都是屏下指紋，三大方案有啥不同？

　　如果要挑選出2018年智能機市場(chǎng)的關(guān)鍵詞，想必全面屏一定能夠進(jìn)入提名名單。之所以說(shuō)全面屏重要，不僅是因為它改變了智能機形態(tài)，使智能機獲得了全新的發(fā)現方向，向著(zhù)更高的屏占比沖擊。同時(shí)，全面屏也使智能機中生物識別技術(shù)走向了兩個(gè)方向。

　　以蘋(píng)果為代表的部分廠(chǎng)商選擇了3D識別技術(shù)，通過(guò)結構光構建人臉模型進(jìn)行識別。但此類(lèi)技術(shù)不可避免涉及到劉海屏問(wèn)題。以vivo等為代表的廠(chǎng)商選擇了另一條路線(xiàn)，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。

　　然而，即使都叫做屏下指紋識別，但按照技術(shù)原理與實(shí)現方法又可以細分為三種，光學(xué)式、超聲波式、電容式。三種屏下指紋識別各有不同，現階段發(fā)展狀況也各有差異。

　　光學(xué)式屏下指紋識別

　　光學(xué)式指紋識別在生活中很常見(jiàn)，比如日常上班中的打卡機利用的就是光學(xué)指紋識別技術(shù)，主要是依靠光線(xiàn)反射來(lái)探測指紋回路。智能機中的光學(xué)式屏下指紋受限于智能機的體積，只能拋棄原有的光學(xué)系統而借助手機屏幕的光作為光源。同時(shí)由于LCD屏幕無(wú)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(xiàn)透過(guò)。當用戶(hù)手指按壓屏幕時(shí)，OLED屏幕發(fā)出光線(xiàn)將手指區域照亮，照亮指紋的反射光線(xiàn)透過(guò)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(guò)與數據庫中已存的圖像進(jìn)行對比分析，進(jìn)行識別判斷。

　　Synaptics的sf9500屏下指紋模塊

　　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)境下的穩定性更好。但其同樣面臨干手指識別率的問(wèn)題。此外，由于是點(diǎn)亮屏幕特定區域，不可避免面會(huì )出現屏幕易老化的問(wèn)題(比如燒屏)。而且，光學(xué)式屏下指紋的功耗相對傳統光學(xué)式指紋要高很多，這些都是有待解決的問(wèn)題。

　　超聲波式屏下指紋識別

　　超聲波式屏下指紋識別技術(shù)基于超聲波，通過(guò)傳感器先向手指表面發(fā)射超聲波，并接受回波。利用指紋表面皮膚和空氣之間密度不同構建出一個(gè)3D圖像，進(jìn)而與已經(jīng)存在于終端上的信息進(jìn)行對比，以此達到識別指紋的目的。

　　超聲波式屏下指紋識別的優(yōu)勢在于具有較強的穿透性，抗污漬的能力較高。即使是濕手指與污手指的狀況依舊能完美識別。此外，依靠超聲波極好的穿透性，其還支持活體檢測。由于能夠得到3D指紋識別圖像，安全性相較于其它屏下指紋識別方案更高。

　　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(méi)能得到大范圍推廣商用，便是由于上述原因。

　　電容式屏下指紋識別

　　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移到屏下卻有著(zhù)不小的困難，其較弱的穿透能力正限制著(zhù)其發(fā)展。

　　目前一種解決方案是，通過(guò)將傳統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(kāi)其穿透能力差的難題。當手指接觸到屏幕時(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(lái)說(shuō)，由于電容式屏下指紋識別在識別過(guò)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(wèn)題有待解決。

　　屏下指紋識別技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　目前來(lái)看，光學(xué)式屏下指紋識別技術(shù)更加成熟，產(chǎn)業(yè)鏈內擁有眾多供應商，包括匯頂、Synaptics等都已經(jīng)實(shí)現了光學(xué)屏下指紋傳感器的量產(chǎn)?，F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)捷設計均采用的是光學(xué)式屏下指紋識別技術(shù)。以此可以推測，未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內，光學(xué)式屏下指紋識別都會(huì )是市場(chǎng)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。據悉可以穿透1200μm的OLED屏幕或800μm的玻璃和650μm的鋁合金來(lái)實(shí)現指紋識別。

　　除高通外，來(lái)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(chǎng)商在設計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(wú)論是哪一種超聲波指紋識別技術(shù)，都面臨著(zhù)量產(chǎn)商用的難題。而且在當下的光學(xué)式屏下指紋識別占據絕對市場(chǎng)優(yōu)勢的當下，即使最終其克服困難實(shí)現量產(chǎn)，智能機廠(chǎng)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向超聲波式屏下指紋識別，著(zhù)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(lái)，著(zhù)實(shí)難以樂(lè )觀(guān)。

　　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(guò)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(guò)檢測電容變化來(lái)識別手指觸控區域，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)而能大大降低整機成本，有利于屏下指紋識別技術(shù)的推廣。但就目前的現狀來(lái)看，JDI距量產(chǎn)該技術(shù)尚有很長(cháng)的路要走。

　　總結

　　就目前來(lái)看，未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內，光學(xué)式指紋識別技術(shù)都會(huì )是屏下指紋識別市場(chǎng)的絕對霸主。超聲波式屏下指紋識別技術(shù)與電容式屏下指紋識別技術(shù)想要實(shí)現彎道超車(chē)，一方面需要盡快解決自身存在的技術(shù)問(wèn)題。另一方面也可以期待下一代顯示屏技術(shù)(如MicroLED)的登場(chǎng)。

　　但是，隨著(zhù)屏下攝像頭技術(shù)研發(fā)不斷取得進(jìn)展，未來(lái)3D結構光系統也有望實(shí)現屏下隱藏。目前來(lái)說(shuō)，屏下指紋識別技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠避免劉海屏的出現，倘若3D結構光技術(shù)能夠實(shí)現“隱藏”，那時(shí)智能機廠(chǎng)商會(huì )偏向3D結構光還是屏下指紋識別技術(shù)尚不可知。至于屏下指紋識別技術(shù)未來(lái)究竟會(huì )如何發(fā)展，就讓時(shí)間給我們答案吧。