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指纹模块FPC之屏下指纹技术实现方案与原理

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人气：3437发布日期：2020-10-16 09:10【大中小】

众所周知，目前市面上支持指纹识别的手机分三种，一种是集成在正面底部的电源键上，另一种是设计在背部机身上，第三种则是设计在边框上。智能手机进入全面屏时代后，业内普遍认为指纹模块FPC会是未来发展趋势。

从指纹识别的技术原理来看，光学、电容、热敏和超声波是四种常见的指纹识别方式。而在手机、平板等电子设备上，体积轻巧、成本低廉的电容式模组是大多数fpc厂商的首选。

光学、电容、热敏和超声波，四种常见指纹识别技术

第一代指纹系技术采用光学识技术，由于光不能穿透皮肤表层（死性皮肤层），所以只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮层。在这种情况下，手指表面的干净程度，直接影响到识别的效果。

第二代指纹识别采用电容传感器技术，目前主流的技术是电容式指纹传感器，然而超音波指纹传感器也有逐渐流行起来趋势。电容式指纹传感器作用时，手指是电容的一极、另一极则是硅芯片数组，透过人体带有的微电场与电容传感器之间产生的微电流，指纹的波峰波谷与传感器之间的距离形成电容高低差，来描绘出指纹的图形。

iPhone5采用电容式指纹识别

第三代指纹识别采用射频技术，分为无线电波探测与超声波探测两种，其原理都与探测海底物质的的声纳类似，是靠特定频率的信号反射来探知指纹的具体形态的。

超声波指纹识别技术被称作第三代指纹识别技术的代表，相比第一代和第二代指纹识别技术，进步还是相当明显的。

安放在 Home 键或机身背部下方的电容传感器能够采集手指表面丰富的纹路数据，并加密保存在一个独立的安全区内。完整录入一枚指纹，通常需要在按键上贴 8-12 次。

今天的电容式指纹传感器识别+解锁速度已经非常理想，从贴上手指到进入主屏只需要 0.15-0.2 秒，日常使用几乎感觉不到等待的时间。

在安全性上，不少电容指纹模组已经集成了活体检测功能，可以通过热敏(Thermal)传感器感知手指表面的温度变化，人造的假手指或者冷掉的断手指很难通过识别。

不过，电容传感器也有缺点。它没办法隔着手机屏识别按在屏幕上的指纹，主要是因为屏幕模组本身的厚度导致传感器收集不到足够多有用的信号。超声波指纹传感器，其原理是直接扫描并测绘指纹纹理，甚至连毛孔都能测绘出来。因此超声波获得的指纹是3D立体的，而电容指纹是2D平面的。超声波不仅识别速度更快、而且不受汗水油污的干扰、指纹细节更丰富难以破解。

这样一来，屏下指纹识别就只能通过穿透力更强的光学和超声波两种方案来实现。

屏下指纹识别专利技术与工作原理解析

目前已知的屏下指纹识别方案主要为两个方向：一是利用OLED实现，另一个则是利用超声波实现。光学指纹识别需要光的发射和感应装置，由于LCD和OLED均可以当作光源，那是否意味着在屏幕下面垫一个CMOS传感器就行了呢？

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