KR100674869B1 - 인증 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출입자의 체중 및 보행 패턴을 검출하여 이를 출입 인증에 사용함으로써, 출입 인증 카드의 분실에 의한 도용 등을 방지할 수 있고 출입자의 인증 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 인증 장치 및 인증 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 출입자의 체중을 검출하는 압력 센서; 상기 출입자의 보행 패턴을 검출하는 관성 센서; 상기 압력 센서에서 검출된 체중과 기 저장된 체중 정보를 비교하고 상기 관성 센서에서 검출된 보행 패턴과 기 저장된 보행 패턴 정보를 비교하여, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성하는 마이콤; 및 상기 출입 허가 신호 및 출입 거부 신호를 무선 송신하는 무선통신부를 포함하는 인증 장치를 제공한다.

인증, 압력 센서, 관성 센서, 마이콤

Description

인증 장치{APPARATUS FOR AUTHENTICATION}

도 1은 본 발명에 따른 인증 장치의 블록 구성도이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 압력 센서의 일례를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 압력 센서의 다른 예를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 관성 센서의 일례를 도시한 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 인증 방법을 도시한 플로우 차트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 압력 센서 12 : 관성 센서

13 : 마이콤 131 : 연산부

132 : 메모리 14 : 무선통신부

본 발명은 인증 장치 및 인증 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출입자의 체중 및 보행 패턴을 검출하여 이를 출입 인증에 사용함으로써, 출입 인증 카드 에 분실에 의한 도용 등을 방지할 수 있고 출입자의 인증 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 인증 장치 및 인증 방법에 관한 것이다.

최근, 각 산업 분야에서 국제적인 경쟁이 더욱 치열해 짐에 따라, 산업 스파이 등에 의해 기술 정보 등이 유출되는 사고를 방지하기 위해, 기업체의 출입 등을 제한하고 출입이 인증된 사람만 출입시키는 등의 방안이 도입되어 실시되고 있다.

일반적으로 출입자를 인증하기 위한 기술로서, 출입이 허가된 사람에게 무선 칩이 내장된 출입 인증용 카드를 발급하여 이 카드를 소지한 사람만 출입을 허가하는 방식이 대부분 적용되고 있는 실정이다.

이와 같은 종래의 출입 인증용 카드를 이용한 출입자 인증 방식은, 카드가 분실되어 타인에 의해 도용되는 경우나 카드에 내장된 무선 칩이 복제된 경우, 출입이 허가되지 않은 사람의 출입을 차단할 수 있는 장치가 마련되지 못한다.

따라서, 당 기술분야에서는 무선 칩을 이용한 출입 인증용 카드를 대체할 수 있으면서 동시에 비교적 간단한 방식을 채용하여 정확하게 출입자를 인증할 수 있는 새로운 출입자 인증 장치 및 방법이 요구되어 왔다.

본 발명은 전술한 기술적 요구를 충족시키기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 출입자의 체중 및 보행 패턴을 검출하여 이를 출입 인증에 사용함으로써, 출입 인증 카드에 분실에 의한 도용 등을 방지할 수 있고 출입자의 인증 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 인증 장치 및 인증 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서 본 발명은,

출입자의 체중을 검출하는 압력 센서;

상기 출입자의 보행 패턴을 검출하는 관성 센서;

상기 압력 센서에서 검출된 체중과 기 저장된 체중 정보를 비교하고 상기 관성 센서에서 검출된 보행 패턴과 기 저장된 보행 패턴 정보를 비교하여, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성하는 마이콤; 및

상기 출입 허가 신호 및 출입 거부 신호를 무선 송신하는 무선통신부를 포함하는 인증 장치를 제공한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 인증 장치는 출입자의 신발에 설치될 수 있다.

바람직하게, 상기 마이콤은, 출입자에 대한 체중 정보 및 보행 패턴 정보를 저장하는 메모리부; 및 상기 메모리부에 저장된 체중 정보 및 보행 패턴 정보를 상기 검출된 체중 및 보행 패턴과 각각 비교하고, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성하는 연산부를 포함하여 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 연산부는, 상기 메모리부에 저장된 체중 정보와 상기 검출된 체중을 비교하여 상기 검출된 체중이 소정 범위 내에서 상기 저장된 체중 정보와 일치하는 경우, 상기 메모리부에 저장된 보행 패턴 정보와 상기 검출된 보행 패턴을 비교하도록 동작할 수 있다.

본 발명은 상기 인증 방법도 제공한다. 본 발명에 따른 인증 방법은,

출입자가 신발을 착용한 후 상기 출입자의 체중을 검출하여 기 저장된 체중 정보와 비교하고, 소정 범위 내에서 상기 검출된 체중 및 기 저장된 체중 정보가 일치하는지 판단하는 단계;

상기 검출된 체중 및 기 저장된 체중 정보가 일치하는지 판단 결과, 일치하지 않는 경우 출입자의 출입을 거부하는 단계;

상기 검출된 체중 및 기 저장된 체중 정보가 일치하는지 판단 결과, 일치하는 경우 상기 출입자의 보행 패턴을 검출하여 기 저장된 보행 패턴 정보와 비교하고, 상기 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 보행 패턴 정보와 일치하는지 판단하는 단계; 및

상기 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 보행 패턴과 일치하는지 판단 결과, 일치하는 경우 상기 출입자의 출입을 허가하고 일치하지 않는 경우 출입을 거부하는 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 인증 장치의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 인증 장치는, 출입자의 체중을 검출하는 압력 센서(11); 상기 출입자의 보행 패턴을 검출하는 관성 센서(12); 상기 압력 센서(11)에서 검출된 체중과 기 저장된 체중 정보를 비교하고 상기 관성 센서(12)에서 검출된 보행 패턴과 기 저장된 보행 패턴 정보를 비교하여, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성하는 마이콤(13); 및 상기 출입 허가 신호 및 출입 거부 신호를 무선 송신하는 무선통신부(14)를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 인증 장치는 체중 및 보행 패턴(걸음걸이 형태)을 이용하여 인증 대상이 되는 출입자의 출입 허가 여부를 인증하게 된다.

상기 압력 센서(11)는 인증 대상이 되는 출입자의 체중을 검출한다. 일반적으로 체중은 수 일 사이에 급격한 변화가 발생하지 않으므로 인증 수단으로 사용되기 적합하다. 또한, 급격한 체중의 증가가 있는 경우, 출입자가 허가 되지 않은 자산을 외부로 반출하는 것으로 판단할 수도 있다.

상기 압력 센서(11)는 공지의 다양한 압력 센서를 사용할 수 있다. 도 2 및 도 3은 본 발명에 채용될 수 있는 압력 센서(11)의 예들을 도시한다. 도 2 및 도 3은 공통적으로 비접촉식 압력 센서를 도시한다. 특히, 도 2는 정전용량의 변화를 이용하여 압력을 검출하는 압력 센서를, 도 3은 압전체를 이용하여 압력을 검출하는 압력 센서를 도시한다.

먼저, 도 2의 (a)를 참조하면, 정전용량의 변화를 이용한 압력 센서는, 도전성 하부 기판(111)과 도전성 상부 기판(112) 및 상기 상부 기판(111)과 하부 기판(112)을 소정 간격(D1)으로 유지시키는 지지체(114)를 포함하여 구성된다. 상기 상부 기판(112)은 탄성을 갖는 물질로 이루어지며, 상기 하부 기판(111)과 상부 기판(112) 사이에는 유전체 물질이 충진될 수 있다. 이와 같은 압력 센서에 소정의 압력이 인가되면, 도 2의 (b)와 같이 상부 기판(112)이 하부 기판(111) 쪽으로 휘어지게 되어 하부 기판(111)과 상부 기판(112)의 간격이 변화하게 된다. 즉, 두 도전성 기판(111, 112) 사이의 간격은, 압력이 인가되지 않은 상태에서의 간격(D1)보다 압력이 인가된 상태에서의 간격(D2)이 감소하게 되어 두 기판(111, 112) 사이의 정전용량이 증가한다. 보다 많은 압력이 인가될 수록 두 기판(111, 112) 사이의 간격은 더 많이 단축되어 정전용량은 더욱 증가하게 된다. 따라서, 체중이 무거울수록 정전용량은 더욱 증가하게 된다. 이와 같은 두 기판(111, 112) 사이의 정전용량 변화를 이용하여 출입자의 체중을 검출할 수 있다.

다음으로, 도 3의 (a)를 참조하면, 압전체를 이용한 압력 센서는, 비도전성을 갖는 하부 기판(115)과, 비도전성을 갖는 상부 기판(116) 및 상기 하부 기판(115) 및 상부 기판(116)을 소정 간격으로 유지시키는 지지체(117)를 포함하여 구성된다. 상기 상부 기판(116)은 탄성을 가지며, 상기 상부 기판(116)의 일부 영역에는 압전층(118)이 구비된다. 상기 압전층(118)은 그 형상이 변화됨에 따라 고유 저항의 변화를 일으키는 특징을 갖는다. 이와 같은 압력 센서에 소정의 압력이 인가되면, 도 3의 (b)와 같이 상부 기판(116)이 하부 기판(115) 쪽으로 휘어지게 변형되며 그에 따라 상기 상부 기판(116)의 일영역에 형성된 압전층(118')이 변형된다. 이와 같은 압전층(118')이 변형됨에 따라 그 고유저항이 변동되며 이 고유저항의 변동값을 검출하여 인가되는 압력을 검출할 수 있다. 즉, 고유저항의 변동값이 클수록 많은 압력이 인가된 것으로 판단할 수 있다.

도 2 및 도 3을 통해 설명한 압력 센서는 출입자의 체중을 검출을 용이하게 하기 위해 출입자 신발에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 인증 장치는 소형 모듈로서 제작이 가능하므로, 인증 장치 자체를 신발에 설치하는 것이 바람직하다.

다시, 도 1을 참조하면, 상기 관성 센서(12)는 출입자의 보행 패턴 즉 걸음 걸이 형태를 검출한다. 보행 패턴은 수 십년 이상의 보행 습관을 반영하는 것으로 그 형태가 쉽게 변화하지 않으며 사람마다 각기 다른 특성을 지니므로, 출입자를 인증하는 수단으로 사용하기 적합하다. 보행 패턴을 검출하기 위한 관성 센서로서 가속도 센서 또는 자이로 센서 등을 이용할 수 있다. 도 4는 일반적인 정전용량형 가속도 센서의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 지면과 수평하게 설치되어 x축과 y축 방향의 가속도를 인식하는 가속도 센서의 일례를 도시하고 있으나, 동일한 형태의 가속도 센서를 지면과 수직으로 설치한 경우, z축 방향의 가속도를 검출할 수 있다.

도 4를 참조하면, 일반적인 정전용량형 가속도 센서는 부유되어 움직일 수 있는 가동구조물인 질량체(20), 상기 질량체(20)의 양단을 탄성적으로 지지하도록 기계적 강성으로 작용하는 스프링 기능을 갖는 지지빔(suspension beam)(32, 34)과, 상기 질량체(20)의 외부면에 도면상 좌우 대칭구조로 연장되는 복수의 가동전극(22, 24)과, 상기 가동전극(22, 24)에 대하여 일정거리만큼 이격되어 좌우양측 전극고정부(40a, 40b)에 고정되어 있는 복수의 고정전극(42, 44)및 상기 지지빔(32, 34)을 절연기판의 바닥면에 고정하는 빔고정부(30a, 30b)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 가동전극(22, 24)과 고정전극(42, 44)은 콤(comb)형태로 구비되어 콤형 가속도 센서라고도 하며, 외부로부터 가속도가 인가되지 않을 때에 상기 가동, 고정전극사이는 일정한 거리를 유지하여 일정한 정전용량이 형성된다.

이와 같은 구성을 갖는 가속도 센서에 외부로부터 y축 또는 x축방향의 관성력이 인가되면, 상기 질량체(20)는 관성력이 작용하는 방향(y축방향)으로 이동하면서 이에 고정 연결된 가동전극(22, 24)을 y축방향(도면상 상하방향)으로 이동시키 게 되고, 이에 따라 상기 가동전극(22, 24)과 고정전극(42, 44)이 서로 중첩되는 면적은 동일한 상태에서 이들사이의 거리인 간격(g1, g2)이 좁혀지거나 넓어지게 되는 간격변화에 의해 질량체(20)의 변위가 발생하게 된다.

또한, 상기 질량체(20)가 관성력이 작용하는 방향(x축방향)으로 이동하면, 이에 고정 연결된 가동전극(22, 24)을 x축방향(도면상 좌우방향)으로 이동시키게 되고, 이에 따라 상기 가동전극(22, 24)과 고정전극(42, 44)사이의 간격(g1, g2)이 일정한 상태에서 이들이 서로 중첩되는 면적이 작아지거나 커지게 되는 면적변화에 의해 질량체(20)의 변위가 발생하게 된다.

이러한 경우, 상기 가동전극(22, 24)과 고정전극(42, 44)사이에서는 간격및 면적변화에 의하여 정전용량이 변화되고, 상기 정전용량의 변화는 상기 고정전극(42, 44)에 인가되는 감지 전압에 의해 상기 가동전극(22, 24)에 전류로 유도되며, 상기 가동전극(22, 24)에 연결된 증폭기(미도시)를 통해 전류가 전압으로 변환및 증폭되고 측정되어 외부로부터 인가되는 가속도를 측정할 수 있게된다.

이상과 같은 원리로 x축 및 y축의 움직임을 검출하는 가속도 센서는 동일한 원리에 의해 z축의 움직임도 검출할 수 있게 된다. 이와 같은 가속도 센서는 본 출원과 동일한 출원인에 의해 제출된 대한민국 특허 출원 번호 제2003-94318호, 제2003-94323호, 제2004-77079호 등에 상세하게 기술되어 있으며 상기 출원에 기재된 가속도 센서를 본 발명에 적용할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 마이콤(13)은 상기 압력 센서(11)에서 검출된 체중과 기 저장된 체중 정보를 비교하고 상기 관성 센서(12)에서 검출된 보행 패턴과 기 저장된 보행 패턴 정보를 비교하여, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성한다.

상기 마이콤(13)은 출입자에 대한 체중 및 보행 패턴 정보를 저장하는 메모리부(132); 및 상기 메모리부(132)에 저장된 체중 정보 및 보행 패턴 정보를 상기 검출된 체중 및 보행 패턴과 각각 비교하고, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성하는 연산부(131)를 포함하여 이루어질 수 있다.

특히, 상기 연산부(131)는, 상기 메모리부(132)에 저장된 체중 정보와 상기 검출된 체중을 비교하여 상기 검출된 체중이 소정 범위 내에서 상기 저장된 체중 정보와 일치하는 경우, 상기 메모리부(132)에 저장된 보행 패턴 정보와 상기 검출된 보행 패턴을 비교하도록 동작할 수 있다. 즉, 상기 연산부(131)는 먼저 검출된 체중을 이용하여 출입자를 인증하고, 이 체중에 의한 인증이 통과된 경우에 한하여 보행 패턴에 의해 출입자를 인증하는 것이 바람직하다.

상기 무선통신부(141)는 상기 마이콤(13)에 의해 생성된 출입 허가 신호 및 출입 거부 신호를 무선 송신한다. 즉, 본 발명에 따른 인증 장체에 의해 생성된 출 입 허가/거부 신호를 무선 통신에 적합한 신호로 변조하여 안테나(ANT)를 통해 송신한다. 이와 같이 송신된 신호는 출입문에 구비된 PC 등에 의해 수신되고, 상기 PC는 이 수신된 신호를 판독하여 출입 허가인 경우 출입문을 개방하고, 출입 거부인 경우 출입문의 폐쇄하는 조작을 할 수 있다.

한편, 본 발명은 인증 방법도 제공한다. 도 5는 본 발명에 따른 인증 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 5 및 도 1를 참조하면, 먼저, 출입자가 신발을 착용하면 압력 센서(11)가 신발을 착용한 사람의 체중을 검출하고(S11), 마이컴(13)의 연산부(131)는 메모리(132)에 미리 저장된 체중 정보와 압력 센서(11)에 의해 검출된 체중이 소정 범위 내에서 일치하는지 판단한다(S12). 상기 연산부(131)는 체중의 일치여부를 판단하여, 일치하지 않는 경우 해당 출입자에 대해 출입 거부 신호를 생성하게 되고 이 출입 거부 신호는 무선통신부(14)에서 무선 통신에 적합한 신호로 변조된 후 안테나(ANT)를 통해 전송된다. 이 전송된 출입 거부 신호에 의해 출입 장치가 폐쇄되어 해당 출입자의 출입을 거부하게 된다(S16).

한편, 상기 연산부(131)의 체중 일치여부 판단 결과, 소정 범위 내에서 체중이 일치하는 것으로 판단되면, 출입자의 보행 패턴을 상기 관성 센서(12)에서 검출한다(S13). 상기 마이컴(13)의 연산부(131)는, 상기 관성 센서(12)에 의해 검출된 출입자의 보행 패턴과 메모리부(132)에 미리 저장된 보행 패턴 정보와 일치하는지 판단한다(S14). 상기 연산부(131)는 보행 패턴의 일치여부를 판단한 결과 일치하지 않는 경우, 해당 출입자에 대해 출입 거부 신호를 생성하게 되고, 이 출입 거부 신호는 무선통신부(14)에서 무선 통신에 적합한 신호로 변조된 후 안테나를 통해 전송된다. 이 전송된 출입 거부 신호에 의해 출입 장치가 폐쇄되어 해당 출입자의 출입을 거부하게 된다(S16). 또한, 상기 연산부(131)는 보행 패턴의 일치여부를 판단한 결과 일치하는 경우, 최종적인 출입 허가 신호를 생성하게 되고, 이 출입 허가 신호는 무선통신부(14)에서 무선 통신에 적합한 신호로 변조된 후 안테나(ANT)를 통해 전송된다. 이 전송된 출입 허가 신호에 의해 출입 장치가 개방되어 해당 출입자의 출입을 허가하게 된다(S15).

이와 같이, 본 발명에 따른 인증 장치 및 방법은, 인증 장치의 도용에 의해 출입이 허가되지 않은 자의 출입 인증을 방지할 수 있으며, 출입자의 체중 및 보행 패턴의 이중 정보를 이용하여 출입자 인증의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 출입자의 인증을 위한 장치를 신발에 장착함으로써, 출입 인증 카드에 분실에 의한 도용에 의한 비 허가자의 출입을 차단할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 출입자의 체중 및 보행 패턴의 이중 정보를 이용하여 출입자를 인증함으로써 출입자 인증의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 신발에 설치되며, 상기 신발을 착용한 출입자의 체중에 따른 압력에 의한 변형물의 변형량으로부터 상기 출입자의 체중을 검출하는 압력 센서;

   상기 신발에 설치되며, 상기 신발을 착용한 출입자의 보행시 신발의 이동에 의해 발생하는 관성력의 변동으로부터 상기 출입자의 보행 패턴을 검출하는 관성 센서;

   상기 압력 센서에서 검출된 체중과 기 저장된 체중 정보를 비교하고 상기 관성 센서에서 검출된 보행 패턴과 기 저장된 보행 패턴 정보를 비교하여, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성하는 마이콤; 및

   상기 출입 허가 신호 및 출입 거부 신호를 무선 송신하는 무선통신부를 포함하는 인증 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 마이콤은,

   출입자에 대한 체중 정보 및 보행 패턴 정보를 저장하는 메모리부; 및

   상기 메모리부에 저장된 체중 정보 및 보행 패턴 정보를 상기 검출된 체중 및 보행 패턴과 각각 비교하고, 상기 검출된 체중 및 보행 패턴이 소정 범위 내에서 상기 기 저장된 체중 정보 및 보행 패턴과 각각 일치하는 경우 출입자의 출입을 허가하는 신호를 생성하고, 그렇지 않은 경우 출입을 거부하는 신호를 생성하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인증 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 연산부는,

   상기 메모리부에 저장된 체중 정보와 상기 검출된 체중을 비교하여 상기 검출된 체중이 소정 범위 내에서 상기 저장된 체중 정보와 일치하는 경우, 상기 메모리부에 저장된 보행 패턴 정보와 상기 검출된 보행 패턴을 비교하는 것을 특징으로 하는 인증 장치.
5. 삭제

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