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指紋模塊FPC之屏下指紋技術(shù)實現(xiàn)方案與原理

2020-10-16 09:10

眾所周知,目前市面上支持指紋識別的手機分三種,一種是集成在正面底部的電源鍵上,另一種是設(shè)計在背部機身上,第三種則是設(shè)計在邊框上。智能手機進(jìn)入全面屏?xí)r代后,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為指紋模塊FPC會是未來發(fā)展趨勢。

從指紋識別的技術(shù)原理來看,光學(xué)、電容、熱敏和超聲波是四種常見的指紋識別方式。而在手機、平板等電子設(shè)備上,體積輕巧、成本低廉的電容式模組是大多數(shù)fpc廠商的首選。

光學(xué)、電容、熱敏和超聲波,四種常見指紋識別技術(shù)

第一代指紋系技術(shù)采用光學(xué)識技術(shù),由于光不能穿透皮膚表層(死性皮膚層),所以只能夠掃描手指皮膚的表面,或者掃描到死性皮膚層,但不能深入真皮層。在這種情況下,手指表面的干凈程度,直接影響到識別的效果。

第二代指紋識別采用電容傳感器技術(shù),目前主流的技術(shù)是電容式指紋傳感器,然而超音波指紋傳感器也有逐漸流行起來趨勢。電容式指紋傳感器作用時,手指是電容的一極、另一極則是硅芯片數(shù)組,透過人體帶有的微電場與電容傳感器之間產(chǎn)生的微電流,指紋的波峰波谷與傳感器之間的距離形成電容高低差,來描繪出指紋的圖形。

 

iPhone5采用電容式指紋識別

 

第三代指紋識別采用射頻技術(shù),分為無線電波探測與超聲波探測兩種,其原理都與探測海底物質(zhì)的的聲納類似,是靠特定頻率的信號反射來探知指紋的具體形態(tài)的。

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超聲波指紋識別技術(shù)被稱作第三代指紋識別技術(shù)的代表,相比第一代和第二代指紋識別技術(shù),進(jìn)步還是相當(dāng)明顯的。

安放在 Home 鍵或機身背部下方的電容傳感器能夠采集手指表面豐富的紋路數(shù)據(jù),并加密保存在一個獨立的安全區(qū)內(nèi)。完整錄入一枚指紋,通常需要在按鍵上貼 8-12 次。

今天的電容式指紋傳感器識別+解鎖速度已經(jīng)非常理想,從貼上手指到進(jìn)入主屏只需要 0.15-0.2 秒,日常使用幾乎感覺不到等待的時間。

在安全性上,不少電容指紋模組已經(jīng)集成了活體檢測功能,可以通過熱敏(Thermal)傳感器感知手指表面的溫度變化,人造的假手指或者冷掉的斷手指很難通過識別。

不過,電容傳感器也有缺點。它沒辦法隔著手機屏識別按在屏幕上的指紋,主要是因為屏幕模組本身的厚度導(dǎo)致傳感器收集不到足夠多有用的信號。超聲波指紋傳感器,其原理是直接掃描并測繪指紋紋理,甚至連毛孔都能測繪出來。因此超聲波獲得的指紋是3D立體的,而電容指紋是2D平面的。超聲波不僅識別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細(xì)節(jié)更豐富難以破解。

這樣一來,屏下指紋識別就只能通過穿透力更強的光學(xué)和超聲波兩種方案來實現(xiàn)。

屏下指紋識別專利技術(shù)與工作原理解析

目前已知的屏下指紋識別方案主要為兩個方向:一是利用OLED實現(xiàn),另一個則是利用超聲波實現(xiàn)。光學(xué)指紋識別需要光的發(fā)射和感應(yīng)裝置,由于LCD和OLED均可以當(dāng)作光源,那是否意味著在屏幕下面墊一個CMOS傳感器就行了呢?

 

 

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