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2018年01月11日 | vivo屏下指纹识别手机发布 这项技术难在哪？
2018-01-11
CES展会上刚露脸的vivo X20 Plus UD用上了屏下指纹的技术，实现全面屏手机的前屏指纹识别。这个功能多年来没有厂商使用，而改用其他的识别方案，到底为什么？是时候来聊聊屏下指纹了。
vivo X20Plus UD
关于指纹识别技术，相信大家还是很熟悉的。作为目前智能手机上运用最成熟的生物识别技术，最新款的智能手机基本上都用上了。最常见的指纹识别方案是电容式的，这是运用最成熟的一套指纹识别方案，且成本较低，不过现有的电容式指纹识别都需要单独设置识别装置。在全面屏时代，我们对指纹识别又有了更高的要求，就是希望能维持过去的使用习惯，点击正面即可实现指纹识别，也就是要求它能够集成到屏幕下面。
而上游供应商也不负众望地拿出了自家的屏下指纹识别方案，其中最快结出果实的，是vivo和其背后的传感器制造商Synaptics。
近日，vivo正式宣布会在CES 2018上展示全球首款搭载屏下指纹的智能手机，屏下指纹识别正式来到我们面前。讲道理，屏下指纹方案到底是如何实现的？
屏下指纹是如何隐藏的？
屏下指纹识别，核心难点在于如何隐藏在屏幕下边，并穿过屏幕对用户的指纹进行信息采集和匹配识别，常见的电容式指纹识别技术难以做到这点。而就目前的指纹识别技术来说，适用的只有光学式指纹识别和超声波指纹识别两种。
光学式指纹识别
先说和vivo联合的Synaptics所采取的光学式指纹识别技术，原理是将手指贴放到光学镜片上，利用光速照射手指，然后再反射到传感器上进行采集和识别。
光学式指纹识别原理
理论上，运用光学式指纹识别实现屏下指纹识别，只需在屏幕下放置传感器（光源可以由屏幕光源提供）。但实际上，传统的TFT-LCD屏幕，TFT层的透光性能并不是太好，照射指纹后反射的光要再穿过TFT层到达传感器的话，识别的难度就很高。
Synaptics的Clear ID屏下指纹方案
而OLED屏幕有自发光的优势，结构更薄，反光可以从子像素的间隙穿过到达传感器。因此如果要比较轻松地实现光学式指纹识别，自发光的OLED屏幕会更容易一些。
以Synaptics的Clear ID为代表的屏下指纹识别方案，就是把传感器集成到OLED屏幕下方，采集OLED光源照射手指后的反光，并进行光学识别。
使用光学式指纹识别是目前比较成熟的解决方案，不过这种方式受手指表面的油污干扰大，也无法进行生物活体检测，相比我们常用的电容式指纹识别方案，理论上安全性会低一些。（当然也不是所有采用电容式指纹识别的智能手机都具备活体检测能力，但至少光学式指纹识别是难以做到活体检测的）
超声波指纹识别
超声波指纹识别技术算很新的识别方案，代表是高通和指纹识别大佬FPC。这种技术的原理是，利用手指纹理及其它材质对声波的吸收、反射和穿透作用的差异，对指纹的嵴与峪所在的位置进行识别。
超声波指纹识别刚问世时体验并不好，能穿透的玻璃厚度有限，不过新一代技术据称已经能够穿透1.2mm的OLED屏幕，已经非常够用。
超声波指纹识别由于能够穿透手指表皮生成更深度的三维图像，因此破解难度更高，自然也更安全。另外，超声波指纹识别对手指的干湿度要求更低，识别会更容易。
不过，值得一提的是，2017年vivo也展示过和高通合作的超声波屏下指纹识别方案，但vivo最终还是选择和Synaptics合作，这意味着高通的新一代方案可能依然无法达到预期，即便超声波指纹识别理论上如何优秀，实际广泛应用还是不够成熟。
全屏幕都能识别的方案已经就绪？
前面我们说了屏下指纹是如何隐藏在屏幕下面的，但也局限于光学和超声波两种识别方式，而且识别区域也受限制。
不过，来自CrucialTec公司的技术，或许能够突破识别区域的限制。
去年，CrucialTec已经提交了相关专利，其全屏幕指纹识别技术（DFS）能够在屏幕任何位置对用户的指纹进行识别，兼容OLED和LCD屏幕，而且也兼容光学式指纹识别和目前主流的电容式指纹识别两种方案。
虽然目前CrucialTec公开的细节不多，但就公开的效果图来看，是在屏幕和玻璃之间放置一层集成了透明晶体管、电线和电极的DFS面板。这层DFS面板和屏幕尺寸一致，因此可以实现全屏幕指纹识别。
CrucialTec的DFS技术
有传言称，CrucialTec的全屏幕指纹识别技术很可能会搭载到今年下半年发布的三星Galaxy Note 9上，但鉴于目前并没有更详细的消息，所以CrucialTec的技术可靠性如何，仍然是未知数。
自从苹果Face ID推出后，对于屏下指纹和脸部识别谁更出色的争论便从未停止。但我们认为，就目前而言，两种技术应该是相互补充的关系，在不同场景下有各自的优势。在两项识别技术仍未完善之际，讨论谁将会取代谁还是太早了点。
而通过CES的现场体验来看，vivo X20 Plus UD屏下指纹版的识别速度还是比较迅速的，使用体验似乎和实体指纹识别技术没有太大差距。总而言之，vivo率先推出搭载屏下指纹识别技术的智能手机后，可以预见今年屏下指纹会成为智能手机的热点功能，全面屏的体验将会更进一步。
史海拾趣
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