除了Home鍵!指紋模組也可在這些地方

智慧手機在近一兩年增長放緩已經比較明顯，世界範圍裡面，大部分市場的智慧手機市場已經趨於飽和，逐漸進入升級換代的需求，要想再大規模爆發是暫時不可能了。除卻市場飽和之外，增長乏力的另外一個重要原因便是遭遇創新瓶頸，智慧手機在外觀、功能、性能等方面已經逐漸趨於雷同，人們更新換機的熱情逐漸消退。 雖然智慧手機在平穩中發展，但是人們對於創新的渴求是日益增加的。有人說iPhone的出現改變了智慧手機，可是iPhone剛剛已經度過10周年的生日，智能手機在十年沉浮之際，亟待變革和創新的來臨。

相信大家可能經常在媒體的各種曝光資訊或者概念設計中看到那些美輪美奐的全屏手機，以iPhone為例，每年在發佈會前總會有那些YY的概念設計圖，最顯著的ID設計便是只剩螢幕，去掉Home鍵、聽筒等等。雖然小米MIX已經是全面屏的產品，它也獲得了市場和消費者的高度關注，但始終這是一款概念的產品，當中的產品成本是很高的，這也一直導致它產量很難滿足市場的需求。 要想令智慧手機在ID設計、交互方面取得重大變革，就要看如何解決現階段手機Home鍵、聽筒等設計問題。去掉實體Home鍵，我們可以用螢幕裡面的虛擬按鍵代替，可是指紋識別Touch ID模組應該怎樣解決？在今年CES2017展會上，Synaptics攜各種最新人機交互技術亮相，涉及觸控、顯示、生物識別等多種人機交互領域的最新技術，當中包括能去掉那Home鍵的技術方案。

Home鍵可以說Bye Bye 早在2016年8月份，Synaptisc已經宣佈了全新玻璃指紋識別感測器 Natural ID FS4500，這與一般手機廠商植入按鍵中的指紋識別感測器不一樣，這款指紋感測器是可以置於手機螢幕的玻璃蓋板下方，無需特別的按鍵，即可辨認使用者的指紋。該解決方案可透過玻璃和陶瓷面板（厚度可高達300微米），相容鋼化玻璃。同時該感測器的大小只有6x6mm，可以供給各種手機廠商。

成熟的電容式感測器方案

在2016年12月，Synaptics又發佈了一款光學指紋感測器Natural ID FS9100，它與FS4500一樣，也是面向手機和平板設計，同樣可以置於手機螢幕的玻璃蓋板下方，而其更是能透過1毫米的蓋板玻璃掃描，相比FS4500的300微米（0.3毫米）提升很多。同時在感測器的原理方面，FS9100是光學感測器，較傳統的電容式感測器，無需挖孔，正面的實體按鍵便有可能取消。假如能去掉實體按鍵，這必定會大幅降低玻璃的加工成本和難度，同時手機廠商也能有更大的外觀設計度。

光學指紋感測器的穿透性相比傳統電容式指紋感測器要好，可以透過1mm的蓋板玻璃（現在市面上手機的玻璃厚度不超1mm），即使放在現在普遍採用的2.5D玻璃下也沒有問題。同時光學感測器不會有濕手操作失敗的問題，同時具有抗靜電等特性。有人擔心光學指紋感測器在體驗上是否會比傳統的電容式指紋（指我們現在主流手機採用的指紋識別）要差，如指紋識別準確率低、耗時長等。在今年CES的Synaptics的展臺上有相關Demo產品，現場體驗起來，不論是識別速度還是準確度都很不錯，對比正在使用的iPhone 7 Plus，體驗相近。雖然光學指紋傳感是新技術，但是體驗上與主流電容式指紋識別並無明顯差距。

實際上，指紋識別感測器放哪裡最好，並沒有一個準確的說法，而Synaptics的理念便是幫助廠商能把指紋識別放在所有他們想放置的位置。通過FS9100，Synaptics把這個理念又向前邁進了一步。因為要在手機和平板的螢幕上任一固定位置或者是不固定位置，實現指紋識別功能，基本唯一可行的方案就是光學。這是因為電容傳感技術需要極低的信噪比，並透過超過0.35mm的玻璃進行電容感應，因此在這一階段使用電容技術就不太現實了。 所以現在我們可以利用FS9100光學感測器，把指紋識別感測器放在螢幕下方的固定位置。雖然位置依然是固定的，但是不再局限在Home健這個實體按鍵上，廠商可以根據自己的ID設計需求來控制；而隨著光學指紋技術的發展，未來我們可以在螢幕上任何一點實現指紋識別。 當然我們也要看到螢幕中集成指紋識別仍然有技術的難題，那便是指紋和觸控操作是處於手機的不同區域，相互不干擾，而指紋識別感測器放在螢幕下，這可能會與螢幕的觸控感測器有干擾，如何準確識別用戶是進行觸控還是指紋識別，這將是一大難題。

光學感測器（置於白色框裡） 技術依然會慢慢進步，我們也等待難題解決的一天。FS9100已經在CES2017展會上展出，手機上覆蓋一塊完整的玻璃，並沒有開孔，而螢幕下方小框框裡內置了光學指紋感測器。它的出現降低了玻璃蓋板的生產難度，同時可以給予廠商最大限度的ID設計自由度，不再局限於現在的感測器設計，去掉Home鍵已經不是夢。FS9100目前已經開始出樣，預計2017年年中和下半年量產出貨。從這一點分析，三星S8採用光學指紋的傳言似乎並不靠譜。TDDI方案：顯示觸摸高度集成 Synaptics提出的TDDI方案實際是把觸控屏控制器和顯示驅動器集成在單一晶片上，從而降低整體的成本。我們在CES上看到其展出大量採用TDDI方案的產品，包括華為Mate9、小米5S，中低端手機如華為暢享6S等，覆蓋了主流手機廠商的各級各檔位元的產品。

Syanptics的TouchView TDDI產品組合能夠支援從HD到WQHD等多種分別率。TouchView控制器能夠把觸控控制器IP和傳統級專業顯示驅動器技術集成到單一晶片解決方案，同時能夠支持多點內嵌式和混合多點內嵌式，整體來說，TDDI技術可使系統的成本更低，簡化供應鏈，也能夠支援智慧設備進行無邊框的設計。

TDDI的最大優點在於功耗更低，厚度也可以更加輕薄，邊框也可以更窄，成本必然會降低。可是由於當前面板廠工藝的問題，會有一定良品率的問題，前期有可能導致成本的上升，可是長遠來說，TDDI的技術成本是要低於兩顆晶片的。多重生物認證方案：指紋+臉部識別多保險 我們在Synaptics的展臺上，現場人員為我們介紹了一款擁有指紋和面部識別兩種生物識別方式的智慧手機。我們看到，用戶可以針對不用的應用、功能等設置不同組合的認證方式。例如安全級別不太高的應用可以選擇面部識別或者指紋識別打開，而對於支付等安全級別較高的的應用功能，那可以設置面部+指紋識別同時符合才能完成開啟。

現場體驗了一番，在手機解鎖等安全級別中等的操作，就如同我們使用現在手機解鎖一般，快速而且準確率高。在進入一些隱私相冊的時候，系統設置了指紋和面部識別同時符合才能准許，當只使用指紋識別的時候，系統會提示同時需要把面正對螢幕，當兩者同時通過檢測後便能順利進入相冊。不過可能因為是Demo的關係，面部識別的提示不太直觀，當然這可以通過軟體升級改進，而整個多重認證過程依然是迅速，準確率很不錯。

這個多重生物認證方案是在CES2017上發佈的，它能夠為智慧手機、平板電腦提供更靈活更安全的設計。使用者可以通過多重融合的引擎，選擇任意生物方式來進行認證。使用者的指紋和面部生物特徵完全集成在Synaptics Natural ID指紋感測器中，融合識別的結果是取決於多個生物特徵，這既可以提高安全性，同時組合起來也令其更加靈活便捷。當我們帶著手套或者其他不方便用指紋的時候，就可以選擇以面部識別作為主要認證方式。

多重生物識別實際安全性能夠提到很高，採用組合的方式需要兩者都符合才能通過，安全級別得到提高。同時指紋識別和面部識別的組合，並不需要在原來的設備裡面新增額外的硬體感測器，只要原設備是Synaptics的感測器，通過軟體升級便可以使用這個功能，並不會增加成本。 在安全技術方面，Synaptics多重生物特徵融合引擎由Synaptics SentryPoint技術支援，如PurePrint防欺騙演算法的Quantum Matcher技術。PurePrint防欺騙演算法是利用特有人工智慧技術檢測指紋圖像，可以區分真假手指，而面部識別同樣採用防欺騙工具，能夠同時檢測眨眼和頭部移動的多重組合動作。手機形態或將有新的變革 Synaptics是一間專注於移動計算、通信和娛樂設備人機界面交互開發解決方案設計的製造公司，涉獵移動、PC和汽車行業，提供人機交互解決方案，包括觸控式螢幕、指紋、壓力感應等等。Synaptics的光學指紋感測器等一系列新的人機交互特性的發佈，將會推動手機ID外觀設計的發展，不再糾結於Home健（指紋識別感測器）的位置。

從設計上來看，處於玻璃內層的感測器設計能令產品免于開孔，一整塊的玻璃的設計自由度更加大；實用性來說，免于開孔之後，可以防止一些水、灰塵等細小物件進入產品內部，同時指紋識別模組可以根據需求放置在螢幕的任一個地方，靈活性更加大，當然初期這個需要硬體和軟體的共同協調優化，以達到更加良好的體驗。

TDDI方案擁有更高集成度 市場上並不是只有Synaptics一家在做指紋識別相關的技術，面臨整個手機行業的增長放緩、競爭對手的挑戰，Synaptics依然有很大的市場前景，因為現階段產品對於指紋、顯示、觸控等人機交互等創新需求是增大的。雖然做指紋識別技術的公司很多，同時具備相當實力的廠家也不少，但是只有少數幾家可以提供把指紋識別與其他顯示、觸摸感測器融合、置於玻璃下方等的技術解決方案。

隨著CES結束和MWC的臨近，網路中充斥著去掉Home鍵的三星S8渲染圖設計。而按照指紋識別技術方案的市場來看，可能性很大，但不一定是光學指紋。Synaptics並不是唯一一家提供玻璃下內置指紋識別感測器方案的公司，我們看到高通、LG也有相應的方案，前者是超聲波指紋，但在小米5s上的識別速度、準確率以及是凹槽設計上的用戶體驗沒有比現在常見的電容式指紋好；後者LG新技術可以讓小至 0.01 英寸的指紋識別模組放到手機螢幕玻璃之下，不過對厚度有要求。Synaptics的技術方案，包括Under-Glass的FS4500和光學FS9100，與競爭對手相比有優勢也有不足，不過它的加入必然會推動指紋識別感測器置於融入螢幕玻璃下的發展和普及。

三星S8渲染圖（指紋識別處於螢幕玻璃下） 在指紋識別不可或缺的當下，要想去掉Home鍵，指紋識別功能置於螢幕底下顯然會成為當下手機設計的優先選擇，這也會令手機外觀設計具有更多可塑性和創新性。