无限可能:无限显示将如何改变身份验证

2017年9月21日

安东尼·吉奥利著

简介

智能手机已经成为相当于个人助理的东西，如今在人们生活的几乎每个方面都发挥着作用，从基本的语音和数据通信，到复杂的银行、导航甚至娱乐应用程序。华体会最新下载网站对于大多数这些应用程序，用户希望尽可华体会最新下载网站能大的显示，以享受更吸引人的体验。但考虑到个人事务对智能手机的依赖，用户也希望获得尽可能高的安全性。这两种需求给设备制造商带来了一些挑战。

要想最大限度地扩大观看面积，就需要去掉目前位于智能手机正面的大部分硬件。其结果是所谓的“无限显示”，消除了两侧的边框，只有顶部和底部的边框最小。由于没有侧面边框，显示屏是边到边的，甚至可以环绕到两侧，从而可以增强许多现有的应用程序，并实现一些创新的新应用程序。华体会最新下载网站

如今智能手机上的指纹扫描仪通常位于实体home键上，而home键将不复存在。由于各种原因，指纹已经成为生物识别认证的主要手段，用户将期望在无限显示的智能手机上保持不变。因此，有必要以某种方式或其他方式提供指纹扫描。第一节讨论了所涉及的挑战和可用的选项，指纹扫描技术“背后”无限。

每一部智能手机都需要保留的一个功能是摄像头，用来自拍和进行视频通话。该摄像头还可以通过面部识别或虹膜扫描进行用户身份验证，预计这些将补充指纹扫描作为额外的生物识别因素。这种多因素身份验证是第二节讨论的主题之一，生物特征认证的新选项。

指纹扫描技术“背后”无限

拥有一个大的、高分辨率的显示屏对于创造高质量的用户体验是必不可少的，但一个令人满意的用户体验还需要简单、方便、高水平的安全性。这就限制了指纹扫描仪停留在设备的正面。原因是:当设备放在桌子上，屏幕可见时，只有前置扫描仪才能让用户简单地触摸手机来解锁。事实上，手机背面有指纹扫描仪的最大用户缺陷之一是需要拿起设备来解锁。

随着无限大显示屏顶部和底部边框区域的缩小，甚至可能完全消失，指纹扫描仪将需要安装在显示区域内，而要实现这一目标，还需要克服一些重大的工程挑战。其中一个挑战是能够以识别指纹中微小的山脊和山谷所需的分辨率可靠地扫描覆盖玻璃。电容技术的极限在300-400微米(0.3-0.4毫米)左右。对于任何更大的厚度，用于指纹扫描的电容式传感将不起作用。

然而，值得注意的是，虽然电容感应可能不适用于无限显示器的指纹扫描，但它很可能仍然是所有智能手机触摸屏导航的理想技术，包括那些无限显示器的智能手机。电容感应已成为触摸屏的主导技术，因为它工作良好且价格低廉，特别是在其主导地位所实现的规模经济方面，而且在可预见的未来，这种情况预计仍将保持。

如今，要想通过显示屏典型的700微米(0.7毫米)的覆盖玻璃扫描指纹，只有两种可行的技术选择:超声波和光学。超声波扫描可以非常灵敏，但其高功耗和高成本可能使这项技术只适用于特殊设备。多年来，光学扫描技术已经在商业和政府应用中得到了成功和经济的应用，最近的进步使硬件足够小，可以放置在智能手机的显示屏后面。华体会最新下载网站这种新用途也消除了光学技术的一个缺点:需要提供背光，这对于位于显示器内的扫描仪来说显然不是问题。

我们有理由期望光学指纹扫描仪最初将在显示器的指定区域成为商业上可行的，其中光电二极管传感器将能够利用显示器本身作为必要的光源。为了鼓励市场接受，这样的设计可以被做成一个虚拟的home键。用户对home键已经很熟悉，使用起来也很舒服，所以在屏幕上出现一个虚拟的home键将会保持积极的用户体验。

由于下一节将解释的原因，最终希望能够在显示器的任何地方扫描指纹。这就带来了一系列更加艰巨的挑战。事实上，实现全显示扫描所需的工程工作将是重要的。光学扫描技术将需要与显示驱动程序和触摸控制器进行互操作，这种显示集成很可能模仿以前用于在堆叠架构中集成显示和触摸功能的技术的演变。

专用扫描区域(虚拟home键)的初始实现可能采用离散设计，光学指纹传感器位于显示器堆叠的上方或下方，这类似于离散触摸或单元上触摸技术。支持在显示器任何位置扫描的下一代设计很可能将传感器直接集成到显示层中，这类似于单元内触摸技术。(更多关于cell上和cell内显示堆栈架构的信息，可以在Synaptics的白皮书中找到智能手机和平板电脑触摸和显示集成的最新进展)。

随着集成在显示堆叠中的发展，它也将在支持电路中发展。目前智能手机的最先进技术是触摸和显示驱动程序集成(TDDI)，它是一个单一的集成电路，处理触摸屏的触摸和显示功能。对于无限显示，TDDI最初有望与单独的指纹扫描仪IC共存，就像今天的设备中扫描仪位于home键一样。随着时间的推移，触控、显示和指纹这三种功能很可能会集成到一个集成电路中，利用传感器矩阵中常见的显示像素线，并将所有三种基本功能集成到一个集成电路中，将简化工程和制造，从而大幅降低成本。

生物特征认证的新选项

在解锁设备和授权交易方面，使用生物识别技术进行用户身份验证已经越来越被接受和流行。扫描手指比创建和记忆“强”密码方便得多，而且还有其他优点可以增强移动设备的安全性。目前，几乎所有高端和中端智能手机都配备了指纹扫描仪，用户已经学会了喜欢和信任指纹扫描仪，并希望能够在他们购买的任何新设备上继续使用这种经过验证的身份验证方法。

在显示屏的任何地方扫描指纹的能力将增强安全性，同时也增强了用户体验。不再受home键大小的限制，安全性将得到增强，指纹图像更大、更完整，更难以伪造或欺骗，因此，匹配更可靠，错误拒绝率更低。更大的指纹图像还将减少匹配延迟和注册过程中可能需要的触摸次数。此外，在任何地方扫描的能力将使用户在整个会话或事务期间与显示器交互时能够自动持续地执行身份验证。

这种后台或持久的身份验证将增强用户体验。例如，滑动解锁设备可以自动识别和验证用户身份。或者，当用户输入金额时，可以对交易进行身份验证(多次)。或者，对于那些重要的事务，使身份验证过程更加明显，因此，完全有意为之，可以在屏幕上出现一个虚拟按钮，指示用户“点击此处批准”。

通过使用Synaptics的MultiMatch™等技术结合多种形式的生物识别身份，可以进一步增强安全性。这个多因素融合引擎结合了指纹和面部扫描的分数，使设备级和应用程序级的身份验证几乎万无一失，同时保持积极的用户体验。反欺骗和人工智能技术被用于检测使用假手指和/或照片来欺骗生物特征匹配过程的企图。这些基础技术都是可扩展的，这将使未来使用其他形式的生物识别身份成为可能，例如语音识别甚至DNA。

结论

基于超长(XL)显示屏能够提供更沉浸式的用户体验(三星Galaxy S8推出时的兴奋就是明证)，超长(XL)显示屏正在成为新款高端智能手机的一个关键竞争功能。随着相关技术实现规模经济，即使是最基本的型号也有望拥有无限显示器。

不过，用户对Galaxy S8指纹扫描仪安装在背面的抱怨也证明了这一点，未来的无限大屏幕机型有望将指纹扫描仪重新安装在设备的正面。这将通过启用持久和多因素身份验证来增强用户体验和安全性。

虽然涉及的技术挑战令人生畏，但并非不可克服。因此，就像触摸和显示集成是分阶段发展的一样，无限触摸屏中指纹扫描的额外集成也将分阶段发展——最初是在指定的位置，最终是在玻璃下的任何地方。

没有哪个供应商比Synaptics做得更好。作为智能手机、平板电脑和个人电脑人机界面领域的先锋领导者，Synaptics拥有将指纹扫描与触摸屏导航集成到无限显示设备上所需的核心竞争力和知识产权。