KR20180082665A - 보안 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보안 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 보안 장치는, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 생체 인식 센서; 상기 사용자에 의한 접촉면을 감지하여, 상기 접촉면의 힘 분포 정보를획득하는 압력 센서; 및 상기 생체 정보와 상기 힘 분포 정보를 참조하여, 사용자 인증을 수행하는 사용자 인식부를 포함할 수 있다.

Description

보안 장치 및 이를 포함하는 표시 장치{SECURITY DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THEREOF}
본 발명은 보안 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보의 보안과 인증에 대한 수단으로 바이오 매트릭스가 각광 받고 있다.
바이오 매트릭스는 개인의 신체적 특성(얼굴, 지문, 홍채 등)에 기초한 것으로, 스마트 폰, 태블릿 PC와 같은 휴대 단말, 자동차, 출입 관리 등 다양한 분야에 적용되고 있다.
본 발명은 생체 인식 센서와 압력 센서를 모두 이용하여 사용자 인증을 수행함으로써 보안 기능을 강화한 보안 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 보안 장치는, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 생체 인식 센서; 상기 사용자에 의한 접촉면을 감지하여, 상기 접촉면의 힘 분포 정보를 획득하는 압력 센서; 및 상기 생체 정보와 상기 힘 분포 정보를 참조하여, 사용자 인증을 수행하는 사용자 인식부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생체 인식 센서는, 상기 사용자의 지문, 장문, 손바닥 정맥, 얼굴 및 홍채 중 적어도 어느 하나를 센싱할 수 있다.
또한, 상기 사용자 인식부는, 상기 생체 정보와 미리 등록된 생체 정보를 비교하고, 상기 힘 분포 정보와 미리 등록된 힘 분포 정보를 비교하여 상기 사용자 인증을 수행할 수 있다.
또한, 상기 미리 등록된 상기 사용자의 생체 정보와 상기 미리 등록된 힘 분포 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 생체 인식 센서; 상기 사용자에 의한 접촉면을 감지하여, 상기 접촉면의 힘 분포 정보를 획득하는 압력 센서; 상기 생체 정보와 상기 힘 분포 정보를 참조하여, 사용자 인증을 수행하는 사용자 인식부; 및 상기 생체 인식 센서 및 상기 압력 센서 중 어느 하나의 일면 상에 위치하며, 영상을 표시하는 표시 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 생체 인식 센서는 상기 사용자의 지문을 센싱할 수 있다.
또한, 상기 생체 인식 센서는, 상기 표시 장치를 파지한 상기 사용자의 손가락들 각각의 지문들을 센싱할 수 있다.
또한, 상기 압력 센서는, 상기 사용자가 상기 표시 장치를 파지함으로써 입력된 터치들 각각의 위치 및 세기를 획득할 수 있다.
또한, 상기 사용자 인식부는, 상기 표시 장치를 파지한 상기 손가락들 각각의 지문들과 미리 등록된 지문들을 비교하고, 상기 터치들 각각의 세기와 미리 등록된 힘 분포 정보를 비교하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
또한, 상기 사용자 인식부는, 상기 터치들 각각의 위치와 미리 등록된 파지 위치 정보를 더 비교하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
또한, 상기 미리 등록된 지문들, 상기 미리 등록된 파지 위치 정보 및 상기 미리 등록된 힘 분포 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 사용자 인식부는, 상기 사용자 인증을 통해 상기 표시 장치의 사용 가능 여부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 표시 패널로 표시되는 영상을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 압력 센서는, 상기 표시 패널로 표시되는 영상을 제어하기 위한 터치의 위치 및 세기를 센싱할 수 있다.
또한, 상기 생체 인식 센서는, 상기 터치에 의하여 입력된 지문을 센싱하여, 상기 터치가 어느 손가락에 의한 것인지 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 터치를 입력한 손가락과 상기 터치의 세기를 참조하여 상기 영상을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 터치를 입력한 손가락, 상기 터치의 세기 및 상기 터치의 면적을 참조하여 상기 영상을 제어할 수 있다.
본 발명에 의하면, 생체 인식 센서와 압력 센서를 모두 이용하여 사용자 인증을 수행함으로써 보안 기능을 강화한 보안 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시된 보안 장치를 포함한 표시 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2a 내지 도 2f에 도시된 표시 패널의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 구성과 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 압력 센서의 구성과 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 사용자 인식부와 제어부를 더 포함한 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 사용자가 표시 장치를 파지한 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치를 포함한 표시 장치를 이용하여 사용자의 손바닥을 센싱하는 것을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 보안 장치를 포함한 출입 통제 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 출입 통제 시스템을 이용하여 획득한 힘 분포 정보를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치를 포함한 차량의 좌석을 나타낸 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 보안 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치(1)는 압력 센서(200), 생체 인식 센서(300), 사용자 인식부(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.
압력 센서(200)는 사용자가 가한 압력을 이용하여 사용자에 의한 접촉면을 감지하고, 접촉면의 힘 분포 정보를 획득할 수 있다. 상기 힘 분포 정보는, 접촉면의 영역별로 어느 정도의 힘이 가해졌는지를 나타내는 것일 수 있다.
생체 인식 센서(300)는 사용자의 생체 정보를 센싱할 수 있으며, 사용자의 생체 정보는, 사용자의 지문, 장문, 손바닥 정맥, 얼굴 및 홍채 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
생체 인식 센서(300)는 지문을 센싱하기 위한 지문 센서, 장문이나 손바닥 정맥을 센싱하기 위한 광 센서 또는 초음파 센서, 얼굴 또는 홍채를 센싱하기 위한 영상 촬영 수단 등을 포함할 수 있다.
사용자 인식부(150)는 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보와 생체 인식 센서(300)로부터 획득한 생체 정보를 참조하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
구체적으로, 사용자 인식부(150)는 생체 인식 센서(300)로부터 획득한 생체 정보와 미리 등록된 생체 정보를 비교하여 서로 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 사용자 인식부(150)는 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보와 미리 등록된 힘 분포 정보를 비교하여 서로 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
사용자 인식부(150)는 생체 인식 센서(300)로부터 획득한 생체 정보와 미리 등록된 생체 정보가 서로 일치하고, 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보와 미리 등록된 힘 분포 정보가 서로 일치하는 경우, 적법한 사용자인 것으로 판단할 수 있다.
이와 달리, 사용자 인식부(150)는 생체 인식 센서(300)로부터 획득한 생체 정보와 미리 등록된 생체 정보가 서로 일치하지 않거나, 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보와 미리 등록된 힘 분포 정보가 서로 일치하지 않는 경우, 적법한 사용자가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
메모리(160)는 적법한 사용자의 생체 정보들을 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치(1)에 따르면, 생체 인식 센서(300)뿐만 아니라 압력 센서(200)를 함께 이용하여 사용자 인증을 수행하므로, 보안 기능을 더 강화할 수 있다.
이하에서는 상술한 보안 장치(1)가 표시 장치, 보안 게이트 및 차량에 각각 적용되었을 때, 보안 장치(1)의 구체적인 동작 방법에 관하여 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시된 보안 장치(1)를 포함한 표시 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치(1)는 표시 장치에 적용될 수 있으며, 이 때 보안 장치(1)는 표시 장치(10a 내지 10f)를 사용하고자 하는 사용자가 적법한 사용자인지 아닌지를 판단할 수 있다.
도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치(10a 내지 10f)는, 압력 센서(200)와 생체 인식 센서(300)를 포함하는 보안 장치(1)와 표시 패널(100)을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다.
압력 센서(200)는, 표시 장치(10a 내지 10f)를 파지한 손가락들의 힘 분포 정보를 획득할 수 있다. 또한, 압력 센서(200)는, 표시 장치(10a 내지 10f)에 입력되는 터치를 감지하여 터치의 위치 및 세기를 산출할 수 있다. 특히, 압력 센서(200)는 멀티 터치를 동시에 감지하여 멀티 터치 각각의 위치 및 세기를 산출할 수 있다.
즉, 보안 장치(1)가 표시 장치(10a 내지 10f)에 구비되는 경우, 압력 센서(200)는 사용자 인증을 위한 힘 분포 정보를 획득하는 기능뿐만 아니라, 표시 장치(10a 내지 10f)의 동작을 제어하기 위한 터치를 센싱하는 기능도 함께 수행할 수 있다.
압력 센서(200)는 영상이 표시되는 표시 장치(10a 내지 10f)의 전면에 입력되는 터치뿐만 아니라, 후면, 테두리에 입력되는 터치도 감지할 수 있다. 생체 인식 센서(300)는 표시 장치(10a 내지 10f)에 접촉한 사용자의 생체 정보를 센싱할 수 있으며, 특히 보안 장치(1)가 표시 장치(10a 내지 10f)에 구비된 경우, 생체 인식 센서(300)는 사용자의 지문을 센싱하는 지문 센서일 수 있다.
생체 인식 센서(300)는 가시광선에 반사된 지문 영상을 획득하는 광학식 지문 인식 센서, 초음파를 이용하는 초음파식 지문 인식 센서, 및 정전 용량의 차이를 이용하는 정전용량 방식 지문 인식 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
생체 인식 센서(300)는 멀티 지문을 동시에 센싱할 수 있다. 또한, 표시 장치(10a 내지 10f)의 전면, 후면 및 테두리에 입력되는 지문을 모두 센싱할 수 있다.
표시 패널(100), 압력 센서(200) 및 생체 인식 센서(300)의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 표시 패널(100)은 압력 센서(200) 상에 위치하고, 압력 센서(200)는 생체 인식 센서(300) 상에 위치할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 표시 패널(100)은 생체 인식 센서(300) 상에 위치하고, 생체 인식 센서(300)는 압력 센서(200)는 상에 위치할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 생체 인식 센서(300)는 압력 센서(200) 상에 위치하고, 압력 센서(200)는 표시 패널(100) 상에 위치할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 생체 인식 센서(300)는 표시 패널(100) 상에 위치하고, 표시 패널(100)은 압력 센서(200) 상에 위치할 수 있다.
도 2e를 참조하면, 압력 센서(200)는 표시 패널(100) 상에 위치하고, 표시 패널(100)은 생체 인식 센서(300) 상에 위치할 수 있다.
도 2f를 참조하면, 압력 센서(200)는 생체 인식 센서(300) 상에 위치하고, 생체 인식 센서(300)는 표시 패널(100) 상에 위치할 수 있다.
이 때, 표시 패널(100)은 표시 장치(10a 내지 10f)의 전면뿐만 아니라 양측 모서리를 통해 영상을 표시할 수 있다.
또한, 압력 센서(200) 또는 생체 인식 센서(300)가 표시 패널(100)의 상부에 위치하는 경우, 영상의 시인성을 저해하지 않도록 압력 센서(200) 또는 생체 인식 센서(300)는 투명한 물질로 형성될 수 있다.
도 3은 도 2a 내지 도 2f에 도시된 표시 패널의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 패널(100)은 기판(110), 화소들(120) 및 봉지층(encapsulation layer; 130)을 포함할 수 있다.
기판(110) 상에는 다수의 화소들(120)이 위치할 수 있다. 또한, 봉지층(130)은 화소들(120) 및 기판(110) 상에 위치할 수 있다.
예를 들어, 기판(110)은 유리, 수지(resin) 등과 같은 절연성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(110)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 기판(110)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
다만, 상기 기판(110)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있으며, 유리 섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber glass reinforced plastic) 등으로도 이루어질 수 있다.
화소들(120)은 제어부(미도시)의 제어에 의하여 발광할 수 있으며, 봉지층(130)에 의하여 보호될 수 있다.
예를 들어, 봉지층(130)은 화소들(120)로 수분, 산소 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이때, 봉지층(130)은 유리, 유기물, 및 무기물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 봉지층(130)은 적어도 하나의 유기막과 적어도 하나의 무기막을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 유기막의 재료로는 폴리아크릴, 폴리이미드, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 폴리에폭시, 벤조시클로부텐 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있으며, 무기막의 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물을 포함한 금속 산화물 등의 무기 절연 물질이 이용될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 구성과 그 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한 압력 센서는, 압력을 감지하는 복수의 감지셀(200a)을 포함할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 각각의 감지셀(200a)은 제1 전극(211), 제2 전극(212) 및 상기 제1 및 제2 전극(211, 212) 사이에 제공된 가변 저항 요소(213)를 포함할 수 있다.
제1 전극(211)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 도전성 물질은 금속이나 이들의 합금을 포함할 수 있다. 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 들 수 있다.
제1 전극(211)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 투명 도전성 물질로는 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브 (Carbon Nano Tube), 그래핀 (graphene) 등을 들 수 있다.
다음으로, 제2 전극(212)은 제1 전극(211)과 이격되며 도전성 물질을 포함할 수 있다. 도전성 물질은 제1 전극(211)을 구성할 수 있는 재료 중에서 선택될 수 있으며, 제1 전극(211)와 동일 물질로 이루어지거나 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다.
다음으로, 가변 저항 요소(213)는 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이에 제공될 수 있다.
가변 저항 요소(213)는 변형된 정도에 따라 전기적 특성이 변경되는 구성 요소로서, 특히, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이에서 외부로부터의 압력에 따라 저항이 변경되는 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 가변 저항 요소(213)에 제공되는 힘이 증가할수록 가변 저항 요소(213)의 저항은 감소할 수 있다. 또는, 그와 반대로 가변 저항 요소(213)에 제공되는 힘이 증가할수록 가변 저항 요소(213)의 저항이 증가할 수도 있다.
가변 저항 요소(213)는 압력에 따라 저항이 변경되는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가변 저항 요소(213)는 압력 감지 물질(force sensitive material) 또는 압력 감지 레지스터(force sensitive resistor)로 지칭되는 물질들을 포함할 수 있다.
가변 저항 요소(213)는 PZT(lead zirconate titanate), 티탄산 바륨(BaTiO3), PTrFE(polytrifluoroethylene)와 PVDF(polyvinylidene fluoride) 등과 같은 압전 물질(piezo-electric materials), 폴리 크리스탈(Poly Crystal), 압전단결정(PMN-PT Single Crystal), 산화 아연(ZnO), 이황화몰리브덴(MoS2) 등과 같은 압전 반도체(piezo-electric semiconductor), 카본 파우더(carbon powder), QTC(Quantum tunnelling composite), 실리콘(silicone), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 및 그래핀(graphene) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
가변 저항 요소(213)은 나노 입자를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 나노 입자(213)는 나노 튜브, 나노 컬럼, 나노 로드, 나노 기공, 나노 와이어 등으로 제공될 수 있다.
나노 입자(213)는 탄소, 흑연, 준금속, 금속, 상기 준금속 또는 금속의 도전성 산화물, 또는 상기 준금속 또는 금속의 도전성 질화물의 입자들을 포함하거나, 절연성 비드 상에 상기 입자들이 코팅된 코어 쉘 구조의 입자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 준금속은, 안티몬(Sb), 게르마늄(Ge) 및 비소(As) 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 금속은 아연(Zn), 알루미늄(Al), 스칸듐(Sc), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 인듐(In), 주석(Sn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 스트론튬(Sr), 텅스텐(W), 카드뮴(Cd), 탄탈륨(Ta), 타이타늄(Ti) 등, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 도전성 산화물은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 알루미늄 도프된 아연 산화물(AZO), 갈륨 인듐 아연 산화물(GIZO), 아연 산화물(ZnO) 등, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
도 4a는 감지셀(200a)에 압력(P)이 인가되지 않은 상태를 도시한 것이며, 도 4b는 감지셀(200a)에 압력(P)이 인가된 상태를 도시한 것이다.
도 4a를 참조하면, 감지셀(200a)에 압력(P)이 인가되지 않은 경우, 제1 전극(211)과 제2 전극(212)는 가변 저항 요소(213)를 사이에 두고 제1 거리로 이격되며, 가변 저항 요소(213)는 제1 저항(R1)을 가질 수 있다.
도 4b를 참조하면, 사용자의 터치 등에 따라 감지셀(200a)에 압력(P)이 가해지는 경우, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이의 거리가 변화되고, 이에 따라 가변 저항 요소(213)의 형태가 변화될 수 있다. 즉, 가변 저항 요소(213)의 저항은 제1 저항(R1)에서 제2 저항(R2)으로 변화될 수 있다.
결국, 제1 전극(211) 또는 제2 전극(212)으로부터 출력되는 감지 신호에 반영된 저항 변화량을 참조로 하여 터치의 위치, 세기 등을 검출할 수 있다.
한편, 도 4a 및 도 4b에는 도시되지 않았으나, 감지셀(200a)을 구동하고 감지셀(200a)로부터 감지 신호를 수신하기 위한 배선들이 감지셀(200a)에 연결될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 압력 센서의 구성과 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한 압력 센서는, 다른 실시예에 의한 감지셀들(200b)을 포함할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 감지셀(200b)은 제1 전극(211), 제2 전극(212) 및 상기 제1 및 제2 전극(211, 212) 사이에 제공된 탄성 부재(223)를 포함할 수 있다.
제1 전극(211)과 제2 전극(212)은 서로 이격되어 위치할 수 있다. 이때, 제1 전극(211)과 제2 전극(212)은 커패시터의 역할을 수행할 수 있으며, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이에는 정전 용량(capacitance)이 형성될 수 있다.
탄성 부재(223)는 외부의 충격을 완화시키는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 위해 탄성력을 가질 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(223)는 외부로부터의 압력에 의해 변형이 일어나며, 상기 외부로부터의 압력이 제거되면 다시 원 상태로 복원 가능한 탄성력을 가질 수 있다.
또한, 탄성 부재(223)는 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이의 전기적 단락을 방지하기 위해 절연성을 가질 수 있다.
탄성 부재(223)는 탄성력을 갖도록 다공성 고분자로 제공될 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(223)는 스폰지와 같이 발포체 형태로 제공될 수 있다.
예를 들어, 탄성 부재(223)는 열가소성 탄성 중합체(thermoplastic elastomer), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리우레탄 열가소성 탄성 중합체(polyurethane thermoplastic elastomers), 폴리아미드(polyamides), 합성고무(synthetic rubbers), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리이소부티렌(polyisobutylene), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌)[poly(styrene-butadienestyrene)], 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 폴리에틸렌(polyethylene), 실리콘(silicone), 등 및 이들의 조합들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5a는 감지셀(200b)에 압력(P)이 인가되지 않은 상태를 도시한 것이며, 도 5b는 감지셀(200b)에 압력(P)이 인가된 상태를 도시한 것이다.
도 5a를 참조하면, 감지셀(200b)에 압력(P)이 인가되지 않은 경우, 제1 전극(211)과 제2 전극(212)는 탄성 부재(223)를 사이에 두고 제1 거리로 이격되며, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이에는 제1 정전 용량(C1)이 형성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 사용자의 터치 등에 따라 감지셀(200b)에 압력(P)이 가해지는 경우, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이의 거리가 변화되고, 이에 따라 제1 전극(211)과 제2 전극(212)의 정전 용량이 변화될 수 있다. 즉, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이에는 제2 정전 용량(C2)이 형성될 수 있다.
결국, 제1 전극(211) 또는 제2 전극(212)으로부터 출력되는 감지 신호에 반영된 정전 용량 변화량을 참조로 하여 터치의 위치, 세기 등을 검출할 수 있다.
한편, 도 5a 및 도 5b에는 도시되지 않았으나, 감지셀(200b)을 구동하고 감지셀(200b)로부터 감지 신호를 수신하기 위한 배선들이 감지셀(200b)에 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 제어부를 더 포함한 표시 장치를 나타낸 도면이다. 도 6에서는 도 2a에 도시된 표시 장치(10a)를 도시하였으나, 도 2b 내지 도 2f에 도시된 표시 장치(10b 내지 10f)에도 제어부가 포함될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치(10a)는, 압력 센서(200), 생체 인식 센서(300) 및 사용자 인식부(150)를 포함하는 보안 장치(1)와 표시 패널(100) 외에, 제어부(140)를 더 포함할 수 있다.
사용자 인식부(150)는 생체 인식 센서(300)로부터 수신한 생체 정보와, 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보를 참조하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
구체적으로, 사용자 인식부(150)는 표시 장치(10a)를 파지한 손가락들 각각의 지문들과 미리 등록된 지문들을 비교할 수 있다.
또한, 사용자 인식부(150)는 표시 장치(10a)를 파지함으로써 입력된 터치들 각각의 위치와 미리 등록된 파지 위치 정보를 비교할 수 있다. 또한, 사용자 인식부(150)는 표시 장치(10a)를 파지함으로써 입력된 터치들 각각의 세기와 미리 등록된 힘 분포 정보를 비교할 수 있다.
사용자 인식부(150)는, 표시 장치(10a)를 파지한 손가락들 각각의 지문들과 미리 등록된 지문들이 일치하고, 터치들 각각의 세기와 미리 등록된 힘 분포 정보가 일치하면, 표시 장치(10a)가 동작되도록 할 수 있다. 즉, 표시 장치(10a)가 잠금 상태에서 활성화 상태가 되도록 제어할 수 있다.
이와 달리, 사용자 인식부(150)는, 표시 장치(10a)를 파지한 손가락들 각각의 지문들과 미리 등록된 지문들 및 터치들 각각의 세기와 미리 등록된 힘 분포 정보 중 적어도 어느 하나가 일치하지 않는 경우, 표시 장치(10a)가 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 즉, 표시 장치(10a)의 잠금 상태가 해제되지 않도록 할 수 있다.
사용자 인식부(150)는 사용자 인증을 수행함에 있어서, 터치들 각각의 위치와 미리 등록된 파지 위치 정보의 일치 여부를 더 확인할 수 있다.
즉, 사용자 인식부(150)는 표시 장치(10a)를 파지한 손가락들 각각의 지문들과 미리 등록된 지문들이 일치하고, 터치들 각각의 세기와 미리 등록된 힘 분포 정보가 일치하며, 터치들 각각의 위치와 미리 등록된 파지 위치 정보가 일치하는 경우에만 표시 장치(10a)가 동작하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치(10a)는, 상술한 미리 등록된 지문들에 대한 정보, 미리 등록된 파지 위치 정보, 미리 등록된 힘 분포 정보 등이 저장되는 메모리(160)를 더 포함할 수 있다.
미리 등록된 지문들에 대한 정보는 사용자의 모든 손가락들 각각의 지문 정보를 포함할 수 있다.
표시 장치(10a)의 사용자는, 손가락들의 지문, 표시 장치를 파지할 때의 힘 분포 정보, 파지 위치 정보 등을 표시 장치(10a)에 미리 등록해둘 수 있다.
이하에서는 표시 장치에 구비된 보안 장치를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 방법에 관하여, 도 7a 및 도 7b를 예로 들어 설명하도록 한다.
도 7a 및 도 7b는 사용자가 표시 장치를 파지한 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다. 특히, 도 7a의 표시 장치(10a)의 전면, 도 7b는 표시 장치(10a)의 후면을 나타낸 도면이다.
사용자가 도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 같이 표시 장치(10a)를 파지하면, 사용자와 표시 장치(10a) 사이에 접촉면 A 내지 E가 발생한다.
생체 인식 센서(300)는, 접촉면 A 내지 E에 입력된 지문들을 모두 센싱할 수 있으며, 사용자 인식부(150)는 상기 지문들과 미리 등록된 지문 정보를 비교할 수 있다.
구체적으로, 사용자 인식부(150)는, 접촉면 A 내지 E에 입력된 지문들이, 미리 등록한 사용자의 엄지 손가락, 검지 손가락, 중지 손가락, 약지 손가락 및 새끼 손가락의 지문들에 각각 대응되는지 확인할 수 있다.
다음으로, 압력 센서(200)는 접촉면 A 내지 E 각각에 가해지는 힘의 세기를 산출할 수 있다. 사용자 인식부(150)는, 접촉면 A 내지 E 각각에 가해진 힘의 세기와 힘 분포 정보를 비교할 수 있다.
여기서, 힘 분포 정보는 예를 들어, 사용자가 표시 장치(10a)를 파지할 때 어떤 손가락에 얼마만큼의 힘을 주는지에 관한 정보를 포함할 수 있다.
사용자 인식부(150)는, 접촉면 A 내지 E에 입력된 지문들과 미리 등록된 지문들이 일치하고, 접촉면 A 내지 E 각각에 가해진 힘의 세기와 미리 등록된 힘 분포 정보가 일치하면, 표시 장치(10a)의 잠금 상태가 해제되도록 제어할 수 있다.
또한, 압력 센서(200)는 접촉면 A 내지 E 각각의 위치 정보를 산출할 수도 있다. 사용자 인식부(150)는, 접촉면 A 내지 E 각각의 위치가 미리 등록된 파지 위치 정보에 대응하는지 비교할 수도 있다.
사용자마다 표시 장치(10a)를 사용하기 위하여 표시 장치(10a)를 파지하는 방법이 상이할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 생체 정보뿐만 아니라, 표시 장치를 파지했을 때의 힘 분포 정보, 파지 위치 등을 이용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
표시 장치(10a)에 포함된 생체 인식 센서(300), 압력 센서(200), 사용자 인식부(150) 및 메모리(160)는, 표시 장치(10a)에 저장된 정보들이 유출되는 것을 방지하기 위한 보안 장치(1)로서 동작할 수 있다. 사용자는 표시 장치(10a)를 터치함으로써 표시 장치에 표시되는 영상을 제어할 수 있으며, 이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6을 참조하면, 제어부(140)는 표시 패널(100)의 영상 표시 동작을 제어할 수 있다.
제어부(140)는, 표시 패널(100)에 표시되는 영상을 제어하기 위한 터치가 입력되면, 입력된 지문 정보 및 터치의 세기에 따라 서로 다른 제어 동작이 수행되도록 할 수 있다.
이를 위하여, 표시 장치(10a)가 잠금 해제 상태일 때 표시 장치(10a)로 터치가 입력되면, 제어부(140)는 생체 인식 센서(300)로부터 수신한 지문 정보를 이용하여 어느 손가락에 의한 터치인지 판단할 수 있다.
한편, 생체 인식 센서(300)가 지문 정보를 이용하여 어느 손가락에 의한 터치인지 판단하고, 판단 결과를 제어부(140)로 전달할 수도 있다.
또한, 제어부(140)는 압력 센서(100)로부터 터치의 위치, 세기, 면적 등에 관한 정보를 획득할 수 있다.
제어부(140)는 터치를 입력한 손가락별로 서로 다른 제어 동작이 수행되도록 할 수 있다. 예를 들어, 왼손 엄지 손가락에 의하여 터치가 입력되면 영상의 휘도가 제어되도록 하고, 왼손 검지 손가락에 의하여 터치가 입력되면 스크롤 기능이 제어되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(140) 동일한 손가락에 의한 터치가 입력되더라도, 터치의 세기 별로 서로 다른 제어 동작이 수행되도록 할 수 있다.
예를 들어, 왼손 엄지 손가락에 의하여 터치가 입력되되 터치의 세기가 강한 경우 영상의 휘도가 밝아지도록 제어하고, 터치의 세기가 약한 경우 영상의 휘도가 어두워지도록 제어할 수 있다.
또한, 왼손 검지 손가락에 의하여 터치가 입력되되 터치의 세기가 강한 경우 스크롤 다운되도록 제어하고, 터치의 세기가 약한 경우 스크롤 업 되도록 제어할 수 있다.
이 때, 제어부(140)는 터치의 세기가 기 설정된 값 이상이면 강한 것으로 판단하고, 터치의 세기가 상기 기 설정된 값 미만이면 약한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(140)는 지문 정보 및 터치의 세기뿐만 아니라, 터치의 면적을 더 고려하여 영상 표시 동작을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 왼손 검지 손가락에 의하여 터치가 입력되되 좁은 면적으로 입력되면 스크롤 기능이 제어되도록 하고, 넓은 면적으로 입력되면 표시되는 영상의 복사 및 붙여넣기(copy & paste) 동작이 수행되도록 제어할 수 있다.
제어부(140)는 터치의 회전 방향을 더 고려하여 영상 표시 동작을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 왼손 검지 손가락에 의하여 터치가 입력되고, 상기 터치의 세기가 강하며, 상기 터치가 소정 방향으로 회전하면서 이동한 경우, 표시되는 영상의 적어도 일부가 회전되도록 제어할 수 있다.
제어부(140)는 기 설정된 시간 이상 동안 터치 입력이 유지되는 경우에만 상술한 동작이 수행되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 왼손 검지 손가락으로 상기 기 설정된 시간 이상 강한 힘으로 표시 장치를 터치하는 경우에만 스크롤 다운되도록 제어할 수 있다.
메모리(160)에는 터치를 입력한 손가락, 터치의 세기, 터치의 면적, 터치의 회전 이동의 조합에 대응하는 제어 동작의 종류가 저장될 수 있다.
한편 본 명세서에서 표시 장치(10a)의 잠금 상태는 터치 입력이나 키 입력에 대하여 아무런 동작이 수행되지 않는 상태를 의미하고, 잠금 해제 상태는 잠금 상태 외의 상태를 의미할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치를 포함한 표시 장치를 이용하여 사용자의 손바닥을 센싱하는 것을 예시적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치(1)를 포함한 표시 장치(10a)는, 생체 정보로서 지문 외에 장문이나 손바닥 정맥을 센싱하여 사용자 인증을 수행할 수도 있다.
도 8에 도시된 것과 같이, 사용자가 표시 장치(10a)에 손바닥을 접촉시키면, 생체 인식 센서(300)는 사용자의 장문 또는 손바닥 정맥을 센싱할 수 있다.
또한, 압력 센서(200)는 손바닥과 표시 장치(10a) 간 접촉면의 힘 분포 정보를 획득할 수 있다. 사용자 마다 손바닥의 형태가 다양하므로, 손바닥을 이용하여 표시 장치에 힘을 가했을 때, 접촉면의 영역별로 가해지는 힘의 세기가 사용자 별로 상이할 수 있다.
사용자 인식부(150)는 생체 인식 센서(300)로부터 획득한 사용자의 장문 또는 손바닥 정맥 정보가 미리 등록된 장문 또는 정맥 정보와 일치하고, 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보가 미리 등록된 힘 분포 정보와 일치하면, 적법한 사용자인 것으로 판단할 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 보안 장치(1)를 포함한 출입 통제 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치(1)는 출입 통제 시스템에 구비될 수 있으며, 이 때 보안 장치(1)는 사용자가 특정 장소에 출입할 수 있는지 여부를 판단하여, 사용자의 출입을 제한할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치(1)를 포함하는 출입 통제 시스템은 보안 게이트(400)를 포함할 수 있다.
생체 인식 센서(300)는 보안 게이트(400)를 통과하기 위한 사용자의 얼굴 또는 홍채를 센싱할 수 있다.
이를 위하여, 도 9에는 도시되지 않았으나, 출입 통제 시스템은 사용자의 얼굴 또는 홍채를 촬영하기 위한 영상 촬영 수단을 더 포함할 수 있다.
압력 센서(200)는 사용자의 발바닥으로부터 가해지는 힘 분포 정보를 획득할 수 있으며, 예를 들어 도 10에 도시된 것과 같은 힘 분포 정보를 획득할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 출입 통제 시스템을 이용하여 획득한 힘 분포 정보를 예시적으로 나타낸 도면이며, 사용자가 가한 힘의 세기를 음영으로 표시한 것이다.
이 때, 사용자가 보안 게이트(400)를 향해 걸으면서 압력 센서(200)를 밟을 수 있도록, 압력 센서(200)는 바닥에 위치할 수 있다. 사용자 마다 몸무게, 걸음걸이 등이 상이하므로, 사용자의 발바닥과 압력 센서(200) 간 접촉면의 힘 분포가 사용자 별로 상이할 수 있다.
사용자 인식부(150)는 생체 인식 센서(300)로부터 획득한 사용자의 얼굴 또는 홍채 정보가 미리 등록된 얼굴 또는 홍채 정보와 일치하고, 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보가 미리 등록된 힘 분포 정보와 일치하면, 보안 게이트(400)가 개방되도록 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치를 포함한 차량의 좌석을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 보안 장치(1)는 차량 제어 시스템에 적용될 수 있으며, 이 때 보안 장치(1)는 차량에 탑승한 사용자가 적법한 사용자인지 아닌지 판단할 수 있다.
보안 장치(1)는, 사용자 인증 수행 단계를 거쳐 차량에 탑승한 사용자가 적법한 사용자인 것으로 판단되면, 사용자의 조작에 따라 차량이 동작하도록 제어할 수 있다. 이와 달리, 부적법한 사용자인 것으로 판단되면 사용자가 차량을 조작하더라도 차량이 동작하지 않도록 할 수 있다.
먼저, 생체 인식 센서(300)는 차량에 탑승한 사용자의 얼굴 또는 홍채를 센싱할 수 있다.
이를 위하여, 도 11에 도시되지는 않았으나, 차량에는 사용자의 얼굴 또는 홍채를 촬영하기 위한 영상 촬영 수단이 더 포함될 수 있으며, 특히 좌석(12)의 전면에 위치할 수 있다.
압력 센서(200)는 좌석(12)에 착석한 사용자로부터 가해지는 힘 분포 정보를 획득할 수 있다.
좌석(12)은 사용자의 다리를 지지하는 좌석부(12b)와 사용자의 등을 지지하는 등받이부(12a)를 포함할 수 있다.
압력 센서(200)는 좌석부(12b) 및 등받이부(12a)에 위치할 수 있다.
사용자 인식부(150)는, 생체 인식 센서(300)로부터 획득한 사용자의 얼굴 또는 홍채 정보가 미리 등록된 얼굴 또는 홍채 정보와 일치하는지 판단하고, 압력 센서(200)로부터 획득한 힘 분포 정보가 미리 등록된 힘 분포 정보와 일치하는지 판단할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1: 보안 장치
150: 사용자 인식부
160: 메모리
200: 압력 센서
300: 생체 인식 센서

Claims (18)

  1. 사용자의 생체 정보를 센싱하는 생체 인식 센서;
    상기 사용자에 의한 접촉면을 감지하여, 상기 접촉면의 힘 분포 정보를 획득하는 압력 센서; 및
    상기 생체 정보와 상기 힘 분포 정보를 참조하여, 사용자 인증을 수행하는 사용자 인식부를 포함하는 보안 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생체 인식 센서는,
    상기 사용자의 지문, 장문, 손바닥 정맥, 얼굴 및 홍채 중 적어도 어느 하나를 센싱하는 보안 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 인식부는,
    상기 생체 정보와 미리 등록된 생체 정보를 비교하고, 상기 힘 분포 정보와 미리 등록된 힘 분포 정보를 비교하여 상기 사용자 인증을 수행하는 보안 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미리 등록된 상기 사용자의 생체 정보와 상기 미리 등록된 힘 분포 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 보안 장치.
  5. 사용자의 생체 정보를 센싱하는 생체 인식 센서;
    상기 사용자에 의한 접촉면을 감지하여, 상기 접촉면의 힘 분포 정보를 획득하는 압력 센서;
    상기 생체 정보와 상기 힘 분포 정보를 참조하여, 사용자 인증을 수행하는 사용자 인식부; 및
    상기 생체 인식 센서 및 상기 압력 센서 중 어느 하나의 일면 상에 위치하며, 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 생체 인식 센서는 상기 사용자의 지문을 센싱하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 생체 인식 센서는, 상기 표시 장치를 파지한 상기 사용자의 손가락들 각각의 지문들을 센싱하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압력 센서는, 상기 사용자가 상기 표시 장치를 파지함으로써 입력된 터치들 각각의 위치 및 세기를 획득하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사용자 인식부는, 상기 표시 장치를 파지한 상기 손가락들 각각의 지문들과 미리 등록된 지문들을 비교하고, 상기 터치들 각각의 세기와 미리 등록된 힘 분포 정보를 비교하여 사용자 인증을 수행하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 인식부는, 상기 터치들 각각의 위치와 미리 등록된 파지 위치 정보를 더 비교하여 사용자 인증을 수행하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 미리 등록된 지문들, 상기 미리 등록된 파지 위치 정보 및 상기 미리 등록된 힘 분포 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 인식부는, 상기 사용자 인증을 통해 상기 표시 장치의 사용 가능 여부를 제어하는 표시 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 표시 패널로 표시되는 영상을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 압력 센서는, 상기 표시 패널로 표시되는 영상을 제어하기 위한 터치의 위치 및 세기를 센싱하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 생체 인식 센서는, 상기 터치에 의하여 입력된 지문을 센싱하여, 상기 터치가 어느 손가락에 의한 것인지 판단하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 터치를 입력한 손가락과 상기 터치의 세기를 참조하여 상기 영상을 제어하는 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 터치를 입력한 손가락, 상기 터치의 세기 및 상기 터치의 면적을 참조하여 상기 영상을 제어하는 표시 장치.
  17. 제1항에 따른 보안 장치를 포함하는 출입 통제 시스템.
  18. 제1항에 따른 보안 장치를 포함하는 차량 보안 시스템.
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