KR20180075386A

KR20180075386A - 사용자 접속 허용 여부를 결정하기 위한 방법 및 전자 디바이스

Info

Publication number: KR20180075386A
Application number: KR1020170171096A
Authority: KR
Inventors: 막심 알렉세예비치 빌렌스키; 안드레이 블라디미로비치 클레초프; 알렉세이 안드레예비치 가브론; 알렉산드르 겐나디예비치 체르노칼로프
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2018-07-04
Also published as: EP3545455A4; RU2637468C1; US10635797B2; WO2018124551A1; EP3545455B1; EP3545455A1; US20180181734A1; KR102570385B1

Abstract

본 개시는 사용자 입력을 기반으로 전자 디바이스에서 사용자의 접속 허용 여부를 결정하는 방법에 있어서, 제 1 전극 쌍 세트 및 제 2 전극 쌍 세트를 포함하는 복수의 전극 쌍들이 장착되어 있는 전자 디바이스의 터치 감지 영역에서 물체에 의한 터치를 검출하는 과정과, 상기 물체의 부분과 접촉하고 있는 상기 제 1 전극 쌍 세트의 서브세트를 결정하는 과정과, 상기 결정된 서브세트의 각 쌍으로부터의 전기 신호들을 수신하는 과정과, 상기 수신된 전기 신호들에 기초하여, 상기 물체의 각 부분의 임피던스 값들을 산출하는 과정과, \상기 서브세트로부터 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들의 각 쌍에 대한 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하는 과정으로서, 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들에 포함된 하나의 전극 쌍에 대한 제1임피던스 값이 다른 전극 쌍에 대한 제2임피던스 값보다 큰 경우, 상기 제2임피던스 값에 대해 상기 제1임피던스 값의 비율로 상기 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하는 과정과, 상기 산출된 임피던스 값들 중 최대 비율의 임피던스 값들을 갖는 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들 중 2개 쌍을 선택하는 과정과, 상기 최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우, 상기 물체를 생체 조직 물체인 것으로 식별하고, 상기 전자 디바이스에 대한 액세스를 허용하는 과정을 포함한다.

Description

사용자 접속 허용 여부를 결정하기 위한 방법 및 전자 디바이스{A METHOD AND ELECTRONIC DEVICE FOR DETERMIING WHETHER TO ALLOW USER ACCESS}

본 개시는 생체 조직 인증을 기반으로 전자 디바이스 상의 사용자 접속 허용 여부를 결정하기 위한 방법 및 그에 따른 전자 디바이스에 관한 것이다.

현재, 생체 인식 기술을 이용한 개인 인증은 가장 유망하고 급속하게 발전하는 추세 중 하나이며, 지문을 이용하는 방법과 수단이 그 중에서도 첫 번째를 차지하고 있다. 일반적으로 전자 디바이스 일 예로, 모바일 장치는 지문 인식을 위해 용량성 센서를 사용하지만, 이 센서를 사용하는 방법은 적절한 수준의 보안을 제공할 수가 없다. 따라서 기존의 방법은 권한이 없는 액세스로부터 장치를 보호함에 있어서 이상적이지 않다. 다수의 연구에 의하면, 이러한 장치는 재생 반죽(play dough), 젤라틴, 실리콘, 접착제 등으로 만들어진 위조 지문을 이용하여 액세스할 수 있는 것으로 나타나 있다. 이러한 접근방식은 안티-스푸핑 분석(anti-spoofing analysis), 즉 위조 검출 분석을 제공하지 않는다.

생체 인식 장치가 생리적 정보를 이용하여 사용자를 식별하더라도, 용량성 센서를 사용하는 종래의 방법은 사용자가 "생체(live)" 손가락을 적용하고 있다는 사실, 즉 생체 조직 검출 사실을 검출할 수가 없다. 따라서, 현재의 모바일 장치에는, 예비 안티-스푸핑 분석을 가진 사용자 인증 시스템이 필요하다. 따라서, 본 개시의 인증 목적들 중 하나는 사용자의 생체 인식 데이터가 실제 "생체" 손가락으로부터 획득되었는지를 결정하는 것이다.

본 개시는 장치에 대한 액세스 권한을 가진 사용자가 등록 및 적절한 확인을 위해 장치를 사용할 때, 생체 인식 인증을 통하여 장치에 대한 액세스 보안을 강화한다. 본 개시에서, 안티-스푸핑 분석은 손가락 끝단에 있는 조직의 이방성(anisotropy)을 검출한 결과이다.

종래의 지문을 이용한 생체 인식 인증 시스템이, 예를 들면, 특허 문헌 US 6181808 B1("Living Body Discriminating Apparatus", NEC CORPORATION)에 개시되어 있다. 이 문헌은 정보를 입력하는데 생체 손가락이 사용되었는지 또는 위조물이 사용되었는지 여부를 식별할 수 있는 식별 장치를 교시한다. 이러한 식별은 적어도 2개의 전극 및 접지 전극을 사용하여 손가락의 두 근육 지점 사이의 전위차를 측정하는 것을 포함하며, 여기서 적어도 2개의 전극은 손가락 뼈의 영역에 배치된다. 복수의 전극 및 접지 전극을 사용하여 위조 검출에 사용하기 위한 전위 표(table of potentials)를 생성할 수 있다. 주파수 데이터 및 전극으로부터 수신된 전위 데이터를 분석함으로써, 이 장치는 생체 손가락을 사용하여 데이터를 입력했는지 여부를 결정한다. 그러나, 이러한 종래 기술은 이방성의 검출을 제공하지 않으며, 따라서, 예를 들면 물, 소금, 한천(agar) 및 폴리에틸렌 가루를 혼합하는 것에 의해 조직의 유전 특성(dielectric properties)을 모방하는 방법을 사용하여, 생체 조직과 동일하거나 유사한 전도성을 갖는 물질로 만들어질 수 있는 위조가 사용될 수 있다.

또한, 이러한 종래 기술은 접지 전극이 배치된 센서 상에 손가락의 제 1 관절이 위치되어야 하므로, 손가락 위치에 대한 엄격한 요구 사항을 고려하고 있다. 이 문헌에 개시된 측정은, 필요한 데이터 세트 결정에 있어서 기초가 되는 신호를 소정의 시간 간격으로 수신할 필요성이 있기 때문에, 상당히 긴 시간이 소요된다(약 0.5 초).

특허 문헌 US 5990804 A("Animate Body Detector" SONY CORPORATION)는 확인 대상인 물체(손가락 끝단)가 살아있는 신체인지 여부를 결정하는데 사용되는 검출기를 개시하고 있다. 이 결정은 용량, 미리 정해진 시간 동안의 용량 변화율, 전극 및 관련 센서에 의한 수분 및 압력을 측정하여 이루어진다. 이 특허 문헌은 열거되어 있는 특성을 측정하기 위한 비접촉식 절차에 대해서도 더 설명하고 있다. 그러나, 이 문헌도 역시 조직 이방성의 검출을 제공하지 않으므로, 생체 조직과 동일하거나 유사한 전도성을 갖는 물질로 위조물이 만들어질 수 있다. 동시에, 생체 조직 특성의 변화를 병렬적으로 측정할 수 없기 때문에, 시간 경과에 따라 다양한 데이터를 획득할 필요성으로 인해, 결정에 상당히 긴 시간이 걸리게 된다.

본 개시는 이방성의 측정으로 인해 위조 검출 정확도를 더 높일 수 있는 생체 조직 인식 방법 및 전자 디바이스를 제공한다.

본 개시는 사용자 입력이 생체 조직인지 비생체 조직인지를 식별하는 시간 을 단축하는 생체 조직 인식 방법 및 전자 디바이스를 제공한다. 특히 본 개시의 식별에서는 0.3 초 미만이 소요된다.

본 개시는 생리적 정보, 특히 지문을 사용하는 개별 사용자 등록의 예비 절차를 개시하며, "생체(live)" 손가락을 사용하여 생리적 정보를 입력했는지 여부를 인식할 수 있게 한다. 본 개시의 구조는 소비자 모바일 장치에 포함되어 있는 종래의 용량성 센서로 생체 조직을 식별하는 방법을 구현할 수 있게 한다. 또한, 본 개시는 적절한 경우, 고정 장치에도 적용 가능하다.

본 개시의 실시 예에 따른 방법은; 사용자 입력을 기반으로 전자 디바이스에서 사용자의 접속 허용 여부를 결정하는 방법에 있어서, 제 1 전극 쌍 세트 및 제 2 전극 쌍 세트를 포함하는 복수의 전극 쌍들이 장착되어 있는 전자 디바이스의 터치 감지 영역에서 물체에 의한 터치를 검출하는 과정과; 상기 물체의 부분과 접촉하고 있는 상기 제 1 전극 쌍 세트의 서브세트를 결정하는 과정과; 상기 결정된 서브세트의 각 쌍으로부터의 전기 신호들을 수신하는 과정과; 상기 수신된 전기 신호들에 기초하여, 상기 물체의 각 부분의 임피던스 값들을 산출하는 과정과; 상기 서브세트로부터 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들의 각 쌍에 대한 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하는 과정으로서, 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들에 포함된 하나의 전극 쌍에 대한 제1임피던스 값이 다른 전극 쌍에 대한 제2임피던스 값보다 큰 경우, 상기 제2임피던스 값에 대해 상기 제1임피던스 값의 비율로 상기 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하는 과정과; 상기 산출된 임피던스 값들 중 최대 비율의 임피던스 값들을 갖는 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들 중 2개 쌍을 선택하는 과정과; 상기 최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우, 상기 물체를 생체 조직 물체인 것으로 식별하고, 상기 전자 디바이스에 대한 액세스를 허용하는 과정을 포함한다.

본 개시의 실시 예에 따른 장치는; 사용자 입력을 기반으로 접속 허용 여부를 결정하는 전자 디바이스에 있어서, 물체에 의한 터치를 검출하는 터치 감지 영역과, 상기 터치 감지 영역은 제 1 전극 쌍 세트 및 제 2 전극 쌍 세트를 포함하는 복수의 전극 쌍들이 장착되고, 상기 복수의 전극 쌍 각각은 하나의 방출 전극 및 하나의 수신 전극을 포함하며; 상기 제 2 전극 쌍 세트의 방출 전극들에 대하여 전압을 인가하도록 구성되고, 상기 제 2 전극 쌍 세트의 전극 쌍들의 서브세트를 결정하도록 구성되는 제너레이터와, 상기 제너레이터는 상기 결정된 상기 제 2 전극 쌍 세트의 전극 쌍들의 서브세트 근처에 배치된, 상기 제 1 전극 쌍 세트의 방출 전극들에 대하여 전압을 인가하도록 구성되고; 상기 제 1 전극 쌍 세트의 방출 전극들과 쌍을 이루는, 상기 제 1 전극 쌍 세트의 수신 전극들로부터 전기 신호들을 수신하고, 상기 수신된 전기 신호들에 기초하여 상기 물체의 각 부분의 임피던스 값들을 산출하도록 구성되는 제 1 처리 회로와, 여기서, 상기 제1처리 회로는 상기 제 1 전극 쌍 세트와 전기적으로 연결되고; 상기 제 1 처리 회로는 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들의 각 쌍에 대한 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하되, 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들에 포함된 각 쌍 중 하나의 전극 쌍에 대한 하나의 제1임피던스 값이 다른 전극 쌍에 대한 제2임피던스 값보다 큰 경우, 상기 제2임피던스 값에 대해 상기 제1임피던스 값의 비율로 상기 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하도록 더 구성되고, 상기 산출된 임피던스 값들 중 최대 비율의 임피던스 값들을 갖는 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들 중의 2개 쌍을 선택하도록 구성되고, 상기 최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우, 적용된 상기 물체가 생체 조직 물체인 것으로 식별하고, 상기 전자 디바이스에 대한 액세스를 허용한다.

본 개시의 사용은 이방성 측정을 위한 충분한 수의 전극들(제 1 전극 쌍 세트)로 인하여 사용자는 임의의 각도에서 및 임의의 편안한 위치에 손가락을 놓을 수 있게 되고, 이방성 측정을 위해 이미 존재하는 용량성 센서의 일부 전극들의 기능 변경으로 인해 기존 센서의 크기가 증가하지 않으며, 위조/실제 손가락의 확실한 식별과 신속한 검증으로 높은 보안성을 제공할 수 있다.

본 개시에 따른 신규한 생체 조직 인식 방법은 지문 입력 기능에 의해 보호되는 장치에 의한 사용자의 생체 인식 인증 시에, 기존 정전 용량 센서의 수정으로 인한 장치 크기의 증가 없이도, 더 높은 보안 수준을 보장할 수 있다.

본 개시의 이들 및 다른 특징들 및 장점들은 다음의 설명을 읽고 첨부 도면들을 볼 때 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시의 바람직한 실시예에 따른 모바일 장치 내의 생체 조직 인식 장치에 대한 예시적인 구성도,
도 2a는 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 조직 인식 방법에 대한 일련의 단계들의 블록도,
도 2b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 용량성 센서의 일 예를 도시한 도면,
도 3a는 모바일 장치상의 터치 감지 영역에 터치된 영역의 일 예를 도시한 도면,
도 3b는 본 개시의 실시 예에 따라 S06 내지 S07의 상세 동작 흐름도의 일 예,
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 조직 인식 장치의 예시적인 개략도,
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 4개의 전극 쌍이 이용 가능한 경우에 전극 쌍들이 선택되는 방식을 개략적으로 도시한 도면,도 6은 사용자 손가락의 인공 복제물로부터 수신된 신호에 대하여 측정된 진폭의 시간 기반 그래프,
도 7은 사용자의 실제 생체 손가락으로부터 수신된 신호에 대하여 측정된 진폭의 시간 기반 그래프,
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 복수의 전극 쌍이 이용 가능한 경우에 전극 쌍들이 선택되는 방식을 개략적으로 도시한 도면,
도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍 중의 한 쌍으로부터의 출력 신호의 전압을 측정한 일 예를 나타낸 도면,
도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍 중의 다른 쌍으로부터의 출력 신호의 전압을 측정한 일 예를 나타낸 도면.

본 개시의 다양한 실시예가 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시는 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에 제시된 임의의 특정 구조 또는 기능에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 설명에 기초하여, 당업자는 본 개시의 범위가 본 개시의 임의의 다른 실시예와 독립적으로 또는 조합되어 구현되는지 여부에 관계없이, 본 명세서에 개시된 본 개시의 임의의 실시예를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 임의의 수의 실시예를 사용하여, 본 장치가 구현될 수 있거나 또는 본 방법이 실시될 수가 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 본 개시의 임의의 실시예는 청구범위의 하나 이상의 요소를 사용하여 구현될 수 있음을 이해해야 한다.

"예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 "예 또는 예시로서 제공되는 것"을 의미하는 것으로 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인"으로 설명된 임의의 실시예는 반드시 다른 실시예보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안된다.

전술한 바와 같이, 일반적인 용량성 센서는 안티-스푸핑 분석, 즉 생체 조직의 검출을 수행하지 않는다. 본 개시는 사용자 인증에 관한 것으로서, 위조 지문에 대한 예비 확인, 즉 안티-스푸핑 분석을 포함한다. 이러한 예비 확인은 손가락 끝단 조직의 이방성을 측정하는 것에 의해 수행된다. 손가락 끝단 조직의 이방성을 측정하기 위해, 후술하는 바와 같이 변형되는, 전술한 종래의 용량성 센서를 사용하는 것이 제안된다. 손가락 끝단 조직에 있는 이방성의 존재는 손가락의 선단(tip)에 콜라겐 섬유가 존재하기 때문이며, 이 콜라겐 섬유가 손가락 끝단의 대부분을 구성하고 특정 방향으로 향해 있게 된다. 따라서, 손가락 끝단에 있는 콜라겐 섬유를 따라 그리고 이것을 가로질러 측정되는 신호들의 진폭은 실질적으로 다를 것이다. 임의의 지점 및 임의의 각도에서의 생체 손가락 적용으로 이방성이 측정될 수 있다.

본 개시에 따르면, 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들을 사용하여 손가락 끝단 조직에서의 이방성이 측정되며, 이는 손가락의 섬유를 따라 그리고 이것을 가로 질러 측정되는 신호들을 수신할 필요성에 따른 것이다. 생체 조직을 확인하기 위해, 본 개시의 방법은 손가락 끝단의 모든 조직(콜라겐 섬유, 모세 혈관 등), 특히 전기 신호가 이들 전극 쌍들 각각의 전극들 사이를 통과한 조직의 각 영역의 임피던스 값들의 비율, 및 이들 전극 쌍들 각각으로부터 수신된 신호들의 진폭들 사이의 차분에 대한 분석을 포함하며, 그 신호들의 진폭들 사이의 최대 비율 및 최대 차분을 각각 갖는 2개의 전극 쌍이 식별된다. 최대 비율은, 조직 내의 섬유의 방향이, 하나의 전극 쌍이 놓여있는 라인과 일치하는 반면, 제 2 전극 쌍이 놓여있는 라인은 섬유의 방향에 수직(따라서, 제 1 라인에도 수직)하다는 것을 의미한다. 따라서, 본 개시에서 실질적으로 상호 수직한 라인 상에 배치된 한 쌍의 전극 쌍은, 그 전극 쌍이 배치된 라인들이 실질적으로(대략) 수직인 2개의 전극 쌍을 의미하며, 이들 2개의 쌍은 서로에 대해 상대적으로 가깝게 배치되어 있다. 따라서, 본 개시에 개시된 방법은 "스푸핑(spoofing)", 즉 사용자의 유두상 패턴이 반복된 인공 복제물(재생 반죽, 점토, 젤라틴, 실리콘, 접착제 등으로 만들어짐)에 의하여 실제 사용자 손가락을 대체한 것을 검출할 수 있게 하며, 심지어는 살아있지 않은 사람의 손가락도 검출할 수 있게 한다.

(2번째 PPT P9의 도면으로 대체) 도 1은 본 개시의 바람직한 실시예에 따른 모바일 장치(110) 내의 생체 조직 인식 장치(100)의 예시적인 구성을 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 생체 조직 인식 장치(100)는 예를 들어, 모바일 장치(110)의 터치 감지 "홈(Home)" 버튼의 영역 아래에 장착될 수 있다. 상기 생체 조직 인식 장치(100)는 용량성 센서의 복수개의 전극들을 포함하며, 상기 복수개의 전극들 중 일부 전극들은 본 개시의 실시 예에 따른 이방성을 검출하기 위해서 도 1에 도시하고 있는 바와 같이 분할되는 프레임들을 구성한다.

그러나, 실시 예들에서, 본 개시의 생체 조직 인식 장치는 모바일 장치 스크린의 임의의 터치 감지 영역 아래에 배치되거나 또는, 예를 들어 상기 버튼 주위의 프레임(일반적으로 금속으로 이루어짐) 내에 배치될 수 있다.

도 2a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 생체 조직 인식 방법에 대한 일련의 단계들의 블록도이다.

도 2a를 참조하면, 본 개시에서는 생체 조직 인식 방법이 사용자의 모바일 장치에 대한 액세스를 허가하기 위한 예비 확인으로서 사용될 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위는 전술한 것에 한정되지 않는다.

단계 S01에서는, 모바일 장치의 터치 감지 영역에서의 물체에 의한 터치가 검출되고, 여기서 이 물체는 생체 조직 물체(손가락 끝단)이거나, 또는 비생체 조직 물체(인공 복제물 또는 살아있지 않은 사람의 손가락)이다. 터치 감지 영역 아래에는 복수의 전극이 장착되며, 이 복수의 전극은 쌍으로 그룹화되어 복수의 고정 전극 쌍을 형성한다.

제 1 실시예에 따르면, 상기 복수의 전극들은 도 2b에 도시된 바와 같이 종래의 용량성 센서(200)에 포함된다. 본 개시의 실시 예에 따른 용량성 센서(200)에서 복수의 전극 쌍의 일 부분(205)의 기능은 이방성을 측정하는 것이고, 나머지 전극 쌍들(210)은 용량을 측정하기 위해 용량성 센서에서 사용되는 종래의 전극이다. 복수의 전극 쌍들 중의 제 1 부분은 제 1 전극 쌍 세트로도 또한 지칭될 것이며, 나머지 전극 쌍들은 제 2 전극 쌍 세트로 지칭될 것이다. 두 가지 쌍 모두가 터치 감지 영역의 전체 표면에 걸쳐 고르게 분포되며, 제 1 전극 쌍 세트가 배치되는 라인들이 서로 다른 방향을 향하게 되도록, 특정 고정 전극 쌍의 기능은 선택된다. 제 1 전극 쌍 세트는 또한 이들 쌍이 배치되는 라인들이 서로 대략 수직한 쌍을 이루는 라인들을 포함하도록 선택되어야 한다. 이방성은 적용된 물체와 접촉하고 있는 제 1 전극 쌍 세트의 전극 쌍들의 서브세트에 의해서 측정된다. 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치되는, 이방성 측정을 위한 2개의 전극 쌍은 항상 근접해 있어야만 한다(가능한 한 서로 가깝게 될 수 있을 만큼). 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 실시예에서는, 각 전극 세트에 의해 달성되는, 지문 검출을 위한 용량 측정 및 이방성 측정 프로세스들이 병렬적으로 실행된다. 그러나, 다른 프로세스도 또한 가능하다.

다른 실시예에 따르면, 모든 전극 쌍들은 이중 기능을 가질 수 있다. 즉, 제 1 전극 쌍 세트는 제 2 전극 쌍 세트와 일치하게 되고, 이 경우, 적용된 물체와 접촉하고 있는 전극 쌍들의 서브세트만이 이방성을 측정하는데 사용된다. 따라서, 이 실시예에 따르면, 초기에는 모든 전극이 용량성 전극으로서 기능한다. 물체에 의한 모바일 장치상의 터치 감지 영역 터치 시에, 터치된 영역의 전기 용량이 변하게 되며, 이로 인해 이 영역에 배치된 전극들이 결정될 수 있게 된다. 도 3a는 모바일 장치상의 터치 감지 영역에 터치된 영역의 일 예를 도시한 도면이다.

도 3a를 참조하면, 터치된 영역(300)에 있는 전극 쌍들이 선택되는데, 이것이 이방성 측정용으로 사용되게 되며, 즉 이 전극 쌍들의 현재의 기능 특성이 이방성 측정을 위한 것으로 수정되게 된다. 이 전극 쌍들은 터치된 영역(300)의 상이한 위치들 내에 존재할 뿐만 아니라 이 영역에서 다른 방향을 향하게 되도록, 터치된 영역에 균등하게 이격된 전극 쌍들을 선택하는 것을 포함하는 특수 알고리즘에 따라 선택되며, 즉, 선택된 전극 쌍들이 배치되는 라인들은, 적어도 2개의 평행하거나 거의 평행한 라인들, 수직하거나 거의 수직한 라인들, 및 45도 또는 그에 가까운 각도로 교차하는 라인들을 포함한다. 도 3a에서는 일 예로, 선택된 전극 쌍들이 수직한 2개의 라인들에 배치된 경우를 도시하고 있다. 나머지(알고리즘에 의해 선택되지 않은) 전극 쌍들은 계속하여 용량성 전극으로서 기능하게 되며, 적용된 물체의 지문 이미지 획득을 위한 용량을 측정하는데 사용될 것이다. 이 실시예에서, 복수의 전극 쌍들에 의해 수행되는 전술한 프로세스들은 바람직하게는 교대로 실행된다. 그러나, 적절하다면, 그 시점에서의 상이한 목적을 갖는 전극들이 또한 병렬 프로세스들을 위해 구성될 수도 있다. 이러한 전극들의 사용은 인식에 소요되는 시간을 절약할 뿐만 아니라, 상기 알고리즘에 의한 한정된 전극 쌍들의 서브세트의 선택으로 인하여 전력도 또한 절감하게 된다. 이 실시예에 따르면, 선택된 전극 쌍들의 기능적 특성들이 완전한 지문 이미지 획득을 위하여 용량을 측정하도록 다시 변경될 수 있음에 유의해야 한다. 제 1 실시예에 있어서는, 제 1 전극 쌍 세트가 이방성 측정용으로만 사용되므로, 제 2 전극 쌍 세트에 의해 획득된 지문 이미지는 불완전하며, 유두상 패턴의 일치를 확인하기 위해서는, 보간법에 의해, 이방성 측정용 전극 쌍들로 덮인 이미지 영역의 구성을 완성할 필요가 있다.

이중 기능의 전극들의 경우 및 각각 자신의 기능을 갖는 2개의 상이한 전극 세트의 경우 양쪽 모두에 있어서, 단계 S02에서는, 적용된 물체의 부분(손가락 끝단)과 접촉하고 있는 상기 전극 쌍들의 서브세트가 결정된다. 특히, 이 단계에서는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 이방성 측정을 위해 추가로 사용될 제 1 전극 쌍 세트의 서브세트를 식별하게 된다.

단계 S03에서는, 상기 제 1 전극 쌍 세트로부터 상기 결정된 서브세트의 각 쌍으로부터 전기 신호들이 수신되고, 고정된 전극 쌍 중 하나의 전극(방출 전극)에 입력 신호가 공급되고, 또한 출력 신호가 동일한 즉, 상기 고정된 전극 쌍의 제 2 전극(수신 전극)으로부터 판독된다. 다음으로, 단계 S04에서는, 수신된 모든 전기 신호들의 진폭을 측정하며, 또한 입력 신호들의 각 진폭들에 대한 출력 신호들의 진폭의 비율에 기초하여, 적용된 물체의 각 부분들의 임피던스 값을 산출한다(신호 감쇠는 임피던스에 비례함). 도 3a의 실시 예에서는 상기 선택된 전극 쌍에 대해 공급된 입력 신호(C1)에 대해 임피던스 1(M1) 및 임피던스 2(M2)가 산출된 경우를 도시하고 있다.

단계 S05에서는, 실질적으로 상호 수직한 라인들(이 라인들은 각각 손가락 끝단의 콜라겐 섬유를 따라 그리고 이것을 가로 질러 실질적으로 연장됨) 상에 배치된 2개의 전극 쌍을 검출하기 위해, 상기 서브세트로부터 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 각 쌍의 전극 쌍들에 대하여 산출된 임피던스 값들의 비율이 결정된다. 바람직한 실시예에 따르면, 산출된 임피던스 값들의 비율은, 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 한 쌍의 전극 쌍 중 하나의 전극 쌍에 대한 하나의 임피던스 값이 다른 전극 쌍에 대한 임피던스 값보다 클 경우, 더 작은 임피던스 값에 대해 더 큰 임피던스 값의 비율로서 결정된다는 것에 유의한다. 단계 S06에서는, 최대 비율의 임피던스 값들을 갖는 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2쌍의 전극 쌍이 선택되며, 이 최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과할 경우, 이 물체는 생체 조직 물체인 것으로 식별된다(단계 S07). 예를 들어, 이 임계값은 사용자가 전화 메모리에 지문을 입력하는 프로세스에서 변경될 수 있으며, 예를 들어, (비교된 쌍으로부터의) 더 낮은 임피던스 값에 기초하거나, 또는 실질적으로 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍에 의해 동시에 측정된 2개의 임피던스(예를 들어, 도 3a의 임피던스 1(M1) & 임피던스 2(M2)) 일치 정도에 기초하여 선택될 수도 있다. 현저한 임피던스 값들의 차이는 하나의 신호가 실질적으로 섬유를 따라 통과하고, 다른 신호는 실질적으로 횡단 방향으로 통과한다는 사실에서 기인한 것이다 (도 3a 참조). 이러한 신호들에 대해서 측정되는 진폭도 또한 크게 다르게 될 것이다.

최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하지 않는 경우, 이 복제물을 이루는 재료는 등방성이기 때문에, 또는 이방성의 성질을 상실한 살아있지 않은 사람의 손가락이기 때문에, 그 물체는 위조 복제물인 것으로 식별되어야 한다. 물체를 통과한, 실질적으로 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍으로부터 수신된 신호들의 고조파 발진이 일치하며 이에 따라 진폭들이 일치하는 경우에는, 물체를 이루는 재료가 등방성이며, 따라서 그것이 위조 손가락(인공 복제물 또는 비생체 조직)에 속한다는 결론이 내려진다. 따라서, 임피던스들이 동일한 경우에는 그 비율이 1이 되기 때문에, 미리 정해진 임계값은 1이거나 또는 실질적으로 1에 충분히 가깝게 될 수 있다.

도 3b는 본 개시의 실시 예에 따라 S06 내지 S07의 상세 동작 흐름도의 일 예이다.

도 3b를 참조하면, 302단계에서 S01단계에서 획득한, 모바일 장치의 터치 감지 영역에서의 물체에 의한 터치 즉 입력 신호(C1)를 검출한다. 그리고, 304단계에서 상기 터치 감지 영역에서 검출된 상기 입력 신호(C1)에 대해 검출한 임피던스 1(M1) 및 임피던스 2(M2)가 동일한지 여부를 확인한다. 여기서, 임피던스 1 및 2가 동일한 것은 미리 정해진 임계값은 1인 실시 예에 대응한다.

상기 확인 결과, 임피던스 1 및 임피던스 2가 동일한 경우, 306단계에서 상기 물체가 비생체 조직 물체로 식별된다. 만약, 상기 확인 결과, 상기 임피던스 1 및 임피던스 2가 동일하지 않을 경우, 308단계에서 상기 물체는 생체 조직 물체로 식별된다.

또한, 본 개시의 방법은, 예를 들어, 물체가 비생체 조직 물체인 것으로 식별되는 경우, 모바일 장치에 대한 액세스를 거부할 수 있다. 이 경우에는, 유두상 패턴의 일치 확인이 행해지지 않는다. 병렬 프로세스들, 즉 생체 조직 식별 및 유두상 패턴 일치 여부 확인이, 서로 다른 전극 쌍들의 서브세트들을 사용하여 수행되는 경우, 이 확인 프로세스는 생체 조직 인식에 대한 음성 결과(negative result)를 수신한 직후에 종료된다.

일 실시예에 따르면, 본 개시의 방법은 사용자를 식별하기 위해 제 2 전극 쌍 세트를 사용하여 지문과 관련된 데이터를 수집하는 단계를 더 포함한다. 이 단계는 생체 조직 인식 결과가 성공적일 경우에만, 즉 물체가 생체 조직 물체인 것으로 식별되는 경우에만 수행된다. 본 개시에서, 물체는 손가락 끝단이다. 수집된 데이터는 각각 손가락 끝단의 유두상 패턴에 관한 정보를 포함한다.

손가락 끝단의 유두상 패턴에 관한 정보가 모바일 장치의 사용자에 대하여 미리 저장된 손가락 끝단에 있는 유두상 패턴의 정보와 일치하지 않는 경우에는, 모바일 장치에 대한 액세스도 제공되지 않는다.

많은 수의 전극을 제공하기 때문에, 임의의 각도 및 임의의 위치에서 모바일 장치상의 터치 감지 영역에의 적용 시에 물체가 검출될 수 있다. 이 복수의 전극은 전체 터치 감지 영역을 덮는 전극 그리드를 형성한다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 조직 인식 장치(100)의 예시적인 개략도를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 액세스를 허가하기 위한 예비 확인으로서 생체 조직을 인식하는 장치는 모바일 장치상의 터치 감지 영역에 배치된 복수의 전극 쌍들(200)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 복수의 전극 쌍들(200)은 제 1 전극 쌍 세트 및 제 2 전극 쌍 세트를 포함할 수 있으며, 각각의 전극 쌍 세트는 자신의 기능을 갖는다. 하나의 전극 쌍은 신호가 공급되는 방출 전극 및 신호가 판독되는 수신 전극을 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 전극 세트는 제 2 전극 세트와 일치할 수도 있으며, 즉, 모든 전극 쌍이 이중 기능을 구현하도록 구성될 수도 있다.

하나 이상의 실시예에 따르면, 제 1 전극 쌍 세트는 예를 들어, 터치 감지 버튼을 둘러싸는 금속 프레임 내에 별도로 만들어질 수 있다. 이 경우, 제 2 전극 쌍 세트는 터치 감지 버튼 아래의 전체 공간을 덮는 그리드를 형성한다.

생체 조직 인식 장치는 복수의 전극 쌍들에 대하여 전압을 인가하도록 구성되는 제너레이터(generator)(250)를 더 포함한다. 특히, 제너레이터(250)는 각각의 전극 쌍의 전극들 중 하나(방출 전극)에 전기 입력 신호를 공급할 수 있다. 각 하나의 이방성 측정을 위해서는, 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍이 필요하다. 제너레이터(250)는 제 1 전극 쌍 세트 중의 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍에 대하여 전압을 인가하도록 구성되며, 바람직한 실시예에 따르면, 제너레이터는, 나중에 이 두 개의 획득된 값들에 기초하여 측정값을 평균화하기 위해, 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍에 대하여 전압을 두 번 인가한다. 특히, 처음의 인가에서는 제 1 쌍의 2개의 전극 쌍에 전압이 먼저 인가된 후에, 제 2 쌍에 전압이 인가되며, 두 번째 전압 인가에서는, 그 반대로 행해진다(제 2 쌍에 먼저 인가된 후에, 제 1 쌍에 인가됨).

용량성 전극 쌍들은 버튼과 같은 터치 감지 영역에서의 물체에 의한 터치를 검출하고, 적용된 물체와 접촉하고 있는 제 2 전극 쌍 세트로부터 전극 쌍들의 서브세트를 결정하도록 구성된다. 그 다음, 적용된 물체와 접촉하고 있는 제 1 전극 쌍의 세트로부터 전극 쌍들을 결정하기 위해, 제 2 전극 쌍 세트의 결정된 서브세트에 근접하게 배치된 제 1 전극 쌍 세트가 결정된다. 적용된 물체와 접촉하고 있는 제 1 전극 쌍 세트로부터의 전극 쌍들은, 제 1 전극 쌍 세트의 다른 전극 쌍들로의 불필요한 동작을 피하기 위해서 결정된다. 이로 인해 전술한 동작의 실행에 소모되는 전력 및 시간을 절약하게 된다.

생체 조직 인식 장치는 제 1 처리 회로(210) 및 제 2 처리 회로(220)를 더 포함하며, 그 각각은 자신의 전극 쌍 세트로 동작한다. 특히, 제 1 처리 회로(210)는 제 1 전극 쌍 세트의 전극 쌍들로부터 수신된 전기 신호들을 수신 및 처리하고, 제 2 처리 회로(220)는 제 2 전극 쌍 세트로부터 수신된 전기 신호들을 수신 및 처리한다. 제 1 전극 쌍 세트는 제 1 처리 회로와 전기적으로 연결되며, 제 2 전극 쌍 세트는 제 2 처리 회로와 전기적으로 연결된다. 이중 기능을 갖는 복수의 전극 쌍이 존재하는 경우, 이 전극 쌍들은 적절한 처리 회로로 스위칭될 수 있다. 제 2 실시예에 따르면, 제 1 처리 회로 및 제 2 처리 회로의 기능적 특성은 일체형 모듈, 예를 들어, 복수의 전극 쌍들 전체로부터 전기 신호들을 수신하고 처리하도록 구성된 메인 처리 회로로 구현될 수도 있다 .

신호들을 수신하면, 제 1 처리 회로(210)는 이들을 처리하여, 수신된 전기 신호들에 기초하여 임피던스 값들의 비율을 산출하며, 또한 제 1 처리 회로(210)는 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 각 쌍의 전극 쌍들에 대해 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하여, 최대 비율의 임피던스 값들을 갖는 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍을 선택하도록 구성된다. 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 한 쌍의 전극 쌍들 중 하나의 전극 쌍에 대한 하나의 임피던스 값이 다른 임피던스 값보다 클 경우, 산출되는 임피던스 값들의 비율은, 여전히 더 작은 것에 대한 더 큰 산출된 임피던스 값의 비율이 된다. 적절한 방법과 관련하여 위에서 언급한 바와 같이, 최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과할 경우에는, 적용된 물체가 생체 조직 물체, 즉 손가락 끝단인 것으로 식별된다. 산출된 임피던스 값들의 비율은 또한 실질적으로 상호 수직한 라인들에 배치된 2개의 전극 쌍들이 임피던스 값들의 최대 비율이 아닌, 최소로 선택되어야 한다는 점을 고려하여 더 큰 산출된 임피던스 값에 대한 더 작은 산출된 임피던스 값의 비율이 될수도 있음은 명백하며; 이 경우, 최소 비율이 미리 정해진 임계값보다 작으면, 그 물체가 생체 조직 물체에 속한다고 결론 내릴 수 있다.

제 2 처리 회로(220)는 제 2 전극 쌍 세트로부터 전기 신호들을 수신할 시에, 이 신호들에 포함된 용량 정보를 도출하고, 손가락 끝단의 유두상 패턴의 이미지, 즉 지문 이미지를 형성한다. 이 단계는, 물체가 인공 복제물인 것으로 또는 살아있지 않은 사람의 손가락인 것으로 식별될 경우(최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하지 않음)에는, 모바일 장치에 대한 액세스가 거부되어 지문 이미지를 형성하는 프로세스가 필요하지 않기 때문에, 물체가 손가락 끝단인 것으로 식별될 경우에만 수행된다.

물체가 손가락 끝단인 것으로 식별되면, 제 2 처리 회로(220)는 또한 손가락 끝단의 유두상 패턴에 관한 정보가 미리 저장된 모바일 장치 사용자에 대한 손가락 끝단의 유두상 패턴과 일치하지 않을 경우 모바일 장치에 대한 액세스를 거부하도록 구성된다.

생체 조직 인식 장치는 보안 작업을 구현하기 위한 표준 프로세서와 같은, 사용자의 추가 인증을 위한 중앙 처리 장치(CPU)를 더 포함한다.

도 5는 4개의 전극 쌍(1, 2, 3 및 4)이 존재하는 경우, 전극 쌍들이 선택되는 방식을 개략적으로 도시한 것이다. 손가락 끝단에 있는 섬유 방향은 도면에서 대략 수직 라인으로 도시되어 있다. 각각의 전극 쌍들(1, 2, 3, 4)로부터 수신된 출력 전기 신호들의 전압을 측정한 후에, 실질적으로 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍들(1 및 3)로부터 수신된 신호들의 진폭이 동일하거나 약간 상이하고, 또한 실질적으로 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍들(2 및 4)로부터 수신된 신호들의 진폭이 상당히 상이한 경우에는, 생체 조직, 즉 생체 손가락이 적용된 것으로 결론지어질 수 있다. 이는 전극 쌍(2)이 배치된 라인이 섬유의 방향과 일치하고, 이 전극 쌍(2)으로부터 수신된 신호가 섬유를 따라 측정된 것이라는 사실 때문이다. 반대로, 전극 쌍(4)이 배치된 라인은 섬유의 방향에 수직하며, 전극 쌍(4)으로부터 수신된 신호는 섬유를 가로 질러 측정된 것이다. 각각의 전극 쌍들(1, 2, 3, 4)로부터 수신된 출력 전기 신호들의 전압 측정이, 실질적으로 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍들(1 및 3)로부터 수신된 신호들의 진폭은 동일하거나 약간 상이하며, 실질적으로 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍들(2 및 4)로부터 수신된 신호들의 진폭도 또한 동일하거나 약간 상이한 것을 나타내는 경우에는, 생체 조직이 존재하지 않는 것으로 결론지어지며, 즉, 인공 복제물 또는 살아있지 않은 사람의 손가락이 적용된 것으로 결론지어진다.

도 6 및 도 7은 사용자 손가락의 인공 복제물 및 실제 사용자 손가락으로부터 수신된 신호들에 대한 진폭들의 시간 기반 그래프를 보여주며, 도 5와 관련하여 기술된 출력 전기 신호들의 전압 측정 결과를 도시한 것이다. 도 6은 비생체 조직 물체의 경우, 실질적으로 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍으로부터 수신된 신호들의 진폭이 거의 동일하다는 것을 명확하게 나타내고 있다. 실제 손가락의 경우(도 7 참조)에는, 일 신호에 대한 진폭들의 시간 기반 그래프가, 제 1 신호를 생성한 전극 쌍이 배치된 라인에 대해 실질적으로 수직한 라인에 배치된 전극 쌍으로부터 수신된 다른 신호에 대한 진폭들의 시간 기반 그래프와 상당히 상이하다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 복수의 전극 쌍이 존재하는 경우 전극 쌍들이 선택되는 방식을 개략적으로 도시한 것이다. 특히, 본 도면은 사용자 손가락에 접촉되는 전극 그리드를 보여준다. 흰색으로 표시된 전극들은 손가락의 유두상 패턴을 판독하여 사용자 손가락 터치를 검출하기 위한 용량을 측정하도록 구성된 용량성 센서용 종래 전극들이다. 손가락에 대한 가장 어두운 회색 컬러는 이방성을 측정하는 기능을 하는 전극들을 나타낸다. 손가락에 대해 회색으로 표시된 전극들은 적용된 사용자 손가락 끝단과 접촉해 있는 전극들이며, 이것은 터치를 감지한 용량성 전극 쌍에 대한 근접성을 식별하여 결정된다. 가장 어두운 컬러로 표시된 이방성 측정용 전극은 사용자 손가락 끝단과 접촉하지 않으며, 따라서 이방성 측정에 실제로 사용되지 않으며, 이 복수의 전극들에는 전기 신호가 공급되지 않게 된다. 회색으로 표시된 복수의 전극 쌍에는 전기 신호가 공급되며, 미리 정해진 시간 동안에 이 신호에 기초하여 전압이 측정된다. 출력 신호가 분석되며; 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍에 대한 신호들의 진폭이 비교되며, 또한 임피던스들이 산출되어 비교된다. 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개의 전극 쌍은(그 출력 신호는 임피던스들의 최대 비율을 가짐), 그 전극 쌍들이 배치된 라인들에 의해 연결된 검은색 원들로 본 도면에서 강조되어 있다. 정확하게 이들 2개의 전극 쌍으로부터 수신된 신호는, 전술한 방법에 따라, 전극 그리드에 실제의 생체 손가락이 적용되었는지 또는 인공 복제물이 적용되었는지 여부를 결정하는데 사용된다.

도 9a 및 도 9b는 본 개시의 실시예에 따른, 실질적으로 상호 수직한 라인들 상에 배치된 한 쌍의 전극 쌍으로부터의 출력 신호들의 전압을 측정하는 예를 도시한 것이다. 본 실시예는, 3MHz의 주파수 및 100mV의 전압을 갖는 입력 전기 신호를, 적용된 물체와 접촉하고 있는 제 1 전극 쌍 세트로부터의 복수의 전극 쌍에 공급하고; 사용자 손가락이 복수의 전극 쌍을 가진 회로에 적용된 것으로 예시되었다. 따라서, 적용된 손가락과 접촉하고 있는 이방성 측정용 전극 쌍으로부터의 각 방출 전극에 전압이 인가되었다. 출력 전기 신호는 복수의 전극 쌍(즉, 전술한 전극 쌍의 각 수신 전극으로부터의)의 출력에서 판독되었다. 특히, 출력 신호의 주파수 및 전압은 시변환(time-varying) 전압 파형을 보여주는 오실로스코프(전기 신호의 진폭 및 시간 파라미터들을 연구하기 위한 장치)에 의해 측정될 수 있다. 도 9a 및 도 9b는 적용된 손가락을 통과하며 또한 신호 진폭의 최대 차이를 갖는 제 1 전극 쌍 및 제 2 전극 쌍으로부터 수신된 신호들의 전압의 고조파 발진을 나타내는 2개의 오실로그램(oscillogram)을 나타낸 것이다. 도 9a에 나타나 있는 오실로그램은 제 1 전극 쌍으로부터 수신된 신호를 도시한 것이고, 도 9b에 나타나 있는 오실로그램은 제 2 전극 쌍으로부터 수신된 신호를 도시한 것이다. 측정은 약 10 μs(오실로그램의 시간 스케일은 박스당 1 μs임) 동안 수행되었다. 그러나, 더 크거나 더 작은 시간 간격이 또한 사용될 수도 있다. 도 9a의 오실로그램에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 출력 신호의 전압의 고조파 발진의 평균 진폭은 216 mV이다. 동시에, 제 2 전극 쌍(도 9b 참조)으로부터의 출력 신호의 전압의 고조파 발진의 평균 진폭은 278 mV이다. 여기에서, 제 1 전극 쌍의 라인은 섬유의 방향과 일치하며, 이 전극 쌍으로부터 수신된 신호는 섬유를 따라 측정되었고, 제 2 전극 쌍의 라인은 섬유의 방향에 수직하며, 이 전극 쌍으로부터 수신된 신호는 섬유를 가로 질러 측정되었다. 따라서, 제 2 전극 쌍으로부터 수신된 출력 신호의 진폭은 제 1 전극 쌍으로부터 수신된 출력 신호의 진폭보다 약 1.287배 더 크며, 이는 신호의 평균 진폭에 대한 사인파 진폭의 변화 비율인, 1+δ(여기서 δ = 0.092)로 선택될 수 있는, 미리 정해진 임계값을 초과한다. 전압 진폭 값들의 차이(=62)도 또한 예를 들어 0 또는 다른 작은 값일 수 있는 제 2 임계값을 상당히 초과한다. 획득된 전압들의 비율로부터, 적용된 손가락이 생체 조직 물체에 속한다고 결론 내릴 수 있다. 인공 복제물이 복수의 전극 쌍을 가진 회로에 적용되면, 적용된 인공 복제물을 통과하고 제 1 전극 쌍 및 제 2 전극 쌍으로부터 수신된 신호들의 전압의 고조파 발진들은 완전히 또는 본질적으로 일치하게 된다. 이 예는, 명료성을 위해, 이방성의 존재를 나타내는 전압 비율을 고려한 것이다. 그러나, 자동 모드에서 이방성을 결정하기 위해서는, 위상 지연을 포함하는 여러 가지 요인을 고려해야 하기 때문에, 특히 임피던스를 측정해야 할 필요가 있다. 특히, 임피던스의 이방성을 산출하기 위해서는 다음의 요인들도 또한 고려해야 한다: 오실로스코프 프로브의 저항; 전압 및 전류 오프셋(복합 임피던스 값을 결정하기 위해). 당업자는 본 청구된 개시에 따른 복수의 전극이 특정의 실제 응용에 따라 임의의 터치 감지 영역에 장착될 수 있고, 상이한 기능을 갖는 세트들로 분할될 수도 있으며, 또는 이중 기능 전극들이 사용될 수도 있음을 이해해야 한다. 상기 실시예들은 단지 예시로서 설명되었으며, 이들의 다양한 변형이 구현될 수 있다.

본 개시는 소비자 전자 장치에 응용할 수 있으며, 또한 손가락의 인공 복제물을 식별할 수 있는 본 생체 조직 인식 방법으로 인해 추가적인 보안을 보장함으로써 전자 장치들의 기능을 확장시킬 수도 있다.

본 개시는 예를 들어,

전자 장치에 대한 액세스 허가를 위한 예비 확인;

개인 정보에 대한 액세스 허가를 위한 예비 확인;

금융 거래에 대한 액세스 허가를 위한 예비 확인 등에 적용될 수 있다.

당업자는 장치(100)의 구조적 요소 또는 구성 요소의 수가, 적절하다면, 변경될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 도시되어 있는 장치(100)의 유닛들의 구성은 예시적인 것이며, 본 명세서가 특별히 다르게 정의하지 않는다면, 특정 응용에 있어서 더 큰 효과를 달성하기 위해 필요에 따라 수정될 수 있다. 단수형으로 나타낸 시스템 요소의 지칭은, 명시적으로 달리 언급하지 않는 한, 복수의 그러한 요소를 배제하지 않는다.

본 명세서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 도시하지만, 첨부된 청구항들에 의해 결정되는 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수도 있음을 이해해야 한다.

Claims

사용자 입력을 기반으로 전자 디바이스에서 사용자의 접속 허용 여부를 결정하는 방법에 있어서,
제 1 전극 쌍 세트 및 제 2 전극 쌍 세트를 포함하는 복수의 전극 쌍들이 장착되어 있는 전자 디바이스의 터치 감지 영역에서 물체에 의한 터치를 검출하는 과정과;
상기 물체의 부분과 접촉하고 있는 상기 제 1 전극 쌍 세트의 서브세트를 결정하는 과정과;
상기 결정된 서브세트의 각 쌍으로부터의 전기 신호들을 수신하는 과정과;
상기 수신된 전기 신호들에 기초하여, 상기 물체의 각 부분의 임피던스 값들을 산출하는 과정과;
상기 서브세트로부터 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들의 각 쌍에 대한 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하는 과정으로서, 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들에 포함된 하나의 전극 쌍에 대한 제1임피던스 값이 다른 전극 쌍에 대한 제2임피던스 값보다 큰 경우, 상기 제2임피던스 값에 대해 상기 제1임피던스 값의 비율로 상기 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하는 과정과;
상기 산출된 임피던스 값들 중 최대 비율의 임피던스 값들을 갖는 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들 중 2개 쌍을 선택하는 과정과;
상기 최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우, 상기 물체를 생체 조직 물체인 것으로 식별하고, 상기 전자 디바이스에 대한 액세스를 허용하는 과정을 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 생체 조직 물체는 손가락 끝단임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 최대 비율이 상기 미리 정해진 임계값을 초과하지 않는 경우, 상기 물체는 비생체 조직 물체인 것으로 식별하는 과정과,
상기 물체가 비생체 조직 물체인 것으로 식별되는 경우, 상기 전자 디바이스에 대한 액세스를 거부하는 과정을 포함하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 미리 정해진 임계값은 1임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 수신된 전기 신호들에 기초하여 전압 진폭 값들을 산출하는 과정과;
상기 서브세트로부터 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들의 각 쌍에 대한 산출된 전압 진폭 값들을 비교하고, 최대 차분의 전압 진폭 값들을 갖는 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들 중의 2개 쌍을 선택하는 과정과;
상기 최대 차분이 제 2 임계값을 초과하는 경우, 상기 물체를 생체 조직 물체인 것으로 식별하는 과정을 더 포함하는 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 미리 정해진 제 2 임계값은 0임을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 물체가 손가락 끝단인 것으로 식별되는 경우, 사용자를 식별하기 위해 상기 제 2 전극 쌍 세트 중 상기 물체의 부분과 접촉하고 있는 전극 쌍들로부터 지문에 관한 데이터를 수집하는 과정을 더 포함하며,
상기 수집되는 데이터는 상기 손가락 끝단의 유두상 패턴(papillary pattern)에 관한 정보를 포함하는 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 손가락 끝단의 유두상 패턴에 관한 정보가 상기 전자 디바이스의 사용자에 대해 미리 저장된 손가락 끝단의 유두상 패턴의 정보와 일치하지 않는 경우, 상기 모바일 장치에 대한 액세스를 거부하는 과정을 더 포함하는 방법.
사용자 입력을 기반으로 접속 허용 여부를 결정하는 전자 디바이스에 있어서,
물체에 의한 터치를 검출하는 터치 감지 영역과, 상기 터치 감지 영역은 제 1 전극 쌍 세트 및 제 2 전극 쌍 세트를 포함하는 복수의 전극 쌍들이 장착되고, 상기 복수의 전극 쌍 각각은 하나의 방출 전극 및 하나의 수신 전극을 포함하며;
상기 제 2 전극 쌍 세트의 방출 전극들에 대하여 전압을 인가하도록 구성되고, 상기 제 2 전극 쌍 세트의 전극 쌍들의 서브세트를 결정하도록 구성되는 제너레이터와, 상기 제너레이터는 상기 결정된 상기 제 2 전극 쌍 세트의 전극 쌍들의 서브세트 근처에 배치된, 상기 제 1 전극 쌍 세트의 방출 전극들에 대하여 전압을 인가하도록 구성되고;
상기 제 1 전극 쌍 세트의 방출 전극들과 쌍을 이루는, 상기 제 1 전극 쌍 세트의 수신 전극들로부터 전기 신호들을 수신하고, 상기 수신된 전기 신호들에 기초하여 상기 물체의 각 부분의 임피던스 값들을 산출하도록 구성되는 제 1 처리 회로와, 여기서, 상기 제1처리 회로는 상기 제 1 전극 쌍 세트와 전기적으로 연결되고;
상기 제 1 처리 회로는 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들의 각 쌍에 대한 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하되, 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들에 포함된 각 쌍 중 하나의 전극 쌍에 대한 하나의 제1임피던스 값이 다른 전극 쌍에 대한 제2임피던스 값보다 큰 경우, 상기 제2임피던스 값에 대해 상기 제1임피던스 값의 비율로 상기 산출된 임피던스 값들의 비율을 결정하도록 더 구성되고, 상기 산출된 임피던스 값들 중 최대 비율의 임피던스 값들을 갖는 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들 중의 2개 쌍을 선택하도록 구성되고, 상기 최대 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우, 적용된 상기 물체가 생체 조직 물체인 것으로 식별하고, 상기 전자 디바이스에 대한 액세스를 허용함을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 생체 조직 물체는 손가락 끝단임을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 제2전극 쌍 세트와 전기적으로 연결되어 상기 제 2 전극 쌍 세트로부터 용량에 관한 정보를 포함하는 전기 신호들을 수신하고, 상기 물체가 손가락 끝단인 것으로 식별되는 경우, 상기 손가락 끝단의 유두상 패턴에 관한 정보를 생성하도록 구성되는 제 2 처리 회로를 더 포함함을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 제1처리 회로는, 상기 최대 비율이 상기 미리 정해진 임계값을 초과하지 않는 경우, 적용된 상기 물체는 비생체 조직 물체인 것으로 식별하고,
상기 물체가 비생체 조직 물체인 것으로 식별된 경우, 상기 전자 디바이스에 대한 액세스를 거부함을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 미리 정해진 임계값은 1임을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 처리 회로는 상기 수신된 전기 신호들에 기초하여 상기 상호 수직한 라인들 상에 배치된 전극 쌍들의 각 쌍에 대한 전압 진폭 값들을 산출하고, 상기 산출된 전압 진폭 값들을 비교하여, 최대 차분의 전압 진폭 값들을 갖는 상호 수직한 라인들 상에 배치된 2개 쌍의 전극 쌍들을 선택하도록 더 구성되고;
상기 최대 차분이 미리 정해진 제 2 임계값을 초과하는 경우, 상기 물체가 상기 생체 조직 물체인 것으로 식별함을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제 14 항에 있어서,
상기 미리 정해진 제 2 임계값은 0임을 특징으로 하는 전자 다비이스.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 처리 회로는, 상기 물체가 손가락 끝단인 것으로 식별되는 경우, 사용자를 식별하기 위해 상기 제 2 전극 쌍 세트 중 상기 물체의 부분과 접촉하고 있는 전극 쌍들로부터 지문에 관한 데이터를 수집하고, 상기 수집한 데이터로부터 획득한 상기 손가락 끝단의 유두상 패턴에 관한 정보가 상기 전자 디바이스의 사용자에 대해 미리 저장된 손가락 끝단의 유두상 패턴의 정보와 일치하지 않는 경우, 상기 모바일 장치에 대한 액세스를 거부하도록 더 구성되는 전자 다비이스.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 전극 세트는 상기 제 2 전극 세트와 일치하며, 상기 제 1 처리 회로 및 상기 제 2 처리 회로는 일체형 모듈에 해당함을 특징을 하는 전자 디바이스.
제9항에 있어서,
상기 제1전극 쌍 세트는 상기 전자 디바이스의 터치 감지 버튼 주위의 프레임에 배치되고, 상기 제2전극 쌍 세트는 상기 터치 감지 버튼에 배치됨을 특징으로 하는 전자 디바이스.