vivo首發屏下指紋手機:這技術難在哪?

來源:TechWeb 2018-01-12 10:56:40

CES展會上剛露臉的vivo X20 Plus UD用上了屏下指紋的技術,實現全麵屏手機的前屏指紋識別。這個功能多年來沒有廠商使用,而改用其他的識別方案,到底為什麽?是時候來聊聊屏下指紋了。

關於指紋識別技術,相信大家還是很熟悉的。作為目前智能手機上運用最成熟的生物識別技術,最新款的智能手機基本上都用上了。

最常見的指紋識別方案是電容式的,這是運用最成熟的一套指紋識別方案,且成本較低,不過現有的電容式指紋識別都需要單獨設置識別裝置。

在全麵屏時代,我們對指紋識別又有了更高的要求,就是希望能維持過去的使用習慣,點擊正麵即可實現指紋識別,也就是要求它能夠集成到屏幕下麵。

而上遊供應商也不負眾望地拿出了自家的屏下指紋識別方案,其中最快結出果實的,是vivo和其背後的傳感器製造商Synaptics。

近日,vivo正式宣布會在CES 2018上展示全球首款搭載屏下指紋的智能手機,屏下指紋識別正式來到我們麵前。講道理,屏下指紋方案到底是如何實現的?

屏下指紋是如何隱藏的?

屏下指紋識別,核心難點在於如何隱藏在屏幕下邊,並穿過屏幕對用戶的指紋進行信息采集和匹配識別,常見的電容式指紋識別技術難以做到這點。而就目前的指紋識別技術來說,適用的隻有光學式指紋識別和超聲波指紋識別兩種。

光學式指紋識別

先說和vivo聯合的Synaptics所采取的光學式指紋識別技術,原理是將手指貼放到光學鏡片上,利用光速照射手指,然後再反射到傳感器上進行采集和識別。

理論上,運用光學式指紋識別實現屏下指紋識別,隻需在屏幕下放置傳感器(光源可以由屏幕光源提供)。但實際上,傳統的TFT-LCD屏幕,TFT層的透光性能並不是太好,照射指紋後反射的光要再穿過TFT層到達傳感器的話,識別的難度就很高。

而OLED屏幕有自發光的優勢,結構更薄,反光可以從子像素的間隙穿過到達傳感器。因此如果要比較輕鬆地實現光學式指紋識別,自發光的OLED屏幕會更容易一些。

以Synaptics的Clear ID為代表的屏下指紋識別方案,就是把傳感器集成到OLED屏幕下方,采集OLED光源照射手指後的反光,並進行光學識別。

使用光學式指紋識別是目前比較成熟的解決方案,不過這種方式受手指表麵的油汙幹擾大,也無法進行生物活體檢測。

當然也不是所有采用電容式指紋識別的智能手機都具備活體檢測能力,但至少光學式指紋識別目前難以做到活體檢測的。和電容式指紋識別相比,技術上還有很大的改進空間。

超聲波指紋識別

超聲波指紋識別技術算很新的識別方案,代表是高通和指紋識別大佬FPC。這種技術的原理是,利用手指紋理及其它材質對聲波的吸收、反射和穿透作用的差異,對指紋的脊與峪所在的位置進行識別。

超聲波指紋識別剛問世時體驗並不好,能穿透的玻璃厚度有限,不過新一代技術據稱已經能夠穿透1.2mm的OLED屏幕,已經非常夠用。

超聲波指紋識別由於能夠穿透手指表皮生成更深度的三維圖像,因此破解難度更高,自然也更安全。另外,超聲波指紋識別對手指的幹濕度要求更低,識別會更容易。

不過,值得一提的是,2017年vivo也展示過和高通合作的超聲波屏下指紋識別方案,但vivo最終還是選擇和Synaptics合作,這意味著高通的新一代方案可能依然無法達到預期,即便超聲波指紋識別理論上如何優秀,實際廣泛應用還是不夠成熟。

全屏幕都能識別的方案已經就緒?

前麵我們說了屏下指紋是如何隱藏在屏幕下麵的,但也局限於光學和超聲波兩種識別方式,而且識別區域也受限製。

不過,來自CrucialTec公司的技術,或許能夠突破識別區域的限製。

去年,CrucialTec已經提交了相關專利,其全屏幕指紋識別技術(DFS)能夠在屏幕任何位置對用戶的指紋進行識別,兼容OLED和LCD屏幕,而且也兼容光學式指紋識別和目前主流的電容式指紋識別兩種方案。

雖然目前CrucialTec公開的細節不多,但就公開的效果圖來看,是在屏幕和玻璃之間放置一層集成了透明晶體管、電線和電極的DFS麵板。這層DFS麵板和屏幕尺寸一致,因此可以實現全屏幕指紋識別。

有傳言稱,CrucialTec的全屏幕指紋識別技術很可能會搭載到今年下半年發布的三星Galaxy Note 9上,但鑒於目前並沒有更詳細的消息,所以CrucialTec的技術可靠性如何,仍然是未知數。

自從蘋果Face ID推出後,對於屏下指紋和臉部識別誰更出色的爭論便從未停止。但我們認為,就目前而言,兩種技術應該是相互補充的關係,在不同場景下有各自的優勢。在兩項識別技術仍未完善之際,討論誰將會取代誰還是太早了點。

而通過CES的現場體驗來看,vivo X20 Plus UD屏下指紋版的識別速度還是比較迅速的,使用體驗似乎和實體指紋識別技術沒有太大差距。

總而言之,vivo率先推出搭載屏下指紋識別技術的智能手機後,可以預見今年屏下指紋會成為智能手機的熱點功能,全麵屏的體驗將會更進一步。

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