KR20050096142A - 인체 인식 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20050096142A
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쟝-프랑수와 메니앙
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아트멜 그르노블 에스아
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Abstract

본 발명은 생체인식 시스템에 의한 인체 인식에 관련된 것이다.
본 발명에 따라, 인체의 인식을 위해,
스펙트럼 인식이 자체적으로 사용된 경우보다 적은 개수의 발광 소자 (12) (일반적으로 발광 다이오드, LED) 를 사용하는 피부의 스펙트럼 인식과 관련된 (원칙적으로 실리콘 칩 상의) 광학 지문 이미지 센서 또는 다른 지문 이미지 센서를 사용하는 것을 제안한다. 지문 이미지 센서와 지문 이미지 센서에 의해 지문이 기록되는 인체의 손가락의 피부에 관련된 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서 (12,14) 는 동일한 기판 상에 배열된다.

Description

인체 인식 방법 및 장치{PERSON RECOGNITION METHOD AND DEVICE}
본 발명은 인체의 인식을 위한 생체인식 (biometric) 장치에 관한 것으로, 속임수의 위험에 대한 높은 수준의 보안이 요구되는 애플리케이션 및/또는 특정한 신체적인 인체의 존재 및 이 인체의 신뢰할만한 식별이 위험사태를 막기 위해서 요구되는 애플리케이션을 위해 의도된 것이다.
본 발명에 따른 장치는 지문 이미지 센서를 사용한다. 그러한 지문 이미지 센서는 원칙적으로 실리콘에 기반하는 집적 회로를 사용함으로써 제조되고, 특히 매트릭스의 표면상에 직접 또는 간접적으로 위치된 손가락의 지문의 이미지의 표시를 확인하기 위한 개별의 감지 소자들의 매트릭스를 포함한다. 지문의 검출은 일반적으로 광학적 또는 용량성 또는 열적 또는 압전성이고, 센서의 감지 소자는 각각 광 또는 용량성 근사 또는 열 또는 압력에 민감하다.
몇몇 센서들은 직사각형 또는 정사각형의 액티브 검출 매트릭스를 갖는 센서의 표면상에 손가락이 정적으로 위치할 때 작동하며, 이 경우, 센서의 표면은 검출될 지문 표면에 대응하는 전체 크기를 가지며, 다른 센서들은 검출된 지문보다 훨씬 작은 표면을 가지고 몇 줄의 점검출기 (또는 심지어 한 줄의 점검출기) 로 된 긴 막대모양인 검출 매트릭스를 갖는 센서 위로 손가락을 슬라이드 함으로써 작동한다.
공지된 지문 획득 기술에서는 손가락이 살아있는 가의 여부를 검출할 수 없는데, 센서는 몰딩된 가짜 손가락을 사용함으로써 속임을 당할 수 있으며, 그 상에 지문의 사본이 몰딩된 플라스틱 재료의 얇은 층을 사용하는 것이 또한 가능하고, 이 경우 이 층은 진짜 손가락 위에 접착되고, 센서는 또한 본래 인체에 정상적으로 연결된 손가락에 극히 근접한 생리학 (physiology) 을 갖는 절단된 손가락으로 속임을 당할 수 있으며, 이 속임수는 사실상 검출하기 불가능하다.
2 개의 전극을 사용하여 손가락의 전도도나 임피던스를 측정하는 검출 기술이 이미 제안되었지만, 그 방법은 타액 (saliva) 의 도움으로 플라스틱 가짜 손가락을 적심으로써, 또는 전도성의 플라스틱 재료를 사용함으로써, 또는 심지어 단순히 가짜 손가락이 인쇄된 알루미늄 페이퍼를 사용함으로써 속임을 당할 수 있다. 이 기술은 매우 정확할 수는 없는데, 그 이유는 동작 조건이 광범위하게 변할 수 있고, 주어진 개인의 손가락이 매우 건조하거나 또는 매우 습한 표면일 수 있기 때문이며, 그것은 측정된 임피던스에 대해 매우 넓은 용인 영역 (zone) 을 갖는 것이 필수적이라는 것을 의미하며, 넓은 용인 지역은 확실히 속임수를 용이하게 한다.
광학적 수단 (적절한 파장의 발광 다이오드 (light-emitting diode) + 포토다이오드) 에 의한 혈액 (맥박, 헤모글로빈의 산소 레벨) 의 검출은 유리한 해결책을 제공하는 것처럼 보이지만, 그것은 진짜 손가락 위에 위치한 투명 플라스틱 재료, 또는 적외선 내의 적절한 "컬러"를 갖는 플라스틱 재료에 의해 속임을 당할 수 있다. 적어도 1회의 완전한 심장 박동을 기다리는 것은 더욱 필수적인데, 그것은 어떤 운동선수의 경우 꽤 긴 시간이 필요하고, 따라서 불편할 수도 있다.
심장 박동의 형상에 기초한 인식 기술이 이미 제안되었지만, 그것의 성과는 아직 입증되지 않았고, 이 성과는 지문의 인식만큼 정확하지 않으며, 이 기술은 지금까지 어떤 실용적인 애플리케이션도 제공하지 않았다.
또한, 맥박 측정 기술은 프랑스 특허 제 2 749 955 호에 설명된 바대로 지문 획득 스캐닝 기술과 양립할 수 없는데, 그 이유는 스캐닝 시간이 약 0.5 초 정도이며, 이것은 심장 박동보다 훨씬 작기 때문이다.
미국 특허 2002/0009213의 제안에서, 인체의 식별에 대해 피부, 더욱 상세하게는 진피에 대한 스펙트럼 인식 기술이 제안되었다. 이 기술에 대한 정확성은 아직 입증되지 않았으며, 지문의 인식에 의해 제공된 기술보다 훨씬 가능성이 있는 것은 아니다. 그것은 다양한 색의 복수의 발광 다이오드 (LED) 로 손가락을 조명하는 것과 여러 거리에서 피부에 의해 투과된 빛을 이 빛의 특성을 측정하기 위한 많은 포토다이오드를 사용하여 분석하는 것을 필요로 하고, 이때, 광 이미터와 센서 사이의 거리가 크면, 이와 대응되게 깊은 진피의 특성이 획득될 것이다. (적외선에 대한) 몇몇 주파수 대역들은 혈액의 존재에 훨씬 더 민감하다. 포토다이오드와 발광다이오드의 수는 그것들을 개별적으로 어셈블하는 것이 필수적이며, 따라서 관련 비용이 매우 급격히 증가한다는 사실에 의해 제한될 것이다.
인체의 인식을 위해, 본 발명은 스펙트럼 인식이 자체적으로 사용된 경우보다 적은 개수의 발광 소자 (일반적으로 발광 다이오드, LED) 를 사용하는 피부의 스펙트럼 인식과 관련된 (원칙적으로 실리콘 칩 상의) 광학 지문 이미지 센서 또는 다른 지문 이미지 센서를 사용하는 것을 제안한다.
따라서 본 발명은 동일한 기판 상에 지문 이미지 센서와, 지문이 이미지 센서에 의해 기록되는 손가락의 피부에 관련된 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서를 모두 갖는 인체 인식 장치에 관련된 것이다.
스펙트럼 지문을 위해, 발광 다이오드를 사용하는 것이 바람직하지만 의무적인 것은 아니며, 이러한 발광 다이오드로부터 발생한 빛을 검출하는 포토다이오드를 이용하여 각각의 발광 다이오드로부터 특정한 이미지가 획득될 것이며, 특정한 이미지는 손가락을 통해 전달될 것이며, 이 다이오드들은 바람직하게 복수의 상이한 파장들, 특히 적외선에서 빛을 방출할 것이며, 이 이미지들의 조합은 인체의 인식에 대한 풍부한 정보를 제공할 것인데, 그 이유는 피부 (진피 및 표피, 특히 진피) 가 개인마다 다른 스펙트럼 특성을 갖기 때문이다. 검출 포토다이오드는 바람직하게 개인의 특유한 스펙트럼 "지문"과 유사한 일련의 스펙트럼 정보를 제공하기 위해 매트릭스 내에 배열될 것이다.
지문의 사용과 피부의 스펙트럼 인식은 전체적으로 뛰어난 인식 수준을 획득할 수 있게 하며, 특히 지문 인식이 경우에 따라 적절하지 않은 개인들을 인식할 수 있게 한다.
이 획득 기술은 가짜 손가락으로 속이기 매우 어려운데, 그 이유는 피부의 스펙트럼 특성뿐만 아니라 위조될 지문의 무늬과 그 지문을 갖는 개인의 손가락 피부의 내부구조의 지식을 모두 갖는 것이 필수적이기 때문이다.
또한, 만약 근적외선의 파장 (특히 약 800 ㎚, 이것은 산화 헤모글로빈과 헤모글로빈 사이의 등흡광점임) 이 사용된다면 혈액의 존재가 검출될 것이며, 이것은 "살아있는 손가락"의 결정에서 강력한 요소가 될 것이다.
지문 이미지 획득 및 스펙트럼 정보 획득은 연속적 또는 동시적으로 수행될 것이며, 후자가 바람직하다. 획득은 획득들 사이에 또는 획득 후에 체킹되는 다양한 획득의 일관성을 가지면서, 부분적인 지문 이미지 획득 후 부분적인 스펙트럼 정보 획득, 다른 부분적인 지문 이미지 획득 등과 같이 교대로 발생할 수도 있다.
지문 이미지는 정적으로 또는 동적으로, 특히 광학적, 열적 또는 용량적 수단에 의해 획득될 수 있다. 정적 이미지 획득에서, 지문이 판독되는 동안 손가락은 부동상태로 유지될 것이다. 동적 이미지 획득 또는 스캐닝 획득에서, 손가락이 센서 위에서 움직이거나 또는 센서가 고정된 손가락 아래에서 움직이고, 오직 작은 수의 이미지 점 라인만을 갖는 센서를 사용하여 획득된 부분적인 이미지로부터 전체적인 이미지가 재구성되며, 재구성은 상대적인 움직임 동안 연속적으로 획득된 부분적인 이미지 사이의 상관에 의해서 수행된다.
지문 이미지 센서는 원칙적으로 실리콘 칩에 기초한다.
스펙트럼 정보 분석을 위한 포토다이오드는 바람직하게 지문 이미지 센서와 동일한 칩 상에 위치된다. 스펙트럼 정보를 획득하기 위한 광원을 제공하는 발광다이오드는 기술적인 이유로 실리콘 칩과 떨어져서 위치한다 (발광다이오드들은 원칙적으로 실리콘을 사용하여 제조되지 않는다).
인체 인식의 동등한 품질 수준을 위해, 지문 이미지 센서의 크기는 스펙트럼 인식이 없는 경우에 필요한 지문센서의 크기보다 작을 수 있다.
발광 다이오드 및 포토다이오드는 상이한 위치에서 동등하게 복수의 측정을 하기 위해 일 축에 대해서 대칭으로 배열될 수도 있다. 특히 2 또는 4 대칭 섹터로 배열된다.
스펙트럼 정보를 획득하기 위해 사용되는 포토다이오드는 지문 이미지 획득을 위해 사용되는 포토다이오드와 매트릭스 배열이 동일할 수도 있다.
또한 본 발명은 관찰되는 피부 부분의 스펙트럼 정보와 동시에 관찰되는 지문의 일부분을 상관하도록 제안한다. 이는 스펙트럼 인식이 피부의 국소적 편차를 극복하기 위해서 특정한 범위로 그 후에 수용될 몇몇 파라미터들을 추론할 수 있게 하기 때문이다. 지문의 도움으로 확인된 위치에 따라, 피부가 요구되는 특성을 국소적으로 갖는 지를 체킹할 수 있으며, 그것은 체킹 정확성을 완화시키고 기술을 속이기 극히 어렵게 한다.
이 기술은 정적 획득의 경우 사용될 수 있지만, 스캐닝 획득의 경우 훨씬 더 편리하며, 많은 양의 정보를 포함하는 한편 비용을 감소시킬 수 있게 한다 (실리콘 센서는 더 작은 면적을 차지한다).
본 발명은 바람직하게 지문 획득과 스펙트럼 지문 획득이 동일한 포토다이오드에 의해 물리적으로 수행되어야 한다는 것을 제안하며, 그 측정은 연속적으로, 또는 바람직하게 동시에 행해질 것이다.
지문과 스펙트럼 측정이 동시에 수행되지 않은 경우에, 그것들이 물리적으로 동일한 포토다이오드로 수행되던지 아니던지간에, 본 발명은 속임수를 어렵게 하기 위해 지문 획득과 스펙트럼 지문 획득을 교대로 수행하는 것을 제안한다. 사실상, 만약 지문이 판독되고나서 지문 판독의 종료 후 스펙트럼 지문이 판독된다면, 지문 위조 후 스펙트럼 위조를 제시하는 것이 잠재적으로 가능할 것이다. 만약 측정 순서가 충분히 빠르거나, 또는 예를 들어 지문 부분을 판독하고, 제 1 LED로 스펙트럼 측정을 하고, 그 후 다른 부분을 판독하고, 제 2 스펙트럼 측정을 하는 등과 같이 측정 순서가 엇갈린다면, 그 후 가짜 지문과 가짜 스펙트럼 지문을 교대로 제시하는 속임수는 불가능해진다.
본 발명의 다른 특성들이나 이점들은 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이며, 상세한 설명은 첨부한 도면을 참조하여 이루어질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 원리를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 장치의 평면을 나타내는 평면도이다.
도 3은 지문 이미지 센서인 동일한 칩 상에 집적된 포토다이오드를 갖는 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 센서의 평면을 나타내는 도면이다.
도 5는 4 대칭 섹터 센서의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 2 대칭 섹터 센서의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 센서의 표면 위로 손가락을 움직임으로써 지문의 이미지가 검출되는 센서를 나타내는 도면이다.
다음에서, 축약어 LED ("light-emitting diode") 는 스펙트럼 인식을 위한 단색 또는 반단색 (quasi-monochromatic) 광 이미터를 나타내기 위해 사용될 것이며, 그것은 가장 흔히 발광다이오드이지만 이 측정에 적절한 임의의 타입의 광 이미터 (레이저, 백색광 플러스 필터, 등) 일 수도 있다. 복수의 컬러가 사용되며, 따라서 복수의 다이오드 (또는 필터) 가 사용된다. 광 방출은 바람직하게 적색 및 근적외선 범위에서 이루어지는데, 그 이유는 이 범위의 빛이 피부로의 충분한 침투력을 가질 뿐만 아니라, 혈액으로부터의 좋은 응답과 실리콘을 이용하여 제조된 검출기의 충분한 민감도가 존재하기 때문이다.
포토다이오드라는 용어는 수신된 광자를 전기적 신호로 변환하는 광 센서를 나타내기 위해 사용된다.
피부 스펙트럼의 획득은 상이한 광학적 파장에 대한 광 여기에의 피부의 광학적 응답의 측정을 필요로 한다. 피부의 표면이나 표면층 (각질층) 에 의해 직접적으로 반사되는 광의 측정을 피하는 것이 필수적이다. 이는 각 개인에게 특정한 정보가 진피의 구조에 존재하기 때문이다. 그러므로 직접적으로 또는 피부 위의 단순한 반사 후에 LED로부터 센서로 이동할 수 있는 광의 굴절을 최소화하면서, 피부를 관통하여 통과한 광만이 센서에 도착하도록 하기 위해 광 이미터 (LED) 가 광 센서 (포토다이오드) 로부터 분리되는 것이 필수적이다. 광 이미터와 검출기 사이의 거리의 선택은 직접 반사의 감소를 제어할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 원리를 단면으로 나타내며, 여기서 지문 이미지 센서와 스펙트럼 지문 이미지 센서는 인체 인식 동작 동안 손가락이 누르는 표면을 공유한다. (광학 또는 다른) 지문 이미지 센서는 기판 (20) 상에 탑재된 실리콘 칩으로 구성된 매트릭스 센서 (10) 이다. LED (12) 는 대응하는 포토다이오드 (14) 와 함께 표시되며, 그것들은 동일한 기판 (20) 상에 탑재된다. 실제로, 바람직하게 상이한 파장에 대응하는 복수의 LED, 및 복수의 포토다이오드가 있다.
디자인은 바람직하게 지문 이미지 센서가 손가락보다 상당히 작으며, 사용자에 의해 한 번의 "터치"로 획득할 수 있도록 피부가 스펙트럼 센서를 동시에 터치할 수 있다. 더 작은 지문 이미지 센서를 갖는다는 사실은 인식 성과를 상당히 감소시키며, 이는 특히 매번 동일한 부분의 지문을 정확히 제시하는 것이 어렵다는 사실에 기인한다. 이 수행의 손실은 스펙트럼 인식에 의해 제공되는 추가 정보에 의해 보상될 것이다.
도 2는 하이브리드 센서와 센서 위에 위치한 손가락 (22) 의 이미지를 겹쳐서 평면도로 나타낸다.
결합될 전자 구성요소의 총 갯 수를 감소시킴으로써 비용을 감소시키기 위해, 바람직하게 포토다이오드를 지문 이미지 센서에 삽입시키도록 선택될 수 있다. 이렇게 하는 것은 특히 지문 이미지 센서가 실리콘 칩을 사용할 때 가능하며, 실리콘 칩의 표면상에 손가락이 직접적으로 위치한다. 그리고 칩은 LED로부터 광을 검출하는 포토다이오드를 덮지 않는 투명 (또는 구멍이 있는) 표면 보호층에 의해 보호된다.
도 3은 지문 이미지 센서를 구성하는 실리콘 칩 (10) 과 병합된 포토다이오드 (14) 를 갖는 기본 실시형태를 단면으로 도시한다. 도 4는 도 3의 하이브리드 센서의 구성의 평면을 도시한다.
LED는 바람직하게 실리콘 칩 (10) 의 도움으로 직접 작동하고, 그것은 지문 검출과 스펙트럼 정보 검출에 요구되는 모든 전자부품들을 포함할 수 있다.
또한 인체 인식 알고리즘을 실리콘 칩 상에 통합시키는 것이 가능하며, 이로 인해 조립이 훨씬 저렴해질 것이다. 이 알고리즘은 가장 흔히 현재 스펙트럼 측정과 개인과 관련된 일련의 스펙트럼 측정치를 비교 (신분을 체킹하기 위한 단순 비교) 또는 현재 스펙트럼 측정과 복수의 개인들과 관련된 일련의 스펙트럼 측정치를 비교 (여러 인체 중 한 인체를 확인하기 위한 다중 비교) 하는 것을 포함한다.
실리콘 지문 이미지 센서 상에 다이오드를 집적시키는 기술이 갖는 한 가지 이점은 같은 비용으로 스펙트럼 판독을 위한 많은 포토다이오드를 제공할 수 있다는 것인데, 그 이유는 이 비용이 본질적으로 포토다이오드의 수보다는 실리콘 표면 면적에 의존하며, 이는 개별의 구성요소가 조립될 경우에는 그렇지 않기 때문이다.
스펙트럼 판독을 위한 포토다이오드의 수를 증가시키는 것은 측정의 정확성을 증가시키면서 LED의 수를 감소시킬 수 있게 한다.
이것은 또한 국부적인 스펙트럼 정보와 지문에 의해 식별되는 손가락의 특정 부위 사이의 상관을 허용하며, 이는 가짜 손가락을 제작하는 것을 매우 어렵게 하고, 신분 확인의 정확성을 증가시킬 것이다. 포토다이오드는 특징을 갖도록 의도된 각 섹터에 삽입될 수도 있다. 비록 모든 섹터를 위한 단일 세트의 LED를 사용할 수도 있지만, 각 섹터는 동일한 위상 (topological) 구성을 제공하고 분석을 단순화하도록 섹터 고유의 LED 세트를 사용할 수도 있다. 이 경우, 가능한 한 대칭적인 구성을 제공하는 것이 유리할 것이다. 회전을 피하기 위해 손가락에 대한 가이드를 사용하는 것이 바람직할 것이며, 이는 상관 분석을 단순화할 것이다.
도 5는 지문 이미지 센서 (실리콘 칩) 가 각각 복수의 포토다이오드를 포함하는 4대칭 섹터로 나누어진 일 실시형태를 도시하고, 이것은 칩 주위에 배열된 LED와 관련된다. 도 6은 수평축에 대해 대칭적인 2개의 부분으로 나누어진 센서를 갖는 다른 실시형태를 도시한다. 포토다이오드는 칩내에서 이 축의 양 쪽에 위치하고, LED는 바람직하게 그 칩의 각각의 측의 축 상에 위치한다.
지문 검출 매트릭스가 포토다이오드의 매트릭스인 특정한 실시형태 (광학적, 정적 및 직접접촉 지문판독) 에서, 이 동일한 포토다이오드들이 또한 스펙트럼 지문 검출을 위해 사용되어야 한다는 것이 제안되었다. 그리고 지문의 요철을 비추는 광원은 LED가 될 것이다. 포토다이오드는 모든 LED가 켜져 있을 때 지문을 표시하는 광 패턴을 수집한다. 스펙트럼 정보를 획득하기 위해 LED가 상이한 파장들을 갖는 빛을 방출하는 것이 추가로 제안된다. 전형적으로, 매트릭스의 수평 대칭축을 따라 포토다이오드의 매트릭스의 양측에 LED가 정렬된 도 6과 같은 구성으로, 특정한 LED (32) 상에 중심이 있는 원호 (30) 상에 위치한 이미지 검출 매트릭스의 포토다이오드는 동일한 깊이의 진피들로부터 발생된 스펙트럼 정보를 수신하여, 다른 LED로부터 획득될 수 있는 전체적인 스펙트럼 인식의 구성요소를 구성한다. 매트릭스 내의 상이한 파장의 LED들과 상이한 위치의 포토다이오드들은 전체적인 스펙트럼 지문을 정의할 수 있게 한다.
그 결과, 이 실시형태에서, 상이한 파장을 갖는 복수의 LED는 정적인, 직접 접촉 광학 센서의 주위에 위치될 것이다. 그것들은 2개의 용도를 가질 것이다: 한가지는, LED의 몇개 또는 전부가 포토다이오드의 매트릭스의 도움으로 지문의 획득을 허용하기 위해 손가락을 충분히 비추기 위해 동시에 켜질 것이고, 이것들은 이 용도에 적절한 전자부품에 연결된다. 나머지는, 동일한 포토다이오드의 도움으로 스펙트럼 지문을 측정할 수 있도록 단일 파장이 활성화될 것이며, 그것들은 이 스펙트럼 판독에 적절한 전자부품에 연결된다.
포토다이오드의 이 배열과 상술한 상관 분석을 결합하는 것이 가능할 것이다.
일반적으로, 지문 획득 및 스펙트럼 획득이 연속으로 발생한다면, 가짜 지문을 소유한 사기꾼과 옳은 스펙트럼 특성을 갖는 가짜 손가락은 적절한 시간에 각각의 2 개의 위조품을 제시할 수 있을 것이다. 따라서 이를 어렵게 만드는 것은 매우 바람직하며, 본 발명은 판독을 교대로 하고/하거나 측정을 여러번 하는 것을 제안한다. 이는 판독되는 정보의 일관성을 보장하는 것을 가능하게 할 것이다.
다양한 비제한적인 가능성은 다음과 같다:
- 지문의 완전 판독, 그 후 스펙트럼 판독, 그 후 지문 재 판독, 두 지문 이미지가 동일한 지 체킹 (두 지문 판독 사이의 움직임은 없다);
- 지문의 부분 판독 (예를 들어 상부 우측 1/4), 스펙트럼 지문의 부분 판독 (예를 들어 청색 주파수 대역에서의 판독), 및 지문 이미지 센서의 나머지 부분과 나머지 파장에 대응하는 정보를 완전히 판독할 때까지 그 동작을 연속적으로 수행한다;
- 각 주파수 대역에서 지문을 판독하고, 그것은 지문과 스펙트럼 지문의 동시적인 획득을 가능하게 한다.
비록 지문의 정적인 획득을 사용하는 것이 쉬워보이지만, 이 경우 손가락은 정보가 기록되는 동안 움직이지 않으며, 이것은 획득되고 있는 지문의 사이즈와 적어도 같은 실리콘의 면적이 사용되는 단점을 갖는다.
손가락이 선형 획득 영역 위에서 미끄러지는 스캐닝 획득 기술이 프랑스 특허 2 749 955에 제안되었고, 전체적인 이미지는 부분적으로 다른 이미지에 겹치는 연속적인 이미지로부터 재구성된다. 본 발명은 또한 이 경우에도 적용가능하다. 도 7은 하이브리드 센서의 대응하는 구성을 나타내며, 지문 이미지 획득을 위한 몇 줄의 포토다이오드와 스펙트럼 정보 획득을 위한 포토다이오드를 모두 포함하는 긴 막대 형태의 실리콘 칩과 함께, 발광 다이오드는 실리콘 칩의 외부에 위치된다.
이 스캐닝이 사용될 때, 위에 제안된 교대 판독은 자연적으로 발생하는데, 그 이유는 판독이 "OTF (on-the-fly)" 방식으로 수행되어야 하기 때문이다 (그렇지 않으면, 손가락을 두 번에 걸쳐 통과시키는 것이 필수적일 것이며, 이는 이 기술의 이점을 상당히 감소시킨다).
지문과 스펙트럼 지문 상관에서 스캐닝 기술을 사용함으로써 중요한 개선이 제공된다. 이것은 지문의 일부에서, 특히 측정 시 장치와 접촉하는 피부의 일부에 대해, 직접적으로 상관을 수행하는 것을 가능하게 하기 때문이다. 인식하려고 의도한 인체에 대해서 손가락 부분에 대응하는 지문과 이 부분에 대응하는 스펙트럼 정보 사이의 체크를 일관성 있게 수행하는 것이 가능할 것이다.
또한 특정한 지문 부분이 검출될 때, 스펙트럼 분석 "OTF (on-the-fly)"를 트리거하는 것이 가능함으로써, 피부의 뚜렷한 부분이 스펙트럼으로 정확하게 분석될 수 있다.
또한 인식중인 손가락의 스피드를 평가함으로써, 직접적으로보다는 공간적 (및 시간적) 상쇄 (offset) 를 갖는 상관을 수행할 수 있을 것이다. 상관은 동일한 손가락 부분 또는 다른 부분에 수행될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 구현은 스펙트럼 지문 획득과 관련된 스캐닝 광학 지문 획득을 사용하는 것을 포함할 것이며, 여기서 포토다이오드는 물리적으로 동일하다. 이는 데이터 획득을 위해 요구되는 구성요소를 최적으로 감소시키고, 따라서 비용도 감소된다.
스펙트럼 이미지 획득을 위해 사용되는 LED로부터 (또한 손가락을 비추기 위해 LED를 균일하게 배열함으로써) 지문 획득을 위한 광원으로 사용되는 LED를 분리하는 것이 가능할 것이다. 그러나 LED가 두 가지 역할을 모두 할 수 있도록 발광다이오드의 사용을 공유하는 것이 더 저렴할 것이다.
본 발명에 따라 다음의 가능성들이 또한 파악된다:
- 발광 다이오드는 지문 이미지 센서를 구성하는 칩에 기술이 허용하는 정도까지 집적될 수도 있다;
- 지문 이미지 센서는 용량성, 열적, 가압성 또는 전류 흐름 센서일 수도 있지만, 광학 센서일 수도 있다;
- 만약 센서가 광학적이라면, 광원은 지문 획득 및 스펙트럼 정보 획득에 의해 공유될 수도 있다;
- 스펙트럼 지문 획득을 위해, 손가락 내의 혈액 및/또는 헤모글로빈 내의 산소 레벨을 검출하는 역할을 하는 파장이 사용될 수도 있다;
- 지문 획득과 스펙트럼 정보 측정 사이의 상관을 용이하게 하기 위해 손가락은 손가락 가이드에 의해 가이드될 수 있다;
- 장치는 인체의 더욱 신뢰성있는 확인을 위해 한번 이상 사용될 수도 있다: 몇개의 손가락이 체킹될 수도 있거나, 또는 한 손가락 상에서 지문이 체킹되고 다른 손가락 상에서 스펙트럼 정보가 체킹될 수도 있다.

Claims (17)

  1. 동일한 기판 (20) 상에 지문 이미지 센서 (10) 와 상기 지문 이미지 센서 (10) 에 의해 지문이 기록되는 인체의 손가락의 피부와 관련된 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서 (12,14) 를 모두 구비한, 인체 인식 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서는 지문 획득 동안 그 상에서 손가락이 부동상태로 유지되는 정적 센서인 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서는 1 개의 이미지 라인 또는 작은 수의 이미지 라인을 획득하고, 손가락과 상기 센서 사이의 상대적인 움직임 동안 획득되는 부분적인 이미지 사이의 상관에 의해 전체적인 지문 이미지를 재구성하는 수단을 갖는 스캐닝 센서인 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서는 실리콘 칩 상에 위치하고, 상기 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서는 발광 다이오드와 포토다이오드를 갖는 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 포토다이오드와 옵션적인 상기 발광다이오드는 상기 지문 이미지 센서와 동일한 칩 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 발광다이오드와 상기 포토다이오드는 일 축에 대해서 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서와 상기 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서는 연속적으로 기능하도록 설계된 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  8. 제 1 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서와 상기 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서는 교대로 기능하도록 설계된 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  9. 인체 인식 방법으로서,
    지문 이미지와 지문이 검출되는 인체의 손가락의 피부와 관련된 스펙트럼 전달 정보는 둘 다 동일한 장치를 사용하여 검출되고, 상기 장치는 지문 이미지 센서와 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서를 구비하고, 상기 지문 이미지와 상기 스펙트럼 전달 정보는 둘 다 인체를 인식하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 인체 인식 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서와 상기 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서는 연속적으로 기능하는 것을 특징으로 하는 인체 인식 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서와 상기 스펙트럼 전달 정보를 위한 센서는 교대로 기능하는 것을 특징으로 하는 인체 인식 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    교대로, 전체 지문이 수차례 판독되고, 전체 스펙트럼 정보가 수차례 수집되고, 상이한 검출된 정보 사이의 일관성이 체킹되는 것을 특징으로 하는 인체 인식 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    특정한 손가락 부분 (specific finger sector) 에 대응하는 지문의 일부가 판독되고, 상기 특정한 손가락 부분에 대응하는 스펙트럼 정보가 판독되고, 이어서 부분적인 이미지로부터 지문의 전체 이미지가 재구성되는 것을 특징으로 하는 인체 인식 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 특정한 손가락 부분에 대응하는 지문이, 상기 특정한 손가락 부분 또는 인식되도록 의도된 인체의 다른 부분에 대응하는 스펙트럼 정보와 일치하는 지를 체킹하는 것을 특징으로 하는 인체 인식 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지문 이미지 센서는 광학 또는 용량성 또는 열 센서 또는 손가락을 통한 전류의 흐름에 민감한 센서, 또는 압력에 민감한 센서인 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    동일한 광원 (light source) 이 지문 획득과 스펙트럼 전달 정보 획득 모두를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스펙트럼 전달 정보 획득은 혈액 및/또는 헤모글로빈 내의 산소 레벨의 검출을 위해 사용되는 파장에서의 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 인식 장치.
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