CN102651065A - 一种光学指纹采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学指纹采集装置，包括外壳、棱镜、光源、物镜、透镜组、反射镜及图像传感器。外壳具有容置空间，且具有一开口。棱镜位于外壳内的一侧，具有入光面、采集面及出光面。光源邻近入光面设置。物镜邻近于棱镜的出光面设置。透镜组设置于外壳内背离棱镜的另一侧，具有一平面与一凸面，并且透镜组的光轴位于竖直方向上。反射镜具有一反射面朝向透镜组的平面设置，且与水平方向形成一锐角。图像传感器对准透镜组的光轴设置，且图像传感器朝向透镜组的凸面。本发明可以减小产品的尺寸，并提高图像的清晰度，从而提高良品率。

Description

一种光学指纹采集装置

技术领域

本发明涉及一种光学指纹采集装置，尤其涉及一种较小尺寸的光学指纹采集装置。

背景技术

指纹识别是依据个人各异的活体指纹生物特征，进行身份确认与验证的一种生物识别方式，而指纹采集恰恰就是这种生物识别方式的核心所在，指纹采集的过程本质上是指纹成像的过程，其原理是利用嵴与峪的几何特性、物理特征和生物特征的不同，以得到不同的反馈信号的量值来绘成指纹图像，然后再对指纹图像进行对比，以确定是否为有效用户指纹，以达到安全识别的目的。

为提高指纹识别的清晰度，通常采用光学指纹采集仪。光学指纹采集仪通过棱镜将指纹光学信息传递至光电传感器上进行信号转换，然后通过处理器结合指纹算法对指纹数字信号进行指纹识别。而光学指纹采集装置是光学指纹采集仪的输入装置，可广泛使用于指纹锁、考勤系统、带指纹识别功能的鼠标、键手机等装置上，也可以用于公安系统的指纹对比采集等作业。

目前，现有的光学指纹采集装置中对光线调校不够细腻，获得的图像会受影响，并且光线在同一方向的传播距离较长，因此产品尺寸会较大，不利于产品设计。

有鉴于此，如何设计一种光学指纹采集装置，使光线调校得更加清晰，来获得清晰度较高的图像，并缩短光线在同一方向的传播距离以减小产品的尺寸，是业内人士亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中光学指纹采集装置对光线调校不够细腻，图像的清晰度不高，并且产品尺寸较大，不利于产品设计这一缺陷，本发明提供了一种光学指纹采集装置。

根据本发明，提供了一种光学指纹采集装置，其中，包括：

外壳，具有容置空间，且所述外壳具有一开口；

棱镜，位于所述外壳内一侧，所述棱镜具有入光面、采集面及出光面；

光源，邻近所述入光面设置。

物镜，邻近于所述棱镜的所述出光面设置；

透镜组，设置于所述外壳内背离所述棱镜的另一侧，所述透镜组具有一平面与一凸面，并且所述透镜组的光轴位于竖直方向上；

反射镜，具有一反射面朝向所述透镜组的平面设置，且所述反射镜与水平方向形成一锐角；以及

图像传感器，对准所述透镜组的光轴设置，且所述图像传感器朝向所述透镜组的所述凸面。

优选地，所述棱镜为三棱镜或梯形棱镜。

优选地，更包括导光板，位于所述入光面与所述光源之间。

优选地，所述物镜为非球面镜。

优选地，更包括镜筒，位于所述外壳内，且所述镜筒具有内螺纹。

优选地，所述透镜组具有外螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相咬合以使所述透镜组固定于所述镜筒上。

优选地，所述透镜组的透镜为非球面镜。

优选地，所述图像传感器为电荷耦合器件图像传感器或互补式金属氧化层半导体图像传感器。

优选地，所述锐角度数为35°～55°。

优选地，所述锐角的度数为45°。

本发明的优点是：整个光路采用了非球面镜，获得的图像畸变很小，多组镜片调校的光路比较细腻，能够获得更加清晰的图像。并且，通过反射镜的反射，缩小光线在同一方向上的传播距离，因此光腔较小，缩小了产品的尺寸，便于产品设计。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出了依据本发明光学指纹采集装置的结构示意图。

具体实施方式：

下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1示出了依据本发明光学指纹采集装置的结构示意图。参照图1，光学指纹采集装置1包括：外壳20、棱镜21、光源26、物镜22、反射镜23、透镜组24及图像传感器25。其中，外壳20具有一容置空间，用来容纳棱镜21、光源26、物镜22、反射镜23、透镜组24及图像传感器25，并且外壳20具有一开口。棱镜21位于外壳20内的一侧，并且棱镜21具有入光面211、采集面212及出光面213。本实施例中，棱镜21为梯形棱镜，但并不以此为限，在另外的实施例中，棱镜21还可以为三棱镜。光源26邻近棱镜21的入光面211设置，并且在光源26与棱镜21的入光面211之间还可以设置导光板28以使光源26发出的光线更好地导向棱镜21。物镜22邻近于棱镜21的出光面213设置。为了对光线调校的更加细腻，本实施例中物镜22为非球面镜。

透镜组24位于外壳20内背离棱镜21的另一侧，透镜组24的光轴位于竖直方向b上，并且透镜组24具有一平面241与一凸面242。同样地，为了更好地调校光线，本实施例中，透镜组24的透镜为非球面镜。透镜组24还可以具有外螺纹，外螺纹可以与一镜筒(未绘示)的内螺纹相咬合，以使透镜组24固定于镜筒上。反射镜23的反射面231对应透镜组24的平面241设置，并且反射镜23与水平方向a形成一锐角α，具体地锐角α的度数为35°～55°，更为具体地，本实施例中，锐角α的度数为45°。图像传感器25对准透镜组24的光轴且朝向透镜组24的凸面242设置。图像传感器25可以为电荷耦合器件(Charge Couple Device，缩写为CCD)图像传感器，但并不以此为限，还可以为互补式金属氧化层半导体(ComplementaryMetal-Oride-Semiconductor，缩写为CMOS)图像传感器。图像传感器25设置于一电路板27上，电路板27固定于外壳20的开口处。

光源26发出的光线透过棱镜21的入光面211进入到棱镜21的采集面212上，经过采集面212的折射透过棱镜21的出光面213传播至物镜22上，然后透过物镜22到达至反射镜23上，经反射镜23的反射面231的反射改变一定角度进入至透镜组24处，最后透过透镜组24，在图像传感器25上成像，而图像传感器25会将光学信号转换成电学信号，输入至处理模块(未绘示)进行处理，以对指纹进行识别。

本发明的优点是：整个光路采用了非球面镜，获得的图像畸变很小，多组镜片调校的光路比较细腻，能够获得更加清晰的图像。并且，通过反射镜的反射，缩小光线在同一方向上的传播距离，因此光腔较小，缩小了产品的尺寸，便于产品设计。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种光学指纹采集装置，其特征在于，包括：

外壳，具有容置空间，且所述外壳具有一开口；

棱镜，位于所述外壳内一侧，所述棱镜具有入光面、采集面及出光面；

光源，邻近所述入光面设置；

物镜，邻近于所述棱镜的所述出光面设置；

透镜组，设置于所述外壳内背离所述棱镜的另一侧，所述透镜组具有一平面与一凸面，并且所述透镜组的光轴位于竖直方向上；

反射镜，具有一反射面朝向所述透镜组的平面设置，且所述反射镜与水平方向形成一锐角；以及

图像传感器，对准所述透镜组的光轴设置，且所述图像传感器朝向所述透镜组的所述凸面。

2.如权利要求1所述的光学指纹采集装置，其特征在于，所述棱镜为三棱镜或梯形棱镜。

3.如权利要求1所述的光学指纹采集装置，其特征在于，更包括导光板，位于所述入光面与所述光源之间。

4.如权利要求1所述的光学指纹采集装置，其特征在于，所述物镜为非球面镜。

5.如权利要求1所述的光学指纹采集装置，其特征在于，更包括镜筒，位于所述外壳内，且所述镜筒具有内螺纹。

6.如权利要求5所述的光学指纹采集装置，其特征在于，所述透镜组具有外螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相咬合以使所述透镜组固定于所述镜筒上。

7.如权利要求1所述的光学指纹采集装置，其特征在于，所述透镜组的透镜为非球面镜。

8.如权利要求7所述的光学指纹采集装置，其特征在于，所述图像传感器为电荷耦合器件图像传感器或互补式金属氧化层半导体图像传感器。

9.如权利要求1至8任一权利要求所述的光学指纹采集装置，其特征在于，所述锐角度数为35°～55°。

10.如权利要求9所述的光学指纹采集装置，其特征在于，所述锐角的度数为45°。