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什么是屏下指纹技术_屏下指纹识别原理解析

更新时间:2019-06-11

  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、Mantis 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。

  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。

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