画面下での指紋ロック解除は新たなブレークスルーを達成し、LCDとOLEDの両方を使用できます

指紋認識とロック解除は、ほとんどのスマートフォンのデフォルトソリューションになっています。ただし、従来の指紋ロック解除に必要な指紋収集ウィンドウは、携帯電話の画面比率にある程度影響します。フルスクリーンのスマートフォンが主流になるにつれ、より多くの「見えない」オフスクリーン指紋認識が市場に氾濫しています。

数日前、研究機関のデータによると、2020年はLCD画面の下で指紋認識携帯電話が大量生産される最初の年になると予想されています。アナリストは、この機能を搭載したスマートフォンの年間出荷台数は600万台を超える可能性があると予測しており、市場での受け入れが期待されています。2024年には1億9,000万台に達すると予想されています。

画面下の指紋認識とは何ですか、そしてなぜこの機能が一般的なLCD画面を装備しているのか、なぜ今年話題になっているのですか?これらの質問を受けて、Science and Technology Dailyの記者が関連する専門家にインタビューしました。

従来、光学式スクリーンでの指紋認証にはOLEDスクリーンが必要でした

「オフスクリーン指紋機能を備えた携帯電話は、携帯電話の画面上の指定された領域を押すだけで、指紋認識のプロセスを直接完了できます。」第一携帯電話研究所の所長である孫燕彪は、この設計により、物理的なボタンによる画面パネルの余分な占有を回避できると指摘しました。さらに、携帯電話の画面比率が増し、携帯電話の表示性能が向上します。

指紋認識技術には、静電容量式指紋認識、光学式指紋認識、超音波指紋認識の3つの主要な主流があると理解されています。では、どのような指紋認識技術が、画面の下で指紋のロックが解除されることとより「コロケーション」なのでしょうか?

「超音波指紋認識は浸透性が高く、金属やガラスなどの一般的な携帯電話の材料を貫通できます。しかし、現在の市場シェアは低く、研究開発は困難です。静電容量式指紋認識技術は成熟していますが、指が濡れていると認識されます。万が一故障した場合、認識率が低く、厚すぎるものを貫通できません。「Tianma Microelectronicsの研究開発担当シニアディレクターであるLi Junyi氏は、光学指紋認識技術はより成熟し、より高速であると述べました。現在の技術と市場の観点から、光学式指紋認識は、携帯電話の画面下での指紋認識の問題を解決するためにより適しています。

光学指紋認識技術の原理は、光の屈折と反射を利用することです。指が画面を押すと、画面は光を発して指の領域を照らし、指紋を照らす反射光は画面ピクセルの隙間を通って画面近くのセンサーに戻り、得られた指紋画像は携帯電話が最初に入力した画像と比較され、最終的に識別して判断します。光学スクリーンの下の指紋認識は、周囲光の干渉を効果的に回避でき、複雑な環境での安定性が向上します。

長い間、スマートフォンに適用される光学スクリーンの下の指紋認識には、OLEDスクリーンの協力が必要でした。LCD画面が完成しないのはなぜですか?

光学式指紋認識には、センサーとレンズの間の距離に一定の要件があることがわかりました。「従来のLCDスクリーンは複雑な構造をしており、バックライトを提供するためにバックライトモジュールが必要でした。このバックライトモジュールの層により、光がLCD画面を透過するのを防ぎ、画面の下の指紋認識に失敗します。OLEDスクリーンはバックライトなしで発光できます。光源は薄く、光透過率が優れています。「李俊義はこう言った

OLEDスクリーンの下にある指紋認識センサーは、ユーザーの指紋を照射した後、OLEDスクリーンから放出される光を正確にキャプチャし、光を反射して戻すことができるため、指紋認識を成功裏に実現できます。

赤外線イメージングは、低コストのLCDスクリーンが再び支持されるのを助けます

「OLEDスクリーンは光学スクリーンの下での指紋認識に優れた性能を発揮しますが、コストの観点からは、LCDスクリーンは製造コストが低く、耐用年数が長いです。」ヤンヤン・ビャオは言った。

スマートフォンの機能や性能は、常に進化しています。LCD画面は、スマートフォンの主要コンポーネントの1つです。より小さな開口部や高いリフレッシュレートなどの新しいプロセスの導入は、LCDスクリーンの付加価値を絶えず増加させており、これも多くの促進をもたらしていますメーカーは、LCDスクリーンに適用可能なオフスクリーン指紋認識技術の開発を開始しました。

今年1月初旬、Tianma Microelectronicsは、米国のコンシューマーエレクトロニクスショーで、ディスプレイ、タッチ、指紋認識機能を備えたLTPS LCDテクノロジーに基づくオフスクリーン指紋技術ディスプレイ製品を展示しました。数日前、WeiboでRedmiブランドのゼネラルマネージャーであるLu Weibingが発表したニュースによると、RedmiのR&DチームもLCD画面に画面外の指紋ロック解除を実装し、大量生産を行ったと述べました。

「バックライトが存在するため、LCDスクリーンが可視光を使用して画面下の光学指紋認識を実現すると、透過不良や逆光干渉の問題に直面することになり、克服するのが困難です。」孫燕彪は言った。

以前に業界が公開したソリューションによると、画面下の赤外線イメージング技術を使用すると、上記の問題を解決できます。具体的には、赤外線送信機、赤外線指紋受信機、および赤外線光学材料システムを使用して、指紋イメージングの赤外線透過率と感度を大幅に向上させ、最終的に高レベルの認識を実現します。

Li Junyiは、ディスプレイ効果を確保することに基づいて、より優れた赤外線透過率と指紋認識効果を達成するためには、LCD画面の光学フィルムとガラスを最適化し、さらにフィルム構造を変更して赤外線透過率を向上させる必要があると説明しました。次に、指紋認識のパフォーマンスを向上させるために、もともと画面の下の特定の位置にあったセンサーと赤外線信号送信機も特別に変更する必要があります。

研究室でのブレークスルーは、最初のステップにすぎません。「画面下指紋LCDスクリーンは、通常のLCDスクリーンよりも全体的なコストがわずかに高く、それでも画面下指紋OLEDスクリーンよりもコスト面で大きな利点があります。画面下の指紋を使用してLCDスクリーンをカスタマイズするため、より伝統的なLCDスクリーンであり、将来的に真に大量生産を達成するためには、上流と下流のメーカー間の緊密な協力が必要であり、端末ブランドのサプライチェーン管理および制御機能に高い要件が課せられます。」と李俊義は言った。