（文章來源：科學(xué)角度觀世界）

現(xiàn)在的手機解鎖方式越來越高級了，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，那么我們今天就來了解指紋識別原理。

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

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

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

當(dāng)兩個金屬板的間距越小，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，它們之間的電場非常強，很容易擊穿它們之間的空氣，從而導(dǎo)致放電。因此，電容器會在它們之間插入電介質(zhì)，防止擊穿。對于電容來說，評價的最大標(biāo)準(zhǔn)就是它的容量大小，那我們再來了解一下哪些情況會影響它的容量。

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，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，將會影響兩片電極中電荷的分布，也就會影響電容的容量。例如，當(dāng)有一個導(dǎo)體靠近電容時，由于存在對電荷的吸引，因此會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，于是會存在電流的變化。通過電流的變化我們就能夠檢測到電容的變化。知道了這個原理，我們就能夠理解指紋解鎖的作用機理了。

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，指紋識別模塊是如何識別我們的指紋呢？指紋傳感器正是運用了我們上面說到的電容器的原理，指紋傳感器上，整齊的排列著大量的邊長為0.05毫米左右的微小電極形成的電容器，在每個電容器下面又有檢測電容量的電路。

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個微小的電容，每一個電容都具有相同的規(guī)格，因此，在同一個電路下，它們能夠儲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，傳感器上面的電容將會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)致對不同電極的影響也不一樣。

我們的手機放在指紋識別器上時，我們手指指紋的凸面會離一些電容更近，由于我們的皮膚是導(dǎo)電的，因此會影響下面電容的容量，離得近的凸紋會增大下面電容器的電荷容量，而離的遠(yuǎn)的也會增加電容的容量，但是增加的沒有指紋峰處那么多，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到。

簡單地來說，電極離皮膚越近，電容越大，離得越遠(yuǎn)，電容越小，通過檢測下面電容的大小便可以計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)與之前錄入地進行對比通過后，我們就解開了我們的手機。
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