超声波指纹识别(为什么只有三星用超声波指纹)原创refer Line Line 2021-03-19 15:09:31
Vivo发布市场首款量产屏下指纹识别手机。在X20 Plus(屏下指纹版)之后的三年里，“屏下指纹”已经成为各大厂商的旗舰，甚至是中端和入门级有机发光二极管机型的标配。
iPhone 5s的指纹识别技术发展至今，已经诞生了三种不同的主流解决方案，一是电容，二是光学，三是超声波。
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电容式指纹识别技术
与iPhone 5s一同诞生的TouchID采用了“电容式指纹识别”技术，它包含了电容、压力传感器和热传感器等传感器。
(图片pinho/unsplash)
简单来说，当压力传感器感应到压力时，它会利用电容扫描指纹，利用指腹纹理轻微凹凸落差产生的电位差来识别指纹，然后形成指纹灰度图像，通过与预先记录的指纹数据库数据进行比对匹配即可识别。热传感器主要用于确定活体特征。
然而，在全面屏有机发光二极管时代，“电容式指纹识别”技术的组件很难与有机发光二极管面板集成，于是“光学指纹识别”技术正式进入手机指纹识别的历史舞台。不，应该算是“重返舞台”。
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光学指纹识别技术
说“重返舞台”是因为“光学指纹识别”并不是什么新技术。事实上，它早于电容指纹识别。光学指纹识别早就存在于各大公司的指纹考勤机和门禁机中。
基本原理很简单，就是一束(可见)光直接照射在指腹上，照亮指纹，被下面的图像传感器(如CMOS、CCD)接收，直接记录指纹的灰度图像，进行数据比对。
▲ vivo X60 Pro+和OPPO使用光学指纹识别找到X2 Pro
相比电容式指纹识别，光学指纹识别的结构其实更简单。识别模块可以自然地隐藏在OLED面板下，并捕捉有机发光二极管像素之间的指纹信息。此外，自发光OLED面板自然是指纹识别的光源。当指纹识别过程中有机发光二极管的特定区域亮起时，可以直接给识别模块提供光源，开始识别。
这种实现屏下指纹识别的方法相对简单经济，是目前最主流、最成熟的屏下指纹识别方法。
此外，还有另一种更先进的屏下指纹识别技术——超声波指纹识别。
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超声波指纹识别技术
超声波指纹识别技术，顾名思义，是利用超声波作为采集介质的指纹识别技术。
▲魅族18 Pro采用超声波指纹识别
利用超声波扫描捕捉指腹纹理，然后进行建模、对比、分析，实现指纹识别。超声波具有一定的穿透性，可以穿透OLED面板和屏下玻璃，因此不仅适用于普通实体的指纹识别模块，也适用于屏下指纹识别。
高通非常热衷于超声波指纹识别。魅族18和魅族18 Pro是采用超声波指纹识别技术的最新机型。他们的识别准确率高，识别速度快，直接打破了我“屏下指纹=慢”的刻板印象。像蜻蜓一样触碰指纹区域就能快速完成识别解锁(当然接触面积必须有保证)，完全可以媲美市面上最快的独立指纹识别模块。
▲魅族18 Pro(超声波)
▲三星Galaxy S21(超声波)
▲ OPPO Find X2 Pro(光学)
▲ vivo X60 Pro+(光学)
除了魅族，三星也是超声波指纹识别的粉丝。最新的Galaxy S21指纹解锁准确率挺高，速度也挺快，但还是比魅族18慢。
▲采用超声波指纹识别的三星Galaxy S21
前面说过，超声波有一定的穿透性，但是超声波的指纹识别率基本不受水的影响，即使是湿手也能轻松解锁。
事实上，近年来，许多光学指纹识别方法已被用于优化湿式指纹识别。湿手识别率上去了，但是速度会比干指纹慢。
快速，但不等于更好的使用。
和光学超声波。如果说这两种指纹识别技术类似于面部识别技术的话，光学识别就像普通的单摄像头面部识别，超声波识别就像3D结构光识别的FaceID。它们的优缺点是相似的。光学识别需要外部光源，手指放下时有机发光二极管屏幕会亮起，这在黑夜中不是友好的体验。超声波识别的准确率比较高，更安全，更快捷。
▲三星Galaxy S21/魅族18 pro/oppo find x2 pro/vivo X60 pro+
但体验的好坏不仅取决于技术的先天优势，还取决于各厂商的培训和设计，以及解决方案供应商的技术成熟度。比如，即使硬件再好，识别率再高，如果在特定机型上实现，如果识别面积太低，单手操作体验也不是很友好。
指纹识别最大的天敌就是“保护膜”，尤其是更厚的钢化膜。超声波虽然有穿透力，但是会很难穿过厚密的物体。
这里，我们做了一个实验。我们选取了一块实测厚度为0.439mm的钢化膜，分别贴在三星Galaxy S21、魅族18 Pro、OPPO Find X2 Pro和vivo X60 Pro+的指纹识别区域。
▲钢化膜的三星Galaxy S21和魅族18 Pro无法正常输入指纹。
▲ OPPO Find X2 Pro和vivo X60 Pro+钢化膜正常情况下都是指纹。
无论手指如何用力按压屏幕，使用超声波的魅族18 Pro和三星Galaxy S21都无法正常采集指纹信息。vivo X60 Pro+和OPPO Find X2 Pro具有光学指纹识别功能的屏幕上也贴有同样的薄膜。虽然识别速度打了折扣，但至少能准确识别。
三星首次使用该技术的Galaxy S10开始标配厚度合适的软膜。魅族18 Pro的超声波指纹识别的精度、速度、位置设计我都很满意，但是我要吐槽的是，厂家提供的软膜质感真的有点廉价。
所以使用超声波屏下指纹识别的机型如果想使用指纹识别，基本上就告别钢化膜甚至更厚的软膜了。
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