KR101730835B1 - 복수의 손가락에 대하여 사용자 생체정보를 스캐닝 하는 방법 및 이를 위한 생체정보 인식장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생체정보 인식장치 및 상기 장치가 기판 상에 위치되는 복수의 손가락에 대하여 사용자의 생체정보를 스캐닝 하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 기판 상에 사용자가 복수의 손가락을 위치시키는 경우 기판 상의 압전 소자들을 선택적으로 활성화 시켜 스캐닝을 하는 것에 관한 것이며, 나아가 복수의 손가락이 위치될 때의 패턴을 인식하여 사용자 인증시 참조할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 생체정보 인식장치 및 상기 장치가 기판 상에 위치되는 복수의 손가락에 대하여 사용자의 생체정보를 스캐닝 하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 기판 상에 사용자가 복수의 손가락을 위치시키는 경우 기판 상의 압전 소자들을 선택적으로 활성화 시켜 스캐닝을 하는 것에 관한 것이며, 나아가 복수의 손가락이 위치될 때의 패턴을 인식하여 사용자 인증시 참조할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
사용자 인증은 모든 금융 거래를 함에 있어 반드시 필요한 절차라 할 것이며 특히 최근에는 네트워크 및 휴대용 단말기의 발달로 모바일 금융에 대한 관심이 높아지면서 덩달아 빠르고 정확한 사용자 인증 장치, 인증 방식에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, 사용자의 손가락 지문은 위와 같은 수요를 충족시킬 수 있는 인증 매개 중 하나로서 많은 사업자 및 개발자들은 사용자의 지문을 활용하여 인증을 할 수 있는 장치 및 방식을 계속하여 발전시켜 나가고 있다.
최근 들어서는 지문 인식 장치와 관련하여 종래 광학 방식으로 지문의 이미지를 캡쳐하던 방식에서 벗어나 초음파를 발생시켜 지문의 형태를 파악하는 소위 초음파 방식에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
한편, 초음파를 이용하여 사용자의 지문을 비롯한 생체정보를 스캐닝하는 과정은 궁극적으로는 사용자를 정확하게 특정해 내고 이를 인증하기 위한 것인데, 이를 위해서는 해당 사용자를 특정하기 위한 보다 다양한 인자들이 요구된다.
본 발명은 특히 사용자를 정확하게 특정하기 위해 다양한 패턴을 인식케 하는 것이며, 나아가 본 발명은 스캐닝 진행시 기판 상의 압전 소자들을 선택적으로 활성화 시켜 보다 효율적으로 생체정보를 획득할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 이러한 기술적 배경을 바탕으로 발명되었으며 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.
본 발명은 생체정보 인식장치가 기판 상에 위치되는 복수의 손가락에 대해 스캐닝을 하게 함으로써 인식률 및 정확도를 높이는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 기판 상에 손가락이 위치되는 순서, 각 손가락이 위치 되는 시점 간의 시간 간격 등을 참조하여 사용자를 더 효과적으로 특정해 낼 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 기판 상에 배열된 압전 소자들을 선택적으로 활성화 시킴으로써 초음파 신호 발생 및 반사된 신호 수신시 간섭에 의한 효과를 최소화 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 기판 상에 손가락이 위치한 영역을 중심으로 소수의 압전 소자들만을 활성화 시킴으로써 스캐닝 시간 및 자원 소비를 줄이는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법은 (a) 기판 상에 복수의 손가락이 위치된 상태를 인식하는 단계; (b) 기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하는 단계; (c) 상기 손가락에 의해 반사된 신호를 기초로 생체정보를 획득하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법에 있어서 상기 (b)단계는, 복수의 압전 소자들 중 특정 압전 소자를 신호 생성 소자로 설정하는 단계; 상기 신호 생성 소자 이외의 압전 소자들 중 하나 이상의 압전 소자를 신호 수신 소자로 설정하는 단계; 상기 신호 생성 소자를 활성화시켜 초음파 신호를 발생시키는 단계; 상기 신호 수신 소자를 활성화시켜 반사파 신호를 수신하되, 상기 반사파 신호는 신호 생성 소자에 의해 발생된 초음파 신호가 손가락에 의해 반사된 것을 특징으로 하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법에 있어서 상기 압전 소자들은 기판 상에 복수의 행과 복수의 열을 갖는 행렬 형태로 배열된 것을 특징으로 할 수 있고, 또는 상기 압전 소자들은 복수의 행을 이루어 배열되되, 임의 행을 구성하는 압전 소자들은 상기 임의 행의 전순위 행을 구성하는 압전 소자들 또는 상기 임의 행의 후순위 행을 구성하는 압전 소자들과 어긋나게 배열된 것을 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법에 있어서 상기 (a)단계는, 기판 상에 각 손가락이 위치되는 순서를 더 인식하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 또는 상기 (a)단계는 기판 상에 각 손가락이 위치되는 시점의 시간 간격을 더 인식하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법은 기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하는 (d)단계를 더 포함하되, (b)단계에서 발생시킨 초음파 신호와 다른 주파수 크기의 초음파 신호를 발생시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 이 때, 상기 (d)단계에서 발생된 초음파 신호가 상기 손가락 내 혈관 또는 뼈에 의해 반사된 신호를 수신하여 추가 생체정보를 획득하는 (e)단계;를 더 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 생체정보 인식장치는 기판; 상기 기판 상에 배열된 복수의 압전 소자들; 및 제어부; 를 포함하되, 상기 제어부는, 기판 상에 복수의 손가락이 위치된 상태를 인식한 후 기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하며, 상기 손가락에 의해 반사된 신호를 기초로 생체정보를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면 사용자를 보다 정확하게 특정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 스캐닝 영역을 효과적으로 줄일 수 있으며, 스캐닝에 필요한 압전 소자들을 최소한으로 제한할 수 있어 생체정보 스캐닝에 소요되는 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 위조 지문에 의한 인증사고를 예방할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생체정보 스캐닝 방법의 진행 과정을 간략히 나타낸 것이다.
도 2는 기판 상에 손가락을 위치시키는 순서를 인식하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 기판 상에 손가락이 위치되는 시점의 시간 간격을 인식하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 생체정보 인식장치가 압전 소자들을 선택적으로 활성화 시켜 일련의 인식행을 형성시키고 이를 이용하여 생체정보를 스캐닝하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 7은 기판 상 행렬 모양으로 형성된 압전 소자들이 1행, 1열씩 활성화 되어 생체정보를 스캐닝하는 모습을 나타낸 것이다.
도 8은 기판 상 전후 행이 어긋나게 형성된 압전 소자들이 1행, 1열씩 활성화 되어 생체정보를 스캐닝 하는 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 기판 상 행렬 모양으로 형성된 압전 소자들이 복수 행을 이루어 하나의 인식행을 구성한 모습을 나타낸 것이다.
도 10은 상기 도 9와 같은 인식행이 설정된 상태에서 개별 압전 소자들이 선택적으로 활성화 되어 스캐닝 하는 모습을 나타낸 것이다.
도 11은 기판 상 전후 행이 어긋나게 형성된 압전 소자들이 복수 행을 이루어 하나의 인식행을 구성한 모습을 나타낸 것이다.
도 12는 상기 도 11과 같은 인식행이 설정된 상태에서 개별 압전 소자들이 선택적으로 활성화 되어 스캐닝 하는 모습을 나타낸 것이다.
도 13은 사용자의 손가락이 기판 상에 닿은 영역에 존재하는 압전 소자들만을 활성화 시키는 실시예를 나타낸 것이다.
도 14는 생체정보 인식장치가 서로 다른 주파수의 초음파를 발생시켜 2 개의 생체정보를 획득하는 과정을 순서대로 나타낸 것이다.
도 2는 기판 상에 손가락을 위치시키는 순서를 인식하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 기판 상에 손가락이 위치되는 시점의 시간 간격을 인식하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 생체정보 인식장치가 압전 소자들을 선택적으로 활성화 시켜 일련의 인식행을 형성시키고 이를 이용하여 생체정보를 스캐닝하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 7은 기판 상 행렬 모양으로 형성된 압전 소자들이 1행, 1열씩 활성화 되어 생체정보를 스캐닝하는 모습을 나타낸 것이다.
도 8은 기판 상 전후 행이 어긋나게 형성된 압전 소자들이 1행, 1열씩 활성화 되어 생체정보를 스캐닝 하는 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 기판 상 행렬 모양으로 형성된 압전 소자들이 복수 행을 이루어 하나의 인식행을 구성한 모습을 나타낸 것이다.
도 10은 상기 도 9와 같은 인식행이 설정된 상태에서 개별 압전 소자들이 선택적으로 활성화 되어 스캐닝 하는 모습을 나타낸 것이다.
도 11은 기판 상 전후 행이 어긋나게 형성된 압전 소자들이 복수 행을 이루어 하나의 인식행을 구성한 모습을 나타낸 것이다.
도 12는 상기 도 11과 같은 인식행이 설정된 상태에서 개별 압전 소자들이 선택적으로 활성화 되어 스캐닝 하는 모습을 나타낸 것이다.
도 13은 사용자의 손가락이 기판 상에 닿은 영역에 존재하는 압전 소자들만을 활성화 시키는 실시예를 나타낸 것이다.
도 14는 생체정보 인식장치가 서로 다른 주파수의 초음파를 발생시켜 2 개의 생체정보를 획득하는 과정을 순서대로 나타낸 것이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.
도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본격적으로 스캐닝 방법에 대해 설명하기에 앞서, 스캐닝의 주체가 되는 생체정보 인식장치의 기본 구조에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 생체정보 인식장치는 필수적 구성요소로서 기판, 상기 기판상에 형성된 복수의 압전 소자, 그리고 상기 압전 소자들을 인식행으로 설정하고 이를 선택적으로 활성화 시키기 위한 제어부를 포함한다.
먼저 기판은 복수의 압전 소자들이 형성되는 판으로, 절연기판 표면에 도체 패턴을 형성할 수 있는 절연 재료를 의미한다. 상기 기판은 그 자체로서 강성이 있거나 또는 유연성이 있을 수 있으며, 상기 기판의 제조 원료로는 소다 라임 유리 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화 유리, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 프로필렌 글리콜, 폴리 카보네이트 등의 강화 혹은 연성 플라스틱, 사파이어 등을 포함할 수 있다.
상기 기판은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판, 커브드(curved) 기판, 벤디드(bended) 기판일 수 있으며, 이러한 기판을 포함하는 생체정보 인식장치도 해당 생체정보 인식장치가 구비될 단말기의 용도 및 기능에 따라 플렉서블, 커브드, 벤디드 특성을 가질 수 있게 된다.
한편, 바람직한 실시예로서 상기 기판은 PCB(인쇄 회로 기판)로 이루어질 수 있다. PCB기판은 회로 설계를 근거로 회로부품을 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현하며, 절연물 상에 전기도체를 재현할 수도 있고, 전기부품을 탑재하고 이를 회로적으로 연결하는 배선을 형성시킬 수 있으며, 부품의 전기적 연결기능 외 부품들을 단단하게 고정시킬 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 생체정보 인식장치는 커버 기판을 더 구비할 수도 있다. 커버 기판은 기판 상에 형성되는 복수의 압전 소자들의 위쪽에 형성되는 것으로, 이는 사용자의 손가락이 직접 닿는 기판을 의미한다. 상기 커버기판은 앞서 언급한 기판과 동일한 제조 원료가 활용될 수도 있으나, 바람직하게는 유리로 구현될 수 있다.
다음으로 상기 기판 상에 형성되는 복수의 압전 소자들은 초음파 신호를 발생시키거나 또는 외부로부터 상기 초음파 신호가 반사된 것을 수신하는 기능을 하는 것이다 상기 압전 소자들은 기판 상에 설계자가 원하는 형태의 전극을 패터닝 한 후 패터닝 된 전극 상에 납, 지르코늄, 티타늄이 혼합된 물질을 코팅시켜 형성시킬 수 있다.
본 발명에서의 압전 소자들은 종래 지문 인식 장치에서 세라믹 구조체를 기판 또는 도전성 전극 상에 하나 하나 개별적으로 배치하는 것과 달리 하나의 평면 기판 상에 임의의 모양대로 전극을 패터닝하고, 상기 임의 모양의 전극 상에 PZT 성분의 코팅층을 적층시켜 압전 소자군을 형성시킬 수 있다는 점에서 공정상의 차이점이 존재한다. 이 때 상기 전극 상에 PZT 성분의 코팅층을 적층시키는 방법에는 전극 패터닝이 완성된 기판을 PZT 성분을 포함하는 용액에 넣는 방법 또는 전극 패터닝이 완성된 기판 상에 PZT 성분의 코팅막을 전사시키는 방법 등 다양한 방법이 존재할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 생체정보 인식장치는 후술하겠지만 도 7 또는 도 8에서와 같은 형태로 압전 소자들이 형성되는 것을 전제로 한다. 즉, 전술한 방식에 따라 압전 소자들을 형성시키는 경우 설계자가 기판 상에 어떤 모양으로 전극 패터닝을 하였는지에 따라 압전 소자들의 배열은 다양할 수 있겠으나, 본 상세한 설명에서는 도 7 또는 도 8에서와 같이 배열되어 있는 것을 전제로 설명하기로 한다.
또한 본 상세한 설명에서는 인식행 또는 인식열과 같은 용어를 정의하여 사용하게 되는데, 인식행이란 상기 복수 개의 압전 소자들을 포함하는 기판 상 가상의 행을 의미하는 것이며 인식열은 기판 상 가상의 열을 의미하는 것으로 이해된다. 이 때 상기 인식행 및 인식열은 제어부에 의해 설정된다.
제어부는 앞서 언급한 것과 같이 복수의 압전 소자들을 임의의 인식행 또는 인식열로 설정하고 이들을 선택적으로 활성화 시키는 기능을 한다.
구체적으로, 상기 제어부는 기판 상에 존재하는 복수의 압전 소자들 중 일부를 인식행으로 설정하고, 각 인식행을 구성하는 압전 소자들을 활성화 시킴으로써 활성화 된 소자들로 하여금 초음파 신호를 발생시키고 반사파를 수신하도록 하여 사용자의 생체정보를 파악할 수 있게 제어하는 역할을 한다.
한편 상기 제어부는 압전 소자들을 활성화 시키는 것 외에 기판 상에 복수의 손가락이 위치된 상태를 인식한 후 기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하며, 상기 손가락에 의해 반사된 신호를 기초로 생체정보를 획득하는 것을 총체적으로 제어한다.
이와 같은 제어부는 적어도 하나의 연산 수단과 저장 수단을 포함할 수 있으며, 이 때 연산 수단은 범용의 중앙연산장치(CPU)일 수도 있고, 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수도 있다. 또한, 저장 수단으로는 휘발성 메모리 소자, 비휘발성 메모리 소자 또는 비휘발성 전자기적 저장 소자가 활용될 수 있다.
한편, 본 발명에서의 압전 소자들은 각각이 개별적으로 활성화가 가능하며 상기 제어부 역시 각각의 압전 소자들을 독립된 식별자로 구분하여 제어할 수 있는데, 이에 따라 종래의 지문 인식 장치와는 전혀 다른 방식으로 사용자 생체정보 인식과정, 즉 스캐닝 과정을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생체정보 인식장치의 스캐닝 방법을 간략히 도시한 것이다.
도 1을 참조할 때 본 발명에 따른 스캐닝 방법은 크게 생체정보 인식장치가 기판 상에 복수의 손가락이 위치된 상태를 인식하는 1단계, 기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하는 2단계, 반사된 초음파 신호를 기초로 생체정보를 획득하는 3단계를 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 스캐닝 방법은 복수의 손가락이 기판 상에 위치될 것을 전제로 하고, 복수 손가락이 기판 상에 위치되는 순서, 각 손가락이 위치되는 시점 간의 간격 등 손가락이 위치된 상태 등을 추가적으로 인식하는 것을 특징으로 하며, 이후 손가락으로부터의 지문, 혈관, 뼈 이미지 등과 같은 생체정보를 획득하기 위해 압전 소자들을 선택적으로 활성화 시킨다.
먼저 생체정보 인식장치가 기판 상에 복수의 손가락이 위치된 상태를 인식하는 1단계에 대해 살펴본다.
생체정보 인식장치는 사용자가 기판 상에 복수의 손가락을 위치시키는 경우 이를 인식하며, 인식과 동시에 생체정보 스캐닝을 시작하게 된다. 사용자는 복수의 손가락을 동시에 기판 상에 위치시킬 수도 있고, 또는 각각의 손가락을 순서에 따라 위치시킬 수도 있다.
생체정보 인식장치가 상기 손가락의 위치된 상태를 인식하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 예를 들어 기판 상에 형성되어 있는 압전 소자를 활용하여 압력이 가해지는 영역을 감지해 냄으로써 인식할 수 있다. 즉, 압전 소자는 외부로부터의 물리적인 압력이 가해지는 경우 분극 현상이 발생하여 신호를 생성할 수 있는데, 압전 소자의 이러한 성질을 이용하여 생체정보 인식장치는 기판 상의 어느 영역에 압력이 가해지고 있는지를 파악할 수 있게 된다. 한편, 위 실시예는 하나의 실시예에 불과한 것이며 기판 상에 인체가 접하고 있는지에 대해서는 다수의 방법이 알려져 있으므로 이를 참고하기로 한다.
다른 한편, 본 발명에 따른 생체정보 스캐닝 방법의 1단계에서는 복수의 손가락이 기판 상에 위치하였다는 사실을 인식하는 것뿐 아니라 손가락이 어떻게 위치되었는지에 대해서도 추가적으로 인식할 수 있다.
도 2는 생체정보 인식장치가 손가락이 위치되는 순서를 인식하는 실시예를 나타낸 것이다. 즉, 사용자로서는 사전에 손가락을 위치시키는 순서를 정하여 별도의 데이터베이스에 저장해 둘 수 있으며, 생체정보 인식장치로서는 손가락이 위치되는 순서를 인식한 후 이를 상기 데이터베이스 내 저장된 정보와 비교하여 사용자 인증에 참조할 수 있다.
가령, 어느 특정 사용자는 검지, 약지, 중지, 소지, 엄지 순으로 각 손가락을 위치시킴으로써 그 순서를 데이터베이스에 등록시킬 수 있으며, 사용자 인증시에는 도 2와 같이 저장한 순서대로 손가락을 기판에 접하게 함으로써 생체정보 인식장치로 하여금 해당 사용자를 특정할 수 있게 할 수 있다.
한편 도 3은 생체정보 인식장치가 손가락이 위치되는 순서뿐 아니라 각 손가락이 위치되는 시점의 시간 간격을 더 인식하는 실시예를 나타낸 것이다. 즉, 사용자는 각 손가락을 기판 상에 위치시키되 각 손가락이 닿는 시점의 간격을 조절하여 위치시킬 수 있는데, 생체정보 인식장치로서는 손가락이 위치되는 순서 및 그 간격을 인식함으로써 사용자를 특정해 낼 수 있다. 예를 들어 특정 사용자는 고유 리듬에 따라 각 손가락을 기판 상에 접촉시킬 수 있는데, 상기 고유 리듬은 손가락이 기판에 닿는 시점 간의 시간을 측정함으로써 정합 여부가 판별될 수 있다.
다음으로, 생체정보 인식장치가 기판 상에 손가락이 위치된 상태를 인식하는 1단계 이후 복수의 압전 소자들을 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하는 2단계에 대해 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 생체정보 인식장치가 사용자의 생체정보를 스캐닝하는 방법 중 제1실시예를 도시한 것이다.
기판(100) 상에 n개의 인식행(110) 및 m개의 인식열(130)이 설정되어 있음을 가정할 때, 생체정보 인식장치는 우선적으로 첫 번째 인식행(110)부터 n번째 인식행(110)까지 순서에 따라 활성화 시킴으로써 세로 방향으로의 스캐닝을 수행한다. 이 때, 상기 복수 개의 인식행(110)은 순서대로 활성화 되되, 첫 번째 인식행(110)이 활성화 된 이후 해당 인식행(110)이 활성화가 유지된 상태에서 다음 행의 인식행(110)이 순차적으로 활성화 되어 궁극적으로는 모든 인식행(110)이 활성화 되는 방식으로 세로 방향 스캐닝이 이루어질 수 있으며, 또는 첫 번째 인식행(110)이 활성화 된 이후 해당 인식행(110)의 활성화가 해제된 상태에서 다음 행의 인식행(110)이 활성화되는 방식으로 순차적으로 활성화가 진행되어 궁극적으로는 개별 인식행(110)만 활성화가 되는 방식으로 스캐닝이 이루어질 수도 있다.
한편, 모든 인식행(110)들의 활성화가 종료된 이후에는 같은 방식으로 인식열(130)들에 대한 활성화가 이루어져 스캐닝이 진행될 수 있다.
즉, 도 4의 실시예에 의하면 사용자가 생체정보 인식장치 상에 손가락을 위치시키는 경우 모든 인식행(110)들의 활성화 진행 및 모든 인식열(130)들의 활성화 진행이 되어 세로 방향 -> 가로 방향의 스캐닝이 이루어진다.
도 5는 본 발명에 따른 사용자 생체정보 스캐닝 방법 중 제2실시예를 도시한 것이다.
이에 따르면 생체정보 인식장치는 우선 홀수 번째 인식행(110)들을 순서대로 활성화 시키고, 이후 짝수 번째 인식행(110)을 순서대로 활성화 시킨다. 이 때, 상기 복수 개의 홀수 번째 또는 짝수 번째 인식행(110)들은 순서대로 활성화 되되, 첫 번째 홀수행 또는 짝수행 인식행(110)이 활성화 된 이후 해당 인식행(110)이 활성화가 유지된 상태에서 다음 홀수행 또는 짝수행이 순차적으로 활성화 되어 궁극적으로는 모든 인식행(110)들이 활성화 되는 방식으로 세로 방향 스캐닝이 이루어질 수 있다. 또는 첫 번째 홀수행 또는 짝수행 인식행(110)이 활성화 된 이후 해당 인식행(110)의 활성화가 해제된 상태에서 다음 홀수행 또는 짝수행이 활성화 되는 방식으로 순차적으로 활성화가 진행되어 궁극적으로는 개별 홀수행 또는 짝수행만 활성화가 되는 방식으로 스캐닝이 이루어질 수도 있다.
한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나 홀수행 및 짝수행의 인식행(110)들이 모두 활성화가 이루어진 이후에는 같은 방식으로 인식열(130)들도 활성화가 이루어진다.
도 5와 같은 방식으로 스캐닝이 이루어지는 경우 근접한 인식행(110) 또는 인식열(130)의 동시 활성화에 의한 신호 간섭을 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 즉, 도 4와 같이 근접한 인식행(110) 또는 인식열(130)이 근소한 차이로 활성화 되는 경우 발생된 초음파 신호 및 수신되는 반사파는 상호 간 간섭을 일으켜 인식률의 저하를 가져올 수 있으나, 도 5와 같이 인식행(110) 또는 인식열(130)을 활성화 시키는 경우 각 행 또는 열 사이의 거리에 의해 신호 간섭 현상이 감소할 수 있으며 이에 따라 인식률 저하를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 6은 본 발명에 따른 사용자 생체정보 스캐닝 방법의 제3실시예를 도시한 것이다.
이에 따르면 생체정보 인식장치는 n개의 인식행(110)들을 2 이상의 인식행 그룹으로 나누어 설정하고, 상기 인식행 그룹을 순차적으로 활성화 시켜 세로 방향의 스캐닝을 진행시킬 수 있다. 예를 들어 도 6을 참조할 때, 생체정보 인식장치는 2개의 인식행(110)을 하나의 인식행 그룹으로 설정하여 1회차에는 제1인식행 그룹을 동시에 활성화 시키고, 2회차에는 제2인식행 그룹을 동시에 활성화 시키는 방식으로 모든 인식행(110)들을 활성화 시킬 수 있다.
한편 이 때, 앞서 도 4 및 도 5에서와 마찬가지로 복수의 인식행 그룹들은 순서대로 활성화 되되, 첫 번째 인식행 그룹이 활성화 된 이후 해당 인식행 그룹이 활성화가 유지된 상태에서 두 번째 인식행 그룹이 순차적으로 활성화 되어 궁극적으로는 모든 인식행 그룹들이 활성화 되는 방식으로 세로 방향 스캐닝이 이루어질 수 있다. 또는 첫 번째 인식행 그룹이 활성화 된 이후 해당 인식행 그룹의 활성화가 해제된 상태에서 다음 인식행 그룹이 활성화 되는 방식으로 순차적으로 활성화가 진행되어 궁극적으로는 개별 인식행 그룹만 활성화가 되는 방식으로 세로 방향 스캐닝이 이루어질 수 있다.
한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나 인식행 그룹들이 모두 활성화가 이루어진 이후에는 같은 방식으로 인식열(130)에 대해서도 인식열 그룹이 설정되어 활성화가 이루어지게 된다.
도 6과 같은 방식으로 스캐닝이 이루어지는 경우 도 4에서의 실시예에 비해 더 빠르게 스캐닝을 할 수 있는 효과가 있다. 즉, 도 6의 실시예에 의하는 경우 복수 개의 인식행(110) 또는 인식열(130)이 각각 그룹으로 설정되어 동시에 활성화 될 수 있으므로, 도 4에서처럼 개별 인식행(110) 또는 인식열(130)이 활성화 되는 것에 비해 더 빠른 스캐닝이 이루어진다.
이상 도 4 내지 도 6을 참조하여 생체정보 인식장치가 복수 개의 인식행(110) 또는 인식열(130)을 특정 패턴에 따라 활성화 시키는 과정, 즉 스캐닝 하는 과정에 대해 살펴보았다.
이하에서는 도 7 내지 도 12를 참조하여 각 인식행(110) 또는 인식열(130)이 어떻게 구성되며, 각 인식행(110) 또는 인식열(130)을 구성하는 압전 소자(300)들이 어떻게 활성화 되는지에 대해 살펴보기로 한다.
도 7은 생체정보 인식장치의 기판(100) 상에 압전 소자(300)들이 행렬 모양으로 배열된 모습을 나타낸 것이다. 도 7을 참조할 때, 복수의 압전 소자(300)들은 복수 개가 가로방향으로 배열되어 하나의 행을 이루고, 또 다른 복수의 압전 소자(300)들 복수 개는 세로방향으로 배열되어 하나의 열을 이룰 수 있다. 또한 이 때 각 행들은 바람직하게는 동일한 간격으로 형성될 수 있으며, 이는 열에 대해서도 마찬가지로 적용될 수 있다. 이러한 배열형태를 어느 특정 압전 소자(300) 하나의 관점에서 다시 살펴볼 때, 어느 특정 압전 소자(300)의 상/하, 좌/우로는 다른 압전 소자(300)들이 존재하게 되며, 바람직하게는 상/하/좌/우 타 압전 소자(300)들까지의 거리가 일정할 수 있다.
도 7과 같이 압전 소자(300)들이 배열된 상태에서, 생체정보 인식장치는 하나의 행 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식행(110)으로 설정할 수 있으며, 하나의 열 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식열(130)로 설정할 수 있다.
예를 들어, 인식행(110)들을 활성화 시키는 단계에서는 1행을 구성하는 압전 소자(300)들을 제1인식행(110)으로, 2행을 구성하는 압전 소자(300)들을 제2인식행(110) 등으로 설정하여 이들을 순차적으로 활성화 시킬 수 있으며, 인식열(130)들을 활성화 시키는 단계에서도 역시 동일한 방식이 적용된다.
한편 이 때, 상기 각각의 인식행(110) 또는 인식열(130)을 구성하는 압전 소자(300)들이 활성화 된다는 것의 의미는, 상기 인식행(110) 또는 인식열(130)을 구성하는 압전 소자(300)들 중 일부는 신호 생성 소자(311)로서, 그 외의 압전 소자(300)들은 신호 수신 소자(313)로서 활성화되어 신호 생성 소자(311)는 초음파 신호를 발생시키고 신호 수신 소자(313)는 반사파 신호를 수신하게 하는 것을 의미한다. 이 때 반사파 신호란, 상기 발생된 초음파 신호가 사용자의 손가락(지문, 혈관, 뼈)에 의해 반사된 것을 의미한다.
이 때 생체정보 인식장치는 두 가지 방식으로 상기 각 인식행(110) 또는 인식열(130)을 활성화 시킬 수 있다.
첫 번째로, 생체정보 인식장치는 각 인식행(110) 또는 인식열(130)의 홀수 번째 압전 소자(300)들은 신호 생성 소자(311)로, 짝수 번째 압전 소자(300)들은 신호 수신 소자(313)로 설정하고 해당 압전 소자(300)들을 동시에 활성화 시켜 각각 초음파 발생, 반사파 수신의 기능을 수행하게 할 수 있다.
두 번째로, 생체정보 인식장치는 각 인식행(110) 또는 인식열(130)의 특정 압전 소자(300)를 신호 생성 소자(311)로, 상기 신호 생성 소자(311)와 근접한 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정하여 1차 활성화를 시킨 후, 앞서 설정되었던 신호 생성 소자(311)에 근접한 압전 소자(300)를 새로운 신호 생성 소자(311)로, 그리고 해당 신호 생성 소자(311)와 근접한 압전 소자(300)를 새로운 신호 수신 소자(313)로 설정하여 2차 활성화를 시키는 등 각 압전 소자(300)들을 순서에 따라 신호 생성 소자(311)로 설정해 가면서, 그리고 신호 생성 소자(311)가 새로이 설정될 때마다 이에 근접한 압전 소자(300)들을 신호 수신 소자(313)로 설정해 가면서 각 인식행(110) 또는 인식열(130)을 활성화 시킬 수 있다. 예를 들어 도 7을 참조할 때, 생체정보 인식장치는 제1인식행(110)의 두 번째 압전 소자(300)를 신호 생성 소자(311)로, 첫 번째 및 세 번째 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정한 후 각 압전 소자(300)들이 초음파 발생 및 반사파 수신을 할 수 있도록 1차 활성화 시킨 후, 제1인식행(110)의 세 번째 압전 소자(300)를 신호 생성 소자(311)로, 두 번째 및 네 번째 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정하여 2차 활성화를 시키는 등의 과정을 해당 제1인식행(110)의 모든 압전 소자(300)들에 대해 반복적으로 실시하여 제1인식행(110)의 활성화가 이루어지게 할 수 있다. 이러한 과정은 인식열(130)에 대해서도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 8은 생체정보 인식장치의 기판(100) 상에 압전 소자(300)들이 복수의 행을 이루어 배열되되, 어느 임의의 행을 구성하는 압전 소자(300)들은 바로 위의 행(이하 전순위 행이라 칭함) 또는 바로 아래의 행(이하 후순위 행이라 칭함)을 구성하는 압전 소자(300)들과 어긋나게 배열된 상태를 나타낸 것이다.
전순위 행의 압전 소자(300)들 또는 후순위 행의 압전 소자(300)들과 어긋나게 배열된다는 것의 의미는, 전순위 행의 압전 소자(300)들과 해당 행의 압전 소자(300)들, 후순위 행의 압전 소자(300)들을 기판(100) 상에 배열하였을 때 세로 축으로의 열이 이루어지지 않는 것을 의미한다. 다만 이 때, 전순위 행의 압전 소자(300)들과 두 개 행 간격에 존재하는 행의 압전 소자(300)들은 기판(100) 상 배열하였을 때 세로 축으로의 열을 이룸에 유의한다. 즉, 첫 번째 행과 세 번째 행의 압전 소자(300)들을 수직상으로 연결하는 경우에는 도 8에서도 볼 수 있듯 하나의 열을 이룬다.
더 바람직하게는, 특정 행을 구성하는 복수의 압전 소자(300)들 중 임의의 압전 소자(300)를 기준으로 보았을 때, 상기 특정 행의 전순위 행을 구성하는 압전 소자(300)들 중 상기 임의의 압전 소자(300)와 최근접 거리에 존재하는 두 개의 압전 소자(300)들을 이은 선분의 중심점으로부터 수직으로 연장한 축 상에 배열되도록 구성된 것을 의미한다.
도 8을 참조하여 살펴보면, 두 번째 행의 압전 소자1의 위치는 첫 번째 행의 압전 소자2 및 3을 이은 선분의 중심점으로부터 수직으로 연장한 축 상에 배치됨을 알 수 있다. 압전 소자1의 위치는 비단 첫 번째 행의 압전 소자(300)들뿐 아니라 세 번째 행의 압전 소자(300)들을 기준으로 하여서도 동일한 방식으로 정해질 수 있다.
이와 같은 방식으로 압전 소자(300)들을 기판(100) 상에 형성시키는 경우, 완성된 상태의 생체정보 인식장치는 도 8과 같이 행렬이 뒤틀린 형태의 압전 소자(300) 배치를 가지게 된다.
한편, 도 8과 같이 압전 소자(300)들이 배열된 상태에서, 생체정보 인식장치는 하나의 행 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식행(110)으로 설정할 수 있으며, 하나의 열 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식열(130)로 설정할 수 있다. 이 때 인식열(130)은 홀수번째 행들 상에 위치한 압전 소자(300)들의 집합 또는 짝수번째 행들 상에 위치한 압전 소자(300)들의 집합으로 이루어진다.
또한 이 때, 도 7에서의 실시예와 마찬가지로 생체정보 인식장치는 두 가지 방식으로 상기 각 인식행(110) 또는 인식열(130)을 활성화 시킬 수 있다. 즉, 생체정보 인식장치는 각 인식행(110) 또는 인식열(130)의 홀수 번째 압전 소자(300)들은 신호 생성 소자(311)로, 짝수 번째 압전 소자(300)들은 신호 수신 소자(313)로 설정(또는 이와 반대로 홀수 번째 압전 소자(300)들은 신호 수신 소자(313)로, 짝수 번째 압전 소자(300)들은 신호 생성 소자(311)로 설정)하고 해당 압전 소자(300)들을 동시에 활성화 시켜 각각 초음파 발생, 반사파 수신의 기능을 수행하게 할 수 있으며, 또는 각 인식행(110) 또는 인식열(130)의 특정 압전 소자(300)를 신호 생성 소자(311)로, 상기 신호 생성 소자(311)와 근접한 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정하여 1차 활성화를 시킨 후, 앞서 설정되었던 신호 생성 소자(311)에 근접한 압전 소자(300)를 신호 생성 소자(311)로, 그리고 해당 신호 생성 소자(311)와 근접한 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정하여 2차 활성화를 시키는 등 각 압전 소자(300)들을 순서에 따라 신호 생성 소자(311)로 설정해 가면서, 그리고 신호 생성 소자(311)가 새로이 설정될 때마다 이에 근접한 압전 소자(300)들을 신호 수신 소자(313)로 설정해 가면서 각 인식행(110) 또는 인식열(130)을 활성화 시킬 수 있다.
도 9는 기판(100) 상에 앞서 살펴본 도 7과 같은 행렬 모양으로 압전 소자(300)들이 배열된 상태에서, 생체정보 인식장치가 ‘복수’ 개의 행 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식행(110)으로, ‘복수’ 개의 열 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식열(130)로 설정한 실시예를 나타낸 것이다.
도 9는 하나의 예시로서 기판(100) 상 3개 행의 압전 소자(300)들이 하나의 인식행(110)으로 인식되고, 3개 열의 압전 소자(300)들이 하나의 인식열(130)로 인식되는 것을 나타낸 것이다. 이 때, 생체정보 인식장치는 상기 인식행(110) 상의 압전 소자(300)들을 선택적으로 활성화 시켜 인식행(110)에 의한 생체정보 스캐닝을 진행하는데, 그 과정은 다음과 같다.
가장 먼저 1단계로, 생체정보 인식장치는 복수의 압전 소자(300)들 중 하나 또는 그 이상의 압전 소자(300)를 정하여 이를 신호 생성 소자(311)로 설정한다. (1단계) 이 때, 신호 생성 소자(311)란 초음파 신호를 발생시키는 압전 소자(300)를 의미하는 것으로, 상기 제어부는 어느 특정 압전 소자(300)에 전기적 신호, 펄스 신호를 인가함으로써 상기 압전 소자(300)로 하여금 진동을 일으켜 초음파 신호가 발산되도록 할 수 있다. 이 때 초음파 신호의 크기는 상기 신호 생성 소자(311)에 인가되는 전기적 신호의 크기에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 제어부는 기판(100) 상에 존재하는 압전 소자(300)들에 대한 개별 식별자를 내부적으로 저장하고 있을 수 있으며, 어느 특정 위치에서의 압전 소자(300)를 신호 생성 소자(311)로 설정하고자 하는 경우 해당 압전 소자(300)의 식별자를 기준으로 전기적 신호를 인가함으로써 설정 및 활성화 시킬 수 있다.
2단계로, 생체정보 인식장치는 앞서 설정한 신호 생성 소자(311) 이외의 압전 소자(300)들 중 하나 또는 둘 이상의 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정한다. (2단계) 신호 수신 소자(313)란 상기 신호 생성 소자(311)에 의해 발생된 초음파 신호가 사용자의 생체조직에 의해 반사되어 되돌아온 반사파를 수신하는 기능을 한다. 이 때 생체정보 인식장치는 바람직하게는 상기 신호 생성 소자(311)에 가장 근접한 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정할 수 있는데, 이는 초음파 신호의 공기 중에서의 진행에 따른 에너지 손실을 최소화 함으로써 반사파 신호를 보다 뚜렷하게 수신하기 위함이다. 신호 생성 소자(311)가 어느 특정한 하나의 압전 소자(300)인 경우, 신호 수신 소자(313)로는 상기 신호 생성 소자(311)의 상/하, 좌/우에 존재하는 압전 소자(300)들이 설정될 수 있다. 다만, 이러한 패턴 방식은 하나의 실시예에 불과한 것이며, 상기 제어부는 신호 생성 소자(311)와의 근접 정도에 상관 없이 임의의 위치에 존재하는 압전 소자(300)들을 신호 수신 소자(313)로 설정할 수 있음을 이해해야 할 것이다. 도 10을 예로 들면 신호 생성 소자(311)를 중심으로 주변 8개의 압전 소자(300)들이 신호 수신 소자(313)로 설정될 수 있다.
3단계 및 4단계는 앞서 설정한 신호 생성 소자(311) 및 신호 수신 소자(313)를 각각 활성화 시켜 각각의 기능에 따라 구동되도록 하는 단계이다. 구체적으로, 생체정보 인식장치는 신호 생성 소자(311)를 활성화 시켜 초음파 신호를 발생시키고, 신호 수신 소자(313)를 활성화시켜 반사파 신호를 수신하도록 한다.
4단계 이후 생체정보 인식장치는 상기 신호 생성 소자(311)에 근접한 복수의 압전 소자(300)들 중 어느 하나를 새로운 신호 생성 소자(311)로 설정한다. (5단계) 이 때 새로운 신호 생성 소자(311)는 앞선 1단계에서 설정되었던 신호 생성 소자(311)에 근접하여 존재하는 압전 소자(300)들 중에 선정된다. 예를 들어 5단계에서 설정되는 새로운 신호 생성 소자(311)는 1단계에서 설정되었던 신호 생성 소자(311)의 좌측 또는 우측에 존재하는 압전 소자(300) 중 어느 하나가 설정될 수 있다.
한편, 5단계에서 새로이 설정되는 신호 생성 소자(311)의 방향성은 스캐닝 방향과도 연관성이 있다. 즉, 새로이 설정되는 신호 생성 소자(311)가 종래 신호 생성 소자(311)의 우측에 있는 압전 소자(300)로 설정되는 경우 스캐닝 방향은 우측 방향이 되고, 새로이 설정되는 신호 생성 소자(311)가 종래 신호 생성 소자(311)의 좌측에 있는 압전 소자(300)로 설정되는 경우 스캐닝 방향은 좌측 방향이 된다.
6단계는, 생체정보 인식장치가 5단계에서 설정한 새로운 신호 생성 소자(311)에 맞추어 신호 수신 소자(313)도 새로이 설정하는 단계이다. 6단계는 2단계에서 신호 수신 소자(313)가 설정되는 것과 유사한 방식으로 진행된다.
한편, 6단계에서 특기할 만한 사항으로 본 단계에서 설정되는 신호 수신 소자(313)는 2단계에서 설정되었던 신호 수신 소자(313)와 중복될 수 있다는 점이다. 도 10에서도 볼 수 있듯 신호 생성 소자(311)가 우측으로 하나 이동하여 설정된 경우 그에 따른 신호 수신 소자(313) 역시 상기 신호 생성 소자(311)를 따라 우측으로 이동하는 것과 같은 형태가 되는데, 이 때 중복되는 일부 압전 소자(300), 즉 신호 수신 소자(313)가 존재할 수 있다.
마지막으로 7단계 및 8단계는 새로이 설정된 신호 생성 소자(311) 및 신호 수신 소자(313)를 활성화 시켜 각각 초음파 발생 및 반사파 수신의 기능을 하게 하는 단계이다.
본 발명에 따른 압전 소자(300) 활성화 방법은 1단계 내지 8단계의 과정이 반복되어 수행되며, 바람직하게는 어느 인식행(110) 또는 인식열(130)의 일단에서 말단까지 신호 생성 소자(311)가 설정 및 활성화 되는 과정이 반복되어 수행된다. 따라서 사용자가 손가락을 생체정보 인식장치 위에 위치시킨 경우, 생체정보 인식장치는 하나의 행 또는 복수의 행에서의 신호 생성 소자(311) 설정, 신호 수신 소자(313) 설정 및 활성화를 통해 압전 소자(300)들로 하여금 초음파 발생 및 반사파 수신 과정을 반복하도록 하여 수신된 반사파 신호를 이용해 상기 사용자의 지문, 혈관, 뼈 형상 등 생체정보를 획득할 수 있다.
도 11은 기판(100) 상에 앞서 살펴본 도 8과 같은 모양으로 압전 소자(300)들이 배열된 상태에서, 생체정보 인식장치가 ‘복수’ 개의 행 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식행(110)으로, ‘복수’ 개의 열 상에 배열된 압전 소자(300)들을 하나의 인식열(130)로 설정한 실시예를 나타낸 것이다.
도 11은 하나의 예시로서 기판(100) 상 3개 행의 압전 소자(300)들이 하나의 인식행(110)으로 인식되고, 3개 열의 압전 소자(300)들이 하나의 인식열(130)로 인식되는 것을 나타낸 것이다. 생체정보 인식장치는 상기 인식행(110) 상의 압전 소자(300)들을 선택적으로 활성화 시켜 인식행(110)에 의한 생체정보 스캐닝을 진행하는 과정은 다음과 같다.
가장 먼저 1단계로, 생체정보 인식장치는 복수의 압전 소자(300)들 중 하나 또는 그 이상의 압전 소자(300)를 정하여 이를 신호 생성 소자(311)로 설정한다. (1단계)
2단계로, 생체정보 인식장치는 앞서 설정한 신호 생성 소자(311) 이외의 압전 소자(300)들 중 하나 또는 둘 이상의 압전 소자(300)를 신호 수신 소자(313)로 설정한다. (2단계) 신호 생성 소자(311)가 어느 특정한 하나의 압전 소자(300)인 경우, 신호 수신 소자(313)로는 상기 신호 생성 소자(311)의 주변에 존재하는 압전 소자(300)들이 설정될 수 있다. 도 11을 참조할 때를 예로 들면 하나의 인식행(110) 상에서 신호 생성 소자(311)를 중심으로 주변 6개의 압전 소자(300)들이 신호 수신 소자(313)로 설정될 수 있다.
3단계 및 4단계는 앞서 설정한 신호 생성 소자(311) 및 신호 수신 소자(313)를 각각 활성화 시켜 각각의 기능에 따라 구동되도록 하는 단계이다. 구체적으로, 생체정보 인식장치는 신호 생성 소자(311)를 활성화 시켜 초음파 신호를 발생시키고, 신호 수신 소자(313)를 활성화시켜 반사파 신호를 수신하도록 한다.
4단계 이후 생체정보 인식장치는 상기 신호 생성 소자(311)에 근접한 복수의 압전 소자(300)들 중 어느 하나를 새로운 신호 생성 소자(311)로 설정한다. (5단계) 이 때 새로운 신호 생성 소자(311)는 앞선 1단계에서 설정되었던 신호 생성 소자(311)에 근접하여 존재하는 압전 소자(300)들 중에 선정된다. 예를 들어 5단계에서 설정되는 새로운 신호 생성 소자(311)는 1단계에서 설정되었던 신호 생성 소자(311)의 좌측, 우측 또는 대각선 방향에 존재하는 압전 소자(300) 중 어느 하나가 설정될 수 있다.
한편, 5단계에서 새로이 설정되는 신호 생성 소자(311)의 방향성은 스캐닝 방향과도 연관성이 있다. 즉, 새로이 설정되는 신호 생성 소자(311)가 종래 신호 생성 소자(311)의 우측에 있는 압전 소자(300)로 설정되는 경우 스캐닝 방향은 우측 방향이 되고, 새로이 설정되는 신호 생성 소자(311)가 종래 신호 생성 소자(311)의 대각선 방향에 있는 압전 소자(300)로 설정되는 경우 스캐닝 방향은 대각선 방향이 된다.
6단계는, 생체정보 인식장치가 5단계에서 설정한 새로운 신호 생성 소자(311)에 맞추어 신호 수신 소자(313)도 새로이 설정하는 단계이다. 6단계는 2단계에서 신호 수신 소자(313)가 설정되는 것과 유사한 방식으로 진행된다.
마지막으로 7단계 및 8단계는 새로이 설정된 신호 생성 소자(311) 및 신호 수신 소자(313)를 활성화 시켜 각각 초음파 발생 및 반사파 수신의 기능을 하게 하는 단계이다.
도 12는 앞서 살핀 1단계 내지 8단계의 과정에 따라 인식행(110) 상의 압전 소자(300)들이 선택적으로 활성화 되는 모습을 도시한 것이다. 본 발명에 따른 압전 소자(300) 활성화 방법은 이와 같이 1단계 내지 8단계의 과정이 반복되어 수행되며, 바람직하게는 어느 특정 행 또는 특정 열의 일단에서 말단까지 신호 생성 소자(311)가 설정 및 활성화 되는 과정이 반복되어 수행된다. 따라서 사용자가 손가락을 생체정보 인식장치 위에 위치시킨 경우, 생체정보 인식장치는 하나의 행 또는 복수의 행에서의 신호 생성 소자(311) 설정, 신호 수신 소자(313) 설정 및 활성화를 통해 압전 소자(300)들로 하여금 초음파 발생 및 반사파 수신 과정을 반복하도록 하여 수신된 반사파 신호를 이용해 상기 사용자의 지문, 혈관, 뼈 형상 등 생체정보를 획득할 수 있다.
이상 본 발명에 따른 생체정보 인식장치가 복수의 압전 소자(300)들을 인식행(110) 또는 인식열(130)로 설정하고, 이들 인식행(110) 또는 인식열(130)을 어떤 패턴에 따라 활성화 시키는지, 나아가 각 인식행(110) 또는 인식열(130) 내에 압전 소자(300)들을 신호 생성 소자(311) 및 신호 수신 소자(313)로 어떻게 구분하여 활성화 시키는지에 대해 살펴보았다.
한편, 도 13은 앞서 설명한 도 4 내지 도 7에서의 실시예와 달리 사용자의 손가락이 접한 영역에서의 압전 소자들만 활성화 시킴으로써 스캐닝을 하는 실시예를 도시한 것이다. 즉, 생체정보 인식장치는 사용자의 손가락이 기판 상에 위치하였음을 인식한 경우, 사용자의 손가락이 접한 영역만을 구별해 내어 해당 영역 내에서의 압전 소자들만 활성화 시킬 수 있다. 예를 들어 생체정보 인식장치는 사용자의 손가락이 접한 경우 압전 소자에 물리적 힘이 가해짐에 따라 어느 영역에 손가락이 접하고 있는지 구별해 낼 수 있으며, 해당 영역에서의 압전 소자들만 활성화 시킬 수 있다.
이 때 압전 소자들이 활성화 되는 패턴은 압전 소자들의 형성 모양에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들어 압전 소자들이 행렬 모양으로 배열된 경우에는 도 13의 (a)와 같은 모양으로 신호 생성 소자와 신호 수신 소자들이 활성화 될 수 있고, 압전 소자들이 뒤틀린 모양으로 배열된 경우에는 도 13의 (b)와 같은 모양으로 활성화 될 수 있다.
이상 도 4 내지 도 13을 참조하여 사용자의 손가락이 기판 상에 위치한 경우 기판 상 형성된 압전 소자들을 활성화 시켜 스캐닝 하는 과정에 대해 살펴보았다.
앞서 설명한 것과 같이 초음파가 발생되고 사용자의 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신한 이후, 생체정보 인식장치는 상기 반사된 초음파 신호를 기초로 생체정보를 획득할 수 있다.(3단계) 이 때 생체정보라 함은 바람직하게는 사용자의 지문 이미지를 일컫는다. 사용자의 지문은 융선이 형성되어 있어 골과 마루를 가지게 되는데, 발생된 초음파가 어느 부분에 반사되는지에 따라 반사된 초음파가 달리 수신되는바, 생체정보 인식장치는 반사된 초음파의 패턴을 기초로 지문의 윤곽을 얻을 수 있게 된다.
한편, 도 14를 참조할 때 본 발명에 따른 생체정보 스캐닝 방법은 기판 상에 위치한 손가락에 대해 스캐닝을 1회 한 이후, 동일한 스캐닝을 재차 수행하되, 압전 소자 활성화 과정에서 발생시키는 초음파의 주파수 크기를 달리 함으로써 앞서 얻은 생체정보와는 다른 생체정보를 또 획득할 수 있다.
즉, 생체정보 인식장치는 첫 번째 압전 소자 활성화 과정에서는 가압 영역 내에서의 사용자 지문 이미지를 획득(S1101, S1103)하고, 두 번째 압전 소자 활성화 과정에서는 사용자의 손가락 혈관 또는 뼈 이미지를 획득(S1105, S1107)할 수 있다.
이상 본 발명에 따른 생체정보 인식장치 및 생체정보 인식장치가 사용자의 생체정보를 스캐닝하는 과정에 대해 살펴보았다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 구별되어 이해되어서는 안 될 것이다.
100 기판
110 인식행 130 인식열
200 압점
300 압전 소자 311 신호 생성 소자 313 신호 수신 소자
110 인식행 130 인식열
200 압점
300 압전 소자 311 신호 생성 소자 313 신호 수신 소자
Claims (9)
- 생체정보 인식장치가 사용자의 생체정보를 스캐닝 하는 방법에 있어서,
(a) 기판 상에 복수의 손가락이 위치된 상태를 인식하는 단계;
(b) 기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 임의의 인식행 또는 인식열로 설정하고 이들을 선택적으로 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하는 단계;
(c) 상기 손가락에 의해 반사된 신호를 기초로 생체정보를 획득하는 단계;
를 포함하고,
상기 (b)단계는,
복수의 압전 소자들 중 각 인식행 또는 인식열의 특정 압전 소자를 신호 생성 소자로 설정하는 단계;
상기 신호 생성 소자에 근접한 양 옆의 압전 소자를 새로운 신호 수신 소자로 설정하여 활성화하는 단계;
상기 신호 생성 소자를 활성화시켜 초음파 신호를 발생시키는 단계;
상기 신호 수신 소자를 활성화시켜 반사파 신호를 수신하되, 상기 반사파 신호는 신호 생성 소자에 의해 발생된 초음파 신호가 손가락에 의해 반사된 것을 특징으로 하는 단계;
를 포함하는 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 압전 소자들은 기판 상에 복수의 행과 복수의 열을 갖는 행렬 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 압전 소자들은 복수의 행을 이루어 배열되되, 임의 행을 구성하는 압전 소자들은 상기 임의 행의 전순위 행을 구성하는 압전 소자들 또는 상기 임의 행의 후순위 행을 구성하는 압전 소자들과 어긋나게 배열된 것을 특징으로 하는 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (a)단계는,
기판 상에 각 손가락이 위치되는 순서를 더 인식하는 것을 특징으로 하는 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (a)단계는,
기판 상에 각 손가락이 위치되는 시점의 시간 간격을 더 인식하는 것을 특징으로 하는 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법.
- 제1항에 있어서,
기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하는 (d)단계를 더 포함하되,
(b)단계에서 발생시킨 초음파 신호와 다른 주파수 크기의 초음파 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 (d)단계에서 발생된 초음파 신호가 상기 손가락 내 혈관 또는 뼈에 의해 반사된 신호를 수신하여 추가 생체정보를 획득하는 (e)단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체정보 인식장치의 생체정보 스캐닝 방법.
- 기판;
상기 기판 상에 배열된 복수의 압전 소자들; 및
제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는,
기판 상에 복수의 손가락이 위치된 상태를 인식한 후 기판 상에 형성된 복수의 압전 소자들을 임의의 인식행 또는 인식열로 설정하고 이들을 선택적으로 활성화 시켜 초음파를 발생시키고, 상기 손가락에 반사된 초음파 신호를 수신하며, 상기 손가락에 의해 반사된 신호를 기초로 생체정보를 획득하고,
상기 제어부는,
복수의 압전 소자들 중 각 인식행 또는 인식열의 특정 압전 소자를 신호 생성 소자로 설정하고, 상기 신호 생성 소자에 근접한 양 옆의 압전 소자를 새로운 신호 수신 소자로 설정하여 활성화하고, 상기 신호 생성 소자를 활성화시켜 초음파 신호를 발생시키고, 상기 신호 수신 소자를 활성화시켜 반사파 신호를 수신하되, 상기 반사파 신호는 신호 생성 소자에 의해 발생된 초음파 신호가 손가락에 의해 반사된 것을 특징으로 하는 생체정보 인식장치.
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