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iQO屏幕指纹技术原理是什么?

iQOO 作为 vivo 旗下的子品牌,其屏幕指纹技术主要来源于 vivo 的研发成果。 目前主流的屏幕指纹技术主要分为两大类:光学屏下指纹超声波屏下指纹,iQOO 旗下的绝大多数机型采用的是更主流、成本效益更高的 光学屏下指纹 技术。

iQO屏幕指纹技术原理是什么?-图1
(图片来源网络,侵删)

下面,我们将重点解析 光学屏下指纹 的工作原理,并简要介绍与之相对的 超声波屏下指纹 技术。


光学屏下指纹技术原理(iQOO 主采用)

光学屏下指纹,本质上是一个 “微型光学成像系统”,你可以把它想象成一个“倒置”的手机摄像头,它不是拍你,而是拍你的指纹。

整个过程可以分解为以下几个关键步骤:

第一步:屏幕准备与照亮

  1. 用户触发:当你的手指触摸到屏幕上指定的指纹识别区域时,系统被激活。
  2. 屏幕发光:手机屏幕上的 OLED(有机发光二极管) 像素点会瞬间、高亮度地 亮起,形成一道特定的光线,这道光线会穿过屏幕的玻璃盖板和下面的 显示层,最终照射到你的 手指 上。

第二步:光线反射与成像

  1. 指纹沟壑成像:你的手指表面有凹凸不平的纹路(凸起的部分叫“嵴”,凹陷的部分叫“沟”)。
    • 当光线照射到手指的 嵴(凸起部分) 时,它会直接反射回来。
    • 当光线照射到 沟(凹陷部分) 时,光线会被“困”在沟壑中,发生漫反射,大部分光线无法直接返回传感器。
  2. 形成指纹图像:这样,反射回来的光线就携带了指纹的纹理信息——凸起的部分亮,凹陷的部分暗,这就像一个“光影画”,你的指纹被“画”在了传感器上。

第三步:光线捕获

  1. 传感器接收:在屏幕下方,紧挨着显示层,有一个 微型 CMOS 传感器(就像一个极小的相机传感器),它负责接收从指纹反射回来的携带了纹理信息的光线。
  2. 聚焦与处理:传感器上通常还有一个微小的 微透镜阵列,用于将反射回来的光线清晰地聚焦到感光元件上,形成一个高质量的指纹图像。

第四步:图像比对与解锁

  1. 图像处理:手机内部的 图像信号处理器 会立即对这个捕获到的指纹图像进行处理,比如增强对比度、去除噪点等,提取出指纹的核心特征点(如端点、分叉点等)。
  2. 特征比对:系统会将这个提取出的“实时指纹特征”与之前存储在手机里的 “已录入指纹模板” 进行比对。
  3. 验证与解锁
    • 如果匹配度达到预设的安全阈值,系统就验证通过,手机立即解锁。
    • 如果不匹配,则验证失败,需要重新尝试。

一个简单的比喻

这个过程就像在一个黑暗的房间里,你用手电筒(屏幕发出的光)照自己的手指,你的指纹的凸起部分会把光直接反射回你的眼睛(传感器),而凹陷部分则显得较暗,你的眼睛(传感器)看到了这个明暗的图案,然后大脑(处理器)判断出这是否是你自己的手。

iQO屏幕指纹技术原理是什么?-图2
(图片来源网络,侵删)

超声波屏下指纹技术(简述)

虽然 iQOO 主要采用光学方案,但了解其“对手”超声波技术有助于更全面地理解屏下指纹。

  • 原理:它不使用光,而是使用 超声波,当你的手指触摸屏幕时,传感器会发出人耳听不到的超声波脉冲。
  • 工作方式:超声波可以穿透屏幕、屏幕保护膜甚至手指表面的少量污渍和水分,当声波遇到手指的皮肤纹理时,会发生反射,传感器接收这些反射回来的声波,通过分析声波的 时间差强度 来精确地构建出指纹的 3D 立体模型
  • 优点
    • 安全性更高:3D 模型比 2D 光学图像更难伪造。
    • 湿手解锁:对水和污渍不敏感,湿手也能解锁。
    • 穿透力强
  • 缺点
    • 成本相对更高。
    • 早期技术解锁速度和面积可能不如光学方案。

iQOO 旗舰机型中,如 iQOO 11 Pro 曾采用过超声波 3D 广域指纹技术,提供了更优秀的解锁体验。


iQOO 屏下指纹技术的演进与特点

iQOO 的屏幕指纹技术也在不断迭代,主要朝着 更快、更大、更安全 的方向发展。

  1. 面积增大:从早期的“小圆点”识别区域,发展到如今的 “大面积” 甚至 “超大面积” 指纹识别(如 vivo X100 系列的 3D 超声波指纹),这意味着你的手指不需要那么精确地对准,只要触摸到大致区域就能解锁,体验更便捷。
  2. 速度提升:通过优化算法和硬件,从需要“点亮-识别-解锁”的较慢过程,发展到如今可以实现 “触控即解锁”(Touch to Unlock)的极快速度,体验上几乎和电容式指纹无异。
  3. 技术融合:iQOO 会根据不同机型的定位,选择合适的技术方案,在追求极致性价比的机型上使用成熟的光学方案,在追求顶级体验的 Pro 机型上则会采用更先进的超声波方案。
  4. 安全性增强:无论是光学还是超声波,其核心都是将指纹特征进行 加密存储,而不是存储指纹图片,保证了生物信息的安全,通过活体检测等技术,进一步防止照片、指纹膜等伪造攻击。
特性 光学屏下指纹 (iQOO 主流方案) 超声波屏下指纹 (iQOO 高端方案)
原理 利用屏幕照亮手指,通过反射光成像 利用超声波反射,构建 3D 指纹模型
成像维度 2D 光学图像 3D 立体模型
核心部件 OLED 屏幕、微型 CMOS 传感器 超声波传感器
优点 成本低、技术成熟、速度快 安全性高、湿手可用、穿透力强
缺点 易受强光干扰、湿手识别差 成本较高、早期技术有局限
iQOO 应用 Z系列、Neo系列、数字系列等 Pro/Pro+ 等旗舰机型

iQOO 屏幕指纹技术,尤其是主流的光学方案,其核心原理就是一个 “微型内窥镜”,巧妙地利用了屏幕自身的发光特性和底部的传感器,实现了隐藏在屏幕下的安全、便捷的指纹识别功能,并随着技术迭代,带来了越来越出色的用户体验。

iQO屏幕指纹技术原理是什么?-图3
(图片来源网络,侵删)
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