指纹解锁的形式有很多，有侧边指纹、后置指纹、前置指纹、屏下指纹等。指纹解锁的原理目前分别三大类，分别为电容式、光学式以及超声波式。其中侧边指纹、后置指纹、前置指纹都采用的是电容式，而屏下指纹采用的是光学式或超声波式。
侧边指纹的机型在未来依旧能占据半壁江山，而屏下指纹发展也相当迅速。本文简单的讲讲他们之间的原理和差别。
侧边指纹主要利用了电容式指纹解锁，它是一种通过测量指纹凹陷处与指纹图案的电容变化来识别指纹的技术。
电容式指纹解锁的原理是：
电容式指纹解锁的优点是解锁速度相对快，比起下面要讲到的光学式屏下指纹，安全性更高，因为理论上光学式屏下指纹用一张图像就能破解，而电容式指纹解锁能避免这个问题。
当然各个厂家的电容式指纹解锁也是有区别别的，使用的微型电容器越多，指纹的精度越高，成本也就越高，解锁速度也就越快。这也是部分厂家电容式指纹解锁失败率高的原因之一。
电容式指纹的缺点在于容易误触，经常掏出手机发现指纹验证失败请输入密码解锁的提示。侧边指纹也会导致手机的边框变厚，影响整体的屏占比。
屏下指纹能够给用户带来更大的屏幕占比，但屏下指纹的模组都需要放置到屏幕下方，而部分指纹模组的厚度相对比较大，一旦设备发生以外跌落，容易对屏幕上对应的区域造成冲击，导致屏幕受损。当然这并不妨碍屏下指纹的发展和推广。
光学式指纹解锁是最早的屏下指纹技术，又分为短焦式指纹解锁（下称短焦指纹）和超薄式指纹解锁（下称超薄指纹）。
光学式指纹解锁的原理是：
当手指扣在屏幕上时会非常暗，此时光学扫描仪会整合LED阵列作为闪光灯进行补光，所以在用光学指纹解锁的时候，会看到屏幕闪一下。这也是在黑暗中贴脸指纹解锁手机会亮瞎眼的原因。
当然光学式指纹解锁的图像传感器捕捉到的图像的对比度比普通相机拍的图像要高得多。当图像分辨率越高，传感器就能更精确的辨别指纹的更多细节，解锁也就越安全。
光学式屏下指纹的主要缺点是安全性差。由于该解锁技术只捕捉2D图像，假手指或者高质量高对比度的图片都可以轻松的完成屏幕解锁。目前手机行业常用一种混合解决方案：采用电容式+光学式混合的技术。解锁的时候使用光学指纹数据+电容感应来检测真实的手指。
超声波式指纹解锁的实质和海底的声呐探测非常相似。早在2016年左右，第二代的超声波式指纹解锁技术——3D超声波式指纹解锁出现。
3D超声波式指纹的原理是：
因此即使是用户湿着手或手上有油，也能成功解锁屏幕。
当然在首次录入指纹的时候，通常比之后每次解锁的时间更长，因为首次录入的时候需要捕获额外的手指深度数据来构建详细的3D指纹模型。但这也比录入光学式屏下指纹和电容式指纹要快很多，因为他们俩都是2D结构的，在首次构建的时候需要从中心到边缘的全覆盖，所以需要用户反复的按手指。
3D超声波式指纹解锁优点是：这种类型的技术可以隐藏在显示器下方（区别于电容式指纹解锁），并且在使用时不需要点亮屏幕（区别于光学式指纹解锁）。并且这种解锁方式是目前位置最安全的解锁方式。
3D超声波式指纹解锁目前已经克服了手机屏幕盖板或钢化膜太厚导致的验证指纹失败的问题，主要的缺点就是成本贵。目前中低端手机还还没有搭载这个技术。
目前主流的光学指纹都是基于OLED屏的，LCD屏幕由于背光光源的存在，若采用可见光来实现屏下光学指纹识别，会面临穿透性差以及背光干扰的问题。
那么LCD屏和光学屏下指纹就真的无缘了吗？并不是。
举一个解决方案的例子：
这样一来，就解决了LCD屏幕穿透性差与背光干扰的问题。当手指按压显示面板上方的盖板，红外光源发射的指纹识别光线就能经过手指反射，将指纹信息传回指纹传感器。
这么做也引入了新的问题，红外光对人体的危害怎么解决？这也可能是这个技术依然停留在理论没有量产的原因之一。
其实解决LCD屏+光学屏下指纹的意义在于降低成本，并能在千元机上推广普及屏下指纹，让更多人感受到科技带来的快乐！希望早点普及。
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