Iphone6的指纹识别是怎么回事？

wxsunhao

Iphone6的指纹识别是怎么回事？                     2015-05-05                                                科学世界                                                [url=]科学世界[/url]
5 e9 J. o$ }% B* E' k4 L/ l
; p+ I% @0 y# o; ]

《Newton科学世界》杂志是中国科学院主管、科学出版社主办、并与日本知名科普杂志Newton版权合作的一本综合性科普月刊。

【如需转载，请在后台留下您的公众号，获得授权后，方可转载】

2 w; l: j! f* V# f本文摘自《科学世界》第5期：智能手机。点文末“阅读原文”可直接购买。
  R2 y. }) V. m
4 R7 Z- w2 O8 `& B) ]8 P2 p
7 l! b6 E- ^8 L$ bIphone6有一个特殊的功能，就是指纹识别。只需要手指轻轻一点，就能完成支付等功能。今天，我们就来看看Iphone6的指纹识别是怎么回事吧！

* I! o/ E; x; S+ G; Y! B: o+ p

# ]  Z0 [7 m# z* ]# l! PNewton科学世界

小小电极可以灵敏地“捕获”手指表面细微的凹凸不平哦！

& J, R/ L$ m: P/ q4 R: ~4 g$ M
8 |) U8 f; k% ~9 }, A0 u3 j- f
4 \; n: O8 D7 N; i, @
" ~5 x) S6 H: T3 }" S8 g6 i2 liPhone6的Home键上内置有指纹传感器。用户可事先登记指纹，使用时，只需把手指放到Home键上，马上就能验证身份，打开iPhone6。与利用密码验证身份的传统方式相比，指纹验证的安全性更高，操作更加简单（只需把手指放到Home键上就行）。同时，还可通过指纹验证来购买应用软件、音乐及电子书等。

指纹传感器位于Home键表面的圆玻璃板下面，在一个小方块内排列着大约400个极其微小的电极，可以灵敏地“捕获”指纹的凹凸不平。由于指纹的凸出部分与指纹传感器上的电极相距较近，因此，电容量较大。与此相反，指纹的凹陷部分与电极的距离较远（仅仅比凸出部分远那么微不足道的一点点），因此，电容量较小。根据各电极电容量的变化来“感知”指纹的凹凸，并转换成图像，与事先登记的指纹图案进行比较。
2 y0 r7 `6 |! n" X4 T  X# Z. z
+ e4 c, l' E7 ^

( j6 R" D7 _5 p; |6 @6 ~; K8 Q% m
Newton科学世界

区区4.5毫米的一个小方块就足以识别。

6 i) R8 ]7 {1 D) n) T6 n7 p5 Q- D

在iPhone6上登记指纹时，登记范围大约为直径15毫米。不过，真正用于指纹识别的范围只是其中很小的一部分，一个4.5毫米见方的小方块就足够了。这么小的一块指纹图案中，却包含着可以用来鉴定身份的丰富信息。右图为指纹传感器所读取的电容量差的示意图。验证指纹时，手指可以朝向任意方向。


6 g5 W, ~# D: |3 ^) N

8 }; S* Q8 r3 B* \1 a- X* ?Newton科学世界

借助于密密麻麻的电极来探测手指皮肤表面的凹凸。

& ~5 g  }9 T# a! h9 v( g, w
上图为指纹传感器的部分放大图。在指纹传感器上，整齐地排列着大量边长在0.05毫米左右的微电极。在每个微电极下面，都有检测电容量的电路。电极与手指皮肤表面凹凸的距离不同，电容量也相应会有所不同。



; r% J3 J" M; K/ S9 y
- ~( r' U# n( a/ Y" H' J3 }Newton科学世界

来了解一些电容器的基本知识吧！

/ W0 o3 B9 [. C9 s- A8 C电容器的基本结构电容器是广泛使用的一种电子元件，可以储电（电荷）。它存储电荷的能力就是“电容量”。如上图所示，它的结构非常简单，在两块电极之间夹着一层陶瓷之类的绝缘体，就可以成为电容器。与电池连接后，在两块金属板上分别存储正电荷和负电荷。拆下电池后，电荷依然存储在金属板上。


2 u. V! Y. m, l  S  k# T2 f电容量因与手指极其微小的距离差而变化当手机靠近指纹传感器上的电容器电极时，各电极的电容量因与手指皮肤表面凹凸的距离不同，也在发生着极其微小的变化。如上图所示，电极距离手指越近，则电容量越大。iPhone6的指纹传感器，就是通过检测电容量的变化而读取指纹的。
$ A2 \$ t- G2 U1 [+ \( W

以上内容摘自《科学世界》第5期。
$ ], R8 y% \3 [- u8 r" D* e# l