Cảm biến vân tay là gì? Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm

Trong thị trường công nghệ ngày nay, việc bảo mật thông tin cá nhân trên thiết bị di động là vô cùng quan trọng. Bên cạnh Face ID, một số dòng điện thoại hiện nay vẫn giữ nguyên tính năng cảm biến vân tay. Vậy bạn đã hiểu rõ nguyên lý hoạt động cũng như ưu nhược điểm của cơ chế này chưa? Nếu chưa, hãy để Thác Trầm Hương Mobile giải thích cho bạn với những nội dung thú vị trong bài viết này nhé.

Cảm biến vân tay là gì?

Đây là công nghệ nhận dạng sinh trắc học phổ biến được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực hiện nay. Điểm đặc biệt của công nghệ này là mỗi người có một dấu vân tay riêng, giống như một dấu ấn riêng không thể sao chép được. Dấu vân tay được hình thành từ các đường, rãnh, mảng da trên bàn tay, tạo nên mẫu vân tay độc đáo chỉ có thể nhận dạng được bằng công nghệ cao.

Ứng dụng của công nghệ cảm biến vân tay rất đa dạng và phong phú. Trong lĩnh vực an ninh, cảm biến được sử dụng để kiểm soát việc truy cập vào các khu vực nhạy cảm như văn phòng, ngân hàng, cơ sở hạ tầng và các cơ sở quân sự. Nó cũng được tích hợp vào các thiết bị di động như điện thoại thông minh và máy tính bảng để bảo vệ dữ liệu cá nhân và cung cấp xác thực người dùng nhanh hơn.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến vân tay có gì đặc biệt?

Hoạt động của tính năng này trải qua nhiều bước. Đầu tiên, khi bạn đặt ngón tay lên cảm biến, hệ thống sẽ bắt đầu quét dấu vân tay bằng một loạt cảm biến quang học hoặc siêu âm. Cảm biến này tạo ra hình ảnh chi tiết của dấu vân tay bằng cách đo các đường cong, đường viền và các đặc điểm khác của da tay.

Tiếp theo, hệ thống chuyển đổi hình ảnh của dấu vân tay thành mẫu số học hoặc biểu diễn số học của dấu vân tay. Mẫu số học này thường bao gồm thông tin về các đặc điểm riêng biệt của dấu vân tay được biểu thị dưới dạng giá trị số.

Mẫu số học của dấu vân tay sau đó được so sánh với các mẫu đã được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Hệ thống sử dụng các thuật toán phức tạp để so sánh các mẫu số học mới với các mẫu đã biết và đánh giá mức độ tương tự. Nếu mẫu số học mới khớp với một trong các mẫu được lưu trữ có độ tương tự đủ cao, hệ thống sẽ xác nhận danh tính của người dùng.

Cuối cùng, dựa trên kết quả của quá trình so sánh, hệ thống sẽ quyết định cho phép hay từ chối quyền truy cập vào hệ thống hoặc thiết bị. Nếu mẫu số học mới không khớp với bất kỳ mẫu nào trong cơ sở dữ liệu, quyền truy cập sẽ bị từ chối và thông báo về sự không khớp sẽ được hiển thị.

Phân loại cảm biến vân tay phổ biến nhất hiện nay

Vì công nghệ phát triển quá mạnh nên việc đo chính xác dấu vân tay cũng được chia thành nhiều hình thức. Theo đó, mỗi loại sẽ có cách thức hoạt động, phương pháp lấy dấu vân tay và công nghệ sử dụng khác nhau. Và trong nội dung này Thác Trầm Hương Mobile sẽ chia sẻ đến các bạn 3 loại cảm biến vân tay phổ biến nhất.

Cảm biến quang học (Cảm biến quang học)

Được thiết kế để đo và phát hiện tín hiệu ánh sáng, cảm biến quang học đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng. Cảm biến này được sử dụng để phát hiện và điều khiển ánh sáng trong hệ thống điều khiển tự động. Nó có khả năng điều chỉnh độ sáng màn hình, thậm chí có thể đo lượng ánh sáng xung quanh để điều chỉnh hệ thống chiếu sáng. Trong lĩnh vực y tế, cảm biến quang học được sử dụng để đo lượng oxy trong máu, giúp theo dõi tình trạng sức khỏe của bệnh nhân và đảm bảo điều trị hiệu quả.

Bên cạnh đó, cảm biến quang học còn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất, đặc biệt là trong kiểm tra chất lượng và kiểm soát quá trình sản xuất. Chúng có thể được sử dụng để phát hiện những khiếm khuyết nhỏ trên bề mặt sản phẩm, đo lượng ánh sáng phản chiếu từ bề mặt. Đồng thời có thể giám sát quá trình sản xuất theo thời gian thực để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Ngoài các ứng dụng kỹ thuật, cảm biến quang học còn được sử dụng trong các thiết bị đeo thông minh như đồng hồ thông minh, thiết bị đo sức khỏe. Chúng giúp theo dõi hoạt động thể chất và giấc ngủ của người dùng thông qua việc đo lượng ánh sáng và theo dõi sự thay đổi mức độ ánh sáng trong môi trường xung quanh.

Cảm biến điện dung (Cảm biến điện dung)

Cảm biến vân tay Cảm biến điện dung được đánh giá cao hơn cảm biến quang học vì độ chính xác trong kết quả. Nguyên lý hoạt động của cảm biến này dựa trên việc sử dụng các điện cực nhạy để đo và ghi lại sự biến đổi điện trường của dấu vân tay. Khi người dùng đặt ngón tay lên bề mặt cảm biến, các điện cực này sẽ tạo ra một điện trường ở khu vực tiếp xúc với da tay. Các rãnh và đặc điểm của dấu vân tay làm thay đổi sự phân bố của điện trường này, tạo ra hình ảnh điện của dấu vân tay.

Để xác định và xác thực danh tính người dùng, cảm biến điện dung ghi lại các biến thể của điện trường và so sánh chúng với các mẫu dấu vân tay khác. Quá trình so sánh này thường sử dụng các thuật toán phức tạp để phát hiện và xác định những đặc điểm riêng của từng dấu vân tay.

Chính vì phương pháp trên nên loại cảm biến này được các hãng công nghệ lớn sử dụng trên sản phẩm của mình. Đặc biệt hiện nay rất nhiều điện thoại thông minh và máy tính sử dụng công nghệ này để tăng tính bảo mật, riêng tư cho người dùng.

Cảm biến siêu âm (Cảm biến siêu âm)

Kiểu cảm biến vân tay Cuối cùng là phương pháp sinh trắc học đột phá nhất. Và đúng như tên gọi, phương pháp này sử dụng sóng siêu âm để quét và phát hiện các đặc điểm của dấu vân tay. Sóng siêu âm một khi được phát ra sẽ tương thích với vùng da trên ngón tay. Sau đó, dữ liệu ghi lại sẽ được phản ánh trở lại và hiển thị trên hệ thống. Hơn nữa, sau khi ghi dữ liệu, hệ thống sẽ tạo biểu đồ 3D và lưu trữ để so sánh khi cần thiết.

Điểm ấn tượng nhất của cảm biến siêu âm là nó vẫn cho kết quả tốt dù tay bạn có ướt. Hơn nữa, loại cảm biến này còn có kích thước nhỏ gọn rất phù hợp để các hãng công nghệ tích hợp trên màn hình. Ngay cả khi được tích hợp công nghệ hiện đại, cảm biến vẫn có khả năng chống giả dấu vân tay cực kỳ tốt.

Đánh giá ưu nhược điểm của cảm biến vân tay

Bất kỳ công nghệ tiên tiến nào cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Điều quan trọng là bạn phải hiểu rõ thông tin này để lựa chọn được model cảm biến phù hợp với nhu cầu của mình.

Lợi thế

Vì sao nhiều ông lớn công nghệ sử dụng xác thực vân tay (touch ID) trên các dòng sản phẩm cao cấp của mình? Ngay bây giờ chúng ta sẽ cùng nhau tìm ra câu trả lời.

Nhược điểm

Cùng với những ưu điểm trên, bạn cũng cần biết một số nhược điểm cảm biến vân tay. Dựa trên điều này, bạn có thể quyết định loại cảm biến nào phù hợp nhất để sử dụng.

Cảm biến vân tay có ở những thiết bị nào?

Hầu hết các thiết bị di động mới nhất hiện nay đều tích hợp xác thực vân tay. Trong số đó, điện thoại Android là điển hình nhất như Samsung Galaxy S24, Samsung Galaxy S23, Samsung Galaxy Note 20 hay iPhone SE, iPhone 8/7,…

Ngoài ra, trong cuộc sống của chúng ta, cảm biến vân tay cũng xuất hiện rất nhiều. Ví dụ như trong khóa cửa vân tay, chấm công vân tay, két sắt, v.v.

Kết luận

Tuy còn có những nhược điểm nhất định nhưng cảm biến vân tay vẫn được coi là công nghệ không thể thiếu trong việc bảo vệ thông tin cá nhân. Sự phổ biến và tích hợp rộng rãi của công nghệ này cũng là minh chứng cho vai trò quan trọng của nó trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta.

Xem thêm:

• Cảm biến con quay hồi chuyển là gì? Nó dùng để làm gì trong điện thoại?
• IR là gì? Cảm biến hồng ngoại và hồng ngoại là gì? Đặc điểm và cách thức hoạt động của IR