摘要:8月28日,由芯智讯主办的“新交互·新风口——2017生物识别技术与应用高峰论坛”正式在深圳召开。会上,对于当下外界所关注的屏幕内指纹识别技术,多家指纹芯片厂商也介绍了最新的超声波指纹识别技术和光学指纹识别技术。对于“全面屏趋势之下,超声波和光学指纹谁更有优势?”这个问题,高通(中国)资深高级市场经理刘学徽先生及欧菲光指纹识别研发总监骆剑锋为我们进行了解答。

8月28日,由芯智讯主办的“新交互·新风口——2017生物识别技术与应用高峰论坛”正式在深圳召开。会上,对于当下外界所关注的屏幕内指纹识别技术,多家指纹芯片厂商也介绍了最新的超声波指纹识别技术和光学指纹识别技术。对于“全面屏趋势之下,超声波和光学指纹谁更有优势?”这个问题,高通(中国)资深高级市场经理刘学徽先生及欧菲光指纹识别研发总监骆剑锋为我们进行了解答。

自去年小米MIX发布之后,全面屏可谓是备受关注。不论是今年年初发布的三星S8,还是近期发布的夏普S2、三星Note8都无一例外的选择了全面屏。而即将在下个月发布的新一代iPhone(以下简称“iPhone 8”),也将会采用全面屏设计。相对而言,此前旗舰机多数都采用前置指纹识别,但是如果要采用全面屏,那么指纹识别也就成为了一个令人纠结的问题,三星S8/Note8由于采用了全面屏,使得其指纹识别也被迫放到背面,这样的设计也备受用户吐槽。而解决这一问题的最佳方案就是屏幕内指纹识别技术。
目前屏幕内指纹识别技术主要有两大类:超声波指纹识别和光学指纹识别。

1、高通的新一代超声波指纹识别

2017生物识别论坛:全面屏趋势之下,超声波和光学指纹谁更有优势?-芯智讯

超声波指纹实际上就是通过超声波原理把指纹的形态构建出一个3D图形,跟已经存在终端上的信息做一个比对。它的优点在于可以穿透各种材料,其防水、防油、穿透性各方面较电容式表现更优异。这也使得手机整机防水更有意义,解决了仅能防水而不能在水环境下使用的难点;同时也支持终端用户在极端湿手指条件下解锁,点按,手势等功能操作。此外,超声波指纹识别还支持活体检测。不过其也存在着缺点,比如无法穿透空气层,这也限制了该方案在屏下指纹的应用范围。

由于超声波具有很好的穿透性,所以做指纹识别,可以得到三层数据:第一层指纹皱子直接接触最外层的皮肤;第二层指纹的纹路结束和分杈的点(节点);第三层汗孔和皱子起始的地方,活体检测靠心血管、心跳检测判断是否为活体。

目前主流的超声波指纹传感器厂商主要有高通、Sonavation、Invensense,不过目前只有高通的产品有在智能手机上商用。在不久前的MWC上海展上,高通发布了其新一代超声波指纹识别技术,并且vivo也率先展示了基于此技术的屏幕内指纹识别样机,引起了业内的极大关注。

2017生物识别论坛:全面屏趋势之下,超声波和光学指纹谁更有优势?-芯智讯

△高通(中国)资深高级市场经理刘学徽先生

在本次“2017生物识别技术与应用高峰论坛”上,高通中国资深高级市场经理 刘学徽也为我们介绍高通新一代的超声波指纹识别技术。

2017生物识别论坛:全面屏趋势之下,超声波和光学指纹谁更有优势?-芯智讯

具体到高通的新一代超声波指纹识别技术参数方面,除了继承超声波指纹识别防水、放油、活体检测等特点指纹,在穿透性方面,目前高通的新一代超声波指纹识别技术可以穿透800μm的玻璃和525μm的金属,也可以穿透1300μm的OLED屏(比此前MWC上海展上公布的数字1200μm更高了一些)。而目前柔性AMOLED屏的厚度最薄可以缩减到100-200μm,玻璃盖板可以做到500μm左右,这也意味着其可以实现屏幕内指纹识别。

高通新一代的超声波指纹识别技术虽然优势很多,也很强大,但是目前还没有量产。据预计基于这项技术的屏幕内指纹识别的手机产品(此前据称是会给vivo首发)将会在明年上半年推出。不过近期vivo似乎会推出一款全面屏新机,但是可能采用的是背面的金属外壳下的超声波指纹识别解决方案。

在当天的会议现场,对于高通的屏内指纹识别方案何时量产的问题,高通中国资深高级市场经理 刘学徽先生表示:“目前处于保密阶段,没有正式对外公布,但是也不会太久。”

2、光学指纹识别

光学指纹识别技术是一项很成熟的技术,很早就有用于考勤机、门禁等领域。不过,传统的光学指纹识别技术有很多的缺点,比如受手指表面是否干净影响较大,而且对于干手指识别率低,当然更为关键的是该类型指纹模块较大(因为需要有独立的光学系统),所以之前一直没有被用在移动设备上。

2017生物识别论坛:全面屏趋势之下,超声波和光学指纹谁更有优势?-芯智讯

而现在新的光学指纹识别技术都主要是针对智能手机来做的,其抛弃了传统的光学指纹的光学系统,转而借用可以自发光的手机OLED屏幕的光线来作为光源,照射指纹后返回的光线通过传感器进行处理后得到指纹图像。

其优势在于可以实现屏内指纹,提升体验,整体的成本和功耗可能会较超声波低一些,但是其存在着干手指解锁问题和外界强光干扰问题。

具体的相关技术原理可以参看芯智讯此前的文章《屏内指纹大比拼!光学or超声波,谁能搭上全面屏的东风?》

目前有在做基于光学式的可实现屏幕内指纹识别的厂商主要有苹果、汇顶、新思、费恩格尔、迈瑞微、神盾、ISORG等。

虽然,在今年年初的MWC展上,汇顶就有展示基于光学式的可实现屏幕内指纹识别的样机,但是直到现在似乎也没有投入量产,据说目前已经在做第二代。苹果从目前的信息来看,其iPhone 8采用屏下指纹的可能并不太大。新思此前在接受芯智讯采访时表示,其光学指纹产品会在明年推出。

3、超声波与光学式指纹识别谁更有优势?

从上面的介绍来看,超声波与光学各具优势。不过欧菲光指纹识别研发总监骆剑锋在接受芯智讯采访时表示,从技术进度方面来看,目前似乎光学式的进展更快。从成本来看,光学式如果要做大尺寸的话成本会更高(芯智讯注:虽然光学初期的成本可能要比超声波高,但是从事光学指纹的厂商也更多,多家量产之后,成本可能可能会下来);在适用范围方面,超声波目前要实现屏下指纹,只能用于OLED柔性屏,OLED硬屏厚度更厚用不了,光学指纹则没有这个问题。不过,柔性OLED是大势所趋,以后这应该不是问题。

2017生物识别论坛:全面屏趋势之下,超声波和光学指纹谁更有优势?-芯智讯

△欧菲光指纹识别研发总监骆剑锋

最后,从工艺方面来看,之前某位指纹厂商负责人告诉芯智讯:“超声波要实现屏下指纹识别,就必须贴到OLED屏下,一个不良,就等于是废了一个OLED屏。虽然光学的传感器也需要贴到OLED屏下,但是光学胶更容易贴,因为胶密度有差别不会导致光学效应变化,但是对于声学效应影响就很大。一个没贴好,就需要拆下来重新贴,而这就会很容易损坏OLED。”不过,骆剑锋对此并不认同,他认为:“光学贴合需要管控sensor到屏之前的距离,既“焦距”;光学方案贴合需要在屏背面挖出一个透光区域,对显示效果会有影响;超声波贴合不需要改变屏的背面结构,没有外观问题,贴合所用材料也并非透明胶,是一些声学特性比较好的胶材料,贴坏了可以重新再贴。”