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【专利解密】汇顶科技LCD屏下指纹技术突破
2019.11.28 08:30 集微网

汇顶实现LCD屏下指纹技术大突破,欲将屏下指纹解锁技术推向千元机市场,实现屏下指纹解锁技术大普及。

集微网消息,近日,在第三季度投资者交流会上,汇顶科技董事长张帆透露,该公司研发的超薄LCD屏幕指纹识别芯片即将量产,有信心在年内推出量产方案。

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5G时代,手机内部增加了包括天线在内的很多器件,对结构设计也提出了更高的要求,因此超薄屏下光学指纹识别方案将成为新一代的指纹识别方案。对此,张帆表示,汇顶为5G手机的需求而研发的超薄屏下光学指纹识别芯片即将量产,该方案也会成为未来市场应用的主流。

除了抢占安卓的中高端旗舰机型外,汇顶科技也在着手让屏下指纹识别技术普及到千元机市场。据张帆透露,汇顶有信心在年内实现LCD屏下指纹识别产品的规模量产。LCD的屏下光学指纹识别方案正在积极研发中,有信心在今年底、明年初将实现量产商用。

目前,屏下指纹识别主要应用于有机发光二极管 (OLED)屏,其原理是:OLED屏下的指纹识别模组利用OLED屏本身具备的透光特性,接收OLED屏自身发出的经过手指反射后形成的反射光检测指纹。但是,由于液晶显示(LCD)屏的发光原理和具体结构和OLED屏不同,LCD屏的背光模组具有不透光性。因此,OLED屏下指纹识别方案并不适用LCD屏。

因此为了解决这样的问题,汇顶科技在18年10月15日申请了一项名为“屏下指纹识别装置和电子设备”的发明专利(申请号:201880002094.2),申请人为深圳市汇顶科技股份有限公司。

根据目前公开的专利资料,让我们一起来了解一下这项LCD屏下指纹识别技术吧。

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如上图为屏下指纹识别装置可以适用的终端设备的结构示意图,该终端设备100包括显示屏120和指纹识别装置130,其中指纹识别装置设置在显示屏下方的局部区域。指纹识别装置包括具有多个光学感应单元的感应阵列,这些感应阵列所在区域为指纹识别装置的指纹探测区域103。

如上图所示,显示屏120可以包括显示区域102和非显示区域105,指纹探测区域位于该显示屏的显示区域之中,因此使用者在需要对该终端设备进行解锁或者其他指纹验证的时候,只需要将手指按压在位于该显示屏的指纹探测区域,便可以实现指纹输入。

由于指纹检测可以在屏内实现,因此采用上述结构的终端设备无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键),因而可以采用全面屏方案。

接下来我们再来具体看看指纹识别装置的结构。

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如上图为屏下指纹识别装置的结构示意图,屏下指纹识别装置应用于具有背光模组420和液晶面板430的电子设备中,背光模组位于液晶面板的下方。液晶面板包括显示区域和非显示区域,液晶面板的显示区域上设置有指纹探测区域440。

其中,屏下指纹识别装置可以包括指纹传感器410。该指纹传感器用于设置在液晶面板的非显示器区域的下方,并接收背光模组发出的经指纹探测区域上方的手指反射回来的光信号,并根据接收的光信号生成手指的指纹信息。

指纹传感器位于液晶面板的下方,即指纹传感器位于玻璃盖板的下方。由于指纹传感器位于液晶面板的下方,而不是背光模组的下方,指纹传感器接收的手指反射回来的光信号不需要经过背光模组,因此,指纹传感能够接收到手指反射回来的光信号进行指纹识别。此外,指纹传感器设置在液晶面板非显示区域的下方,也不会影响屏幕的显示效果。

除了硬件结构以外,还需要有相应的操控方法进行配合,接下来我们再来看看指纹注册流程的示意图,即用户如何将指纹输入到移动终端中以进行指纹识别。

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如上图所示为指纹注册方法的示意性流程图,首先,确定用户是否点击“添加指纹”命令。在确定用户点击“添加指纹命令”后,切换到手机注册界面,之后进入指纹采集模式,检测用户是否按压指纹探测区域。

在检测到用户按压指纹探测区域的情况下,在显示区域显示指纹标识(logo)。光学指纹模组进行光学指纹图像采集并对采集到的指纹图像进行预处理。接下来判断图像质量是否满足条件。如果图像质量不满足条件,重新执行上述步骤。

在图像质量满足条件的情况下,进行图像特征的提取,并且刷新注册界面。同时要判断录入的指纹张数是否满足条件,如果录入的指纹张数不满足条件,则继续执行上述步骤。在指纹录入张数满足条件的情况下,保存指纹模板,最终在显示界面提示用户指纹录入完成。

以上就是汇顶科技的LCD显示屏的屏下指纹识别技术,突破了LCD的背光模组的不透光性,达到了和OLED屏同样的指纹解锁效果。我们都知道LCD的价格要远低于OLED屏幕,这项技术的出现也就意味着屏下指纹解锁也可以应用在中低端手机中,并且给用户带来新奇且良好的体验!

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