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

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)團隊已經(jīng)在LCD屏幕上實現(xiàn)了屏下指紋解鎖，并稱具備可量產(chǎn)性，同時還配有演示視頻。

現(xiàn)有的指紋識別技術主要有電容式指紋識別、光學式屏幕指紋識別和超聲波式指紋識別這三種，關于光學式屏幕指紋識別和超聲波式指紋識別在之前的專利解密系列中有過介紹。但是目前這些技術都只在OLED屏上所使用，為何LCD屏無法完成現(xiàn)有的指紋識別技術呢？

這是由于LCD屏幕和OLED屏幕的結構差異所造成的，由于LCD屏幕不能自己發(fā)光，所需需要背光模組來提供背光，也正是這層背光模組阻礙了屏下指紋的識別，因此想要實現(xiàn)LCD屏的指紋識別就要徹底對于傳統(tǒng)的方案進行技術創(chuàng)新！

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

根據(jù)目前公開的專利資料，讓我們一起來看看這項LCD指紋解鎖方案吧。

如上圖為LCD面板的結構示意圖，該LCD面板包括背光源1、CF層2和紅外光檢測單元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層包括多個濾光片21，圖下圖（正下）所示，紅外光檢測單元包括紅外光檢測陣列31，紅外光檢測陣列包括多個紅外光檢測器311，這些檢測器就是用于檢測紅外光的。

背光源用于為LCD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面。由于LCD面板中的各個組件對紅外光有較高的透過率，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面板到達手指。

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

紅外光檢測器中的每個紅外光檢測器可以通過對應的TFT（薄膜晶體管）來檢測紅外光，例如可以對紅外光檢測器對應的TFT的柵極施加電壓，以開啟該TFT，該TFT開啟后，再向該TFT的源極施加電壓，則紅外光檢測器可以檢測紅外光，這些紅外光就代表了用戶輸入的指紋信息，因此這個紅外光檢測器是整個系統(tǒng)中極為關鍵的一部分！

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

這樣設計的好處，則是而可以避免物理按鍵對LCD面板的額外占用，增大屏幕在LCD面板上占用的面積，進而增大了手機的屏占比，提高了手機的顯示性能。

接下來我們再來看看液晶顯示模組（LCM）的結構吧，如下圖所示。

可以看到該LCM包括我們剛剛介紹的LCD面板61以及驅動電路，知道了LCD面板的結構及功能，這里主要介紹驅動電路，這個驅動電路主要是用于驅動紅外燈以及紅外檢測器以便于完成指紋識別。

在LCD面板的介紹中提及用戶可以直接在手機屏幕上進行指紋檢測，利用紅外檢測器來捕捉用戶的指紋，這個過程具體是怎樣的呢？

當設備檢測到用戶進行指紋識別的觸摸操作時，用戶的手指正貼近在LCD面板上，所以此時可以使用背光源中的紅外燈和多個紅外光檢測器來進行指紋識別。由于手指的表皮層和真皮層對紅外光的反射時間不同，并且紅外光在手指的表皮層和真皮層的各個紋線處反射后會形成強度不同的反射光，因此可以根據(jù)多個紅外光檢測器檢測到反射光的時間和檢測到的反射光的強度，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檢測指紋的原理所在。

最后我們再整體來了解一下指紋識別的整個流程。

首先，當檢測到用戶進行指紋識別的觸摸操作時，驅動電路驅動紅外燈，通過背光源中的紅外燈發(fā)射紅外光。

其次，通過紅外光檢測器檢測該紅外燈發(fā)射的紅外光的反射光。

最后，根據(jù)多個紅外光檢測器的位置、多個紅外光檢測器檢測到反射光的時間和檢測到的反射光的強度，確定指紋圖像。

以上就是小米發(fā)明的屏下指紋技術，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行指紋檢測的，在檢測到用戶的指紋圖像后，后續(xù)還要和存儲在手機內(nèi)部的用戶指紋信息進行比對，才能完成整個檢測過程！