Eerder deze week rapporteerden we over een patent van Samsung waarin een optische in-display vingerafdrukscanner werd beschreven. Soortgelijke sensors worden ook in de huidige smartphones met Fingerprint-On-Display (FOD) gebruikt en zijn dus feitelijk weinig vernieuwend. Voordelen zijn de hoge accuratie en snelheid waarmee het ontgrendelingsproces plaats vindt. Nadeel is dat slechts een klein deel van de display als vingerafdrukscanner kan fungeren. Ook werkt de scanner slecht wanneer de vinger nat of vies is. Zal de Galaxy S10 over een optische sensor beschikken, of weet het bedrijf tóch nog met een andere innovatieve oplossing te komen? Een nieuw vrijgegeven patent van Samsung lijkt uitkomst te bieden.
Samsung smartphone met full screen vingerafdrukscanner
Samsung Electronics heeft in april dit jaar een patent aangevraagd bij de USPTO en de WIPO. Het patent getiteld ‘Method for acquiring biometric information and electronic device supporting the same’ werd gepubliceerd op 18 oktober 2018. Dit patent is dus gelijktijdig aangevraagd en gepubliceerd als het patent dat we eerder deze week besproken aangaande een optische in-display vingerafdrukscanner. Beide patenten zijn overigens al een jaar eerder in thuisland Korea aangevraagd.
Ditmaal gaat het echter om een geavanceerde FOD (Fingerprint-On-Display) scanner, zeker wanneer we deze vergelijken met het eerder beschreven patent. Zo kan de gehele display gebruikt worden om de vingerafdruk authenticatie plaats te laten vinden. Dit heeft een aantal voordelen, zo beschrijft het patent. Wanneer je bijvoorbeeld met je vingerafdruk je bankzaken wilt regelen, dan kan de applicatie hiervoor een bepaald venster tonen. Als je slechts een klein deel van de display kunt gebruiken als vingerafdrukscanner dan kan dit het gebruikersgemak negatief beïnvloeden.
Qua smartphone ontwerp zien we twee verschillende designs. De één vergelijkbaar met de Galaxy toestellen zoals we die kennen, de ander is een full screen smartphone met een inkeping bovenaan het scherm. Overigens verwachten we nog altijd niet dat Samsung overstag zal gaan en een notch zal implementeren in haar smartphones, uiteindelijk gaat het patent ook om de technologie en niet om het smartphone design. Eind 2017, toen het originele patent werd aangevraagd, was het ontwerp van de S10 simpelweg nog niet bekend. Dit lijkt echter wel de eerste Samsung smartphone te worden met een in-display vingerafdrukscanner. In het patent staat overigens ook beschreven dat de technologie kan worden toegepast in opvouwbare smartphones.
Twee processoren zorgen voor besparing batterijverbruik
De gepatenteerde Samsung smartphone beschikt over één of twee processoren. Bij gebruik van twee processoren gaat het om een hoofdprocessor en een tweede low-power processor. Deze zal de biometrische sensor aansturen, evenals de aanraaksensor en de verlichtingssensor.
Zodra er een aanraking op het scherm wordt gedetecteerd wordt de helderheid van de display vergroot, waarna een nauwkeurige vingerafdrukscan gemaakt kan worden. De display gaat op zo’n moment van een helderheid van 200 nit naar zo’n 600 nit. Daarnaast wordt de High Brightness Mode geactiveerd, waardoor er plaatselijk een helderheid van 1.014 nit wordt bereikt, zo blijkt uit de specificatie bijlage van het patent.
Zolang de smartphone vergrendeld is kan de 2de processor alle taken zelfstandig uitvoeren, op die manier kan de hoofdprocessor in slaapstand blijven en zodoende op het batterijverbruik bespaard worden.
Ontgrendeling vindt plaats in minder dan één seconde
Volgens de patent beschrijving kan er binnen 20 tot 30 milliseconde een scan van de vinger gemaakt worden. Vervolgens wordt er direct een tweede en derde scan gemaakt, waarbij de helderheid anders is dan de eerste keer. Door deze resultaten te combineren kan een geslaagde verificatie plaatsvinden, ook wanneer de vinger nat of vies is.
Voor de drie scans heeft de smartphone 60 tot 90 miliseconde nodig. De processor heeft tussentijds 200 tot 300 milliseconde nodig om de helderheid aan te passen. Hoewel het patent geen duidelijk antwoord geeft op de totale ontgrendelduur, lijkt het er dus op dat het totale proces binnen 700 milliseconde (30 + 300 + 30 + 300 + 30ms) kan plaatsvinden. Ter vergelijking de Synaptic Clear ID optische in-display vingerafdruksensor doet er ook 700 milliseconde over om het toestel te ontgrendelen.
Het ziet er naar uit dat de gepatenteerde vingerafdrukscanner van Samsung niet over dezelfde nadelen beschikt als een optische sensor (gehele display kan gebruikt worden als vingerafdrukscanner, ook als de vinger nat of vies is), terwijl er ook niet hoeft worden ingeleverd op de snelheid van de sensor, zoals wel het geval is bij de ultrasone sensor van Qualcomm.
Hoewel het patent uitsluitend afbeeldingen toont van smartphones, staat er in de beschrijving duidelijk vermeld dat soortgelijke technologie ook zou kunnen worden toegepast in andere soorten consumenten elektronica, inclusief smart home apparaten, waaronder een televisie een spelcomputer of een wasmachine.
Halverwege dit jaar meldde de doorgaans betrouwbare analist Ming-Chi Kuo dat de Galaxy S10 over een ultrasone sensor van Qualcomm zal beschikken. Als Samsung een optische sensor had willen gebruiken, dan hadden ze dit twee jaar geleden al wel gedaan, zo voegde Kuo eraan toe. De sensor van Qualcomm is echter lang niet zo nauwkeurig en snel als gehoopt. Mogelijkerwijs heeft Samsung er dan ook voor gekozen om zelf een in-display vingerafdrukscanner te ontwikkelen, om deze in toekomstige smartphones te implementeren.
Het blijft vooralsnog koffiedik kijken hoever het ontwikkelteam van Samsung is. De Galaxy S10 zal ongetwijfeld over een vingerafdrukscanner achter het scherm beschikken, maar of deze ook werkelijk maatgevend zal zijn voor de industrie is op dit moment nog moeilijk te voorspellen. We durven het na al die jaren van wachten bijna niet meer te hopen. We kijken vol spanning uit naar Samsung’s nieuwe toptoestel. De S10 wordt in het eerste kwartaal van 2019 verwacht.
FOR OUR INTERNATIONAL READERS
Samsung Electronics has filed a patent with the USPTO and WIPO for a ‘Method for acquiring biometric information and electronic device supporting the same’. The patent was published on October 18, 2018. The same date another patent was published for a Samsung in-display fingerprint sensor, as LetsGoDigital reported earlier this week.
However, this time it is not an optical in-display fingerprint scanner, like all competitors have been using up till now. Samsung has patented a new technology that makes it possible to use the entire display as a fingerprint scanner. This may especially be beneficial when you for example use a banking system app and you need to scan your finger within a certain window. When you can use only a small part of the display as a fingerprint sensor, this may influence the user experience negatively.
The patent describes a Samsung smartphone with one or two processors. A main processor and a second low-power processor, which will control the biometric sensor, the touch sensor and the lighting sensor. As long as the smartphone is locked, the 2nd processor can perform all tasks independently, so that the main processor can remain in sleep mode and thus save on battery consumption.
As soon as a touch is detected on the screen, the brightness of the display will be increased, after which an accurate fingerprint scan can be made. In total three scans will be made, they all differ in terms of brightness. The information gathered will be combined for a more reliable authentication. This technique would also make it possible to scan a wet or dirty finger.
For the three scans, the smartphone needs 60 to 90 milliseconds. The processor needs 200 to 300 milliseconds in between to adjust the brightness. Although the patent does not give a clear answer regarding the total unlocking time, it seems that the total process can take place within 700 milliseconds (30 + 300 + 30 + 300 + 30 ms). The Synaptic Clear ID optical in-display fingerprint sensor also takes about 700 milliseconds to unlock the device.
To conclude, it seems the patented in-display fingerprint scanner from Samsung does not have the same disadvantages as an optical sensor (the entire display can be used as an fingerprint scanner, even when the finger is wet of dirty), while the sensor seems to be faster than the ultrasonic sensor from Qualcomm. Will Samsung’s R&D team be ready on time to implement this in-display fingerprint scanner into the Galaxy S10?
The patent from Samsung Electronics can be seen here.