Gt förklarar: hur fingeravtryckssensorer på skärmen fungerar på smartphones

Teknik är ett oändligt spel av innovation. På mindre än ett decennium har vi gått från att stansa PIN-koder till att använda Face Unlock som autentiseringsåtgärd på våra telefoner. Och precis som vi tänkte att det inte kunde bli bättre, har vi en helt ny innovation som tar den tekniska världen med storm: fingeravtryckssensorn på skärmen.

Fingeravtrycksscannrar på skärmen har varit ett sortsord sedan länge. Efter många års rykten och viskning är det äntligen här. Därför uppmanas frågan hur det skiljer sig från de konventionella kapacitiva sensorerna och, ännu viktigare, hur fungerar det.

Om du måste veta, skulle iPhone X bära denna revolutionerande teknik. Medan Apple valt Face ID, skjutade Samsung upp användningen av displayfingeravtrycksläsare till Galaxy S10.

Slutligen var världens första kommersiella telefon med fingeravtryckssensorn på skärmen Vivo X21. Och sedan dess har den sett i den enormt dyra Huawei Porsche Design Mate RS och kommer att ses i den kommande Xiaomi Mi 8.

Hur fungerar den fingeravtryckssensorn på skärmen verkligen

En fingeravtryckssensor på skärmen använder en optisk fingeravtryckssensor för att fånga upp fingeravtrycksdata och är inbäddad under telefonens skärm. Vivo X21 och Xiaomi Mi 8 använder Synaptics Clear ID-sensor för högupplösta fingeravtrycksskanning. Clear ID-sensorn, som är ett CMOS-chip med namnet Clear ID FS9500, stöds endast på OLED- och AMOLED-skärmar.

Vivo X21 använder Synaptics Clear ID-sensor för högupplösta fingeravtrycksskanning

Det fungerar genom att fånga det reflekterade ljuset från fingeravtrycket genom OLED-pixlarna. Så när du trycker på telefonens skärm tänds skärmen för att lysa upp fingeravtrycket. Sensorn fångar sedan en högupplösta skanning av ditt fingeravtryck genom det ljus som reflekteras från mellanrummen mellan pixlarna.

För att säkerställa att fingeravtrycksdata läses korrekt av sensorn, måste du trycka på skärmen något. Detta görs så att sensorn kan skilja mellan åsarna och dalarna för varje fingeravtryck.

Intressant nog görs fingeravtrycksmatchningen genom Synaptics programvara Quantum Matcher, istället för den interna Match-In-Sensorteknologin. Under tiden använder fingeravtryckssensorn värdens sensorer för att belysa området och aktivera skannern.

Här är en video som visar nedbrytning av fingeravtryckssensorn på skärmen

Synaptics 'Clear ID optiska sensor är dock inte den enda på marknaden. I mars 2018 började Goodix leverera sin egen version av en optisk fingeravtrycksläsare i displayen. Huawei Porsche Design Mate RS är den första kommersiellt tillgängliga telefonen med Goodix fingeravtryckssensor på skärmen.

Denna sensor fungerar också på liknande sätt som Synaptics FS9500 och påstår sig ha en falsk acceptansgrad på 0, 002%.

Också på

5 banbrytande innovationer som ändrade smarttelefoner för alltid

Fördelar med fingeravtryckssensor i displayen

Att magiskt aktivera fingeravtryckssensorn på telefonens skärm vid behov är en fascinerande teknik. Med många tillverkare som valde att flytta fingeravtryckssensorerna bak på telefonen, väckte det en hel del problem.

För det första, om telefonen ligger på skrivbordet, måste du plocka upp den för att låsa upp den. Situationen blir värre om telefonen är ansluten till en bilmontering.

För det andra, med bakre fingeravtryckssensorer, kan du aldrig vara säker på att du träffar rätt plats. När allt kommer omkring kan även rutinerade telefontillverkare (läs Samsung och Nokia) ibland röra fingeravtrycksläsarens position.

Även rutinerade telefontillverkare kan ibland röra på fingeravtrycksläsarens position

Eftersom fingeravtrycksskannrar på skärmen vanligtvis ligger längst ner på skärmen är det lättillgängligt och mer övertygande.

Förutom att fingeravtryckssensorer på displayen hävdar att de fungerar för både torra, våta eller kalla fingrar. Dessutom är optiska sensorer tunna och bidrar inte så mycket till telefonens tjocklek.

Ännu viktigare är att de är snabba. Faktum är att Synaptics Clear ID påstår att de matchar fingeravtryck på 0, 7 sekunder. Om du skulle jämföra det med Face Unlock tar det i genomsnitt 1, 4 sekunder att skanna ett ansikte.

Vilka är dess begränsningar

Som med alla nya tekniker tar det några iterationer för att bli förfinade och detsamma gäller för fingeravtryckssensorn på skärmen. Det är marginellt långsammare jämfört med traditionella fingeravtrycksskannrar. Och ibland verkar inte läsaren känna igen de registrerade fingeravtryck.

Samtidigt kan applicering av alla typer av härdat glas med största sannolikhet ge felaktiga resultat eller orsaka sensorn att bete sig fel.

Finns det några potentiella säkerhetsproblem

På säkerhetsfronten åtföljs Clear ID i Vivo X21 av ett robust anti-spoofing-system. Eftersom det är en optisk sensor och inte en kapacitiv sensor, kommer den inte att kunna avkänna en puls, på grund av vilken den kan tappas med falska skanningar.

Tack och lov är säkerhetsåtgärderna ombord smarta nog för att upptäcka förfalskade fingeravtryck. Annars beror det också på OEM-tillverkarna på hur de uppskattar autentiseringsåtgärderna.

Men det är lite tidigt att kommentera säkerheten för dessa skannrar. Tid och ytterligare säkerhetstester ger utan tvekan en mycket bättre bild.

Vår erfarenhet med fingeravtryckssensorn på skärmen

Vi försökte fingeravtryckssensorn på Vivo X21 och onödigt att säga, upplevelsen var nästan surrealistisk! Att kunna placera fingret på glaset medan skärmen och sensorn gör sin mumbo-jumbo är en one-of-a-kind upplevelse.

Telefonen har en tumstorlekikon som förblir upplyst större delen av tiden. Allt du behöver göra är att placera ditt registrerade finger på det.

När telefonen låses upp vet du inte var sensorn är förrän du använder en autentiseringsapp som LastPass som kräver dina fingeravtryck.

Till skillnad från den vanliga skannern fungerar inte fingeravtrycket på skärmen alltid korrekt. En av sju gånger vägrade skannern att öppna dörren till telefonen.

Hej, framtid!

Eftersom skärmvisning i full visning blev en allestädes närvarande funktion i smartphones var det hög tid att den praktiska fingeravtrycksgivaren fick en stor uppgradering. Och med Qualcomm som introducerar sin egen variant av ultraljudsfingeravtryckssensorer på skärmen, finns det ingen tvekan om att fingeravtryckssensorn på skärmen sannolikt kommer att bli den senaste trenden i smarttelefonvärlden.