淺析指紋識別技術(shù)發(fā)展與類(lèi)型

半導體指紋傳感器包括半導體壓感式傳感器、半導體溫度感應傳感器等，其中，應用最廣泛的是半導體電容式指紋傳感器。

半導體電容傳感器根據指紋的嵴和峪與半導體電容感應顆粒形成的電容值大小不同，來(lái)判斷什么位置是嵴什么位置是峪。其工作過(guò)程是通過(guò)對每個(gè)像素點(diǎn)上的電容感應顆粒預先充電到某一參考電壓。當手指接觸到半導體電容指紋表現上時(shí)，因為嵴是凸起、峪是凹下，根據電容值與距離的關(guān)系，會(huì )在嵴和峪的地方形成不同的電容值。然后利用放電電流進(jìn)行放電。因為嵴和峪對應的電容值不同，所以其放電的速度也不同。嵴下的像素(電容量高)放電較慢，而處于峪下的像素(電容量低)放電較快。根據放電率的不同，可以探測到嵴和峪的位置，從而形成指紋圖像數據。

與光學(xué)設備多采用人工調整改善圖像質(zhì)量不同，電容傳感器采用自動(dòng)控制技術(shù)調節指紋圖像像素以及指紋局部范圍敏感程度，在不同環(huán)境下結合反饋信息生成高質(zhì)量圖像。由于提供了局部調整能力，即使對比度差的圖像(如手指壓得較輕的區域)也能被有效檢測到，并在捕捉瞬間為這些像素提高靈敏度，生成高質(zhì)量指紋圖像。

半導體電容指紋傳感器優(yōu)點(diǎn)為圖像質(zhì)量較好、一般無(wú)畸變、尺寸較小、易集成于各種設備。其發(fā)出的電子信號將穿過(guò)手指的表面和死性皮膚層，達到手指皮膚的活體層(真皮層)，直接讀取指紋圖案，從而大大提高了系統的安全性。

半導體硅感技術(shù)最重要的優(yōu)點(diǎn)是能夠達到活體指紋識別。還可以在較小的表面上獲得比光學(xué)技術(shù)更好的圖像質(zhì)量，在1cm×1.5cm的表面上獲得200-300線(xiàn)的分辨率(較小的表面也導致成本的下降和能被集成到更小的設備中)。體積小、成本低，成像精度高，而且耗電量很小，因此非常適合在安全防范和高檔消費類(lèi)電子產(chǎn)品中使用，被稱(chēng)為光學(xué)以后的第二代指紋識別技術(shù)。

半導體電容指紋傳感器因制造工藝復雜，單位面積上傳感單元多，包含高端的，IC設計技術(shù)、大規模集成電路制造技術(shù)、IC芯片封裝技術(shù)等，所以電容指紋傳感器幾乎全部是由IC技術(shù)發(fā)達的國家或地區，如美國、歐洲、臺灣等地設計制造的。目前國內只有極少數廠(chǎng)家有能力生產(chǎn)半導體指紋傳感器。

但半導體硅感技術(shù)也有缺點(diǎn)，就是會(huì )受靜電干擾，但可以通過(guò)安裝時(shí)接地解決。以前成本較昂貴，近年來(lái)成本大幅度下降，與光學(xué)傳感器的成本日益接近，是目前最理想的指紋識別技術(shù)。如銀行金庫和監獄等高危安保場(chǎng)所安防門(mén)禁系統，采用半導體硅感識別技術(shù)的指紋機用于門(mén)禁前端活體指紋識別，代替傳統的密碼、刷卡、光學(xué)指紋機，從而真正做到身份識別的惟一性，確保萬(wàn)無(wú)一失。

超聲波技術(shù)

超聲波指紋采集是一種新型技術(shù)，其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產(chǎn)生大小不同的回波(超聲波到達不同材質(zhì)表面時(shí)，被吸收、穿透與反射的程度不同)。因此，利用皮膚與空氣對于聲波阻抗的差異，就可以區分指紋嵴與峪所在的位置。

超聲波技術(shù)所使用的超聲波頻率為1×104Hz-1×109Hz，能量被控制在對人體無(wú)損的程度(與醫學(xué)診斷的強度相同)。超聲波技術(shù)產(chǎn)品能夠達到最好的精度，它對手指和平面的清潔程度要求較低，但其采集時(shí)間會(huì )明顯地長(cháng)于前述兩類(lèi)產(chǎn)品，而且價(jià)格昂貴，也并不能做到活體指紋識別，所以目前使用稀少。