屏下指纹辨识技术的种类、所带来的问题以及是否真的是必备的功能

半导体行业观察 发表于 2018-02-05 16:46:12 收藏 已收藏
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屏下指纹辨识技术的种类、所带来的问题以及是否真的是必备的功能

半导体行业观察 发表于 2018-02-05 16:46:12

屏下指纹辨识在屏幕占比越来越高的同时,似乎看到了崛起的曙光,在三星与Apple 传了很久要推出屏下指纹辨识迟迟未推出时,中国大厂Vivo 除了抢先展出超音波式指纹辨识技术外,还率先推出以光学式指纹辨识为技术的Vivo X20 Plus UD。但屏下指纹辨识真的有必要吗?到底他会带来什么使用上的问题呢?

屏下指纹辨识技术的种类、所带来的问题以及是否真的是必备的功能

屏下指纹辨识技术有哪些?

在聊这些问题前,我们先来聊聊指纹辨识的基本概念,指纹辨识基本流程会先由各种不同的技术取得指纹图像后,再经过图像处理来让指纹更清晰,其中包含手指上的刮痕去除与纹路细化,这些细节就不多说了,因为今天的重点不在这里。当指纹处理好后,就会开始分析指纹的特色,如纹路、节点、三角点…之类特征,来比对是不是与纪录的特征相符。

图像处理与分析属于比较后端的处理,今天要讲的屏下指纹辨识,会是属于比较前端的部分。目前已经开发出来可以撷取指纹的方式大概有光学式指纹辨识、电容式指纹辨识与较为新颖的超音波式指纹辨识。

光学式指纹撷取的原理很好理解,就是利用光线照射到指头上,再由另一端的接收处来侦测其反射讯息,进而辨识出指纹样貌,像是有不少海关的指纹辨识机,就是利用光学式设计。电容式是目前智能最普遍使用的指纹撷取技术,利用其电荷变化、温度与压力进行扫描,是非常成熟的一种技术。而超音波式原理与光学式类似,只是将光线改由超音波来进行,不过这技术开发时间较晚,目前还没成熟。

屏下指纹辨识会有什么问题?

光学与电容这两种方式目前在一般的指纹辨识装置上,都没有什么大问题,但如果要把这些技术放在屏下,问题就非常多了。

屏幕最重要的目的就是让人看到显示的东西,在面板与你的眼睛间应该容不下不透明的元件吧?所以这些东西必须要藏在面板下方,但这问题就来了,而且不同技术都有不同的难度。

先说在智能手机最成熟的电容式指纹撷取,以半导体制程所打造的元件都是不透明,一定得放在面板下方,但目前能够穿透的厚度只在0.3mm,一般手机面板厚度大约在0.7mm 以上,所以完全无法放在屏下方。当然有朋友会说,直接利用面板制程,将其电路改画在玻璃上不就好了,但事情不是你想的那么容易,玻璃上能够达到的线径还差半导体制程很远,当然也有许多厂商尝试过,但都在指纹图像解析度上失败了。

那光学式的会有什么问题呢?问题其实也不小,因为LCD 面板有背光模组,所以是不透明的,但还好还有OLED 面板,只要面板的穿透率够高,就可以让光线透到保护玻璃上进而撷取到指纹,虽然也有厚度限制,但技术上已经可以超过1mm。目前Vivo X20 Plus UD 就是这么做的,但除非你设置了很多组光学指纹发射与接收器,不然你只能在特定区域进行辨识。

超音波式其实是完全解决上面两种问题,除了有机会穿透超过0.8mm 的玻璃,而且可以穿透金属与其他材料,所以无论是OLED 或是LCD 都可以使用。但问题就在面板上面的线路很容易干扰超音波让辨识率下降,而且目前技术还很新,能够正式量产的时间还遥不可及。

你真的需要指纹辨识吗?

在iPhone X 推出后,使用了Face ID 来取代指纹辨识,造成很多使用者抱怨,毕竟有着相同脸孔特征的人是存在的,而指纹特征相同的人,几乎不会存在同一个时代。而行动支付兴起的年代中,智能手机安全性越来越重要,指纹辨识是其中最方便又安全的选择。

指纹辨识除了安全性够高外,对于使用习惯来说也是非常方便的,他可以在你眼睛不必注视下,就可以快速解锁或是启用信用卡,因为无论是在手机背后、正面Home 键、甚至在侧边电源键上,只要用了几次,就算眼睛不看也可以容易找到他。原因是因为他除了位置方便按压辨识外,而且还有切口或是纹路,可以让你感觉到他的正确位置。

但无论是Face ID 或是虹膜辨识,他的动作都没有指纹辨识来的直觉,因为这两种方式都必须把手机拿起来对着脸孔才能启动安全解锁,在购物支付时的动作就会多了一道,并没有指纹辨识来得方便。脸部辨识与虹膜辨识虽然有部分不方便,我认为还是应该存在智能手机中,但一定不能脱离指纹辨识而独立存在。

你真的需要屏下指纹辨识吗?

那屏下指纹辨识就可以解决这问题吗?我认为并没有。目前的指纹辨识必须在屏幕的特定区域才能侦测指纹,但屏幕上不可能会有特殊凹痕或是纹路来让你盲按,所以你还是必须眼睛盯着手机确认辨识位置后才方便按压。如果整个屏幕都可以侦测指纹辨识后,虽然已经可以让你盲按了,但当你手放进口袋不小心触碰到屏幕时,会不会就解锁了,进而造成误操作?另外,依然存在的问题是屏下指纹辨识撷取指纹图像的效率并没有一般指纹辨识来的好,这对于习惯快速解锁的人们来说就会变成一种不方便。

几年后屏下指纹辨识都可以解决这些问题,但我认为目前现行在手机上的电容式指纹辨识,只要好好的安排与设计位置,都会比设计在屏下容易又方便。

原本一开始我也觉得屏下指纹辨识似乎是一个新时代的创新与需求,但仔细想想后能够让无边框手机也同时具有指纹辨识的解法时在太多太丰富,真的有必要让已经成熟的技术退化成不成熟技术让消费者重新适应吗?或许屏下指纹辨识只是一个吸引目光的议题罢了?又或许在体积更小的智能手表上,才是屏下指纹辨识真正的战场!

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