指纹传感器发展与应用技术简介

null 在电子产品市场中很早就出现配备指纹解锁功能的电脑。如今该项功能在不少办公环境中也得到应用。随着指纹传感器小型化的不断进步，更多领域也开始采用这一功能性设备。 指纹传感器(又称指纹Sensor)是实现指纹自动采集的关键器件。指纹传感器按传感原理，即指纹成像原理和技术，分为光学指纹传感器、半导体电容传感器、半导体热敏传感器、半导体压感传感器、超声波传感器和射频RF传感器等。指纹传感器的制造技术是一项综合性强、技术复杂度高、制造工艺难的高新技术。 指纹传感器发展与应用技术简介 深圳市铭之光电子技术有限公司 传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn null 半导体指纹传感器因其制造工艺复杂，单位面积上传感单元多，包含高端的IC设计技术、大规模集成制造技术、IC芯片封装技术等，所以半导体指纹传感器几乎全部是由IC技术发达的国家或地区，如美国、欧洲、台湾等地设计、制造的。一颗不足0.5平方厘米的晶片面集成了10000个以上的半导体传感单元。内部还包括了自动增益电路和逻辑控制芯片，以及串行、并行、USB等接口电路。目前半导体指纹传感器的灵敏度高，分辨率也达到了500dpi或以上。其功能已经突破了单一的传感能力，加上软件配合，可以用做全向导航器。 深圳市铭之光电子技术有限公司 传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn 深圳市铭之光电子技术有限公司 传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn 指纹识别技术虽然已日渐成熟，图像处理及模式识别技术已经得到很好的解决，但实际上，作为指纹识别的核心技术仍然存在许多尚未解决的难题，尤其是残缺、污损的指纹图像的识别的鲁棒性、适应性方面不能令人满意，指纹识别系统将随着更小更廉价的指纹输入设备的出现、计算能力更强更廉价的硬件以及互联网的广泛应用而进一步拓宽其应用，其中，能适应联网在线指纹自动识别系统的应用算法有待进一步改进，多种指纹识别方法的集成应用以及包括指纹是被的多种生物特征鉴定的集成应用也将是今后研究发展的方向，近年来，国外指纹识别相关研究又有升温的趋势，因此，未来几年仍然是一个重要的、极具挑战性的模式识别研究课题。 深圳市铭之光电子技术有限公司 传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn null nvasiveCode公司生物认证专家GeppyParziale在网站发布了对指纹是被技术的深度讲解，并解释了指纹识别技术为什么是可靠的认证解决。指纹识别技术最重要的就是传感器。识别效果的好坏最依赖的也是传感器捕捉指纹图像的质量，噪点越少，质量也就越高。生产传感器的核心技术可以使得捕捉到的指纹照片出现噪点和错误，影响识别效果，这样的情况可能导致正确的指纹不会被识别，或者错误的指纹被识别，两种情况都非常严重。 深圳市铭之光电子技术有限公司 传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn null Parziale还分享了自己对传感器的担心，尤其是使用寿命的问题。在日常生活中，情况非常复杂，用户通常使用手完成各种任务，接触不同的物品。这些上面的东西会积聚在手指的皮肤上，当你触控指纹识别传感器时，这些物质就会附着在传感器上。此外，皮肤产生的汗液和油脂也会影响传感器。 深圳市铭之光电子技术有限公司 传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn null 各种物质、汗液和油脂都会降低传感器的寿命。我们还需要考虑用户会将iPhone放在各种地方，比如“脏”的口袋中，放在不同的表面上，潮湿、过热、过冷或过干的环境中。这些因素都会加速传感器的衰变过程。当然，传感器的性能可能会根据苹果在硬件方面的专精程度有所改变 深圳市铭之光电子技术有限公司 传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn null目前指纹传感器只要分为两类，同时也是较为常见的指纹传感器： 　1.光学指纹传感器 　2.半导体指纹传感器>指纹传感器的应用 手机开机时要求用户通过一个快速的认证过程，用户将其手指划过传感器，如果通过认证则授权使用手机的各项功能。如果不是授权用户，手机便继续保持锁住。如果连续几次认证无法通过，则手机会删除存储器中的关键信息然后关机。null　在语音邮件的应用中，当拨出一个语音邮件号码后，用户只需将手指划过传感器便可令系统识别。有了指纹识别后，便无需使用邮箱密码或个人识别号码。 　在今后的汽车应用中，用户可输入家庭成员指纹样本，经鉴权才能驾驶。注册过程十分简单：每个授权驾驶的成员将其手指置于传感器上，并将汽车的各种按个人爱好进行设置，然后将这些设置存入车载的电脑存储器中。null 当驾驶者进入汽车时，他/她将手指置于传感器上，启动识别过程。不到一秒钟，电脑将检测到的指纹模板与存储的模板进行比较，并建立一个与驾驶者相符的相关设置。指纹模板和匹配软件保存在汽车内的一个嵌入式模块中。当指纹匹配成功时，汽车便按已编程设定的内部参数来控制后视镜、汽车座椅、无线基站以及车内空气环境。此外，还可控制驾驶速度，如果驾驶者仅为十来岁的孩子，则将速度限制在每小时55公里。这些功能的实现具有非常多的用处。 null指纹传感器的发展现状 我国生物（指纹）识别技术发展相对于美国、日本要晚10-20年的时间，指纹识别产品在我国最早出现是在90年代初期，当时只是寥寥数十家，而产业化起步应该是2000年以后。 　到2000年，随着移动存储设备等数码类产品的大量使用，指纹技术与数码类产品结合应用的局面才铺开，所以指纹识别产业在我国，目前仍处于形成阶段，如果说2004年之前处于从点到线的状态，那么2004年之后指纹产业开始了从线到面的发展。 null早期的指纹图像采集主要运用油墨按印等物理方式,如果油墨及纸张质量有问题,或按压压力不均,或按压位置、方向差异,或手指损伤、变形等,都会导致采集的指纹图像质量不理想,进而影响该技术应用。为克服物理方式的缺点,发展光学传感器、半导体传感器、超声波传感器等对获取高质量指纹图像提供了良好的技术保障,具有很好实用价值。同时,更先进的指纹图像传感器亦在研发,目的是获得足够的指纹细节,并使指纹图像达到较高分辨力,提高指纹识别准确性、可靠性。>指纹传感器的原理 null光学指纹传感器 　　光学指纹传感器：借助光学技术采集指纹是历史最久远、使用最广泛的技术，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。null光学扫描传感系统 　光学扫描系统的核心部件是电荷耦合设备CCD（ charge coupled device ），这与数码相机和摄像机中使用的光传感器系统是相同的。CCD是一组光敏二极管（称为光敏器件），这种器件在光子的作用下可以产生电信号。每个光敏器件记录一个像素，即一个代表射中该点的光束的微小圆点。明暗像素共同构成了扫描场景（例如一个手指）的图像。通常，在扫描仪系统中有一个模数转换器，用来处理模拟电子信号以产生该图像的数字表现形式。null半导体指纹传感器 半导体指纹传感器：这类传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。>指纹传感器的选择null　衡量一个指纹传感器的性能好坏，主要看以下几个方面。 　1. 成像质量 2. 对不同类型手指的适用能力 3. 对气候环境的适应性 4. 图像采集速度 5. 电气特性 6. 硬件接口 7. 应用程序接口（SDK） 8. 使用寿命