专访阜时科技莫良华:手机LCD屏下指纹年底量产

2019-05-07

文/肖远

就在高端旗舰机型开始以“OLED+屏下指纹”作为手机卖点之际,手机供应链已在着手让屏下指纹普及到千元机的布局。

4月下旬,一直在耕耘3D摄像头的阜时科技宣布,推出全球首款LCD屏下指纹识别方案。最关键的是,发布会现场还展示了样机。

若该方案成功量产,则意味着千元机也将席卷屏下指纹风暴。为何一家成立仅两年的阜时科技,可以领先世界首发该技术,而不是其他几家传统的指纹厂商呢?

“主要得益于公司在3D摄像头的技术积累,才让阜时科技可以更快速推出LCD屏下指纹方案。”4月30日,阜时科技创始人莫良华对第一手机界研究院透露,预计今年底或明年初,采用LCD屏下指纹方案的手机产品就会量产。目前阜时科技已跟多家手机厂家展开了相应的测试。

第一手机界研究院了解到,由于成本的原因,7美金左右的光学指纹是手机主流品牌厂家所普遍采纳的方向,也仅限于售价超过2500元的旗舰机型。

虽然一些厂商也展开了LCD屏下指纹的研发,但率先拿出LCD屏下指纹样机的还是阜时科技。从这一点来看,作为初创公司的阜时科技,的确在适当时间,打出了一张好牌,也让阜时科技获得了成为手机主流品牌供应商的机会。

阜时科技创始人莫良华

技术路线

据了解,屏下指纹技术解决方案主要有两个方向,一是光学式屏下指纹,二是超声波式屏下指纹。

其中,超声波式屏下指纹识别技术基于超声波,通过传感器先向手指表面发射超声波,并接受回波。利用指纹表面皮肤和空气之间密度不同构建出一个3D图像,进而与已经存在于终端上的信息进行对比,以此达到识别指纹的目的。

该技术方案的优势在于具有较强的穿透性,抗污渍的能力较高。但由于成像质量低、技术不够成熟、产量较低等原因,造成成本高昂。因此,并没有得到大范围推广商用。

而光学式屏下指纹在短短两年时间里,也快速迭代。第一代光学式屏下指纹是“准直器方案”,即在OLED屏幕下方嵌入了指纹识别传感器,通过微透镜收集从OLED屏幕小孔透下来的光线成像,从而实现对指纹信息的识别。

但该方案的模组必须和OLED屏幕紧密贴合,工艺难度较高且存在良品率的问题,并存在识别准确率与成本成正比增加的难题,还有屏幕在强光下可以隐约看到指纹传感器的轮廓,非常影响手机美观。

基于此,从2018年开始,第二代光学式屏下指纹“CMOS方案”开始盛行,将隐藏在屏幕内的指纹识别传感器换成了特殊的摄像头模组,由指纹芯片、超短焦CMOS鱼眼摄像头、光线传感器、NORFLASH和滤光片几个部分组成。

由于该方案成本被控制在7-8美金以内,进而手机厂家广泛认可采纳,也成为近两年手机屏下指纹的主流方案。

第一手机界研究院了解到,由于第二代光学式指纹技术方案,与传统电容式指纹的技术路线完全不同,要求生产厂家必须具备摄像头技术能力,才有可能研发出来。这也是至今只有两家厂商能够量产第二代光学式指纹,而其它厂家最快也要到今年底才能实现量产的根本原因。

而于2017年成立的阜时科技,从创办之初就定位于人工智能传感,同时展开3D摄像头和LCD屏下指纹的研发。

“正是因为在3D摄像头积累丰富的经验,突破了第二代光学指纹的关键技术难点,我们才有机会和实力推出全球首款LCD屏下指纹识别解决方案。”莫良华透露,目前阜时科技在LCD屏下指纹领域已申请了上百项专利,相当一部分是发明专利。

去年10月,阜时科技在深圳推出了支付级识别的3D摄像头方案,目前阜时科技已跟多家智能门锁、支付设备、安防设备实现了深度合作。

按照目前华为、OPPO、vivo和小米对手机创新技术应用速度,更低价格更高配置已是几大手机厂家的新品竞争焦点。比如,红米手机产品就即将采用最高端的高通骁龙855芯片。

最新消息显示,vivo已着手LCD屏下指纹手机新品的研发。

LCD屏下指纹前景

不过,LCD屏下指纹方案真正量产还需产业链通力合作。

因为,行业主流的屏下指纹方案是与OLED面板相配套的光学屏下指纹方案,主要的原理是将可见光摄像头通过特定的制程与显示面板结合起来,利用OLED面板的透光性,将指纹用“拍照”的方式获取。

相反,LCD屏由于存在背光材料无法透光,让光学指纹根本没有用武之地,这是指纹芯片厂家近年来一直在寻求突破的难题。

“基于对市场广阔前景的看好,阜时科技与背光模组厂家宝明通力合作,改动了很多传统的背光模组材料,比如偏光片、导光板等,让其具有透光性,最终实现LCD屏下指纹解决方案。”

莫良华指出,将背光模组的膜材变成透光的,是会带来膜材的成本增加,但相比LCD屏的整体成本,并不会增加太多。规模化量产后,包括LCD屏在内的屏下模组整体成本将会比同类型OLED屏下模组便宜至少5美元以上,甚至可能达到10美元。

据透露,通过对LCD背光板的不断改造与尝试,对指纹光路方案的不断调整与改进,包括采用主动式高穿透发射光源、宽域波长光接收技术、LCD屏背光膜材组合试验、神经网络图像重构算法等技术,阜时科技最终成功解决了显示效果、指纹成像效果等瓶颈问题。

由于采用了深度学习神经网络Deblur算法,配合多点畸变图像校准指纹识别算法,让阜时科技LCD屏下指纹方案的整体识别率已可以媲美电容式指纹的指标。为此,阜时科技已经投入数千万元的研发经费。

不过,阜时科技和莫良华的市场信心来自于OLED硬屏产能局限。

据介绍,虽然三星和京东方都在扩大OLED产能,但基于盈利的原因,基本上都是在扩大OLED软屏的产能,并没有再去扩大OLED硬屏的产能,主要的原因是目前OLED硬屏不赚钱。

目前全球OLED硬屏的产能大概只能满足2亿部手机的需求。因此,全球大部分智能手机还在采用LCD屏幕。2018年LCD屏幕手机占据了全球智能手机出货量的85%。

更关键的是,京东方和华星光电等中国面板厂家还在扩大LCD屏幕的产能,也意味着LCD屏幕的成本还会继续下降,市场竞争优势还会扩大。

从这一点来看,手机LCD屏下指纹就拥有广阔的市场空间。

“从过往手机的发展来看,指纹所带来的手机功能便利性不言而喻。而全面屏+屏下指纹成为各手机品牌旗舰机型标配,说明消费者更需要和更习惯手机正面指纹。”

莫良华预计,到2020年,1000元至2000元价格段的智能手机中,30%会采用LCD屏下指纹方案。

第一手机界研究院的数据显示,1000元至2000元的价格段的智能手机全球市场份额约40%。以全球年销售14亿支智能手机计算,明年采用LCD屏下指纹的手机出货量将超过1.5亿部。


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