KR101530654B1 - 보호된 생체 인식 센서를 구비한 전자 열쇠 - Google Patents

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Abstract

전자 열쇠는 손가락을 수용하기 위한 표면을 갖는 지문 영역 센서를 포함하는 생체 인식 센서를 포함하고, 컨트롤러는 상기 생체 인식 센서를 사용하여 얻어진 생체 인식 정보와 개인을 위하여 저장된 생체 인식 정보에 기초하여 전자 열쇠 사용자를 인증하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 전자 열쇠는, 사용자가 인증되면 저장된 거래 정보를 판독부로 통신하기 위한 RF 전송부와 하우징을 포함한다. 하우징은 생체 인식 센서를 지지하는 베이스와, 베이스에 슬라이딩 가능하게 결합된 커버 슬리브로서, 베이스에 의하여 슬리브로부터의 연장 및 슬리브 내부로의 수축을 가능하게 하는 커버 슬리브를 포함하고 있어서, 사용자의 인증에 따라 지문 영역 센서를 선택적으로 노출시킬 수 있다.

Description

보호된 생체 인식 센서를 구비한 전자 열쇠{KEY FOB WITH PROTECTED BIOMETRIC SENSOR}
본 발명은 생체 인식 인증 및 접근 시스템과 장치에 관한 것이다.
전자 열쇠(key fob)는, 반지 또는 고리 형태로 열쇠와 함께 종종 착용하는, 일반적으로는 장식용의 아이템이고/아이템이거나 때로는 유용한 아이템이다. 일상적인 사용에 있어서 전자 열쇠는 "열쇠 반지(key rings)" 또는 "열쇠 고리(key chains)"로 불리고 있다. 고리 장식(fobs)은 크기, 스타일 및 기능에 있어서 매우 다양하다. 가장 통상적으로 고리 장식은 부드러운 금속 또는 플라스틱 재질의 단순한 디스크 형태인데, 통상적으로 중요 그룹의 소속을 나타내는 로고나 사인과 같은 메시지나 상징을 담고 있다. 고리 장식은 상징적이거나 순전히 미적일 수 있지만, 또한 소형의 도구일 수도 있다. 몇 가지 예를 들면, 많은 고리 장식은 소형의 손전등, 컴퍼스, 계산기, 주머니칼, 할인 카드, 병따개, 및 USB 플래시 드라이브이다. 전자 기술이 지속적으로 소형화되고 저렴해짐에 따라, 디지털 사진틀 및 단순 비디오 게임과 같이, (이전에) 보다 큰 기기에 대한 소형(miniature) 전자 열쇠 형태가 일상적으로 되어가고 있다.
모터 차량에 대한 원격 무선도어시스템(remote keyless entry system)과 같은 작업을 활성화시키기 위하여 전자 열쇠(electronic key fobs)가 사용되고 있다. 초기의 전기적 전자 열쇠는 적외선을 사용하여 작동하였으며, 기능하기 위해서 명료한 조준선(line-of-sight)이 필요하였다. 보다 최신형의 모델은 무선 주파수(radio frequency) 상에서의 시도-응답(challenge-response) 인증(authentication)을 이용하여, 이들 모델을 복제하는 게 더욱 어려워지며 조준선에 대하여 통신할 필요가 없다.
아파트 건물이나 콘도미니엄(condominium) 건물의 공동 구역(예를 들어, 로비 출입문, 보관 구역, 피트니스 룸, 풀장)에 접근하기 위한 경우 또는 사무실 건물에서 전자 열쇠의 사용은 증가하고 있다. 이러한 형태의 전자 열쇠는 일반적으로 수동 RFID 태그를 포함하고 있다. 전자 열쇠는 보안 카드(proximity card)와 매우 동일한 방식으로 작동하여 (판독 패드를 통하여) 해당 건물용의 중앙 서버와 통신하는데, 임차인(tenant) 또는 소유주가 접근할 수 있도록 허락된 이들 영역만으로, 또는 특정 시간 대 내에서만 접근이 허락되도록 프로그램 되어 있다.
또한 재택근무자는 보안 네트워크로의 비-보안 네트워크 연결 상에서 로그인을 위한 3가지 매치 방식 중 한 부분을 제공하는 전자 열쇠 형태로서의 전자 기기를 사용할 수 있다. 이러한 종류의 전자 열쇠는 키패드를 가지고 있어서, 사용자는 PIN을 입력하여 접근 코드를 검색하거나(retrieve), 또는 이 전자 열쇠는 시도/응답 인증 시스템의 일부로서 알고리즘에 따라 보안 코드를 생성하는 VPN 토큰(token)과 같은 디스플레이-중심의 기기(display-only device)일 수 있다.
전자 열쇠의 또 다른 예는 마스터카드 인터내셔널 사로부터 구입할 수 있는 PAYPASS®과 같은 신용카드 전자 열쇠(credit card fob)이다. 이러한 형태의 전자 열쇠는 숨겨진 내장형 컴퓨터 칩(embedded computer chip)과 무선 안테나를 사용한다. 사용자가 특정 체크아웃 단말기에 해당 전자 열쇠를 갖다 대면, 마스터카드 네트워크에서 사용하기 위하여 지불 상세 정보(예를 들어 신용카드 번호)가 전자 열쇠로부터 단말기로 무선으로 전송된다. 이 시스템에서 작동하기 위해서 이 전자 열쇠는 단말기로부터 매우 근접(대략 몇 인치)해야 한다.
최근에 신용카드의 응용을 위한 전자 열쇠가 큰 인기를 얻고 있지만, 이러한 형태의 전자 열쇠를 사용하는 것에 대하여 소비자들 사이에서는 여전히 일부 저항감이 존재하고 있다. 이러한 주저함에 대한 하나의 중요한 원인은 이들 전자 열쇠가 안전하지 않다는 인식이다. 예를 들어, 사용자가 키를 분실하였다면, 전자 열쇠를 분실하였다고 보고하기 전에 다른 사람이 구매하기 위하여 그 전자 열쇠가 사용될 수 있다.
따라서 안전한 거래에서 사용하기 위하여, 개선되고 보다 보안성이 우수한 전자 열쇠가 소망되고 있다.
전자 열쇠는 손가락을 수용하기 위한 표면을 갖는 지문 영역 센서를 포함하는 생체 인식 센서를 포함하며, 컨트롤러는 상기 생체 인식 센서를 사용하여 얻어진 생체 인식 정보와 개인에 대하여 저장된 생체 인식 정보에 기초하여 상기 전자 열쇠의 사용자를 인증하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고 있다. 상기 전자 열쇠는 사용자가 인증되면 판독부로 저장된 거래 정보를 통신하기 위한 RF(무선) 전송부와 하우징을 포함하고 있다. 상기 하우징은 상기 생체 인식 센서를 지지하기 위한 베이스와, 베이스에 대하여 슬라이딩 가능하게 결합되어 있어서, 베이스를 커버 슬리브로부터 연장시키고 커버 슬리브의 내부로 수축시키는 커버 슬리브를 포함하고 있어서, 이에 따라 사용자의 인증 하에서 상기 지문 영역 센서를 선택적으로 노출시킨다.
본 발명의 전술한 특징 및 다른 특징들은, 첨부하는 도면과 연계하여 제공되는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.
첨부하는 도면은 개시되어 있는 것과 관련된 다른 정보는 물론이고, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따라 생체 인식 영역 센서를 구비한 전자 열쇠의 전면 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자 열쇠의 배면 사시도이다.
도 3은 개방된 위치를 도시하고 있는 도 1의 전자 열쇠의 전면 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 1의 전자 열쇠에 대한 상면 부분 분해 사시도 및 저면 부분 분해 사시도, 도 4c는 도 1의 전자 열쇠에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 개방 위치에서 사용자의 엄지손가락으로 결합되어 있는 도 1의 전자 열쇠를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 1의 전자 열쇠의 부분 절개된 사시도로서, 전자 열쇠의 베이스를 연장시키고 수축시킬 때 사용되는 전자 열쇠의 내부 부품을 도시하고 있다.
도 7a 내지 도 7d는 다른 실시 형태의 전자 열쇠를 보여주고 있다.
도 8은 본 발명의 전자 열쇠가 사용될 수 있는 신용 거래 시스템을 보여주고 있다.
도 9는 전자 열쇠의 감지, 제어 및 통신 구성요소에 대한 블록도이다.
도 10은 거래를 개시할 때 본 발명의 전자 열쇠의 작동을 예시하고 있는 순서도이다.
도 11은 스캐너 윈도우로부터 잠상을 제거 또는 흐릿하게 하기 위한 수단을 갖는 전자 열쇠 커버의 하부 슬리브부의 실시 형태에 대한 단면도이다.
도 12는 폐쇄 위치에서 전자 열쇠를 고정하는데 도움을 주기 위한 마그네트를 갖는 하단 캡의 실시 형태에 대한 부분 측면도이다.
예시적인 실시 형태의 이 설명은 첨부하는 도면과 연계하여 읽혀지도록 의도되었으며, 첨부한 도면은 전체의 기재된 설명의 부분으로서 고려된다. 상세한 설명에서, "하부", "상부", "수평", "수직", "상측", "하측", "상향", "하향", "상단", "하단" 및 이들의 파생어(예컨대 "수평으로", "하향으로", "상향으로" 등)와 같은 상대적인 용어들은 현재 설명되고 있거나 또는 논의되고 있는 도면에 도시된 것과 같은 방향성을 지칭하는 것으로 해석되어야 한다. 이들 상대적인 용어들은 설명의 편의를 위한 것으로서, 장치가 특정한 방향으로 구성되었거나 작동되는 것을 요구하는 것이 아니다. 본 명세서에서 명백히 다르게 설명하지 않는 한, "연결된(connected)", "상호 연결된(interconnected)" 등과 같은, "결합(coupling)" 등의 부착(attachment)과 관련한 용어들은 구조물들이 직접적으로 또는 중간 구조물(intervening structures)을 통하여 간접적으로 서로 고정(secured) 또는 부착되어 있는 관계는 물론이고, 2개의 구조물의 상호 이동 가능한 또는 견고한 부착 또는 이러한 관계를 지칭한다.
영역 포맷(area format) 지문 센서의 비용 수준으로 인하여, 현재 시장에서 제공되고 있는 생체 인식 전자 열쇠는 낮은 품질의 스트라이프 포맷(stripe format) 센서를 사용한다. 이들 전자 열쇠는 소형 스트라이프 포맷 센서를 채택하며, 사용자들은 이 센서를 통하여 손가락을 갖다 대어 영상을 만든다. 이와 같은 센서에서 포획된 영상의 품질은 열악하므로, 매우 높은 빈도의 오류 거부로 인하여 낮은 솔루션 보안 수준이 초래되고 사용자는 열악한 경험을 갖게 된다. 아울러, 일부 사용자에게는 소형 포맷의 휴대용 기기 상으로 손가락을 갖다 대는 움직임은 곤란하다. 사용자는 한 손으로 기기를 들면서 다른 손을 갖다 댈 필요가 있다. 그 결과, 일부 사용자들은 그러한 장치를 사용하는 것이 서투르고 불편하다고 생각할 수 있다.
소형 포맷 자기 센서(swipe sensor)보다 영역 센서를 구비한 전자 열쇠를 제공하게 되면, 이와 같은 어색한 갖다 대는 행동이 회피될 것이다. 하지만 영역 센서를 갖는 그러한 기기를 구현하게 되면 새로운 문제가 발생한다. 이러한 문제점들은 주로 센서의 실제 크기와 관련되어 있다. 전자 열쇠의 하우징 내에 영역 센서를 구현하는 종래의 해결책은 최종 사용자가 수용할 수 있는 초과하여 기기의 전체 크기를 증가시키게 된다. 전자 열쇠 기기가 지나치게 크거나 부피가 나간다면, 열쇠고리로서 이용하거나 사용자의 주머니 안에 그 기기를 배치하고자 하는 표적 사용자에게 적합하지 않게 된다.
전자 열쇠 내에 영역 센서를 구현하는 것과 관련하여 크기에서의 문제점과 별개로, 생체 인식 전자 열쇠와 같은 개인 휴대용 생체 인식 인증 기기는 소형이고 주머니에서 사용할 수 있어야 하며(pocket compatible), 동시에 사용자 지문의 주요 부위를 일관되고 안정적으로 제시하는 것을 포함하여 신속하고 직관적인 이용을 용이하게 하는 게 특히 중요하다. 작동하지 않을 때, 사용자의 열쇠고리에 부착하거나 사용자의 주머니 안에 배치되었을 경우 지나치게 부피가 나가지 않을 수 있을 정도로 작아야 한다. 부피가 큰 디자인은 상당수의 사용자에게 매력적이지 않은 것으로 간주되어, 이러한 제품의 대중 시장 호소력을 제한하게 된다.
크기가 작고 눈에 띄지 않는 이러한 기기의 필요성에 대하여 직접적으로 상충하여, 작동할 때 이 기기는 상대적으로 길어서 한 손에 의한 조작에 의한 사용의 편리성을 촉진하여야 한다. 기기가 사용되는 경우에 이와 같이 증가된 길이로 인하여 사용자의 손에 이들 기기를 위치시킬 수 있도록 안정되고 편리한 플랫폼을 확보할 수 있으며, 센서 상에 제시된 손가락(예컨대 엄지손가락)을 일관되고 안정적으로 배치할 수 있는 가능성이 향상된다. 지나치게 짧다면, 사용자는 양 손으로 기기를 파지할 필요가 있어서, 그러한 제품에 대한 호소력을 감소시킬 것이다.
작동하지 않았을 때, 영역 센서는 사용자 주머니 안의 열쇠 또는 동전과 같은 물품으로부터 또한 물리적으로 보호되어야 한다. 따라서 사용되고 있지 않을 때 센서는 덮여져 있어야 한다. 하지만 센서를 개방하거나 벗기는 과정은 매우 신속하여야 하며, 사용자가 직관으로 인식할 필요가 있다.
본 명세서에서 개시된 전자 열쇠는 소형 스트라이프 포맷이 아니라 영역 센서 포맷(area sensor format)을 이용하므로, 어색하게 갖다 대는 동작을 할 필요가 없다. 이 영역 센서는 전자 열쇠 본체 안에 수용되어 있어서, 구입 가능한 자기 포맷 센서(swipe format sensor)보다 사용하기 용이하다. 바람직하게, 이 전자 열쇠 하우징은 폐쇄 위치일 때 작은 밑넓이(footprint)를 가지고 있는데, 개방되어 작동하는 위치에 있을 때에는 보다 크고 보다 길어져서 사용하기 편리한 밑넓이를 가지도록 설계되어 있다. 영역 센서 상의 적절한 위치에서 손가락(일예로 엄지손가락)이 편리하게 위치하는 단순히 직관적인 한손 동작을 사용하여 이 전자 열쇠는 신속하게 개방될 수 있다. 이러한 관점의 전자 열쇠는, 사용자의 신체 쪽으로 향하는, 어색하게 오그라드는(retracting) 손가락을 갖다 대는 것을 수반하는 공지된 자기-센서와 매우 상이하다.
도 1은 내장(built-in) 생체 인식(일예로 지문) 영역 센서를 갖는 예시적인 전자 열쇠(100)의 실시 형태에 대한 전면 사시도이다. 도 1은 전자 열쇠(100)의 생체 인식 센서 윈도우가 덮여 있어서 센서가 보호되고 있는, "폐쇄(closed)" 또는 수축(retracted) 위치에서의 전자 열쇠(100)를 도시하고 있는데, 하기에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 도 2는 전자 열쇠(100)의 배면 사시도를 보여주고 있다. 마지막으로, 도 3은 생체 인식 센서의 윈도우가 노출되어 있는 "개방(open)" 또는 전개된(deployed) 위치에서의 전자 열쇠(100)의 전면 사시도를 보여주고 있다.
이들 실시 형태에서, 전자 열쇠는 지문 영역 센서와 같은 생체 인식 센서, 상기 생체 인식 센서에서 얻어진 생체 인식 정보와 개인에 대하여 저장된 생체 인식 정보를 비교하기 위하여 상기 생체 인식 센서와 통신하는 하나 이상의 프로세서(도 1-3에서 미도시), 상기 프로세서의 제어 하에서 저장된 거래 정보를 판독부로 통신하기 위한, 바람직하게는 트랜시버(transceiver)인 전송부, 전원 및 하우징을 포함하고 있다. 도 1-3은 주로 하우징(110)을 보여주고 있다.
하우징(110)은 생체 인식 센서, 전원 및 제어/처리 부품들을 지지하는 베이스부(base portion)를 포함하고 있다. 베이스는 슬리브(sleeve)와 이동가능하게 결합(engaged)되어 있어서 생체 인식 센서가 선택적으로 노출될 수 있도록 한다. 도 1-3에 예시되어 있는 실시 형태에서, 베이스는 슬리브와 슬라이딩 가능하게 결합되어 있어서(slidably engaged with), 베이스부가 슬리브를 벗어나 슬라이딩 될 때, 생체 인식 센서가 노출된다.
도 4a 및 도 4b는 각각 전자 열쇠(100)의 전면 부분 분해 사시도와 배면 부분 분해 사시도이다. 도 4c는 전자 열쇠(100)의 분해 사시도이다. 이들 도면은 함께, 하우징(110) 및 베이스부의 부품들을 더욱 상세하게 보여주고 있다.
이들 도면으로부터 알 수 있는 것과 같이, 하우징(110)은, 각각 하단 엔드 캡(bottom end cap, 116) 및 상단 엔드 캡(top end cap, 118)을 갖는 하부 장축 슬리브부(major lower sleeve portion, 112)와, 상부 단축 슬리브부(minor upper sleeve portion, 114)를 포함하는 슬리브를 포함하고 있다. 이들 부분(features)들은 함께 합쳐져서 전자 열쇠(100)의 내부 부품들을 덮고, 수용하고, 지지하며, 보호한다. 인쇄회로기판(124)은 그 기판에 연결되는 영역 생체 인식 센서를 가지고 있다. 이 영역 생체 인식 센서는 유리 기판과 같은 기판(122)을 포함하는데, 통상적으로 겨우 수 미크론의 두께를 갖는 기판은 그 상부에 형성되는 센서 어레이 영역(120)을 갖는다. 영역 생체 인식 센서로서 이용될 수 있는 이러한 형태의 센서의 예는, 그 전체 내용이 본 명세서에서 참조를 위하여 통합되어 있는, 발명의 명칭을 "열전도에 기초한 지문 영상을 획득하기 위한 센서"로 하여 Dinh이 발명한 미합중국 특허 제6,091,837호(이하, "Dinh Ⅰ"이라 함), 발명의 명칭을 "지문 감지 및 다른 측정을 위한 장치"로 하여 또한 Dinh이 발명한 미합중국 공개특허 제2008/0063246호(이하, "Dinh Ⅱ"라 함)에 기술되어 있다. 도시되어 있지는 않지만 도 9와 관련해서 더욱 상세하게 설명되는, 도 4c의 다른 부품들은 또한 PCB(124) 상에 제공되는데, 이들 부품들은 예를 들면, 데이터 수집(data capture) ASIC, 컨트롤 프로세서 칩, 스마트카드 칩, 및/또는 트랜시버 컨트롤러 칩을 포함한다. 배터리(126)가 메인 배면 커버(main rear cover, 128)에 안착되며(seated), 적절한 접속(미도시)에 의하여 인쇄회로기판(124)으로 전기적으로 연결된다. 메인 전면 커버(main front cover, 130)는 메인 배면 커버(128) 상으로 끼워져서 스냅 연결(snap connection)에 의하여 메인 배면 커버에 고정된다. 메인 전면 커버(130)는 센서 영역 어레이(120)에 끼워지는 크기를 갖는 윈도우/개구부를 갖는다. 광 파이프(light pipe, 134)는 인쇄회로기판(124)에 장착된 LED(125)로부터 광을 연계한다. 집합적으로(collectively), 메인 전면 커버(130)와 메인 배면 커버(128)는 베이스를 형성하는데, 베이스는 하우징 내, 특히 하부 슬리브(112) 내에서 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다.
리프 스프링(leaf spring)에 유사한 호 모양의 포물선(arc, parabolic) 또는 활-모양(bow-shaped) 스프링과 같은 스프링 부재(136)는 제 1 암 라소 단부(first female lasso end, 138a)에 의하여, 하단 캡(116)의 플레이트 부재(115)로부터 연장되어 있는 수부재(male member), 돌기, 스템(stem) 또는 페그(peg, 117)에 연결되어 있다. 제 2 암 라소 단부(138b)는, 메인 배면 커버(128)의 하단 표면으로부터 연장되어 있는 유사한 수부재, 돌기, 스템 또는 페그(129, 도 4b 참조)에 연결되어 있다.
메인 배면 커버(128)는, 하단 캡(116)의 플레이트 부재(115)에 형성된 가이드 트랙(119)과 결합하는 가이드 돌기(127)를 포함하고 있다. 도 4a 및 도 4b에 가장 잘 도시된 것과 같이, 메인 배면 커버(128)와 메인 전면 커버(130)를 포함하는 베이스 조립체는 부품(120, 122, 124) 및 배터리(126)를 에워싸고 있다. 이와 같이 완성된 베이스 조립체는, 가이드 돌기(127)를 플레이트 부재(125)의 가이드 트랙(119)과 결합시킴으로써, 하단 캡(116)과 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이들 부품은 또한 스프링 부재(136)를 사용하여 연결되어 있다.
도 3에서 가장 잘 알 수 있는 것과 같이, 일단 하단 캡(116)이 베이스 조립체(예컨대 커버 부재(128, 130))와 결합하면, 슬리브(112)는 베이스 조립체 상에서 슬라이딩되고, 접착제를 사용하거나 접착제 없이 슬리브는 억지 끼움(interference fit, 스냅 피트(snap fit) 또는 다른 연결 수단)에 의하여 하단 캡(116)과 연결된다. 상단 캡(118)은 상부 슬리브(114)의 내부로 끼워지고, 이어서 베이스 조립체의 단부로 끼워진다. 도 1 및 도 3에서 알 수 있는 것과 같이, 베이스 조립체 및 상부 슬리브(114)/상단 캡(118)의 조합은 하단 캡(116) 및 하부 슬리브(112)에 대하여 슬라이딩 가능하여, 센서 영역(120)을 선택적으로 벗길 수 있는데, 센서 영역은 일단 벗겨지면 윈도우(132)를 통하여 노출된다.
도 6a-6d는 커버링과 하우징(110)의 베이스 사이의 슬라이딩 결합과 스프링 부재(136)의 작동을 더욱 상세하게 보여주는 절개 사시도이다. 이들 도면으로부터 알 수 있는 것과 같이, 폐쇄 위치에 있는 경우, 상부 슬리브(114)는 하부 슬리브(112)에 인접하게 위치하고 있다. 전자 열쇠(100)가 폐쇄 위치에 있을 때, 메인 배면 커버(128)의 페그(129)와 하단 캡(116)의 페그(117) 사이에 결합되어 있는 아크 스프링 부재(136)는 아래쪽으로 구부러져서 고정점(anchor points) 사이에서 압착되어 있으며, 제 1 단부(138b)는 타 단부(138a)를 지나 연장되어 있다. 가이드 돌기(127)가 가이드 트랙(129)을 따라 슬라이딩되어 베이스 부재가 슬리브(112)로부터 슬라이딩되면서, 도 6b에 도시된 것과 같이, 스프링 부재는 단부(138a, 138b)가 서로에 대하여 평평하게 위치하는 정지 위치(quiescent position)를 향해 움직인다. 이 위치에서, 스프링(136)은 고정점 사이에서 측면을 따라(laterally) 압축되지만, 안정적이어서, 다른 방향(예컨대 개방 위치)에 대하여 한 방향(예컨대 폐쇄 위치)으로 구부러지지 않게 된다. 이와 같은 정지 상태에 도달하기 전에, 스프링으로 작용하는 더 이상의 압축에 저항함으로써, 스프링(136)은 전자 열쇠가 폐쇄 위치를 유지하는데 기여하도록 작동한다. 스프링이 도 6b에 도시된 위치를 지나치면, 스프링이 최대 압축 상태(도 6b)로부터 전자 열쇠를 완화(decompress)시킴에 따라, 스프링은 (도 6c에 도시된 것과 같이) 전자 열쇠가 개방 위치를 향해 밀려지도록 기여한다. 도 6d는 완전 개방 위치에 있는 전자 열쇠(100)를 도시한 전면 사시도이다. 전자 열쇠가, 단부(138a, 138b)가 정렬되어 있는 위치인, 도 6b에 도시되어 있는 위치로 수동으로 폐쇄될 때까지, 스프링(136)은 전자 열쇠(100)의 폐쇄를 막게 된다. 이 후에, 완전 폐쇄 위치를 향하여 전술한 위치를 막 지나쳐서 밀려지면, 스프링(136)은 완전 폐쇄 위치를 향해 이 기기를 움직이는데 기여하고, 중요하게는, 도 6b에 도시되어 있는 위치를 넘어서 전자 열쇠를 개방하기 위하여 충분한 외부 힘이 적용될 때까지, 폐쇄 위치로 전자 열쇠를 유지하는데 기여한다.
전자 열쇠(100)의 다양한 다른 형상(features)들이 이제 설명된다. 도 1에 도시된 것과 같이, 전자 열쇠(100)는 열쇠고리로의 연결을 위한 루프(loop, 150)를 포함하고 있다. 더욱 흥미롭게는, 전자 열쇠의 상부 슬리브(114)는 베이스(130)와 합쳐져서 아치형 레지(ledge) 또는 스텝(160)을 형성하도록 설계되어 있다. 또한 예를 들면 도 1, 3, 4a, 4c 및 6d에서 알 수 있는 것과 같이, 베이스(130)는 엄지손가락-형상(바람직하게는 사발 형태의) 오목 안착부(recessed seat, 135)를 형성하고 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 레지 또는 스텝(160)의 영역 내에 또는 이 영역에 인접하여 돌기 또는 벽이 형성되어 이 돌기 또는 벽에 대하여 손가락 끝이 밀쳐질 수 있다. 이들 형상들은 합쳐져서 기기를 한 손으로 용이하게 개방하여, 결국 스캐닝을 위하여 엄지손가락이 적절하게 배치되는 것을 조장한다. 도 5를 참조하면, 전자 열쇠(100)가 폐쇄 위치(예컨대 도 1)에 있으면, 사용자는 사용자의 손바닥 내에 기기를 파지한 상태에서 사용자의 엄지손가락의 가장자리를 스텝(160)에 위치시키고 있다. 이어서 사용자가 스텝 또는 레지(160)에 맞서 바깥쪽(화살표 방향)으로 손가락을 슬라이딩시키면, 베이스(130)가 하부 슬리브(112)를 벗어나 슬라이딩된다. 중요하게는, 기기를 개방시키기 위하여 스텝(160)에 맞서 엄지손가락 끝을 위치시키면, 엄지손가락은 엄지손가락 안착부(135) 내에 정확하고 편안하게 안착되므로, 전자 열쇠가 완전 개방 위치에 있을 때, 도 5에 도시된 것과 같이, 엄지손가락은 센서 영역(120)의 상부 표면 상부로 직접 정확하게 위치된다.
설명된 방법으로 센서를 노출시키기 위하여 전자 열쇠를 개방하는 능력은 본 명세서에서 개시된 전자 열쇠와 관련해서 중요한 점이다. 첫째, 한 번의 움직임을 통하여 기기의 개방은 물론이고 중요하게는 센서 영역의 상부로 사용자의 손가락을 정확하고 일관되게 배치하는 것 모두 가능하게 되므로, 일관된 생체 인식 성능을 용이하게 한다. 둘째, 예를 들어 스트라이프 센서와 비교할 때 기기의 사용 속도가 향상된다. 셋째, (성공적으로 생체 인식 인증을 하였다면) 해당 기기가 궁극적으로 통신하는 거래 터미널의 방향으로 개방 동작이 행해지기 때문에, 기기를 사용하는 방법은 매우 직관적이다.
전자 열쇠는 바람직하게는 통상적인 휴대폰보다 작은 크기이다. 실시 형태에서, 전자 열쇠는 폐쇄 위치에서 약 5-8 ㎝ 사이의 길이를 가지며, 개방(전개) 위치에서 약 6-11 ㎝의 길이를 가지며, 폭은 약 2.5-3.5 ㎝이고, 두께는 약 0.75-1.25 ㎝이다.
도 7a-7d는 대안적인 실시 형태의 전자 열쇠(200)를 예시하고 있는데, 이 전자 열쇠는 폐쇄 위치에서 전자 열쇠(200)를 유지(retaining)하는데 기여하고, 전자 열쇠(200)를 개방하는데 기여하며, 일단 개방되었을 때 개방 위치에서 전자 열쇠(200)를 유지하는데 기여하는 스프링 클립(210)을 사용하고 있다. 도 7a는 "폐쇄" 위치에서 전자 열쇠(200)를 도시하고 있는 관통 도면이다. 전자 열쇠(100)와 마찬가지로, 전자 열쇠(200)는, 커버링 슬리브(covering sleeve, 230) 내에 배치되어 있는 센서 윈도우(225)를 갖는 베이스(220)를 포함하고 있다. 베이스(220)와 슬리브(230)는 서로서로에 대하여 슬라이딩 가능하게 결합되어 있다.
스프링 클립(210)은 적절한 방법으로 슬리브(230) 내에 고정되어 있고(anchored), 2개의 레그(legs, 212A, 212B)를 포함하고 있다. 베이스부(214)에서, 이들 레그(214A, 214B)는 전이 구역(transition region, 215)에 도달할 때까지, 그 2개의 레그 사이의 거리를 협소하게 하면서 서로를 향해 기울어져 있다. 이 전이 구역(215)에서, 2개의 레그(212A, 212B)는 그들 사이의 거리를 넓히면서 상호간에 멀어지도록 기울어져 있다. 이 레그는 한 쌍의 컵 모양 안착부(cupped seat portion, 218)에서 종료된다.
이 스프링 클립(210)은 하부 슬리브(230)에 대하여 고정되어 있다. 폐쇄 위치에 있을 경우, 이 스프링 클립의 베이스부(214)는, 예를 들어 베이스(220)의 돌출 바(protrusion bar) 또는 1쌍의 이격된 페그(222)인 적어도 하나의 돌출부 주위를 따라 끼워져 있다. 도면에 도시된 것과 같이, 페그(222)는 적어도 하나의 페그, 더욱 바람직하게는 1쌍의 페그를 포함하고 있다. 센서가 사용되고 있지 않은 경우에, 이와 같이 끼워져 있는 관계를 통하여 베이스(220)를 슬리브(230) 내에 견고하게 유지(hold)하는데 기여하기 때문에, 해당 기기가 의도하지 않게 개방될 가능성을 감소시키며, 아울러 베이스(220)가 슬리브(230)로부터 멀어지도록 슬라이딩되는 것에 대하여 일부 저항을 제공한다.
사용자의 활동에 의하여 베이스(220)가 슬리브(230)의 하부 단부로부터 멀어지도록 슬라이딩됨에 따라, 페그(222)는 베이스부(214)의 레그가 상호간에 멀어지는 방향으로 이동한다(cam). 도 7b에 도시된 것과 같이, 이 페그는 최종적으로 스프링 클립 레그(212a, 212b)의 전이 구역(215)에 도달한다.
도 7c에 도시된 것과 같이, 페그(222)가 전이 구역(215)을 지나치면, 구획(section, 216) 내의 레그(212a, 212b) 사이에서 점점-벌어지는 이격 거리로 인하여, 슬리브(230)로부터 이동하는 베이스(220)로의 저항이 감소하게 되어, 전자 열쇠(200)의 개방을 촉진시키는데 기여하게 된다.
마지막으로, 도 7d에 도시된 것과 같이, 완전 확장 위치에 있을 때, 스프링 클립(210)의 안착부(218)가 페그(222) 주변의 위치로 끼워져서(snap), 기기를 폐쇄하는 것에 대하여 일부 초기 저항을 제공한다(즉, 전자 열쇠를 개방 위치로 유지하는데 기여한다). 이해되고 있는 것과 같이, 기기를 폐쇄할 때(즉, 베이스(220)를 슬리브(230)의 내부로 회귀시킬 때), 스프링(210)은 반대 방식으로 작용한다. 즉, 레그 사이의 거리가 협소해지는 위치에서, 스프링 클립(210)은 구역(216)을 통과하는 페그(222)의 진행 방향에 맞서 전이 구역(215)을 향한 초기 저항을 제공한다. 페그(222)가 전이 구역(215)을 강제적으로 지나치면, 이동 방향에서의 베이스 구역(214) 내에서 스프링 클립(210)의 레그 사이의 거리가 증가하기 때문에, 도 7a에 도시된 것과 같이 베이스 구역(214)은 페그(222)가 안착부로 이동하는 것을 용이하게 한다.
도 8은, 본 명세서에서 설명된 전자 열쇠가 사용될 수 있는 하나의 예시적인 시스템에 대한 블록도이다. 이 시스템에서 전자 열쇠의 동작은 도 9 및 도 10과 관련해서 하기에서 더욱 상세하게 설명된다. 이 시스템(800)은 신용 거래 시스템(credit transaction system)으로서, 전자 열쇠(802), 단말기(804), 전자적 판매시점 정보관리(electronic point of sale, EPOS) 단말기(806, 또는 전자식 금전 등록기), 가맹점 서버(merchant server, 808), 거래기관 호스트(acquirer host, 810), 뱅크넷/지역 네트워크(banknet/regional network, 812) 및 발행기관 호스트(issuer host, 814)를 포함하고 있다. 단말기(804), EPOS 단말기(806), 서버(808, 810, 814) 및 네트워크(812)는 신용 산업에서 사용되는 신용 거래 시스템의 통상적인 구성으로서, 본 명세서에서 상세하게 설명될 필요가 없다. 간략히, 이들 구성은 (a) 신용 거래를 인증하기 위하여 전자 열쇠(802)로부터 데이터를 수신, (b) 필요하다면 온라인 PIN 입력 재촉(prompt), (c) 거래기관을 경유하여 발행기관으로 인증 요청 메시지 송신, (d) 응답 메시지에서 발행기관으로부터의 승인 또는 거부 수신, (e) 결제 메시지(clearing message)에서 사용하기 위한 단말기 기록(terminal log)에서의 거래 데이터 기록, (f) 필요하다면 수신 인쇄, 및 (g) 필요하다면 서명 재촉을 할 수 있도록 작동한다.
도 9는 본 명세서에서 설명된 예시적인 전자 열쇠의 영역 센서, 제어 및 통신 시스템(900)의 개략적인 블록도이다. 도 9에서 알 수 있는 것과 같이, 이 시스템(900)은 지문 영역 센서 어레이(904)와, 영역 센서 어레이(904)를 선택적으로 활성화/구동하고 데이터 수집 ASIC(902)의 컨트롤 하에서 센서 어레이(904)로부터의 정보를 판독하기 위한 행렬 선택부/디코더(row and column selectors/decoders, 906, 908)를 포함하고 있다. 데이터 수집 ASIC(902)은 (수동 소자인) 센서 어레이를 활성화시키고, 센서 어레이로부터 신호를 포획하여, 이 신호를 아날로그 값으로부터 디지털 값으로 변환하며, 어레이라인-어레이라인 별로 아날로그 값을 나타내는 디지털 데이터를 컨트롤 프로세서(930)로 제공하는 것을 책임지고 있다.
예시적인 실시 형태에서, 센서 어레이(904)는 활성 원리(active principle)에서 작동한다. 가장 효율적이고 정확한 감지 어레이(sensing array)는 활성 원리에 기초하고 있다. 능동 센서(Active sensor)는 주어진 자극에 대하여 특정 물리적 파라미터 응답(parameter response)을 정량화한다. 예를 들면, 능동 열 센서는 주어진 열 자극에 대하여 객체의 열전도도를 측정한다. 지문 센서 어레이(904)로서 사용될 수 있는 이러한 형태의 센서의 예는, 상기에서 참조를 위하여 통합되어 있는 Dinh Ⅰ 및 Dinh Ⅱ에 기술되어 있다. 자극에 대한 응답은 센서 어레이 내의 각각의 감지 부위(예컨대 픽셀)에 의하여 측정된다. 이 응답은 부분적으로는 제공된 자극에 대한 함수로서, 즉 자극이 크면 클수록 응답이 커진다. 이 센서 어레이 및 주변의 판독 및 동력 어드레싱 회로(surrounding reading and powering addressing circuitry)와 관련한 연결 관계는 예를 들면 하기 국제특허출원에 또한 기술되어 있다. 발명의 명칭을 "능동 센서 어레이를 위한 저 노이즈 아키텍처"로 하여 2010년 1월 5일자로 출원되고 2010년 7월 15일자로 WO 2010/080751호로 공개된 PCT/US10/20091호; 발명의 명칭을 "회로 복잡도를 감소시키기 위한 비-바이너리 디코더 아키텍처 및 컨트롤 신호 로직"으로 하여 2009년 11월 4일자로 출원되고 2010년 5월 14일자로 WO 2010/053938호로 공개된 PCT/US09/63202호; 발명의 명칭을 "감소된 노이즈 미분 경로를 통한 대규모 센서 어레이를 위한 전압 판독 기법"으로 하여 2009년 11월 3일자로 출원되고 2010년 5월 14일자로 WO 2010/053894호로 공개된 PCT/US09/63055호, 이들 문헌 각각의 전체 내용은 본 명세서에서 참조를 위하여 통합되어 있다.
전술한 특허 및 특허출원에서 기술된 것과 같이, 고성능 다결정 실리콘(폴리실리콘) 박막트랜지스터(TFTs)와 같이 저비용 반도체 전자 장치에서의 최근의 진보로 인하여, 감소된 비용으로 정확한 감지 어레이를 구현할 수 있게 되었다. 이러한 기술의 사용으로 인하여 감지 어레이로서 행렬 선택부/디코더(906, 908)와 같은 제어 회로를 동일한 패널 상에 통합할 수 있게 되어, 비용을 더욱 감소시키고 통합 수준을 더욱 증가시킨다.
컨트롤러 프로세서(930)는 중국의 Hangzhou synochip Technology Co., Ltd.로부터 구입할 수 있는 SYNOCHIP™ AS602 프로세서와 같은 특정 목적의 프로세서에 근거할 수 있는데, 이 컨트롤러 프로세서는 RISC 프로세서 및 지문 영상 처리, 비교 및 인증을 위한 어플리케이션을 포함하고 있다. 선택적으로, 컨트롤 프로세서(930)는 소프트웨어에서 임의 숫자의 공지된 콤팩트 지문 알고리즘을 실행(run)하도록 프로그램 되어 있는 범용 프로세서(generic processor)일 수 있다. 예시적인 하나의 범용 프로세서는 스위스 제네바 소재의 ST Microelectronics 사에서 구입할 수 있는 STM32F103 프로세서로서, 이 프로세서는 ARM-기반의 32-비트 MCT 아키텍처를 활용한다. 컨트롤 프로세서는 통상적인 I/O 수단(미도시)을 통하여, RF(무선) 전송부, 바람직하게는 양방향 RF 트랜시버(two-way RF transceiver, 912)와 통신한다. RF 트랜시버는 안테나(914)에 연결되어 있는 독립형(standalone) 트랜시버 컨트롤러 칩일 수 있다. 안테나(914)는 PCB 기판(124) 상에 형성될 수도 있으나, 더욱 바람직하게는 전자 열쇠 하우징의 외부 표면 상 또는 이 외부 표면에 근접하여 배치되거나, 하우징 내에 내장된다. 컨트롤 프로세서(930)는 CPU(910)와, 버스(908)를 경유하여 통신하는 ROM 및 RAM 메모리(이들을 합쳐서 메모리(916)로 도시함)를 포함하고 있다. 마이크로프로세서 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 것과 같이, CPU(910)는 메모리(916) 내에 포함되어 있는 작동 명령(operating instructions, 916a)에 따라 컨트롤러 프로세서(930)의 작동을 제어한다. CPU(910)는 데이터 수집 ASIC(902)로부터 데이터를 수신하고, RAM(916g)에 데이터를 일시적으로 저장하여, 영상 처리 기법(메모리 섹터(916f))을 사용하여, 지문 영상을 향상시키고, 제시된 손가락(일예로 엄지손가락)에 대한 특징적인 특성을 확인하여 지문 템플릿(fingerprint template)을 개발한다. CPU(910)는 메모리 섹터(916b) 내의 비교 알고리즘을 사용하여, 이렇게 개발된 지문 템플릿과 메모리 섹터(916c)에 사전에 저장된 참조 템플릿을 비교한다. 또한 CPU는 RF 트랜시버(912)를 제어하기 위한 RF 제어 명령(메모리 섹터(916e))에 접근하여, 거래에서 사용하기 위하여 안테나(914)를 경유하여, 메모리 섹터 (916d)로부터 얻어진 거래 데이터(즉, 사용자/카드 데이터, 비접촉 카드 판독부와의 교환을 위한 암호화 데이터(cryptographic data), 또는 거래의 특성에 따른 다른 거래 데이터)를 통신한다. 아울러 CPU(910)는 사용자와의 인터페이스를 위하여 LEDs(917)와 같은 다른 외부 기기와 통신한다.
도 9에 예시되어 있는 다양한 구성 부품들에 전력을 제공하기 위하여, 전원(902, 일예로 배터리)이 도시되어 있다. 배터리는 1회용(disposable)이거나 또는 다양한 재충전 가능한 것일 수 있다. 예를 들면, 배터리는 미니-USB 인터페이스(mini-USB interface)와 같은 외부 인터페이스(922)를 통하여 재충전될 수 있다. 실시 형태에서, 이 USB 인터페이스는 또한 전자 열쇠의 하나 이상의 프로세서에 대한 외부 통신 링크로서도 기능할 수 있다.
(파선 형태로 도시되어 있는) 선택적인 스마트카드 칩(918)이 또한 시스템(900) 내에 제공될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 컨트롤러(930)는 데이터 수집 ASIC(902)으로부터의 데이터를 수신, 저장 및 영상 처리하는 것을 여전히 책임지고 있다. 하지만, 컨트롤 프로세서(930)는 개발된 지문 템플릿을 스마트카드 칩(918)으로 제공하고, 스마트카드 칩은, 해당 업계에서 알려져 있는 것과 같이, 종종 매치-온-칩(match-on-chip) 또는 매치-온-카드(match-on-card) 작동으로서 언급되는, 온-카드(on-card) 생체 인식 비교를 수행하여 사용자를 인증한다. 사용자가 인증되면, 스마트카드 칩(918)은 표준 비접촉 스마트카드 거래 프로토콜에 따라 RF 트랜시버(912)를 제어하여 거래 데이터를 판독부로 전달한다. 실시 형태에서, 스마트카드 칩은 자체의 내장된 트랜시버를 포함할 수도 있다. 만약 스마트카드 칩(918)이 충분한 처리 능력을 가지고 있다면, 스마트카드 칩은 컨트롤러(930)의 제어 작동 및 영상 처리 작동을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 10은 전자 열쇠의 예시적인 작동 방법을 보여주는 플로 차트이다.
단계 1010에서, 사용자는 단말기(804)에 접근하고, (상술한 바 있는 단순하고 직관적인 한 손 방식을 통하여) 전자 열쇠를 개방하여, 지문 센서를 노출시키는 동시에 지문 센서 상으로 엄지손가락을 적절히 위치시켜, 본 공정이 개시된다. 바람직하게는, 사용자가 단말기(804)를 향하여 이동하여, RF 필드로 진입하기 전에 스캔이 개시될 수 있도록, 바람직하게는 스캔이 완료될 수 있도록, 단말기(804)의 RF 필드 내에 전자 열쇠를 배치하기 전에 이 행동이 개시된다.
단계 1020에서, 지문이 감지될 수 있도록 지문 센서 어레이에 전원이 공급된다. 실시 형태에서, 하우징을 연장시킴으로써 전자 열쇠가 활성화될 때 CPU로 전원이 켜진다(power on/up). 이는 전자적 또는 기계적 스위치(도 9의 스위치(924))에 의하여 구현될 수 있다. 마찬가지로, 전자 열쇠가 폐쇄될 때 전자 열쇠는 전원이 꺼진다(powered off/down). 기기 내에 관리 작업(administrative tasks)을 위한 통상의 호출(wake-ups)을 구비하여 대기 모드(standby mode)가 또한 구현될 수 있다. 단말기(804)의 RF 필드를 사용하여, 프로세서와 생체 인식 센서와 같은 전자 열쇠의 부품들에 전원을 공급할 수 있지만, 더욱 바람직하게는 이들 부품들은 전술한 것과 같은 기기 내의 배터리에 의하여 전원을 제공받는다. 기기가 RF 필드 내에 배치되기 전에, 배터리 전원을 제공하면 인증 작동이 개시될 수 있으며 바람직하게는 인증 작동이 종료될 수 있다.
단계 1030에서, "ID LED" (170)가 켜지고, 센서 어레이로부터 지문 데이터가 판독된다. ID LED가 켜졌다는 것은 지문 획득을 위하여 사용자의 지문이 지문 센서 상에 있으며, 인증 과정이 수행되고 있다는 것을 사용자에게 알려준다.
단계 1040에서, 센서 어레이로부터 판독된 지문 데이터는 저장된 지문 데이터에 대하여 비교된다. 보다 구체적으로, 상기에서 논의한 것과 같이, 영상 처리 기법을 사용하여 지문 템플릿이 생성 또는 개발되고, 사전-저장된 참조 템플릿과 비교된다.
단계 1050에서, 생성된 지문 템플릿과 저장된 지문 참조 템플릿이 일치하는지에 대하여 결정된다.
단계 1060에서, 만약 템플릿이 일치하지 않는다면, ID LED(170)이 꺼지고, OK LED(175)가 붉은 색으로 되어, 일치가 성공적이지 못하였다는 것을 사용자에게 알려준다. 이어서 과정은 단계 1070에서 종료한다.
단계 1080에서, 일치하는 것으로 판명되면, OK LED(175)가 녹색으로 되어, 일치가 성공하였다는 것을 사용자에게 알려준다. 성공적인 일치에 대한 시각적인 표시 이외에 또는 시각적인 표시를 대신해서, 청각적 표시(예컨대 삐-소리(beep) 또는 윙-소리(buzz)) 또는 심지어는 진동이 채택될 수도 있다.
단계 1090에서, 사용자가 전자 열쇠를 단말기(804)의 RF 필드 안으로 이동시켰다고 가정하면, 전자 열쇠는 RF 트랜시버 컨트롤러를 구동하여, 임의의 필요한 거래 데이터(예컨대 카드 및/또는 사용자 식별 데이터)를 트랜시버 컨트롤러에 제공하여, 거래에서 사용하기 위하여 터미널(804)로 전송될 수 있게 한다. 전자 열쇠와 단말기(804) 사이의 통신의 정확한 속성(natures)은 거래 속성 및 특정 거래에 적용될 수 있는 프로토콜에 달려있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 비접촉식 신용카드 거래 및 이 거래의 암호화 요구와 관련한 통신을 통제하는 공지된 가이드라인이 있다. 이러한 통신의 구체적인 내역은 본 발명의 일부를 구성하지 않으며, 본 명세서에 개시되어 있는 기기는 그 기기가 채택되는 임의의 거래 목적으로 변경될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
단계 1100에서, 전자 열쇠는 거래 데이터를 RF 트랜시버를 경유하여 단말기(804)로 전송한다. 과정이 종료하는 단계 1070에서, 이번에는 사용자가 전자 열쇠를 폐쇄하여 전자 열쇠의 전원을 끈다.
예시적인 실시 형태에서, 단계 1020에서 단계 1080까지는 바람직하게는 1초 이내가 소요된다. 이러한 방식으로, 사용자가 단말기에 접근하면 광범위한 처리 작업이 신속하게 처리될 수 있으며, 사용자는 단지 짧은 시간에 전자 열쇠를 단말기의 RF 필드로 유지(예컨대 신속 통과 모션이나 두드림 모션에 의하여)시켜 거래를 실행시키기만 하면 된다.
도 11은 전자 열쇠(100)의 하부 슬리브(112A)에 대한 대안적인 실시 형태의 단면도이다. 이 실시 형태에서, 하부 슬리브(112A)는 하부 슬리브(112A)의 상부 내부 표면에 매달려 있는 잠상 제거 수단(latent image removal means, 300)을 포함하고 있다. 다이(120)로부터 얻어진 임의의 잠재 지문 영상(latent fingerprint image)을 제거하기 위하여 기기가 슬라이딩되어 폐쇄될 때, 이 잠상 제거 수단(300)은 윈도우(132)를 통하여 다이(120)의 상부 표면에 결합한다. 지문이 범죄 현장에 남아 있는 것과 같이, 잠재 지문 영상은 오일과 먼지로부터 다이 상부에 남아 있을 수 있다. 다이 표면으로부터 이들 영상을 "들어내는 것(lift)"이 가능할 수 있다. 보안성을 더욱 개선할 수 있도록, 다이 표면에 잔존하는 임의의 잠상의 전부 또는 일부를 가리기 위하여(obscure, 예컨대 없애거나(clean), 흐리게 하거나(smudge) 등), 그에 따라 전자 열쇠가 분실되거나 도난당하였다면 그 기기를 쓸모없게 만들기 위하여, 기기가 슬라이딩되어 폐쇄될 때 잠상 제거 수단(300)은 다이 표면을 닦아 낼 수 있도록(wipe) 위치하고 있다. 잠상 제거 수단은 센서 영역 표면의 전체 폭을 덮을 수 있는 크기를 가지거나, 또는 임의의 잠상을 가리기에 충분한 센서 영역의 일부분 또는 몇몇 부분만을 가리는 크기를 가질 수 있다. 이와 같은 의도된 목적을 위하여 다른 적절한 물질이 또한 채택될 수 있지만, 잠상 제거 수단에 대한 예시적인 하나의 물질로는 실리콘을 포함한다.
도 12는 전자 열쇠(100)의 하단 캡(116A)에 대한 대안적인 실시 형태의 부분 측면도로서, 이 캡(116A)은 폐쇄 위치에서 전자 열쇠(100)를 고정하기 위한 마그네트(400)를 가지고 있다. 예시적인 실시 형태에서, 접착제나 강제 맞춤에 의하는 것과 같은 방식으로, 하나 이상의 마그네트(400)는 하단 캡(116A)의 내부 표면에 고정된다. 전자 열쇠가 폐쇄될 때, 마그네트로 끌어 당겨지는 자성체 물질이 메인 전면 커버(130) 및/또는 메인 배면 커버(128)로 제공된다. 스프링 부재(136) 이외에 또는 스프링 부재를 대체하여, 전자 열쇠가 사용자에 의하여 개방될 때까지, 이 마그네트는 전자 열쇠를 폐쇄 위치로 유지하는데 기여한다.
신용 거래 또는 직불 거래(debit transactions)와 같은 거래를 수행하는 것과 관련하여 본 명세서에서 설명하고 있으나, 전자 열쇠의 사용은 이에 한정되지 않으며, 다른 형태의 거래에서 사용하기 위한 변경이 고려될 수 있다. 이러한 변경은 통상적으로 상술한 데이터 모듈(916d)에 저장되어 있는 거래 데이터의 속성과, 필요하다면, 메모리(916)의 동작 명령(916a) 및/또는 RF 컨트롤(916e)의 변화만을 수반할 뿐이다. 단지 예시적인 실시예에 의하여, 전자 열쇠는, 몇몇 자원(유형 또는 무형)으로의 접근을 위하여 신속하고 신뢰성 있는 인증이 소망되는 분야인, 설비, 시간 및 참석 기능, 보안, 경매, 데이터 접근, 컴퓨터 접근, 계정 접근, 문서 제어 또는 다른 응용분야의 접근 제어를 위하여 사용될 수 있다.
비록 본 발명은 예시적인 실시 형태와 관련하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위와 균등 범위를 이탈하지 않으면서 통상의 기술자에 의하여 창안될 수 있는 본 발명의 다른 변형과 변경을 포함하도록 첨부한 청구의 범위는 폭 넓게 해석되어야 한다.

Claims (26)

  1. 전자 열쇠로서,
    손가락을 수용하기 위한 표면을 갖는 지문 영역 센서를 포함하는 생체 인식 센서;
    상기 생체 인식 센서로부터 얻어진 생체 인식 정보와, 개인을 위하여 저장된 생체 인식 정보에 기초하여 상기 전자 열쇠의 사용자를 인증하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컨트롤러;
    상기 사용자를 인증하면, 저장된 거래 정보를 판독부로 통신하기 위한 RF(무선) 전송부;
    상기 생체 인식 센서를 지지하기 위한 베이스와, 상기 베이스와 슬라이딩 가능하게 결합하는 커버 슬리브로서 상기 베이스가 상기 슬리브로부터 연장되고 상기 슬리브의 내부로 수축될 수 있게 하여 사용자의 인증에 따라 상기 지문 영역 센서를 선택적으로 노출시킬 수 있는 커버 슬리브를 포함하는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 베이스의 한-손 이동을 촉진할 수 있도록 사용자에 의하여 확장 위치로 개인의 손가락을 결합하기 위한 수단을 포함하고, 상기 손가락을 결합하기 위한 수단은 상기 사용자의 손가락 끝을 결합하기 위한 레지(ledge)를 포함하며,
    상기 레지는 상기 손가락 끝과 짝을 이루도록 아치 형태이며, 상기 베이스가 상기 지문 영역 센서의 표면을 노출시키는 완전 확장 위치에 있을 경우에 상기 지문 영역 센서의 표면으로 상기 손가락을 위치시킬 수 있도록 상기 레지가 배치되어 있는 전자 열쇠.
  2. 제 1항에 있어서, 사용자에 선택에 따라 수축 위치 및 연장 위치로 상기 베이스를 유지하기 위한 수단을 더욱 포함하는 전자 열쇠.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 베이스를 유지하기 위한 수단은, 상기 커버 슬리브에 대하여 고정된 제 1 단부 및 상기 베이스에 부착된 제 2 단부를 가지는 스프링 요소를 포함하는 전자 열쇠.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 스프링 요소는 활 모양(bowed) 스프링 요소를 포함하는 전자 열쇠.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 베이스를 유지하기 위한 수단은, 상기 커버 슬리브 내에 고정된 스프링 클립 및 상기 스프링 클립을 결합(engaging)하기 위하여 베이스 상에 배치되어 있는 적어도 하나의 돌출부(protrusion)를 포함하는 전자 열쇠.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 스프링 클립은, 상기 베이스를 수축 위치에 유지하기 위하여 상기 적어도 하나의 돌출부와 결합하기 위한 제 1 부분과, 상기 베이스를 확장 위치에 유지하기 위하여 상기 적어도 하나의 돌출부와 결합하기 위한 제 2 부분과, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 전이 구역을 포함하는 전자 열쇠.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서, 상기 베이스는 상기 지문 영역 센서의 표면이 노출되는 윈도우를 가지며, 상기 베이스는 상기 지문 영역 센서의 표면으로 상기 손가락을 안착하기 위하여 상기 윈도우 주변에 형성된 오목 안착 영역(recessed seat area)을 더욱 포함하는 전자 열쇠.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 지문 영역 센서의 표면으로부터 잠재 지문 영상을 제거 또는 흐리게 하는 수단을 포함하는 전자 열쇠.
  12. 제 1항에 있어서, 인증 과정이 수행되고 있다는 것을 상기 사용자에게 시각적으로 지시하기 위한 수단을 더욱 포함하는 전자 열쇠.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 사용자의 성공적인 인증을 사용자에게 시각적으로 지시하기 위한 수단을 더욱 포함하는 전자 열쇠.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 베이스와 상기 커버 슬리브 사이에 연결되어 있으며 수축 위치 및 확장 위치에서 상기 베이스를 유지하기 위한 수단과, 수축 및 확장 위치 사이의 전이를 용이하게 하기 위한 전이 수단(transition means)을 더욱 포함하는 전자 열쇠.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 지문 영역 센서의 표면을 노출시키는 확장 위치로의 상기 베이스의 한-손 이동을 촉진하기 위하여 개인의 엄지손가락을 결합하기 위한 수단과, 상기 베이스가 완전 확장 위치에 있을 경우에 상기 센서 상부로 상기 엄지손가락을 배치하기 위한 수단을 포함하는 전자 열쇠.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 지문 영역 센서와 상기 컨트롤러 사이에 결합된 데이터 수집 ASIC을 더욱 포함하는 전자 열쇠.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 컨트롤러 중 적어도 하나의 프로세서는 상기 데이터 수집 ASIC에 의하여 제공된 영상 데이터를 지문 템플릿으로 처리하고, 상기 사용자를 인증하기 위하여 상기 지문 템플릿을 참조 템플릿과 비교하도록 작동할 수 있는 전자 열쇠.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 컨트롤 프로세서와 스마트카드 프로세서를 포함하며, 상기 컨트롤 프로세서는 상기 데이터 수집 ASIC에 의하여 제공된 영상 데이터를 지문 템플릿으로 처리하고 상기 지문 템플릿을 상기 스마트카드 프로세서로 제공하도록 작동할 수 있으며, 상기 스마트카드 프로세서는 상기 사용자를 인증하기 위하여 매치-온-칩(match-on-chip) 작동을 수행하도록 작동할 수 있는 전자 열쇠.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 스마트카드 프로세서는, 상기 사용자가 인증되면 저장된 거래 정보를 판독부로 통신하기 위한 RF(무선) 전송부를 제어하도록 작동할 수 있는 전자 열쇠.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 전자 열쇠는 내부 배터리 공급부와, 상기 내부 배터리 공급부를 재충전하기 위한 외부 인터페이스를 포함하는 전자 열쇠.
  21. 스마트카드 거래에서 사용하기 위한 전자 열쇠로서,
    손가락을 수용하기 위한 표면을 갖는 지문 영역 센서;
    상기 지문 영역 센서로부터 얻어진 생체 인식 정보와, 개인을 위하여 저장된 생체 인식 정보에 기초하여 상기 전자 열쇠의 사용자를 인증하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서;
    상기 사용자가 인증되고 RF(무선) 판독부의 RF 영역 내에 상기 전자 열쇠가 존재하면 상기 적어도 하나의 프로세서의 제어에 따라 저장된 스마트카드 정보를 RF 판독부로 통신하기 위한 RF 트랜시버(tranceiver);
    하우징으로서, 상기 생체 인식 센서를 지지하기 위한 베이스와, 공동(cavity)을 정의하는 커버를 포함하며, 상기 베이스는 상기 커버에 대하여 슬라이딩 가능하도록 결합되어 있어서 상기 베이스가 상기 공동으로부터 연장되고 상기 공동 내부로 수축될 수 있게 하는 하우징; 및
    상기 베이스와 상기 커버를 연결하는 스프링 요소로서, 상기 스프링 요소는, 상기 베이스가 상기 공동 내부에서 수축되어 있는 경우에 상기 베이스가 수축 위치로 유지되게 하고, 상기 베이스가 상기 공동으로부터 연장되어 있는 경우에 상기 베이스가 연장 위치로 유지되도록 구성되어 있는 스프링 요소를 포함하고,
    상기 하우징은, 상기 전자 열쇠가 상기 사용자의 폐쇄된 손에 안착되었을 경우에 상기 사용자의 엄지손가락 끝을 결합하도록 위치하는 레지를 포함하고 있어서, 상기 레지에 맞서 상기 사용자의 엄지손가락을 밀어 사용자의 엄지손가락을 뻗음으로써, 사용자는 상기 베이스를 수축 위치에서 연장 위치로 이동시킬 수 있으며, 상기 베이스가 완전 연장 위치에 있을 경우에, 상기 사용자의 엄지손가락은 상기 지문 영역 센서의 표면에 위치할 수 있도록 상기 레지가 위치하고 있는 전자 열쇠.
  22. 스마트카드 거래에서 사용하기 위한 전자 열쇠로서,
    손가락을 수용하기 위한 표면을 갖는 지문 영역 센서;
    상기 지문 영역 센서로부터 얻어진 생체 인식 정보와, 개인을 위하여 저장된 생체 인식 정보에 기초하여 상기 전자 열쇠의 사용자를 인증하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서;
    배터리;
    상기 사용자가 인증되고 RF(무선) 판독부의 RF 영역 내에 전자 열쇠가 존재하면 저장된 스마트카드 정보를 RF 판독부로 통신하기 위한 RF 트랜시버(tranceiver);
    하우징으로서, 상기 하우징은,
    상기 지문 영역 센서, 상기 적어도 하나의 프로세서, 상기 배터리 및 상기 RF 트랜시버를 수용하는 베이스로서, 상기 지문 영역 센서의 표면은 상기 베이스의 외측 표면의 윈도우를 통하여 노출되어 있는 베이스와;
    상기 베이스에 대한 커버로서, 상기 커버는 공동(cavity)을 정의하는 장축(major) 슬리브부, 및 상기 지문 영역 센서의 표면에 인접한 상기 베이스의 단부 상에 배치되어 있는 단축(minor) 슬리브부를 포함하고 있으며, 상기 베이스는 상기 장축 슬리브부에 대하여 슬라이딩 가능하게 결합되어 있어서 상기 베이스가 상기 공동으로부터 연장되고 상기 공동 내부로 수축할 수 있으며, 이에 따라 상기 베이스가 수축 위치에 있는 경우에는 상기 지문 영역 센서의 표면은 상기 장축 슬리브부로 덮여 있으며, 상기 베이스가 연장 위치에 있는 경우에는 상기 지문 영역 센서의 표면은 노출되어 있는 커버를 포함하고,
    상기 단축 슬리브부와 상기 베이스의 외측 표면은 합쳐져서 레지(ledge)를 형성하며, 상기 전자 열쇠가 사용자의 폐쇄된 손 안에 안착되었을 경우에 상기 레지는 상기 사용자의 엄지손가락 끝을 결합하도록 위치하고 있어서, 상기 레지에 맞서 사용자의 엄지손가락을 밀어 사용자의 엄지손가락을 뻗음으로써, 사용자는 상기 베이스를 수축 위치에서 연장 위치로 이동시킬 수 있으며,
    상기 베이스가 완전 연장 위치에 있을 경우에, 상기 사용자의 엄지손가락은 상기 지문 영역 센서의 표면에 위치할 수 있도록 상기 레지가 위치하고 있는 전자 열쇠.
  23. 삭제
  24. 제 22항에 있어서, 상기 레지는 엄지손가락 끝의 형상에 전체적으로 일치하도록 굽어져 있는 전자 열쇠.
  25. 제 22항에 있어서, 상기 베이스의 상부 표면은, 상기 사용자의 엄지손가락을 안착시키기 위하여, 상기 윈도우의 주변을 따라 오목 안착 영역을 갖는 전자 열쇠.

  26. 전자 열쇠로서,
    손가락을 수용하기 위한 표면을 갖는 지문 영역 센서를 포함하는 생체 인식 센서;
    상기 생체 인식 센서로부터 얻어진 생체 인식 정보와, 개인을 위하여 저장된 생체 인식 정보에 기초하여 상기 전자 열쇠의 사용자를 인증하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컨트롤러;
    상기 사용자를 인증하면, 저장된 거래 정보를 판독부로 통신하기 위한 RF(무선) 전송부;
    하우징으로서, 상기 생체 인식 센서를 지지하기 위한 베이스와, 상기 베이스와 슬라이딩 가능하게 결합하는 커버 슬리브로서 상기 베이스가 상기 슬리브로부터 연장되고 상기 슬리브의 내부로 수축될 수 있게 하여 사용자의 인증에 따라 상기 지문 영역 센서를 선택적으로 노출시킬 수 있는 커버 슬리브를 포함하는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은, 상기 지문 영역 센서의 표면을 노출시키는 확장 위치로의 상기 베이스의 한-손 이동을 촉진할 수 있도록 개인의 엄지손가락을 결합하기 위한 수단과, 상기 베이스가 완전 확장 위치에 있을 경우에 상기 지문 영역 센서의 표면으로 상기 엄지손가락을 배치시키기 위한 수단을 포함하는 전자 열쇠.
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