三星 Galaxy S10 的酷炫新指纹传感器是如何工作的

它是超声波的!
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三星于周三发布了新款 Galaxy S10 智能手机。三星

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三星今天发布了其最新一代 Galaxy S 智能手机,共有四款设备,配备多摄像头、大显示屏,其中一款机型内置高达一太字节的存储空间。但三星金属和玻璃袖中藏着的、最有趣的绝活是超声波指纹传感器,它直接内置于其中三款新手机的显示屏中。(说到有趣的绝活,三星还展示了其即将推出的 Galaxy Fold 手机,正如其名称所示,它将配备可折叠屏幕。这款手机售价将近 2,000 美元,将于 4 月上市。)

任何智能手机都必须提供一种解锁方式,无论是通过输入密码、生物识别系统,还是两者兼有。当前一代 iPhone 配备了前置 Face ID 传感器,而旧款 iPhone 则将指纹读取器内置于主屏幕按钮中。然而,摄像头和按钮会占用宝贵的空间,或者需要在显示屏上留下刘海。一种替代方法是将生物识别传感器放在背面,例如,去年三星的手机的指纹传感器就位于背面。今年,这一情况发生了改变。

三星的所有 Galaxy S10 型号(除了经济实惠的 S10 Essential)都将在显示屏下方隐藏指纹传感器。

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超声波指纹传感器内置于显示屏底部。Rob Verger

转向超声波

新的指纹读取器是“超声波”的,这意味着它使用声波来检测指纹的三维图像。声波会从您的手指反射回来并返回手机,从而使手机能够看到指纹的脊线以及这些纹路的深度。

密歇根州立大学计算机科学教授、生物识别专家 Anil Jain 表示,在测量指纹等物体时,声波的频率通常约为 200 千赫兹。Jain 说,在更高的频率下,超声波测试用于医学(您肯定听说过超声波),或者用于检测金属物体内部的缺陷,例如飞机机翼。

在这种情况下,传感器使用声波来测量它不需要深入穿透的物体:您的指纹。三星表示,该传感器可以三维地读取您的指纹。“三维仅仅意味着它们可以观察到纹路的深度,”Jain 说。

这项技术与其他类型的指纹传感器不同,后者是电容式或光学式。例如,旧款 iPhone 的主屏幕按钮内置了电容式传感器。这些传感器不会主动发射任何声波,只是检测指纹的二维图案。Jain 说,例如,电容式传感器通过纹路的高度差异在按压传感器时产生的不同电荷来检测指纹。光学指纹传感器使用指纹的图像。

总的来说,超声波指纹传感器可能具有优势。Jain 说,它们可以感应“血流”。这意味着,如果一个电影中的反派砍下您的手指并试图用它来解锁手机,可能会不起作用,因为您被截肢的手指中不再有血流。Jain 说,与光学或电容式传感器相比,超声波传感器在读取湿润、干燥或脏污的指纹时表现更好。

唯一不配备此传感器的三星新手机是 S10e,它在侧面配备了电容式指纹读取器。

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三星 Galaxy S10 手机。Rob Verger

新款手机还有什么其他功能?

当然,这些智能手机拥有旗舰设备应有尽有的所有先进功能。前置摄像头被 AMOLED 显示屏环绕,并通过精确的激光切割工艺在显示屏上挖出了传感器孔,三星表示。这些手机可以无线充电,甚至可以反向无线充电,允许您用手机为另一台设备充电,这项功能称为“Wireless PowerShare”。

Galaxy Note 9一样,该摄像头利用人工智能,在某些情况下识别您正在拍摄的场景,并为该物体或场景定制相机设置。

说到摄像头,这些手机拥有很多摄像头。在背面,所有手机都配备了标准广角镜头,以及具有 123 度视场角的“超广角”镜头。除 S10e 外,所有手机背面都配有长焦镜头,可实现高达 2 倍的光学变焦。

这四款型号是 S10e,其显示屏对角线尺寸为 5.8 英寸;S10,为 6.1 英寸;S10+,为 6.4 英寸;最后是 S10 5G,其显示屏对角线尺寸为 6.7 英寸。正如其名称所示,Galaxy S10 5G 旨在与即将推出的新一代无线网络配合使用(它们将首先与 Verizon 合作推出),并且不会立即上市。其他三款设备将于 2 月 21 日开始预订。

 

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技术编辑

罗布·沃格尔是《流行科学》杂志的前技术编辑。他擅长报道航空、交通和军事技术。


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