CN102682288A - 一种光学指纹系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学指纹系统，包括外壳、棱镜、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。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。反射镜与水平方向形成一锐角，且朝向透镜组的平面设置。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
技术领域
本发明涉及一种光学指纹系统，尤其涉及一种较小尺寸的光学指纹系统。
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。而光学指纹系统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，现有的光学指纹系统中利用棱镜、物镜及透镜组对光线进行调校，但是，此种方式中，光线在同一方向的传播距离较长，从而，产品尺寸较大，不利于产品设计。并且，光线调校得不够均匀，因此所获得的图像清晰度不高，影响产品的良品率。
有鉴于此，如何设计一种光学指纹系统，以缩短光线在同一方向的传播距离以减小产品的尺寸，同时更好地调校光线，以获得清晰度较高的图像，提高产品的良品率，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系统的尺寸较大，不利于产品设计，且图像的清晰度不高这一缺陷，本发明提供了一种光学指纹系统。
根据本发明，提供了一种光学指纹系统，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；
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，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，所述棱镜为等腰直角棱镜。
优选地，所述棱镜为梯形棱镜。
优选地，所述棱镜为五棱镜。
优选地，更包括电路板，所述图像传感器设置于所述电路板上。
优选地，所述图像传感器为电荷耦合器件图像传感器。
优选地，所述图像传感器为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：在物镜与透镜组之间设置反射镜，对物镜出来的光线进行反射以改变光线传播的方向，大大减小了光线在同一方向传播的距离，因此，缩小了产品的尺寸，便于产品设计。并且，光线调校更加均匀，使获得的图像更加清晰，从而进一步提高了良品率。
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示出了现有技术中光学指纹系统的结构示意图。
图2示出了图1中光线的传播路径示意图。
图3示出了依据本发明光学指纹系统的结构示意图。
图4示出了图3中光线的传播路径示意图。
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示出了现有技术中光学指纹系统的结构示意图。参照图1，光学指纹系统1包括：外壳10、棱镜11、物镜12、透镜组13及图像传感器14。其中，外壳具有容置空间用来容置棱镜11、物镜12、透镜组13及图像传感器14，并且外壳10具有一开口。棱镜11位于外壳10内的一侧，棱镜11具有入光面111、采集面112及出光面113。物镜12位于与棱镜11的出光面113相邻的位置。透镜组13设置于外壳10内背离棱镜11的另一侧，另外，透镜组13的光轴位于水平方向a1上，并且透镜组13具有一平面131和一凸面132，平面131朝向物镜12。图像传感器14对准透镜组13的光轴设置，并且图像传感器14面向透镜组13的凸面132。
图2示出了图1中光线的传播路径示意图。结合参照图1与图2，光源15发出的光线透过棱镜11的入光面111进入棱镜11的采集面112上，经过采集面112的折射，透过棱镜11的出光面113继而进入物镜12，然后透过物镜12传播至透镜组13，最后成像于图像传感器14上，而图像传感器14将光学信号转换成电学信号输入至处理模块(未绘示)以进行处理与识别。从图2可以看出，光线在水平方向a1上的传播距离较长，因此产品尺寸会较大，从而不利于产品的设计。并且，在此过程中，光线调校不均匀，因此获得的图像清晰度不高，影响产品质量。
图3示出了依据本发明光学指纹系统的结构示意图。参照图3，光学指纹系统2包括：外壳20、棱镜21、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、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为等腰直角棱镜，但并不以此为限，在另外的实施例中，棱镜21还可以为梯形棱镜或五棱镜。物镜22邻近于棱镜21的出光面213设置。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。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，具体的，锐角α的度数为35°～55°，更为具体的，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(Complementary Metal-Oride-Semiconductor，缩写为CMOS)图像传感器。图像传感器25设置于一电路板26上，电路板26固定于外壳20的开口处。
图4示出了图3中光线的传播路径示意图。结合参照图3与图4，光源27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，图像传感器25会将光学信号转换成电学信号，输入处理模块(未绘示)进行识别与处理，以获得图像。从图4可以看出，光线经过反射镜23的反射，使得光线的传播方向发生改变，使其在水平方向a2上传播距离缩短，因此，可以减小产品的尺寸，方便产品设计。并且，依此种设计，光线能够被调校得更加均匀，以获得更为清晰的图像，从而可以提高产品的良品率。
本发明的优点是：在物镜与透镜组之间设置反射镜，对物镜出来传播的距离，因此，缩小了产品的尺寸，便于产品设计。并且，光线调校更加均匀，使获得的图像更加清晰，从而进一步提高了良品率。
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 (9)
1.一种光学指纹系统，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；
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，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所述的光学指纹系统，其特征在于，所述棱镜为等腰直角棱镜。
3.如权利要求1所述的光学指纹系统，其特征在于，所述棱镜为梯形棱镜。
4.如权利要求1所述的光学指纹系统，其特征在于，所述棱镜为五棱镜。
5.如权利要求1所述的光学指纹系统，其特征在于，更包括电路板，所述图像传感器设置于所述电路板上。
6.如权利要求5所述的光学指纹系统，其特征在于，所述图像传感器为电荷耦合器件图像传感器。
7.如权利要求5所述的光学指纹系统，其特征在于，所述图像传感器为互补式金属氧化层半导体图像传感器。
8.如权利要求1至7任一权利要求所述的光学指纹系统，其特征在于，所述锐角度数为35°～55°。
9.如权利要求8所述的光学指纹系统，其特征在于，所述锐角的度数为45°。
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