CN104794471A - 基于玻璃面板生物特征光学图像采集模组及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉适用于生物特征光学采集识别技术领域。本发明基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组，包括设有LED芯片的LED芯片基座和连通LED芯片与控制电路的支架引脚，在LED芯片上设有折射板和包覆折射板的外层胶壳，所述折射板将LED芯片发出的光折射进入玻璃面板内进行全反射传播，在外层胶壳区域的玻璃面板下设有图像传感器和与图像传感器信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器方向传播。LED芯片发出的光通过折射板定向折射出光进入导光板内全反射传播，当接触导光板时破坏全反射条件使光传播方向改变，使图像传感器能获得相应的生物特征高分辨率的图像，提高安全性，同时其厚度薄，利于产品的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及生物特征采集识别技术领域，特别涉及一种基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组及移动终端。
背景技术
目前采集指纹作为授权开启的有两种技术入方案，一是采用纯光学成像技术方式采集指纹信息，虽然采集的指纹图像的分辨率高达1000DPI，安全性高，但该方案需要通过透镜折射来实现，厚度较大，传播光路复杂，无法适应于对体积要求较高的移动电子产品或安装空间有限的场所，如智能手机、平板电脑等。另一种是采用半导体成像技术方式采集，通过接触电感应生成指纹图像，分辨率一般在500DPI左右，虽然其体积可以轻薄化，但其采集图像的分辨率不高，且采集图像成像面积小，容易出现误读误判影响，无法应用在安全级别要求较高的移动终端或场所。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组，该基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组可以实现光学高分辨率的指纹采集，体积小巧，可用于便携式电子产品和安全要求较高的场所应用。
为了解决上述问题，本发明提供一种基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组，该基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组包括：设有LED芯片的LED芯片基座和连通LED芯片与控制电路的支架引脚，在LED芯片上设有折射板和包覆折射板的外层胶壳，所述折射板将LED芯片发出的光折射进入玻璃面板内进行全反射传播，在外层胶壳区域的玻璃面板下设有图像传感器和与图像传感器信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器方向传播。
进一步地说，所述LED芯片基座设有多个突起，该突起的上表面大于其底部。
进一步地说，所述外层胶壳内侧设有形成喇叭状的斜面。
进一步地说，所述导电支架基材包括金属磷青铜料带。
进一步地说，所述折射板包括有机玻璃。
进一步地说，所述外层胶壳为可挡光的黑色或深色塑胶材料。
进一步地说，所述图像传感器包括CCD图像传感器和COMS图像传感器。
进一步地说，所述支架引脚12折弯成S或Z形。
本发明还提供一种移动终端，该移动终端包括与玻璃面板配合的光学图像采集模组，该光学图像采集模组设有LED芯片的LED芯片基座和连通LED芯片与控制电路的支架引脚，在LED芯片上设有折射板和包覆折射板的外层胶壳，所述折射板将LED芯片发出的光折射进入玻璃面板内进行全反射传播，在外层胶壳区域的玻璃面板下设有图像传感器和与图像传感器信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器方向传播。
进一步地说，所述LED芯片基座设有多个突起，该突起的上表面大于其底部。
进一步地说，所述外层胶壳内侧设有形成喇叭状的斜面。
进一步地说，所述图像传感器包括CCD图像传感器和COMS图像传感器。
本发明生物特征光学图像采集模组，包括设有LED芯片的LED芯片基座和连通LED芯片与控制电路的支架引脚，在LED芯片上设有折射板和包覆折射板的外层胶壳，所述折射板将LED芯片发出的光折射进入玻璃面板内进行全反射传播，在外层胶壳区域的玻璃面板下设有图像传感器和与图像传感器信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器方向传播。利用玻璃面板作为光全反射传播的介质，LED芯片发出的光通过折射板定向折射出光进入移动终端的玻璃面板内全反射传播，光路较短，减少光的衰减。当手指接触光全反射传播区时，破坏玻璃面板的全反射条件，手指接触位置的光传播路径发生改变传播至位于玻璃面板下的图像传感器，经图像传感器处理输出高清晰指纹图像。由于该模组不需要通过透镜就能实现光学采集图像，其厚度薄，利于产品的小型化。同时也不需要在移动终端上开口，即可实现对指纹等生物特征信息光学采集，提高产品的美观性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1 是基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组实施例结构爆炸示意图。
图2 是光学采集模组实施例正视结构示意图。
图3是图2中沿A-A方向结构剖视示意图。
图4是图3中B部分结构放大示意图。
图5是光学采集模组与玻璃面板配合时剖视示意图。
下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，本发明提供一种基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组实施例。
该基于玻璃面板的生物特征光学图像采集模组包括：设有LED芯片11的LED芯片基座2和连通LED芯片11与控制电路的支架引脚12，在LED芯片11上设有折射板4和包覆折射板4的外层胶壳3，所述折射板4将LED芯片11发出的光折射进入玻璃面板7内进行全反射传播，在外层胶壳3区域的玻璃面板7下设有图像传感器6和与图像传感器6信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器6方向传播，由图像传感器6进行处理可以获得高分辨率的生物特征图像。
具体地说，所述玻璃面板7可以移动终端如手机的触摸屏或显示屏一部分，可以对进入的光进行全反射传播即可，发明不在于解决实现光在玻璃面板7全反射传播问题，只要能实现上述传播即可，因此玻璃面板7仅为一个具体的实施，并非对本发明方案的技术限定。
所述LED芯片基座2部分地包覆导电支架1上，在成型时先在导电支架1包覆LED芯片基座2，需要预留有能使LED芯片11与导电支架1焊接的空间，并使LED芯片基座2形成中空的框架式结构，所述LED芯片基座2的结构不作特别限定，但通常是与图像传感器6，如COMS或CCD图像传器相匹配，可以将LED芯片基座2设为方形，其中间为空的框状结构。上述所述LED芯片11以框状结构LED芯片基座2为例设置时，该LED芯片11可以是对称设置于两侧。在所述导电支架1上部分地包覆LED芯片基座2，其重要目的之一就是使导电支架1具有适应的强度，因为作为电路一部分的导电支架1强度小，在后续加工时容易出现变形等现象，影响成型效率和成品率。所述导电支架1可以采用包括金属磷青铜片在内可导电材料。
该LED芯片11是指可以蓝光的LED芯片，也包括可见的线外光的LED芯片11，其数量根据需要进行设置，可以是一个、两个或多个，其具体的数量不作特别限定。
在所述LED芯片11上包覆有折射板4和部分包覆折射板4的外层胶壳3，该外层胶壳3起到对折射板4保护作用，同时将其设置为可挡光的黑色或深色塑胶材料，也可以避免出现漏光现象，减少进入玻璃面板7全反射光的强度，进而影响图像传感器6采集的指纹图像的分辨率。
所述折射板4采用包括有机玻璃在内的可以将LED芯片11发出的光折射进入玻璃面板内，使其能在玻璃面板内进行全反射传播，在外层胶壳3中空位置收纳有图像传感器和与图像传感器信号连接的控制电路，所述支架引脚12连通LED芯片11和控制电路。
以手指进行操作为例，在控制电路的控制下LED芯片11发光，该光经过折射板4使绝大部分光能进入导光板5内进行全反射传播。当手指按压外层胶壳3区域的玻璃面板7，手指破坏玻璃面板7的光线全反射传播条件，使得光路发生改变而投射至图像传感器6上，获得按压手指由指纹主汗腺高清晰指纹图像。应用时先采集指纹，当需要验证时，关即时采集的指纹与预设的指纹进行比对，完全相同时通过验证，由于其图像分辨率高达1000-2000DPI，基本上不存出现误读现象发生，可靠性和安全性高。该模组不需要用体积较大的透镜对光进行折射，因此模组结构薄，体积小可以广泛用于安全等级要求较高的场所和对轻便要求较高的便携式电子产品。
在本实施例中，所述LED芯片基座2设有多个突起21，该突起1的上表面大于其底部，即突起21至少有一个侧面是向外倾斜，便于后序工序中注塑折射板3时能与LED芯片基座2形成较牢靠的固定结合。
在外层胶壳3为中空的框架结构，可在中空部分收纳图像传感器6，可以很好地降低采用光控制模组的厚度，有更为广泛应用空间。在所述外层胶壳3内侧设有形成喇叭状的斜面，可以在与图像传感器配合时，便于装配。
在本实施例中，所述支架引脚12结构不作特别限定，为了便于焊接可以将所述支架引脚12折弯成S或Z形，这样便于将光控制组件固定于PCB板上与控制电路进行连接。
如图5所示，本发明还提供一种移动终端实施例。
该移动终端包括与移动终端玻璃面板配合的光学图像采集模组，该光学图像采集模组设有LED芯片11的LED芯片基座2和连通LED芯片11与控制电路的支架引脚12，在LED芯片11上设有折射板4和包覆折射板4的外层胶壳3，所述折射板4将LED芯片11发出的光折射进入玻璃面板7内进行全反射传播，在外层胶壳3区域的玻璃面板7下设有图像传感器6和与图像传感器6信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器6方向传播，由图像传感器6进行处理可以获得高分辨率的生物特征图像。
具体地说，所述光学图像采集模组采用上述实施例结构，其作用功能、原理技术效果与上述实施例相同不再赘述。同时由于不需要在显示屏或玻璃面板7上开设采集，减少加工工序，使产品的更加美观。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.基于玻璃面板生物特征光学图像采集模组，其特征在于：设有LED芯片的LED芯片基座和连通LED芯片与控制电路的支架引脚，在LED芯片上设有折射板和包覆折射板的外层胶壳，所述折射板将LED芯片发出的光折射进入玻璃面板内进行全反射传播，在外层胶壳区域的玻璃面板下设有图像传感器和与图像传感器信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器方向传播。
2.根据权利要求1所述的基于玻璃面板生物特征光学图像采集模组，其特征在于： 所述LED芯片基座设有多个突起，该突起的上表面大于其底部。
3.根据权利要求1所述的基于玻璃面板生物特征光学图像采集模组，其特征在于： 所述外层胶壳内侧设有形成喇叭状的斜面。
4.根据权利要求1所述的基于玻璃面板生物特征光学图像采集模组，其特征在于： 所述导电支架基材包括金属磷青铜料带，所述折射板包括有机玻璃。
5.根据权利要求1所述的基于玻璃面板生物特征光学图像采集模组，其特征在于： 所述外层胶壳为可挡光的黑色或深色塑胶材料。
6.根据权利要求1所述的基于玻璃面板生物特征光学图像采集模组，其特征在于： 所述图像传感器包括CCD图像传感器和COMS图像传感器。
7.根据权利要求1所述的生物特征光学图像采集模组，其特征在于： 所述支架引脚12折弯成S或Z形。
8.一种移动终端，其特征在于，包括与移动终端玻璃面板配合的光学图像采集模组，该光学图像采集模组设有带LED芯片的LED芯片基座和连通LED芯片与控制电路的支架引脚，在LED芯片上设有折射板和包覆折射板的外层胶壳，所述折射板将LED芯片发出的光折射进入玻璃面板内进行全反射传播，在外层胶壳区域的玻璃面板下设有图像传感器和与图像传感器信号连接的控制电路，当破坏全反射传播时，使光向图像传感器方向传播。
9.根据权利要求8所述移动终端，其特征在于，所述LED芯片基座设有多个突起，该突起的上表面大于其底部。
10.根据权利要求8所述的生物特征光学图像采集模组，其特征在于：所述外层胶壳内侧设有形成喇叭状的斜面。
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