指紋模塊FPC廠講指紋解鎖并不是一項“黑科技”，早在2013年，蘋果公司就在iPhone 5S上加入了Touch ID指紋識別功能。隨后，Android陣營的手機也逐漸跟進，使指紋識別成為智能手機的標配。但隨著工業(yè)設計的進一步發(fā)展，傳統(tǒng)指紋解鎖技術已不能滿足更苛刻的工藝水平要求。

屏下指紋識別技術，這幾個月內(nèi)被炒得火熱的名詞，并沒有出現(xiàn)在號稱承前啟后的iPhone X上。在最新的iPhone X上，蘋果采用了Face ID代替原來的Touch ID作為身份驗證。但坊間傳聞蘋果想要屏下指紋從未停止過。事實上，蘋果的屏下指紋識別并沒有停止研發(fā)，只是時間周期不太夠。

連蘋果公司都沒用到的屏下指紋識別，究竟難在哪?

據(jù)FPC廠所知，指紋識別技術是眾多生物特征識別技術中的一種。可用的生物特征識別技術有指紋、人臉、聲紋、虹膜等。指紋是其中應用最為廣泛的一種。應用于智能手機的指紋采集技術目前主要有三種：電容式、光學式和超聲波式。其中，電容式在智能手機應用領域目前仍然有最高的市場占有率。

由于我們的指紋是由凹凸不平的皮膚紋路構成，每個手指的紋路都完全不同，因此通過傳感器可以獲得不同的指紋圖像。由于皮膚表面凹凸導致指紋不同位置到傳感器之前的距離不同，測量到的電容也不同，最終將指紋圖像翻譯成芯片能理解的電信號，這樣就可以實現(xiàn)準確的指紋測定。但電容指紋傳感器也有缺點，它無法隔著手機屏識別按在屏幕上的指紋，這主要是因為屏幕模組本身的厚度導致傳感器收集不到足夠多有用的信號。這就使得前置電容式指紋識別方案在全面屏手機上沒有了用武之地。

全面屏，從字面上解釋就是手機的正面全部都是屏幕，采用無邊框設計，追求接近100%的屏占比。但由于受限于目前的技術，業(yè)界宣稱的全面屏手機暫時只是超高屏占比的手機，沒有能做到手機正面屏占比100%的手機?，F(xiàn)在業(yè)內(nèi)所說的全面屏手機是指真實屏占比可以達到80%以上，擁有超窄邊框設計的手機。如果想將全面屏變得更加“全面”甚至趨近于真正的“全面屏”的話，屏下指紋識別就必須攻克。

屏下指紋識別技術，也叫隱形指紋技術，是在屏幕玻璃下方完成指紋識別解鎖過程的新技術，主要利用超聲波、光學等穿透技術，穿透各種不同的材質(zhì)，從而達到識別指紋的目的。

所謂屏下指紋，指的就是隔著屏幕完成采集的識別技術，無需手指與指紋模塊直接接觸。屏下指紋識別能保證屏幕的完整性，手指直接貼在屏幕上就能識別并解鎖。同時，屏下指紋識別還可以較大程度降低手指污垢、油脂以及汗水對解鎖的影響。

目前已知的屏下指紋識別方案主要有兩種：一種是利用OLED實現(xiàn)，也就是光學式指紋識別;另一種是超聲波式指紋識別。

光學式指紋識別是在屏幕下方設置光學傳感器，通過發(fā)出近紅外光來識別用戶的指紋紋路。而超聲波式指紋識別就是在屏幕下方設置超聲波傳感器，通過超聲波完成指紋識別工作。

屏下指紋識別技術方案

屏下指紋識別是把指紋識別芯片放置在顯示模組下方，可以同時實現(xiàn)全面屏和指紋識別的功能；屏內(nèi)指紋識別是對屏下指紋識別的進一步發(fā)展，是把指紋識別芯片集成到OLED像素矩陣中，難度很大。

由于電容式穿透能力差，在這種模式下基本已無法工作，所以光學和超聲波是屏下指紋與屏內(nèi)指紋識別的最佳選擇方案。

光學指紋識別以我國匯頂科技和韓國CrucialTec的方案為代表，超聲波指紋識別則以美國高通公司為代表。

光學方案是依靠光線反射探測指紋紋路，所以光學屏下/屏內(nèi)指紋識別更適合與OLED屏配合，因為OLED面板具有自發(fā)光的特性，使得各像素之間可以留有一定間隔，保證光線透過。光學式指紋識別目前在產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和精度上都有更好表現(xiàn)，有望成為全面屏的標配指紋識別技術。

在三星S7edge為原型機上，展示了光學屏內(nèi)指紋方案，將指紋識別集成到OLED顯示屏中，用戶觸摸屏幕指定位置可實現(xiàn)指紋識別。

三星的合作伙伴CrucialTec剛剛獲得了與DFS（顯示屏指紋解決方案）相關的美國專利，并宣布明年正式商用。和匯頂方案不同，DFS支持在屏幕任意位置指紋解鎖，甚至能夠兼容像三星全視曲面屏這類柔性OLED面板，而且DFS不僅限于光學方案，還支持傳統(tǒng)的電容方案。

由于厚度問題，指紋傳感器位于顯示器下方的識別率往往較低，且只能應用于屏幕的一部分。而DFS可以在屏幕任意區(qū)域解鎖，在識別率和厚度方面都更有優(yōu)勢。

超聲波式指紋識別是由高通首次推出，之后在小米5S上得到應用，通過超聲波來感應指紋，高通提供芯片、歐菲光提供整體解決方案。

高通發(fā)布的第三代超聲波指紋識別方案。該技術可穿透金屬、OLED軟屏、玻璃、塑料等物體，最高能穿透OLED屏幕1200微米，因而能夠實現(xiàn)隔著屏幕就能識別。

雖然識別準確率還有待提升，但其無需開孔、無需直接接觸、不受濕手指和微臟污影響的優(yōu)勢能顯著增強用戶體驗，在產(chǎn)業(yè)鏈進一步成熟、準確率進一步提升之后，有望成為全面屏指紋識別非?？尚械姆桨钢?。

另外，三星提交了一份關于正面屏下指紋識別技術的專利文檔這次提交的屏下指紋識別不僅僅是普通的光學指紋識別，而是一個帶有壓感型傳感器的指紋識別系統(tǒng)。    這就意味著應用這項技術的三星手機可以在熄屏狀態(tài)下通過按壓指定位置就可以激活屏幕并實現(xiàn)指紋識別，而不需要像之前曝光的類似技術那樣需要先點亮屏幕再進行指紋識別。

屏下指紋識別技術工作原理

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OLED實現(xiàn)，另一個則是利用超聲波實現(xiàn)。

光學指紋識別的工作原理

先來說說OLED。蘋果采用來自三星的OLED屏幕，為什么蘋果要選擇OLED作為旗下最高端產(chǎn)品的屏幕呢？顯示效果是一方面，坊間傳聞的屏下指紋，也很可能是選擇OLED的原因。但為何OLED能實現(xiàn)屏下指紋，而TFT-LCD不行？

關于手機指紋識別，坊間有很多資料，我們不再多說，而屏下指紋識別正是利用了光學原理。光學指紋識別需要光的發(fā)射和感應裝置，由于LCD和OLED均可以當做光源，那是不是在屏幕下面墊一個CMOS傳感器就行了呢？

然而沒那么簡單，TFT-LCD做屏下指紋識別很難。這是由于LCD是被動發(fā)光，通過底部的LED背光源透過TFT發(fā)光。這層TFT本身并不是那么透光，如果不做改動，直接把手指放上去，屏幕底下的傳感器很難識別到指紋。因此如果用TFT-LCD做屏下光學指紋識別，必須給TFT層做技術改進，如加一些縫隙或是打開一個區(qū)域，讓LED背光照上來。但即使這樣，LED背光光源也會很大的干擾指紋反射的光線。所以TFT-LCD屏下光學指紋識別很難實現(xiàn)。

而OLED則是主動發(fā)光，理論上說可以精確控制到每一個子像素點,所以OLED材質(zhì)的屏幕是更理想的發(fā)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(chǎn)業(yè)鏈有三種利用OLED屏幕的開發(fā)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。

在光學屏下指紋識別方面，很多公司已經(jīng)開始做出了嘗試，并有了初步結果。匯頂科技就展示過利用AMOLED屏幕實現(xiàn)屏下指紋識別的案例，演示機型為三星Galaxy S7 Edge和vivo Xplay6。而匯頂科技就是在屏幕下方布置了一個CMOS傳感器，根據(jù)匯頂科技在美帝注冊的專利：玄機就在這三張圖里了。

FIG.21A和FIG.21B從俯視和側視兩個角度說明了指紋識別傳感器放置的地方。

FIG.24從微觀角度則說明了光線是如何穿透OLED屏幕的，最上面的就是手指；偏上這層灰色區(qū)域就是手機的屏幕部分。透過屏幕的小孔，匯頂稱之為“準直孔（Collimator Hole）”，手指反射回的光線光學傳感器搜集、處理。

怎么保證光線搜集到的就是來自指紋的反光呢？這就需要對光線準直處理。如圖FIG.27，匯頂定制了專門的微透鏡陣列（MicroLens Array）、光學空間濾光器陣列（Spatial Filter Array），微透鏡陣列需要經(jīng)過MEMS（微機電系統(tǒng)）技術處理或化學處理。這兩個陣列能夠保證進入傳感器的光線基本都是來自指紋的反光，而非屏幕或是陽光。

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(yè)FPC也剛剛發(fā)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(guī)模應用的超聲波指紋識別手機并不太多，主要是樂視的LeMax2和小米5s。LeMax2將指紋放在了后面，而小米5s則是在正面，當時超聲波還穿透不了太厚的玻璃，最厚大約是0.4mm左右，而手機蓋板玻璃厚度大約為0.6mm~0.9mm，因此0.4mm的有效厚度不足以穿透玻璃+顯示屏（0.6mm+0.3mm）的厚度。小米只好和藍思科技商量，給前面板玻璃多挖一塊走，這樣才能保證超聲波能穿透，因此把指紋識別區(qū)域的玻璃削薄了一些。根據(jù)高通官網(wǎng)公開的資料顯示，新一代的Sense ID可以穿透1.2mm的OLED屏幕或0.65mm的鋁或0.8mm的玻璃。這樣的穿透能力，用在目前的玻璃或OLED屏幕上也夠了。

但為什么vivo還沒開始在量產(chǎn)的X20等手機上使用？這是因為還需要時間優(yōu)化算法。新技術從發(fā)布到正式應用還需要一個調(diào)試的過程，指紋識別是一項對安全性要求相對較高的生物識別技術，因此需要時間對算法優(yōu)化以提高安全性、識別速度、識別率等。

然而FPC剛發(fā)布的方案更喪心病狂，F(xiàn)PC稱，不管手是干的還是濕的，不管你屏幕是AMOLED還是LCD的，甚至不管你表面材質(zhì)是不是玻璃，我們都能識別。能穿透多厚呢？20mm！20mm！20mm！重要的事情說三遍。作為對比，高通初代Sense ID是0.4mm，二代也就能穿透1.2mm。FPC能穿透的厚度是高通的16倍多。

FPC新技術的優(yōu)勢包括：

1、支持智能手機（任何其他設備）干凈正面外觀設計，可用于顯示，并且還包含指紋識別功能，以最優(yōu)化屏幕與手機的比例；

2、全屏幕可用于指紋識別。無需在視覺上或物理上突出智能手機的特定區(qū)域做為指紋識別；

3、該技術能夠在不同的表面材質(zhì)捕獲指紋，如在厚玻璃和金屬運行。當手指濕潤或手指淹沒在水下時，它也能夠運作，這種技術在所有不同的玻璃厚度下工作得很好，即使是市場上最厚的玻璃；

4、這獨特的技術在LCD面板以及OLED面板同樣能夠出色運作。

以上就是軟板廠為您分享的屏下指紋模塊FPC識別技術，希望對您有所幫助??！

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