指根據指紋特點制作成的一種特殊儀器。指紋的特點是人皆不同、終生不變。腳指紋、腳掌紋、手掌紋、唇紋、瞳孔底部視網膜的紋路也有以上特征。但都沒有指紋精確,如掌紋容易磨損、老化。指紋的這一特征可用來作為代表其人的"身份證"。除用以區別罪犯外,用于信用卡,可有效地防止假冒;制成磁卡可用作通行證,出入于持卡放行的保密場所。在千千萬萬張指紋卡中檢查出特定人的指紋,國際水平是每人每天可判讀3000卡,運用電子表計算機則一蹴而就。
目前常用的指紋采集設備有三種,光學式、電容/電感式、生物射頻式。其中,光學指紋采集器是最早的指紋采集器,是使用最為普遍的,也出現了用光柵式鏡頭替換棱鏡和透鏡系統的采集器。光電轉換的CCD器件有的已經換成了CMOS成像器件,從而省略了圖像采集卡直接得到數字圖像。
1、光學指紋采集器具有使用時間長;它采集指紋表層紋理圖像。手指接觸棱鏡的表面,發光二級管提供一個光源,圖像是通過電荷偶合器件集成電路采集。光學指紋傳感器可靠,價格也很便宜,但對臟手指和干手指表面有復蓋物的指紋圖像識別率很低,對溫度等環境因素的適應能力差。但是由于受光路限制,無畸變型采集器尺寸較大。通常有較嚴重的光學畸變;采集窗口表面往往有痕跡遺留現象。CCD器件可能因壽命老化,有降低圖像質量、假指紋等缺陷。
由于指紋采集原理的限制,光學指紋采集器很難對干的手指采集到清晰的指紋圖像,造成了這種產品對干手指識別率低(拒真率高)的問題。手指越干,這個問題越突出。在北方冬天氣候條件下,手指發干會導致很多人的手指無法被識別。這個問題在北方地區尤其突出。
在玻璃表面貼膜可以改善干手指的問題,但是膜本身很不耐用,而且膜的使用使假指紋問題更嚴重。
因為成本優勢,基于光學原理的的指紋門禁考勤機在國內相當流行(門禁和考勤的差別只在管理軟件上),甚至可以說占了大部分市場分額。但是,由于存在人造指紋問題,它在金融系統,尤其是金庫門這種場所的使用是不安全的。早期安裝的銀行系統的指紋產品中,有部分是光學指紋采集器。那時人們對人造指紋的嚴重性還認識不夠,而且指紋產品普及的初期時,用假指紋作案的例子不多。但是,隨著指紋技術的普及,犯罪分子對假指紋的利用也會增加。金融系統的指紋項目一般排除了光學指紋技術,有些銀行甚至明確規定禁止使用。但是,有些銀行系統還是用了一些光學技術的指紋門禁,原因是多方面的:1)南方地區冬天不很冷,手指不很干,干手指問題不很突出。2)價格因數 3)對光學技術的認識不足 4)項目的人為因素。
2、第二個進化階段是熱敏式傳感器,指紋表面圖像形成的基礎是指紋脊和溝隨著散發的熱量變化而變化的。在一個典型的熱敏傳感器,一個小型加熱元件是直接附屬于一套熱量傳感元件。因為“讀取”指紋是第一要素,脊和溝被加熱。熱量傳感無件檢測出脊和溝與人工合成指紋復合圖像的溫度不同。雖然價格便宜,體積小,但相對于其它競爭技術熱敏式傳感器往往消耗較多的能量,并且在酷熱的環境或者是炎熱的天氣里,圖像采集很不清晰。
電容傳感器技術是采用了交替命令的并排列和傳感器電板。交替板的形式是兩個電容板,以及指紋的山谷和山脊成為板之間的電介質。兩者之間的恒量電介質的傳感器檢測變化來生成指紋圖像。制造DC電容傳感器使用相同的程序和硅材料作為標準的集成電路,從而降低厚度和電源的要求。與熱敏式傳感器相比,電容技術在更大操作范圍內提供了更好的圖像質量。因為它的采集范圍相對比較大,不過,電容技術的成本比前兩種種技術要高。由于電容傳感器表面是由電介質材料制作,因此容易損壞,對臟手指靈敏度上不好。
3、生物射頻指紋識別技術,射頻傳感器技術是通過傳感器本身發射出微量射頻信號,穿透手指的表皮層去控測里層的紋路,來獲得最佳的指紋圖像。因此對干手指,漢手指,干手指等困難手指通過可高達99.5%,防偽指紋能力強,指紋敏感器的識別原理只對人的真皮皮膚有反應,從根本上杜絕了人造指紋的問題,寬溫區:適合特別寒冷或特別酷熱的地區。因為射頻傳感器產生高質量的圖像,因此射頻技術是最可靠,最有力有解決方案。除此之外,高質量圖像還允許減小傳感器,無需犧牲認證的可靠性,從而降低成本并使得射頻傳感器思想的應用到可移動和大小不受拘束的任何領域中。 射頻敏感器:它的工作原理很特殊, 由射頻與敏感元件陣列組成, 每一個成員實際上都是一個等效的小天線,它通過人的手指向皮膚內層(真皮層)深處傳遞電波。接受部分的元件對回傳的電波相位進行解調,相位的差別反應了指紋紋理。從某種意義上講,它的原理與雷達的工作原理相似,所以稱為射頻式指紋敏感器(RF sensor)。而且,它能自動調節內部電氣參數來適應手指干濕程度、按手指壓力、年齡、等因素的變化。由于它的獨特工作原理, 所采集到的指紋圖像對應于手指內層具有生命的真皮指紋紋理,對手指表面的外層皮膚并不直接敏感,并對表面的一些臟物、油漬、灰塵等物質具有穿透能力。它的特殊工作原理使它保證對各種類型的手指在各種使用條件下都能采集到理想的圖像,因此具有顯著的優越性能。干手指是其它類型敏感器普遍遇到的問題,但是用這款敏感器可以很好地解決這個問題。
由于它只對具有生命的皮膚起作用,這款敏感器對人造指紋具有很好的鑒別能力,是目前世界上所有指紋敏感器中防偽指紋最好的一種。這種指紋敏感器在國外的普及率相當高,在國內現在已經應用在電腦和手機的內置式指紋技術中、 高級指紋門鎖、和銀行系統。(注意電腦上內置指紋采集器有些是電容原理的, 性能與射頻原理相差很大。