65 回答
在四种方案中,电容式传感器结构原理最简单:发射一个射频信号,信号经过指纹的纹路反射,在同一个等高面上出现不同的电容变化特性,电荷数的多少不一样,最终得到图象。这里主要说说缺点,由于传感器表面是使用半导体材料容易损坏,并且通过指纹的山谷和山脊之间的凹凸来形成指纹图像,因而对脏手指或湿手指等困难手指识别率低。虽然经过这几年的迭代,目前的电容式传感器已经做到很可观的性能,但是受制于原理的局限,已经到了生命周期的极限。
热敏指纹传感器用的更少了,其原理是根据皮肤纹理与传感器接触部分的温度差异来检测指纹。由于容易被外界热量所干扰,所以现在一般配合电容指纹模组用于活体检测功能,可以通过热敏传感器感知手指表面的温度变化,识别人造的假手指或者冷掉的断手指等等。
超声波(主力高通):通过超声波把手指的指纹形态构建一个3D的图形,然后跟已经存在终端上的信息做比对。它的优点是对一些防水、防油、穿透性都有比较好的表现。相对于光学指纹和电容式指纹识别来说,超声波信号具有较好的穿透性,可在实现对于指纹识别的同时,能降低手指污垢、油脂以及汗水的干扰,在水下也不会对解锁产生影响。
相比之下按压电容传感器做出的是二维指纹图像,而超声波扫描可以对指纹进行更深入的分析采样,甚至能渗透到皮肤表面之下识别出指纹独特的3D特征。第三代的指纹识别技术中的超声波指纹识别则在识别深度上取得了突破,3D扫描技术扫描指纹,可以穿过手指表皮,形成更精密仔细的分析。
光学式(主力 vivo&新思),普遍受到业内看好,主要是因为光学式方案在原理上具备电容式无法达到的优点——光线可以穿透玻璃盖板,通过图像传感器测得指纹隆起线凹凸不平导致的反射光对比度变化,获得指纹信息。
对于光学式和超声波之间的对决,现在还不好说。不过就目前技术而言,光学相比超声波的优势还是有的。
1.功耗方面。由于需要足够的穿透性能,需要更高的功耗。无论是超声波穿透方案,还是光学穿透方案,都需要较高的功耗,但相对于利用屏幕自身光源的屏下光学指纹识别,屏下超声波指纹识别则是主动式感应,其本身的功耗就比较高,如果要保持持续的工作状态,那么功耗将会更高。
2.模组体积。由于功耗要求高,因此相应的会影响模组体积,对指纹模组的集成是一大考验,当前的技术无法将体积缩小到理想范围,设备难以小型化。
3.良品率。超声波要实现屏下指纹识别,就必须贴到OLED屏下,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,因为胶密度稍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。这样的后果就是直接导致良品率偏低。
[h1]光学屏下指纹的问题[/h1]目前光学式行业内主要有 Under Display 以及 In Display 。Under Display 就是把指纹识别芯片放在显示屏下面,而 In Dispaly 则是把指纹识别做到显示屏里面。包括苹果、新思、汇顶科技等公司均在进行积极研发。新思2016年12月推出首款面向手机和平板电脑的光学指纹传感器——Natural ID FS9100。两手抓的苹果在15 年 11 月和 17 年 2 月先后发布了集成于 OLED 和 MicroLED 显示屏幕中的光学式指纹识别专利。汇顶也于3月初的MWC上发布了光学指纹方案。
而从新思的官方公告来看这次合作的技术应该是In-Display ——Synaptics Brings World’s First In-Display Fingerprint Sensors for Smartphones to Mass Production with a Top Five OEM
https://www.synaptics.com/company/news/Clear-ID-mass-production
分别来看各厂商:
1.苹果
早在2015年苹果就曾申请了在OLED显示屏上实现屏下指纹识别的专利,并且这项专利已经获批,但是两年了还是毫无音讯,表明了它有着很强的技术壁垒。
该技术用较小的红外光发射器和传感器代替较大的电容传感器,发射器和传感器位于 RGB LED 显示基板旁边或安装在基板上的微芯片上。这些“交互式像素”结构可以进行校准,并执行特定功能,包括环境光感测,距离检测,以及特别复杂的触摸检测。工作原理是通过从用户的手指反射回红外光并回到感测二极管。通过对反射光进行分析,使得能够对物体及其表面曲率进行更深入的分析,例如对应于指纹的脊和谷的暗点和亮点。
2.汇顶科技
汇顶的指纹识别传感器是通过AMOLED屏的光线来照射指纹,然后通过返回的光线穿透OLED屏的缝隙打到屏下的CIS上,然后再对返回光线进行分析,结合软件算法,实现指纹识别。
但是这种方式会面临一个问题,那就是当屏幕亮度不足、或者指纹区域有其他显示图像干扰时,指纹识别可能就会出现比较大的偏差。当然需要解决的技术点多了,距离量产还有相当一段距离。
3. 新思科技
而这次跟vivo合作的新思方案的详细的资料并不多。不过可以肯定的是这个In-Display技术确实给予OLED屏幕开发的,Synaptics Clear ID最大的特性是可以完全封装在AMOLED显示屏模组中,按下屏幕即可完全解锁,非常适合时下简洁、无按钮、无边框的全面屏设计。并且该传感器厚度仅为1.5mm左右。新思官方宣称,Clear ID识别速度比起3D面部识别要快两倍,可以在干燥、冰冷等各种不同条件下精准识别手指,安全方面支持本地TLC/AES/ECC加密。
如果明年量产型号还是Clear ID FS9500的话,在被激活时,一颗 FS9500 传感器会使用较上层的 OLED 面板背光来照亮手指所在区域,而后将反射后的光线传递到后方的传感器上。实际上依然是屏下指纹。
同时,即使是目前已经宣布量产的光学屏下指纹(新思 & vivo),想要完美的装配到手机中还是有很多技术难题的。纵然vivo跟新思都摆明了立场,下足了功夫,但依我看这次的产品怕是要凉了
因为如果将指纹识别传感器放在显示屏下方,就需要穿透显示屏、触摸屏(也可以直接在盖板玻璃上进行镀膜和光刻实现)以及盖板玻璃的厚度。尽管柔性AMOLED屏的厚度则可以控制到0.2mm左右(据说最薄可以缩减到0.1mm),但是玻璃盖板的厚度大都在0.5mm以上,大猩猩玻璃第四代是0.4mm(第五代是0.6mm)。这也意味光学指纹识别技术实现屏幕内指纹识别,其信号强度至少需要穿透0.6mm的厚度,才能保证能够在一定的准确度上获取指纹信息。vivo跟新思的研发投入是否有成效这0.6mm将会是重中之重。
即便vivo跟新思真的解决了显示屏跟盖板的穿透问题,后续在模组贴合过程中遇到的各种问题也并不会小,这就要看vivo的真实功力了。
因为由于“sensor”的面积有限,上层自发光面板和下层基板之间高达“1.5mm”的“空隙”该如何解决?这完全就是在给vivo的产品生产部门出变态难题啊,这并不是说光为了把手机做薄就能一股脑得挤一起的。
同时还存在同一层内放置不同的材料之间的粘合度和胀缩程度如何控制的问题,这其中又涉及到了手机本身对于机身温度的把控以及内部设计与排线问题,如果光是把材料零件拼凑在一起固然简单,但要把材料零件间使用时的各种情况都考虑进去然后再保持一个长时间的稳定状态的话,基本就是技术界的“婆媳关系”了。
如果以上的问题难以解决,vivo还需要再次联合新思,考虑是否可能将传感器插入或者直接渗入OLED子像素周围,虽然这样能提升光学效果,直接避免了以上的各路问题,不过这技术难度就大了不止一点半点了,恐怕暂时怕是无法实现了。
即便初代搭载屏下指纹的产品面世也不能代表屏下指纹的可用性就已经完全能达到消费者的预期水平。毕竟相比目前最成熟的电容接触式指纹识别,第一代屏下指纹系统就能全面超过不太现实。因为没有触感,屏下指纹不可能做到全屏幕都可以按,能按的也就是一个下方区域罢了。
假设手机在兜里,连手摸的什么地方都难分清,又怎么可能自然地盲开呢?而且因为没有实体键,需要先按一下侧开关点亮屏幕,然后才在屏幕显示的区域上按指纹,这个流程相当麻烦。除非vivo能把之前推出的“面部识别”跟“抬腕亮屏”的功能一同用上,作为一个消费者对于屏下指纹的缓冲过度,减轻广大用户对于屏下指纹的适应排斥。不然像是vivo这样的产品销量大户要直接发布“屏下指纹”这种“挑战用户使用习惯”的功能,分明就是在挑战自己销量底线,回去也不好交代。
总结来看,屏下指纹想要消费者买账还需要不少时间来打磨优化。它的终极形态应该是全部的屏幕都可以作为“识别”区域,这是最好的。但由于行业技术原因,目前还未能实现,所以现在唯一关注的就是vivo能否在技术局限的情况下提供更能让消费者满意的使用体验了。
今年突然爆发的全面屏给了厂商们很大的冲击,但是仅仅18:9的各类“异性屏”并不是大家所要的。屏下指纹能干掉传统屏幕上占地面积最大的指纹识别模块,为以后全面屏的终极进化拉开了序幕,单单这点就很令人激动,不是吗?
来源见水印首先,超声波指纹识别与光学和电容不同,后二者是建立一个二维的特征模型,而超声波是一个三维的立体指纹模型。
所以超声波技术从根本上来说安全性更高一些,但是也因为如此,它的识别速度及识别率捉急。
蓝厂在去年年中那次展示的超声波指纹识别样机也是一样的有识别速度及识别率的问题。
http://static.video.qq.com/TPout.swf?auto=1&vid=n0519qci4yg从视频中可以看到,超声波在录指纹的时候就比较慢,解锁更是花了差不多1S左右的时间,在业界电容式指纹解锁即触即解的当下,别人的手机解锁速度是0.1S,你的手机是1S,你能受得了吗?
很明显。
超声波指纹PPT,来源见水印蓝厂一向对于这些用户可以直接感知到的技术体验是很在意的,说实话,手机圈里老说蓝绿蓝绿,其实蓝厂一直比绿厂有理想。
绿厂还在出R9这种硬件水准的手机时,蓝厂出了XPLAY6,曲面HIFI820,顶配是6+128,这个配置放到今天都是不错的配置。起码蓝厂是有旗舰的,HIFI一路也坚持搞下来,毋庸置疑的业界顶级水准。
所以你要让蓝厂用超声波方案,那体验对于用户来说完全是开倒车,在这个情况下蓝厂就需要寻找新的解决方案。其实在2017年年底我们就可以看到,蓝厂的营销在减少,投了5G研发而不是继续投明星,蓝厂在寻找一条新的道路证明自己。
——————
那么关于体验问题,蓝厂现在交出了这份答卷。与新思(Synaptics)合作研发的屏下光学指纹。
【ZEALER X CES 2018】vivo 屏下指纹手机现场试玩看解锁速度跳到20秒位置。
从现场体验视频来看,光学指纹的体验明显比MWC上的超声波方案要快得多了。基础体验部分我觉得还是OK的。
新思针对指纹开发的SentryPoint™安全套件超声波指纹的安全性卓绝,但是体验堪忧。电容式指纹识别破解也不是新闻了,在2017年六月份的时候,新思就搞过一次线下活动,怼过一次汇顶。他们邀请媒体过来,然后当场五分钟破解了媒体的指纹。
实际上看这条新闻的时候,我觉得搞到了指纹后,要伪造指纹可能甚至花不了五分钟……
回到光学指纹,其实光学指纹不是一个新技术,资格上来说它是指纹安全领域最早的元老,很多公司指纹打卡器其实就是光学指纹。
但是当时光学指纹发光结构大,无法小型化,而且不稳定,很多打卡器到了冬天就不好使,就是因为光学指纹的发光结构受温度的影响,到了冬天一冷,它自己变形了,就觉得你的指纹不对。我在查光学指纹资料的时候,早一点时间的全是关于光学指纹在打卡器上的应用分析。
当时普遍认为电容式是一个更高端的技术,耐磨且稳定,我们也可以看到,现在手机的主流也是电容式指纹识别。
在打卡器上面,电容式问题不大,但是在手机上电容式现在就遇到了一些问题。
首先就是现在业界的全面屏风向,所有的手机都在追求屏占比的最大化,在追求屏占比的过程中额头下巴和边框都被压缩了,但是指纹却有很多不同的解决方案,有的选择放在极窄的下巴上,有的选择放在背后。
背后不说了,这是个习惯性问题,如果要把指纹放在前面的话,就要面临一个问题。
全面屏的宽是没有增加的,主要是把手机拉长了。我们拿手机拿的是手机的中部,这样手机拿在手里才平衡。使用全面屏的时候我们可以发现一个问题,就是屏幕最上和最下大拇指不太容易摸得到。
所以指纹放在前面,把位置放在下巴上,是一种为了前置指纹而前置指纹的敷衍方案,实际上体验并不好,很别扭,每次都要摸下去。
这就是电容式指纹识别的问题,它必须在屏幕之外的地区。
但是光学式指纹就可以放在屏幕下面,新思在2016十二月年发布的NaturalIDFS9100就可以做到1mm的穿透了(包括2.5D玻璃),尤其是现在OLED屏幕可以做到非常薄了,光学式指纹可以从屏幕的缝隙中透出去,完成指纹的采集。
所以,光学式指纹本身就是具有穿透性的,贴的是水凝膜无所谓,哪怕是钢化膜,如果买的是好的钢化膜,介质密度均匀,传感器一样可以收集到折射后的指纹模型。
你从这个角度来看,其实光学式指纹也可以推动一次手机周边行业的进化,把那些粗制滥造的垃圾钢化膜驱赶出去,促进一次手机周边行业的进化。
关于解锁区域的困惑我觉得也可以放下了,光学式指纹用的是光来识别,肯定不是只能一小块位置用于识别,只是目前碍于手机内部的结构以及机身厚度问题,传感器未能覆盖全屏,日后解锁区域必定逐渐覆盖全屏。
总的来说,关于解锁率,安全性,实用性,新思和VIVO这次合作研发的光学指纹解决方案,交出了一份不错的答卷。
————————
实际上在看VIVOX系列产品经理韩伯啸的采访时,他就说了:
引用来自:http://sh.qihoo.com/pc/2s21r39vieq?sign=360_e39369d1 很多时候有些手机圈的机友看到手机厂商用一个供应商的技术,就嘲讽是组装厂,这个是很无厘头的。 不管是拿到的什么方案,都只是一个基础模型和一套开发工具,具体如何实现,如何塞到产品里面,怎样设计适合量产,工厂这边能不能搞定,这些都是需要大量工作去磨合解决的问题。 绝不是供应商提供了,跟玩游戏加MOD一样,直接塞进去就用了。 手机行业的竞争到了2018年,已经正儿八经地进入了白热化,拿吃鸡来说就是进入了决赛圈,各家厂商为了在这个残酷的市场活下来,都使劲了浑身解数。 一直以来,蓝厂都和绿厂捆绑在一起,其实是比较冤的,虽然在营销上两家互相学习,但是产品线上绿厂早把find系列给砍了,蓝厂的xplay系列一直在做市场上名副其实的高端产品。HIFI放眼市场,也只有VIVO在认真做。我对蓝厂产品的印象一向是不错的。 这次蓝厂和新思一起首发屏下指纹,是一次很冒险的举动,也是值得佩服的。手机圈的老说蓝绿模仿蓝绿抄袭,这次的屏下指纹我觉得完全可以让蓝厂从这个舆论中脱身出来。 只有每个厂商都积极采用新技术的手机市场,我们国内品牌才会出现一家可以和苹果并肩的厂商。 以前这个可能性的名单里面可能没有vivo一席之地,今天我觉得也可以把vivo加进去了。 ———— 参考网址: http://www.eepw.com.cn/article/201701/343354.htm http://www.shoujibao.cn/news/show-htm-itemid-21001.html https://www.synaptics.com/cn/technology/security-suite http://www.qianjia.com/html/2017-11/24_280151.html屏幕指纹技术是挺难的,它涉及软硬件很多的内容。它不是一个简单一揽子方案,这个要厂家软硬件全部配合,它的原理是类似于更像拍照这块东西。我们看到拍照行业是没有一家靠供应商的方案自己成为拍照里面老大的,它的方案挺复杂的。从屏幕到 传感器 到外面的贴合,屏幕和 传感器 的贴合过程,以及里面堆叠的方式都要一遍遍试验的,包括人工智能图像算法,这是一个整体的配套过程。 vivo产品经理韩伯啸同时表示,早在2年前vivo就开启投入人力、物力和财力研发这项技术,物力我们下了将近二十万材料片,冒着有可能报废的风险。 在组装测试方面,我们要找产线上最厉害的工人,找最好的结构制造专家、制造工程专家,迅速手工做一百来台机器两三天做完,立马测试,手工装机器都装上千台了,报废了上千台。 从用户体验角度来说,正面指纹识别更优,但是行业内大部分人都在研究结构光,好像没人在做屏幕指纹,为什么呢?因为一旦苹果三星做出来就有标准方案在那里,大家都可以想办法复制,因此大部分都在等三星出来一篮子方案。
====================================
以下是原答案:
可以称作全球前五的手机厂商无非就是苹果,三星,华为,OPPO,小米。
首先苹果是不可能的,苹果自己已经把这条路堵死了;
其次,按照一般人的习惯,如果是三星或者华为,会说是前三而不是前五;
最后,就是OPPO和小米,在这两家厂商中,相对于小米而言,OPPO在使用新技术上面一向是比较保守的,最典型的例子就是在最新的R11s上仍然没有使用Type-C接口。
所以个人认为,最有可能的应该是小米
在今天(太平洋时间 1 月 9 日;北京时间 1 月 8 日)的 CES 2018 大会上,vivo 正式公布了首款屏下指纹识别手机,并在展区内提供了真机给到场的媒体进行体验。爱范儿(微信号:ifanr)也在第一时间进行了上手试玩,点击下方播放按钮可观看上手体验。
https://www.zhihu.com/video/934744973899870208 再来说点视频里没有的吧。
在去年的 MWC 上海展会上,vivo 就已经带来了与高通合作研发“隐形指纹识别”技术,但其原理与目前所用的“屏下指纹识别”略有不同。该方案主要是基于超声波信号对用户的指纹信息进行识别,将超声波反馈的信号转化为电信号,从而对手机进行解锁。
而这次 vivo 所选的 Clear ID FS9500 模块则是采用“光电式”指纹解锁方案 ,是目前三种主流指纹解锁方案的其中一种(电容、超声波、光电)。
(vivo 屏下指纹识别解析)而因为超声波与光电均采用“非直接触摸”的方式进行验证,所以它们比目前的电容指纹识别更占优势,最直接的一个举例就是用“湿手解锁”与电容式方案进行对比。
但当时 vivo 的展示机所用的传感器模块为高通提供的超声波方案,并非是 Synaptics 提供的光电识别模块,所以两种模块的识别效率略有不同。从体验视频看,显然光电指纹解锁要比超声波指纹解锁要更高一些,但相比目前的电容指纹识别仍有明显的进步空间。
(Clear ID FS9500 传感模块)另外,尽管 Synaptics 在去年就已经开始量产了屏下指纹识别模块,但新技术没有跳票是件十分难得的事情,能在短时间内将新技术量产并装配使用,显然这需要 Synaptics 和 vivo 以及零部件供应商的紧密合作。
我们知道,Synaptics 只是提供整个功能的其中一个核心模块,要将整个功能实现出来也需要其他硬件的支持。比如说,实现屏下指纹识别需要搭配 OLED 屏幕使用,这也是实现整套屏下指纹识别系统的核心之一。
否则,在非 OLED 屏幕的硬件限制下,将会影响识别模块的正常工作,那么这就需要 OLED 屏幕供应商的支持,不然整套系统也不能真正运作起来。
屏下指纹识别能为用户带来湿手操作、防水防刮的好处,但这需要屏幕硬件的支持,贴膜或屏幕碎裂可能会影响屏下指纹识的效率——vivo 官方在展会上说道。
(屏下指纹识别在按压开锁时会有解锁动画)总的来讲,屏下指纹识别模块、OLED 屏幕都是实现“屏下指纹识别”的必须条件,可以说是缺一不可。换言之,即使目前屏下指纹识别技术的发展进度比较可观,但其普及速度仍然有限,仍在“尝鲜期”的屏下指纹识别技术并不会在短时间内取代其他识别技术。
[h1]为什么手机厂商们都热衷于“屏下指纹识别”?[/h1]“全面屏”是智能手机在 2017 年的发展趋势,但它依然会在 2018 年继续被发展下去。
在这次展会上我们能看到,vivo 将屏下指纹识别模块“放”进一台与 vivo X20 Plus 有着 99% 相似的设备上,而这仅有 1% 的不同则是在它的背部,因为这是一台没有像 vivo X20 Plus 那样有着后背开孔的设备(这里我们只能说是一台“设备”或“手机”,因为官方暂时没有宣布它的型号)。
但正是由于移除了 vivo X20 Plus 的背部开孔,所以该机的整个背部看上去都顺眼了不少,简而言之就是机身的一体性更强了。
(屏下指纹开锁体验,图源:vivo)所以,尽管是对硬件有着一定的要求,但“美观”仍然是屏下指纹识别的一个优点。
而在这项新技术的支持下,手机厂商可以在提升手机屏占比的同时也无需考虑在手机背部进行开孔。这里我们可以遇见的是,这是一个为了迎合未来更高屏占比的“全面屏”发展和一体式机身所发展的新技术。
不过有一点比较有趣,可能是想突出新技术与屏幕的融合,vivo 在展会上将这项技术命名为“屏幕指纹识别”,而并非是“屏下”。看来未来的手机厂商们除了要想怎样将技术进行优化外,还需要研究怎样对新功能进行包装了。
在功能上,屏下指纹识别的工作原理虽然与传统电容指纹识别略有不同,但所提供的功能还是能够满足我们的日常使用。以 vivo 这次展出的设备为例,目前该机除了支持解锁外,还支持了指纹支付等功能,其功能性与目前主流的电容识别方案大致相同。
与此同时,在 vivo X20 上的面部识别功能我们也能在这次 CES 的展示机上找到。换言之,未来 vivo 将很有可能采用“屏下识别+面部识别”的搭配,面部识别用于对设备的快速解锁,而屏下指纹识别则是对更高级别的安全验证进行补充,譬如支付验证等。
当然这只是我们的一个猜想,具体还需要厂商的实测验证。
那么这台手机离我们远吗?我们在 vivo 那得到的回复是“新设备将会在今年初正式面世”。
无独有偶,就在 vivo 在 CES 展示新机的前一天(北京时间 1 月 9 日),一款型号为“vivo X20 Plus UD”的新机已经通过了工信部的入网许可。
(图源:Androidheadlines)该机拥有与 vivo X20 Plus 同样的 6.43 英寸大屏,搭载高通骁龙 660 处理器、后置双摄以及 6GB 运存,外观设计大体与 X20 Plus 一致,但没有了背部的指纹识别开孔。而对型号“UD”的理解,有媒体猜测是“Under Display”的缩写,也就是 X20 Plus 的屏下指纹识别版本。
按照以往的新机入网流程,这款新机有望在未来的一个月内发布。而据官方透露,早在去年 vivo 就已经向 Synaptics 订购了 10~20 万级的屏下指纹识别模块订单,所以未来新机的量产将不会有太大问题,消费者可以期待一下。
作者:文俊
不是 PPT,不是 demo,vivo 发布了全球第一部可量产的屏下指纹手机。
作为新年第一个重要的消费电子展会,每年 1 月初在美国拉斯维加斯举行的 CES 总是会吸引全世界关注消费电子产品的爱好者的目光。
虽然出于销售周期和量产时间等考虑,手机厂商通常会把上半年最重要的旗舰产品留在 2 月底的 MWC 前后,不过这并不意味着 CES 上没有特别值得关注的产品。相反,就在几个小时前刚才,vivo 在 CES 2018 上展示了可能是本届展会上最值得期待的一部手机——全球第一部量产的屏下指纹手机。
[h1]没有后置指纹的特别版 vivo X20Plus[/h1]严格来说,vivo 展示的这一款屏下指纹手机并不是一款全新的型号,而是在去年下半年推出的 X20Plus 的基础上做的一个特殊版本。
外观配置上,这款全球第一部量产屏下指纹手机都和普通版的 X20Plus 保持了一致,包括 6.43 英寸 18:9 全面屏,分辨率 2160X1080,三星 AMOLED 面板(这一点极为重要),略带弧度的一体式全金属机身,SoC 是主流但不极致的骁龙 660。
vivo X20 Plus 普通版和屏下指纹版事实上,这款屏下指纹版 X20Plus 和普通版 X20Plus 外观上唯一的区别是机身背后没有了后置指纹模块,原因是它的指纹识别已经直接集成在了屏幕模组下面。
[h1]来自 Synaptics 的光学屏下指纹识别方案[/h1]在聊体验前,我们先简单了解一下 vivo X20Plus 屏下指纹版本采用的识别方案。
去年 6 月份,vivo 在上海 MWC 就曾经展示过一款搭载屏下指纹技术的特别版 Xplay6,这款产品采用的是来自高通的超声波方案,至今没有任何要量产的迹象,而今天发布的 X20Plus 则完全不同,它采用的是来自美国 Synaptics(新思)的光学指纹方案。
其实光学指纹并不是一个多么新鲜的事物,我们生活中常见的考勤机、门禁上用就是光学指纹方案。
它的大致原理是在手指按在采集器上后,内部的光源会将光线打到手指上,经过手指反射后汇集到 CMOS 或 CCD 上,从而获得指纹图像,整个过程有些类似用数码相机拍照。当然了,把考勤机、门禁上的光学指纹移植到手机上,需要在体积上做大幅度的缩减,技术难度要高出很多个级别,不过大致的原理是一样的。
这里还有一点值得额外注意。在光学指纹方案中,一个重要的步骤是通过内部的光源来发射光线,因此光学指纹方案需要包含光路系统。在手机中,具备自发光特性的 OLED 面板恰好可以充当光路系统,而这是依赖外的背光板发光的 LCD 屏幕所做不到的,目前所有针对手机开发的光学指纹方案都是基于 OLED 面板(vivo X20Plus 采用的是属于 OLED 的三星 AMOLED 面板)。
此外,同样是因为光路的问题,「屏下指纹」的传感器其实是位于屏幕面板和玻璃盖板之间,这样屏幕才能为传感器提供光源,因此「屏下指纹」的说法严格来说是不准确的。在 vivo 官方的介绍中,vivo 使用的说法是「屏幕指纹」,不过由于「屏下指纹」已经成为了主流媒体和读者所习惯的说法,本文中我们依然把它叫做「屏下指纹」。
回到 vivo X20Plus 屏下指纹版上,它采用的是 Synaptics 去年年底推出的 Clear ID FS9500 光学指纹传感器。根据 Synaptics 的说法,FS9500 拥有媲美传统电容式指纹方案的速度和安全性,同时兼具小巧的面积和超薄的厚度。
[h1]屏下指纹的体验如何?[/h1]不过这颗 Synaptics 传感器的实际效果如何,我们还得看「疗效」。
在将指纹识别模块移到屏幕内之后,它的实际体验会受到多少影响?它能达到当前主流的电容式指纹的几成水准?在现场体验了半小时后,下面我们就从录入、解锁、场景等多个角度,分享一些我们使用 vivo X20Plus 屏下指纹的一些感受。
指纹录入上,除了按指纹的位置移到了屏幕内部,X20Plus 屏下指纹录入的方式和普通的正面电容式指纹无异。不过在录入过程中,我们发现 X20Plus 屏下指纹需要录入的次数比较多(需要 20 次左右),录入的速度也要比普通的电容式指纹慢。不过考虑到对于多数用户来说,录入指纹几乎是「一次性」的动作,时间慢点应该不是什么大问题。
由于指纹识别模块隐藏在玻璃盖板下方,用户肉眼是无法观察到指纹模块位置的。而为了方便用户精确地「找到」指纹识别模块,在按电源键点亮屏幕、打开常亮显示(熄屏时钟)、抬手亮屏等屏幕被点亮或部分点亮的状态下,vivo X20Plus 屏下指纹的位置上会显示出一个指纹的标志。用户只需要使用录入指纹的手指重压(需要稍微用点力起,有些类似三星 S8/Note8 的虚拟 Home 键),即可使用指纹解锁。
在解锁的速度上,X20Plus 屏下指纹版给我们的感觉有些像苹果的第一代 Touch ID(iPhone 5s、iPhone 6、iPad Air 等产品上用的方案),足够快但不够极致,在按下之后手指需要稍作停留个半秒钟,这个时间不算长,但相比目前优秀的电容式方案那种一碰就能解锁的体验的确是有那么一点点差距。在解锁的成功率上,X20Plus 屏下指纹版本表现得很不错,在习惯了按压后需要停留 0.5 秒左右这个时间后,X20Plus 解锁成功率非常高,几乎没有失手的时候。
总体来看,vivo X20Plus 屏下指纹的表现配得上一个好评。虽然在解锁速度上相较成熟的电容式指纹还有一些距离,但较为完善的体验和很高的解锁成功率让 X20Plus 的屏下指纹已经具备了很高的可用性。
不过有一点需要说明,由于屏幕的发出的光线需要穿过玻璃盖板打到手指上,这件事本身难度就很大,如果再贴膜的话,会对 X20Plus 屏下指纹的体验造成很大的干扰。玻璃膜这种偏厚的膜肯定是不行的,即便是塑料膜,依然也会干扰到屏下指纹。在特殊的贴膜出现之前,现在要想正常使用 X20Plus 的屏下指纹,只能选择不贴膜。
[h1]重点:不是概念机,不是概念机,不是概念机[/h1]如果你关注手机圈的话,或许已经对屏下指纹这个词感到疲劳了。
大概从两年前开始,就已经断断续续开始有了一些关于屏下指纹的传言。在这之后的时间里,你可能看到过了无数关于「XX 预计将搭载屏下指纹」的报道以及指纹方案提供商、手机厂商展示的关于屏下指纹的「PPT」(这其中也包括了 vivo 和 Synaptics 自己)。
不过和以往所有的这些报道不同的是,vivo X20Plus 上的屏下指纹是一个真真正正的量产版,而不是一个不打算卖的「概念机」,在产品体验的现场,我们也再三从 Synaptics 的工程师那里确认了这一点。虽然 vivo 还没有公布 X20Plus 屏下指纹版具体的上市时间,但根据我们的了解,这个时间点可能会比不少人想象中来的更早。
更重要的是,vivo 和 Synaptics 并不是仅有的两家在屏下指纹上探索的厂商,随着技术和工艺的进步,未来几个月内会有越来越多的厂商加入到屏下指纹阵营中来。屏下指纹很可能会像去年下半年的 18:9 全面屏那样,以一种超乎用户预期的速度快速普及。■
本文出自 贾伯斯龙,源自 极客公园。
而FPC则比较丧心病狂,不仅可以几乎整个屏幕都是识别区域,穿透能力还超强:最厚大约是0.4mm左右,而手机盖板玻璃厚度大约为0.6mm~0.9mm,因此0.4mm的有效厚度不足以穿透玻璃+显示屏(0.6mm+0.3mm)的厚度 新一代的Sense ID可以穿透1.2mm的OLED屏幕或0.65mm的铝或0.8mm的玻璃
回到问题上来,Synaptics用的同样是光学式屏下指纹识别方案,所以同样需要屏幕是AMOLED。 如果是小米,则需要考虑货源是否稳定,毕竟京东方新产能刚开出来,目前全球90%以上的AMOLED屏幕产能依然在三星手里。 如果是OV,那倒还好,至少AMOLED屏幕供应相对稳定,就是看这两家战略上非常保守的厂商是否会跟进。 如果是华为,那也只剩未来的P11,华为比较担心被供应商掐脖子。 如果是三星,就看三星想选择什么方案了,对于三星,屏幕不是什么要紧的事情,选择最适合自己的才更重要。 更新: 消息出来了,是vivo。 可怜高通和汇顶了。 高通和vivo一起发布的第二代超声波屏下指纹解锁,汇顶早早的用Xplay 6当演示机。最后vivo选择了新思。 有一种“青梅竹马过来献媚,隔壁家事业有成的年轻小伙眉来眼去,最后姑娘选择了相亲”的既视感。 从vivo的一贯风格来看,可能还是新思的最稳吧。FPC称,不管手是干的还是湿的,不管你屏幕是AMOLED还是LCD的,甚至不管你表面材质是不是玻璃,我们都能识别。能穿透多厚呢?20mm!20mm!20mm!重要的事情说三遍。
当时,不少人还在猜这个所谓的某全球前五手机品牌是谁。也有人做了相应的分析,说是三星,是小米,甚至华为或者oppo。
但是,Synaptics中国所说的这个全球前五既不是三星,也不是小米,而是vivo。
首发屏幕指纹识别手机的是vivo,看似奇怪,实际却并不奇怪。因为,在屏幕指纹识别这件事上,或许很多人小瞧vivo了。
半年前,在上海的MWC上,vivo就发布了基于高通技术的屏幕指纹识别的样机。
目前的屏幕指纹技术,主要有两大类,一类是FPC和高通的基于超声波技术的屏幕指纹识别解决方案,一类是Synaptics和汇顶基于光学技术的屏幕指纹识别的解决方案。
从目前的信息来看,对于屏幕指纹识别的手机,vivo除了在研发基于超声波技术的屏幕指纹识别解决方案的手机之外,同时也在共同研发基于光学技术的屏幕指纹识别解决方案的手机。
高通的屏幕指纹识别解决方案目前没有量产的信息,最早交付可能得到明年第二季度了。但是,Synaptics当前宣布之前发布的ClearID
FS9500有了新进展。
对于vivo而言,和多个供应商共同研发屏幕指纹识别手机,掌握主动权很重要,而且目前的vivo也有这个实力。vivo为了拔得屏幕指纹识别手机的头筹,抢占市场先机,优先选择可以量产的屏幕指纹识别解决方案,就再正常不过了。
而且,vivo有过高通的声波技术屏幕指纹的成功研发经验,很多成熟技术可应用到光学屏幕指纹技术的研发中来。并且,从目前的各种信息来看,vivo无疑是认准了屏幕指纹识别手机的发展潮流,投入了比较大的研发成本。这些,无疑都有助于促进研发进度,更快的拿出成熟的解决方案和产品。
另外,在知乎上,虽然很多人对oppo和vivo颇有微辞,但是不得不承认,这两货就是手机行业的土豪。vivo和oppo的手机很少需要抢购,就是因为有钱,任性,敢于大把备货。
对于屏幕指纹识别的手机而言,更薄的OLED屏是主要元器件之一。而有供应链渠道优势vivo则拥有大量的OLED屏订单,在这个点上不得承认vivo确实有远见,而且很舍得花成本!(OLED屏不是你想要就能要啊!)
实事求是的讲,vivo对供应链的把控,和在供应链上的话语权,还真不是一般的手机厂商可以比得了的。所以,这要是换作其他厂商,可能能不能量产也是个问题。
近日,有外媒曝光了vivo首款屏幕指纹识别手机,但是貌似没有说具体发布时间。
但是,消息灵通人士 @楠爷 前几天透露,首选屏下指纹手机下月上市。
凭 @楠爷 以往的回答风格来看,这款手机要么来自于vivo,要么来自于oppo。然后,再综合相关的信息来看,oppo可以被排除了,2018年一月份发布首款屏幕指纹识别手机的应该就是vivo。
去年,双摄开始流行,今年成为标配。
今年,全面屏开始流行,明年将会成为标配。
明年,屏幕指纹识别或将会开始流行,后年应该也将会成为标配。
对于vivo而言,作为屏幕指纹识别手机的首发厂家,或许会是这股潮流的引领者。
或许,我们真的应该去掉有色眼镜,重新评价vivo了。
vivo联合新思科技全球首发屏下指纹解锁手机
难的不仅仅是技术本身,更是量产 如果真如VIVO宣传所讲,二月左右就能市场开售这款2018CES上展出的VIVO X20 Plus UD,那么VIVO的品牌形象真的会迎来一场变革,从曾经的“高价低配”“只会请明星代言”成功转型为“和最强的技术合作,追求创新”,我个人也会为VIVO点赞。 其实2017年,汇顶,synaptics,FPC甚至高通,都在不同的方向上探索【屏下指纹】的解决方案,具体的技术细节该问题下 @田小宇 的回答已经非常详尽,我只做一些添加 屏下指纹识别的春天到了吗? [h1]屏下指纹(Under Display)与屏内指纹识别(In Display)[/h1]UnderDisplay是把指纹识别芯片放置在显示模组下方,可以同时实现全面屏和指纹识别的功能;In Display是对Under Display的进一步发展,是把指纹识别芯片集成到OLED像素矩阵中,难度很大。由于电容式穿透能力差,在这种模式下基本已无法工作,所以光学和超声波是Under Display/ In Display 的最佳选择方案。 光学指纹识别以我国汇顶科技和韩国CrucialTec的方案为代表,超声波指纹识别则以美国高通公司为代表。 光学方案是依靠光线反射探测指纹纹路,所以光学Under Display/In Display更适合与OLED屏配合,因为OLED面板具有自发光的特性,使得各像素之间可以留有一定间隔,保证光线透过。光学式指纹识别目前在产业链成熟度和精度上都有更好表现,有望成为全面屏的标配指纹识别技术。 汇顶科技在2017年2月的MWC上以三星S7 edge为原型机,展示了光学屏内指纹方案,将指纹识别集成到OLED显示屏中,用户触摸屏幕指定位置可实现指纹识别。此次推出的屏下指纹识别机型是基于vivo X20 Plus进行了改进,在外观方面,与vivo X20 Plus并没有任何区别,可以看做是vivo X20 Plus特别款。 该手机是联合屏下指纹技术提供商Synaptics产出的。早在去年12月份,Synaptics就宣布了旗下屏幕指纹传感器Clear ID FS9500正式量产,而首家合作厂商正是vivo
2017年初汇顶展示的改造款S7 edge,相信大家早已在各类自媒体上看到过多次三星的合作伙伴CrucialTec刚刚获得了与DFS(显示屏指纹解决方案)相关的美国专利,并宣布2018年正式商用。和汇顶方案不同,DFS支持在屏幕任意位置指纹解锁,甚至能够兼容像三星全视曲面屏这类柔性OLED面板,而且DFS不仅限于光学方案,还支持传统的电容方案。由于厚度问题,指纹传感器位于显示器下方的识别率往往较低,且只能应用于屏幕的一部分。而DFS可以在屏幕任意区域解锁,在识别率和厚度方面都更有优势
超声波式指纹识别是由高通首次推出,之后在小米5S上得到应用,通过超声波来感应指纹,高通提供芯片、欧菲光提供整体解决方案。
高通于2017年6月底发布第三代超声波指纹识别方案,其联合国产厂商vivo在MWCS展示。该技术可穿透金属、OLED软屏、玻璃、塑料等物体,最高能穿透OLED屏幕1200微米,因而能够实现隔着屏幕就能识别。虽然识别准确率还有待提升,但其无需开孔、无需直接接触、不受湿手指和微脏污影响的优势能显著增强用户体验,在产业链进一步成熟、准确率进一步提升之后,有望成为全面屏指纹识别非常可行的方案之一。
三星提交了一份关于正面屏下指纹识别技术的专利文档。这次提交的屏下指纹识别不仅仅是普通的光学指纹识别,而是一个带有压感型传感器的指纹识别系统。
这就意味着应用这项技术的三星手机可以在熄屏状态下通过按压指定位置就可以激活屏幕并实现指纹识别,而不需要像之前曝光的类似技术那样需要先点亮屏幕再进行指纹识别。
【总结】
2017年可谓是数码届不温不火的一年,除了一个18:9的屏幕尺寸变化,实际技术上的创新实在乏力,更多的是妥协和追风。当然,这样看似平静的湖面下实则暗潮涌动,全面屏的大潮推动了厂商们对于正面屏幕的再次设计,屏下指纹等一系列相关方案重新被提上议程,很多曾经我们可望而不可即的试验性技术,正在逐渐一个个被产品化,量产化。更可喜的是越来越多我们一度不屑与之为伍的,抱残守缺的保守派老厂商,也终于加入到创新阵营。
感谢CES2018,让我们看到了科技仍在大步向前
也让我们对接下来的诸多还没有公布的产品,更加充满了期待