CN110210466A - 一种集成多探测器的取像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成多探测器的取像装置，包括用于保护装置的盖板，所述盖板呈透明状且下部两侧分别设置有光源部分与取像部分，并且所述光源部分与取像部分通过第一红外滤光片相隔离；所述光源部分包含红外光源与两个反射镜，当手指遮住盖板时，所述红外光源发出的光线经过两个反射镜的依次反射，最后在表面发生第三次反射后进入取像部分，所述取像部分即完成取像过程。本发明通过将光源部分与取像部分分开设置，调整光线的反射角度，有效控制光线的传播路径，有利于提升光线利用率，便于后期取像，同时调变不同遮光层透光口和多个探测器的尺寸，能够有效解决成相时的串扰。
Description
技术领域
本发明涉及撷取影像技术领域，尤其涉及一种集成多探测器的取像装置。
背景技术
生物识别技术是依靠人体的生物特征来进行身份验证的技术。人体的生物特征包括、人脸、虹膜、视网膜、掌纹等。由于人体特征无法复制，而常见的口令、智能卡、钥匙等则存在着丢失、遗忘、复制及被盗用诸多不利因素。因此生物识别技术可以取代个人密码和口令，阻止非授权的访问。识别是目前对人体最不构成侵犯，而又方便、实用、可靠，是目前最具有代表性和应用前景的一种技术，对于探测，常用的技术手段有超声波扫描、晶体传感、光学扫描等。光学取像设备有悠久的历史，可以追溯到20世纪70年代，光学取像设备依据的是光的全反射原理(FTIR)。光线照到压有的玻璃表面，反射光线由光学探测器去获得，反射光线的量依赖于压在玻璃表面的脊和谷的深度和皮肤与玻璃间的油脂和水分。光线经玻璃射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到光学探测器而接收，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方，这样就在光学探测器上形成了的图像。
近年来，随着光学取像技术的不断提升，采用该手段设计的取像装置不断改善。然而，在实际的取像过程中，被反射的光线在装置内反射的过程中，容易形成光线散乱的情况，有串扰问题的产生，影响辨识结果。同时，传统的取像装置皆采用一个光电探测器进行图像的采集，探测器单一易产生取像不完整或质量不佳等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成多探测器的取像装置，通过将光源部分与取像部分分开设置，调整光线的反射角度，有效控制光线的传播路径，有利于提升光线利用率，便于后期取像的优点，解决了传统的取像装置皆采用一个光电探测器进行图像的采集，探测器单一易产生取像不完整或质量不佳等问题。
根据本发明实施例的一种集成多探测器的取像装置，包括用于保护装置的盖板，所述盖板呈透明状且下部两侧分别设置有光源部分与取像部分，并且所述光源部分与取像部分通过第一红外滤光片相隔离；所述光源部分包含红外光源与两个反射镜，当手指遮住盖板时，所述红外光源发出的光线经过两个反射镜的依次反射，最后在表面发生第三次反射后进入取像部分，所述取像部分即完成取像过程；所述取像部分包括取像器与图像采集卡，所述取像器设在取像装置内且输出端通过导线与图像采集卡电连接。
进一步的，所述取像器包括第一遮光层，第一探测器，第二遮光层，第二探测器，所述第一遮光层与第二遮光层的中部分别开设有第一透光开口与第二透光开口，所述第一透光开口下侧设有第一探测器，所述第二透光开口的下侧设有第二探测器。
进一步的，所述取像器还包括第二红外滤光片，所述第二红外滤光片设置在第一遮光层或第二遮光层的下部。
进一步的，所述第一探测器与第二探测器的数量分别为一个或两个。
进一步的，所述第一透光开口与第二透光开口的直径大小不完全相同。
进一步的，所述第一探测器尺寸小于第一透光口尺寸，第二透光口尺寸等于第一透光口尺寸，第二探测器尺寸小于第二透光口尺寸，在第二遮光层下方设置有两个并列的第二探测器。
进一步的，所述第一探测器尺寸大于第一透光口尺寸，第二透光口尺寸等于第一透光口尺寸，第二探测器尺寸大于第二透光口尺寸，在第一遮光层下方设置有两个第一探测器，两个探测器并列放置，中间留有0.2-1cm间隙。
进一步的，所述第一探测器尺寸小于第一透光口尺寸，第二透光口尺寸小于第一透光口尺寸，第二探测器尺寸等于第二透光口尺寸，在第一遮光层下方设置有两个第一探测器，两个探测器并列放置，中间留有0.2-1cm间隙。
进一步的，所述第一探测器、第二探测器包括多个光感测区，接收被待测物反射的红外光束。
进一步的，所述光感测区包括电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体组，所述电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体组均是利用感光二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
通过将光源部分与取像部分分开设置，调整光线的反射角度，有效控制光线的传播路径，有利于提升光线利用率，便于后期取像，同时调变不同遮光层透光口和多个探测器的尺寸，能够有效解决成相时的串扰；本发明设置有两个遮光层，多个探测器，解决传统取像装置单一的遮光层及单一的感测器的问题，多个探测器皆与图像采集卡相连接，协同工作，使得取像质量更佳。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例1的剖面示意图；
图3为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例2的剖面示意图；
图4为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例3的剖面示意图；
图5为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例4的剖面示意图。
图6为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例5的剖面示意图。
图7为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例6的剖面示意图。
图8为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例7的剖面示意图。
图9为本发明提出的一种集成多探测器的取像装置中取像部分的实施例8的剖面示意图。
图中：1-盖板、2-反射镜、3-红外光源、4-第一红外滤光片、5- 取像器、6-图像采集卡、7-第一遮光层、8-第二遮光层、9-第二红外滤光片、10-第一透光开口、11-第二透光开口、12-第一探测器、13- 第二探测器。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例1
参照图1，一种集成多探测器的取像装置，包括用于保护装置的盖板1，盖板1呈透明状且下部两侧分别设置有光源部分与取像部分，并且光源部分与取像部分通过第一红外滤光片4相隔离；光源部分包含红外光源3与两个反射镜2，当手指遮住盖板1时，红外光源3发出的光线经过两个反射镜2的依次反射，最后在表面发生第三次反射后进入取像部分，取像部分即完成取像过程；取像部分包括取像器5 与图像采集卡6，取像器5设在取像装置内且输出端通过导线与图像采集卡6电连接。
参照图2，第一探测器12尺寸小于第一透光口10尺寸，第二透光口11尺寸等于第一透光口10尺寸，第二探测器13尺寸大于第二透光口11尺寸。在本实施例中，第一遮光层7、第一探测器12、第二遮光层8、第二滤光片9、第二探测器13从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，被第一探测器12接收，接着透过第二透光口11，继续取像。
实施例2
参照图3，第一探测器12尺寸小于第一透光口10尺寸，第二透光口11尺寸等于第一透光口10尺寸，第二探测器13尺寸小于第二透光口11尺寸，在第二遮光层8下方设置有两个并列的第二探测器 13。在本实施例中，第一遮光层7、第一探测器12、第二遮光层8、第二滤光片9、第二探测器13、第二探测器13从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，被第一探测器12接收，接着透过第二透光口11，在到达两个并列的第二探测器13，继续取像。
其余技术特征与实施例1相同。
实施例3
参照图4，第一探测器12尺寸大于第一透光口10尺寸，第二透光口11尺寸等于第一透光口10尺寸，第二探测器13尺寸大于第二透光口11尺寸，在第一遮光层7下方设置有两个第一探测器12，两个探测器并列放置，中间留有0.2-1cm间隙。在本实施例中，第一遮光层7、两个第一探测器12、第二遮光层8、第二滤光片9、第二探测器13从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，接着透过两个第一探测器12中间缝隙、第二透光口11，被第二探测器13继续取像。
其余技术特征与实施例1相同。
实施例4
参照图5，第一探测器12尺寸大于第一透光口10尺寸，在第一遮光层7下方设置有两个第一探测器12，两个第一探测器12并列放置，中间留有0.2-1cm间隙，第二透光口11尺寸等于两个第一探测 1201、1202间所留缝隙长度，第二探测器13尺寸等于两个第一探测间所留缝隙长度，便于继续进行取像。在本实施例中，第一遮光层7、第二滤光片9、两个第一探测器12、第二遮光层8、第二探测器13 从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，分别被两个第一探测器12接收，接着透过两个探测器中间缝隙以及第二透光口11，继续取像。
其余技术特征与实施例1相同。
实施例5
参照图6，第一探测器12尺寸小于第一透光口10尺寸，第二透光口11尺寸大于第一透光口10尺寸，第二探测器13尺寸等于第二透光口11尺寸。在本实施例中，第一遮光层7、第一探测器12、第二遮光层8、第二滤光片9、第二探测器13从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，被第一探测器12接收，接着透过第二透光口11，继续取像。
其余技术特征与实施例1相同。
实施例6
参照图7，第一探测器12尺寸小于第一透光口10尺寸，第二透光口11尺寸大于第一透光口10尺寸，第二探测器13尺寸小于第二透光口11尺寸，在第二遮光层8下方设置有两个并列的第二探测器 1301,1302。在本实施例中，第一遮光层7、第一探测器12、第二遮光层8、第二滤光片9、第二探测器13、第二探测器13从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，被第一探测器12接收，接着透过第二透光口11，在到达两个并列的第二探测器1301,1302，继续取像。
其余技术特征与实施例1相同。
实施例7
参照图8，第一探测器12尺寸小于第一透光口10尺寸，第二透光口11尺寸小于第一透光口10尺寸，第二探测器13尺寸等于第二透光口11尺寸，在第一遮光层7下方设置有两个第一探测器 1201,1202，两个探测器并列放置，中间露出0.2-1cm长缝隙。在本实施例中，第一遮光层7、两个第一探测器1201,1202、第二遮光层 8、第二滤光片9、第二探测器13从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，接着透过两个第一探测器1201,1202中间缝隙、第二透光口11，被第二探测器13继续取像。
其余技术特征与实施例1相同。
实施例8
参照图9，第一探测器12尺寸小于第一透光口10尺寸，在第一遮光层7下方设置有第一探测器12，第一探测器12的尺寸小于第二透光口11的尺寸，在第二遮光层8下方设置有两个并列的第二探测器1301,1302，在本实施例中，第一遮光层7、第二滤光片9、两个第一探测器12、第二遮光层8、第二探测器13从盖板向下排列。反射光线在经过第一透光口10，分别被第一探测器12接收，接着透过第一探测器12两侧缝隙以及第二透光口11，并继续被第二探测器 1301,1302继续取像。
其余技术特征与实施例1相同。
综合上述实施例1-8，所述第一探测器12、第二探测器13包括多个光感测区，接收被待测物反射的红外光束。光感测区包括电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体组；电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体组均是利用感光二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据。
另需注意的是：实施例3、4中的取像部分至上而下排列为：第一遮光层7、第一探测器12、第二遮光层8、第二红外滤光片9、第二探测器13，在另一实施例中，至上而下排列为：第一遮光层7、第二红外滤光片9、第一探测器12、第二遮光层8、第二探测器13，可见对于第二红外滤光片9可置于各遮光层的下方，用于滤除杂质光线，本发明中第二滤光片9设置方式不限于此。
在本发明其他实施中，取像部分可包括两层以上的遮光层，进一步的，各遮光层可留有多个透光口，下方设置有其他探测器，以完善取像质量，另外多个探测器均连接至图像采集卡6，由图像采集卡6 采集信息，并完成与处理器间的信息交互，接着，由处理器完成图像的分析工作，实现的取像。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：包括用于保护装置的盖板(1)，所述盖板(1)呈透明状且下部两侧分别设置有光源部分与取像部分，并且所述光源部分与取像部分通过第一红外滤光片(4)相隔离；
所述光源部分包含红外光源(3)与两个反射镜(2)，当手指遮住盖板(1)时，所述红外光源(3)发出的光线经过两个反射镜(2)的依次反射，最后在表面发生第三次反射后进入取像部分，所述取像部分即完成取像过程；
所述取像部分包括取像器(5)与图像采集卡(6)，所述取像器(5)设在取像装置内且输出端通过导线与图像采集卡(6)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述取像器(5)包括第一遮光层(7)，第一探测器(12)，第二遮光层(8)，第二探测器(13)，所述第一遮光层(7)与第二遮光层(8)的中部分别开设有第一透光开口(10)与第二透光开口(11)，所述第一透光开口(10)下侧设有第一探测器(12)，所述第二透光开口(11)的下侧设有第二探测器(13)。
3.根据权利要求2所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述取像器(5)还包括第二红外滤光片(9)，所述第二红外滤光片(9)设置在第一遮光层(7)或第二遮光层(8)的下部。
4.根据权利要求2或3所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述第一探测器(12)与第二探测器(13)的数量分别为一个或两个。
5.根据权利要求2或3所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述第一透光开口(10)与第二透光开口(11)的直径大小不完全相同。
6.根据权利要求2或3所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述第一探测器(12)尺寸小于第一透光口(10)尺寸，第二透光口(11)尺寸等于第一透光口(10)尺寸，第二探测器(13)尺寸小于第二透光口(11)尺寸，在第二遮光层(8)下方设置有两个并列的第二探测器(13)。
7.根据权利要求2或3所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述第一探测器(12)尺寸大于第一透光口(10)尺寸，第二透光口(11)尺寸等于第一透光口(10)尺寸，第二探测器(13)尺寸大于第二透光口(11)尺寸，在第一遮光层7下方设置有两个第一探测器(12)，两个探测器并列放置，中间留有0.2-1cm间隙。
8.根据权利要求2或3所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述第一探测器(12)尺寸小于第一透光口(10)尺寸，第二透光口(11)尺寸小于第一透光口(10)尺寸，第二探测器(13)尺寸等于第二透光口(11)尺寸，在第一遮光层(7)下方设置有两个第一探测器(1201)，(1202)，两个探测器并列放置，中间留有0.2-1cm间隙。
9.根据权利要求2或3所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述第一探测器(12)、第二探测器(13)包括多个光感测区，接收被待测物反射的红外光束。
10.根据权利要求6所述的一种集成多探测器的取像装置，其特征在于：所述光感测区包括电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体组，所述电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体组均是利用感光二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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