全面屏席卷了2017年整个智能手机市场，采用后置指纹识别则是不得已的妥协，除了苹果“十年磨一剑”研发的Face ID，行业内各家的面部识别方案，以及提高安全性牺牲解锁速度的虹膜识别外，没有一款针对全面屏拥有实质性突破的产品。新思科技与vivo联合推出屏幕下指纹方案的公告发布后，将所有关注全面屏用户的目光聚拢在一起，在2018CES大会中绽放，这也使安卓阵容更具底气去亮剑Face ID。

四种指纹方案的原理解析

自2015年指纹识别技术开始普及，便已经有部门厂商开始研发屏幕下指纹，直至2017年的MWC上海展，vivo对外展示了其联合高通研发的屏幕下指纹识别技术，当时仅仅只是概念机，也充分说明了其研发的难度属实不小。

从指纹识别的原理分析，常用的指纹识别方式分为四种：光学识别、电容识别、热敏识别和超声波识别。具有“体积轻巧、成本偏低”的电容式模组是大多智能手机主流方案，目前来看，市场的饱和度达到了顶峰，也促使了各大厂商想要使用更为“创新”的方案，去适应汹涌袭来的全面屏热潮。

四种指纹方案

四种常见方案里，电容式传感器模组的结构原理较为简单：首先发射一个射频信号，信号经过指纹的纹路反射，它会在相同等高面上呈现出不同的电容变化特性，根据得到不同的电荷数，得出最终的图像，来匹配系统保留的电荷数值。当然也具备缺点，电容式模组的表面通常使用的是半导体材料，比较容易损坏，并且通过指纹的山谷及山脊间隔处的凹凸来形成指纹图像，对手指沾水或者手指较脏的情况下识别率会降低。尽管经历了多年的迭代，电容式传感器的性能愈发成熟，但受限于原理，生命周期似乎到了末端。

热敏指纹传感器在目前的市场来看使用频率较少，其原理是采集手指纹理与传感器接触部分的温度差异，从而核对指纹。缺点显而易见，容易被外界热量所干扰，因此这类传感器一般用来配合电容指纹传感器来检测活体的功能，识别人造假手指或者没有温度的指纹等，所以说取消钉钉打卡，去淘宝买家手指的想法，一个热敏指纹传感器让你感受绝望。

超声波传感器的主要研发商是高通，它是通过超声波将手指的指纹形态构建一个3D的图形，随后和已经保存在终端上的数据信息做对比。优点则是具有较强的穿透性，沾有水渍、油渍、污渍的手指也可以进行解锁，这些是光学指纹和电容式指纹望尘莫及的，并且在水下也并不影响正常的解锁操作。

超声波传感器（图片引自超声波网）

光学式传感器的主力开发商为vivo及新思科技，主要用于屏幕下指纹识别，受到业界广泛人士看好，主要的因素在于光学式方案在原理上具备电容式无法比拟的突破——光学式评下指纹识别会在手指接触屏幕时发出光线，穿透盖板到屏幕表面，接着用背光照射指纹，接着再反射回屏幕下的指纹传感器。它需要集中力度按下将手指紧紧贴合在玻璃上才能获得有效反射，适合与具有自发光特性的OLED配合。

vivo X20Plus屏下指纹版（图片引自互联网）

光学式方案和超声波方案到底孰强孰弱，目前尚未有明确的定论，就目前技术而言，光学略优于超声波。

1、低能耗，两种方案都需要足够的穿透性能，因而对能耗的需求也更好，屏幕下超声波指纹识别偏向主动式感应，而屏幕下光学指纹识别则是利用屏幕自身光源，相比较更能耗会低。

2、小体积模组，因为功耗要求高，这也直接影响了模组体积，当前的技术无法将体积缩小至理想范围，模组达到小型化的难度很高。

3、高良品率，超声波和光学式传感器想要做到屏幕下指纹，需要依附在OLED屏下，而光学胶更容易贴在屏幕上，因为胶密度稍有差异并不会影响光学效应，而声学效应则对贴合工艺的要求更高，在制造上光学式传感器更具优势。

在2017年6月份，vivo在MWC上海展便展示过一款搭载屏幕下指纹技术的Xplay 6，这款产品采用的是高通的超声波方案，如今发布的vivo X20Plus采用的则是光学式方案。

三大厂商对于屏幕下指纹的解决方案

光学式指纹解锁主要有两种方式：Under Display和In Display，顾名思义，Under Display是把指纹识别芯片放在显示器下方，两者重叠，而In Display则是将指纹识别模组做到显示屏的里面。

目前包括苹果、汇顶科技、新思科技（Synaptics）等公司均在屏幕下指纹的研发当中，分别来看下各厂商方案的区别：

1、苹果

苹果在2015年11月便申请了在OLED显示屏上实现屏幕下指纹识别的专利，于2017年2月又申请了MicroLED显示屏的光学式指纹识别专利，说明了苹果拥有着过硬的技术底蕴。

苹果光学式指纹识别专利（图片引自搜狐网）

此项方案是利用较小的红外光发射器和传感器代替较大的电容传感器，并将新的传感器安装在位于RGB LED显示基板旁或安装在基板上的微芯片上。工作原理是通过从用户的手指反射的红外光，再利用反射回到感测二极管。也就是说，今年的iPhone X对于苹果而言只算是个试水之作，好戏还是要看后头的。

2、汇顶科技

汇顶科技于2017年3月的MWC上发布了光学指纹方案，主要是通过AMOLED屏的光线来照射指纹，从而通过返回的光线来穿透OLED屏的缝隙，反射到屏下的CIS上，最后再对返回光线进行分析，结合软件处理，实现指纹识别的基本流程。

目前这种方式面临着一个忧患，那就是屏幕亮度不足、或识别区域有其他显示图像干扰时，指纹识别便会出现很大的偏差，距离量产还有一段“沉淀”的过程。

3、新思科技（Synaptics）

vivo与新思科技联合推出屏幕下指纹的详细资料并不多，但从新思的官网公告中可以肯定一点，该技术应该是In Display，并且确实是针对OLED屏幕所开发的，Synaptics Clear ID的特点在于它可以完全封装于AMOLED显示屏模组内，按下屏幕便可完成解锁，完美适合简洁、无边框无按钮的全面屏设计中，传感器厚度也仅为1.5mm左右。新思官网介绍，Clear ID在干燥、冰冷、炎热等各种恶劣环境之下，也可以做到精准的识别手指，支持本地TLC/AES/ECC加密也让其安全性有了更坚固的保障。

新思科技屏下指纹模组（图片引自新思官网）

说到今年2018CES上vivo展示的vivo X20Plus屏下指纹版上，它搭载的是Synaptics2017年底推出的Clear ID FS9500光学指纹传感器。根据Synaptics官方的介绍，Clear ID FS9500的识别速度相比3D面部识别要快上两倍左右，同时兼具小巧的面积和超薄的厚度。

vivo和新思科技合作的屏下指纹体验如何？

俗话说的好“不看广告看疗效”，再精彩的“说明书”终究要回归到真实的用户体验上。

将指纹识别模块“镶入”屏幕内后，实际体验会受到影响么？能够达到主流电容式指纹识别几成的水准，或是更优秀？

vivo X20Plus屏下指纹识别（图片引自快言社区）

就中关村在线前往2018CES的前方编辑的体验感受来说，vivo X20Plus屏下指纹的录入次数比主流电容式明显要多（大约18次左右），录入速度相比普通电容式指纹的读取速度要慢，当然了，录入指纹这种“几乎一次性”的操作，录入慢点可以接受。

vivo X20Plus屏下指纹识别（图片引自快言社区）

由于指纹识别模块被隐藏至玻璃盖板内，用户肉眼根本无法观察到指纹模块具体的位置，因此vivo X20Plus屏下指纹的位置设定了一个蓝色指纹的标志，在按压的过程中给予类似血管扩散的动态反馈，用户只需要重压便可解锁。只要注意的是你要稍微用点力气，接近按动音量键的力度。

vivo X20Plus屏下指纹识别（图片引自互联网）

通过动画可以看出，在按动后需要停留半秒钟，等待“血管扩散”的动画显示完毕后解锁成功，尽管解锁时间不算太久，但相比目前出色的电容式方案解锁还是存在小小的差距。解锁成功率上表现十分优秀，20次的解锁体验中没有失手的时候。

屏下指纹的X20Plus按压开锁时会有解锁动画（图片引自快言社区）

总的来说，vivo X20Plus屏下指纹的表现配得“五星好评”，尽管在解锁速度上还有待提升，但不可否认的是，它具有较为完善的体验以及较高的解锁成功率，相信创新式的解锁方案会吸引到一大批粉丝去使用。

需要说明一点，OLED屏幕发出的光线需要穿过玻璃盖板打到手指上，这样的流程本身难度就不低，如果再为手机贴上一层膜，势必会对vivo X20Plus屏下指纹解锁造成一定的干扰，因此在特殊解锁贴膜出现前，要想正常使用vivo X20Plus的屏幕下指纹解锁，只能选择不贴膜使用。

把展望未来写到最后

就目前来看，屏幕下指纹在普及率上还有着很大的挑战，重新制作的模组会导致整个产业链的重新整改，供应是一个问题。另外让我们大胆的展望下未来，试想屏幕下指纹普及后的下一步创新将是如何？

锤子CEP罗永浩微博（图片引自微博）

我认为应当是扩大屏下指纹解锁的面积。好比锤子手机问世以来，一直将后置“T”形logo作为独具特色的标志，就有网友畅想，能不能将logo处和指纹识别结合在一起？CEO老罗当即给予了回复“难，非常难。”最终在今年发布的坚果Pro 2，还是攻克了难关，采用了logo及指纹识别为一体的设计。

反观屏幕下指纹，既然取消了“限定”的指纹区域，那么进一步扩大屏幕指纹识别的面积应当是下一步创新的举措，试想一下，假如一整块屏幕，随便按哪里都可以解锁，是不是很新奇呢。

猜想并不是空谈，早在2017年，CrucialTec公司已经提交了相关专利，其全屏幕指纹识别技术（DFS）能够在屏幕任何位置对用户的指纹进行识别，兼容OLED和LCD屏幕，而且也兼容光学式指纹识别和目前主流的电容式指纹识别两种方案。

CrucialTec的全屏幕指纹识别技术（DFS）专利（图片引自官网）

有传言表示，CrucialTec的全屏幕指纹识别技术很可能会搭载到2018年下半年发布的三星Galaxy Note 9上，但鉴于目前并没有更详细的消息，因此CrucialTec的技术可靠性如何，仍然是未知数。

总而言之，vivo此次和新思科技推出的vivo X20Plus屏下指纹版，在行业里来说是个创新，刷新了我们以往对vivo品牌的认知，同时也证明了，这种颠覆性的创新不仅仅只有苹果所具备。

文章来源:中关村在线