半导体指纹传感器比较

半导体指纹传感器比较

一、指纹识别传感器的类型

指纹识别传感器根据采集原理的不同可分为如下几种：

第一代：光学传感器。光学传感技术可以说是扫描仪的缩小版。使用时，用户将手指按在扫面设备的玻璃表面，光源光线照射到压有指纹的玻璃表面形成反射光线，反射光线再经过凸镜聚焦后由光电图像传感器去捕获成像，并对比资料库看是否一致。由于指纹的凹凸不同，形成的反射光的量也就不同。光学扫描技术发展成熟、成本低廉，耐用性也不错，因而成为早期指纹识别技术的主流。但也存在较多缺陷：光学识别只能达到皮肤表皮层，受手指表面灰尘和油脂影响，精心复制的指模也可将系统轻松欺骗；此外光学扫描设备体积庞大、耗电量高、图像获取时间较长，无法应用于笔记本电脑，移动电话等便携式电子产品中。

第二代：电容式指纹识别传感器。得益于硅晶体电容传感器诞生，电容式指纹识别技术才出现。如图所示电容传感器包含数万个金属导体阵列，外部一层绝缘保护层。手指放上面时，金属导体阵列/绝缘层/皮肤构成相应的小电容器阵列。利用指纹的凹凸，通过对每个像素点上充放电，便可检测到指纹的纹路情况，要求绝缘保护层很薄。电容式指纹识别技术才使指纹识别真正普及开来，进入每一个电子设备。然而，它也有一定的不足，比如稳定性不如光学传感技术，另外硅晶体电容传感器很容易受到静电影响，轻则影响图像取样，重则直接损坏传感器。

第三代：生物射频式指纹识别传感器。射频传感器在电容式传感器的基础上扩展的，通过发射微量的射频信号，穿透手指的表皮层获取里层的纹路以获取信息。相比之下，射频传感技术可以排除手指表面的污垢、油脂干扰，精确度很高。

二、指纹识别传感器根据信号的采集方式又可分为划擦式和接触式（面阵式）：

划擦式（又称滑动式或刮擦式）指纹识别传感器。将手指从传感器上划过，系统就能获得整个手指的指纹。其宽度只有5mm左右，面积只有手指的1/5，手指按压上去时，无法一次性采集到完整图像。在采集时需要手指划过采集表面，对手指划过时采集到的每一块指纹图像进行快照，这些快照再进行拼接，才能形成完整的指纹图像。下图为划擦式指纹采集的过程图。这种方式使得传感器可以做小，一方面控制体积，另一方方面降低成本；但是在识别过程中手指滑动的快慢，偏左偏右等都会影响采集到指纹图象的完整性，对最终识别造成困难。在2013年10月发布的HTC ONE MAX也是一款指纹识别手机，指纹识别功能区位于手机背面摄像头下方，属于划擦式指纹识别采集方式。

接触式（一般称为面阵式）指纹识别传感器。手指平放在设备上以便获取指纹图像。一般为了获得整个手指的指纹，必须使用比手指更大的传感器，整个手指同时按压在传感器之上。

三、半导体指纹传感器比较