KR102362726B1

KR102362726B1 - 홍채인식 카메라와 이를 포함하는 휴대용 단말기 및 홍채인식 카메라를 이용한 홍채인식방법

Info

Publication number: KR102362726B1
Application number: KR1020140158685A
Authority: KR
Inventors: 김대환
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2022-02-15
Also published as: KR20160057724A; WO2016076620A1; US10908480B2; US20180307120A1; US20170322477A1; US10042234B2

Abstract

홍채인식 카메라의 일 실시예는, 렌즈 전면의 곡률 조절이 가능한 액체렌즈; 상기 액체렌즈의 광이 입사되는 전면의 곡률을 조절하는 제1조절부; 회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 각도변경부; 및 상기 각도변경부의 회전각도를 조절하는 제2조절부를 포함할 수 있다.

Description

홍채인식 카메라와 이를 포함하는 휴대용 단말기 및 홍채인식 카메라를 이용한 홍채인식방법{IRIS RECOGNITION CAMERA AND PORTABLE TERMIANL INCLUDING THE SAME AND IRIS RECOGNITION METHOD USING THE IRIS RECOGNITION CAMERA}

실시예는, 홍채인식 카메라 및 이를 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

보안 출입 등을 위한 신분 인증을 위하여 다른 인증 수단에 비하여 높은 보안성과 정확성을 갖춘 홍채인식 시스템이 이용되고 있다. 이러한 홍채인식 시스템은 카메라로 촬영한 홍채 이미지에서 홍채의 특징적인 패턴을 이미지 처리 기술을 이용하여 데이터화한 후 이를 사전에 등록한 사용자의 홍채 데이터와 비교하여 특정인을 인증하는 시스템이다.

최근에는 이러한 홍채인식 시스템을 모바일 기기에도 적용하여 일상에서의 개인 보안 시스템으로의 활용도가 늘어나고 있다. 다만, 이러한 홍채인식 시스템의 경우 카메라의 렌즈 중심에 홍채가 정확하게 인식되어야 빠르고 정확하게 보안인증을 할 수 있다.

따라서, 일반적인 홍채인식 시스템에 사용되는 홍채인식 카메라는 보다 정확하고 신속한 홍채인식을 위해 카메라의 초점을 사용자 안구에 일치시키는 광축방향 포커싱이 필요하다.

또한, 사용자의 편의를 위해 사용자의 좌안과 우안의 각각의 홍채를 사용자가 몸을 움직여 차례로 카메라에 인식시키거나, 홍채인식 카메라에 각각 좌안과 우안의 홍채를 인식하는 2개의 렌즈를 각각 구비할 필요없이, 사용자는 몸을 움직이지 않고 하나의 렌즈를 사용하여 좌안과 우안의 홍채들을 모두 인식할 수 있는 구조의 홍채인식 카메라가 필요하다.

따라서, 실시예는, 사용자의 좌안과 우안의 홍채들을 간편하고 신속하게 인식할 수 있는 홍채인식 카메라 및 이를 이용한 홍채인식방법을 제공하는 데 목적이 있다.

실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 액체렌즈는, 유연한 재질로 형성되는 제1멤브레인; 상기 제1멤브레인 내부에 수용되는 투명한 제1유체를 포함할 수 있다.

상기 제1멤브레인에서 광이 입사하는 전면의 중앙부는 전방을 향하여 볼록한 형상으로 구비될 수 있다.

상기 제1조절부는, 링 형상으로 구비되고 일면이 상기 제1멤브레인 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비되는 것일 수 있다.

상기 제1조절부는 상기 제1멤브레인 전면의 가장자리 부위를 가압하거나 가압된 상태를 해제하여, 상기 제1멤브레인 내부의 가장자리에 수용된 상기 제1유체의 일부를 상기 제1멤브레인 중앙부로 이동시키거나, 상기 제1멤브레인 내부의 중앙부에 수용된 상기 제1유체의 일부를 상기 제1멤브레인 가장자리로 이동시켜 상기 제1멤브레인 전면 곡률을 조절함으로써 상기 액체렌즈의 전면 곡률을 조절하는 것일 수 있다.

상기 각도변경부는, 상기 액체렌즈의 후방에 배치되고, 유연한 재질로 형성되는 제2멤브레인; 상기 제2멤브레인 내부에 수용되는 투명한 제2유체를 포함하는 것일 수 있다.

상기 제2조절부는, 링 형상으로 구비되고, 일면이 상기 제2멤브레인 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비되는 것일 수 있다.

상기 제2조절부는 상기 제2멤브레인 전면의 가장자리 부위 중 일부를 가압하거나 가압된 상태를 해제하여, 상기 제2멤브레인에 수용된 상기 제2유체의 상기 광축방향과 수직한 방향 각 부위의 분포량을 조절하여 상기 각도변경부의 회전각도를 조절함으로써 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 것일 수 있다.

상기 액체렌즈와 상기 각도변경부는 서로 일체로 결합하여 상기 각도변경부가 회전함에 따라 상기 액체렌즈도 함께 회전하는 것일 수 있다.

상기 액체렌즈의 광축방향으로 본 단면적은 상기 각도변경부의 광축방향으로 본 단면적보다 작게 형성되는 것일 수 있다.

상기 제2조절부는 상기 제1조절부를 감싸도록 구비되는 것일 수 있다.

홍채인식 카메라의 다른 실시예는, 렌즈 전면의 곡률 조절이 가능한 액체렌즈, 상기 액체렌즈의 광이 입사하는 전면 곡률을 조절하는 제1조절부, 회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 각도변경부, 상기 각도변경부의 회전각도를 조절하는 제2조절부를 포함하는 제1렌즈배럴; 상기 제1렌즈배럴 후방에 배치되고, 상기 제1렌즈배럴로부터 입사되는 광이 집속되는 제2렌즈배럴; 및 상기 제2렌즈배럴 후방에 배치되는 필터를 포함할 수 있다.

상기 액체렌즈는 전면 중앙부가 전방을 향하여 볼록한 형상으로 구비되는 것일 수 있다.

상기 제1조절부는 링형상으로 구비되고 일면이 상기 액체렌즈 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비되는 것일 수 있다.

상기 각도변경부는 상기 액체렌즈의 후방에 배치되고 광축방향 단면적이 상기 액체렌즈의 광축방향 단면적보다 크게 형성되는 것일 수 있다.

상기 제2조절부는 링형상으로 구비되고, 상기 제1조절부를 감싸도록 배치되며, 일면이 상기 각도변경부 전면 중 상기 액체렌즈와 결합하는 부위를 제외한 가장자리 부위와 접촉하는 것일 수 있다.

홍채인식 카메라의 또 다른 실시예는, 렌즈 전면의 곡률 조절이 가능한 액체렌즈, 상기 액체렌즈의 광이 입사하는 전면 곡률을 조절하는 제1조절부, 회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 각도변경부, 상기 각도변경부의 회전각도를 조절하는 제2조절부를 포함하는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴 후방에 배치되는 필터를 포함할 수 있다.

한편, 또 다른 실시예는 상기 실시예의 홍채인식 카메라를 포함하는 휴대용 단말기일 수 있다.

실시예에서, 하나의 액체렌즈를 구비하는 홍채인식 카메라를 사용하여 휴대용 단말기 등 상기 홍채인식 카메라를 사용하는 장치에서 사용자의 좌안과 우안 각각의 홍채를 모두 인식할 수 있으므로, 간단하고 편리하게 홍채를 인식하도록 하여 휴대용 모바일 기기 등의 잠금장치를 간편하게 해제하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 휴대용 단말기를 나타낸 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 홍채인식 카메라를 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 2의 제1렌즈베럴의 A부분에 내장된 부품의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 2의 제1렌즈베럴의 A부분에 내장된 부품의 평면을 나타낸 개략도이다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 홍채인식 카메라의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 홍채인식방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.

또한, 도면에서는 직교 좌표계(x, y, z)를 사용할 수 있다. 도면에서 x축과 y축은 광축에 대하여 수직한 평면을 의미하는 것으로 편의상 광축 방향(z축 방향)은 제1방향, x축 방향은 제2방향, y축 방향은 제3방향이라고 지칭할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 휴대용 단말기(10)를 나타낸 개략도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 홍채인식 카메라(11)를 나타낸 개략도이다.

휴대용 단말기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 홍채인식 카메라(11), 전면 카메라(12), 적외선 발광 모듈(13), 디스플레이부(14)를 포함할 수 있다.

홍채인식 카메라(11)는 사용자의 홍채를 촬상하고 인식하여 미리 저장된 홍채와 일치하는 경우 휴대용 단말기(10)의 보안을 위한 잠금을 해제할 수 있도록 한다. 실시예에서는 하나의 홍채인식 카메라(11)를 사용하여 사용자의 두 개의 안구 즉, 좌안과 우안의 홍채를 모두 인식할 수 있으므로, 상기 홍채인식 카메라(11)는 상기 휴대용 단말기(10)의 전면에 1개 설치하는 것이 적절하다. 상기 홍채인식 카메라(11)의 구체적인 구성은 하기에서 후술한다.

전면 카메라(12)는 상기 홍채인식 카메라(11) 이외에 일반의 이미지를 촬영하는데 사용될 수 있는 카메라이다. 적외선 발광 모듈(13)은 적외선 파장 영역을 방출하는 발광 소자(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 또한, 홍채인식 카메라(11)로 획득한 홍채 이미지는 휴대용 단말기(10)의 디스플레이부(14)에 표시될 수 있다.

또한, 홍채인식 카메라(11) 시스템(200)을 이용하여 획득한 홍채 이미지는 휴대용 단말기(10)의 다른 기능에 이용되도록 제공될 수 있으며, 예를 들어, 휴대용 단말기(10) 보안 시스템에 이용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

휴대용 단말기(10)를 이용한 홍채인식의 경우 비교의 대상이 되는 기준 홍채 이미지에 대한 데이터 정보는 휴대용 단말기(10)의 메모리에 저장될 수 있다. 실시예의 휴대용 단말기(10)의 경우 홍채인식 카메라(11)를 포함하므로 휴대용 단말기(10)에 있어서도 홍채인식을 이용한 보안 시스템을 이용할 수 있다.

홍채인식 카메라(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1렌즈배럴(20), 제2렌즈배럴(30), 필터(40), 이미지 센서(50)를 포함할 수 있다.

제1렌즈배럴(20)은 피사체 즉, 사용자의 안구의 홍채의 이미지를 담고 있는 입사광(L)이 입사되는 부위이다. 상기 제1렌즈배럴(20)은 휴대용 단말기(10)에 다양한 방식으로 결합할 수 있다.

예를 들어, 상기 휴대용 단말기(10)에 형성되는 홀의 내주면에 암나사산을 형성하고, 상기 제1렌즈배럴(20)의 외주면에는 상기 암나사산에 대응하는 수나사산을 형성하여 이들의 나사 결합으로 제1렌즈배럴(20)을 휴대용 단말기(10)에 결합할 수 있다.

그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 휴대용 단말기(10)에 형성되는 홀의 내주면에 나사산을 형성하지 않고, 상기 제1렌즈배럴(20)을 상기 홀의 내측에 나사결합 이외의 방법으로 직접 고정할 수도 있다.

또한, 별도의 제1렌즈배럴(20) 없이 1개 이상의 렌즈가 휴대용 단말기(10)에 직접 결합하는 방식으로 형성될 수도 있다. 상기 제1렌즈배럴(20)에 결합되는 렌즈는 1개로 구성될 수도 있고, 2개 또는 그 이상의 렌즈들이 광학계를 형성하도록 구성할 수도 있다.

제2렌즈배럴(30)은 상기 제1렌즈배럴(20) 후방에 배치되고, 상기 제1렌즈배럴(20)로부터 입사되는 입사광(L)이 상기 제2렌즈배럴(30)을 통과하면서 집속된다. 이때, 제1렌즈배럴(20)과 마찬가지로, 상기 제2렌즈배럴(30)에 결합되는 렌즈는 1개로 구성될 수도 있고, 2개 또는 그 이상의 렌즈들이 광학계를 형성하도록 구성할 수도 있다.

필터(40)는 상기 제2렌즈배럴(30) 후방에 배치되고, 상기 제2렌즈배럴(30)을 통과하는 입사광(L) 중 특정 영역의 광이 상기 필터(40)를 통과하지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 필터(40)는 적외선 차단필터로 구비될 수 있다.

이미지 센서(50)는 상기 필터(40) 후방에 배치되고, 상기 필터(40)를 통과한 입사광(L)이 담고있는 홍채의 이미지가 결상되는 부위이다. 이미지 센서(50)에 결상되는 홍채 이미지는 전기적 신호로 변환되어 휴대용 단말기(10)의 메모리에 저장되거나 디스플레이부(14)에 표시될 수 있다.

도 3은 도 2의 제1렌즈배럴(20)의 A부분에 내장된 부품의 단면을 나타낸 개략도이다. 도 4는 도 2의 제1렌즈배럴(20)의 A부분에 내장된 부품의 평면을 나타낸 개략도이다. 제1렌즈배럴(20) 내부에는 액체렌즈(100), 제1조절부(200), 각도변경부(300), 제2조절부(400)가 내장될 수 있다.

액체렌즈(100)는 그 전면의 곡률 조절이 가능하도록 구비되고, 제1멤브레인(110), 제1유체(120)(120)를 포함할 수 있다.

제1멤브레인(110)은 유연한 재질로 형성되어 내부에 상기 제1유체(120)(120)를 수용할 수 있는 막이다. 따라서, 제1멤브레인(110) 내부에 수용되는 제1유체(120)(120)의 분포의 변화에 따라 제1멤브레인(110)의 형상 특히, 제1멤브레인(110)의 전면의 곡률이 변경, 조절될 수 있다.

상기 제1멤브레인(110)에서 광이 입사되는 전면의 중앙부는 전방을 향하여 볼록한 형상으로 구비될 수 있다. 이러한 볼록한 형상의 곡률을 조절함으로써 상기 액체렌즈(100)의 초점을 사용자 안구에 일치시키는 광축방향 포커싱을 수행할 수 있는데, 이러한 곡률의 조절은 하기에 후술하는 제1조절부(200)가 수행할 수 있다. 한편, 광축방향은 도 3, 도 5, 도 6에서 중심선으로 표시되었다.

제1유체(120)(120)는 상기 제1멤브레인(110) 내부에 수용되고, 상기 입사광(L)이 통과하기 위해 투명한 재질로 구비될 수 있다. 즉, 제1유체(120)(120)는 액체렌즈(100)에서 입사광(L)이 통과하는 매질의 역할을 할 수 있다.

이때, 제1유체(120)(120)의 종류에 따라 이를 통과하는 입사광(L)의 굴절률이 달라질 수 있다. 따라서, 제1렌즈배럴(20)과 이를 포함하는 홍채인식 카메라(11)의 구조, 작동특성 등을 고려하여 요구되는 굴절률을 가지는 투명한 물질을 상기 제1유체(120)(120)로 선택할 수 있다.

제1조절부(200)는 상기 액체렌즈(100)의 광이 입사되는 전면 곡률을 조절하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제1조절부(200)는 상기 제1멤브레인(110) 전면 곡률을 조절하여 상기 액체렌즈(100)의 전면 곡률을 조절할 수 있고, 이로써 상기한 액체렌즈(100)의 광축방향 포커싱을 수행할 수 있다.

제1조절부(200)는 링 형상으로 구비되고 일면이 상기 제1멤브레인(110) 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비될 수 있다. 상기 제1조절부(200)는 도시하지 않았으나 별도의 장치에 의해 액체렌즈(100)의 광축방향으로 이동하여 상기 액체렌즈(100)의 곡률을 조절할 수 있다.

즉, 상기 제1조절부(200)는 상기 제1멤브레인(110) 전면의 가장자리 부위를 가압하거나 가압된 상태를 해제하여, 상기 제1멤브레인(110) 내부의 가장자리에 수용된 상기 제1유체(120)(120)의 일부를 상기 제1멤브레인(110) 중앙부로 이동시키거나, 상기 제1멤브레인(110) 내부의 중앙부에 수용된 상기 제1유체(120)(120)의 일부를 상기 제1멤브레인(110) 가장자리로 이동시켜 상기 제1멤브레인(110) 전면 곡률을 조절함으로써 상기 액체렌즈(100)의 전면 곡률을 조절할 수 있다.

구체적으로, 제1조절부(200)가 도 3에서 도면을 기준으로 아래로 이동하면 제1멤브레인(110)의 가장자리에 수용된 제1유체(120)(120)의 적어도 일부가 상기 제1멤브레인(110)의 중앙부로 이동하게 되고, 이로 인해 제1멤브레인(110)의 중앙부에는 제1유체(120)(120)의 양이 증가하여 상기 중앙부의 볼록한 형상은 더욱 볼록하게 변형되어 그 곡률이 증가한다.

반대로, 제1조절부(200)가 도 3에서 도면을 기준으로 위로 이동하면 제1멤브레인(110)의 중앙부에 수용된 제1유체(120)(120)의 적어도 일부가 상기 제1멤브레인(110)의 가장자리로 이동하게 되고, 이로 인해 제1멤브레인(110)의 가장자리에는 제1유체(120)(120)의 양이 증가하여 상기 중앙부의 볼록한 형상은 평평하게 변형되어 그 곡률이 감소한다.

상기한 방식으로 상기 제1조절부(200)는 상기 액체렌즈(100)의 곡률을 조절할 수 있고, 이로써 상기 액체렌즈(100)의 초점을 사용자 안구에 일치시키는 광축방향 포커싱이 수행될 수 있다.

각도변경부(300)는 상기 광축 즉, z축과 수직하게 형성되는 가상의 축 즉, x축 및/또는 y축을 회전중심으로 회전하여 상기 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 변경하는 역할을 할 수 있다.

상기 각도변경부(300)는 상기 액체렌즈(100)의 후방에 배치되고, 제2멤브레인(310), 제2유체(320)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 액체렌즈(100)의 광축방향으로 본 단면적은 상기 각도변경부(300)의 광축방향으로 본 단면적보다 작게 형성될 수 있다. 상기 각도변경부(300)의 면적에서 상기 액체렌즈(100)가 위치하는 면적을 제외한 상기 각도변경부(300)의 전면에는 후술하는 제2조절부(400)가 배치될 수 있다.

한편, 액체렌즈(100)의 후면은 각도변경부(300)의 전면에 접착제 등의 결합물질을 사용하여 고정적으로 결합할 수 있다. 따라서, 상기 액체렌즈(100)와 상기 각도변경부(300)는 서로 일체로 결합하여 상기 각도변경부(300)가 회전함에 따라 상기 액체렌즈(100)도 함께 회전하도록 구비될 수 있다.

제2멤브레인(310)은 유연한 재질로 형성되어 내부에 상기 제1유체(120)(120)를 수용할 수 있는 막이다. 따라서, 제2멤브레인(310) 내부에 수용되는 제2유체(320)의 분포의 변화에 따라 제2멤브레인(310)의 형상 특히, 제2멤브레인(310) 전면의 x축 및/또는 y축을 회전중심으로 하는 회전각도가 변경, 조절될 수 있다.

제2멤브레인(310) 전면의 회전각도를 조절함으로써 상기 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 변경하여 상기 광축을 사용자 안구의 홍채와 일치시킬 수 있는데 이러한 제2멤브레인(310) 전면의 회전각도 조절은 하기에 후술하는 제2조절부(400)가 수행할 수 있다.

제2유체(320)는 상기 제2멤브레인(310) 내부에 수용되고, 상기 입사광(L)이 통과하기 위해 투명한 재질로 구비될 수 있다. 즉, 제2유체(320)는 각도변경부(300)에서 입사광(L)이 통과하는 매질의 역할을 할 수 있다.

이때, 제2유체(320)의 종류에 따라 이를 통과하는 입사광(L)의 굴절률이 달라질 수 있다. 따라서, 제1렌즈배럴(20)과 이를 포함하는 홍채인식 카메라(11)의 구조, 작동특성 등을 고려하여 요구되는 굴절률을 가지는 투명한 물질을 상기 제2유체(320)로 선택할 수 있다.

한편, 상기 제1유체(120)(120)와 제2유체(320)의 종류는 동일하게 선택될 수도 있고 서로 다르게 선택될 수도 있다. 종류가 다르게 선택되는 경우 제1유체(120)(120)와 제2유체(320)의 굴절률은 달라지므로 홍채인식 카메라(11)의 구조, 작동특성, 성능 등을 고려하여 상기 제1유체(120)(120)와 제2유체(320)가 적절한 굴절률을 가지도록 그 종류를 선택하는 것이 적절하다.

제2조절부(400) 상기 각도변경부(300)의 x축 및/또는 y축 회전각도를 조절하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2조절부(400)는 제2멤브레인(310) 전면의 회전각도를 조절함으로써 상기 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 변경하여 상기 광축을 사용자 안구의 홍채와 일치시킬 수 있다.

상기 제2조절부(400)는 링 형상으로 구비되고, 일면이 상기 제2멤브레인(310) 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 제2조절부(400)는 상기 제1조절부(200)를 감싸도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 제2조절부(400)는 일면이 상기 각도변경부(300) 전면 중 상기 액체렌즈(100)와 결합하는 부위를 제외한 가장자리 부위와 접촉하도록 구비될 수 있다. 상기 제1조절부(200)는 도시하지 않았으나 별도의 장치에 의해 x축 및/또는 y축을 회전중심으로 하여 회전함으로써 상기 각도변경부(300)의 x축 및/또는 y축 회전각도를 조절, 변경할 수 있다.

즉, 상기 제2조절부(400)는 상기 제2멤브레인(310) 전면의 가장자리 부위 중 일부를 가압하거나 가압된 상태를 해제하여, 상기 제2멤브레인(310)에 수용된 상기 제2유체(320)의 상기 광축방향 즉 z축방향과 수직한 x축방향 및/또는 y축방향 각 부위의 분포량을 조절하여 상기 각도변경부(300)의 회전각도를 조절함으로써 상기 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 변경할 수 있다.

도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 홍채인식 카메라(11)의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 액체렌즈(100)의 광축방향을 도면에서 반 시계방향으로 회전시키는 경우 제2조절부(400)의 왼쪽부위를 아래쪽으로 가압하거나 그 오른쪽부위를 위쪽으로 당기면 각도변경부(300)의 왼쪽에 있던 제2유체(320)의 적어도 일부가 각도변경부(300)의 오른쪽으로 이동한다.

이에 따라 각도변경부(300)의 제2멤브레인(310) 상면의 왼쪽은 아래로 내려가고 오른쪽은 위로 올라가므로 상기 제2멤브레인(310)은 x축 또는 y축을 중심으로 반 시계방향으로 회전하고, 이에 따라 x축 및 y축과 수직한 광축방향은 도시된 바와 같이 반 시계방향으로 회전할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 액체렌즈(100)의 광축방향을 도면에서 시계방향으로 회전시키는 경우에도 도 5를 참조하여 상기한 바와 유사하게 구현할 수 있다.

즉, 액체렌즈(100)의 광축방향을 도면에서 시계방향으로 회전시키는 경우 제2조절부(400)의 오른쪽부위를 아래쪽으로 가압하거나 그 왼쪽부위를 위쪽으로 당기면 각도변경부(300)의 오른쪽에 있던 제2유체(320)의 적어도 일부가 각도변경부(300)의 왼쪽으로 이동한다.

이에 따라 각도변경부(300)의 제2멤브레인(310) 상면의 오른쪽은 아래로 내려가고 왼쪽은 위로 올라가므로 상기 제2멤브레인(310)은 x축 또는 y축을 중심으로 시계방향으로 회전하고, 이에 따라 x축 및 y축과 수직한 광축방향은 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전할 수 있다.

상기한 방식으로 액체렌즈(100)의 광축방향이 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하여 상기 액체렌즈(100)의 광축을 사용자 안구의 홍채와 일치시킬 수 있다. 한편, 도 5 및 도 6에서는 x축 및 y축 중 어느 하나의 축을 중심으로 회전하는 작동과정을 설명하였으나, 상기 제2조절부(400)의 적절한 부위를 아래로 가압하거나 위쪽으로 당겨 x축 및 y축을 중심으로 동시에 상기 각도변경부(300)를 회전시킬 수 있음은 당연하다.

이에 따라 광축방향도 x축 및 y축을 중심으로 동시에 회전하는 2차원적 회전을 구현할 수 있음은 당연하다.

한편, 광축의 회전각도는 도 5의 반시계방향 회전과 도 6의 시계방향 회전각도를 합하여 약 5° 내지 10°정도가 적절하고, 이에 따라 상기 각도변경부(300)의 광축방향 두께(w, 도 3 참조)도 약 0.2 mm이하, 더욱 적절하게는 0.05mm 내지 0.2mm로 설계하는 것이 바람직하다.

따라서, 제1렌즈배럴(20)에 구비되는 상기 부품들은 초소형으로 제작될 필요가 있는데, 이는 초소형기전시스템(MEMS, micro electro mechanical systems) 기술을 사용하여 구현할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 홍채인식방법을 설명하기 위한 순서도이다.

홍채인식방법은 준비단계(S110), 제1광축방향 조절단계(S120), 제1포커싱 단계(S130), 제1인식단계(S140), 제2광축방향 조절단계(S150), 제2포커싱 단계(S160), 제2인식단계(S170), 잠금 해제단계(S180)를 포함할 수 있다.

준비단계(S110)에서는 홍채인식 카메라(11)가 사용자의 홍채를 인식할 수 있도록 액체렌즈(100)의 전방부에 사용자가 안구를 위치시킨다. 이때, 홍채인식 카메라(11)와 사용자의 안구 사이의 거리는 홍채인식 카메라(11)의 인식거리를 고려하여 약 200mm 내외로 하는 것이 적절하다.

제1광축방향 조절단계(S120)에서는 상기 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 변경하여 사용자의 안구 중 어느 하나에 광축방향을 일치시킨다. 이때, 상기한 바와 같이 제2조절부(400)을 사용하여 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 조절할 수 있다.

제1포커싱 단계(S130)에서는 상기 액체렌즈(100) 전면의 곡률을 조절하여 상기 액체렌즈(100)의 초점을 사용자 안구에 일치시킨다. 이때, 상기한 바와 같이 제1조절부(200)를 사용하여 액체렌즈(100) 전면의 곡률을 조절, 변경할 수 있다.

제1인식단계(S140)에서는 사용자 안구의 홍채를 카메라가 인식한다. 이때, 인식된 홍채가 미리 데이터로 저장된 사용자의 홍채가 아닌 경우 이후 단계를 수행하지 않고 종료할 수 있다.

제2광축방향 조절단계(S150)에서는 상기 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 변경하여 사용자의 안구 중 나머지 하나에 광축방향을 일치시킨다. 이때, 상기한 바와 같이 제2조절부(400)을 사용하여 액체렌즈(100)의 광축방향의 각도를 조절할 수 있다.

제2포커싱 단계(S160)에서는 상기 액체렌즈(100) 전면의 곡률을 조절하여 상기 액체렌즈(100)의 초점을 사용자 안구에 일치시킨다. 이때, 상기한 바와 같이 제1조절부(200)를 사용하여 액체렌즈(100) 전면의 곡률을 조절, 변경할 수 있다.

제2인식단계(S170)에서는 사용자 안구의 홍채를 카메라가 인식한다. 이때, 인식된 홍채가 미리 데이터로 저장된 사용자의 홍채가 아닌 경우 이후 단계를 수행하지 않고 종료할 수 있다.

잠금 해제단계(S180)에서는 홍채인식 카메라(11)가 장착된 장치의 잠금을 해제한다. 이에 따라 사용자는 홍채인식 카메라(11)가 장착된 장치, 예를 들어 휴대용 단말기(10) 등을 사용할 수 있게 된다.

실시예에서, 하나의 액체렌즈(100)를 구비하는 홍채인식 카메라(11)를 사용하여 휴대용 단말기(10) 등 상기 홍채인식 카메라(11)를 사용하는 장치에서 사용자의 좌안과 우안 각각의 홍채를 모두 인식할 수 있으므로, 간단하고 편리하게 홍채를 인식하도록 하여 휴대용 단말기(10) 등의 잠금장치를 간편하게 해제하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.

10: 휴대용 단말기
11: 홍채인식 카메라
12: 전면 카메라
13: 적외선 발광 모듈
14: 디스플레이부
20: 제1렌즈배럴
30: 제2렌즈배럴
40: 필터
50: 이미지 센서
100: 액체렌즈
110: 제1멤브레인
120: 제1유체
200: 제1조절부
300: 각도변경부
310: 제2멤브레인
320: 제2유체
400: 제2조절부
L: 입사광

Claims

렌즈 전면의 곡률 조절이 가능한 액체렌즈;
상기 액체렌즈의 광축방향으로 이동하여 광이 입사되는 전면의 곡률을 조절하는 제1조절부;
회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 각도변경부; 및
상기 제1조절부를 감싸도록 구비되어, 상기 각도변경부의 회전각도를 조절하는 제2조절부
를 포함하는 홍채인식 카메라.
제1항에 있어서,
상기 액체렌즈는,
유연한 재질로 형성되는 제1멤브레인;
상기 제1멤브레인 내부에 수용되는 투명한 제1유체
를 포함하는 홍채인식 카메라.
제2항에 있어서,
상기 제1멤브레인에서 광이 입사하는 전면의 중앙부는 전방을 향하여 볼록한 형상으로 구비되는 홍채인식 카메라.
제2항에 있어서,
상기 제1조절부는,
링 형상으로 구비되고 일면이 상기 제1멤브레인 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비되는 홍채인식 카메라.
제4항에 있어서,
상기 제1조절부는 상기 제1멤브레인 전면의 가장자리 부위를 가압하거나 가압된 상태를 해제하여, 상기 제1멤브레인 내부의 가장자리에 수용된 상기 제1유체의 일부를 상기 제1멤브레인 중앙부로 이동시키거나, 상기 제1멤브레인 내부의 중앙부에 수용된 상기 제1유체의 일부를 상기 제1멤브레인 가장자리로 이동시켜 상기 제1멤브레인 전면 곡률을 조절함으로써 상기 액체렌즈의 전면 곡률을 조절하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제1항에 있어서,
상기 각도변경부는,
상기 액체렌즈의 후방에 배치되고,
유연한 재질로 형성되는 제2멤브레인;
상기 제2멤브레인 내부에 수용되는 투명한 제2유체
를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제6항에 있어서,
상기 제2조절부는,
링 형상으로 구비되고, 일면이 상기 제2멤브레인 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제7항에 있어서,
상기 제2조절부는 상기 제2멤브레인 전면의 가장자리 부위 중 일부를 가압하거나 가압된 상태를 해제하여, 상기 제2멤브레인에 수용된 상기 제2유체의 상기 광축방향과 수직한 방향 각 부위의 분포량을 조절하여 상기 각도변경부의 회전각도를 조절함으로써 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제6항에 있어서,
상기 액체렌즈와 상기 각도변경부는 서로 일체로 결합하여 상기 각도변경부가 회전함에 따라 상기 액체렌즈도 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제1항에 있어서,
상기 액체렌즈의 광축방향으로 본 단면적은 상기 각도변경부의 광축방향으로 본 단면적보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
삭제
렌즈 전면의 곡률 조절이 가능한 액체렌즈, 상기 액체렌즈의 광축방향으로 이동하여 광이 입사되는 전면의 곡률을 조절하는 제1조절부, 회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 각도변경부, 상기 제1조절부를 감싸도록 구비되어, 상기 각도변경부의 회전각도를 조절하는 제2조절부를 포함하는 제1렌즈배럴;
상기 제1렌즈배럴 후방에 배치되고, 상기 제1렌즈배럴로부터 입사되는 광이 집속되는 제2렌즈배럴; 및
상기 제2렌즈배럴 후방에 배치되는 필터
를 포함하는 홍채인식 카메라.
제12항에 있어서,
상기 액체렌즈는 전면 중앙부가 전방을 향하여 볼록한 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제13항에 있어서,
상기 제1조절부는 링형상으로 구비되고 일면이 상기 액체렌즈 전면의 가장자리 부위와 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제14항에 있어서,
상기 각도변경부는 상기 액체렌즈의 후방에 배치되고 광축방향 단면적이 상기 액체렌즈의 광축방향 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
제15항에 있어서,
상기 제2조절부는 링형상으로 구비되고, 일면이 상기 각도변경부 전면 중 상기 액체렌즈와 결합하는 부위를 제외한 가장자리 부위와 접촉하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 카메라.
렌즈 전면의 곡률 조절이 가능한 액체렌즈, 상기 액체렌즈의 광축방향으로 이동하여 광이 입사되는 전면의 곡률을 조절하는 제1조절부, 회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 각도변경부, 상기 제1조절부를 감싸도록 구비되어, 상기 각도변경부의 회전각도를 조절하는 제2조절부를 포함하는 렌즈배럴; 및
상기 렌즈배럴 후방에 배치되는 필터
를 포함하는 홍채인식 카메라.
제1항 내지 제10항, 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항의 홍채인식 카메라를 포함하는 휴대용 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제1조절부가 광축을 기준으로 상기 액체렌즈 방향으로 이동하면 상기 제1멤브레인의 가장자리에 수용된 상기 제1유체의 적어도 일부가 상기 제1멤브레인의 중앙부로 이동하게 되어 상기 제1멤브레인의 중앙부가 볼록하게 변형되어 곡률이 증가하는 홍채인식 카메라.
제2항에 있어서,
상기 제1조절부가 광축을 기준으로 상기 액체렌즈 반대방향으로 이동하면 상기 제1멤브레인의 중앙부에 수용된 제1유체의 적어도 일부가 상기 제1멤브레인의 가장자리로 이동하게 되어 상기 제1멤브레인의 가장자리의 제1유체의 양이 증가하여 상기 제1멤브레인의 중앙부가 평평하게 변형되어 곡률이 감소하는 홍채인식 카메라.
제9항에 있어서,
광축을 중심으로 상기 제2조절부의 일측을 하부 방향으로 가압하면 상기 일측의 상기 제2 유체는 타측방향으로 이동하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도가 조절되는 홍채인식 카메라.
제21항에 있어서,
상기 액체렌즈의 광축방향은 상기 제2조절부가 가압되는 일측 방향으로 회전하는 홍채인식 카메라.
제1항에 있어서,
상기 각도변경부는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향을 사용자 안구의 홍채와 일치시키는 홍채인식 카메라.
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항의 홍채인식 카메라의 제1 렌즈 배럴과 나사결합의 방법으로 결합되는 휴대용 단말기.
렌즈 전면의 곡률 조절이 가능한 액체렌즈; 상기 액체렌즈의 광축방향으로 이동하여 광이 입사되는 전면의 곡률을 조절하는 제1조절부; 회전하여 상기 액체렌즈의 광축방향의 각도를 변경하는 각도변경부; 및 상기 제1조절부를 감싸도록 구비되어, 상기 각도변경부의 회전각도를 조절하는 제2조절부를 포함하는 홍채인식 카메라를 이용한 홍채인식 방법에 있어서,
상기 제2조절부를 이용하여 사용자의 제1 안구의 전방에 위치한 액체렌즈의 광축방향의 각도를 조절하는 단계;
상기 제1조절부를 이용하여 상기 액체렌즈의 곡률을 조절하여 상기 사용자의 제1 안구에 상기 액체렌즈의 초점을 일치시키는 단계; 및
홍채인식 카메라를 이용하여 사용자의 제1 안구를 인식하는 단계를 포함하는 홍채인식 카메라를 이용한 홍채 인식 방법.