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指紋模塊FPC之屏下指紋技術實現方案與原理

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人氣：2738發布日期：2020-10-16 09:10【大中小】

眾所周知，目前市面上支持指紋識別的手機分三種，一種是集成在正面底部的電源鍵上，另一種是設計在背部機身上，第三種則是設計在邊框上。智能手機進入全面屏時代后，業內普遍認為指紋模塊FPC會是未來發展趨勢。

從指紋識別的技術原理來看，光學、電容、熱敏和超聲波是四種常見的指紋識別方式。而在手機、平板等電子設備上，體積輕巧、成本低廉的電容式模組是大多數fpc廠商的首選。

光學、電容、熱敏和超聲波，四種常見指紋識別技術

第一代指紋系技術采用光學識技術，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，直接影響到識別的效果。

第二代指紋識別采用電容傳感器技術，目前主流的技術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趨勢。電容式指紋傳感器作用時，手指是電容的一極、另一極則是硅芯片數組，透過人體帶有的微電場與電容傳感器之間產生的微電流，指紋的波峰波谷與傳感器之間的距離形成電容高低差，來描繪出指紋的圖形。

iPhone5采用電容式指紋識別

第三代指紋識別采用射頻技術，分為無線電波探測與超聲波探測兩種，其原理都與探測海底物質的的聲納類似，是靠特定頻率的信號反射來探知指紋的具體形態的。

超聲波指紋識別技術被稱作第三代指紋識別技術的代表，相比第一代和第二代指紋識別技術，進步還是相當明顯的。

安放在 Home 鍵或機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據，并加密保存在一個獨立的安全區內。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別+解鎖速度已經非常理想，從貼上手指到進入主屏只需要 0.15-0.2 秒，日常使用幾乎感覺不到等待的時間。

在安全性上，不少電容指紋模組已經集成了活體檢測功能，可以通過熱敏(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識別。

不過，電容傳感器也有缺點。它沒辦法隔著手機屏識別按在屏幕上的指紋，主要是因為屏幕模組本身的厚度導致傳感器收集不到足夠多有用的信號。超聲波指紋傳感器，其原理是直接掃描并測繪指紋紋理，甚至連毛孔都能測繪出來。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。超聲波不僅識別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細節更豐富難以破解。

這樣一來，屏下指紋識別就只能通過穿透力更強的光學和超聲波兩種方案來實現。

屏下指紋識別專利技術與工作原理解析

目前已知的屏下指紋識別方案主要為兩個方向：一是利用OLED實現，另一個則是利用超聲波實現。光學指紋識別需要光的發射和感應裝置，由于LCD和OLED均可以當作光源，那是否意味著在屏幕下面墊一個CMOS傳感器就行了呢？

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