Como funcionam e quais os tipos de leitores de digitais

As tecnologias para leitura e reconhecimento de digitais são seis: capacitivas, ópticas, ultrassônicas, termais, por pressão e infravermelho. Porém, apenas as três primeiras são utilizadas em smartphones, e é nelas em que vou me aprofundar.

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Como funciona a biometria de digital

Vamos falar de três tipos, mas o funcionamento deles é genérico em algumas partes. No geral, quando você encosta o seu dedo no sensor, os componentes dele captam o resultado da leitura. 

As rugosidades do seu dedo, também conhecidas como sua impressão digital, são lidas nos picos e nas partes mais fundas. Como cada impressão é única, o sensor valida essa informação com o que já tinha guardado quando você registrou seu dedo no smartphone e libera ou não o desbloqueio.

Sensores ópticos

São is mais antigos da lista, mas nem por isso deixaram de ser utilizados. E são também os mais fáceis de serem explicados, contendo uma fonte de luz e um sensor, na maioria dos casos. Ao encostar o seu dedo na superfície do leitor (geralmente em plástico ou vidro), uma luz é jogada na ponta do seu dedo.

É um LED imperceptível no caso dos smartphones, mas você já deve ter visto por aí, em farmácias, entradas de salas de empresas e faculdades, entre outros, sensores grandões, transparentes, em que uma luz verde ou vermelha é jogada no seu dedo.

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A luz reflete no seu dedo, e o senhor capta o resultado desse reflexo. Pequenas sombras, área de pele encostada, entre outras informações, são enxergadas pelo sensor por causa da luz refletida. Por isso é chamado de óptico.

Uma curiosidade extra: os sensores que captam a luz geralmente são CMOS, os mesmos usados em muitas máquinas fotográficas e câmeras de smartphones. Por isso, é quase como uma fotografia do seu dedo. O fabricante mais comum é a Synaptics.

Em quais smartphones podemos vê-los? Do jeito que estamos acostumados, fora da tela, nenhum. Apesar de ser a tecnologia mais antiga, os sensores ópticos estão sendo utilizados abaixo da tela, como veremos mais ao final do artigo.

• Vantagens do sensor óptico: são os menos caros e podem chegar a aparelhos mais baratos;
• Desvantagens do sensor óptico: a segurança é uma das mais baixas e pode ser enganado por fotos ou próteses em alguns casos. Não são dos mais rápidos e têm dificuldade há arranhões na superfície do sensor.

Sensores capacitivos

É o tipo mais comum de sensor utilizado em smartphones, estando presente em aparelhos como o Galaxy S8. Seu funcionamento de leitura é similar ao óptico. Ele também capta sua impressão lendo altos e baixos dela, porém o que seria a "foto" tirada pelo sensor óptico aqui é feita com eletricidade. 

Esse sensor é como uma plaquinha que conduz e energia e que traz capacitores junto a ela, por isso têm esse nome. Capacitores são componentes que conseguem armazenar energia. Quando encostamos o dedo nesse sensor, fechamos um circuito, transmitimos energia. 

Os picos da sua impressão digital, estando mais próximos do detector, têm maior capacidade elétrica e os vales têm menor. Alguns sensores capacitivos aplicam uma pequena voltagem ao dedo para melhorar o sinal e criar um melhor contraste da imagem. É como um mini choque, mas tão pequeno que você nunca sentirá nada.

O sensor então lê essas informações de maior e menor eletricidade que chegou, e interpreta o seu padrão único. O fabricante mais comum é a Synaptics, e um de seus modelos mais conhecidos permite também gestos de navegação na interface do aparelho, além da leitura biométrica.

• Vantagens do sensor capacitivo: mais difícil de enganar. Próteses simples e fotografias não funcionam;
• Desvantagens do sensor capacitivo: têm dificuldade de leitura quando o dedo está molhado, são mais caros.

Sensores ultrassônicos

Os mais modernos sensores de leitura de impressão digital são esses. Desenvolvidos pela Qualcomm, foram lançados junto ao LeTV Leeco Max Pro. Como você pode imaginar, essa também a a tecnologia mais cara, e presente em processadores da linha 800 da fabricante de componentes.

Esse tipo de sensor enviar ondas que podem "enxergar" através da pele, trazendo muito mais informações do que os outros sensores, que vêem apenas a superfície da pele. É possível, por exemplo, confirmar que se trata de um dedo vivo, por exemplo.

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Para captar os detalhes do seu dedo, o sensor envia pulsos de ondas ultrassônicas que são lidas por um receptor. Parte desse pulso é absorvido e parte dele é devolvido ao sensor e, dependendo dos sulcos, poros e outros detalhes que são exclusivos de cada impressão digital, a leitura é feita.

• Vantagens do sensor óptico: são os mais seguros, funcionam com mais materiais e não são incomodados por sujeira, água, riscos e outros;
• Desvantagens do sensor óptico: são mais caros e mais lentos.

E quais são os sensores utilizados para leitura abaixo da tela?

Aí tem essa coisa nova do sensor abaixo da tela. Procurando aumentar o aproveitamento de área do aparelho com cada vez mais tela na parte frontal, as fabricantes estão procurando meios de esconder sensores, sejam eles de biometria, de câmera, de ambiente ou até saídas de som.

Tanto a tecnologia óptica quanto a ultrassônica podem ser utilizadas sob a tela, uma vez que é necessário que a fonte de leitura passe por toda a tecnologia do display. Nesse caso, a tecnologia capacitiva não é possível de ser usada, uma vez que é mais complicado ler a eletricidade apenas do dedo em um display que por si só também gera energia.

O primeiro smartphone apresentado com a leitura abaixo da tela foi o Vivo X21, utilizando a tecnologia óptica. Esse método é mais barato e pode ser implementado em smartphones intermediários, como a Samsung deve fazer em 2019. Ele pode tropeçar com dedos molhados e fica disponível em uma área menor da tela, mas é claramente mais acessível.

O Xiaomi Mi 8 também utiliza essa tecnologia, assim como o OnePlus 6T. Os primeiros modelos como da Vivo não foram muito bem avaliados por não serem rápidos, mas estão evoluindo. Enquanto muitos usam sensores ópticos da Synaptics, outra marca, Goodix (subsidiária da MediaTek), produziu o sensor do Huawei Porsche Design Mate RS.

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Já o Huawei Mate 20 Pro utiliza o método ultrassônico. Essa tecnologia deixa o smartphone bem mais caro, mas também é mais eficaz para dedos molhados ou sujos e pode abranger uma área maior na tela. É esperado que o Galaxy S10 também utilize essa tecnologia.

No Brasil ainda não há nenhum smartphone com sensor abaixo da tela, sendo que as atuais marcas que lançaram produtos com ele, como Oppo, Huawei, Vivo, OnePlus e Xiaomi não estão presentes oficialmente por aqui. Mas sempre há a importação.

Esse é o futuro?

Enquanto investem também no desbloqueio por rosto, os sensores sob a tela devem passar por um boom em 2019. De acordo com a Sigmaintell, os pedidos de sensores desse tipo chegarão a 42 milhões até o final de 2018, chegando a 100 milhões em 2019.

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Pesquisas a parte, essa se mostra uma das mais práticas tecnologias, e se hoje o leitor de digitais já é extremamente popular, isso só deve aumentar conforme o leitor sob a tela barateie e chega a aparelhos intermediários.