최근 스마트폰 경쟁이 뜨거운 가운데 삼성전자와 애플, LG전자가 각각 새로운 특허를 출원해 눈길을 사로잡았다. 지문인식보다 더 뛰어난 보안성을 자랑하는 홍채인식과 새로운 생체인식 기술인 손금인식부터 많은 스마트폰 사용자들이 출시를 기다리고 있는 폴더블 스마트폰까지, 각 제조사에서 출원한 특허에 대해 알아보자.

삼성

손금을 이용한 생체 인식 기술

지문인식, 홍채인식에 이어 새로운 생체인식 기술이 도래했다. 손에 있는 손금을 이용해 스마트폰 잠금을 해제할 수 있는 '손금인식'이 그것이다. 손금인식은 지문인식이나 홍채인식 등 기존의 생체인식을 대체한다기보다는 다중생체인식 기능으로 자리 잡을 것으로 보인다.

삼성전자는 최근 세계지적재산권기구(WIPO)에 스마트폰 비밀번호를 잊어버렸을 경우, 손금인식을 이용해 비밀번호를 찾을 수 있는 기능을 특허 출원했다. 42페이지에 달하는 특허 문서에 따르면, 스마트폰의 후면 카메라를 이용해 사용자의 손금을 촬영하고 이것이 사용자가 등록해놓은 손금과 일치하는지 확인하는 것이라고 한다. 즉 지문인식이나 홍채인식처럼 스마트폰 잠금을 해제하는 것이 아니라, 스마트폰 비밀번호를 잃어버렸을 경우 손바닥의 손금을 스캐닝해 비밀번호의 힌트를 요구하는 사용자가 스마트폰의 진짜 주인인지 확인하는 기능이라는 것이다.

삼성전자의 손금인식 기술 원리는 다음과 같다. 사용자가 자신이 사용할 비밀번호를 설정하고 후면 카메라를 이용해 손금을 촬영하면, 비밀번호와 유사한 패턴을 손금에서 찾아 시각적인 그래픽으로 변환해 힌트 등록이 완료된다. 이후 스마트폰 비밀번호를 잊어버렸을 경우 후면 카메라를 이용해 손금을 촬영하면, 해당 손금에서 등록된 패턴을 찾는 것이다.

사실 생체인식 기술은 오래전부터 연구된 분야로, 계속해서 발전해 나가고 있는 추세다. 지문인식은 가장 오래되고 대중화된 생체인식 수단으로, 애플이 지문인식 기술인 '터치ID'를 스마트폰에 가장 먼저 적용했다. 삼성전자가 주력으로 사용하고 있는 홍채인식 기술은 판별인자가 250여 개나 되어 30개인 지문에 비해 정확도가 매우 높고 사실상 도용이 불가능하다. 하지만 지문인식에 비해 사용자의 거부감이 큰 편이다. 손금 인식에 대한 연구는 오래전부터 진행되어 왔는데, 10년 전까지만 해도 인식 속도와 정확도가 매우 떨어졌다. 그러나 카메라와 센서 기술, AI 머신러닝 기술 등이 발전하면서 한계점이 크게 개선되고 있는 상황이다.

한편 손금인식 기술이 언제쯤 상용화될지는 아직 미지수다. 일각에서는 갤럭시S9에 손금인식 기술이 적용될 것이라는 예측도 나오고 있지만, 정확한 시기에 대해서는 밝혀진 바 없다. 보안의 중요성이 더욱 증대되고 있는 만큼, 하루빨리 손금인식 기술을 만나볼 수 있기를 희망한다.

언더 스크린 지문 스캐너

베젤리스 스마트폰이 등장하면서 지문인식 센서의 위치가 새로운 골칫거리로 떠오르고 있다. 앞서 삼성전자는 베젤리스 디자인을 채택한 갤럭시S8과 갤럭시노트8을 출시했다. 디바이스 크기는 그대로 유지한 채, 디스플레이 크기를 확대시키기 위한 노력이었을까. 삼성전자는 전면에 위치한 지문인식 센서를 후면으로 이동시켰다. 이에 갤럭시S8, 갤럭시노트8 사용자들은 하나둘씩 지문인식 센서 위치에 대한 불만을 제기했다. 지문인식을 하기 위해 후면에 위치한 지문인식 센서까지 손가락을 뻗는 일이 꽤나 번거롭고 불편하기 때문이다.

사실 갤럭시S8이 출시되었을 때부터 지문인식 센서 위치에 대한 사용자들의 불평이 많았다. 하지만 그렇다고 해서 가장 보편화된 생체인식 기술인 지문인식 기술을 없앨 수도 없는 노릇이었다. 결국 삼성전자는 갤럭시노트8에서도 지문인식 센서를 후면에 탑재했다. 아마 사용자들의 원성에 삼성전자도 꽤나 골머리를 앓았을 것이다.

하지만 갤럭시S9부터는 지문인식 스캐너가 전면 디스플레이로 이동할 가능성이 높아졌다. 삼성전자가 세계지적재산권기구(WIPO)로부터 최종 특허를 취득한 서류에는 완전히 새롭게 설계된 지문인식 센서가 나타나 있다. 많은 스마트폰 사용자들이 기다리고 또 기다려왔던, 디스플레이 내장 방식이다. 디스플레이 일부에서 지문을 인식하는 방법을 설명하고, 지문센서를 활성화하기 위해 디스플레이의 아무 곳이나 누르는 방식으로 일정한 압력이 가해지면 구동한다는 것이다.

또한 압력센서, 디스플레이 패널, 터치 센서, 지문 센서 및 커버 유리의 다층 구조로 스마트폰의 잠금 해제뿐만 아니라 특정 사진에 대한 보호 등의 기능도 추가될 것으로 보인다. 즉 단말기의 잠금이 해제되어 있는 상태에서도 지문이 등록된 사용자가 아닐 경우, 보호 설정된 특정 사진은 볼 수 없는 것이다. 이 기능은 연락처나 메신저 앱, 금융 앱 등에 이용될 수도 있다.

언더 스크린 지문 스캐너 기능이 갤럭시S9에 탑재될 수 있을지는 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 그러나 애플이 아이폰X에 얼굴인식 기능을 탑재하면서 삼성전자의 입지가 흔들리고 있는 가운데, 언제까지 적용을 미룰 수는 없는 상황이다. 외신에서는 "지문인식 센서 문제를 해결할 수 있다면 판매가 증가하는 것은 물론 아이폰X의 페이스ID를 대체할 기능으로 인식될 수 있다"며 "갤럭시 시리즈가 또 혁신을 보여주는 계기가 될 것"이라고 전했다.

플렉서블 디스플레이

최근 대형 디스플레이를 탑재한 스마트폰이 인기를 얻고 있다. 이러한 기류가 이어지면서 스마트폰 업계에서는 디바이스의 베젤을 최소화하는 데 몰두하고 있다. 전면부 전체에 디스플레이를 적용해 사용자의 만족감을 충족시키기 위해서다. 그러나 이러한 '대형 디스플레이' 스마트폰을 떨어뜨리거나 디바이스에 충격이 가해질 경우 파손 위험이 매우 크다. 물론 디스플레이를 수리하는 데 드는 비용도 엄청나다. 삼성 갤럭시노트8의 액정 수리 비용은 20만 원 이상이며, 아이폰X의 액정 수리 비용은 279달러다. 이는 가장 기본적인 액정 수리 비용으로, 파손 정도에 따라 비용이 더 커질 수 있다.

'설탕 액정' 스마트폰에 지친 사용자들은 아무리 떨어뜨리거나 충격을 가해도 파손 위험이 없는 스마트폰을 갈망한다. 폴더블 스마트폰처럼 대형 디스플레이를 탑재하고 있으면서도, 액정을 접어 파손 위험을 줄일 수 있는 그런 혁신적인 제품 말이다. 큰 화면과 가벼운 무게, 휴대성을 바라는 사용자들의 욕구에 최적화된 제품인 폴더블 스마트폰은 언제쯤 만나볼 수 있는 걸까.

어쩌면 폴더블 스마트폰은 그리 먼 미래의 일이 아닐지도 모른다. 삼성전자는 이르면 2018년이나 2019년에 폴더블 스마트폰 '갤럭시X'을 선보일 예정이다. 앞서 고동진 사장은 폴더블 스마트폰의 출시를 2018년으로 밝히기도 했다.

최근 삼성전자는 미국특허청(USPTO)에 폴더블 스마트폰에 대한 실용 특허를 등록했다. 등록된 실용 특허가 갤럭시X 출시와 직접적인 연관이 있는 것인지는 확인되지 않았으나, '2018년 갤럭시X 출시설'로 미루어보아 해당 특허가 갤럭시X 출시와 긴밀한 관련이 있을 것이라는 예측이 나오고 있다. 공개된 특허 두 건에서 한 건은 책처럼 접히는 디스플레이며, 다른 한 건은 고정이 가능한 플렉서블 디스플레이다. 특히 플렉서블 디스플레이 스마트폰은 가로로도 세울 수 있는 구조여서 동영상 콘텐츠를 감상하기에 상당히 편리할 것으로 예상된다.

한편 미국 시장조사업체 스트래티지애널리틱스(SA)는 2018년 폴더블 스마트폰 판매 예상량을 70만 대로 내다봤다. SA에 따르면 폴더블 스마트폰의 판매량은 2019년 320만 대, 2020년 1360만 대, 2021년 3040만 대로 증가하다가 2022년에는 5010만 대까지 증가할 것으로 보인다. 과연 삼성전자가 폴더블 스마트폰 시장의 첫 주자가 될 수 있을지, 귀추가 주목된다.

애플

듀얼 스크린 폴더블 아이폰

아이폰X로 혁신을 보여주었던 애플이 새로운 변화를 모색하고 있다. 외신에 따르면 애플은 최근 미국특허청(USPTO)에 폴더블 아이폰 특허를 출원했다. 앞서 애플은 플렉서블 디스플레이 개발을 위해 11억 6000만 달러(한화 약 1조 2645억 원)를 투자하기도 했다.

공개된 특허에 따르면 애플의 폴더블 스마트폰은 두 개의 아이폰을 경첩에 연결한 듀얼 스크린 폴더블 아이폰으로 LCD, 마이크로 LED, OLED 등이 사용될 것으로 보인다. 애플 특허 전문매체 페이턴틀리 애플은 "듀얼 스크린 폴더블 아이폰 특허 장치에 플렉서블 디스플레이가 포함될 수 있고, 구부러지는 영역(경첩)을 가질 수 있다"며 폴더블 스마트폰의 등장을 시사했다. 또한 "플렉서블 디스플레이는 디스플레이 레이어와 커버 레이어, 서포트 레이어, 편광 레이어로 이루어지고, 이 레이어 사이에 터치 센서가 탑재될 수 있다"고 전했다.

아울러 터치 센서도 구부릴 수 있으며, 습기나 액체로부터 디바이스를 보호하기 위해 각종 첨가제, 부식 방지, 자외선 차단, 굴절률 조절 첨가제 등이 포함될 전망이다. 듀얼 스크린 폴더블 아이폰은 형상 기억 합금 또는 비정질 금속으로 형성될 것으로 보인다. 또한 외부에서는 경첩이 보이지 않도록 설계되어 있다.

전문가들은 현재 기술 속도로 미루어보아, 애플이 2020년쯤 이 같은 폴더블 아이폰을 출시할 것으로 내다보고 있다. 아이폰X으로 전 세계 스마트폰 사용자들에게 신선한 충격을 안겨주었던 애플이 또 한 번 혁신을 보여주기를 기대한다.

LG

VR 헤드셋 LG 울트라 기어

4차 산업혁명이 다가오면서 가상현실에 대한 관심이 뜨겁다. 일상적으로 경험하기 어려운 환경을 직접 체험하지 않고도 마치 그 환경에 들어가 있는 것처럼 볼 수 있고 조작 가능하기 때문이다. 이에 최근에는 집에서 VR 체험을 즐길 수 있는 VR 헤드셋이 선풍적인 인기를 얻고 있으며, VR 게임을 즐길 수 있는 VR 게임방도 문전성시를 이루고 있다.

VR이 단순히 엔터테인먼트 기능만을 수행하는 것은 아니다. 교육, 고급 프로그래밍, 원격 조작, 원격위성 표면탐사, 탐사자료 분석, 과학적 시각화 등 다양한 분야에서 응용되고 있는데, 탱크·항공기의 조종법 훈련이나 가구의 배치 및 설계, 수술 실습 등이 그것이다. VR은 가상환경에서 일어나는 일을 사용자가 시각적으로 느끼도록 하며, 보조적으로 청각·촉각 등을 사용한다.

LG전자는 최근 세계지적재산권기구(WIPO)에 VR 헤드셋 'LG 울트라기어'의 새로운 특허를 출원했다. 출원한 특허에는 울트라기어의 기능과 디자인을 확인할 수 있는 여러 장의 이미지도 포함되어 있는데, 그중 가장 눈에 띄는 것은 헤드셋 전면 디스플레이 부분이 절반으로 분리되는 기능이다. 이에 따라 사용자는 헤드셋을 벗지 않고도 VR 콘텐츠 이용을 중단할 수 있다. 또한 후면 버튼을 이용해 사용자의 머리에 맞게 헤드셋을 조정할 수 있으며, 헤드셋이 목에 걸려있는 동안 끈으로 묶인 이어버드를 통해 음악을 감상할 수 있다.

앞서 울트라기어는 2017년 개최된 '게임 디벨로퍼 컨퍼런스(Game Developer Conference)에서 프로토타입이 최초 공개됐다. 이는 삼성전자 기어VR처럼 주변기기를 결합하지 않고 오큘러스 리프트, HTC 바이브처럼 PC와 단독으로 연결하는 방식이다. 울트라기어의 하드웨어 사양은 확인되지 않았지만, LG 디스플레이가 공급하는 OLED 패널이 탑재되고 울트라 HD 해상도(3840 x 2160)와 806ppi의 성능이 제공될 것으로 전해졌다. 울트라기어는 이르면 2018년 상반기에 출시될 예정이다.

밝기에 의한 홍채의 변화까지 등록 가능한 홍채인식

스마트폰 보안에 대한 중요성이 증대되고 있는 가운데, 삼성전자에 이어 LG전자도 차기 스마트폰에 홍채인식 기능을 적용할 것으로 보인다. 외신에 따르면, LG전자는 최근 세계지적재산권기구(WIPO)에 홍채인식 관련 스마트폰 특허 기술을 출원한 것으로 전해졌다.

출원된 특허는 홍채인식 센서가 사용자의 눈을 근적외선으로 비추어 홍채 사진을 촬영해 식별하는 방식이다. 이에 LG전자가 LG이노텍의 홍채인식 모듈을 사용해 홍채인식 기능을 선보일 것이라는 예측이 제기되고 있다. 앞서 LG이노텍은 2016년 개최된 한국전자전에서 전면 카메라 내에 홍채인식 센서를 담은 모듈 일체형 제품을 선보였다. 이 제품을 사용하면, 전면 카메라와 홍채인식 전용 카메라를 별도로 탑재하는 것보다 스마트폰 공간을 효율적으로 활용하고 비용을 절감할 수 있다.

LG전자의 홍채인식은 스마트폰 잠금 해제는 물론, 개인정보 보호에도 사용될 전망이다. 또한 밝은 화면과 어두운 화면에 따른 홍채의 변화까지 등록해 사용할 수 있다. LG전자의 새로운 홍채인식 기능은 2018년 출시될 G7에 적용될 가능성이 높아 보인다.

한편 홍채인식은 인간의 눈에서 동공과 흰자위 사이에 존재하는 원형의 홍채주름을 적외선 센서로 분석해 사용자를 식별하는 생체인식 기술이다. 다른 사람과 홍채가 같을 확률은 20억 분의 1에 불과하기 때문에 지문인식보다 더욱 강력한 보안을 자랑한다. 국내에서는 삼성전자가 2016년 8월 갤럭시노트7에 홍채인식 기능을 적용했으며, 이는 갤럭시S8과 갤럭시노트8에도 이어졌다.

앞서 LG전자는 G6, V30 등의 스마트폰에 지문, 얼굴, 목소리인식 등 다양한 생체인식 기술을 적용했다. 이에 G7에 홍채인식 기술이 탑재되면 4가지 생체인식 기술을 완성하게 된다. 과연 2018년에 출시될 G7에 홍채인식 기능이 탑재될지 관심이 모아진다.

이상으로 삼성, 애플, LG가 출원한 특허에 대해 알아보았다. 각 제조사에서 출원한 특허로 미루어보아, 머지않은 미래에 더 혁신적인 스마트폰이 등장할 것으로 보인다. 이르면 2018년 상반기에는 플렉서블 디스플레이를 탑재한 폴더블 스마트폰이 출시될 것으로 예상되며, 지문인식이나 홍채인식에 이어 새로운 형태의 생체인식 기술이 등장할 전망이다. 이러한 추세라면 향후 5년 뒤에는 스마트폰 디스플레이가 파손될 우려도, 허술한 보안 때문에 개인정보가 유출되지 않을까 두려워할 필요도 없을지 모른다. 앞서 살펴보았던 각 제조사의 혁신적인 특허가 하루빨리 상용화되어 우리의 삶이 조금 더 편리해지기를 기대해본다.

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안혜선 기자 press@appstory.co.kr