KR101067098B1 - 생체인증장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생체인증장치의 소형화 및 슬림화가 가능할 수 있도록 손가락에 의해 내부가 개폐되는 인증버튼을 이용하여 가시광을 차단하고, 이 인증버튼의 구동에 의해 구동부가 수직 및 수평이동하면서 적외선을 차단 또는 통과시켜 평상시에는 카메라모듈이 일반화상을 촬영하고, 정맥인증시에는 손가락에 반사된 적외선의 패턴을 촬영하여 생체인식을 하기 위한 생체인증장치에 관한 것이다.

정맥인증, 적외선, 가시광, 적외선필터, 카메라, 필터전환

Description

생체인증장치{BIOMETRIC AUTHENTICATION DEVICE}

본 발명은 정맥의 그림자를 촬영하여 생체인식을 하기 위한 생체인증장치에 관한 것이다.

일반적으로, 생체인식이란 개인의 독특한 신체적 특징이나 습관 등을 이용하여 개인의 신원을 확인하는 방법으로, 이러한 생체인식은 다양한 분야에서 응용하여 사용하고 있는바, 보안분야를 그 예로 들 수 있다.

즉, 출입관리나 현금인출기에서의 본인식별과 같은 물리적 환경에서부터 인터넷에 의한 상거래와 텔레뱅킹 등과 같은 사이버환경에서의 개인식별에 생체인식을 이용하고 있는 것이다.

이러한 생체인식에 의한 개인식별은 패스워드나 ID카드에 비하여 여러 장점이 있는바, 가장 두드러진 장점은 생체인식의 경우 실존(實存)에 의한 인증이라는 것이다.

상기 패스워드나 ID카드를 이용한 인식은 분실이나 대여 등에 의한 도용의 우려가 있으나, 생체인식은 해당자가 실존해야 인증이 되므로, 신원의 확인에 따른 신뢰도가 높다는 장점이 있다.

아울러 생체인증은 편리성에서도 패스워드나 ID카드를 이용한 인식에 비해 우위에 있는데, 이는 상기 ID카드를 별도로 소지하지 않아도 되고, 패스워드를 기억하지 않아도 되기 때문이다.

한편, 생체인식은 얼굴, 홍채, 망막, 음성, 지문, 정맥, 지문 등의 신체적 특징을 이용하는 방법과 서명, 필체 등과 같이 신체적 습관을 이용하는 방법으로 구분하고 있다.

이 중 정맥인증은 신체 내부에 있는 정맥의 패턴을 이용하는 것으로, 사람마다 정맥의 패턴이 다르다는 점에 착안한 생체인식기술이다.

상기 정맥인증은 파장 700∼1000㎚의 적외선의 경우 생체 조직의 많은 부분을 통과하기 쉽지만, 정맥을 흐르는 적혈구 안의 헤모글로빈에는 매우 잘 흡수된다는 원리를 응용한 것이다.

즉, 적외선카메라모듈을 이용하여 손가락을 촬영하여 관찰하면 정맥이 그림자처럼 나타난다. 이런 정맥의 특징을 응용하여 개인을 판별하는 방식이며, 손가락의 건조상태 등 표면상태에 관계없이 식별할 수 있기 때문에 지문에 의한 인증에 비해 오독률이 낮고, 지문과는 달리 위조가 불가능하다.

그러나, 종래의 생체인증장치는 손가락의 촬영에 고가의 적외선카메라모듈을 이용할 수밖에 없어 가격 적인 면에서 상당한 부담이 발생하고 있다.

이는, 일반카메라모듈의 경우 기본적으로 광학계의 구성에 렌즈형태의 적외선제거필터 또는 적외선제거필름을 포함하고 있는데, CMOS센서나 CCD센서 모두 적외선을 감지할 수 있기 때문에 자연 상에서의 적외선이 사진 촬영 등에서 노이 즈(Noise)로 작용하게 된다.

따라서, 일반카메라모듈에는 기본적으로 적외선제거필터가 포함되며, 모바일 기기용 통상카메라모듈에서는 주로 렌즈의 표면에 Si02와 Ti02를 5:5 정도로 배합한 것을 IR-코딩 방법으로 코팅하게 됨으로써, 적외선을 촬영하여 정맥인증을 해야 하는 생체인증장치에는 부적합하다.

이로 인해 적외선카메라모듈을 이용해야 하나 이는 고가인 관계로 제조비용에 상당한 부담을 줄 수밖에 없다.

이를 해결하고자 종래의 생체인증장치는 적외선차단기능이 없는 카메라모듈을 이용하되, 일반촬영과 적외선촬영을 할 수 있도록 적외선차단필터와 가시광차단필터를 더 포함하고 있으며, 이를 번갈아가면서 교체하는 방식으로 일반촬영과 정맥인증을 위한 적외선촬영을 하고 있다.

그러나, 이러한 필터교체방식의 종래 생체인증장치는 적외선차단필터와 가시광차단필터를 개별 설치하기 위한 내부공간이 별도로 필요하여 전반적인 소형화와 슬림화에 어려움이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 상기 적외선차단필터와 가시광차단필터는 교체방식으로 적외선 또는 가시광을 차단하고 있어 사용에 상당한 불편함이 있으며, 이를 위해 자동방식을 제안하고 있으나, 이 경우 구동장치를 별도로 설치해야 하는 관계로 소형화와 슬림화에 더욱 어려움이 발생하고 있다.

따라서, 본 발명은 정맥인증을 위한 촬영소자로 적외선차단기능이 없는 카메라모듈을 이용함에 있어서, 일반촬영과 적외선촬영이 가능하도록 적외선차단필터만을 포함하여 적외선차단필터 부분과 적외선차단필터가 없는 부분으로 구획하여 포함하도록 구성하고, 이를 교체방식으로 사용함에 따른 소형화 및 슬림화의 어려움을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 필터전환방식으로 적외선과 가시광을 차단하면서 일반촬영과 정맥인증을 위한 적외선촬영을 할 수 있도록 한 생체인증장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 손가락이 얹혀지는 거치부가 상부에 형성되고, 이 손가락에 의해 개폐되는 내부통로가 형성되어 상하 구동하도록 설치된 인증버튼과;

상기 인증버튼의 하부에 배치되어 수직이동하는 상부구동부 및 이 상부구동부의 하부에 사선 결합하여 수평이동하는 하부구동부로 구성되며, 상기 내부통로와 연통하는 상부투광통로와 하부투광통로가 형성된 구동부와;

상기 하부투광통로를 적외선통과영역과 적외선차단영역으로 구획하도록 하부구동부에 설치된 적외선차단필터와;

상기 하부가이드에 설치된 센서 및 복원력을 이용하여 수평이동한 하부가이 드를 원위치시키기 위한 탄성체와;

상기 센서의 신호에 의해 손가락에 적외선을 조사하는 광원 및 이를 촬영하는 카메라모듈을 포함하여 달성된다.

본 발명의 구성에 의하면, 손가락을 이용하여 가시광을 차단할 수 있도록 인증버튼을 포함하고, 필터전환방식을 이용하여 적외선을 차단할 수 있도록 수직 및 수평이동하는 구동부를 포함함으로써, 생체인증장치의 소형화 및 슬림화가 가능하여 모바일기기와 같은 휴대용 기기 등에 손쉽게 적용할 수 있게 되는 효과가 있다.

특히, 인증버튼에 형성된 안내부를 이용하여 손가락의 밀착성을 확보함으로써, 가시광을 더욱 효과적으로 차단하여 정맥인증의 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.

나아가, 구동부에 절개공간이 형성됨으로써, 중량을 가벼움을 추구할 수 있어 생체인증장치의 전체적인 무게를 줄일 수 있으며, 이로 인해 모바일기기와 같은 휴대용 기기 등에 적합하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 생체인증장치를 분해 사시도로 보인 것으로, 인증버튼, 구동부 및 카메라모듈을 분해하여 각 구성의 실시 예를 보이고 있다.

도 2는 본 발명의 생체인증장치의 결합상태를 단면도로 보인 것으로, 카메라 모듈의 상부에 적외선차단필터가 위치하고 있는 것을 보이고 있다.

도 3은 본 발명의 생체인증장치의 구동상태를 단면도로 보인 것으로, 인증버튼의 하부 움직임으로 인해 상부구동부가 수직이동하고, 하부구동부가 수평이동하여 카메라모듈의 상부에 적외선통과영역이 위치하는 것을 보이고 있다.

즉, 본 발명은 필터전환방식을 이용하여 정맥인증을 할 수 있도록 인증버튼(10), 구동부(20), 적외선차단필터(26), 센서(30) 및 탄성체(31), 손가락에 적외선을 조사하는 광원(40) 및 이를 촬영하는 카메라모듈(41)을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

상기 인증버튼(10)은 생체인증장치(1)의 스위치에 해당하는 것으로, 도 1 내지 2에서 보인 것과 같이, 손가락이 얹혀지는 거치부(11)가 상부에 형성되고, 내부통로(12)가 형성되어 상하구동하게 된다.

즉, 이러한 인증버튼(10)은 생체인증장치(1)가 설치되는 물품의 외부구조물(2)에 설치되어 정맥인증모드촬영시 거치부(11)에 얹혀진 손가락을 이용하여 외부 가시광이 내부통로(12)에 조사되는 것을 차단하게 된다.

바람직하게는 손가락의 안정적인 거치가 이루어질 수 있도록 손가락의 하부형상과 동일 내지 극히 유사한 안내부(13)가 거치부(11)에 라운드 형성되는 것이며, 이를 통해 가시광을 더욱 효과적으로 차단하여 정맥인증의 정확성을 높이게 된다.

이와 같은 인증버튼(10)은 사각으로 형성된 것을 보이고 있으나, 이는 하나의 예로서 이를 포함하여 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 이는 생체인증장 치(1)가 설치되는 물품의 종류에 따른 선택적 사항에 불과하다.

여기서, 상기 인증버튼(10)을 포함하는 생체인증장치(1)가 설치되는 물품은 모바일기기인 것을 실시 예로 하게 되고, 이에 따라 인증버튼(10)이 설치되는 외부구조물(2)은 모바일기기의 외부케이스이며, 하기에서 설명하는 내부구조물(3)은 모바일기기의 내부케이스에 해당된다.

본 발명에 포함되는 구동부(20)는 도 2 내지 3에서 보인 것과 같이, 상기 인증버튼(10)과 연결되어 손가락의 압력에 의해 구동된다. 즉 상기 구동부(20)는 수직이동하는 상부구동부(21)와 이 상부구동부(21)의 수직이동시 수평이동하는 하부구동부(22)로 구성되며, 이때의 상부구동부(21)는 인증버튼(10)과 일체 또는 분리되는 구조를 필요에 따라 선택적으로 적용하게 된다.

여기서, 상기 하부구동부(22)는 상부구동부(21)에 사선 결합하여 이 상부구동부(21)의 수직이동시 수평이동하게 되며, 가장 바람직하게는 사선각도를 45°로 하여 상호 결합하는 것이다.

이러한 상부구동부(21)와 하부구동부(22)에는 내부통로(12)와 연통하는 상부투광통로(23) 및 하부투광통로(24)가 각각 형성된 것을 보이고 있다.

따라서, 거치부(11)에 얹혀진 손가락의 압력에 의해 인증버튼(10)이 하부방향으로 움직일 경우 상부구동부(21)는 상기 인증버튼(10)의 압력에 의해 동일방향으로 수직이동하게 되고, 이 상부구동부(21)와 사선 결합한 하부구동부(22)는 수직압력에 대해 미끄럼 움직이면서 수평이동하게 되는 것이다.

이와 같이 수직이동하는 상부구동부(21)와 수평이동하는 하부구동부(22)로 구성된 구동부(20)에는 상기 상부구동부(21)와 하부구동부(22)가 공유하는 절개공간(25)이 형성되는데, 이 절개공간(25)은 상부투광통로(23) 및 하부투광통로(24)와도 연통하도록 형성된다.

상기 절개공간(25)은 구동부(20)의 중량을 가볍게 하여 생체인증장치(1)의 전체적인 무게를 줄일 수 있도록 하게 되고, 또한 구동부(20)를 제조하기 위한 소재의 절감효과도 동시에 누릴 수 있도록 하게 된다.

본 발명에 포함되는 적외선차단필터(26)는 하부구동부(22)에 설치되어 이 하부구동부에 형성된 하부투광통로(24)를 적외선통과영역(24a)과 적외선차단영역(24b)으로 구획하도록 하게 된다. 상기 적외선차단필터(26)는 공지의 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter)를 적용한 것을 실시 예로 하게 된다.

따라서, 이러한 적외선차단필터(26)가 하부구동부(22)에 설치되어 하부투광통로(24)를 적외선통과영역(24a)과 적외선차단영역(24b)으로 구획함으로써, 평상시에는 상기 적외선차단영역(24b)이 카메라모듈(41)의 상부에 위치하여 적외선을 차단한 상태로 일반촬영을 하게 되고, 정맥인증모드촬영시에는 이 하부구동부(22)의 수평이동에 따라 적외선통과영역(24a)이 카메라모듈(40)의 상부에 위치하여 적외선촬영을 하게 되는 것이다.

본 발명에 포함되는 센서(30)는 하부구동부(22)의 수평이동시 인접한 내부구조물(3)과 접촉함으로써 적외선을 조사하는 광원(40) 및 이를 촬영하는 카메라모듈(41)이 촬영을 시작하도록 하는 신호를 송출하게 된다.

상기 센서(30)는 감압 또는 접촉식을 포함한다.

즉, 손가락의 압력에 의해 수평이동하는 하부구동부(22)의 측면에 감압 또는 접촉식 센서(30)가 설치되어 이 하부구동부(22)의 수평이동시 인접한 내부구조물(3)과 센서(30)가 접촉함에 따라 광원(40) 및 카메라모듈(41)을 작동시키기 위한 신호를 송출하게 되는 것이다.

본 발명은 상기 센서(30)의 반대편에 설치되어 수평이동한 하부구동부(22)를 복원력을 이용하여 원위치시키기 위한 탄성체(31)를 포함하며, 이 탄성체(31)는 통상의 신축성 코일스프링인 것을 실시 예로 보이고 있다.

따라서, 상기 탄성체(31)의 일단을 하부구동부(22)에 체결하고, 다른 일단을 인접한 내부구조물(3)에 체결함에 따라 상기 하부구동부(22)의 수평이동시 탄성체(31)가 신장(伸張) 되었다가, 반대로 손가락의 압력해체시에는 자체 복원력을 이용하여 상기 하부구동부(22)를 원위치시키게 된다.

상기 광원(40)은 센서(30)의 신호에 의해 손가락에 적외선을 조사하는 것으로, 통상의 적외선램프 또는 더욱 바람직하게는 적외선 발광다이오드(LED)를 인증버튼(10)의 내부통로(12) 상에 설치한 것을 실시 예로 하게 된다.

즉, 상기 적외선 발광다이오드는 소량의 전원을 이용하여 최대한의 광량을 확보할 수 있어 본 발명의 광원(40)으로 매우 적합하다.

본 발명에 포함되는 카메라모듈(41)은 적외선차단기능이 배제된 구성으로 구동부(20)의 하부에 배치되어 센서(30)의 신호에 의해 촬영을 시작하게 된다.

여기서, 본 발명의 동작에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일반촬영을 위한 일반모드촬영시에는 카메라모듈(41)이 적외선차단영 역(24b), 상부투광통로(23) 및 내부통로(12)를 순차적으로 거쳐 화상을 촬영하게 된다.

즉, 상기 카메라모듈(41)의 상부에는 적외선차단필터(26)가 설치된 적외선차단영역(24b)이 위치하여 자연상의 적외선을 차단하고 있어 카메라모듈(41)은 노이즈(Noise)가 제거된 화상을 얻게 된다.

다음으로, 정맥인증을 위한 정맥인증모드촬영시 손가락을 인증버튼(10)의 상부에 형성된 거치부(11)에 올려놓게 되면, 이 손가락이 내부통로(12)를 막아 가시광을 차단하게 되는데, 상기 거치부(11)에 안내부(13)가 형성되어 있으면 손가락과의 밀착성을 확보하게 되어 가시광선을 더욱 효과적으로 차단하게 된다.

이 상태에서 손가락에 힘을 가해 인증버튼(10)을 가압하게 되면 상부구동부(21)가 하부방향으로 수직이동하여 하부구동부(22)를 가압하게 되고, 이로 인해 이 하부구동부(22)가 수평이동하게 되어 카메라모듈(41)의 상부에는 적외선통과영역이 위치하게 된다.

따라서, 상기 하부구동부(22)의 수평이동에 의해 센서(30)가 인접한 내부구조물(3)에 부딪혀 접촉하게 되면 광원(40)이 손가락에 적외선을 조사하고 이를 카메라모듈(41)이 적외선통과영역(24a)을 거쳐 촬영하게 된다.

상기 카메라모듈(41)을 통해 촬영된 이미지는 모바일기기에 통상적으로 설치되어 있는 이미지센서(미도시)로 수신되어 정맥인증을 위한 정맥패턴 정보만을 추출하게 되는 것이다.

한편, 정맥인증이 완료되어 손가락의 힘을 해제하게 되면, 하부구동부(22)가 탄성체(31)의 복원력에 의해 원위치하게 되고, 이로 인해 상부구동부(21)가 상부방향으로 수직이동하게 되며, 이 상부구동부(21)의 수직이동으로 인해 인증버튼(10)이 원위치하게 된다.

도 1은 본 발명의 생체인증장치를 보인 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 생체인증장치의 결합상태를 보인 단면도.

도 3은 본 발명의 생체인증장치의 구동상태를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 인증버튼 11: 거치부

12: 내부통로 13: 안내부

20: 구동부 21: 상부구동부

22: 하부구동부 23: 상부투광통로

24: 하부투광통로 30: 센서

31: 탄성체 40: 광원

41: 카메라모듈

Claims (4)

1. 손가락이 얹혀지는 거치부가 상부에 형성되고, 이 손가락에 의해 개폐되는 내부통로가 형성되어 상하 구동하도록 설치된 인증버튼;

   상기 인증버튼의 하부에 배치되어 수직이동하는 상부구동부 및 이 상부구동부의 하부에 사선 결합하여 수평이동하는 하부구동부로 구성되며, 상기 내부통로와 연통하는 상부투광통로와 하부투광통로가 형성된 구동부;

   상기 하부투광통로를 적외선통과영역과 적외선차단영역으로 구획하도록 하부구동부에 설치된 적외선차단필터;

   상기 하부구동부에 설치된 센서 및 복원력을 이용하여 수평이동한 하부구동부를 원위치시키기 위한 탄성체;

   상기 센서의 신호에 의해 손가락에 적외선을 조사할 수 있도록 인증버튼에 설치된 광원; 및

   상기 구동부의 하부에 배치된 카메라모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 인증버튼에는 안내부가 라운드 형성된 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 구동부에는 상부구동부와 하부구동부가 공유하며, 상부투광통로와 하부투광통로와 연통하는 절개공간이 형성된 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 광원은 적외선 발광다이오드(LED)인 것을 특징으로 하는 생체인증장치.

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