近日，据外媒报道，芯片巨头高通发布了第二代超声波指纹识别器3D Sonic Sensor Gen 2，几乎在所有方面都碾压了原厂机型。新版本为传感器提供了更大的表面积和更快的处理速度，因此可以更快地解锁。

超声波指纹识别技术是如何实现的？

大部分超声波探测技术都是基于脉冲——回波——如果你在山谷里喊，那就是脉冲，岩壁或树木反射的回波就是回波。

对于超声波检测，特殊的晶片(称为换能器)在电脉冲的激励下产生机械振动(类似于人触摸开关时的晃动)，振动产生超声波脉冲，在传播过程中会被传播介质(如人体)逐部分反射或散射回来，特别是在介质中物理性质不连续的地方(如手机上方的手指)，反射或散射回换能器的回波导致换能器振动，换能器将振动转换成电信号。通过对电信号进行不同的处理，可以获得不同的信息，如传播介质的结构、介质中是否有运动物体、介质的弹性等。

如果把超声波束看成一条线，那么一个超声波脉冲回波(PULSE-ECHO)通常只能得到一条线的信息，指纹至少是一个表面。通过超声扫描在不同位置进行PULSE-ECHO，可以获得一系列的线信息，从而获得完整的指纹信息。这是医院使用的大多数超声成像设备的工作原理。

从高通第一代超声波屏下指纹阅读器的宣传视频可以确认，在SenseID技术中，超声波是垂直于手指表面发射的。不考虑内部实现，其基本原理如下图所示。

超声波指纹识别技术有哪些优势？

2015年，纽约大学和密歇根州立大学的研究人员发明了一种母版，成功率为67%。通用指纹背后的工作原理不仅利用了人类手指上常见的指纹，还利用了一些光学指纹读取器中的漏洞。因为有些指纹阅读器受体积的限制，他们拍摄的指纹图片会很小。为了保证指纹记录的完整性，必须拍几张你手指的照片才能完整记录那个手指的指纹。

五分钟告诉你超声波指纹识别的原理和未来

在技术方面，与第一代光学指纹识别技术相比，它不再依赖于照片(光学指纹识别装置本质上是对你的手指进行拍照，以确定你指纹上独特的线条和图案)。

第二代指纹识别采用电容传感器技术，利用硅片和皮下电解质形成电场。我们知道，指纹有起伏，会导致硅片和皮下电解质的压差发生变化，从而可以测量指纹。而硅材质的传感器非常容易磨损，手指脏了、湿了、脱皮了识别率都很低。

超声波指纹识别技术是基于皮肤反射声波(可以达到深毛孔的程度)的压力读数，产生声波用于提取指纹。这样就可以识别出三维细节和独特的指纹特征，包括指纹纹线和汗孔。这样就可以制作出细节丰富、不易仿制的指纹表面图。

在应用端，可以扫描玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的外壳，拓宽了相关产品的应用范围和设计思路。另外，用户体验的提升体现在即使佩戴了指纹识别模块，该技术依然有效，不受手指上可能存在的污垢影响，如汗液、护手霜或凝露等，从而提供了更加稳定准确的认证方法。同时声波还可以检测使用者的血流，排斥断指留下的指纹。

超声波指纹识别技术的前景如何？

目前最常使用指纹识别技术的两种产品是智能机和智能锁。

高通等公司早些年推出第一代超声波指纹识别器时，由于识别区域的原因，出现了可以启动多重识别的负反馈。这次高通表示，第二代超声波指纹读取器屏下表面积为64平方毫米，而初始代表面积仅为36平方毫米，表面积增加了77%。

这意味着更容易准确地将手指放在传感器上，并允许传感器在每次扫描时收集更多数据。高通承诺，通过结合更大的传感器和更快的处理速度，通过扫描指纹解锁手机的速度将比第一代快50%。

还有传言称，苹果将在2021年的某个时候将其触控ID生物识别系统重新纳入苹果手机阵容。知名苹果分析师预测，2021年的iPhone可能会同时使用Face ID和触控ID。他还表示，高通可能是苹果指纹识别技术的供应商。

作为最容易进入物联网系统的入口，智能锁的市场竞争从未停止。根据其他企业的调查数据，截至2020年12月，中国参与智能锁项目的公司有26315家。

根据Statista发布的数据，截至2019年底，智能门锁的市场规模已上升至16.2亿美元，约合110.6亿人民币(机械锁的规模是这款的4倍)，同比增长24.62%。

在识别技术方面，目前市场上主流的智能锁仍然使用人脸识别和指纹识别进行检测。同时，由于目前人脸识别技术和传统指纹识别技术的缺点，一些厂商开始开发用于手指静脉识别的智能锁。

但手指静脉识别技术应用于智能锁时，存在一个严重的问题，即识别模块成本较高，与超声波指纹识别技术相比，除了“非接触”外，在安全性、便捷性和先进性方面优势不大，难以弥补价格差距。

从目前集成生物特征识别技术的趋势来看，超声波指纹识别技术在智能锁的应用前景普遍良好，预计将占据相当大的份额。