Как получают отпечаток пальца на домашней кнопке телефонов Apple и Samsung? Это не фотоснимок, ведь в кнопке нет фотокамеры.
Компания Next Biometrics специализируется на датчиках отпечатков пальцев для мобильных устройств (вспомним Touch ID от Apple или Sense ID от Qualcomm), но предполагает полностью захватить этот рынок с помощью своей новой недорогой технологии измерения теплопроводности вместо регистрации емкостного отклика или ультразвукового сканирования. Этой норвежской компанией из Осло руководит Торе Стуолм-Идсоа (Tore Etholm-Idsøe).
Конкурент – компания Qualcomm (Sense ID) – использует ультразвуковые волны для сканирования рисунка отпечатка пальца (поэтому не чувствительны к влажности рук), хотя Apple применяет измерение электрической емкости на основе весьма слабого электрического сигнала (со значительной чувствительностью к влажности). Существуют конечно и оптические технологии, например тонкопленочный датчик изображения Matrix Pinhole Imaging Sensor (MAPIS) от Upstart Vkansee (также с возможностью считывания влажных рук, благодаря промежуточному защитному стеклу).
Однако компания Next Biometric решила использовать термический принцип Active Thermal Principle, в котором теплота участков пальца передается датчику, который по тепловой картине может идентифицировать отпечаток пальца, а значит и самого пользователя. В этом случае тепловая «картинка» состоит из 45 тыс. пикселей. Причем в углублениях будет оставаться воздух, который не пропустит тепловой поток, что позволяет получить термоизображение. На считывание всей поверхности датчика уходит 0,35 секунд.
Причем измерительный пиксель такого датчика очень прост и состоит из одного резистора и одного диода, хотя в емкостной технологии потребуются транзисторы и конденсаторы, которые не позволяют уменьшить размер пикселя. Кроме снижения габаритов, простая конструкция теплового датчика отпечатка пальца позволяет снизить стоимость производства.
Перевод: технологии датчиков сканирования области делятся на теплопроводные (слева) и измерения емкости (справа). Первая из технологий предполагает генерацию тепла человеком и измерение реакции каждого пикселя датчика. Вверху изображено сечение поверхности пальца и интерфейс датчика, причем в выемках кожи передается минимум тепла, а в выступах – максимум. Такой способ реализован только компанией Next Biometric. Вторая технология (емкостная) предполагает генерацию электрического радиочастотного сигнала и измерение отклика на него в каждом пикселе датчика. Это позволяет провести прямое измерение емкости между защитным покрытием (Protective coating) и пальцем (Finger). Отклик зависит от расстояния до поверхности, которое определяется емкостью (в выемках емкость больше). Эта технология используется компаниями Synaptics, FingerPrints, Apple и Gistec.
Емкостная технология плохо приспособлена к порам на коже человека, которые не являются постоянными, поскольку могут сужаться или расширяться вместе с температурой и влажностью, что дает ошибки в процедуре аутентификации. Это невозможно устранить даже повышением разрешения датчика. Однако тепловая (термическая) технология не требует увеличения разрешения и позволяет проводить успешное распознавание даже мокрого пальца.
Тепловой датчик от Next Biometrics
Источник:
http://www.tomshardware.com/news/next-biometrics-active-thermal-principle,30112.html
Остается добавить, что биометрическая аутентификация по отпечаткам пальцев возможна на основе оптического, ультразвукового, теплового или емкостного датчика. Ранее использовались линейные тепловые датчики, по которым нужно было провести подушечкой пальца, но теперь (см. выше) во всех трех случаях достаточно приложить палец к его поверхности. Все три технологии имеют характерные преимущества и недостатки. Прозрачное стекло оптического датчика необходимо содержать в чистоте, а прикладывание пальца каждый раз ухудшает видимость (при этом «картинка» получается одномерная, без измерения глубины канавок, для которых регистрируется только ширина). Ультразвуковые датчики ничем не отличаются от привычных медицинских приборов для УЗИ, чтобы обеспечить проникновение в кожу на определенную глубину. Тепловой датчик не реагирует на «неживые» подложные копии, например в виде резиновой перчатки со скопированным дактилоскопическим рисунком. Показания емкостного датчика существенно зависят от прижимного усилия, поэтому ранее такие датчики имели наименьшую степень защиты, но также и наименьшую стоимость. Именно поэтому тепловые датчик области (не отдельной линии) компании Next Biometrics позволят повысить точность распознавания при сохранении стоимости на уровне наиболее дешевого (емкостного) варианта.