KR101067189B1 - 생체인증 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본체의 내부에 반사부를 포함하여 3차원적 생체정보를 획득하며, 별도의 인증절차를 거치지 않는 무자각 인증시스템을 갖는 생체인증 장치에 관련된다.

본 발명은, 손의 재치면을 구성하고 전체골격을 형성하는 본체; 상기 본체 내부의 일 측면에 위치하며, 광을 방출하는 광원; 상기 본체에 내장되며, 상기 광원의 반대측에 위치하고 방출된 광을 손에 입사하고, 입사 후 반사되는 반사광을 재반사하는 반사부; 상기 광원과 동일한 측면에 위치하며, 상기 반사부에서 재반사된 광을 이미지화하여 손의 생체정보를 획득하는 촬상소자; 및 상기 촬상소자에서 얻어진 생체정보를 이용하여 개인인증을 행하는 인증/실행부를 포함하는 생체인증 장치를 제안한다.

생체인증, 정맥, 지문, 미러, 광원

Description

생체인증 장치{BIOMETRICS EQUIPMENT}

본 발명은 손의 생체정보를 획득하여 개인 인증을 실시하는 생체인증 장치에 관련된다.

최근, 개인 정보의 중요성이 대두되면서 정보의 보호 또는 개인의 신분 증명을 위한 방법으로 생체인증 기술의 필요성이 급증하고 있다.

일반적인 생체인증 장치는 다음과 같이 동작한다. 먼저, 사용자의 등록 과정을 거치는데, 등록 과정은 생체 인증 장치가 등록자의 생체 특징을 읽어서 특징량(feature extraction)을 추출한 후 이를 데이터 베이스에 저장하는 것으로 이루어진다. 그리고 인증(verification) 과정은 새로 들어온 사용자의 생체 특징을 데이터 베이스에 미리 저장한 특징량과 비교하여 동일인인지 여부를 판별하는 과정으로 이루어진다.

현재 생체인증 장치에 사용되는 특징으로는 얼굴, 음성, 손 모양, 홍채, 정맥, 지문 등이 있으며 각각의 특징에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

특히, 손가락의 지문이나 정맥을 측정하여 개인 인증을 실시하는 기술이 가장 널리 이용되고 있다. 또한, 별도의 인증장치를 구성하여 손가락을 특정위치에 위치 시킴으로써 개인 인증을 실행하는 방법을 채택하는 것이 일반적이다.

종래의 방식을 예를 들면, 인증장치의 센서부에 손가락을 갖다 대고, 센서부 아래에 위치한 광원에 의해 손가락을 비추고 그에 의하여 반사되는 광을 추출하여 손가락의 정맥 이미지나 지문 이미지를 획득하였다.

이러한 생체인증 방식은 우리가 사용하는 보안 시스템 등에 사용할 경우 사용자들이 이를 이용함에 있어서 보안 시스템에 손을 갖다 대어야 하는 등 별도의 동작을 취해야 하고 그에 따라 생체인증의 시간이 지연되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 이러한 생체인증 시스템을 사용하기 위해서는 적용하고자 하는 시스템에 별도의 장치가 추가되어 지고 부피도 커지는 것을 감수해야만 하는 단점이 있다.

또한, 종래의 방식은 손가락만을 이용하고, 그것도 손가락 끝의 몇 마디만을 이용하기 때문에 다양하고 많은 생체정보를 얻기가 어려웠다. 이는 다수의 개인을 구별하기 위한 기본 데이터를 충분히 만들어 낼 수 없어 개인 인증의 정확도에 한계를 갖게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 도어의 손잡이 본체에 반사부를 내장하여, 특히 뿔형 반사부, 손잡이 자체가 생체인증 장치의 기능을 수행하므로 별도의 인증절차를 거치지 않을 수 있으며, 손가락 뿐만아니라 손바닥 등 손 전체의 지문, 손금, 정맥의 생체정보를 획득하여 개인인증의 신뢰성을 높일 수 있는 생체 인증 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 손의 재치면을 구성하고 전체골격을 형성하는 본체; 상기 본체 내부의 일 측면에 위치하며, 광을 방출하는 광원; 상기 본체에 내장되며, 상기 광원의 반대측에 위치하여 방출된 광을 손에 입사하고, 입사 후 반사되는 광을 재반사하는 반사부; 상기 광원과 동일한 측면에 위치하며, 상기 반사부에서 재반사된 광을 이미지화하여 손의 생체정보를 획득하는 촬상소자; 및 상기 촬상소자에서 얻어진 생체정보를 이용하여 개인인증을 행하는 인증/실행부를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 반사부가 미러인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 반사부가 뿔형이며, 꼭지점이 상기 촬상소자를 향하도록 위치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 광원이 복수가 상기 촬상소자의 테두리를 둘러싸며 위치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 광원에서 조사되는 광이 적외광인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 광원에서 조사되는 광이 가시광인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 본체가 바 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 본체가 전구 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 이미지센서와 상기 반사부 사이에 위치하여 일부 파장의 광만 투과시키는 광학필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 광학필터가 적외광만 통과시키는 적외광 통과필터인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

상기와 같은 본 발명은, 별도의 인증 동작을 요구하지 않아 개인인증의 시간이 단축된다.

또한, 도어의 손잡이 자체가 인증 장치를 구성하므로 무자각 인증 시스템의 형식을 취하고 있어, 인증 실행과정에 대한 적대감을 저하시킨다.

또한, 손가락, 손바닥의 지문, 손금, 정맥 패턴 등 다수의 부분에서 생체정보를 3차원적으로 획득하므로 개인 인증의 신뢰성을 향상시킨다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되 어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체인증 장치의 사시도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체인증 장치의 단면도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 생체인증 장치를 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 생체인증 장치는 본체(10), 광을 조사하는 광원(20), 광원에서 나온 광을 반사시키는 반사부(30), 반사된 광으로부터 생체정보를 획득하는 촬상소자(40), 촬상소자에서 얻어진 생체정보를 이용하여 개인인증을 실시하는 인증/실행부(미도시)를 포함한다.

본체(10)는 손의 재치면을 구성하고 전체골격을 형성하며, 내부는 비어있어 생체인증 장치의 구성요소를 내장한다.

본체(10)는 개인인증을 실행하기 위해 손을 접촉하는 재치면의 기능을 하며, 일반적인 손잡이 형상을 가질 수 있다. 본체(10)는 후술하는 것과 같이 광원에서 조사된 광이 손에 입사될 수 있는 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 투명한 강화플라스틱이 될 수 있다.

이러한, 손잡이 형상의 본체(10)는 내부가 비어 있는 구조로서 후술하는 광원(20), 반사부(30), 촬상소자(40) 등 생체인증 장치를 구성하기 위한 다수의 부품들이 내장된다. 생체인증 장치는 다수의 부품들이 내장되어 사용자에게 단순한 도어 손잡이로 인식되므로 개인인증 절차에서 오는 거부감을 감소시킬 수 있다.

이때, 본체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 바 형상을 갖는 것이 바람직하다. 바 형상의 본체(10)는 상술한 것과 같이 내부에 다수의 부품을 내장할 수 있고, 사용자의 손이 본체를 감싸쥘 때 손가락과 손바닥 대부분이 본체의 표면에 접촉하게 되므로 지문, 손금, 정맥 패턴 등 다양한 정보를 획득할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 전구 형상을 가질 수 있다. 사용자는 일반적으로 전구 형상의 손잡이를 사용할 때, 다섯 손가락 전부를 이용하여 손잡이를 돌려 사용하므로, 다섯 손가락에 대한 지문, 정맥 패턴을 정확히 획득할 수 있다.

이로써, 손의 다양한 생체정보를 획득하게 되므로 개인인증에 대한 신뢰성을 증가시킬수 있다.

광원(20)은 본체(10) 내부의 일측에 위치하며, 손의 생체정보를 획득하기 위 한 광을 본체의 타측에 조사한다. 본체의 타측에는 후술하는 것과 같이 반사부(30)가 위치한다.

이때, 일측이란 본체의 내부면 중 어느 한 지점을 가리키며, 도 1과 같이 바 형상의 본체에서는 양측 중 어느 한 측에 위치할 수 있고, 도 2와 같이 전구 형상의 본체에서는 전구의 목부분에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 생체인증 장치는 다수의 광원(20)을 가질 수 있으며, 이때 다수의 광원(20)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 후술하는 촬상소자(40)의 테두리를 둘러싸며 배열되는 것이 바람직하다. 그에 따라 손에 대한 생체정보를 3차원적으로 획득할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하는 반사부(30)를 참조하여 기술한다.

그리고, 광원(20)은 가시광 또는 적외광을 방출하는 것이 바람직하다. 또한, 광원(20)은 손의 생체정보를 획득하기 위해 후술하는 반사부(30) 방향으로 방출된다. 가시광은 손가락의 지문, 손바닥의 손금 정보를 획득하는데 이용되며, 적외광은 손가락, 손바닥의 정맥 패턴에 대한 정보를 획득하는데 이용된다. 지문, 손금, 정맥 패턴의 정보를 획득하는 방법에 대한 상세한 설명은 후술하는 촬상소자(40)를 참조하여 기술한다.

반사부(30)는 상술한 본체(10)에 내장되며, 상술한 광원(20)의 반대측에 위치하여 광원에서 방출된 광을 손에 입사하고, 입사 후 반사되는 광을 재반사한다.

여기서, 반사부(30)는 광원(20)에서 조사된 광을 반사시킬 수 있는 재료로 구 성될 수 있다. 특히, 미러로 구성되는 것이 광을 반사시키기에 바람직하다. 미러는 입사각과 반사각이 일정하여 손의 생체정보를 획득하기에 용이하기 때문이다.

또한, 반사부(30)는 본체 내부에 위치하는데, 본체 내부의 타측에서 일측으로 일정한 각도를 가지고 비스듬히 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 판형의 미러가 일측에서 타측으로 일정한 각도를 갖고 본체 내부에 위치될 수 있다. 반사부(30)는 광원(20)에서 조사된 광을 손바닥에 입사시키고, 손바닥에서 반사된 광을 후술하는 촬상소자(40)로 재반사시켜야 되므로 촬상소자(40) 측면에 위치한 반사부(30)의 일측과 촬상소자(40)의 반대 측면에 위치한 반사부(30)의 타측은 동일선상에 위치하지 않도록 구성되어야 한다.

또한, 반사부(30)는 도 1에 도시한 바와 같이, 뿔형이며, 꼭지점이 후술하는 촬상소자(40)를 향하도록 본체의 내부에 위치하는 것이 바람직하다. 뿔형이란 원뿔형을 포함하여, 삼각뿔, 사각뿔 등 다각뿔을 통칭한다. 다만, 꼭지점 부분이 반드시 한점으로 모일 필요는 없으며, 꼭지점 부분이 둥근 형상이거나 절단된 형상으로도 실시가능하다.

이러한, 뿔 형상의 반사부(30)는 손의 생체정보를 3차원적으로 획득할 수 있게 한다. 상술한 것과 같이 다수의 광원(20)에서 조사된 광이 뿔 형상의 반사부(30)에 닿으면 굴절하여 본체(10) 전반을 감싸고 있는 손바닥, 또는 다수의 손가락에 각각 입사된다. 그 후 손바닥, 또는 다수의 손가락에서 반사된 생체정보를 갖는 광은 뿔 형상의 반사부(30)에 반사되고, 반사부(30)는 그러한 광을 후술하는 촬상소자(40)에 재반사시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 생체인증 장치는 손 전반의 지문, 손금, 정맥 패턴 등을 동시에 획득할 수 있게 된다.

촬상소자(40)는 광원(20)과 동일한 측면에 위치하며, 반사부(30)에서 재반사된 광을 이미지화하여 손의 생체정보를 획득한다.

이때, 촬상소자(40)는 도 3에 도시한 바와 같이, 광원(20)과 동일한 측면에 위치하며, 상술한 것과 같이 다수의 광원(20)에 둘러싸여 본체의 일 측면에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 촬상소자(40)는 CCD 또는 CMOS 센서를 포함하여 구성될 수 있으며, 반사부에서 재반사된 광을 이미지화한다. 촬상소자(40)에 가시광이 입사된 경우 손가락의 지문, 손바닥의 손금 등 손의 전반적인 형상을 이미지화되며, 적외광이 입사되는 경우 정맥 패턴이 적외광을 흡수하게 되므로 정맥 패턴부분이 어둡게 처리됨으로써 손가락 및 손바닥의 정맥 패턴을 이미지화되는 것이다.

여기서, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 생체인증 장치는 도 4에 도시한 바와 같이, 촬상소자(40)와 반사부(30) 사이에 일부 파장의 광만 투과시키는 광학필터(50)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

광학필터(50)를 더 포함하여, 상술한 광원에서 특정파장의 광(예를 들면 적외광)을 조사하지 않고, 일반적인 광원을 사용하여 광을 조사하더라도 촬상소자에서는 특정파장의 광만을 획득할 수 있다.

이때, 광학필터(50)는 광원(20)과 촬상소자(40)의 전면부에 위치하여 반사 부(30)와 공간적으로 분리시키는 것이 바람직하다. 그에 따라 광원에서 조사된 광은 모두 광학필터(50)를 통과하여 반사부(30)에 입사하게 된다.

또한, 촬상소자에서 가시광에 따른 정보를 획득하기 위해서 광학필터는 가시광 통과필터인 것이 바람직하며, 적외광에 따른 정보를 획득하기 위해서 광학필터는 적외광 통과필터인 것이 바람직하다.

그리고, 인증/실행부(미도시)는 촬상소자(50)에서 얻어진 생체정보를 이용하여 개인인증을 실행한다. 촬상소자(50)에서 얻어진, 지문, 손금, 정맥의 생체정보를 미리 입력된 인증 패턴과 비교하여 개인인증을 실행한다. 이때, 촬상소자(50)는 광원에 따라 손 전체의 지문 및 손금 또는 정맥패턴을 획득할 수 있으므로 인증/실행부는 그 중에서 일부만을 비교하여 개인인증을 실행할 수도 있다.

이러한 인증/실행부는 화상처리부, 패턴유지부, 인증부, 광원구동부, 촬상소자구동부, 제어부 등을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 화상처리부는 촬상소자에서 얻어진 촬상 데이터에 소정의 화상처리를 실행하여, 인증부에 출력한다. 이러한 화상처리부, 및 후술하는 인증부, 제어부는, 예를 들면 마이크로컴퓨터 등에 의해 구성될 수 있다.

패턴 유지부는, 인증 패턴(인증시에 촬상해서 얻어진 촬상 패턴에 대한 비교 패턴으로, 미리 손의 지문 및 손금 또는 정맥패턴을 촬상하여 얻어진 것)이 유지되는 부분이며, 불휘발성 기억소자(예를 들면 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 등)에 의해 구성될 수 있다.

인증부는 화상처리부에서 출력되는 촬상 데이터를 미리 저장된 인증 패턴과 비교하여 개인인증을 실행한다.

광원구동부는 광원을 구동하여 광을 방출하고, 촬상소자 구동부 촬상 구동(수광 구동)을 행하는 것이다. 그리고 제어부는, 화상처리부, 인증부, 광원 구동부 및 촬상소자 구동부의 동작을 제어한다.

다음에, 이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체인증 장치의 작동과정에 관해 설명한다.

생체인증 장치에서, 우선, 본체의 외부면에 손이 접촉되면, 광원 구동부에 의해 광원이 구동되어 광원에서 광이 반사부 방향으로 방출된다.

그리고, 광원에서 방출된 광은 반사부에 입사되고 굴절되어 손에 조사된다. 손에 조사된 빛은 반사되어 다시 반사부에 입사되고, 반사부는 촬상소자 방향으로 재반사한다.

이때, 촬상소자를 둘러싸고 있는 다수의 광원에서 동시에 광이 방출되고 뿔형 반사부에 입사되고 굴절되므로, 본체에 놓은 손 전반에 광이 조사된다. 그에 따라 촬상소자에서는 손이 가지고 있는 생체정보를 모두 획득할 수 있다.

그리고, 촬상소자에서 얻어진 이미지는 화상처리부에서 적절히 화상처리가 행해진 후, 인증부에 입력된다.

그 후, 인증부에서는 패턴 유지부에 저장되어 있는 정맥 인증용의 인증 패턴과 비교하여, 개인인증을 행한다.

이에 따라, 최종적인 정맥 인증의 결과(인증 결과 데이터 Dout)이 출력되어, 정맥 인증 처리가 종료된다.

한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체인증 장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 생체인증 장치의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체인증 장치의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 생체인증 장치의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 본체 20 ; 광원

30 ; 반사부 40 ; 촬상소자

50 ; 광학필터

Claims (10)

1. 손의 재치면을 구성하고 전체골격을 형성하며, 도어 손잡이 형상을 가지고 있는 본체;

   상기 본체 내부의 일 측면에 위치하며, 광을 방출하는 광원;

   상기 본체에 내장되며, 상기 광원의 반대측에 위치하고, 방출된 상기 광을 손에 입사시키고, 입사 후 반사되는 반사광을 재반사하는 반사부;

   상기 광원과 동일한 측면에 위치하며, 상기 반사부에서 재반사된 광을 이미지화하여 손의 생체정보를 획득하는 촬상소자; 및

   상기 촬상소자에서 얻어진 생체정보를 이용하여 개인인증을 행하는 인증/실행부를 포함하며,

   상기 반사부는 뿔형이며, 꼭지점이 상기 촬상소자를 향하도록 위치된 것을 특징으로 하고,

   상기 광원은 복수가 상기 촬상소자의 테두리를 둘러싸며 위치된 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 반사부는 미러인 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 광원에서 방출된 광은 적외광인 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 광원에서 조사되는 광은 가시광인 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체는 바 형상인 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체는 전구 형상인 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 촬상소자와 상기 반사부 사이에 위치하여 일부 파장의 광만 투과시키는 광학필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체인증장치.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 광학필터는 적외광만 통과시키는 적외광 통과필터인 것을 특징으로 하는 생체인증장치.

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