光域屏幕指紋解鎖技術詳解

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

當時在溝通會中，OPPO表示了這項技術是能夠突破現(xiàn)時非常有限的屏幕指紋識別面積，可以將屏幕指紋的黃金識別區(qū)域提升到主流光學方案的15倍，支持獨特的“黑屏盲操作”、“光域加密”等功能。

另一方面這項技術的優(yōu)勢在于可提高指紋識別面積、識別精準度、雙指識別提高了安全性、黑屏下直接解鎖更為節(jié)能。那么OPPO的這項光域屏幕指紋解鎖它的原理是什么呢？接下來就為大家?guī)磉@項技術的解析。

主流指紋解鎖技術解析

要了解這項技術的技術原理，就離不開最初出現(xiàn)的屏幕指紋解鎖技術，因為光域屏幕指紋也是基于最初的屏幕指紋方案升級而來的。

屏幕指紋技術的應用是由國內手機廠商vivo最先推出，在上海MWC 2017及CES 2018上已經(jīng)先后展示過，并且這個方案也是現(xiàn)時主流廠商使用的方案。

要實現(xiàn)屏幕指紋識別及解鎖，必須要通過三個步驟，分別是指紋的錄入、指紋辨認識別及錄入指紋信息的匹配。辨認指紋的話，現(xiàn)時業(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。

電容式指紋識別需要手指真實接觸傳感器才能實現(xiàn)，因此無法用于屏幕指紋識別上，所以這個識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進行指紋信息的匹對。vivo也曾聯(lián)合指紋供應商心思經(jīng)展示過這個技術，但由于這項技術應用還沒完全成熟，技術難度也相對較高，因此后來便沒有普及應用。

最后就是光電反射方案了。這個方案的原理是利用屏幕自身發(fā)光來照亮手指上的指紋進行成像，然后透過OLED屏幕的小孔傳送到屏幕下方的光學傳感器來進行指紋比對識別，達到解鎖手機的目的。

這個方案主要利用光天生穿透性強的優(yōu)勢，所以更適合用來做屏幕指紋，而且光學方案從技術上來說更加成熟，例如上班的指紋打卡器、辦簽證時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上的話技術成本會低很多。

另一方面，現(xiàn)時國內主流的光學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商已經(jīng)具備很好的量產性。

其中匯頂在屏下光學指紋識別方面的市場先發(fā)優(yōu)勢，配合本土化服務的成本優(yōu)勢，在屏下光學指紋識別競爭中會十分有優(yōu)勢，對于出海的機型，廠商會主要選擇新思的屏下光學指紋識別技術，而面向中國市場的高端智能手機機型，一般都會選擇配備匯頂?shù)钠料鹿鈱W指紋識別技術。

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

光域屏幕指紋解鎖

從過往的技術來看，已商用的光學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直方案。就是來自指紋的光線會通過蓋板玻璃、OLED屏幕層直接進入準直層，并過濾掉折射和散射光線，到達感光元件的光線便是準直光，從而得到清晰的指紋圖像來實現(xiàn)識別指紋。

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

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

如果要擴大指紋識別區(qū)域的話，就需要相應擴大指紋傳感器的面積，因為兩款方案均是基于CMOS傳感器，如果要做成一大片區(qū)域，甚至是全屏識別的話，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上進行了改進，可在擴大指紋識別面積的同時又能夠控制好成本。光域屏幕指紋新方案與第一代方案是十分類似，但是將原來的傳感器換成了TFT（膜光學指紋傳感器技術），這樣就可以告別昂貴的晶圓傳感器，可以將屏幕指紋識別面積做得更大。

總結

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

從曝光的視頻來看，該技術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。相信小米的這個技術應該和OPPO一樣是使用了相同的技術原理，區(qū)別只是不同廠商之間對功能的定義及調校。

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