KR101438691B1 - 홍채인식 장치용 광학계 및 이를 구비한 홍채인식 카메라 - Google Patents

홍채인식 장치용 광학계 및 이를 구비한 홍채인식 카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사람을 판별하도록 홍채를 인식하는 홍채인식 장치용 광학계 및 이를 구비한 홍채인식 카메라에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계는 피검출자의 홍채영상을 이미지센서로 전달하는 홍채인식 장치용 광학계로서, 상기 홍채영상이 입사되는 입사면, 상기 입사면으로 입사된 홍채영상을 반사 또는 전반사시키는 반사면, 상기 반사면으로부터 반사된 상기 홍채영상이 출사되는 출사면을 포함하고, 하나 이상 설치되는 반사프리즘, 및 상기 홍채영상을 상기 입사면으로 반사 또는 전반사하여 제공하거나, 상기 출사면으로 출사되는 홍채영상을 반사 또는 전반사시켜 상기 이미지센서로 제공하는 하나 이상의 광반사면을 구비한 광반사부를 포함한다. 따라서, 경량화되고 컴팩트한 홍채인식 카메라를 제조할 수 있다.

Description

홍채인식 장치용 광학계 및 이를 구비한 홍채인식 카메라{a optical system for iris-scan apparatus, and a iris camera having the same}
본 발명은 사람을 판별하도록 홍채를 인식하는 홍채인식 장치용 광학계 및 이를 구비한 홍채인식 카메라에 관한 것이다.
일반적으로 사람을 식별하기 위해 사람마다 서로 다른 생체정보를 이용하는 많은 기술이 개발되고 있다.
생체정보를 이용하여 사람을 식별하기 위한 기술로는 지문인식, 동맥인식, 홍채인식 등이 있지만, 지문인식과 동맥인식은 손가락의 지문, 및 손가락의 동맥을 인식하기 때문에, 사고로 인해 손가락이 훼손될 경우에는 인식을 할 수 없는 문제점이 있어, 근래에는 홍채인식 기술이 많이 개발되고 있다.
홍채인식 기술은 생후 18개월 이후 완성된 뒤, 평생 변하지 않는 홍채의 특성을 이용한 것으로 지문보다 더 많은 고유한 패턴을 가지며, 안경이나 렌즈를 착용해도 정확히 인식할 수 있고, 비접촉 방식이라 거부감이 없는 것이 장점이다.
한편, 홍채인식은 카메라를 이용하여 홍채를 촬영하고, 촬영된 홍채를 코드화하여 코드화된 정보를 미리 저장된 데이터베이스에서 비교하는 형태로 인식하기 때문에 홍채인식에서는 카메라가 가장 중요한 역할을 수행한다.
종래의 홍채인식 카메라는 미국공개특허 US20130088584 A1(2013.4.11. 공개)로 공개된바 있다.
종래의 홍채인식 카메라는 홍채영상의 광학수차를 보정하는 복수 개의 렌즈와, 복수 개의 렌즈로부터 유입되는 홍채영상을 디지털신호로 변환하는 이미지센서를 포함하여 구성되었다.
하지만, 종래의 홍채인식 카메라는 렌즈, 및 이미지센서가 일직선상에 위치되기 때문에 광학 특성상 카메라를 소형화하기 위해서는 홍채를 카메라에 최대한 가깝게 위치해야 반면, 카메라의 먼 거리에서 홍채를 인식하기 위해서는 카메라의 크기가 비대해지는 상반된 모순점이 있었다.
또한, 종래의 홍채인식 카메라는 일직선으로 배치되는 렌즈 및 이미지센서로 인해 다른 구성들을 광경로의 주위에 배치함으로써, 공간활용도가 높지 않아 카메라의 크기를 불필요하게 크게 제작해야 할 뿐만 아니라, 무게가 무거워지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 명시거리 이상의 거리에서도 피검출자의 홍채영상을 용이하게 취득할 수 있으며, 무게가 가볍고 초소형화할 수 있는 홍채인식 장치용 광학계 및 이를 구비한 홍채인식 카메라를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계는 피검출자의 홍채영상을 이미지센서로 전달하는 홍채인식 장치용 광학계로서, 상기 홍채영상이 입사되는 입사면, 상기 입사면으로 입사된 홍채영상을 반사 또는 전반사시키는 반사면, 상기 반사면으로부터 반사된 상기 홍채영상이 출사되는 출사면을 포함하고, 하나 이상 설치되는 반사프리즘, 및 상기 홍채영상을 상기 입사면으로 반사 또는 전반사하여 제공하거나, 상기 출사면으로 출사되는 홍채영상을 반사 또는 전반사시켜 상기 이미지센서로 제공하는 하나 이상의 광반사면을 구비한 광반사부를 포함한다.
상기 반사프리즘은 상기 입사면으로 입사되는 홍채영상이 복수 회 반사하여 상기 출사면으로 출사되도록 상기 반사면이 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 광반사부는 상기 반사프리즘의 출사면으로 출사되는 홍채영상 또는 상기 반사프리즘의 입사면으로 입사되는 홍채영상이 복수 회 반사 또는 전반사되어 상기 반사프리즘 또는 상기 이미지센서로 제공되도록 상기 광반사면을 복수 개로 구성할 수 있다.
상기 광반사부는 상기 홍채영상이 상기 광반사면으로 입사되기 전의 광경로 또는 상기 홍채영상이 상기 광반사면에서 반사된 후의 광경로 상에 위치되어 광학수차를 보정하는 보정렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 입사면, 상기 출사면, 상기 반사면 중 적어도 어느 하나는 구면 또는 비구면의 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 광반사면은 구면 또는 비구면의 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 홍채영상이 지나는 광경로 상에 배치되어 상기 홍채영상의 빛을 선별적으로 투과시키는 광학필터를 포함할 수 있다.
상기 광반사부를 대신하여 상기 반사프리즘이 설치되거나, 상기 반사프리즘을 대신하여 상기 광반사부가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라는 피검출자의 홍채영상을 전달받아 디지털 신호로 변환하는 이미지센서, 상기한 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 포함한다.
상기 홍채영상이 적외선 영상이 되도록 상기 피검출자의 홍채에 적외선을 조사 적외선램프를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반사프리즘 및 광반사부에 의해 광경로를 반사시켜 이미지센서로 제공함으로써, 광경로의 길이를 최대화하여 홍채인식 카메라와 명시거리 이상으로 떨어진 위치에서도 피검출자의 홍채영상을 선명하고, 용이하게 취득할 수 있다.
또한, 반사프리즘 및 광반사부를 이용하여 광경로를 전환함으로써, 홍채인식 카메라를 초소형화할 수 있으며, 홍채인식 카메라의 공간활용도를 증대시켜 컴팩트한 홍채인식 카메라를 제조할 수 있다.
또한, 반사프리즘이 렌즈와 반사판의 기능을 함께 수행함으로써, 홍채인식 장치의 구조를 단순화하여 홍채인식 카메라를 용이하게 설계할 수 있으며, 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 홍채인식 카메라를 경량화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계의 광경로를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계의 광경로를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계의 광경로를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계의 광경로를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
먼저, 본 발명의 홍채인식 장치용 광학계는 홍채인식 장치에 설치되어 피검출자의 홍채영상을 반사 또는 전반사시켜 광경로를 길게 함으로써, 명시거리 이상의 거리에서도 선명한 홍채영상을 취득할 수 있다.
여기서, 홍채인식 장치는 홍채인식 카메라, 홍채인식 센서 등 홍채영상을 취득하는 모든 장치를 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 반사프리즘(110)을 포함할 수 있다.
이 반사프리즘(110)은 광학수차의 보정 및 광경로를 전환할 수 있다.
한편, 반사프리즘(110)은 홍채영상이 입사되는 입사면(S1), 입사면(S1)으로 입사된 홍채영상이 반사 또는 전반사되는 반사면(S2), 반사면(S2)에서 반사된 영상이 출사되는 출사면(S3)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 반사프리즘(110)은 피검출자의 시선에 위치되어 피검출자의 홍채영상이 입사면(S1)으로 집적 입사될 수도 있고, 하기에 설명될 광반사부(120)에서 반사된 홍채영상이 입사면(S1)으로 입사되도록 구성될 수도 있다.
그리고, 반사프리즘(110)은 입사면(S1), 반사면(S2), 출사면(S3)으로 둘러싸여 구성될 수 있으며, 굴절률이 1 이상인 매질로 형성될 수 있다.
또한, 입사면(S1), 반사면(S2), 출사면(S3) 중 적어도 하나는 구면 또는 비구면의 곡면으로 형성되어 광학수차를 보정하도록 구성될 수도 있다. 이때, 반사면(S2)은 평면으로 형성되는 것이 바람직하고, 입사면(S1)과 출사면(S3)에서는 빛이 입사되거나 출사될 때, 굴절이 일어날 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 반사면(S2)은 복수 개로 구성될 수도 있다. 예컨대, 반사면(S2)은 복수 개가 교대로 배치되어 입사면(S1)으로부터 입사된 홍채영상이 복수 개의 반사면(S2)을 거치면서 수회 반복하여 마지막에 위치된 반사면(S2)을 통해 출사면(S3)으로 출사되도록 구성될 수도 있다.
그리고, 홍채인식 장치용 광학계(100)는 복수 개의 반사프리즘(110)으로 구성될 수도 있다. 예컨대, 복수 개의 반사프리즘(110)은 출사면(S3)과 입사면(S1)이 각각 마주하도록 배치되어 어느 한 반사프리즘(110)에서 홍채영상이 반사되어 출사면(S3)을 통해 출사되면, 인접한 반사프리즘(110)의 입사면(S1)으로 입사되고 반사되어 출사되어 최종적으로 위치된 반사프리즘(110)의 출사면(S3)을 통해 홍채영상이 이미지센서(200)로 제공하거나, 광반사부(120)로 제공하도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 반사프리즘(110)을 복수 개로 구성할 경우, 초점거리를 더욱 길게 할 수 있으며, 다양한 각도로 홍채영상을 반사시켜 홍채인식 장치의 공간활용도를 증대시킬 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 광반사부(120)를 포함할 수 있다.
이 광반사부(120)는 홍채영상을 반사시켜 이미지센서(200) 또는 반사프리즘(110)으로 제공하는 광반사면(S4)을 포함할 수 있다.
한편, 광반사부(120)는 광반사면(S4)을 갖는 반사판(mirror plate)로 구현될 수 있으며, 광반사부(120)의 광반사면(S4)은 반사프리즘(110)과 서로 이격되어 마주하고 반사프리즘(110) 또는 이미지센서(200)에 대해 경사지게 배치될 수 있다.
그리고, 광반사부(120)는 피검출자의 홍채영상이 직접 입사되어 반사되도록 피검출자의 시선 앞에 위치되거나, 반사프리즘(110)의 출사면(S3)으로 출사되는 홍채영상을 반사시켜 이미지센서(200)로 제공하도록 이미지센서(200)의 앞에 위치될 수 있다.
그리고, 광반사부(120)는 입사된 홍채영상이 복수 회 반사되도록 하나 이상의 광반사면(S4)을 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 광반사면(S4)이 서로 마주하도록 배치되어 각 광반사면(S4)에서 홍채영상을 교대로 반사시키고, 마지막에 위치된 광반사면(S4)이 홍채영상을 반사프리즘(110)의 입사면(S1)으로 제공하거나, 이미지센서(200)로 제공하도록 구성될 수 있다.
이와 같이 광반사부(120)의 광반사면(S4)을 복수 개로 구성할 경우, 홍채영상의 상이 맺어지는 초점거리를 더욱 길게 할 수 있으며, 다양한 각도로 홍채영상을 반사시켜 홍채인식 장치의 공간활용도를 증대시킬 수 있다.
여기서, 광반사면(S4)의 각각의 기울어진 각도에 따라 다양한 방향으로 홍채영상을 반사시키도록 구성될 수 있음은 물론이다.
제1 실시예에서는 반사프리즘(110)이 피검출자의 시선 앞에 위치하도록 구성되고, 광반사부(120)는 이미지센서(200) 앞에 위치하도록 구성되어 홍채영상이 반사프리즘(110)을 통해 입사된 홍채영상이 광반사부(120)를 거쳐 이미지센서(200)로 반사하도록 구성하였다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 광학필터(130)를 포함할 수 있다.
이 광학필터(130)는 홍채영상에서 특정 파장의 빛을 선별적으로 투과시켜 더욱 선명한 홍채영상을 제공할 수 있다.
한편, 광학필터(130)는 홍채영상이 지나는 광경로 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 광학필터(130)는 홍채영상이 반사프리즘(110)으로 입사되기 전의 광경로 즉, 반사프리즘(110)의 전방, 또는 홍채영상이 이미지센서(200)로 출사된 후의 광경로 즉, 광반사부(120)의 후방에 위치되거나, 반사프리즘(110)과 광반사부(120)의 사이에 배치될 수도 있다.
이때, 광학필터(130)는 서로 다른 파장의 빛을 선별적으로 투과시키는 복수 개의 광학필터(130)가 어느 한 부분에 겹쳐지도록 구성되거나, 각 구성의 사이사이에 서로 다른 파장을 선별적으로 투과시키는 광학필터(130)가 각각 배치되는 형태로도 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 제1 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 피검출자의 홍채영상이 반사프리즘(110)의 입사면(S1)을 통해 굴절되어 입사되고, 입사된 홍채영상은 반사면(S2)에서 출사면(S3)을 향해 반사 또는 전반사되어 출사면(S3)을 통해 굴절되어 출사된다.
여기서, 반사면(S2)은 홍채영상이 복수 회 반사되어 출사되도록 복수 개로 구성될 수도 있다.
그리고, 출사면(S3)으로 출사된 홍채영상은 반사프리즘(110)과 이격된 위치에 위치된 광반사부(120)의 광반사면(S4)으로 입사되고, 광반사면(S4)에서는 이미지센서(200)가 위치된 방향으로 홍채영상을 반사 또는 전반사시킴으로써, 이미지센서(200)로 홍채영상을 전달할 수 있다.
여기에서도, 물론 광반사부(120)의 광반사면(S4)은 홍채영상이 복수 회 반사되어 출사되도록 복수 개로 구성될 수도 있다.
한편, 홍채영상이 지나는 광경로 상에는 선명한 홍채영상을 이미지센서(200)로 전달하도록 광학필터(130)가 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 반사프리즘(110) 및 광반사부(120)에 의해 광경로를 반사시켜 이미지센서(200)로 제공함으로써, 광경로의 길이를 최대화하여 홍채인식 장치와 명시거리 이상으로 떨어진 위치에서도 피검출자의 홍채영상을 선명하고, 용이하게 취득할 수 있다.
또한, 반사프리즘(110) 및 광반사부(120)를 이용하여 광경로를 전환함으로써, 홍채인식 장치를 초소형화할 수 있으며, 홍채인식 장치의 공간활용도를 증대시켜 컴팩트한 홍채인식 장치를 제조할 수 있다.
또한, 반사프리즘(110)이 렌즈와 반사판의 기능을 함께 수행함으로써, 홍채인식 장치의 구조를 단순화하여 홍채인식 장치를 용이하게 설계할 수 있으며, 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 홍채인식 장치를 경량화할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예는 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고, 동일한 구성은 작용과 효과가 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(101)는 광반사부(120)가 보정렌즈(125)를 더 포함할 수 있다.
이 보정렌즈(125)는 광반사부(120)로 입사되는 홍채영상 또는 광반사부(120)에서 출사되는 홍채영상의 광학수차를 보정할 수 있다.
한편, 보정렌즈(125)는 홍채영상이 입사되는 입사면(S5)과, 입사면(S5)과 마주하여 입사면(S5)으로 입사된 홍채영상이 출사되는 출사면(S6)을 포함하여 구성될 수 있으며, 홍채영상은 입사면(S5)으로 입사될 때와, 출사면(S6)으로 출사될 때, 굴절이 일어날 수 있다.
그리고, 보정렌즈(125)의 입사면(S5)과, 출사면(S6) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 구면 또는 비구면의 곡면으로 형성될 수 있으며, 평면으로도 형성될 수도 있다.
또한 보정렌즈(125)는 굴절률이 1이상인 매질로 형성될 수 있으며, 보정렌즈(125)는 홍채영상이 광반사면(121)으로 입사되기 전의 광경로, 또는 홍채영상이 광반사부(120)에서 출사된 후의 광경로 상에 배치되거나, 홍채영상이 입사되기 전, 후의 광경로에 모두 배치될 수도 있다.
제2 실시예에서의 보정렌즈(125)는 홍채영상이 광반사부(120) 즉, 광반사면(S4)으로 입사되지 전의 광경로에 배치하였으며, 보정렌즈(125)의 입사면(S5)을 외측으로 볼록한 곡면으로 형성하고, 출사면(S6)을 평면으로 구성하였다.
그리고, 제2 실시예에서의 광반사부(120)가 보정렌즈(125)를 포함하도록 구성하였지만, 보정렌즈(125)는 별도의 구성으로, 홍채영상이 지나는 광경로 상에 어디에라도 배치될 수 있다.
예컨대, 보정렌즈(125)는 홍채영상이 반사프리즘(110)으로 입사되기 전의 광경로 즉, 반사프리즘(110)의 전방, 또는 홍채영상이 이미지센서(200)로 출사된 후의 광경로 즉, 광반사부(120)의 후방에 위치되거나, 반사프리즘(110)과 광반사부(120)의 사이에 배치될 수도 있다.
그리고, 보정렌즈(125)는 서로 다른 굴절능을 갖는 복수 개의 보정렌즈(125)가 어느 한 부분에 겹쳐지도록 구성되거나, 각 구성의 사이사이에 서로 다른 굴절능을 갖는 보정렌즈(125)가 각각 배치되는 형태로도 구성될 수 있다.
이와 같이 광반사부(120)는 반사프리즘(110)의 출사면(S3)을 통해 출사되는 홍채영상이 보정렌즈(125)의 입사면(S5)으로 입사되고, 보정렌즈(125)의 출사면(S6)으로 출사되면서, 광학수차가 보정되어 광반사면(S4)으로 제공된다.
그리고, 광반사면(S4)으로 제공된 홍채영상은 이미지센서(200)가 위치된 방향으로 반사되어 이미지센서(200)로 전달된다.
따라서, 제2 실시예에 따른 홍채영상 장치용 광학계(100)는 보정렌즈(125)를 포함하여 보정렌즈(125)에 의해 홍채영상의 광학수차를 더욱 명확히 보정함으로써, 선명한 화질의 홍채영상을 이미지센서(200)로 제공할 수 있으며, 이미지센서(200)로 제공되는 홍채영상의 광경로를 변경하여 홍채인식 장치를 초소형화할 수 있다.
이하, 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 제3 실시예는 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고, 동일한 구성은 작용과 효과가 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(102)는 광반사부(120)를 반사프리즘(110')으로 구성하였다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 두 개의 반사프리즘(110,110')으로 구성하였다.
여기서, 설명의 편의를 위해 제3 실시예의 광반사부(120)를 대치한 반사프리즘을 '제2 반사프리즘(110')'이라 하고, 제1 실시예의 반사프리즘을 '제1 반사프리즘(110)'라고 한다.
제1 반사프리즘(110)과 제2 반사프리즘(110')은 서로 동일하게 구성될 수 있으며, 전체적인 크기, 서로 대응되는, 각 면의 곡률, 또는 예컨대, 평면 또는 곡면 등 면의 차이, 반사면(S2,S2')의 개수 등이 서로 다르게 구성될 수 있다.
그리고, 제2 반사프리즘(110')의 반사면(S2')이 제1 실시예에서 광반사부(120)의 광반사면(S4)이 될 수 있다.
한편, 제1 반사프리즘(110)과 제2 반사프리즘(110')은 제1 반사프리즘(110)의 출사면(S3)과 제2 반사프리즘(110')의 입사면(S1')이 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 홍채영상이 지나는 광경로 상에 제1 반사프리즘(110)보다 제2 반사프리즘(110')이 앞서 배치될 경우, 제2 반사프리즘(110')의 출사면(S3')에 제1 반사프리즘(110)의 입사면(S1)이 서로 마주하도록 배치됨은 물론이다.
이와 같이 구성된 제3 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 제1 반사프리즘(110)의 입사면(S1)으로 홍채영상이 입사되면, 제1 반사프리즘(110)의 반사면(S2)을 통해 제1 반사프리즘(110)의 출사면(S3)으로 출사된다.
제1 반사프리즘(110)에서 출사된 홍채영상은 제2 반사프리즘(110')의 입사면(S1')으로 입사되고, 입사된 홍채영상은 제2 프리즘의 반사면(S2')을 통해 제2 프리즘의 출사면(S3')을 통해 이미지센서(200)로 전달된다.
이때, 홍채영상은 제1 반사프리즘(110)의 입사면(S1)과 출사면(S3)을 통과하면서 굴절이 일어남과 동시에 광학수차가 보정되고, 제2 반사프리즘(110')의 입사면(S1')과 출사면(S3')을 통과하면서 굴절이 일어남과 동시에 광학수차가 보정된다.
그리고, 제1 및 제2 반사프리즘(110,110')을 통과하는 홍채영상은 제1 및 제2 반사프리즘(110,110')을 지나는 동안 미(未)결상되며, 상기 홍채영상의 광경로는 미(未)교차된다.
따라서, 제3 실시예에 따른 홍채영상 장치용 광학계(100)는 제1 반사프리즘(110) 및 제2 반사프리즘(110')을 홍채영상이 지나면서 더욱 정밀하게 홍채영상의 광학수차를 보정하여 선명한 화질의 홍채영상을 이미지센서(200)로 제공할 수 있으며, 이미지센서(200)로 제공되는 홍채영상의 광경로를 변경하여 홍채인식장치를 초소형화할 수 있다.
이하, 본 발명의 제4 실시예를 설명한다. 제4 실시예는 제2 실시예와 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고, 동일한 구성은 작용과 효과가 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 제1 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계에서 반사프리즘(110)을 광반사부(120)로 대치할 수 있다.
즉, 두 개의 광반사부(120,120')로 구성될 수 있다. 제3 실시예에서는 설명의 편의를 위해 제1 실시예의 반사프리즘(110)을 대치하는 광반사부(120)를 '제1 광반사부(120')' 이라 하고, 제1 실시예의 광반사부(120)를 '제2 광반사부(120)'라 한다.
제1 광반사부(120')와 제2 광반사부(120)는 각각 하나 이상의 광반사면(S4',S4)포함하여 구성될 수 있으며, 제1 광반사부(120')와 제2 광반사부(120)는 각각 제2 실시예에 따른 광반사부(120)와 같이, 보정렌즈(125,125')를 포함할 수 있다.
한편, 제1 광반사부(120')와 제2 광반사부(120)가 각각 포함하는 보정렌즈(125,125')는 각각 입사면(S5,S5')과, 입사면(S5,S5')에 마주하는 출사면(S6,S6')으로 구성될 수 있다.
그리고, 각 보정렌즈(125,125')는 홍채영상이 제1 광반사부(120')의 광반사면(S4') 또는 제2 광반사부(120)의 광반사면(S4)으로 입사되기 전의 광경로에 배치 즉, 각 광반사면(S4,S4')의 전방에 배치되거나, 각 광반사면(S4,S4')을 통해 출사된 후의 광경로에 배치, 즉, 각 광반사면(S4,S4')의 후방에 배치될 수도 있다.
여기서, 보정렌즈(125,125')는 각 광반사면(S4,S4')의 전방과 후방에 모두 배치되거나, 제1 광반사부(120')는 광반사면(S4)의 전방에 제2 광반사부(120)는 광반사면(S4')의 후방에 배치되는 형태로 서로 다르게 배치되도록 구성될 수도 있다.
제4 실시예에서는 제1 광반사부(120')의 보정렌즈(125')는 광반사면(S4')의 전방에 배치하고, 제2 광반사부(120)의 보정렌즈(125)는 광반사면(S4)의 후방에 비치하였다.
이와 같이 구성된 제4 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)는 피검출자의 홍채영상이 제1 광반사부(120')를 구성하는 보정렌즈(125')의 입사면(S5')을 통해 입사되어 출사면(S6')로 출사되고, 출사되는 홍채영상은 광반사면(S4')에 의해 반사되어 제2 광반사부(120)의 광반사면(S4)으로 입사된다.
광반사면(S4)으로 입사된 홍채영상은 광반사면(S4)에서 반사되어 제2 광반사부(120)를 구성하는 보정렌즈(125)의 입사면(S5)으로 입사되고, 출사면(S6)를 통해 이미지센서(200)로 출사되는 형태로 홍채영상의 광경로를 변경 이미지센서(200)로 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)가 구비된 홍채인식 카메라(500)를 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계가 구비된 홍채인식 카메라(500)는 이미지센서(200)를 포함할 수 있다.
이 이미지센서(200)는 홍채영상을 디지털신호로 변환하는 형태로 홍채영상을 취득할 수 있다. 여기서, 이미지센서(200)는 CCD 센서 또는 CMOS 센서로 구현될 수 있으며, 이러한 센서는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라(500)는 홍채인식 장치용 광학계(100)를 포함할 수 있다.
이 홍채인식 장치용 광학계(100)는 상기한 제1 내지 제4 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100,101,102,103)이므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라(500)는 적외선램프(300)를 포함할 수 있다.
이 적외선램프(300)는 이미지센서(200)에서 취득되는 홍채영상이 적외선 영상이 될 수 있도록 적외선을 홍채에 조사할 수 있다. 여기서, 홍채영상이 적외선 영상일 경우, 흑백의 구분이 명확하여 더 빠르고 쉽게 홍채영상을 판별할 수 있다.
그리고, 적외선램프(300)는 홍채인식 장치용 광학계(100)에서 피검출자의 홍채영상이 입사되는 부분에 위치되어 피검출자의 홍채를 향해 적외선을 조사할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라(500)는 홍채인식 장치용 광학계(100)를 통해 피검출자의 홍채영상이 적어도 두 번 이상 반사되어 이미지센서(200)로 제공되고, 이미지센서(200)는 홍채영상을 디지털 신호로 변환하는 형태로 홍채영상을 취득한다.
이때, 이미지센서(200)에서 얻어지는 홍채영상이 적외선 영상이 될 수 있도록, 홍채영상을 취득하기 전 피검출자의 홍채에 적외선램프(300)를 이용하여 적외선을 조사할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 홍채인식 장치용 광학계(100)를 구비한 홍채인식 카메라(500)는 반사프리즘(110) 및 광반사부(120)에 의해 광경로를 반사시켜 이미지센서(200)로 제공함으로써, 광경로의 길이를 최대화하여 홍채인식 장치와 명시거리 이상으로 떨어진 위치에서도 피검출자의 홍채영상을 선명하고, 용이하게 취득할 수 있다.
또한, 반사프리즘(110) 및 광반사부(120)를 이용하여 광경로를 전환함으로써, 홍채인식 카메라(500)를 초소형화할 수 있으며, 홍채인식 카메라(500)의 공간활용도를 증대시켜 컴팩트한 홍채인식 카메라(500)를 제조할 수 있다.
또한, 반사프리즘(110)이 렌즈와 반사판의 기능을 함께 수행함으로써, 홍채인식 장치의 구조를 단순화하여 홍채인식 카메라(500)를 용이하게 설계할 수 있으며, 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 홍채인식 카메라(500)를 경량화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100, 101, 102, 103: 홍채인식 장치용 광학계
110: 반사프리즘 120,120': 광반사부
125,125': 보정렌즈 130: 광학필터
200: 이미지센서 300: 적외선램프
500: 홍채인식 카메라
S1,S1',S5,S5': 입사면 S2,S2': 반사면
S3,S3'S6,S6': 출사면 S4,S4': 광반사면

Claims (18)

  1. 피검출자의 홍채영상을 이미지센서로 전달하는 홍채인식 장치용 광학계로서,
    상기 홍채영상이 입사되는 입사면, 상기 입사면으로 입사된 홍채영상을 반사 또는 전반사시키는 반사면, 상기 반사면으로부터 반사된 상기 홍채영상이 출사되는 출사면을 각각 포함하는 제1 반사프리즘 및 제2 반사프리즘, 및
    상기 홍채영상이 지나는 광경로상에 배치되어 상기 홍채영상의 빛을 선별적으로 투과시키는 광학필터를 포함하고,
    상기 제1 반사프리즘 및 상기 제2 반사프리즘 중 어느 하나는 홍채영상이 입사되고 입사된 홍채영상을 반사시켜 출사하고, 다른 하나는 상기 어느 하나에서 출사되는 홍채영상을 제공받아 상기 이미지센서로 반사시켜 제공하며,
    상기 입사면, 상기 출사면, 상기 반사면 중 적어도 어느 하나는 구면 또는 비구면의 곡면으로 형성되고,
    상기 제1 반사프리즘 및 상기 제2 반사프리즘 중 어느 하나의 반사면은 상기 입사면으로 입사되는 홍채영상이 복수 회 반사되어 상기 출사면으로 출사되도록 복수 개가 구비되며,
    상기 제1 반사프리즘 및 제2 반사프리즘을 통과하는 상기 홍채영상은 상기 제1 반사프리즘 및 상기 제2 반사프리즘을 지나는 동안 미(未)결상되며, 상기 홍채영상의 광경로는 미(未)교차되는 것을 특징으로 하는 홍채인식 장치용 광학계.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홍채영상이 지나는 광경로 상에 배치되어 광학수차를 보정하는 보정렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 장치용 광학계
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 피검출자의 홍채영상을 전달받아 디지털 신호로 변환하는 이미지센서,
    상기 홍채영상이 입사되는 입사면, 상기 입사면으로 입사된 홍채영상을 반사 또는 전반사시키는 반사면, 상기 반사면으로부터 반사된 상기 홍채영상이 출사되는 출사면을 각각 포함하는 제1 반사프리즘 및 제2 반사프리즘, 및
    상기 홍채영상이 지나는 광경로상에 배치되어 상기 홍채영상의 빛을 선별적으로 투과시키는 광학필터를 포함하고,
    상기 제1 반사프리즘 및 상기 제2 반사프리즘 중 어느 하나는 홍채영상이 입사되고 입사된 홍채영상을 반사시켜 출사하고, 다른 하나는 상기 어느 하나에서 출사되는 홍채영상을 제공받아 상기 이미지센서로 반사시켜 제공하며,
    상기 입사면, 상기 출사면, 상기 반사면 중 적어도 어느 하나는 구면 또는 비구면의 곡면으로 형성되고,
    상기 제1 반사프리즘 및 상기 제2 반사프리즘 중 어느 하나의 반사면은 상기 입사면으로 입사되는 홍채영상이 복수 회 반사되어 상기 출사면으로 출사되도록 복수 개가 구비되며,
    상기 제1 반사프리즘 및 제2 반사프리즘을 통과하는 상기 홍채영상은 상기 제1 반사프리즘 및 제2 반사프리즘을 지나는 동안 미(未)결상되며, 상기 홍채영상의 광경로는 미(未)교차되는 것을 특징으로 하는 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제9항에 있어서,
    상기 홍채영상이 지나는 광경로 상에 배치되어 상기 홍채영상의 광학수차를 보정하는 보정렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라.
  17. 삭제
  18. 제9항에 있어서,
    상기 홍채영상이 적외선 영상이 되도록 상기 피검출자의 홍채에 적외선을 조사 적외선램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 장치용 광학계를 구비한 홍채인식 카메라.
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