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[硬件] 【智友问答】屏下指纹的实现方式有哪些? [复制链接]

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发表于 2018-9-28 23:32:23 |显示全部楼层
本帖最后由 路人小甲1 于 2018-9-28 23:35 编辑

屏下指纹的实现方式有哪些?

随着全面屏手机的概念日趋火爆,屏幕比例从此前的16:9扩大为18:9,甚至更大比例,为了让手机达到更高的屏占比,很多手机厂商将前置指纹解锁均挪到机身背面成为后置指纹解锁,也有不少厂商采用虹膜解锁或面部识别等解决方案去替代指纹识别。然而目前这两种方式,要不影响手机后盖美观度,要不无法做到极致的屏占比。屏占比的提升压缩了前屏部分组件的使用空间,屏下指纹识别变成大势所趋。

2018年8月23日,OPPO R17屏下指纹识别手机发布。Vivo新机的屏幕指纹区域相当明显,在需要指纹功能的场景下会出现引导式的图形UI点,轻按屏幕内的指纹区域即可进行识别操作,不需要的时候,图形UI将会隐藏。至于识别速度上,速度大约为0.5秒,误识别率仅为五万分之一,已经完全满足大家日常使用需求,效率跟以往的指纹识别差距不大。

屏下指纹识别有哪些实现方式?要搞清楚这个问题,先要说说指纹识别的原理。目前主流的技术是电容式指纹传感器。电容式指纹传感器作用时,手指是电容的一极、另一极则是硅芯片数组,透过人体带有的微电场与电容传感器之间产生的微电流,指纹的波峰波谷与传感器之间的距离形成电容高低差,来描绘出指纹的图形。不过,电容传感器也有缺点。它没办法隔着手机屏识别按在屏幕上的指纹,主要是因为屏幕模组本身的厚度导致传感器收集不到足够多有用的信号。

这样一来,屏下指纹识别就只能通过穿透力更强的光学和超声波两种方案来实现。光学方面是利用 OLED 显示屏幕作为光源,射出的光线经过指纹表面的折射和反射,产生不同的光线明暗度,感应装置就以此来记录“嵴”和“峪”,从而进行识别和校验。从原理上来讲,OLED 本身自发光,镀上去的阴极材料就相当于是镜子的底,主要起反射作用,如果把这层用透明材料来替代,这块屏幕就可以做成双面透明的。屏下指纹传感器 就很好地利用了这一点,显示屏幕的其他位置保持镜面,集成屏下指纹的位置预留透明。屏下指纹传感器相当于这部分的镜面,集成上去后,就补上了这个窟窿。

除了光学屏下指纹识别之外,还有一种体验更好的屏幕指纹识别技术,那就是超声波指纹识别,它的原理跟光学指纹识别不同,不依赖屏幕发光,而是传感器主动发出超声波,穿透屏幕及玻璃达到人体皮肤,然后接收反射回来的信号,利用指纹表面与空气密度的不同从而构建出3D指纹图像,与指纹信息做比对。

不过超声波指纹识别目前的问题在于还不够成熟,超声波指纹识别技术还没有真正量产,现在的消息是明年的三星Galaxy S10手机上会使用超声波指纹识别技术,看样子明年是超声波指纹识别技术的一次爆发了。

对于电容式指纹识别、光学指纹识别、超声波指纹识别来说,前者体验比较好,技术成熟,但在全面屏时代不受待见,被外貌党嫌弃了,以后只能停留在中低端手机上了。全面屏手机会转向光学指纹识别及超声波指纹识别,目前首发的是光学屏下指纹识别,但它的限制还是挺多的,离不开OLED屏幕也是个大问题,超声波指纹识别技术上更好一些,但是目前还不能大规模量产,成本及功耗也比较高,未来应该是在旗舰级智能手机上率先使用。

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