정보관측실: 휴대폰 지문인식에 대해 이야기해보자

IT168 Review 지난 몇 년간 스마트폰의 치열한 경쟁은 분명한 이점을 가져왔습니다. 한때 고급형 휴대폰에서만 가능했던 다양한 기술이 시간이 지나면서 가격이 저렴해졌습니다. 여러 가지 이유로 중저가형 본체에 빠르게 적용될 예정이다. 지난 2년간의 스마트폰 개발에서 '지문인식'은 비교적 확실한 사례다. 지난 2년 동안 이 기술은 각종 최고급 플래그십 휴대폰에만 사용됐다. 이제는 모든 종류의 만원대 휴대폰에도 지문인식이 기본으로 탑재된다. 새로 출시된 최고의 안드로이드 플래그십 S8은 다양한 블랙 기술을 탑재했음에도 불구하고 뒷면의 지문 디자인이 여전히 많은 네티즌들의 불만을 불러일으키고 있습니다. 요즘 많은 사용자들이 여전히 휴대폰 지문 인식에 더 많은 관심을 기울이고 있음을 알 수 있습니다. 이번 정보관찰실에서는 휴대폰 지문인식에 대해 이야기해보겠습니다.

지문, 홍채, 장문 등 사람이 가지고 있는 고유한 생물학적 특징은 다양하다. 지문의 독특함과 편리성으로 인해 이제 지문은 사람과 스마트폰의 소통을 위한 '키워드'가 됐다. 비밀번호'가 가장 많이 사용됩니다. 그리고 이것에. 이르면 2011년 모토로라의 아트릭스 4G(Atrix 4G)가 지문인식을 탑재한 세계 최초의 양산형 스마트폰이 되었지만, 스크래치 기반 경험은 사용자 친화적이지 못했다. Apple은 iPhone 5S를 통해 스마트폰의 지문 인식 기능을 본격적으로 홍보했습니다. 이후 지문인식은 스마트폰에서 본격적으로 대중화됐다.

현 단계에서는 지문인식 방식을 보면 대부분의 스마트폰이 정전식 지문인식을 사용하고 있습니다. 일반적으로 지문 모듈(아이폰을 예로 들면)은 터치 IC, 정전용량 센서, 금속 감지 링, 보호 커버로 구성되지만, 현재 기술의 발전으로 금속 감지 링도 가능해졌습니다. 제거되어 지문 모듈을 휴대할 수 있습니다. 홈 버튼이 더욱 통합되었습니다.

우리의 지문은 피부선의 원으로 구성되어 있기 때문에 선의 모양과 지문의 봉우리와 골이 사람마다 완전히 다르기 때문에 정전용량 센서로 측정되는 지문의 길이는 또한 동일합니다(피크의 커패시턴스 값은 더 높고 트로프의 커패시턴스 값은 더 낮음). 사용자가 지문을 입력하면 지문 이미지가 최종적으로 칩이 이해할 수 있는 전기 신호로 변환됩니다. 지문 모듈은 지문 이미지를 추출하여 전기 신호로 변환하는 역할을 하며, 신호는 센서의 N개 커패시터 플레이트와 일치되고 최종 기록이 휴대폰에 저장됩니다.

현재 대부분의 지문 인식 모듈은 지문 이미지를 360° 스캔할 수 있으므로 잠금 해제 시 사용자의 손가락 자세에 제한이 없으며, 이에 따라 지문 인식의 정확성이 요구됩니다. 일반적으로 현재 스마트폰에 탑재된 지문인식 모듈의 해상도는 500dpi에 달하며, 해상도가 높을수록 지문 정보의 정확성과 속도가 향상됩니다.

물론 지문인식 속도와 정확성에 영향을 미치는 것은 지문모듈의 면적과 해상도뿐만이 아니다. 앞서 알고 있듯이 정전용량 지문인식으로 지문을 식별할 수 있는 이유는 주로 손가락 지문의 홈에 기반을 두고 있다. 일상생활에서 사용하다 보면 필연적으로 기름이나 땀으로 인해 손이 더러워지게 되고, 물과 탄창이 전기를 전도하여 손가락 골을 채워 지문인식 스캐닝 정확도가 떨어지게 됩니다. 이는 일반적으로 손이 젖었을 때 지문 인식이 실패하거나 속도가 느려지는 이유입니다.

요즘 정전식 지문의 가격이 상대적으로 저렴하지만(일반 지문인식 모듈의 가격은 3달러 정도), 현행 플래그십폰이든 중저가폰이든 비교적 가까운 경험을 할 수 있다. 고급 천 위안 전화. 그러나 위에서 언급한 것처럼 생활 속에서 흔히 접하게 되는 손의 얼룩, 물, 기름 등에 대해서는 정전식 지문의 효과가 크게 감소합니다. 또한 정전식 지문은 휴대폰 모양에 일정한 제한이 있기 때문에 보호 커버에 약간의 분사가 필요하기 때문에 장시간 사용하면 항상 긁힐 가능성이 있습니다. 또한 정전식 지문의 침투력은 약 300미크론인 반면, 일반 화면 보호 유리의 두께는 약 400미크론 이상입니다. 따라서 휴대폰의 형태에는 제한이 있습니다.

이러한 이유로 기술 제조업체들도 새로운 지문 인식 기술을 지속적으로 개발하고 있습니다.

현재 무선주파 지문인식(초음파 지문)과 2세대 광학 지문을 구현하는 프로토타입이 눈에 띈다.

초음파 지문:

초음파는 무선 주파수 지문을 영구적으로 사용하는 방식으로, 지문 표면을 감지해야 하는 정전식과 달리 초음파는 침투하여 초음파를 이용합니다. 지문 모듈에서 방출되는 특정 주파수를 스캔하면 지문의 초음파 반사 정도의 차이를 이용하여 3D 지문 패턴을 생성할 수 있으므로 손가락 표면의 청결도에 대해 크게 걱정하지 않으셔도 됩니다. 또한, 초음파는 상대적으로 투과성이 강하고 금속, 유리 등 일반적인 휴대폰 소재를 투과할 수 있기 때문에 휴대폰 외관에 큰 제약이 없다.

지난해 9월 샤오미 5S는 최초로 초음파 지문인식 기능을 탑재한 제품이 됐다. 그러나 인식 속도가 느리고 정확도도 낮은 등 초기 초음파 지문 사용 경험은 생각보다 좋지 않았다. 방금 통과한 MWC에서 퀄컴은 지문모듈을 스크린과 메탈백 케이스에 넣은 2세대 초음파 지문인식 솔루션을 공개하고, 비보 Xplay6에 프로토타입으로 전시했다.

Qualcomm이 제공한 데이터에 따르면 디스플레이 지향 지문 센서는 1,200 마이크론 두께의 OLED 디스플레이를 통해 작동할 수 있고, 금속 지향 지문 센서는 650 마이크론 두께의 알루미늄 하우징을 통해 작동할 수 있습니다. 유리면 지문 센서는 800미크론 두께의 유리를 통과할 수 있습니다. 이러한 데이터는 현재 주류인 2.5D 화면의 두께(대략 700~800mm)를 초과했기 때문에 휴대폰 제조업체는 지문 모듈을 필요한 곳에 배치하여 보다 미래 지향적인 외관을 만들 수 있습니다. (현재 초음파 지문 솔루션은 OLED 화면에만 적용 가능합니다.) 그리고 Qualcomm은 이 세대의 초음파 지문 인식이 전력 소비 및 모듈 크기 측면에서 정전 용량 센서에 가까운 수준을 달성할 수 있다고 주장합니다.

물론 초음파 외에도 더 많은 기술 기업들이 디스플레이 내 구현이 가능한 광학 지문 솔루션을 연구하고 있다.

광학 지문:

반면 광학 지문의 적용 시나리오는 우리에게 더 가깝습니다. 예를 들어, 최초의 지문 펀치 기계는 최초의 광학 지문 기술을 사용했습니다. 원본 지문 정보를 입력한 후, 유리 아래에서 방출되는 레이저가 유리에 손가락으로 눌린 지문을 스캔합니다. 스캔된 이미지는 흑백으로 데이터베이스와 비교됩니다. 하지만 초기 광학식 지문인식은 영상인식을 기반으로 했기 때문에 손가락의 청결도와 지문모듈의 크기에 대한 요구사항이 있었다.

▲올해 초 MWC에서 구딕스가 선보인 광학 지문

스마트폰에서는 광학 지문이 업그레이드돼 주로 휴대폰 화면을 본체로 사용한다. 빛의 경로를 통해 지문이 조사되고, 돌아온 빛은 화면을 거쳐 화면 아래에 있는 CIS(CMOS 이미지 센서)로 되돌아와서, 휴대폰은 돌아온 이미지를 데이터베이스와 분석, 비교하여 최종적으로 지문을 식별합니다. .

보시다시피 광학 지문이라면 빛이 필요합니다. 스마트폰의 경우 화면 조명 시간, 전력 소비, 화면 표면 청결도가 모두 광학 지문 적용 경험에 영향을 미치므로 OLED 화면에서만 개발할 수 있으며 LCD 화면 기반 광학 지문은 여전히 ​​제한적입니다. 디스플레이 내 솔루션의 경우 광학식 지문이 초음파 지문보다 제품 가격이나 수율 측면에서 더 장점이 있지만, 보안 측면에서 현재 퀄컴이 만들고 있는 초음파 지문은 피부 밑의 혈중 산소와 심박수까지 감지할 수 있다. 고유한 장점을 지닌 파장은 의심할 여지 없이 광학 지문보다 우수합니다.

요약:

위는 현재 우리에게 가장 가까운 세 가지 지문 인식 솔루션으로, 각각 장점과 단점이 있습니다. 현재의 가격과 대중성으로 볼 때 보안 측면에서는 정전식 지문 > 광학식 지문 > 초음파 지문, 휴대폰 외관에 미치는 영향 측면에서는 초음파 지문 > 정전식 지문; 금속을 투과할 수 있는 초음파는 의심할 여지 없이 스마트폰의 ID 디자인에 더 많은 창의적인 가능성을 가져올 것이지만, 세 가지 중에서 초음파 지문은 현재 기술적으로 가장 달성하기 어렵다고 말해야 합니다.

올해는 풀스크린 휴대폰 시대가 공식적으로 도래할 가능성이 크지만, 풀스크린 기술에 비해 매칭 지문인식 솔루션의 성숙도는 내년에 공식적으로 나타날 것으로 보인다. 아마도 내년에는 업데이트된 지문인식 기술을 탑재한 풀스크린 휴대폰이 우리의 휴대폰 디자인을 새로운 차원으로 끌어올릴 것입니다. 당연히 우리도 약 2년이라는 짧은 기간 이후에 어떤 휴대폰 제품이 우리에게 가져다 줄 수 있을지 지켜볼 것입니다. 년.