CN101964058B - 一种薄型光学指纹采集仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄型光学指纹采集仪，包括外壳、采集棱镜、光源、反射面、一体化成像装置和电路板，其特征在于，所述采集棱镜、光源、反射面、一体化成像装置和电路板安装在外壳内；所述采集棱镜至少包括入射面、采集面、全反射面及出射面，所述采集面与全反射面平行；所述光源发出的光线从采集棱镜的入射面进入，在采集面发生反射后到达全反射面发生全反射，然后从出射面出射，出射光线被反射面全反射到一体化成像装置上形成指纹图像。本发明通过光路反射和折射将光路折叠，从而改变了光程让采集仪变得更薄。

Description

一种薄型光学指纹采集仪

技术领域

本发明涉及光学指纹采集仪，尤其涉及一种薄型光学指纹采集仪。

背景技术

光学指纹采集仪，是现有的指纹识别系统中广泛使用的指纹采集装置，它基于光学成像原理通过光学传感器将手指表层纹理进行采集并成像。传统的光学指纹采集仪通常都采用的直角棱镜或多棱镜，如附图3所示，采用直角棱镜的光学指纹采集仪由直角棱镜1、光源2、透镜3、和成像面4组成。其中直角棱镜1的斜面11是指纹的采集面，当手指按压到直角棱镜的斜面11上时，根据光学反射原理，光路沿直角面转折，直角面13是光线的出射方向，透镜组3和成像面4需要依次布置在此方向上，然后在此方向上布置其他器件，因此，采取上述光学系统的指纹采集仪体积都比较大，在安装空间受限的场合不便安装，影响了使用范围，例如不适合与鼠标、门锁、优盘、手机等设备配用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄型光学指纹采集仪，包括外壳、采集棱镜、光源、反射面、一体化成像装置和电路板，其特征在于，所述采集棱镜、光源、反射面、一体化成像装置和电路板安装在外壳内；

所述采集棱镜至少包括入射面、采集面、全反射面及出射面，所述采集面与全反射面平行；

所述光源发出的光线从采集棱镜的入射面进入，在采集面发生反射后到达全反射面发生全反射，然后从出射面出射，出射光线被反射面全反射到一体化成像装置上形成指纹图像。

所述入射面与采集面形成一个夹角，所述夹角使得光源发出的光线进入采集棱镜后从入射面出射的角度小于全反射角，光线到达采集面的角度大于全反射角。

所述入射面与采集面平行，使得采集面上不存在从光源发出的全反射角以上的光线。

所述光源与采集棱镜的入射面紧贴，安装在电路板上。

所述反射面为镜面反射面，位于采集棱镜外侧，用于将从采集棱镜的出射面出射的光线全反射到成像装置上成像。

所述一体化成像装置用于根据接收到的光成像，安装在电路板上，由透镜组和成像面组成；所述成像面为半导体成像传感器阵列，所述半导体成像传感器为CCD传感器或CMOS传感器。

本发明利用光路在采集棱镜的全反射面发生全内反射后，再从出射面出射，最后被采集棱镜外侧的反射面全反射到一体化成像装置上形成指纹图像，本发明通过光路反射和折射将光路折叠，从而改变了光程让采集仪变得更薄，满足市场的需求。

附图说明

图1是本发明实施例一示意图；

图2是本发明实施例二示意图；

图3是传统的光学指纹采集仪的示意图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的优选实施例，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

如图1所示，一种薄型光学指纹采集仪包括：外壳1、采集棱镜2、光源3、反射面4、一体化成像装置5、电路板6。

采集棱镜2至少包括入射面21、采集面22、全反射面23、出射面24，其中入射面21与采集面22形成一个夹角θ，所述夹角θ使得光源3发出的光线进入采集棱镜2后从入射面21出射的角β小于全反射角，光线到达采集面22的角α大于全反射角，从而使光线能在采集面22上发生全反射。全反射面23与采集面22平行，全反射面23的全反射功能可依据采集棱镜2的材质或各面相互之间角度配合设计来实现，也可直接在全反射面23上镀反射膜(如铝膜)，以达到所需的全反射效果。光源3与采集棱镜2的入射面21紧贴，安装在电路板上。反射面4为镜面反射面，位于采集棱镜2的外侧，用于将从采集棱镜2的出射面24出射的光线全反射到一体化成像装置5上成像。一体化成像装置5用于根据接收到的光成像，安装在电路板6上，由透镜组和成像面组成；所述成像面为半导体成像传感器阵列，所述半导体成像传感器为CCD传感器或CMOS传感器。

其原理是：手指与采集棱镜2的采集面22接触，光源3发出的光线从入射面21进入采集棱镜2，到达采集面22，指纹的脊线与采集面22紧密接触，一部分光被手指吸收，余下部分光发生反射，谷线不接触，光线在谷线处发生全反射，采集面22上的反射光线取向全反射面23，经全反射面23全反射到出射面24，再从出射面24出射到采集棱镜2外侧的反射面4上，被反射面4全反射到一体化成像装置5上形成一幅亮背景的指纹图像。

实施例二：

如图2所示，一种薄型光学指纹采集仪包括：外壳1、采集棱镜2、光源3、反射面4、一体化成像装置5、电路板6。

采集棱镜2至少包括入射面21、采集面22、全反射面23、出射面24，其中入射面21与采集面22平行，使得采集面22上不存在从光源3发出的全反射角以上的光线，全反射面23与采集面22平行，全反射面23的全反射功能可依据采集棱镜2的材质或各面相互之间角度配合设计来实现，也可直接在全反射面23上镀反射膜(如铝膜)，以达到所需的全反射效果。光源3与采集棱镜2的入射面21紧贴，安装在电路板上。反射面4为镜面反射面，位于采集棱镜2的外侧，用于将从出射面24出射的光线全反射到一体化成像装置5上成像。一体化成像装置5用于根据接收到的光成像，安装在电路板6上，由透镜组和成像面组成；所述成像面为半导体成像传感器阵列，所述半导体成像传感器为CCD传感器或CMOS传感器。

其原理是：手指与采集棱镜2的采集面22接触，光源3发出的光线从入射面21进入采集棱镜2，全反射角以下的光线到达采集面22，指纹的脊线与采集面22紧密接触，一部分光被手指吸收，余下部分光发生漫反射；谷线不接触，光线透出采集棱镜2，采集面22上的漫反射光线取向全反射面23，经全反射面23全反射到出射面24，再从出射面24出射到采集棱镜2外侧的反射面4上，被反射面4全反射到一体化成像装置5上形成一幅暗背景的指纹图像。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (6)

1.一种薄型光学指纹采集仪，包括外壳、采集棱镜、光源、反射面、一体化成像装置和电路板，其特征在于，所述采集棱镜、光源、反射面、一体化成像装置和电路板安装在外壳内；

所述采集棱镜至少包括入射面、采集面、全反射面及出射面，所述采集面与全反射面平行；

所述光源发出的光线从采集棱镜的入射面进入，在采集面发生反射后到达全反射面发生全反射，然后从出射面出射，出射光线被反射面全反射到一体化成像装置上形成指纹图像。

2.根据权利要求1所述的一种薄型光学指纹采集仪，其特征在于，所述入射面与采集面形成一个夹角，所述夹角使得光源发出的光线进入采集棱镜后从入射面出射的角度小于全反射角，光线到达采集面的角度大于全反射角。

3.根据权利要求1所述的一种薄型光学指纹采集仪，其特征在于，所述入射面与采集面平行，使得采集面上不存在从光源发出的全反射角以上的光线。

4.根据权利要求1所述的一种薄型光学指纹采集仪，其特征在于，所述光源与采集棱镜的入射面紧贴，安装在电路板上。

5.根据权利要求1所述的一种薄型光学指纹采集仪，其特征在于，所述反射面为镜面反射面，位于采集棱镜外侧，用于将从采集棱镜的出射面出射的光线全反射到成像装置上成像。

6.根据权利要求1所述的一种薄型光学指纹采集仪，其特征在于，所述一体化成像装置用于根据接收到的光成像，安装在电路板上，由透镜组和成像面组成；所述成像面为半导体成像传感器阵列，所述半导体成像传感器为CCD传感器或CMOS传感器。