KR20170033058A - 센서 패키지 및 이를 이용한 위조 지문 식별 방법 - Google Patents

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KR20170033058A
KR20170033058A KR1020150130887A KR20150130887A KR20170033058A KR 20170033058 A KR20170033058 A KR 20170033058A KR 1020150130887 A KR1020150130887 A KR 1020150130887A KR 20150130887 A KR20150130887 A KR 20150130887A KR 20170033058 A KR20170033058 A KR 20170033058A
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최용선
김대영
서귀범
전성수
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크루셜텍 (주)
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Abstract

본 발명은 위조 지문의 식별 정밀도를 높일 수 있는 센서 패키지 및 이를 이용한 위조 지문 식별 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 센서 패키지는 센서 모듈 그리고 제어부를 포함한다. 여기서, 센서 모듈은 대상물의 지문정보 및 대상물의 표면의 컬러정보를 측정한다. 그리고, 제어부는 센서 모듈에서 측정되는 지문정보 및 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 대상물에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별한다.

Description

센서 패키지 및 이를 이용한 위조 지문 식별 방법{SENSOR PACKAGE AND METHOD FOR DISTINGUISHING FAKE FINGERPRINT OF THE SAME}
본 발명은 센서 패키지 및 이를 이용한 위조 지문 식별 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위조 지문의 식별 정밀도를 높일 수 있는 센서 패키지 및 이를 이용한 위조 지문 식별 방법에 관한 것이다.
최근 휴대용 전자기기를 통해서 전화 또는 문자 메시지 전송 서비스와 같은 통신 기능뿐만 아니라, 모바일 뱅킹 등 개인 정보가 활용되는 다양한 부가 기능이 제공되고 있다. 이에 따라, 휴대용 전자기기의 잠금 장치에 대한 필요성이 더욱 중요하게 부각되고 있다.
휴대용 전자기기에 적용되는 종래의 잠금 장치는 비밀번호를 이용하는 방식이 있다. 그러나, 이러한 방식은 비밀번호가 노출되었을 때 무용지물이 된다는 점, 안정성 확보를 위해 주기적으로 비밀번호를 변경하여야 한다는 점, 사용자 입장에서 비밀번호를 기억해 두어야 한다는 점 등에서 불편함이 있다.
따라서, 최근에는 이러한 방식을 보완하고 잠금 효과를 향상시키기 위하여, 휴대용 전자기기에 지문 인식을 통한 잠금장치가 장착되고 있다.
지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서로서, 지문센서를 통해 사용자 등록이나 인증 절차를 거치도록 함으로써, 휴대용 전자기기에 저장된 데이터를 보호하고, 보안사고를 미연에 방지할 수 있다.
지문센서는 주변 부품이나 구조를 포함하는 모듈의 형태로 제조될 수 있으며, 물리적인 기능키에 일체화되어 구현될 수 있기 때문에, 각종 전자기기에 효과적으로 장착될 수 있다.
지문센서는 개개인의 지문이 가지는 특장점을 이용하여 코드로 변환할 수 있다. 이때, 변환되어 생성되는 코드가 다른 사람의 지문 코드와 동일하게 등록될 확률은 이론적으로 매우 낮기 때문에, 지문을 이용한 사용자 인증이 보편화될 수 있는 것이다.
그러나, 휴대용 전자기기의 활용도가 높아지면서 등록 사용자의 지문 특장점 들을 이용한 위조 지문을 식별할 수 있는 기능에 대한 필요성도 대두되고 있다.
일반적으로, 휴대용 전자기기보다 큰 크기를 가지는 장치에 마련되는 광학식 지문센서 모듈은 모듈 크기에 대한 제약이 비교적 미약하기 때문에 별도 부품을 추가하여 위조 지문에 대한 검출 기능을 구현하고 있다. 일 예로, 투명 위조 지문을 감지하기 위한 별도의 광원을 마련하고, 손가락이 터치되는 유리판의 상면에 투명 전극을 형성하여 접촉 물체의 정전 용량을 판단함으로써 위조 지문을 식별할 수 있다. 등록특허공보 제10-1436786호(2014.09.11.)에는 별도의 광원을 이용한 위조 지문 판별 장치가 개시된다.
그러나, 휴대용 전자기기와 같이 작은 크기를 가지는 장치에 마련되는 정전 용량 지문센서 모듈은 크기의 제약이 크기 때문에, 별도의 부품 추가를 통한 위조 지문 검출 기능 구현이 용이하지 않다.
또한, 정전 용량 방식의 지문센서는 실리콘과 흑연(Graphite)의 혼합물, 초산 비닐 수지, 젤라틴(Gelatin) 등과 같은 재료를 이용한 위조 지문의 공격에 대해 취약한 점이 있다.
따라서, 소형 모듈에 적합하고, 실리콘과 흑연의 혼합물, 초산 비닐 수지, 젤라틴 등과 같은 재료를 이용한 위조 지문의 공격에 대해서도 위조 지문 식별 기능을 가지는 센서 패키지 및 이를 이용한 위조 지문 식별 방법이 요구된다.
등록특허공보 제10-1436786호(2014.09.11.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위조 지문의 식별 정밀도를 높일 수 있는 센서 패키지 및 이를 이용한 위조 지문 식별 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 대상물의 지문정보 및 상기 대상물의 표면의 컬러정보를 측정하는 센서 모듈; 그리고 상기 센서 모듈에서 측정되는 지문정보 및 상기 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 상기 대상물에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별하는 제어부를 포함하는 센서 패키지를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 센서 모듈은 제1베이스 기판에 실장되고, 상기 대상물의 지문을 감지하는 지문센서와, 제2베이스 기판에 실장되고, 상기 대상물에 광을 조사하는 발광부와, 상기 제2베이스 기판에 실장되고, 상기 대상물의 표면에서 산란되는 광을 감지하며, 상기 대상물의 표면의 컬러정보를 산출하는 수광부와, 상기 제1베이스 기판에 마련되고, 상기 지문센서를 수용하는 제1커버부와, 상기 제2베이스 기판에 마련되고, 상기 발광부 및 상기 수광부를 수용하는 제2커버부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1베이스 기판 및 상기 제2베이스 기판은 단일의 기판으로 이루어지고, 상기 제1커버부 및 상기 제2커버부는 일체형으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 수광부는 적색광을 감지하는 제1수광센서, 녹색광을 감지하는 제2수광센서 및 청색광을 감지하는 제3수광센서를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 컬러정보는 적색값, 녹색값, 청색값 및 색온도값을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발광부는 상측 방향으로 광을 조사하는 상면지향성을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발광부는 측면 방향으로 광을 조사하는 측면지향성을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발광부는 백색광, 적색광 및 청색광 중 어느 하나의 광을 조사할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2커버부에는 상기 발광부에서 조사되는 광 및 상기 대상물에서 산란되는 광의 경로를 형성하는 개구부가 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 개구부에는 상기 제2커버부의 컬러와 동일한 컬러를 가지는 코팅층이 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발광부 및 상기 수광부의 사이에는 상기 발광부에서 조사되는 광이 상기 수광부에 직접 수광되지 않도록 차단하기 위한 베리어가 마련될 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 a) 지문센서에서 대상물의 지문을 감지하는 단계; b) 발광부에서 상기 대상물에 광을 조사하면, 수광부에서 상기 대상물의 표면에서 산란되는 광을 감지하여 상기 대상물의 표면의 컬러정보를 산출하는 단계; 그리고 c) 제어부에서 상기 지문센서에서 감지되는 지문정보 및 상기 수광부에서 전달되는 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 상기 대상물에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별하는 단계를 포함하는 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 b) 단계에서, 상기 컬러정보를 산출하는 단계는 상기 감지되는 광으로부터 적색값이 산출되는 단계와, 상기 감지되는 광으로부터 녹색값이 산출되는 단계와, 상기 감지되는 광으로부터 청색값이 산출되는 단계 및 상기 감지되는 광으로부터 색온도값이 산출되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 c) 단계에서, 상기 제어부는 상기 대상물의 지문정보 및 등록된 상기 기준체의 지문정보를 비교하여 지문정보의 동일 여부를 판단하는 제1식별단계와, 상기 대상물의 표면의 컬러정보 및 등록된 상기 기준체의 표면의 컬러정보를 비교하여 상기 대상물 및 상기 기준체의 동일 여부를 판단하는 제2식별단계 중 어느 하나의 단계를 우선 수행하여 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되면 인증 실패로 간주할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 c) 단계에서, 상기 제어부는 상기 제1식별단계 및 상기 제2식별단계 중 어느 하나의 단계를 수행하여 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일한 것으로 판단되면 나머지 하나의 단계를 더 수행하고, 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되면 인증 실패로 간주하고, 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일한 것으로 판단되면 인증을 완료할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 c) 단계에서, 상기 제어부는 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되어 인증 실패로 간주되는 경우, 상기 수행한 단계를 미리 설정된 횟수만큼 재수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 지문 정보의 일치 여부뿐만 아니라, 지문이 마련되는 대상체, 즉, 최초 정보 등록 시에 사용되는 기준체와, 이후 지문 측정 시에 사용되는 대상물의 일치 여부까지 컬러정보를 이용하여 확인하기 때문에, 위조 지문의 식별 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 수광부는 대상물의 표면에서 산란되는 광을 수광하여 적색값, 녹색값, 청색값 그리고 색온도값을 포함하는 컬러정보를 산출하고, 측정된 컬러정보와 등록된 컬러정보가 모두 일치되는 경우에 인증이 완료되기 때문에, 위조 지문의 식별 정밀도가 높아질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈을 나타낸 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈을 나타낸 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈에서 광의 경로를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 모듈에서 광의 경로를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법에서 컬러정보를 산출하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법에서 제어부가 지문의 위조 여부를 식별하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법에서 제어부의 인증 흐름을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈을 나타낸 평면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈을 나타낸 단면 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈에서 광의 경로를 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지는 센서 모듈(100) 그리고 제어부(200)를 포함할 수 있다.
그리고, 센서 모듈(100)은 대상물(P)의 지문정보 및 대상물(P)의 표면의 컬러정보를 측정할 수 있다.
여기서, 센서 모듈(100)은 제1베이스 기판(110), 제2베이스 기판(111), 지문센서(120), 발광부(130), 수광부(140) 제1커버부(150) 그리고 제2커버부(151)를 포함할 수 있다.
지문센서(120)는 제1베이스 기판(110)에 실장되고 대상물(P)의 지문을 감지할 수 있다.
그리고, 발광부(130)는 제2베이스 기판(111)에 실장되고, 대상물(P)에 광을 조사할 수 있으며, 수광부(140)는 제2베이스 기판(111)에 실장되고, 대상물(P)의 표면에서 산란되는 광을 감지하여 대상물(P)의 표면의 컬러정보를 산출할 수 있다.
또한, 제1커버부(150)는 제1베이스 기판(110)에 마련되고, 지문센서(120)를 수용할 수 있으며, 제2커버부(151)는 제2베이스 기판(111)에 마련될 수 있고, 발광부(130) 및 수광부(140)를 수용할 수 있다.
그리고, 제어부(200)는 센서 모듈(100)에서 측정되는 지문정보 및 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 대상물(P)에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별할 수 있다.
이를 통해, 대상물(P)의 지문정보와 기준체의 지문정보의 동일 여부뿐만 아니라, 대상물(P) 및 기준체의 동일 여부도 판단할 수 있다. 따라서, 기준체와 동일하지 않은 대상물(P)에 기준체의 지문정보와 동일한 지문정보를 가지는 지문을 부착하여 지문인증을 하는 경우에도, 지문의 위조 여부가 식별될 수 있다.
상세히, 지문센서(120)는 지문정보를 감지할 수 있으며, 센싱부(121) 및 베이스(122)를 가질 수 있다.
센싱부(121)는 센싱 픽셀(미도시)을 가질 수 있으며, 상기 센싱 픽셀은 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 예를 들면, 상기 센싱 픽셀은 어레이(Array) 형태로 배치되어 센싱 영역을 가질 수 있다.
또한, 지문센서(120)는 정전용량 방식의 지문센서일 수 있으며, 센싱부(121)는 사용자 손가락과 정전용량을 형성할 수 있다. 이 경우, 센싱부(121)의 각각의 센싱 픽셀은 사용자 손가락과의 관계에서 정전용량을 형성할 수 있다.
센싱부(121)는 정전용량의 크기를 측정함으로써, 해당 센싱 픽셀 상부에서의 사용자 손가락의 지문에 따른 정전용량의 차이를 찾을 수 있다. 이를 통해, 지문센서(120)는 접촉되거나 또는 근접하게 이격된 사용자 손가락의 지문을 감지할 수 있으며, 사용자의 손가락의 접근 여부나 그 움직임에 따른 정전용량의 변화를 감지할 수 있다.
또한, 지문센서(120)는 지문을 감지하는 지문 감지 기능과 커서와 같은 포인터의 조작을 수행하는 내비게이션 기능을 가지는 바이오매트릭 트랙패드(BTP, Biometric Track Pad)일 수 있다. 더하여, 지문센서(120)는 사용자의 손가락의 접근 여부나 그 움직임에 따른 입력정보나 정전기를 감지하고, 그 움직임을 기초로 커서와 같은 포인터를 움직이는 포인터 조작 기능을 가질 수 있다.
전술한 센싱부(121)의 구성은 예시적인 것으로, 센싱부(121)는 전술한 센싱 픽셀을 가지는 형태로 한정됨이 없이 다른 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 베이스(122)는 실리콘(Silicon) 재질로 구성될 수 있으며, 그 내부 또는 외부를 통해 센싱부(121)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 지문센서(120)는 WLP(Wafer Level Package) 공정으로 제조될 수 있다. 그리고, 베이스(122)에는 복수의 전극 패드(미도시)가 마련될 수 있다.
그리고, 지문센서(120)는 제1베이스 기판(110)에 실장될 수 있다.
제1베이스 기판(110)은 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 또는 제1베이스 기판(110)은 MID(Molded Interconnect Device) 기술을 사용하여 제조되는 몰드품일 수도 있다.
그리고, 제1커버부(150)는 제1베이스 기판(110)에 마련될 수 있으며, 지문센서(120)를 수용할 수 있다.
또한, 발광부(130) 및 수광부(140)는 제2베이스 기판(111)에 실장될 수 있다. 제2베이스 기판(111)은 PCB(Printed Circuit Board)이거나, 또는 MID(Molded Interconnect Device) 기술을 사용하여 제조되는 몰드품일 수 있다.
그리고, 제2커버부(151)는 제2베이스 기판(111)에 마련될 수 있으며, 발광부(130) 및 수광부(140)를 수용할 수 있다.
제1커버부(150) 및 제2커버부(151)는 센서 패키지의 외형을 형성할 수 있으며, 각각 지문센서(120), 발광부(130) 및 수광부(140)를 덮어 보호할 수 있다.
제1커버부(150) 및 제2커버부(151)는 각각 지문센서(120), 발광부(130) 및 수광부(140)를 덮도록 마련되거나, 각각 수용공간을 가지고 상기 수용공간에 지문센서(120), 발광부(130) 및 수광부(140)가 수용되도록 형성될 수도 있다.
제1커버부(150) 및 제2커버부(151)가 각각 지문센서(120), 발광부(130) 및 수광부(140)를 덮도록 마련되는 경우, 제1, 제2커버부(150,151)는 EMC(Epoxy Molding Compound)로 제조될 수 있다.
더하여, 제1커버부(150)는 지문센서(120)를 덮도록 형성되고, 제2커버부(151)는 발광부(130) 및 수광부(140)가 수용되는 수용공간을 가지도록 형성되는 등 다양하게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제1베이스 기판(110) 및 제2베이스 기판(111)은 개별적인 것이거나, 또는, 단일의 기판으로 이루어질 수 있다. 따라서, 지문센서(120), 발광부(130) 및 수광부(140)는 별개의 기판에 각각 실장되거나 또는 단일의 기판에 실장될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 제1커버부(150) 및 제2커버부(151)도 개별적으로 이루어지거나, 또는 일체형으로 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 센서 모듈(100)은 지문을 감지하는 지문센서(120)를 가지는 지문센서 모듈과, 대상물(P)에 광을 조사하고 감지하여 대상물(P)의 표면의 컬러정보를 산출하는 컬러정보 센서 모듈이 일체형으로 이루어지는 형태로 구현되거나, 또는 분리형으로 이루어지는 형태로 구현될 수 있다.
대상물(P)은 제1, 제2커버부(150,151)의 상면에 접촉될 수 있다. 구체적으로, 도 5를 참조하면, 센서 패키지가 전자기기에 장착되는 경우 센서 패키지의 상면에는 커버글라스(300)가 더 마련될 수 있기 때문에, 이 경우 대상물(P)은 상기 커버글라스(300)에 접촉될 수 있다.
제1, 제2커버부(150,151)는 광투과가 가능한 특성을 가질 수 있다. 이를 통해, 제1, 제2커버부(150,151)가 지문센서(120), 발광부(130) 및 수광부(140)를 덮도록 마련되는 형태의 경우에도, 커버글라스(300)의 상면에 대상물(P)이 접촉되면, 지문센서(120)는 대상물(P)의 지문 정보를 측정할 수 있다. 즉, 제1커버부(150)가 광투과가 가능한 특성을 가짐으로써, 구동신호는 제1커버부(150) 및 커버글라스(300)를 투과해서 대상물(P)로 발송될 수 있으며, 감지신호는 커버글라스(300) 및 제1커버부(150)를 거쳐 지문센서(120)의 센싱부(121)로 수신될 수 있다.
그리고, 제2커버부(151)에는 광이 통과되도록 광 경로를 형성하기 위한 개구부(152)가 더 형성될 수 있다.
개구부(152)는 제2커버부(151)의 상면 중, 발광부(130) 및 수광부(140)의 상측 부분(153)에 마련될 수 있다. 또한, 개구부(152)는 발광부(130)에서 조사되는 광이 대상물(P)의 표면에서 산란이 이루어지고, 이렇게 산란되는 광이 수광부(140)에 수광될 수 있도록 적절한 위치 및 형상으로 형성될 수 있다. 개구부(152)는 제2커버부(151)를 관통하여 형성되거나, 또는 개구부(152)를 제외한 제2커버부(151)의 상측 부분(153)에 광이 통과하지 못하도록 코팅 등이 이루어져, 개구부(152)를 통해서만 광이 투과되도록 형성될 수 있다.
더하여, 제1, 제2커버부(150,151)는 센서 패키지가 장착될 전자기기의 케이스의 컬러(예를 들면, 커버글라스의 베젤의 컬러)와 동일한 컬러를 가질 수 있다. 그리고, 개구부(152)에는 제1, 제2커버부(150,151)의 컬러와 동일한 컬러를 가지는 코팅층(155)이 마련될 수 있다. 이를 통해, 센서 패키지가 전자기기에 장착되었을 때, 개구부(152), 제1, 제2커버부(150,151) 및 전자기기의 케이스가 동일한 컬러를 가질 수 있으며, 외부에서 보았을 때, 구별이 가지 않도록 하는 효과를 가질 수 있다.
그리고, 발광부(130)는 제2베이스 기판(111)에 실장될 수 있으며, 대상물(P)에 광을 조사할 수 있다.
발광부(130)는 다양한 광원이 사용될 수 있으며, 백색광, 적색광 및 청색광 중 어느 하나의 광을 조사할 수 있다. 예를 들면, 발광부(130)는 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 사용할 수 있으며, 상기 광을 조사하기 위해, White LED, Red LED 및 Green LED가 광원으로 사용될 수 있다.
그리고, 발광부(130)는 광이 상측을 향하도록 설치될 수 있다. 즉, 발광부(130)는 광을 상측 방향으로 조사하는 상면지향성을 가질 수 있다(도 5 참조).
발광부(130)는 광이 상측으로 조사될 수 있도록 하는 반사부(170)를 더 가질 수 있다. 반사부(170)는 도시된 바와 같이 제2커버부(151)의 일측면에 마련될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로, 반사부(170)는 제2커버부(151)의 내측에 마련될 수도 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 모듈에서 광의 경로를 나타낸 예시도인데, 도 6을 참조하면, 발광부(130a)는 광이 측면을 향해 조사되도록 설치될 수도 있다. 즉, 발광부(130a)는 광을 측면 방향으로 조사하는 측면지향성을 가질 수도 있으며, 이 경우, 전술한 반사부의 구조는 생략될 수 있다.
그리고, 제2베이스 기판(111)에는 베리어(160)가 마련될 수 있다. 베리어(160)는 발광부(130) 및 수광부(140)의 사이에 마련될 수 있으며, 발광부(130)에서 조사되는 광이 수광부(140)로 직접 수광되지 않도록 광을 차단할 수 있다. 즉, 베리어(160)는 발광부(130)에서 조사되었으나 대상물(P)의 표면에서 산란되지 않은 광, 즉, 노이즈(noise) 광이 수광부(140)에 수광되지 않도록 할 수 있다. 베리어(160)는 발광부(130)에서 조사된 광이 투과하지 못하는 소재로 이루어질 수 있다.
그리고, 수광부(140)는 제2베이스 기판(111)에 실장될 수 있으며, 대상물(P)의 표면에서 산란되는 광을 감지할 수 있다.
본 발명에 따른 센서 패키지에서 수광부(140)는 대상물(P)의 표면에서 전반사되는 광(L1)이 아닌, 대상물(P)의 표면에서 산란되는 광(L2), 다시 말하면, 난반사되는 광(L2)을 수광할 수 있다. 상기 산란되는 광은 상기 전반사되는 광보다 광량이 적기 때문에, 후술할 대상물(P)의 표면의 컬러정보를 보다 정확하게 산출할 수 있다.
수광부(140)는 적색광을 감지하는 제1수광센서(141), 녹색광을 감지하는 제2수광센서(142) 및 청색광을 감지하는 제3수광센서(143)를 가질 수 있다. 더하여, 수광부(140)는 모든 파장대(적외선, 자외선 및 가시광선)의 광을 감지할 수 있는 제4수광센서(144)를 더 가질 수도 있다.
수광부(140)는 대상물(P)의 표면에서 산란되는 광을 감지하여 대상물(P)의 표면의 컬러정보를 산출할 수 있다. 즉, 각각의 수광센서(141,142,143,144)는 수광되는 광의 광량을 각각 출력, 처리할 수 있으며, 이를 통해 상기 컬러정보는 적색값, 녹색값, 청색값 및 색온도값을 포함할 수 있다. 생체 손가락은 사람마다 각각 다른 컬러정보를 가지며, 동일한 사용자인 경우, 측정 환경, 즉, 측정 장소의 온도, 사용자의 체온 등에 영향 없이 동일한 컬러정보를 가질 수 있다. 따라서, 동일한 사용자인 경우, 적색값, 녹색값, 청색값 및 색온도값은 동일한 값으로 나타날 수 있다. 상기 수광센서로는 포토다이오드(PD, Photodiode)가 사용될 수 있다.
제어부(200)는 지문센서(120)에서 측정되는 지문정보 및 상기 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 대상물에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별할 수 있다. 제어부(200)는 대상물에서 측정되는 지문정보 및 등록된 기준체의 지문정보가 동일하고, 대상물에서 측정되는 컬러정보 및 등록된 기준체의 컬러정보가 동일한 경우, 인증을 완료할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 측정되는 지문정보 및 컬러정보 중 어느 하나라도 등록된 지문정보 및 컬러정보와 동일하지 않은 경우, 인증 실패로 간주할 수 있다.
제어부(200)는 기판(210)에 실장될 수 있으며, 기판(210)은 센서 패키지가 장착되는 휴대용 전자기기의 메인 PCB일 수 있다.
적색값(RED PD) 녹색값(Green PD) 청색값(Blue PD) 색온도값(CCT(K))
실시예1 305 288 114 4750
실시예2 274 302 127 5238
실시예3 326 335 146 5197
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 패키지를 이용하여 다양한 대상물별로 산출된 컬러정보 결과를 나타낸 것이다. 실시예1 내지 실시예3에 사용된 발광부에서는 White LED가 광원으로 사용되었으며, IF=10mA를 인가하였다.
실시예1은 대상물이 생체 손가락인 경우이다. 실시예1에 따르면, 측정된 생체 손가락은 적색값이 305, 녹색값이 288, 청색값이 114, 그리고 색온도값이 4750으로 산출되었다.
그리고, 실시예2는 대상물이 생체 손가락에 젤라틴으로 제작된 위조 지문을 부착한 경우이다. 실시예2에 따르면, 측정된 컬러정보는 적색값이 274, 녹색값이 302, 청색값이 127, 그리고 색온도값이 5238로 산출되어 모든 값에서 실시예1과 차이가 있다.
실시예3은 대상물이 생체 손가락에 초산 비닐 수지로 제작된 위조 지문을 부착한 경우이다. 실시예 3에 따르면, 측정된 컬러정보는 적색값이 326, 녹색값이 335, 청색값이 146, 그리고 색온도값이 5197로 산출되어 모든 값에서 실시예1과 차이가 있다.
실시예2 및 실시예3은 젤라틴 및 초산 비닐 수지와 같이 투명한 소재를 이용하여 제작된 위조 지문을 이용한 경우로, 이와 같이 투명한 소재를 이용하는 경우에도 컬러정보의 차이가 발생하여 위조 지문 여부를 식별할 수 있다.
한편, 실리콘 및 흑연의 혼합물을 사용하여 위조 지문을 제작하는 경우, 위조 지문이 검정색으로 형성되어 컬러정보의 차이가 확연히 구별될 수 있기 때문에, 위의 컬러정보 시험을 진행하지 않았다.
본 발명에 따르면, 생체 손가락에 위조된 지문을 부착하여 인증 시도를 하는 경우에도, 위조된 지문이 부착된 대상물의 표면의 컬러정보 비교를 통해, 대상물과 등록된 기준체의 동일 여부를 판단할 수 있으며, 이를 통해, 위조 지문의 식별이 가능할 수 있다.
이하에서는 센서 패키지를 이용하여 위조 지문을 식별하는 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법에서 컬러정보를 산출하는 단계를 나타낸 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법에서 제어부가 지문의 위조 여부를 식별하는 단계를 나타낸 흐름도이고, 도 10 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법에서 제어부의 인증 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 7 내지 도 13에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법은 지문센서에서 대상물의 지문을 감지하는 단계(S510)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 단계(S510)의 이전에는 기준체의 지문정보 및 컬러정보를 등록하는 단계(S501)가 진행될 수 있다. 여기서, 상기 기준체는 인증을 위해 등록하고자 하는 사용자의 손가락을 의미한다. 그리고, 상기 단계(S510)에서 대상물은 지문을 감지하고자 하는 대상체를 의미한다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법은 발광부에서 대상물에 광을 조사하면, 수광부에서 대상물에서 산란되는 광을 감지하여 대상물의 표면의 컬러정보를 산출하는 단계(S520)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 컬러정보는 대상물의 표면에서 산란되어 수광부에 수광되는 광으로부터 산출되는 적색값, 녹색값, 청색값 및 색온도값을 포함할 수 있다. 상기 대상물이 인체 손가락인 경우, 상기 대상물의 표면은 인체 손가락의 피부일 수 있다.
그리고, 상기 컬러정보의 산출 단계는 감지되는 광으로부터 적색값이 산출되는 단계(S521)와, 상기 감지되는 광으로부터 녹색값이 산출되는 단계(S522)와, 상기 감지되는 광으로부터 청색값이 산출되는 단계(S523) 및 상기 감지되는 광으로부터 색온도값이 산출되는 단계(S524)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 각 단계(S521~S524)의 산출 순서는 특정하게 정해지는 것은 아니며, 상기 각 단계(S521~S524) 중 하나 이상은 동시에 진행될 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법은 제어부에서, 지문센서에서 감지되는 지문정보 및 수광부에서 전달되는 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 대상물에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별하는 단계(S530)를 포함할 수 있다.
상기 단계(S530)에서, 제어부는 대상물의 지문정보 및 등록된 기준체의 지문정보를 비교하여 지문정보의 동일 여부를 판단하는 제1식별단계(S531)를 수행할 수 있다.
그리고, 제어부는 대상물의 표면의 컬러정보 및 등록된 기준체의 표면의 컬러정보를 비교하여 대상물 및 기준체의 동일 여부를 판단하는 제2식별단계(S532)를 수행할 수 있다. 이후, 제1식별단계(S531) 및 제2식별단계(S532)에서 모두 동일로 판단되는 경우, 제어부는 인증을 완료할 수 있다.
제1식별단계(S531) 및 제2식별단계(S532)는 순차적으로 진행되거나, 또는 동시에 진행될 수 있다. 제1식별단계(S531) 및 제2식별단계(S532)가 순차적으로 진행되는 경우, 제1식별단계(S531)가 먼저 수행되고 이후 제2식별단계(S532)가 수행되거나, 또는 제2식별단계(S532)가 먼저 수행되고 이후 제1식별단계(S531)가 수행되는 등 특별한 순서가 있는 것은 아니다.
즉, 상기 단계(S530)에서 제어부는 상기 제1식별단계(S531)와, 상기 제2식별단계(S532) 중 어느 하나의 단계를 우선 수행하여 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되면 인증 실패로 간주할 수 있다. 이 경우, 제어부는 나머지 하나의 단계를 더 수행하지 않을 수 있다.
도 10을 참조하면, 제어부는 제1식별단계를 우선 수행하여 지문정보의 동일 여부를 판단할 수 있다. 또는 도 12에서 보는 바와 같이, 제어부는 제2식별단계를 우선 수행하여 컬러정보의 동일 여부를 판단할 수 있다. 위 과정의 수행 결과가 동일로 판단되지 않으면, 제어부는 인증 실패로 간주할 수 있으며, 인증 프로세스는 종료될 수 있다.
그러나, 상기 단계(S530)에서 제어부가 상기 제1식별단계(S531) 및 상기 제2식별단계(S532) 중 어느 하나의 단계를 우선 수행하여 상기 우선 수행한 단계에서의 결과가 동일한 것으로 판단되면, 제어부는 나머지 하나의 단계를 추가 수행할 수 있다. 그리고, 상기 추가 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되면 제어부는 인증 실패로 간주할 수 있다. 그러나, 상기 추가 수행한 단계에서의 결과가 동일한 것으로 판단되면 제어부는 인증을 완료할 수 있다(도 10 및 도 12 참조).
즉, 제어부는 측정되는 지문정보 및 컬러정보가 모두 등록된 지문정보 및 컬러정보와 동일한 경우에만 인증을 완료할 수 있으며, 측정되는 지문정보 및 컬러정보 중 어느 하나라도 등록된 지문정보 및 컬러정보와 동일하지 않으면 인증 실패로 간주할 수 있다.
한편, 인증 프로세스는 수행한 단계의 결과가 동일로 판단되지 않더라도 종료되지 않고, 제어부는 제1식별단계 또는 제2식별단계의 과정을 다시 수행할 수도 있다. 다시 말하면, 제어부는 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되어 인증 실패로 간주되는 경우, 상기 수행한 단계를 재수행할 수 있다.
즉, 도 11 및 도 13을 참조하면, 제어부는 제1식별단계를 수행한 결과, 측정된 지문정보와 등록된 지문정보가 동일하지 않은 경우, 제1식별단계를 다시 수행할 수 있으며, 이러한 재수행은 제2식별단계에도 동일하게 적용될 수 있다.
여기서, 기 수행된 단계를 재수행하는 횟수는 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 이와 같이 설정된 횟수만큼 재수행한 결과에서도 측정된 정보가 등록된 정보와 동일하지 않은 경우 제어부는 인증 실패로 간주할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따르면, 지문 정보의 일치 여부뿐만 아니라, 지문이 마련되는 대상체, 즉, 최초 정보 등록 시에 사용되는 기준체와, 이후 지문 측정 시에 사용되는 대상물의 일치 여부까지 컬러정보를 이용하여 확인하기 때문에, 위조 지문의 식별 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 센서 모듈 110: 제1베이스 기판
111: 제2베이스 기판 120: 지문센서
130: 발광부 140: 수광부
150: 제1커버부 151: 제2커버부
152: 개구부 160: 베리어
170: 반사부 200: 제어부
210: 기판 300: 커버글라스

Claims (16)

  1. 대상물의 지문정보 및 상기 대상물의 표면의 컬러정보를 측정하는 센서 모듈; 그리고
    상기 센서 모듈에서 측정되는 지문정보 및 상기 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 상기 대상물에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별하는 제어부를 포함하는 센서 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은
    제1베이스 기판에 실장되고, 상기 대상물의 지문을 감지하는 지문센서와,
    제2베이스 기판에 실장되고, 상기 대상물에 광을 조사하는 발광부와,
    상기 제2베이스 기판에 실장되고, 상기 대상물의 표면에서 산란되는 광을 감지하며, 상기 대상물의 표면의 컬러정보를 산출하는 수광부와
    상기 제1베이스 기판에 마련되고, 상기 지문센서를 수용하는 제1커버부와,
    상기 제2베이스 기판에 마련되고, 상기 발광부 및 상기 수광부를 수용하는 제2커버부를 포함하는 센서 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1베이스 기판 및 상기 제2베이스 기판은 단일의 기판으로 이루어지고, 상기 제1커버부 및 상기 제2커버부는 일체형으로 이루어지는 것인 센서 패키지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수광부는 적색광을 감지하는 제1수광센서, 녹색광을 감지하는 제2수광센서 및 청색광을 감지하는 제3수광센서를 가지는 것인 센서 패키지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 컬러정보는 적색값, 녹색값, 청색값 및 색온도값을 포함하는 것인 센서 패키지.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 발광부는 상측 방향으로 광을 조사하는 상면지향성을 가지는 것인 센서 패키지.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 발광부는 측면 방향으로 광을 조사하는 측면지향성을 가지는 것인 센서 패키지.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 발광부는 백색광, 적색광 및 청색광 중 어느 하나의 광을 조사하는 것인 센서 패키지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2커버부에는 상기 발광부에서 조사되는 광 및 상기 대상물에서 산란되는 광의 경로를 형성하는 개구부가 마련되는 것인 센서 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개구부에는 상기 제2커버부의 컬러와 동일한 컬러를 가지는 코팅층이 마련되는 것인 센서 패키지.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 발광부 및 상기 수광부의 사이에는 상기 발광부에서 조사되는 광이 상기 수광부에 직접 수광되지 않도록 차단하기 위한 베리어가 마련되는 것인 센서 패키지.
  12. a) 지문센서에서 대상물의 지문을 감지하는 단계;
    b) 발광부에서 상기 대상물에 광을 조사하면, 수광부에서 상기 대상물의 표면에서 산란되는 광을 감지하여 상기 대상물의 표면의 컬러정보를 산출하는 단계; 그리고
    c) 제어부에서 상기 지문센서에서 감지되는 지문정보 및 상기 수광부에서 전달되는 컬러정보를 등록된 기준체의 지문정보 및 컬러정보와 비교하여 상기 대상물에서 측정되는 지문의 위조 여부를 식별하는 단계를 포함하는 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 b) 단계에서, 상기 컬러정보를 산출하는 단계는 상기 감지되는 광으로부터 적색값이 산출되는 단계와, 상기 감지되는 광으로부터 녹색값이 산출되는 단계와, 상기 감지되는 광으로부터 청색값이 산출되는 단계 및 상기 감지되는 광으로부터 색온도값이 산출되는 단계를 포함하는 것인 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 c) 단계에서, 상기 제어부는 상기 대상물의 지문정보 및 등록된 상기 기준체의 지문정보를 비교하여 지문정보의 동일 여부를 판단하는 제1식별단계와, 상기 대상물의 표면의 컬러정보 및 등록된 상기 기준체의 표면의 컬러정보를 비교하여 상기 대상물 및 상기 기준체의 동일 여부를 판단하는 제2식별단계 중 어느 하나의 단계를 우선 수행하여 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되면 인증 실패로 간주하는 것인 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 c) 단계에서, 상기 제어부는 상기 제1식별단계 및 상기 제2식별단계 중 어느 하나의 단계를 수행하여 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일한 것으로 판단되면 나머지 하나의 단계를 더 수행하고, 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되면 인증 실패로 간주하고, 상기 수행한 단계에서의 결과가 동일한 것으로 판단되면 인증을 완료하는 것인 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 c) 단계에서, 상기 제어부는 수행한 단계에서의 결과가 동일하지 않은 것으로 판단되어 인증 실패로 간주되는 경우, 상기 수행한 단계를 미리 설정된 횟수만큼 재수행하는 것인 센서 패키지를 이용한 위조 지문 식별 방법.
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