手机指纹解锁怎么弄到屏幕上（你的手机屏幕是如何get到你的指纹的）

在大家不太遥远的记忆里，智能手机上的指纹识别还是由一个看得见的实体模块完成的，比如手机背面的指纹识别区、正面实体home键表面等。但是自从“全面屏”逐渐成为智能手机的潮流，屏幕完全“挤占”手机正面几乎所有的空间后，实体指纹识别越发岌岌可危，终于大家惊讶的发现，屏幕吞掉了指纹识别的功能。把手指按在屏幕上，你的手机也可以轻松识别你的指纹。那么这是如何做到的呢？

在了解比较新颖的屏下指纹识别之前，我们先来看看传统的实体指纹识别模块是如何工作的吧！这里面基本的物理原理其实非常简单，就是电容！没错，你没看错，就是这个：

呃.。。。准确来说，应该是“抽象的”电容：

实际上任意两个被绝缘体隔开的导体都可以形成电容。当两个导体电极之间存在电压时，由于绝缘物质的阻隔，两个电极上的电荷没有办法通过导电通道中和，可以存储一部分电荷在这种结构中，因此称为电容。

电容能“装”多少电荷呢？这是由电容这个“桶”的形状和材料决定的。其中一个比较重要的影响因素就是电极间的距离。

想想看我们的指纹，实际上就是手指尖皮肤上的褶皱，是一种“高低不平”。假设我们有一个参考平面，那么指纹的形状就是指腹每一点到平面的距离！如果我们可以找到一种办法把这种距离转化成电容量的大小，那我们的手机就可以通过电容量来反推出来指纹的形状啦！

电容式指纹识别模块的探测单元是这种阵列电极，每一个电极都非常小，足以提供识别指纹图案所需的分辨率。电极的数量也很多，足够覆盖指纹扫描的范围。因为人是导体，当手指触摸指纹识别区时，手指和这些电极形成了很多微小的电容，每一个电容的容量和手指皮肤到探测表面的距离有关，识别模块通过测量电容的放电情况来获得电容的容量，再通过芯片的信号处理就可以重构出指纹的图案！

知道了电容式指纹识别的原理，我们就可以理解很多生活中遇到的情况啦！为什么当指纹识别失败时手机总会提示你清洁手指呢？因为手指上沾有的油脂污渍等会改变手指和电极之间的电容量，严重时就不能得到真实的指纹信息。而如果手上有水，水的流动性和导电性会大大改变每一个微电容的容量，手机当然也不可能得到你的指纹啦。

事情到了屏下指纹识别就有些难办了，还能不能用电容原理呢？答案是很困难。首先识别模块不可能放在屏幕上方，想想如果屏幕上有一块永久性的“黑斑“设计师怕不是要被吐沫淹死。。。放在屏幕下面呢？手指离探测表面隔着一块屏幕的厚度，这种距离电容小到基本探测不到，所以电容识别基本凉凉。。。

看来需要寻找其他物理原理解决问题了！于是乎，大家想到了光学。

各位观众老爷在触摸屏幕指纹识别区的时候有没有留意过，触摸的区域发出很亮的光。这可不是炫酷的屏幕特效，而是有实际用途的。当然大部分手机会在光的周围加上一些特效，这样才显得科技感十足嘛(大雾。。。被点亮的部分屏幕照亮了指纹，指纹的反射光被屏幕下方的感光传感器接收，进而重建出指纹的图案。

听起来似乎比电容识别更直接更简单嘛。嘿嘿，确实更直接，识别指纹最自然的想法就是“拍照“呐，能够获得高精度的指纹图像就行啦。实际上，光学方法也是指纹识别最早使用的方法，像公司里常见的打卡机，还有指纹门禁，都广泛采用光学识别方法。

但是光学方法移植到手机屏下就很不简单了。感光接收器放在了屏幕下面，反射光需要穿过屏幕，在这个过程中屏幕势必会对反射光有很大的阻挡，能够到达接收器的光很微弱。另外反射光与屏幕散射的杂散光也会对接收器带来干扰，最终收到的光很难重建出清晰的指纹图案。那该怎么办呢？难道实现全面屏的“最高理想“就要断送在指纹识别这关了？no! no! no!这时候还要回到最基本的物理原理上寻找答案！为了尽可能多地从有限的反射光中“榨取“指纹信息，诸多光学方法被用来对反射光进行“收集“和”整理“。

透镜成像的原理大家都清楚，利用光在透镜中的折射使光线在特定的方向上汇聚并且清晰成像。在对指纹反射光的处理上，这一古老的光学方法再次发挥了作用。

设计师们花费心血捣鼓出了微透镜结构。微透镜在形状和材料上和传统透镜很不相同，但原理上都在利用光的折射。精细的光路设计使得反射光经过准直可以通过屏幕像素之间的微小间隙，减少了反射光与屏幕作用带来的衰减及散射。微透镜将反射光成像在感光接收器上，获得足够精细度的指纹图像。此外还有许多新的技术方法被采用，最终实现了屏下指纹识别技术。

电容式指纹识别以其很高的稳定性和集成性成为智能手机、笔记本电脑等个人电子设备的首选，而改进过的光学识别方法成为了全面屏手机时代新宠。除了这两种方法，指纹识别还可以基于其他物理原理，比如超声波和电磁波，它们可以穿透皮肤一定深度，绘制指纹的三维图像，能够很好的排除手指上异物的干扰，也可以提高指纹识别的安全性。这些技术已经用在了部分智能手机，它们也会对未来的指纹识别技术带来新的突破。