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指纹识别模块(光学指纹识别模块)

电网讯:从去年开始，“全面屏”这个词融入到智能手机中，正式进入高爆期。即使是现在，所有的手机厂商都在拿出自己的全面屏旗舰手机。然而环顾四周，普通用户心目中真正能做到100%全面屏的并不存在。

(资料图片仅供参考)

但是，只是因为“全面屏手机”的到来，让一直依赖指纹识别的用户无法实现正面的指纹解锁功能。其实归根结底还是因为技术和成本的限制。没有好的解决办法吗？当然不是全部。

从现在的手机可以看出，既然全面屏达不到100%，各手机厂商只能想尽办法提高手机屏幕比例。如果指纹识别放在后面，也是一种解决方案，或者可以直接去掉指纹功能，使用人脸识别技术，也是另一种解决方案。但是你要知道，手机上指纹的模块其实有很多种。

1.模块1:通过光学聚焦采集指纹的功能。

光学在中国应用广泛。许多企业的门禁、打卡系统和银行都使用这种技术。这种技术有一个明显的特点，就是指纹采集区域会有一个绿色或者红色的底灯在闪耀，这个区域多是拇指大小的玻璃区域。

光学指纹利用光反射成像来识别用户的指纹。这类指纹模块对使用环境的温湿度有一定的要求，识别精度不太理想。另外，这种模块通常占用的空空间较大，很难在手机上有所作为。

另外用一个棱镜将其投射到CMOS或CCD上的CCD上，然后通过指纹设备算法就可以处理出一个有黑脊(指纹图像中有一定宽度和方向的脊)和白谷(脊之间的凹部)的数字多灰度指纹图像。

点评:笔者认为目前的光学识别是早期的指纹识别技术。比如之前很多考勤机和门禁都是用光学指纹识别技术。其扫描面积的减少带来的最直接的变化就是指纹识别率的降低。因此，该方案成为最终指纹识别形式的可能性较小。

2.模块二:电容采集指纹的技术原理。

说到电容式指纹功能，电容式指纹识别模块主要由芯片、蓝宝石、金属环、柔性板、载板等组成。但分为两种方式，一种是主动，一种是被动。主动式和被动式电容指纹采集都是基于电容的原理来采集指纹，但工作原理不同。

电容的原理主要是利用硅晶体和导电的皮下电解质形成电场，指纹的波动会导致两者之间的压差发生不同的变化，从而实现精确的指纹测量。该方法适应性强，对使用环境无特殊要求。同时，硅晶体元件和相关的传感器元件对空的占有率在手机设计的可接受范围内，因此该技术在手机中得到了很好的推广。

目前电容式指纹模块可分为刮擦式和按压式两种。前者虽然占用体积小，但在识别率和便捷性上有很大的劣势，这直接导致厂商把目光放在了操作更随意、识别率更高的按压式电容指纹模块上。

点评:电容和光学器件使用手动调节来改善图像质量。电容式传感器利用自动控制技术调整指纹图像像素的灵敏度和指纹局部范围，并结合不同环境下的反馈信息生成高质量的图像，在捕捉的瞬间提高这些像素的灵敏度，生成高质量的指纹图像。

3.模块3:射频信号采集指纹的技术原理。

目前，射频模块包括无线电波检测和超声波检测。原理类似声纳探测海底物质，通过特定频率的信号反射，可以探测到指纹的具体形态。指纹模块技术是通过传感器本身发射少量的射频信号，穿透手指表皮层来控制内层的纹路，从而获得更佳的指纹图像。

其实这项技术是指纹模块最成熟的核心，它唯一的好处就是手指不需要接触指纹模块，所以不会对手机外观造成太大影响。基于此，RFID指纹模块成为未来指纹识别的主要发展方向之一。

不久前，高通还推出了超声波指纹识别，在每个指纹识别过程中，利用3D图像增强算法深度识别指尖纹理信息和模式自学习识别算法，实现湿手指纹识别。简单来说，就是增加指纹识别的深度，让指纹芯片记录的指纹信息更加完善，从而提高指纹识别的灵敏度，以应对很多复杂的使用场景。

点评:未来可以利用射频技术实现屏下指纹的功能，使手机等智能设备使用全面屏不会影响外观。屏下指纹识别技术，又称隐形指纹技术。是在屏幕玻璃下完成指纹识别和解锁过程的新技术。它主要利用超声波、光学等穿透技术，可以穿透各种材料，从而达到指纹识别的目的。