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全面屏趋势之下，指纹识别如何保住正面位置?

张燕芬 2017-06-06 16:12
全面屏手机 指纹识别 正面指纹 阅读(4433)
导语此前，我们分析过在全面屏趋势之下，指纹识别位置的三种放置方案，其中指纹后置是目前最为成熟的方案，但是会牺牲部分用户的使用体验。为使全面屏与正面指纹兼顾，不少指纹芯片厂商都在积极研发正面指纹方案。
 　　随着今年LG G6、三星S8以及Essential等全面屏手机的相继发布，全面屏正式走入大众视野。除此之外，苹果以及国产手机厂商纷纷宣称将在下半年推出全面屏手机，在这些厂商的推动下，全面屏手机迅速走热，并掀起一股手机外观变革潮流。

　　文/张燕芬
 
　　全面屏手机即指在手机尺寸相同的情况下，增加显示区域面积，提升屏占比，高屏占比的显示可为用户带来更为惊艳的视觉效果。

　　但屏占比的提升挤占了手机正面其他器件的布局空间，导致上至前置摄像头，下到指纹识别的安放，都成难题。此前，我们分析过在全面屏趋势之下，指纹识别位置的三种放置方案，其中指纹后置是目前最为成熟的方案，但是会牺牲部分用户的使用体验。为使全面屏与正面指纹兼顾，不少指纹芯片厂商都在积极研发正面指纹方案。

　　正面指纹方案目前有两种方案，一是把指纹芯片做薄做窄，使之适用于压缩后的手机下方区域；另一种方案是屏内指纹识别，此方案有两种方向，即In Display和Under Display。区别在于，In Display是将指纹的红外发光二极管、红外接收传感器都植入到OLED像素矩阵中；Under Display则是把指纹的红外发光二极管、红外接收传感器还做成一个独立的模组贴合在屏幕的下方。

　　但无论是Under Display还是In Display，都必须配合OLED屏幕。不过就目前而言，两者都受限于OLED资源和OLED供应商的研发配合程度，2-3年内难以实现大规模普及应用。

　　因此，相较于目前而言，可行性的正面指纹解决方案的第一种最有可能实现。而且，“超薄超窄”也是各大手机品牌对前置指纹识别方案的明确要求。

　　根据对今年上半年各主要手机品牌公司前置指纹结构设计的统计可知，指纹结构厚度普遍在0.7mm左右，宽度普遍在4mm左右；比去年的结构薄了1/3，宽度也缩减了一半多。如此大幅度的结构变化，无论是对模组的设计还是对芯片的设计都提出了新的要求。

　　为了适应“超薄超窄”的要求，各主要指纹芯片厂家纷纷应用新的技术，从设计、封装、算法、工艺等多个方面来满足客户需求。为了满足4mm的宽度需求，指纹芯片的宽度不能超过3.6mm，对应的像素阵列宽度就不能超过64，有的厂家甚至减小到了56和48。但在这样的宽度下，传统的生物特征点算法已经无法支持。

　　众所周知，由于手机上的指纹识别传感器要保证一定的面积大小，如果面积过小，只能识别手指的部分指纹，而为了解锁的准确率，手机需要存储手指的多个部分的指纹，这也就大大提高了碎片化指纹出现匹配错误的几率，增加了很大的安全风险。

　　为了满足解锁体验和安全性的要求，比较领先的厂家已经开始使用机器视觉算法，以计算机对图片的处理和比对为基础，加上机器学习的辅助，保证了FAR、FRR两个指标不降低。

　　在封装方面，在“超薄超窄”的要求下，对于正面盖板方案，传统的LGA封装无论从厚度还是宽度上都遇到了很大的挑战，而TSV封装则越来越多的被选择，如华为P10采用的即为TSV封装。

　　但因传统的多芯片指纹识别方案有驱动芯片的存在，导致模组工艺有很多问题出现。如下图所示，驱动芯片通过传统的打线塑封方式置于TSV封装的sensor旁边，造成了翘曲、气泡、缝隙、盖板不平等很多工艺问题。因此，各厂家都在努力发展被动式单芯片指纹识别方案用于正面超薄盖板。

　　因指纹识别技术随着手机结构和外观的变化而不断变化，而在全面屏手机外观设计要求的驱动下，应正面指纹超薄超窄的要求，机器视觉算法和被动式单芯片方案将逐渐成为主流选择。

　　同时，为了尽量降低整个模组的厚度和随着高亮coating方案的成熟，以及UVPP等更具镜面效果的表面工艺的应用，部分厂商开始采用高亮coating（UVPP）方案来代替正面的盖板，目前，三星、MOTO和锤子已经有相应的量产产品。手机市场分析
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