انواع حسگرهای اثر انگشت چه تفاوتی با هم دارند؟
حسگرهای اثر انگشت دیگر فقط برای گوشی‌های گران‌قیمت استفاده نمی‌شوند و این روزها تقریبا تمام گوشی‌های هوشمند با این قابلیت راهی بازار می‌شوند. این تکنولوژی طی سال‌های گذشته سریع‌تر شده و دقت آن هم افزایش پیدا کرده است. با در نظر گرفتن این نکات، در ادامه به انواع حسگرهای اثر انگشت و تفاوت‌های بین آن‌ها می‌پردازیم.
حسگرهای اپتیکال
همان‌طور که از نام این مشخصه پیداست، این نوع حسگرهای اثر انگشت با ثبت تصویر می‌توانند اثر انگشت کاربر را شناسایی کنند. سپس با تجزیه‌وتحلیل روشن‌ترین و تاریک‌های قسمت‌های تصویر می‌توانند الگوهای منحصر به فرد روی سطح انگشت را تشخیص بدهند. مانند دوربین گوشی‌های هوشمند، این حسگرها رزولوشن محدودی دارند.
هر چقدر رزولوشن بیشتر باشد، جزئیات بیشتری ثبت می‌شود و امنیت افزایش می‌یابد. با این حال این سنسورها تصاویر مبتنی بر کنتراست بسیار بالاتری نسبت به دوربین‌های معمولی ثبت می‌کنند. این نوع حسگرها معمولا در فضای محدود از تعداد زیادی دیود بهره می‌برند و با توجه به اینکه انگشت بر روی آن قرار می‌گیرد و محیط تاریک می‌شود، تعداد زیادی LED به‌عنوان فلش انجام وظیفه می‌کنند. این نوع حسگرها ضخامت زیادی دارند و چندان مناسب گوشی‌های دارای بدنه‌ی باریک نیستند.
از آنجایی که این تکنولوژی فقط تصاویر دو بعدی ثبت می‌کند، فریب دادن آن چندان مشکل نیست و به همین خاطر دیگر چندان استفاده نمی‌شود. البته این روزها از این تکنولوژی تا حدی برای حسگرهای اپتیکال خازنی استفاده می‌شود که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.
حسگرهای خازنی
حسگرهای خازنی از محبوب‌ترین حسگرهای اثر انگشت محسوب می‌شوند که هنوز هم به شکل گسترده‌ای استفاده می‌شوند. این روزها به دلیل کاهش حاشیه‌ی نمایشگرها، این نوع حسگرها در پنل پشتی یا لبه‌ی کناری گوشی‌ها تعبیه می‌شوند.
این نوع حسگرها به حای ثبت تصویر، از مدارهای خازنی کوچک برای جمع‌آوری داده‌ها استفاده می‌کنند. همان‌طور که خازن‌ها می‌توانند بار الکتریکی ذخیره کنند، اتصال آن‌ها به صفحات رسانا در سطح اسکنر به آن‌ها اجازه می‌دهد تا برای تشخیص جزئیات اثر انگشت استفاده شوند.
پس از ثبت، این داده‌های دیجیتالی را می‌توان تجزیه‌وتحلیل کرد تا ویژگی‌های منحصربه‌فرد اثر انگشت شناسایی شود. یکی از مهم‌ترین مزایای این تکنولوژی این است که فریب دادن آن کار بسیار سخت‌تری محسوب می‌شود. این نوع حسگرها به دلیل داشتن قطعات زیاد، در گذشته قیمت بالایی داشتند ولی روزبه‌روز قیمت آن‌ها کاهش پیدا کرد.
حسگرهای اولتراسونیک
حسگرهای اولتراسونیک جدیدترین فناوری حسگرهای اثر انگشت به حساب می‌آید و مدتی قبل کوالکام از نسل جدید آن رونمایی کرد که سطح وسیع‌تری دارد و سرعت بیشتری را به ارمغان می‌آورد. گفتنی است این نوع حسگرها در زیر نمایشگر تعبیه می‌شوند.
در این فناوری برای ثبت جزئیات اثر انگشت، حسگر شامل یک فرستنده و گیرنده‌ی فراصوت است. به زبان ساده، یک پالس مافوق صوت به انگشت قرار گرفته روی نمایشگر برخورد می‌کند و بخشی از این پالس جذب می‌شود و با توجه به جزئیات منحصربه‌فرد اثر انگشت، بخشی از این پالس به سنسور برمی‌گردد.
به همین خاطر در این روش تصویر سه‌بعدی دقیقی از اثر انگشت کاربران ایجاد می‌شود. مهم‌ترین مشکل این فناوری این است که هنوز به اندازه‌ی نمونه‌های دیگر سرعت خیلی بالایی ندارد ولی انگار کوالکام این مشکل را در نسل جدید این فناوری برطرف کرده است. همچنین در صورت استفاده از محافظ‌های نمایشگر، به‌خصوص محافظ‌هایی که ضخیم‌تر هستند، مشکلاتی را برای این حسگرها ایجاد می‌کنند.
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 می‌شوند. با توجه به اینکه حسگرهای اولتراسونیک قیمت بالایی دارند، گوشی‌های ارزان‌تر و مقرون‌به‌صرفه معمولا از نمونه‌های اپتیکال خازنی استفاده می‌کنند.
حسگرهای اپتیکال خازنی برخی مشکلات امنیتی مربوط به حسگرهای اپتیکال را برطرف کرده‌اند. این حسگرها که زیر نمایشگر تعبیه می‌شوند، از طریق شکاف‌های موجود در نمایشگر اولد می‌توانند نور منعکس شده از اثر انگشت را ثبت کنند. همان‌طور که گفتیم تعداد زیادی از گوشی‌ها از این فناوری بهره می‌برند که در بین آن‌ها می‌توان حتی گوشی پرچم‌داری مانند هواوی P40 پرو را نام برد.
هر دو تکنولوژی اولتراسونیک و اپتیکال خازنی مزایا و معایب خود را دارند و احتمالا طی سال‌های آینده به‌عنوان گزینه‌های پرطرفدار استفاده خواهند شد. با این حال، احتمالا حسگرهای اولتراسونیک به این زودی‌ها راهی گوشی‌های مقرون‌به‌صرفه نخواهند شد.
الگوریتم‌ها و رمزنگاری
در حالی که بیشتر حسگرهای اثر انگشت از نظر مبنای سخت‌افزاری شباهت زیادی به یکدیگر دارند، اما اجزای اضافی و نرم‌افزار هم می‌توانند نقش مهمی در تمایز نحوه‌ی عملکرد آن‌ها ایفا کنند. در کنار حسگرهای فیزیکی، مدار مجتمع اختصاصی هم تعبیه شده است. این قطعه داده‌های اسکن شده را تفسیر می‌کند و آن را به شکل مفیدی به پردازنده‌ی اصلی گوشی هوشمند ارسال می‌کند. شرکت‌های مختلف به روش‌های گوناگون ویژگی‌های کلیدی اثر انگشت را شناسایی می‌کند و این موضوع می‌تواند منجر به تفاوت در سرعت و دقت شود.
معمولا این الگوریتم‌ها به دنبال جایی هستند که خطوط اثر انگشت به پایان می‌رسند یا جایی که خط‌ها به دو قسمت تقسیم می‌شوند. اگر یک اثر انگشت اسکن شده با چندین نمونه از این نکات مطابقت داشته باشد، تأیید می‌شوند. روی هم رفته به جای مقایسه‌ی کل اثر انگشت، برای افزایش سرعت فقط بخش‌هایی از اثر انگشت مقایسه می‌شوند.
البته این اطلاعات در گوشی شما باید به صورت ایمن نگه داشته شوند تا امکان سرقت آن وجود نداشته باشد. پردازنده‌های مبتنی بر معماری ARM از یک چیپ برای ذخیره‌سازی این‌گونه اطلاعات بهره می‌برند. شرکت‌هایی مانند کوالکام و اپل روش‌های مختلفی برای ذخیره‌سازی این نوع اطلاعات استفاده می‌کنند اما وجه مشترک آن‌ها ذخیره‌سازی در یک بخش جداگانه از پردازنده است.
منبع: Android Authority
