魅族mTouch:正面指纹按压技术科普

21.04.2016  12:53

    如果你看过不少后置指纹手机拆解,我相信你们都看到了后置指纹结构有多简单。

    在手机的后背上开一个洞,把指纹塞到这个位置,负责任一点的就用螺丝固定,有一些直接用胶水粘住,然后引出一根排线跟主板连接。

    而前置则不同,前置指纹不仅要当做指纹识别的介质,还需要结合Home 键功能,也就说要集成一个微动开关,这就带来了可靠性的问题,Home 键是一个使用非常频繁的按键,必须耐按,而且还要按得舒服,对细节把控以及工艺方面的要求非常高,成本相对于后置式要高很多。

    #对射频的影响#

    前置指纹放置的区域都在手机屏幕的正下方,这个地方恰巧是手机主天线的部位,而且那个地方还是各元件密集分布区,扬声器、USB 借口、麦克风等等。指纹装置不仅会挤压其他元件的空间,而且在指纹识别的过程都会发射一个高频信号,会对手机射频信号有所干扰,做前置指纹就必须解决这个问题,只有不断地调整天线结构,优化信号,将影响降到最低。

    而后置,则完全不用考虑这个问题,背后这么大一块净空区,想怎么放就怎么放。

    #按键的形状#

    关于指纹按键的形状,前不久也吵得不可开交。众所周知,iPhone5s 第一个做出了前置按压式指纹识别,紧接着魅族做出了安卓第一个按压式指纹识别的手机—MX4 Pro。在各手机厂商里面,在正面保持按键的厂家就苹果、魅族、三星几家,苹果是经典的圆形,魅族则在 M8上用过腰圆,M9上是圆角矩形,三星是长条形。

    而按键的形状好看的基本上被这三家用完了,后续根据前置指纹的厂家要么弄一个看似别扭的按键,要么就是跟这三家相似,但是不得不背上抄袭的恶名。做前置指纹按键的形状确实令人头疼,所以就出现了这么多的mTouch 的追随者,其实好的东西大家都有一个共识无可厚非,但是有些指纹模组连尺寸都做到几乎一模一样就不可思议了。

    说到这里,基本上把做前置指纹难在哪里说完了,这里的难相对的是后置指纹,接下来说说为什么做出好的前置指纹更难。

    做一个手机要考虑到的因素太多太多,最基本的几个就是,长度、宽度、厚度,还有屏占比。自从指纹识别加入到手机中来之后,在特定的三围尺寸下,前置指纹跟摄像头和屏幕产生了不可调和的矛盾。

    在带有正面指纹识别的手机中,这三者在手机上对空间的挤占就是相爱相杀,不是你死就是我活,要么你让我一点空间我过得舒服点你就寒碜,要么我寒碜你舒服,所以这三者排列组合起来就是(这里有一个机身厚度的因素必须加进来作为限制条件):

    1,屏幕的控制电路(显示驱动+ LED+FPC)朝上+摄像头突出+指纹芯片面积大+相对较薄的机身

    2,屏幕的控制电路朝下+摄像头不突出+指纹芯片面积小+相对较薄的机身

    3,屏幕的控制电路朝上+摄像头不突出+指纹芯片面积小+相对较厚的机身

    为什么会出现这三种组合,我特意把手上的PRO5 拆开来看个明白,PRO5/MX5/iPhone6s 系列都属于方案 1。

    你打开手机所见的显示屏是红线与红线之间的区域,然后显示屏还有控制电路部分也要占据空间,也就是红线与黑线那部分区域,可以看到黑线到手机顶端的空间已经很狭窄,这个宽度要想在角落放个后置摄像头已经不现实,要么你就突出,要么你就把屏幕倒装腾出空间在角落放个摄像头,这就是米5 的方案 2。

    这三种方案并没有谁优谁劣,就看各厂商的取舍与坚持的问题。

    米5 用的是方案 2,可答主非要说的好像是米5指纹识别一出在座的都是垃圾的感觉。

    因为屏幕倒装之后的问题就是挤压下巴的空间,下巴还想要放指纹,那只能做窄,指纹窄了意味感应芯片的面积小,识别率和识别速度精度很可能成为一个问题。

    是否在手机上加一个功能,无外乎就是取决于这几个条件:

    技术可行性

    结构可靠性

    成本制约

    在iPhone5s 的前置带按压式指纹出来前,也有厂家在指纹这个方向上进行过探索,但是远没有达到苹果这种影响力的原因在于。

    苹果为了加入指纹功能,甚至直接收购了当时这方面指纹识别技术的领头羊,技术可行性方面已经没有压力,收购的行为甚至也造成竞争对手无法及时跟进。

    苹果做指纹还有个得天独厚的优势,因为从初代iPhone面试时就有了标志性的圆形 Home 键设计,在这上面加上指纹识别功能正所谓锦上添花,水到渠成。结构设计上只是稍加修改就可以用,结构可靠性对苹果来说也不是问题。

    再解决了前两个问题后,成本对于iPhone来说只是小菜一碟,以苹果供应链方面呼风唤雨的能力,压低供应商的价格已经是家喻户晓,甚至是买断供应商的出货。然而,其他厂商在供应链的谈判能力相对苹果来说就弱很多,这也造成了正面按压指纹识别功能不能在安卓手机中完全普及的原因,这也让后置指纹识别技术有机可乘,因为成本摆在那儿。

编辑:闫志阳