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随着全面屏的加入，为本已经颓废的智能手机行业又注入了新的血液，虽然目前市面上还没有一款可以真正意义全面屏的手机出现，但18:9和超高的屏占比就已经证明了大家都在朝真正的全面屏发展。可随之而来的问题，传统的正面指纹解锁方式会被改变，而目前最最保险也是最妥协的方案就是将指纹解锁放置在背部，就连行业老大苹果也摒弃了沿用10年的Home键，并采用了一个看上去更成熟的Face ID。
iPhone X搭载Face ID解锁
如今智能手机发展速度让人惊叹，CPU甚至可以做到每半年就能秒杀上一代，指纹识别技术也在不断的升级，在我们探讨屏下指纹之前让我们先来看一下指纹技术是如何发展的，指纹识别是如何进入到我们的视野中的呢，答案即将揭晓。
首款指纹识别手机
目前已知的第一款搭载指纹识别的手机是1998年西门子推出的一款手机，因为只是一款原型机所以没有具体型号，它可以说是当今背部指纹识别手机的鼻祖。这款手机采用的是刮擦式的识别方式。虽然这款手机在当时受限于当时的技术，但毫无疑问，指纹解锁运用在手机这个概念已经吸引了各大厂商，这为日后指纹识别的发展埋下了伏笔。
西门子首款指纹识别原型机
首次量产不容易
或许大家可能都没有听说过萨基姆（SAGEM）这个手机品牌，萨基姆通讯是一家法国科技公司。而第一款量产手机就是有萨基姆在2000年发布的SAGEM MC 959，该机可以说是世界上第一部量产指纹识别手机。使用了当时意法半导体指纹技术，但由于功能机时代的限制，当时指纹识别只可以用来验证PIN码。
世界首款量产指纹识别手机 SAGEM MC 959
指纹正式普及大众
指纹识别正式运用手机解锁和支付应该追述到2013年，iPhone 5s的发布彻底将指纹识别带入到了大家的日常使用生活中，在此之前的指纹识别都很鸡肋，指纹识别的运用也只是运用在一些笔记本电脑和单位机关的指纹打卡器上。
iPhone 5s采用第一代Touch ID
iPhone 5s的诞生，彻底将指纹识别带到了现实生活中，第一次让指纹识别可以真正的用起来而不是鸡肋的存在。首次使用按压式指纹识别，并与Home键完美融合，还首次支持了指纹支付功能。依靠行业内的话语权和对供应链的掌控，让大家从那时起记住了Touch ID，自此之后安卓阵营也如同百花齐放一般，开始纷纷研制属于自己的指纹识别技术。
为什么要选用屏下指纹
细想一下当今全面屏手机的解锁方式，除苹果的iPhone X和三星采用了全新的Face ID和虹膜识别外，其余安卓阵营全是一水的将指纹识别模块放在背部，这也为全面屏不得不做出的妥协之举。
而Face ID和虹膜识别，算得上是全面屏手机中最优解锁方式，可受限于环境因素，两款的识别效果各有千秋。虽然普通的面部识别目前也已经可以完成用户的解锁需求，但安全和准确性始终不如传统前置指纹来的痛快。因此正面屏下指纹技术的研发就迫在眉睫，试想一下同样是解锁，大家是习惯于动头还是动手呢？
屏下指纹重大突破
目前市面上大部分手机采用的都是电容式指纹识别技术。电容式指纹识别的解锁速度非常理想，平均只需要0.2秒左右就可以完成解锁，日常使用中几乎感受不到等待时间。可全面屏幕时代，传统的电容式指纹就不能胜任放置在手机正面，而此时屏下指纹就诞生了。
Clear ID传感器示意图（图片来自网络）
时间来到2017年，人机交互开放商Synaptics宣布与中国手机厂vivo共同开发了一项智能手机创新功能，屏下指纹识别功能。
本次Synaptics联手vivo共同开发的指纹方案名为Synaptics Clear ID FS9500，这套方是专门为当今全面屏手机设计。可以实现用户拿起手机并将手指放在屏幕的指纹识别区域内，手机即可完成解锁，而屏幕则不需要任何开孔，解锁完毕后屏幕指纹表示就随之消失。
Synaptics研发的屏下指纹识别方案完全是基于他们推出的全新指纹识别传感器Clear ID来实现的，从技术上讲，该传感器只能支持OLED屏幕，由于OLED的屏幕特性，Clear ID传感器可以放置在OLED屏幕的任何位置。他们还指出，由于传感器是嵌入屏幕下的，因此可以比传统开孔式电容指纹更能抗湿抗污。
Clear ID FS9500传感器（图片来自网络）
根据Synaptics所述，Clear ID传感器在屏幕中最多仅占用1.5mm的厚度，而传感器本身也只有不到0.7mm的厚度。借助标准的光学生产材料和工艺它将整个集成在OLED屏幕中。
Clear ID传感器还可以自动适应并提高对用户指纹的能力，屏蔽任何复制性指纹，以借助TLS、AES加密和ECC等方案来确保传感器到主机之间信息传递的安全性和真实性。此外Synaptics还承诺，用户的生物识别信息将得到该公司的“SentryPoint安全与反欺骗套件”技术中妥善保护。
超声波屏下指纹技术难产
早在去年美国高通公司也曾经研制过一项超声波屏下指纹识别，而在当时发布之后体验效果并不理想，高通也曾表示，这种超声波识别技术可以穿透1200微米厚的OLED屏幕、800微米和650毫米厚的铝合金。
超声波屏下指纹识别技术（图片来自网络）
如此强的穿透力，就意味着更大的模组体积和功耗，目前为高通提供超声波指纹识别模组的欧非公司，目前还无法将体积缩到足够小。而能穿透OLED的超声波传感器也需要到2018年初才能量产。
而高通超声波指纹难产的另一个原因则是，指纹识别模组市场份额最大的瑞典 FPC 公司同时在研发基于光学和超声波的屏下指纹识别方案，但目前相关模组的生产良率、成本、识别准确率与可靠性都还没达到要求，无法预估正式量产出货的时间点。
屏下指纹即将量产
vivo在CES 2018展会上展示了自己的屏下指纹的最新成果。根据目前展会中得到的消息，vivo的屏下指纹识别可在用户手指轻微按压屏幕指纹区域时，OLED屏RGB Pixel发出光线，穿透盖板到屏幕表面，将指纹纹理点亮，因为手指的不同纹路导致反射的光线不同，达到指纹的光线反射穿透屏幕，到达指纹传感器，指纹传感器根据反射光线形成指纹图像。需要注意，相对传统按压式指纹识别，屏幕指纹识别在解锁时，需要手指和屏幕有良好的接触，因此需要使用一点的力度按下。
vivo X20Plus屏下指纹展示机
总结
此前Synaptics也曾经强调过，预计今年将会有7000万台设备将会用上Clear ID屏下指纹技术。如今vivo已经率先运用了这一技术成果，笔者预测，应该就在今年下半年，屏下指纹识别技术就可以大批量量产。不过就目前来看屏下指纹识别还有一些现实问题需要改进，手指如何找到识别区，识别区边缘能否识别准确等等，下一步厂商将需要更进一步的优化。
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