指紋傳感器與應(yīng)用

指紋傳感器與應(yīng)用Fingerprint

SensoranditsApplications應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)陳旭東編光學(xué)全反射指紋傳感器電容式指紋傳感器始于1971年的光學(xué)傳感器是研究最早、應(yīng)用最廣泛的指紋傳感器。其技術(shù)關(guān)鍵是光的全反射，手指置于加膜臺(tái)板（一般是硬質(zhì)塑料，不同廠家材料有異），照射到壓有指紋的玻璃表面時(shí)，反射光經(jīng)電荷耦合器件（chargecoupleddevice，CCD）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號(hào)，并傳輸后端進(jìn)一步處理。其中，反射光強(qiáng)度取決于兩方面因素：壓在玻璃表面指紋的脊和谷的深度、皮膚與玻璃間的油脂和水分。由于光線經(jīng)玻璃照射到谷的區(qū)域后在玻璃與空氣的界面發(fā)生全反射至CCD，而射向脊的光線被脊與玻璃的接觸面吸收或者漫反射到其他地方，這樣，即可利用CCD將有深色脊和淺色谷構(gòu)成的指紋圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。當(dāng)然，為獲得較高質(zhì)量的指紋圖像，還需采用自動(dòng)或手工方式調(diào)整圖像亮度等。光學(xué)全反射指紋傳感器光學(xué)指紋傳感局限性體現(xiàn)于潛在指印方面（潛在指印是手指在臺(tái)板上按完后留下的），不但會(huì)降低指紋圖像的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)，還可能導(dǎo)致2個(gè)指印重疊，顯然，難以滿足實(shí)際應(yīng)用需要。此外，臺(tái)板涂層及CCD陣列會(huì)隨時(shí)間推移產(chǎn)生損耗，可能導(dǎo)致采集的指紋圖像質(zhì)量下降。但是具有無法進(jìn)行活體指紋鑒別、對(duì)干濕手指的適用性差等缺點(diǎn)。光學(xué)指紋傳感器優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為抗靜電能力強(qiáng)、系統(tǒng)穩(wěn)定性較好、使用壽命長(zhǎng)，能提供分辨力為500dpi（dotperinch單位面積內(nèi)像素的多少

）的圖像，特別是能實(shí)現(xiàn)較大區(qū)域的指紋圖像采集，但指紋圖像采集區(qū)域較大時(shí)所需焦距亦較長(zhǎng)，采集設(shè)備體積需隨之增大，否則，會(huì)導(dǎo)致采集的圖像邊緣線形發(fā)生扭曲。光學(xué)全反射傳感器原理圖隨著光學(xué)技術(shù)發(fā)展，一些新穎的技術(shù)手段亦已應(yīng)用于指紋圖像的采集，這樣，能顯著減小光學(xué)指紋傳感器的體積。例如：將纖維光束垂直照射指紋表面，探測(cè)其反射光；或?qū)⒑形⑿屠忡R矩陣的表面安裝于彈性平面，手指壓該表面時(shí)，脊和谷壓力的不同導(dǎo)致微型棱鏡表面改變，這種變化通過棱鏡的光反射體現(xiàn)出來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)指紋圖像采集。

光學(xué)指紋傳感器特有的高安全系數(shù)使得其運(yùn)用極為廣泛，從事該技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用的企業(yè)較多，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所和美國Identix是其中較突出的開發(fā)公司。目前，應(yīng)用最廣泛的是美國DigitalPersona公司U．a(chǎn)re．U系列，它集成精密光學(xué)系統(tǒng)、發(fā)