大家好!

今天,我要做一篇非常不严谨的科普贴。

各位小伙伴们,你们是否好奇,手机的指纹解锁究竟是个什么原理呢?

曾经的曾经,我以为手机的那个指纹解锁键,能够发射出一种神秘的微电流。当手指放在解锁键上时,微电流会在人体中通过。由于指纹纹线凸起,所以电流可以通过的部分即为指纹纹路。

怎么样?有没有觉得这个解释超棒?

恩,我也一直觉得自己棒棒哒!直到有一天,我去吃某火锅的时候,热情的服务员给了我一个透明袋子,让我把手机放进去……

然后我惊讶的发现,隔着塑料袋,依然可以使用指纹解锁功能!

(图片来源自网络)

塑料不是不导电吗?这股神秘的微电流是怎么通过的?理智告诉我,大概不是因为这家火锅店提供的塑料袋是一种高科技产品……

后来,我冥思苦想,认为有以下两种可能:

1. 通过压力识别

鉴于指纹纹线凸起,所以只有纹线处会对解锁键产生压力。而解锁键下一定有一个能识别细微压力变化的仪器,有压力的部分即为指纹纹路。

2. 通过成像技术识别

解锁键下方有一个隐藏的摄像头。当手指放在解锁键上时,会迅速拍摄一张指纹纹路照片。

哇,自己都佩服我自己呢。

一天下午,我把自己的“研究成果”跟闺蜜炫耀了一下,结果闺蜜冷笑了声:“呵呵”,然后给我看了她的手机。

(图片来源自网络)

没错,按键贴!就是这个萌萌的按键贴!

这个厚度明显大于塑料袋的按键贴,大概是识别不出压力变化了……

而不透明的设计,明显推翻了隐藏摄像头的假设……

虽然再一次受到了打击,但我丝毫不气馁,誓将锲而不舍的探索精神发扬到底。经过查阅各种资料,我终于大致搞明白了这其中的原理,分享给和我一样的好奇宝宝们哦。

原来,大多数手机的指纹解锁键,是利用了“平行板电容器”的工作原理。

用一个文科生的语言来描绘一下这个所谓的“平行板电容器”的话,就是这个样子的:

可以导电的两块金属板A、B间被绝缘体(如空气)隔开。由于A、B两块金属板周围都是不能导电的物质,所以上面的小电荷们都跑不出去,只能堆积在这两块板子上。堆积的电荷量多少,可以用“电容”这个专业术语来表示。

(图片来源自网络)

电容的大小和以下3个因素有关:

1. A、B间绝缘体的材质;

2. A、B两块板的面积;

3. A、B两块板之间的距离。

在1、2两项不变的情况下,A、B间的距离(d)不同,电容大小就不同。距离(d)越大,电容越小。

我们的指纹解锁键,表面的材质是绝缘体,内部是类似金属板B的导体,而当我们把手指放上去的时候,手指就起到了金属板A的作用。

如上图所示,指纹解锁键的内部并不是一整块金属板,而是由无数个比指纹纹路还要细的金属板组成的。当手指按上去的时候,就组成了无数个“平行板电容器”。

由于手指表面凹凸不平,所以每个“平行板电容器”的A、B间距离(d)不同,电容大小自然也不同。

之后,手机会根据得到的不同电容值,计算出来一个指纹的图像,和你最开始录入的指纹比对,大部分一致的话,你就成功解锁手机啦!

怎么样,现在明白为什么隔着塑料袋或按键贴也能解锁手机了吗?

没错!因为塑料袋或按键贴也充当了中间“绝缘体”的一部分,所以并不影响对于电容大小的计算,自然也就不影响对于指纹的识别啦!

这也解释了为什么手指上有水的时候往往无法识别指纹:由于水也是导体,当水把指纹的凹陷处填平时,会导致对距离(d)的测量出现错误,从而无法计算生成正确的指纹图像。

科普到此结束啦!这篇文章是非专业人士、凭借非专业理解、用非专业语言写出来的,仅供参考哦。欢迎批评指正。

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