指纹识别-光学及电容传感器优劣对比报告

1、光学指纹传感器简介 (1)

1.1光学指纹传感器的原理 (1)

1.2光学指纹传感器的优缺点 (1)

1.3光学指纹传感器的应用 (2)

1.4光学指纹传感器最新动态 (2)

1.5 楼宇对讲厂家使用指纹识别状况 (2)

2、半导体指纹传感器简介 (2)

2.1半导体指纹传感器的基本原理 (3)

2.2半导体指纹传感器的分类 (3)

2.3半导体指纹传感器的优缺点 (3)

2.4半导体指纹传感器的特征及发展方向 (3)

3、指纹传感器主要性能指标 (3)

4、光学与电容式指纹传感器性能比较 (4)

5、指纹传感器发展重点 (5)

纹传感器（又称指纹Sensor）是实现指纹自动采集的关键器件。指纹传感器按传感原理，即指纹成像原理和技术常见主要分为两类，光学指纹传感器和半导体指纹传感器。

1、光学指纹传感器简介

1.1光学指纹传感器的原理

光学指纹传感器已经有近30年的历史，主要是利用光的折摄和反射原理，将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。用棱镜将其投射在电荷耦合器件上CMOS或者CCD上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。

1.2光学指纹传感器的优缺点

目前国内的有厂家可以生产光学指纹传感器，光学指纹传感器优点主要表现为经历长期实用检验、系统稳定性较好、成本亦较低、能提供分辨力为500 dpi( dot per inch)的图像。特别是能实现较大区域的指纹图像采集,有效克服大面积半导体指纹传感器价格昂贵缺点。该传感器局限性主要体现三个方面：

A.假手指：用塑胶制成的假手指，能够在光学传感器上得到与真手指非常相近的指纹图像（解决红外线）

B.体积较大：随着光学技术发展,一些新颖的技术手段亦已应用于指纹图像的采集,这样,能显着减小光学指纹传感器的体积（如：纤维光束微型三棱镜矩阵）

C.长期效果不好：于潜在指印方面,不但会降低指纹图像的质量,严重时,还可能导致两个指印重叠,显然,难以满足实际应用需要。此外,台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗,可能导致采集的指纹图像质量下降。。

1.3光学指纹传感器的应用

光学指纹传感器的优点主要表现为抗静电能力强、系统稳定性较好、使用寿命长，灵敏度特别的高，并能提供高分辨率的指纹图像，技术也最成熟。故现在多家公司都大量使用，主要用于指纹门锁，保险箱，汽车指纹防盗。

1.4光学指纹传感器最新动态

2015年美国CES展上，一款拥有2000PPI超高分辨率的光学指纹采集器吸引了全球手机厂商的目光。这款由中国印象认知推出的名为UTFIS的超薄型光学指纹传感器，分辨率超越了目前市面上主流的电容式指纹传感器，是苹果手机指纹识别芯片的四倍。且厚度仅有1.5mm。

UTFIS不仅继承了传统光学指纹传感器的优点，同时还通过超高的分辨率，实现了电容式指纹传感器所无法达到的安全级别。指纹的特征通常可分为三级。一级特征表示指纹的纹型、流向等宏观特征;二级特征表示指纹的Galton 细节，即纹线的分叉点、端点等特征;三级特征则是更高分辨率上的纹线属性，例如纹线的偏移、宽度、汗孔、边缘形状、断裂、褶皱、伤疤，以及其他的永久性特征。使用第三级特征，至少要求指纹采集的分辨率达到1000ppi。而UTFIS通过MAPIS技术获得2000ppi的采集分辨率，改变了传统指纹采集器匹配细节点的缺陷，成功实现汗孔识别，使得在智能手机上实现“三级特征”指纹识别的难题迎刃而解。性能优越的UTFIS芯片必将开辟出一个属于光学指纹识别的欣欣市场，重新赢得投资市场及手机厂商的青睐。

1.5 楼宇对讲厂家使用指纹识别状况

有接触指昂和指安两家模组生产厂家，此两家采用的识别算法芯片都是用晟元的指纹算法芯片，传感器基本是使用瑞典的FPC。楼宇对讲厂家目前有珠海竞争和柔乐的内外贸产品有采用光学指纹传感器模块。指昂的销售人员讲道，竞争每个月和其拿上K的量用在其出口欧盟产品上。还有一家指晶有自主的算法芯片，模组是自已开发生产。

2、半导体指纹传感器简介

半导体指纹传感器主要是利用电容、电场（也即我们所说的电感式）、温度、压力的原理实现指纹图像的采集。具有价格低、体积小、识别率高等优点，但稳定性稍欠缺一些，常用于手机、电脑、汽车或房屋安全识别。

2.1半导体指纹传感器的基本原理

这类传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。

2.2半导体指纹传感器的分类

（1）温差感应式指纹传感器它是基于温度感应的原理而制成的，每个单元传感器就代表一个像素，而整个集成指纹传感器又置于恒温控制下（该温度比体温略低些）。当手指放在指纹传感器上时，由于指纹传感器的温度被控制在＋33℃以下，而指纹上脊点的温度就代表体温，指纹上谷点的温度就是周围的环境温度，因此脊点与传感器之间的温度差不等于谷点与传感器之间的温度差，通过扫描方式即可获取指纹图像。这种传感器的扫描速率非常快，必须在很短时间（一般应小于0.1s）内获取指纹图像。因为时间一长，手指和芯片就处于相同的温度了。

（2）电容感应式指纹传感器它是由电容阵列构成的，内部大约包含1万只微型化的电容器。当用户将手指放在正面时，皮肤就组成了电容阵列的一个极板，电容阵列的背面是绝缘极板。由于不同区域指纹的脊和谷之间的距离也不相等，使每个单元的电容量随之而变，由此可获得指纹图像。

2.3半导体指纹传感器的优缺点

半导体指纹传感器具有价格低、体积小、识别率高等优点，这些特有的优点吸引了Sony, Infineon等知名公司,并开发出各具特色的产品。当然,作为极具潜力、代表未来发展方向的指纹传感器也存在一定局限性,表现为易受静电影响,严重时,传感器可能采集不到图像,甚至本身也会被损坏;手指汗液盐分或其他污物,以及手指磨损等均会造成图像采集困难,其耐磨性亦不及玻璃;大面积制造成本较高,故取像区域较小;传感器稳定性,特别是次最优性能等方面有待进一步验证。

2.4半导体指纹传感器的特征及发展方向

半导体指纹传感器因其制造工艺复杂，单位面积上传感单元多，包含高端的IC设计技术、大规模集成电路制造技术、IC芯片封装技术等，所以半导体指纹传感器几乎全部是由IC技术发达的国家或地区，如美国、欧洲、台湾等地设计、制造的。一颗不足0.5平方厘米的晶片表面集成了10000个以上的半导体传感单元。内部还包括了自动增益电路和逻辑控制芯片，以及串行、并行、USB等接口电路。目前半导体指纹传感器的灵敏度高，分辨率也达到了500dpi或以上。其功能已经突破了单一的传感能力，加上软件配合，可以用做全向导航器。半导体指纹传感器目前朝小型化方向发展。2004年以前以1平方厘米见方的方型为主，目前多为滑动式SWIPE芯片。全球最小的滑动式采集芯片只有12x5 mm,是由Authentec最近推出的1610。

3、指纹传感器主要性能指标

性能指标说明

成像质量指纹传感器成像质量是衡量指纹传感器性能的首要指标。成像质量主要表现为对指纹图像的还原能力和去噪能力。性能良好的指纹传

感器产生的图像"失真"和"形变"非常小，后续图像处理时可以忽略

不计。分辨率是影响成像质量的第二个关键因素。分辨率越高，也

就是单位面积上传感单越多，其获得的指纹图像就越细致真实。

对不同类型手指的适用能力由于不同手指指纹的纹路深浅不同，干湿度不同，污渍程度不同，老化程度不同。指纹传感器需要能够对所有这些情况有效兼容，是其适用能力的表现。当然不是所有指纹传感器都对这些类型手指作到"一网打尽"式的兼容，在选择指纹传感器时，需要针对应用场合的不同来选择。

对气候环境的适应性有的指纹传感器对潮湿和干燥的天气不能同时适应。尤其在中国，地域宽广，各地气候相差较大。在这种情况下，选择指纹传感器需要关注环境湿度和抗静电能力，即ESD参数。ESD一般分为四个等级，第四级要达到15KV以上。在南方湿度大的环境中使用时，需要关注其相对湿度方面的参数，确保指纹传感器可以工作正常。

图像采集速度采集速度表现为从手指放到传感器接触面后多长时间内完成一次指纹采集的时间，或者单位时间内可以采集的次数。指纹采集速度的快慢直接影响到用户的使用体验。

使用寿命在考查指纹传感器使用寿命时，一是从器件本身的衰变考虑，二是

从指纹采集面的防磨损防腐蚀能力考虑。一般的光学采集表面比较

怕磨损刮擦，而半导体传感的表面，都有坚固的涂层，保护芯片避

免划伤。部分半导体指纹传感器表面可以用手指正常刮擦1000万

次以上。对于需要经常在露天使用的指纹传感器，防腐蚀性能是需

要重点考虑的。

可装配性指纹传感的体积、外形和封装，以及使用对象（如劳工、军人与

OFFICE人员指纹的区别），对产品设计和生产也会产生较大影响。

在进行指纹传感器选型时，这些都需要综合考虑。

4、光学与电容式指纹传感器性能比较

性能指标光学指纹传感器电容指纹传感器

成像质量

干手指差，汗多和稍脏的手成干手指好，汗多和稍脏的

像模糊，玻璃膜易损坏手不能成像，表皮层取像，易

被静电击穿

体积大小

耐用性非常耐用容易损坏

耗电量较少一般

成本低一般

5、指纹传感器发展重点

5.1向高精度发展

5.2向高可靠性、宽温度范围发展

5.3向微型化发展

5.4向微功耗及无源化发展

5.5向智能化数字化发展

传感器课程设计报告

河北科技大学课程设计报告学生姓名：齐文华学号：12L0751265 专业班级：电子信息工程L126班课程名称：传感器原理及应用学年学期：2 014 —2 015 学年第一学期指导教师：陈书旺 2 0 1 4 年12月

课程设计成绩评定表

目录一、引言----------------------4 二、设计电路及原理------------4 三、元件清单------------------5 四、相关元器件的说明和介绍----6 五、课设步骤------------------11 六、实物图--------------------11 七、发现问题并解决问题--------13 八、心得与体会----------------13 九、参考文献------------------14

一、引言 1.课程设计的目的 1）使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能，加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解，为从事仪器系统开发与设计打下基础。 2）锻炼学生自主独立完成课程设计的能力，培养学生积极动手创新的精神。3）通过课程设计提高我们动手实践能力，为我们以后更好的学习传感器和其他的相关知识奠定基础，使我们更好地适应现代社会的需求。 2.设计思路来源随着科学技术的发展，许多高端技术已经实现了自动检测与控制。同时传感器的应用也逐渐增多，遍及人们生活的各个方面，给人们的生产和生活带来极大的方便。本设计选用光敏传感器，对特殊场合的光照强度进行检测与报警。主要应用于农业大棚、城市照明等对光照强度有要求的场合。本设计用发光二极管作为警示灯，当光照强度不满足要求时就会发光起到警示的作用。二、实际电路及原理 1.电路图

热电偶温度传感器设计报告

传感器课程设计设计题目：热电偶温度传感器 2010年12月30日目录 1、序言 (3) 2、方案设计及论证 (4)

3、设计图纸 (9) 4、设计心得和体会 (10) 5、主要参考文献 (11) 一、序言随着信息时代的到来，传感器技术已经成为国内外优先发展的科技领域之一。测控系统的设计通常是从对象信息的有效获取开始的不同种

类的物理量不仅需要不同种类的传感器进行采集，而且因信号性质的不同，还需要采用不同的测量电路对信号进行调理以满足测量的要去。因此，触感其与检测技术在现代测量与控制系统中具有非常重要的地位。而在所有的传感器中，热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合。因此，我们想设计一种热电偶传感器能够在低温下使用，可以适用于试验和科研中，测量为温度范围：-200 ℃ ~500 ℃，电路不太复杂的简易的热电偶温度传感器，考虑到制作材料相对便宜，我们选择了铜-铜镍（康铜）。在选择测量电路时，我们从简单，符合测量范围要求及热电偶的技术特性，我们采用了AD592对T型热电偶进行冷结点的补偿电路。这种型号的电路允许的误差（0.5 ℃或0.004x|t|）相对于其他类型的热电偶具有测量温度精度高，稳定好，低温时灵敏度高，价格低廉。能较好的满足测量范围。热电偶同其它种温度计相比具有如下特点： a、优点 ·热电偶可将温度量转换成电量进行检测，对于温度的测量、控制，以及对温度信号的放大、变换等都很方便， ·结构简单，制造容易， ·价格便宜， ·惰性小，

浅析光学指纹仪与电容式指纹仪的区别问题

浅析光学指纹仪与电容式指纹仪的区别问题 [导读]指纹仪是利用手指指纹特征“人各不同，终生不变”的特点进行身份识别的一种电子仪器，该仪器工作原理包括采集指纹图像、提取指纹特征、保存数据和进行指纹比对四个功能。其中读取指纹图像是指纹仪最基本最重要的功能。通过利用手指指纹凹凸不平的纹形来进行成像，通常我们把凸出的纹形称为“嵴”，而凹下去的纹形成称为“峪”，而指纹采集的过程本质上是指纹成像的过程。其原理是根据嵴与峪的几何特性、物理特征和生物特性的不同，以得到不同的光学或者电流电阻反馈信号，根据反馈信号的量值利用不同算法的图像处理算法来绘成指纹图像，然后再次指纹图像基础上通过指纹识别算法软件来进行指纹特征的提取和指纹特征码的比对。目前常用的指纹采集设备有三种，光学式、电容/电感式、生物射频式。其中，光学指纹采集器是最早的指纹采集器，是使用最为普遍的。后来电容式指纹仪也同样广泛运用到了不同的行业领域。也就对应分为了不同的产品认证系统。 1.金融柜员指纹身份认证系统 2.银行金库指纹身份认证系统 3.车辆调度指纹身份认证系统 4.公安警用指纹识别系统 5.考生指纹身份认证系统 6.驾校培训指纹管理系统 7.医疗社保指纹管理系统 8.OA办公指纹身份验证系统 9.网络指纹身份验证系统下面是对于两种种类指纹仪的区别介绍：

一、光学指纹仪指昂科技ZWY-010光学指纹仪在安防、社保、交通、医院、教育等领域均有广泛应用. 1.识别方式：采用活体光学式识别窗口 2.应用范围：安防系统、社保系统、银行系统、金融身份识别、考勤系统 3.产品特性：流线型的产品设计，桌面式的产品使用方式，更加人性化； 4.自主优势：独家开创3款不同指纹传感器可互换使用，更多选择。 5.硬件特点：指纹识别认证到人，安全准确、使用方便；识别速度：超快指纹识别速度；识别率：全球领先指纹算法，对干、湿、脏、油渍手指均可识别； 6.数据传输快捷；轻巧设计，便于携带；耐磨、防震抗破坏性强、抗静电干扰。 7.软件功能具备windows系统登录功能；可用于电脑屏幕锁定；可实现文件加密、解密；二、电容式指纹仪指昂ZWY-020电容式指纹仪采用目前国际领先的半导体面式指纹传感器，各项性能指标皆处于领先地位，轻触成像，操作简单、快捷，指纹图像品质清晰，有效提高识别率。为满足不同用户需求，公司提供多种通讯接口，可扩展性强，以及配套的SDK开发包，可轻松嵌入原有系统中，有效减少开发工作量。以下是指昂ZWY-020电容式指纹仪的特性说明。

传感器课程设计报告

目录 1．引言 (1) 2．系统总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.2 总体框图 (2) 3．系统硬件设计 (2) 3.1 总硬件原理图 (2) 3.2 模块原理图 (3) 3.2.1 光敏电阻电路 (3) 3.2.2 电机驱动电路 (6) 3.2.3单片机电路 (8) 4．元件清单 (10) 5．系统调试与测试结果 (10) 5.1软件编程与调试 (10) 5.2 硬件调试 (12) 6．测试结果分析 (13) 7．总结 (13) 8．参考文献 (13)

1．引言随着电子技术的飞速发展，微电子技术得到越来越多的应用，同时影响着人们生活工作的方方面面。自动窗控制系统经历了从无到有，并逐步丰富功能和可靠性发展。为了减少因光线过强引起的显示器显示模糊程度,解决人们经常手动操作闭合窗帘的烦恼, 在此,我设计出了“自动感光启闭办公百叶窗”,智能控制室内光线. 通过室外光敏电阻感受光强变化,单片机接收光敏电阻信号,从而驱动步进电机使百叶窗闭合和打开，调整进入室内的光线;当室内光线达到适宜时,室内光敏传感器向单片机发出信号,单片机控制步进电机停止转动。这样使室内光线始终保持舒适宜人,让人们能够全神贯注地工作,解决了因窗帘开合,进入室内的光线过强或过弱给人们日常生活和工作带来的不便. 本课设描述的就是一种可根据环境光强的百叶窗控制系统的实现原理和过程。2．系统总体设计方案 2.1 设计思路本次设计采用AT89C51单片机作为系统控制器，采用光敏电阻强弱转换为电信号的高低电平对现场光强弱的识别，并通过H桥式电路来驱动直流电机，在通过电机的转动来控制窗帘的转动。

光学设计报告

湖北第二师范学院《光学系统设计》题目：望远镜的设计姓名：刘琦学号:1050730017 班级：10应用物理学

目录望远系统设计............................................................................................... 第一部分：外形尺寸计算 .......................................................................... 第二部分：PW法求初始结构参数（双胶合物镜设计） ....................... 第三部分：目镜的设计 .............................................................................. 第四部分：像质评价 .................................................................................. 第五部分心得体会 ..................................................................................

望远镜设计第一部分：外形尺寸计算一、各类尺寸计算 1、计算'f o 和'f e 由技术要求有：1 '4 o D f = ，又30D mm =，所以'120o f mm =。又放大率Γ＝6倍，所以' '206o e f f mm ==。 2、计算D 出 30 3056 D D D mm =∴= = =Γ物出物 3、计算D 视场 2'2120416.7824o o D f tg tg mm ω==??=视场 4、计算'ω（目镜视场） ''45o tg tg ωωωΓ?=?≈ 5、计算棱镜通光口径D 棱（将棱镜展开为平行平板，理论略）该望远系统采用普罗I 型棱镜转像，普罗I 型棱镜如下图：将普罗I 型棱镜展开，等效为两块平板，如下图：

光学式指纹识别技术

瑞丰汇科技（技术推广）所提供的各种款式『光学触控式指纹辨识』解决方案, 其主要的设计都是强调以准确、稳定和容易使用、优越的影像质量、完全的可信赖性为基础, 因此针对传统光学式的指纹辨识取像模块的优缺点,取其优点,舍其缺点, 让产品可以更容易被一般消费者接受与使用, 故而研发出独门的技术, 这个技术以光线穿过特殊设计"3D光学指压版"，由于指纹的波峰波谷与光线产生"光学3D"效应，经由 image sensor接收其指纹的光讯号，进而产生出3D影像，在搭配特有之算法，进行指纹辨识，让整个传统『厚重的光学指纹辨识模块』达到超薄的目标，这个技术本公司称为3D TouchPrint?。李先生138(光学式指纹识别技术) 23276110 优点『3D TouchPrint?』, 对于瑞丰汇科技（技术推广）所开发的各类型之『光学触控式指纹辨识』模块, 在市场上相对于不同技术所开发出来的指纹辨识模块, 具有十大优点: 1、轻松触压, 不用学习, 使用者登录容易。 2、世界最薄面型光学式指纹辨识模块, 可应用于各种手持装置。 3、超高解像力,超低影像扭曲率, 影像信息不失真。 4、以现有CCM架构生产, 良率高, 容易大量制造。 5、特殊表面处理可解决干指头不易登录问题。

6、抗静电,耐摩擦可适用各种环境。 7、低成本, 高性能。(高性价比) 8、安全系数高,无须为登录率牺牲安全性, 并可抗2D假指纹。 9、系统安装容易─NB 随插随用无须安装Driver 10、完全与Windows兼容─兼容Amcap架构无升级版本之问题。以上之优点, 让瑞丰汇科技（技术推广）所开发出的各种模块, 非常适合于不同应用领域之系统产品, 如: 笔记本电脑、个人计算机、AIO计算机、随身碟、电子门锁、门禁系统、人员差勤、汽车电子锁、电子收款机、网络认证、个人行动助理、智能型移动电话、智能卡、在线游戏的安全认证机制…等相关产品。

指纹传感器

题目：指纹传感器及其应用班级：电子科学与技术学号：080260117 080260122 姓名：廉晓洋唐辉时间：2009.11.4

摘要指纹是手指表面皮肤凸凹不平形成的纹路，由多种脊状图形构成。指纹特征即手指表面脊和沟组成平滑纹理模式，其随机性很强。研究表明：指纹特征具有唯一性、稳定性特点，据此可实现身份识别。考虑到指纹表面积较小，且存在磨损，获取优质指纹图像较困难，特别在指纹脊图像中表现更明显，这样，势必会造成所采集指纹图像质量难以保障，导致自动识别指纹系统判读困难。目前开发的硅电容指纹图像传感器对获取高质量指纹图像提供了良好的技术保障，具有很好实用价值。同时，更先进的指纹图像传感器亦在研发，目的是获得足够的指纹细节，并使指纹图像达到较高分辨力，提高指纹识别准确性、可靠性。一半导体指纹图像传感器的概况

始于1998年的半导体指纹传感器应用多种新颖技术手段实现指纹图像采集，包括半导体电容式传感器、半导体压感式传感器（其表层是富有弹性的压感介质材料，依指纹凹凸转化为相应电信号，并产生具有灰度级指纹图像）、半导体温度感应传感器（通过感应压在设备上的脊和远离设备的谷间温度差异获取指纹图像）等，其中，应用最广泛的是硅电容式指纹传感器。与光学设备多采用人工调整改善图像质量不同，半导体指纹传感器采用自动控制技术调节指纹图像像素行及指纹局部范围敏感程度，在不同环境下结合反馈信息生成高质量图像。由于提供了局部调整能力，即使对比度差的图像（如手指压得较轻的区域）也能被有效检测到，并在捕捉瞬间为这些像素提高灵敏度，生成高质量指纹图像。半导体指纹传感器优点为图像质量较好、一般无畸变、尺寸较小、易集成于各种设备。下面主要介绍常用的硅电容式指纹传感器基本原理及特性。二原理及特性硅电容式指纹图像传感器技术基础是电容值检测。与光学传感器扫描指纹不同，硅电容式指纹传感器通过测量传感器与手指接触／非接触所产生电流变化（电子度量）检测有无指纹，并根据指纹峰、谷等纹理信息实现高可靠性图像搜索。

基于STM32单片机开发光学指纹识别模块

基于STM32单片机开发光学指纹识别模块(FPM10A)全教程收藏人：共同成长888 2014-05-08 | 阅：25 转：0 | 来源| 分享基于STM32单片机开发光学指纹识别模块(FPM10A)全教程 ? 1.平台首先我使用的是奋斗 STM32 开发板 MINI板光学指纹识别模块（FPM10A）

2.购买指纹模块，可以获得三份资料 1.简要使用说明 2.使用指纹模块的功能函数 3.FPM10A用户手册. 3.硬件搭建根据使用说明：FPM 10A使用标准的串口与外界通信，默认的波特率为57600，可以与任何单片机，ARM，DSP等带串口的设备进行连接，请注意电平转换，连接电脑需要进行电平转换，比如MAX232电路。 FPM10A光学指纹模块共有5个管脚 1 为VCC 电源的正极接 3.6V – 5.5V的电压均可。 2 为GND 电源的负极接地。 3 为TXD 串口的发送。 4 为RXD 串口的接收。 5 为NC 悬空不需要使用。奋斗板上已经有5V的管脚，可以直接供给指纹模块，这里需要注意的是，指纹模块主要通过串口进行控制，模块和STM32单片机连接的时候，需要进行电平转换，这样只要把这个转接板插入STM32，接上5V的电，就可以工作了，将模块的发送端接转接板的接收端，接收端接转接板的发送端。这样，我们的硬件平台就搭建好了！ 4.模块的测试工作模块成功上电后，指纹采集窗口会闪一下，表示自检正常，如果不闪，请仔细检查电源，是否接反，接错等。指纹模块使用120MHZ的DSP全速工作，工作时芯片有一些热，经过严格的测试，这是没有问题的可以放心使用，在不使用的时候可以关闭电源，以降低功耗。 5.现在我们要进入编程环节了指纹模块主要是通过串口进行控制，所以这里我们需要用到单片机的串口模块。

传感器课程设计报告-智能家居监控系统设计

电气工程学院传感器课程设计报告班级：电132 姓名：袁吉收学号：1312021047 设计题目：智能家居监控系统设计设计时间：2015.12.22~12.28 评定成绩：评定教师：

摘要本文设计的智能家居系统以AT89C51单片机为核心控制单元，实时获取DS18B20温度传感器、TGS813气敏传感器、UD-02感烟传感器数据.并通过LCD1602来显示当前的状态。关键字：AT89c51、DS18B20、TGS813、UD-02、LCD1602

目录一、题目要求 1.1 题目介绍 1.2 模块分解二、方案设计 2.1 方案介绍三、硬件设计 3.1硬件原理图四、软件设计 4.1时序图五、设计总结六、参考文献附件：程序代码

一、题目要求 1.1智能家居监控系统设计以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的，设计智能家居监控系统。利用所学的传感器与检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾（烟雾）的检测（以上检测项目必做。在此基础上增加检测项目并具有可行性，加分。除环境监测项目外，也可增加人体信号检测等。）。各检测节点可通过无线方式连接到主机，检测到危险信号后，主机可采用声光报警或远程报警。要求（1）用Protel 画出设计原理图；智能化家居中的传感器活动物体传感器烟雾传感器二氧化碳传感器温度传感器火焰传感器总线终端控制对象

（2）采用Quaters II、Maxplus II、multisim（EWB）、pspice、Proteus中的一种或几种软件，完成系统电路图部分或全部仿真，在设计说明书中体现仿真结果；（3）写设计说明书； 1.2模块分解 1. 温度检测：采用DS18B20温度传感器。 2. 煤气泄漏检测：气敏传感器TGS813来检测空气中的可燃性气体。 3. 烟雾检测：UD-02离子感烟传感器检测空气中烟雾。二、方案设计 2.1方案设计及选择在实际设计中我们要考虑的因素有很多，比如成本最低、性价比最高、性能最优、功能最强、界面最友好等等。而本次课设我采用了性价比最高的方案（首先能实现基本功能）。选用了DS18B20、TGS813、UD-02、LCD1602模块实现本次设计。基于AT89c51的智能家居系统设计智能家居是人们的一种居住环境，其以住宅为平台安装有智能家居

透镜焦距的测定及光学设计

大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：透镜焦距测量与光学设计学院：专业班级：学生：学号：实验地点：座位号：实验时间：

一、实验目的： 1.观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。 2.学习测量焦距的方法：自准法、物像法、共轭法测凸透镜焦距；辅助成像测凹透镜焦距。 3.通过实验掌握望远镜和显微镜的基本原理，并在导轨和光具座上用透镜自组望远镜和显微镜。 4.通过实际测量了解显微镜、望远镜的主要光学参量。 5.了解视觉放大率的概念并学习其测量方法。二、实验原理： 1．测凸透镜的焦距（1）自准直法如图1所示，用屏上“1”字矢孔屏作为发光物。在凸透镜的另一边放置一平面反射镜，光线通过凸透镜后经平面反射镜返回孔屏上。移动透镜位置可以改变物距的大小，当物距正好是透镜的焦距时，物上任意一点发出的光线经透镜折射后成为平行光，经平面镜反射后，再经透镜折射回到矢孔屏上。这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立实像。这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距。（2）物距像距法如图2所示，用屏上“1” 字矢孔作为发光物，经过凸透镜折射后成像在另一侧的观察屏上。在实验中测得物距u 和像距v ，则凸透镜的焦距为 v u uv f += 用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时，都必须考虑如何确定光心的位置。光线从各个方向通过凸透镜中的一点而不改变方向，这点就是该凸透镜的光心。凸透镜的光心一般与它的几何中心不重合，因而光心的位置不易确定，所以上述两种方法用来测定凸透镜焦距是不够准确的，误差约为1.0%~5.0%。图1 自准直法测焦距图2 物距像距法测焦距 3.共轭法测量凸透镜焦距如果物屏与像屏的距离b 保持不变,且b>4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像.当凸透镜移至O 1处时,屏上得到一个倒立放大实像,当凸透镜移至O 2处时,屏上得到一个倒立缩小实像,由共轭关系结合焦距的高斯公式得:

光学指纹仪的工作原理

光学指纹扫描仪的工作原理指纹扫描仪系统有两项基本工作：一是需要获得手指的图像，二是需要确定该图像中的嵴纹和波谷是否与以前扫描图像中的嵴纹和波谷相吻合。获得一个人的指纹图像有多种方法。现在最常用的方法就是光学扫描和电容扫描。这两种扫描方法以完全不同的方式工作，但都会得到同一种图像。下面就主要说一下光学指纹扫描仪的工作原理。光学扫描仪的核心部件是电荷耦合设备（CCD），这与数码相机和摄像机中使用的光传感器系统是相同的。CCD 只不过是一组光敏二极管（称为光敏器件），这种器件在光子的作用下可以产生电信号。每个光敏器件记录一个像素，即一个代表射中该点的光束的微小圆点。明暗像素共同构成了扫描场景（例如一个手指）的图像。通常，在扫描仪系统中有一个模数转换器，用来处理模拟电子信号以产生该图像的数字表现形式。扫描仪配有光源，通常为一组发光二极管，用来照亮手指的嵴纹。当你将手指放在玻璃板上时，扫描过程就开始了，CCD相机便将指纹照片拍摄下来。实际上CCD系统产生的是手指的倒像，较暗的区域代表较多反射光线（手指的嵴纹），较亮的区域代表较少的反射光线（手指的波谷）。在比较指纹与存储数据之前，扫描仪处理器要确保CCD拍摄到了清晰的图像。它会检查像素暗度的平均值或者一个小样本的整体值，如果图像整体太暗或太亮，该次扫描便会被放弃。于是扫描仪调整曝光时间以允许更多或者更少的光线进入，再扫描一次。如果暗度合适，扫描仪系统会继续检查图像的清晰度（指纹扫描的锐度）。处理器将查看在图像上沿垂直和水平方向移动的若干直线。如果与嵴纹垂直的线由非常暗的像素和非常亮的像素交互组成，那么就意味着指纹图像有很好的清晰度。在处理器发现图像清晰并且曝光正确的情况下，它会继续将捕获的指纹与文件上的指纹进行比较。我们很快将了解这个过程，但是首先让我们来看看另一种主要的扫描技术——电容扫描仪。对于其他系统来说有很多的优点。例如：伪造物理特征比伪造身份证要难很多。不可能像猜出密码一样猜测出指纹图案。不会像遗失出入卡一样遗失指纹、虹膜或者声音。不会像忘记密码一样忘记指纹。然而，虽然指纹扫描仪很有效，但不排除它们有出错的可能性。实际上它们确实有一些缺点。光学扫描仪不能每次都区分开指纹图像和指纹本身，而电容扫描仪有时可能被一个指纹模型欺骗。如果某人获得了某授权用户的指纹，这个人就可以骗过扫描仪。最坏的情况，罪犯甚至可能砍下某人的手指以进入扫描仪安全系统。一些扫描仪还有另外的脉冲和热传感器来检测手指是否是真的，而不是一个模型或者肢解手指，但是这些系统甚至也可能被真实手指的明胶指纹模型欺骗。要使这些安全系统更可靠，一个不错的方法是：将传统的认证方法如密码（同ATM需要银行卡和PIN号码一样）与生物学分析法结合起来。但是如果遗失了信用卡或者无意中告诉了别人您的秘密PIN号码，还可以办理新的卡或者更改密码。但是如果某人盗取了您的指纹，您的余生就真的很不幸了。您没办法得到新的指纹。因此，除非您能完全确定所有的副本已经毁灭了，不然您就再也不能使用指纹作为一种身份识别形式。尽管有着重大缺点，指纹扫描仪和生物安全系统仍不失为身份识别的极好方法。将来，它们

指纹传感器 FPC 1011F

FPC指纹传感器介绍：指纹解决方案最重要的地核心部位就是---指纹传感器，传感器是整个系统优劣的基础。大部分半导体传感器实际使用性能不稳定，传感器性能的主要因素是能否保证每次都取得稳定的指纹图象，一般的半导体传感器采用直接测量法，直接探测手指信号（电场，电容）由于直接探测的信号很微弱，甚至探测不到，所以造成无法稳定取得指纹图象，也就无法分析识别指纹。瑞典FINGERPRINT CARDS AB（简称FPC）采取了独创的反射式测量法，就象回声原理一样，我们发出的声音越大，回声就越大，这就实现了增强探测信号。保证取得稳定清晰的指纹图象，由于探测信号增强就带来了另一个好处，芯片表面的保护膜可以做得更厚（比同类厚10-25倍），拥有更厚的保护层这就意味着有更强，耐磨性（>100万次）和抗静电（大于15KV）甚至可达20KV，反之因为直接测量法探测到的信号本来就微弱，所以芯片表面的保护膜就无法做得很厚，抗静电性和耐磨性就无法达到实际需求。瑞典FPC在日本，美国，欧洲都取得了技术专利，关于FPC指纹传感器独特的反射式测量法FPC的信号通过的路径: 如下：信号主动从金属外框两边发射---探测指纹信号---穿过保护层---被接收指纹信号.仅一次信号穿过保护层,减少了信号因传递而减弱，信号再经独立的晶圆体放大后经过内部的A/D转换，从而输出高质量的数字指纹图像。反射式测量法不仅提高了传感器的信号检测性能，不受保护层厚度增加而影响，并有效防止用户直接接触内部CMOS电路，造成损坏。 FPC指纹传感器特点：一、抗静电：大于15千伏，达到国际4 IEC 61000-4-2 标准二|、耐磨性：超过100万次，

单片机温度传感器设计报告

泰州职业技术学院电子与信息工程系课程名称： 51单片机开发课题名称：用1602LCD与DS18B20设计的温度报警器班级： 10信息课题小组成员：林淑云朱翠竹刘苏慧指导老师：蔡菁

摘要现代社会是信息社会，随着现代农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度，所以对于温度的测量控制具有十分重要的意义。随着全球温度的普遍升高，高温火灾更是无处不在：电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温火灾；静电产生高温火灾；雷电等强电入侵导致高温火灾；最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间工作，导致设备老化，空调发生故障，而不能降温。因此，机房内所属的电子产品发热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度，导致系统瘫痪或产生火灾，这时温度报警系统就会发挥应有的功能。本课题介绍的就是利用温度传感DS18B20制作的温度报警器，自动测量当前环境温度。由单片机AT89C52控制，并通过1602LCD显示，若当前环境温度超过此温度，系统发出报警。

目录一、系统总体设计要求二、系统硬件设计三、系统程序设计四、调试与性能分析五、源程序清单六、心得体会

一、系统总体设计要求 1. 本设计采用集成温度传感器的的s18b20，设计一个数字显示的温度报警器。定安全温度值范围为20°C～30°C（可根据具体需要在程序中进行调整），对在这一范围内的温度变化采集后送入A/D转换器，A/D转换器的模拟电压范围为0～5V。例如传感器采集的温度为25°C，则对应液晶显示器的显示值为25°C。而温度高出30°C或者低于20°C时，不在安全温度范围之内，喇叭会进行报警、二极管发光显示 2 总体设计框图本设计采用AT89C52作为主控芯片，蜂鸣器作为输出设备产生报警声，LCD1602能够实时的显示当前的的温度。其中P3.3和P3.2外接按键，P0口用作LCD输出数据端口，P2.3接蜂鸣器端口。详细原理图见附件设计框图如图一所示。

光学设计报告

光学设计课程报告班级：学号：姓名：日期：

目录双胶合望远物镜的设计 (02) 摄远物镜的设计 (12) 对称式目镜的设计与双胶合物镜的配合 (20) 艾尔弗目镜的设计 (30) 低倍消色差物镜的设计 (38) 无限筒长的高倍显微物镜的设计 (47) 双高斯照相物镜的设计 (52) 反摄远物镜的设计 (62) 课程总结 (70)

双胶合望远物镜的设计 1、设计指标：设计一个周视瞄准镜的双胶合望远物镜（加棱镜），技术要求如下：视放大率： 3.7?；出瞳直径：4mm ；出瞳距离：大于等于20mm ；全视场角：210w =?；物镜焦距： ' =85f mm 物；棱镜折射率：n=(K9)；棱镜展开长：31mm ；棱镜与物镜的距离40mm ；孔径光阑为在物镜前35mm 。 2、初始结构计算 (1) 求 J h h z ，，根据光学特性的要求4.728.142=== D h ： 44.75tan 85tan ''=?=?=οωf y 0871 .0''==f h u 648.0'''==y u n J (2)计算平行玻璃板的像差和数 C S S S I I I I ，，平行玻璃板入射光束的有关参数为 0871.0=u 0875.0)5tan(-=-=οz u 005 .1-=u u z 平行玻璃板本身的参数为 d=31mm ； n=； 1.64=ν 带入平行玻璃板的初级像差公式可得： 000665.01.51631-1.5163×0.0871×-3113 24 432-==--=I du n n S 0.0006682=(-1.005)×-0.000665=u u × =z I I I S S 000824.0087.05163.11.6415163.131122 22-=??-?-=--=I u n n d S C υ

光学活体指纹技术原理

活体指纹技术活体指纹技术“魔镜”是由韩国VIRDI集团自主研发，中国区产品销售由厦门沃尔迪信息技术有限公司负责。 “魔镜”以高清成像为技术基点，采用了当今最先进的技术与配备。“魔镜”采用韩国进口的COMS采集仪，DPI高达500，三棱镜采用日本HOYA镜片，配以美国专利高精光路设计，确保采集的指纹图像超凡精确清晰，同时，魔镜应用全球领先的金指码指纹算法可实现对图像更为精细与智能的处理，二者结合，最终实现对指纹的采集与匹配丝毫不差。另外，“魔镜”采用的暗背光成像技术抗强光干扰能力远远优于市面普遍采用的常亮背光成像技术，即使在复杂的强光环境下也能清晰成像，不会出现常亮背光成像带来的曝光过度而寿命不足的问题。 “魔镜”从人体静电、微动态图像变化、光谱等多种生物特性上得到启发，运用当今先进的生物、光电、计算机科技，通过人体静电检测、多种指纹成像实现全方位防假，将一切不符合人体生物特征的假指纹排除在外，以高端的指纹技术确保用户使用的极致安全。静电检测，阻绝无人体静电特征假指纹。人体本身携带静电，但人体所带静电与其他物质所带静电有所不同，“魔镜”就是利用静电容量技术侦测指纹所带静电，让一切不具人体静电特征的假体指纹无所遁形。微动态捕捉成像，彻底排除平面无变化指纹。人体皮肤组织弹性丰富，指纹

在接触采集窗时会形成一个细微的动态扩缩变化，“魔镜”对这一动态变化进行连续拍摄捕捉，形成多次成像比对，消除涂层、纸片等一切不符合手指动态变化特征的假指纹开门的可能性。光谱成像，以人体物质构成特征高效区分假体指纹。利用每种原子独有的特征谱线，“魔镜”捕捉人体组织构成化学元素放射出的特殊光谱成像进行比对，以不可模仿的人体特征实现对人体指纹的唯一识别，让橡胶、涂层、硅胶倒模等一切与人体组织不同物质构成的假体指纹无机可乘。

温度传感器课程设计报告1

温度传感器的特性及应用设计集成温度传感器是将作为感温器件的晶体管及其外围电路集成在同一芯片上的集成化温度传感器。这类传感器已在科研，工业和家用电器等方面、广泛用于温度的精确测量和控制。 1、目的要求 1．测量温度传感器的伏安特性及温度特性，了解其应用。 2．利用AD590集成温度传感器，设计制作测量范围20℃～100℃的数字显示测温装置。 3．对设计的测温装置进行定标和标定实验，并测定其温度特性。 4．写出完整的设计实验报告。 2、仪器装置 AD590集成温度传感器、变阻器、导线、数字电压表、数显温度加热设备等。 3、实验原理 AD590 R=1KΩ E=（0-30V）四、实验内容与步骤㈠测量伏安特性――确定其工作电压范围 ⒈按图摆好仪器，并用回路法连接好线路。 ⒉注意，温度传感器内阻比较大，大约为20MΩ左右，电源电压E基本上都加在了温度传感器两端，即U＝E。选择R4＝1KΩ，温度传感器的输出电流I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。

⒊在0～100℃的范围内加温，选择0.0 、10.0、20.0……90.0、100.0℃，分别测量在0.0、1.0、2.0……25.0、30.0V时的输出电流大小。填入数据表格。 ⒋根据数据，描绘V～I特性曲线。可以看到从3V到30V，基本是一条水平线，说明在此范围内，温度传感器都能够正常工作。 ⒌根据V～I特性曲线，确定工作电压范围。一般确定在5V～25V为额定工作电压范围。㈡测量温度特性――确定其工作温度范围 ⒈按图连接好线路。选择工作电压为10V，输出电流为I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。 ⒉升温测量：在0～100℃的范围内加热，选择0.0 、10.0、 20.0……90.0、100.0℃时，分别同时测量输出电流大小。将数据填入数据表格。注意：一定要温度稳定时再读输出电流值大小。由于温度传感器的灵敏度很高，大约为k=1μA／℃，所以，温度的改变量基本等于输出电流的改变量。因此，其温度特性曲线是一条斜率为k=1的直线。 ⒊根据数据，描绘I～T温度特性曲线。 ⒋根据I～T温度特性曲线，求出曲线斜率及灵敏度。 ⒌根据I～T温度特性曲线，在线性区域内确定其工作温度范围。㈢实验数据: ⒈温度特性

温度计的设计报告

温度计的设计一、设计内容和要求本设计主要介绍了用单片机和数字温度传感器DS18B20相结合的方法来实现温度的采集，以单片机AT89C51芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成了一个单片机数字温度计。其主要研究内容包括两方面，一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度的采集与显示。通过利用数字温度传感器DS18B20进行设计，能够满足实时检测温度的要求，同时通过LED数码管的显示功能，可以实现不间断的温度显示，并带有复位功能。本次设计的主要思路是利用51系列单片机，数字温度传感器DS18B20和LED数码显示器，构成实现温度检测与显示的单片机控制系统，即数字温度计。通过对单片机编写相应的程序，达到能够实时检测周围温度的目的。通过对本课题的设计能够熟悉数字温度计的工作原理及过程，了解各功能器件(单片机、DS18B20、LED)的基本原理与应用，掌握各部分电路的硬件连线与程序编写，最终完成对数字温度计的总体设计。根据实验要求实现测温范围在-55~128 o C的LED数码管显示。本次设计的主要要求：（1）根据设计需要，选用AT89C51单片机为核心器件；（2）温度检测器件采用DS18B20数字式温度传感器，利用单总线式连接方式与单片机的串行接口P0.0引脚相连；（3）显示电路采用8个LED数码管显示器接P1口并行显示温度值，数码管由P2口(P2.2~P2.3)选通，动态显示。（4）给出全部电路和源程序。二、课程设计的目的和意义数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。温度计是常用的热工仪表，常用于工业现场作为过程的温度测量。在工业生产过程中，不仅需要了解当前温度读数，而且还希望能了解过程中的温度变化情况。随着工业现代化的发展，对温度测量仪表的要求越来越高，而数字温度表具有结构简单，抗干扰能力强，功耗小，可靠性高，速度快等特点，更加适合于工业过程中以及科学试验中对温度进行在线测量的要求。近年来，数字温度表广泛应用在各个领域，它与模拟式温度表相比较，归纳起来有如下特点。⑴准确度高，⑵测量范围宽、灵敏度高，⑶测量速度快，⑷使用方便、操作简单，⑸抗干扰能力强，⑹自动化程度高，⑺读数清晰、直观方便。数字温度计的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表。数字化是当前计量仪器仪表发展的主要方向之一。而高准确度数字温度计的出现，又使温度计进入了精密标准测量领域。与此相适应，测量的可靠性、准确性显得越来越重要。三、课程设计的总体方案和思路根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度传感DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单

光学设计实验指导书2012

实验一光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作一．实验目的学习ZEMAX软件的安装过程，熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。二．实验要求 a)掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。 b)掌握ZEMAX软件的用户界面。 c)掌握ZEMAX软件的基本使用方法。 d)学会使用ZEMAX的帮助系统。 e)学会使用ZEMAX初步仿真光路图。三．实验内容（一）界面及基本操作 1．通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX，熟悉ZEMAX的初始用户界面，如下图所示：图1.1ZEMAX用户界面 2．浏览各个菜单项的内容，熟悉各常用功能、操作所在菜单，了解各常用菜单的作用。 3. 熟悉使用各个常用的快捷按钮。

4．学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常见编辑窗口（镜头数据编辑、优化函数、多重数据结构）。 5．调用ZEMAX 自带的例子（例如根目录下samples\tutorial\tutorial zoom2.zmx 文件），学会打开常用的分析功能项：草图（2D 草图、3D 草图、渲染模型等）、特性曲线（像差曲线、光程差曲线）、点列图、调制传递函数等，学会由这些图进行简单的成像质量分析。 6．从主菜单中调用优化工具，简单掌握优化工具界面中的参量。 7．掌握镜头数据编辑（LDE ）窗口的作用以及窗口中各个行列代表的意思。 8．从主菜单-报告下形成各种形式的报告。 9．通过主菜单-帮助下的操作手册调用帮助文件，学会查找相关帮助信息。（二）仿真光路图根据已拟好的设计草图，在ZEMAX 中实现光路仿真，包括光路系统整体设置、创建光学元件、透镜（组），元件间大致间距等。 1.光路系统的整体设置，包括此光学系统所适用的波长、入瞳直径、视场等，在主菜单-系统里有相应的各个设置。 2.创建光学元件、透镜（组），就是将设计草图中的各种光学元件用ZEMAX 的方式去仿真实现。ZEMAX 仿真的基本元素是面和面间距，仿真创建各种元件基本都以具体设置每个面和面间距的参数来实现。（1）面：面的基本参数包括面型（Surf:type ）、曲率半径(Radius)、厚度(Thickness)、材料（玻璃）(Glass)，半口径(Semi-Diameter)等，每一个面对应于LDE 窗口里的一个行，每一个参数对应LDE 窗口里的一列，如下图： ZEMAX 的默认面型是透明标准（Standard ）球面，曲率半径和半口径为无穷（Infinity ）。面的厚度和材料的定义都是以指定面起向后算到下一个面之间的这一段的厚度和材料。（2）面间距：指的是该面在光轴上的交点到下一个面在光轴上的交点之间的距离，向右为正，向左为负。常用于标识透镜厚度、元件与元件的间距等。例如：一个透镜的厚度，可以用透镜的前表面的面厚度值Thickness 来完成仿真；前一个元件与后一个元件的间距，可以用前一个元件的后表面到后一个元件的前表面之间的面间距来完成仿真。 3.根据设计要求和设计草图，估算各个元件之间的大致间距，通过面间距的设置，实现整个光学系统的初步仿真。 4.仿真一个轴上点光源（m μλ587.0=）在物距为u=30mm 时，由焦距为20mm ，材料为BK7，口径为10mm 的单正透镜成像的光路。四．报告要求： 1. 打开安装目录下的samples\tutorial\tutorial zoom 2.zmx 文件，生成其2D 图、渲染（转角）、像差特征曲线、OPD 曲线、曲面数据报告（第7面）和图解报告4。截屏后打印出来。 2. 试在打印出来的2D 图上标出各个面的位置以及相应面厚度值的具体指向（方向、

指纹识别-光学及电容传感器优劣对比报告

1、光学指纹传感器简介 (1) 1.1光学指纹传感器的原理 (1) 1.2光学指纹传感器的优缺点 (1) 1.3光学指纹传感器的应用 (2) 1.4光学指纹传感器最新动态 (2) 1.5 楼宇对讲厂家使用指纹识别状况 (2) 2、半导体指纹传感器简介 (2) 2.1半导体指纹传感器的基本原理 (3) 2.2半导体指纹传感器的分类 (3) 2.3半导体指纹传感器的优缺点 (3) 2.4半导体指纹传感器的特征及发展方向 (3) 3、指纹传感器主要性能指标 (3) 4、光学与电容式指纹传感器性能比较 (4) 5、指纹传感器发展重点 (5) 纹传感器（又称指纹Sensor）是实现指纹自动采集的关键器件。指纹传感器按传感原理，即指纹成像原理和技术常见主要分为两类，光学指纹传感器和半导体指纹传感器。 1、光学指纹传感器简介 1.1光学指纹传感器的原理光学指纹传感器已经有近30年的历史，主要是利用光的折摄和反射原理，将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。用棱镜将其投射在电荷耦合器件上CMOS或者CCD上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。 1.2光学指纹传感器的优缺点

目前国内的有厂家可以生产光学指纹传感器，光学指纹传感器优点主要表现为经历长期实用检验、系统稳定性较好、成本亦较低、能提供分辨力为500 dpi( dot per inch)的图像。特别是能实现较大区域的指纹图像采集,有效克服大面积半导体指纹传感器价格昂贵缺点。该传感器局限性主要体现三个方面： A.假手指：用塑胶制成的假手指，能够在光学传感器上得到与真手指非常相近的指纹图像（解决红外线） B.体积较大：随着光学技术发展,一些新颖的技术手段亦已应用于指纹图像的采集,这样,能显着减小光学指纹传感器的体积（如：纤维光束微型三棱镜矩阵） C.长期效果不好：于潜在指印方面,不但会降低指纹图像的质量,严重时,还可能导致两个指印重叠,显然,难以满足实际应用需要。此外,台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗,可能导致采集的指纹图像质量下降。。 1.3光学指纹传感器的应用光学指纹传感器的优点主要表现为抗静电能力强、系统稳定性较好、使用寿命长，灵敏度特别的高，并能提供高分辨率的指纹图像，技术也最成熟。故现在多家公司都大量使用，主要用于指纹门锁，保险箱，汽车指纹防盗。 1.4光学指纹传感器最新动态 2015年美国CES展上，一款拥有2000PPI超高分辨率的光学指纹采集器吸引了全球手机厂商的目光。这款由中国印象认知推出的名为UTFIS的超薄型光学指纹传感器，分辨率超越了目前市面上主流的电容式指纹传感器，是苹果手机指纹识别芯片的四倍。且厚度仅有1.5mm。 UTFIS不仅继承了传统光学指纹传感器的优点，同时还通过超高的分辨率，实现了电容式指纹传感器所无法达到的安全级别。指纹的特征通常可分为三级。一级特征表示指纹的纹型、流向等宏观特征;二级特征表示指纹的Galton 细节，即纹线的分叉点、端点等特征;三级特征则是更高分辨率上的纹线属性，例如纹线的偏移、宽度、汗孔、边缘形状、断裂、褶皱、伤疤，以及其他的永久性特征。使用第三级特征，至少要求指纹采集的分辨率达到1000ppi。而UTFIS通过MAPIS技术获得2000ppi的采集分辨率，改变了传统指纹采集器匹配细节点的缺陷，成功实现汗孔识别，使得在智能手机上实现“三级特征”指纹识别的难题迎刃而解。性能优越的UTFIS芯片必将开辟出一个属于光学指纹识别的欣欣市场，重新赢得投资市场及手机厂商的青睐。 1.5 楼宇对讲厂家使用指纹识别状况有接触指昂和指安两家模组生产厂家，此两家采用的识别算法芯片都是用晟元的指纹算法芯片，传感器基本是使用瑞典的FPC。楼宇对讲厂家目前有珠海竞争和柔乐的内外贸产品有采用光学指纹传感器模块。指昂的销售人员讲道，竞争每个月和其拿上K的量用在其出口欧盟产品上。还有一家指晶有自主的算法芯片，模组是自已开发生产。 2、半导体指纹传感器简介半导体指纹传感器主要是利用电容、电场（也即我们所说的电感式）、温度、压力的原理实现指纹图像的采集。具有价格低、体积小、识别率高等优点，但稳定性稍欠缺一些，常用于手机、电脑、汽车或房屋安全识别。