手机、考勤机、笔记本电脑、门锁······指纹识别技术体现在生活中的各个需要人独一无二特征的领域。指纹识别替代了输入密码、口令等易被窃取的信息，这项技术能更好地保护你的隐私。指纹传感器是这项技术的重中之重，今天，就请各位看官和小编一起了解一下指纹传感器。

光学指纹传感器

光学传感器的发展历史可能是最久的了，已经有三十余年的历史了。其原理在所有指纹传感器中也是最简单的。

它主要是利用光的折摄和反射原理，将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。用棱镜将其投射在电荷耦合器件上CMOS或者CCD上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。

图为光学指纹传感器原理示意图

光学指纹传感器的优点主要表现为：

1. 抗静电能力强、系统稳定性较好、使用寿命长 ；

2. 灵敏度特别的高 ；

3. 能提供高分辨率的指纹图像（可以达到500 dpi）。

缺点也很明显：

1、潜在指印（多次按压）,会降低指纹图像的质量 ；

2、台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗,可能导致采集的指纹图像质量下降 ；

3、体积比较大，功耗控制不好。

用途： 鉴于光学传感器的体积都比较大，因此它的应用领域主要集中在指纹门锁，保险箱，汽车指纹防盗。

发展：

光学传感器在传统对体积、功耗要求不是苛刻的行业中还占有很大市场份额，但是在手机等移动终端这个大市场迷失了。

2016年底Synaptics发布了FS9100这种新型的光学传感器，主要是看中了光学传感器的穿透性（可以穿透1mm左右的玻璃），研究目标是玻璃内置光学指纹识别传感器。而且随着屏内指纹识别的大趋势，光学传感器必然又会带着新技术卷土重来。

电容指纹传感器

电容式传感器应该是目前手机及便携式终端设备最热门的了，当然，存在即合理。既然电容式传感器占有了这么大的市场，它有什么优势呢？ 其原理是将电容感整合于一块芯片中，当指纹按压芯片表面时，内部电容感测器会根据指纹波峰与波谷而产生的电荷差，从而形成指纹影像。如下简图，可以把上面的凹凸认为是指纹的谷和脊，那么同传感器就会形成不同的电容差，这样传感器就可以根据这些不同的电容差画出指纹的纹理。

图为电容指纹传感器原理示意图

电容传感器又分为主动式和被动式，我们可以先参考下面两张图。

主动式：

原理主要是通过外加的驱动信号加载到手指上，以增强手指表面的电荷，使底下的感应阵列接收电场信号并对信号进行放大，根据指纹凹凸不一致底下芯片感应到的电场也不一致从而重现指纹。

图为主动式电容指纹传感器示意图

被动式

工作原理则不一样；其是利用手指按在芯片表面时，指纹的波峰波谷对芯片内部电容上下电极电荷分配的比例影响程度来对指纹进行重现指纹，无需额外增加驱动源，芯片结构非常单纯（如下图），也因为无额外驱动信号，所以模组也无需外置驱动信号，模组结构也非常简单。

主动式和被动式的原理也很好辨别，主动式就是额外加了激励电源。可以想象主动式的电容传感器穿透会比较强，但是无可厚非的会带来更多的噪声，所以究竟是主动式还是被动式的传感器好，不能一概而论，还是要看各家的技术。

图为被动式电容指纹传感器示意图

优点：

1、芯片和模组可以做的很薄 ；

2、功耗更容易控制。

缺点：

1、穿透率比较低 ；

2、价格相对较高 ；

3、防水、防污性不强。

发展： 电容式的传感器到目前来说，是使用最普遍的。但是，眼看着指纹识别要向屏内指纹识别的方向发展，而电容式的穿透率大概在200um左右，基本的玻璃盖板都很难穿透，而且需要透明显示的物理特性也无法满足。所以，电容式的传感器在将来肯定还是会占据了传感器的大片江山，但是高端市场收到的冲击，却无能为力。

下期小编将为您介绍另外两种指纹传感器——射频/超声波指纹传感器和力学/热学指纹传感器，敬请期待。

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