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北京時(shí)間09月21日消息，中國觸摸屏網(wǎng)訊，淺析光學(xué)屏下指紋與超聲波指紋識別。密碼是保護(hù)用戶資料及財(cái)產(chǎn)安全的關(guān)鍵，只是設(shè)置密碼這事一直讓人糾結(jié)，簡單好記意味著不安全，想要安全就要使用復(fù)雜的高強(qiáng)度密碼，只是記住不同的密碼實(shí)在太難了，所以指紋識別手機(jī)問世之后迅速得到認(rèn)可，自從2013年iPhone 5s整合指紋識別為Touch ID之后，指紋識別現(xiàn)在已經(jīng)是智能機(jī)必備功能，哪怕是入門機(jī)也是有指紋識別的。蘋果是智能手機(jī)廠商中第一個(gè)大規(guī)模應(yīng)用指紋識別的，但也是第一個(gè)放棄指紋識別的，現(xiàn)在改刷臉認(rèn)證了，不過安卓廠商這次沒有完全跟隨蘋果，有些廠商押注了屏下指紋識別，目前來看他們有可能走對了。
現(xiàn)在來看，iPhone 5s手機(jī)是近幾年來智能手機(jī)轉(zhuǎn)折的一個(gè)重要標(biāo)志，它在先進(jìn)技術(shù)上至少有兩處領(lǐng)先，一個(gè)是64位處理器，一個(gè)是指紋識別，這兩個(gè)技術(shù)都花了安卓廠商一年多時(shí)間才追上來。這幾年中指紋識別技術(shù)也多次迭代升級，從正面指紋識別到背面指紋識別，現(xiàn)在又回到了正面指紋識別，但不再是Home鍵，推動(dòng)它進(jìn)步的也不是識別率、識別速度等技術(shù)因素了，而是出于全面屏的要求。
關(guān)于指紋識別，今天這篇超能課堂里不再詳細(xì)介紹現(xiàn)在的電容式指紋識別技術(shù)了，它已經(jīng)很成熟了，解鎖速度、識別率已經(jīng)不是問題，芯片、傳感器的成本也足夠讓低端手機(jī)用起來無壓力。現(xiàn)在的問題是人們對智能手機(jī)的要求變得更高了，全面屏?xí)r代已經(jīng)沒有空間留給實(shí)體Home鍵了，后置指紋識別又被消費(fèi)者吐槽（雖然技術(shù)上沒問題了），指紋識別技術(shù)也要隨之改變，現(xiàn)在主要的解決方案就是屏下指紋（也叫屏幕指紋），技術(shù)方向上主要有光學(xué)及超聲波這兩種，也是我們超能課堂今天的重點(diǎn)。
指紋識別手機(jī)發(fā)展路線圖（國元證券研究中心）
為什么需要屏下指紋識別？全面屏?xí)r代的必然選擇
自從iPhone 5s之后，指紋識別產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展期，電容式指紋識別在解鎖速度以及成功率上不斷進(jìn)步，體驗(yàn)上已經(jīng)沒什么問題了，本來正值盛年，但是無奈遇上了全面屏升級，現(xiàn)在大家都在追求接近100%的屏占比，正面已經(jīng)沒有空間留給電容式指紋識別了，2020年預(yù)計(jì)全面屏手機(jī)滲透率達(dá)到85%以上，屆時(shí)電容式指紋識別也不會消亡，但只能存在于部分后置指紋識別的低端手機(jī)中，屏下指紋識別技術(shù)將成為主流。
在這次的生物識別技術(shù)升級中，蘋果毅然放棄了指紋識別，在iPhone X上使用了3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，進(jìn)入了刷臉時(shí)代，從技術(shù)進(jìn)步來說蘋果的3D結(jié)構(gòu)光很先進(jìn)，直到一年后的今天安卓陣營也沒幾臺3D結(jié)構(gòu)光的手機(jī)，這個(gè)情景有點(diǎn)像當(dāng)年的iPhone 5s。
但是3D結(jié)構(gòu)光的好評可沒有當(dāng)年的指紋識別那么高，人臉識別技術(shù)識別速度太快、太慢或者太準(zhǔn)、太不準(zhǔn)都是個(gè)問題，而且從操作習(xí)慣上看，刷臉是不如按手指那么自然的，而且指紋識別是個(gè)主動(dòng)的識別過程，刷臉認(rèn)證不是手機(jī)用戶主動(dòng)控制的，所以iPhone X的人臉識別備受爭議，吐槽的人跟叫好的人都大有人在。
由于蘋果在3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)上也跟當(dāng)年指紋識別技術(shù)一樣直接收購了市場上技術(shù)最好的廠商，導(dǎo)致安卓陣營短時(shí)間追不上蘋果，但這次安卓廠商的選擇也多了，因?yàn)椴桓S蘋果上3D結(jié)構(gòu)光的廠商也很多，Vivo、華為、OPPO、小米、魅族等中國公司也押注了屏下指紋識別技術(shù)，其中Vivo做到了全球首發(fā)屏下指紋識別手機(jī)。
屏下指紋識別路線之爭：光學(xué)指紋、超聲波指紋
在全面屏?xí)r代，前置指紋識別沒空間、后置指紋識別沒逼格，廠商的選擇就只有屏下指紋識別了，目前來說主要的技術(shù)路線有光學(xué)指紋識別和超聲波指紋識別，現(xiàn)在商業(yè)化的屏下指紋識別幾乎都是光學(xué)指紋別，超聲波指紋識別技術(shù)由高通領(lǐng)頭，其實(shí)在兩年前的小米5s上使用過，但是這個(gè)技術(shù)依然不成熟，至少今年內(nèi)都沒戲。
光學(xué)屏下指紋識別：率先商業(yè)化，體驗(yàn)在改進(jìn)
如果單純說光學(xué)指紋識別，那這種技術(shù)早就大量應(yīng)用了，指紋考勤機(jī)就是傳統(tǒng)光學(xué)指紋識別的代表，但這種光學(xué)指紋識別方案體積大，也不需要考慮電池等因素，跟智能手機(jī)使用的光學(xué)指紋識別方案也是不一樣的，我們這里所指的是后一種。
智能手機(jī)使用的光學(xué)屏下指紋放棄了傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)，改用智能手機(jī)屏幕作為光源，因此自發(fā)光的OELD屏幕是光學(xué)屏下指紋手機(jī)的最佳拍檔，LCD屏幕因?yàn)樾枰狶ED背光模組，不太適合光學(xué)屏下指紋，真要做的話技術(shù)難度、成本就比較高了，目前還不實(shí)用。
光學(xué)屏下指紋識別的原理就是按壓OLED屏幕后，OLED產(chǎn)生的光線會照射手指紋理，然后光線再反射到屏幕下的指紋識別傳感器上，產(chǎn)生指紋圖像。這個(gè)過程說起來簡單，但是光學(xué)指紋識別要涉及到光學(xué)透鏡系統(tǒng)、傳感器芯片、蓋板玻璃、OELD屏幕，研發(fā)中要涉及多個(gè)供應(yīng)商。
光學(xué)指紋識別其實(shí)也有兩種路線之分，我們常說的屏下指紋識別的屏下就是Under Display方案，指紋模組在OILED屏幕下方，另一種方案是In Display，就是把指紋識別傳感器整合到屏幕中，這個(gè)方向是未來的屏幕指紋識別的趨勢，不過現(xiàn)在的技術(shù)還做不到量產(chǎn)。
光學(xué)屏下指紋識別技術(shù)雖然今年初才正式商業(yè)化量產(chǎn)，但是發(fā)展速度很快，抗干擾性、穩(wěn)定性都比較好，但是問題也不少，技術(shù)原理決定了光學(xué)指紋識別要學(xué)穿透屏幕及玻璃，所以識別速度、準(zhǔn)確率不如電容式指紋識別，借助OLED屏幕發(fā)光也會導(dǎo)致OLED屏幕特定區(qū)域一直發(fā)光，不僅會增加功耗，還對OLED屏幕壽命有影響。
超聲波指紋別：技術(shù)體驗(yàn)好，商業(yè)量產(chǎn)進(jìn)展慢
除了光學(xué)屏下指紋識別之外，還有一種體驗(yàn)更好的屏幕指紋識別技術(shù)，那就是超聲波指紋識別，它的原理跟光學(xué)指紋識別不同，不依賴屏幕發(fā)光，而是傳感器主動(dòng)發(fā)出超聲波，穿透屏幕及玻璃達(dá)到人體皮膚，然后接收反射回來的信號，利用指紋表面與空氣密度的不同從而構(gòu)建出3D指紋圖像，與指紋信息做比對。
那么超聲波指紋識別的優(yōu)點(diǎn)就來了，首先是超聲波穿透性強(qiáng)，因此不需要擔(dān)心皮膚表面的水漬、污漬影響，識別率高，還能濕手檢測，而且超聲波能夠穿透皮膚，不像光學(xué)指紋識別那樣只能檢測表皮。
算起來超聲波指紋識別的（偽）量產(chǎn)時(shí)間比光學(xué)指紋識別其實(shí)更早，樂視在2016年1月、小米在2016年9月就推出了超聲波指紋識別手機(jī)，不過這兩款手機(jī)的指紋識別體驗(yàn)都不夠好，主要還是當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，超聲波穿透距離有限，不過隨著技術(shù)進(jìn)步，超聲波指紋識別對屏幕厚度的要求不斷低，高通去年在上海MWC展會上發(fā)布了第二代超聲波指紋識別技術(shù)，已經(jīng)可以穿透0.8mm的玻璃、0.65mm的金屬、1.2mm的OLED屏幕了。
說到這一點(diǎn)，大家可能會注意Vivo在指紋識別技術(shù)真的是個(gè)神奇的公司了，以往大家認(rèn)為Vivo不重視技術(shù)，但實(shí)際上Vivo是高通第二代超聲波指紋識別技術(shù)的首發(fā)廠商，Xplay 6上已經(jīng)應(yīng)用了該技術(shù)，而今年Vivo又是光學(xué)指紋識別的首發(fā)廠商，在這兩個(gè)方向上都做到了第一。
不過超聲波指紋識別目前的問題在于還不夠成熟，之前小米、樂視搶先推出超聲波指紋識別手機(jī)更多地是出于營銷考慮，從體驗(yàn)上來說還不到時(shí)候，直到目前超聲波指紋識別技術(shù)還沒有真·量產(chǎn)，現(xiàn)在的消息是明年的三星Galaxy S10手機(jī)上會使用超聲波指紋識別技術(shù)，看樣子明年是超聲波指紋識別技術(shù)的一次爆發(fā)了。
總結(jié)：屏下指紋識別最好的時(shí)刻還沒來
三種指紋識別技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較
對于電容式指紋識別、光學(xué)指紋識別、超聲波指紋識別來說，前者體驗(yàn)比較好，技術(shù)成熟，但在全面屏?xí)r代不受待見，被外貌黨嫌棄了，以后只能停留在中低端手機(jī)上了。全面屏手機(jī)會轉(zhuǎn)向光學(xué)指紋識別及超聲波指紋識別，目前首發(fā)的是光學(xué)屏下指紋識別，但它的限制還是挺多的，離不開OLED屏幕也是個(gè)大問題，超聲波指紋識別技術(shù)上更好一些，但是目前還不能大規(guī)模量產(chǎn)，成本及功耗也比較高，未來應(yīng)該是在旗艦級智能手機(jī)上率先使用。
此外，屏下指紋識別是安卓廠商跟蘋果掰腕子的一次機(jī)會，現(xiàn)在蘋果已經(jīng)轉(zhuǎn)向了3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，但是蘋果在指紋識別技術(shù)上一直保持投入，其實(shí)并沒有完全放棄這個(gè)方向，一旦蘋果認(rèn)為技術(shù)成熟了，那么殺個(gè)回馬槍也是很有可能的，真需要的話，2020年就能實(shí)現(xiàn)了。
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