CN108121383A - 一种掌指纹仪自加热控温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掌指纹仪自加热控温系统，该系统主要包括控温光学元件，控温电子元件，成像光学元件组，图像接收器；所述控温光学元件包括基底层、导电膜层、保护层；所诉导电膜层直接光学镀膜于基底层之上，在极薄的厚度条件下具有较高的透光率与导电能力，即不影响系统整体光路也可满足自加热的要求；系统工作时光线透射经过控温光学元件，再经过成像光学元件组，最终成像于图像接收器；控温电子元件控制导电膜层使得控温光学元件温度在一定适宜范围内，因此可以有效消除环境温度变化对图像分辨率的影响，非理想环境温度下亦可有效消除采集面表层雾气，提高掌指纹仪稳定性。
Description
技术领域
本发明属于精密光学仪器技术领域，涉及一种自加热控温系统，特别涉及一种掌指纹仪自加热控温系统。
背景技术
随着精密光学仪器设备的日趋成熟，光学式掌指纹仪越来越广泛的应用于人们的日常生活当中，但环境温度变化对成像质量的影响愈加强烈的制约了其应用范围及市场发展。传统的掌指纹仪直接由光学元件组及图像接收器组成，只有在常温下才能达到图像采集的最佳效果，随着温度的变化成像质量会不断变差，甚至于采集面表层雾气过大无法使用；例如冬天北方由于环境温度降低，指纹仪棱镜温度降低，人手按捺采集面后产生雾气，使得采集图像效果降低，甚至于无法识别掌指纹。随着问题的日趋明显，一些解决环境温度影响的方法相继出现：有的掌纹采集系统是在采集棱镜不通光的表面上附着加热模块，如“掌纹仪除雾系统”（申请号201020662394.4），此种系统虽然能够有效的消除雾气，但是需要添加加热模块的固定机构，固定于棱镜周围外侧，增加了系统体积，且在封闭的精密光学仪器设备中存在内部工作温度过高的隐患。有些具有除雾功能的光学玻璃无需增加系统体积，但无法应用在掌指纹仪应用领域：如“一种导电发热除雾玻璃的制作方法”（申请号99113595.4），此种玻璃的导电膜层需要附着在塑料薄膜上，导致玻璃内部折射率不统一，由于光学掌指纹仪对采集棱镜角度的精度要求很高，按此种方法制作除雾玻璃无法保证掌指纹仪的图像采集质量；又如“一种利用电热丝导电发热的除雾玻璃制备方法”（申请号99113594.6），此种玻璃需要在玻璃中间添加金属导热丝，即使如其所述金属导热丝能做成透明，也会导致玻璃内部折射率不一，无法精确控制光路，更加不能保证掌指纹仪的图像采集质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于掌指纹仪的，在不影响原有结构情况下达到除雾目的的自加热控温系统。
为了解决上述技术问题，本发明的掌指纹仪自加热控温系统主要包括控温光学元件，控温电子元件，成像光学元件组，图像接收器；所述控温光学元件包括基底层、导电膜层、保护层，且导电膜层直接光学镀膜于基底层之上；光线透射经过由控温电子元件控制温度的控温光学元件，再经过成像光学元件组校正光路，最终成像于图像接收器；本发明在控温光学元件内部，基底层之上，直接镀一层极薄透光的导电膜层，不需要附加其他固定导电膜层的材料，不会影响控温光学元件内部折射率；接通电源后，控温光学元件在控温电子元件的控制下自加热至一定温度范围内；由于控温光学元件，特别是掌指纹采集面的温度被控制在一定范围内，所以能够有效的消除温度变化对图像分辨率的影响，非理想环境温度下可以效消除采集面表层雾气，提高掌指纹仪稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的掌指纹仪自加热控温系统的结构示意图；
图2是本发明实施例1结构示意图；
图3是本发明实施例2结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，应用本发明系统的自加热控温指纹仪包括采集棱镜（即控温光学元件1），控温电子元件（2），镜头（即成像光学元件组3），连接件(4)，图像接收器（5）；所述采集棱镜（1）包括基底层（1.1）、导电膜层（1.2）、保护层（1.3），其中基底层（1.1）与保护层（1.2）均为K9玻璃，导电膜层（1.2）为直接镀到基底层（1.1）之上的氧化铟锡膜层，保护层（1.3）与镀有导电膜层(1.2)的基底层（1.1）通过光学胶合成为一整体；所述连接件（4）起到固定图像接收器（5）并调节镜头（3）与图像接收器（5）间距的作用；系统工作时手指按捺采集棱镜（1）的保护层（1.3），光线经过采集棱镜（1）与镜头（3）最终成像于图像接收器（5）；控温电子元件（2）控制采集棱镜（1）温度，当环境温度不理想时通电，使得采集棱镜（1）自加热，达到除雾目的，当环境温度适当时断电，节省能源。
实施例2
如图3所示，应用本发明系统的自加热控温掌纹仪包括光源（1）采集棱镜（即控温光学元件2），控温电子元件（3），反射镜一（4），反射镜二（5），镜头（6），连接件(7)，图像接收器（8）；所述光源（1）为550nmLED光源，所述采集棱镜（2）包括基底层（2.1）、导电膜层（2.2）、保护层（2.3），其中基底层（2.1）为K9玻璃，导电膜层（2.2）为直接镀到基底层（2.1）之上的氧化铟锡膜层，保护层（2.3）为光学镀膜于导电膜层（2.2）之上的保护硅胶膜层；所述反射镜一（4）与反射镜二（5）的作用是折返光路，从而达到减小系统体积的作用；所述连接件（7）起到固定图像接收器（8）并调节镜头（6）与图像接收器（8）间距的作用；系统工作时手掌按捺采集棱镜（2）的保护层（2.3），由光源（1）发出的光线经过采集棱镜（2）、反射镜一（4）、反射镜二（5）、镜头（6）最终将掌纹图像成像于图像接收器（8）；控温电子元件（3）控制采集棱镜（2）的温度，当环境温度不理想时通电，使得采集棱镜（2）自加热，达到除雾目的，当环境温度适当时断电，节省能源。
本发明为适合应用于掌指纹仪中的玻璃自加热控温系统，能够在不改变系统机构的情况下，解决采集时由于环境温度与人体温度不同而产生雾气使得掌指纹采集效果差的问题。
本发明不限于上述实施方式，应当理解的是，凡是在本发明权利要求技术方案基础上作出的任何简单变形，都在本发明意图保护范围之内。
Claims (8)
1.一种掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该技术系统主要包括控温光学元件（1），控温电子元件（2），成像光学元件组（3），图像接收器（4）；所述控温光学元件（1）包括基底层（1.1）、导电膜层（1.2）、保护层（1.3）；所述基底层（1.1）为可透射光线的光学材料，并且可以根据系统结构需要设计制作成各种外形尺寸，所诉导电膜层（1.2）在极薄的情况下即有较高的透光率与导电能力，直接光学镀膜于基底层之上，所述保护层（1.3）为可透射光线的光学材料，所述光学元件组（3）是由一片或多片光学元件组成；系统工作时光线透射经过控温光学元件（1），再经过成像光学元件组（3），最终成像于图像接收器（4），控温电子元件（2）控制导电膜层（1.2）使得控温光学元件（1）温度在一定适宜范围内，因此可以有效消除环境温度变化对图像分辨率的影响。
2.根据权利要求1所述的掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该系统控温光学元件（1）中的基底层（1.1）为棱镜。
3.根据权利要求1所述的掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该系统控温光学元件（1）中的基底层（1.1）为平片。
4.根据权利要求1所述的掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该系统控温光学元件（1）中的导电膜层（1.2）为透光率高、导电能力强的氧化铟锡材料膜层。
5.根据权利要求1所述的掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该系统控温光学元件（1）中的保护层（1.3）为硅胶保护膜层，直接光学镀膜于导电膜层（1.2）之上。
6.根据权利要求1所述的掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该系统控温光学元件（1）中的保护层（1.3）为K9玻璃，与镀有导电膜层（1.2）的基底层（1.1）直接胶合成为一整体。
7.根据权利要求1所述的掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该系统的控温电子元件（2）可以通过控制控温光学元件（1）中导电膜层（1.2）中电流的调节来控制控温光学元件（1）的恒定温度。
8.根据权利要求1所述的掌指纹仪自加热控温系统，其特征在于该系统控温光学元件（1）中的保护层（1.3）为绝缘材料，人体可以直接接触。
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