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(xiàn)方向，向著更高的屏占比沖擊。同時，全面屏也使智能機中生物識別技術(shù)走向了兩個方向。

　　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)式屏下指紋識別

　　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(tǒng)而借助手機屏幕的光作為光源。同時由于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，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。

　　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(wěn)定性更好。但其同樣面臨干手指識別率的問題。此外，由于是點亮屏幕特定區(qū)域，不可避免面會出現(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。

　　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(gòu)建出一個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(dá)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(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，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。但由于智能機顯示屏上都有一層用于識別、觸控的觸摸層，由此可能會產(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。

　　屏下指紋識別技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　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保時捷設(shè)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，未來很長一段時間內(nèi)，光學(xué)式屏下指紋識別都會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。早在2015年時，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現(xiàn)量產(chǎn)，智能機廠商是否會舍棄已經(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。

　　總結(jié)

　　就目前來看，未來很長一段時間內(nèi)，光學(xué)式指紋識別技術(shù)都會是屏下指紋識別市場的絕對霸主。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)想要實現(xiàn)彎道超車，一方面需要盡快解決自身存在的技術(shù)問題。另一方面也可以期待下一代顯示屏技術(shù)(如MicroLED)的登場。

　　但是，隨著屏下攝像頭技術(shù)研發(fā)不斷取得進(jìn)展，未來3D結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)也有望實現(xiàn)屏下隱藏。目前來說，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(xiàn)，倘若3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)“隱藏”，那時智能機廠商會偏向3D結(jié)構(gòu)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)未來究竟會如何發(fā)展，就讓時間給我們答案吧。