現代の多くのIoTアプリケーションは、安全性とセキュリティを強化し、ユーザーを簡単に識別するために指紋センサーに依存しています。指紋センサーは、スマートフォンやその他のウェアラブル機器のほか、入場者識別やデータセキュリティのためのスマート産業やスマートホームアプリケーションにも広く使用されています。現在使用されている最も一般的な2つの指紋センサーは、光学センサーと静電容量センサーです。仕組みは以下のとおりです。
光学式指紋スキャナと静電容量式指紋スキャナ
携帯電話を保護したい場合や、建物に入る前に本人確認をしたい場合、指紋センサーを使用すると、セキュリティと識別を簡単に追加できます。現在、指紋センサーが使用される一般的な方法は、光学式と静電容量式の2つです。
指紋光学スキャナーはどのように機能するのでしょうか?
光学式指紋センサーはしばらく前から存在しています。光学スキャナーは、指紋に明るい光を当ててデジタル写真を撮影します。光に敏感なマイクロチップは、指紋の凹凸を1と0に変換してデジタル画像を作成し、ユーザー独自の個人コードを作成します。図1は、光源がどのように指紋を読み取り、その情報がどこに行くかを示しています。これの欠点は、ほとんどあり得ないことですが、デジタル写真は複製される可能性があることです。
図1: 指紋のデジタル画像を撮影する光源。(出典: Android Authority/Robert Triggs)
静電容量式指紋センサー
今日の世界では、静電容量式指紋スキャナーがより一般的になり、携帯電話に搭載されるようになりました。静電容量式タッチスクリーンと同様に、人間の導電性を利用して指を測定し、静電場を作成し、静電場に基づいてデジタル画像を作成します。
さらに詳しく説明すると、静電容量式指紋スキャナーは、指紋の詳細を追跡する小さなコンデンサアレイ回路を使用します。導電プレート上に配置された指紋の隆起部分によってコンデンサに蓄えられた電荷が変化し、谷部分（空気の隙間）ではコンデンサの電荷は変化しません。オペアンプ積分回路はこれらの変化を追跡し、それをアナログ-デジタル コンバータで記録して、このデジタル データを分析することができます。図2は、この背後にある物理学を示しています。
図2: 静電容量式指紋スキャナがデジタル画像をキャプチャする仕組み (出典: Android Authority/Robert Triggs)
この技術は、画像が静電容量式指紋センサーを通過できず、他の素材がコンデンサの電荷のさまざまな変化を記録するため、バイパスするのがはるかに困難です。より高価ですが、より複雑で安全です。
技術が進歩し、IoTが成長し続けるにつれて、センサーによる正確なデータ収集がさらに重要になります。スマートフォンは、センサーが私たちの日々の暮らし方を急速に変えつつあることを示す最良の例です。結局のところ、携帯電話にタッチスクリーンや指紋認証アプリケーションが搭載されていなかったのは、ほんの数年前のことでした。
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