目前市場(chǎng)上有兩種固態(tài)指紋傳感器：*種是單次觸摸型傳感器，要求手指在指紋采集區進(jìn)行可靠的觸摸；第二種則需要用手指在傳感器表面擦過(guò)，傳感器會(huì )采集一套特定的數據，然后進(jìn)行快速分析和認證。這兩類(lèi)指紋傳感器將得到越來(lái)越廣泛的應用。
上述兩類(lèi)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(shí)，電容會(huì )有所增加，通過(guò)檢測增加的電容來(lái)進(jìn)行數據采集。傳感器中的像素點(diǎn)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(lèi)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(jìn)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(zhù)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(shí)耐用，使用壽命可以達到很多年。
指紋檢測
人類(lèi)的指紋由緊密相鄰的凹凸紋路構成，通過(guò)對每個(gè)像素點(diǎn)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(gè)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(yáng)極上電壓的改變率與其上的電容成下面的比例關(guān)系：
Iref=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(guò)采樣保持（S/H）電路檢測并轉換成一個(gè)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(jìn)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(jìn)行測試，確定提取的細節模板是否與參考模板吻合。
比較過(guò)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zui大的指紋或拇指指紋。這種傳感器易于使用，并可將整個(gè)指紋圖像以500dpi（自動(dòng)指紋識別標準）的精度進(jìn)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*局進(jìn)行指紋識別。不久的將來(lái)還將逐漸用于汽車(chē)單觸式無(wú)鑰匙進(jìn)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(jìn)行逐行采集，每個(gè)金屬電極均作為電容的一個(gè)極，與之接觸的手指則是電容的另一個(gè)極。在器件表面有一層鈍化層，作為兩個(gè)電容極間的電介質(zhì)層。將手指置于傳感器上時(shí)，指紋上的凸起和低凹會(huì )在陣列上產(chǎn)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(hù)將手指在器件上劃過(guò)。劃擦型傳感器的優(yōu)點(diǎn)是尺寸?。ㄈ绺皇客ǖ腗BF300尺寸僅為3.6×13.3 mm2）和成本低。這些器件主要用于移動(dòng)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(gè)圖像，并將每個(gè)幀的數據細節組織到一起。
信息及認證
毫無(wú)疑問(wèn)，便攜式低成本指紋識別技術(shù)對我們的生活意義深遠。例如，今后*可在一個(gè)犯罪高發(fā)區截住一名嫌疑人，要求其提供指紋而不是身份證或汽車(chē)駕照。此人則將其右手的*、二或第三個(gè)手指置于一個(gè)與無(wú)線(xiàn)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(jìn)行對比確認。
這種識別技術(shù)對于被盜的手機用戶(hù)也有好處。手機開(kāi)機時(shí)要求用戶(hù)通過(guò)一個(gè)快速的認證過(guò)程，用戶(hù)將其手指劃過(guò)傳感器，如果通過(guò)認證則*使用手機的各項功能。如果不是*用戶(hù)，手機便繼續保持鎖住。如果連續幾次認證無(wú)法通過(guò)，則手機會(huì )刪除存儲器中的關(guān)鍵信息然后關(guān)機。
在語(yǔ)音郵件的應用中，當撥出一個(gè)語(yǔ)音郵件號碼后，用戶(hù)只需將手指劃過(guò)傳感器便可令系統識別。有了指紋識別后，便無(wú)需使用密碼或個(gè)人識別號碼。
在今后的汽車(chē)應用中，用戶(hù)可輸入家庭成員指紋樣本，經(jīng)鑒權才能駕駛。注冊過(guò)程十分簡(jiǎn)單：每個(gè)*駕駛的成員將其手指置于傳感器上，并將汽車(chē)的各種參數按個(gè)人愛(ài)好進(jìn)行設置，然后將這些設置存入車(chē)載的電腦存儲器中。
當駕駛者進(jìn)入汽車(chē)時(shí)，他/她將手指置于傳感器上，啟動(dòng)識別過(guò)程。不到一秒鐘，電腦將檢測到的指紋模板與存儲的模板進(jìn)行比較，并建立一個(gè)與駕駛者相符的相關(guān)設置。指紋模板和匹配軟件保存在汽車(chē)內的一個(gè)嵌入式模塊中。當指紋匹配成功時(shí)，汽車(chē)便按已編程設定的內部參數來(lái)控制后視鏡、汽車(chē)座椅、無(wú)線(xiàn)基站以及車(chē)內空氣環(huán)境。此外，還可控制駕駛速度，如果駕駛者僅為十來(lái)歲的孩子，則將速度限制在每小時(shí)55公里。這些功能的實(shí)現具有非常多的用處。
使移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入更加安全
隨著(zhù)半導體和軟件技術(shù)的發(fā)展，手機將逐漸成為一種可隨時(shí)隨地獲取個(gè)人和公司數據的移動(dòng)終端，因此需要確保用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的安全性，以防止未*訪(fǎng)問(wèn)。原來(lái)執法機構使用的指紋識別方式僅存儲指紋上一些特定點(diǎn)的數據而非整個(gè)影像，因而相比之下，生物指紋掃描系統更為有效、可靠。
這類(lèi)檢測的所有處理過(guò)程均分為下面幾個(gè)步驟：首先是采集階段，器件采集手指生物樣本；然后利用預先建立的數學(xué)公式或算法從樣本中提取其*的數據，并將其轉換成一個(gè)模板；登記認證程序從指紋的30~40個(gè)特征點(diǎn)中至少提取七個(gè)特征匹配點(diǎn)進(jìn)行驗證，包括構成某一指紋細節的紋路分叉點(diǎn)和終止點(diǎn)，并被定義成特征點(diǎn)間的距離。
進(jìn)行注冊時(shí)，信息代碼被存儲下來(lái)，作為今后用戶(hù)認證的參考模板。當用戶(hù)進(jìn)入系統時(shí)，他/她將手指劃過(guò)傳感器區域，所獲取的現場(chǎng)掃描模板與參考模板進(jìn)行比較。整個(gè)過(guò)程在1或2秒內完成。
通過(guò)比較，系統會(huì )確定這一現場(chǎng)掃描模板是否包含了與參考模板相符的足夠生物數據，并判斷二者是否匹配。如果不匹配，則認證失敗，等待下次識別。
這種指紋檢測系統性能很高，對有效指紋作出錯誤判斷的概率小于1%，而將無(wú)效指紋錯判為有效指紋的可能則幾乎不存在，其概率低于0.01%。
