KR19990026475A - 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어록에서 주로 사용하기 위한 광학계에 관한 것으로, 특히 하나의 빔 스플리터(beam splitter)를 사용하여 카메라 한 대를 이용하여 두곳의 영상을 얻음으로서 지문을 감식함은 물론, 방문자를 관측할 수 있도록 한 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계에 관한 것으로, 집안에서 외부의 방문자를 보기 위한 영상용렌즈시스템과 지문입력을 위한 지문용렌즈시스템을 구성하여, 상기 영상용렌즈시스템과 지문용렌즈스시템으로부터 입력되는 두가지 데이터 중 한가지 영상만을 선택하여 CCD카메라로 입력시키기 위한 컬리미네이터를 사용하고, 방문자 영상용렌즈시스템을 넓은 범위를 볼 수 있는 광학렌즈를 사용하여 구성하며, 빔스플리터는 두곳의 렌즈시스템으로부터 입력되는 영상을 모두 카메랑 입력시킬 수 있도록 구성하여, 조명시스템은 지문을 입력하기 위한 지문용 렌즈시스템에 손가락을 대면 자동으로 이를 감지하여 손가락접합부를 밝힐 수 있도록 구성하여, 일반적인 비디오폰의 카메라에 지문영상입력이 가능하도록 광학계를 추가시킴으로써, 비디오폰에 내장되어 있는 카메라에 광하계를 설치하여서 방문자의 모습을 관측함은 물론, 지문감식까지도 가능한 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계를 개발하여 비디오폰과 도어록을 서로 유기적으로 결합하여 비디오폰과 도어록을 일체화 하기 위한 목적을 달성하도록 함으로써 사용이 편리하면서도 가격이 저렴한 보안장치를 보급하도록 하는 등 도어록 발전에 일대 변혁을 가져올 수 있는 신규한 발명이다.

Description

지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계

본 발명은 도어록에서 주로 사용하기 위한 광학계에 관한 것으로, 특히 하나의 빔 스플리터(beam splitter)를 사용하여 카메라 한 대를 이용하여 두곳의 영상을 얻음 으로서 지문을 감식 함은 물론, 방문자를 관측할 수 있도록한 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계에 관한 것이다.

종래의 일반적인 도어록은 크게 전자식 도어록과 기계식 도어록으로 구성되며, 이들 도어록은 별도의 독립된 장치로서 단순히 대문의 개폐나 보안에 관한 기능만을 수행할 수 있었다.

따라서 지금까지의 기계식 도어록은 크게 도어를 잠그거나 해정하기 위한 빗장과, 상기 빗장을 출몰동작시키는 핸들을 구비한 개폐부와, 상기 빗장의 출몰동작을 차단하거나 해정하기 위한 키뭉치로 이루어져서 상기 키뭉치를 키(KEY)로 조작하도록 구성하였으며, 여기서 발전한 전자식 도어록은 다수의 키버튼으로 구성된 키입력부와, 상기 키입력부의 입력신호를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 제어신호를 받아 동작하는 솔레노이드가 빗장을 동작시킴으로서 도어를 잠그거나 해정하는 도어개폐수단으로 구성되었으나, 최근에는 전자기술이 발전함에 따라 전자식 도어록은 상기와 같이 도어를 잠그거나 해정하는 기능에 집안내부의 사람을 호출하는 기능은 물론, 음성메시지를 지원하는 기능이나 방문자의 용건을 녹음하는 기능까지 갖추게 발전되었다.

그러나 지금까지의 전자식 도어록은 독립된 장치로서 문에 나있는 규격화된 공간에 설치하여야 하는 제약으로 인하여 다양한 기능을 모두 갖추고자 할 경우에는 그 크기에 제한을 받게 된다.

한편 홈오토메이션용으로도 많이 사용되는 비디오폰은 도어폰에 방문자의 모습을 볼 수 있도록 비디오기능을 추가한 것으로 고가의 보안용설비임에도 불구하고 정작 보안과 관련된 도어록과는 별개의 설비로 사용되고 있다.

더욱이 전자식 도어록과 비디오폰의 비슷한 기능을 갖는 경우도 많아 이들 두가지를 모두 설치하고자 할 경우에는 경제적으로 중복투자가 되는 문제가 있었다.

따라서, 홈오토메이션용 비디오폰과 도어록을 결합하여, 비디오폰에 내장되어 있는 카메라를 이용하여 방문자의 지문을 인식할수 있는 기능과도어록의 해정 및 개폐를 제어할수 있는 기능을 비디오폰에 추가하고, 도어록 본체는 단순한 문의 잠금 및 해정기능만 갖게 한다면, 도어록크기를 최소화할 뿐만 아니라, 전자식 도어록과 비디오폰을 일체화함으로써 사용의 편의성을 증대시키고, 나아가 저렴한 가격의 제품공급이 가능할 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 선결과제로 비디오폰에 내장되어 있는 카메라에 광학계를 설치하여서 방문자의 모습을 관측함은 물론, 지문감식까지도 가능한 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계를 개발하여 비디오폰과 도어록을 일체화하기 위한 목적을 달성하도록한 것이다.

도 1은 본 발명을 실시하는데 따른 광학계의 구성상태 예시도.

도 2는 본 발명의 실시상태 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : CCD카메라 20 : 빔 스플리터 1

25 : 빔 스플리터 2 30 : 지문용렌즈시스템

35 : 손가락삽입홀 40 : 영상용렌즈시스템

50 : 광센서 1 55 : 광센서 2

70 : 조명등 80 : 조명구동부

90 : 비교기 100 : 벽체

이러한 목적을 위한 본 발명은 비디오폰의 카메라를 집안에서 외부의 방문자를 관측하기 위한 영상을 입력하는 영상용렌즈시스템과 지문을 감식하기 위한 지문을 입력하는 지문용렌즈시스템을 구비한 데이터측정부를 만들고, 상기 데이터측정부의 영상용렌즈시스템과 지문용렌즈시스템으로부터 입력되는 데이터를 선택적으로 카메라로 전송하기 위한 빔스플리터와, 지문 감식을 위한 조명을 발생시키는 조명부로 구성한다.

여기서 상기 데이터측정부의 지문을 감식하기위한 지문용렌즈시스템은 좁은 영역을 강조하기 위한 컬리미네이터를 사용하고, 방문자를 관측하기 위한 영상용렌즈시스템은 넓은 범위를 볼 수 있는 광학렌즈를 사용하여 구성하며, 상기 빔스플리터는 이들 두곳의 렌즈시스템으로부터 입력되는영상을 선택적으로 카메라에 입력시킬 수 있도록 구성하며, 상기 조명시스템은 지문을 감식하기 위한 지문용롄즈시스템에 손가락을 대면 자동으로 이를 감지하여 손가락접합부를 밝힐 수 있도록 구성한 것이 특징이다.

이와같은 본 발명을 첨부된 도면 도 1을 참고로 설명하면 다음과 같다.

비디오폰의 카메라전면부에 광학계를 결합하여, 방문자를 관측하도록 넓은 범위의 영상을 측정하기 위한 영상용렌즈시스템(40)과 지문을 감식하도록 좁은범위의 영상을 측정하기 위한 지문용렌즈시스템(30)을 구성하고, 상기 영상용렌즈시스템(40)과 지문용렌즈시스템(30)으로부터 입력되는 두가지 데이터중 한가지만을 선택하여 CCD카메라(10)로 입력시키기 위한 빔스플리터1(20)과, 입력된 지문을 감식하기 위한 조명을 지문용렌즈시스템(30)으로 전송함과 동시에 지문의 영상을 CCD카메라로 전송하기 위한 빔스플리터2(25)와, 그리고 지문을 감식하는데 필요한 조명을 발생시키는 조명등(70)과, 상기 지문용렌즈시스템(30)에 지문이 입력되면 이를 인식하여 조명등에 조명을 밝혀주는 조명구동부(80)으로 구성한다.

여기서 상기 지문용렌즈시스템(30)은 영상용렌즈시스템(40)의 인근에 손가락을 넣을 수 있는 일정크기의 손가락삽입홀(35)을 형성하여 그 내부에 좁은 영역을 강조하도록 컬리미네이터를 사용하여 구성하고, 방문자를 관측하기 위한 영상용렌즈시스템(40)은 비디오폰의 전면에 넓은 범위를 볼 수 있도록 광각렌즈를 사용하여 구성한다.

그리고, 상기 빔스플리터1(20)은 지문영상 혹은 외부방문자의 영상을 CCD카메라(10)로 전달하며, 빔스플리터2(25)는 지문영상이 입력되었을 경우에는 조명등(70)의 빛이 지문에 비추어지도록 구성하고, 상기 조명구동부(80)는 지문의 입력시 손에 의하여 광센서1(50)를 가리는 것을 이용하여 2개의 광센서(50)(55)에서 입력되는 광신호를 비교기(90)에서 비교하여 지문의 입력을 감지하여 조명등(70)을 제어하도록 구성한다.

여기서 상기 손가락삽입홀(35)의 지문용렌즈시스템(30)에 지문을 입력할 경우에는 영상용렌즈시스템(40)이 방문자의 손에 의하여 가리워지면서 어두워지므로 조명등(70)에 의하여 밝혀진 지문용렌즈시스템(30)의 영상만이 CCD카메라(10)로 전송되며, 상기 지문용렌즈시스템(30)에 지문을 입력하지 않은 평상시에는 손가락삽입홀(35) 내부의 지문용렌즈시스템(30)이 아무것도 없는 어두운 상태가 되어 있으므로 영상용렌즈시스템(40)으로 입력된 방문자의 영상이 뚜렷이 나타날 수 있도록 구성하며, 1:1의 비율을 가진 빔스플리터2(25)와 2:1의 비율을 가진 빔스플리터1(20)을 조합시켜 두 개의 빔스플리터를 통과하여야 하는 지문영상과 한 개의 빔스플리터를 통과하는 외부 영상사이의 밝기가 같아지게 구성한다.

또한 손가락을 비디오폰에 구성된 일정크기의 손가락삽입홀(35)속에 삽입하면 광센서1(50)은 방문자의 손에 의하여 가리워져 광센서2(55)와 입력되는 빛의 세기가 달라지는 것을 이용하여 조명등(70)에 불이 켜지게 구성한다.

즉, 외부를 보기 위한 영상용렌즈시스템(40)은 비디오폰의 전면에 구성하고, 지문을 입력하기 위한 지문용렌즈시스템(30)은 손가락을 넣을 수 있는 일정크기의 손가락삽입홀(35)을 영상용렌즈시스템(40)의 인근에 설치하여 그 내부에 구성한다.

여기서 지문용렌즈시스템(30)은 지문영상의 입력을 위한 볼록렌즈와 오목렌즈를 결합하여 일정한 영역을 찌그러짐 없이 측정할 수 있도록 컬리미네이터로 구성하고, 외부를 보기 위한 영상용렌즈시스템(40)은 약간의 찌그러짐이 발생하더라고 넓은영역을 볼 수 있도록 광학렌즈로 구성한다.

빔스플리터1(20)은 지문영상혹은 외부방문자의 영상을 카메라로 전달하며, 빔스플리터2(25)는 지문영상이 입력되었을 경우에 조명등(70)의 빛이 지문에 비추어지도록 한다.

조명부는 2개의 광센서(50)(55)에서 입력되는 광신호를 비교기(90)에서 비교하여 지문의 입력이 감지되면 조명등(70)을 켜기 위한 조명구동부(80)로 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명의 지문인식용 도어록을 위한 광학계의 작동방법을 도 2에 의거 상세히 설명한다.

먼저 지문을 감식하는 상태를 살펴보면, 방문객이 손가락을 비디오폰에 구성된 일정크기의 손가락삽입흘(35)속에 삽입하면 광센서1(50)이 방문자의 손에 의하여 가리워져 광센서2(55)와 입력되는 빛의 세기가 달라지게 된다.

이때 발생하는 광량의 차이에 따라 상기 두곳의 광센서(50)(55)는 서로 다른 크기의 전류/전압을 야기하게 되고 비교기(90)는 이를 감지하여 지문이 입력됨을 인식한다.

지문이 입력될 경우 비교기(90)의 출력은 구동부(80)를 동작시켜 조명등(70)에 불이 켜지게 한다.

조명등의 빛은 1:1의 비율을 가진 빔스플리터2(25)에 의해 지문을 비추게 되고 조명에 비추어진 지문영상은 다시 1:1의 비율을 가진 빔스플리트2(25)와 2:1의 비율을 가진 빔스플리터1(20)을 통하여 CCD카메라(10)에 입력된다.

여기서 두빔스플리터의 투과율을 다르게 함으로써 두개의 빔스플리터를 통과하여야 하는 지문영상과 한 개의 빔스플리터를 통과하는 외부영상 사이의 밝기가 같아지게 된다.

이와같이 지문이 입력될 경우 영상용렌즈시스템(40)은 손에 의하여 대부분이 가리워져 어두워지므로 영상용렌즈시스템(40)을 통하여 입력되는 영상은 지문영상에 별 영향을 주지 못하게 된다.

다음으로 방문자를 관측하는 상태를 살펴보면, 이 경우 광학계는 일반적인 비디오폰과 동일하게 작동하여 광센서1(50)과 광센서2(55)는 동일한 세기의 빛을 받게 되므로 조명둥(70)은 꺼진채로 남아있게 된다.

이 경우 손가락을 삽입하기 위한 손가락삽입홀(35)은 상대적으로 어둡고 지문용렌즈시스템(30)을 통하여 입력되는 영상은 아무것도 없는 어두운 영상이 되어 영상용렌즈시스템(40)을 통하여 입력되는 외부방문자를 보여주는 영상에 별영향을 주지 않게 된다.

이와같이 본 발명은 집안에서 외부의 방문자를 보기 위한 렌즈시스템과 지문입력을 위한 렌즈시스템을 구성하여, 상기 렌즈시스템으로부터 입력되는 두가지 데이터중 한가지 영상만을 선택하여 CCD카메라로 입력시키기 위한 컬리미네이터를 사용하고, 방문자 영상용 렌즈시스템을 넓은 범위를 볼 수 있는 광학렌즈를 사용하여 구성하며, 빔스플리터는 두곳의 렌즈시스템으로부터 입력되는 영상을 모두 카메라에 입력시킬 수 있도록 구성하며, 조명시스템은 지문을 입력하기 위한 지문용 렌즈시스템에 손가락을 대면 자동으로 이를 감지하여 손가락접합부를 밝힐 수 있도록 구성하여, 일반적인 비디오폰의 카메라에 지문영상입력이 가능하도록 광학계를 추가시킴으로써, 비디오폰에 내장되어 있는 카메라에 광학계를 설치하여서 방문자의 모습을 관측함은 물론, 지문감식 까지도 가능한 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계를 개발하여 비디오폰과 도어록을 서로 유기적으로 결합하여 비디오폰과 도어록을 일체화하기 위한 목적을 달성하도록 함으로서 사용이 편리하면서도 가격이 저렴한 보안장치를 보급하도록 하는등 도어록 발전에 일대 변혁을 가져올 수 있는 신규한 발명이다.

Claims (4)

1. 비디오폰의 카메라를 집안에서 외부의 방문자를 관측하기 위한 영상을 입력하는 영상용렌즈시스템과 지문을 감식하기 위한 지문을 입력하는 지문용렌즈시스템을 구비한 데이터측정부를 만들고, 상기 데이터측정부의 영상용렌즈시스템과 지문용렌즈시스템으로부터 입력되는 데이터를 선택적으로 카메라로 전송하기 위한 빔스플리터와, 지문감식을 위한 조명을 발생시키는 조명발생시스템으로 구성함을 특징으로 하는 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터측정부의 지문을 감식하기 위한 지문용렌즈시스템은, 좁은 영역을 강조하기 위한 컬리미네이터를 사용하고, 방문자를 관측하기 위한 영상용렌즈시스템은 넓은 범위를 볼 수 있는 광학렌즈를 사용하여 구성함을 특징으로 하는 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 빔스플리터는, 지문용렌즈시스템과 영상용렌즈시스템으로부터 입력되는 영상을 선택적으로 카메라에 입력시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 조명시스템은, 지문을 감식하기 위한 지문용렌즈시스템에 손가락을 대면 자동으로 이를 감지하여 손가락접합부를 밝힐 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 지문감식과 방문자관측을 겸한 광학계.