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追求更大屏幕顯示佔比 屏幕下指紋掃描技術方案熱門

  • DIGITIMES企劃
屏幕下指紋辨識方案,已成為2018新款旗艦手機的關鍵技術,可讓屏佔比大幅提升。vivo

在Apple與Android陣營相繼推出臉部辨識方案後,原有可能受到臉部辨識應用擠壓的指紋辨識,反而因為屏幕下辨識新方案相繼優化產品化,用量不減反增,甚至還成為新一代智慧手機的重點功能亮點。

蘋果在新一代iPhone X重點導入臉部辨識,同時將內建指紋辨識器的Home鍵取消,大動作變動人體特徵辨識驗證技術,讓不少用戶一度以為指紋辨識將成為過時技術逐漸凋零式微。

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Snapdragon 845提供超音波指紋圖像辨識解決方案,可以將感測器設置於屏幕下面,達到不佔用手機正面空間同時可感測指紋圖像的雙重效果。Qualcomm

正面螢幕下/背面機殼下/正面玻璃下三種不同指紋讀取模組設置樣式不同,影響技術難度與成本大不相同。Qualcomm

但實際上卻不是如此,不僅Android智能手機陣營在2018年相繼在旗艦手機導入新一代屏幕下感測辨識的指紋辨識技術,透過屏幕下辨識技術導入,不僅成功將智能手機規格較勁重點的屏幕佔比競爭更有勝算,在維持前方指紋辨識方案的同時並將屏幕佔比維持在九成以上,增加產品特色。

臉部辨識 / 屏下指紋辨識  成為旗艦機型重點整合技術

尤其在蘋果推出TrueDepth相機對應的臉部辨識功能後,Android陣營大廠除少數品牌選擇跟進臉辨方案外,部分主力品牌則選擇優化用戶熟悉的指紋辨識方案,而原有在高階智能手機還有部分導入的虹膜辨識,逐步有被臉部或是進階指紋辨識技術方案邊緣化的態勢,短期內相關業者的導入重點,仍會選擇臉部辨識的進階鏡頭整合或是新一代指紋辨識器元件導入為主。

然而,在Apple大舉導入臉部辨識之前,指紋辨識技術方案原本就佔智能手機生物辨識技術的關鍵角色,受臉辨方案競爭下的威脅不小,尤其是進階臉辨導入3D辨識立體建模技術,在實用性與延伸趣味應用方面,已有讓消費者眼睛為之一亮的新爆點效益。

反觀,原有在三星高階手機導入較多的虹膜辨識技術,仍多數維持在2D辨識應用,業者估計,短期內應再難有大量應用的趨勢產生。有趣的是2018年可能會演變成臉部辨識與指紋辨識的生物辨識應用競爭,高階新品導入的方案受到市場期待。

指紋辨識方案  成為主流智慧手機導入身份驗證機制

對於指紋辨識方案而言,不僅在智慧手機應用領域已站穩腳跟,其實在高安全性要求的金融服務上,指紋辨識方案也成為ATM或進階無人自助服務的重點生物辨識方案之一,在辨識精確度,使用便利度與技術穩定度來說,目前尚未有其他生物辨識技術能與之抗衡。

在智慧手機應用發展上,對用戶使用習慣來說,仍較習慣類似早期iPhone前方設置Home鍵與指紋辨識器二合一的應用方法,在前方按鈕同時驅動生物特徵驗證確認用戶身份,但這種設計型態若要兼具高屏幕佔比設計方向,除選擇把指紋感測器設置於智慧手機背部外,就只能上下壓縮指紋辨識器尺寸的設計方案,但指紋辨識器面積變小對生物特徵驗證效用就會產生一定程度的效能或辨識正確度減損。

新的解決方案為利用改採屏下辨識方案,使用進階採集指紋資訊的新方法,讓智慧手機可以兼具高屏佔比效用又可維持消費者熟悉慣用的前方指紋辨識操作體驗。

屏下指紋辨識  發展聲勢高

至於屏下指紋辨識方案與臉部特徵辨識方案,其實倒也不會成為正面交鋒的競爭態勢,畢竟指紋辨識與臉部特徵辨識是可以同時併用,透過更高的使用門檻提升個人資料保護或是應用進階金融服務時的關鍵驗證手段,2018?2019年的發展態勢極可能是臉辨技術方案與屏下指紋辨識方案兩種關鍵技術攜手,導入高階手機提供更強化與便捷的個資安全保護操作體驗。

對Apple陣營來說,新一代iPhone X導入的TrueDepth相機,在進行3D臉部特徵建模方案有極大的助益,透過進階臉部特徵建模,在防偽應用方面已能具備辨識偽造相片圖片造假問題,相同的技術方案,因為Android陣營關鍵技術發展較發散,短時間要將臉部辨識達到TrueDepth相機技術方案效用有其難度,短期仍會採以2D技術進行臉部特徵辨識同時輔助造假圖片辨識來提升系統使用效用。

另一方面觀察屏幕下指紋辨識方案的效用,需要從幾個重點觀察,首先,新技術方案的應用成熟度方面,例如能否因應量產需求,或是針對智慧手機的屏幕導入方案須達到更高使用寬容度,才能達到快速普及的效用。

就市場觀察來看,在光學屏幕下指紋辨識技術已在相繼公開的Android旗艦手機看到,重點手機會於2018年第3季開始大量出貨,在光學屏幕下指紋辨識方案可以說已有量產的技術成熟度,但比較現實的是第一批光學屏幕下的指紋辨識方案,對光學屏幕的要求仍相當高,也會導致技術方案導入新機的限制,未來發展趨勢仍須持需觀察。

大陸製手機陸續導入屏下指紋辨識方案

例如,大陸的Vivo手機品牌,就在其旗艦機型產品導入基於Qualcomm方案的超音波指紋感測生物特徵辨識方案,高通最新的超音波指紋辨識技術,號稱可以穿透厚度可達800µm之手機外蓋玻璃,甚或是厚度達到650µm之鋁板材料,材料穿透性能已有實用的價值。

超音波指紋採集與光學式的指紋採集辨識方案,最大的技術差異在於超音波的技術難度更高,因為超音波在方向性的物理特性較差,所發出的波形是呈現發散狀態,經由固定聲速對比感測器接收後的數據,由音波感測器進而取得隔在屏幕前方的指紋特徵數據,技術方案實現相當困難。

光學方案其實反而就相對簡單,就如同相機的概念透過CMOS圖像感測器取得指紋圖像,經由指紋特徵產生的明暗紋路效果獲得指紋特徵,兩種技術難度可以說相當懸殊。

屏下指紋採集模組方案  有多重效益提升

在眾多指紋辨識方案,早期非屏幕下採集指紋的方案中,多數是採行電容式指紋辨識或是以IR LED搭配CMOS圖像感測器取得指紋圖像,未來估計屏幕下指紋採集會成主流機種的導入重點,光學與超音波指紋採集方案及可能在採行趨勢會趁勢而起,反而是電容式指紋圖像採集技術方案會產生較大的市場衝擊。

尤其在智能手機應用與行動支付深度結合的市場需求下,指紋辨識與臉部辨識已成為智慧手機的關鍵隱私和身份識別關鍵技術,尤其是指紋識別技術方案上,智能手機逐步要求機身的防水性能,也進一步推進指紋辨識研發轉往更高階的屏幕下辨識技術方案移動,傳統電容式指紋辨識模組,在面對價格持續壓縮毛利降低,相對屏幕下指紋辨識技術鎖定旗艦高階機型,銷售淨利會遠超過傳統指紋辨識方案。

除屏幕下指紋辨識方案外,其實還可有智能手機背部的指紋辨識模組設置方案需求,與屏幕下設置的指紋感測器相同,只是在機器背後設置的指紋辨識模組為置放於後背機殼之下,感測器與手指間可能會有金屬機殼或玻璃外殼中介,搭配新款感測器一樣可以達到設置於機身中較佳的防水性能。