本文對兩類傳感器的工作原理和特點進行了詳細分析，并介紹在互聯網安全認證、汽車無鑰匙進入系統等的應用。

　　前市場上有兩種固態指紋傳感器：第一種是單次觸摸型傳感器，要求手指在指紋采集區進行可靠的觸摸；第二種則需要用手指在傳感器表面擦過，傳感器會采集一套特定的數據，然后進行快速分析和認證。這兩類指紋傳感器將得到越來越廣泛的應用。

　　上述兩類傳感器工作原理為：當指紋中的凸起部分置于傳感電容像素電極上時，電容會有所增加，通過檢測增加的電容來進行數據采集。傳感器中的像素點為 45平方微米，間隔為50微米，電容像素陣列的分辨率略高于500dpi。這類傳感器基于一種標準的單-多晶硅三層金屬cmos工藝，并采用0.5微米工藝進行設計。

　　金屬互連的第三層構成電容像素層，由氮化鈦制成并覆蓋著一層氮化硅，厚度僅為7000埃米。這種硬金屬電極與抗磨涂敷層組合形成的傳感器十分堅實耐用，使用壽命可以達到很多年。

　　指紋檢測

　　人類的指紋由緊密相鄰的凹凸紋路構成，通過對每個像素點上利用標準參考放電電流，便可檢測到指紋的紋路狀況。每個像素先預充電到某一參考電壓，然后由參考電流放電。電容陽極上電壓的改變率與其上的電容成下面的比例關系：ref=c×dv/dt

　　處于指紋的凸起下的像素(電容量高)放電較慢，而處于指紋的凹處下的像素(電容量低)放電較快。這種不同的放電率可通過采樣保持(s/h)電路檢測并轉換成一個8位輸出，這種檢測方法對指紋凸起和低凹具有較高的敏感性，并可形成非常好的原始指紋圖像。

　　采用復雜的軟件算法可以進行指紋識別。這種軟件采集原始的指紋圖像，將圖像信息數字化并提取其中的細節模板，然后進行測試，確定提取的細節模板是否與參考模板吻合。

　　比較過程

　　單觸型傳感器與劃擦型傳感器的尺寸和成本都不一樣。接觸式傳感器較大，通常有效接觸面為15×15mm，可迅速地采集最大的指紋或拇指指紋。這種傳感器易于使用，并可將整個指紋圖像以500dpi(自動指紋識別標準)的精度進行快速傳輸。

　　目前這些傳感器已完成設計，并用于美國政府機構及警察局進行指紋識別。不久的將來還將逐漸用于汽車單觸式無鑰匙進入系統，以及新興的國家安全應用中。

　　這種傳感器由256(列)×300(行)微型金屬電極組成，每一列連接到一對s/h電路上。指紋圖像依次進行逐行采集，每個金屬電極均作為電容的一 個極，與之接觸的手指則是電容的另一個極。在器件表面有一層鈍化層，作為兩個電容極間的電介質層。將手指置于傳感器上時，指紋上的凸起和低凹會在陣列上產 生不同的電容值，并構成用于認證的一整幅圖像。

　　劃擦型傳感器是一種新型指紋采集器件，要求用戶將手指在器件上劃過。劃擦型傳感器的優點是尺寸小(如富士通的mbf300尺寸僅為3.6×13.3 mm2)和成本低。這些器件主要用于移動設備的嵌入式安全識別應用，如手機和pda。精密的圖像重建軟件以接近2000幀/秒的速度快速地從傳感器上采集 多個圖像，并將每個幀的數據細節組織到一起。

　　信息及認證

　　毫無疑問，便攜式低成本指紋識別技術對我們的生活意義深遠。例如，今后警察可在一個犯罪高發區截住一名嫌疑人，要求其提供指紋而不是身份證或汽車駕 照。此人則將其右手的第一、二或第三個手指置于一個與無線pda相連的傳感器上，可以迅速將嫌疑人與以前的犯罪記錄進行對比確認。

　　這種識別技術對于被盜的手機用戶也有好處。手機開機時要求用戶通過一個快速的認證過程，用戶將其手指劃過傳感器，如果通過認證則授權使用手機的各項功能。如果不是授權用戶，手機便繼續保持鎖住。如果連續幾次認證無法通過，則手機會刪除存儲器中的關鍵信息然后關機。

　　在語音郵件的應用中，當撥出一個語音郵件號碼后，用戶只需將手指劃過傳感器便可令系統識別。有了指紋識別后，便無需使用郵箱密碼或個人識別號碼。

　　在今后的汽車應用中，用戶可輸入家庭成員指紋樣本，經鑒權才能駕駛。注冊過程十分簡單：每個授權駕駛的成員將其手指置于傳感器上，并將汽車的各種參數按個人愛好進行設置，然后將這些設置存入車載的電腦存儲器中。

　　當駕駛者進入汽車時，他/她將手指置于傳感器上，啟動識別過程。不到一秒鐘，電腦將檢測到的指紋模板與存儲的模板進行比較，并建立一個與駕駛者相符 的相關設置。指紋模板和匹配軟件保存在汽車內的一個嵌入式模塊中。當指紋匹配成功時，汽車便按已編程設定的內部參數來控制后視鏡、汽車座椅、無線基站以及 車內空氣環境。此外，還可控制駕駛速度，如果駕駛者僅為十來歲的孩子，則將速度限制在每小時55公里。這些功能的實現具有非常多的用處。

　　使移動互聯網接入更加安全

　　隨著半導體和軟件技術的發展，手機將逐漸成為一種可隨時隨地獲取個人和公司數據的移動終端，因此需要確保用戶訪