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KR102305997B1 - 홍채 인식 카메라 시스템 및 이를 포함하는 단말기와 그 시스템의 홍채 인식 방법 - Google Patents

홍채 인식 카메라 시스템 및 이를 포함하는 단말기와 그 시스템의 홍채 인식 방법 Download PDF

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KR102305997B1
KR102305997B1 KR1020140159810A KR20140159810A KR102305997B1 KR 102305997 B1 KR102305997 B1 KR 102305997B1 KR 1020140159810 A KR1020140159810 A KR 1020140159810A KR 20140159810 A KR20140159810 A KR 20140159810A KR 102305997 B1 KR102305997 B1 KR 102305997B1
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KR
South Korea
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iris
image
unit
image sensor
imaging unit
Prior art date
Application number
KR1020140159810A
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Inventor
엄기태
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Publication date
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Priority to US15/527,642 priority patent/US10402669B2/en
Priority to PCT/KR2015/012290 priority patent/WO2016080716A1/ko
Publication of KR20160058412A publication Critical patent/KR20160058412A/ko
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Abstract

실시예의 홍채 인식 카메라 시스템은 이미지 센서를 갖는 촬상부; 촬상부의 외곽에 배치되는 적어도 하나의 표시부; 촬상부에서 생성한 촬영 홍채 이미지의 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 연산부; 및 연산부에서 출력된 결과 값에 상응하여 적어도 하나의 표시부의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하여, 사용자에게 촬영된 홍채 이미지의 위치를 용이하게 알려주어 보다 빠르고 정확하게 홍채 인식을 할 수 있다.

Description

홍채 인식 카메라 시스템 및 이를 포함하는 단말기와 그 시스템의 홍채 인식 방법{IRIS RECOGNITION CAMERA SYSTEM, TERMINAL INCLUDING THE SAME AND IRIS RECOGNITION METHOD USING THE SYSTEM}
실시예는 홍채 인식 카메라 시스템과 이를 포함하는 단말기 및 이를 이용한 홍채 인식 방법에 관한 것이다.
보안 출입 등을 위한 신분 인증을 위하여 다른 인증 수단에 비하여 높은 보안성과 정확성을 갖춘 홍채 인식 시스템이 이용되고 있다. 이러한 홍채 인식 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 홍채 인식 시스템을 모바일 기기에도 적용하여 일상에서의 개인 보안 시스템으로의 활용도가 늘어나고 있다.
다만, 이러한 홍채 인식 시스템의 경우 카메라의 렌즈 중심에 홍채가 정확하게 인식되어야 빠르고 정확하게 보안 인증을 할 수 있다.
하지만, 종래의 홍채 인식 카메라를 사용할 경우 사용자가 자신의 눈이 렌즈의 중앙 영역에 위치하는지를 확인할 수 있는 방법이 없으며, 또한 모바일 기기의 디스플레이부에서 이를 확인할 수 있는 경우에도 홍채의 위치를 확인하기 위하여 디스플레이부를 보게 되면, 다시 홍채의 위치가 달라질 수 있으므로 홍채 인식의 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
실시예는 사용자에게 촬영된 홍채 이미지의 상대적 위치를 알려주는 표시부를 포함하는 홍채 인식 카메라 시스템과 이를 포함하는 단말기 및 이러한 홍채 인식 카메라 시스템을 이용하는 홍채 인식 방법을 제공한다.
실시예는 이미지 센서를 포함하는 촬상부; 상기 촬상부의 외곽에 배치되는 적어도 하나의 표시부; 상기 촬상부에서 생성한 촬영 홍채 이미지의 상기 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 연산부; 및 상기 연산부에서 출력된 결과 값에 상응하여 상기 적어도 하나의 표시부의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하는 홍채 인식 카메라 시스템을 제공할 수 있다.
상기 적어도 하나의 표시부는 복수의 표시부를 포함하며, 상기 복수의 표시부는 적어도 하나의 발광 모듈을 포함할 수 있다.
상기 복수의 표시부는 상기 촬상부를 둘러싸고 상기 촬상부의 상하 및 좌우에 배치될 수 있으며, 상기 상하에 배치된 상기 복수의 표시부는 상기 촬상부를 중심으로 서로 대칭되며, 상기 좌우에 배치된 상기 복수의 표시부는 상기 촬상부를 중심으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 표시부는 복수의 발광 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 발광 모듈은 상기 촬상부를 둘러싸고 상기 촬상부의 상하 및 좌우에 배치될 수 있다.
상기 복수의 발광 모듈은 각각 별개의 구동부를 가질 수 있다.
실시예는 인증 홍채 이미지를 추출하는 이미지 추출부를 포함할 수 있으며, 기준 홍채 이미지가 저장된 메모리부를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예는 상술한 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템을 이용한 홍채 인식 방법에 있어서, 촬영 홍채 이미지를 생성하는 단계; 상기 촬영 홍채 이미지의 상기 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 단계; 및 상기 분석한 상기 촬영 홍채 이미지의 위치 결과값에 상응하여 상기 표시부를 구동하는 단계; 를 포함하는 홍채 인식 방법을 제공할 수 있다.
상기 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 단계는 상기 촬영 홍채 이미지가 상기 이미지 센서의 기준 영역 내에 형성되는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준 영역은 상기 이미지 센서의 중심을 포함하는 가상의 광학 필드 영역일 수 있다.
상기 홍채 인식 방법의 실시예에서 상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역에서 벗어난 경우 상기 표시부를 구동하는 단계는 상기 홍채의 이동 방향을 표시하는 것일 수 있다.
상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역에 위치하는 경우 상기 촬영 홍채 이미지를 상기 인증 홍채 이미지로 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역에 위치하는 경우는 상기 촬영 홍채 이미지에서의 홍채 중심과 상기 이미지 센서의 중심이 일치하는 것일 수 있다.
또한, 실시예에서 상기 인증 홍채 이미지와 상기 기준 홍채 이미지를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시부를 구동하는 단계는 상기 적어도 하나의 표시부가 점멸하도록 구동하는 것일 수 있다.
또 다른 실시예는 상술한 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템을 포함하는 단말기를 제공할 수 있으며, 상기 단말기는 적외선 발광 모듈을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 홍채 인식 카메라 시스템과 이를 이용한 홍채 인식 방법은 촬상부 외곽에 표시부를 포함하여 촬상부에서 촬영되는 홍채의 상대적 위치를 용이하게 외부로 알릴 수 있으며, 이를 이용하여 정확한 홍채 이미지를 획득하여 홍채 인식을 빠르게 실행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 홍채 인식 카메라 시스템의 블록도를 나타낸 도면이고,
도 2는 촬상부의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 3 내지 도 4는 홍채 인식 카메라 시스템의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 5는 발광 모듈의 일 실시예를 나타낸 도면이고
도 6은 홍채 인식 카메라 시스템의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 7은 홍채 인식 방법의 일 실시예를 플로우 차트로 나타낸 도면이고,
도 8은 이미지 센서에서 홍채 이미지가 결상된 예를 나타낸 도면이고,
도 9는 표시부 구동의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 10은 휴대용 단말기의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 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.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 홍채 인식 카메라 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 홍채 인식 카메라 시스템(200)은 촬상부(110), 표시부(120), 연산부(140), 제어부(150), 이미지 추출부(160) 및 메모리부(170)를 포함할 수 있다.
촬상부(110)는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
도 2는 촬상부(110)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 촬상부(110)는 촬영한 홍채의 광학정보를 출력하는 광학부(10) 및 출력된 광학정보를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(14)를 포함할 수 있다.
광학부(10)는 복수의 렌즈(10a, 10b, 10c, 10d)를 포함할 수 있으며, 피사체에 대한 영상을 획득하기 위하여 외부로부터 입사되는 빛을 흡수하여 이미지 센서(14)로 출력하도록 할 수 있다.
즉, 촬상부(110)는 렌즈를 포함하는 광학부(10)로부터 획득된 홍채의 광학정보를 출력하고 이를 이미지 센서(14)로 전달하여 전기적 신호로 변환함으로써 촬영 홍채 이미지를 생성할 수 있다.
도 2에서는 렌즈 경통(12)에 배치되는 4 개의 렌즈(10a 내지 10d)를 도시하고 있으나, 광학부(10)를 구성하는 렌즈의 개수는 이에 한정하지 않으며, 광학부(10)에는 단수 또는 복수의 렌즈가 배치될 수 있다.
복수의 렌즈(10a 내지 10d)는 순차적으로 적층되어 배치될 수 있으며, 복수의 렌즈들(10a 내지 10d) 사이에는 스페이서(미도시)가 배치될 수 있다. 스페이서는 복수의 렌즈들(10a 내지 10d) 사이를 이격시켜, 렌즈들(10a 내지 10d) 사이의 간격을 유지시킬 수 있다.
렌즈 경통(12)은 원통형 또는 사각형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
또한, 광학부(10)에 포함되는 복수의 렌즈(10a 내지 10d) 중 적어도 하나는 이미지 센서(14)로 광을 집광시키는 것일 수 있다.
이때 렌즈(10a 내지 10d)는 피사체의 한 지점에서부터 많은 양의 빛을 끌어들이고, 끌어드린 빛을 한 지점으로 모을 수 있도록 입사된 빛을 굴절시키는 것일 수 있다.
이렇게 한 지점으로 모아진 빛은 하나의 상을 맺히게 할 수 있으며, 이미지 센서(14)에서 한 점으로 모아져서 하나의 이미지가 형성될 경우 피사체는 렌즈의 초점거리에 위치하는 것이라고 할 수 있다.
광학부(10)로부터 출력된 광학 정보는 이미지 센서(14)로 전달될 수 있다.
이미지 센서(14)는 광학부(10)의 렌즈를 통하여 입사된 피사체의 광학 정보를 수신하여 전기 신호로 광전 변환할 수 있으며, 이미지 센서(14)는 CCD(Charge-Coupled Device) 센서 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 센서일 수 있다.
실시예의 촬상부(110)는 고정 초점 거리를 갖는 렌즈를 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 자동 초점 조절(Auto Focusing) 기능을 갖는 것일 수 있다.
실시예의 홍채 인식 카메라 시스템(200)은 표시부(120)를 포함할 수 있으며, 촬상부(110)를 둘러싸고 촬상부의 외곽에 적어도 하나의 표시부(120)가 배치될 수 있다.
도 3은 홍채 인식 카메라 시스템의 일 실시예를 나타낸 도면으로, 홍채 인식 카메라 시스템(200a)의 정면도를 간략히 나타낸 것이다.
도 3의 도시를 참조하면, 촬상부(110)는 홍채 인식 카메라 시스템(200a)의 중앙에 배치될 수 있으며, 표시부(120a, 120b, 120c, 120d)는 촬상부(110)를 둘러싸고 촬상부(110)의 외곽에 복수로 배치될 수 있다.
복수의 표시부(120a 내지 120d)는 서로 이격되어 배치될 수 있으나, 이에 한정하지 않으며 서로 이웃하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 3의 홍채 인식 카메라 시스템(200a) 실시예에서는 4 개의 표시부(120a 내지 120d)가 촬상부(110)의 주위에 배치될 수 있으며, 촬상부(110)를 중심으로 표시부(120a 내지 120d)가 상하 및 좌우에 각각 배치될 수 있다.
표시부가 촬상부(110)를 기준으로 상항 및 좌우에 배치될 때, 상하에 배치된 표시부(120a, 120c)는 촬상부(110)를 기준으로 서로 대향하여 배치될 수 있다.
또한, 좌우에 배치되는 표시부(120b, 120d)도 촬상부(110)를 기준으로 서로 대향하여 배치될 수 있다.
도 3의 실시예에서 복수의 표시부(120a 내지 120d)가 촬상부(110)의 상하 및 좌우에 배치되는 것을 도시하였으나 실시예는 이에 한정하지 않으며, 복수의 표시부는 촬상부(110)를 둘러싸도록 대각선 방향으로 배치될 수 있다.
복수의 표시부가 대각선 방향으로 배치될 경우에도 마주보는 두 개의 표시부는 촬상부(110)를 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.
또한, 도 3에서 4개의 표시부(120a 내지 120d)가 배치된 것을 도시하였으나, 표시부의 개수는 이에 한정하지 않으며 예를 들어 4개 이상의 복수의 표시부가 촬상부(110)를 둘러싸고 배치될 수 있다.
복수의 표시부(120a 내지 120d) 각각은 적어도 하나의 발광 모듈(20)을 포함할 수 있다.
즉, 복수의 표시부(120a 내지 120d)에서 각각의 표시부는 하나 또는 복수의 발광 모듈(20)을 포함할 수 있다.
각 표시부에는 동일한 파장의 광을 방출하는 복수의 발광 모듈(20)을 포함할 수 있으며, 또는 각 표시부에는 서로 다른 파장의 광을 방출하는 복수의 발광 모듈을 포함할 수도 있다.
복수의 표시부(120a 내지 120d)는 각각 별개의 구동부를 가질 수 있으며, 각 표시부는 서로 다른 파장영역의 광을 방출할 수도 있다.
도 4는 홍채 인식 카메라 시스템의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 홍채 인식 카메라 시스템(200b)의 정면도를 간략히 나타낸 것으로,실시예의 홍채 인식 카메라 시스템(200b)은 촬상부(110)와 하나의 표시부(120)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시부(120)는 촬상부(110)를 둘러싼 하나의 모듈 형태일 수 있다. 예를 들어, 표시부(120)는 촬상부(110)가 중앙에 배치될 수 있도록 도넛 형상을 가질 수 있다.
즉, 표시부(120)는 촬상부(110)를 둘러싸고 원형으로 배치될 수 있다.
도 4의 실시예에서 하나의 모듈 형태로 된 표시부(120)에는 복수의 발광 모듈(20a, 20b, 20c, 20d)을 포함할 수 있다.
또한, 하나의 표시부(120)에 포함된 복수의 발광 모듈(20a 내지 20d)은 각각 별개의 구동부(미도시)를 가질 수 있다.
도 4의 실시예에서 표시부(120)는 4 개의 발광 모듈(20a 내지 20d)을 포함할 수 있으며, 4 개의 발광 모듈(20a 내지 20d)은 촬상부(110)를 기준으로 각각 촬상부(110)의 상하와 좌우에 배치될 수 있다.
복수의 발광 모듈(20a 내지 20d)은 모두 동일한 파장 영역의 광을 방출할 수도 있으며, 또한 서로 다른 파장 영역의 광을 방출할 수도 있다.
또한, 복수의 발광 모듈(20a 내지 20d)은 별개로 구동될 수 있으며, 복수의 발광 모듈(20a 내지 20d)이 동시에 구동될 수 있다.
표시부(120)에 포함되는 복수의 발광 모듈(20a 내지 20d)이 촬상부(110)를 기준으로 상항 및 좌우에 배치될 때, 상하에 배치된 발광 모듈(20a, 20c)은 촬상부(110)를 기준으로 서로 대향하여 배치될 수 있다.
또한, 좌우에 배치되는 발광 모듈(20b, 20d)도 촬상부(110)를 기준으로 서로 대향하여 배치될 수 있다.
도 4의 실시예에서 복수의 발광 모듈(20a 내지 20d)이 촬상부(110)의 상하 및 좌우에 배치되는 것을 도시하였으나 실시예는 이에 한정하지 않으며, 복수의 발광 모듈(20a 내지 20d)은 촬상부(110)를 둘러싸도록 대각선 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 도 4에서 4개의 발광 모듈이 배치된 것을 도시하였으나, 발광 모듈의 개수는 이에 한정하지 않으며 예를 들어 4개 이상의 복수의 발광 모듈이 촬상부(110)를 둘러싸고 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4의 실시예에서 포함되는 발광 모듈(20)은 발광 소자(Light Emitting Diode) 또는 발광 소자를 몸체에 고정한 발광 소자 패키지 또는 발광 소자 패키지 상에 렌즈를 포함하는 형태일 수 있다.
그러나, 발광 모듈(20)의 형태는 이에 한정하지 않으며, 발광 모듈은 리드 프레임을 포함하거나, 지지 기판을 더 포함하여 형성될 수도 있다.
도 5는 발광 모듈(20)의 일 실시예를 나타낸 도면으로, 실시예에서 발광 모듈(20)은 몸체부(23), 몸체부 상에 형성된 캐비티(27) 및 캐비티 내에 배치되는 발광 소자(21)를 포함할 수 있으며, 몸체부에는 발광 소자와의 전기적 연결을 위한 리드 프레임(25)을 포함할 수 있다.
몸체부(23)는 실리콘 재질, 합성수지 재질 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 몸체는 상부가 개방되고 측면과 바닥면으로 이루어진 캐비티(27)를 가질 수 있다.
몸체부(23)에는 적어도 하나의 리드 프레임(25)을 포함하여 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있다.
캐비티(27)의 바닥면에는 적어도 하나의 발광 소자(21)가 배치될 수 있다.
발광 모듈의 캐비티(27) 내에는 발광 소자(21)를 감싸고 몰딩부가 배치될 수 있다. 몰딩부는 수지층 및 형광체(28)를 포함할 수 있다.
발광 소자(21)는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있으며, 반도체층의 구성에 따라 발광 파장을 달리할 수 있다.
예를 들어, 발광 소자(21)는 청색광을 방출할 수 있으며, 캐비티(27)에 몰딩부가 배치되고 몰딩부에 형광체(28)를 포함하는 경우에는 포함된 형광체의 종류에 따라 발광 모듈(20)에서 방출된 광의 발광 파장을 달리할 수 있다.
예를 들어, 발광 모듈(20)은 발광 소자 및 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기 되어 파장 변환되는 형광체에 따라 적색, 황색, 백색 등의 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
도 6은 홍채 인식 카메라 시스템의 일 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 실시예에서 AA`의 단면을 나타내는 것일 수 있다.
도 6을 참조하면, 촬상부(110)를 둘러싼 표시부(120a, 120c)는 발광 모듈(20)과 발광 모듈을 지지하는 기판(11), 발광 모듈을 보호하는 프론트 커버(Front Cover)(23)를 포함할 수 있다.
기판(11)은 발광 모듈을 구동 하기 위한 PCB 기판일 수 있다. 기판(11)은 발광 모듈(20)과 전기적으로 연결되며 외부 전극과 연결될 수 있다.
예를 들어, PCB 기판은 발광 모듈(20)을 지지하기 위한 하드 타입(Hard type)일 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 플렉서블 타입(Flexible type)일 수도 있다.
프론트 커버(23)는 투명한 재질의 플라스틱 또는 유리 재질일 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 발광 모듈(20)에서 방출되는 광이 균일하게 발광될 수 있도록 하는 확산판을 더 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 4 및 도 6에서 표시부의 배치에 대하여 도면을 통하여 설명하였으나, 홍채 인식 카메라 시스템에서 표시부의 배치나 개수는 이에 한정하지 않으며, 다양한 형상을 갖는 표시부의 배치가 가능하다.
또한 표시부의 개수는 도면의 실시예와 비교하여 작거나 더 많아질 수 있고 각 표시부의 면적은 같거나 또는 서로 다를 수 있다.
도 1의 홍채 인식 카메라 시스템(200) 실시예에서는 촬상부(110)에서 생성한 촬영 홍채 이미지를 분석하는 연산부(140)를 포함할 수 있다.
촬상부(110)에서 촬영한 홍채 이미지는 이미지 센서에서 전기적 신호로 변환되어 연산부(140)에 전달될 수 있다.
연산부(140)는 생성된 촬영 홍채 이미지가 결상(Image Formation)되는 이미지 센서에서의 위치를 분석할 수 있다.
연산부(140)에서 촬영 홍채 이미지의 위치를 분석하는 것은 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서 내의 기준 영역에 위치하는지를 분석하는 것일 수 있다.
기준 영역은 홍채 인식 카메라 시스템의 민감도(sensitivity) 성능에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 기준 영역은 이미지 센서의 광학 필드를 구분할 때 이미지 센서의 중심을 포함하는 광학 필드 영역일 수 있다.
연산부(140)에서 분석한 촬영 홍채 이미지의 위치 결과 값은 제어부(150)로 전달될 수 있다.
제어부(150)는 표시부(120)에 구동 신호를 전달하여 줄 수 있다.
제어부(150)는 연산부(140)에서 출력된 결과 값에 상응하여 적어도 하나의 표시부(120)의 구동을 제어하는 것일 수 있다.
제어부(150)는 표시부(120)에 포함된 발광 모듈의 구동부와 연결될 수 있다.
또한, 제어부(150)는 연산부(140)의 분석 결과 값에 따라 표시부(120)에 포함되는 복수의 발광 모듈 중 적어도 하나를 동작시킬 수 있다. 또한, 홍채 인식 카메라 시스템(200)이 복수의 표시부(120)를 포함하는 경우 적어도 하나의 표시부(120)에 포함된 발광 모듈을 동작시킬 수 있다.
촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역에서 벗어나서 위치한다고 분석된 경우 제어부(150)는 분석 결과 값에 상응하여 표시부(120)를 구동하는 신호를 전달하여 줄 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 촬영 홍채 이미지가 기준 영역에서 벗어난 방향을 분석하고 이동 방향을 외부로 표시하도록 표시부(120)의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 생성된 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역에 위치하는 것으로 분석된 경우 제어부(150)는 이에 상응하여 표시부(120)가 구동되도록 신호를 전달할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 홍채가 기준 영역에 위치하는 것을 외부로 표시하기 위하여 표시부(120)가 점멸하여 구동되도록 제어할 수 있다.
홍채 인식 카메라 시스템(200)은 이미지 추출부(160)를 포함할 수 있다.
이미지 추출부(160)는 인증 홍채 이미지를 추출하는 것일 수 있다.
인증 홍채 이미지는 홍채 인식에 사용되는 최종 홍채 이미지로 촬영 홍채 이미지 중 기준 영역에 위치하는 것일 수 있다.
즉, 생성된 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역에 위치하는 것으로 분석된 경우 연산부(140)는 이미지 추출부(160)에 신호를 전달하여 줄 수 있다.
이미지 추출부(160)에서는 기준 영역에 위치하는 촬영 홍채 이미지를 캡쳐(capture)하고 이를 확대하여 홍채 인식을 위한 인증 홍채 이미지로 사용하게 할 수 있다. 이미지 추출부(160)에서는 캡쳐한 인증 홍채 이미지를 저장할 수 있다.
실시예의 홍채 인식 카메라 시스템(200)은 기준 홍채 이미지를 저장한 메모리부(170)를 포함할 수 있다.
기준 홍채 이미지는 홍채 인식 카메라 시스템을 이용하여 인증하는 사용자의 홍채 이미지를 저장한 것일 수 있으며, 또한 기준 홍채 이미지는 저장한 홍채 이미지에서 홍채의 특정 패턴을 데이터화한 것일 수 있다.
예를 들어, 기준 홍채 이미지는 사용자의 홍채의 특정 패턴을 분석하여 수치화한 데이터일 수 있다.
이하 상술한 홍채 인식 카메라 시스템(200)을 이용한 홍채 인식 방법과 이를 포함한 휴대용 단말기에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명하지만, 실시예는 이에 국한되지 않으며 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템은 홍채를 촬영하는 다양한 용도로 사용될 수 있다.
도 7은 홍채 인식 방법의 일 실시예를 나타낸 플로우 차트이다.
상술한 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템을 이용한 홍채 인식 방법은 촬영 홍채 이미지를 생성하는 단계(S1100), 촬영 홍채 이미지에 대하여 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 단계(S1200) 및 분석한 위치 결과값에 상응하여 표시부를 구동하는 단계(S1430, S1450)를 포함할 수 있다.
실시예의 홍채 인식 방법에서 촬영 홍채 이미지를 생성하는 단계(S1100)는 홍채를 촬영하여 광학정보를 획득하는 단계와 획득한 광학정보를 전기적 신호로 변환하는 영상정보 처리 단계를 포함하는 것일 수 있다.
홍채를 촬영하여 광학정보를 획득하는 단계는 홍채 인식 카메라 시스템의 촬상부에서 홍채 이미지에 대한 광 신호를 생성하는 것일 수 있다.
또한, 영상정보를 처리하는 단계는 홍채를 촬영하여 생성된 광 신호를 이미지 센서에서 전달받아 전기적 신호로 광전 변환하는 것일 수 있다. 이미지 센서에서는 광 신호를 전기적신호로 처리하여 촬영 홍채 이미지를 획득할 수 있다.
홍채 인식 방법의 실시예에서, 생성된 촬영 홍채 이미지에 대하여 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 단계(S1200)는 이미지센서에서의 위치를 연산하는 것일 수 있다.
또한, 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 단계(S1200)는 이미지 센서의 기준영역에 촬영 홍채 이미지가 위치하는지를 판단하는 단계(S1300)를 포함할 수 있다.
이미지센서에서의 위치를 분석하는 단계(S1200)는 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역을 기준으로 어느 영역에 위치하는지를 판단하는 단계일 수 있으며, 이미지 센서의 기준 영역 내에 촬영 홍채 이미지가 형성되는지 여부를 판단하는 단계(S1300)를 포함하는 것일 수 있다.
실시예의 홍채 인식 방법에서 이미지 센서에서의 촬영 홍채 이미지의 위치를 판단하는 단계(S1200)는 홍채 인식 카메라 시스템의 연산부에서 이루어질 수 있다.
연산부에서는 촬영 홍채 이미지의 위치를 분석하고 판단하여 그 결과 값에 따라 홍채의 이동 방향을 결정할 수 있다. 또한, 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역에 위치하는지를 판단한 결과 값에 대한 신호를 표시부에 전달하여 표시부가 구동될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 획득한 홍채 이미지가 이미지 센서 상의 기준 영역에 해당되는지는 이미지 센서를 가상의 영역으로 구분하여 판단할 수 있다.
기준 영역은 이미지 센서의 중심을 포함하는 가상의 광학 필드일 수 있다.
예를 들어, 홍채 이미지의 상대적 위치를 파악하는 이미지 센서 상의 기준 영역은 이미지 센서의 중심을 기준으로 한 동심원 형태를 갖는 광학 필드일 수 있다.
도 8은 촬영 홍채 이미지가 결상된 이미지 센서의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 실시예의 이미지 센서(14)는 n개의 광학 필드(f1, f2,…fn)로 구분될 수 있다. n개의 광학 필드를 구분하는 가상의 원은 이미지 센서의 중심점(O)을 기준으로 하는 동심원일 수 있다.
이미지 센서(14)에서의 가상의 영역인 광학 필드는 이미지 센서의 대각선(D1)을 일정한 간격으로 구분할 때, 이미지 센서의 중심점(O)을 기준으로 대칭되는 대각선 상의 두 점 사이의 간격을 지름으로 하는 가상의 동심원으로 구분되는 영역일 수 있다.
예를 들어, 제1 광학필드(f1)는 이미지 센서의 중심(O)으로부터 r1만큼 이격된 점까지의 거리를 반지름으로 하는 가상의 원의 내부일 수 있다.
또한, 제2 광학필드(f2)는 이미지 센서의 중심(O)으로부터 r2만큼 이격된 점까지의 거리를 반지름으로 하는 가상의 원의 내부 영역에서 제1 광학필드(f1)에 해당하는 원의 내부 영역을 제외한 부분일 수 있다.
구분된 광학 필드의 개수는 이미지 센서의 크기 및 이미지 센서를 통하여 획득한 이미지를 사용하는 용도에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 이미지 센서를 10개의 광학 필드로 나누는 경우에는 제1 광학필드(f1) 안에 홍채 이미지가 결상될 때 이미지 센서의 기준 영역에 홍채 이미지가 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
이와 반대로, 기준 영역인 제1 광학필드(f1)의 영역을 벗어난 경우 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역에 결상되지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 또한 이미지 센서의 중심을 기준으로 제1 광학필드(f1)에서 어느 방향으로 벗어나 있는지를 판단할 수 있다.
또한, 촬영 홍채 이미지가 기준 영역에 위치하는 경우는 촬영 홍채 이미지(I)에서의 홍채 중심과 이미지 센서의 중심(O)이 일치하는 것일 수 있다.
도 8에서는 결상된 홍채 이미지(I)가 제1 광학 필드(f1)를 벗어나 이미지 센서의 중심(O)에서 우측 상단에 형성되었으므로, 정확한 홍채 이미지를 얻기 위해서는 눈 위치가 홍채 이미지를 획득한 현재의 위치보다 오른쪽 아래로 이동되어야 한다.
예를 들어, 홍채 이미지(I)의 중심과 이미지 센서의 중심(O)이 일치되는 방향으로 홍채의 이동이 필요할 수 있다.
실시예의 홍채 인식 방법은 상술한 바와 같이 획득한 홍채 이미지의 위치를 분석한 후, 이에 상응하여 표시부를 구동하는 단계(S1430, S1450)를 포함할 수 있다.
촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역에서 벗어나 위치하는 것으로 분석된 경우, 표시부를 구동하는 단계는 이동 방향을 표시부로 구동하는 단계(S1430)로 진행될 수 있다.
이동 방향을 표시부로 구동하는 단계(S1430)는 홍채 인식 카메라 시스템에서 표시부를 구동하여 사용자에게 이동 방향을 인지하게 하는 것일 수 있다.
예를 들어, 도 9는 4개의 표시부(120a, 120b, 120c. 120d)를 갖는 홍채 인식 카메라 시스템을 이용한 홍채 인식 방법에 있어서 홍채의 이동 방향을 제시하여 주는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9의 (a)는 촬상부(110)의 상부에 배치된 표시부(120a)가 구동되는 경우를 도시한 것이다. (a)는 생성된 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역의 하단에 있는 경우로서 이동 방향을 표시부로 구동하는 단계(S1430)에서 촬상부(110)의 상부에 배치된 표시부(120a)를 구동 시켜 홍채를 상부로 이동하도록 지시하는 것일 수 있다.
이와 동일한 방법으로, 도 9의 (b), (c), (d)는 각각 홍채를 아래쪽(하), 왼쪽(좌), 오른쪽(우)으로 이동하도록 표시부를 구동하는 단계를 나타내는 것일 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 획득한 홍채 이미지의 위치 분석 결과에 따라 복수의 표시부가 동시에 구동될 수 있다.
예를 들어, 획득한 홍채 이미지가 앞서 설명한 도 8의 도시와 같이 이미지 센서의 기준 영역을 벗어나 이미지 센서의 중심으로부터 우측 상부에 결상된 경우, 사용자에게 홍채를 좌측 아래 방향으로 이동하도록 인지시키기 위하여 촬상부(110)의 좌측과 하부의 표시부(120b, 120c)가 동시에 구동되도록 할 수 있다.
하지만, 도 9의 도시를 참조하여 설명한 표시부의 구동 방법은 이에 한정하지 않으며, 촬상부(110) 외곽에 배치되는 표시부의 개수, 배치된 표시부의 형상 등에 따라 구동 방법을 달리 할 수 있다.
또한, 표시부의 구동 방법은 실시예의 홍채 인식 방법에서 사용하는 알고리즘에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 표시부의 구동은 홍채의 이동 방향이 아닌 기준 영역에 대한 촬영 홍채 이미지의 상대적 위치를 표시하는 것일 수 있다.
표시부에서 홍채의 이동 방향을 표시하면 사용자는 홍채를 지시된 방향으로 이동하며 이후 다시 촬상부에서 홍채 이미지를 생성하는 단계(S1100)를 시행할 수 있다.
이와 달리, 생성된 촬영 홍채 이미지가 이미지 센서의 기준 영역 내에 위치하는 것으로 판단된 경우에는 결상된 홍채 이미지를 인증 홍채 이미지로 추출하는 단계(S1500)를 포함할 수 있다.
또한, 인증 홍채 이미지와 홍채 인식 카메라 시스템의 메모리부에 저장된 기준 홍채 이미지를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
인증 홍채 이미지를 추출하는 단계는 획득한 홍채 이미지에서 홍채의 특징적인 패턴을 이미지 처리 기술을 이용하여 데이터화하는 단계일 수 있다. 그리고, 기준 홍채 이미지와 비교하는 단계는 추출한 인증 홍채 이미지 데이터를 사전에 등록되어 있는 기준 홍채의 패턴 데이터와 대조하여 사용자를 인증하는 것일 수 있다.
한편, 촬영 홍채 이미지가 기준 영역 내에 위치하는 것으로 판단된 경우에 있어서 표시부를 구동하는 단계(S1450)는 적어도 하나의 표시부가 점멸하도록 구동하는 것일 수 있다.
예를 들어, 표시부를 구동하는 단계(1450)는 촬상부 외곽에 배치된 표시부 전체를 점멸하거나 또는 일정 시간 표시부를 구동 시킴으로써 사용자에게 눈동자가 기준 영역에 위치하여 인증을 위한 최종 홍채 이미지를 획득할 것임을 알려주는 것일 수 있다.
또한 표시부를 점멸하도록 구동하는 것은 인증 홍채 이미지 추출 전에 홍채에 빛을 공급하여 주어 홍채 촬영시의 적목현상(red eye effect)을 방지하게 하는 것일 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 최종 홍채 이미지 획득을 알리기 위하여 표시부 전체를 점멸하거나 일정 시간 표시부를 구동시킬 수 있으며, 또한 이에 한정되지 않고 기저장된 촬영 알림음으로 최종 홍채 이미지를 획득할 것임을 알릴 수도 있다.
상술한 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템 및 이를 이용한 홍채 인식 방법의 경우 촬영한 홍채 이미지를 별도의 디스플레이를 통하여 확인하지 않고 표시부의 동작으로부터 홍채이미지의 상대적 위치를 파악할 수 있으므로, 사용자에게 홍채의 이동방향을 용이하게 제시해줄 수 있어 쉽고 정확하게 홍채 이미지를 획득하여 홍채 인식을 할 수 있는 효과가 있다.
일 실시예의 단말기는 상술한 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템을 포함할 수 있다.
단말기는 홍채 인식 카메라 시스템을 정면에 배치하거나 또는 후면에 배치할 수 있다.
예를 들어, 홍채 인식 카메라 시스템을 포함하는 단말기는 휴대용 단말기일 수 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 상술한 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템은 고정형 단말기에도 제공될 수 있다.
도 10은 일 실시예의 휴대용 단말기의 정면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
휴대용 단말기(300)는 상술한 실시예의 홍채 인식 카메라 시스템(200) 이외에 일반 이미지 촬영을 위한 카메라 시스템(220)을 더 포함할 수 있다.
또한 홍채 촬영을 위한 조명 모듈로서 적외선 발광 모듈(250)을 더 포함할 수 있다.
적외선 발광 모듈(250)은 적외선 파장 영역을 방출하는 발광 소자(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
홍채 인식 카메라 시스템(200)으로 획득한 홍채 이미지는 휴대용 단말기의 디스플레이부(270)에 표시될 수 있다.
또한, 홍채 인식 카메라 시스템(200)을 이용하여 획득한 홍채 이미지는 휴대용 단말기의 다른 기능에 이용되도록 제공될 수 있으며, 예를 들어, 휴대용 단말기 보안 시스템에 이용될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
휴대용 단말기를 이용한 홍채 인식의 경우 기준 홍채 이미지에 대한 데이터 정보는 휴대용 단말기의 메모리에 저장될 수 있다.
실시예의 휴대용 단말기의 경우 홍채 인식 카메라 시스템을 포함하여 휴대용 기기에 있어서도 홍채 인식을 이용한 보안 시스템을 이용할 수 있고, 표시부 구동을 통하여 홍채의 위치를 용이하게 파악할 수 있으므로, 홍채 인증을 정확하고 빠르게 실행하는 효과를 가질 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 광학부 14 : 이미지 센서
20 : 발광 모듈
110 : 촬상부 120 : 표시부
200, 200a, 200b, 200c : 홍채 인식 카메라 시스템
300 : 휴대용 단말기

Claims (21)

  1. 이미지 센서를 포함하는 촬상부;
    상기 촬상부를 둘러싸며 배치되는 복수의 표시부;
    상기 촬상부에서 생성한 촬영 홍채 이미지의 상기 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 연산부; 및
    상기 연산부에서 출력된 결과 값에 상응하여 상기 복수의 표시부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 촬상부는 중앙 영역에 배치되고,
    상기 복수의 표시부는 서로 이격되어 상기 촬상부의 외곽 주변에 배치되고,
    상기 복수의 표시부 각각은 복수의 발광 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 발광 모듈은 각각 별개의 구동부를 갖고,
    상기 연산부는
    상기 촬영 홍채 이미지가 상기 이미지 센서 내의 기준 영역에 위치하는가를 분석하고,
    상기 기준 영역은
    상기 이미지 센서의 대각선을 일정한 간격으로 구분할 때, 상기 이미지 센서의 중심점을 기준으로 대칭되는 대각선 상의 두 점 사이의 간격을 지름으로 하는 가상의 동심원으로 구분되는 영역인 광학 필드인 홍채 인식 카메라 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 표시부는 상기 촬상부의 상하 및 좌우에 배치되는 홍채 인식 카메라 시스템.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 상하에 배치된 상기 복수의 표시부는 상기 촬상부를 중심으로 서로 대칭되며,
    상기 좌우에 배치된 상기 복수의 표시부는 상기 촬상부를 중심으로 서로 대칭되도록 배치된 홍채 인식 카메라 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 발광 모듈은 상기 촬상부를 둘러싸고 상기 촬상부의 상하 및 좌우에 배치되는 홍채 인식 카메라 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서, 인증 홍채 이미지를 추출하는 이미지 추출부를 포함하는 홍채 인식 카메라 시스템.
  9. 제8 항에 있어서, 기준 홍채 이미지가 저장된 메모리부를 더 포함하는 홍채 인식 카메라 시스템.
  10. 이미지 센서를 포함하는 촬상부에서 촬영 홍채 이미지를 생성하는 단계;
    상기 촬영 홍채 이미지의 상기 이미지 센서에서의 위치를 연산부에서 분석하는 단계; 및
    상기 분석한 상기 촬영 홍채 이미지의 위치 결과 값에 상응하여 표시부를 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 이미지 센서에서의 위치를 분석하는 단계는 상기 촬영 홍채 이미지가 상기 이미지 센서의 기준 영역 내에 형성되는지 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 기준 영역은 상기 이미지 센서의 중심을 기준으로 한 동심원 형태를 갖는 광학 필드이고,
    상기 광학 필드는 상기 이미지 센서의 대각선을 일정한 간격으로 구분할 때, 상기 이미지 센서의 중심점을 기준으로 대칭되는 대각선 상의 두 점 사이의 간격을 지름으로 하는 가상의 동심원으로 구분되는 영역인 홍채 인식 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10 항에 있어서, 상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역에서 벗어난 경우의 상기 표시부를 구동하는 단계는 홍채의 이동 방향을 표시하는 것인 홍채 인식 방법.
  14. 제10 항에 있어서, 상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역에 위치하는 경우, 상기 촬영 홍채 이미지를 인증 홍채 이미지로서 추출하는 단계를 포함하는 홍채 인식 방법.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역에 위치하는 경우는 상기 촬영 홍채 이미지에서의 홍채 중심과 상기 이미지 센서의 중심이 일치하는 것인 홍채 인식 방법.
  16. 제14 항에 있어서, 상기 인증 홍채 이미지와 기준 홍채 이미지를 비교하는 단계를 포함하는 홍채 인식 방법.
  17. 제14 항에 있어서, 상기 표시부를 구동하는 단계는 상기 표시부가 점멸하도록 구동하는 것인 홍채 인식 방법.
  18. 제1 항, 제3 항, 제4 항, 제6 항, 제8 항 및 제9 항 중 어느 한 항의 홍채 인식 카메라 시스템을 포함하는 단말기.
  19. 제18 항에 있어서, 적외선 발광 모듈을 더 포함하는 단말기.
  20. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 표시부는 상기 촬상부의 중앙에 배치된 도넛 형상을 갖고,
    상기 제어부는
    상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역을 벗어날 때, 사용자에게 홍채의 이동 방향을 인지시키도록 상기 복수의 표시부를 구동시키는 홍채 인식 카메라 시스템.
  21. 제13 항에 있어서,
    상기 표시부는 중앙에 배치된 상기 촬상부를 둘러싸며 배치된 도넛 형상을 갖는 복수의 표시부를 포함하고,
    상기 촬영 홍채 이미지가 상기 기준 영역을 벗어난 위치에 따라, 상기 복수의 표시부를 선택적으로 구동하여 상기 홍채의 이동 방향을 표시하는 홍채 인식 방법.
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