[Explicación] Escáner de huellas dactilares en pantalla óptico y ultrasónico

Los lectores de huellas dactilares en los teléfonos inteligentes se han vuelto populares en los últimos años. Ahora no se limitan a los teléfonos inteligentes de gama alta, sino que también están disponibles en los teléfonos inteligentes de gama media y económica.

Una posible razón para esto tiene que ver con las mejoras en la tecnología en los últimos años. Esto, finalmente, ha hecho que sea más fácil para los fabricantes de teléfonos inteligentes implementar escáneres de huellas dactilares en los teléfonos inteligentes de gama básica. Desde los primeros escáneres de huellas dactilares de tipo óptico hasta los capacitivos y los más nuevos, los escáneres de huellas dactilares en pantalla, hay mucho que ha cambiado y mejorado, y la idea básica detrás de la tecnología es la misma.

En este artículo, analizamos dos de los tipos de escáneres de huellas dactilares en pantalla más utilizados en los teléfonos inteligentes: escáneres de huellas dactilares en pantalla ópticos y ultrasónicos.

Si eres usuario de un smartphone Android, es probable que ya hayas oído hablar de la tecnología de escaneo de huellas dactilares “en pantalla” que se encuentra en la mayoría de los smartphones en la actualidad. La tecnología de escaneo de huellas dactilares tradicional (capacitiva) popular en los primeros días de su creación requiere un módulo independiente en el dispositivo (ya sea en el botón de inicio/encendido o en la parte posterior). Pero un escáner de huellas dactilares en pantalla no tiene tales requisitos. En lugar de tener un módulo conectado o integrado a cualquier otro componente de hardware del dispositivo, tiene el escáner ubicado en/debajo de la pantalla. Y de ahí el nombre.

Lectores ópticos de huellas dactilares en pantalla

Los escáneres ópticos de huellas dactilares en pantalla capturan una imagen 2D de la huella dactilar y la utilizan posteriormente para compararla en el momento de la autenticación. La imagen capturada debe ser una imagen de alta resolución con detalles nítidos que resalten las regiones más claras y más oscuras de la huella dactilar. Esta imagen permitiría, en última instancia, una representación precisa de la huella dactilar con patrones únicos de crestas y líneas. Por este motivo, el escáner requiere una luz de fondo para iluminar las regiones más oscuras de la huella dactilar. Esto también ayuda a capturar los detalles con claridad en alta resolución y crear una representación precisa de la huella dactilar. Si utiliza un teléfono inteligente que utiliza un escáner óptico de huellas dactilares en pantalla, debería notar que sale una luz de la pantalla cuando registre su huella dactilar por primera vez o la utilice para desbloquear su teléfono inteligente.

Una de las principales desventajas de los escáneres ópticos de huellas dactilares en pantalla es que no se pueden implementar en pantallas LCD. Esto se debe a que las pantallas LCD requieren una luz de fondo para iluminar los píxeles, lo que obstruye el escáner y dificulta la captura de una imagen precisa de la huella dactilar. Sin embargo, su implementación es mucho más sencilla en pantallas LED, ya que estas pantallas se iluminan solas y no requieren luz de fondo.

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Escáneres ultrasónicos de huellas dactilares en pantalla

En los escáneres de huellas dactilares ultrasónicos con pantalla, se utiliza una onda de sonido ultrasónica para capturar una imagen detallada de la huella dactilar. A diferencia del escáner de huellas dactilares óptico con pantalla, que captura una imagen 2D de la huella dactilar y requiere una luz de fondo adicional para capturar los detalles de las regiones más oscuras, los escáneres de huellas dactilares ultrasónicos con pantalla logran capturar una representación 3D más detallada de la huella dactilar. Para ello, utilizan una combinación de un transmisor y un receptor ultrasónicos, que transmiten y reciben las ondas ultrasónicas y, a su vez, ayudan a capturar una imagen detallada de la huella dactilar.

Permítanme explicarles brevemente el proceso. El transmisor ultrasónico transmite inicialmente una onda ultrasónica a la punta del dedo que se apoya sobre el escáner. Y, tan pronto como esta onda golpea el dedo, una parte de ella se refleja, mientras que el resto se transmite más lejos. La onda ultrasónica reflejada es entonces captada por el receptor ultrasónico. Dependiendo de la intensidad del pulso, el receptor genera una representación tridimensional de la huella dactilar en alta resolución, junto con sus datos de profundidad. La razón del cambio en la intensidad del pulso tiene que ver con la presencia de crestas y poros en el dedo, y los receptores ultrasónicos hacen un buen trabajo al representar los cambios con precisión, analizando la tensión mecánica que se aplica al sensor.

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Comparación

En comparación con el escáner de huellas dactilares óptico en pantalla, la tecnología de escaneo ultrasónico en pantalla parece un poco lenta. Esto es así tanto durante el registro como durante la autenticación de una huella dactilar. Sin embargo, esto es así considerando la implementación actual de escáneres ultrasónicos en teléfonos inteligentes como el Samsung Galaxy S10. Con el ritmo actual de mejoras y desarrollos en tecnología, es probable que pronto aparezca una versión mejorada del escáner de huellas dactilares ultrasónico en pantalla con velocidades de desbloqueo más rápidas y mayor seguridad en un teléfono inteligente. Qualcomm es uno de los pioneros en lo que respecta a la tecnología de huellas dactilares ultrasónicas e insisten en que la tecnología es cada vez más rápida.

El retraso en el registro y la autenticación, que parece ser un inconveniente del escáner ultrasónico, también resulta ser uno de sus puntos fuertes. El retraso en el proceso tiene que ver con el tipo de precisión y exactitud que ofrece el escáner. El escáner de huellas dactilares ultrasónico en pantalla captura una representación más detallada, precisa y en 3D de la huella dactilar, mientras que la imagen 2D del escáner óptico carece de suficientes detalles y de sus datos relacionados. Es esta falta de detalles en los escáneres ópticos lo que los hace comparativamente menos seguros que los sensores ultrasónicos. Se ha demostrado que la representación 2D es relativamente más fácil de engañar con prótesis o una imagen 2D de alta resolución que con un equivalente 3D.

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Otra ventaja que poseen los escáneres ultrasónicos de huellas dactilares en pantalla sobre sus homólogos es que se pueden instalar debajo de vidrios gruesos (e incluso metales), lo que aumenta su aplicación y el alcance de uso en el futuro.

Conclusión

Al comparar ambos, la tecnología de escaneo de huellas dactilares en pantalla por ultrasonidos se destaca, principalmente porque captura la imagen 3D de la huella dactilar, que es más precisa y segura que la imagen 2D capturada por los escáneres de huellas dactilares ópticos en pantalla. Y aunque el proceso de registro y autenticación de huellas dactilares en los escáneres ultrasónicos aún no está del todo desarrollado, no está lejos de ser un mecanismo de autenticación más confiable y rápido.

A pesar de las ventajas y la creciente popularidad de los escáneres de huellas dactilares ultrasónicos en pantalla, los escáneres ópticos en pantalla no desaparecerán en el futuro cercano y se verán en los teléfonos inteligentes, especialmente en los teléfonos inteligentes de bajo presupuesto. Una posible razón para esto podría ser que, con el escenario actual y el estado de la tecnología, implementar un escáner de huellas dactilares ultrasónico confiable en pantalla en teléfonos inteligentes de bajo presupuesto no parece factible para muchos fabricantes de teléfonos inteligentes.