智能手機指紋識别技術?這幾年智能手機競争激烈的發展，帶來一個明顯的好處就是技術下沉，曾經在高端機中才有的各種技術，在一段時間之後随着成本下降等各種原因，會迅速下沉應用在中低端機身上，在近兩年的智能手機發展中，“指紋識别”算是比較明顯的例子前兩年還隻應用在各款頂級旗艦機的技術，如今連各種千元機都已經标配指紋識别而關于剛發布的安卓頂級旗艦S8，即便加入了各種黑科技，但其背後指紋的設計還是讓不少網友吐槽可見如今許多用戶對手機指紋識别的還是比較關注的技術點之一本期的機情觀察室，我們就來聊聊手機指紋識别那點事，我來為大家科普一下關于智能手機指紋識别技術?下面希望有你要的答案，我們一起來看看吧!

智能手機指紋識别技術

這幾年智能手機競争激烈的發展，帶來一個明顯的好處就是技術下沉，曾經在高端機中才有的各種技術，在一段時間之後随着成本下降等各種原因，會迅速下沉應用在中低端機身上，在近兩年的智能手機發展中，“指紋識别”算是比較明顯的例子。前兩年還隻應用在各款頂級旗艦機的技術，如今連各種千元機都已經标配指紋識别。而關于剛發布的安卓頂級旗艦S8，即便加入了各種黑科技，但其背後指紋的設計還是讓不少網友吐槽。可見如今許多用戶對手機指紋識别的還是比較關注的技術點之一。本期的機情觀察室，我們就來聊聊手機指紋識别那點事。

一個人身上所具有的獨一性生物特征有不少，包括指紋、 虹膜、掌紋等，指紋由于其獨一性和便利性，目前成為人與智能手機交互的“密碼”，應用最為廣泛。而在這其中。早在2011年，摩托羅拉推出的Atrix 4G中就率先成為世界上首款采用指紋識别的量産智能手機，不過其采用的劃擦式體驗并不友好。而到iPhone5S上，蘋果在智能手機上真正将指紋識别這個功能發揚光大。至此之後，指紋識别真正在智能手機中普及。

在現階段，從指紋識别類型上，絕大部分智能手機大多都在使用電容式指紋識别。一般來說，指紋模組(以iPhone為例)是由觸控IC、電容傳感器、金屬檢測環、保護蓋闆組成，而現在技術的發展，則已經可以去掉金屬探測環，使得承載指紋模組的Home鍵更顯得一體化。

由于我們的指紋是由一圈一圈的皮膚紋路構成，每個人紋路的形狀、指紋的波峰和波谷都完全不同，因此指紋在電容傳感器中測量的點的長短也不盡相同(波峰的電容值較高、波谷的電容值較低)， 最終将指紋圖像翻譯成芯片能理解的電信号，當用戶在錄入指紋時，指紋模組工作，提取指紋圖像，轉化成電信号與傳感器上N多個電容器極闆相匹配，最終記錄保存在手機中。

對于當前絕大部分的指紋識别模組，都可以對指紋圖像進行360°掃描，因此對于用戶解鎖時手指的姿勢沒有限制，這就對指紋識别的精度有一定的要求。一般來說，目前智能手機的指紋識别模組分辨率能達到500dpi，而越高的分辨率則對于指紋信息的精準度和速度有所提升。

當然，影響指紋識别速度和精準度的也并不隻是指紋模組的面積和分辨率。前文所知， 電容式指紋識之所以能夠是識别指紋，主要是基于手指指紋的溝壑。而我們平時使用時，手上免不了沾染一些油污或出汗，而水和雜志會導電，并且會填充手指的波谷，使得指紋識别掃描精度下降。這也就是一般情況下，手上沾水後為什麼指紋識别失靈或速度慢的原因。

盡管如今電容式指紋的成本已經比較低(普通的指紋識别模組大概隻要3美金左右)，無論在當下的旗艦機還是千元機中上都可以有比較接近的體驗。不過如上文所說， 電容式指紋對于手上的污漬、水、油這樣的在生活中比較常遇到的情況下使用效果都會大打折扣。并且電容式指紋對于手機的造型也有一定方面的限制，由于電容式指紋需要在保護蓋闆上做一些噴塗，因此使用久了總免不了會有刮花的可能。另外電容式指紋的穿透力大概在300微米，而正常的屏幕保護玻璃厚度大概在400微米以上。因此對于手機造型上有所限制。

基于這些原因， 科技廠商也在不斷研發新的指紋識别技術。而目前已經看到樣機實現的，則是射頻式指紋識别(超聲波指紋)、第二代光學指紋。

超聲波指紋：

超聲波屬于射頻指紋的一直用，與電容式需要檢測指紋表面不同，超聲波具有穿透性，利用指紋模組發出的特定頻率的超聲波掃描手指，利用指紋的不同對超聲波反射的不同，能夠建立3D指紋圖形，因此對手指表面的清潔程度并不用太過考慮。另外，由于超聲波具有比較強的穿透性，可以穿透金屬、玻璃等常用手機材質，因此對手機外觀方面也不會有太多限制。

去年9月，小米5S成為首款搭載超聲波指紋識别的産品，但最初的超聲波指紋用戶體驗并不如之前想象中優秀，識别速度慢、準确率偏低。而在剛剛過去的MWC上，高通發布了第二代超聲波指紋識别方案，将指紋模組放進屏幕中、金屬背殼内，由vivo Xplay6作為樣機展示。

根據高通提供的數據，面向顯示屏的指紋傳感器可透過厚至1200微米的OLED顯示屏工作，面向金屬的指紋傳感器可透過厚至650微米的鋁材質外殼工作，而面向玻璃的指紋傳感器可透過厚至800微米的玻璃工作。這樣的數據已經超過當前主流的2.5D屏幕(大緻700-800毫米)的厚度，因此手機廠商可以将指紋模組放在自己需要的部分，以打造更具未來感的外觀。(目前超聲波指紋方案還隻能應用在OLED屏幕)。并且高通宣稱，這一代的超聲波指紋識别在功耗、模組大小都可以與可以做到與電容式傳感器比較接近的水準。

當然，能做到in-display的，除了超聲波之外，更多的科技公司在研究光學指紋方案。

光學指紋：

相比之下，光學指紋的應用場景離我們更貼近一些。比如在最初的指紋打卡機上，就是采用最早的光學指紋技術。在錄入原始指紋信息後，通過玻璃下方發出的激光掃描你手指摁在玻璃上壓出來的指紋，掃描出的圖像以黑白的圖像與數據庫進行對比。但是最初的光學指紋識别由于是基于圖像識别，所以對手指的清潔度、指紋模組大小都有要求。

彙頂年初MWC展示的光學指紋 在智能手機中，對光學指紋進行了重新升級，通常采用手機屏幕作為發光主體，通過光路照射到指紋，返回的光線再通過屏幕返回到屏幕下的CIS(CMOS Image Sensor)，手機針對返回的圖像與數據庫進行分析對比，最終識别指紋。

可以看到，隻要是光學指紋就需要有光。而對于智能手機來說，屏幕發光的時間、功耗、以及屏幕表面的清潔度都會影響到光學指紋的應用體驗，因此現在也隻能應用在OLED屏幕上開發，而基于LCD屏幕的光學指紋還鮮有人問津。而同為in-display的解決方案，在産品成本、良品率上光學指紋比超聲波指紋更具有優勢，但在安全性方面，目前高通所做的超聲波指紋可以檢測到皮膚下的血氧以及心率，擁有先天優勢的超聲波無疑優于光學指紋。

總結：

以上就是目前離我們最近的指紋識别的三種方案，各有利弊。從目前成本以及普及度，電容式指紋>光學指紋>超聲波指紋;從安全性出發，超聲波指紋>電容性指紋(暫時)>光學指紋;而從對手機外觀的影響來看，能穿透金屬的超聲波無疑會給智能手機的ID設計帶來更多富有創意的可能性，但不得不說，在三者中，目前超聲波指紋可實現的技術難度最高。今年，全面屏手機時代很可能正式到來，但相比全屏幕技術，相配的指紋識别方案的成熟很可能在明年才會正式與我們見面。或許明年，搭配更新指紋技術的全面屏手機，會刷新我們對手機設計的新高度，我們自然也拭目以待，手機産品在經過近兩年的低潮期後，在未來一段時間内能給我們帶來怎樣的驚喜。

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