關(guān)于屏下指紋識別技術(shù)的三大方案

以蘋果為代表的部分廠商選擇了3D識別技術(shù)，通過結(jié)構(gòu)光構(gòu)建人臉模型進(jìn)行識別。但此類技術(shù)不可避免涉及到劉海屏問題。以vivo等為代表的廠商選擇了另一條路線，即屏下指紋解決方案。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠“隱藏”，避免劉海屏的出現(xiàn)。

然而，即使都叫做屏下指紋識別，但按照技術(shù)原理與實(shí)現(xiàn)方法又可以細(xì)分為三種，光學(xué)式、超聲波式、電容式。三種屏下指紋識別各有不同，現(xiàn)階段發(fā)展?fàn)顩r也各有差異。

光學(xué)式指紋識別在生活中很常見，比如日常上班中的打卡機(jī)利用的就是光學(xué)指紋識別技術(shù)，主要是依靠光線反射來探測指紋回路。智能機(jī)中的光學(xué)式屏下指紋受限于智能機(jī)的體積，只能拋棄原有的光學(xué)系統(tǒng)而借助手機(jī)屏幕的光作為光源。同時(shí)由于LCD屏幕無法自發(fā)光，因此目前支持光學(xué)屏下指紋識別的產(chǎn)品都采用的是OLED屏幕。

其技術(shù)原理為，由于OLED屏幕像素間天生具有一定的間隔，能夠保證光線透過。當(dāng)用戶手指按壓屏幕時(shí)，OLED屏幕發(fā)出光線將手指區(qū)域照亮，照亮指紋的反射光線透過屏幕像素的間隙返回到緊貼于屏下的傳感器上。最終形成的圖像通過與數(shù)據(jù)庫中已存的圖像進(jìn)行對比分析，進(jìn)行識別判斷。

光學(xué)式屏下指紋傳感器的優(yōu)勢在于可以最大程度上避免環(huán)境光的干擾，在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性更好。但其同樣面臨干手指識別率的問題。此外，由于是點(diǎn)亮屏幕特定區(qū)域，不可避免面會(huì)出現(xiàn)屏幕易老化的問題(比如燒屏)。而且，光學(xué)式屏下指紋的功耗相對傳統(tǒng)光學(xué)式指紋要高很多，這些都是有待解決的問題。

但是，超聲波式屏下指紋識別同樣有諸多急需解決的難題。比如成像質(zhì)量低、技術(shù)不夠成熟、產(chǎn)量較低等。目前，超聲波式屏下指紋識別沒能得到大范圍推廣商用，便是由于上述原因。電容式指紋識別技術(shù)想必我們都不陌生，目前幾乎所用商用的指紋識別技術(shù)(除去屏下指紋)都是利用電容式指紋識別技術(shù)。其相對而言更加成熟，但想要將電容式指紋識別轉(zhuǎn)移到屏下卻有著不小的困難，其較弱的穿透能力正限制著其發(fā)展。

目前一種解決方案是，通過將傳統(tǒng)的硅基指紋識別傳感器換為透明的玻璃基傳感器，并將其直接嵌入到LCD面板中，以此減少需要穿透的面板厚度，避開其穿透能力差的難題。當(dāng)手指接觸到屏幕時(shí)，指紋識別傳感器便能感知到這一信號，從而完成識別。

相對來說，由于電容式屏下指紋識別在識別過程中不需要屏幕發(fā)光，因此其支持LCD屏幕，相對而言成本更低。但由于智能機(jī)顯示屏上都有一層用于識別、觸控的觸摸層，由此可能會(huì)產(chǎn)生觸控信號和指紋識別信號相互干擾的情況，這一問題有待解決。

目前來看，光學(xué)式屏下指紋識別技術(shù)更加成熟，產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)擁有眾多供應(yīng)商，包括匯頂、Synaptics等都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)屏下指紋傳感器的量產(chǎn)?，F(xiàn)階段幾乎全部搭載屏下指紋識別技術(shù)的產(chǎn)品，包括vivo NEX、華為Mate RS保時(shí)捷設(shè)計(jì)均采用的是光學(xué)式屏下指紋識別技術(shù)。以此可以推測，未來很長一段時(shí)間內(nèi)，光學(xué)式屏下指紋識別都會(huì)是市場中絕對的主流。

超聲波式屏下指紋識別方案目前尚未量產(chǎn)，主要由高通推動(dòng)。早在2015年時(shí)，高通就已經(jīng)推出了名為Sense ID的3D超聲波指紋識別方案。到了2017年，高通發(fā)布新一代超聲波指紋識別方案。據(jù)悉可以穿透1200μm的OLED屏幕或800μm的玻璃和650μm的鋁合金來實(shí)現(xiàn)指紋識別。

除高通外，來自瑞典的FPC(Finge rprint Cards)也擁有自己的超聲波屏下指紋識別技術(shù)，并且支持在顯示屏任意位置捕捉與識別使用者的指紋，從而能夠消除終端廠商在設(shè)計(jì)上的物理空間的限制。最重要的是，其還支持OLED屏幕與LCD屏幕。

但是，無論是哪一種超聲波指紋識別技術(shù)，都面臨著量產(chǎn)商用的難題。而且在當(dāng)下的光學(xué)式屏下指紋識別占據(jù)絕對市場優(yōu)勢的當(dāng)下，即使最終其克服困難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，智能機(jī)廠商是否會(huì)舍棄已經(jīng)成熟的光學(xué)式屏下指紋識別而轉(zhuǎn)向超聲波式屏下指紋識別，著實(shí)難以判斷。因此，對于超聲波式屏下指紋識別技術(shù)的未來，著實(shí)難以樂觀。

相較而言，電容式屏下指紋識別方案目前只有JDI一家推出了相關(guān)產(chǎn)品。通過名為Pixel eyes的技術(shù)，JDI可以將電容式指紋識別傳感器與TFT顯示器的玻璃基板整合在了一起。玻璃基板通過檢測電容變化來識別手指觸控區(qū)域，而不必額外添加指紋識別模塊。電容式屏下指紋識別技術(shù)的優(yōu)勢在于其可以支持LCD屏幕，進(jìn)而能大大降低整機(jī)成本，有利于屏下指紋識別技術(shù)的推廣。但就目前的現(xiàn)狀來看，JDI距量產(chǎn)該技術(shù)尚有很長的路要走。