日前，小米爆料LCD屏下指紋技術(shù)具備可量產(chǎn)性，再加上早先匯頂對(duì)外透露的LCD屏下指紋解鎖技術(shù)量產(chǎn)消息，已經(jīng)有兩家公司具備量產(chǎn)能力，技術(shù)運(yùn)用指日可待。

3月9日，Redmi紅米總經(jīng)理盧偉冰在微博上發(fā)布了一則重磅消息，即Redmi的研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在LCD屏幕上實(shí)現(xiàn)了屏下指紋解鎖，并稱具備可量產(chǎn)性，同時(shí)還配有演示視頻。

現(xiàn)有的指紋識(shí)別技術(shù)主要有電容式指紋識(shí)別、光學(xué)式屏幕指紋識(shí)別和超聲波式指紋識(shí)別這三種，關(guān)于光學(xué)式屏幕指紋識(shí)別和超聲波式指紋識(shí)別在之前的專利解密系列中有過(guò)介紹。但是目前這些技術(shù)都只在OLED屏上所使用，為何LCD屏無(wú)法完成現(xiàn)有的指紋識(shí)別技術(shù)呢？

這是由于LCD屏幕和OLED屏幕的結(jié)構(gòu)差異所造成的，由于LCD屏幕不能自己發(fā)光，所需需要背光模組來(lái)提供背光，也正是這層背光模組阻礙了屏下指紋的識(shí)別，因此想要實(shí)現(xiàn)LCD屏的指紋識(shí)別就要徹底對(duì)于傳統(tǒng)的方案進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新！

為了攻克這個(gè)難題，小米在17年5月31日申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“LCD面板、LCM、指紋識(shí)別方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01710405301.6），申請(qǐng)人為北京小米移動(dòng)軟件有限公司。

根據(jù)目前公開(kāi)的專利資料，讓我們一起來(lái)看看這項(xiàng)LCD指紋解鎖方案吧。

如上圖為L(zhǎng)CD面板的結(jié)構(gòu)示意圖，該LCD面板包括背光源1、CF層2和紅外光檢測(cè)單元3，如下圖（左上）所示，背光源還包括用于發(fā)射紅外光的紅外燈11，如下圖（右上）所示，CF層包括多個(gè)濾光片21，圖下圖（正下）所示，紅外光檢測(cè)單元包括紅外光檢測(cè)陣列31，紅外光檢測(cè)陣列包括多個(gè)紅外光檢測(cè)器311，這些檢測(cè)器就是用于檢測(cè)紅外光的。

背光源用于為L(zhǎng)CD面板提供充足的亮度與分布均勻的平面光源，使得LCD面板能夠正常顯示畫(huà)面。由于LCD面板中的各個(gè)組件對(duì)紅外光有較高的透過(guò)率，因此背光源中的紅外燈11發(fā)射的紅外光可以順利穿透該LCD面板到達(dá)手指。

CF層用于顯示畫(huà)面，射入CF層的光可以經(jīng)由CF層中的多個(gè)濾光片轉(zhuǎn)變混合成不同顏色的光，從而形成各種畫(huà)面。

紅外光檢測(cè)器中的每個(gè)紅外光檢測(cè)器可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的TFT（薄膜晶體管）來(lái)檢測(cè)紅外光，例如可以對(duì)紅外光檢測(cè)器對(duì)應(yīng)的TFT的柵極施加電壓，以開(kāi)啟該TFT，該TFT開(kāi)啟后，再向該TFT的源極施加電壓，則紅外光檢測(cè)器可以檢測(cè)紅外光，這些紅外光就代表了用戶輸入的指紋信息，因此這個(gè)紅外光檢測(cè)器是整個(gè)系統(tǒng)中極為關(guān)鍵的一部分！

如何具體進(jìn)行指紋檢測(cè)呢？安裝有LCD面板的手機(jī)在進(jìn)行指紋、掌紋等手紋的識(shí)別時(shí)，用戶無(wú)需使用額外的物理按鍵來(lái)進(jìn)行識(shí)別（例如我們熟知的前置或者后置指紋），而是可以直接通過(guò)位于LCD面板的顯示區(qū)域內(nèi)的紅外光檢測(cè)陣列來(lái)進(jìn)行識(shí)別。

這樣設(shè)計(jì)的好處，則是而可以避免物理按鍵對(duì)LCD面板的額外占用，增大屏幕在LCD面板上占用的面積，進(jìn)而增大了手機(jī)的屏占比，提高了手機(jī)的顯示性能。

接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看看液晶顯示模組（LCM）的結(jié)構(gòu)吧，如下圖所示。

可以看到該LCM包括我們剛剛介紹的LCD面板61以及驅(qū)動(dòng)電路，知道了LCD面板的結(jié)構(gòu)及功能，這里主要介紹驅(qū)動(dòng)電路，這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路主要是用于驅(qū)動(dòng)紅外燈以及紅外檢測(cè)器以便于完成指紋識(shí)別。

在LCD面板的介紹中提及用戶可以直接在手機(jī)屏幕上進(jìn)行指紋檢測(cè)，利用紅外檢測(cè)器來(lái)捕捉用戶的指紋，這個(gè)過(guò)程具體是怎樣的呢？

當(dāng)設(shè)備檢測(cè)到用戶進(jìn)行指紋識(shí)別的觸摸操作時(shí)，用戶的手指正貼近在LCD面板上，所以此時(shí)可以使用背光源中的紅外燈和多個(gè)紅外光檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別。由于手指的表皮層和真皮層對(duì)紅外光的反射時(shí)間不同，并且紅外光在手指的表皮層和真皮層的各個(gè)紋線處反射后會(huì)形成強(qiáng)度不同的反射光，因此可以根據(jù)多個(gè)紅外光檢測(cè)器檢測(cè)到反射光的時(shí)間和檢測(cè)到的反射光的強(qiáng)度，確定指紋圖像中表皮層和真皮層的紋線位置，確定指紋圖像中表皮層和真皮層的紋線位置后，也就得到了該指紋圖像。這也就是利用紅外來(lái)檢測(cè)指紋的原理所在。

最后我們?cè)僬w來(lái)了解一下指紋識(shí)別的整個(gè)流程。

首先，當(dāng)檢測(cè)到用戶進(jìn)行指紋識(shí)別的觸摸操作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)紅外燈，通過(guò)背光源中的紅外燈發(fā)射紅外光。

其次，通過(guò)紅外光檢測(cè)器檢測(cè)該紅外燈發(fā)射的紅外光的反射光。

最后，根據(jù)多個(gè)紅外光檢測(cè)器的位置、多個(gè)紅外光檢測(cè)器檢測(cè)到反射光的時(shí)間和檢測(cè)到的反射光的強(qiáng)度，確定指紋圖像。

以上就是小米發(fā)明的屏下指紋技術(shù)，可以看到該方案中主要介紹了配置在LCD面板中的各種組件是如何進(jìn)行指紋檢測(cè)的，在檢測(cè)到用戶的指紋圖像后，后續(xù)還要和存儲(chǔ)在手機(jī)內(nèi)部的用戶指紋信息進(jìn)行比對(duì)，才能完成整個(gè)檢測(cè)過(guò)程！