Dalam

Telefon pintar dengan sensor cap jari telah membanjiri pasaran tetapi tidak lama sejak sensor ini mulai membuatnya ke telefon pintar di segmen anggaran. Sensor ini menjadi lebih pantas dan lebih selamat sejak kebelakangan ini. Hasilnya, sensor ini digunakan terutamanya untuk keselamatan telefon pintar hari ini.

Persaingan kejam dalam industri telefon pintar dan teknologi yang berkembang telah membawa kita ke fasa itu, di mana kita menemui inovasi baru setiap hari. Sensor cap jari juga jauh, dengan kata kunci semasa adalah sensor cap jari dalam paparan. Pengilang telefon pintar seperti Xiaomi, Realme dan Oppo telah memastikan bahawa teknologinya tidak hanya terhad pada peranti unggulan.

Peranti terkini seperti Realme X, Redmi K20 dan OPPO K3 menawarkan pengimbas cap jari dalam paparan dengan harga yang sukar dicerna. Dengan semua itu, mari kita ketahui apakah teknologi sensor cap jari dalam paparan ini dan bagaimana ia berfungsi.

Sejarah

Mari kita mulakan dari awal ketika semuanya bermula. Menyelami sejarah pembaca cap jari pada peranti Mudah Alih membawa kita ke ' Pantech GI100 ', dilancarkan pada tahun 2004. Peranti ini dilengkapi dengan pembaca cap jari, yang pertama seumpamanya. Peranti seterusnya yang mengikuti trend ' G900 dan G500 ' berasal dari Toshiba pada tahun 2007. Kemudian pengeluar seperti HTC, Acer dan Motorola menyertai liga dengan peranti masing-masing. Apple juga menyertai pesta tersebut pada tahun 2013 dengan iPhone 5s mendapat sensor cap jari. Raksasa yang berpangkalan di Cupertino dipanggil terus memanggilnya Touch ID Sejak itu teknologi sensor cap jari telah mengalami beberapa perubahan besar.

Peminat teknologi mungkin tahu terdapat tiga teknologi pengesahan cap jari yang berbeza dalam tindakan. Tetapi teknologi cap jari dalam paparan pada masa ini hanya memanfaatkan kedua-duanya.

Sebelum kita memasuki gambaran besar, mari kita memahami teknologi asas dalam kerja-kerja di belakang. Semua sensor cap jari berfungsi dengan mengesan jejak dan garis jejak unik di jari anda. Walau bagaimanapun, teknologi yang berbeza dapat digunakan dalam proses pengesanan ini termasuk pemindaian optik, pemindaian kapasitif atau pengimbasan ultrasonik.

Jenis pengimbas cap jari

Pengimbas Optik (Digunakan dalam sensor cap jari dalam paparan)
Pengimbas ultrasonik (Digunakan dalam pengimbas cap jari dalam paparan)
Pengimbas Kapasitif

Pengimbas Optik Dalam Paparan

Pengimbas optik sudah lama wujud dan merupakan kaedah pengesahan cap jari tertua. Walau bagaimanapun, sensor optik dalam paparan relatif baru untuk telefon pintar. Vivo Apex, peranti konsep yang dipamerkan di MWC 2018 menjadikan banyak pemimpin dalam industri telefon pintar. Peranti ini menampilkan 'CLEAR ID 9500', sensor cap jari optik yang dikembangkan oleh Synaptics, pembuat sensor yang berpusat di AS. Ia kemudian dibawa kepada pengguna dalam peranti baru bernama 'Vivo X20 Plus UD'. Reka bentuk baru tidak lama lagi diterima oleh syarikat seperti OPPO, Samsung, Huawei dan banyak lagi. Sebilangan besar sensor cap jari yang kita lihat adalah sensor cap jari Optik dan ia dapat dihubungkan dengan mudah dengan Arduino, Raspberry pi dan mikrokontroler lain.

Mengendalikan Sensor Cap Jari Optik

Teknologi bergantung pada menangkap gambar cap jari anda dan menganalisis lebih lanjut jika cap jari semasa sepadan dengan gambar yang disimpan. A peranti caj-ditambah pula (CCD) duduk di tengah-tengah sensor optik, sensor yang sama yang digunakan dalam kamera digital dan kamkoder. Bagi orang yang tidak menyedari, CCD adalah pelbagai diod sensitif cahaya yang disebut photosites, yang menghasilkan isyarat elektrik sebagai tindak balas kepada foton cahaya.

Sebaik sahaja anda meletakkan jari pada sensor, pelbagai diod pemancar cahaya (LED) menyala untuk menerangi jurang dan jurang dan kamera CCD dengan cepat menangkap gambar yang sama. Sistem CCD menghasilkan imej jari yang terbalik, dengan kawasan yang lebih gelap mewakili cahaya yang lebih banyak dipantulkan (rabung jari) dan kawasan yang lebih terang mewakili cahaya yang kurang dipantulkan (lembah di antara rabung). Gambar yang diambil kemudian dibandingkan dengan gambar yang disimpan.

Sensor optik mudah dibohongi kerana teknologi yang digunakan menangkap gambar 2D dan gambar berkualiti baik mungkin dapat menembusi keselamatan ini. Perlu diingat bahawa teknologinya hanya berfungsi dengan paparan OLED, di mana terdapat jurang di landasan belakang. Pada mulanya, sensor cap jari dalam paparan tidak begitu dipercayai dan cepat seperti sekarang. Tetapi perkara telah berubah untuk sensor ini sejak kebelakangan ini.

Pengimbas Ultrasonik dalam paparan

Sensor ultrasonik adalah teknologi cap jari terbaru yang digunakan. Seperti namanya, sensor ini menggunakan suara ultrasonik frekuensi tinggi untuk memetakan cap jari anda. Samsung bekerjasama dengan Qualcomm untuk membawa peranti pertama dengan sensor cap jari ultrasonik dalam paparan 'Galaxy S10 / S10 +. Peranti ini juga yang pertama menampilkan sensor Sonic 3D Qualcomm yang merupakan lelaran dari Sense ID.

Teknologi ultrasonik terbaru Qualcomm berfungsi melalui kaca setebal hingga 800 mikron. Syarikat itu menuntut latensi 250 milisaat untuk membuka kunci yang hampir dengan apa yang dapat dicapai oleh pengimbas cap jari kapasitif.

Mengendalikan Sensor Cap Jari Ultrasonik

Perkakasan pada pengimbas ini terdiri daripada pemancar dan penerima ultrasonik. Proses mengimbas bermula sebaik sahaja hujung jari diletakkan pada sensor. Nadi ultrasonik dihantar oleh pemancar yang bertabrakan dengan rabung dan lembah di hujung jari, sebahagian tekanan nadi diserap dan sebahagiannya dipantulkan kembali ke sensor. Jumlah penyerapan dan pemulihan nadi berbeza dengan cap jari yang berbeza-beza. Melangkah lebih jauh, sensor yang mampu mengesan tekanan mekanikal digunakan untuk mengira intensiti pulsa ultrasonik yang kembali pada titik berbeza pada pengimbas. Pengimbas ini memperoleh maklumat mendalam yang terperinci, menghasilkan replika 3D terperinci dari cap jari yang diimbas.

Oleh kerana pengimbas ini terletak di bawah paparan. Gelombang dari sensor ultrasonik harus bergerak melalui pelantar belakang, kaca, dan penutup pelindung sebelum sampai ke jari anda. Oleh itu, pengeluar memastikan bahawa kaca yang digunakan untuk paparan tidak terlalu tebal. Setelah itu, disarankan untuk tidak menambahkan perlindungan tambahan seperti pelindung layar, yang dapat mencegah teknologi ini berfungsi dengan baik.

Tidak banyak peranti yang dilengkapi sensor ultrasonik sebagai teknologi termahal yang ada. Peranti unggulan seperti Samsung Galaxy S10 / 10 + dilengkapi dengan sensor ultrasonik. Namun, masih ada masa sehingga kita melihat teknologi ini menembusi segmen anggaran.

Pengimbas Kapasitif

Sensor Capacitive adalah sensor yang paling banyak digunakan hari ini dan boleh didapati di setiap peranti lain yang anda temui. Sensor ini menggunakan kapasitor sebagai komponen teras, yang merupakan komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan tenaga elektrik. Teknologi ini tidak digunakan untuk pengimbasan cap jari dalam paparan.

Bekerja Sensor Cap Jari Capacitive

Sensor ini juga mengimbas rabung dan lembah pada cap jari. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, arus elektrik digunakan untuk mengumpulkan data dan bukannya cahaya. Pelbagai kapasitor diletakkan di bawah permukaan pengimbasan untuk mengumpulkan perincian cap jari. Apabila hujung jari diletakkan di permukaan pengimbasan, cas yang disimpan pada kapasitor berubah. Perbezaan cas ini dikesan oleh litar integrator op-amp yang selanjutnya direkodkan oleh penukar analog-ke-digital.

Data yang diambil digunakan untuk pengesahan. Perlu diperhatikan bahawa keupayaan sensor kapasitif meningkat dengan peningkatan jumlah kapasitor. Alat pengimbas ini menawarkan keselamatan yang lebih baik dengan pantas dan sukar ditipu. Sensor kapasitif lebih mahal berbanding sensor optik dan hanya digunakan pada peranti utama ketika itu. Lebih-lebih lagi, ini adalah tahun 2019 dan sensor kapasitif telah meresap ke semua segmen dalam industri telefon pintar. Pad sentuh kapasitif murah dan dapat disatukan dengan mudah oleh sebarang peranti.

Algoritma dan Kriptografi

Mengimbas hanya separuh proses, dengan mengatakan bahawa penting untuk menyimpan data di tempat yang selamat. Untuk proses ini, IC khusus ditambahkan ke sensor yang berurusan dengan mentafsirkan data yang diimbas dan seterusnya menghantarnya ke pemproses. Tempat yang selamat tidak dapat diakses dan bahkan rooting tidak dapat menembus masuk. Setiap pengeluar mempunyai pendekatan yang berbeza dan menggunakan algoritma yang berbeza untuk mengenal pasti ciri cap jari utama. Secara umumnya, algoritma ini mencari ciri yang sangat spesifik yang disebut minutiae, di mana garis pada cap jari anda berakhir atau terbelah dua. Oleh itu, pengimbas dapat mencocokkan perkara kecil ini dan bukannya mengimbas kembali cap jari lagi. Yang menjadikan keseluruhan proses sedikit lebih pantas.

Melangkah lebih jauh, pengeluar sensor ini mempunyai sistem penyimpanan yang berasingan. ARM menggunakan, teknologi TrustZone berasaskan Trusted Execution Environment (TEE) yang menyimpan data di tempat yang selamat di dalam pemproses utama. Qualcomm di sisi lain menggunakan Qualcomm Secure Execution Environment (QSEE) untuk mendapatkan kunci dan kata laluan penyulitan peribadi. Sistem ini mungkin mempunyai nama yang berbeza tetapi semuanya mempunyai tujuan bersama iaitu melindungi data.

Mana yang lebih baik Optik atau Ultrasonik?

Pengimbas ultrasonik tentu lebih baik kerana mereka mendapat manfaat daripada proses pengimbasan 3D, sementara pengimbas optik hanya mampu melakukan pengimbasan 2D seperti yang disebutkan sebelumnya. Selain itu, sensor ultrasonik berukuran sangat kecil, sensor sonik 3D terbaru Qualcomm berukuran hanya 0.2 mm. Faktor bentuk kecil sensor ini memenuhi permintaan semasa untuk peranti langsing dan tanpa bezel. Melangkah lebih jauh, sensor ini juga tidak terkena debu, minyak atau tangan basah.

Namun, tidak banyak alat yang menggunakan sensor ultrasonik dan itu sama sekali berkaitan dengan kos pembuatan. Sensor ini mahal dan hanya tersedia pada peranti utama peranti terpilih mulai sekarang.

Apakah peranti terbaru dengan pengimbas cap jari dalam paparan?

Sekarang anda menyedari teknologi terkini dan cara kerjanya. Lebih baik jika anda mengetahui peranti terbaru dengan sensor cap jari dalam paparan dan jenisnya.

Peranti dengan pengimbas dalam paparan optik	Peranti dengan pengimbas paparan ultrasonik
Redmi K20 / k20 Pro	Samsung Galaxy S10 / S10 +
Realme X
One Plus 7/7 Pro
PELUANG K3
Samsung Galaxy A50 / A70 / A80
PELUANG K1
Vivo V15 Pro
One Plus 6T
Huawei P30 Pro
Xiaomi Mi 9