에

지문 센서가 탑재 된 스마트 폰이 시장에 넘쳐 났지만 이러한 센서가 예산 부문의 스마트 폰에 적용되기 시작한 지 얼마되지 않았습니다. 이러한 센서는 최근에 더욱 빠르고 안전 해졌습니다. 결과적으로 이러한 센서는 요즘 스마트 폰 보안에 주로 사용됩니다.

스마트 폰 산업의 치열한 경쟁과 진화하는 기술은 우리를 이틀에 한 번씩 새로운 혁신을 접하는 단계로 이끌었습니다. 지문 센서도 멀리 나왔습니다. 현재 유행어는 디스플레이 지문 센서 입니다. Xiaomi, Realme 및 Oppo와 같은 스마트 폰 제조업체는 기술이 플래그십 장치에만 국한되지 않는지 확인했습니다.

Realme X, Redmi K20 및 OPPO K3와 같은 최근 장치는 소화하기 어려운 가격으로 디스플레이 내 지문 스캐너를 제공하고 있습니다. 이 모든 것을 염두에두고이 디스플레이 내장형 지문 센서 기술이 무엇이며 어떻게 작동하는지 알아 보겠습니다.

역사

모든 것이 시작된 처음부터 시작합시다. 모바일 기기에서 지문 인식기의 역사를 살펴보면 2004 년에 출시 된 ' 팬택 GI100 '이 있습니다.이 기기에는 최초의 지문 인식기가 탑재되었습니다. ' G900 및 G500 ' 트렌드를 따르는 다음 장치 는 2007 년 Toshiba에서 나왔습니다. 나중에 HTC, Acer 및 Motorola와 같은 제조업체에서 각각의 장치로 리그에 합류했습니다. 애플도 2013 년에 지문 센서를 탑재 한 iPhone 5s로 파티에 합류했습니다. Cupertino에 기반을 둔 거인은 계속해서 Touch ID라고 불렀습니다. 그 이후로 지문 센서 기술은 몇 가지 큰 변화를 겪었습니다.

기술 애호가는 작동중인 세 가지 지문 인증 기술이 있다는 것을 알고있을 것입니다. 그러나 디스플레이 지문 기술은 현재이 두 가지에서만 혜택을받습니다.

큰 그림으로 들어가기 전에 작업의 기본 기술을 이해할 수 있습니다. 모든 지문 센서는 손가락의 고유 한 추적 융기와 선을 추적하여 작동합니다. 그러나 광학 스캐닝, 정전 용량 스캐닝 또는 초음파 스캐닝을 포함하여이 추적 프로세스에서 다른 기술이 작동 할 수 있습니다.

지문 스캐너의 유형

1. 광학 스캐너 (디스플레이 내장 지문 센서에 사용)
2. 초음파 스캐너 (디스플레이 지문 스캐너에 사용)
3. 정전 식 스캐너

디스플레이 내 광학 스캐너

광학 스캐너는 오랫동안 사용되어 왔으며 가장 오래된 지문 인증 방법입니다. 그러나 디스플레이 내 광학 센서는 스마트 폰에 비교적 새로운 것입니다. MWC 2018에서 선보인 컨셉 디바이스 Vivo Apex는 스마트 폰 업계에서 많은 머리를 돌 렸습니다. 이 장치는 미국 센서 제조업체 인 Synaptics에서 개발 한 광학 지문 센서 'CLEAR ID 9500'을 특징으로합니다. 나중에 'Vivo X20 Plus UD'라는 새로운 장치로 소비자에게 전달되었습니다. 새로운 디자인은 곧 OPPO, Samsung, Huawei 등과 같은 회사에서 채택되었습니다. 우리가 보는 대부분의 지문 센서는 광학 지문 센서이며 Arduino, Raspberry pi 및 기타 마이크로 컨트롤러와 쉽게 인터페이스 할 수 있습니다.

광학 지문 센서의 작동

이 기술은 지문 이미지를 캡처하고 현재 지문이 저장된 이미지와 일치하는지 추가 분석에 의존합니다. 전하 결합 소자 (CCD)는 광 센서, 디지털 카메라, 캠코더에서 사용되는 것과 동일한 센서의 중심에 앉는다. 모르는 사람들에게 CCD는 광자라고 불리는 빛에 민감한 다이오드의 배열로, 빛 광자에 반응하여 전기 신호를 생성합니다.

센서에 손가락을 대 자마자 일련의 발광 다이오드 (LED)에 불이 들어와 융기 부분과 틈새를 비추고 CCD 카메라가 같은 이미지를 빠르게 캡처합니다. CCD 시스템은 손가락의 반전 된 이미지를 생성합니다. 어두운 영역은 더 많은 반사광 (손가락의 융기)을 나타내고 밝은 영역은 덜 반사 된 빛 (융기 사이의 골)을 나타냅니다. 캡처 된 이미지는 저장된 이미지와 비교됩니다.

광학 센서는 사용 된 기술이 2D 이미지를 캡처하고 좋은 품질의 이미지가이 보안을 깰 수 있기 때문에 속기 쉽습니다. 이 기술은 후면 판에 틈이있는 OLED 디스플레이에서만 작동한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 처음에는 디스플레이 내 지문 센서가 지금만큼 안정적이고 빠르지 않았습니다. 그러나 최근에는 이러한 센서를 선호하는 상황이 변경되었습니다.

디스플레이 내 초음파 스캐너

초음파 센서는 사용되는 최신 지문 기술입니다. 이름에서 알 수 있듯이이 센서는 고주파 초음파를 사용하여 지문을 매핑합니다. 삼성은 Qualcomm과 협력하여 디스플레이에 내장 된 초음파 지문 센서가있는 최초의 장치 인 '갤럭시 S10 / S10 +'를 출시했습니다. 이 장치는 또한 Sense ID의 반복 인 Qualcomm의 3D Sonic 센서를 처음으로 탑재했습니다.

Qualcomm의 최신 초음파 기술은 최대 800 마이크론 두께의 유리를 통해 작동합니다. 이 회사는 정전 식 지문 스캐너가 달성 할 수있는 수준에 가까운 잠금 해제 대기 시간이 250 밀리 초라고 주장합니다.

초음파 지문 센서의 작동

이 스캐너의 하드웨어는 초음파 송신기와 수신기로 구성됩니다. 손가락 끝이 센서에 닿 자마자 스캐닝 프로세스가 시작됩니다. 초음파 펄스는 손끝의 융 기부와 골과 충돌하는 송신기에 의해 전송되고, 일부 맥압은 흡수되고 일부는 센서로 다시 바운스됩니다. 맥박의 흡수량과 반사량은 지문에 따라 다릅니다. 더 나아가, 기계적 스트레스를 감지 할 수있는 센서는 스캐너의 다른 지점에서 되돌아 오는 초음파 펄스의 강도를 계산하는 데 사용됩니다. 이러한 스캐너는 상세한 심층 정보를 획득하여 스캔 된 지문의 상세한 3D 복제본을 생성합니다.

이 스캐너는 디스플레이 아래에 있기 때문에. 초음파 센서의 파동은 손가락에 닿기 전에 디스플레이의 후면 판, 유리 및 보호 커버를 통과해야합니다. 따라서 제조업체는 디스플레이에 사용되는 유리가 너무 두껍지 않은지 확인합니다. 그런 말로 미루어 보아 가 같은 화면 보호기로 추가 보호 기능을 추가하지 않는 것이 좋습니다되어 제대로 작동이 기술을 방지 할 수 있습니다.

사용 가능한 기술 중 가장 비용이 많이 드는 초음파 센서가있는 장치는 많지 않습니다. Samsung Galaxy S10 / 10 + 와 같은 플래그십 기기 에는 초음파 센서가 장착되어 있습니다. 그러나이 기술이 예산 부문에 침투 할 때까지는 아직 시간이 있습니다.

정전 식 스캐너

정전 용량 센서는 요즘 가장 널리 사용되는 센서이며 다른 모든 장치에서 찾을 수 있습니다. 이 센서는 전기 에너지를 저장하는 데 사용되는 전자 부품 인 커패시터를 핵심 부품으로 사용합니다. 이 기술은 현재 디스플레이 내 지문 스캔에 사용되지 않습니다.

용량 성 지문 센서의 작동

이 센서는 지문의 능선과 계곡도 스캔합니다. 그러나이 경우 빛 대신 전류를 사용하여 데이터를 수집합니다. 스캔 표면 아래에 일련의 커패시터가 배치되어 지문 정보를 수집합니다. 스캔 표면에 손가락 끝을 대면 커패시터에 저장된 전하가 변합니다. 이러한 전하 차이는 아날로그-디지털 변환기에 의해 추가로 기록되는 연산 증폭기 적분기 회로에 의해 추적됩니다.

캡처 된 데이터는 인증에 사용됩니다. 용량 성 센서의 기능은 커패시터 수가 증가함에 따라 증가한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이 스캐너는 더 나은 보안을 제공하며 빠르고 속이기 어렵습니다. 정전 용량 센서는 광학 센서에 비해 비용이 많이 들고 당시 플래그십 장치에서만 사용되었습니다. 더욱이 2019 년은 정전 용량 센서가 스마트 폰 산업의 모든 부문에 침투했습니다. 정전 용량 방식 터치 패드는 저렴하며 모든 장치에서 쉽게 통합 할 수 있습니다.

알고리즘 및 암호화

데이터를 안전한 장소에 저장하는 것이 중요하다고 말하면서 스캔은 프로세스의 절반에 불과합니다. 이 프로세스를 위해 전용 IC가 센서에 추가되어 스캔 된 데이터를 해석하고 추가로 프로세서로 전송합니다. 보안 된 장소는 접근 할 수 없으며 루팅조차도 침입하는 데 도움이 될 수 없습니다. 모든 제조업체는 다른 접근 방식을 가지고 있으며 다른 알고리즘을 사용하여 주요 지문 특성을 식별합니다. 일반적으로 이러한 알고리즘은 지문의 선이 종료되거나 둘로 분할되는 세부 기능이라는 매우 구체적인 기능을 찾습니다. 따라서 스캐너는 전체 지문을 다시 스캔하는 대신 이러한 세부 사항을 일치시킬 수 있습니다. 전체 프로세스가 조금 더 빨라집니다.

더 나아가 이러한 센서 제조업체는 별도의 보관 시스템을 보유하고 있습니다. ARM은 주 프로세서 내부의 안전한 장소에 데이터를 저장하는 TEE (Trusted Execution Environment) 기반 TrustZone 기술을 사용합니다. 반면에 Qualcomm은 개인 암호화 키 및 비밀번호를 보호하기 위해 Qualcomm QSEE (보안 실행 환경)를 사용합니다. 이러한 시스템의 이름은 다를 수 있지만 모두 데이터 보호라는 공통 목표를 가지고 있습니다.

어느 것이 더 나은 광학 또는 초음파입니까?

물론 초음파 스캐너는 3D 스캐닝 프로세스의 이점을 누리기 때문에 더 좋으며 광학 스캐너는 앞서 언급 한대로 2D 스캐닝 만 가능합니다. 이 외에도 초음파 센서는 크기가 매우 작으며 Qualcomm의 최신 3D 음파 센서는 0.2mm에 불과합니다. 이 센서의 소형 폼 팩터는 슬림하고 베젤이없는 장치에 대한 현재 수요를 충족합니다. 더 나아가이 센서는 먼지, 기름기 또는 젖은 손의 영향을받지 않습니다.

그러나 초음파 센서를 사용하는 장치는 많지 않으며 제조 비용과 완전히 관련이 있습니다. 이러한 센서는 값이 비싸고 현재 일부 장치 주력 장치에서만 사용할 수 있습니다.

디스플레이 지문 스캐너가있는 최근 장치는 무엇입니까?

이제 현재 기술과 그 작동 방식을 알고 있습니다. 디스플레이 지문 센서가있는 최신 장치와 그 유형을 알고 있다면 더 좋을 것입니다.

광학 디스플레이 스캐너가있는 장치	초음파 디스플레이 스캐너가있는 장치
Redmi K20 / k20 Pro	삼성 Galaxy S10 / S10 +
Realme X
One Plus 7/7 Pro
OPPO K3
삼성 Galaxy A50 / A70 / A80
OPPO K1
Vivo V15 Pro
One Plus 6T
Huawei P30 Pro
샤오 미 Mi 9