Сканер как оптико-электронное устройство включает в себя следующие функциональные компоненты

Обновлено: 30.06.2024

Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016, издательство Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Опубликовано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

оптоэлектроника

(Электротехника) (функционирует как единственное число) изучение или использование устройств, в которых оптический вход создает электрический выход или в которых электрическая стимуляция производит видимый или инфракрасный выход

Английский словарь Коллинза – полный и полный, 12-е издание, 2014 г. © HarperCollins Publishers, 1991, 1994, 1998, 2000, 2003, 2006, 2007, 2009, 2011, 2014

оп•то•электроника•электроника

(ˌɒp toʊ ɪ lɛkˈtrɒn ɪks, -ˌi lɛk-)

n. (используется с sing. v.)

раздел электроники, связанный с устройствами, которые генерируют, преобразовывают, передают или воспринимают оптическое, инфракрасное или ультрафиолетовое излучение, такими как солнечные элементы и лазеры.

Ссылка на эту страницу:

Резюме: ТЕГРАН (FNA)- Гибридные органо-неорганические перовскиты использовались в оптоэлектронных устройствах, включая солнечные элементы, фотодетекторы, светодиоды и лазеры, но поверхность гибридных перовскитов склонна к поверхностным дефектам, где носители заряда захвачен полупроводниковым материалом.

Они подписали Меморандум о взаимопонимании (MoU) для совместных усилий в нескольких областях, включая технологии возобновляемых источников энергии, наноматериалы и нанопроизводство, оптоэлектронные устройства и интеграцию, а также экологичную среду.

Эти дефекты действуют как безызлучательные ловушки, производя тепло вместо света, поэтому удаление или пассивирование этих дефектов является важным шагом на пути к высокоэффективным оптоэлектронным устройствам ».

Ожидается, что значительный прогресс в области портативных систем обработки изображений и оптоэлектронных устройств сохранит темпы роста, благодаря их превосходным функциональным характеристикам, таким как изображения с высоким разрешением, совместимые с различными электронными устройствами, такими как широкоугольные камеры.

Он сказал: "В настоящее время мы используем всесторонние свойства материала для создания новых оптоэлектронных устройств, которые можно использовать во многих новых интерфейсах связи человек-машина". (АНИ)

Silanna использует систему GEN10 для передовых исследований оксидов и разработки оптоэлектронных устройств. Компания также использует систему МЛЭ Veeco Dual GEN200 для производства передовых полупроводниковых устройств на основе нитридных соединений, включая ультрафиолетовые светодиоды.

В трех главах представлены основы сканирующей оптической микроскопии ближнего поля, одномерных нановолокон и нанопроволок для разработки наноразмерных фотонных схем и фотонных кристаллов для использования в пассивных фотонных устройствах и активных оптоэлектронных устройствах. Предоставляются черно-белые иллюстрации.

С быстрым развитием оптоэлектронных технологий оптоэлектронные устройства вступили в наноэру [1, 2], и многие нанотехнологии использовались в кремниевой фотонике 4.

Несмотря на то, что этот метод продемонстрирован на примере шариков припоя диаметром 40 мкм, расположенных с помощью OET, его можно применять к широкому спектру дискретных компонентов, от нанопроводов до оптоэлектронных устройств, тем самым преодолевая одно из основных препятствий при использовании методов оптической микроманипуляции. в условиях производственной микросборки.

Новый метод можно использовать для оптимизации производительности оптоэлектронных устройств, таких как органические солнечные элементы, датчики и транзисторы.

Используя свой метод самосборки, исследователи добились точности и контроля над материалом на атомном уровне, что сделало его потенциально полезным в широком спектре приложений, включая ткани, вырабатывающие электричество, оптоэлектронные устройства, использующие как электричество, так и легкие и сверхпроводящие материалы, проводящие электричество без потерь."

Сканеры отпечатков пальцев теперь используются не только в самых дорогих смартфонах. В наши дни даже многие бюджетные телефоны используют эту технологию, и она является краеугольным камнем безопасности приложений. Технология также сильно продвинулась по сравнению с ее ранними итерациями, становясь быстрее и точнее при считывании отпечатков пальцев. Имея это в виду, давайте посмотрим, как работают новейшие сканеры отпечатков пальцев и в чем их отличия.

Оптические сканеры

Оптические сканеры отпечатков пальцев – это старейший метод получения и сравнения отпечатков пальцев. Как следует из названия, этот метод основан на захвате оптического изображения — по сути, фотографии.Затем он использует алгоритмы для обнаружения уникальных узоров на поверхности, таких как выступы или отметки, путем анализа самых светлых и самых темных областей изображения.

Как и камеры смартфонов, эти сенсоры имеют конечное разрешение. Чем выше разрешение, тем мельче датчик может различить ваш палец, повышая уровень безопасности. Однако эти датчики захватывают гораздо более контрастные изображения, чем обычная камера. Оптические сканеры обычно имеют очень большое количество диодов на дюйм для захвата этих деталей с близкого расстояния. Конечно, очень темно, когда палец находится над сканером. Поэтому сканеры включают в себя массивы светодиодов или даже дисплей вашего телефона в качестве вспышки, чтобы подсветить изображение во время сканирования.

Основной недостаток оптических сканеров заключается в том, что их несложно обмануть. Поскольку эта технология захватывает только 2D-изображение, можно использовать протезы и даже изображения хорошего качества, чтобы обмануть этот конкретный дизайн. Сам по себе этот тип сканера недостаточно безопасен, чтобы доверить ему самые важные данные. Таким образом, отрасль перешла на более безопасные гибридные решения.

В связи с растущим спросом на более надежную защиту смартфоны единодушно используют превосходные емкостные и оптико-емкостные гибридные сканеры. Эти сканеры используют данные оптического отпечатка пальца в сочетании с емкостным датчиком для обнаружения настоящего пальца. Снижение стоимости технологий сделало эти альтернативы жизнеспособными и для продуктов среднего класса.

С переходом на безрамочные дисплеи возвращаются компактные оптические модули. Их можно встроить под стекло дисплея, и они занимают небольшую площадь. Некоторые представленные на рынке модели могут успешно работать под стеклом толщиной 1 мм и с мокрыми пальцами, что мешает емкостным альтернативам. Гибридные оптические сканеры никуда не денутся.

Емкостные сканеры

Еще один широко используемый сегодня тип сканера отпечатков пальцев – емкостный сканер. Вы найдете этот тип сканера на передней и задней панелях смартфонов и даже используете его как часть передовых вариантов дисплея. Емкостные сканеры приобрели известность из-за их дополнительных преимуществ в плане безопасности. Опять же, название выдает основной компонент — конденсатор.

Вместо традиционного изображения отпечатка пальца в емкостных сканерах отпечатков пальцев для сбора данных используются массивы крошечных конденсаторных цепей. Поскольку конденсаторы накапливают электрический заряд, подключение их к проводящим пластинам на поверхности сканера позволяет использовать их для отслеживания деталей отпечатка пальца. Сохраненный заряд немного изменится, если поместить ребро пальца на проводящие пластины. И наоборот, воздушный зазор оставит заряд на конденсаторе относительно неизменным. Схема интегратора операционного усилителя используется для отслеживания этих изменений, которые затем могут быть записаны аналого-цифровым преобразователем.

После захвата эти цифровые данные анализируются для поиска характерных и уникальных атрибутов отпечатков пальцев. Затем их можно сохранить для последующего сравнения. Что особенно хорошо в этой конструкции, так это то, что ее гораздо сложнее обмануть, чем оптический сканер. Результаты не могут быть воспроизведены с изображением. Кроме того, их невероятно сложно обмануть с помощью какого-либо протеза, так как разные материалы будут записывать немного разные изменения заряда на конденсаторе. Единственные реальные угрозы безопасности исходят от взлома оборудования или программного обеспечения.

Создание достаточно большого массива таких конденсаторов, обычно сотен, если не тысяч, в одном сканере, позволяет создать очень подробное изображение гребней и впадин отпечатка пальца, используя только электрические сигналы. Как и в оптическом сканере, чем больше конденсаторов, тем выше разрешение сканера. Это повышает уровень безопасности до определенного момента. Тем не менее производство с высокой плотностью обходится намного дороже.

Из-за большего количества компонентов в схеме обнаружения емкостные сканеры ранее были довольно дорогими. В некоторых ранних реализациях пытались сократить количество необходимых конденсаторов с помощью сканеров «смахивания». Они будут собирать данные с меньшего количества компонентов конденсатора, быстро обновляя результаты, когда палец проводится над датчиком. Как жаловались многие потребители в то время, этот метод был очень привередливым и часто требовал нескольких попыток для правильного сканирования результата. К счастью, в наши дни простой дизайн «нажми и удерживай» является настройкой по умолчанию.

Однако с помощью этих сканеров можно не только считывать отпечатки пальцев.Более новые модели также поддерживают функции жестов и смахивания. Их можно использовать в качестве поддержки программных кнопок, которые действуют как клавиши навигации, возможности измерения силы или как способ взаимодействия с другими элементами пользовательского интерфейса. Однако смартфоны премиум-класса перешли на технологии, встроенные в дисплей.

Ультразвуковые сканеры

Последняя технология сканирования отпечатков пальцев, появившаяся на рынке смартфонов, — это ультразвуковой датчик. Впервые об этом было объявлено в смартфоне Le Max Pro 2016 года. Qualcomm и ее технология Sense ID являются основной частью дизайна. Фактически, Qualcomm сейчас использует технологию ультразвукового сканирования отпечатков пальцев второго поколения (технически это третий продукт). Он обещает большую область чтения и более высокую скорость обработки.

Чтобы точно зафиксировать детали отпечатка пальца, оборудование состоит из ультразвукового передатчика и приемника. Ультразвуковой импульс передается на палец, который находится над сканером. Часть этого импульса поглощается, а часть отражается обратно к датчику в зависимости от выступов, пор и других деталей, уникальных для каждого отпечатка пальца.

Микрофон не прослушивает эти возвращающиеся сигналы. Вместо этого датчик, который может обнаруживать механическое напряжение, используется для расчета интенсивности возвращающегося ультразвукового импульса в разных точках сканера. Сканирование в течение более длительных периодов времени позволяет получить дополнительные данные о глубине. В результате получается детальное трехмерное воспроизведение отсканированного отпечатка пальца. Трехмерная природа этого метода захвата делает его еще более безопасной альтернативой емкостным сканерам.

Впоследствии ультразвуковой датчик отпечатков пальцев Qualcomm 3D, встроенный в дисплей, был использован во флагманских моделях Samsung серий Galaxy S10, Note 10 и Note 20. Сканер Qualcomm второго поколения также используется в сенсоре дисплея Samsung Galaxy S21. Samsung отмечает, что этот новый сканер на 77 % больше и на 50 % быстрее, чем продукт предыдущего поколения.

Недостаток ультразвукового сканера в том, что он еще не такой быстрый, как другие сканеры. Отчасти это связано с причинами, указанными выше. Тем не менее, Qualcomm решила эту проблему с помощью своей технологии второго поколения. Ультразвуковая технология также плохо работает с некоторыми защитными пленками для экрана, особенно с более толстыми. Они могут ограничить способность сканера правильно считывать отпечатки пальцев. Положительным моментом является то, что рамки стали тоньше, чем когда-либо, благодаря возможности скрыть сканер под дисплеем.

Несколько слов о сканерах, встроенных в дисплей

Ультразвуковые сканеры отпечатков пальцев — не единственный вариант, если вы хотите скрыть датчик на дисплее. Для этой цели также используются оптико-емкостные сканеры отпечатков пальцев. В настоящее время отрасль разделена между этими двумя. Однако вы редко найдете ультразвуковые сканеры в более доступной части рынка.

Оптико-емкостные сканеры устраняют некоторые прежние проблемы безопасности с оптическими конструкциями. Они сочетают в себе требования «реального прикосновения» емкостных сканеров со скоростью и энергоэффективностью оптических конструкций. Эта технология внедряется путем вставки датчика под дисплей. Он улавливает свет, отраженный отпечатком пальца, через щели в OLED-дисплее. Это требует некоторой работы для интеграции с дисплеем, но работает достаточно хорошо.

Вы найдете различные технологии оптического отпечатка пальца на дисплее как в недорогих, так и в премиальных телефонах, от Samsung Galaxy A50 до Huawei P40 Pro.

Для сравнения, ультразвуковые сканеры немного проще внедрить и настроить их размещение в соответствии с любым телефоном. Крошечный датчик толщиной 0,2 мм находится за экраном, пропуская свои ультразвуковые волны через дисплей к кончику пальца. Хотя это отлично подходит для разработки, это само по себе привело к нескольким проблемам с безопасностью. Samsung пришлось выпускать исправления для своих флагманских смартфонов, чтобы решить проблемы, из-за которых практически любой отпечаток пальца позволял разблокировать телефоны при использовании защитной пленки.

У обеих технологий есть свои плюсы и минусы, и, скорее всего, они останутся жизнеспособным выбором для встроенных в дисплей сканеров отпечатков пальцев на долгие годы. Однако ультразвуковым сканерам может потребоваться больше времени, чтобы перейти к более доступным ценам.

Криптография и безопасная обработка

Хотя большинство сканеров отпечатков пальцев основаны на очень похожих аппаратных принципах, дополнительные компоненты и программное обеспечение также могут играть важную роль в том, как продукты работают и какие функции доступны потребителям.

К физическому сканеру прилагается специальная микросхема. Он интерпретирует отсканированные данные и передает их в полезной форме на главный процессор вашего смартфона.Разные производители используют немного разные алгоритмы для определения ключевых характеристик отпечатков пальцев, которые могут различаться по скорости и точности.

Обычно эти алгоритмы ищут места, где ребра и линии заканчиваются или где ребро разделяется на две части. В совокупности эти и другие отличительные признаки называются мелочами. Если отсканированный отпечаток пальца соответствует нескольким из этих деталей, он будет считаться совпадением. Вместо того, чтобы каждый раз сравнивать весь отпечаток пальца, сравнение мелких деталей снижает вычислительную мощность, необходимую для идентификации каждого отпечатка. Кроме того, это помогает избежать ошибок, если отсканированный отпечаток смазан. Это также позволяет расположить палец не по центру или идентифицировать его только по частичному отпечатку.

Конечно, эта информация должна быть надежно защищена на вашем устройстве и защищена от кода, который может ее скомпрометировать. Вместо того, чтобы загружать эти пользовательские данные онлайн, процессоры ARM могут безопасно хранить эту информацию на физическом чипе, используя технологию TrustZone на основе Trusted Execution Environment (TEE). Эта защищенная область также используется для других криптографических процессов и для прямой связи с защищенными аппаратными платформами, такими как сканер отпечатков пальцев. Утвержденные части личной информации, такие как ключ пароля, могут быть доступны только приложениям, использующим клиентские API TEE.

Подход Qualcomm к этому заложен в его архитектуре Secure MSM и Secure Processing Unit (SPU). Apple, с другой стороны, называет это «безопасным анклавом». В любом случае, он основан на том же принципе хранения этих защищенных данных в отдельной части процессора. Там к нему не могут получить доступ приложения, работающие в обычной среде операционной системы.

Альянс FIDO (Fast IDentity Online) разработал надежные криптографические протоколы, которые используют эти защищенные аппаратные зоны, чтобы обеспечить аутентификацию без пароля между оборудованием и службами. Таким образом, вы можете войти на веб-сайт или в интернет-магазин, используя свой отпечаток пальца, и ваши уникальные данные никогда не будут покидать ваш смартфон. Это достигается путем передачи на серверы цифровых ключей, а не биометрических данных.

Сканеры отпечатков пальцев стали очень надежной альтернативой запоминанию бесчисленных имен пользователей, пин-кодов и паролей, хранящихся на наших телефонах. Их растущая скорость, высокий уровень безопасности и скрытый дизайн на дисплее гарантируют, что они останутся с вами, несмотря на растущее внедрение дорогостоящей технологии разблокировки по лицу. Широкое внедрение безопасных мобильных платежных систем означает, что эти сканеры наверняка останутся важным инструментом безопасности в будущем.

COBOD позволяет инженерам проектировать собственный бетонный 3D-принтер с помощью нового приложения-конфигуратора

Компания COBOD, специализирующаяся на строительном аддитивном производстве, запустила новое приложение, которое позволяет пользователям настраивать собственный 3D-принтер для бетона. Соответствующее название COBOD Configurator, фирма «…

Обнаружено, что переработанное стекло повышает прочность и устойчивость бетона, полученного при 3D-печати

Исследователи из Технического университета Берлина (TU Berlin) и Университета Брунеля придумали способ превратить бетон с помощью 3D-печати в более прочный и экологически чистый строительный материал. По частям…

Plantish привлекает 12 миллионов долларов, чтобы доставить 3D-печатные морепродукты в изысканные рестораны

Израильский стартап Plantish, специализирующийся на 3D-печати морепродуктов, привлек 12,45 млн долларов США в качестве начального финансирования, чтобы в течение следующих двух лет предлагать альтернативные продукты из морепродуктов в ресторанах. Первый завод фирмы…

После того, как ученые впервые распечатали человеческие тестикулярные клетки на 3D-принтере

, число исследований в области бесплодия увеличилось

Считается, что впервые в мире исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) успешно напечатали клетки яичек человека с помощью биопечати в 3D. Обнаружив некоторые ранние признаки продукта спермы…

AMPower прогнозирует, что к 2026 году рынок 3D-печати будет стоить 20 млрд евро, а PBF лидирует

Компания AMPOWER, специализирующаяся на консультациях по промышленной 3D-печати, прогнозирует, что рынок аддитивного производства будет ежегодно расти на 18,2% в течение следующих четырех лет. В последнем отчете фирмы…

Luxexcel и Lumus печатают на 3D-принтере новые рецептурные линзы со встроенными волноводами для дополненной реальности

Luxexcel, специалист по 3D-печатным рецептурным линзам, сотрудничает с разработчиком отражающих волноводных дисплеев Lumus для совместной разработки прототипа 3D-печатного рецепта дополненной реальности (AR), готового к…

Ford внедряет автономные роботизированные 3D-принтеры в производство автомобилей

Многонациональный производитель автомобилей Ford начал использовать автономного робота на своей производственной линии для 3D-печати конечных деталей для своих автомобилей. Используя интерфейс собственной разработки,…

Brinter помогает решить проблему нехватки материалов для 3D-биопечати

Финская фирма Brinter, занимающаяся биопечатью, объединилась с группой биоматериалов и инженерии тканей Келломяки Университета Тампере, чтобы открыть новые биочернила для 3D-печати и добиться прогресса с…

Теневой министр труда призывает пересмотреть подход Великобритании к передовым технологиям на мероприятии HP по повышению уровня

Чи Онвура, теневой министр науки, исследований и инноваций правительства Великобритании, призвал изменить отношение страны к передовому производству. На вебинаре HP, посвященном экс…

Carbon и Osprey объединились для создания серии 3D-печатных рюкзаков, которые изменят отрасль

Производитель высокопроизводительных рюкзаков Osprey использовал технологию 3D-печати Carbon DLS для создания 3D-печатного поясничного отдела для своей новой серии рюкзаков Osprey UNLTD, который обеспечивает превосходное механическое…

Markforged «готов к масштабируемому росту», поскольку доход вырос на 27% в 2021 финансовом году

Шай Терем, генеральный директор производителя 3D-принтеров из металла и углеродного волокна Markforged (MKFG), заявил, что фирма «готова к масштабируемому росту» после того, как ее выручка выросла на 26,8% в 2021 финансовом году. Markfo…

Wohlers Associates публикует отчет о состоянии 3D-печати за 2022 год

Wohlers Associates, консалтинговая фирма по аддитивному производству из Колорадо, работающая в рамках ASTM International, опубликовала отчет Wohlers за 2022 год. Годовой отчет, посвященный штату…

Читайте также: