屏下指纹识别原理解析

山峰 · 发表于 2006-10-22 05:14:00

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指纹识别解锁已经成为大部分智能手机的默认方案。从技术角度来说，目前指纹识别有电容、光学和超声波等几种解决方案。而从 iPhone 5S 开始，电容指纹识别方案成为主流，目前几乎所有手机的指纹识别都是电容方案。其工作原理是，利用手机 Home 键或机身背部的电容传感器，来采集使用者手指纹路信息。在电容方案中加入热敏传感器，就能实现活体检测功能。

体积小、成本低廉且解锁迅速，电容方案因此成为智能机的首选解锁方式。不过，自从三星的 Galaxy S8 开始普及「全面屏」概念，前置电容指纹识别方案就遇到了问题：很难在屏幕下放置电容指纹识别传感器来识别用户指纹。

电容方案折戟，很多公司只能将精力放在其他穿透力更强的解决方案上，例如超声波和光学方案。光学方案指的是，在屏幕下方设置光学传感器，通过发出近红外光来识别用户的指纹纹路，其思路和苹果的结构光方案类似。而超声波方案，顾名思义，就是在屏幕下方设置超声波传感器，通过超声波完成指纹识别工作。

在手机业内，两种解决方案都有追随者。今年 2 月的 MWC 大会上，深圳的汇顶科技就展示了搭载光学指纹识别方案的三星 S7 Edge 等机器，不过这个方案尚不能量产。

在屏下指纹方案之外，不少行业内领先公司也已经开始研发类似 iPhone X 的 Face ID 的 3D 面部识别方案。高通和奇景光电（Himax）、Orbbec、Mans Vision 都在尝试 3D 识别技术。台湾 KGI 分析师郭明池预测，未来两年内搭载 3D 识别技术的安卓机出货量是使用屏下指纹手机的 2 到 3 倍，其中一个重要的原因是屏下指纹必须配 OLED 屏幕，而 3D 技术则可以搭载 OLED 或者 LCD 屏幕。但是，郭同时也透露，安卓手机要想复刻 iPhone X 的面部识别水平，还需要两年半时间。

超声波方案的践行者，是目前正在风口浪尖的高通公司。根据高通提供的数据，其研发的超声波屏下指纹识别技术可以穿透 1200 微米厚的 OLED 屏幕、800 微米的玻璃和 650 微米的铝合金。今年 6 月底，vivo 公司曾经展示了搭载高通超声波指纹方案的原型机，不过现场体验并不尽如人意。据高通的说法，超声波方案依然存在体积大、识别率和识别速度低的问题。

屏下指纹识别是什么？指纹识别技术是目前最主流的生物识别方式，其应用普及程度远超其他识别手段，比如虹膜识别、静脉识别、人脸识别。随着工业设计的进一步发展，对技术的要求也越来越高，传统的指纹解锁技术不能满足更苛刻的工艺水平要求。这也是屏下指纹解锁诞生的原因之一，VIVO、OPPO等手机品牌正在完善这一技术，未来或可运用于指纹门锁中。

屏下指纹识别是什么
由于全面屏概念的流行，传统指纹解锁无论采用正面刮擦或按压方式解锁，还是采用背面解锁，都会影响手机等智能设备的外观。指纹识别需要指纹采集窗，势必会影响屏占比，因此屏下指纹应运而生。

屏下指纹识别技术，也叫隐形指纹技术。是通过屏幕玻璃下方完成指纹识别解锁过程的新技术，主要利用超声波、光学等穿透技术，可以穿透各种不同的材质，从而达到识别指纹的目的。

所谓屏下指纹，正是指的在屏幕以下完成的识别技术，无需手指与指纹模块接触。

该技术最被看好的是超声波指纹识别手段，可以真正意义上实现屏下指纹解锁，直接在屏幕上解锁，不需要背部指纹感应凹口，也不需要前置指纹感应装置，甚至在水下也能实现指纹解锁过程。

此前热传的IPhone新机子将搭载屏下指纹技术，随着IPhone8、IPhoneX的发布，被证实并没有采用，而是采用了人脸识别技术。

屏下指纹识别技术功能特点详解
屏下指纹识别相比传统指纹识别，其优势很明显，也是未来指纹识别的一大发展方向。

1.屏下指纹识别能大幅提升屏占比，目前的手机、指纹锁等设备宣传的全面屏是指屏占比达到百分之八十以上的设计，实际上极少有手机达到该比例要求，即使是百分之八十的屏占比，也只是相对来说的全面屏，采用指纹识别依然会占据一部分面积，当然背部识别是一个较为妥协的解决方案，但是操作上比较反人类，也影响了一体化设计，操作体验也不佳，不符合未来工业设计的要求。

因此屏下指纹识别可以进一步提升屏占比，促进全面屏真正普及。

2.操作更加卫生，屏下指纹识别无需接触指纹模块，因此不会留下指纹痕迹，不会残留油污。可以较大程度降低手指污垢、油脂以及汗水对解锁的影响，让指纹解锁更加卫生。

更加卫生的操作方式，也是屏下指纹技术的一大特点。

3.识别更稳定，适应不同的使用环境。传统的指纹识别，由于受到油污、污垢、遮挡物以及极端环境的影响，指纹识别过程有偏差，容易识别失败，而屏下指纹识别则有望解决该难题，通过穿透识别技术，即使在水下，也能完成识别过程，可以在多个使用场景中正常使用。

屏下指纹识别技术更加稳定高效，识别场景更广泛。

centian · 发表于 2006-10-22 07:24:00

谢谢楼主的发布，我收藏了！

鹰歌 · 发表于 2006-10-23 11:11:00

高高高

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