（文章來(lái)源：科學(xué)角度觀世界）

現(xiàn)在的手機(jī)解鎖方式越來(lái)越高級(jí)了，從以前的輸入密碼解鎖到2012年9月全球第一款指紋解鎖手機(jī)iPhone5s的誕生，讓指紋解鎖真正的成為了一種潮流。指紋解鎖之后，現(xiàn)在又推出了面容解鎖，每一種解鎖方式都是一種全新的技術(shù)原理，那么我們今天就來(lái)了解指紋識(shí)別原理。

在了解指紋識(shí)別原理之前，我們需要先了解一個(gè)電子元件——電容，什么是電容，電容是一種能夠存儲(chǔ)電荷的“容器”，簡(jiǎn)稱一下就是電容，那么它是怎么存儲(chǔ)電荷的呢？

電容是由兩個(gè)相互靠近的導(dǎo)體構(gòu)成的，這兩個(gè)導(dǎo)體一般是由兩片面積一樣大的導(dǎo)體面對(duì)面平行放置，兩片導(dǎo)體之間的間隔較小。我們以最簡(jiǎn)單的一個(gè)電容器為例，下面是一個(gè)由兩片金屬版面對(duì)面放置構(gòu)成的一個(gè)電容器，中間隔絕著空氣，那么它是如何存儲(chǔ)電量的呢？

兩塊金屬板將會(huì)帶上不同的電荷，由于正負(fù)電荷會(huì)相互吸引，兩片金屬板間的電荷相互作用，將會(huì)使更多的正負(fù)電荷分別流入兩片金屬板，這就是一個(gè)充電的過(guò)程，當(dāng)金屬板積累了一定的電荷之后，電壓會(huì)逐漸升高，逐漸等于電池的電壓，這個(gè)時(shí)候，電池容器就相當(dāng)于充滿了電，不再會(huì)有電荷的流入。

當(dāng)兩個(gè)金屬板的間距越小，正負(fù)電荷的作用力就越大，電容器能充入的電荷就越多，電容的容量也就越大，當(dāng)兩片金屬板的間距非常小時(shí)，它們之間的電場(chǎng)非常強(qiáng)，很容易擊穿它們之間的空氣，從而導(dǎo)致放電。因此，電容器會(huì)在它們之間插入電介質(zhì)，防止擊穿。對(duì)于電容來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)的最大標(biāo)準(zhǔn)就是它的容量大小，那我們?cè)賮?lái)了解一下哪些情況會(huì)影響它的容量。

電容的容量與很多因素有關(guān)系，比如兩片導(dǎo)體的材料，導(dǎo)體間的間距，介質(zhì)的材料等等因素有關(guān)，當(dāng)有外界因素的干擾時(shí)，很容易引起其中電荷的變化。一般情況下，只要兩片電極板、電極板之間的距離、電極板之間的介質(zhì)確定了，它的容量就確定了，它能夠充入的電荷就是一定的。

當(dāng)有外界因素干擾時(shí)，將會(huì)影響兩片電極中電荷的分布，也就會(huì)影響電容的容量。例如，當(dāng)有一個(gè)導(dǎo)體靠近電容時(shí)，由于存在對(duì)電荷的吸引，因此會(huì)增加該電容器的電容，在之前充滿電荷的狀態(tài)下，能夠繼續(xù)流入電荷，于是會(huì)存在電流的變化。通過(guò)電流的變化我們就能夠檢測(cè)到電容的變化。知道了這個(gè)原理，我們就能夠理解指紋解鎖的作用機(jī)理了。

首先，我們的手指表面是由凹凸不平的皮膚構(gòu)成的，每一個(gè)人的指紋圖案都不一樣。因此，指紋的安全性也就有了保障。那么，指紋識(shí)別模塊是如何識(shí)別我們的指紋呢？指紋傳感器正是運(yùn)用了我們上面說(shuō)到的電容器的原理，指紋傳感器上，整齊的排列著大量的邊長(zhǎng)為0.05毫米左右的微小電極形成的電容器，在每個(gè)電容器下面又有檢測(cè)電容量的電路。

正是這些電極可以靈敏地捕獲手指表明細(xì)微的凹凸不平。這些微小的電極就是一個(gè)個(gè)微小的電容，每一個(gè)電容都具有相同的規(guī)格，因此，在同一個(gè)電路下，它們能夠儲(chǔ)存的電量也是相同的。這些微小的電極上面用絕緣的玻璃板覆蓋著，當(dāng)我們的手指靠近指紋傳感器時(shí)，傳感器上面的電容將會(huì)受到我們手指的影響，由于我們的手指皮膚表面凹凸不平，導(dǎo)致對(duì)不同電極的影響也不一樣。

我們的手機(jī)放在指紋識(shí)別器上時(shí)，我們手指指紋的凸面會(huì)離一些電容更近，由于我們的皮膚是導(dǎo)電的，因此會(huì)影響下面電容的容量，離得近的凸紋會(huì)增大下面電容器的電荷容量，而離的遠(yuǎn)的也會(huì)增加電容的容量，但是增加的沒(méi)有指紋峰處那么多，因此，指紋的凹凸距離就可以被下面非常多的微笑電容所檢測(cè)到。

簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō)，電極離皮膚越近，電容越大，離得越遠(yuǎn)，電容越小，通過(guò)檢測(cè)下面電容的大小便可以計(jì)算出我們指紋的形態(tài)，從而讀取出我們的的指紋。當(dāng)這些數(shù)據(jù)與之前錄入地進(jìn)行對(duì)比通過(guò)后，我們就解開(kāi)了我們的手機(jī)。
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