2018年，手机行业进入了寒冬，中国手机销量同比下滑超过10%，全球智能手机行业销量首次出现下滑。进入2019年，手机厂商纷纷拿出了压箱底的技术，区域屏幕指纹识别就是其中之一。vivo、OPPO和小米均展示了自家的区域屏幕指纹识别技术，这项技术是如何实现的呢？相较于目前的屏下指纹识别方案又有什么优劣？

上次《屏下光学指纹识别方案介绍和展望 》[作者:刘延 ] 我们提到，关于APEX 2018上面那块区域屏幕指纹识别，如果使用晶圆，其价格将会是普通消费者无法承受的。于是我斗胆猜测，APEX 2018采用了 TFT 方案。

小米展示大区域指纹解锁 - 图片来自互联网

OPPO展示区域指纹解锁 - 图片来自互联网

因此，进入公历2019年后，小米和OPPO不约而同的公布了自家最新的屏下指纹识别技术。小米林斌称这项技术可以实现：

1) 一键录入：只要做一次指纹录入就能做屏幕指纹解锁，而不需要反复录入多次。

2) 大范围盲解：屏幕指纹解锁面积高达25mm x 50.2mm，比市场上的主流手机FOD解锁面积大很多倍，基本不用看屏幕就能解锁。

OPPO的演示上则表示，这项光域屏幕指纹技术能再次革新生物识别体验，其核心点在于：“黄金识别区域”——15倍于目前主流光学方案，黑屏盲操作、光域加密和双指识别。

OPPO称之为光域屏幕指纹，小米暂时没给这项技术命名。虽然叫法不同，但从两家的演示视频上来看，两家所采用的技术方案是相近的。解决的痛点也是类似的，即目前的屏幕指纹方案识别区域偏小的问题。

vivo APEX2019区域指纹解锁 - 图片来自互联网

屏下指纹识别的先驱——vivo，在APEX 2018上展示的区域屏幕指纹识别区域就已经达到了50mm*50mm，而在最新的概念机APEX 2019上，展示了全屏幕指纹识别技术。vivo称，这项技术是业内首次采用几乎覆盖整个屏幕的全尺寸指纹传感器，实现在屏幕任意位置单指、双指自由解锁。

根据供应链消息，vivo，OPPO，小米三家厂商的方案均采用的是OXI箩箕的屏下指纹方案。

区域指纹识别技术的原理

这项技术是如何实现的呢？ 我们又得去翻翻专利柜了，原理上，TFT方案与我们之前介绍过的初代屏下指纹方案类似。同样是收集光线，不过传感器从半导体，变成了非晶硅 TFT 感光面板。

OXI箩箕的屏下区域指纹专利图示

OXI箩箕的屏下区域指纹专利图示

根据箩箕公布的专利，上图是采用非晶硅 TFT 图像传感器采集指纹的示意图，所述非晶硅 TFT 图像传感 器包括非晶硅 TFT 感光面板 21 和读取电路 22。进行指纹采集时，手指 23 贴附于所述非晶 硅 TFT 感光面板 21，光源发出的光照射在手指 23 上。手指 23 接受入射光线的照射，并将 入射光线反射出来，反射光线进入所述非晶硅 TFT 感光面板 21。所述非晶硅 TFT 感光面板 21 感知反射光线的强度分布，所述反射光线的强度分布被所述读取电路 22 读取，最终获得 有效的指纹图像。

箩箕的专利中，同样也提到了准直层的存在，这层准直层是一层光纤面板。光纤面板是由大量 光纤规则排列而形成，因此具有数值孔径大、级间耦合损失小、分辨率高、光学零厚度等特点，能够无失真地传递高清晰图像。所以采用光纤面板作为所述上盖板，能够使所述指纹成 像模组中，透射所述上盖板的光线受到所述光纤面板的准直作用，从而达到提高所述指纹 成像模组成像质量的目的。这项技术优点不言而喻：大。

上篇文章中《屏下光学指纹识别方案介绍和展望 》[作者:刘延 ] ，我们提到：

但是，如果采用TFT方案就不一样了。根据某些不那么可信渠道的报道，APEX上那个半屏屏下指纹识别技术来自上海箩箕。目前采用TFT方案的，主要为日本的JDI和中国的上海箩箕。根据上海箩箕的说明，TFT方案（薄膜光学指纹传感器技术）技术原理为：

1. 指纹信息经由盖板玻璃反射后被像素的光敏器件获取，光子转换为电信号后通过特殊设计的16位模拟/数字电路进行数据分析，再由图像处理技术处理后输出清晰完整的指纹图像。

这种技术成本更低，理论上说，只需要液晶面板生产线就能生产，无需硅晶圆。不仅能解决产能问题，还能解决成本问题。

TFT制程最高可以实现小于5um的间隙制程，可以满足指纹所需，因此所以用面板产线完全可以实现，同时面板产线只需要4道光罩，大幅少于硅基的25-30道，实现一定的wafer成本优势。

根据2017年孙昌旭对箩箕技术CEO顾铁的采访，OXi的光学指纹传感器，正是基于天马的4.5代TFT产线上生产的。

这项技术另一个优点是透明。 箩箕技术的专利中显示，TFT方案可以采用透明基板。如此一来，透明的传感器可以贴合于显示屏幕和保护玻璃之间，相对于在显示屏幕下方的方案来说，可大大提升图像质量。因此便有了小米的一键录入，即只要做一次指纹录入就能做屏幕指纹解锁，而不需要反复录入多次。

当然，这块传感器不一定非要在屏幕上方，从APEX 2019的宣传视频上来看，传感器被置于屏幕下方。个人猜测，这种做法更多是出于全面屏的美观考量。

那么，这项技术这么好，缺点在哪？贵。这里的贵，一方面体现在物料成本上。根据东吴电子数据，基于TFT方案的区域屏下指纹方案，其物料成本数倍于目前屏下指纹的镜头方案，以展示的25*45mm为例，预计芯片成本20多美元。

另一方面是良率。由于贴合良率问题，目前区域屏下指纹识别模组价格又数倍于其物料成本。传感器、准直层和屏幕需要通过光学胶粘在一起。但是光学胶固化后，三者很难再分离。一旦有其中一个步骤没有粘贴好，或者有一个结构本身有问题，就可能导致两个结构或者三个结构全部报废。例如等到贴合完成之后，才发现准直层或者指纹传感器存在损坏和故障，就很可能导致OLED面板一起报废。而OLED显示面板成本较高，因此贴合良率将从极大程度上影响区域屏下指纹识别成本。 同样根据东吴电子数据，以展示的25*45mm为例，考虑到贴合良率，模组成本将上升至60美元。

vivo APEX2019智能手机

无论是大面积屏幕指纹识别，还是全屏幕指纹识别，其成本均大大高于现有所有指纹方案。因此，无论哪家厂商量产，不仅是对技术实力的考验，更是对品牌价值和信仰的考验，希望未来还会有更多的“黑科技”出现。

• 本文的相关书签：
  指纹识别 屏下指纹 TFT 智能手机 生物认证 Android vivo APEX 数码设备 移动数码 智能手机 数码终端 技术