So funktioniert ein Ultraschall-Fingerabdruckscanner

Dies ist nicht das erste Mal, dass Samsung einen In-Screen-Ultraschall-Fingerabdruckscanner in seine Smartphones integriert. Natürlich ist die Technologie im Allgemeinen cool und muss weiterentwickelt werden, aber zu diesem Zeitpunkt hat das Unternehmen aufgrund dieser Entscheidung zu viele Hasser. Der Hauptkritikpunkt ist, dass der Scanner sehr langsam ist. Andere Hersteller haben einen Weg gefunden, es viel schneller und zuverlässiger zu machen. Persönlich erwarte ich, dass sich an der neuen Generation der Galaxy S-Linie etwas ändern wird, und das Unternehmen wird entweder den vorhandenen Scanner beschleunigen oder einen neuen verwenden. Lassen Sie uns in der Zwischenzeit herausfinden, was die Besonderheit der Ultraschall-Fingerabdruck-Scan-Technologie ist, da noch Fragen offen sind.

Bildschirm-Fingerabdruckscanner

Ein solcher Fingerabdruckscanner wirft einige Fragen auf.

Wann erschien der Ultraschall-Fingerabdruckscanner?

Abgesehen von dem Weg, den die Ultraschall-Fingerabdruck-Scantechnologie in Labors gegangen ist, begann sie im Dezember 2018. Zu diesem Zeitpunkt kündigte Qualcomm seinen 3D-In-Screen-Fingerabdruckscanner an. Es könnte mit Geräten funktionieren, die auf Snapdragon 855 basieren. Die Hersteller selbst entschieden, ob sie es verwenden oder nicht, aber wie jede andere Technologie hatte es seine Vor- und Nachteile.

Funktionsweise des Fingerabdruckscanners auf dem Bildschirm

Der 3D-Ultraschall-Fingerabdruckscanner von Qualcomm basiert auf der früheren Sense ID. Im Gegensatz zu optischen und kapazitiven Fingerabdruckscannern basierte die damals neue Lösung auf Ultraschall. Dies sind Schallwellen, die außerhalb der Reichweite des menschlichen Gehörs liegen. Deshalb hören wir sie nicht, aber in vielen Fällen helfen sie. In diesem Fall können Sie ein detailliertes Bild der Fingerzeichnung einer Person erstellen. Sie müssen nur den Telefonbildschirm berühren und er wird entsperrt.

Um die Details eines Fingerabdrucks zu erfassen, besteht die Hardware aus einem Sender und einem Empfänger. Ein Ultraschallimpuls wird an den Finger übertragen, der sich über dem Scanner befindet. Ein Teil dieses Impulses wird absorbiert und ein Teil wird zurück zum Sensor reflektiert, abhängig von den Vorsprüngen, Poren und anderen Details, die für jede Person einzigartig sind.

So funktioniert ein Ultraschall-Fingerabdruckscanner

Fingerabdrücke sind für jede Person einzigartig. Keine zwei sind gleich.

Diese Rücksignale werden verwendet, um die Intensität des reflektierten Ultraschallimpulses an verschiedenen Punkten im Scanner zu berechnen. Das Scannen über längere Zeiträume ermöglicht die Erfassung zusätzlicher Tiefendaten, was zu einer sehr detaillierten 3D-Fingerzeichnung führt.

Es gibt keine aktuellen Informationen zu Technologie-Updates und der Zeit, die zum Entsperren benötigt wird. Qualcomm gab jedoch zunächst an, dass die Latenz 250 Millisekunden und die Fehlerrate 1 Prozent betrug. Auf dem Papier ist dies mit anderen Scannertypen vergleichbar, aber in der Praxis ist die Reaktionsgeschwindigkeit eines Ultraschallscanners viel langsamer. Wenn man bedenkt, wie wir an die Hochgeschwindigkeitsleistung von Smartphones gewöhnt sind, ist der Unterschied wirklich zu spüren – insbesondere bei Top-End-Geräten.

Vorteile eines Ultraschall-Fingerabdruckscanners

Wie wir bereits festgestellt haben, funktioniert die Ultraschalltechnologie ganz anders als die kapazitive Technologie. Der erste kann ein dreidimensionales Modell eines Fingers erstellen, der zweite nur zweidimensional. Natürlich ist es viel schwieriger, das 3D-Modell zu fälschen und das Scansystem auszutricksen. Im Vergleich zu einem optischen Scanner liegt der Vorteil auch auf der Seite des Ultraschallscanners.

Finger

Derzeit gibt es nur zwei normale Möglichkeiten, einen Benutzer zu identifizieren: Fingerabdruck und Gesichts-Scan. Der Rest ist Nachsicht.

Wenn das Display über einen eingebauten Fingerabdruckleser verfügt, ist dies nicht unbedingt eine Ultraschalloption. Beispielsweise verwenden OnePlus 6T und Huawei Mate 20 Pro die optische Scannertechnologie.

Ein wichtiges Merkmal eines Ultraschallscanners aus Herstellersicht ist, dass er durch dünne Materialien wie Glas, Kunststoff oder sogar Aluminium hervorragend funktioniert. Der Sensor ist nur 0,15 mm dick und kann bis zu 800 µm Glas und 650 µm Aluminium „stanzen“. Somit kann der Scanner in viele weitere Teile des Smartphone-Körpers eingebaut werden und bleibt dabei effizient. Aus diesem Grund stören Schweiß und Feuchtigkeit an Ihrem Finger den Scanvorgang nicht, wie dies bei kapazitiven oder optischen Sensoren der Fall ist.

Ein solcher Sensor weist auch zusätzliche Merkmale auf, die bei Bedarf auch verwendet werden können. So können Sie beispielsweise die Parameter der Gesundheit einer Person verfolgen, einschließlich Herzfrequenz und Puls.

Puls auf dem Smartphone

Ein Ultraschallscanner kann sogar den Puls einer Person erfassen. Und nicht nur.

Natürlich ist das Scannen Ihres Fingers mit einem Sensor nur die halbe Miete. Darüber hinaus müssen im Algorithmus selbst komplexe Algorithmen für die Informationsverarbeitung und zusätzliche Schutzgrade integriert werden, die es nicht ermöglichen, das System zu hacken und Zugriff auf die persönlichen Daten des Benutzers zu erhalten. Sie verwenden sogar kryptografische Beschleuniger und ein Hardware-Isolationssystem.

Was ist los mit einem Ultraschall-Fingerabdruckscanner?

In Anbetracht der Tatsache, dass moderne Menschen ihr Smartphone bis zu hundert Mal am Tag entsperren (sie bemerken es einfach nicht), sollte der Fingerabdruckscanner vom ersten Mal an schnell funktionieren und seinen Besitzer identifizieren, ohne ihn mit jemand anderem zu verwechseln. Aus diesem Grund muss der Fingerabdruckscanner schnell sein, und dies ist derzeit das Hauptproblem in der aktuellen Entwicklungsphase der Ultraschall-Scantechnologie.

Fingerscanner

In Zukunft werden wir coole neue Benutzeridentifikationssysteme haben, aber der Fingerabdruck wird für immer in unseren Herzen bleiben.

Sogar das Samsung Galaxy S20 Ultra, das ich lange benutzt habe, hat mich oft mit seiner Langsamkeit und der Tatsache gestört, dass ich manchmal zweimal meinen Finger stecken musste. Das Scannen eines maskierten Gesichts während der Quarantänezeit funktionierte mittelmäßig, sodass der Finger gescannt werden musste. Wenn es schneller funktionieren würde, wäre alles in Ordnung, aber bisher ist es eindeutig nicht endgültig.

Aus diesem Grund möchten viele Menschen – auch ich -, dass Samsung diese Entscheidung in der nächsten Generation fallen lässt. Lassen Sie es in anderen Smartphones verwendet und verfeinert werden und lassen Sie die Flaggschiffe mit ihrer Geschwindigkeit. Nun, oder erhöhen Sie es einfach für einen Ultraschallscanner, aber ich glaube noch nicht an die Möglichkeit.

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