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主动式和被动式电容指纹识别原理到底有何不同?

2015-11-27 16:03:31 慧眼网

主动式和被动式电容指纹识别都是基于电容原理来对指纹进行采集,但工作原理上却完成不一样。       

被动式原理更直接模组结构简单

主动式的原理主要是通过外加的驱动信号(如Ring)加载到手指上以增强手指表面的电荷,使底下的感应阵列接收电场信号并对信号进行放大,根据指纹凹凸不一致底下芯片感应到的电场也不一致从而重现指纹(如下图):

文一1.png

被动式的工作原理则不一样;其是利用手指按在芯片表面时,指纹的波峰波谷对芯片内部电容上下电极电荷分配的比例影响程度来对指纹进行重现指纹,无需额外增加驱动源,芯片结构非常单纯(如下图),也因为无额外驱动信号,所以模组也无需外置Ring,模组结构也非常简单。

文一2.png

如果还不理解可以拿照相机拍照来打个形象的比喻:如果照相时需要打开闪光灯进行补光才能拍摄到照片,这种采图方式就是主动式,闪光灯就是驱动源;而拍照的时候不需要开闪光灯进行补光也能拍摄到图形,这种采图方式就是被动式,因为是靠外界本身的光信号影响来形成图的,照相机本身没有进行补光。

被动式比主动式杂讯更少更好处理,模组更轻薄功耗更低

从原理来讲,自动式的方案必须要有驱动源加载到手指上,这也是早期的时候Authentec、FPC、IDEX等主动式芯片方案必须要有Ring的原因,虽然后面FPC、汇顶芯片厂提供了无需Ring的方案,但必须专门外置一颗驱动芯片(如FPC2050、GF118等),本质上也没有摆脱外置驱动信号的特性,只不过把驱动信号埋到芯片里面而已;因为要专门外置驱动芯片,这不但使整个模组的成本更高,结构上也会更复杂。

业界盛传被动式的方案因为没有外加的驱动信号进行增强,驱动能力弱,无法做高光coating或者盖板方案,对于这种说法可能不过是对手的说辞而已。对于驱动能力问题,我们不妨从下面的图进行分析:

文一3.png

从上图我们可以看到,被动式的信号的确是没有主动式的强,但千万不要忽略杂讯的影响,被动式因为内部没有驱动源,所以杂讯也会很少,环境很干净;对于主动式驱动源既是增强信号,但同时也会产生非常大的杂讯;对于最终信号叠加的效果则被动式能匹配介质的厚度则不一定比主动式的薄(如下图)。

文一4.png

另外被动式方案没有外加的驱动信号,所以在功耗上也会比主动式的小。

总结起来看,被动式电容式原理及方案比主动式方案有以上几方面的优点:1、采集信号更直接,原理更贴近运用场景;2、模组结构更简单;3、杂讯更易处理;4、模组更轻薄;5、功耗更低。
 

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