한다.The inner case is characterized in that the rotatable.
상기 내부 케이스에는 사용자의 접근을 감지하는 근접 센서가 더 부착되고, 상기 제어부는 근접 센서의 감지결과를 입력받아 사용자가 광학 이미저로부터 특정 거리 이내에 접근하였다고 판별되면 상기 광학 이미저를 자동으로 활성화시킴을 특징으로 한다.A proximity sensor for detecting a user's approach is further attached to the inner case, and the control unit automatically receives the detection result of the proximity sensor and automatically activates the optical imager when it is determined that the user has approached within a certain distance from the optical imager. It is characterized by.
상기 경통부는 가시광선은 반사시키고 적외선만 통과시키는 콜드 미러와, 상기 콜드 미러에 의해 반사된 가시광선을 이용하여 광축에 사용자의 눈이 위치하는지의 여부를 확인할 수 있도록 하는 홍채 위치 확인용 미러와, 홍채 인식 결과를 나타내는 표시기와, 상기 콜드 미러, 홍채 위치 확인용 미러, 및 표시기와 카메라를 고정시키는 경통으로 구성됨을 특징으로 한다.The barrel may include a cold mirror that reflects visible light and passes only infrared rays, and an iris positioning mirror for determining whether the user's eyes are positioned on an optical axis by using visible light reflected by the cold mirror; And an indicator indicating an iris recognition result, a cold mirror, an iris positioning mirror, and a barrel for fixing the indicator and the camera.
상기 조명 장치는 상기 카메라의 상단에 설치되는 제 1 조명기와, 상기 카메라의 하단에 설치되는 제 2 조명기로 이루어짐을 특징으로 한다.The lighting device is characterized by consisting of a first illuminator installed on the upper end of the camera, and a second illuminator installed on the lower end of the camera.
상기 제 1 조명기는 복수개의 LED 보드로 구성하며, 각각의 LED 보드가 담당하는 영역이 서로 다름을 특징으로 한다.The first illuminator is composed of a plurality of LED boards, characterized in that the area that each LED board is different from each other.
상기 제 2 조명기는 복수개의 LED 보드로 구성하며, 각각의 LED 보드가 담당하는 영역이 서로 다름을 특징으로 한다.The second illuminator is composed of a plurality of LED boards, characterized in that the area that each LED board is different from each other.
상기 LED 보드는 서로 다른 파장을 가지는 복수개의 적외선 칩이 1셋트로 되어 있음을 특징으로 한다.The LED board is characterized in that one set of a plurality of infrared chips having different wavelengths.
상기 거리 감지 센서는 적외선 센서를 이용하여 홍채와의 거리를 측정함을 특징으로 한다.The distance sensor is characterized in that for measuring the distance to the iris using an infrared sensor.
상기 거리 감지 센서는 초음파 센서를 이용하여 홍채와의 거리를 측정하고, 초음파 신호의 강도에 따라 안경 착용 여부를 판단함을 특징으로 한다.The distance sensor may measure the distance to the iris using an ultrasonic sensor, and determine whether to wear glasses according to the intensity of the ultrasonic signal.
상기 거리 감지 센서는 복수개의 초음파 센서를 사용하여 좌우 홍채를 구분할 수 있음을 특징으로 한다.The distance detecting sensor may distinguish left and right irises using a plurality of ultrasonic sensors.
상기 거리 감지 센서는 초음파 센서와 적외선 센서를 이용하여 홍채와의 거리를 측정함을 특징으로 한다.The distance sensor is characterized by measuring the distance to the iris using the ultrasonic sensor and the infrared sensor.
상기 초음파 센서는 상기 내부 케이스의 윈도우 좌우에 각각 설치하고, 초음파 센서와 적외선 센서는 카메라의 광축과 평행하게 설치함을 특징으로 한다.The ultrasonic sensor is installed on the left and right sides of the window of the inner case, and the ultrasonic sensor and the infrared sensor are installed in parallel with the optical axis of the camera.
상기 제어부는 상기 적외선 센서의 감지 결과와 초음파 센서의 감지 결과를 이용하여 홍채까지의 거리를 산출하고, 그 결과에 따라 동작시킬 조명 장치의 LED 보드와 전류량을 제어함을 특징으로 한다.The controller calculates the distance to the iris using the sensing result of the infrared sensor and the sensing result of the ultrasonic sensor, and controls the LED board and the amount of current of the lighting device to be operated according to the result.
상기 제어부는 홍채까지의 거리가 짧은 경우에는 카메라에 가까운 쪽의 LED 보드를 온시킴을 특징으로 한다.When the distance to the iris is short, the controller turns on the LED board closer to the camera.
상기 제어부는 상기 카메라의 상단과 하단에 각각 설치된 제 1, 제 2 조명기를 교대로 번갈아 온시키고, 그때의 이미지를 촬영한 후 이미지 프로세싱을 통하여 거울같은 반사광(Specular Reflection)이 적은 이미지를 선택함을 특징으로 한다.The control unit alternately turns on the first and second illuminators respectively installed at the top and bottom of the camera, photographs the image at that time, and then selects an image having a small amount of specular reflection through image processing. It features.
상기 제어부는 상기 거리 감지 센서로 측정한 홍채까지의 거리 정보를 이용하여 줌 렌즈를 직접 제어함을 특징으로 한다.The controller may directly control the zoom lens by using the distance information to the iris measured by the distance sensor.
상기 제어부는 상기 거리 감지 센서로 측정한 홍채까지의 거리 정보를 이용하여 포커싱 렌즈를 직접 제어함을 특징으로 한다.The controller may directly control the focusing lens by using the distance information to the iris measured by the distance sensor.
상기 제어부는 홍채 인식 결과를 표시기 또는 외부 지시기를 통해 사용자에게 알려줌을 특징으로 한다.The controller may notify the user of an iris recognition result through an indicator or an external indicator.
상기 제어부는 홍채 인식 결과를 스피커를 통해 부저음 또는 음성으로 사용자에게 알려줌을 특징으로 한다.The controller may notify the user of the iris recognition result by a buzzer or a voice through a speaker.
이러한 장치에 의해 사용자는 쉽게 자기의 눈을 카메라의 광축에 맞출 수 있고, 내부 케이스 내의 경통부에 부착된 콜드 미러와 홍채 위치 확인용 미러를 통하여 자신의 홍채가 카메라의 광축으로부터 어디에 위치하는지를 쉽게 확인할 수 있으며, 주위 환경의 영향이나 주위의 밝기에 상관없이 홍채 이미지를 추출할 수 있다.These devices allow the user to easily align his or her eyes with the camera's optical axis and easily identify where the iris is located from the camera's optical axis through the cold mirror and iris positioning mirror attached to the barrel in the inner case. The iris image can be extracted regardless of the influence of the surrounding environment or the brightness of the surrounding.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 광학 이미저의 외관의 일예를 나타낸 사시도로서, 내부 장치를 지지하며 회전하는 내부 케이스(11)와 이를 고정시키기 위한 외부 케이스(12)로 되어있다. 상기 내부 케이스(11)는 회전 레버를 이용하여 약 -40도에서 40도까지 회전시킬 수 있으며, 그 외의 다른 수단 예컨대, 사람의 손이나 스위치등을 이용하여 회전시킬수도 있다.Figure 2 is a perspective view showing an example of the appearance of the optical imager according to the present invention, the inner case 11 for supporting and rotating the inner device and an outer case 12 for fixing it. The inner case 11 may be rotated from about -40 degrees to 40 degrees using a rotation lever, and may be rotated using other means, such as a human hand or a switch.
그리고, 상기 내부 케이스(11)에는 홍채까지의 거리를 측정하는 거리 측정 센서, 사용자의 근접을 감지하는 근접 센서, 인식 결과를 알리기 위한 표시부가 설치되어 있으며, 이들의 배치 상태는 달라질 수 있다. 여기서, 상기 거리 측정 센서는 초음파 센서를 이용할 수도 있고 적외선 센서를 이용할 수도 있으며, 초음파 센서와 적외선 센서 모두를 이용할 수도 있다. 또한, 근접 센서는 원적외선 센서를 이용할 수 있다. 즉, 사용자가 광학 이미저로부터 특정 거리(예컨대, 1m) 이내로 접근했을 때 홍채 인식을 위해서 광학 이미저를 활성화시킨다. 상기 표시부는 스피커를 사용하여 음성으로 인식 결과를 알릴 수도 있고, 외부 지시기(External indicator)(13)를 이용하여 각 인식 상태를 알릴수도 있으며, 스피커와 외부 지시기(13) 또는 표시기를 모두 이용하여 동시에 알릴 수도 있다.In addition, the inner case 11 is provided with a distance measuring sensor for measuring the distance to the iris, a proximity sensor for detecting the proximity of the user, and a display unit for notifying the recognition result, and their arrangement state may vary. Here, the distance measuring sensor may use an ultrasonic sensor, an infrared sensor, or both an ultrasonic sensor and an infrared sensor. In addition, the proximity sensor may use a far infrared sensor. That is, when the user approaches within a certain distance (eg, 1 m) from the optical imager, the optical imager is activated for iris recognition. The display unit may inform the recognition result by voice using a speaker, or may inform each recognition state by using an external indicator 13, and simultaneously by using both the speaker and the external indicator 13 or an indicator. You can also inform.
또한, 상기 내부 케이스(11)에는 윈도우(14), 로고, 조명기(Illuminator)의 적외선은 투과시키면서 사용자가 내부를 볼 수 없도록 하는 적외선 필터(IR filter)(15-1,15-2)가 부착되어 있으며, 사용자는 윈도우(14)를 통하여 카메라의 광축에 눈을 위치시킨다. 그리고, 외부 케이스(12)에는 광학 이미저에서 추출된 이미지를 홍채 이미지 분석 장치로의 전송 및 파워 공급을 위한 각종 커넥터를 한 곳에 모아 둔 보드가 부착되어 있다.In addition, IR filters 15-1 and 15-2 are attached to the inner case 11 to allow the user to see the inside while transmitting infrared rays of the window 14, the logo, and the illuminator. The user places the eye on the optical axis of the camera through the window 14. In addition, the outer case 12 is attached to a board having various connectors for transmitting power and supplying the image extracted from the optical imager to the iris image analyzing apparatus.
한편, 도 3은 상기 도 2의 내부 케이스 내에 설치된 내부 장치의 사시도로서, 그 중 조명 장치는 4개의 LED 보드(16-1∼16-4)로 구성되어 있으며, 카메라(17)의 상단에 2개의 LED 보드(16-1,16-2), 하단에 2개의 LED 보드(16-3,16-4)가 있다. 상기 각각의 LED 보드(16-1∼16-4)는 서로 다른 파장을 가지는 복수개의 적외선 칩(예를 들면, 4개)이 1셋트로 되어 있다.Meanwhile, FIG. 3 is a perspective view of an internal device installed in the inner case of FIG. 2, wherein the lighting device is composed of four LED boards 16-1 to 16-4. There are two LED boards 16-1 and 16-2, and two LED boards 16-3 and 16-4 at the bottom. Each of the LED boards 16-1 to 16-4 has one set of a plurality of infrared chips (for example, four) having different wavelengths.
이때, 균일한 빛의 세기를 얻기 위해 홍채까지의 거리에 따라 해당 LED 보드만을 온시키며, LED 보드에 흐르는 전류량을 제어함에 의해 빛의 세기를 제어한다. 여기서, 4개의 LED 보드(16-1∼16-4)중 온되는 LED 보드로부터 방출되는 적외선은 IR 필터(15-1,15-2)를 통해 외부로 출력된다.At this time, in order to obtain uniform light intensity, only the corresponding LED board is turned on according to the distance to the iris, and the light intensity is controlled by controlling the amount of current flowing through the LED board. Here, the infrared rays emitted from the LED boards turned on among the four LED boards 16-1 to 16-4 are output to the outside through the IR filters 15-1 and 15-2.
그리고, 도 3에서 광학 이미저 구동부(18)는 각종 센서, 카메라 모듈, 조명기등을 제어한다.3, the optical imager driver 18 controls various sensors, camera modules, illuminators, and the like.
한편, 도 4는 도 3의 내부 장치를 블록도로 나타낸 것으로서, 사용자가 윈도우(14)를 통하여 카메라(17)의 광축에 눈을 위치시키면 적외선은 통과시키고 가시광선은 반사시킨 후 미러(22)를 통해 사용자의 눈의 위치를 확인시키는 경통부(18), 제 1 내지 제 4 LED 보드(16-1∼16-4)중 어느 하나의 적외선 조명을 이용하여 사용자의 눈 특히 홍채를 촬영하여 이미지 분석 외부 장치로 출력하는 카메라(17), 상기 카메라(17)의 상단에 설치되는 제 1, 제 2 LED 보드(16-1,16-2)로 된 제 1 조명기(32), 상기 카메라(17)의 하단에 설치되는 제 3, 제 4 LED 보드(16-3,16-4)로 된 제 2 조명기(33), 원적외선 센서로 되어 사용자의 접근을 감지하는 근접 센서(34), 초음파 센서, 적외선 센서들로 되어 홍채와의 거리를 감지하는 거리 감지 센서(35), 상기 근접 센서(34)와 거리 감지 센서(35)로부터의 감지 결과에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부(31), 상기 카메라(17)로 촬상된 홍채의 인식 결과를 제어부(31)의 제어에 의해 사용자에게 알리는 표시부(37), 및 상기 제어부(31)의 제어에 의해 광학 이미저를 활성화시키거나 제 1, 제 2 조명기(33,34)의 온/오프, 줌/포커싱 제어 등을 수행하는 구동부(36)로 구성된다.4 illustrates a block diagram of the internal device of FIG. 3. When the user positions the eye on the optical axis of the camera 17 through the window 14, the infrared ray passes through the visible light and the visible light is reflected. External image analysis by capturing the user's eye, in particular the iris, using the infrared light of any one of the barrel portion 18 and the first to fourth LED boards 16-1 to 16-4 to check the position of the user's eyes through The camera 17 outputs to the device, the first illuminator 32 of the first and second LED boards 16-1 and 16-2 installed on top of the camera 17, and the camera 17 of the camera 17. The second illuminator 33 made of the third and fourth LED boards 16-3 and 16-4 installed at the bottom thereof, the proximity sensor 34 that detects the user's approach by being a far-infrared sensor, an ultrasonic sensor, and an infrared sensor. From the proximity sensor 34 and the distance sensor 35 to detect a distance to the iris. The control unit 31 outputs a control signal according to the result of the detection, the display unit 37 for informing the user of the recognition result of the iris captured by the camera 17 under the control of the control unit 31, and the control unit 31. It consists of a driver 36 which activates the optical imager by control or performs on / off of the first and second illuminators 33 and 34, zoom / focusing control, and the like.
도 5는 상기 도 4의 경통부(18)와 카메라(17)의 관계를 나타낸 카메라 모듈의 평면도로서, 상기 경통부(18)는 가시광선은 90도 반사시키고 적외선만 통과시키는 콜드 미러(21), 상기 콜드 미러(21)에 의해 반사된 가시광선을 이용하여 광축에 자기 자신의 눈이 위치하는지의 여부를 확인하기 위한 홍채 위치 확인용 미러(22), 인식 결과를 나타내는 표시기(annuciator board)(23), 그리고 이들과 카메라를 고정시키는 경통으로 구성되어 있다.5 is a plan view of the camera module showing the relationship between the barrel portion 18 and the camera 17 of FIG. 4, wherein the barrel portion 18 is a cold mirror 21 reflecting visible light by 90 degrees and passing only infrared rays, Iris positioning mirror 22 for checking whether one's own eyes are located on the optical axis by using visible light reflected by the cold mirror 21, and an indicator board 23 indicating a recognition result. And a barrel for fixing them and the camera.
이때, 상기 콜드 미러(21)는 광축에 대하여 45도를 유지하도록 하여, 가시광선을 90도 반사시켜 사용자가 자신의 눈을 미러(22)에서 확인할 수 있도록 한다. 또한, 가시광선을 차단하여 적외선만 카메라(17)로 통과시킨다. 상기 미러(22)는 도 5의 (b)와 같이 홍채가 위치하는 장소를 지시하기 위해 표시한 부분과, 도 5의 (c)와 같은 표시기(annuciator)(23)의 지시기(indicator)가 부착되어 사용자가 인식의 결과를 알 수 있도록 마스킹한 부분으로 이루어진다. 여기서, 미설명된 부호 41은 조명 및 액티브(active) 상태를 나타내는 LED, 42는 수락(accept) 상태를 나타내는 LED, 43은 거절(reject) 상태를 나타내는 LED, 44는 홍채 위치를 표시하는 LED이다.In this case, the cold mirror 21 maintains 45 degrees with respect to the optical axis to reflect visible light 90 degrees so that the user can check his or her eyes on the mirror 22. In addition, the visible light is blocked so that only infrared light passes through the camera 17. The mirror 22 has a portion marked to indicate the place where the iris is located as shown in (b) of FIG. 5, and an indicator of an indicator 23 as shown in (c) of FIG. 5 is attached. It is made of a masked part so that the user can know the result of the recognition. Herein, reference numeral 41 denotes an LED indicating illumination and an active state, 42 an LED indicating an accept state, 43 an LED indicating a reject state, and 44 an LED indicating an iris position. .
이와같이 구성된 본 발명에서 사용자가 접근하면 사람으로부터 발생하는 원적외선으로 인하여 사용자 주위의 온도가 상승하게 되는데, 이를 근접 센서(34) 중 하나인 원적외선 센서로 감지한다. 만일, 사용자가 광학 이미저로부터 일정 거리(예컨대, 1m)에 있을때의 원적외선 센서의 출력을 기준으로 하여, 이 보다 큰 값이 출력되면 제어부(31)는 구동부(36)를 제어하여 광학 이미저의 동작을 활성화시킴에 의해 홍채 이미지 추출을 위한 준비를 시작한다.In the present invention configured as described above, when the user approaches, the temperature around the user is increased due to the far infrared rays generated from the person, which is detected by the far infrared sensor which is one of the proximity sensors 34. If a larger value is output based on the output of the far-infrared sensor when the user is at a certain distance (for example, 1 m) from the optical imager, the controller 31 controls the driving unit 36 to operate the optical imager. The preparation for iris image extraction is started by activating.
여기서, 사용자는 회전 레버등을 이용하여 내부 케이스(11)를 회전시켜가며, 경통부(18)에 부착된 미러(22)를 통하여 카메라(17)의 광축에 자기 자신의 눈이 위치하는지의 여부를 확인한다.Here, the user rotates the inner case 11 using a rotation lever or the like, and it is determined whether or not his own eye is located on the optical axis of the camera 17 through the mirror 22 attached to the barrel portion 18. Check it.
이때부터 거리 감지 센서(35)인 적외선 센서 또는 초음파 센서를 이용하여 홍채까지의 거리를 측정하며, 적외선 센서만을 사용하거나 초음파 센서만을 사용하거나 또는, 적외선 센서와 초음파 센서를 적절히 조합하여 홍채와의 거리를 측정할 수 있다.From this time, the distance to the iris is measured using an infrared sensor or an ultrasonic sensor, which is the distance sensor 35, and only the infrared sensor is used, only the ultrasonic sensor is used, or the infrared sensor and the ultrasonic sensor are properly combined with the distance to the iris. Can be measured.
이때, 상기 초음파 센서를 상기 내부 케이스(11)의 윈도우(14) 좌우에 위치시키고 윈도우(14)에 왼쪽(또는 오른쪽) 눈을 대면, 오른쪽(또는 왼쪽)에 부착된 초음파 센서의 결과만이 유효하다. 이를 이용하면 상기 제어부(31)는 거리 정보와 함께 지금 인식하고자 하는 눈이 왼쪽인지 오른쪽인지를 판단할 수 있다. 따라서, 미리 오른쪽 눈과 왼쪽 눈의 홍채에 대한 정보를 모두 등록시켜 놓으면, 윈도우(14)에 위치시킨 눈이 어느 쪽인지를 자동으로 판별하고 해당 눈의 홍채에 대한 등록 정보를 불러와 인식 과정을 수행할 수 있다.At this time, if the ultrasonic sensor is positioned to the left and right of the window 14 of the inner case 11 and the left (or right) eye is placed on the window 14, only the result of the ultrasonic sensor attached to the right (or left) is effective. Do. Using this, the control unit 31 may determine whether the eye to be recognized now is left or right with distance information. Therefore, if both information on the iris of the right eye and the left eye are registered in advance, the eye located in the window 14 is automatically determined and the registration information on the iris of the eye is retrieved to perform the recognition process. Can be done.
그리고, 카메라 상단과 하단의 LED 보드(16-1∼16-4)의 LED를 번갈아 온시키면서 홍채 이미지를 추출한 후에 거울같은 반사광(Specular Reflection)이 적은 이미지를 선택한다.Then, the iris image is extracted while alternately turning on the LEDs of the LED boards 16-1 to 16-4 at the top and bottom of the camera, and then selects an image having less specular reflection.
또한, 카메라 상단의 LED 보드 즉, 제 1 조명기(32)가 온되는 경우, 2개의 LED 보드(16-1,16-2)중 홍채까지의 거리가 짧은 경우에는 카메라에 가까운 쪽의 LED 보드를 온시키고, 거리가 멀 경우에는 카메라에서 먼 쪽의 LED 보드를 온시킨다. 마찬가지로, 카메라 하단의 LED 보드 즉, 제 2 조명기(33)가 온되는 경우, 2개의 LED 보드(16-3,16-4)중 홍채까지의 거리가 짧은 경우에는 카메라에 가까운 쪽의 LED 보드를 온시키고, 거리가 멀 경우에는 카메라에서 먼 쪽의 LED 보드를 온시킨다. 이렇게 거리에 따라 LED 보드를 다르게 온하는 것은 두 개의 LED 보드로부터 나온 빛이 겹쳐지는 부분은 다른 부분에 비해 상대적으로 밝아져 균일한 빛을 얻을수 없기 때문이다. 따라서, 일정 범위 내에서는 하나의 LED 보드만 온시키고, 거리에 따라 LED에 흐르는 전류량을 제어함으로써 균일한 빛으로 홍채 이미지를 추출한다.In addition, when the LED board on the top of the camera, that is, the first illuminator 32 is turned on, and the distance between the two LED boards 16-1 and 16-2 to the iris is short, On, if the distance is far, turn on the LED board far from the camera. Similarly, when the LED board at the bottom of the camera, that is, the second illuminator 33 is turned on, when the distance to the iris is short among the two LED boards 16-3 and 16-4, the LED board closer to the camera is removed. On, if the distance is far, turn on the LED board far from the camera. The reason for turning on the LED board differently according to the distance is that the overlapped part of the light from the two LED boards is relatively brighter than the other parts, so that a uniform light cannot be obtained. Therefore, within a certain range, only one LED board is turned on, and the iris image is extracted with uniform light by controlling the amount of current flowing through the LED according to the distance.
그리고, 상기 제어부(31)는 홍채까지의 거리 정보를 이용하여 미리 작성해둔 거리에 따른 카메라의 줌 배율표로부터 줌 배율을 확정한 뒤에 구동부(36)를 통해 카메라의 모터를 제어하여 줌 렌즈를 직접 제어하며, 또한 상기 거리 정보를 이용하여 해당 위치로 포커싱 렌즈를 바로 움직여서 포커스를 직접 제어함에 의해 포커싱 속도를 빠르게 할 수 있다.The controller 31 determines the zoom magnification from the zoom factor table of the camera according to the distance previously prepared using the distance information to the iris, and then controls the motor of the camera through the driving unit 36 to directly control the zoom lens. In addition, the focusing speed can be increased by directly controlling the focus by directly moving a focusing lens to a corresponding position using the distance information.
이때, 상기 추출된 홍채 이미지는 외부 케이스(12)의 커넥터 보드를 통해 홍채 분석 장치로 전송되며, 그 결과는 표시부(37)의 표시기(23)와 외부 지시기(13)의 LED로 표시되며, 스피커의 부저음으로도 알려진다. 또한, 상기 스피커를 통해 음성으로도 인식 여부를 알려줄 수 있다.At this time, the extracted iris image is transmitted to the iris analysis device through the connector board of the outer case 12, the result is displayed by the LED of the indicator 23 and the external indicator 13 of the display unit 37, the speaker Also known as the buzzer. In addition, the speaker may inform whether the voice is recognized.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 광학 이미저에 의하면, 내부 케이스를 회전 가능하도록하여 사용자가 카메라의 광축에 자신의 홍채를 쉽게 위치시킬 수 있게 하였으며, 그 이후에는 광학 이미저가 홍채까지의 거리를 거리 감지 센서로 측정하고 균일한 조명과 함께 카메라의 줌 렌즈, 포커싱 렌즈를 직접 제어하여 이미지를 추출하게 되므로 사용의 편의성을 높였다. 특히, 근접 센서를 이용하여 사용자가 접근하면 광학 이미저가 자동으로 활성화되도록 함으로써, 사용자가 직접 광학 이미저를 작동시키지 않아도 되므로 사용자에게 더욱 편리함을 준다. 그리고, 스피커, 외부 지시기(External Indicator)와 표시기(annuciator)를 통해 사용자가 쉽게 인식의 결과를 알 수 있도록 한다.As described above, according to the optical imager according to the present invention, the inner case is rotatable so that the user can easily position his or her iris on the optical axis of the camera, after which the optical imager distances the distance to the iris. It is easy to use because it extracts images by measuring with a sensor and directly controlling the zoom lens and focusing lens of the camera with uniform illumination. In particular, the optical imager is automatically activated when the user approaches by using the proximity sensor, so that the user does not have to operate the optical imager directly. In addition, the speaker, an external indicator and an indicator allow the user to easily recognize the result of the recognition.
또한, 경통 내부에 카메라의 광축에 대하여 45도로 콜드 미러를 설치하여 적외선은 그대로 카메라로 통과시키고 가시광선은 차단시켜 주위 환경의 영향을 받지 않도록 함으로써 인식률을 높이고, 간단한 센서와 1대의 카메라 그리고 적외선 LED를 이용한 조명기로 광학 이미저를 구성함으로써, 광학 이미저의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 로우 코스트를 실현할 수 있다.In addition, a 45 degree cold mirror is installed inside the barrel to allow infrared light to pass through the camera and to block visible light so that it is not affected by the surrounding environment. By constructing an optical imager with an illuminator using, an optical imager can be reduced in size and low cost can be realized.
그리고, 광원으로 눈에 보이지 않는 적외선을 사용함으로써, 눈을 자극하지 않아 눈부심이나 눈이 아픈 현상을 없애고 어두운 곳에서나 야간에도 홍채를 촬영하여 인식할 수 있도록 한다.In addition, by using an invisible infrared ray as a light source, it does not irritate the eyes, thereby eliminating glare and eye pain, and photographing the iris even in a dark place or at night.
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