一文带大家了解手机指纹识别技术

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于 2025-03-11 10:01:57 发布

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分类专栏：手机技巧文章标签：智能手机指纹技术手机技巧

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3.2 光学式指纹识别：科技感十足的革新派

3.3 超声波式指纹识别：潜力无限的后起之秀

目前手机已然成为人们生活中不可或缺的一部分。从清晨被手机闹钟唤醒，到夜晚伴着手机屏幕的微光入眠，一天当中，我们无数次与手机亲密互动。而在这频繁的交互背后，有一项技术默默地为我们提供着便捷与安全保障，那就是手机指纹识别技术。如今，无论是在繁华都市的街头巷尾，还是偏远乡村的屋舍田间，随处可见人们用指纹解锁手机，轻松开启数字生活的大门。手机指纹识别技术，已然从曾经科幻作品里的炫酷想象，变成了现实生活中的平常一幕。它是如何一步步发展至今，又蕴含着怎样的科技奥秘呢？接下来，就让我们一同深入探寻。

一、回首往昔：指纹识别技术的发展脉络

时光回溯到 1999 年，西门子推出了 SL1088 手机，这款手机可不简单，它既是世界上首款较为成熟的滑盖手机，更是有迹可循的第一款支持指纹解锁的手机。

它的指纹识别区域位于机身背部，采用刮擦式识别方式，用户需要在线性传感器上缓慢划过手指，让手机拼接成完整指纹。

虽说如此前瞻性的设计在当时并没有受到大众的广泛欢迎，西门子 SL1088 还成为了全球首款 3 色彩屏手机，在显示效果上完成了革新，为后续手机屏幕技术的发展奠定了基础。

此后几年，指纹识别技术在手机上的应用陷入了不温不火的状态。

直到 2013 年，苹果公司发布了 iPhone 5S，这款手机如同一颗重磅炸弹，在科技领域激起千层浪。

它新增的正面按压电容指纹设计，让用户只需轻轻按压主屏幕按钮，就能轻松完成手机的解锁、购买等一系列操作，同时，手机记录下来的指纹信息全部存储于本地，进一步保证了用机安全。

苹果凭借其强大的品牌影响力和庞大的用户群体，使得指纹解锁技术正式走进了大众的视野，成为智能手机的标配功能之一，也让其他手机厂商纷纷效仿，开启了指纹识别技术在手机上的大规模普及之路。

二、指纹识别如何 “慧眼识人”

2.1 采集：获取指纹信息的初探索

当我们将手指轻放在手机的指纹识别区域时，一场神奇的 “信息捕捉之旅” 便悄然开启。目前，手机指纹采集主要有电容式、光学式、超声波式这三种主流方式，它们就像是三位独具慧眼的 “侦探”，各自施展绝技来洞察指纹的奥秘。

电容式指纹识别：它的原理类似一个精妙的电容谜题，电容传感器上分布着众多面积相同的小电容器极板，而我们的手指则化身为一个巨大的电容器极板。当手指与电容传感器亲密接触的瞬间，就如同拼图找到了契合的碎片，形成了许多小电容器。

这些小电容器的电容值可不是随意而定的，它们如同敏锐的触角，精准地感知着指纹到小电容器极板的距离。指纹上凸起的 “嵴”，因为距离极板较近，电容值就大；凹陷的 “峪”，则由于距离极板远，电容值较小。在放电过程中，这种电容值的差异就像赛跑选手的速度差一样明显，“嵴” 放电较慢，“峪” 放电较快，如此一来，指纹上那一条条高低起伏、错综复杂的纹路，就被巧妙地转换成了电信号，被手机精准捕捉。

电容式指纹识别有刮擦式和按压式两种采集方式，刮擦式如同一位执着的画家，需要手指在传感器表面匀速滑动，边 “画” 边 “拼接”，才能完成指纹图像的采集，这种方式对操作要求极高，稍有偏差就可能导致识别失败，如今已基本退出手机舞台；按压式则像是一位高效的摄影师，手指只需轻轻一按，就能快速定格指纹图像，方便又快捷，深受大众喜爱。

光学式指纹识别：该技术则像是一位光影魔术师，利用光的反射原理来施展魔法。在日常生活中，我们常见的考勤打卡机很多就运用了这一技术。当手指按压屏幕时，屏幕瞬间化身为一盏明灯，发出的光线直直地照亮手指按压区域。

此时，光线照射到指纹的 “嵴” 和 “峪” 上，就像手电筒照在凹凸不平的地面上，会产生不同角度和明暗程度的反射光线。这些反射光线如同灵动的精灵，透过屏幕像素间隙，欢快地奔向屏幕下的光学传感器，被其稳稳接收，从而勾勒出指纹的模样。

光学式指纹识别技术操作简单便捷，穿透性良好，技术成熟度高，成本也较为亲民，因此在众多手机中广泛应用。不过，它也有自己的 “小短板”，由于只能捕捉到指纹的二维信息，无法深入识别皮肤真皮层，安全性方面稍显薄弱，防伪性较差，就像一位只能画出表面轮廓的画家，容易被模仿。而且，为了采集指纹，屏幕特定区域需要持续发亮，这无疑增加了手机的功耗，长时间使用还可能影响屏幕的寿命。

超声波式指纹识别：该技术是近年来异军突起的一位科技新星，它的原理类似于神奇的声纳探测。手指按压屏幕的瞬间，屏幕下的传感器迅速进入工作状态，向手指按压区域发射超声波。超声波如同细密的触角，接触到指纹的 “嵴” 和 “峪” 时，被吸收、穿透、反射的程度会出现明显差异，进而产生不同能量的回波。