În

Smartphone-urile cu senzori de amprentă au inundat piața, dar nu a trecut mult timp de când acești senzori au început să ajungă la smartphone-uri din segmentul bugetar. Acești senzori au devenit mai rapizi și mai siguri în ultima vreme. Ca urmare, acești senzori sunt folosiți în primul rând pentru securitatea smartphone-urilor în zilele noastre.

Concurența drăgălașă din industria smartphone-urilor și tehnologia în evoluție ne-a adus în acea fază, unde întâlnim o nouă inovație în fiecare zi. Senzorii de amprentă digitală au ajuns și ei departe, cuvântul actual actual fiind senzori de amprentă pe ecran. Producătorii de smartphone-uri precum Xiaomi, Realme și Oppo s-au asigurat că tehnologia nu se limitează doar la dispozitivele emblematice.

Dispozitive recente, cum ar fi Realme X, Redmi K20 și OPPO K3, oferă scanere de amprentă pe ecran, la un preț greu de digerat. Având în vedere toate acestea, să aflăm ce este această tehnologie a senzorului de amprentă digitală pe ecran și cum funcționează.

Istorie

Să începem de la început când a început totul. Scufundarea în istoria cititorilor de amprente de pe dispozitive mobile ne duce la „ Pantech GI100 ”, lansat în 2004. Acest dispozitiv a fost echipat cu un cititor de amprente, primul de acest gen. Următoarele dispozitive care au urmat tendința „ G900 și G500 ” au venit de la Toshiba în 2007. Mai târziu, producători precum HTC, Acer și Motorola s-au alăturat ligii cu dispozitivele lor respective. Și Apple s-a alăturat petrecerii în 2013, iPhone 5s primind un senzor de amprentă. Gigantul din Cupertino, numit, a continuat să-l numească Touch ID. De atunci, tehnologiile senzorilor de amprentă au suferit unele modificări majore.

Pasionații de tehnologie ar putea ști că există trei tehnologii diferite de autentificare a amprentelor digitale în acțiune. Însă tehnologia de amprentă pe afișaj beneficiază în prezent doar de cele două.

Înainte de a intra în imaginea de ansamblu, ne permite să înțelegem tehnologia de bază în lucrările din spate. Toți senzorii de amprentă funcționează urmărind acele creste și linii de urmărire unice pe degete. Cu toate acestea, diferite tehnologii pot funcționa în acest proces de urmărire, inclusiv scanarea optică, scanarea capacitivă sau scanarea cu ultrasunete.

Tipuri de scanere de amprente

1. Scanere optice (utilizate în senzorii de amprentă în ecran)
2. Scanere cu ultrasunete (utilizate în scanerele de amprentă pe ecran)
3. Scanere capacitive

Scanere optice in-display

Scanerele optice există de ceva vreme și sunt cele mai vechi metode de autentificare a amprentelor digitale. Cu toate acestea, senzorii optici pe ecran sunt relativ noi pentru smartphone-uri. Vivo Apex, un dispozitiv concept prezentat la MWC 2018 a transformat multe capete în industria smartphone-urilor. Dispozitivul avea „CLEAR ID 9500”, un senzor optic de amprentă digital dezvoltat de Synaptics, producătorul de senzori din SUA. Ulterior a fost adus consumatorilor într-un nou dispozitiv numit „Vivo X20 Plus UD”. Noul design a fost adoptat în curând de companii precum OPPO, Samsung, Huawei și multe altele. Majoritatea senzorului de amprentă pe care îl vedem este senzor de amprentă optică și pot fi ușor interfațați cu Arduino, Raspberry pi și alte microcontrolere.

Funcționarea senzorului de amprentă optică

Tehnologia se bazează pe captarea unei imagini a amprentei dvs. și pe analiza ulterioară a amprentelor actuale care se potrivesc cu imaginea stocată. Un dispozitiv cuplat la încărcare (CCD) se află în centrul unui senzor optic, același senzor care este utilizat în camerele digitale și camerele video. Pentru cei care nu știu, un CCD este o serie de diode sensibile la lumină numite fotosite, care generează semnale electrice ca răspuns la fotonii luminoși.

De îndată ce așezați degetul pe senzor, o serie de diode emițătoare de lumină (LED-uri) se aprind pentru a lumina crestele și golurile și o cameră CCD captează rapid o imagine a acestuia. Sistemul CCD generează o imagine inversată a degetului, cu zone mai întunecate reprezentând mai multă lumină reflectată (crestele degetului) și zone mai deschise reprezentând lumină mai puțin reflectată (văile dintre creste). Imaginea capturată este apoi comparată cu imaginea stocată.

Senzorii optici sunt ușor de păcălit, deoarece tehnologia utilizată surprinde o imagine 2D, iar o imagine de bună calitate poate descoperi această securitate. Este demn de remarcat faptul că tehnologia funcționează numai cu afișaje OLED, unde există goluri în fundal. Inițial, senzorii de amprentă pe ecran nu erau la fel de fiabili și de rapizi ca acum. Dar lucrurile s-au schimbat în favoarea acestor senzori în ultima vreme.

Scanere cu ultrasunete pe ecran

Senzorii cu ultrasunete sunt cea mai nouă tehnologie de amprentă digitală utilizată. După cum sugerează și numele, acești senzori folosesc sunet cu ultrasunete de înaltă frecvență pentru a vă marca amprenta. Samsung a colaborat cu Qualcomm pentru a aduce primul dispozitiv cu un senzor de amprentă cu ultrasunete pe ecran, „Galaxy S10 / S10 +. Dispozitivul a fost, de asemenea, primul care a inclus senzorul 3D Sonic al Qualcomm, care este o iterație a Sense ID.

Cea mai recentă tehnologie cu ultrasunete Qualcomm funcționează prin sticlă cu o grosime de până la 800 microni. Compania susține o latență de 250 de milisecunde pentru deblocare, care este aproape de ceea ce poate realiza un scaner de amprentă capacitiv.

Funcționarea senzorului de amprentă cu ultrasunete

Hardware-ul de pe aceste scanere constă dintr-un emițător și receptor cu ultrasunete. Procesul de scanare începe imediat ce vârful degetului este plasat pe senzor. Un impuls cu ultrasunete este transmis de transmițător care se ciocnește cu crestele și văile de pe vârful degetului, o parte din presiunea pulsului este absorbită, iar o parte din aceasta este revenită la senzor. Cantitatea de absorbție și revenire a pulsului variază în funcție de amprentele variate. Deplasându-se mai departe, un senzor capabil să detecteze tensiunea mecanică este utilizat pentru a calcula intensitatea impulsului ultrasonic care revine în diferite puncte de pe scaner. Aceste scanere obțin informații detaliate detaliate, rezultând o replică 3D detaliată a amprentei scanate.

Deoarece aceste scanere se află sub afișaj. Undele de la senzorii cu ultrasunete trebuie să călătorească prin panoul de fundal al ecranului, sticla și capacul de protecție înainte de a ajunge la deget. Prin urmare, producătorii se asigură că sticla utilizată pentru afișare nu este prea groasă. Acestea fiind spuse, se recomandă să nu adăugați o protecție suplimentară, cum ar fi un protector de ecran, care poate împiedica această tehnologie să funcționeze corect.

Nu multe dispozitive vin cu un senzor cu ultrasunete, fiind cea mai costisitoare dintre tehnologiile disponibile. Dispozitive emblematice precum Samsung Galaxy S10 / 10 + sunt echipate cu un senzor cu ultrasunete. Cu toate acestea, mai este ceva timp până când vom vedea această tehnologie pătrunzând pe segmentul bugetar.

Scanere capacitive

Senzorii capacitivi sunt cei mai utilizați senzori în zilele noastre și pot fi găsiți pe orice alt dispozitiv pe care îl întâlniți. Acești senzori folosesc condensatori ca componentă centrală, care este o componentă electronică utilizată pentru stocarea energiei electrice. Tehnologia nu este utilizată în prezent pentru scanarea amprentei pe ecran.

Funcționarea senzorului de amprentă capacitivă

Și acești senzori scanează crestele și văile de pe amprentele digitale. Cu toate acestea, în acest caz, curentul electric este utilizat pentru a colecta date în loc de lumină. O gamă de condensatoare sunt plasate sub suprafața de scanare pentru a colecta detaliile amprentei digitale. Atunci când vârful degetului este plasat pe suprafața de scanare, sarcina stocată pe condensator se schimbă. Această diferență de încărcare este urmărită de un circuit integrator op-amp care este înregistrat în continuare de un convertor analog-digital.

Datele capturate sunt utilizate pentru autentificare. Este demn de remarcat faptul că capacitatea senzorilor capacitivi crește odată cu creșterea numărului de condensatori. Aceste scanere oferă o securitate mai bună, sunt rapide și extrem de greu de păcălit. Senzorii capacitivi sunt mai scumpi în comparație cu cei optici și erau folosiți doar pe dispozitivele emblematice de atunci. Mai mult, acesta este 2019 și senzorii capacitivi au pătruns pe toate segmentele din industria smartphone-urilor. Tampoanele tactile capacitive sunt ieftine și pot fi ușor integrate de orice dispozitiv.

Algoritm și criptografie

Scanarea reprezintă doar jumătate din proces, având în vedere că este important să stocați datele într-un loc sigur. Pentru acest proces, se adaugă un senzor IC dedicat senzorului care se ocupă cu interpretarea datelor scanate și transmiterea lor către procesor. Locul securizat este inaccesibil și chiar și înrădăcinarea nu poate ajuta la intrare. Fiecare producător are o abordare diferită și folosește algoritmi diferiți pentru a identifica caracteristicile cheie ale amprentelor digitale. În general, acești algoritmi caută caracteristici foarte specifice numite detalii, unde liniile din amprenta dvs. se termină sau se împart în două. Prin urmare, scanerul poate corespunde acestor detalii în loc să scaneze din nou întreaga amprentă. Ceea ce face întregul proces puțin mai rapid.

Mergând mai departe, acești producători de senzori au sisteme separate de stocare. ARM utilizează tehnologia TrustZone bazată pe Trusted Execution Environment (TEE), care stochează date într-un loc sigur în interiorul procesorului principal. Pe de altă parte, Qualcomm folosește Qualcomm Secure Execution Environment (QSEE) pentru securizarea cheilor și parolelor de criptare private. Aceste sisteme pot avea nume diferite, dar toate au un obiectiv comun, care este protejarea datelor.

Care este mai bun Optic sau Ultrasonic?

Bineînțeles, scanerele cu ultrasunete sunt mai bune deoarece beneficiază de procesul de scanare 3D, în timp ce scanerele optice sunt capabile să scaneze 2D, așa cum am menționat anterior. Pe lângă acestea, senzorii cu ultrasunete au dimensiuni extrem de mici, cel mai recent senzor sonic 3D de la Qualcomm măsoară doar 0,2 mm. Micul factor de formă al acestor senzori satisface cererea actuală pentru dispozitive subțiri și fără rame. Deplasându-se mai departe, acești senzori nu sunt, de asemenea, afectați de praf, grăsime sau mâini umede.

Cu toate acestea, nu există multe dispozitive care să folosească senzori cu ultrasunete și care să aibă complet legătură cu costurile de fabricație. Acești senzori sunt costisitori și sunt disponibili doar pe anumite dispozitive emblematice de pe moment.

Care sunt dispozitivele recente cu scanere de amprentă pe ecran?

Ei bine, acum, că sunteți conștient de tehnologiile actuale și de funcționarea lor. Ar fi și mai bine dacă sunteți conștienți de dispozitivele recente cu senzori de amprentă digitală și de tipul acestora.

Dispozitive cu scanere optice in-display	Dispozitive cu scanere ultrasonice in-display
Redmi K20 / k20 Pro	Samsung Galaxy S10 / S10 +
Realme X
One Plus 7/7 Pro
OPPO K3
Samsung Galaxy A50 / A70 / A80
OPPO K1
Vivo V15 Pro
One Plus 6T
Huawei P30 Pro
Xiaomi Mi 9