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连 iPhone X 都没用到屏下指纹识别,这项技术究竟难在哪儿?

  • Thu, 14 Sep 2017 14:50

iPhone X 最终还是取消了实体 Home 指纹按键。

过去几个月中,不少人期待的屏下指纹识别技术并没有出现在这部承前启后的 iPhone 身上。这意味着,想买 iPhone X 的用户必须准备好适应这种新的交互方式。

相比起占用屏幕上的部分显示区域放置摄像头等元器件来做人脸识别,屏下指纹的好处是能够保证整块屏幕的完整性,手指直接贴在屏幕上就能识别并解锁。对已经形成肌肉记忆的用户来说,学习成本也并不高。

手机行业中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 等都在研发自己的屏下指纹识别技术。

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。

光学、电容、热敏和超声波,四种常见指纹识别技术

安放在 Home 键或机身背部下方的电容传感器能够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。完整录入一枚指纹,通常需要在按键上贴 8-12 次。

今天的电容式指纹传感器识别+解锁速度已经非常理想,从贴上手指到进入主屏只需要 0.15-0.2 秒,日常使用几乎感觉不到等待的时间。

在安全性上,不少电容指纹模组已经集成了活体检测功能,可以通过热敏(Thermal)传感器感知手指表面的温度变化,人造的假手指或者冷掉的断手指很难通过识别。

不过,电容传感器也有缺点。它没办法隔着手机屏识别按在屏幕上的指纹,主要是因为屏幕模组本身的厚度导致传感器收集不到足够多有用的信号。

这样一来,屏下指纹识别就只能通过穿透力更强的光学和超声波两种方案来实现。

今年 2 月底的 MWC 大会上,深圳汇顶(Goodix)推出了首款基于光学方案的屏下指纹识别技术。

这项技术通过放置在 AMOLED 屏幕下方的光学指纹传感器,主动发射出不可见的结构光(infrared light)来识别屏幕上的指纹纹路。汇顶展示了 vivo Xplay 6、三星 S7 edge 等多台采用这项技术的原型机,但至今相关的指纹识别模组还没有量产。


汇顶在 MWC 大会上展出的屏下指纹原型机

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。

6 月底,vivo 曾展示过基于高通超声波方案的屏下指纹识别原型机,型号仍然是 Xplay 6。

这主要是因为 Xplay 6 采用了 AMOLED 屏幕,模组厚度要比同规格的 LCD 屏更小,超声波穿透时丢失的数据也就更少。另一方面, Xplay 6 的机身内部空间相比起 vivo 的小尺寸机型也更宽裕。

vivo 屏下指纹原型机的结构示意

不过,根据我们在现场的体验,稍微改变手指的按压角度,这台 Xplay 6 就会显示解锁不成功。vivo 并没有提供这台原型机具体的识别准确率数据。

按照高通的说法,这种超声波屏下指纹识别技术可以穿透 1200 微米厚的 OLED 屏幕、800 微米的玻璃和 650 微米的铝合金。

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。据好奇心日报了解,为高通提供超声波指纹识别模组封装的欧菲光等公司,目前还无法将体积缩到足够小,识别准确率和速度也需要大幅提升。

在高通的计划中,能够穿透 OLED 屏幕的超声波指纹传感器量产要到 2018 年初。也就是说,搭载此类传感器的手机上市开售最快也要明年夏天了。

最近发布的几款“全面屏”手机,三星 Note 8、小米 MIX 2、vivo V7+ 都没能用上屏下指纹识别。即将发布的 vivo X20 和金立 M7 很可能也无缘这项新技术。

好奇心日报还了解到,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识别方案,但目前相关模组的生产良率、成本、识别准确率与可靠性都还没达到要求,无法预估正式量产出货的时间点。

另外根据供应链的消息,三星 S 和 Galaxy Note 两个高端系列的指纹传感器供应商明年将从 Synaptics 切换到台湾 Egis。业内人士估计,三星的首款屏下指纹识别机型很可能会是明年下半年的 Note 9。

至于供应链整合能力最强的苹果,iPhone X 发布之前所有的屏下指纹识别方案都没能符合要求。

而 FaceID 所代表的人脸识别技术,号称被攻破的可能性是百万分之一,安全性相当于指纹的 20 倍。从用户隐私安全的角度考虑,采用人脸识别而不是指纹是合理的。

另一方面,FaceID 对正面屏幕显示区域的“破坏”,要求 iOS 应用开发者今后必须做出相应的适配。这是个不小的工程。

就目前而言,iPhone 8 和 iPhone 8 Plus 在外观上的改变并不大。这让 iPhone 7 用户找不到升级换机的理由。

如果明年屏下指纹识别技术有显著进步,无法排除苹果在新 iPhone 上应用这种技术的可能性,进而重新设计 iPhone 的外观。

但这一切,都要等到明年才能知道了。

题图:vivo Youtube demo

来源:好奇心日报

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