(一)技术发展历程

1,光学屏下发展历程

2017年,vivo通过一款由Xplay6改装的技术展示机,首发了和高通合作的“超声波屏下指纹识别”技术。但由于当时技术限制,距离技术成熟和量产商用还有很大一段距离。

2018年初的CES展会上,vivo发布了第一款可量产的屏幕指纹识别手机——X20 Plus屏幕指纹版(后面于二月初正式上市),不过这次采用的是Synaptics光电指纹识别方案。

这个技术具体来说,就是将图像传感器与屏幕玻璃基板(集成滤波片)组装在一起,并在传感器上沉积准直器层(将杂乱的散射光转变为平行光),这便是“准直器方案”的鼻祖。

不过,蓝厂并没有停止技术革新的脚步。在2018年二月尾的MWC大会上,其所展示的APEX概念机带来了另一项“黑科技”——半屏指纹解锁技术(探索类技术,后面并未量产)。

同时,蓝厂开始紧锣密鼓地量产第二代准直器指纹方案——精确度提升50%的同时解锁速度也提升了10%!最终,这项技术在三月尾上市的X21屏幕指纹版上正式商用。

同年六月份,蓝厂的第三代屏幕指纹技术(透镜式,即短焦方案鼻祖)随着全新旗舰NEX的问世来到了世人面前。这次不仅精确度再次提升50%,还达到了支付级别!

2018年九月份,蓝厂的X23携第四代屏幕指纹技术(或称第二代短焦)闪耀登场!这次的短焦摄像头利用f/1.5超大光圈,结合大尺寸传感器,极大提升了指纹图像的质量和识别率!

在这年的十二月尾,蓝厂依然没有闲着,赶在元旦之前发布了搭载第五代屏幕指纹技术(第三代短焦)的NEX双屏版——在一年时间内密集更新了五代屏下指纹技术也是没谁了!

具体技术细节为,短焦镜头升级为3P结构,这样可以更快获得精准的指纹图像;同时联合高通共同研发,在SoC上开辟指纹处理专区,通过DSP级优化让解锁速度再获突破!

2,超薄屏下诞生

2019年十一月份发布的小米CC9 Pro,全球首发了超薄屏下指纹技术,这个技术完美结合了准直器方案和透镜式方案的优点,可谓是光学指纹技术的最优方案。

具体技术原理为,采用了全新的“微透镜+微准直”技术——在每个准直孔的上方都集成了微镜头,当光线进入微准直孔后,其它方向的干扰光线会被这些微孔过滤掉。

也就是说,其既能像透镜式那样获得足够丰富的光学指纹信息(进光量充足),又能通过通过微准直孔的设计获得信噪比高、图像清晰的指纹信息(抗光线干扰)。

此外,超薄屏下指纹模组顾名思义,就是模组整体非常薄,可以做到和屏幕“融为一体”,这样就能直接压在电池和屏幕之间,也就是说这个方案并没有位置限定。

所以,这就是为什么超薄屏下指纹的解锁位置那么科学之根本原因——位置随便定那厂家肯定放置在单手握持解锁时的最优位置了,这个就是准直器方案和短焦方案做不到的事情。

既然超薄屏下指纹有这么多的优势,那为什么没有替代短焦方案呢?根本原因还是成本高太多了,所以一般超薄屏下指纹技术只有旗舰机才会搭载。

3,超声波屏下发展历程

超声波屏下指纹的量产商用,还得归功于2019年二月份发布的三星S10系列。不过,其超声波屏下模组过于靠下,以及解锁速度不够快这两个缺点,非常影响实际体验。

不过,从Note10系列开始,指纹模组的位置已经上移了,模组面积也增大了一点。到了Note20系列,则继续增大了指纹模组面积,但依然是细长条状。

2021年一月份,三星S21系列携第二代高通超声波屏下指纹技术问世,这次不仅提高了处理速度,指纹模组的面积还得到了“史诗级”增大——解锁速度也随之大幅提升!

也就是说,经过三星几年的摸索,超声波屏下指纹技术终于成熟了!于是,有“珠海小三星”之称的魅族迅速跟进,在2021年三月份发布了搭载超声波屏下指纹技术的魅族18系列。

魅族18系列直接一步到位,将类似于三星S21的超声波屏下指纹模组用上(S21 Ultra的指纹模组面积更大,但魅族没舍得用),实际体验非常好,“小三星”果然不是盖的......

不过,魅族毕竟是小厂,只能捡现成的方案。作为超声波屏下指纹的开拓者,且为大厂的vivo,在这事上自然不能和魅族一样搞省心方案,蓝厂有自己的野心。

2021年八月份,iQOO8 Pro发布,一同问世的,还有蓝厂所谓的“超声波3D广域指纹技术”。这个技术并非名字唬人那么简单,而是一种革命性的指纹解锁方案。

这个技术的特点有两个,首先就是解锁面积超级大,这直接和指纹模组的面积相挂钩(远远大于三星的);另外就是“一次录入”即可的便捷体验,用过之后基本就离不开了。

当然,其它超声波屏下指纹的优点其皆具备,例如最基本的湿手解锁和特别舒服的解锁位置,以及暗光场景的护眼解锁——不会像光学指纹解锁一样有“亮瞎眼”的强光刺激。


(二)行业现状

1,短焦方案

以去年高通旗舰芯骁龙8 Gen2发布之后为时间起点,看看从那之后发布的主流旗舰手机中(不含折叠屏),有哪些机型使用了短焦指纹方案。

首先,就是蓝厂的X90和X90 Pro,标准版用短焦就算了,Pro版还用短焦就说不过去了。就算上不了超大杯的广域超声波,弄个超薄也是理所应当的。

接下来的小米13和iQOO11,也都是短焦指纹。不过这些都是标准版,也就没什么好说的了。

但是,后面的荣耀Magic5系列和华为P60系列就是全系短焦指纹了。就算标准版不说,其它版本用短焦指纹就真的是说不过去了。

例如荣耀Magic5 Pro和Magic5至臻版,以及华为P60 Pro和P60 Art,都这么贵的手机,用短焦指纹实在有点过分。

不过荣耀那边的两个版本有3D人脸识别作为补充,所以这波华为属实是不够厚道了(P60的性价比在衬托之下显得更高了)。

2,超薄方案

首先自然就是小米13 Pro了,这款机型虽然相较于小米13没啥优势,如今又被老大哥小米13 Ultra(这款也是超薄方案)狠狠背刺了一把,但整体素质比蓝厂的X90 Pro明显更好。

接下来就是“开年旗舰”一加11了,这款机型其实性价比非常高(喇叭和马达素质极高),只不过由于屏幕没有高频PWM调光所以被群嘲为“瞎眼屏”,实际上屏幕素质是不差的。

至于后面的绿厂Find X6系列,竟然能在标准版旗舰上用超薄方案,优良传统总算是没丢(在Find X2和X5那时候就已经有了,所以友商们赶紧跟进一下吧)!

3,超声波方案

这个方案首先要说的肯定是蓝厂,毕竟在这方面做得最好的就是他家了。第一个毫无疑问就是超大杯X90 Pro+,半年过去各家影像旗舰基本都发布完了,其影像实力依然特别能打!

下一个就是iQOO 11 Pro,这也是该机能撑得起高溢价的一大重要因素。毕竟,这是现在体验蓝厂家超声波3D广域指纹识别“最便宜”的方案了(搭载8 Gen2的情况下)。

至于三星的S23系列,指纹模组的面积较S21系列完全没变,可见蓝厂这方面优势是真的大。真正的三星都这样了,那么作为“珠海小三星”的魅族20系列,自然也是和以前一样。


总结:

目前在屏下指纹识别领域,超声波指纹识别依然是最顶级的方案。但是居高不下的成本依然是其难以普及的最大因素,毕竟现在就连超薄方案成本都那么高了,更别说超声波方案。

优势方面,除了湿手解锁(技术原理决定的)之外,还有无光解锁(反射的是不可见超声波而非可见光),而且指纹位置又合理——这个优点超薄方案可比拟但其它优点却不行!

关键这个方案还能通过超声波的反射来录取指纹的3D信息(包括指纹脊线和汗毛孔等),这比光学方案所录取的2D指纹图像安全太多了!各家影像也卷得差不多了,接下来多卷卷指纹吧!