電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李寧遠(yuǎn))指紋識(shí)別技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很普及,在各類移動(dòng)電子設(shè)備,智能家居設(shè)備以及其他智能終端中都能見(jiàn)到其應(yīng)用。作為眾多生物特征識(shí)別技術(shù)中的一種,指紋的應(yīng)用可以稱得上是最廣泛的。
移動(dòng)電子設(shè)備的快速發(fā)展催生了小巧快速準(zhǔn)確指紋采集技術(shù)的需求,也推動(dòng)了小尺寸超薄指紋采集技術(shù)的快速發(fā)展。不同的指紋采集技術(shù)也在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下快速升級(jí),也推動(dòng)了相關(guān)傳感器件的不斷革新。
主流指紋識(shí)別技術(shù)差異
目前有四種常用的指紋識(shí)別路線,分別是光學(xué)指紋識(shí)別、溫差感應(yīng)式指紋識(shí)別、電容式指紋識(shí)別以及超聲波指紋識(shí)別。除了超聲波識(shí)別技術(shù),其余三條技術(shù)路線的發(fā)展歷史都已經(jīng)很悠久。
光學(xué)技術(shù)向來(lái)在生物識(shí)別中占據(jù)重要地位,在指紋識(shí)別里同樣如此。光學(xué)指紋識(shí)別利用光反射原理,手指按壓光學(xué)鏡片,在內(nèi)置光源的照射下指紋的紋路會(huì)產(chǎn)生不同角度和明暗程度的反射光線,透過(guò)屏幕像素間隙,被屏幕下的光學(xué)傳感器CCD接收,從而識(shí)別出指紋。
光學(xué)指紋識(shí)別經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,整體的成本可以控制得相當(dāng)?shù)汀6夜鈱W(xué)傳感器通用性比較強(qiáng),在各種終端設(shè)備中都有較好的適配性。如果適當(dāng)提升光學(xué)傳感器成本,提升分辨率和圖像采集能力能識(shí)別到更詳細(xì)的指紋信息。
溫差感應(yīng)式指紋識(shí)別顧名思義通過(guò)溫度差來(lái)感應(yīng)指紋,手指的紋路在溫度傳感芯片上會(huì)映射出不同的溫度,不同的溫度差傳導(dǎo)出的電信號(hào)不同,以此得到指紋紋圖像。其優(yōu)點(diǎn)是傳感芯片占用的尺寸小,而且能夠快速獲取圖像,但是由于其前提是存在溫度差,應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)來(lái)說(shuō)受限。
硅電容指紋識(shí)別,也是經(jīng)受市場(chǎng)考驗(yàn)的一種識(shí)別路線,利用電容效應(yīng)指紋在放置過(guò)程中會(huì)形成不同的電容值,容值不同放電速度不同,從而形成指紋圖像。電容指紋識(shí)別精準(zhǔn)度高,成本也低,又足夠安全,可以說(shuō)性價(jià)比極高。問(wèn)題在于設(shè)備板上空間愈發(fā)緊湊的發(fā)展趨勢(shì)下,這種識(shí)別必須有單獨(dú)的模組存在,會(huì)擠占空間。
屏下指紋識(shí)別的持續(xù)創(chuàng)新
現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備板上空間愈發(fā)緊湊,傳統(tǒng)的指紋模組會(huì)占據(jù)很大屏幕空間已經(jīng)不受青睞,穿透力更強(qiáng)的屏下指紋識(shí)別成為了行業(yè)發(fā)展的方向。目前屏下指紋識(shí)別主要有光學(xué)屏下指紋和超聲波屏下指紋。二者在市面上都有很多機(jī)型搭載,方案各有優(yōu)劣。
光學(xué)屏下指紋出現(xiàn)得更早一些,原理和早期的光學(xué)指紋識(shí)別并無(wú)二致。光學(xué)屏下指紋模組可以最大程度避免環(huán)境光的干擾,雖然早期精準(zhǔn)度不算高,但是在不斷地改進(jìn)中圖像質(zhì)量一直在改善,成本不高產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展得很完善。
超聲波指紋識(shí)別是現(xiàn)在指紋識(shí)別很熱門的方向,其技術(shù)原理和光學(xué)原理類似,只不過(guò)是反射的不是光而是聲波,穿透能力更強(qiáng),掃描識(shí)別能夠不受手指上油污水漬的影響,穩(wěn)定且精確,在終端設(shè)計(jì)上提供了足夠的靈活性。
比如vivo是最早發(fā)布搭載超聲波指紋手機(jī)的,現(xiàn)在vivo X Fold3 Pro更是采用了內(nèi)外雙超聲波指紋解鎖;魅族、三星也推出過(guò)一些搭載超聲波指紋技術(shù)的手機(jī)型號(hào)。
在方案供應(yīng)上,高通是最早布局超聲波指紋識(shí)別技術(shù)的主要供應(yīng)商,相關(guān)方案一直在升級(jí),已經(jīng)可以做到超聲波3D廣域指紋識(shí)別,在部分機(jī)型上甚至可以提供半屏和雙指識(shí)別。再加上安全加密的指紋算法,個(gè)人隱私也有保障。
前段時(shí)間匯頂科技也推出了基于自研CMOS Sensor架構(gòu)及晶圓級(jí)聲學(xué)層加工的全新超聲波指紋方案。據(jù)悉該方案采用低壓驅(qū)動(dòng),大幅降低了傳感器功耗,同時(shí)簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì),有著超薄的芯片模組厚度。
雖然目前很多終端受限于超聲波指紋識(shí)別的成本,還并沒(méi)有搭載這項(xiàng)技術(shù),但是國(guó)內(nèi)超聲波方案的推進(jìn)正在迅速推動(dòng)該技術(shù)應(yīng)用到終端。
小結(jié)
指紋識(shí)別技術(shù)演進(jìn)至今,溫差式、電容式、光學(xué)式技術(shù)都找到了最適合的場(chǎng)景和設(shè)備并鋪開(kāi)了應(yīng)用。超聲波指紋雖然目前受限成本還沒(méi)有足夠的性價(jià)比,但該技術(shù)展現(xiàn)出了未來(lái)終端設(shè)備需要的特性,超聲波指紋技術(shù)的廣泛普及只是時(shí)間問(wèn)題。
移動(dòng)電子設(shè)備的快速發(fā)展催生了小巧快速準(zhǔn)確指紋采集技術(shù)的需求,也推動(dòng)了小尺寸超薄指紋采集技術(shù)的快速發(fā)展。不同的指紋采集技術(shù)也在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下快速升級(jí),也推動(dòng)了相關(guān)傳感器件的不斷革新。
主流指紋識(shí)別技術(shù)差異
目前有四種常用的指紋識(shí)別路線,分別是光學(xué)指紋識(shí)別、溫差感應(yīng)式指紋識(shí)別、電容式指紋識(shí)別以及超聲波指紋識(shí)別。除了超聲波識(shí)別技術(shù),其余三條技術(shù)路線的發(fā)展歷史都已經(jīng)很悠久。
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光學(xué)指紋識(shí)別經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,整體的成本可以控制得相當(dāng)?shù)汀6夜鈱W(xué)傳感器通用性比較強(qiáng),在各種終端設(shè)備中都有較好的適配性。如果適當(dāng)提升光學(xué)傳感器成本,提升分辨率和圖像采集能力能識(shí)別到更詳細(xì)的指紋信息。
溫差感應(yīng)式指紋識(shí)別顧名思義通過(guò)溫度差來(lái)感應(yīng)指紋,手指的紋路在溫度傳感芯片上會(huì)映射出不同的溫度,不同的溫度差傳導(dǎo)出的電信號(hào)不同,以此得到指紋紋圖像。其優(yōu)點(diǎn)是傳感芯片占用的尺寸小,而且能夠快速獲取圖像,但是由于其前提是存在溫度差,應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)來(lái)說(shuō)受限。
硅電容指紋識(shí)別,也是經(jīng)受市場(chǎng)考驗(yàn)的一種識(shí)別路線,利用電容效應(yīng)指紋在放置過(guò)程中會(huì)形成不同的電容值,容值不同放電速度不同,從而形成指紋圖像。電容指紋識(shí)別精準(zhǔn)度高,成本也低,又足夠安全,可以說(shuō)性價(jià)比極高。問(wèn)題在于設(shè)備板上空間愈發(fā)緊湊的發(fā)展趨勢(shì)下,這種識(shí)別必須有單獨(dú)的模組存在,會(huì)擠占空間。
屏下指紋識(shí)別的持續(xù)創(chuàng)新
現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備板上空間愈發(fā)緊湊,傳統(tǒng)的指紋模組會(huì)占據(jù)很大屏幕空間已經(jīng)不受青睞,穿透力更強(qiáng)的屏下指紋識(shí)別成為了行業(yè)發(fā)展的方向。目前屏下指紋識(shí)別主要有光學(xué)屏下指紋和超聲波屏下指紋。二者在市面上都有很多機(jī)型搭載,方案各有優(yōu)劣。
光學(xué)屏下指紋出現(xiàn)得更早一些,原理和早期的光學(xué)指紋識(shí)別并無(wú)二致。光學(xué)屏下指紋模組可以最大程度避免環(huán)境光的干擾,雖然早期精準(zhǔn)度不算高,但是在不斷地改進(jìn)中圖像質(zhì)量一直在改善,成本不高產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展得很完善。
超聲波指紋識(shí)別是現(xiàn)在指紋識(shí)別很熱門的方向,其技術(shù)原理和光學(xué)原理類似,只不過(guò)是反射的不是光而是聲波,穿透能力更強(qiáng),掃描識(shí)別能夠不受手指上油污水漬的影響,穩(wěn)定且精確,在終端設(shè)計(jì)上提供了足夠的靈活性。
比如vivo是最早發(fā)布搭載超聲波指紋手機(jī)的,現(xiàn)在vivo X Fold3 Pro更是采用了內(nèi)外雙超聲波指紋解鎖;魅族、三星也推出過(guò)一些搭載超聲波指紋技術(shù)的手機(jī)型號(hào)。
在方案供應(yīng)上,高通是最早布局超聲波指紋識(shí)別技術(shù)的主要供應(yīng)商,相關(guān)方案一直在升級(jí),已經(jīng)可以做到超聲波3D廣域指紋識(shí)別,在部分機(jī)型上甚至可以提供半屏和雙指識(shí)別。再加上安全加密的指紋算法,個(gè)人隱私也有保障。
前段時(shí)間匯頂科技也推出了基于自研CMOS Sensor架構(gòu)及晶圓級(jí)聲學(xué)層加工的全新超聲波指紋方案。據(jù)悉該方案采用低壓驅(qū)動(dòng),大幅降低了傳感器功耗,同時(shí)簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì),有著超薄的芯片模組厚度。
雖然目前很多終端受限于超聲波指紋識(shí)別的成本,還并沒(méi)有搭載這項(xiàng)技術(shù),但是國(guó)內(nèi)超聲波方案的推進(jìn)正在迅速推動(dòng)該技術(shù)應(yīng)用到終端。
小結(jié)
指紋識(shí)別技術(shù)演進(jìn)至今,溫差式、電容式、光學(xué)式技術(shù)都找到了最適合的場(chǎng)景和設(shè)備并鋪開(kāi)了應(yīng)用。超聲波指紋雖然目前受限成本還沒(méi)有足夠的性價(jià)比,但該技術(shù)展現(xiàn)出了未來(lái)終端設(shè)備需要的特性,超聲波指紋技術(shù)的廣泛普及只是時(shí)間問(wèn)題。
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