一、指纹识别
指纹是指人体手指和脚趾上的纹路，它们是由皮肤的细胞层经过生长和分裂而形成的。由于个体间的遗传差异，每个人指纹的形成过程都是独特的，不同的皮肤细胞形成了不同的斑点和线条。
因此每个人的指纹印迹不同，据统计，大概每10亿人当中指纹数据相同的仅有两个人，概率五亿分之一。
正是由于指纹数据不同的这个特征，指纹作为生物识别载体具有极高的安全性，它具有终身不变性、唯一性和方便些。
指纹识别也逐渐成为智能手机的配置。
2011年，摩托罗拉公司推出了第一款具备指纹识别技术的Android手机Atrix4G。这款手机采用了压力传感器作为指纹识别传感器。
2013年，苹果公司在iPhone5s上应用了TouchID指纹识别技术，它可以让用户通过按压带有指纹传感器的Home键来解锁iPhone，验证ApplePay，以及使用其他应用程序。
苹果作为智能手机行业具有较大影响力的企业，也带动了智能手机技术的发展潮流，自苹果公司推出TouchID指纹解锁技术后，其他手机厂商也开始跟进。
2014年，三星公司推出了GalaxyS5，其中包含了指纹识别功能。
在同年的MWC展会上，联想旗下的摩托罗拉公司推出了第二代Atrix手机，同样搭载了指纹识别功能。
从技术路线上来说，这些厂商，采用的都是传统的压力传感器或者光学传感器，指纹的采集和识别对手指的清洁度、湿度很敏感，脏污、油渍、水滴等因素都会影响指纹的录入与识别。
此外，当手指脱皮后也不好验证，识别精度和速度都不太高，指纹识别验证时也要求使用者规范操作，因此影响了用户体验。
到了2017年，苹果在iPhoneX上推出了FaceID面部识别技术，FaceID可以让用户通过扫描面部的特征来解锁iPhone。
FaceID被认为是一种更先进和更安全的认证方式，识别精度比指纹识别更高，此后，TouchID就逐渐退出了iPhone的舞台。
二 、超声波指纹
直到2018年，蓝厂vivo推出了全球首款搭载超声波指纹识别技术的智能手机——vivoX20PlusUD。
该手机采用了Qualcomm公司的超声波传感器作为指纹传感器，可实现在屏幕下方通过振动声波扫描用户指纹并进行识别。
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的特点是方向性好，穿透能力强，可以穿透手指上常见的脏污、油渍、水滴等也可以穿透由玻璃、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描。
以光学指纹识别为例，钢化膜会改变屏幕的透过率，影响指纹识别的精准度。由于手机屏幕是易碎品，一般消费者新手机到手的第一件事，就是贴一层钢化膜以保护屏幕不让手机裸奔，这就产生了矛盾。
超声波指纹刚好化解了这个尴尬。
超声波指识别模组紧贴于屏幕下方，可以利用压电层收发超声波，从而进行指纹图像信息的获取和识别。
其中，相比于光学指纹识别模组而言，超声波指纹识别模组更适配于当前屏幕透过率不断下降的技术发展趋势，而且超声波指纹识别模组厚度更薄，有利于手机的整机结构设计，也可应用于折叠屏手机中。
更重要的是，与传统的压力传感器和光学传感器相比，超声波指纹传感器的识别精度更高、反应速度更快，可以很好地应用在大型屏幕的全屏幕设计中。
但是，由于众所周知的原因，华为被制裁，被封锁，华为一直用的都还是光学指纹识别技术路线，
Mate40Pro用的是超薄屏下指纹识别方案，之后发布的机型，从P50开始，无论是P系列还是Mate系列，用的则是短焦指纹识别方案。
从原理上来讲，超薄指纹和短焦指纹，都是利用光的反射成像辨认指纹，当手指按压屏幕时，OLED屏幕发出光线将手指区域照亮，反射光线透过像素间隙返回到屏下的传感器上。
由于指纹本身就是凹凸不平的，所以反射的光线也不同，再配合算法比对此前输入的指纹图像，进而实现精准识别。
当其他厂商如小米、vivo、iQOO的旗舰机型都在使用超声波指纹识别技术，就连魅族都都安排了超声波指纹的时候，华为的旗舰机型还一直在用短焦指纹。
短焦指纹因为识别位置太靠下，使用时不太顺手，如果是大屏幕手机，单手解锁很容易头重脚轻摔手机。
说明，这并不是基于用户体验更好，或者差异化竞争的考虑，最大的可能还是超声波指纹技术绕不过高通的专利。
三、华为自研
既然绕不过去，付费也不许可，那就自己发明吧。
根据申请公布号为CN117058725A的发明专利申请，华为技术有限公司的一项超声波指纹识别技术正在进行专利申请。
该是一项名为“一种超声波指纹识别模组、系统及电子设备”的发明专利，申请日为2023年7月4日。
根据公开文本：
现有技术中，一个像素只对应一个像素电极，而且在超声波发送模式和接收模式全部像素电极的连接状态均一致，即，全部的像素电极均处于连通状态，这种像素电极的结构以及相同的连接状态会导致发送模式超声波的穿透能力不足，接收模式指纹图像对应的原始信噪比较小。
对此，在本申请实施例提供的一种超声波指纹识别模组基于一个像素对应多个像素电极的电极结构，可以提高发送模式下超声波的穿透能力，增大接收模式指纹图像对应的原始信噪，进而提高超声波指纹识别模组识别指纹信息的准确率。
相较于现有技术中一个像素只对应一个像素电极的情况下，本申请实施例一个像素可以对应多个像素电极，可以更好的提高识别指纹信息的准确率；
另外，该像素电极之间相互独立，即，像素电极单元中的第一像素电极和第二像素电极的连接状态可以不同。
这种在发送模式下每个像素电极单元中只有部分像素电极(如N个第一像素电极)接入发送超声波的电路。
相较于全部像素电极处于连通状态，可以大大的提高发送模式下发送超声波时对应的放大系数，进而提升超声波的穿透能力，使得超声波更容易穿透各层。
在接收模式下全部像素电极接入接收回波信号的电路，这种发送模式下连通部分像素电极，接收模式下连通全部像素电极，可以提高接收模式下读取有效电压的比例。
即，增大接收模式下指纹图像对应的原始信噪，从而更好的提高了超声波指纹识别模组识别指纹信息的准确率。
四、总结
方案采用阵列式像素电极单元，通过“一个像素对应多个像素电极的电极结构”，“可以提高识别指纹信息的准确率”。
从笔者的经验来判断，授权的前景还是非常好的。
届时，华为新的旗舰机型有望使用自研的超声波指纹，指纹解锁手感将更加丝滑，有助于提升用户体验感。
超声波指纹，值得期待！
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