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指紋傳感器與應用Fingerprint

SensoranditsApplications應用物理學專業(yè)陳旭東編光學全反射指紋傳感器電容式指紋傳感器始于1971年的光學傳感器是研究最早、應用最廣泛的指紋傳感器。其技術關鍵是光的全反射，手指置于加膜臺板（一般是硬質塑料，不同廠家材料有異），照射到壓有指紋的玻璃表面時，反射光經電荷耦合器件（chargecoupleddevice，CCD）轉換為相應電信號，并傳輸后端進一步處理。其中，反射光強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成的指紋圖像轉換成數(shù)字信號。當然，為獲得較高質量的指紋圖像，還需采用自動或手工方式調整圖像亮度等。光學全反射指紋傳感器光學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板上按完后留下的），不但會降低指紋圖像的質量，嚴重時，還可能導致2個指印重疊，顯然，難以滿足實際應用需要。此外，臺板涂層及CCD陣列會隨時間推移產生損耗，可能導致采集的指紋圖像質量下降。但是具有無法進行活體指紋鑒別、對干濕手指的適用性差等缺點。光學指紋傳感器優(yōu)點主要表現(xiàn)為抗靜電能力強、系統(tǒng)穩(wěn)定性較好、使用壽命長，能提供分辨力為500dpi（dotperinch單位面積內像素的多少

）的圖像，特別是能實現(xiàn)較大區(qū)域的指紋圖像采集，但指紋圖像采集區(qū)域較大時所需焦距亦較長，采集設備體積需隨之增大，否則，會導致采集的圖像邊緣線形發(fā)生扭曲。光學全反射傳感器原理圖隨著光學技術發(fā)展，一些新穎的技術手段亦已應用于指紋圖像的采集，這樣，能顯著減小光學指紋傳感器的體積。例如：將纖維光束垂直照射指紋表面，探測其反射光；或將含有微型棱鏡矩陣的表面安裝于彈性平面，手指壓該表面時，脊和谷壓力的不同導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，進而實現(xiàn)指紋圖像采集。

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

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