如何評價小米5s的超聲波指紋識別方案？

01-15

Under Glass的設計方案，為什麼不是一整塊平整玻璃，而是凹陷下去的？

來自退休友商的評價，應該算是不吹不黑吧

看到有網友調侃小米5s指紋做不平『估計是因為玻璃厚度對超聲波有影響的關係，人家只是不方便說吧。』忍不住怒答一發。

厚度減薄的確利於提升信噪比，想把指紋識別『區』做平完全可以從面板背面去減厚度，不至於留下前邊這個『坑』。

真相只有一個：目前技術條件下，一整塊平整玻璃與手指的定位存在不可調和的矛盾。

看看現在都有的指紋解決方案：

從左到右依次是第1、2、3、4種方式。

正面按壓式——兼顧美觀與直覺。代表機型iPhone，魅族Pro6，iPhone7雖然是觸摸式，但是結合壓感識別和Taptic Engine，實際的感受形式也屬於正面按壓式。
正面觸摸式——需要有個凹槽，破壞正面整體性；代表機型一加3、小米5s，其中小米5是Under Glass，相比一加3，他可以做到按鍵與面板無色差。
背面觸摸式——需要有個凹槽，破壞背面整體性；代表機型不說了吧，幾乎已經是公模。
側面按壓式——兼顧美觀與直覺；集成在電源鍵，代表機型Sony某型號，是在是忘記型號了。

現在的指紋識別只有這四種模式，無出其右。有了四種模式就可以進行接下來的分析了。這四種模式有什麼共同點？

是的，他們都有凹槽。聽起來很簡單，單就是這個凹槽解決了手指定位問題。

無論前置還是後置，人們拿起手機，盲操作都可以找到指紋鍵，這都是這個凹槽的功勞啊。

技術上而言，小米5s這個鍵完全可以做平（從面板後面挖坑），但小米的產品可不那麼傻——想像一下，沒了這個凹槽，你的手能迅速放到指紋識別區嗎？別說好用了，識別速度和準確性都成問題啊！

所以各位，別幻想著出現所謂的『隱藏式指紋識別鍵』了，真的出現，你可不會買賬。

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2016年09月30日更

看到評論區有朋友說，自己用很長時間手機，每個鍵在哪心裡清清楚楚，根本不需要『定位』的設計。我想說的是，不要把每個用戶都看成專家，手機是大眾消費品，要考慮大部分人的感受。

對於這些『專家』，我想從一個側面佐證我的觀點。

其實就是一個問題：如果把電源鍵變成虛擬鍵，你是否願意？大多數人都會不習慣，如果你習慣、你願意，我只好說，你屬於未來。手指已經對電源鍵產生肌肉記憶，但人們還是希望電源鍵是機械鍵。因為電源鍵所觸發的鎖屏、解鎖、關機、開機這些對人的心理而言很『重』的操作，需要更強的反饋。舉個現實的例子——保險箱需要很複雜的鎖，而雜物箱就不需要鎖。起碼從當下人們的心理接受度來說，指紋解鎖是個『重』操作，層級上要跟返回鍵、任務鍵區分開來。

不知道各位實際體驗過真機沒有，從美觀性和實際效果出發。

很多人提到傳統三大金剛也不見有「定位」問題，那麼深入想想：

傳統三大金剛的home鍵只需做基本的感應「你有沒有觸摸到」，哪怕手指邊角觸摸到檢測區域就可以了；而指紋則需要比較大面積的驗證區域，或許可以說你用習慣了永遠都按得精準無比，然而放大到所有普通用戶、剛接觸的新用戶呢？對新用戶不友好，那也是不友好。比如為什麼以前的flyme學習成本高？

那麼再談談美觀性，引導用戶的前提似乎是必要的了，就剩下「引導的方式」是畫個大圈圈（詛咒你？），還是小米這種挖個槽？我看了小米5S的真機後，再腦補了下魅族/努比亞的小圓點認為小米的方案好看得多。或許畫圈圈的方案沒有實物效果這麼比較不公平，但起碼5S的方案還不錯，起碼不難看不就行了？我覺得很好看，而且還增加了工藝流程和成本。

其實還有一點，沒用過小米5s的不知道：他可以放在指紋區域直接黑屏解鎖，不需要先通過別的方式（電源鍵、雙擊喚醒）點亮屏幕，延續了指紋解鎖的效率性體驗；所以還有兩個優點：

1、物理上解決／大幅減少【誤觸喚醒】造成的功耗問題，看看後置指紋的方案也都是凹進去的；

2、解決物理按壓結構用久了可能會壞的問題，這還真不是杞人憂天，看看iPhone用戶多少人按壞home鍵的。當然這裡也得說電容式也可以做到不按壓的，比如1+3。我相信電容式同樣可以做到"under glass"。

這其實也是從實際應用上，最「說服得了人」的一個點。

所以，或許你可以說這個方案並沒有帶來什麼用戶體驗上的質的提升，但在外觀的貢獻上說也不失為一個可行的創新方案，小米還是付出了很多努力的，再怎麼樣5s也不應該背得個和4s相提並論的「過渡機型」的名號。話說其實4s挺好看的。

對了，這裡看到評論區一個行內人士 @金星的高達提到的「保護玻璃背面開槽」的可行性，我這裡引用一下

你想過從背面開槽的工藝流程么，BM印刷怎麼印？還是說不要印BM或者不控制BM厚度？

從工業生產是否可行的角度來說玻璃蓋板背面挖槽都是一個智障的方案，這個我兩年前給OPPO和聯想做無開槽正面指紋識別樣品的時候就已經得到證明了不然這技術去年早就泛濫了

然後對5s這個方案的評價

不過就這個方案來說，還是個就現在技術來說不錯的解決方案。算是個不錯的創新，減少了製造流程，對產業發展來說還是有進步意義的。

首先，我得認可這個技術可能是小米5以來號稱的各種「黑科技」里真正的一項黑科技。因為畢竟沒人用過，也不是高通，索尼什麼的成套現成技術。但是問題就來了，這項新科技的應用帶來的好處是什麼？看完發布會我其實沒明白。現有的指紋識別技術目前從我這個用戶角度看並沒有什麼太大的缺點，那費了那麼大勁用這個超聲波技術能幹嘛？為了正面玻璃不開孔？可是你又開了個槽啊。

做一個猜測

大多數人都喜歡貼膜，那如果做平了，貼膜在指紋識別處留空會很難看

如果做平了之後貼膜又不留空會影響到指紋識別

如果需要不影響指紋識別，那就需要有增加功率等等的措施，那又會影響功耗，如果貼鋼化膜就更甚！

所以留個空，貼膜也不至於難看，也就沒了之後的問題。

只是猜測。

很早就看到了高通這個解決方案的消息，不過之前還不成熟。

在兩年前，答主自己也參與了匯頂科技的一個不開槽的指紋識別項目樣品製作。當時的方案是用一個開槽的玻璃加上一個完整的玻璃貼在一塊兒，然後在讓位處貼上指紋IC。不過這個流程太繁雜了，而且IC性能也灰常不完善。如生產，就需要由我這樣的工程師來花數分鐘手工完成清潔和IC貼合的動作，且IC發熱也大（貼在.45mm厚的強化玻璃蓋板上）。最後只給OPPO做了全球僅有的10台的擁有指紋識別find7，這個案子就夭折了。

不過果然高通開發能力還是很強大的，半年就吧超聲指紋技術量產了。不過那個凹下去的並不是真的為了讓用戶辨識，而是蓋板玻璃太厚會影響指紋識別準確率，符合不了正常工作需求，因此將該位置的玻璃蓋板減薄。

不過就這個方案來說，還是個就現在技術來說不錯的解決方案。算是個不錯的創新，減少了製造流程，對產業發展來說還是有進步意義的。

剛看到MIUI論壇預告的時候，還真是以為超聲波指紋有什麼大的突破了，最後一看只是FPC1268工程機面板翻過來的樣子，只不過FPC1268的凹槽在背面，這個做在了前面。估計也是工藝成本的問題。在外面開槽要比裡面容易一點，在裡面開指紋模塊還得正好嵌入那個凹槽里，這樣工藝難度應該會更大。而且也少了原來有的方塊背游標識。開槽只是技術問題因為玻璃不能太厚。

以下是《微型計算機——隱藏式指紋識別離我們到底還有多遠？》

1998年，西門子展示了帶指紋識別的手機；2013年，iPhone 5s則掀起一股指紋風，堪稱開啟了手機指紋識別的元年。幾年過去了，在體驗上貌似沒有人打破和超越過Touch ID。但經過指紋識別技術大爆髮式發展之後，衍生出來的商機令各大指紋技術公司更熱衷開發新技術。他們不斷地向外界展示自家的新技術，也開始嘗試指紋識別的新可能——隱藏式指紋識別技術。當前主流的各家廠商手機上的指紋識別模塊都有什麼玄機？隱藏式指紋識別目前的發展狀況又是怎樣的？筆者將從一個業內人士、手機拆解達人的角度為大家展開分析，並進行一些展望。
當前主流指紋模組拆解分析

▲典型的指紋識別模組（圖為蘋果Touch ID）：包括保護層、金屬檢測（裝飾）環、指紋Sensor、按鍵開關四大部分。
先來了解一下現有的指紋模組（以Touch ID為例），一個指紋識別模組包括：保護層（藍寶石玻璃、玻璃、陶瓷或者塗層）、金屬檢測（裝飾）環、指紋Sensor、按鍵開關（後置或有一些前置沒有按鍵開關）。而後置指紋模塊的手機只有一個指紋Sensor和保護層，兩個部分就可以組成一個指紋識別裝置。通過進一步拆解可以看到，蘋果的Touch ID指紋晶元貼合在藍寶石玻璃上面，實際上指紋晶元的面積是一個邊長為6.4mm的正方形，表面圓形藍寶石玻璃直徑為9.6mm，指紋晶元厚度為0.2mm，而藍寶石玻璃的厚度則為0.3mm左右（去掉絲印後應該是0.28mm）。筆者又拆解了兩個指紋模組，指紋保護層的厚度分別為（MX4 Pro）0.27mm和（PRO 6）0.2mm。因為玻璃的介電常數沒有藍寶石那麼高，所以同樣做蓋板保護，要比藍寶石更薄。
▲剔除掉開關和裝飾環後，就是一個純粹的指紋模組，就如上面拆解圖的中間那部分。
▲蘋果的 Touch ID 指紋晶元貼合在藍寶石玻璃上面，實際上指紋晶元的面積是一個長為6.4mm的正方形。

▲又拆解了兩個指紋模組，指紋保護層的厚度分別為（MX4 Pro）0.27mm和（PRO6）0.2mm。
一番拆解後可知：現在主流的指紋晶元的信號能穿透0.3mm厚的藍寶石和0.2mm厚的玻璃。既然這樣，把手機屏幕的面板玻璃做薄到0.2mm後，再把指紋Sensor貼在下面其實可行。目前的幾家隱藏式指紋的解決方案均不約而同地將保護層的玻璃換成手機屏幕的保護玻璃，然後把指紋Sensor貼在玻璃下面，引出一根排線跟手機相連。問題來了，手機的保護玻璃目前最薄的約0.4mm厚，把手機的玻璃做到0.2mm薄的樣子就不現實了，怎麼辦？
▲形形色色的指紋識別模塊

▲當前指紋識別集成在手機上的形式無外乎就是這幾種：後置、前置還有側邊等。各大廠商大家挖空心思的結果只有一個，就是讓指紋識別在手機上以優雅美觀的形式實現，且又方便使用。
隱藏式指紋識別技術盤點
在探討隱藏式指紋識別怎麼做這一問題前，不妨先盤點一下目前已經公諸於世的各種可隱藏式指紋識別技術。
中國匯頂是世界上第一個提出隱藏式指紋識別方案的公司，早在2014年9月就提出IFS（Invisible Fingerprint Sensor）指紋識別與觸控一體化技術。然而兩年快過去了，並沒有得到手機廠家的青睞，僅在2016國際消費電子展上收穫兩項嵌入式技術創新大獎。
▲匯頂的IFS指識別與觸控一體化技術
挪威IDEX也是一家老牌生物識別技術公司，它幾乎不生產指紋晶元，但是擁有深厚的專利技術，更多是通過技術授權來獲利，連蘋果都跟它有一些指紋方面的交叉專利許可。
▲IDEX開發出玻璃指紋技術，可以將指紋晶元做進玻璃中。
Synaptics在觸控晶元領域一直是霸主般的存在，三星手機一直採用他家的指紋晶元。Synaptics不僅有晶元設計能力，還能進行封裝等一條龍服務。2015年11月Synaptics宣布可實現隱藏式指紋，不過並沒有實體演示。目前已知Synaptics前不久才搞定玻璃覆蓋問題，要想實現隱藏式指紋，需要花費的時間估計有點長。
▲Synaptics僅僅只是宣布技術上可實現隱藏式指紋，並沒有實體發布。
FPC這幾年在指紋識別領域可謂一帆風順，銷量猛增，聯合從事玻璃面板和層壓技術的TPK，成功地將FPC1268指紋感測器跟面板玻璃結合在一起。2016年2月，FPC1268工程機視頻發布。
▲FPC聯合從事玻璃面板和層壓技術的TPK成功的將FPC1268指紋感測器跟面板玻璃結合在一起。
2016年5月，LG子公司Innotek向外界展示了融合指紋功能的玻璃面板，但是Innotek之前並沒有做過指紋晶元同時也沒有手機採用，對於他家的隱藏式指紋識別技術，暫時持觀望態度。
▲LG子公司Innotek向外界展示了融合指紋功能的玻璃面板
梳理完這幾家的方案，接下來細聊一下隱藏式指紋識別技術到底有哪些門道……
在以上這幾家出了隱藏式指紋方案的廠商中，概括起來其實不外乎三種方案。第一種是將指紋Sensor置於整個手機玻璃面板下面（如匯頂）。第二種則將玻璃面板掏個洞至0.2-0.3mm厚，然後將Sensor裝進去（如FPC和LG）。第三種更是將Sensor融合進玻璃之中（如IDEX）。目前這些隱藏式指紋方案，都只是將保護玻璃下巴的Home鍵位置由原來需要開孔變成無孔，識別的區域還是原來的Home鍵區域，嚴格意義上應該叫做無按鈕指紋識別。
▲目前這些隱藏式指紋方案，都只是將保護玻璃下巴的Home鍵位置由原來需要開孔變成無孔，識別的區域還是原來的 Home 鍵區域，嚴格意義上應該叫做無按鈕指紋識別。
三種隱藏式指紋識別技術細節
▲幾家出了隱藏式指紋方案的廠家概括起來其實不外乎三種方案。
匯頂最早使用的是第一種方案，面板玻璃不需要開洞，考驗的是指紋Sensor的性能和演算法。提高晶元的性能後具有更高的信噪比，可以穿透更厚的玻璃，但是穿透0.3mm以上的玻璃還需要搭配更先進的演算法，而且最終識別精度怎麼樣，無從得知。還需要面臨的問題是，現在2.5D玻璃已經成為標配，厚度達到0.7~0.8mm了，如果還用以前的方案估計行不通。FPC和LG就選擇了一個相對靠譜的方案，在玻璃中掏一個凹槽，使之最薄的地方僅0.2~0.3mm厚，使得信號和識別精度上可以得到保證。IDEX則憑藉在專利方面的積累，直接把指紋Sensor完全無縫融合到了玻璃中。只不過要把它完好無損地封裝進玻璃里，非常困難，IDEX也並沒有展示成品，估計還在專利申請和概念階段。
▲Sensor最薄可以做到0.2mm，做進一塊厚度為0.7mm的玻璃中理論上可行，但是如何把它完好無損地封裝進玻璃里，非常困難。
這三種隱藏式指紋解決方案，筆者覺得切實可行的是FPC和LG選擇的第二種——在玻璃中開個凹槽，把指紋識別模塊填補進去。
隱藏式指紋面臨的幾個問題
大部分人以為的隱藏式指紋是可以按屏幕中任意位置可解鎖，可事實上目前幾大主流指紋廠家提出的方案僅僅只是在原來需要開孔的地方不開孔，指紋模組並沒有質的提升！相比現在開洞的按鍵方案，隱藏式做到了手機正面無按鍵，外觀更漂亮了，那麼體驗會如何呢？
傳統手機解鎖時是按下Home按鍵的動作的同時，指紋Sensor順勢工作成功識別指紋。而換成隱藏式的指紋，模塊需要整體待命，用手指往玻璃上一模，手機解鎖。但是沒有了按鍵反饋和手指用力按的這種感覺，而且即使FPC和LG選擇的方案要在手機上實現，仍需面臨幾個問題。
問題一
玻璃品質要求更高
指紋保護蓋板的玻璃需要介電常數更高，品質要求更高，從以前指紋模組大小的玻璃到現在整個手機玻璃都要達到這種要求，一般玻璃做不到。還有玻璃面板開凹槽，精度不低。總結起來就是工藝和品質都要高很多，導致的結果就是成本大幅上升。
▲做指紋保護蓋板的玻璃跟手機屏幕上的保護玻璃還是有差別，指紋上的玻璃需要介電常數更高，品質要求更高。
問題二
可靠性降低
玻璃上面開了一個凹槽，厚度只有0.2~0.3mm，這會降低整塊玻璃的強度，無論是跌落還是日常使用的可靠性都有所降低。
問題三
更複雜的供應鏈
隱藏式指紋很重要的一部分就是玻璃，需要最上游的玻璃供應商康寧、AGC、肖特的特殊支持，還有玻璃的加工方來加工，再到把指紋晶元組裝進玻璃裡面的封裝，相比之前複雜多了。
那麼，有廠商願意花更多的錢去做一件看起來很酷、但體驗並沒有革命性變化的事情嗎？筆者並不是不看好隱藏式指紋的前景，只是應該認清楚現有技術的局限性。當然，應該為這些在不斷探索隱藏式指紋識別技術的公司喝彩，他們在技術上的你爭我趕才會有更快的技術革新。他們做的也許只是技術層面，但是如何將技術藝術化般融合進手機的設計裡面，還差一個手機廠商來帶頭，整合一個完善供應鏈，讓技術普惠。
展望
看完全篇，可能有人會問，為什麼沒有提到最近大熱的超聲波指紋？誠然，超聲波指紋技術跟現在普遍的電容式識別的指紋技術不一樣，給人一種「顛覆者」的感覺。但超聲波指紋識別技術在手機上的研究遠遠晚於電容式，目前可以看到的新聞都來自其主導者高通。實際上幾年過去了筆者才在前不久一款新出的手機上體驗了超聲波指紋，樣子跟現有的後置指紋並無二致，而實際用下來的效果簡直能用糟糕兩個字形容，跟三年前的電容式相比都沒有優勢。「超聲波指紋識別」原理上是更好做全屏幕的指紋識別，在尚未能帶來較好體驗前，還是期待它未來能有令人驚喜的表現吧。
希望未來一兩年有手機廠商量產玻璃開凹槽隱藏式指紋識別手機，以提高上遊方案廠商的研發積極性；而未來三年內蘋果做出可隱藏式的指紋是完全可以期待的。從筆者的觀察來看，超聲波指紋識別技術陣營能夠做出全屏幕的指紋觸控方案應該是未來五年內的事，而或許在未來八年內才能迎來真正的全屏幕隱藏式指紋識別的普及。

最後發一張小米社區里的貼圖。希望小米做的比樂視好

識別率很差，希望小米官方早日優化

插一個故事

某日，本人到移動營業廳辦業務。專櫃擺放著許多合約機，紅米NOTE4和魅藍E刻意擺在一塊。這兩個手機的外形非常像。於是我問導購妹子「這倆手機哪個好看？」導購妹子「差不多，紅米的背面指紋好用，魅藍E的指紋跟蘋果一樣顯得高檔些。」說罷，電話來了。導購掏出了iPhone6S。

這裡有一個非常關鍵的概念：跟蘋果一樣的就是高檔的。

那麼好，iPhone7對於這種邏輯的人來說最大的改變是什麼？機械按壓HOME鍵取消掉，換成了按不動的觸摸型。也就是說按不動的home鍵就是高檔的。

iPhone引起的潮流你不喜歡也沒辦法。這項技術早不出晚不出，非要等到iPhone 7出來再上。無疑給小米5s的檔次提高不少。

況且超聲波指紋從技術上應該算是個創新，可以使勁吹不用臉紅。

沒人考慮過貼膜廠商的感受嗎？如果正面做平，貼膜要不要開孔，開多大，什麼形狀？自由發揮嗎？尤其是玻璃膜會大大影響指紋識別率。

提個疑惑：之前那種金屬環的方案可以在一定程度上辨別手指與指紋膜，這個可以嗎？是否使用指紋膜就能輕易破解指紋識別？安全性怎麼樣？

只要配置還可以，價錢還可以，窮的人還是會買，來自1099元紅米note3高配版的評論。

看識別速度和準確度了。

我不懂技術，但我自以為看得懂PPT。

雷總在發布會上剛開始談指紋識別的時候說了這樣一段話，原文沒找，大意如下：

現在的指紋識別都是要找到識別按鍵按一下，或者在識別區感應一下，但是用戶拿起手機指紋解鎖最自然的動作不應該是把手指放在玻璃上，然後就解鎖了嗎？

與此同時背景PPT是這樣一張圖

乍看一下手指和玻璃的大小關係，以及「屏幕」兩個大字，當時心裡是無數個卧槽。

雷總意思是機身正面任何一個地方都能識別指紋？

小米這是要逆天？

後來機身圖出現，心裡只有一種嗶了狗的感覺。作為一個不懂技術的吃瓜群眾，對我而言，以前要掃一下，現在只需按住，這叫小進步；以前要按住，現在只要碰一下，這也叫小進步；以前要在指定的地方識別，現在可以全屏識別，這才叫黑科技。

而你是用光學識別、用電容識別還是用超聲波識別對我而言並沒有任何區別。

雖然用了更好的技術，但是按鍵反饋的體驗遠遠比不上蘋果

摸起來真是一塊玻璃，前面板一體性更強，無色差，還是不錯的。對了5s也有觸摸震動反饋。強中弱三檔。

已購買到等到貨上圖上體驗！

昨晚9點發貨，今天早上8點就收到了，兩個字，完美。

邊框不寬已經很窄了，太窄又有人罵說容易誤觸不會買了，中興無邊框銷量差就是例證。不割手。開機有2.5GB內存。比小米5和小米note進步太多。別聽網上亂說的，還是要親自摸一下，感受一下，眼見為實。蘿蔔白菜各有所愛，不喜歡不熱愛的人，看到什麼都是垃圾，熱愛生活和喜歡的人都有一雙發現美的眼睛。如果一個人眼睛裡只有屎，他說這個世界有很多屎，到處都有屎，讓你不要從娘肚子里出來，既不是錯過了這個世界的很多美好?有一雙發現美的眼睛是多麼重要啊！

高通哭瞎在廁所里，超聲波指紋識別成小米專利了，真·黑科技

超聲波可以濕手解鎖，沒人在意嗎？？？

瞎bb什麼？最基本的設計還要爭論？白瞎了！沒事多膜拜大神就好了Affordance（可供性）和設計 · [ i D 公社 ]