Большинство современных смартфонов оснащено биометрическими системами аутентификации, преимущественно для безопасной разблокировки экрана. Из статьи вы узнаете о разновидностях сканеров отпечатков пальцев, принципе работы, основных преимуществах и недостатках.
Что такое сканер отпечатков пальцев
Под сканером следует понимать устройство идентификации пользователя путем считывания и анализа папиллярного слоя пальца. Для этой цели применяется аппаратная часть для получения биометрической информации, а так же программная часть для анализа и сопоставления с исходными данными.
Дактилоскопическое сканирование доступно благодаря папиллярным узорам на пальцах человека. Такой узор формируется ещё до рождения и не меняется до конца жизни. У каждого человека на пальцах уникальная комбинация впадин и рельефов, включая близнецов. Кроме того отличаются и характеристики кожи. Благодаря чему для считывания биометрических данных фиксируется наличие тепла или электрической емкости, либо комбинации двух вариантов.
Типы дактилоскопических сканеров
В смартфонах используются три вида считывателей отпечатка:
- Ёмкостные.
- Оптические.
- Ультразвуковые.
Отличительные особенности каждого типа заключаются в методах реализации для получения биометрических данных, а так же конструкции. А ещё в обязательных условиях необходимых для успешного сканирования.
Емкостные сканеры
Технология основана на работе полупроводников, что расположены на обратной стороне считывающей области. При соприкосновении пальца со сканером происходит изменение ёмкости, величины определяющей расстояние между папиллярной и считывающей поверхностью. В месте очертания узора величина выше, в месте впадины меньше. В результате получается карта папиллярного узора, что преобразуется в изображение, после чего система сравнивает полученный снимок с тем, что в базе данных.
Основные преимущества:
- Низкая себестоимость.
- Высокая скорость считывания отпечатка.
- Приемлемая надежность.
- Считывание под любым углом.
Основные недостатки:
- Массивные размеры не позволяют производителю установить сканер в экране или под экраном. Только на обратной стороне смартфона, боковой грани или боковой кнопке.
- Проблемы со считыванием грязного или влажного пальца.
- Слабая защита.
Оптические сканеры
Технология работает за счет оптических методов получения 2D рисунка папиллярного узора. Существуют вариации в виде контактной площадки и встройки в экран смартфона.
Контактная площадка
Внешний вид аналогичен емкостному типу. Наиболее распространенная реализация – метод отражения. Так на приложенный палец воздействует световой поток встроенного источника света. Часть энергии отражается и попадает на улавливающую камеру, что позволяет построить двухмерную карту папиллярного узора.
Основные преимущества:
- Высокая скорость считывания.
- Компактные размеры.
- Возможность расположения под экраном или в экране.
Основные недостатки:
- Низкая защита.
- Сложности считывания в случае загрязнения пальца.
Сканер внутри дисплея
Принцип работы сканера внутри дисплея аналогичен тому, как и в контактной площадке, отличается только конструкция. Так при производстве в определенном месте дисплея создается отверстие, куда позднее устанавливается считывающая поверхность соответствующего размера. Положение подгоняется таким образом, что бы при обычном использовании смартфона поверхность сканера работала в качестве экрана.
В момент считывания отпечатка пальца сканирующая область подсвечивается, что помогает пользователю точно приложить палец. А так как границы области строго определены, сдвиг пальца в сторону может закончиться ошибкой сканирования. В завершение яркость экрана в области сканирования увеличивается для получения необходимого светового потока.
Основные преимущества:
- Компактные габариты, что позволяют установить сканер в экран.
- Нет проблем со считыванием при установке закаленного стекла.
Основные недостатки:
- Строгие границы области считывания.
- При ярком освещении считывание часто производится не с первого раза.
- Повреждение экранного сканера приводит к недееспособности экрана в месте расположения сканера.
- Сложности реализации экранного сканера с IPS матрицами.
Ультразвуковые сканеры
Для сканирования отпечатка используются ультразвуковые волны. Испускаемая волна достигает пальца, после чего отражается и возвращается обратно к датчику, благодаря чему измеряются размеры выступов и впадин папиллярного слоя. Поскольку для считывания биометрии не требуется отдельная считывающая площадка, сканирование выполняется за счет дисплея.
Основные преимущества:
- Наилучшее качество получаемого изображения отпечатка из присутствующих на рынке решений.
- Вероятность обмануть сканер близка к нулю.
- Возможность использовать сканер для считывания пульса.
Основные недостатки:
- Высокая стоимость сканера.
- Глубокие трещины в защитном стекле не позволяют использовать сканер.
- Для считывания требуется прикладывать палец в определенной области.
- Сканер не считывает отпечаток при наличии дополнительного защитного стекла.
Вывод
В статье подробно описаны применяемые типы сканеров отпечатков пальцев в Android смартфонах. Наиболее защищенный и перспективный – ультразвуковой тип. При этом технология относительно недавно на рынке и нуждается в доработке. А из-за высокой цены первое время такие сенсоры стоит ждать только во флагманских смартфонах.
Оптические сканеры остаются пока наиболее массовыми ввиду отсутствия альтернативы. Так же всё больше смартфонов выходит с датчиками встроенными в экран. А после доработки технологии под IPS матрицы, на рынке появятся смартфоны с более демократичным ценником.
Емкостные сканеры постепенно вытесняются более перспективными вариантами. При этом ввиду доступной стоимости такие датчики ещё надолго закрепятся в бюджетном сегменте.
А какой тип дактилоскопического сенсора в вашем смартфоне? Делитесь мнением в комментариях под статьей.