编者按：2013年9月，苹果发布了配备接触式电容指纹识别技术Touch ID的iPhone 5s，让手机指纹识别技术真正进入消费者视野并引起各手机厂商的关注。直到现在，苹果公司也是名副其实的手机指纹识别技术领域的“大牛”。想知道常见的指纹识别技术有哪些吗？如今手机指纹识别技术专利申请状况如何？本文将给你答案。
原标题：指纹识别：技术更迭加快
指纹识别技术在手机上的使用由来已久，早在1998年西门子就推出了支持指纹识别的手机，LG、摩托罗拉、东芝等公司紧随其后，当时普遍使用的是划擦式指纹芯片，用户使用不便且识别率低，因而并未得到市场广泛认可。直到2013年9月，苹果发布了配备接触式电容指纹识别技术Touch ID的iPhone 5s，使得指纹识别技术再次进入消费者视野并引起各手机厂商的关注。
如今，指纹识别技术几乎成为智能手机标配。去年9月，小米5s手机正式发布，在诸多亮点中，“超声波指纹识别”可谓是最让人意想不到的黑科技。然而好景不长，日前发布的小米6却取消了该技术。这让用户不禁疑惑：超声波指纹识别技术难关难道尚未攻克吗？本文中，笔者将从专利申请角度对相关技术进行分析。
指纹识别应用广泛
常见的指纹识别技术按出现顺序依次包括光学、电容以及超声波识别。光学识别因芯片体积、功耗等问题而不适于在手机上使用；电容指纹识别是目前手机应用最广泛和成熟的指纹识别技术，但由于水的导电性易对电容感知产生影响，从而导致对湿手指的识别率低；超声波具有穿透多种材料的特性且识别精度不受手指污垢、汗水的影响，从识别原理来看具有相对优势。
笔者在中国专利文摘数据库（CNABS）和德温特世界专利索引数据库（DWPI）对手机指纹识别技术进行检索发现，截至2017年1月23日，与手机指纹识别直接相关的专利申请共有1545件。从全球专利申请变化趋势来看，2000年至2011年，手机指纹识别技术的专利申请量较为平稳，自2012年起，申请量开始突飞猛进地增长，2015年的申请量已高于2012年的4倍，达到436件，这预示着指纹识别技术在手机上的应用已进入技术发展期。
笔者发现，从2013年开始，来自国内企业的专利申请占绝大部分，其中欧菲光提交的专利申请最多（103件），OPPO次之（91件），其后依次为宇龙、京东方、小米、联想等。进一步分析发现，欧菲光的专利申请大多与指纹芯片的封装有关，OPPO、小米、宇龙、联想等手机厂商的专利申请大多与指纹识别在手机中的应用相关，京东方提交的专利申请主要涉及该技术与显示面板的结合。笔者根据技术分支进行统计了解到，涉及指纹识别在手机中应用的专利申请数量最多，如用于加密、启动应用、改变情景模式等，而对于手机指纹识别技术本身的改进，如提高识别成功率、灵敏度等方面的专利申请则相对较少，关于指纹识别集成电路的申请占比更是少之又少。从以上统计分析可知，国内企业的原始积累较少，手机指纹识别芯片本身的核心专利不多，在这一方面的市场竞争中处于劣势。
各国企业竞争激烈
众所周知，Authentec公司首次提出接触式电容指纹识别芯片，之后才有Touch ID以及如今手机指纹识别市场的繁荣。该公司拥有与指纹识别相关的200余件专利申请，其中有20余件专利申请与手机的指纹识别技术直接相关，涉及指纹识别芯片、封装、相关软件以及应用等方面。苹果的相关申请最早可追溯到2003年，其在2012年又提交了多件相关专利申请，涉及指纹识别器的电路结构、增加指纹识别准确性、简化指纹收集和注册以及与各软件的配合等。2012年，苹果收购了Authentec公司，使其芯片仅供苹果使用，自身多年的专利积累加上Authentec公司的基础专利支撑，为苹果iPhone 5s的研发打下了坚实的基础。
Synaptics公司于2013年收购了指纹识别传感器制造商Validity Sensors，为晚于iPhone 5s5个月发布的三星Galaxy S5提供了划擦式指纹识别技术。但直到2015年初，该公司才推出适于三星手机home按键的接触式指纹识别芯片。Synaptics公司在手机指纹识别方面拥有30余件专利申请，其采取技术形式差异化的方式避开苹果的专利壁垒。三星在指纹识别领域也提交了将近50件专利申请，涉及指纹识别器自身的结构、识别优化方法等。
美国高通则采用了另一种方式规避苹果在这一领域的专利壁垒，该公司收购了UltraScan并在2015年初发布了可在手机上使用的超声波指纹识别技术，称其可穿透玻璃、金属等材料采集指纹并无需在手机外壳上开孔，且汗水油污也不影响识别精度。然而这一技术在手机上的初次实践并不成功，2016年1月首次使用该技术但未量产的乐视MaxPro以及后来量产的Max2都在面板上开孔且识别率偏低。这一状况在小米5s上得到了改善，它将识别芯片置于面板下方而没有开孔，并且在普通状态下其指纹识别率与其他技术差距不明显。但是，一些评测文章指出，超声波指纹识别技术对湿手指的识别率依然较低，这与高通宣称的应有能力存在差距。高通目前持有4件相关专利申请，可见对该技术的研发尚处于起步阶段。但从乐视MaxPro到小米5s，该技术在手机上的应用在短短9个月的时间里就从“能用”达到“易用”，可见其发展前景还是值得看好。
国内较为著名的指纹识别集成电路厂商为深圳汇顶科技，其已提交了21件相关专利申请，但最早的申请日为2013年，说明其对指纹识别技术的专利储备起步较晚，专利数量尚未达到一定规模，与前文提到的其他老牌厂商相比，属于这一领域的新兵。
通过上述分析可知，超声波指纹识别技术在原理上虽具有电容指纹识别技术所不具备的优点，但其在手机上的应用因没有太多技术积累而并不成熟，进而无法在手机中完全展现。在目前各种指纹识别技术本身的识别率和准确率大多能满足用户需求的情况下，超声波指纹识别技术与手机其他软、硬件的结合是否能够提升用户体验可能是消费者的兴趣点所在，从目前中国各手机厂商所提交的大量专利申请来看，大多正在朝着这个方向努力。（杨鹏）
（文章来源：中国知识产权报）
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