CN201289646Y - 薄型化光学滚动指纹辨识机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种指纹辨识机，特别是关于一种薄型化光学滚动指纹辨识机，主要在一镜座总成以及上盖间设有一菱镜总成，所述的菱镜总成是一上宽下窄包含一底部曲面梯型状的菱镜，其上表面具有一菱镜指纹滚动接触面；前端为一菱镜取像面；后端为一菱镜反射面；两侧为一菱镜折射面；另设一具发光二极管晶片的电路板是设在菱镜总成的下方，使光线自菱镜总成向上投射后，经小体积的菱镜总成反射后，能降低T型失真以及打光反差的问题，使取像面积加大且更清晰。

Description

薄型化光学滚动指纹辨识机

技术领域

本实用新型涉及一种指纹辨识机，特别是关于一种薄型化光学滚动指纹辨识机。

背景技术

目前为止，世界上没有找到过有两个指纹相同的人，即使是双胞胎，他们的指纹的纹路也许会非常相似，但是比对其细节的部分还是会有很大的不同；十八世纪以前曾有些学者认为地球上几十亿的人口，总会找到有指纹相同的人，所以对这种认证的方式感到怀疑，但是后来检索世界各国的指纹资料库，在所有的指纹卡上确实是找不出两个完全指纹相同的人，这才确立了指纹有因人而异的特性。目前以电脑来计算，至少需要到四十二位数时，才有指纹相同的可能，即使真有指纹相同的人，他们也不太可能生存在同一个世纪里，因此，指纹的辨识就成为现今科学办案或确认身份的主要依据。

现有的指纹辨识机，由于采样容易失真，因此在采取指纹时，需要完美按压的指纹才能精准的判读，但是实际在操作时，指纹要按压的十分完美的机率是非常低的，因为人的手指柔软度不同，干湿也不同，沾墨的多寡都会影响到辨识的进行，又由于一般光学式指纹器在撷取指纹时有所谓的T型失真以及打光造成亮度反差过大的问题，故很少能取得完整且正确、无偏差、无变形的指纹印，最多只能截取某区块资料运算，无法使用接图方式得到一完整大面积指纹，是现有的主要缺点。

再则，由于光学式指纹器的光机比较大，不易设计成易携带的中小型产品的体积，而且零件的固定也会因为角度的关系而容易脱落或组装不易，是此类产品的另一个缺点。

因此，为了解决上述现有光学式指纹器的缺点，必须将菱镜总成予以特别的设计，务使能达到精确的指纹投射，减少T型失真以及电子上的电源消耗以及打光而使成像不清(高反差现象)的问题；另外，也要设计一巧妙的机构而不占体积，则能使整个光机的机构层面薄型化以便于携带，是业界的深切期盼

有鉴于此，本实用新型设计人特别设计一种特殊造型的菱镜总成，并据以构成一种薄型化光学滚动指纹辨识机，以解决当前的问题。

发明内容

本实用新型的主要目的是在提供一种薄型化光学滚动指纹辨识机，其是利用一菱镜总成，将指纹影像通过所述的菱镜总成取像并反射至一透镜组放大，使所述的影像感测器接受到更清晰的影像，达到降低T型失真，提高精准度的目的。

本实用新型的另一目的是在提供一种薄型化光学滚动指纹辨识机，其是将发光二极管，设置在菱镜总成下方，并经由菱镜侧边折射面将所述的光源折射至菱镜取像面上，可以有效解决传统指纹感应器因打光导致失真的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于，至少包括有：

一镜座总成，具有容置空间，设有一菱镜固定座，并在前端设置有一透镜组固定座；

一设在镜座总成内的菱镜总成，其前方设成折射光源影像的菱镜取像面，后方形成倾斜的反射面；菱镜总成在上方设一菱镜指纹接触面，下方在后段设成菱镜全反射面，而下方前段呈颈缩的阶梯状，在所述的前后段的交界处形成有菱镜曲面；菱镜总成两侧设有向外倾斜的菱镜折射面；

两个印刷电路板总成，包括一设置在镜座总成前端的前电路板以及设置在镜座总成下方的打光电路板；其中，前电路板内设置有一影像感测器；而打光电路板内至少设有一发光二极管晶片。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：此结构可使光学式滚动指纹辨识机降低T型失真以及打光问题，使取像面积加大且更清晰，非常适合滚动式取像与大量生产。

附图说明

图1是本实用新型薄型化光学滚动指纹辨识机立体分解图；

图2是本实用新型菱镜剖视图；

图3是本实用新型薄型化光学滚动指纹辨识机俯视图；

图4是本实用新型薄型化光学滚动指纹辨识机侧视图；

图5是图3纵剖A-A薄型化光学滚动指纹辨识机断面视图；

图6是图3横剖B-B薄型化光学滚动指纹辨识机断面视图。

附图标记说明：镜座总成1；菱镜固定座101；菱镜防滑栓102；透镜组固定座103；发光二极管晶片2；菱镜总成3；菱镜取像面31；菱镜全反射面32；菱镜指纹接触面33；菱镜反射面34；菱镜曲面35；菱镜折射面36；菱镜固定栓301；透镜组4；透镜筒41；透镜座42；影像感测器5；反射镜6；反射镜面61；上盖总成7；窗孔71；菱镜防滑卡榫72；印刷电路板总成9；前电路板91；打光电路板92。

具体实施方式

为使贵审查员方便简洁了解本实用新型的其他特征内容与优点及其所达成的功效能够更为显现，兹将本实用新型配合附图，详细说明如后：

请参阅图1、图2、图3所示，分别为本实用新型薄型化光学滚动指纹机立体分解图、菱镜总成剖视图以及俯视图，揭示了本案薄型化光学滚动指纹辨识器，包含有：

一镜座总成1，内部具有容置空间，并设一菱镜固定座101，又在镜座总成1的两侧缘处，分别设置有一菱镜防滑栓102；并在镜座总成1前端，设置有一透镜组固定座103。

一透镜组4，更包含有一透镜筒41与一透镜座42，并设置在透镜组固定座103上。

请参看图1、图2、图6所示，一菱镜总成3，是在前方设成折射光源影像的菱镜取像面31，后方则形成反射面34；菱镜总成3在上方则设一菱镜指纹接触面33，下方则在后段设成菱镜全反射面32，而下方前段则略呈颈缩的阶梯状，但在所述的前后段的交界处是形成有菱镜曲面35；而两侧则设有向外倾斜的菱镜折射面36，使其剖面如图6所示，形成上宽下窄的梯型结构体；又在两侧的略上方各设有一对菱镜固定栓301，其中菱镜座固定栓301，如图4所示是相对设置在所述的菱镜防滑栓102内固定。

上述的菱镜反射面34呈72度倾斜，并与菱镜全反射面32相接；另设一反射镜6，是置在反射面34后方，所述的菱镜反射面34与反射镜面61紧贴增加反射效益。

一上盖总成7，中央是设有一窗孔71，作为指纹接触区，并将菱镜指纹接触面33设置在所述的窗孔71的下方，用于指纹取像；上盖总成7在两侧缘处分别设置有一菱镜防滑卡榫72，用来罩在菱镜固定栓301上方而与菱镜防滑栓102对合。

两个印刷电路板总成9，包括一设置在镜座总成1前端的前电路板91以及设置在镜座总成1下方的打光电路板92；其中，前电路板91内设置有一影像感测器5；而打光电路板92在两侧各设有一发光二极管晶片2，所述的发光二极管晶片2方便用于镜座总成1打光，以取得更清晰的指纹影像。

再请参阅图2、图3、图5所示，本实用新型的特色，是当指纹通过菱镜总成3由菱镜指纹接触面33经过菱镜全反射面32以及菱镜反射面34后，光束可平行菱镜全反射面32，并反射至对面菱镜取像面31，进入透镜组4并呈像在影像感测器5(CMOS SENSOR)中(此为现有技艺，不多赘述)，由于菱镜曲面35修正呈像的共轭长度，可大幅改善线性T型失真，如图5所示(图3的A-A断面)在说明影像投射的路径，由于影像的清晰度、大小与CMOS SENSOR、LENS(镜头)的设计有关，其焦距与光程必须配合才能把影像全部投影到取像原件(CMOSSENSOR)中。

再请同时参阅图2、图3、图6所示，所述的主要光源由发光二极管晶片2投射到菱镜折射面36，并将光源均匀散布在菱镜曲面35，进而使指纹(菱镜指纹接触面33)达到二次全反射在影像感测器5(CMOS SENSOR)中，图6所示图3的B-B断面在说明发光二极管晶片2(LED)投射的路径，由于发光二极管晶片2(LED)也会影响影像的清晰与解析度；因为打光愈均匀在影像折射后会的影像会愈均匀，使得指纹在接触的有效面积就会愈大愈清楚，改善了现有光源不均匀而造成影像的曝光值不容易控制的缺点。

若欲使反射面的光源均匀，可改变菱镜折射面36的角度来调节光线。

在影像T型失真的部份，刚刚先前提到光程的共轭长度差异而造成的失真，在此系统的T型失真比例如图6。因为目前CMOS SENSOR的取像矩阵区从1/4inches～1/10inches不等。再加上LENS(镜头)对应不同的CMOS SENSOR，会产生不同的视角，其系统焦距会因为组装公差造成对焦距离也不同。为了要解决对焦问题，把透镜筒(头)部份设计螺纹，以便利影像对焦之用。一般指纹光机的设计只针对单一的CMOS SENSOR原件设计，这样往往在SENSOR的替换或是组装的误差造成取像不良。整个光机就报废，不然就是有搭配的组装问题。

有鉴于现有指纹模块的问题是在撷取影像的T型失真的部份，原因是因为光程的共轭长度差异而造成的失真，本实用新型解决其问题是在菱镜底部增加一曲面，改变不同位置的光程路径的长度，使共轭长度差异变小进而减少T型失真，改善影像接图的问题，故本实用新型即具有以下特色以及优点：

1、可缩小整个系统的电源损耗。

2、可大幅提升系统的整体安全性。

3、可大幅提升指纹辨识的精准度并减少辨识时间。

4、大幅提升整个辨识系统的稳定性。

5、让使用更容易操作整个辨识系统。

6、可大幅缩小整个系统的体积。

7、可大幅缩小整个系统的成本。

8、更容易整合到其他系统以增加应用效益。

9、影像感测器(CMOS SENSOR)的选用不易被局限。

10、可减少线性T型失真的比例。

11、可使用接图方式得到一完整大面积指纹。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于，至少包括有：

一镜座总成，具有容置空间，设有一菱镜固定座，并在前端设置有一透镜组固定座；

一设在镜座总成内的菱镜总成，其前方设成折射光源影像的菱镜取像面，后方形成倾斜的反射面；菱镜总成在上方设一菱镜指纹接触面，下方在后段设成菱镜全反射面，而下方前段呈颈缩的阶梯状，在所述的前后段的交界处形成有菱镜曲面；菱镜总成两侧设有向外倾斜的菱镜折射面；

两个印刷电路板总成，包括一设置在镜座总成前端的前电路板以及设置在镜座总成下方的打光电路板；其中，前电路板内设置有一影像感测器；而打光电路板内至少设有一发光二极管晶片。

2.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：镜座总成的两侧缘处，分别设置有一菱镜防滑栓。

3.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：在透镜组固定座内设有一透镜组，所述的透镜组包含有一透镜筒与一透镜座。

4.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：菱镜总成的横剖面形成上宽下窄的梯型结构体。

5.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：菱镜总成在两侧设有一对菱镜固定栓。

6.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：菱镜总成后方的反射面呈度倾斜72度。

7.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：菱镜总成后方的反射面后方进一步设一反射镜。

8.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：镜座总成上方设有一上盖总成，所述的上盖总成中央设有一窗孔，与菱镜指纹接触面相对合，且所述的上盖总成在两侧分别设置有菱镜防滑卡榫。

9.根据权利要求1所述的薄型化光学滚动指纹辨识机，其特征在于：打光电路板的发光二极管晶片设在两侧，且发光二极管晶片相对于镜座总成的菱镜折射面。

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