CN201498007U - 混合式指掌纹采集仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合式多功能的指掌纹采集仪。目的是提供一种混合式指掌纹采集仪，体积小，结构简单，图像传感器设置在壳体内部，可以保护图像传感器，采集仪的壳体带液晶触摸屏，防止误按，并能对操作进行提示。光学模块包括光源、折射镜、反射镜和接收装置，折射镜和接收装置与反射镜组成反射光路；所述的反射镜为两片，包括第一反射镜和第二反射镜，反射的光路形成一个封闭结构；壳体上设有液晶触摸屏；接收装置包括物镜装置和设置在物镜装置后并对着物镜装置光路的图像传感器，所述的图像传感器固定在传感器板上，物镜装置对着反射镜的反射光路。图像传感器设置在壳体外部，方便更换选用不同精度的图像传感器，操作灵活，采用两片透镜可以提高图像折射的清晰度，采集仪整体的结构紧凑，体积小；壳体上的指示灯和液晶触摸屏都可以用来提示用户进行操作，方便用户使用。

Description

混合式指掌纹采集仪

技术领域

本实用新型涉及一种采集仪，尤其是一种混合式多功能的指掌纹采集仪。

背景技术

为准确表征一个人的身份，有时需要采集个体的特征，现有的采集方式：指纹、掌纹、脸纹、虹膜、声音、静脉、签名。

指纹是自然界的奇迹之一，人类因此恰好有了内置的、容易获取的身份证，每个人的指尖都有一个仅代表他本人的独特设计。

指纹采集仪系统有两项基本工作：一是需要获得手指的图像，二是需要确定该图像中的嵴纹和波谷是否与以前采集图像中的嵴纹和波谷相吻合，获得一个人的指纹图像有多种方法，现在最常用的方法就是光学模块采集和半导体采集，这两种采集方法以完全不同的方式工作，但都会得到同一种图像。

光学模块采集的核心部件是图像传感器，这与数码相机和摄像机中使用的光传感器系统是相同的。CCD(电荷耦合器件)作为一个图像传感器，这种器件在光子的作用下可以产生电信号，每个图像传感器记录一个像素，即一个代表射中该点的光束的微小圆点。明暗像素共同构成了采集场景(例如一个手指)的图像。通常，在采集仪系统中有一个模数转换器，用来处理模拟电子信号以产生该图像的数字表现形式。采集仪配有光源，通常为一组发光二极管，用来照亮手指的嵴纹。当你将手指放在采集棱镜上时，采集过程就开始了，CCD相机便将指纹照片拍摄下来。实际上CCD系统产生的是手指的倒像，较暗的区域代表较多反射光线(手指的嵴纹)，较亮的区域代表较少的反射光线(手指的波谷)。在比较指纹与存储数据之前，采集仪处理器要确保CCD拍摄到了清晰的图像。它会检查像素暗度的平均值或者一个小样本的整体值，如果图像整体太暗或太亮，该次采集便会被放弃。于是采集仪调整采集时间以允许更多或者更少的光线进入，再采集一次。如果暗度合适，采集仪系统会继续检查图像的清晰度(指纹采集的锐度)。处理器将查看在图像上沿垂直和水平方向移动的若干直线。如果与嵴纹垂直的线由非常暗的像素和非常亮的像素交互组成，那么就意味着指纹图像有很好的清晰度。在处理器发现图像清晰并且曝光正确的情况下，它会继续将捕获的指纹与文件上的指纹进行比较。

像光学模块采集仪一样，半导体采集仪产生组成指纹的嵴纹和波谷图像。不同之处在于，半导体采集仪使用电流而非光线来感测指纹。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种混合式指掌纹采集仪，体积小，结构简单，图像传感器设置在壳体内部，可以保护图像传感器，采集仪的壳体带液晶触摸屏，防止误按，并能对操作进行提示。

本实用新型的目的是提供一种混合式指掌纹采集仪，采集仪的壳体上设置指示灯，方便采集，提醒使用者需要采集的对象。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种混合式指掌纹采集仪，包括壳体及设置在壳体内部的光学模块，其中，光学模块包括光源、折射镜、反射镜和接收装置，折射镜和接收装置与反射镜组成反射光路；所述的反射镜为两片，包括第一反射镜和第二反射镜，反射的光路形成一个封闭结构；壳体上设有液晶触摸屏；接收装置包括物镜装置和设置在物镜装置后并对着物镜装置光路的图像传感器，所述的图像传感器固定在传感器板上，物镜装置对着反射镜的反射光路。物镜装置的作用是将标本作第一次放大，是决定采集仪清晰程度的重要的部件，物镜装置利用光线使被检物体第一次成象，因而直接关系和影响成象的质量和各项光学技术参数，图像传感器是利用光电器件的光-电转换功能，将其感光面上的光像转换成与光像成相应比例关系图像电信号的一种功能器件，根据元件不同分为CCD和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件)，CCD是应用在成像方面的高端技术元件，CMOS则应用于较低成像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多，尽管在技术上有较大的不同，但CCD和CMOS两者性能差距不是很大，只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但现在该问题已经基本得到解决，目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好；采集仪由壳体封闭，壳体可以保护采集仪内部的物镜装置、反射镜、透镜和图像传感器等；采集仪壳体外设置有液晶触摸屏，通过液晶触摸屏可以采集指纹数据，也可以通过液晶触摸屏对采集仪内部的功能进行设定，同时液晶触摸屏还能显示操作的效果或者中间操作的状态，液晶触摸屏与壳体的表面平齐或者凹陷到壳体表面里边，因此可以防止误按；本技术方案中的第一反射镜和第二反射镜及折射镜构成一个封闭的光路反射路径，最后由物镜装置作为接收装置采集得到电信号的指纹信号，从而缩小采集仪的整体体积，内部的结构比较简单；1个采集窗口，支持4指并排平面扫描、2拇指的平面扫描，以及滚动指纹扫描，体积小、重量轻、便于携带，既可独立应用，也能集成到其他解决方案之中。

作为优选，折射镜采用三棱镜，在光源与三棱镜之间设有漫射器，漫射器贴住三棱镜的入射面，三棱镜的反射面为采集面，三棱镜的第三个面为出射面。光源散发的光线比较集中，通过漫射器形成较分散的光线从而可以覆盖需要采集的整个指纹或者掌纹。

作为优选，靠近三棱镜的出射面固定有折射透镜，所述的折射透镜共两块，平行布置。采用两块平行布置的折射透镜设置在三棱镜的出射面处，提高采集的精度，可以将混在相邻的光线通过两块折射透镜区分开。

作为优选，光学模块共两组，一组为指纹采集光学模块，另一组为掌纹采集光学模块，壳体上设置有两个采集窗口，分别对应指纹采集光学模块和掌纹采集光学模块。

作为优选，壳体内壁设有固定支架，固定支架的相应位置上设有固定孔，物镜装置固定在固定孔内，固定支架上还固定有连接支架，所述的传感器板固定在连接支架上。连接支架通过连接螺钉和定位螺钉连接在固定支架上，通过定位螺钉可以调节连接支架的角度，从而调整图像传感器相对物镜装置的角度。

作为优选，壳体上设置有采集指示灯，指示灯对应指纹采集光学模块；指示灯共十个，分别对应十个手指，且按照手指的形状排列。

作为优选，壳体上设置有USB接口；用发光板作为光源。发光板能作为持续的光源，提供采集仪长时间地使用，壳体上配备的USB接口可作为一台标准的外围设备，快速连接至任何一台个人电脑。

本实用新型的有益效果是：棱镜、透镜、反射镜、物镜装置设置在采集仪的壳体内，壳体保护内部的部件，图像传感器设置在壳体外部，方便更换选用不同精度的图像传感器，操作灵活，采用两片透镜可以提高图像折射的清晰度，采集仪整体的结构紧凑，体积小；壳体上的指示灯和液晶触摸屏都可以用来提示用户进行操作，方便用户使用。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的一种外部结构示意图；

图3是本实用新型的一种外部结构示意图；

图4是本实用新型的一种带指示灯的外部结构示意图；

图中：1、三棱镜，2、漫射器，3、发光板，4、折射透镜，5、壳体，6、第二反射镜，7、第一反射镜，8、物镜装置，9、固定支架，10、连接支架，11、图像传感器，12、传感器板，13、液晶触摸屏，14、指示灯，15、指纹采集窗口，16、掌纹采集窗口。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种混合式指掌纹采集仪(参见附图1附图2)，包括壳体5及设置在壳体内部的光学模块，光学模块包括发光板3为主的光源、作为折射镜的三棱镜1、反射镜和接收装置，折射镜和接收装置与反射镜组成反射光路，反射镜为两片，包括第一反射镜7和第二反射镜6，第一反射镜的反射面对着三棱镜和第二反射镜，第二反射镜的反射面对着第一反射镜和接收装置，反射的光路形成一个封闭结构，在发光板与三棱镜之间设有漫射器，漫射器贴住三棱镜的入射面，三棱镜的反射面为采集面，三棱镜的第三个面为出射面，靠近三棱镜的出射面固定有折射透镜4，所述的折射透镜共两块，平行布置，接收装置包括物镜装置8和设置在物镜装置后并对着物镜装置光路的图像传感器11，图像传感器固定在传感器板12上，物镜装置对着反射镜的反射光路，壳体内壁设有固定支架9，固定支架的相应位置上设有固定孔，物镜装置固定在固定孔内，固定支架上还固定有连接支架10，传感器板固定在连接支架上，壳体上设有液晶触摸屏13和USB接口。

实施例2：一种混合式指掌纹采集仪(参见附图3)，包括两组采集的光学模块，一组为指纹采集光学模块，另一组为掌纹采集光学模块，壳体上设置有两个采集窗口，分别为对应指纹采集光学模块的指纹采集窗口15和对应掌纹采集光学模块的掌纹采集窗口16。其余结构参照实施例1。

实施例3：一种混合式指掌纹采集仪(参见附图4)，壳体上设置有采集指示灯14，指示灯对应指纹采集光学模块；指示灯共十个，分别对应十个手指，且按照手指的形状排列

以上所述的实施例只是本实用新型的几种较佳方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种混合式指掌纹采集仪，包括壳体(5)及设置在壳体内部的光学模块，其特征在于光学模块包括光源、折射镜、反射镜和接收装置，折射镜和接收装置与反射镜组成反射光路；所述的反射镜为两片，包括第一反射镜(7)和第二反射镜(6)，反射的光路形成一个封闭结构；壳体上设有液晶触摸屏(13)。

2.根据权利要求1所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于所述的折射镜采用三棱镜(1)，在光源与三棱镜之间设有漫射器(2)，漫射器贴住三棱镜的入射面，三棱镜的反射面为采集面，三棱镜的第三个面为出射面。

3.根据权利要求1或2所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于靠近三棱镜的出射面固定有折射透镜(4)，所述的折射透镜共两块，平行布置。

4.根据权利要求1或2所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于所述的光学模块共两组，一组为指纹采集光学模块，另一组为掌纹采集光学模块，壳体上设置有两个采集窗口，分别对应指纹采集光学模块和掌纹采集光学模块。

5.根据权利要求1所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于所述的接收装置包括物镜装置(8)和设置在物镜装置后并对着物镜装置光路的图像传感器(11)，所述的图像传感器固定在传感器板上(12)，物镜装置对着反射镜的反射光路。

6.根据权利要求5所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于壳体内壁设有固定支架(9)，固定支架的相应位置上设有固定孔，物镜装置固定在固定孔内，固定支架上还固定有连接支架(10)，所述的传感器板固定在连接支架上。

7.根据权利要求1所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于壳体上设置有采集指示灯(14)，指示灯对应指纹采集光学模块。

8.根据权利要求7所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于所述指示灯共十个，分别对应十个手指，且按照手指的形状排列。

9.根据权利要求1或2或5或6或7或8所述的混合式指掌纹采集仪，其特征在于壳体上设置有USB接口；用发光板(3)作为光源。

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