Die Entsperrung von Smartphones mittels Fingerabdrucksensoren, die direkt in das Display integriert sind, erscheint fast wie Zauberei. Eine einfache Berührung des Bildschirms genügt, um den Fingerabdruck zu erfassen und das Gerät augenblicklich zu entsperren. Im Folgenden werfen wir einen Blick auf die Technologie, die hinter diesem faszinierenden Mechanismus steckt.
Die Ablösung herkömmlicher Scanner
Die Verwendung von Fingerabdrücken zur Identifizierung ist, ebenso wie andere biometrische Methoden, nicht neu. Während Fingerabdruckscanner auf Laptops bereits seit einigen Jahrzehnten üblich sind, war das Pantech GI100 im Jahr 2004 das erste Mobiltelefon mit dieser Funktion. Im Smartphone-Zeitalter erlebten Fingerabdruckscanner eine Renaissance, da der Schutz persönlicher Daten immer wichtiger wurde.
Im Jahr 2013 etablierte das Apple iPhone 5S mit der Einführung von Touch ID als erstes bedeutendes Mobilgerät auf dem US-Markt den Fingerabdruckscanner. Obwohl Apple diese Methode inzwischen weitgehend durch die Gesichtserkennung ersetzt hat, entwickelten sich Fingerabdruckscanner zum Standard in der Smartphone-Welt. Die meisten Hersteller platzierten die Sensoren entweder auf der Rückseite oder an der Seite des Gerätes.
In den letzten Jahren haben immer mehr Hersteller von Smartphones auf klassische Fingerabdruckscanner verzichtet. Manche Unternehmen, wie Apple, haben die Fingerabdruckerkennung komplett entfernt, während andere das physische Pad durch einen im Display integrierten Sensor ersetzt haben. Dadurch wird das Entsperren des Smartphones durch simples Auflegen des Fingers auf einen bestimmten Bereich des Bildschirms ermöglicht.
Der Scanvorgang im Display
Grundsätzlich ist der Scanvorgang identisch, unabhängig davon, ob es sich um einen physischen Sensor oder ein In-Display-Design handelt.
Normalerweise befindet sich unter einem definierten Bereich des Bildschirms der eigentliche Sensor. Sobald der Finger auf dem Sensor platziert wird, wird ein Foto des charakteristischen Musters erstellt. Dieses Muster wird anschließend mit den biometrischen Daten verglichen, die im Smartphone gespeichert sind. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, wird das Gerät unverzüglich entsperrt.
Ein Nachteil der In-Display-Sensoren ist die begrenzte Größe des Scanbereichs. Oft handelt es sich um ein kleines Rechteck im unteren Viertel des Displays. Die Hersteller unterstützen den Nutzer durch Software, die beim Einschalten des Bildschirms oder mit einer Always-on-Display-Funktion anzeigt, wo der Finger positioniert werden muss.
Die Geschwindigkeit des Scanvorgangs kann variieren, was auf Unterschiede in den verwendeten Technologien zurückzuführen ist.
Optisch vs. Ultraschall
Es existieren im Wesentlichen zwei Typen von In-Display-Fingerabdrucksensoren: optische und Ultraschall-Scanner.
Optische Sensoren beleuchten den Finger mit einem hellen Licht (oft als Animation auf dem Bildschirm sichtbar). Anschließend macht eine Kamera unter dem Display ein Bild des beleuchteten Fingerabdrucks, um die Registrierung zu verifizieren. Bei positiver Übereinstimmung wird das Smartphone entsperrt.
Viele sehen den optischen Scanner aufgrund der Verwendung einer einfachen Kamera als die weniger sichere Variante. Jedoch ist er in der Regel deutlich schneller. Bei entsprechender Softwareoptimierung kann er genauso schnell wie der beste herkömmliche Fingerabdruckscanner sein. Optische Scanner sind beispielsweise in OnePlus-Smartphones und vielen Geräten der Mittelklasse zu finden.
Ultraschall-Scanner gelten im Allgemeinen als die fortschrittlichere Technologie. Anstelle von Licht verwenden sie Ultraschallwellen, die vom Finger reflektiert werden, um ein präzises 3D-Abbild zu erzeugen. Diese Technik ähnelt der in medizinischen Ultraschallgeräten angewendeten Methode.
Ultraschall-Scanner sind deutlich sicherer als optische, da das Fälschen eines 3D-Fingerabdrucks wesentlich schwieriger ist. Zudem sind sie robuster und funktionieren auch unter schwierigen Bedingungen, etwa bei nassen oder schmutzigen Händen. Diese Mini-Ultraschallgeräte sind oft in Premium-Modellen, wie der Galaxy-Serie von Samsung, verbaut.
Die Zukunft der nahtlosen Technologie
In-Display-Fingerabdruckscanner sind Teil einer umfassenderen Strategie der Smartphone-Hersteller, sichtbare Elemente zu minimieren. Dazu gehören Tasten, Kameras, Sensoren, Lautsprecher, Anschlüsse und ungenutzter Platz an den Rändern.
Parallel zur Entwicklung von In-Display-Scannern haben einige Unternehmen begonnen, Pop-up-Frontkameras einzusetzen, um das Display-zu-Gehäuse-Verhältnis zu maximieren.