半導體指紋感測器

半導體指紋感測器

半導體指紋感測器半導體指紋感測器主要是利用電容、電場(也即我們所說的電感式)、溫度、壓力的原理實現指紋圖像的採集。具有價格低、體積小、識別 率高等優點,但穩定性稍欠缺一些,常用於手機、電腦、汽車或房屋安全識別。

基本介紹

  • 中文名:半導體指紋感測器
  • 外文名:Semiconductor fingerprint sensor
基本原理,分類,優缺點,特徵,發展方向,

基本原理

這類感測器,無論是電容式或是電感式,其原理類似,在一塊集成有成千上萬半導體器件的“平板”上,手指貼在其上與其構成了電容(電感)的另一面,由於手指平面凸凹不平,凸點處和凹點處接觸平板的實際距離大小就不一樣,形成的電容/電感數值也就不一樣,設備根據這個原理將採集到的不同的數值匯總,就完成了指紋的採集。

分類

(1)溫差感應式指紋感測器  它是基於溫度感應的原理而製成的,每個單元感測器就代表一個像素,而整個集成指紋感測器又置於恆溫控制下(該溫度比體溫略低些)。當手指放在指紋感測器上時,由於指紋感測器的溫度被控制在+33℃以下,而指紋上脊點的溫度就代表體溫,指紋上谷點的溫度就是周圍的環境溫度,因此脊點與感測器之間的溫度差不等於谷點與感測器之間的溫度差,通過掃描方式即可獲取指紋圖像。  這種感測器的掃描速率非常快,必須在很短時間(一般應小於0.1s)內獲取指紋圖像。因為時間一長,手指和晶片就處於相同的溫度了。  (2)電容感應式指紋感測器  它是由電容陣列構成的,內部大約包含1萬隻微型化的電容器。當用戶將手指放在正面時,皮膚就組成了電容陣列的一個極板,電容陣列的背面是絕緣極板。由於不同區域指紋的脊和谷之間的距離也不相等,使每個單元的電容量隨之而變,由此可獲得指紋圖像。

優缺點

半導體指紋感測器具有價格低、體積小、識別 率高等優點,這些特有的優點吸引了sony, infineon等知名公司,並開發出各具特色的產品。當然,作為極具潛力、代表未來發展方向的指紋感測器也存在一定局限性,表現為易受靜電影響,嚴重時,感測器可能採集不到圖像,甚至本身也會被損壞;手指汗液鹽分或其他污物,以及手指磨損等均會造成圖像採集困難,其耐磨性亦不及玻璃;大面積製造成本較高,故取像區域較小;感測器穩定性,特別是次最優性能等方面有待進一步驗證。

特徵

半導體指紋感測器因其製造工藝複雜,單位面積上感測單元多,包含高端的ic設計技術、大規模積體電路製造技術、ic晶片封裝技術等,所以半導體指紋感測器幾乎全部是由ic技術發達的國家或地區,如美國、歐洲、台灣等地設計、製造的。一顆不足0.5平方厘米的晶片表面集成了10000個以上的半導體感測單元。內部還包括了自動增益電路和邏輯控制晶片,以及串列、並行、usb等接口電路。目前半導體指紋感測器的靈敏度高,解析度也達到了500dpi或以上。其功能已經突破了單一的感測能力,加上軟體配合,可以用做全嚮導航器。

發展方向

半導體指紋感測器目前朝小型化方向發展。2004年以前以1平方厘米見方的方型為主,目前多為滑動式swipe晶片。由authentec最近推出的1610滑動式採集晶片只有12x5 mm。

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