KR101548624B1 - 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템 및 그 방법 - Google Patents

홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 사용자의 홍채를 촬영하는 카메라; 상기 카메라와 별도로 이격되어 상기 사용자가 홍채 인식을 위해 주시하는 디스플레이부; 상기 카메라에 의해 촬영된 홍채 이미지를 상기 디스플레이부에 표시할 수 있도록 하는 제어부; 상기 디스플레이부 주변에 상기 사용자의 홍채 방향으로 일정한 각도로 경사지게 설치되어 적외선을 방사하는 광원과 이 광원 중심으로 반사경이 구비된 적외선방출부; 를 포함하되, 상기 제어부에는 홍채 인식이 가능한 설정된 기준위치(P)와 신원을 확인할 수 있는 명암 밝기의 기준치 및 기준 홍채 크기가 기저장되어 있고,촬상된 홍채 이미지가 상기 기준위치(P), 명암 밝기의 기준치 및 기준 홍채 크기에 부합하지 않는 경우 홍채 이미지의 명암 조절 신호, 상기 홍채 이미지의 크기를 조절하는 신호 및 상기 홍채 이미지의 위치를 상기 사용자의 신원을 확인할 수 있는 설정된 기준 위치로 이동시키는 신호를 상기 디스플레이부에 전송하는 것을 특징으로 하며, 상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 카메라에 장착된 렌즈의 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제1기준선(a)과의 이루는 각도 θc가 6°이고, 상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 적외선을 방사하는 광원 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제2기준선(e)과의 이루는 각도 θi가 12.5°인 것을 특징으로 한다.

Description

홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템 및 그 방법{IRIS RECOGNIZED SYSTEM FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING FOCUSING OF THE IRIS AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 홍채에 대하여 일정한 각도로 경사진 카메라와 이에 연결된 디스플레이부를 통해 종래 콜드 미러와 카메라로 구성된 홍채 인식 과정에서 사용자가 카메라 렌즈를 향해 초점을 맞추는 불편함이 해소되고, 간편하게 사용자가 사용자 전방에 위치한 디스플레이부를 주시하는 것만으로 정확하고 신속하게 사용자의 신원을 확인할 수 있게 하며, 디스플레이부를 통해 촬상된 홍채 이미지의 명암을 조절할 수 있고, 홍채 이미지를 확대하는 등 사용자의 홍채 포커싱이 자동 조절되는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 출입, 데이터에 접근 및 사용함에 있어 출입자 등을 인증하여 접근을 통제하고 보안이 유지되도록 일종의 신분확인 시스템이 사용되고 있다. 이때, 비밀번호의 입력 또는 보안카드 등을 통해 출입자를 인증 또는 접근을 금지 하였으나, 최근에는 보다 높은 보안성이 제공되도록 인체의 생물학적 특징이 이용된 생체인증이 각광받고 있다.
생체인증이란 출입자의 지문, 음성, 얼굴 형태, 정맥 패턴 및 홍채 등 인체의 특징을 인식하고 미리 등록된 데이터와 비교하여 피인식자(출입자,사용자)의 신분을 확인하여 접근의 허용/금지를 하게 된다.
한편, 홍채는 사람마다 서로 다른 고유의 패턴을 가지고 있으며, 이러한 홍채 패턴은 생후 2 내지 3년 사이에 완성된 후에는 거의 변화되지 않으며, 그 다양성과 높은 판별성으로 인해 다른 인체 특징에 비해 현저히 우수한 장점을 가지고 있다.
이러한 홍채 인증을 통한 신분확인 시스템의 일반적인 구성을 살펴보면 다음과 같다.
피인식자의 홍채 패턴을 촬영하는 촬영장치, 촬영장치에 의해 촬영되어 입력된 홍채 패턴의 이미지를 판독하는 이미지 판독기, 판독된 이미지(홍채 패턴 이미지)와 비교되는 홍채 패턴의 이미지(홍채 인증 이미지)를 저장하는 저장부 및 이미지 판독기에 의한 판독 결과를 확인하는 제어부를 포함한다. 이와 같이, 홍채 인식 신분확인 시스템은 촬영장치를 통해 촬영된 홍채 패턴 이미지를 미리 등록된 홍채 인증 이미지와 비교하여 출입자의 신분을 확인하게 되므로 촬영장치의 성능이 매우 중요한 요소가 됨은 자명하다.
한편, 이와 같은 홍채 인식 신분확인 시스템에서는 얼마나 빠른 시간 안에, 얼마나 정확하게 홍채 인식을 해내는가의 여부가 그 성능을 좌우하게 된다. 더군다나 이 기술분야의 일반적인 홍채 인식 신분확인 시스템에서는 사용자가 홍채 인식 시스템에 접근하여, 홍채가 카메라의 광축에 정확하게 위치되었는지의 여부의 문제가 발생할 수 있기 때문에 이 문제를 해소하기 위해 소위 '콜드 미러'에 표시해줌으로써 보다 빠르고 정확하게 홍채 인식을 수행할 수 있도록 한다.
그러나, 상기와 같은 홍채 인식 신분확인 시스템에 있어, '콜드 미러'에 홍채 위치를 표시해 주는 것은, 단순하게 '콜드 미러'에 선으로 표시하여 주거나, '콜드 미러' 내부에 'LED'를 설치하여 그 조명을 보면서, 위치를 맞추게 된다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 이와 같은 종래의 홍채 인식 신분확인 시스템에서는 '콜드 미러'(2) 이면에 카메라가 위치하고 있으며, '콜드 미러'(2)에 홍채의 상이 맺은 다음에 카메라의 원근을 조정하여 초점을 맞추게 된다.
이때, '콜드 미러'(2)에 비친 홍채의 영상은 1)주변의 환경에 따라 어두울 경우 판독이 어려운 문제점이 있고, 2)'콜드 미러'(2)에 홍채를 맞추는 선이 있으나, 그 선을 기준으로 어느 위치에 맞추는 것인지 사용자가 알 수 없으며, 홍채 인식 기기에 대해 익숙하지 않은 일반인들은 자신의 홍채를 카메라 렌즈의 초점에 맞추는 것의 어려움도 있으며, 3)'콜드 미러'(2)에 비친 홍채의 영상이 반드시 그 이면에 위치한 카메라가 촬영한 영상과 항상 일치하지는 않으며, 4) 이로 인해 사용자는 '콜드 미러'(2)에 비친 자신의 홍채 영상만을 보게 되어 실제로 자신의 홍채가 카메라 렌즈의 초점에 맞지 않은 경우에도 마치 초점이 맞은 것으로 오해하게 되는 등 다양한 문제점이 발생하였다.
그리고, 5)'콜드 미러'(2)에 비친 홍채 이미지의 크기가 작은 경우 카메라의 포커싱 기술의 한계로 인해 사용자의 신분 확인이 어려울 뿐더러, 확대하더라도 그 픽셀 수의 한계로 인해 역시 사용자의 신분 확인이 어려운 문제점이 있어 왔다.
이와 관련된 기술로, 한국등록특허공보 제10-0842501호(2008.06.24.)인 "홍채 인식 시스템의 눈 위치 표시장치"가 소개된다.
그러나, 상기 "홍채 인식 시스템의 눈 위치 표시장치"의 경우, PCB, 발광수단, 렌즈부 및 콜드 미러로 크게 구성되어 사용자가 홍채 인식 시스템의 인식 거리 내로 접근하도록 사용자에게 지시기를 통해 알려줌으로써 사용자를 인식가능한 거리에 위치하도록 유도함과 동시에 콜드 미러를 통해 눈이 위치되어야 할 부분을 표시해줌으로써 보다 빠르고 정확하게 홍채 인식을 수행할 수 있는 시스템을 제공하기는 하나, 여전히 '콜드 미러'를 사용함으로써 이미 설명한 종래의 문제점을 안고 있다.
또한, 이와 관련된 기술로, 한국등록특허공보 제10-0864889호(2008.08.21.)인 "홍채인식 시스템의 사용자 위치 유도장치"가 소개된다.
그러나, 상기 "홍채인식 시스템의 사용자 위치 유도장치"의 경우, 크게 사용자의 눈의 이미지를 반사시키는 메인 미러, 제1발광부와 제2발광부를 포함하는 발광부로 구성됨으로써, 사용자가 메인 미러의 테두리부 주위에 형성된 발광부의 불빛을 분위기만으로 자연스럽게 인지할 수 있도록 하여 편안하게 메인 미러에서 반사되는 자신의 눈만을 바라볼 수 있도록 할 수 있는 효과가 구현되나, 이 역시 일반적인 미러를 사용하게 됨으로써 여전히 종래의 문제점을 가지고 있다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
제10-0842501호(2008.06.24.) 제10-0854889호(2008.08.21.)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 사용자가 콜드 미러 또는 카메라 렌즈를 주시하지 않더라도 홍채에 대하여 일정한 각도로 경사진 카메라를 통해 홍채 이미지가 촬상되고,이 촬상된 홍채 이미지가 디스플레이부에 전송됨으로써 이 디스플레이부에 전송된 홍채 이미지를 사용자가 확인함으로써 사용자가 자신의 홍채가 카메라 초점에 정확하게 매칭 되었는지를 확인할 수 있도록 해주며, 이 디스플레이부를 통해 사용자에게 사용자의 신원을 확인할 수 있는 설정된 기준 위지로 유도할 수 있는 일종의 안내 메세지가 표시되며, 디스플레이부 내부에는 주변이 어두워도 자체 발광이 되는 기능이 구비되어 종래 주변이 어두워서 홍채를 인식하지 못하는 문제도 해결하였으며, 더군다나 이 디스플레이부 내부에는 홍채를 인식하여 사용자의 신원 여부를 확인할 수 있도록 홍채의 위치나 크기를 조절할 수 있는 기능도 내장되어 종래 카메라 및 콜드 미러로 구성된 홍채 인식 시스템에 의한 문제점을 해결하는데 그 목적이 있다.
홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 사용자의 홍채를 촬영하는 카메라; 상기 카메라와 별도로 이격되어 상기 사용자가 홍채 인식을 위해 주시하는 디스플레이부; 상기 카메라에 의해 촬영된 홍채 이미지를 상기 디스플레이부에 표시할 수 있도록 하는 제어부; 상기 디스플레이부 주변에 상기 사용자의 홍채 방향으로 일정한 각도로 경사지게 설치되어 적외선을 방사하는 광원과 이 광원 중심으로 반사경이 구비된 적외선방출부; 를 포함하되, 상기 제어부에는 홍채 인식이 가능한 설정된 기준위치(P)와 신원을 확인할 수 있는 명암 밝기의 기준치 및 기준 홍채 크기가 기저장되어 있고,촬상된 홍채 이미지가 상기 기준위치(P), 명암 밝기의 기준치 및 기준 홍채 크기에 부합하지 않는 경우 홍채 이미지의 명암 조절 신호, 상기 홍채 이미지의 크기를 조절하는 신호 및 상기 홍채 이미지의 위치를 상기 사용자의 신원을 확인할 수 있는 설정된 기준 위치로 이동시키는 신호를 상기 디스플레이부에 전송하는 것을 특징으로 하며, 상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 카메라에 장착된 렌즈의 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제1기준선(a)과의 이루는 각도 θc가 6°이고, 상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 적외선을 방사하는 광원 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제2기준선(e)과의 이루는 각도 θi가 12.5°인 것을 특징으로 한다.
상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 카메라에 장착된 렌즈의 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제1기준선(a)과의 이루는 각도 θc가 하기의 [수학식 1]로, 상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 적외선을 방사하는 광원 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제2기준선(e)과의 이루는 각도 θi가 하기의 [수학식 2]로 연산 되는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1] cosθc = d/a (d : 수평선의 거리, a : 제1기준선의 길이)
[수학식 2] cosθi = d/e (d : 수평선의 거리, e : 제2기준선의 길이)
홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 사용자의 홍채 방향으로 12.5°로 경사지게 적외선을 방출하고, 사용자의 홍채 방향으로 6°로 경사지고 그 초점거리가 25cm인 카메라를 이용 사용자의 홍채를 촬영하는 홍채촬상과정; 상기 카메라와 연결된 디스플레이부에 촬영된 홍채가 표시되는 홍채디스플레이과정; 및 사용자의 홍채 인식이 가능한 설정된 기준 위치에 대한 사용자의 상대적 위치와 설정된 기준 위치로 사용자를 유도하는 시그널, 설정된 명암밝기의 기준치와 비교하여 사용자의 홍채 이미지의 명암을 조절하는 화면 밝기의 시그널 및 설정된 기준 홍채 크기와 비교하여 홍채 이미지를 확대 또는 축소하는 시그널을 상기 디스플레이부에 전송하는 홍채포커싱유도과정; 을 포함한다.
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상기와 같은 구성으로 이루어진 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템 및 그 방법에 의한다면 아래와 같은 현저한 효과가 구현된다.
첫째, 사용자가 종래 크기가 작은 카메라 렌즈를 통해 초점을 맞추는 번거로움이 없고, 홍채를 향해 일정한 각도로 경사진 카메라에 통해 사용자의 홍채 이미지가 정확하고, 빠르게 촬상되는 이점이 있다.
둘째, 종래 사용하던 '콜드 미러' 대신 'LCD', 'CRT' 등의 디스플레이부를 사용하여 촬상된 홍채 이미지를 사용자가 이 디스플레이부를 통해 확인할 수 있도록 해줌과 동시에 사용자에게 사용자의 신원을 확인할 수 있는 설정된 기준 위치로 사용자를 유도하는 일종의 안내 메세지가 표시되어 사용자가 용이하게 카메라 렌즈의 초점에 홍채를 맞출 수 있는 이점이 있다.
셋째, 디스플레이부에 내장된 화면 밝기 조절 기능과 홍채 이미지의 크기를 확대 또는 축소할 수 있는 조절 기능이 마련되어 종래 어두운 곳에서는 사용자의 홍채를 인식하지 못하는 문제점과 카메라에 촬상된 홍채의 크기가 작은 경우 사용자의 신원을 확인할 수 없는 문제 등을 해소하는 이점이 있다.
넷째, 디스플레이부에 내장된 홍채 이미지 이동 기능을 통해 홍채 이미지의 위치를 사용자의 신원을 확인할 수 있는 설정된 기준 위치로 이동시켜 종래 카메라의 초점에 맞지 않은 홍채가 위치한 경우 사용자의 신원을 확인할 수 없는 문제를 해소하는 이점이 있다.
다섯째, 디스플레이부 주변에 적외선을 방사하는 적외선방출부가 마련되어 사용자가 단지 디스플레이부의 중앙을 주시하는 것만으로도 가장 최대의 밝기를 가지는 홍채 이미지가 촬상되어 사용자의 신원을 보다 정확하고, 빠르게 판단할 수 있는 이점이 있다.
여섯째, 사용자의 신원을 확인할 수 있는 카메라와 적외선방출부의 홍채를 향한 최적의 경사진 각도를 제공하는 등 다양한 이점이 제공된다.
도 1은 종래 콜드 미러와 카메라를 통해 홍채를 인식하는 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 카메라와 디스플레이부 및 제어부가 도시된 전체 사시도.
도 3은 본 발명의 제어부와 디스플레이부와의 작동 관계를 설명하는 일 예시도.
도 4는 본 발명의 일 측면도.
도 5는 본 발명의 제어부에 의해 홍채 이미지를 확대하고, 홍채 이미지를 설정된 기준 위치로 이동시키는 과정을 나타내는 도면.
도 6 내지 도 7 은 본 발명의 카메라와 적외선방출부가 홍채를 향해 경사진 각도를 구하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 방법의 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템은, 카메라(100)와 디스플레이부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.
도시된 바와 같이, 종래 홍채 인식 시스템과 달리 본 발명은 소위 '콜드 미러'를 사용하지 않음에 그 특징이 있고, 그 대신 디스플레이부(200)가 설치되며, 이와 동시에 종래 '콜드 미러' 내부에 내장되는 카메라 대신 디스플레이부(200) 주변에 소정의 카메라(100)가 설치된 것에 그 특징이 있다.
카메라(100)는 사용자의 홍채를 촬상하는 일반적인 기기이며, 이 카메라와 연결된 디스플레이부(200)에는 카메라(100)에 의해 촬상된 홍채가 이미지로 전환되어 표시된다.
이 카메라(100)는 이하 후술하겠지만, 사용자의 홍채를 정확하고, 빠르게 촬상할 수 있도록 홍채에 대해 일정한 각도로 경사진 것에 그 특징이 있다.
또한, 카메라(100)는 도시된 바와 같이, 디스플레이부(200)로부터 소정거리 상측 또는 하측에 위치할 수 있고, 디스플레이부(200)로부터 소정거리 좌측 또는 우측에 위치할 수 있다.
디스플레이부(200)는 카메라(100)와 별도로 이격되어 사용자가 홍채 인식을 위해 주시하고 있으며, 이를 통해 종래 사용자가 홍채 인식을 하기 위해 카메라를 주시하지 않고, 디스플레이부(200)만을 주시하더라고 사용자의 신원이 확인된다.
한편, 카메라(100)는 홍채를 향해 일정한 각도로 경사지게 설치된 경우라면 디스플레이부(200)의 주변 어느 위치에 설치해도 가능하다.
또한, 디스플레이부(200)는 다양한 기기가 사용될 수 있으며, 일반적으로 'LCD' 또는 'CRT' 기기가 사용될 수 있다.
이러한 장치를 통해 종래의 '콜드 미러'를 사용하는 대신 그 내부에 다양한 기능이 구비된 'LCD' 또는 'CRT' 기기를 사용함으로써 사용자의 홍채를 보다 정확하고, 간편하게 인식할 수 있게 된다.
또한, 제어부(300)는 카메라(100)에 의해 촬영된 홍채 이미지를 디스플레이부(200)에 표시할 수 있도록 일종의 제어 기능을 수행한다.
디스플레이부(200)에는 카메라(100)에 의해 촬영된 홍채 이미지가 표시되어 사용자가 디스플레이부(200)를 통해 자신의 홍채 이미지를 확인할 수 있게 함은 물론이고, 홍채 인식이 가능한 설정된 기준 위치(P)에 대한 사용자의 상대적 위치도 표시되는 것에 그 특징이 있다.
이러한 기능을 수행하기 위해 디스플레이부(200)에는 제어부(300)가 연결되며, 제어부(300)는 설정된 기준 위치(P)와 홍채 이미지의 위치를 비교하여 매칭되는 지를 판단하는 기능도 수행한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 설정된 기준 위치(P)는 디스플레이부(200)의 정중앙이고, 이 디스플레이부(200)에 표시되는 촬영된 홍채 이미지가 기준 위치(P) 보다 좌측에 있는 경우 디스플레이부(300)에 연결된 제어부가 이를 감지하며, 제어부(300)는 다시 디스플레이부(200)에 예를 들어 '중앙보다 좌측에 위치합니다.'라는 메세지가 사용자에게 전달하도록 그 신호를 송신하게 된다.
이러한 작동으로 종래의 '콜드 미러'를 사용하는 대신 디스플레이부(200)를 설치하여 사용자가 보다 쉽게 자신의 홍채 이미지를 확인할 수 있게 되고, 카메라(100)를 통해 사용자가 직접 홍채의 초점을 맞추지 않더라도 디스플레이부(200)만 주시하여 신원 확인 작업이 수행되며, 대형의 디스플레이부(200)의 화면에 보다 정확한 지시 메세지가 전달됨으로써, 종래보다 보다 간편하고, 정확하게 신원 확인 작업이 수행되는 것이다.
한편, 다시 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라(100)는 사용자의 홍채 방향으로 일정한 각도로 경사지게 설치된 것에 그 특징이 있다.
즉, 종래에는 '콜드 미러' 내부에 사용자의 홍채가 바라보는 수평 방향에 카메라 렌즈가 장착되어 사용자가 이 '콜드 미러'를 통해 자신의 홍채를 카메라 렌즈의 초점에 맞추는 불편함이 존재하였으나, 본 발명은 사용자가 카메라 렌즈에 직접 자신의 홍채가 초점에 맞도록 움직이지 않더라도, 단순히 전방에 설치된 디스플레이부(200)만을 주시하더라도 디스플레이부(200) 주변에 일정한 각도로 경사진 카메라(100)에 의해 홍채가 촬상 되는바, 사용자가 종래처럼 카메라 렌즈를 향해 초점을 맞추는 불편함이 해소되는 것이다.
즉, 사용자의 홍채를 종래처럼 카메라를 주시하는 것으로 확인하지 않고, 사용자가 디스플레이부(200)를 주시하여 자신의 촬영되는 홍채를 확인함과 동시에 촬영되는 홍채의 상태가 이미 설명한 제어부(300)를 통해 사용자에게 정확한 위치인지를 지시해주게 되는 것이다.
한편, 다시 도 3의 제어부(300)의 구체적 기능이 표시된 확대 도면을 살펴보면, 제어부(300)는 크게 '명암 조절' 기능과 '홍채 이미지 크기 조절' 기능 및 '홍채 이미지 위치 이동' 기능이 구비되어 있다.
종래에는 홍채 인증을 위한 시스템이 구비된 장소에서 주변이 어두운 경우 사용자의 홍채를 인지하지 못하는 불편함이 존재하였다. 이에 본 발명은 디스플레이부(200) 자체에 내장된 자체발광 기능을 이용 어두운 곳에서도 사용자의 홍채를 인식할 수 있도록 명암 조절 기능이 구비되어 있다.
즉, 디스플레이부(200)에 전송된 홍채 이미지의 밝기가 사용자의 신원을 확인할 수 있을 정도의 기준치에 부합하지 않는 경우 그 신호가 제어부(300)에 전송되고, 제어부(300)는 다시 디스플레이부(200)에 명암 조절 신호(310)를 재전송하여 홍채 이미지가 밝게 보이도록 하여 사용자의 신원을 확인할 수 있도록 구현된다.
또한, 제어부(300)에는 홍채 이미지 명암 조절 신호(310) 이외에 홍채 이미지의 크기를 조절하는 신호(320)를 디스플레이부(200)에 전송하는 기능도 구비된다.
즉, 종래에는 촬영된 사용자의 홍채 이미지가 작은 경우, 사용자의 신원이 확인되지 않아 사용자가 다시 카메라 렌즈를 향해 초점을 맞추어야 하거나, 이로 인해 사용자의 신원이 확인되지 않는 문제점이 있었으나, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 홍채 이미지 크기가 디스플레이부(200)에 표시되어 그 크기의 신호가 제어부(300)에 전송되면, 제어부(300)는 설정된 기준 홍채 크기와 비교하여 촬영된 홍채 이미지의 크기가 설정된 기준 홍채 크기에 미치지 못하는 경우 홍채 이미지의 크기를 확대하는 신호(320)를 디스플레이부(200)에 재전송함으로써 사용자의 신분 확인이 가능하도록 구현된다.
또한, 사용자의 홍채가 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 설정된 기준위치(P)에 위치하지 않은 경우, 그 불일치의 신호가 제어부(300)에 전송되고, 제어부(300)는 다시 디스플레이부(200)에 설정된 기준위치(P)에 홍채가 위치하도록 하는 위치 이동 신호(330)를 전송하여 사용자의 신분 확인이 가능하도록 유도한다.
상기와 같은 작동으로 종래 사용자가 카메라 렌즈를 향해 다시 초점을 맞추어야 하거나, 사용자의 신분이 확인되지 않는 문제점이 본 발명의 제어부(300)와 디스플레이부(200) 및 일정한 각도로 경사진 카메라(100)를 통해 구현된다.
이러한 위치 이동 신호(330)는 다양한 방식으로 디스플레이부(200)를 통해 사용자에게 전달될 수 있으며, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 문자로 사용자에게 움직여야 하는 방향을 표시할 수도 있고, 화살표 표시로 사용자에게 디스플레이부(200)를 통해 전달할 수도 있다.
한편, 다시 도 4를 참조하면, 본 발명은 적외선을 방출하는 적외선방출부(400)가 구비되고, 카메라(100)의 홍채를 향한 경사진 각도(θc)와 이 적외선방출부(400)가 홍채를 향한 경사진 각도(θi)를 미리 설정하여, 사용자의 홍채가 적정한 위치에 있을 때, 카메라(100)가 홍채를 정확히 촬상할 수 있는 초점거리에 위치하면서 동시에 적외선에 의해 가장 밝은 이미지의 홍채를 촬상할 수 있도록 유도한다.
이를 위해, 디스플레이부(200) 주변에는 적외선을 방사하는 광원(410)과 이 광원 중심으로 반사경(420)이 구비된 적외선방출부(400)가 마련되어 있으며, 이 적외선방출부(400)는 홍채 방향으로 일정한 각도로 경사진 것을 그 특징으로 한다.
한편, 도 4의 'L1'은 적외선에 의해 디스플레이부(200)를 통해 표시되는 홍채 영상의 밝기 선이고, 'L2'는 적외선에 의해 디스플레이부(200)를 통해 표시되는 홍채 영상의 집중 밝기 선을 의미한다.
그리고, θ1 은 카메라(100)가 인지할 수 있는 각도를 나타내고, θ2 는 적외선방출부(400)에 의해 밝아질 수 있는 각도를 나타낸다.
이와 같은 장치를 통해 사용자가 단지 디스플레이부(200)의 중앙을 주시하는 것만으로도 가장 밝으면서도 최적의 홍채 이미지가 촬영되도록 유도하게 된다.
물론, 사용자의 홍채가 디스플레이부(200)의 중앙을 주시하지 않는 경우, 이미 설명한 제어부(300)에 통해 사용자에게 안내 메세지가 표시될 수 있다.
이하에서는, 도 6을 참조로 본 발명의 카메라(100)와 적외선방출부(400)가 홍채를 향한 최적의 경사진 각도를 설명한다.
도 6(a)를 참조하면,'a'는 카메라(100)의 초점거리를, 'b'는 카메라 렌즈의 중심으로부터 디스플레이부(200) 중앙까지의 거리를, 'c'는 디스플레이부(200) 중앙으로부터 적외선을 방사하는 광원(410) 중심까지의 거리를, 'd'는 디스플레이부(200) 중앙으로부터 홍채까지의 거리를, 'e'는 적외선을 방사하는 광원 중심과 사용자의 홍채까지의 거리를, 'f'는 사용자가 단지 디스플레이부(200)의 중앙을 주시하는 것만으로 가장 밝으면서도 최적의 홍채 이미지가 촬영되도록 유도되는 지점을 나타낸다.
이때, 디스플레이부(200) 중심 및 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d:수평선의 길이, H : 수평선을 지칭)과 카메라(100)에 장착된 렌즈의 중심 및 사용자 홍채를 연결하는 제1기준선(a : 제1기준선의 길이, m : 제1기준선을 지칭) 과의 이루는 각도 θc가 하기의 [수학식 1]로,
디스플레이부(200) 중심 및 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 적외선을 방사하는 광원 중심 및 사용자 홍채를 연결하는 제2기준선(e : 제2기준선의 길이, n : 제2기준선을 지칭)과의 이루는 각도 θi가 하기의 [수학식 2]로 연산 되는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1] cosθc = d/a (d : 수평선의 길이, a : 제1기준선의 길이)
[수학식 2] cosθi = d/e (d : 수평선의 길이, e : 제2기준선의 길이)
한편, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, a=25cm인 카메라를 사용하고, b=2.5cm, c=5.5cm가 되도록 디스플레이부(200)와 카메라(100) 및 적외선방출부(400)를 설치하는 경우, d와 θc,θi 는 도 7을 참조하면 하기의 식에 의해 유도가능하다.
sinθc=2.5/25 - - - - - - - - - - - - - - - - (1)
상기의 식 (1)에 의하면 θc= 6°가 되며, 결국 디스플레이부(200) 중심을 지나는 수평선(H)과 카메라(100)에 장착된 렌즈의 중심을 지나는 제1기준선(m)과의 이루는 각도가 6°가 된다
물론, 'd'는 '피타고라스 정리'에 의해 24.75cm 가 계산되어
cosθc= d/a = 24.75/25를 통해 θc가 6°로 계산될 수 있다.
한편, 디스플레이부(200) 중앙으로부터 홍채까지의 거리인 'd'는 하기의 식으로도 유도가 가능하다.
d=a×cosθc - - - - - - - - - - - - - - - - (2)
d=25×cos6°= 25×0.99=24.75cm
즉, 디스플레이부(200) 중앙으로부터 홍채의 위치가 24.75cm 인 경우, 최적으로 홍채를 인식할 수 있는 위치에 놓이게 됨을 의미한다.
또한, 디스플레이부(200) 중심을 지나는 수평선(H)과 적외선을 방사하는 광원 중심을 지나는 제2기준선(n)과의 이루는 각도는 하기의 식에 의해 유도가 가능하다.
tanθi =c/d - - - - - - - - - - - - - - - - (3)
tanθi = 5.5/24.75=0.222
θi = 12.5°
물론, 거리 'e'는 '피타고라스 정리' 에 의해 e=25.35cm 가 도출되고,
cosθi = d/e = 24.75/25.35를 통해 θi가 12.5°로 계산될 수 있다.
결국, 카메라(100)가 홍채를 향해 경사진 각도가 6°이고, 적외선방출부(400)가 홍채를 향해 경사진 각도가 12.5°인 경우, 사용자가 단지 디스플레이부(200)의 중앙을 주시하는 것만으로 가장 밝으면서도 최적의 홍채 이미지가 촬영되도록 유도되는 것이다.
한편, 상기와 같은 구성으로 이루어져 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자의 홍채를 카메라(100)가 촬영하는 홍채촬상과정(S10)과 카메라(100)와 연결된 디스플레이부(200)에 촬영된 홍채가 표시되는 홍채디스플레이과정(S20) 및 사용자의 홍채 인식이 가능한 설정된 기준 위치에 대한 사용자의 상대적 위치와 설정된 기준 위치로 사용자를 유도하는 시그널이 디스플레이부(200)에 표시되는 홍채포커싱유도과정(S30)으로 이루어진다.
이때, 홍채촬상과정(S10)은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자가 카메라(100)를 주시하지 않더라도 사용자의 홍채를 인식할 수 있도록 사용자의 홍채 방향으로 일정한 각도로 경사지게 홍채를 촬상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 디스플레이부(200)를 설치함으로써, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 홍채디스플레이과정(S20) 중 사용자의 홍채 이미지의 명암을 조절하여 사용자의 신원을 확인할 수 있도록 디스플레이부(200)의 화면 밝기를 조절하는 과정과, 홍채의 이미지를 확대 또는 축소하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 보다 정확하고, 신속하게 사용자의 신원을 확인할 수 있도록, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 홍채디스플레이과정(S20) 중 디스플레이부(200)를 통해 표시되는 홍채 이미지의 위치를 사용자의 신원을 확인할 수 있는 설정된 기준 위치로 이동시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 홍채촬상과정(S10) 중 사용자의 홍채 방향으로 일정한 각도로 경사지게 적외선을 방사하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다만, 그 구체적인 과정에 대한 설명은 이미 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템에서 설명한바 여기서는 생략한다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 카메라 200 : 디스플레이부
300 : 제어부 310 : 명암 조절 신호
320 : 홍채 이미지 크기 조절 신호 330 : 홍채 이미지 위치 이동 신호
400 : 적외선 방출부 410 : 광원
420 : 반사경 d : 수평선의 길이
a : 제1기준선의 길이 e : 제2기준선의 길이

Claims (10)

  1. 사용자의 홍채를 촬영하는 카메라;
    상기 카메라와 별도로 이격되어 상기 사용자가 홍채 인식을 위해 주시하는 디스플레이부;
    상기 카메라에 의해 촬영된 홍채 이미지를 상기 디스플레이부에 표시할 수 있도록 하는 제어부;
    상기 디스플레이부 주변에 상기 사용자의 홍채 방향으로 일정한 각도로 경사지게 설치되어 적외선을 방사하는 광원과 이 광원 중심으로 반사경이 구비된 적외선방출부; 를 포함하되,
    상기 제어부에는 홍채 인식이 가능한 설정된 기준위치(P)와 신원을 확인할 수 있는 명암 밝기의 기준치 및 기준 홍채 크기가 기저장되어 있고,
    촬상된 홍채 이미지가 상기 기준위치(P), 명암 밝기의 기준치 및 기준 홍채 크기에 부합하지 않는 경우 홍채 이미지의 명암 조절 신호, 상기 홍채 이미지의 크기를 조절하는 신호 및 상기 홍채 이미지의 위치를 상기 사용자의 신원을 확인할 수 있는 설정된 기준 위치로 이동시키는 신호를 상기 디스플레이부에 전송하는 것을 특징으로 하며,
    상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 카메라에 장착된 렌즈의 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제1기준선(a)과의 이루는 각도 θc가 6°이고,
    상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 적외선을 방사하는 광원 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제2기준선(e)과의 이루는 각도 θi가 12.5°인 것을 특징으로 하는, 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템.
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  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 카메라에 장착된 렌즈의 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제1기준선(a)과의 이루는 각도 θc가 하기의 [수학식 1]로,
    상기 디스플레이부 중심 및 상기 사용자의 홍채를 연결하는 수평선(d)과 상기 적외선을 방사하는 광원 중심 및 상기 사용자 홍채를 연결하는 제2기준선(e)과의 이루는 각도 θi가 하기의 [수학식 2]로 연산 되는 것을 특징으로 하는, 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 시스템.

    [수학식 1] cosθc = 수평선 d의 길이 / 제1기준선 a의 길이
    [수학식 2] cosθi = 수평선 d의 길이 / 제2기준선 e의 길이
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  7. 사용자의 홍채 방향으로 12.5°로 경사지게 적외선을 방출하고, 사용자의 홍채 방향으로 6°로 경사지고 그 초점거리가 25cm인 카메라를 이용하여 사용자의 홍채를 촬영하는 홍채촬상과정;
    상기 카메라와 연결된 디스플레이부에 촬영된 홍채가 표시되는 홍채디스플레이과정; 및
    사용자의 홍채 인식이 가능한 설정된 기준 위치에 대한 사용자의 상대적 위치와 설정된 기준 위치로 사용자를 유도하는 시그널, 설정된 명암밝기의 기준치와 비교하여 사용자의 홍채 이미지의 명암을 조절하는 화면 밝기의 시그널 및 설정된 기준 홍채 크기와 비교하여 홍채 이미지를 확대 또는 축소하는 시그널을 상기 디스플레이부에 전송하는 홍채포커싱유도과정; 을 포함하는, 홍채의 포커싱이 자동 조절되는 홍채 인식 방법.

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