[ ARTICULO ] Explorando el misterio del sensor de huellas digitales del Huawei Mate 7

[Soporte Huawei]

El uso de la identificación de la huella digital en los smartphones es relativamente novedosa. El interés por la identificación digital del Mate 7 surgió a raíz de dos posts precedentes. Algunos entusiastas del tema mostraron interés en la teoría específica que se esconde detrás de los sensores, incluso en lo que concierne a la resistencia al agua o a los golpes. Recientemente, hemos obtenido ciertos documentos técnicos sobre los sensores de identificación digital del Huawei Mate 7, por lo que nos gustaría compartir dicha información con vosotros:


1. Los tipos de sensores digitales y el principio de funcionamiento

Los sensores de la huella digital conforman el principal elemento de la identificación digital y suelen estar divididos en módulos, también conocidos como módulos de huella digital. Se trata de unidades semiconductoras que pueden ser clasificadas según:

– Módulo de huella digital óptico: la huella digital dependerá del reflejo de la luz.
– Módulo de huella digital capacitativo: utiliza los cambios en función del valor capacitativo para recoger las huellas digitales.
– Módulo de huella digital RF: utiliza las señales de micro-radiofrecuencias para detectar las crestas de la huella digital.

En lo que concierne al uso de las aplicaciones en los ordenadores portátiles y en los teléfonos, el módulo capacitativo es el más utilizado entre los tres enumerados anteriormente. El tamaño de este módulo es diminuto, tiene un alto grado de precisión en la identificación, y es resistente a la vibración, caídas, agua y a la energía estática.

El Mate 7 utiliza el módulo capacitativo descrito anteriormente. El principio de funcionamiento de este tipo de módulo se divide según el tipo de zona y el tipo de pulsación. Es más, el Mate 7 utiliza un módulo superior de tipo de zona.

¿Por qué se escogió el módulo en función del tipo de zona para el Mate 7?

El tipo de pulsación y el tipo de zona son dos tipos de módulos utilizados en la industria para los sensores de reconocimiento de la huella digital por capacitación. La autenticación según el tipo de pulsación es precaria en la identificación digital ya que requiere deslizar el dedo desde la parte superior a la parte inferior del sensor para recoger los datos y de esta forma completar la imagen de la huella digital. Este proceso tiene una duración prolongada y supone un esfuerzo mayor. En cambio, la captura según el tipo de zona de la huella digital requiere solamente un toque suave del dedo en el sensor para completar la captura dentro de los 50 ms, y por ende, será más rápido y práctico.

La arquitectura del sensor de reconocimiento de la huella digital del Mate 7:


El gráfico muestra el principio de funcionamiento del sensor capacitativo de la huella digital.

Tal y como se puede observar en el diagrama anterior, la frecuencia de alto voltaje traspasa el acero inoxidable. Hay un campo RF entre los dedos y dichos sensores. A causa del desnivel existente en los dedos, el campo RF se ve afectado de forma distinta por las zonas sobresalientes y las hendiduras. El tamaño de la señal recibida en la placa del sensor es un valor de pico de las crestas y un (valle) para las hendiduras. La fuerza con la que se recibe la señal de todos los sensores en la placa del sensor se compara al plan de referencia de la señal de excitación y luego se situa a través de los amplificadores del sentido para ser amplificados. Esto luego toma en cuenta las crestas y las hendiduras de las huellas digitales para crear un cuadro completo que se plasma luego en la imagen de la huella digital.

Las señales de la imagen de la huella digital se introducen en el procesador de identificación de huellas digitales para ser procesadas. Más adelante, son extraídas las características, y los datos se guardan antes de cotejarse para finalmente completar la identifiación de la huella digital.


Características del diseño del sensor de huella digital del Mate 7

Los sensores de huellas digitales conforman simplemente un módulo del dispositivo. Los equipos de diseñadores de los smartphones también tomaron en consideración cómo acoplar los módulos en el Mate 7 para incrementar el rendimiento del mismo, en lo que concierne a la protección y la apariencia del dispositivo, con la finalidad de ofrecerle al usuario una experiencia mejorada.



El tamaño diseñado en el sensor: el resultado conforma el equilibrio entre el diseño de la apariencia, el rendimiento en la identificación y la sensación al tacto.
El módulo del sensor de reconocimiento de la huella digital del Huawei Mate 7 está situado en una zona de 9.16 mm x 9.16 mm. El marco de metal tiene una anchura de 1.22 mm y el módulo ocupa un espacio de 11.6 mm x 11.6 mm.
El marco metálico mide 1.22 mm. El principio de funcionamiento del sensor RF del Mate 7 requiere el contacto entre el dedo y el marco metálico para recoger la imagen de las huellas digitales. Por lo tanto, la anchura de la zona situada en el marco metálico cobra aún más importancia. La anchura original del marco metálico era de 0.85 mm. Tras el proceso CNC, las ranuras para la recogida de las huellas digitales se redujeron de 0,85mm, a 1.0 mm y a 1.3 mm. El equipo de diseñadores del Huawei Mate 7 realizó muchas pruebas en repetidas ocasiones en diferentes individuos y tomaron en cuenta las distintas pruebas de pulsación para comprobar la combinación con la zona ocupada por la cámara. Finalmente este espacio fue modificado de 1,5mm a 1,3 mm, y en última instancia a 1,22mm.
El sensor ocupa un espacio de 9.16 mm x 9.16 mm frente al espacio ocupado por el módulo 6 mm x 11.6 mm. Tanto el sensor, como el tamaño del espacio ocupado es el resultado de los esfuerzos concertados de los equipos de diseñadores del módulo y los equipos de I+D. Estos prestaron atención a la coordinación entre el módulo y la zona ocupada por la cámara en el dispositivo. Para confirmar las especifícaciones anteriores, los equipos realizaron varias pruebas y mantuvierons discusiones respecto al efecto del tamaño del espacio ocupado por la falsa identificación de huellas digitales (FAR) y la tasa de falso rechazo (FRR).
120º CNC brillo en el acabado de la esquina: el tamaño del diseño es el resultado de un meticuloso proceso. Con tal de satisfacer las preferencias al tacto del usuario, experimentamos con recortes de 90º, de 100º y 120º. Finalmene seleccionamos una aleación de aluminio y lo cubrimos para hacer los 120º cortes CNC para que el escaneo de los dedos de los usuarios fuera más cómodo y también, para fortalecer el diseño del equipo de I+D.

El diseño de la apertura cóncava de la huella digital:

En un principio, para una mayor seguridad y fiabilidad en el uso, se tomó en cuenta el uso de un escáner cóncavo para la recogida de las huellas digitales. Excepto el momento en el que el dedo está en contacto con el sensor, este suele estar situado encima de una mesa o en el bolsillo del usuario. Cabe decir que la zona del sensor está habilitado contra golpes y este diseño hace que el módulo del Mate 7 sea más seguro y fiable.
Otro aspecto importante, era coordinar la cámara para estar en proporción con la diminuta apertura del sensor. Otro punto a tomar en cuenta es la carcasa metálica trasera. La carcasa metálica trasera está hecha de una aleación de aluminio anclado. Sin embargo, el problema que surge como consecuencia de este proceso es que cuando se realiza el encierre, se debilita seriamente la sensibilidad del módulo de inducción de la huella digital. A través del diseño modular y de la carcasa principal del dispositivo, la fuente de alimentación interna optimizada, y la mejora de la capacidad interna del módulo, el módulo de detección de huella digital del Mate 7 consigue finalmente una alta sensibilidad y una excelente experiencia para el usuario.

Diseño y efectos de color de los materiales del sensor:

El color del módulo del sensor de reconocimiento de la huella digital del Mate 7 fue seleccionado con mucho cuidado. La superficie del sensor está hecha de plástico termoendurecible mientras que la aleación de la carcasa es de aluminio. Con el fin de hacer que los dos combinaran para crear uno solo y no sobresalir demasiado en la caracasa, añadimos un polvo especial en el material en la superificie del sensor para que combine mejor. El material fue escogido con sumo cuidado para que fuera lo más cercano posible al color del aluminio utilizado en la carcasa y así aparentara más naturalidad.
Detrás del duro trabajo empleado en el diseño mencionado anteriormente, se esconde un objetivo claro: mejorar la experiencia del usuasrio en el uso del sensor de huellas del Mate 7.


La fiabilidad en la optimización de la autentificación


Por ahora existe la necesidad de resolver algunos problemas potenciales relacionadas con la superficie de uso de la huella digital. Entre estos están incluídas las lecturas inválidas, causadas por distintas condiciones incluyendo el contacto con el agua, los golpes recibidos, los arañazos, y las salpicaduras de agua. Estos aspectos son revisados para optimizar contínuamente el diseño del módulo. Estamos invertiendo mucho esfuerzo en reducir el número de lecturas inválidas causadas por la infiltración externa de líquidos en el dispositivo, con el objetivo de incrementar la resistencia del módulo. Gracias al moldeo por inserción, la fuente de la señal del módulo y el aislamiento pueden ser fusionados para fortalecer en general el módulo.
2H es normalmente el estándar requerido en la prueba del lápiz, para comprobar la dureza de la superficie de la lente mientras 3H o mayor es el estándar requerido para ser suficiente para el módulo de huella digital.
El diseño resistente al agua se realizó, haciendo en las entradas del módulo unas entradas impermeables para solucionar los problemas relacionados con el contacto con el agua.
En lo que respecta a los golpes, llevamos a cabo pruebas con golpes con una bola de acero y mejoramos la estructura interna para permitir a los módulos soportar choques fuertes.


La activación con el dedo en el modo reposo

La ventaja principal del módulo de huella digital del Mate7 es que puede ser usado para desbloquear fácilmente el teléfono.
Cuando el teléfono se encuentra en el modo reposo, con un simple toque en el sensor podemos activar el terminal rápidamente. El bajo consumo de energía y la rápida respuesta se deben al uso de sub áreas del módulo y a la elevada eficiencia en la identificación de la huella digital y el algoritmo coincidente. Cuando el módulo de huella digital del Mate 7 está en modo reposo, puede ser activado con los dedos. No obstante, no será activado por otros objetos como podrían ser llaves, la piel u otra parte del cuerpo y también quedan excluídos los materiales conductores de electricidad.
Esto ocurre porqué la zona que permite al teléfono activarse no se encuentra en todo el sensor, pero sí en dos sub áreas. Cuando el teléfono está en reposo, estas dos sub áreas detectan contínuamente, incluso con el modo reducido de consumo de energía activado.
Normalmente solamente los dedos pueden desencadenar la identificación.
A través del diseño mencionado anteriormente, los usuarios podrán encender la pantalla y desbloquearla suavemente con un solo simple toque.


Adaptación a la humedad de los dedos

Las huellas digitales varian en función de la persona, de la zona, del tiempo y de los cambios producidos en el medio y la autenticación. ¿Cómo se puede solventar este problema? Vamos a coger la humedad de las huellas digitales como ejemplo. Debido al principio que se encuentra detrás del sensor de huella digital es por capacitación, la humedad que se halla en los dedos puede influenciar fácilmente los resultados. Para resolver este problema, el equipo de diseñadores añadió una función por control automático de beneficios (AGG) que permite la inscripción de huellas digitales para desbloquear el Mate7 independientemente del contenido húmedo de la huella.

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Genial cuanta información tan valiosa para conocer mejor al mate 7 muchas gracias

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