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애플 아이폰8 전면 터치ID 왜 어렵나? …비장의 특허 사용가능성

렌즈두께가 기존의 5배...전면에 정전기렌즈 적용 최대 관심

이재구 기자

기사입력 : 2017-04-25 07:31

애플 아이폰8에 비장의 특허기술 이용할까. 사진=마렉 바일드비치이미지 확대보기
애플 아이폰8에 비장의 특허기술 이용할까. 사진=마렉 바일드비치
[글로벌이코노믹 이재구 기자] 애플이 올가을 내놓을 OLED디스플레이를 사용한 아이폰8(가칭)에 비장의 특허기술을 사용할 가능성도 있는 것으로 보인다.


애플인사이더는 22일 애플이 올가을 엣지투엣지 OLED 스크린 전면 디스플레이 아래 터치ID기능을 심는 것이 어려운 기술적 원리와 함께 특허기술 사용 가능성을 제기했다.

이미 월가 등에서는 애플 아이폰8의 전면에 터치ID센서를 심기 어려워 이를 단말기 뒷면으로 옮길 것이라는 예상과 함께 단말기 출시가 10월 또는 11월로 미뤄질 것이라는 전망까지 나오고 있다.

애플은 그동안 아이폰5S 이래 사용해 온 최강의 지문센서로 엄청난 성공을 거두어 왔다. 하지만 풀스크린 OLED디스플레이를 도입하면서 이 센서를 뒷면으로 옮기지 않기 위해 새로운 지문센서기술을 적용해야 하는 과제을 안았다.

이는 아이폰8이 OLED스크린으로 바뀌면 배터리 수명은 물론 관련기술도 변화하면서 스마트폰시장의 게임이 바뀐다는 점에서 매우 중요하다. 따라서 애플은 어떻게든 지문센서기술을 OLED디스플레이 아래에 심으려 할 것이고 그 열쇠가 애플의 특허기술 적용 여부에 있는 것으로 보인다.

애플인사이더는 OLED디스플레이에 심을 것으로 알려진 터치ID 기술 적용이 어려운 이유를 설명하면서 2016년 10월에 확보한 특허사용 가능성을 예상하고 있다.


◆오센틱의 물리적 터치ID센서는

아이폰5S에서부터 아이폰7까지 사용된 애플 자회사 오센틱의 터치ID기술은 손가락을 감지하면 지문센서를 켜는 감지 링을 가지고 손가락의 존재를 감지했다.

센서 자체는 얇은 사파이어 크리스털로 덮여 있다. 상보성금속산화물(CMOS)로 된 정전터치센서를 사용해 지문의 울퉁불퉁한 부분을 인치당 500픽셀의 해상도로 감지한다. 캡처된 지문은 안전영역으로 전달돼 휴대폰에 저장된 데이터와 비교한 후 수학 모델이 일치하면 단말기 잠금이 해제된다.
애플은 아이폰7에 사용됐던 터치센서 대신 풀스크린 아래 새로운 터치센서 기술을 사용하려 애쓰고 있다.사진=애플 이미지 확대보기
애플은 아이폰7에 사용됐던 터치센서 대신 풀스크린 아래 새로운 터치센서 기술을 사용하려 애쓰고 있다.사진=애플

터치ID에는 두 가지 주요 버전이 있다. 아이폰6와 아이폰7의 최신 버전은 감지 속도에서만 유일하게 차이를 보인다.

그렇다면 OLED 화면 뒤에 터치ID를 심는 것이 어려운 기술적 이유는 무엇일까.

두께가 1㎜ 미만인 아이폰8 OLED스크린 유리는 기존 아이폰7의 터치ID센서에 사용되는 사파이어렌즈 두께의 5배가 넘는다.

아이폰8의 경우 센서가 더 두꺼운 렌즈 뒤에 놓이게 되면 보정할 수 없는 번짐이 발생한다. 이는 지문센서 이미지의 해상도를 떨어뜨리며 인식률 하락으로 이어진다.

지문센서를 사용하는 사용자의 손가락 접촉면과 정전용량형 감지어레이가 그만큼 멀어지면서 터치ID센서에 잡히는 손가락 전기장이 약해지기 때문이다. 기존 LCD스크린에서는 터치ID를 구현할 때에는 렌즈가 충분히 얇기 때문에 왜곡이나 수차가 최소화됐던 것과 차이점이다.

◆터치ID가 두꺼운 스크린 유리 뒤에 심어지면...수차가 5~15배 증가


수학을 이용하면 두꺼운 유리로 인해 얼마나 많이 왜곡되는지 정확히 알아낼 수 있다. 하지만 이는 엄청나게 복잡한 작업이고 정확히 알아내려면 현재 알려진 것보다 더 많은 사파이어 터치ID커버에 대한 광학데이터가 필요하다.

하지만 개략적으로 말하자면 터치ID가 두꺼운 OLED스크린 유리 뒤에 심어진다면 이들에서 유도돼 발생하는 수차는 현재 예상되는 수치의 5~15배까지 증가하게 된다.


만일 애플이 이를 SW로 보완하고 더 많은 지문인식상의 변형을 허용하면 터치ID의 안정성은 훨씬 떨어지게 될 것이다.

이는 지문인식 방식의 결제를 이용하는 은행업계의 불만을 사게 되며 애플페이에도 영향을 미치게 될 것이다.

◆애플, 비장의 특허기술 사용하게 될까?

하지만 애플에는 정전기 렌즈어레이를 사용하는 터치센서 관련 특허기술이 있다. 지난해 10월 확보한 기술(미특허 9,460,332호)이다. 미특허청에 따르면 애플은 ‘정전기렌즈를 포함하는 정전용량형 지문인식센서(Capacitive fingerprint sensor including an electrostatic lens)라는 기술을 특허출원해 특허를 받았다.
애플은 아이폰8 전면 스크린 아래 터치ID센서를 심기 위해 특허기술을 사용할 것으로 보인다. 하지만 올 가을까지 완성시켜야 한다. 사진=미특허청 이미지 확대보기
애플은 아이폰8 전면 스크린 아래 터치ID센서를 심기 위해 특허기술을 사용할 것으로 보인다. 하지만 올 가을까지 완성시켜야 한다. 사진=미특허청

이 기술은 지정된 터치 영역과 더 두꺼운 유리 뒤에 있는 센서 사이의 렌즈를 적용하면 사용자 손가락과 관련된 전기장을 왜곡없이, 또는 덜 왜곡되게 유리에 심어진 센서에 표시할 수 있게 해 준다.

물론 애플은 터치ID를 유리 아래 심기 위해 이 기술을 완벽하게 완성해야 한다. 센서의 제조 역시 완벽하게 이뤄져야 한다.

아무도 이것이 쉬울 것이라고 말하지는 않는다. 이는 미크론 수준의 정밀한 기술을 적용하는 문제와 맞닿아 있기 때문이다. 마이크론 수준의 차이라도 시스템의 정확성과 보안성에서 커다란 차이를 만들어 낼 수 있다. 또는 전혀 작동하지 않는 시스템이 될 수도 있다.

애플이 이 터치ID를 전면 스크린에 심는 문제로 어려움을 겪으면서 아이폰8의 출하가 지연될 것이라는 보도가 있지만 아직 확인할 수는 없다. 센서가 단말기 뒤쪽에 재배치 될 수도 있을 것이라는 주장이 더 많지만 삼성 갤럭시S8이 그렇게 한 데 대한 비난이 쏟아진 것을 감안할 때 그렇게 하기가 쉽지 않을 것으로 보인다.

이 터치ID 지문인식기술은 애플페이의 핵심 토대이기 때문에 애플의 서비스에 있어서 매우 중요하다.

애플은 자신들이 만들 수 있는 최고의 것을 개발했고, 최대 사용자 기반을 위한 것이며, 가능한 한 안전하다는 느낌이 들 때까지는 아이폰8을 출하하지 않을 것으로 보인다. 최종 버전을 연내 출하하지 않는 것까지 감수할지 모른다.

이재구 기자 jklee@g-enews.com
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