지문 인식 센서의 종류, 동작, 활용

목차

지문 인식 센서의 종류와 사용처에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 지문 센서는 스마트폰 잠금 해제, 근태관리 시스템, 모바일 결제, 접근 제어 잠금 해제, 신분증, 의료 정보, 운전면허증, 여권 등 다양한 목적으로 생체 코드를 사용할 수 있습니다. 지문 센서의 주요 기능은 개인 데이터를 식별하는 것입니다.

지문인식

지문 인식 센서의 종류

지문 인식 센서는 광학식,정전 용량식, 초음파식으로 크게 나눌 수 있으며, 광 굴절과 반사의 원리를 이용하는 광학식 지문 인식 센서는 단일 프리즘 광학 전반사 센서, 광학 박막트랜지스터(TFT) 센서, 그리고 광간섭 단층촬영 방식 센서까지 스캔 이미지의 해상도와 선명도가 크게 향상되었고 지문인식 성공률도 높아졌습니다. 지문 굴곡에 따른 정전 용량의 값차이를 이용하는 정전용량식 지문인식 센서는 자가 정전용량 지문 센서와 상호 정전용량 기반 지문센서가 있습니다. 지문 굴곡에 따라 반사되는 값의 변화를 측정하는 초음파식은 용량형 초음파 변환기 기반 지문센서와 압전 초음파 변환기 기반의 지문 센서가 있습니다.

 

 

 

 

지문 인식 센서의 동작

광학식 지문인식 센서

광학식 지문인식 센서

초기 광학식 지문 인식 센서는 일반적으로 별도의 광원과 프리즘을 사용하고 전형적인 전반사 원리를 사용하여 지문 이미지를 촬영합니다. 이 전반사를 이용한 식별은 손가락의 땀에 의해 영향을 받습니다.

정전용량식 지문인식 센서

정전식 지문 인식 센서

반도체 기술이 발전하고 스마트폰 및 집적 회로 카드와 같은 모바일 장치에서 인증 장치가 소형의 저비용 패키징을 요구함에 따라 정전식 지문 센서가 등장했습니다. 원칙적으로 정전식 및 유도식 지문 센서는 수백 개의 집적 반도체 장치와 수 마이크론 두께의 표면층을 가진 "유리 평판"을 공유합니다. 손가락이 정전식 센서의 표면에 놓일 때 손가락 끝의 지문의 불균일성, 범프와 플레이트에 닿는 범프 사이의 실제 거리가 달라지므로 서로 다른 정전식 값이 발생합니다. 정전식 값은 전류 또는 전압 값으로 변환되고, 이후 ADC에 의해 점원 데이터로 변환됩니다. 지문의 대비가 클수록 손가락 끝이 표면에 더 가깝습니다. 장치는 수집된 결과를 평균화하여 지문 수집 프로세스를 완료합니다. 광학 언더 디스플레이 지문 센서는 지문을 인식하기 위해 손가락 융기선 및 골 영역에서 반사되는 빛의 차이를 활용하지만, 건조한 손가락을 구별하는 데 어려움이 있으며, 이는 건조한 손가락은 센서 커버 층에 규칙적이고 일관되게 접촉을 만들지 못하기 때문입니다.

초음파식 지문 인식 센서

초음파식 지문 인식 센서

초음파 지문 인식 센서는 지문영상을 획득하는 가장 정밀하고 정확한 장비입니다. 펄스-에코 이미징과 임피던스 이미징의 두 가지 주요 영상 기술이 있습니다. 초음파 지문 이미징은 다양한 임피던스 매질에 전파되는 초음파의 반사 효과를 기반으로 합니다. 압력 센서는 휴대폰의 터치 패널에 손가락을 대면 압력을 감지하고 전기적인 펄스를 전달하여 초음파 지문 인식 센서를 활성화시키고, 전기적인 펄스파를 방출합니다. 인체 조직과 공기의 음향 임피던스 차이로 인해 인체 조직의 에코 진폭이 공기보다 크기 때문에 각 지점의 에코 진폭을 측정하면 지문 패턴을 알 수 있습니다. 센서의 초음파 세기는 인체에 무해할 정도의 세기입니다. 초음파는 침투력이 높기 때문에 손가락에 먼지가 있거나 손가락이 건조한 경우에도 식별이 가능하고, 유리, 알루미늄, 스테인리스강, 사파이어, 플라스틱 등의 물질에 침투할 수 있어 장치의 적용성과 성공률이 높습니다. 또한 내구성을 높이기 위해 센서를 가젯에 넣는 것도 가능합니다.

지문 인식 센서의 활용

광학식 지문 인식 센서의 경우 출입통제에 사용하는 단말기등에 많이 사용됩니다. 정전식 지문 인식 센서는 스마트폰의 후면이나 홈버튼에 사용되고 있습니다. 삼성 폴더블 스마트폰 '갤럭시 폴드'에 정전식 지문인식 센서가 탑재되어 있습니다. 제품 오른쪽 가운데에 위치하고 있습니다. 폴더블 디스플레이에 지문 센서를 내부에 넣을 기술이 아직 없기 때문입니다. 스마트폰의 홈버튼이 사라지면서 정전식이나 초음파식 지문 인식 센서가 디스플레이 내부에 탑재되어 있습니다.