Полупроводниковые (кремниевые) сканеры

1.  Емкостные сканеры (capacitive scanners)

Емкостные сканеры (Сapacitive Scanners) являются сегодня наиболее распространенными полупроводниковыми устройствами для получения изображения отпечатка

пальца. Их работа основана на эффекте изменения емкости p-n-перехода полупроводника

при соприкосновении гребня папиллярного узора с элементом полупроводниковой ма трицы. Существуют модификации емкостных сканеров, в которых каждый полупроводниковый элемент в матрице выступает

в роли одной пластины конденсатора, а палец — в роли другой. При приложении пальца к датчику между каждым чувствительным элементом и выступом-впадиной папиллярного узора образуется емкость, величина которой определяется расстоянием между рельефной поверхностью пальца и элементом.Матрица этих емкостей преобразуется в изображение отпечатка пальца. Ведущими производителями сканеров данного типа являются компании Infineon, STMicroelectronics,

Veridicom.

Недостаток емкостного метода — та же неэффективная защита от муляжей.

2. Чувствительные к давлению сканеры (pressure scanners)

Чувствительные к давлению сканеры (Pressure Scanners) в своей конструкции используют матрицу пьезоэлектрических элементов, чувствительных к нажатию. При прикладывании пальца к сканирующей поверхности гребешковые выступы папиллярного узора оказывают давление на некоторое подмножество элементов матрицы. Впадины кожного узора никакого давления не оказывают. Таким образом, совокупность полученных с пьезоэлектрических элементов напряжений преобразуется в изображение отпечатка пальца.

Данный метод имеет ряд недостатков:

• низкая чувствительность;

• неэффективная защита от муляжей;

• подверженность к повреждениям при чрез-

мерно прилагаемых усилиях.

3. Термо-сканеры (thermal scanners)

При прикладывании пальца к сканеру по температуре прикасающихся к пироэлектрическим элементам выступов папиллярного узора и температуре воздуха, находящегося во впадинах, строится температурная карта поверхности пальца, которая в дальнейшем преобразуется в цифровое изображение. Температурный метод имеет множество преимуществ. К ним относятся:

• высокая устойчивость к электростатическому разряду;

• устойчивая работа в широком температур-

ном диапазоне;

• эффективная защита от муляжей.

К недостаткам данного метода можно отнести то, что изображение быстро исчезает.

При прикладывании пальца в первый момент разница температур значительна

и уровень сигнала, соответственно, высок. По истечении короткого времени (менее од-

ной десятой доли секунды) изображение исчезает, поскольку палец и датчик приходят

к температурному равновесию.

9

Радиочастотный метод

Радиочастотные сканеры (RF-Field Scanners) — в таких сканерах используется матрица элементов, каждый из которых работает как миниатюрная антенна. Радиочастотный модуль генерирует сигнал низкой интенсивности и направляет его на сканируемую поверхность пальца. Каждый из чувствительных элементов матрицы принимает отраженный от папиллярного узора сигнал. Величина наведенной в каждой миниатюрной антенне ЭДС зависит от наличия или отсутствия вблизи нее гребня папиллярного узора. Полученная таким образом матрица напряжений преобразуется в цифровое изображение отпечатка пальца. Поскольку метод основан на физиологических свойствах кожи, его трудно обмануть имитацией пальца. К недостаткам метода относится необходимость качественного контакта пальца и передатчика, который может быть весьма горячим.

10