指紋スキャナー：スマートフォンでの種類と動作
指紋スキャナーの概要：
指紋スキャナーは、生体認証に指紋を使用する電子セキュリティシステムの一種です。映画やテレビ番組で見たり、SF小説で読んだりする前は、今では現実になっています。あなたはそれらが一流のスマートフォンや予算の電話でさえありふれたものであることがわかります。彼らはより良く、より速くそしてはるかに正確になっています。指紋スキャナー、その種類、およびその動作方法について知っておく必要があることは次のとおりです。 
指紋スキャナーの種類：
指紋スキャナーのより一般的な3つのタイプは次のとおりです。
- 光学スキャナー
光学スキャナーは指紋スキャンの最も古い方法です。光学スキャナーは、指紋に明るい光を当て、保存されている指紋のデジタル写真を撮ることで機能します。スキャナーは基本的に感光性マイクロチップを使用してデジタル画像を生成します。次に、コンピュータは画像を自動的に分析し、指紋の隆起や谷などの表面の固有のパターンや固有のマークを検出します。次に、洗練されたパターン作成ソフトウェアを使用して、これをコードに変換します。 
これらのスキャナーの解像度が高いほど、キャプチャできる詳細が細かくなります。これらのスキャナーは、1インチあたりの多数のダイオードとLEDのアレイを使用して、これらの詳細をキャプチャします。ただし、これによりスマートフォンのデザインがはるかに大きくなります。
これらのタイプのスキャナーの主な欠点は、デジタル写真を簡単に複製できることです。したがって、機密情報を信頼して安全を確保するのに十分な安全性はありません。これは、それらが徐々に段階的に廃止されているのと同じ理由です。ただし、ベゼルレスディスプレイの新しいトレンドにより、ディスプレイガラスの下に埋め込むことができ、必要な面積が小さいため、小型の光モジュールが再び使用できるようになる可能性があります。
- 静電容量式スキャナー
静電容量式スキャナーは、最近最も一般的に見られる指紋スキャナーです。名前が示すように、それはあなたの指を電気的に測定するためにコンデンサーを利用します。コンデンサーは電荷を蓄積し、静電容量センサーは小さなコンデンサー回路のアレイを使用して、スキャナーの表面にある導電性プレートを通して指紋に関するデータを収集します。これらの導電性プレートは、指紋の詳細を追跡します。
指の隆起が導電性プレートの上に置かれると、コンデンサに蓄積された電荷はわずかに変化しますが、エアギャップは比較的変化せずに蓄積された電荷を残します。次に、オペアンプ積分回路を使用してこれらの変化を追跡し、アナログ-デジタルコンバータによって記録します。 
このシステムは、結果を画像で複製できないため、だますのがはるかに困難です。これは、ハードウェアまたはソフトウェアのハッキングによってのみ影響を受ける可能性があります。
静電容量式スキャナーは当初はかなり高価でしたが、現在は低価格になっています。これらのスキャナーを使用して指紋を読み取るだけでなく、多くのハイエンドスマートフォンが指紋スキャナーを使用してスワイプおよびナビゲーション機能をサポートしています。
- 超音波スキャナー
これは最新タイプの指紋スキャナーです。 LeMaxProスマートフォン向けに最初に発表されました。 QualcommとそのSenseID技術も、この設計の主要部分を形成しています。コウモリやイルカがエコーロケーションを使用して物体を見つけて識別するのと同じように、超音波スキャナーは音波を介して機能します。ハードウェアは、超音波送信機と受信機で構成されています。超音波パルスが送信され、このパルスの一部は吸収されますが、他のパルスは指紋の隆起と谷によって反射され、その結果、指紋パターンの3Dマップが形成されます。 
現在、Qualcomm Technologies Inc.は、超音波センサーのプロトタイプを作成し、モバイルでの使用をテストしています。この超音波インディスプレイ指紋センサーは、Samsungの主力製品であるGalaxyS10およびGalaxyS10Plusにも採用されています。
これらのスキャナーの唯一の欠点は、指紋を正しく読み取る能力を制限するスクリーンプロテクターではうまく機能しないことです。
インディスプレイスキャナー：
インディスプレイスキャナーについて言えば、超音波スキャナーだけが選択肢ではありません。光容量性スキャナーも使用されます。超音波は、指に届く前にディスプレイ、バックプレーン、ガラス、保護カバーなどの多くの層を通過するため、その性能は制限されます。
この方法では、パネルが機能するのに十分な薄さである必要があります。 OnePlus6TおよびHuaweiMate20 Proで使用されるインディスプレイスキャナーは光学式であり、超音波ではありません。ただし、インディスプレイ光学容量型スキャナーは、指に光を当てるために視線を必要とするため、バックプレーンにギャップがあるOLEDディスプレイでのみ機能します。
結論：
テクノロジーが進歩し、IoTが成長し続けるにつれて、センサーを介した正確なデータ収集がセキュリティと同様にますます重要になっています。指紋スキャナーは他の方法の安全な代替手段であり、これがまさに将来、日常のセキュリティシステムに統合されるのを目にする理由です。
産業技術