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지문센서

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지문센서 또는 지문인식센서(finger scan sensor)는 지문인식 기술을 사용하여, 사람마다 고유의 특성 차이를 나타내는 손가락 지문의 영상 정보를 획득하는 입력 영상 장치이다. 획득된 원시 지문 영상은 지문의 특징을 추출한 후 데이터베이스에 미리 등록되어 있는 사용자의 특징 정보와 비교, 정합하여 본인 여부를 판단하게 된다. 지문 영상은 광학식, 정전 용량이나 전기 전도를 감지하는 반도체 소자 방식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉식, 또는 이런 방식들의 복합 등 다양한 방법으로 획득된다.

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지문인식[편집]

지문인식(指紋認識)은 사람의 손에 있는 지문을 읽어서 신원을 식별하는 것을 말한다.

인식방법과 기술에 따라 같은 지문인식이라도 여러 가지 계열로 나뉜다. 공통점이라면 지문을 인식시켜야 하기 때문에 손가락을 인식 장치에 대야 한다는 것. 일반적으로는 전도성 유리에 손가락을 대서 지문을 인식하게 한다.

일반적인 수준의 보안을 요구하는 장소에 출입할 때 지문인식을 통해서만 잠금장치가 해제되도록 하는 시스템을 이용하거나, 지문으로 본인인증을 하여 출퇴근이나 출입기록을 관리하는 등의 경우에 사용할 수 있다. 최근엔 잃어버리기 쉬운 개인정보 덩어리인 노트북, 스마트폰과 같은 휴대 기기에 탑재해서 타인의 이용을 사전에 차단하는 기능을 탑재한 모델들도 나온다. 2010년대 초반부터 그 중요성이 강조되기 시작하여 2020년 기준으로 상당히 많이 보편화되었다.

손에 땀이 많이 나는 체질이면 본인의 지문임에도 인식률이 크게 떨어져 대부분의 기기에서 사용이 굉장히 곤란하다는 단점이 존재하기도 한다. 다만 이것은 지문을 인식하는 방식별로 차이가 있다. 이를테면 갤럭시 S10부터 도입된 온스크린 초음파 지문인식의 경우 손에 땀이 나도 잘 된다고 한다.

종류[편집]

광학식 지문인식[편집]

광학식 지문인식 센서의 원리는 단순하다. 지문의 사진을 찍어 저장된 지문 사진과 대조하는 것이다. 가장 오래된 방식이기도 하다. 지문의 사진을 찍는 카메라는 지문의 굴곡을 촬영해야 하므로, 일반적인 카메라와는 달리 명암의 식별에 민감하다. 광학식 지문인식의 단점은 속이기 쉽다는 것이다. 카메라는 인간의 지문과 지문의 '사진'을 구분하지 못하므로 지문의 사진을 갖다대는 것으로 쉽게 무력화할 수 있다.

광학식 지문인식센서의 구조

정전용량식 지문인식[편집]

정전용량식 지문인식 센서는 평면에 다수의 전극이 깔린 형태를 갖고 있다. 지문이 닿으면, 각 전극은 지문의 굴곡에 따라 인체와의 정전용량이 변하는데(정전용량은 전극 사이의 거리에 따라 달라진다), 각 전극별로 정전용량을 감지해 얻어진 지도와 저장된 값을 비교하는 것이다.

정전용량식 지문인식은 전극별로 정전용량을 감지하는 회로를 갖고 있어야 하기에 비용이 많이 든다. 회로를 적절히 변형하여 정전용량을 감지하는 회로를 줄일 수는 있으나, 이 경우 지문 감지에 시간이 오래 소요된다.

정전용량식 지문인식센서의 구조

초음파 지문인식[편집]

초음파 지문인식은 가장 늦게 출현한 방식이다. 초음파 지문인식 센서는 다수의 초음파 송수신기를 갖고 있는데 지문의 굴곡에 따라 변하는 초음파 수신량을 저장된 값과 비교하는 것이다. 이러한 특징이 있기 때문에, 초음파 지문인식 센서는 지문이 센서에 직접 닿지 않아도 지문을 감지할 수 있다.

초음파 지문인식 센서는 화면 아래에 숨겨서 배치할 수 있기 때문에 화면을 넓게 사용할 수 있는 특징이 있다. 이러한 특징 때문에 최신 스마트폰에서는 대부분 초음파 지문인식 센서를 탑재하고 있다. 하지만, 초음파 지문인식 센서는 작은 평면에 다수의 초음파 송수신기를 갖고 있어야 하므로 만들기가 어렵다.

초음파식 지문인식 센서의 개념도

지문인식 방법[편집]

유형분석[편집]

  • Arch
  • Loop
  • Whorl
  • Arch(Tented)

아이폰 5s에서부터 사용된 지문 인식의 방법이 바로 유형 분석이다. 홈버튼의 지문 인식 센서로 읽은 지문을 세세하게 카테고리화하고 칩 내에 별도로 할당된 구역에 암호화하여 저장한다.

선분석[편집]

  • 끝점: 융선이 중단되는 점
  • 분기점: 융선이 나뉘는 점(특징점)
  • 지문의 대상이 되는 끝점과 분기점이 선명한 부위를 8부위 이상 (8부위로 표현할 수 있는 확률은 10^-8임, 즉 1억분의 1) 추출한다. 다음에는 대상자의 손가락의 지문으로부터 같은 부위의 특징점을 추출한다. 그러고 나서 쌍방의 특징점의 위치와 방향을 비교해 동일한 부위가 있는지 확인한다. (다만 특징점과 특징점 사이를 횡단하는 융선의 수 "릴레이션"을 추가해서 보다 정밀도 높은 감정이 가능해짐)

자동차 스마트 지문인증 출입 시동 시스템[편집]

스마트 지문인증 출입 시동 시스템은 인체가 전하를 축적할 수 있는 능력인 정전용량, 즉 '커패시턴스'를 인식하는 방식으로 구현됐다. 지문이 닿는 부분과 닿지 않는 부분의 정전용량 차이를 이용하기 때문에, 영화에서처럼 유리잔 등에 남아있는 지문 흔적을 이용해 위조지문을 만들기가 매우 어렵다. 타인의 지문을 잘못 인식할 확률도 약 5만분의 1에 불과하다. 이는 스마트키 등 일반적인 자동차키보다 보안성이 5배나 높은 수준이며, 실시간 학습을 통해 운전자가 사용하면 할수록 인식 성공률이 더욱 높아진다. 여기에 개인별 맞춤 운전 환경도 제공한다. 지문을 등록한 여러 명의 운전자가 미리 설정한 정보에 따라 운전석 시트와 사이드미러 각도가 조절되는 메모리 기능이 제공되며, 향후에는 스티어링 휠의 위치와 내부 온도를 조절하는 공조장치 등도 맞춤 기능에 포함된다.

이 시스템은 차량에 지문을 미리 등록해놓고 도어핸들 센서에 손을 대면 차량 내부 지문인증 제어기에 암호화된 지문 정보가 전달되어 차문이 열리고, 탑승 후에는 지문인식 센서가 내장된 시동버튼을 터치해 편리하게 시동을 걸 수 있다.

동영상[편집]

참고자료[편집]

같이 보기[편집]


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