同样是屏下指纹 三星所用的超声波技术有何不同？

近日，三星正式发布了年度旗舰手机Galaxy S10系列，其中S10和S10＋均采用了高通的新一代超声波屏下指纹技术，那么具体体验如何呢？

国外媒体The Verge在现场上手体验了S10的超声波屏下指纹之后表示，整个指纹识别速度非常快，而且用户只需要将手指放在屏幕的三分之一下方任意位置，就能实现快速解锁。即使在手机表面很脏的情况下，它依然能够准确识别。

另外，在解锁过程中，三星为其设计了非常漂亮的解锁动画。即使屏幕关闭状态，用户也可以使用指纹传感器，但是Galaxy S10不会立即从黑屏到主屏幕：显示屏会逐渐打开，然后让解锁过程显得有点魔幻效果。外媒认为使用延迟动画解锁手机是个好事情，而且当这种延迟一致且可靠的时候，就会形成一种良好的节奏习惯。

相对于光学屏下指纹来说，超声波屏下指纹具有较强的抗干扰性，即使手指上有水渍、油渍、污渍对其影响也较小。而且超声波能够取得3D指纹，可以支持活体检测。另外在指纹识别时，超声波指纹识别不需要像光学屏下指纹那样，需要借助屏幕的光线，而且外界强光对其也没有影响。

不过，需要注意的是超声波的信号能够穿透的介质的厚度是有限的。比如，高通的新的超声波屏下指纹技术可以穿透800微米的玻璃，525μm的金属，也可以穿透1300μm的OLED屏。而目前柔性OLED屏的厚度最薄可以缩减到100－200μm，玻璃盖板可以做到500μm左右，这也使得其可以实现屏下指纹识别。

但是，如果在手机屏上再加上一层贴膜，则意味着超声波信号需要穿透额外的贴膜的几百μm厚度才能识别指纹。即使超声波的信号能够穿透到达指纹，也会对指纹图像的质量产生干扰。

对此，三星官方也表示，S10系列的超声波屏下指纹可以贴较薄的传统贴膜，但是，不兼容钢化贴膜。因为钢化贴膜的厚度一般都有300－400μm，贴上之后，屏下超声波的信号可能无法穿透。

其实，最早在2015年的MWC大会上，高通就正式推出了移动行业首个超声波屏幕3D指纹技术解决方案，即Qualcomm Snapdragon Sense ID 3D指纹技术。

搭载高通超声波屏幕指纹技术的手机，看起来和一加6T、华为Mate 20所采用的屏下指纹识别技术方案十分相似。但其实技术上有本质性的差异。

屏下指纹技术目前主要有三类，分别是电容式指纹识别、光学式指纹识别、超声波指纹识别技术。前两者技术发展较为成熟，也应用在很多厂商的终端产品中。其中，光学式指纹识别技术在国产终端中占据很大比例，应用最为广泛。

超声波指纹识别技术与光学式指纹识别均是应用指纹识别解锁屏幕，操作过程看起来相似。那么，究竟两种技术有什么样的区别，怎样区分哪款手机应用的是超声波指纹识别技术，哪款手机应用的是常规方案光学式指纹识别技术？

超声波指纹识别技术的概念

首先，需要了解超声波指纹识别技术究竟是什么？和医院B超的超声波类似，“3D声波传感器”技术的作用原理是皮肤对声波的反射。无论夜晚还是白天，声波均可以穿过皮肤上的水、乳液、油脂捕捉到皮肤表面的细节。

高通表示，超声波指纹识别技术比目前广泛应用于手机的光学指纹识别传感器更加安全、更为迅速。这是因为超声波传感器通过对用户皮肤的凹凸纹理进行3D信息捕捉，相比之下，光学指纹识别不是通过声波，而是用光学进行信息捕捉，只能获得二维图像信息。

在手机屏幕上嵌入指纹传感器是终端设计的热门趋势之一，因为该技术不会占用手机表面上的任何空间。而且与嵌入手机电源按钮以及后壳上的传感器相比，需要的技术探索更少。这种设计很好的配合了全面屏手机，且几乎看不到任何边框。
2018年12月，高通在夏威夷举办的年度技术峰会上，高通公司移动技术副总裁Alex Katouzian表示，“安全和生物识别技术已经融入到移动平台中，这是指纹识别技术未来的发展方向。”

高通公司开发的3D声波指纹传感器通过声波“读取”指纹，并解锁手机。从目前的趋势来看，一般指纹传感器嵌入显示屏幕的下方位置，以方便用户将手指或者拇指放在屏幕中央时来解锁手机。因而，它也被称为屏幕指纹读取器，这种类型的传感器也可以内置于设备的主要关键按钮上。

超声波传感器集成在手机显示屏多个层中的一个层中，当用户将手指放置于目标区域时，即正在触摸手机显示屏玻璃时。用户的皮肤将会发射出微小的电脉冲，激活传感器，使其识别解锁手机。当手机在非工作时段黑屏时，用户可以通过手指轻推手机屏幕，唤醒超声波指纹识别。

近几年，随着生物识别技术在金融、安防等领域的蓬勃发展，生物识别的安全性也备受关注。一旦，用户端对生物识别的安全性要求提升时，超声波技术和其他指纹识别技术，特别是光学式指纹识别技术的优缺点，就显现出来了。

超声波指纹与光学和电容式指纹识别技术差异

目前国内终端厂商华为、vivo、OPPO等均采用的是光学式指纹识别技术。该技术是将光线反射到用户的手指上，然后再反射回传感器上。传感器将用户的指纹信息读数绘制成二维的图像，所以基本上就是用户指纹“脊”和“谷”的形状“照片”。

专家曾经表示，光学式指纹识别的工作原理决定了，很容易被照片、高仿指纹（比如，AI绘制的假指纹）所欺骗。高通声称，其超声波指纹传感器的功能足以扫描、读取到用户指纹4毫米的深度信息，达到所谓的孔隙水平。

电容式指纹的原理是，当用户将手指按压在手机背面、侧面或者正面的按键时，指纹将会被电容式传感器所捕获。在手机触摸屏上，手指将会释放出微量的电荷，让手机显示屏幕准确地感知手指触摸的位置。电容器通过扫描仪测量电荷，然后将电荷图案与注册时的手指指纹信息进行匹配，检测指纹“脊”的位置。

不管是什么原因，也不管未来是哪种生物识别技术当道。正如高通宣传所言，超声波指纹识别技术安全性更高，那么，未来该技术将会在终端产品中持续几代。