風火輪小課堂：隱藏模塊 屏下識別，解析手機指紋的新特性

『 寫在前頭 』

智慧型手機多種螢幕解鎖方式中，最高效便利並且兼具安全性的一定首推「指紋識別」。

它是通過特定的指紋感應模組實現對於個體指紋特徵的識別。

簡單來說，每一個支持指紋識別的手機都會擁有一個識別模塊，通過該模塊將用戶的指紋收集並轉化成數據，並存儲在特定區域，在使用的時候進行調用。

同樣是指紋識別，其識別原理與收集指紋的技術方案卻又有不同。

現今智能收集上主流的方案主要有電容式與射頻式，而為了更好地適應全面屏手機的發展，最新的屏下指紋已蓄勢待發。

可以說，未來將會是隱藏式指紋模塊的天下。

那麼本文內容，我們就來對新近的指紋模塊特性做一番淺析。

『 手機指紋識別的發展歷程 』

所謂溫故方可知新，在解析指紋模塊新特性之前，我們有必要對指紋手機的歷史進行一番追溯：

世界上第一款具有指紋識別特性的手機誕生於1998年，由西門子公司研發，所採用的是刮擦式指紋識別方案，技術來自 Bromba 公司。

雖然最終沒能實現量產，但也向世人證明了指紋識別技術運用到移動終端的可能性。

時隔兩年之後，法國公司 SAGEM 在 2000 年發布 SAGEM MC 959 手機，這可以說是第一次實現指紋識別的量產型手機。

但可惜當年的指紋並識別非用於加密，只是用於驗證PIN碼，成本高又沒有意義，成了人們口中的雞肋。

隨後的功能機時代，雖然鮮有廠商願意涉獵指紋識別功能，但日本廠商富士通卻是偏愛有加，從 2003 年開始到之後將近十年時間裡，富士通堅持推出了十餘款支持指紋識別的手機，然而由於落後的技術導致體驗較差，因此長久以來沒有打造出具有影響力的產品。

而到了智慧型手機開始統領江湖的年代，摩托羅拉在2011年率先推出了支持指紋解鎖的 Atrix 4G，可仍由於技術所限，識別成功率並不讓人滿意。

直到2013年，當蘋果在 iPhone 5s 上加入了 Touch ID 功能後，指紋識別應用到手機解鎖、加密與支付的發展方向才逐漸明朗起來。

『 指紋識別模塊的新特性 』

在指紋模塊的正面與背面的位置之爭中，支持正面指紋設計的呼聲越來越大，認為該方案具有更多的優勢，並且我們確實能觀察到由背面轉投正面的手機廠商不在少數。

同時，正面指紋也正在從傳統的實體按鍵向輕觸式按鍵轉型。

這種轉型的優勢是無須擔心實體按鍵的耗損和掉漆等問題，壽命更持久。

而輕觸按鍵的設計也更能保證手機螢幕玻璃的整體性，特別是在超聲波指紋方案的幫助下，可讓指紋模塊完全隱藏於玻璃之內，與螢幕面板結合為一個整體。

而這種漸成潮流的隱藏式設計，正是我們所要淺析的指紋模塊新特性。

去年9月份，小米5s正式亮相併且帶來了一個全新黑科技——無孔式超聲波指紋識別。

這項新特性在當時引起了不小的轟動，得益於此，小米5s的指紋識別不受水、油脂的影響，並且指紋模塊與螢幕結合在一起，沒有在正面玻璃上開孔，保持了正面面板的完整性。

但小米5s仍舊在傳統Home鍵位置上挖了個凹槽，表示為了方便用戶定位之需。

因此只能算是半隱藏的指紋模塊，日常體驗與普通非按壓式的電容式指紋識別傳感器區，僅僅只是一個凹槽而已。

同年12月份，主打隱形U-Touch 的 ZUK Edge手機，雖然也將指紋模塊做到了玻璃下面，但依然需要在玻璃上挖槽，從而解決蓋板厚度問題。

那麼如何才能做無孔無坑的真·隱藏式指紋模塊設計呢？

本帖隱藏的內容

除了將模塊放在保護玻璃下方不挖坑之外，還有一種酷炫的思路就是將整個指紋模塊集成在顯示屏之中，也就是我們現在常說的「屏下指紋」，它有望通過「光學式」指紋方案來實現。

光學式指紋方案並非新技術，但在適應全面屏發展趨勢中有著巨大的潛力。

它可以說是第一代指紋識別方案，其原理是通過光的反射成像來記錄和驗證指紋。

由於存在識別精度低、容易被假指紋破解的傳統局限性，因此該方案始終無法得到手機廠商的認可。

但是，光學式方案在原理上具備電容式無法達到的優點。

就是光線可以穿透玻璃蓋板，通過圖像傳感器拍照，測得指紋隆起線凹凸不平導致的反射光對比度變化，獲得指紋信息。

因此，理論上光學式指紋方案可以實現顯示屏下的指紋識別。

就在 2016 年 12 月，指紋傳感器廠商 Synaptics（新思國際）推出了行業首款面向手機和平板電腦的光學指紋傳感器——NaturalIDFS9100。

這款光學指紋傳感器將配備於正面邊框底部的蓋板玻璃內層（包括2.5D玻璃），能透過1mm蓋板玻璃掃描，實現高性能安全驗證。

目前，Synaptics 並未公布手機合作商，但鑒於其和三星良好的供應鏈合作關係，業內傳聞三星Note8手機將有望搭載屏下指紋識別。

此外，在今年的 MWC 2017 大會上，國內指紋方案提供商 Goodix 匯頂科技對外展出了「 顯示屏內指紋識別技術 」，該技術同樣基於光學指紋識別原理，指紋傳感器具備體積小，功耗低以及採用標準應用接口的優勢。

匯頂科技表示該指紋識別功能夠完整的集成到AMOLED顯示屏中，用戶可以直接輕觸移動終端顯示屏指定的區域實現指紋識別。

在現場演示環節中，匯頂科技拿出的樣品就是三星的 S7 與 vivo Xplay6 ，其指紋識別位就在手機螢幕中間，用戶直接輕觸提示指紋區域便可解鎖成功。

『 結語 』

從目前來看，率先發布屏下指紋的智慧型手機，恐怕不會是三星的Galaxy旗艦，也不是新一代的iPhone 8。

而是來自國產vivo手機。

就在 6月28日 ，本稿上線之日，vivo 將於上海發布全新解鎖技術。

根據先前的宣傳海報得知，vivo 這次首發的技術應該就是顯示屏下指紋識別，另據微博上的暗示之語得知，其方案提供商正是來自上文提及的匯頂科技。

具體如何，讓我們拭目以待吧。