در گوشیهای تلفن همراه جدید سامسونگ تکنولوژی جدید برای حسگر اثر انگشت استفاده شده است. حسگر اثر انگشت در این گوشیها در زیر صفحه نمایش قرار دارد که چیز عجیبی به نظر می آید. هدف همه سنسورهای اثر انگشت، قرائت برجستگیها و تورفتگی‌های موجود در اثر انگشت شخص، با روش هایی متنوع است. برخلاف سایر سنسورهای اثر انگشت در زیر صفحه نمایش مانند One Plus 6T و Vivo X21 که از سنسورهای نوری استفاده می کنند، گوشیهای جدید سامسونگ مانند گلکسی S10 و S10 پلاس از حسگر اثر انگشت فراصوت (آلتراسونیک) به شکلی مطمئن تر استفاده می کنند. اما قبل از اینکه خیلی عمیق به چگونگی عملکرد این نوع از فناوری جالب بپردازیم، ابتدا به برخی از فناوری های معمول سنجش اثر انگشت که قبلاً از آن استفاده می شد، نگاهی بیندازید.
سنسور های اثر انگشت خازنی و نوری
در بسیاری ازگوشی های مدرن، یک سنسور خازنی یا یک سنسور دوربین نوری وجود دارد. کاربرد سنسور خازنی معمول تر است زیرا امنیت این نوع از سنسورها نسبت به سنسور های نوری بسیار پایین تر است. تقریباً هر حسگر اثر انگشت که قابل رویت است و داخل صفحه نمایش تعبیه نشده، یک سنسور خازنی است. در سنسورهای خازنی از جریان الکتریکی برای خواندن اثر انگشت با استفاده از آرایه ای از خازن های بسیار ریز استفاده می شود که هرکدام از این خازن ها، بار الکتریکی بسیار کمی را ذخیره می کنند. در نظر بگیرید این آرایه خازنی همانند مربع هایی است که بر روی صفحه شطرنج قرار می گیرد و هر کدام از خازن ها کوچکتر از عرض هر یک از برجستگیهای شیار مانند اثر انگشت می باشند.
هر خازن شامل دو صفحه رسانا است. هر قسمت از برجستگی اثر انگشت شخص بر روی سنسور قرار گیرد، دو صفحه رسانا به هم وصل می شوند و میزان بار آن را نسبت به خازن خاص تغییر می دهند. و هر قسمت از فرورفتگی اثر انگشت شخص که بر روی سنسور قرار گیرد، میزان بار در آن خازن خاص، تغییری نمی کند. با استفاده از سنسور براساس اینکه کدام یک از خازن ها، بار مشخصی دارند و کدام یک از آنها ندارند، می توان نمایی کلی از اثر انگشت شخص، بدست آورد. عملکرد سنسور اثر انگشت تقریباً با نحوه عملکرد صفحه نمایش لمسی یکسان است، تنها تفاوتی که دارند، این است که سنسور اثر انگشت بسیار دقیق تر، عمل می کند.
در سنسورهای اثر انگشت نوری از روشی ساده تر استفاده می شود و فهم آنها، کمی آسان تر است. در این سنسورها، از اثر انگشت شخص، عکس گرفته می شود. در سنسور نوری، ابتدا یک چراغ LED کوچک روی اثر انگشت شخص، روشن می شود، و پس از آن بلافاصله با یک دوربین، به ترتیب از قسمت های روشن و تاریکی که نشانگر فرورفتگی ها و برجستگی های اثر انگشت شخص است، عکس گرفته می شود.
امنیت سنسورهای نوری نسبت به سنسورهای خازنی بسیار پایین تر است (چون حتی یک عکس ساده هم می تواند سنسور نوری را فریب دهد) آنها می توانند در پشت صفحه نمایش گوشی های هوشمند جمع شوند که در اینصورت صفحه نمایش کل سطح گوشی را پر می کند.
جدیدترین فناوری اثر انگشت: سنسور فراصوت
مشکلات سنسورهای نوری باعث شده است که شرکت SAMSUNG به همراه شریک فناوریهایش Qualcomm، در مسیر فناورانه ی جدیدی قرار گیرند. سامسونگ پس از انجام تحقیق و توسعه های بسیار چالش برانگیز، به روشی تجربی با عملکرد بهتر در استفاده از فناوری فراصوت دست یافته است.
خفاش از دهان خود امواج فراصوت می فرستد و پژواک آن را دریافت می کند. از طریق بازه زمانی بین فرستادن موج و دریافت آن و نیز جهت پژواک دریافت شده، آنها می توانند فاصله خود را تا هدف و نیز موقعیت خود را دریابند. بنابراین آنها می توانند منطقه خود را شناسایی کنند و طعمه خود را تشخیص دهند. فن آوری فراصوت با تقلید از این “ویژگی” ده ها سال است که در سونوگرافی های پزشکی و ناوبری در زیر آب مورد استفاده قرار می گیرد.
در سنسور اثر انگشت فراصوت (آلتراسونیک) گوشیهای جدید سامسونگ مانند گلکسی S10 و S10 پلاس با روشی مشابه کار می شود. سنسور فینگر پرینت در این گوشیها امواج فراصوت که خارج از محدوده شنوائی انسان است را ارسال می کند و بازتاب این امواج پس از برخورد به سطح انگشت به داخل سنسور باز می گردد. در این سنسور مدت زمان امواج صوتی در بازگشت از مکان های مختلف، اندازه گیری می شود. در صورتی که امواج صوتی از قسمت تورفتگی اثر انگشت بازتاب کنند، مدت زمان برگشت شان به داخل سنسور بیشتر از زمانی است که از برجستگیها بازتاب می کنند.
در سنسور فراصوت (آلتراسونیک) ، یک نقشه توپوگرافی سه بعدی از اثر انگشت شخص ایجاد می شود. از این مدل سه بعدی برای مطابقت با مدل اثر انگشت سه بعدی ذخیره شده در گوشی استفاده می شود. اگر این دو مدل با یکدیگر مطابقت داشته باشند، قفل گوشی باز می شود.
به طور کلی به نظر می رسد که حسگرهای اثر انگشت در زیر صفحه نمایش نسبت به سنسورهای خازنی، مشکلات بیشتری از نظر کیفیت عملکرد دارند. با توجه به بهبود عملکرد این نوع سنسور در آینده، ممکن است سنسور های تعبیه شده در زیر صفحه نمایش عملکرد بهتری داشته باشند و تکنولوژی فراصوت می تواند راه خود را هموار سازد.
