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超声波/光学/电容指纹识别那种好?还有什么能代替指纹?

   关注手机行业的朋友一定发现一个有趣的现象,今年三星率先推出了真正从手机设计结构上调整的全面屏幕手机Galaxy S8。不过这台令人大声惊呼的牛X产品却有一个让人哭笑不得的设计,后置指纹识别模块。

  一直以来三星都是正面指纹识别的忠实用户,在指纹识别这个东西刚刚出现的时候,原本是有很多类型的,比如触摸式、按压式、滑动解锁式等等,从视觉效果上也分为两种,一种是以HTC产品代表的背面,另外一种是以苹果、三星为代表的正面两种的(当然,索尼的侧面指纹比较另类,非常少见所以就不说了),但最近两年,你会发现正面指纹基本上已经一统天下了,背面指纹手机越来越少,包括HTC等品牌已经逐渐改变了产品设计。

超声波/光学/电容指纹识别那种好?还有什么能代替指纹?

  在这个大前提环境下,三星竟然反其道而行之,而且这个指纹识别似乎没有什么特殊的功能,所以被人质疑是一种开倒车的表现。但仔细想想也可以理解,毕竟现在全面屏还是一个新鲜事物,配套的技术支持不到位,指纹识别就是明显的例子,所以三星迫不得已放回了后面。实际上不光指纹识别支持不到位,前置摄像头、扬声器、传感器等等一系列的功能模块都跟不上,所以真正100%全面屏手机是短时间之内无法见到的。

  不过全面屏幕设计的出现却意外的引发了行业内对于指纹识别问题的关注,一方面是大家或许难以接受这种“倒退”式的设计样式,另一方面是由于苹果全面屏幕手机iPhone 8的传闻让大家亢奋。不管指纹识别如何,全面屏幕手机似乎是今年最热门的流行趋势,因此谁能先把指纹识别放在屏幕里面就一定能成为焦点。

  三种主流指纹技术 哪一个更适合屏幕下?

  看上去都是指纹识别,但技术和原理并不相同。目前市场上的主流指纹识别解决方案有三种,分别是电容指纹、光学指纹和超声波指纹识别三种。我们现在使用最多的就是电容指纹识别。与我们电容屏幕工作原理差不多,利用分辨率感知指纹的纹理来进行存储和识别。

  不过刚才我们也说了,今天的主题是屏幕下方指纹识别,那么就意味着我们现在常用的电容指纹识别方式不可行。因为这种方式大多数都需要开孔,由于穿透力和工艺良率原因全面屏幕很难使用。

  目前适合于全面屏屏内指纹识别的只有光学指纹和超声波指纹两种。

超声波/光学/电容指纹识别那种好?还有什么能代替指纹?
  光学指纹识别常见于打卡机设备

  光学指纹识别:首先说说光学指纹识别,因为这个技术应用的最早,现在依然有很多门禁、打卡机等等在使用这种技术。技术原理是利用光的折射和反射,将瘦猴子放在光学镜片上面,手指在光学镜片上,手指在内置光(可见或者不可见光)照射下从底部摄像三棱镜,射出的光线根据手机指纹纹理表现的光暗表现不同,通过投射到的耦合器件,一般是CMOS上面,来识别指纹所有独特的特征。其实这种技术很早以前就有了,不过由于光学本身的特点,所以集成到小模块当中,应用到手机上是个难点。另外光学指纹识别之前有一个麻烦的地方,就是如果手上有油污或者汗水,识别效果就会大幅度降低。

超声波/光学/电容指纹识别那种好?还有什么能代替指纹?

  超声波指纹识别:这算得上是比较先进的技术了,之前小米5S手机上曾经使用过高通公司第一代超声波指纹识别,需要特别提示的是,虽然芯片是来自高通公司的,但整体解决方案是欧菲指纹模组公司打造的,使用高通的芯片加上其他电路和材料,打造成适合在手机上可量产的模组。不过第一代欧菲实际表现并不好,消息称当时因为指纹Sensor耐高温不强,温度较高就不灵敏了,超过80度就很难识别,虽然一般来说手机不会到这么高的温度,但整体使用体验不算太好,尤其是乐Max2手机更是表现不佳。不同的是小米手机的销量非常高,往往用户会在各种地区和环境下使用,一旦有反馈体验不尽如人意之后,他们会在之后的产品上做出反映,因此小米之后的机型就不再继续使用了。不过据说第二代已经解决了这个问题,就是vivo在MWC2017上海展会上展示的那种。

  超声波指纹识别相比前面两种,算是比较新鲜的技术,手机领域当中2015年才由高通公司商用并且展示出来。其实相比另外两种,还是有很多优势的。第一穿透能力很强,比如手机常用的后壳铝合金、有机玻璃、人工蓝宝石、塑料等等。甚至可以穿透1.2mm以上的OLED屏幕。第二对于手指检测很直接,无论你的手是干还是湿,是否有油污,都有极高的识别率。第三安全性比较高,可以通过阻抗、皮下血液流动甚至是心率相结合,活体或者立体指纹识别,虚假指纹很难通过检测(现在还没有商用,不过虚假指纹问题已经非常严重了,活体指纹识别和更安全的生物验证势在必行,为未来提供了更多可能性)。

  当然了,超声波也有很多问题,比如解锁反映速度比电容指纹识别速度慢、功耗比电容指纹识别高等等,另外目前来看,只有三星、LG等公司的柔性AMOLED屏幕比较适合,其他硬质屏幕则不合适,而现在市场上只有三星能够大规模供货,因此产能会很受限制。另外,使用之后就不能贴膜了,贴膜有可能会影响指纹识别的精准度,现在流行的钢化玻璃膜则基本上都废了。这些小问题还需要解决,不过总体上看超声波技术还是最被寄予厚望的。

  当然,也有传闻说苹果要使用光学指纹识别技术,但现在还没有进一步证据,恐怕产品发布之前是不会有太多透露的。

  还有什么能代替指纹?

  有人提出疑惑:全局指纹识别能不能实现?也即是说手指在屏幕的任何一个地方都可以实现解锁,而不需要集中在某一个小区域内。答案是肯定的,未来不仅仅这种技术可以实现,甚至还有可能实现全机身指纹识别。当然这也能仅仅是能够实现,并不见得一定要实现,原因很简单,第一,这种体验真的好么?第二,那个时代还有指纹识别的必要性么?

  现在生物识别之所以被重视是因为安全,但前面我们也提到过了,生物识别现在还不能作为唯一的识别密钥,因此手机并不是绝对铁板一块的安全,有很多方法可以跳过,消费者更喜欢的是快速解锁手机和支付的所谓“免密”模式。那么可以代替的种类就非常多了,现在有人脸识别、虹膜识别、语音声纹识别等等。从产品上看三星虹膜识别、Windows Hello识别等等,都有同样安全的特点和高效性。

超声波/光学/电容指纹识别那种好?还有什么能代替指纹?

  但这些类型都有致命的短板,你不能在开会的时候或者非常安静的环境下说话来解锁手机,也没法在昏暗无灯光的环境下进行面部或者指纹识别。这些都让这些技术短时间内代替指纹验证的方式。

  不过未来一定会有更好的方式,虽然现在看指纹并不是绝对必须的,但却也无可替代。
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