誰來拯救指紋識(shí)別技術(shù)專利危機(jī)

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2012年蘋果公司收購Authentec切入指紋識(shí)別領(lǐng)域，2013年推出革命性的Touch ID，掀起智能手機(jī)裝載指紋識(shí)別的熱潮。

眾所周知蘋果是消費(fèi)電子業(yè)頭號(hào)專利流氓，2011年至2015年的組合訴訟從三星獲賠5.48億美元。而Authentec則是指紋領(lǐng)域的頭號(hào)專利流氓，防御Atmel的專利進(jìn)攻取得有利和解，基于專利訴訟勝局收Autra并Upek，才爬上壟斷地位。收購Authentec前后，蘋果公司又申請(qǐng)了40多件專利，準(zhǔn)備了封裝、模組、指紋技術(shù)3組專利陷阱嚴(yán)陣以待。以至高通為了規(guī)避專利對(duì)“電容式”繞道走，弄個(gè)至今難產(chǎn)的“超聲波”。

隨著蘋果新申請(qǐng)的指紋專利紛紛得到授權(quán)，指紋領(lǐng)域專利大戰(zhàn)即將爆發(fā)。

一、專利陷阱

第一組，封裝方法。權(quán)利要求和法律狀態(tài)見下表：

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蘋果封鎖了“Trench + wire bonding”的各種變體，如下圖所示：

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US8736080 / US8981578是結(jié)構(gòu)專利，US9018091/US20150230339是方法專利，CN103533751（發(fā)明）和CN203521398（實(shí)用）結(jié)合結(jié)構(gòu)和方法。只要采用“挖槽+接合線”封裝的指紋芯片，就必然落入蘋果專利的保護(hù)范圍。

第二組為模組結(jié)構(gòu)專利。權(quán)利要求和法律狀態(tài)見下表：

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蘋果在美國已獲授權(quán)4個(gè)指紋傳感器模組結(jié)構(gòu)發(fā)明專利，在中國申請(qǐng)3個(gè)發(fā)明專利，獲權(quán)1個(gè)實(shí)用新型專利。位于手機(jī)正面屏幕下方的按鍵，凡采用“按鈕+指紋傳感器+鍋?zhàn)衅被蛘摺八{(lán)寶石+指紋傳感器+按鍵電路”這樣的疊層結(jié)構(gòu)，就落入蘋果專利的保護(hù)范圍。甚至US9268989的保護(hù)范圍為“玻璃蓋板+屏幕+緊貼屏幕的指紋按鈕（指紋傳感器+電路+加強(qiáng)件）”，試圖把前置指紋按鈕智能手機(jī)一網(wǎng)打盡。

第三組是指紋技術(shù)專利，封鎖了基本原理引申出的必要結(jié)構(gòu)和方法：

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US5940526和DE69808073T2是開創(chuàng)Active（RF）型的發(fā)明專利，鎖定“傳感電極連接至有源電路（active circuit）以產(chǎn)生與采集到的指紋相關(guān)的信號(hào)”。該專利指出Active主動(dòng)型以像素內(nèi)有無Active Circuit為標(biāo)志。有些公司把Active / Passive型的區(qū)別解釋為有無Bezel，可能為了攪渾水遮掩自己的侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

而US20140003681 / CN104335226A，鎖定了指紋模板的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，“用指紋片斷和片斷之間的幾何關(guān)系作為指紋模板”。這幾乎是小面積按壓指紋方案提高指紋識(shí)別速度的必由之路，是蘋果專利壁壘中最關(guān)鍵的一個(gè)。蘋果開辟了小面積按壓指紋方案的商業(yè)潮流，但僅僅把指紋傳感器做小不能成為專利權(quán)，所以獲得必要算法的授權(quán)是唯一可行的。美國和歐洲的專利局曾授予Atmel滑動(dòng)指紋傳感器的圖像拼接方法專利權(quán)，其和滑動(dòng)指紋傳感器的關(guān)系與此類同。有在先案例，該專利授權(quán)應(yīng)該不成問題。

二、坑里有誰？

除了第一代Touch ID外，只有一款國產(chǎn)手機(jī)跳了封裝專利的坑。幸運(yùn)的是，受困于指紋模組的產(chǎn)能，這款手機(jī)不但跳票，最終還沒能實(shí)現(xiàn)大批量銷售，失去了被蘋果訴訟的價(jià)值。（http://www.leiphone.com/news/201502/ySIkQgypneg9aGLP.html）

模組專利就厲害多了，2016年有不少國產(chǎn)大牌手機(jī)中招。這體現(xiàn)了普遍的專利意識(shí)淡漠，因?yàn)橛?015年面市的三星Galaxy S6的指紋模組可以參考，只有凸起沒有鍋?zhàn)衅?/p>

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但可惜，三星最終還是掉坑。這要從三星的指紋供應(yīng)商Validity(Synaptics)和Authentec(Apple)的歷史恩怨說起。Validity的US7099496宣稱的傳感原理與Authentec區(qū)別不大（Authentec發(fā)射正弦波接收回來同步解調(diào)，Validity發(fā)射方波接收回來帶通濾波后同步解調(diào)），但多年來Validity一直成功規(guī)避掉Authentec的專利封鎖?？上ЦM(jìn)者和原創(chuàng)者長期同臺(tái)競(jìng)技早晚會(huì)杯具。蘋果在2016年4月獲授權(quán)的US9305959有4個(gè)獨(dú)立權(quán)項(xiàng)，優(yōu)先權(quán)為2013年6月5日，恰到好處的鎖住了2015年面市的Galaxy S6的指紋模組使用的結(jié)構(gòu)特征“交叉總線 + 穿透基板的孔”。

至于指紋技術(shù)專利近乎無解。先看電路，歡迎廠商前來認(rèn)領(lǐng)：

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算法專利也釣上大魚：

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瑞典廠商Fingerprint Cards AB在官網(wǎng)介紹了他們采用的算法：“包括兩個(gè)步驟：登記和驗(yàn)證/識(shí)別。在登記過程中從指紋圖像中提取多個(gè)不同的區(qū)域。這些區(qū)域和它們之間的幾何關(guān)系一起形成唯一的每個(gè)指紋模板?！边@跟US20140003681的權(quán)項(xiàng)實(shí)在太像了。

FPC君應(yīng)該好好解釋一下怎么規(guī)避US20140003681專利風(fēng)險(xiǎn)，否則即使是“非故意侵權(quán)”，一旦蘋果獲得授權(quán)也會(huì)給客戶帶來禁售風(fēng)險(xiǎn)和賠償損失。因?yàn)橹讣y匹配時(shí)有“X平移，Y平移，旋轉(zhuǎn)”三個(gè)維度的自由度，把指紋片斷之間的幾何關(guān)系預(yù)先求出來，可以加速小面積指紋匹配算法的運(yùn)算速度。為了追求速度，自主跳坑，其情可嘉。

三、怎么破？

第一式，拆

TSV封裝技術(shù)有利于簡化模組結(jié)構(gòu)提升模組良率，遵循“封裝為模組服務(wù)”的設(shè)計(jì)理念，邁瑞微在2015年領(lǐng)先于蘋果量產(chǎn)了基于TSV指紋傳感器封裝的指紋模組，并申請(qǐng)了發(fā)明專利CN201510233087.1，PCT/CN2016/071701《指紋識(shí)別模組》。隨后，在iPhone 6S，蘋果第二代Touch ID跟風(fēng)邁瑞微使用了TSV封裝技術(shù)，“trench + wire bonding”專利組合淪為廢品。

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第二式，擋

蘋果圈住藍(lán)寶石，邁瑞微就研發(fā)微晶鋯。兩者都是工業(yè)材料，但在仿冒寶石行當(dāng)后者更高端，江湖花名“蘇聯(lián)鉆”，歷史上曾經(jīng)引起過全球鉆石界的恐慌，因?yàn)檎凵渎时茹@石還高折光效果更漂亮，才讓鉆石佬們松了一口氣。2016年，微晶鋯蓋板成功登陸小米和OPPO旗艦機(jī)，見證了邁瑞微的行業(yè)級(jí)貢獻(xiàn)。

至于鍋?zhàn)衅Y(jié)構(gòu)，三星已經(jīng)做出了示范，不難回避。只有US9268989保護(hù)范圍太大。本著人不犯我我不犯人的精神，在兩種情況下邁瑞微會(huì)捐出收藏多年的全球限量版指紋功能機(jī)，教育一下蘋果公司“全玻璃蓋板、大屏幕、指紋按鈕”的設(shè)計(jì)并非其首創(chuàng)。

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1、如蘋果將US9268989所要求的權(quán)項(xiàng)在中國進(jìn)行專利申請(qǐng)，邁瑞微將阻止其授權(quán)；

2、如邁瑞微的客戶在美國或其他地區(qū)遭遇蘋果基于US9268989權(quán)項(xiàng)的專利騷擾，邁瑞微在客戶的請(qǐng)求下將向美國專利與商標(biāo)局或當(dāng)?shù)?a href='http://islanderfriend.com/search_zhuanli.html' target='_blank'>專利局提出對(duì)US9268989的無效宣告申請(qǐng)。

第三式，立

理論發(fā)明者鎖定了必要結(jié)構(gòu)，這種專利權(quán)是無法避開的，除非另立理論。

邁瑞微四代C-Q-T電容傳感器的像素電路由電容和開關(guān)組成，也沒有有源輸入，不具備Active Circuit特征。這是一種倒數(shù)型非線性傳感器，傳感物理量越大輸出物理量越小，從傳統(tǒng)的傳感器理論出發(fā)會(huì)自然而然的忽視該設(shè)計(jì)方法的可行性。正因?yàn)樽プ×思扔欣碚摰目瞻讌^(qū)，才能衍生出一套自立的技術(shù)體系。同時(shí)也促進(jìn)了傳感理論的發(fā)展。

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以下為1-4代電容指紋傳感器技術(shù)參數(shù)對(duì)比：

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在指紋識(shí)別算法領(lǐng)域也一樣。區(qū)別于蘋果的方向梯度場(chǎng)旋轉(zhuǎn)不變量模型，邁瑞微的指紋識(shí)別算法采用2-D AM-FM數(shù)學(xué)模型，可以實(shí)現(xiàn)張量代數(shù)運(yùn)算，比基于圖像的運(yùn)算的復(fù)雜度先天低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，無須運(yùn)用蘋果發(fā)明的算法策略（因?yàn)椴皇菆D像匹配，就沒法貼圖示意了）。這個(gè)模型的另一個(gè)好處是對(duì)指紋圖像除了紋理連續(xù)性沒有任何別的要求，對(duì)底噪和熱噪特別魯棒，才能允許C-Q-T體系下用最低級(jí)的制程制作出最高靈敏度最高像素占比的Sensor。甚至可以講，哪怕C-Q-T電路被抄襲了，只要抄襲者不懂2-D AM-FM模型，也不可能接近邁瑞微產(chǎn)品性能表現(xiàn)，只收獲知識(shí)產(chǎn)權(quán)法庭的傳票而已。

值得一提的是，這套代數(shù)體系并非既有而為獨(dú)創(chuàng)。為指紋識(shí)別算法設(shè)計(jì)新的代數(shù)體系，放在人類科技發(fā)展的歷史中看是小題大做了，但如果認(rèn)識(shí)到邁瑞微的算法技術(shù)體系僅僅是創(chuàng)始人在對(duì)實(shí)時(shí)計(jì)算視覺的長期研究中的一個(gè)成果節(jié)點(diǎn)，便又不難理解。關(guān)于實(shí)時(shí)計(jì)算視覺，最近比較潮的無人機(jī)避障就是這個(gè)領(lǐng)域最初級(jí)的產(chǎn)品輸出，進(jìn)一步是機(jī)器人打棒球，更高級(jí)可能就是自主無人戰(zhàn)具?？傊鞣N科技媒體炒作的消費(fèi)級(jí)“黑科技”不在一個(gè)世界。

新理論自身的成熟，以及其工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)體系的成熟都需要時(shí)間。C-Q-T以及2-D AM-FM兩套理論的產(chǎn)生發(fā)展時(shí)間都不超過10年，卻在集合了40年經(jīng)典研究的指紋識(shí)別領(lǐng)域站住腳并略有領(lǐng)先，這正說明了新體系壓倒性的優(yōu)勢(shì)。2015年為慶祝第二代Touch ID跟進(jìn)邁瑞微技術(shù)，特地用邁瑞微2014年的初代產(chǎn)品AFS120調(diào)侃了iPhone 7S。

隨著技術(shù)體系的成熟，邁瑞微的產(chǎn)品全面壓倒之前所有代際也是可預(yù)見的事情。這才是專利制度所推崇的本質(zhì)創(chuàng)新。正因?yàn)檫~瑞微吻合專利制度的核心價(jià)值觀，通過研究發(fā)明達(dá)到了更高的層次，才可以在指紋專利上叫板蘋果，為中國的相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供專利庇護(hù)。

來源：集微網(wǎng)

作者：邁瑞微

編輯：IPRdaily王夢(mèng)婷