Технология SWIR в бытовой электронике:
Повышение безопасности и удобства использования смарт-устройств.
1. Введение
Технология ближнего инфракрасного диапазона (SWIR) становится одним из ключевых элементов потребительской электроники благодаря своей уникальной оптической характеристике и высокой чувствительности. Помимо повышения безопасности, SWIR улучшает общее взаимодействие с пользователем. В данной статье рассматривается её применение в распознавании лиц, радужной оболочки глаза и жестов, а также анализируется, как она повышает уровень безопасности и удобства для интеллектуальных устройств.
2. Принципы работы и сильные стороны
2.1 Свойства диапазона ближнего инфракрасного излучения (1000–1700 нм)
Низкое рассеяние и хорошее проникновение фотонов обеспечивают четкие изображения поверхностных и подповерхностных особенностей.
- Атмосферные потери незначительны; сильное и отчетливое поглощение водой и льдом обеспечивает высокую специфичность обнаружения.
2.2 Преимущества
— Глубокое проникновение сквозь кремний, пластмассы и смолы позволяет обнаружить скрытые детали.
- Слабое рассеяние внутри материалов обеспечивает стабильные сигналы.
- Изображения с высоким контрастом, поскольку избирательное поглощение подчеркивает дефекты или биометрические признаки.
- Современные устройства имеют размер чипа и легко интегрируются в мобильные или носимые устройства.
3. Потребительские приложения
3.1 Распознавание лиц
Принцип: отражательная способность кожи в диапазоне 1000–1700 нм практически не зависит от пигментации, а спектральная характеристика живой ткани заметно отличается от характеристик масок или фотографий.
Пример: многоспектральные модули, сочетающие светодиоды с длиной волны 935, 1060, 1300 и 1550 нм, обеспечивают устойчивую к подделке разблокировку по лицу, которая работает в темноте, при ярком солнечном свете или в тумане.
3.2 Распознавание радужной оболочки глаза
Принцип действия: Свет в ближнем инфракрасном диапазоне проникает в строму, создавая высококонтрастные изображения с минимальным рассеянным светом.
Пример: модули, встроенные в смартфоны и гарнитуры дополненной реальности, надежно работают при различных уровнях окружающего освещения и через большинство солнцезащитных очков, отвечая требованиям безопасности банковского и оборонного секторов.
3.3 Распознавание жестов
Принцип действия: SWIR-датчик улавливает интенсивность и спектральную форму отражений от рук, обеспечивая точное трехмерное отслеживание.
Пример: VR/AR-гарнитуры и панели для умного дома используют кольцевые осветители с длиной волны 1050 нм или 1310 нм для отслеживания микрожестов со скоростью 90 кадров в секунду с точностью до долей миллиметра, независимо от освещения в помещении.
4. Улучшения в области безопасности и пользовательского опыта.
Безопасность: обнаружение следов живой кожи позволяет избежать обнаружения 2D/3D-масок, высококачественных отпечатков и плотного макияжа; многоспектральные данные снижают вероятность ложного принятия менее чем на 10⁻⁵.
Удобство использования: работает днем и ночью, в помещении и на открытом воздухе, без видимого свечения; компоненты размещены внутри 4-миллиметровых рамок, что обеспечивает лаконичный индустриальный дизайн.
5. Тенденции и вызовы
Технологическая конвергенция: технология SWIR будет объединена с миллиметровым радаром или лидаром для обеспечения определения глубины и подтверждения движения.
Интеллектуальные решения на основе данных: встроенный в устройство ИИ будет прогнозировать схемы атак и самонастраиваться, повышая надежность без зависимости от облачных сервисов.
Задачи: дальнейшее снижение затрат, повышение точности при крупномасштабном производстве и комплексная защита биометрических шаблонов.
6. Заключение
Технология SWIR открывает перед потребительской электроникой четкий путь к созданию более безопасных и удобных продуктов. Дальнейшее развитие позволит расширить ее применение за пределы премиальных телефонов на планшеты, автомобили, VR-устройства и центры управления умным домом.
О Чжухай Тяньхуэй
Компания Tianhui, ведущий поставщик излучателей в ближнем инфракрасном диапазоне (SWIR), постоянно расширяет диапазон длин волн, уменьшает размеры корпусов и интегрирует драйверы, предоставляя OEM-производителям высокопроизводительные, энергоэффективные и специализированные источники света. Вместе с многосенсорным слиянием и алгоритмами искусственного интеллекта, SWIR поможет сделать устройства будущего более безопасными, интеллектуальными и ориентированными на человека.