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指纹模块软板之光学式和电容式指纹锁哪种好？且看核心模块性能分析

文章来源：慧聪作者：龚爱清查看手机网址

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人气：5466发布日期：2017-03-18 10:06【大中小】

到底是光学式指纹锁好，还是电容式指纹锁好？在众人当中一直存在着不同的看法。众所周知，指纹模块是指纹锁中的核心部件，在此，指纹模块软板小编为大家从光学式和电容式指纹模块的结构和原理上做如下分析。

下面指纹模块软板小编就这两种指纹模块的成相原理和结构来分析这两种模块的利弊，以便在模块的选择上有个技术依据，可以做出更明智的决定。

一、光学式传感器指纹模块

1、成相原理：光学指纹传感器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。

2、优缺点：光学指纹传感器优点主要表现为抗静电能力强、系统稳定性较好、使用寿命长，能提供分辨力为500dpi(dOtperinch)的图像，特别是能实现较大区域的指纹图像采集，但指纹图像采集区域较大时所需焦距亦较长，采集设备体积需随之增大，否则，会导致采集的图像边缘线形发生扭曲。

光学指纹传感局限性体现于潜在指印方面(潜在指印是手指在台板上按完后留下的)，不但会降低指纹图像的质量，严重时，还可能导致2个指印重叠，显然，难以满足实际应用需要。此外，台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗，可能导致采集的指纹图像质量下降。但是具有无法进行活体指纹鉴别、对干湿手指的适用性差等缺点。

3、光学采集头的不足以及他们为提高光学采集头做的相应措施。

(1)三棱镜是裸露在最外面的，由于它本身的特别，经不起手指的触摸，所以，在使用到一定的时候，三棱镜就会变形，以致成相和最先登记的指纹不匹配，开不了门。现在一般的采集头都使用了有机玻璃来保护，因为有机玻璃有很好的耐磨性，还起来ESD作用(抗静电作用)。

(2)手指要能成相必须要手指上有足够的油脂，不然，起不了漫射的作用，这样采集头对手指的要求就比较高了，如果冬天手上油脂少采集头就会失灵，此外，如果夏天手上汗太多，或者游泳后手指上有水，在开锁的时候，手指就会产生全反射，根本成不了相。所以，光学采集头对干湿要求很好。

(3)光学采集头对温度要求很高，在0度以下采集头就会变形，成相就会出现误差，这个是光学采集头这个技术的瓶颈，目前及将来一段时间都无法克服。

(4)由于光学采集头的成相是靠内部发光源发出的强光，这样的话使得整个模块的功耗非常大，如果使用红光是可以减少功耗，但是受外部的光线影响很大；所以现在都是采用发射蓝光来提高他的稳定性，但是，这样功耗大就难以避免了。此外，光学传感器在强光照射是无法工作的。

(5)光学采集头的体积非常大，这由他的采集原理决定的这种结构，是一种照相机的原理，体积的问题很难解决，现在也有做得很小的光学采集头，但是，效果一直都不让人满意。

(6)从光学采集头的结构上我们知道，它的一致性不好，很难两个采集头互换，而且，不能经受太大的振动。

(7)从价格来说，同档次的光学传感器是比同档次的电容传感器要便宜得多，目前市面上见到的那些光学采集头那么便宜都是用稳定性了做赌注的，产品的退货率非常高,制造的精确度达不到要求。

(8)光学采集头的精度不高，安全性也不高，有的甚至用手指的照片就可以开锁。

二、电容式传感器指纹模块

电容式传感器始于1998年，属于半导体传感器的一种，半导体指纹传感器还包括半导体压感式传感器、半导体温度感应传感器等，其中，应用最广泛的是半导体电容式指纹传感器。

1、成相原理：半导体指纹传感器其实是一个统称，其实它包括通过采集电容信号和电场信号、温度信号(热敏)、压力信号来成相的传感器。简单的原理如下：传感器上发射一个射频信号，信号经过指纹的纹路反射，在同一个等高面上出现不同的电容变化特性，电荷数的多少不一样，我们对这些特性作探测，最终得到图象。

2、结构和原理解析：从图上我们可以看到，电容传感器有3层：保护层(ESD作用(抗静电作用)，是一个绝缘层，耐磨)，硅晶集成电路层(发射和接受层，有一个电路点阵板屏幕)，陶瓷板层(用于封装、固定)；原理也就是从硅晶层发射出来的射频信号穿过保护膜层射到手指的表皮层，进入真皮层，在真皮层纹路上面由于人体活体细胞有电场性，它根据纹路的不同而不同分布，这样射频信号进入真皮层有部分的信号就被吸收了，其他的反射回来，经过手指的表皮层，保护膜进入硅晶体的点阵电路成相，然后放大取得最终信号交由DSP处理器处理。

3、优缺点：与光学设备多采用人工调整改善图像质量不同，电容传感器采用自动控制技术调节指纹图像像素以及指纹局部范围敏感程度，在不同环境下结合反馈信息生成高质量图像。由于提供了局部调整能力，即使对比度差的图像(如手指压得较轻的区域)也能被有效检测到，并在捕捉瞬间为这些像素提高灵敏度，生成高质量指纹图像。

电容指纹传感器优点为图像质量较好、一般无畸变、尺寸较小、易集成于各种设备。其发出的电子信号将穿过手指的表面和死性皮肤层，达到手指皮肤的活体层(真皮层)，直接读取指纹图案，从而大大提高了系统的安全性。

手指的干湿度的问题，电容式传感器越干越好，不存在光学传感器的那些问题，湿度在85%是没有问题的，太湿的话因为水是导体，会影响电场，所以，不可以超过这个85%的湿度。此外，因为采集的是真皮层的纹路，所以，表皮层的磨损是不影响他的灵敏度的。

电容传感器是由一些高精密度，易破坏的材料做成，所以，防爆性能很差，做成产品必须对采集头进行保护。

结语：以上是关于光学式和电容式传感器指纹模块的性能分析。网上对于光学式和电容式指纹锁哪个好的评论众说纷纭，通过以上分析，可以发现，从技术层面来说，光学的是较为传统的产品，电容式是目前市面上较先进，安全系统高，传感灵敏度高的指纹头。

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