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指紋模塊FPC之屏下指紋技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案與原理

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人氣：2942發(fā)布日期：2020-10-16 09:10【大中小】

眾所周知，目前市面上支持指紋識(shí)別的手機(jī)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(jì)在背部機(jī)身上，第三種則是設(shè)計(jì)在邊框上。智能手機(jī)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(huì)是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

從指紋識(shí)別的技術(shù)原理來(lái)看，光學(xué)、電容、熱敏和超聲波是四種常見(jiàn)的指紋識(shí)別方式。而在手機(jī)、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(jiàn)指紋識(shí)別技術(shù)

第一代指紋系技術(shù)采用光學(xué)識(shí)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(shí)別的效果。

第二代指紋識(shí)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(lái)趨勢(shì)。電容式指紋傳感器作用時(shí)，手指是電容的一極、另一極則是硅芯片數(shù)組，透過(guò)人體帶有的微電場(chǎng)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(lái)描繪出指紋的圖形。

iPhone5采用電容式指紋識(shí)別

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

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

安放在 Home 鍵或機(jī)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(gè)獨(dú)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(shí)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(jué)不到等待的時(shí)間。

在安全性上，不少電容指紋模組已經(jīng)集成了活體檢測(cè)功能，可以通過(guò)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(guò)識(shí)別。

不過(guò)，電容傳感器也有缺點(diǎn)。它沒(méi)辦法隔著手機(jī)屏識(shí)別按在屏幕上的指紋，主要是因?yàn)槠聊荒＝M本身的厚度導(dǎo)致傳感器收集不到足夠多有用的信號(hào)。超聲波指紋傳感器，其原理是直接掃描并測(cè)繪指紋紋理，甚至連毛孔都能測(cè)繪出來(lái)。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(shí)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(lái)，屏下指紋識(shí)別就只能通過(guò)穿透力更強(qiáng)的光學(xué)和超聲波兩種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

屏下指紋識(shí)別專利技術(shù)與工作原理解析

目前已知的屏下指紋識(shí)別方案主要為兩個(gè)方向：一是利用OLED實(shí)現(xiàn)，另一個(gè)則是利用超聲波實(shí)現(xiàn)。光學(xué)指紋識(shí)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(gè)CMOS傳感器就行了呢？

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