薄款非球面指紋采集儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種薄款非球面指紋采集儀，主要由殼體、光源、控制電路系統(tǒng)及指紋采集光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成；指紋采集光學(xué)系統(tǒng)包括指紋采集棱鏡、光闌、非球面透鏡、反射鏡；光源固定在指紋采集棱鏡的下方；控制電路系統(tǒng)與光源連接控制其工作；非球面透鏡位于指紋采集棱鏡右側(cè)，使光線在水平方向的路線沿長，在豎直方向上的路線縮短，因此，指紋采集光學(xué)系統(tǒng)的高度能夠大大降低，指紋采集設(shè)備的體積得以縮小，便于嵌入手持機、核驗設(shè)備、指紋虹膜一體機等指紋復(fù)合設(shè)備，解決了采集儀產(chǎn)品在應(yīng)用上受空間限制的問題，便于嵌入式安裝和攜帶。
【專利說明】薄款非球面指紋采集儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開一種薄款非球面指紋采集儀，屬于活體指紋采集裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外市場上存在多種單指指紋采集儀和指紋模塊，采集儀一般放置在辦公桌上獨立應(yīng)用，指紋模塊一般與指紋門鎖配套。不過都存在一個問題，相對體積較大。國內(nèi)外市場上普遍存在的體積較小的單指采設(shè)備一般采用等腰直角棱鏡作為指紋采集棱鏡，體積一般為21mm*25mm*61.5mm，如圖1所不。很多手持核驗設(shè)備和指紋門鎖、指紋箱包、指紋保險柜等產(chǎn)品需要嵌入指紋采集設(shè)備時，體積較大就成為了一個很關(guān)鍵的制約因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供一種薄款非球面指紋采集儀，采集棱鏡采用雙斜面設(shè)計結(jié)構(gòu)，采集設(shè)備整體厚度僅僅為13毫米，解決了現(xiàn)有采用等腰直角棱鏡的指紋采集儀體積過大無法嵌入指紋產(chǎn)品的缺欠。
[0004]本實用新型提供一種薄款非球面指紋采集棱鏡，其特征在于:
[0005]上下平行的指紋采集面和反射面，前后兩端的成像面和透光面，兩側(cè)的側(cè)反光面，其中，成像面為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面與側(cè)反射面之間設(shè)有2個65度倒角的斜反射面。
[0006]本實用新型提供一種薄款非球面指紋采集儀，其技術(shù)解決方案如下:
[0007]主要由殼體、光源、控制電路系統(tǒng)及指紋采集光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成；所述的指紋采集光學(xué)系統(tǒng)包括在殼體中順應(yīng)光路分布設(shè)置的指紋采集棱鏡、光闌、非球面透鏡、反射鏡；光源固定在指紋采集棱鏡的下方；控制電路系統(tǒng)與光源連接控制其工作；非球面透鏡位于指紋采集棱鏡右側(cè)，其光軸與指紋采集棱鏡成像光軸重合，反射鏡位于非球面透鏡右側(cè)，指紋采集棱鏡、非球面透鏡、反射鏡的中心位于同一光軸上，光線經(jīng)過反射鏡的反射，圖像到達CMOS指紋采集電路；指紋采集光學(xué)系統(tǒng)的指紋采集棱鏡為本實用新型上述的薄款非球面指紋采集棱鏡，其特征在于:上下平行的指紋采集面和反射面，前后兩端的成像面和透光面，兩側(cè)的側(cè)反光面，其中，成像面為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面與側(cè)反射面之間設(shè)有2個65度倒角的斜反射面，將光線導(dǎo)入采集面。
[0008]本實用新型指紋采集光學(xué)系統(tǒng)中的非球面透鏡優(yōu)化了和提高了大視場的成像質(zhì)量，提高了指紋圖像邊緣的細節(jié)分辨能力，便于提取到更多的特征點。反射鏡將光路折轉(zhuǎn)的作用，大大減小了光學(xué)系統(tǒng)的體積，讓整個設(shè)備體積更小巧、便于攜帶和安裝。同時使得CMOS指紋采集電路平鋪在采集儀底部，也為電子元器件爭取到了最大的可利用空間。
[0009]本實用新型的積極效果在于:指紋采集光學(xué)系統(tǒng)中的指紋采集棱鏡采用75°度斜面成像面和2個65度斜反射面結(jié)構(gòu)，使光線在水平方向的路線沿長，在豎直方向上的路線縮短，因此，指紋采集光學(xué)系統(tǒng)的高度能夠大大降低，指紋采集設(shè)備的體積得以縮小，便于嵌入手持機、核驗設(shè)備、指紋虹膜一體機等指紋復(fù)合設(shè)備，解決了采集儀產(chǎn)品在應(yīng)用上受空間限制的問題，便于嵌入式安裝和攜帶。
[0010]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0011]圖1為現(xiàn)有等腰直角棱鏡結(jié)構(gòu)的指紋采集儀結(jié)構(gòu)原理圖；
[0012]圖2為本實用新型指紋采集光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；
[0013]圖3為本實用新型指紋采集棱鏡主視圖；
[0014]圖4為本實用新型指紋采集棱鏡側(cè)視圖；
[0015]圖5為本實用新型指紋采集棱鏡俯視圖；
[0016]圖中，1、指紋米集棱鏡；1.1、指紋米集面；1.2、反射面；；1.3、成像面；1.4、透光面；1.5、斜成像面；2、光闌；3、非球面透鏡；4、反射鏡；5、CMOS指紋采集電路；6、控制電路系統(tǒng)；7、殼體；8、綠色高亮LED光源；9、指紋采集窗。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]根據(jù)圖3?圖5所示，指紋采集棱鏡I的結(jié)構(gòu)包括:上下平行的指紋采集面1.1和反射面1.2、前后兩端的成像面1.3和透光面1.4，兩側(cè)的側(cè)反光面1.6 (參見圖5)，厚度為
7.5mm、長度30mm、寬度25mm ;其中，成像面1.4為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面1.2與側(cè)反射面1.6之間設(shè)有2個65度倒角的斜反射面1.5(參見圖4)，將led光線導(dǎo)入采集面；指紋采集棱鏡I由K9玻璃制成，折射率=1.51630，色散=0.00806，阿貝數(shù)=64.06。
[0019]實施例2
[0020]根據(jù)圖2所示，本實用新型主要由殼體7、光源(綠色高亮LED) 8、控制電路系統(tǒng)6及指紋采集光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成；所述的指紋采集光學(xué)系統(tǒng)包括在殼體7中順應(yīng)光路分布設(shè)置的指紋采集棱鏡1、光闌(直徑1_) 2、非球面透鏡(臺灣億光生產(chǎn))3、反射鏡4 ;光源8采用綠色高亮LED作為本發(fā)明裝置的照明裝置固定在指紋采集棱鏡I的下方；控制電路系統(tǒng)6與光源8連接控制其工作；非球面透鏡3位于指紋采集棱鏡I右側(cè)，其光軸與指紋采集棱鏡I成像光軸重合，反射鏡4位于非球面透鏡3右側(cè)，指紋采集棱鏡1、非球面透鏡3、反射鏡4的中心位于同一光軸上，光線經(jīng)過反射鏡4的反射，圖像到達CMOS指紋采集電路5的傳感器上；其中:所述指紋采集棱鏡I由K9玻璃制成，折射率=1.51630，色散=0.00806，阿貝數(shù)=64.06，具體結(jié)構(gòu)包括:上下平行的指紋采集面1.1和反射面1.2，前后兩端的成像面1.3和透光面1.4，兩側(cè)的側(cè)反光面1.6，其中，成像面1.4為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面1.2與側(cè)反射面1.6之間設(shè)有2個65度倒角的斜反射面
1.5，將led光線導(dǎo)入采集面；指紋采集棱鏡I厚度為7.5mm、長度30_、寬度25mm。
[0021]采用綠色高亮LED發(fā)光二極管作為照明光源，具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點。
[0022]在所述棱鏡I中，各個反射面之間的光路構(gòu)成獨立的成像透鏡，當(dāng)按壓在指紋采集面1.1上指紋反射光線的一部分，由所述棱鏡的右端面射出，經(jīng)光闌2到所述成非球面透鏡3，由非球面透鏡3將光線匯聚射出到所述平面反射鏡4上，再全反射進入CMOS指紋采集電路5。由于光線在指紋采集棱鏡I傳輸水平方向的路線較長，而在豎直方向上的路線較短，所以采集儀在高度上降低了很多，整體厚度僅僅為13毫米。[0023]將手指按捺在殼體7的指紋采集窗9上，指紋信號經(jīng)過光路進入CMOS指紋采集電路5，在CMOS指紋采集電路5中，然后通過SENSOR提供的信號將SENSOR的圖像數(shù)據(jù)利用UCV協(xié)議通過USB將圖像數(shù)據(jù)傳輸給上位機，支持現(xiàn)行各流行操作系統(tǒng)的連接，便于客戶應(yīng)用與開發(fā)。
【權(quán)利要求】
1.一種薄款非球面設(shè)計指紋采集儀，主要由殼體、光源、控制電路系統(tǒng)及指紋采集光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成；其特征在于:所述的指紋采集光學(xué)系統(tǒng)包括在殼體中順應(yīng)光路分布設(shè)置的指紋采集棱鏡、光闌、非球面透鏡、反射鏡；光源固定在指紋采集棱鏡的下方；控制電路系統(tǒng)與光源連接；非球面透鏡位于指紋采集棱鏡右側(cè)，其光軸與指紋采集棱鏡成像光軸重合，反射鏡位于非球面透鏡右側(cè)，指紋采集棱鏡、非球面透鏡、反射鏡的中心位于同一光軸上，光線經(jīng)過反射鏡的反射，圖像到達CMOS指紋采集電路；指紋采集光學(xué)系統(tǒng)的指紋采集棱鏡結(jié)構(gòu)如下:上下平行的指紋采集面和反射面，前后兩端的成像面和透光面，兩側(cè)的側(cè)反光面，其中，成像面為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜；底部的反射面與側(cè)反射面之間設(shè)有2個65度倒角的斜反射面。
【文檔編號】G06K9/20GK203825642SQ201420232335
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】王莉, 王佳楠, 胡繪珠, 何笛, 張煒明, 吳玉寬, 張立平 申請人:長春鴻達光電子與生物統(tǒng)計識別技術(shù)有限公司