为何手机屏下指纹解锁喊了这么久,依然无法量产?

用户65268786

虽说现在还没有屏下指纹解锁的手机问世,但是实际已经有厂商能够实现这个功能了,比如Synaptics(新思国际)今年6月就和VIVO联合展示了屏下指纹识别技术,配合三星旗下的OLED显示屏技术,VIVO有可能会成为首发屏下指纹识别手机的厂商。

所以屏下指纹手机早晚还是会来的,但是其究竟能不能普及,让更多厂商采用并让消费者广泛接受,这是一个问题。

今年的手机主流解锁技术有touchID(包括前置指纹解锁、后置指纹解锁)和iphoneX为代表的FaceID(面部识别),相对来说,以iphone5s开始的前置指纹识别是人们接受程度较高的一种方式,也是近几年手机厂商们使用最广泛的一种,进入2017年后,全面屏手机全面爆发,造成手机前面板空间过小,使得指纹识别功能只能放置在手机背面,也为用户日常使用解锁过程中造成了种种不便,使用体验下降。

此时人们便迫切希望全面屏手机拥有屏下指纹识别功能,既不会损失屏占比,也不会造成解锁不便,可谓比较完美的方案,但是想比较好的实现这个功能,目前还存在许多难点和问题:

1、实现难度高。屏下指纹我们平常说起来简单,但是这项技术实现起来极其复杂,比如当我们用手指按触屏幕时,此时屏幕会发出光线,穿过盖板到屏幕表面,接着用背光照射指纹,达到指纹的光线反射穿透屏幕,被指纹传感器接收后,将光信号还原成指纹图像,经过软件处理及算法比对进行识别。此外还要求手指要集中一点的力量按下去才能更有效的识别,还必须配备OLED屏,对屏幕厚度也有严格要求,所以难度可想而知,这可比前置和后置指纹要复杂多了。

2、现有的类似高通的超声波屏下指纹解锁方案量产还需要时日,至少得到2018年上半年,像苹果自家的3D Touch和指纹解锁可能就无法兼顾,至于屏下指纹的解锁速度和准确性如何还有待商榷,别忘了iphone5s到iphone8的touchID也是经过好几代才逐渐完善起来的。

3、指纹识别和全面屏融为一体后的维修成本势必大大增加,一出问题可能就是牵一发而动全身的大修,而全面屏手机屏占比大,边框窄小,本身就更容易损坏,这一点是比较让人头疼的。

4、实现屏下指纹识别不是一两个厂商就能搞定的事,这需要非常广泛的产业链支持,比如Synaptics的光学屏下指纹传感器和三星旗下的OLED屏幕等等。

所以支持屏下指纹解锁的手机不会那么容易诞生,量产之后的良品率如何,成本如何都要考虑,我想iphoneX之所以放弃了屏下指纹应该也有其中的顾虑,而且我们知道,指纹识别虽说比较方便,但是我们在手机上留下的指纹本身也是非常不安全的,手机被偷后几乎没有安全措施的,而目前的FaceID也有了不错的用户体验,未来也会有大量手机厂商跟进面部识别功能,究竟到时候哪项技术会成为主流,我们拭目以待。


嘟嘟聊数码

目前手机行业市场份额最大的几家指纹识别模组供应商,瑞典FPC,美国的Synaptics ,深圳汇顶(Goodix),台湾Egis等都有自己的屏下指纹技术。

从指纹识别的技术原理来看,光学,电容,热敏和超声波是四种常见的指纹识别方式。而在手机,平板等电子设备上,体积轻巧,成本低廉的电容式模组是大多数消费电子厂商的首选。

目前电容式指纹传感识别+解锁速度已经非常成熟,从贴上手指到进入主屏只需要0.15-0.2秒。但目前全面屏大爆发的时代,对屏下指纹识别技术的需求呼声越来越大。于是适合屏下指纹识别的光学和超声波两种方案便越来越受到关注。

屏下指纹技术距离商用还差半步

2017年6月,vivo曾暂时过基于超声波方案的屏下指纹识别原型机,型号是Xplay6。不过根据现场体验者反馈,稍微改变手指按压角度,手机显示解锁不成功。另外因为要有足够强的穿透性能,就意味着更高的功耗和更大的模组体积,目前还无法将模组的体积压缩到足够小。

指纹识别模组市场份额最大的瑞典FPC公司同时在研发基于光学和超声波的屏下指纹方案,但目前相关模组的良品率,成本,识别准确率,可靠性都还没有达到要求,无法估计量产出货时间。

另外通讯协议和芯片制造大佬高通公司,对超声波屏下指纹方案更感兴趣。在高通的计划中,能够透过OLED屏幕的超声波指纹传感器量产最早是在2018年初。也就是说,搭载此类传感器的手机最快开售也要在2018年秋季。

另外三星方面,很可能会在明年下半年发售机型Note9 上加入屏下指纹识别。

从以上的消息来看,最快也要到明年下半年的机型上才会出现。而且会有以下的特点:

只可能出现在旗舰机型上,且价格会很高

因为刚刚量产,成本会比较高。加上屏下指纹识别必须要用厚度薄的OLED屏幕。所以只可能会出现在旗舰机型上,而且价格不菲。

用户体验度来讲,会比现在电容指纹技术差

据目前的反馈来看,屏下指纹技术。解锁的成功率会比目前的电容式指纹识别差很多。手指放的位置和按压角度都有严格的限定。这个会让目前使用电容式指纹的用户很不适应。

苹果很可能已经放弃了屏下指纹

其实苹果早在2015年就申请了一项屏下指纹的专利,但在iPhoneX推出的时候 ,苹果还是选择了Face ID这个让人又新鲜又不适应的技术,放弃了屏下指纹技术。

为什么会这么做呢?我猜测苹果的思路是这样的。

利用Face ID 抢占先机

iphonex推出的时候屏下指纹技术还无法到达量产,且不成熟。而苹果在Face ID上的技术是领先于其它厂商的,用更为成熟的Face ID先去圈定市场。让用户适应了Face ID。可以让苹果在技术方面继续一骑绝尘,也避免了和其它厂商同质化竞争。

Face ID发展前景更看好

Face ID目前已经是人工智能AI体系的一个前站,以后随着AI的一代代发展。Face ID的应用范围会越来越广阔。而指纹识别是不带AI和未来属性的技术,被淘汰也只是时间问题。

据称明年苹果发布三款机型,包括iphonex的升级版。据我估计很有可能都不会带屏下指纹


有态度的土豆

现在全面屏手机有个弊端,就是挤占了原本指纹识别的位置,逼着移到手机背部,如果强行留在正面,严重影响全面屏进一步发挥。

三星和苹果加入全面屏手机阵营,但依然无法完美解决指纹识别的问题,苹果干脆取消了指纹识别,其实,目前来看,屏下指纹才是下一代手机的选择。

日前,Synaptics正式发布全新指纹传感器Clear ID FS9500,传感器嵌入屏幕后,屏幕不需要开孔,直接感知用户的指纹,然后解锁手机进入系统。

从Synaptics展示技术细节来看,FS9500厚度只有不到1.5mm,直接封装在OLED显示屏模组中,已经相当完善,同时传感器在指纹识别上,也进行了更高级别的安全检测,提供高级的TLS、AES、ECC加密。

Synaptics曾透露,首款搭载FS9500指纹传感器的手机马上就要来了,具体会亮相与2018年1月的CES上,而这款手机品牌会是vivo。

这也不意外,vivo之前就曝光过搭载屏下指纹的原型机,一直在屏下指纹技术研发上投入了大量精力。

三星也在研发自己的屏下指纹识别,不过依然无法到达量产的程度,2018年2月亮相的三星Galaxy S9将无缘屏下光学指纹识别,依旧采用后置指纹。


快科技问答

全面屏诞生后,厂商们为了尽可能地缩窄下巴,都相继取消了前置指纹识别功能,转而采用人脸识别技术,比如苹果iPhone X、vivo X20等。

但是人脸识别也有很多问题,它同样像前置指纹那样,会占用正面屏幕的面积,比如iPhone X的前刘海儿,另外对于人脸识别来说,技术不太成熟双胞胎或者长的都能解锁,不够安全。另外解锁的时候还得正对着手机,姿势上就没有指纹灵活。

其实,全面屏并非就是前置指纹的克星,人脸识别也并非全面屏的情人,有一种技术可以完美解决下巴尺寸和前置指纹的问题,那就是屏下指纹解锁。

但为什么今年不少厂商都只是用面部识别代替了全面屏、而不是采用屏下指纹解锁呢?究其原因,还是因为屏下指纹是一个相当有难度的技术。

首先,我们来了解下到底什么是屏下指纹技术

顾名思义,屏下指纹就是将指纹识别模块放置在屏幕下方,利用穿透力更强的光学和超声波两种方案来采集手指表面丰富的纹路数据,并加密保存在一个独立的安全区内。

虽然技术含量较高,但目前已经有不少指纹厂商研发出了这一方案。比如在去年西班牙巴塞罗那举办的世界移动大会上,汇顶科技就演示了屏下指纹识别技术,它采用的是基于光学的方案,通过放置在屏幕下的光学指纹传感器,可以发射出不可见的结构光来是被屏幕上的指纹,但目前仍未商用。

而擅长设计通讯基带和处理器的美国高通公司对超声波方案更感兴趣,去年年中,vivo 曾展示过基于高通超声波方案的屏下指纹识别原型机,型号是 Xplay 6,不过这种方案有一个问题,就是识别率低,稍微改变下手指的按压角度就会出现解锁不成功的情况,这样的产品肯定是不能拿来商用的。

除了汇顶和高通,做指纹识别的老大哥瑞典FPC公司和美国Synaptics新思科技(现在中文名改名叫新突思了,相当拗口)当然也没闲着。

FPC的方向是光学和超声波两手抓,不过目前也只处于未正式商用的状态,可能是良品率太低,成本高,而识别准确率也未达预期。


Synaptics此前一直是三星手机指纹传感器的供应商,不过后来这家企业不进则退,在国内市场占有率还没有国产的汇顶科技高。

就在12月14日,Synaptics发布了ClearIDFS9500指纹传感器家族,据了解借助该传感器即可实现屏下指纹识别,它的原理和汇顶一样是采用光学技术,通过屏幕照凉并反射在屏幕上的指纹进行识别,据可靠消息目前这一传感器已经实现量产,新思的老朋友三星S9极有可能采用这一方案。

总的来说,今年发布的全面屏手机都未能用上屏下指纹技术,归根结底还是当时的技术水平达不到,不是良品率低、成本高,就是识别率不理想,用户体验不佳。

而从目前的情况看,屏下指纹离全面商用不远了。据机机复唧唧供应链的老铁透露,今年(也就是2018年,刚切换过来还有点不太习惯)很可能就是屏下指纹爆发之年。

据最新消息,接下来要登场的三星S9、小米7、LG G7、vivo新机都有望搭载屏下指纹识别技术。

但屏下指纹来了之后不代表人脸识别就要被抛弃,其实,无论是指纹识别还是面部识别、虹膜识别,它们各自都有自己的优劣点。

比如指纹识别带手套的时候、手指上有油污的时候不容易识别,面部识别在戴口罩的时候无法识别而虹膜识别如果你眼睛生病了或者带着墨镜则只能干瞪眼。

所以,我相信未来,指纹识别、虹膜识别、人脸识别等多种生物识别方式混合使用的手机解锁方案或许会成为主流。

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