Sa

Ang mga smartphone na may mga sensor ng fingerprint ay binaha ang merkado ngunit hindi pa matagal bago ang mga sensor na ito ay nagsimulang gawin ito sa mga smartphone sa segment ng badyet. Ang mga sensor na ito ay naging mas mabilis at mas ligtas sa mga nagdaang panahon. Bilang isang resulta, ang mga sensor na ito ay pangunahing ginagamit para sa seguridad ng smartphone ngayon.

Ang cutthroat na kumpetisyon sa industriya ng smartphone at umuusbong na teknolohiya ay nakapunta sa amin sa bahaging iyon, kung saan nakakakita kami ng isang bagong pagbabago bawat iba pang araw. Malayo na rin ang narating ng mga sensor ng fingerprint, kasama ang kasalukuyang buzzword na pagiging in-display na mga sensor ng fingerprint. Ang mga tagagawa ng smartphone tulad ng Xiaomi, Realme at Oppo ay nakatiyak na ang teknolohiya ay hindi lamang limitado sa mga punong barko.

Ang mga kamakailang aparato tulad ng Realme X, Redmi K20 at OPPO K3 ay nag-aalok ng mga in-display na fingerprint scanner sa presyo na mahirap matunaw. Naisip ang lahat ng iyon, alamin natin kung ano ang teknolohiyang sensor ng in-display na fingerprint na ito at kung paano ito gumagana.

Kasaysayan

Magsimula tayo mula sa simula nang magsimula ang lahat. Ang pagsisid sa kasaysayan ng mga mambabasa ng fingerprint sa Mga mobile device ay magdadala sa amin sa ' Pantech GI100 ', na inilunsad noong 2004. Ang aparato na ito ay nilagyan ng isang fingerprint reader, ang una sa mga uri nito. Ang mga susunod na aparato kasunod sa takbo na ' G900 at G500 ' ay nagmula sa kagustuhan ng Toshiba noong 2007. Nang maglaon sa mga tagagawa tulad ng HTC, Acer at Motorola ay sumali sa liga sa kani-kanilang mga aparato. Sumali din si Apple sa partido noong 2013 kasama ang iPhone 5s na nakakakuha ng isang sensor ng fingerprint. Tinawag ito ng higanteng nakabase sa Cupertino na tinawag itong Touch ID. Simula noon ang mga teknolohiya ng sensor ng fingerprint ay sumailalim sa ilang mga pangunahing pagbabago.

Maaaring malaman ng mga mahilig sa tech na mayroong tatlong magkakaibang mga teknolohiya ng pagpapatotoo ng fingerprint sa pagkilos. Ngunit ang teknolohiyang in-display na fingerprint ay kasalukuyang nakikinabang lamang sa dalawa.

Bago tayo makapunta sa malaking larawan ay pinapayagan nating maunawaan ang pangunahing teknolohiya sa mga likuran sa likuran. Gumagana ang lahat ng mga sensor ng fingerprint sa pamamagitan ng pagsubaybay sa mga natatanging ridges at linya ng pagsubaybay sa iyong mga daliri. Gayunpaman, ang iba't ibang mga teknolohiya ay maaaring gumana sa proseso ng pagsubaybay na ito kasama ang pag-scan ng optikal, pag-scan ng capacitive o pag-scan ng ultrasonic.

Mga uri ng mga scanner ng fingerprint

1. Mga Optical Scanner (Ginamit sa In-display na mga sensor ng fingerprint)
2. Mga Ultrasonikong Scanner (Ginamit sa In-display na mga fingerprint scanner)
3. Mga Capacitive Scanner

Mga In-display na Optical Scanner

Ang mga optikal na scanner ay nasa paligid ng medyo matagal na ngayon at ang pinakalumang pamamaraan ng pagpapatotoo ng fingerprint. Gayunpaman, ang mga in-display na optikong sensor ay medyo bago sa mga smartphone. Ang Vivo Apex, isang aparato ng konsepto na ipinakita sa MWC 2018 ay naging maraming ulo sa industriya ng smartphone. Nagtatampok ang aparato ng 'CLEAR ID 9500', isang optical fingerprint sensor na binuo ng Synaptics, ang tagagawa ng sensor na nakabatay sa US. Kalaunan ay dinala ito sa mga mamimili sa isang bagong aparato na tinatawag na 'Vivo X20 Plus UD'. Ang bagong disenyo ay agad na pinagtibay ng mga kumpanya tulad ng OPPO, Samsung, Huawei at marami pa. Karamihan sa sensor ng fingerprint na nakikita namin ay Optical finger print sensor at madali silang ma-interfaced sa Arduino, Raspberry pi at iba pang mga microcontroller.

Paggawa ng Optical Fingerprint Sensor

Ang teknolohiya ay umaasa sa pagkuha ng isang imahe ng iyong fingerprint at karagdagang pagsusuri kung ang kasalukuyang fingerprint ay tumutugma sa nakaimbak na imahe. Ang isang aparato na isinama sa pagsingil (CCD) ay nakaupo sa gitna ng isang optical sensor, ang parehong sensor na ginagamit sa mga digital camera at camcorder. Para sa mga taong walang kamalayan, ang isang CCD ay isang hanay ng mga light-sensitive diode na tinatawag na photosites, na bumubuo ng mga signal ng elektrisidad bilang tugon sa mga light photon.

Sa sandaling mailagay mo ang iyong daliri sa sensor, ang isang hanay ng mga light-emitting diode (LEDs) ay sindihan upang mailawan ang mga taluktok at puwang at ang isang camera ng CCD ay mabilis na nakakakuha ng pareho ng imahe. Ang sistema ng CCD ay bumubuo ng isang baligtad na imahe ng daliri, na may mas madidilim na mga lugar na kumakatawan sa mas masasalamin na ilaw (ang mga taluktok ng daliri) at mas magaan na mga lugar na kumakatawan sa hindi gaanong masasalamin na ilaw (ang mga lambak sa pagitan ng mga gilid). Ang nakunan ng imahe pagkatapos ay ihinahambing sa nakaimbak na imahe.

Ang mga optical sensor ay madaling lokohin habang ang teknolohiyang ginamit ay nakakakuha ng isang 2D na imahe at isang mabuting kalidad ng imahe ay maaaring posibleng tagumpay sa seguridad na ito. Ito ay nagkakahalaga ng pansin na ang teknolohiya ay gumagana lamang sa mga display ng OLED, kung saan may mga puwang sa backplane. Sa una, ang mga in-display na sensor ng fingerprint ay hindi maaasahan at mabilis tulad ng ngayon. Ngunit ang mga bagay ay nagbago pabor sa mga sensor na ito sa mga nagdaang panahon.

Mga In-display na Ultrason Scanner

Ang mga ultrasonic sensor ay ang pinakabago ng mga teknolohiya ng fingerprint na ginagamit. Tulad ng mga pahiwatig ng pangalan, ginagamit ng mga sensor na ito ang tunog ng ultrasonic na may mataas na dalas upang mapa ang iyong fingerprint. Nakipagtulungan ang Samsung sa Qualcomm upang dalhin ang unang aparato gamit ang isang in-display ultrasonikong sensor ng fingerprint na 'Galaxy S10 / S10 +. Ang aparato ay ang kauna-unahang nagtatampok din ng 3D Sonic sensor ng Qualcomm na isang pag-ulit ng Sense ID.

Ang pinakabagong teknolohiyang ultrasonic ng Qualcomm ay gumagana sa pamamagitan ng baso na hanggang sa 800 microns ang kapal. Inaangkin ng kumpanya ang isang latency na 250-millisecond para sa pag-unlock na malapit sa kung ano ang maaaring makamit ng isang capacitive fingerprint scanner.

Paggawa ng Ultrasonic Fingerprint Sensor

Ang hardware sa mga scanner na ito ay binubuo ng isang ultrasonic transmitter at receiver. Nagsisimula ang proseso ng pag-scan sa sandaling mailagay ang isang kamay sa sensor. Ang isang ultrasonic pulse ay ipinapadala ng transmiter na sumalpok sa mga taluktok at lambak sa daliri, ang ilan sa presyon ng pulso ay hinihigop at ang ilan dito ay binalik sa sensor. Ang dami ng pagsipsip at bounce back ng pulso ay nag-iiba sa iba't ibang mga fingerprint. Ang paglipat ng karagdagang, isang sensor na may kakayahang tiktikan ang mekanikal stress ay ginagamit upang makalkula ang tindi ng nagbabalik na ultrasonic pulso sa iba't ibang mga punto sa scanner. Ang mga scanner na ito ay nakakakuha ng detalyadong malalim na impormasyon, na nagreresulta sa isang detalyadong kopya ng 3D ng na-scan na fingerprint.

Dahil ang mga scanner na ito ay namamalagi sa ilalim ng display. Ang mga alon mula sa mga ultrasonic sensor ay kailangang maglakbay sa backplane ng display, baso, at proteksiyon na takip bago maabot ang iyong daliri. Samakatuwid, tinitiyak ng mga tagagawa na ang baso na ginamit para sa pagpapakita ay hindi masyadong makapal. Nasabi na, pinayuhan na huwag magdagdag ng labis na proteksyon tulad ng isang tagapagtanggol sa screen, na maaaring hadlangan ang teknolohiyang ito na gumana nang maayos.

Hindi gaanong mga aparato ang mayroong ultrasonikong sensor na pinakamahalaga sa mga magagamit na teknolohiya. Ang mga flagship device tulad ng Samsung Galaxy S10 / 10 + ay nilagyan ng ultrasonic sensor. Gayunpaman, may ilang oras pa rin hanggang sa makita namin ang teknolohiyang ito na tumagos sa segment ng badyet.

Mga Capacitive Scanner

Ang Capacitive Sensors ay ang pinakalawak na ginagamit na sensor sa mga panahong ito at maaaring matagpuan sa bawat iba pang aparato na iyong napagtagumpayan. Ang mga sensor na ito ay gumagamit ng mga capacitor bilang pangunahing sangkap, na kung saan ay isang elektronikong sangkap na ginagamit para sa pag-iimbak ng elektrikal na enerhiya. Ang teknolohiya ay kasalukuyang hindi ginagamit para sa in-display na pag-scan ng fingerprint.

Paggawa ng Capacitive Fingerprint Sensor

Ang mga sensor na ito ay nag-scan din ng mga taluktok at lambak sa mga fingerprint. Gayunpaman, sa kasong ito, ginagamit ang kasalukuyang elektrisidad upang mangolekta ng data sa halip na ilaw. Ang isang hanay ng mga capacitor ay inilalagay sa ibaba ng ibabaw ng pag-scan upang mangolekta ng detalye ng fingerprint. Kapag ang isang kamay ay inilagay sa ibabaw ng pag-scan ang singil na nakaimbak sa mga capacitor ay nagbabago. Ang pagkakaiba sa singil na ito ay sinusubaybayan ng isang op-amp integrator circuit na kung saan ay karagdagang naitala ng isang analogue-to-digital converter.

Ang nakuhang data ay ginagamit para sa pagpapatotoo. Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna na ang kakayahan ng mga capacitive sensor ay tataas sa pagtaas ng hindi ng mga capacitor. Ang mga scanner na ito ay nag-aalok ng mas mahusay na seguridad ay mabilis at nakakabaliw mahirap lokohin. Ang mga capacitive sensor ay mas mahal kumpara sa mga pang-optikal at ginamit lamang sa mga punong barko na aparato noon. Bukod dito, ito ay 2019 at ang capacitive sensor ay tumagos sa lahat ng mga segment sa industriya ng smartphone. Ang mga capacitive touch pad ay mura at maaaring madaling isama ng anumang aparato.

Algorithm at Cryptography

Ang pag-scan ay kalahati lamang ng proseso, sinabi na mahalaga na itabi ang data sa isang ligtas na lugar. Para sa prosesong ito, ang isang nakalaang IC ay idinagdag sa sensor na tumutukoy sa pagbibigay kahulugan sa na-scan na data at karagdagang paglilipat nito sa processor. Ang maa-secure na lugar ay hindi maa-access at kahit na ang pag-rooting ay hindi makakatulong upang makapasok. Ang bawat tagagawa ay may iba't ibang diskarte at gumagamit ng iba't ibang mga algorithm upang makilala ang mga pangunahing katangian ng fingerprint. Pangkalahatan, ang mga algorithm na ito ay naghahanap ng napaka-tukoy na mga tampok na tinatawag na minutiae, kung saan ang mga linya sa iyong fingerprint ay natapos o nahahati sa dalawa. Samakatuwid, ang scanner ay maaaring tumugma sa mga minutiae na ito sa halip na i-scan muli ang buong fingerprint. Na ginagawang mas mabilis ang buong proseso.

Ang paglipat ng karagdagang, ang mga tagagawa ng sensor na ito ay may magkakahiwalay na mga system para sa imbakan. Gumagamit ang ARM ng, teknolohiya ng TrustZone na nakabatay sa Trusted Execution Environment (TEE) na nag-iimbak ng data sa isang ligtas na lugar sa loob ng pangunahing processor. Ang Qualcomm sa kabilang panig ay gumagamit ng Qualcomm Secure Execution Environment (QSEE) para sa pag-secure ng mga pribadong key at password na naka-encrypt. Ang mga system na ito ay maaaring may iba't ibang mga pangalan ngunit lahat ng mga ito ay may isang karaniwang layunin na protektahan ang data.

Alin ang mas mahusay na Optical o Ultrasonic?

Ang mga ultrasonic scanner siyempre ay mas mahusay habang nakikinabang sila mula sa proseso ng pag-scan ng 3D, habang ang mga optikal na scanner ay may kakayahang 2D na pag-scan tulad ng nabanggit na dati. Bukod sa mga ito, ang mga ultrasonic sensor ay napakaliit ng laki, ang pinakabagong 3D sonic sensor ng Qualcomm ay sumusukat lamang sa 0.2 mm. Ang maliit na form factor ng mga sensor na ito ay nakakatugon sa kasalukuyang pangangailangan para sa mga payat at walang bezel na aparato. Ang paglipat ng karagdagang, ang mga sensor na ito ay hindi rin apektado ng alikabok, grasa o basa na mga kamay.

Gayunpaman, walang maraming mga aparato na gumagamit ng mga ultrasonic sensor at na ganap na may kinalaman sa mga gastos sa pagmamanupaktura. Ang mga sensor na ito ay magastos at magagamit lamang sa mga piling aparato na punong barko hanggang ngayon.

Ano ang mga kamakailang aparato na may mga in-display na scanner ng fingerprint?

Ngayon na alam mo ang kasalukuyang mga teknolohiya at ang kanilang pagtatrabaho. Mas mabuti pa kung may kamalayan ka sa mga kamakailang aparato na may mga in-display na sensor ng fingerprint at kanilang uri.

Mga aparato na may mga optical in-display scanner	Mga aparato na may mga in-display scanner na ultrasonic
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
Ang Huawei P30 Pro
Xiaomi Mi 9