光域屏幕指紋解鎖技術(shù)詳解

在今年年初的時(shí)候OPPO舉辦了主題為“十所為見(jiàn)”的科技溝通會(huì)，會(huì)上除了正式發(fā)布了重磅的10倍混合光合變焦技術(shù)外，還有一項(xiàng)革命性技術(shù)頗受關(guān)注，就是全新的光域屏幕指紋解鎖技術(shù)。

當(dāng)時(shí)在溝通會(huì)中，OPPO表示了這項(xiàng)技術(shù)是能夠突破現(xiàn)時(shí)非常有限的屏幕指紋識(shí)別面積，可以將屏幕指紋的黃金識(shí)別區(qū)域提升到主流光學(xué)方案的15倍，支持獨(dú)特的“黑屏盲操作”、“光域加密”等功能。

另一方面這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可提高指紋識(shí)別面積、識(shí)別精準(zhǔn)度、雙指識(shí)別提高了安全性、黑屏下直接解鎖更為節(jié)能。那么OPPO的這項(xiàng)光域屏幕指紋解鎖它的原理是什么呢？接下來(lái)就為大家?guī)?lái)這項(xiàng)技術(shù)的解析。

主流指紋解鎖技術(shù)解析

要了解這項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)原理，就離不開(kāi)最初出現(xiàn)的屏幕指紋解鎖技術(shù)，因?yàn)楣庥蚱聊恢讣y也是基于最初的屏幕指紋方案升級(jí)而來(lái)的。

屏幕指紋技術(shù)的應(yīng)用是由國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商vivo最先推出，在上海MWC 2017及CES 2018上已經(jīng)先后展示過(guò)，并且這個(gè)方案也是現(xiàn)時(shí)主流廠商使用的方案。

要實(shí)現(xiàn)屏幕指紋識(shí)別及解鎖，必須要通過(guò)三個(gè)步驟，分別是指紋的錄入、指紋辨認(rèn)識(shí)別及錄入指紋信息的匹配。辨認(rèn)指紋的話，現(xiàn)時(shí)業(yè)界也有三種主流的方案，分別是電容式、超聲波以及光電反射。

電容式指紋識(shí)別需要手指真實(shí)接觸傳感器才能實(shí)現(xiàn)，因此無(wú)法用于屏幕指紋識(shí)別上，所以這個(gè)識(shí)別方法是行不通的了，剩下的就只有超聲波及光電反射兩種方案。

超聲波方案則是超聲波會(huì)在指紋和紋間凹槽形成不同的反射，以此繪制出指紋圖像來(lái)進(jìn)行指紋信息的匹對(duì)。vivo也曾聯(lián)合指紋供應(yīng)商心思經(jīng)展示過(guò)這個(gè)技術(shù)，但由于這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用還沒(méi)完全成熟，技術(shù)難度也相對(duì)較高，因此后來(lái)便沒(méi)有普及應(yīng)用。

最后就是光電反射方案了。這個(gè)方案的原理是利用屏幕自身發(fā)光來(lái)照亮手指上的指紋進(jìn)行成像，然后透過(guò)OLED屏幕的小孔傳送到屏幕下方的光學(xué)傳感器來(lái)進(jìn)行指紋比對(duì)識(shí)別，達(dá)到解鎖手機(jī)的目的。

這個(gè)方案主要利用光天生穿透性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，所以更適合用來(lái)做屏幕指紋，而且光學(xué)方案從技術(shù)上來(lái)說(shuō)更加成熟，例如上班的指紋打卡器、辦簽證時(shí)的指紋收集器等已近規(guī)模商用了多年，將這一套方案適配到手機(jī)上的話技術(shù)成本會(huì)低很多。

另一方面，現(xiàn)時(shí)國(guó)內(nèi)主流的光學(xué)屏幕指紋解鎖方案大部分是由新思和匯頂提供的，原因是新思和匯頂為代表的供應(yīng)商已經(jīng)具備很好的量產(chǎn)性。

其中匯頂在屏下光學(xué)指紋識(shí)別方面的市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，配合本土化服務(wù)的成本優(yōu)勢(shì)，在屏下光學(xué)指紋識(shí)別競(jìng)爭(zhēng)中會(huì)十分有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于出海的機(jī)型，廠商會(huì)主要選擇新思的屏下光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)，而面向中國(guó)市場(chǎng)的高端智能手機(jī)機(jī)型，一般都會(huì)選擇配備匯頂?shù)钠料鹿鈱W(xué)指紋識(shí)別技術(shù)。

所以現(xiàn)在主流品牌的主流中端、及旗艦手機(jī)大多數(shù)都會(huì)采用匯頂?shù)墓鈱W(xué)屏幕指紋解鎖方案，例如華為、小米、OPPO、vivo和一加等，代表機(jī)型也有Mate 20 Pro、OPPO R17 Pro、vivo NEX和一加6T等。

光域屏幕指紋解鎖

從過(guò)往的技術(shù)來(lái)看，已商用的光學(xué)屏幕指紋解鎖分為兩代，第一代就是基于CMOS傳感器的小孔陣列準(zhǔn)直方案。就是來(lái)自指紋的光線會(huì)通過(guò)蓋板玻璃、OLED屏幕層直接進(jìn)入準(zhǔn)直層，并過(guò)濾掉折射和散射光線，到達(dá)感光元件的光線便是準(zhǔn)直光，從而得到清晰的指紋圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)識(shí)別指紋。

第二代則是現(xiàn)時(shí)主流的鏡頭式方案。這一方案原理是在屏幕下面裝一個(gè)攝像頭，通過(guò)給手指指紋拍照的方式來(lái)最終進(jìn)行記錄和比對(duì)指紋信息。

了解了原理之后，這兩代方案相比起來(lái)的話，要想實(shí)現(xiàn)光域屏幕指紋解鎖的難度就可想而知了。

如果要擴(kuò)大指紋識(shí)別區(qū)域的話，就需要相應(yīng)擴(kuò)大指紋傳感器的面積，因?yàn)閮煽罘桨妇腔贑MOS傳感器，如果要做成一大片區(qū)域，甚至是全屏識(shí)別的話，那么則需要要面積非常大的傳感器，而一塊晶圓全畫幅面積的傳感器，再加上制造的話成本就已經(jīng)需要300-400美金，如果要做滿一塊屏幕的話，則至少需要3個(gè)以上全畫幅傳感器，那么成本有多貴就可想而知了。

因此，OPPO在基于前兩種方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，可在擴(kuò)大指紋識(shí)別面積的同時(shí)又能夠控制好成本。光域屏幕指紋新方案與第一代方案是十分類似，但是將原來(lái)的傳感器換成了TFT（膜光學(xué)指紋傳感器技術(shù)），這樣就可以告別昂貴的晶圓傳感器，可以將屏幕指紋識(shí)別面積做得更大。

總結(jié)

除了OPPO在年初發(fā)布的光域屏幕指紋解鎖技術(shù)指紋，另一家國(guó)內(nèi)廠商小米之前則展示了更厲害的全屏幕指紋技術(shù)，據(jù)悉這是小米研發(fā)人員花了大半年時(shí)間，攻克的全屏幕指紋和一鍵指紋錄入兩個(gè)核心技術(shù)。

從曝光的視頻來(lái)看，該技術(shù)演示的效果十分出色，可以支持更大區(qū)域的指紋錄入、解鎖等操作。相信小米的這個(gè)技術(shù)應(yīng)該和OPPO一樣是使用了相同的技術(shù)原理，區(qū)別只是不同廠商之間對(duì)功能的定義及調(diào)校。

在2019年，在屏幕解鎖方面相信還有可能還會(huì)繼續(xù)爆出不少黑科技，而未來(lái)大面積以及全屏指紋解鎖也是今后發(fā)展的潮流。