موضوع مقاله: اثرانگشت خوان | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # اثرانگشت خوان | مقدمه: آنها در ایستگاه‌های پلیس، صنایع امنیتی، گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های تلفن همراه استفاده می‌شود. | ## بخش 1: اثرانگشت خوان | عملکرد همه افراد روی انگشتان خود نقش‌های برآمده ناشی از اختلاف سطح پوست دارند و این الگو، اثر انگشت نامیده می‌شود. اثر انگشت جزئیات منحصر به فردی دارد، در طول زندگی فرد پایدار است و تغییر آن دشوار می‌باشد. از آنجا که الگوهای بیشماری وجود دارد، اثر انگشت به ابزاری ایده‌آل برای شناسایی تبدیل شده‌است. انواع اسکنر اثر انگشت چهار نوع اسکنر اثرانگشت وجود دارد: شامل اسکنر نوری، اسکنر خازنی، اسکنر اولتراسونیک و اسکنر حرارتی. عملکرد اصلی اسکنرها، به‌دست آوردن تصویری از اثرانگشت یک فرد و یافتن مطابق آن در پایگاه داده موجود است. از قدیمی‌ترین نوع سنسورها هستند و به اسکنرهایی که از این سنسورها استفاده می‌شود اسکنرهای اپتیکال گویند. در این حسگرها تصویر شیارهای انگشت توسط نور روشن شده و از یک سنسور اپتیکال برای خواندن تصویر بدست آمده استفاده می‌شود. اسکنرهای خازنی یا CMOS از خازن‌ها و در نتیجه جریان الکتریکی برای تشکیل تصویری از اثر انگشت استفاده می‌کنند. اسکنرهایی که از این سنسور استفاده میکنند اسکنر خازنی نامیده شده واین اسکنرها از جمله متداول‌ترین حسگرهای مورد استفاده در گوشی‌های هوشمند و دستگاه‌های کنترل تردد هستند. حسگرهای اثرانگشتی خازنی، از تعداد زیادی سلول خازنی تشکیل شده که هر سلول متشکل از دو صفحه رسانا است که سطح آن با لایه ای از مواد عایق الکتریسیته پوشانده شده‌است. جریان الکترونیکی ذخیره شده در خازن‌ها در اثر اتصال به صفحات رسانای سطح اسکنر منجر به پردازش داده‌های ثبت شده توسط اسکنر می‌شود. در حین تماس انگشت با سطح خازن، نقاط برجسته سر انگشت منجر به تغییر جریان خازن شده و این در حالی است که در قسمت‌های فرورفتگی اثر انگشت به دلیل شکاف هوا، هیچ تغییری در جریان موجود در هازن ایجاد نمی‌شود. این تغییرات جریان با استفاده از یک مدار انتگرالگیر تقویت کننده به عنوان مبدل آنالوگ به دیجیتال در سنسور ثبت می‌شوند. | ## بخش 2: اثرانگشت خوان | سطح امنیتی بالا از مهمترین ویژگی‌های حسگرهای خازنی است که ناشی از طراحی هوشمندانه این حسگرها می‌باشد. عملاً دور زدن دستگاه حضور و غیاب یا هک دستگاه‌های مبتنی بر حسگرهای خازنی غیرممکن است. از دیگر ویژگی‌های دستگاه‌های دارای حسگر خازنی می‌توان به قیمت مناسب آن نسبت به سایر دستگاه‌های حضور و غیاب بیومتریک از جمله تشخیص چهره یا عنبیه اشاره کرد. تعداد بالای سلول‌های خازنی بکار رفته در ساختار این نوع حسگرها از معایب آن محسوب می‌شود. همچنین این حسگر مانند حسگرهای اپتیکال به تمیز بودن انگشتان جهت پردازش نهایی داده‌های ثبت شده توسط اسکنر حساس هستند. اسکنرهای اثر انگشت اولتراسونیک از امواج صوتی با فرکانس بالا برای نفوذ به لایه اپیدرمی (خارجی) پوست استفاده می‌کنند. با دقت بالاتر نسبت به حسگرهای خازنی که از پالس‌های فراصوت برای ثبت دقیق اثر انگشت‌ها استفاده می‌کنند. به منظور ثبت دقیق اثرانگشت پالس‌های فراصوت به سطح انگشت روی حسگر ارسال شده و با توجه به پالسی بازگشتی از سمت حسگر اطلاعات هویتی ثبت یا شناسایی می‌شود. اسکنرهای حرارتی تفاوت دما را در سطح تماس، بین برجستگی‌های اثر انگشت و فرورفتگی‌ها حس می‌کنند. در اسکنرهای حرارتی از حسگرهای دربردارندهٔ عناصر پیزوالکتریسه (موادی که بر اثر دریافت حرارت، الکتریسیته تولید می‌کنند) استفاده می‌شود. اسکنرهای سیلیکونی حسگرهای سیلیکونی برای اولین بار در دههٔ ۱۹۹۰ مورد استفاده قرار گرفتند. حسگرهای سیلیکونی متشکل از آرایه‌ای از پیکسل‌ها است که هر پیکسل به تنهایی یک حسگر را تشکیل می‌دهد. در این نوع حسگرها کاربر به‌طور مستقیم سطح سیلیکون را لمس کرده و نیازی به استفاده از حسگرهای CMOS یا CCD خارجی نیست. | ## بخش 3: اثرانگشت خوان | حسگرهای فشاری در حسگرهای فشاری از آرایه‌ای از مواد اثرفشار برقی یا اثر پیزوالکتریک (موادی که بر اثر فشرده‌شدن برق تولید می‌کنند) که نسبت به فشار حساس هستند. حسگرهای دارای پوشش رسانا این حسگرها پوشش منعطفی دارد که لایه‌ای دوگانه از الکترود روی آن‌ها را پوشانیده است. حسگرهای دارای چیپ‌های میکروالترومکانیکی در این حسگرها از سوییچ‌های بسیار کوچک سیلیکونی استفاده شده که روی چیپ‌های سیلیکونی قرار گرفته‌است و زمانی‌که خطوط منحنی اثرانگشت با سوییچ تماس پیدا می‌کنند، سوییچ بسته می‌شود و اثرانگشت به‌صورت الکترونیکی تشخیص داده می‌شود. حسگر حرارتی در اسکنرهای حرارتی از حسگرهای دربردارندهٔ عناصر پیزوالکتریسه (موادی که بر اثر دریافت حرارت، الکتریسیته تولید می‌کنند) استفاده می‌شود. این روش‌ها شامل عکاسی از اثر انگشت، پردازش عکس‌ها با استفاده از نرم‌افزار ویژه و چاپ ماکت‌های اثر انگشت با استفاده از چاپگر سه‌بعدی است. در این مدل برای ثبت اثر انگشت نیازی به حرکت دادن انگشت نمی‌باشد و اثر انگشت به صورت دو بعدی ذخیره می‌شود. نمونه‌های این مدل از حسگرها در دستگاه‌های حضور و غیاب مورد استفاده قرار می‌گیرد. متحرک:در این مدل به منظور ثبت اثر انگشت نیاز به حرکت دادن انگشت بر روی سطح اسکنر می‌باشد که اثر انگشت به صورت دو بعدی ثبت می‌شود. از آنجایی که اسکنر با سرعت ثابت روی اثر انگشت حرکت می‌کند، تصویربرداری بهتر است. فرم استفاده خوانندگان مستقل مایکروسافت یک اثر انگشت خوان را در سال ۲۰۰۵ منتشر کرد. خوانندگان یکپارچه از اوایل سال ۲۰۰۰، برخی از لپ‌تاپ‌ها با پشتیبانی از PC Card می‌توانند به خواننده مجهز شوند. نام بازاریابی تشخیص اثر انگشت الکترونیکی اپل که به نام تاچ آی‌دی شناخته می‌شود، در سال ۲۰۱۳ فقط برای گوشی‌های هوشمند معرفی شد و برای لپ تاپ‌ها در سال ۲۰۱۶ عرضه شد. | ## جمع‌بندی | اجرای تا سال ۲۰۱۳ به تعویق افتاده بود پیاده‌سازی آن فقط به خاطر یک پارچه سازی اسکنر با ترک‌پد نوری توسط بلک‌بری در سال ۲۰۰۴ ثبت شد.