انواع حسگرهای اثر انگشت چه تفاوتی با هم دارند؟

به گزارش اخبار نجوم، حسگرهای اثر انگشت دیگر فقط برای گوشی های گران قیمت استفاده نمی شوند و این روزها تقریبا تمام گوشی های هوشمند با این قابلیت راهی بازار می شوند. این تکنولوژی طی سال های گذشته سریع تر شده و دقت آن هم افزایش پیدا نموده است. با در نظر دریافت این نکات، در ادامه به انواع حسگرهای اثر انگشت و تفاوت های بین آن ها می پردازیم.

حسگرهای اپتیکال

همان طور که از نام این مشخصه پیداست، این نوع حسگرهای اثر انگشت با ثبت تصویر می توانند اثر انگشت کاربر را شناسایی نمایند. سپس با تجزیه وتحلیل روشن ترین و تاریک های قسمت های تصویر می توانند الگوهای منحصر به فرد روی سطح انگشت را تشخیص بدهند. مانند دوربین گوشی های هوشمند، این حسگرها رزولوشن محدودی دارند.

هر چقدر رزولوشن بیشتر باشد، جزئیات بیشتری ثبت می شود و امنیت افزایش می یابد. با این حال این سنسورها تصاویر مبتنی بر کنتراست بسیار بالاتری نسبت به دوربین های معمولی ثبت می نمایند. این نوع حسگرها معمولا در فضای محدود از تعداد زیادی دیود بهره می برند و با توجه به اینکه انگشت بر روی آن قرار می گیرد و محیط تاریک می شود، تعداد زیادی LED به عنوان فلش انجام وظیفه می نمایند. این نوع حسگرها ضخامت زیادی دارند و چندان مناسب گوشی های دارای بدنه باریک نیستند.

از آنجایی که این تکنولوژی فقط تصاویر دو بعدی ثبت می نماید، فریب دادن آن چندان مشکل نیست و به همین خاطر دیگر چندان استفاده نمی شود. البته این روزها از این تکنولوژی تا حدی برای حسگرهای اپتیکال خازنی استفاده می شود که در ادامه به آن ها می پردازیم.

حسگرهای خازنی

حسگرهای خازنی از محبوب ترین حسگرهای اثر انگشت محسوب می شوند که هنوز هم به شکل گسترده ای استفاده می شوند. این روزها به دلیل کاهش حاشیه نمایشگرها، این نوع حسگرها در پنل پشتی یا لبه کناری گوشی ها تعبیه می شوند.

این نوع حسگرها به حای ثبت تصویر، از مدارهای خازنی کوچک برای جمع آوری داده ها استفاده می نمایند. همان طور که خازن ها می توانند بار الکتریکی ذخیره نمایند، اتصال آن ها به صفحات رسانا در سطح اسکنر به آن ها اجازه می دهد تا برای تشخیص جزئیات اثر انگشت استفاده شوند.

پس از ثبت، این داده های دیجیتالی را می توان تجزیه وتحلیل کرد تا ویژگی های منحصربه فرد اثر انگشت شناسایی شود. یکی از مهم ترین مزایای این تکنولوژی این است که فریب دادن آن کار بسیار سخت تری محسوب می شود. این نوع حسگرها به دلیل داشتن قطعات زیاد، در گذشته قیمت بالایی داشتند ولی روزبه روز قیمت آن ها کاهش پیدا کرد.

حسگرهای اولتراسونیک

حسگرهای اولتراسونیک جدیدترین فناوری حسگرهای اثر انگشت به حساب می آید و مدتی قبل کوالکام از نسل جدید آن رونمایی کرد که سطح وسیع تری دارد و سرعت بیشتری را به ارمغان می آورد. لازم به ذکر است این نوع حسگرها در زیر نمایشگر تعبیه می شوند.

در این فناوری برای ثبت جزئیات اثر انگشت، حسگر شامل یک فرستنده و گیرنده فراصوت است. به زبان ساده، یک پالس مافوق صوت به انگشت قرار گرفته روی نمایشگر برخورد می نماید و بخشی از این پالس جذب می شود و با توجه به جزئیات منحصربه فرد اثر انگشت، بخشی از این پالس به سنسور برمی شود.

به همین خاطر در این روش تصویر سه بعدی دقیقی از اثر انگشت کاربران ایجاد می شود. مهم ترین مشکل این فناوری این است که هنوز به اندازه نمونه های دیگر سرعت خیلی بالایی ندارد ولی انگار کوالکام این مشکل را در نسل جدید این فناوری رفع نموده است. همچنین در صورت استفاده از محافظ های نمایشگر، به خصوص محافظ هایی که ضخیم تر هستند، مسائلی را برای این حسگرها ایجاد می نمایند.

حسگرهای اثر انگشت زیر نمایشگر

حسگرهای اولتراسونیک تنها گزینه برای پنهان کردن سنسور در صفحه نمایش نیستند. در این زمینه حسگرهای اپتیکال خازنی هم استفاده می شوند. با توجه به اینکه حسگرهای اولتراسونیک قیمت بالایی دارند، گوشی های ارزان تر و مقرون به صرفه معمولا از نمونه های اپتیکال خازنی استفاده می نمایند.

حسگرهای اپتیکال خازنی بعضی مسائل امنیتی مربوط به حسگرهای اپتیکال را رفع نموده اند. این حسگرها که زیر نمایشگر تعبیه می شوند، به وسیله شکاف های موجود در نمایشگر اولد می توانند نور منعکس شده از اثر انگشت را ثبت نمایند. همان طور که گفتیم تعداد زیادی از گوشی ها از این فناوری بهره می برند که در بین آن ها می توان حتی گوشی پرچم داری مانند هواوی P40 پرو را نام برد.

هر دو تکنولوژی اولتراسونیک و اپتیکال خازنی مزایا و معایب خود را دارند و احتمالا طی سال های آینده به عنوان گزینه های پرطرفدار استفاده خواهند شد. با این حال، احتمالا حسگرهای اولتراسونیک به این زودی ها راهی گوشی های مقرون به صرفه نخواهند شد.

الگوریتم ها و رمزنگاری

در حالی که بیشتر حسگرهای اثر انگشت از نظر مبنای سخت افزاری شباهت زیادی به یکدیگر دارند، اما اجزای اضافی و نرم افزار هم می توانند نقش مهمی در تمایز نحوه عملکرد آن ها ایفا نمایند. در کنار حسگرهای فیزیکی، مدار مجتمع اختصاصی هم تعبیه شده است. این قطعه داده های اسکن شده را تفسیر می نماید و آن را به شکل مفیدی به پردازنده اصلی گوشی هوشمند ارسال می نماید. شرکت های مختلف به روش های گوناگون ویژگی های کلیدی اثر انگشت را شناسایی می نماید و این موضوع می تواند منجر به تفاوت در سرعت و دقت شود.

معمولا این الگوریتم ها به دنبال جایی هستند که خطوط اثر انگشت به خاتمه می رسند یا جایی که خط ها به دو قسمت تقسیم می شوند. اگر یک اثر انگشت اسکن شده با چندین نمونه از این نکات مطابقت داشته باشد، تأیید می شوند. روی هم رفته به جای مقایسه کل اثر انگشت، برای افزایش سرعت فقط بخش هایی از اثر انگشت مقایسه می شوند.

البته این اطلاعات در گوشی شما باید به صورت ایمن نگه داشته شوند تا امکان سرقت آن وجود نداشته باشد. پردازنده های مبتنی بر معماری ARM از یک چیپ برای ذخیره سازی این گونه اطلاعات بهره می برند. شرکت هایی مانند کوالکام و اپل روش های مختلفی برای ذخیره سازی این نوع اطلاعات استفاده می نمایند اما وجه مشترک آن ها ذخیره سازی در یک بخش جداگانه از پردازنده است.