指纹识别手机手机指纹识别是什么？手机指纹识别详解

什么是手机指纹识别？手机指纹识别详解【IT168评测】近年来，智能手机的竞争发展带来了明显的效益，即技术下沉。一段时间后，由于成本降低等各种原因，曾经存在于高端机的各种技术会迅速下沉，应用于低端机身。在这两年智能手机的发展中，“指纹识别”就是一个明显的例子。这两年只在各种顶级旗舰机技术中使用过。现在甚至各种千元机都已经配备了指纹识别作为标准。至于新发布的安卓顶级旗舰S8，虽然加入了各种黑技术，但背后的指纹设计还是让不少网友吐槽不已。可见很多用户更注重手机的指纹识别。本期机器观察室，我们来谈谈手机的指纹识别。

一个人有许多独特的生物特征，包括指纹、虹膜、掌纹等。指纹因其唯一性和方便性，成为人与智能手机互动的“密码”，应用广泛。其中。早在2011年，摩托罗拉推出的Atrix 4G率先成为全球第一款批量生产的带指纹识别的智能手机，但其刮擦体验并不友好。在iPhone5S上，苹果真正开发了智能手机上的指纹识别功能。从那以后，指纹识别在智能手机中真正流行起来。

现阶段，从指纹识别类型来看，大部分智能手机都在使用电容式指纹识别。一般来说，指纹模块(以iPhone为例)由触摸IC、电容传感器、金属检测环和保护盖板组成。但是随着技术的发展，金属检测环可以去掉，使得搭载指纹模块的Home键更加集成化。

因为我们的指纹是由圆形的皮肤线组成的，每个人的线的形状和指纹的峰谷是完全不同的，所以指纹在电容式传感器中测得的点的长度也是不同的(峰电容越高，谷电容越低)，最后指纹图像被转化为芯片可以理解的电信号。当用户输入指纹时，指纹模块工作提取指纹图像，并转换成电信号与传感器上的N个电容板匹配，最终记录下来。

大多数指纹识别模块可以360度扫描指纹图像，因此用户解锁时手指的手势没有限制，这就要求指纹识别的准确性。一般来说，目前智能手机指纹识别模块的分辨率可以达到500dpi，更高的分辨率会提高指纹信息的准确性和速度。

当然，影响指纹识别速度和精度的不仅仅是指纹模块的面积和分辨率。众所周知，电容式指纹识别之所以能识别指纹，主要是基于指纹的沟壑。但我们平时使用时，手上难免会沾上一些油渍或汗渍，而水和杂志则会导电，充满手指的谷部，降低指纹识别的扫描精度。这就是手沾上水指纹识别失败或者速度慢的原因。

虽然现在电容式指纹的成本相对较低(普通指纹识别模块只有3美元左右)，但无论是现在的旗舰机还是千元机都可以有比较接近的体验。但如上所述，电容指纹会大大降低生活中经常遇到的手上污渍、水渍、油污的使用效果。而且电容指纹对手机的外形有一定的限制。因为电容指纹需要喷在保护盖板上，长时间使用不可避免会被划伤。此外，电容式指纹的穿透力约为300微米，而普通屏幕保护玻璃的厚度约为400微米或以上。所以手机的外形有一定的限制。

由于这些原因，技术制造商正在不断开发新的指纹识别技术。目前样机已经实现的是射频指纹识别(超声波指纹)和第二代光学指纹。

超声波指纹:

射频指纹总是用超声波。与电容式指纹表面检测不同，超声波具有穿透性。利用指纹模块发出的特定频率的超声波扫描手指，利用不同的指纹反射不同的超声波，可以建立三维指纹图案，因此不需要过多考虑手指表面的清洁度。另外，由于超声波穿透性强，可以穿透金属、玻璃等普通手机材料，所以对手机外观不会有太多限制。

去年9月，小米5S成为第一款搭载超声波指纹识别的产品，但是超声波指纹的初始用户体验并没有之前想象的那么好，识别速度慢，准确率低。在刚刚过去的MWC，高通发布了第二代超声波指纹识别方案，将指纹模块放入屏幕和金属后壳中，并以vivo Xplay6为原型进行了展示。

根据高通提供的数据，显示屏用指纹传感器可以通过1200微米厚的OLED显示屏工作，金属用指纹传感器可以通过650微米厚的铝壳工作，玻璃用指纹传感器可以通过800微米厚的玻璃工作。这种数据已经超过了目前主流2.5D屏幕的厚度(大概700-800 mm)，所以手机厂商可以把指纹模块放在自己需要的部分，打造出更有未来感的外观。(目前超声波指纹方案只能应用于OLED屏幕。).高通声称，这一代超声波指纹识别在功耗和模块尺寸方面可以接近电容式传感器。

当然，除了超声波，更多的科技公司正在研究光学指纹方案。

光学指纹:

相比之下，光学指纹的应用场景更接近我们。比如最早的光学指纹技术就是在原有的指纹打孔机上采用的。输入原始指纹信息后，用激光从玻璃下方扫描手指压在玻璃上的指纹，并将扫描的图像与数据库进行黑白对比。然而，原有的光学指纹识别是基于图像识别的，因此需要手指的清洁度和指纹模块的尺寸。

丁晖之初MWC展示的光学指纹

在智能手机中，光学指纹再次升级。通常以手机屏幕作为发光体，通过光路照射指纹，返回的光通过屏幕返回到屏幕下的CIS(CMOS图像传感器)。手机将返回的图像与数据库进行分析比较，最终识别出指纹。

可见，只要是光学指纹，都是需要光线的。对于智能手机来说，屏幕发光的时间、功耗、屏幕表面的清洁度都会影响光学指纹的应用体验，所以只能应用于OLED屏幕，而基于LCD屏幕的光学指纹很少受到追捧。同样的显示内解决方案，光学指纹在产品成本和良品率上比超声波指纹有优势，但在安全性上，高通做的超声波指纹可以检测皮下的血氧和心率，具有内在优势的超声波指纹无疑优于光学指纹。

总结:

光学指纹；从对手机外观的影响来看，能穿透金属的超声波无疑会给智能手机的ID设计带来更多的创意可能性，但不得不说，在三者中，超声波指纹是目前技术上最难实现的。今年，全屏手机时代很可能正式到来，但相比全屏技术，成熟的匹配指纹识别方案很可能在明年正式与我们见面。也许明年，指纹技术更新的全屏手机会把我们的手机设计刷新到一个新的高度。自然，在经历了近两年的低潮之后，我们将拭目以待未来手机产品会给我们带来什么样的惊喜。