KR20190041349A - Anti-spoofing method and system of a device having a fingerprint sensor - Google Patents

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Abstract

According to a disclosure of the present invention, disclosed is an anti-spoofing method using a device including a fingerprint sensor. More specifically, provided are the anti-spoofing method which measures oxygen saturation while recognizing a user fingerprint at the same time so as to enhance the security of a device, by arranging optical characteristics of some regions of a cut filter layer of an optical fingerprint sensor to measure the oxygen saturation; and the device for performing the anti-spoofing method.

Description

지문 센서를 포함하는 디바이스의 안티-스푸핑 방법 및 시스템{ANTI-SPOOFING METHOD AND SYSTEM OF A DEVICE HAVING A FINGERPRINT SENSOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an anti-spoofing method and system for a device including a fingerprint sensor,

본 발명은 지문 인식 센서를 이용하여 사용자의 신체 정보를 이용하는 모바일 디바이스의 스푸핑을 방지하기 위한 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 모바일 단말에 장착된 PPG 센서 모듈(광센서 모듈)을 이용하여 사용자의 산소포화도를 측정함으로써 효율적으로 안티스푸핑을 지원하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for preventing spoofing of a mobile device using a user's body information using a fingerprint recognition sensor. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for efficiently supporting anti-spoofing by measuring a user's oxygen saturation using a PPG sensor module (optical sensor module) mounted on a mobile terminal.

셀룰러 전화들과 같은 이동 단말기들을 포함하는 고정 및 이동 통신 시스템들에 의한 위성 포지셔닝 시스템들의 광범위한 사용 때문에, 디바이스에 허위 위치를 제공하는 위조 포지셔닝 신호들의 이용인 "스푸핑(spoofing)" 은 관심이 증가하고 있다.Because of the widespread use of satellite positioning systems by fixed and mobile communication systems, including mobile terminals, such as cellular telephones, " spoofing ", which is the use of counterfeit positioning signals to provide a false location to a device, have.

예를 들어, 무선랜 AP(Access Point) 스푸핑(Spoofing)은 패킷을 전송할 때 송신 IP 주소를 속여서 다른 시스템을 공격하기 때문에, 공격자가 자신의 정보를 숨기고 탐지를 피할 수 있다. 즉, 무선랜 AP 스푸핑은 신뢰 관계에 있는 두 시스템 사이에서, 허가 받지 않은 자가 자신의 IP 주소를 신뢰관계에 있는 호스트의 IP 주소로 바꾸어 속이는 것으로, IP 주소만으로 인증하는 서비스를 쉽게 무력화시킬 수 있다.For example, WLAN AP (Access Point) spoofing attacks another system by tricking the sending IP address when transmitting packets, so an attacker can hide his information and avoid detection. In other words, the WLAN AP spoofing can easily disable the authentication service between two systems in the trust relationship by authenticating only the IP address, since the unauthorized person tricks his / her IP address into the IP address of the trusted host .

한편, 지문은 인체에서 유별난 특징으로서 평생 변하지 않는 불변성, 유일성 및 편리성을 지닌다. 현재 지문 식별기술은 이미 채집시스템, 접근 통제 시스템, 스마트폰 등과 같은 장비에 광범위하게 응용되고 있으며, 정전용량형 지문 식별기술은 휴대폰 지문 잠금해제, 휴대폰 온라인 지문 지불 등의 응용 기능에서 꾸준히 보급되고 있어서 지문의 안전성에 대한 요구도 갈수록 높아지고 있다. 정전용량에 기반한 지문 식별기술은 크랙될 리스크가 있고 지문 이미지를 획득해서 특수 재료를 사용하여 가짜 지문을 인쇄하여 여러 가지 휴대폰 모델의 지문 식별 기능을 무너뜨릴 수 있다. 따라서, 더욱 안전한 지문 식별기술이 필요하다.On the other hand, fingerprints have uniqueness, uniqueness and convenience that are unusual characteristics of human body and do not change forever. Currently, fingerprint identification technology has been widely applied to devices such as collection systems, access control systems, and smart phones. Capacitive fingerprint identification technology has been widely used in application functions such as unlocking fingerprints of mobile phones, The demand for safety of fingerprints is also increasing. Capacitive-based fingerprint identification technology can break the fingerprint identification capabilities of various mobile phone models by printing fake fingerprints using special materials that can be cracked and acquire fingerprint images. Therefore, more secure fingerprint identification technology is needed.

휴대형 생체 신호 측정 장치의 한 종류로 광용적맥파(PPG: Photo plethysmo graphy) 측정 장치가 있다. 광용적맥파에는 말초 혈관의 수축 정도와 심박 출량의 증감에 대한 정보가 반영되므로, 동맥 혈관과 관련된 생리 상태를 파악할 수도 있고, 특정 질환을 대상으로 하는 진단 보조 수단으로 주로 사용될 수도 있다.One type of portable bio-signal measuring device is a photoplethysmographic (PPG) measuring device. Since the information about the degree of shrinkage of the peripheral blood vessels and the increase / decrease of the cardiac output is reflected on the optical pulse wave, the physiological state related to the arterial blood vessel can be grasped and it can be mainly used as a diagnostic assistant for a specific disease.

일반적으로 PPG 신호는 사용자의 손가락이나 귓볼 등으로부터 측정할 수 있다. 즉, 광원으로부터 상기 손가락이나 귓볼 등으로 투과된 빛을 상기 검출기가 검출함으로써 상기 사용자의 PPG 신호를 검출할 수 있다.Generally, the PPG signal can be measured from the user's finger or earlobe. That is, the detector detects the light transmitted through the finger or the earlobe from the light source, thereby detecting the user's PPG signal.

일본 특허공개공보 제 2006-074104호(2006년 03월 16일 공개)Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-074104 (published on Mar. 16, 2006)

본 발명의 기술적 과제는 스푸핑에 의하여 잘못 인식되는 사용자로 인한 잘못된 인증을 방지하기 위하여, 사용자의 생체 인식 정보인 지문정보를 이용하여 안티스푸핑을 실시하는 방법을 제공할 수 있다.The present invention provides a method of performing anti-spoofing using fingerprint information, which is biometric information of a user, in order to prevent erroneous authentication caused by a user who is misunderstood by spoofing.

일 개시에 의하여 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스를 제공할 수 있으며, 본 디바이스는 디바이스의 일면에 포함되며, 사용자의 복수개의 생체 정보를 동시에 센싱하는 생체 센서, 생체 센서로부터 획득한 지문 영상 및 산소포화도를 조합하여 사용자 보안 정보를 생성하는 보안정보 생성부, 미리 등록된 사용자의 생체 정보에 대한 정보를 저장하는 메모리 및 사용자 보안 정보와 미리 등록된 사용자의 생체 정보를 비교하여 사용자의 진위여부를 판단하는 위조 판단부를 포함하되, 생체 센서는 사용자의 지문 영상을 센싱하는 지문 센서와 사용자의 혈중 산소포화도를 측정하는 PPG(Photo-plethysmography)센서가 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.The present invention provides a device for performing anti-spoofing through a fingerprint sensor by means of a fingerprint sensor. The device includes a biometric sensor for detecting a plurality of biometric information of a user at the same time, A security information generator for generating user security information by combining the user's security information and the degree of oxygen saturation, a memory for storing information on the biometric information of the registered user in advance, and a biometric information generator for comparing the user security information with biometric information of a user registered in advance, The biosensor may include a fingerprint sensor that senses a user's fingerprint image and a PPG (Photo-plethysmography) sensor that measures oxygen saturation of the user.

일 개시에 의하여, 본 발명은 지문센서를 포함하는 디바이스를 이용한 안티스푸핑 방법을 제공할 수 있으며, 본 방법은 디바이스의 일면에 포함된 생체 센서를 이용하여, 사용자의 복수개의 생체 정보를 동시에 센싱하는 단계, 생체 센서로부터 획득한 지문 영상 및 산소포화도를 조합하여 사용자 보안 정보를 생성하는 단계 및 사용자 보안정보와 미리 등록된 사용자의 생체 정보를 비교하여 사용자의 진위여부를 판단하는 단계를 포함하되, 생체 센서는 사용자의 지문 영상을 센싱하는 지문 센서와 사용자의 혈중 산소포화도를 측정하는 PPG(Photo-plethysmography)센서가 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the present invention can provide an anti-spoofing method using a device including a fingerprint sensor, which uses a biosensor included in one side of a device to simultaneously sense a plurality of biometric information of a user Generating user security information by combining fingerprint images and oxygen saturation obtained from the biometric sensor and comparing the user security information with biometric information of a user registered in advance to determine whether the user is authentic, The sensor may be characterized by a combination of a fingerprint sensor that senses the user's fingerprint image and a PPG (Photo-plethysmography) sensor that measures oxygen saturation of the user.

다른 실시예에 의하여 본원발명의 방법을 실행하기 위하여 필요한 프로그램을 기록한 기록매체를 포함할 수 있다.And may include a recording medium on which a program necessary for executing the method of the present invention is recorded by another embodiment.

일 개시에 의하여 생체 식별 정보인 지문과 산소포화도를 이용하여 위조 지문여부를 감지하여 모바일 단말의 보안을 강화할 수 있다.The security of the mobile terminal can be enhanced by detecting whether the fingerprint is fingerprinted using the biometric identification information and the oxygen saturation.

일 개시에 의하여 모바일 기기가 산소포화도 측정과 사용자 인증을 동시에 할 수 있는 기능을 구비하도록 하여, 모바일 기기를 이용하여 산소포화도를 측정하고 손가락의 지문을 인식하여 본인인증을 수행할 수 있다. 따라서, 별도의 산소포화도 측정기를 필요로 하지 않고 간단하고도 편리하게 산소포화도를 측정하면서도, 동시에 사용자를 인증할 수 있어, 보다 효율적이고 안정적으로 사용자 인증을 실현할 수 있다.The mobile device is provided with a function for simultaneously performing the oxygen saturation measurement and the user authentication by the start of the operation, the oxygen saturation is measured using the mobile device, and the fingerprint of the finger is recognized to perform the identity authentication. Therefore, the user can be authenticated at the same time while measuring the oxygen saturation simply and conveniently without requiring a separate oxygen saturation measuring device, thereby realizing user authentication more efficiently and stably.

또한, 본 발명에 따르면 사용자의 등록된 지문과 인식된 지문의 일치성을 확인하는 정확성이 증가함으로 인하여 지문 인식을 통한 스푸핑 공격을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent a spoofing attack by fingerprint recognition because the accuracy of checking the correspondence between the registered fingerprint of the user and the recognized fingerprint is increased.

본원발명은 지문 뿐 아니라 사용자의 산소 포화도를 이용하여 이중으로 보안을 실시하는 바 디바이스의 보안이 강화될 수 있다. 또한 하나의 필터 내에 두 개의 광학 특성을 가진 필터를 장착함으로써 복합적으로 사용자 생체 정보를 센싱할 수 있어, 경제적이며 효율적이다.The present invention can double security by using the fingerprint as well as the user's oxygen saturation, thereby enhancing the security of the device. In addition, since a filter having two optical characteristics is installed in one filter, it is possible to sense user biometric information in a complex manner, which is economical and efficient.

도 1은 본원발명의 지문센서를 포함하는 디바이스를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 의하여 본원발명의 안티스푸핑을 시행하는 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 의하여 본원발명의 생체센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 의하여 핀홀 레이어를 포함하는 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 의하여 적색 신호의 특성과 근적외선 신호의 특성을 비교하는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 의하여 신호의 비율에 따른 산소포화도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 의하여 파장에 따른 광 흡수 계수의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 위조 지문을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 지문 센서의 픽셀의 특징을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a device including a fingerprint sensor of the present invention.
2 is a diagram for explaining a configuration of a device for performing anti-spoofing according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the structure of a biosensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a configuration of a device including a pinhole layer according to an embodiment.
5 is a diagram for comparing characteristics of a red signal and a characteristic of a near-infrared signal according to an embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a change in oxygen saturation according to a signal ratio according to an embodiment.
FIG. 7 is a graph showing a change in light absorption coefficient according to one embodiment of the present invention. FIG.
8 is a view for explaining a method of detecting a counterfeit fingerprint according to an embodiment.
9 is a view for explaining a feature of a pixel of a fingerprint sensor according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Also, in order to clearly illustrate the present invention in the drawings, portions not related to the present invention are omitted, and the same or similar reference numerals denote the same or similar components.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the objects and effects of the present invention are not limited only by the following description.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본원발명의 지문센서를 포함하는 디바이스를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 디바이스(100)는 생체 센서를 포함하는 터치 패널 조립체(touch panel assembly)를 포함한다. 디바이스(100)는 카메라 등의 다른 센서(21)를 포함한다. 디바이스(100)는 또한 사용자의 입력을 수용하는 사이드 버튼(side button) 등의 다양한 버튼들을 포함할 수 있다. 터치 패널 조립체(10)는 지지 유리(54) 위에 배치된 보강 커버 유리(50)를 포함할 수 있다. 유색 에폭시 재질 층(colored epoxy material layer; 52)이 커버 유리(50)를 지지 유리(54)에 부착하는 데 사용될 수 있다. ITO 패턴(56)이 지지 유리(54)의 바닥면 또는 배면에 인쇄될 수 있다. 지지 유리는 지문 센서 모듈 또는 장치(20)을 수납하는 구멍(58)이 형성되도록 배치될 수 있다.1 is a diagram for explaining a device including a fingerprint sensor of the present invention. The device 100 includes a touch panel assembly including a biosensor. The device 100 includes another sensor 21 such as a camera. The device 100 may also include various buttons, such as side buttons, which accept user input. The touch panel assembly 10 may include a reinforcement cover glass 50 disposed on the support glass 54. A colored epoxy material layer 52 may be used to attach the cover glass 50 to the support glass 54. The ITO pattern 56 may be printed on the bottom surface or the back surface of the supporting glass 54. The support glass may be arranged to form a hole 58 for receiving the fingerprint sensor module or device 20.

지문을 인식할 때, 광학 감지 기법을 적용에 있어서, 광전 다이오드(photodiode) 등의 광 감지 소자와, 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 레이저 다이오드(laser diodes; LD) 등의 광원이 지문 센서 장치에 다른 방식들로 통합될 수 있다.When a fingerprint is recognized, an optical sensing device such as a photodiode and a light source such as a light emitting diode (LED) and a laser diode (LD) May be integrated into the device in other manners.

지문을 인식하기 위한 생체 센서는 디스플레이 전면 또는 디바이스의 특정 위치에 적용되도록 설계될 수 있다.A biosensor for recognizing a fingerprint can be designed to be applied to the front of the display or to a specific location of the device.

도 2는 일 실시예에 의하여 본원발명의 안티스푸핑을 시행하는 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a configuration of a device for performing anti-spoofing according to an embodiment of the present invention.

일 개시에 의하여 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스(100)를 제공할 수 있다.It is possible to provide the device 100 that performs anti-spoofing through the fingerprint sensor by means of the initiation.

또한, 디바이스(100)의 일면에 포함되며, 사용자의 복수개의 생체 정보를 동시에 센싱하는 생체 센서(110)를 제공할 수 있다.In addition, the biometric sensor 110 included in one side of the device 100 and sensing a plurality of biometric information of the user at the same time can be provided.

일 개시에 의하여 생체 센서로부터 획득한 지문 영상 및 산소포화도를 조합하여 사용자 보안 정보를 생성하는 보안정보 생성부(120)를 제공할 수 있다.The security information generating unit 120 may generate the user security information by combining the fingerprint image and the oxygen saturation obtained from the biometric sensor by the start of operation.

일 개시에 의하여 미리 등록된 사용자의 생체 정보에 대한 정보를 저장하는 메모리(130)를 제공할 수 있다.It is possible to provide the memory 130 for storing information on the biometric information of the user registered in advance by the start of operation.

일 개시에 의하여 사용자 보안 정보와 미리 등록된 사용자의 생체 정보를 비교하여 사용자의 진위여부를 판단하는 위조 판단부(140)를 제공할 수 있다.The falsification determining unit 140 may compare the user security information and the biometric information of the user registered in advance to determine whether the user is authentic or not.

생체 센서(110)는 사용자의 지문 영상을 센싱하는 지문 센서(111)와 사용자의 혈중 산소포화도를 측정하는 PPG(Photo-plethysmography)센서(112)가 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.The biometric sensor 110 may include a fingerprint sensor 111 for sensing a fingerprint image of a user and a PPG (Photo-plethysmography) sensor 112 for measuring oxygen saturation of the user.

또한, 본 발명은 PPG 센서를 통해 PPG 신호를 증폭하는 차동 C-V 증폭기(differential C-V amplifier), PPG 신호를 IR 신호 및 RED 신호로 분리하고, 주변 노이즈 신호를 제거하는 샘플 증폭기 및증 폭된 IR 신호 및 RED 신호를 분석하여 사용자의 산소포화도를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.The present invention also provides a differential CV amplifier for amplifying a PPG signal through a PPG sensor, a sample amplifier for separating the PPG signal into an IR signal and a RED signal, a peripheral amplifier for removing an ambient noise signal, And measuring the oxygen saturation of the user.

발광부는 디바이스(100)의 디스플레이 패널 내에 위치하여 빛을 발광하는 내부 광원 또는 디바이스(100)의 디스플레이 커버 글래스에 위치하여 빛을 발광하는 외부 광원 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The light emitting unit may include at least one of an internal light source located in the display panel of the device 100 and emitting light, or an external light source positioned in the display cover glass of the device 100 to emit light.

또한, 생체 센서는, 복수개의 지문 센서(111) 픽셀로 그룹지어진 터치 센서로 이루어지며, 위조 판단부(140)는, 사용자의 진위판단을 위하여 복수개의 지문 센서(111) 픽셀 각각에서 획득된 데이터에 의하여 생성된 사용자 보안 정보를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.The biometric sensor is composed of a touch sensor grouped by a plurality of fingerprint sensor 111 pixels. The falsification determining unit 140 determines whether or not the data obtained from each of the plurality of fingerprint sensor 111 pixels And the user security information generated by the user security information may be used.

또한, 위조 판단부(140)는, 사용자의 지문 영상과 미리 등록된 지문 영상을 비교하여 지문 패턴의 일치율이 미리 결정된 기준보다 높은지 제 1 위조 판단값을 도출하고, 사용자의 혈중 산소포화도와 미리 저장된 혈중 산소포화도를 비교하여 오차값이 미리 결정된 기준값에 해당하는지 제 2 위조 판단값을 도출하고, 제 1 위조 판단값과 제 2 위조 판단값을 이용하여 사용자의 진위여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.The falsification determining unit 140 compares the fingerprint image of the user with the fingerprint image registered in advance to derive a first falsification judgment value to determine whether the coincidence rate of the fingerprint pattern is higher than a predetermined reference, Comparing the oxygen saturation of the blood to determine whether the error value corresponds to a predetermined reference value, deriving a second falsification judgment value, and determining whether the user is authentic using the first falsification judgment value and the second falsification judgment value have.

따라서, 본원발명에서는 우선적으로 지문을 이용하여 1차 위조 여부를 판단하여 사용자 진위를 밝힌 후, 다른 사용자 정보인 산소 포화도를 이용하여 2차 위조 여부를 판단할 수 있다. 또한, 지문과 산소포화도 정보를 조합하여 한번에 판단할 수 있다. 복합적인 정보를 활용함으로써 보안을 강화할 수 있다.Accordingly, in the present invention, it is possible to first determine whether the user forged is first forged using fingerprints, determine the authenticity of the user, and then determine whether the user is a second-forged user by using oxygen saturation, which is another user information. Further, the fingerprint and oxygen saturation information can be combined and judged at one time. Security can be enhanced by using complex information.

따라서, 미리 등록된 사용자 정보를 이용하여 효율적으로 디바이스 보안을 시행할 수 있다.Therefore, device security can be effectively implemented using pre-registered user information.

또한, 일 개시에 의하여, 사용자의 지문 영상을 블록들로 분할하여 화질 평가 값을 결정하는 지문 화질 평가부, 사용자의 지문 영상을 필터링 처리하여, 필터링된 지문 영상을 획득하는 필터링부, 필터링된 지문 영상과 미리 등록된 지문 영상을 비교하여 유사도값을 결정하는 지문 비교부 및 결정된 화질 평가 값과 유사도값에 기초하여 사용자의 지문의 위조 여부를 결정하는 지문 진위 판단부를 더 포함할 수 있다.In addition, a fingerprint image quality evaluation unit for dividing a fingerprint image of a user into blocks to determine a picture quality evaluation value, a filtering unit for filtering the fingerprint image of the user to obtain a filtered fingerprint image, A fingerprint comparison unit for comparing the image with a fingerprint image registered in advance to determine a similarity value, and a fingerprint authenticity determination unit for determining whether the fingerprint of the user is falsified based on the determined image quality evaluation value and the similarity value.

상기 구성들은 제어부에 의하여 통합적으로 시행될 수 있다. 제어부는 본원발명의 디바이스(100)를 총체적으로 제어하기 위한 모듈을 의미할 수 있다.The above configurations can be integrally performed by the control unit. The control unit may refer to a module for collectively controlling the device 100 of the present invention.

일 개시에 의하여, 생체 센서에 지문이 접촉되는 경우, 사용자의 손가락을 센싱하는 손가락 인식 센서 및 획득된 지문 영상이 사용자의 실제 손가락의 지문인지 판단하는 실사용자 판단회로를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The apparatus further comprises a finger recognition sensor for sensing the user's finger when the fingerprint is touched by the biometric sensor and an actual user determination circuit for determining whether the fingerprint image is fingerprint of the user's actual finger .

손가락 인식 센서를 이용하여 지문을 접촉하는 사람이 실제 사람인지, 지문을 위조한 다른 물품인지 판단할 수 있어, 보안이 강화될 수 있다.It is possible to judge whether the person who touches the fingerprint by using the finger recognition sensor is an actual person or another object that forged the fingerprint, and security can be enhanced.

도 3은 일 실시예에 의하여 본원발명의 생체센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the structure of a biosensor according to an embodiment of the present invention.

일 개시에 의하여 생체 센서(110)는 지문을 인식하는 부분과 사용자의 혈중 산소포화도를 측정하는 부분이 결합되어 존재할 수 있는 것을 특징으로 한다.The biometric sensor 110 may be configured such that a fingerprint recognizing part and a user's part for measuring oxygen saturation of the user are combined.

일 개시에 의하여 지문 센서(111)는, 사용자의 지문 영역에 특정 주파수의 빛을 조사하는 발광부, 복수개의 센서 픽셀들에 의해 형성된 포토 다이오드들에 의하여 사용자의 지문에 반사된 특정 주파수의 빛을 센싱하여 지문 영상을 갖는 전기 신호를 출력하는 수광부, 전기 신호에 대한 신호 처리를 통해 지문 영상을 생성하는 지문영상 생성부를 포함할 수 있다.The fingerprint sensor 111 is provided with a light emitting unit for irradiating light of a specific frequency to a user's fingerprint area and light of a specific frequency reflected by the user's fingerprint by the photodiodes formed by a plurality of sensor pixels And a fingerprint image generating unit for generating a fingerprint image through signal processing on the electric signal.

PPG 센서(112)는, 지문 센서(111)의 수광부에 포함된 포토 다이오들 중 일부에 대해, 동일한 칼라 및 파장 대역을 갖는 빛을 선택적으로 센싱하기 위하여 동일한 칼라의 빛을 선택적으로 통과시키는 칼라 필터(Color Pass Filter) 및 적외선 영역의 동일한 파장 대역을 갖는 빛을 선택적으로 센싱하기 위하여 적외선 영역의 동일한 파장 대역을 갖는 빛을 선택적으로 통과시키는 적외선 필터(IR Pass Filter)가 장착된 것을 특징으로 할 수 있다.The PPG sensor 112 is a color filter for selectively passing light of the same color so as to selectively sense light having the same color and wavelength band with respect to a part of photodiodes included in the light receiving unit of the fingerprint sensor 111. [ (Color Pass Filter) and an infrared ray filter (IR Pass Filter) for selectively passing light having the same wavelength band in the infrared region in order to selectively sense light having the same wavelength band in the infrared region have.

일 개시에 의하여 지문 센서(111)는 수광부의 포토 다이오드들 중 칼라 필터 및 적외선 필터가 장착된 포토 다이오드들을 제외한 나머지 포토 다이오드 상에 적외선 대역 이상의 빛을 차단하는 광학 필터(Red-IR Cut Filter)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The fingerprint sensor 111 is provided with an optical filter (Red-IR Cut Filter) for blocking light of an infrared band or more on the remaining photodiodes except the color filters and the photodiodes equipped with the infrared filter among the photodiodes of the light receiving unit And the like.

도 3을 살펴보면, 생체 센서(110)의 구조를 확인할 수 있다.3, the structure of the living body sensor 110 can be confirmed.

광학을 이용한 지문 센서의 경우 야외광에서 인증 성능을 확보하기 위하여 근적외선 대역 이상을 제거할 수 있는 광학 필터 레이어가 지문센서 상단에 확보될 필요성이 있다.In the case of the optical fingerprint sensor, it is necessary to secure an optical filter layer on the top of the fingerprint sensor, which can remove the near infrared ray band in order to secure authentication performance in the outdoor light.

또한, 본원발명에서 추구하는 복합적인 사용자 인증을 실시하기 위하여는 혈중 산소포화도를 동시에 측정할 수 있어야 한다. 이때, 혈중 산소포화도 또는 HRM을 센싱하기 위하여는 레드 컬러 및 근적외선 대역의 빛이 필요하다. 따라서, 컷필터 역할을 하는 광학 필터 레이어 내부에 레드 컬러 및 근적외선 대역의 빛을 투과시킬 수 있는 필터가 필요하다Also, in order to perform complex user authentication pursued by the present invention, it is necessary to be able to simultaneously measure oxygen saturation of blood. At this time, in order to sense blood oxygen saturation or HRM, red color and near infrared ray band light are required. Therefore, a filter capable of transmitting red color and near infrared ray band light is required inside the optical filter layer serving as a cut filter

따라서, 지문 센서를 구성하는 복수개의 포토 다이오드(2010) 상에 Red-IR cut filter(2020)를 형성할 수 있으며, Red-IR cut filter(2020) 내부에 혈중 산소 포화도를 측정하기 위하여 IR Pass Filter(2030) 및 Red Pass Filter(2040)를 포함시킬 수 있다.Accordingly, a red-IR cut filter 2020 can be formed on the plurality of photodiodes 2010 constituting the fingerprint sensor. In order to measure the oxygen saturation of blood in the Red-IR cut filter 2020, an IR Pass Filter (2030) and Red Pass Filter (2040).

즉, IR Pass Filter(2030) 및 Red Pass Filter(2040)를 통과한 빛을 분석하여 혈중 산소 포화도를 결정하며, 다른 Red-IR cut filter(2020)를 통과한 빛을 이용하여 사용자의 지문 정보를 식별할 수 있다.That is, the light passing through the IR Pass Filter 2030 and the Red Pass Filter 2040 is analyzed to determine the oxygen saturation of the blood, and the user's fingerprint information is determined using the light passed through the other Red-IR cut filter 2020 Can be identified.

따라서 본원발명은 지문 뿐 아니라 사용자의 산소 포화도를 이용하여 이중으로 보안을 실시하는 바 디바이스의 보안이 강화될 수 있다. 또한 하나의 필터 내에 두 개의 광학 특성을 가진 필터를 장착함으로써 복합적으로 사용자 생체 정보를 센싱할 수 있어, 경제적이며 효율적이다.Therefore, the present invention can double security by using the user's oxygen saturation as well as the fingerprint, thereby enhancing the security of the device. In addition, since a filter having two optical characteristics is installed in one filter, it is possible to sense user biometric information in a complex manner, which is economical and efficient.

도 4는 일 실시예에 의하여 핀홀 레이어를 포함하는 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a configuration of a device including a pinhole layer according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 디바이스(100)는 디스플레이 패널(3110) 및 지문 센서(2120)를 포함하고, 지문 센서(2120)는 핀홀 레이어(3200) 및 생체 센서(110)를 포함할 수 있다. 일 실시예들에 따라, 지문 센서(2120)는 패키지화되어 디스플레이 패널(3110)의 일 면에 부착될 수 있다.4, the device 100 includes a display panel 3110 and a fingerprint sensor 2120, and the fingerprint sensor 2120 may include a pinhole layer 3200 and a biometric sensor 110. According to one embodiment, the fingerprint sensor 2120 may be packaged and attached to one side of the display panel 3110.

핀홀 레이어(3200)는 다수의 핀 홀들을 포함하고, 각각의 핀 홀은 지문에 의해 반사되어 전달되는 빛의 초점을 형성할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(3110)은 다수의 칼라의 빛을 발광하는 LED들을 포함할 수 있다. 또한, LED들 중 상기 다수의 칼라들 중 적어도 일부의 빛을 발광하는 LED들이 지문 센싱 동작에 이용될 수 있다.The pinhole layer 3200 includes a plurality of pinholes, and each pinhole can form a focus of light reflected and transmitted by the fingerprint. In addition, the display panel 3110 may include LEDs emitting light of a plurality of colors. Also, LEDs emitting light at least a part of the plurality of colors among the LEDs may be used for the fingerprint sensing operation.

생체 센서(110)는 다수의 핀 홀들에 대응하여 다수의 센서 픽셀들을 포함하고, 각각의 센서 픽셀은 하나 이상의 포토 다이오드들(PD)을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 다수의 센서 픽셀들 각각에 대응하여 필터가 형성될 수 있으며, 센서 픽셀들에 대응하여 서로 동일한 칼라 필터(또는, 동일한 파장의 빛을 통과시키는 필터)가 형성될 수 있다. 도 4의 실시예에서는 센서 픽셀에 대응하여 레드 칼라 필터(CF_R)가 이미지 센서 내의 포토 다이오드의 위 쪽에 형성되는 예가 도시된다.The biological sensor 110 includes a plurality of sensor pixels corresponding to a plurality of pinholes, and each sensor pixel may include one or more photodiodes PD. Also, according to one embodiment, a filter may be formed corresponding to each of the plurality of sensor pixels, and the same color filter (or a filter that passes light of the same wavelength) may be formed corresponding to the sensor pixels have. In the embodiment of FIG. 4, a red color filter CF_R corresponding to the sensor pixel is formed above the photodiode in the image sensor.

또한, 근적외선을 효율적으로 통과시키는 근적외선 필터(IF)가 형성된 센서 픽셀의 예가 도시된다. 또한, 나머지 포토 다이오드에는 근적외선 대역의 이상의 파장의 빛을 차단할 수 있는 광학적 성질의 필터가 적용될 수 있다.Further, there is shown an example of a sensor pixel in which a near-infrared filter IF for efficiently passing near-infrared rays is formed. Further, the remaining photodiodes can be applied with an optical filter capable of blocking light having a wavelength longer than that of the near-infrared band.

도 4에 도시된 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(3110)의 모든 LED 들로부터의 빛을 지문에 반사시키더라도, 생체 센서(110) 내에서 동일한 칼라를 필터링하는 모노 필터를 통해 동일한 칼라(또는, 파장)의 빛들만 선택적으로 센서 픽셀 내의 포토 다이오드들(PD)로 제공될 수 있으므로, 전술한 실시예에서와 유사하게 지문 센싱 결과의 선명도가 향상될 수 있다.4, even if the light from all the LEDs of the display panel 3110 is reflected on the fingerprint, the same color (or the same color) is output through the mono filter that filters the same color in the bio- Wavelength) can be selectively provided to the photodiodes (PD) in the sensor pixel, the sharpness of the result of the fingerprint sensing can be improved similarly to the above-described embodiment.

한편, 도 4에서는 근적외선 필터를 통과한 적외선 영역의 빛과 레드 필터를 통과한 빛을 이용하여 사용자의 산소 포화도를 측정할 수 있다. 또한, 본 발명은 PPG 센서를 통해 PPG 신호를 증폭하는 차동 C-V 증폭기(differential C-V amplifier), PPG 신호를 IR 신호 및 RED 신호로 분리하고, 주변 노이즈 신호를 제거하는 샘플 증폭기 및증 폭된 IR 신호 및 RED 신호를 분석하여 사용자의 산소포화도를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.4, the oxygen saturation of the user can be measured using light in the infrared region passed through the near-infrared filter and light passing through the red filter. The present invention also provides a differential CV amplifier for amplifying a PPG signal through a PPG sensor, a sample amplifier for separating the PPG signal into an IR signal and a RED signal, a peripheral amplifier for removing an ambient noise signal, And measuring the oxygen saturation of the user.

일 개시에 의하여 핀홀 레이어는 디스플레이 패널과 생체 센서 사이에 위치할 수 있다. 또한, 핀홀 레이어는 사용자의 지문에 의하여 반사되는 빛을 생체 센서로 전달하기 위하여 초점을 형성하는 복수개의 핀홀을 포함할 수 있다.The pinhole layer can be positioned between the display panel and the biosensor by virtue of the initiation. In addition, the pinhole layer may include a plurality of pinholes that form a focus for transmitting light reflected by the user's fingerprint to the biosensor.

복수개의 핀홀은 생체 센서에 포함된 복수개의 생체 센서 픽셀들과 1 대 1 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.The plurality of pinholes may be arranged to correspond one-to-one with a plurality of biosensor pixels included in the biosensor.

도 5는 적색 신호의 특성과 근적외선 신호의 특성을 비교하는 도면이다.5 is a diagram for comparing the characteristics of the red signal and the characteristics of the near-infrared signal.

도 5를 참조하면, 피부를 통과한 적색 신호의 구성 성분과 근적외선 신호의 구성 성분이 도시되어 있다. 피부를 통과한 적색 신호와 근적외선 신호 모두 DC 성분과 AC 성분으로 이루어진다. 특히, 적색 신호의 DC 성분에 비해 근적외선 신호의 DC 성분이 크며, 적색 신호의 AC 성분에 비해 근적외선 신호의 AC 성분이 크다. 산소포화도는 적색 신호와 근적외선 신호에 대한 산소 헤모글로빈과 헤모글로빈의 반응의 차이를 이용하는 것으로서 다음과 같이 산출되는 신호의 비율을 이용한다.Referring to FIG. 5, the components of the red signal passing through the skin and the components of the near-infrared signal are shown. Both the red signal and the near-infrared signal passing through the skin are composed of DC component and AC component. In particular, the DC component of the near-infrared signal is larger than the DC component of the red signal, and the AC component of the near-infrared signal is larger than the AC component of the red signal. Oxygen saturation utilizes the difference between the response of oxygen hemoglobin and hemoglobin to the red signal and the near-infrared signal, and uses the ratio of the signal calculated as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기서, R은 적색 신호와 근적외선 신호의 비율, SR은 적색 신호, SIR은 근적외선 신호, ACR은 적색 신호의 AC 성분, DCR은 적색 신호의 DC 성분, ACIR은 근적외선 신호의 AC 성분, DCIR은 근적외선 신호의 DC 성분)(Wherein, R is the ratio of the red signal and the near infrared signal, S R is the red signal, S IR is a near infrared signal, AC R is the AC component of the red signal, DC R is the DC component of the red signal, AC IR is a near-infrared signal AC Component, DC IR is the DC component of the near infrared signal)

도 6은 신호의 비율에 따른 산소포화도의 변화를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing a change in oxygen saturation according to a signal ratio.

도 6을 참조하면, 적색 신호와 근적외선 신호의 비율에 따른 산소포화도의 변화가 도시되어 있다. 즉, 근적외선 신호에 비해 적색 신호의 크기가 클수록 산소포화도가 감소하고, 근적외선 신호에 비해 적색 신호의 크기가 작을수록 산소포화도가 증가함을 알 수 있다. 한편, 산소포화도는 심장 기능과 폐 기능 등을 판단하기 위한 기준이 되며, 정상적인 사람은 산소포화도가 100에 가까워진다. 한편, 적색 신호와 근적외선 신호의 비율과 산소포화도의 관계는 다음과 같다.Referring to FIG. 6, the change in oxygen saturation according to the ratio of the red signal to the near-infrared signal is shown. That is, the oxygen saturation decreases as the size of the red signal increases as compared with the near-infrared signal, and the oxygen saturation increases as the size of the red signal decreases as compared with the near-infrared signal. On the other hand, oxygen saturation is a criterion for judging cardiac function and pulmonary function, and normal people have oxygen saturation near 100. On the other hand, the relationship between the ratio of the red signal to the near-infrared signal and the oxygen saturation is as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

(여기서, SpO2는 산소포화도, A는 y절편, B는 기울기, R은 신호의 비율)(Where SpO 2 is oxygen saturation, A is a y-intercept, B is a slope, and R is a ratio of signals)

도 7은 파장에 따른 광 흡수 계수의 변화를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the change of the light absorption coefficient according to the wavelength.

도 7을 참조하면, 파장에 따른 산소 헤모글로빈과 헤모글로빈의 광 흡수 계수의 변화가 도시되어 있다. 즉, 파장이 작은 신호에 대해 산소 헤모글로빈의 광 흡수 계수가 헤모글로빈의 광 흡수 계수에 비해 크고, 파장이 큰 신호에 대해 산소 헤모글로빈의 광 흡수 계수가 헤모글로빈의 광 흡수 계수에 비해 작음을 알 수 있다. 특히, 640~690nm를 갖는 적색 신호에 대해서는 파장이 약간만 달라져도 산소 헤모글로빈과 헤모글로빈의 광 흡수 계수의 차이가 크게 달라짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, changes in the optical absorption coefficient of oxygen hemoglobin and hemoglobin with respect to wavelength are shown. That is, it can be seen that the light absorption coefficient of oxygen hemoglobin is larger than that of hemoglobin for a signal with a small wavelength, and the light absorption coefficient of oxygen hemoglobin is smaller than that of hemoglobin for a signal having a large wavelength. In particular, it can be seen that the difference in the optical absorption coefficient between oxygen hemoglobin and hemoglobin varies considerably even if the wavelength is slightly changed for a red signal having a wavelength of 640 to 690 nm.

일 개시에 의하여 본원발명의 생체 센서를 이용하여 사용자의 산소 포화도와 지문을 동시에 인식할 수 있다.The user can simultaneously recognize the oxygen saturation and the fingerprint using the biosensor of the present invention.

산소 포화도는 지문 센서의 포토 다이오드 상에 레드 컬러 필터와 적외선 패스 필터가 장착된 PPG 센서를 통해 측정할 수 있다. 아래에서 보다 상세하게 설명한다.Oxygen saturation can be measured on the photodiode of the fingerprint sensor with a red color filter and a PPG sensor equipped with an infrared pass filter. This will be described in more detail below.

레드 컬러 필터가 장착된 포토 다이오드를 제1 발광 소자라고 하고, 적외선에 인패스 필터가 장착된 포토 다이오드를 제 2 발광 소자로 칭한다.A photodiode equipped with a red color filter is referred to as a first light emitting element, and a photodiode having an infrared filter equipped with an in-pass filter is referred to as a second light emitting element.

제1 발광 소자에서 적색 신호의 광출력을 수행할 수 있다. 또한, 적색 수광 소자를 통해 적색 신호의 광검출을 수행할 수 있다. 수광 소자에서 검출한 제1 광검출 데이터를 메모리에 저장할 수 있다. 또한, 제 2 발광 소자에 인가되는 전류(I2)를 단위 크기만큼 증가시킬 수 있다. 또한, 제 2 발광 소자에서 근적외선 신호의 광출력을 수행할 수 있다. 수광 소자를 이용하여 근적외선 신호의 광검출을 수행할 수 있다. 수광 소자에서 검출한 제2 광검출 데이터를 메모리에 저장할 수 있다. 여기서 단위 크기는 ㎂ 단위일 수 있다.And the light output of the red signal can be performed in the first light emitting device. Further, the red light signal can be detected through the red light receiving element. The first photodetection data detected by the light receiving element can be stored in the memory. In addition, the current I 2 applied to the second light emitting element can be increased by a unit size. Further, the second light emitting device can perform light output of the near-infrared light signal. It is possible to perform optical detection of a near-infrared signal using a light receiving element. And the second photodetection data detected by the light receiving element can be stored in the memory. Where the unit size may be in units of A.

제1 발광 소자에 인가되는 전류(I1)와 제2 발광 소자에 인가되는 전류(I2)가 각각 설정치에 도달했는지 판단하고, 만일, 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)가 설정치에 도달하지 않은 경우, 제1 전류(I1)를 단위 크기만큼, 제2 전류(I2)를 단위 크기만큼 더 증가시켜 더 증가시켜 반복할 수 있다. 즉, 산소포화도 측정센서의 특성을 분석하기 위해 필요한 유효 데이터를 얻을 때까지, 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)를 계속해서 증가시킬 수 있다.It is determined whether the current I 1 applied to the first light emitting element and the current I 2 applied to the second light emitting element have reached the set values respectively and if the first current I 1 and the second current I 2 The first current I 1 can be increased by the unit magnitude, the second current I 2 can be further increased by the unit magnitude, and the current can be further increased. That is, the first current I 1 and the second current I 2 can be continuously increased until valid data necessary for analyzing the characteristics of the oxygen saturation measuring sensor is obtained.

만일, 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)가 설정치에 각각 도달한 경우, 제1 광검출 데이터와 제2 광검출 데이터를 분석할 수 있다.If the first current I 1 and the second current I 2 respectively reach the set values, the first photodetection data and the second photodetection data can be analyzed.

즉, 제1 전류(I1)의 증가에 따른 제1 광검출 데이터 값의 변화율을 분석하고(제1 분석), 제2 전류(I2)의 증가에 따른 제2 광검출 데이터 값의 변화율을 분석한다(제2 분석). 또한, 제1 전류(I1)의 증가에 따른 제1 광검출 데이터 값의 변화율과 제2 전류(I2)의 증가에 따른 제2 광검출 데이터 값의 변화율의 차이를 분석한다(제3 분석). 또한, 특정 크기를 갖는 제1 전류(I1)에 대한 제1 광검출 데이터의 값을 분석하고(제4 분석), 동일한 크기를 갖는 제2 전류(I2)에 대한 제2 광검출 데이터의 값을 분석한다(제5 분석). 또한, 특정 크기를 갖는 제1 전류(I1)에 대한 제1 광검출 데이터의 값과 동일한 크기를 갖는 제2 전류(I2)에 대한 제2 광검출 데이터의 값의 차이를 분석한다(제6 분석).That is, the rate of change of the first photodetection data value according to the increase of the first current I 1 is analyzed (first analysis), and the rate of change of the second photodetection data value with the increase of the second current I 2 is calculated (Second analysis). The difference between the rate of change of the first photodetection data value with the increase of the first current I 1 and the rate of change of the second photodetection data value with the increase of the second current I 2 is analyzed ). It is also possible to analyze the value of the first photodetection data for the first current I 1 having a specific magnitude (fourth analysis) and calculate the second photodetection data for the second current I 2 having the same magnitude The value is analyzed (Fifth analysis). The difference between the values of the second photodetection data for the second current (I 2 ) having the same magnitude as the value of the first photodetection data for the first current (I 1 ) having a specific magnitude is analyzed 6 analysis).

분석한 결과를 바탕으로 기존에 저장된 산소포화도 산출 방식을 수정할 수 있다. 즉, 새로운 광출력 특성을 가지고 있는 산소포화도 측정센서에 적합하도록 산소포화도 측정 알고리즘(수학식 1 및 2)을 수정한다. 산소포화도 측정 알고리즘의 수정은 제1 내지 제6 분석 결과를 바탕으로 종합적으로 이루어질 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 적색 신호의 파장 변화가 산소포화도의 영향을 가장 크게 미치므로, 제1 분석 및 제4 분석을 중심으로 산소포화도 측정 알고리즘을 수정할 수도 있다. 마이크로 프로세서는 상기 수정한 산소포화도 산출 방식을 메모리에 저장하고, 추후 이를 참조하여 산소포화도의 산출을 수행한다.Based on the results of the analysis, it is possible to modify the previously stored oxygen saturation calculation method. That is, the oxygen saturation measurement algorithm (Equations 1 and 2) is modified to be suitable for an oxygen saturation measuring sensor having a new light output characteristic. Modification of the oxygen saturation measurement algorithm can be performed comprehensively based on the first to sixth analysis results. On the other hand, as described above, since the wavelength change of the red signal has the greatest influence of oxygen saturation, the oxygen saturation measurement algorithm can be modified based on the first analysis and the fourth analysis. The microprocessor stores the modified oxygen saturation calculation method in a memory, and calculates the oxygen saturation with reference to the corrected oxygen saturation calculation method.

도 8은 일 실시예에 따른 위조 지문을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a method of detecting a counterfeit fingerprint according to an embodiment.

일 실시예에 따른 위조 판단부(140)는 사용자의 지문을 센싱하는 지문 센서(111)를 포함한다. 위조 판단부(140)는 지문 센서(111)를 통하여 사용자의 지문이 나타난 입력 지문 영상(115)을 획득할 수 있다. 사용자의 지문 영상(115)은 사용자의 지문의 일부를 캡쳐한 부분 영상(partial image)의 형태로 획득될 수 있다.The falsification determining unit 140 according to one embodiment includes a fingerprint sensor 111 that senses a fingerprint of a user. The falsification determining unit 140 can obtain the input fingerprint image 115 in which the user's fingerprint is displayed through the fingerprint sensor 111. [ The user's fingerprint image 115 can be acquired in the form of a partial image capturing a part of the user's fingerprint.

위조 판단부(140)는 사용자의 지문 영상(115)에 나타난 지문(이하, '입력 지문'이라고 함)과 등록 지문 영상들(121 내지 123)에 나타난 등록 지문들을 비교함으로써 사용자의 지문을 인식할 수 있다. 등록 지문 영상들(121, 122, 123)은 지문 등록 과정을 거쳐 등록 지문 데이터베이스(120)에 미리 저장될 수 있다. 등록 지문 데이터베이스(120)는 위조 판단부(140)에 포함된 메모리(미도시)에 저장되거나, 위조 판단부(140)와 통신할 수 있는 서버 등의 외부 장치(미도시)에 저장될 수 있다.The falsification determining unit 140 recognizes the fingerprint of the user by comparing the fingerprints displayed on the fingerprint image 115 of the user (hereinafter, referred to as an 'input fingerprint') and the registered fingerprints displayed on the registered fingerprint images 121 to 123 . The registered fingerprint images 121, 122, and 123 may be stored in advance in the registered fingerprint database 120 after the fingerprint registration process. The registration fingerprint database 120 may be stored in a memory (not shown) included in the falsification determination unit 140 or may be stored in an external device (not shown) such as a server capable of communicating with the falsification determination unit 140 .

도 8은 입력 지문 영상(115)과 등록 지문 영상(123)을 비교하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 위조 판단부(140)는 입력 지문 영상(115)과 등록 지문 영상(123)을 비교하기 위하여 입력 지문 영상(115)과 등록 지문 영상(123)을 정합(matching)할 수 있다. 예를 들어, 위조 판단부(140)는 입력 지문 영상(115)과 등록 지문 영상(123) 사이에서 공통 영역이 중첩되도록, 입력 지문 영상(115)의 크기를 조정하거나, 또는 입력 지문 영상(115)을 회전(rotation), 이동(translation)시킬 수 있다. 위조 판단부(140)는 해당 공통 영역에서 지문 패턴의 유사도(similarity)를 계산하고, 계산된 유사도에 기초하여 인식 결과를 결정할 수 있다.8 is a diagram for explaining a process of comparing the input fingerprint image 115 and the registered fingerprint image 123. FIG. 8, the falsification determining unit 140 may match the input fingerprint image 115 and the registered fingerprint image 123 in order to compare the input fingerprint image 115 and the registered fingerprint image 123 have. For example, the falsification determining unit 140 may adjust the size of the input fingerprint image 115 or the input fingerprint image 115 so that the common region is overlapped between the input fingerprint image 115 and the registered fingerprint image 123 ) Can be rotated and translated. The falsification determining unit 140 may calculate the similarity of the fingerprint pattern in the common region and determine the recognition result based on the calculated similarity.

입력 지문 영상(115)이 위조 지문(fake fingerprint)을 센싱한 것이고, 입력 지문 영상(115)과 등록 지문 영상(123) 간의 지문 패턴이 서로 유사한 경우, 위조 지문에 대한 인증이 성공될 가능성이 있다. 이러한 오인식(misrecognition) 문제를 해결하기 위해서는 입력 지문 영상(115)에 나타난 입력 지문이 위조 지문인지 아니면 사람의 진짜 진문(real fingerprint)인지 여부를 판단하는 과정이 필요하다. 일 실시예에 따르면, 위조 판단부(140)는 위조 지문 검출 장치(미도시)를 포함할 수 있고, 위조 지문 검출 장치를 통해 입력 지문이 위조 지문인지 여부를 판단할 수 있다.If the input fingerprint image 115 senses a fake fingerprint and the fingerprint patterns between the input fingerprint image 115 and the registered fingerprint image 123 are similar to each other, there is a possibility that authentication for the counterfeit fingerprint succeeds . In order to solve such a misrecognition problem, it is necessary to determine whether the input fingerprint displayed on the input fingerprint image 115 is a counterfeit fingerprint or a real fingerprint of a person. According to one embodiment, the falsification determining unit 140 may include a fake fingerprint detecting device (not shown), and the fake fingerprint detecting device may determine whether the input fingerprint is a counterfeit fingerprint.

도 9는 일 실시예에 따른 지문 센서의 픽셀의 특징을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a feature of a pixel of a fingerprint sensor according to an embodiment.

일 개시에 따라 지문 센싱을 수행하는 지문 센서는 터치 센서에 포함된 커패시턴스의 특징을 포함할 수 있다. 일 개시에 의하여 지문을 감지하는 픽셀들은 일반 터치 센서의 픽셀들보다 좁은 피치로 구성될 수 있다. 예를 들어 터치센서를 구성하는 픽셀은 복수개일 수 있다. 지문 감지용 픽셀들은 복수개로 구성될 수 있으며, 여러 개의 지문 감지용 픽셀들이 하나라 그룹지어질 수 있다. 복수개의 픽셀들로 그룹지어진 센서는 터지 센서로 활용될 수 있다.A fingerprint sensor that performs fingerprint sensing in accordance with a start of operation may include a feature of a capacitance included in the touch sensor. The pixels that detect the fingerprint by the start of operation can be configured with a narrower pitch than the pixels of the general touch sensor. For example, the number of pixels constituting the touch sensor may be plural. The pixels for detecting the fingerprint may be composed of a plurality of pixels, and the plurality of pixels for detecting the fingerprint may be grouped into one. A sensor grouped by a plurality of pixels can be used as a touch sensor.

복수개의 지문 감지용 픽셀들은 위조 지문을 감지하기 위하여 개별 픽셀들의 세세한 데이터를 이용할 수 있어 효과적이다. 지문 감지용 픽셀들은 각각이 빛을 센싱하여 지문이 확보된 전자 신호를 센싱할 수 있다.A plurality of pixels for detecting fingerprints are effective because detailed data of individual pixels can be used to detect forged fingerprints. Each of the pixels for fingerprint sensing can sense an electronic signal in which the fingerprint is secured by sensing light.

지문 감지용 픽셀들은 200um이하의 피치로 이루어질 수 있다. 이때, 복수개의 지문 감지용 픽셀들로 그룹지어진 터치 센서의 픽셀의 피치는 2.0mm이상일 수 있다.The pixels for fingerprint detection may have a pitch of 200um or less. At this time, the pitch of the pixels of the touch sensor grouped by the plurality of fingerprint sensing pixels may be 2.0 mm or more.

일 실시예에 따라, 지문 이미지의 추가적 해상도 확보를 위해서는 지문 픽셀의 피치(pitch)를 줄일 필요가 있다. 지문 센서의 픽셀이 줄어들면 선명한 지문 영상을 획득할 수 있다. 추가적으로, 핀홀 레이어의 핀 홀의 직경을 줄여 화각을 줄이고 핀 홀간 피치를 줄일 필요가 있다.According to one embodiment, it may be necessary to reduce the pitch of the fingerprint pixels to obtain additional resolution of the fingerprint image. When the pixels of the fingerprint sensor are reduced, a clear fingerprint image can be obtained. In addition, it is necessary to reduce the pinhole diameter of the pinhole layer to reduce the angle of view and reduce the pinhole pitch.

일 개시에 의하여, 본 발명은 지문센서를 포함하는 디바이스를 이용한 안티스푸핑 방법을 제공할 수 있으며, 본 방법은 디바이스의 일면에 포함된 생체 센서를 이용하여, 사용자의 복수개의 생체 정보를 동시에 센싱하는 단계, 생체 센서로부터 획득한 지문 영상 및 산소포화도를 조합하여 사용자 보안 정보를 생성하는 단계 및 사용자 보안정보와 미리 등록된 사용자의 생체 정보를 비교하여 사용자의 진위여부를 판단하는 단계를 포함하되, 생체 센서는 사용자의 지문 영상을 센싱하는 지문 센서와 사용자의 혈중 산소포화도를 측정하는 PPG(Photo-plethysmography)센서가 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the present invention can provide an anti-spoofing method using a device including a fingerprint sensor, which uses a biosensor included in one side of a device to simultaneously sense a plurality of biometric information of a user Generating user security information by combining fingerprint images and oxygen saturation obtained from the biometric sensor and comparing the user security information with biometric information of a user registered in advance to determine whether the user is authentic, The sensor may be characterized by a combination of a fingerprint sensor that senses the user's fingerprint image and a PPG (Photo-plethysmography) sensor that measures oxygen saturation of the user.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be regarded as belonging to the above-mentioned patent claims.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept as defined by the appended claims. But is not limited thereto.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described exemplary system, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur in different orders . It will also be understood by those skilled in the art that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention.

Claims (11)

디바이스의 일면에 포함되며, 사용자의 복수개의 생체 정보를 동시에 센싱하는 생체 센서;
상기 생체 센서로부터 획득한 지문 영상 및 사용자의 혈중 산소포화도를 조합하여 사용자 보안 정보를 생성하는 보안정보 생성부;
미리 등록된 사용자의 생체 정보에 대한 정보를 저장하는 메모리;및
상기 사용자 보안 정보와 상기 미리 등록된 사용자의 생체 정보를 비교하여 상기 사용자의 진위여부를 판단하는 위조 판단부;를 포함하되,
상기 생체 센서는 사용자의 지문 영상을 센싱하는 지문 센서와 사용자의 혈중 산소포화도를 측정하는 PPG(Photo-plethysmography)센서가 결합된 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.A biometric sensor included in one surface of the device and sensing a plurality of biometric information of the user at the same time;
A security information generating unit for generating user security information by combining a fingerprint image acquired from the biosensor and a blood oxygen saturation of a user;
A memory for storing information on biometric information of a user registered in advance;
And a falsification determining unit for determining whether the user is authentic by comparing the user security information with biometric information of the user registered in advance,
Wherein the bio-sensor comprises a fingerprint sensor for sensing a user's fingerprint image and a photo-plethysmography (PPG) sensor for measuring oxygen saturation of the user. 제 1항에 있어서,
상기 지문 센서는,
상기 사용자의 지문 영역에 특정 주파수의 빛을 조사하는 발광부;
복수개의 포토 다이오드들로 형성된 센서 픽셀 어레이에 의하여 상기 사용자의 지문에 반사된 특정 주파수의 빛을 센싱하여 지문 영상을 갖는 전기 신호를 출력하는 수광부;
상기 전기 신호에 대한 신호 처리를 통해 지문 영상을 생성하는 지문영상 생성부;를 포함하며,
상기 PPG 센서는,
상기 지문 센서의 수광부에 포함된 포토 다이오들 중 일부에 대해, 동일한 칼라 및 파장 대역을 갖는 빛을 선택적으로 센싱하기 위하여 동일한 칼라의 빛을 선택적으로 통과시키는 칼라 필터(Color Pass Filter) 및 적외선 영역의 동일한 파장 대역을 갖는 빛을 선택적으로 센싱하기 위하여 적외선 영역의 동일한 파장 대역을 갖는 빛을 선택적으로 통과시키는 적외선 필터(IR Pass Filter)가 장착된 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein the fingerprint sensor comprises:
A light emitting unit for irradiating light of a specific frequency to the fingerprint area of the user;
A light receiving unit that senses light of a specific frequency reflected by the user's fingerprint by a sensor pixel array formed of a plurality of photodiodes and outputs an electric signal having a fingerprint image;
And a fingerprint image generating unit for generating a fingerprint image through signal processing on the electric signal,
In the PPG sensor,
A color pass filter for selectively passing light of the same color to selectively sense light having the same color and wavelength band, and a color filter for selectively transmitting light having the same color and wavelength band to a part of the photodiodes included in the light- (IR Pass Filter) for selectively passing light having the same wavelength band in the infrared region to selectively sense light having the same wavelength band, characterized in that anti-spoofing is performed through a fingerprint sensor device. 제 2항에 있어서,
상기 지문 센서는 상기 수광부의 포토 다이오드들 중 상기 칼라 필터 및 적외선 필터가 장착된 포토 다이오드들을 제외한 나머지 포토 다이오드 상에 적외선 대역 이상의 빛을 차단하는 광학 필터(Red-IR Cut Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.3. The method of claim 2,
The fingerprint sensor includes an optical filter (Red-IR Cut Filter) for blocking light of an infrared band or more on the remaining photodiodes except the color filters and the photodiodes on which the infrared filter is mounted, among the photodiodes of the light- A device that performs anti-spoofing through a fingerprint sensor. 제 2 항에 있어서,
상기 PPG센서를 통해 수신된 PPG 신호를 증폭하는 차동 C-V 증폭기(differential C-V amplifier);
상기 PPG 신호를 IR 신호 및 RED 신호로 분리하고, 주변 노이즈 신호를 제거하는 샘플 증폭기;및
상기 증폭된 IR 신호 및 RED 신호를 분석하여 상기 사용자의 산소포화도를 측정하는 측정부;를 더 포함하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.3. The method of claim 2,
A differential CV amplifier for amplifying the PPG signal received through the PPG sensor;
A sample amplifier for separating the PPG signal into an IR signal and a RED signal and removing an ambient noise signal;
And a measurement unit for analyzing the amplified IR signal and the RED signal to measure the user's oxygen saturation. 제 2 항에 있어서,
상기 발광부는,
상기 디바이스의 디스플레이 패널 내에 위치하여 빛을 발광하는 내부 광원 또는 상기 디바이스의 디스플레이 커버 글래스에 위치하여 빛을 발광하는 외부 광원 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.3. The method of claim 2,
The light-
Wherein the device comprises at least one of an internal light source located in a display panel of the device and emitting light, or an external light source positioned in a display cover glass of the device to emit light, Device. 제 1항에 있어서,
상기 생체 센서는,
복수개의 지문 센서 픽셀로 그룹지어진 터치 센서로 이루어지며,
상기 위조 판단부는,
상기 사용자의 진위판단을 위하여 상기 복수개의 지문 센서 픽셀 각각에서 획득된 데이터에 의하여 생성된 사용자 보안 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.The method according to claim 1,
The biosensor includes:
And a touch sensor grouped into a plurality of fingerprint sensor pixels,
The forgery determination unit,
Wherein the user security information generated by the data obtained in each of the plurality of fingerprint sensor pixels is used for authenticity determination of the user. 제 1항에 있어서,
상기 위조 판단부는,
상기 사용자의 지문 영상과 미리 등록된 지문 영상을 비교하여 지문 패턴의 일치율이 미리 결정된 기준보다 높은지 제 1 위조 판단값을 도출하고,
상기 사용자의 혈중 산소포화도와 미리 저장된 혈중 산소포화도를 비교하여 오차값이 미리 결정된 기준값에 해당하는지 제 2 위조 판단값을 도출하고,
상기 제 1 위조 판단값과 상기 제 2 위조 판단값을 이용하여 상기 사용자의 진위여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.The method according to claim 1,
The forgery determination unit,
Comparing the fingerprint image of the user with a previously registered fingerprint image to derive a first falsification judgment value to determine whether the coincidence rate of the fingerprint pattern is higher than a predetermined reference,
Comparing a blood oxygen saturation of the user with a previously stored blood oxygen saturation to derive a second falsification judgment value to determine whether the error value corresponds to a predetermined reference value,
Wherein the authenticity determination unit determines the authenticity of the user using the first falsification judgment value and the second falsification judgment value. 제 1항에 있어서,
상기 사용자의 지문 영상을 블록들로 분할하여 화질 평가 값을 결정하는 지문 화질 평가부;
상기 사용자의 지문 영상을 필터링 처리하여, 필터링된 지문 영상을 획득하는 필터링부;
상기 필터링된 지문 영상과 미리 등록된 지문 영상을 비교하여 유사도값을 결정하는 지문 비교부;및
상기 결정된 화질 평가 값과 상기 유사도값에 기초하여 상기 사용자의 지문의 위조 여부를 결정하는 지문 진위 판단부;를 더 포함하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.The method according to claim 1,
A fingerprint image quality evaluation unit for dividing the fingerprint image of the user into blocks and determining an image quality evaluation value;
A filtering unit for filtering the fingerprint image of the user to obtain a filtered fingerprint image;
A fingerprint comparator for comparing the filtered fingerprint image with a previously registered fingerprint image to determine a similarity value;
And a fingerprint authenticity determining unit that determines whether the fingerprint of the user is falsified based on the determined image quality evaluation value and the similarity value. 제 2 항에 있어서,
상기 디바이스의 디스플레이 패널과 생체 센서 사이에 위치하며, 상기 사용자의 지문에 의하여 반사되는 빛을 상기 생체 센서로 전달하기 위하여 초점을 형성하는 복수개의 핀홀을 포함하는 핀홀 레이어를 더 포함하며,
상기 복수개의 핀홀은 상기 생체 센서에 포함된 복수개의 생체 센서 픽셀들과 1 대 1 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.3. The method of claim 2,
Further comprising a pinhole layer positioned between the display panel and the biometric sensor of the device and including a plurality of pinholes for focusing to transmit light reflected by the user's fingerprint to the biosensor,
Wherein the plurality of pinholes are arranged to correspond one-to-one with a plurality of biometric sensor pixels included in the biosensor. 제 1 항에 있어서,
상기 생체 센서에 지문이 접촉되는 경우, 사용자의 손가락을 센싱하는 손가락 인식 센서;및
상기 획득된 지문 영상이 사용자의 실제 손가락의 지문인지 판단하는 실사용자 판단회로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 지문센서를 통해 안티스푸핑을 실행하는 디바이스.The method according to claim 1,
A finger recognition sensor for sensing a finger of a user when the fingerprint is in contact with the biosensor;
Further comprising a real user determination circuit for determining whether the obtained fingerprint image is a fingerprint of the user's actual finger. 디바이스의 일면에 포함된 생체 센서를 이용하여, 사용자의 복수개의 생체 정보를 동시에 센싱하는 단계;
상기 생체 센서로부터 획득한 지문 영상 및 사용자의 혈중 산소포화도를 조합하여 사용자 보안 정보를 생성하는 단계;및
상기 사용자 보안정보와 미리 등록된 사용자의 생체 정보를 비교하여 상기 사용자의 진위여부를 판단하는 단계;를 포함하되,
상기 생체 센서는 사용자의 지문 영상을 센싱하는 지문 센서와 사용자의 혈중 산소포화도를 측정하는 PPG(Photo-plethysmography)센서가 결합된 것을 특징으로 하는, 지문센서를 포함하는 디바이스를 이용한 안티스푸핑 방법.Sensing a plurality of biometric information of a user at the same time using a biometric sensor included in one surface of the device;
Generating user security information by combining fingerprint images obtained from the biometric sensor and blood oxygen saturation of the user;
And comparing the user security information with biometric information of a user registered in advance to determine whether the user is authentic,
Wherein the biosensor is a fingerprint sensor that senses a fingerprint image of a user and a PPG (Photo-plethysmography) sensor that measures oxygen saturation of the user.
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