电容对超声波，谁能解决指纹识别传感器三大尴尬点？

　　在刚刚过去不久的小米秋季发布会上，首款搭载超声波指纹传感器的小米5s亮相，这款产品的出现也标志着当前的手机指纹识别功能出现了新的方向。

　　这种技术与电容屏的原理接近，目前大多数手机厂商采用的指纹识别传感器都为被动式，模组更轻功耗更低，在手指按在芯片表面时，指纹的波峰波谷对芯片内部电容上下电极电荷分配的比例影响程度来对指纹进行重现指纹……

　　其实这项技术并不年轻，尽管它是由高通在2015年的MWC世界通讯大会上引入了移动通讯领域，但它早已在政府等部门的指纹扫描器上有所应用，不过即使是这样，能将该传感器置入手机中也是行业中值得记录的一件事。

　　电容式与超声波式指纹

　　电容式指纹识别也就是我们现在司空见惯的手机指纹识别传感器了，虽然它同样很早就在手机上出现（摩托罗拉Atrix 4G），但是真正在识别准确率、易用性上做好并引领潮流的自然要数苹果iPhone 5s上出现的Touch ID了。

　　

　　iPhone 5s的Touch ID曾引领潮流（图片来自网络）

　　这种技术与电容屏的原理接近，目前大多数手机厂商采用的指纹识别传感器都为被动式，模组更轻功耗更低，在手指按在芯片表面时，指纹的波峰波谷对芯片内部电容上下电极电荷分配的比例影响程度来对指纹进行重现指纹，目前比较主流的指纹识别传感器供应商包括FPC、Synaptics、Authentec以及国内的汇顶等。

　　

　　华为P9的后置式电容指纹传感器（图片来自网络）

　　电容式指纹识别在手机上的优势在于发展至今已经有成熟的技术积累，目前各家厂商在指纹识别速度、准确度上均比iPhone 5s时期要优秀了很多，各家厂商的指纹识别速度都控制在了0.5秒以内，甚至vivo、OPPO、Moto、华为等厂商在其新品中将指纹识别速度提升至了0.1秒左右，并且拥有丰富的诸如拍照、支付、滑动操作等功能，所以说电容式指纹识别技术整体来看已经相当出色，不过它的缺点主要就在于需要在面板上打孔才能实现功能，并且沾水后影响识别率。

　　并不年轻的超声波指纹识别

　　而超声波指纹识别则在原理方面与电容式有所区别，它是利用超声波可轻易穿透多种材质的能力，随着材料不同产生大小不同的回波，从而利用指纹的嵴与峪甚至汗毛孔对超声波的不同反馈对指纹进行识别，简单来说就是可以清晰记录指纹的3D纹理，而不是电容式指纹传感器的2D纹理，所以在精度上要更优秀，甚至可以渗透到皮肤表面下识别出指纹的3D细节与特征。

　　

　　乐Max2为超声波指纹识别传感器（图片来自网络）

　　不过前面我们也已经提到，它的技术其实早在实验室中实现，并在部分政府、军事项目中运用，而高通是主要的商业推动者，在去年就推出了骁龙 SenseID 指纹识别技术，包括骁龙处理器本体、超声波传感器和加密芯片三个模块，小米其实也并非是第一个将这项技术运用到手机中的厂商，今年四月份的乐视乐Max 2采用的就是超声波指纹识别技术，不过并非无孔式设计，在识别速度与精度上也并未体现出它的优势所在，但敢于尝试新技术并运用到产品的厂商依然值得肯定。

　　小米无孔式超声波指纹的优与劣

　　小米推出的“无孔式”超声波指纹识别与乐视乐Max 2的最大区别就在于，它切实的利用了超声波指纹可以穿透玻璃、蓝宝石、塑料的特性，将传统电容式指纹识别容易藏污纳垢的开孔取消，直接将手指放置在玻璃上就可以使用它的指纹识别功能，并克服电容式遇水、油、污垢后识别不精准的问题，而小米5s不开孔的设计也就是为了可以更好的支持湿手解锁并避免水分进入手机。

　　

　　小米5s的无孔式超声波指纹识别（图片来自小米官网）

　　不过，尽管超声波指纹可以使得操控处的玻璃做成平面，不过为了使用方便，小米5s依然做成了凹槽型，从日常的使用体验来看与普通电容式指纹识别传感器区别不大（与指纹键无法按下去的一加3很相似），但由于技术还不够成熟，小米5s在多家媒体的测试中显示它的指纹速度、精度甚至不如小米采用瑞典FPC电容式方案的小米5出色，并且在湿手解锁方面也并未有明显优势，笔者推测是由于发射超声波需要较大功耗，小米5s的该模块并非时刻在线，只有在使用时才即时唤醒，所以导致了速度不够理想的问题。

　　

　　超声波指纹可识别3D特征（图片来自小米官网）

　　从业内人士的评价来看，小米5s采用的无孔式超声波指纹识别虽然是高通主推、蓝思科技帮助实现的技术，但完成堆叠技术、ID和软件方面的调试对于小米来说就并非易事，可见该项技术仍有不少难题需要攻克，小米CEO雷军也在发布会上表示小米在2014年就已立项超声波指纹项目，直到发布会三月前才解决了功耗和误触的问题。对于普通消费者来说，其实目前还没有必要为了该技术而更换手机，你的电容式指纹依然是目前最完善和实用的指纹技术。

　　超声波指纹是未来趋势？

　　那么超声波指纹识别传感器是否是未来手机行业的趋势？其实从需求出发的话，当前的指纹识别传感器拥有主要几点尴尬：1，湿手解锁不完善，体验不够全面;2，无论前置指纹还是后置指纹，都需要开孔;3，影响手机设计的灵活性。

　　从这个角度讲，随着超声波技术的发展，前两点问题都有望得到好的解决。不过除了它之外，今年初Fingerprint Cards 曾推出了新的指纹识别传感器FPC 1268，可以安装在智能手机的保护玻璃下方，同样无需开孔;Synaptics的under-glass指纹传感器则可以直接集成在面板中，也达到了无需开孔的目的;国产厂商汇顶的IFS指纹识别与触控一体化技术将指纹传感器隐藏于TP面板之下，也异曲同工。

　　

　　无按键的iPhone 8可能真的会来（图片来自网络）

　　此外，苹果自家的指纹识别技术公司曾被曝光将推出一种可以在屏幕处任意部位使用指纹识别的新技术专利，将整个屏幕作为“按键”，它的原理似乎与超声波指纹接近，但目前还仍待进一步了解，据称明年的十周年iPhone将迎来外观设计的大变革，如果采用该项指纹技术的话，那么很可能是促进iPhone新设计的重要推动力。

　　超声波指纹技术尽管在当前的小米5s与乐Max 2上并未有惊艳表现，但它所带来的优势其实是与人们的需求相关的，无论是哪种技术都指向了更美观、易用、快速发展方向，对于消费者来说，他们更关心的其实也是技术所实现的效果而并非技术本身，所以超声波指纹识别一定是趋势，但并非是唯一，一切依然要以用户体验为基础才是技术发展的原动力。