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屏下指纹技术实现方案与原理,看看这到底是个什么玩意儿?

作者:51Touch时间:2018-06-26 来源:与非网
[摘要]各大手机厂商也算顺势而为,纷纷开始研究全面屏手机。怎样实现更大的屏占比是目前需要解决的难题,这边苹果刚出了Face id,那边安卓又出了屏下指纹,你方唱罢我登场,端的是一出大戏。
    北京时间06月26日消息,中国亿万先生网讯,屏下指纹技术多妖娆,vivo/华为/小米/三星尽折腰。2016年起,智能手机进入了全面屏时代,雷军曾说,只要站在风口上,就算是猪也能飞。各大手机厂商也算顺势而为,纷纷开始研究全面屏手机。怎样实现更大的屏占比是目前需要解决的难题,这边苹果刚出了Face id,那边安卓又出了屏下指纹,你方唱罢我登场,端的是一出大戏。    本文来自:http://www.51touch.com/lcd/news/dynamic/2018/0626/50722.html 今儿个小编就来和大家聊聊屏下指纹这项新技术,掀开它的神秘面纱,看看这到底是个什么玩意儿? 屏下指纹技术实现方案与原理 目前已知的屏下指纹识别方案主要分为两个方向:一是利用光学实现,另一个则是利用超声波实现。
光学实现屏下指纹识别技术 光学方案技术由来已久,主要基于折反原理,但在 2017 年以前始终没能应用于智能手机,主要的原因是光学传感器的体积过大,且系统无法对皮肤真皮层的识别,因而安全性相对较低。随着 2016 年以来新思、汇顶先后发布新一代的光学指纹识别方案,仍然是基于折反原理,另外叠加小孔成像和透镜成像功能,以提高识别的精确度。得益于 OLED 产能障壁的打破、技术成熟度以及可预见的成本下降,光学方案正式成为屏下指纹识别最重要的实现手段之一。 OLED是主动发光,理论上说可以精确控制到每一个子像素点,所以OLED材质的屏幕是更理想的发射光光源,此外,OLED显示模组更薄,也可以减轻由于放置屏下指纹传感器带来的整体机身变厚的问题。目前产业链有三种利用OLED屏幕的开发方向: 1.直接在屏幕下方布置一个CMOS传感器,利用OLED的子像素之间缝隙让光线穿透过去,进而识别指纹; 2.缩小传感器,插入OLED的像素点之间; 3.将CMOS传感器做成透明的,直接贴装于AMOLED屏幕上方,将光学指纹识别做成一层识别层。
超声波实现屏下指纹识别技术 另一个屏下指纹识别方向则是利用超声波指纹识别。高通方案称其为Sense ID,指纹识别的龙头企业FPC也刚刚发布了他们的方案。超声波既不需要感光元件也不需要电容感应,因此更适合做屏下指纹识别。Vivo演示机使用的全屏幕指纹识别,采用的正是高通的方案以及欧菲的模组。目前大规模应用的超声波指纹识别手机并不太多。 屏下指纹产业链及供应商 光学指纹识别方案的产业链主要分为算法及芯片(核心领域)、CMOS (将光信号转化为电信号)、Lens(主要是微透镜阵列) 、滤光片以及产品封装。总体来看,中信建投认为光学屏下指纹产业链中最值得关注的国内厂商包括上游方案提供商汇顶科技和下游独家封装厂商欧菲科技。
光学屏下指纹产业链及供应商 以下是光学指纹识别方案产业链市场格局(规模、主要厂商): 1、算法芯片:短期内汇顶、新思或将暂时瓜分光学屏下指纹市场,按照 2019 年光学方案与超声方案市场占比 7:3,其中光学方案及芯片占总识别模组比 50%,模组单价 10 美元,有望为方案厂商带来近 4 亿美元收入规模。 2、Lens :主要关注的境外厂商有大立光、玉晶光和关东辰美等,其中大立光是光学镜片行业的传统龙头,关东辰美是苹果产业链的重要供应商,舜宇是近年来手机和车用摄像等设备领域成长最快的一家企业。 3、CMOS :国际上主要的提供商有括索尼、三星、海力士、豪威(被中国企业收购)和安森美等;国内主要关注格科微(在与中芯国际的合作下,公司到 2017 年已经成长为仅次于索尼的全球第二大 CMOS 芯片生产企业)。 4、封装:主要的企业有欧菲科技(安卓系屏下指纹模组封装的独家供应商)、丘钛科技、比亚迪电子、三星、TDK 等。预计 2019 年全球屏下指纹设备的出货量将超过 1 亿部,按照每套模组 10 美元,市场规模将近 10 亿美元,其中假设欧菲科技市占 50%,则识别模组将公司带来约 5 亿美元营收。
超声波指纹方案产业链 超声波指纹识别方案的产业链可以分为算法芯片、传感器以及封装三部 分,而传感器的上游主要是压电材料。 以下是超声波指纹识别方案产业链市场状态: 1、算法芯片:目前高通是该领域唯一一个已经实现方案商用的企业,而除高通外,Sonovation、InvenSense 以及 FPC 等厂商也在探索相应的解决方案。 2、压电材料:目前高通使用 PVDF 有机聚合物材料,Sonovation 和 InvenSense 使用压电陶瓷材料;主要生产厂商有新加坡 IME 和国内的三环集团等。 3、传感器:主要有 InvenSense、台积电、意法半导体等境外企业生产。 4、封装:目前高通的主要合作商为台湾 GIS 和欧菲科技。 目前运用屏下指纹识别技术的手机 【已上市】 VIVO X20Plus UD 首先是第一部屏下指纹手机,VIVO X20Plus UD,这款手机呢就是X20的屏幕指纹版,属于初代,配置方面与X20别无两样。至于这个指纹的体验,虽说是初代,但还是挺好的,当然没有传统的识别速度快,且只有那固定的区域才能识别。
vivo X21 vivo X21采用屏下指纹+面部识别的方案。位于手机正面的屏下指纹,没有任何可视的物理结构,不挖槽不开孔,使全面屏手机获得一体化的外观。
vivox21的屏下指纹解锁由OLED屏发出光线,穿透盖板到屏幕表面,手指压合位置因为手指的不同纹路导致反射的光线不同,达到指纹的光线反射穿透屏幕,到达指纹sensor,指纹sensor根据反射光线形成指纹图像。 vivo NEX 搭载了第三代屏幕指纹技术,指纹识别模块隐藏于全面屏之下,正面无实体解锁模块,在满足用户正面指纹解锁习惯的同时,更好地保证了手机一体化外观
华为Mate RS 华为的Mate RS,这款手机可谓是华为最贵的手机了,还有保时捷版本,有着曲面屏,搭载麒麟970,还有着厉害的三颗摄像头。最主要的是还支持屏下指纹,不过这款手机有着屏下指纹的同时也有后置指纹。 【未上市】
小米8探索版
由“雷布斯”本人承认,这款手机将会采用屏下指纹。
据悉,小米8探索版使用的屏下指纹技术依然是目前相对成熟的光学识别方案,不过小米8为其加入了压感屏的设计,和屏下指纹相结合,从而在解锁的同时,压感可以更准确的记录压力值,帮助更好的解锁。 三星Galaxy S10 据报道,三星Galaxy S10屏下指纹技术采用了超声波传感器的方式的实现,超声波指纹识别是一种通过改变超声波的强度和位置来区分指纹形状和特征的技术。由于通过物体进行超声波传播的性质,传感器可以从面板背面进行操作。三星使用该技术,对面板结构和图像质量影响较小。
魅族16 据黄章本人承认,魅族16将搭载骁龙845和8GB运存,且标配屏下指纹。
苹果 据消息,上个月,苹果还在向美国专利商标局提交智能手机所用的屏下指纹专利。
专利显示,苹果采用了更安全的超声波方案,而不是现在普遍采用的光电式屏下指纹。
同时苹果的方案还能够同时在屏幕的多个区域识别多个指纹。与之相比,vivo 投入量产的屏幕指纹技术只能够在一小块区域有效。
屏下指纹技术发展趋势 根据《2018年显示屏指纹技术与市场报告》显示,预计今年使用屏下指纹传感器的智能手机出货量至少将达到900万台,明年将会超过1亿台。未来3年,市场将继续保持高速增长。 同时推测屏下指纹将比结构光更受欢迎,而由于光学屏下指纹的供应链成熟度相对较高,以新思和汇顶为代表的供应商已经具备很好的量产性,受到终端品牌vivo、华为、小米等新项目的拉动,今年全球光学屏下指纹识别芯片的供应量约2000万颗,以新思、汇顶(Goodix)为代表的设计公司和以欧菲光(Ofilm)为代表的模组公司将直接受益。 以高通、FPC为代表的屏下超声波方案,由于目前仍然处在终端客户验证阶段,短期来看,发展势头较光学屏下指纹稍晚,未来是否可以上量,仍然要期待明年的产业链成熟度的情况。
 
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