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屏下指紋技術實現方案與原理,看看這到底是個什么玩意兒?

作者:51Touch時間:2018-06-26 來源:與非網

[摘要]各大手機廠商也算順勢而為,紛紛開始研究全面屏手機。怎樣實現更大的屏占比是目前需要解決的難題,這邊蘋果剛出了Face id,那邊安卓又出了屏下指紋,你方唱罷我登場,端的是一出大戲。

    北京時間06月26日消息,中國觸摸屏網訊,屏下指紋技術多妖嬈,vivo/華為/小米/三星盡折腰。2016年起,智能手機進入了全面屏時代,雷軍曾說,只要站在風口上,就算是豬也能飛。各大手機廠商也算順勢而為,紛紛開始研究全面屏手機。怎樣實現更大的屏占比是目前需要解決的難題,這邊蘋果剛出了Face id,那邊安卓又出了屏下指紋,你方唱罷我登場,端的是一出大戲。

    本文來自:http://www.wc3a.com/lcd/news/dynamic/2018/0626/50722.html

今兒個小編就來和大家聊聊屏下指紋這項新技術,掀開它的神秘面紗,看看這到底是個什么玩意兒?

屏下指紋技術實現方案與原理

目前已知的屏下指紋識別方案主要分為兩個方向:一是利用光學實現,另一個則是利用超聲波實現。

光學實現屏下指紋識別技術

光學方案技術由來已久,主要基于折反原理,但在 2017 年以前始終沒能應用于智能手機,主要的原因是光學傳感器的體積過大,且系統無法對皮膚真皮層的識別,因而安全性相對較低。隨著 2016 年以來新思、匯頂先后發布新一代的光學指紋識別方案,仍然是基于折反原理,另外疊加小孔成像和透鏡成像功能,以提高識別的精確度。得益于 OLED 產能障壁的打破、技術成熟度以及可預見的成本下降,光學方案正式成為屏下指紋識別最重要的實現手段之一。

OLED是主動發光,理論上說可以精確控制到每一個子像素點,所以OLED材質的屏幕是更理想的發射光光源,此外,OLED顯示模組更薄,也可以減輕由于放置屏下指紋傳感器帶來的整體機身變厚的問題。目前產業鏈有三種利用OLED屏幕的開發方向:

1.直接在屏幕下方布置一個CMOS傳感器,利用OLED的子像素之間縫隙讓光線穿透過去,進而識別指紋;

2.縮小傳感器,插入OLED的像素點之間;

3.將CMOS傳感器做成透明的,直接貼裝于AMOLED屏幕上方,將光學指紋識別做成一層識別層。

超聲波實現屏下指紋識別技術

另一個屏下指紋識別方向則是利用超聲波指紋識別。高通方案稱其為Sense ID,指紋識別的龍頭企業FPC也剛剛發布了他們的方案。超聲波既不需要感光元件也不需要電容感應,因此更適合做屏下指紋識別。Vivo演示機使用的全屏幕指紋識別,采用的正是高通的方案以及歐菲的模組。目前大規模應用的超聲波指紋識別手機并不太多。

屏下指紋產業鏈及供應商

光學指紋識別方案的產業鏈主要分為算法及芯片(核心領域)、CMOS (將光信號轉化為電信號)、Lens(主要是微透鏡陣列) 、濾光片以及產品封裝。總體來看,中信建投認為光學屏下指紋產業鏈中最值得關注的國內廠商包括上游方案提供商匯頂科技和下游獨家封裝廠商歐菲科技。

光學屏下指紋產業鏈及供應商

以下是光學指紋識別方案產業鏈市場格局(規模、主要廠商):

1、算法芯片:短期內匯頂、新思或將暫時瓜分光學屏下指紋市場,按照 2019 年光學方案與超聲方案市場占比 7:3,其中光學方案及芯片占總識別模組比 50%,模組單價 10 美元,有望為方案廠商帶來近 4 億美元收入規模。

2、Lens :主要關注的境外廠商有大立光、玉晶光和關東辰美等,其中大立光是光學鏡片行業的傳統龍頭,關東辰美是蘋果產業鏈的重要供應商,舜宇是近年來手機和車用攝像等設備領域成長最快的一家企業。

3、CMOS :國際上主要的提供商有括索尼、三星、海力士、豪威(被中國企業收購)和安森美等;國內主要關注格科微(在與中芯國際的合作下,公司到 2017 年已經成長為僅次于索尼的全球第二大 CMOS 芯片生產企業)。

4、封裝:主要的企業有歐菲科技(安卓系屏下指紋模組封裝的獨家供應商)、丘鈦科技、比亞迪電子、三星、TDK 等。預計 2019 年全球屏下指紋設備的出貨量將超過 1 億部,按照每套模組 10 美元,市場規模將近 10 億美元,其中假設歐菲科技市占 50%,則識別模組將公司帶來約 5 億美元營收。

超聲波指紋方案產業鏈

超聲波指紋識別方案的產業鏈可以分為算法芯片、傳感器以及封裝三部 分,而傳感器的上游主要是壓電材料。

以下是超聲波指紋識別方案產業鏈市場狀態:

1、算法芯片:目前高通是該領域唯一一個已經實現方案商用的企業,而除高通外,Sonovation、InvenSense 以及 FPC 等廠商也在探索相應的解決方案。

2、壓電材料:目前高通使用 PVDF 有機聚合物材料,Sonovation 和 InvenSense 使用壓電陶瓷材料;主要生產廠商有新加坡 IME 和國內的三環集團等。

3、傳感器:主要有 InvenSense、臺積電、意法半導體等境外企業生產。

4、封裝:目前高通的主要合作商為臺灣 GIS 和歐菲科技。

目前運用屏下指紋識別技術的手機

【已上市】

VIVO X20Plus UD

首先是第一部屏下指紋手機,VIVO X20Plus UD,這款手機呢就是X20的屏幕指紋版,屬于初代,配置方面與X20別無兩樣。至于這個指紋的體驗,雖說是初代,但還是挺好的,當然沒有傳統的識別速度快,且只有那固定的區域才能識別。

vivo X21

vivo X21采用屏下指紋+面部識別的方案。位于手機正面的屏下指紋,沒有任何可視的物理結構,不挖槽不開孔,使全面屏手機獲得一體化的外觀。

vivox21的屏下指紋解鎖由OLED屏發出光線,穿透蓋板到屏幕表面,手指壓合位置因為手指的不同紋路導致反射的光線不同,達到指紋的光線反射穿透屏幕,到達指紋sensor,指紋sensor根據反射光線形成指紋圖像。

vivo NEX

搭載了第三代屏幕指紋技術,指紋識別模塊隱藏于全面屏之下,正面無實體解鎖模塊,在滿足用戶正面指紋解鎖習慣的同時,更好地保證了手機一體化外觀

華為Mate RS

華為的Mate RS,這款手機可謂是華為最貴的手機了,還有保時捷版本,有著曲面屏,搭載麒麟970,還有著厲害的三顆攝像頭。最主要的是還支持屏下指紋,不過這款手機有著屏下指紋的同時也有后置指紋。

【未上市】


小米8探索版

由“雷布斯”本人承認,這款手機將會采用屏下指紋。

據悉,小米8探索版使用的屏下指紋技術依然是目前相對成熟的光學識別方案,不過小米8為其加入了壓感屏的設計,和屏下指紋相結合,從而在解鎖的同時,壓感可以更準確的記錄壓力值,幫助更好的解鎖。

三星Galaxy S10

據報道,三星Galaxy S10屏下指紋技術采用了超聲波傳感器的方式的實現,超聲波指紋識別是一種通過改變超聲波的強度和位置來區分指紋形狀和特征的技術。由于通過物體進行超聲波傳播的性質,傳感器可以從面板背面進行操作。三星使用該技術,對面板結構和圖像質量影響較小。

魅族16

據黃章本人承認,魅族16將搭載驍龍845和8GB運存,且標配屏下指紋。

蘋果

據消息,上個月,蘋果還在向美國專利商標局提交智能手機所用的屏下指紋專利。

專利顯示,蘋果采用了更安全的超聲波方案,而不是現在普遍采用的光電式屏下指紋。

同時蘋果的方案還能夠同時在屏幕的多個區域識別多個指紋。與之相比,vivo 投入量產的屏幕指紋技術只能夠在一小塊區域有效。

屏下指紋技術發展趨勢

根據《2018年顯示屏指紋技術與市場報告》顯示,預計今年使用屏下指紋傳感器的智能手機出貨量至少將達到900萬臺,明年將會超過1億臺。未來3年,市場將繼續保持高速增長。

同時推測屏下指紋將比結構光更受歡迎,而由于光學屏下指紋的供應鏈成熟度相對較高,以新思和匯頂為代表的供應商已經具備很好的量產性,受到終端品牌vivo、華為、小米等新項目的拉動,今年全球光學屏下指紋識別芯片的供應量約2000萬顆,以新思、匯頂(Goodix)為代表的設計公司和以歐菲光(Ofilm)為代表的模組公司將直接受益。

以高通、FPC為代表的屏下超聲波方案,由于目前仍然處在終端客戶驗證階段,短期來看,發展勢頭較光學屏下指紋稍晚,未來是否可以上量,仍然要期待明年的產業鏈成熟度的情況。
 

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