CN101647029A - 取得指纹的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
用于取得指纹的装置(1)，其中该指纹印在棱镜(5)的印模面(3)，该装置允许通过间接光线获得预先确定的图像，受到残留物和污垢影响较低，并且包括设在指纹印在其上的取得表面(11)侧向的光源(15)，处理一个邻近印有指纹表面的表面(12)以便具有一个层(13)，该层具有朝向该棱镜(5)内部的降低的反射率。
Description
技术领域
本发明涉及取得指纹的装置和方法，其中该指纹印在棱镜的印模面上。
背景技术
用于取得和读取指纹的光学装置是已知的，其中棱镜用来将指纹图像投射在多个棱镜表面之一上。此处和下文中，可以理解作为棱镜的表面，这些矩形表面在棱镜底座之间延伸。
通常，在最常见的直角三角棱镜的例子中，在一个表面上布置光源，在另一表面上放置指纹，以及在第三表面，即读取表面，投射该指纹突起反射的光所产生的图像。
然而，这个设计必然包含在该读取表面上创建的图像的变形，不能体现原始图像的比例。这个公知的变形可通过图像本身的电子处理来补偿。
为了排除使用纯粹的光学系统的这个缺陷，使用合成棱镜，其允许产生指纹的合成图像，即如果从某个观察点观察表示了原始比例的图像，其中设置通常的光学传感器以扫描所述图像。
这个合成图像通过光学领域公知的合成棱镜来获得。
传统的带有图像电子补偿的棱镜和合成棱镜两者都遇到由于污垢导致的缺陷，特别是指纹本身留下的脂肪残留物。
众所周知，这样的残留物如果能正确读取可以还原指，但是使用未清洁的棱镜也会恶化随后的指纹。在临界情况下，残留的图像甚至会与新的指纹混淆。
因此，需要规划一种指纹取得装置和/或相关的方法，其对于指纹残留物的存在不敏感而不需要复杂的清洁操作，这样的清洁操作不适于特殊环境中的快速和频繁的指纹取得，例如海关、机场等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题提供用以排出参照现有技术提到的缺陷的装置和方法。
这个问题是通过上面指明的装置解决的，其中该光源关于其上印有指纹的表面侧向放置，处理邻近印有指纹表面的表面以便具有一个层，该层具有朝向该棱镜本身内部的降低的反射率。
按照同一创新性的概念，使用棱镜取得指纹的方法，包括如下步骤：
提供第一棱镜表面，以在其上印上指纹；
在邻近所述第一表面的表面上提供具有朝向该棱镜内部的降低反射率的层；
横向照明所述第一表面；以及
在另外的棱镜表面取得该指纹的图像。
按照本发明的装置和方法的主要优点在于允许通过间接的光线获得预先确定的图像，受残留物和污垢的影响较低。
有利的是，该上面限定的装置和方法可使用合成棱镜实施。
附图说明
下文中将根据本发明的优选实施例对其进行描述，参照附图为了示例性和有限(limitative)的目的提供该优选实施例，其中：
图1示出按照本发明的取得和读取指纹的装置的立体局部剖视图；
图2示出图1的装置的细节的立体局部分解剖视图；以及
图3示出图2的细节的立体图，描述其使用。
具体实施方式
参照附图，用于取得和读取指纹的装置大体上用1来标示。这个方案的装置实际上是便携的，并且适于作为外围设备连接到用于处理存储和对比指纹的计算机。
然而，可以理解的是，下文中所描述的内容可以涉及到任何能够执行取得指纹功能的装置，例如用于生成电子护照或电子身份证所需的数据的装置、固定的检查点等。
本实施例的装置1包括操作者基本上可以手持的外壳2，用于指纹的印模面3、开始按钮4和其他可能由光学类型、RFID、微芯片阅读器等组成的读取装置。
该印模面3对应该装置1的合成棱镜5的第一表面，由第一直角三角棱镜6和第二直角三角棱镜7的匹配产生，两者都具有作为底座多边形的直角三角形。
在这种类型的棱镜中，作为倾斜表面，可以理解这样的表面具有更大的宽度，对应构成该棱镜底座的直角三角的斜边。所述印模面3对应该第一棱镜6的第一倾斜表面。
该第一棱镜6的第一非倾斜表面8对应该第二棱镜7的相应且非倾斜表面。
所述第一倾斜表面3在它的棱镜6的第一三角形底座9和平面之间延伸，该平面由对着所述第一底座的三角形底座与该第二棱镜7的第二非倾斜表面匹配得到。所述平面10因此具有直角梯形的形状。该合成棱镜5的第二倾斜表面(属于该第二棱镜7并且对着该第一倾斜表面3)构成该合成棱镜5的取得和读取表面11。
第一棱镜6的第二非倾斜表面12(邻近该印模面3)与该第二棱镜7的底座形成另一直角梯形。
所述第一棱镜6的第二非倾斜表面12，即邻近该合成棱镜5的印模面的表面，以这样的方式处理，表现具有降低反射性的朝向该棱镜5内部的层。
在这个实施例中，该表面12处理为重叠高发射率层13。特别地，这样的层13具有接近1的光吸收，即反射率接近0，等效于不能反射光的黑体。
然而，可以理解的是这些光学特性应当至少对该装置1的运行波长有效，即大于700nm(红外区域)。
在该平面10，在相对该印模面3的侧向位置，该装置1包括由印刷电路板实现光源，通常标识为15，其上安装多个第一LED16并且以常规方式供电。
所述印刷电路板15是平的，具有与该平面10重叠的形状。
这种印刷电路板15和该合成棱镜5安装在第一外壳17中，留下该印模面3没有覆盖，并且包含该取得表面11，在其前面形成第一开口18。此外，为该印刷电路板15提供定位导轨19。
从该印刷电路板上该第一LED16的布置，可以理解在该印模面3的侧向边缘20处，以及在设置LED16组成的第一组22的面10的顶点，照度较强。LED16组成的第二组23设在该第二棱镜7上的该平面10的下部边缘21。
在该印刷电路板15上，还提供第二LED24组成的第三组24，颜色与该第一LED16不同，目的是通过该印模面3发出该装置1运转的信号。
抛光其中设置该光源的该平面10，以便提高该棱镜5内的光发散。
第二外壳26在该开口18连接到该第一外壳17。第二外壳26包含反射表面27，其朝向第二开口28反射在该取得和读取表面11上形成的图像，该第二开口中安装多个透镜29(图3)作为滤光镜，其上设有滤光层，特别是该第一个或者只是接受光束的透镜的表面上。
在本实施例中，该第一LED是IRLED类型，即它们发出波长大于700nm的红外线。因此，所述滤光层所具有的波长带宽大于700nm。
该装置1在所述第二开口包括数字光学传感器(未示)，将该指纹的图像数字化。该传感器是CCD类型，或者甚至是CMOS类型。
参照这里描述的装置，下文中将详细描述按照本发明的方法的实施例。
在这样的方法中，按照上面所述提供该合成棱镜5，其上提供第一表面，特别该棱镜的倾斜表面，用以通过简单的指尖按压获得印在其上的指纹。
在邻近所述第一表面的表面上，提供具有减小反射率的层，优选地光吸收系数接近1，以及横向照射所述第一表面。
然后，取得该合成棱镜的另外表面上的指纹的图像，该表面对着所述第一表面3。
目前，按照当前实施例的方法，在所述第一表面的横向边缘，和所述第一表面的棱镜顶点处，光照更强烈。
通过红外射线执行该光照。
对于上述装置和方法，本领域的技术人员遵照更多和可能发生的要求能够采用多种进一步的变化和修改，任何情况下都落入本发明的由所附权利要求限定的保护范围内。
Claims (22)
1.一种用于取得指纹的装置(1)，其中该指纹印在棱镜(5)的印模面(3)上，以及其中该光源(15)关于指纹印在其上的该取得表面(11)侧向放置，处理一个邻近印有指纹表面的表面(12)以便具有一个层(13)，该层具有朝向该棱镜(5)内部的降低的反射率。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中所述棱镜是合成棱镜(5)，具有对着所述印模面(3)的读取和取得表面(11)。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其中该合成棱镜由第一直角三角棱镜(6)和第二直角三角棱镜(7)的匹配获得，两者都具有作为底座多边形的直角三角形。
4.根据权利要求2所述的装置(1)，其中所述印模面(3)对应该合成棱镜(5)的第一倾斜表面。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其中所述取得和读取表面(11)对应该合成棱镜(5)的第二倾斜表面。
6.根据权利要求1所述的装置(1)，其中处理所述邻近表面(12)重叠高发射率层(13)。
7.根据权利要求6所述的装置(1)，其中所述层(13)的光吸收系数接近1。
8.根据权利要求1所述的装置(1)，其中该光源(15)包括多个LED(16)。
9.根据权利要求8所述的装置(1)，其中该LED装置的光照在该印模面(3)的横向边缘(20)和所述印模面(3)的棱镜顶点处更强烈。
10.根据权利要求1所述的装置(1)，其中抛光光源(15)所处表面(10)，以便提高该棱镜(5)内部的光线发散。
11.根据权利要求2所述的装置(1)，其中反射表面(27)发射形成在该取得和读取表面(11)的图像。
12.根据权利要求1所述的装置(1)，其中该LED(16)是IRLED类型。
13.根据权利要求11和12所述的装置(1)，其中形成在该取得和读取表面(11)上的图像通过波长带宽大于700nm的滤光镜滤光。
14.根据权利要求1所述的装置(1)，包括光学传感器。
15.根据权利要求14所述的装置(1)，其中所述传感器是CCD类型。
16.根据权利要求1所述的装置(1)，其基本上是便携的，并且适于作为外围设备连接到用于处理、存储和对比指纹的计算机上。
17.根据权利要求1所述的装置(1)，其是生成用于电子护照或电子身份证所需的数据的装置。
18.一种使用棱镜(5)取得指纹的方法，包括如下步骤：
提供第一棱镜表面(3)以将指纹印在其上；
在邻近所述第一表面(3)的表面(12)上提供具有朝向该棱镜(5)内部的减小反射率的层(13)；
侧向照明所述第一表面(3)；以及
在另外的棱镜表面(11)上取得该指纹的图像。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述棱镜是合成棱镜(5)。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述具有减小反射率的表面具有接近1的光线吸收系数。
21.根据权利要求18所述的方法，其中该照明在所述第一表面(3)的横向边缘(29)和所述第一表面(3)的棱镜顶点更强烈。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述照明通过红外照射进行。
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