삼성전자는 보통 상반기에 일반 플래그십 스마트폰 갤럭시 S 시리즈를, 하반기에 폴더블폰 갤럭시 Z 폴드·플립 시리즈를 출시합니다. 올해도 비슷한 방식으로 제품을 출시할 것으로 보이는데요. 올초 갤럭시 S 24 시리즈를 출시했고, 다음 달에는 폴더블폰을 발표할 전망이에요.
그런데 여러분 이거 아세요? 갤럭시 S 시리즈와 폴드·플립은 똑같은 플래그십 라인업이지만 지문 인식 방법이 다릅니다. 최신 갤럭시 S 시리즈는 화면에 손가락을 올려서 잠금을 해제할 텐데요. 갤럭시 폴드와 플립은 측면 버튼에 손가락을 대야 잠금이 풀립니다. 왜 지문 인식 위치가 다른 걸까요.
기본적인 지문 인식 과정
일반적으로 지문인식은 센서를 이용해, 사용자 지문을 스캔합니다. 이후 알고리즘으로 분기점, 끝점, 중심점, 삼각점 등 지문별 특징을 분석해서 저장해 놓죠. 사용자가 센서에 손가락을 올리면 저장된 데이터와 비교해서 일치하면 풀어주는 식이에요. 갤럭시 S 시리즈와 갤럭시 폴더블폰은 지문인식의 첫 단계가 달라요. 다른 센서를 이용해서 지문을 읽어 들이죠.
갤럭시 폴더블폰은 ‘정전식’
갤럭시 폴더블 스마트폰에 탑재된 지문인식은 ‘정전용량’ 방식입니다. 정전용량은 줄여서 정전식이라고 주로 불리는데요. 기술 이름처럼 ‘정전용량 변화’를 감지해서 지문을 인식합니다. 정전용량이라는 용어가 다소 어렵게 들릴 텐데요. 정전용량은 전하를 저장하는 용량을 의미합니다. 쉽게 말해 정전식은 센서가 저장하고 있는 전하 용량의 변화를 감지해서 지문을 인식합니다.
정전식 센서를 보면, 내부에 전하를 저장하고 있는 수많은 커패시터가 들어있어요. 커패시터는 정말 작은 소형 배터리라고 생각하면 돼요. 평소에는 인지하기 어렵지만, 우리 몸에서는 미세한 전기가 흐르고 있어요. 센서 위에 손가락을 올리면 정전기 유도 현상이 발생하면서 커패시터의 정전용량에 변화가 생깁니다.
지문을 자세히 보면 올록볼록 튀어나온 부위가 있죠? 이를 ‘융’이라고 해요. 안으로 움푹 들어간 부위는 ‘골’이라고 부릅니다. 센서에 손가락을 대면 밖으로 나온 융이 먼저 닿게 되겠죠. 융과 직접 맞닿은 센서 부위는 정전용량이 크게 변합니다. 반대로 골이 닿는 곳은 정전용량 변화가 적죠. 정전식을 채택한 스마트폰은 융과 골의 높이차로 발생하는 정전용량 변화를 토대로 사용자 지문을 구별해 냅니다.
정전식은 오래전부터 스마트폰 지문인식에 사용된 기술이에요. 그래서 기술적 완성도가 높고 비교적 비용이 적게 듭니다. 빠르고 정확한 편이고요. 단 신체와 센서가 맞닿아야 하기에 화면 안으로 집어넣기는 힘듭니다. 실제 사용해 보면 불편한 점도 꽤 있어요. 손가락이 습하면 지문인식 정확도가 떨어져요. 습기가 정전용량 변화에 영향을 미치거든요.
갤럭시 S 시리즈는 ‘초음파’ 방식
삼성전자 갤럭시 S 시리즈는 초음파 지문인식을 사용해요. 초음파는 가청 주파수를 뛰어넘는 진동수를 지닌 음파를 뜻하는데요. 직진성이 강해서 고체인 물질도 잘 통과합니다. 초음파 지문인식은 초음파의 특징을 잘 살렸어요. 화면 아래에 센서가 위치합니다. 센서에서 내보내는 초음파가 화면을 뚫고 화면 위에 올린 손가락 지문을 인식해요.
초음파 방식은 비교적 원리가 간단해요. 먼저 센서에서 초음파를 쏩니다. 그러면 초음파가 손가락에 맞고 반사되겠죠. 초음파 지문인식은 초음파가 손가락에 닿고 되돌아오는 시간을 계산해서 지문을 인식해요.
지문에서 튀어나온 부위를 융, 안으로 들어간 곳을 골이라고 부른다고 했죠. 융에 닿은 초음파는 더 빨리 센서로 되돌아갈 겁니다. 골에 닿은 초음파는 조금 더 늦게 센서로 돌아가겠죠? 초음파 방식은 이처럼 초음파가 센서로 다시 돌아온 시간차를 계산해서, 지문을 형상화합니다. 태아 검사에 쓰이는 초음파 검사와 비슷한 원리로 작동한다고 보면 돼요.
초기 초음파 방식은 성능이 부족하다는 평가를 받았지만, 지금은 꽤 빠르고 정확해요. 화면에 손가락을 꾹 밀착하지 않아도 빠르게 인식하죠. 초음파 방식의 장점 중 하나는 이물질에 강하다는 겁니다. 초음파는 물질 투과 능력이 우수하니까요. 단 건조한 환경에 약합니다. 손가락이 건조해지면 지문 표면이 거칠어져 화면에 제대로 밀착되지 않아(삼성 공식 설명) 인식률이 떨어질 수 있어요.
왜 갤럭시 폴더블은 여전히 정전식일까
그럼 왜 갤럭시 폴더블폰은 정전식 지문인식을 사용하는 걸까요. 일반 바형 스마트폰은 플래그십에 초음파 방식, 저가형에 광학식을 넣는데 말이죠. 참고로 광학식은 빛을 이용해 지문을 촬영해서 인식하는 오래된 기술입니다. 초음파처럼 화면 아래에 센서가 있어요. 폴더블폰이 정전식을 고집하는 건 특수한 형태 때문이라고 알려졌어요.
폴더블폰은 디스플레이가 두 개입니다. 외부 커버 디스플레이, 내부 디스플레이가 있죠. 외부 커버 디스플레이에 초음파 지문인식 센서를 넣으면 어떻게 될까요. 열어서 사용할 때 불편해지겠죠. 지문인식을 하려면 휴대전화를 뒤로 돌려서 지문을 인식해야 하니까요. 반대로 내부 디스플레이에 센서가 있다면, 매번 지문인식을 할 때마다 화면을 열어야 할 겁니다.
테크플러스 윤정환 기자 (tech-plus@naver.com)
