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为什么只有三星用超声波指纹 超声波指纹识别

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超声波指纹识别(为什么只有三星用超声波指纹)原创Referline参考线2021-03-19 15:09:31
在vivo发布首款量产屏下指纹识别手机X20 Plus(屏下指纹版)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带手机指纹识别技术发展至今 ， 已经诞生了三种不同的主流方案 ， 一是电容 ， 二是光学 ， 三是超声波 。
01
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 ， 内含电容、压力传感器、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 ， 会调动电容扫描指纹 ， 利用手指腹部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 ， 通过与事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 。
但在有机发光二极管全面屏时代 ， 电容式指纹识别技术的组件很难与OLED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” 。
02
光学指纹识别技术
“回到舞台”是因为“光学指纹识别”并不是什么新技术 。它实际上早于电容指纹识别 。光学指纹识别很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 ， 就是将一束(可见)光直接照射到手指腹部照亮指纹 ， 并被下方的图像传感器(如CMOS、CCD)接收 ， 直接记录下指纹的灰度图像 ， 进行直接的数据比对 。
▲ 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 。识别模块可以自然隐藏在OLED面板下 ， 指纹信息可以在有机发光二极管像素之间捕获 。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被点亮时 ， 可以直接为识别模块提供光源开始识别 。
这种在屏下实现指纹识别的方法相对简单经济 ， 是当今最主流、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 。
03
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手指腹部纹理 ， 然后进行建模、比对、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是最新采用屏下超声波指纹识别技术的机型 。它们的识别准确率高 ， 识别速度快 ， 直接打破了我对“屏下指纹=慢”的刻板印象 ， 通过触摸指纹区域(当然必须保证接触面积)就可以快速识别和解锁指纹 ， 完全可以媲美市面上最快的单机指纹识别模块 。
▲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指纹解锁精度挺高 ， 速度也挺快 ， 但还是比魅族18慢 。
▲带超声波指纹识别的三星Galaxy S21
前面说过 ， 超声波具有一定的穿透性 ， 超声波的指纹识别率基本不受水的影响 ， 即使湿手也能轻松解锁 。
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 。湿手的识别率是上去了 ， 但是速度会比干指纹慢 。
快速 ， 但不是所有的都更容易使用 。
和光学超声波 。如果说这两种指纹识别技术类似于人脸识别技术的话 ， 光学式就像普通的单摄像头人脸识别 ， 超声波识别就像3D结构光识别的FaceID ， 它们的优缺点都差不多 。光学识别需要外接光源 ， 手指放下时有机发光二极管屏幕会强烈亮起 ， 在夜晚不太友好 。而超声波鉴定相对准确 ， 更安全 ， 更快捷 。
▲三星Galaxy S21/魅族18 Pro/OPPO找X2 Pro/vivo X60 Pro+
但是 ， 除了技术的先天优势 ， 体验的好坏还取决于各个厂商的培训和设计 ， 以及解决方案供应商的技术成熟度 。比如 ， 即使硬件做得再好 ， 识别率再高 ， 如果识别区域离底部太近 ， 单手操作体验也不是很友好 。
超声波指纹识别最大的天敌就是“保护膜” ， 尤其是厚钢化膜 。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、vivo X60 Pro+的屏幕指纹识别区域 。
▲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+钢化膜的指纹正常进入 。
无论你的手指如何用力按向屏幕 ， 魅族18 Pro和带超声波的三星Galaxy S21根本无法正常采集指纹信息 。而vivo X60 Pro+和OPPO Find X2 Pro的屏幕上贴着同样的膜进行光学指纹识别 ， 虽然识别速度打了折扣 ， 但至少可以准确识别 。
在首次使用该技术的Galaxy S10上 ， 三星开始在出厂时标配合适厚度的软膜 。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很便宜 。
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 ， 基本都告别了钢化膜 ， 甚至更厚的软膜 。
作者/Chillwim
摄影/冷冻
【为什么只有三星用超声波指纹 超声波指纹识别】视觉/66

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