CN201828933U - 一种光学指纹采集仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光学指纹采集仪，包括采集棱镜、红外光源、透镜组、半导体成像传感器阵列、滤片和外壳，其特征在于，还包括指示光源，所述指示光源发出的光线为可见光，位于采集棱镜的下方，使其发出的可见光线能够透过采集棱镜从采集面射出，用于对采集仪工作状态的指示。本实用新型利用红外光源发出的红外光发生反射后成像，指示光源发出的可见光对采集仪的工作状态进行指示，克服了由于红外光的不可见性造成的无法判别该采集仪的工作状态、不符合使用者的习惯的缺陷，并且能够满足产品色彩多样化的市场需求。

Description

一种光学指纹采集仪

技术领域

本实用新型涉及光学指纹采集仪，尤其涉及一种用红外光源作指纹采集光源并用可见光作为指示光的光学指纹采集仪。

背景技术

光学指纹采集仪，就是对指纹脊线谷线和光学介质面接触程度的差异，进行光学成像采集，一般由外壳、采集棱镜、光源、透镜组和成像装置组成，是现有的指纹识别系统中广泛使用的指纹采集装置。现有的指纹采集仪通常采用光源发出的可见光在压有指纹的采集棱镜表面发生反射，由成像装置去获得反射光线来形成指纹图像，由于可见光的波长较短、穿透力较弱，光束仅能透过采集棱镜到达手指表面，用可见光做光源的光学指纹采集仪对于干手指往往无法采集得到清晰的指纹图像，并且不能有效防止假指纹。而红外光线因其波长较长、无分辨率损失、穿透力强，逐渐被人们用作光学指纹采集仪的光源，该类型的采集仪能够采集皮肤深层纹理，对干手指的采集效果也较好，并且能够有效抵御假指纹的欺骗。

中国专利：200510109314.6公开了一种活体指掌纹采集方法及装置，采用特定的红外光源进行照明，用红外滤光膜、片消除环境可见光的干扰，实现无分辨率损失的活体指掌纹采集，然而，由于红外光为不可见光，即使红外光源被点亮，使用者也无法通过肉眼来判别采集仪是否处于工作状态，这不符合人们的使用习惯。同时，由于指纹采集仪的应用场所广泛，不同的人对采集仪的色彩的喜好不同，不同的应用场所对采集仪的色彩需求也各不相同，例如指纹采集仪应用于指纹锁时，从美观角度上考虑，需要将采集仪与指纹锁壳体、门以及周围建筑物保持色彩上的协调，而红外光源的采集仪无法满足整体指纹产品的色彩需要，同时也无法满足产品色彩多样化的市场需求。

实用新型内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种光学指纹采集仪，包括采集棱镜、红外光源、透镜组、半导体成像传感器阵列、滤片和外壳，其特征在于，还包括指示光源，所述指示光源发出的光线为可见光，所述指示光源位于采集棱镜的下方，使其发出的可见光线能够透过采集棱镜从采集面射出，用于对采集仪工作状态的指示。

所述指示光源为可见光波长范围内的单色光或其组合。

所述红外光源由导光板和红外发光二极管组成，红外发光二极管发出波长范围是0.8μm至50μm的红外光束；所述红外光源发出的红外光束从采集棱镜的入射面进入，在采集面发生反射后从出射面透射出去，经滤片和透镜组汇聚到半导体成像传感器阵列形成指纹图像。

所述滤片能够使红外光透过可见光吸收，位于半导体成像传感器阵列和透镜组之间或采集棱镜和透镜组之间。

所述透镜组安装在采集棱镜的出射面一侧，透镜组的主光轴正对半导体成像传感器阵列的成像中心。

所述半导体成像传感器阵列用于根据接收到的红外光成像，所述半导体成像传感器可以是CMOS传感器或CCD传感器。

本实用新型提供了一种光学指纹采集仪，利用红外光源发出的红外光发生反射后成像，指示光源发出的可见光对采集仪的工作状态进行指示，克服了由于红外光的不可见性造成的无法判别该采集仪的工作状态、不符合使用者的习惯的缺陷，另外，该采集仪的指示光的颜色可根据需要选择，使得本实用新型提供的光学指纹采集仪能够适应多样的使用环境、满足产品色彩多样化的市场需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例一示意图；

图2是本实用新型实施例二示意图；

图3是本实用新型实施例三示意图；

图4是本实用新型实施例四示意图。

具体实施方式

实施例一：

一种光学指纹采集仪，如图1所示，该采集仪由采集棱镜1、红外光源2、指示光源3、透镜组4、半导体成像传感器阵列5、滤片6和外壳7组成。采集棱镜1、红外光源2、指示光源3、透镜组4、半导体成像传感器阵列5、滤片6一起安装于外壳7中。

采集棱镜1包括采集面11、红外光源入射面12、指示光源入射面13和出射面14。红外光源2用于根据指纹脊线谷线和采集面11接触程度的差异进行光学成像采集，由导光板和红外发光二极管组成，红外发光二极管发出波长范围是0.8μm至50μm的红外光束，导光板与红外光源入射面12紧贴。指示光源3位于采集棱镜1的下方，由发光二极管和导光板组成，发光二极管发出的光为可见光，导光板与采集棱镜1的指示光源入射面13紧贴，使发光二极管发出的可见光线能够透过采集棱镜1从采集面11射出，用于对采集仪工作状态的指示，指示光源3为可见光波长范围内的单色光或其组合，其颜色可根据外界环境需求来设置。透镜组4安装在采集棱镜1的出射面14一侧，其主光轴正对半导体成像传感器阵列5的成像中心。半导体成像传感器阵列5用于根据接收到的红外光成像，所述半导体成像传感器可以是CMOS传感器或CCD传感器。由于半导体成像传感器同时对可见光敏感，为了避免可见光的干扰，需要加装红外透过可见光吸收的滤片6，可以安装在采集棱镜1的出射面14与透镜组4之间，也可以安装在透镜组4和半导体成像传感器阵列5之间，出于加工成本的考虑，本实例中采用后者。

其采集原理是：红外指纹采集仪工作时，红外光源2和指示光源3被同时点亮，指示光源3发出的可见光从指示光源入射面13进入采集棱镜1到达采集面11，一部分可见光透过采集面11被肉眼看见，指示采集仪正在工作，一部分可见光在采集面11发生反射后从出射面14透射出去经过透镜组4被滤片6吸收；同时红外光源2发出的红外光从红外光源入射面12进入采集棱镜1到达采集面11，一部分红外光透过采集面11但无法被肉眼看见，一部分红外光根据指纹脊线谷线和采集面11接触程度的差异在采集面11发生反射后从出射面14透射出去，经过透镜组4和滤片6汇聚到半导体成像传感器阵列5上形成指纹图像。

实施例二：

一种光学指纹采集仪，如图1所示，该采集仪由采集棱镜1、红外光源2、指示光源3、透镜组4、半导体成像传感器阵列5、滤片6和外壳7组成。采集棱镜1、红外光源2、指示光源3、透镜组4、半导体成像传感器阵列5、滤片6一起安装于外壳7中。

采集棱镜1包括采集面11、红外光源入射面12、指示光源入射面13和出射面14。红外光源2用于根据指纹脊线谷线和采集面11接触程度的差异进行光学成像采集，由导光板和红外发光二极管组成，红外发光二极管发出波长范围是0.8μm至50μm的红外光束，导光板与红外光源入射面12紧贴。指示光源3位于采集棱镜1的下方，由发光二极管和导光板组成，发光二极管发出的光为可见光，导光板与采集棱镜1的指示光源入射面13紧贴，使发光二极管发出的可见光线能够透过采集棱镜1从采集面11射出，用于对采集仪工作状态的指示，指示光源3为可见光波长范围内的单色光或其组合，其颜色可根据外界环境需求来设置。透镜组4安装在采集棱镜1的出射面14一侧，其主光轴正对半导体成像传感器阵列5的成像中心。半导体成像传感器阵列5用于根据接收到的红外光成像，所述半导体成像传感器可以是CMOS传感器或CCD传感器。由于半导体成像传感器同时对可见光敏感，为了避免可见光的干扰，需要加装红外透过可见光吸收的滤片6，可以安装在采集棱镜1的出射面14与透镜组4之间，也可以安装在透镜组4和半导体成像传感器阵列5之间，出于加工成本的考虑，本实例中采用后者。

其采集原理是：红外指纹采集仪工作时，红外光源2和指示光源3被同时点亮，指示光源3发出的可见光从指示光源入射面13进入采集棱镜1到达采集面11，一部分可见光透过采集面11被肉眼看见，指示采集仪正在工作，一部分可见光在采集面11发生反射后从出射面14透射出去经过透镜组4被滤片6吸收；同时红外光源2发出的红外光从红外光源入射面12进入采集棱镜1到达采集面11，一部分红外光透过采集面11但无法被肉眼看见，一部分红外光根据指纹脊线谷线和采集面11接触程度的差异在采集面11发生反射后从出射面14透射出去，经过透镜组4和滤片6汇聚到半导体成像传感器阵列5上形成指纹图像。

实施例三：

一种光学指纹采集仪，如图3所示，该采集仪由采集棱镜1、红外发光二极管2、可见光发光二极管3、导光板4、透镜组5、半导体成像传感器阵列6、滤片7和外壳8组成。采集棱镜1、红外发光二极管2、可见光发光二极管3、导光板4、透镜组5、半导体成像传感器阵列6和滤片7一起安装于外壳8中。

采集棱镜1包括采集面11、入射面12和出射面13。导光板4与入射面12紧贴，红外发光二极管2和可见光发光二极管3均与导光板4紧贴，红外发光二极管2发出波长范围是0.8μm至50μm的红外光束，经导光板4导光后进入采集棱镜1到达采集面11，根据指纹脊线谷线和采集面11接触程度的差异进行光学成像采集，可见光发光二极管3发出的可见光经导光板4导光后进入采集棱镜1从采集面11射出，用于对采集仪工作状态的指示，可见光发光二极管3发出的光为可见光波长范围内的单色光或其组合，其颜色可根据外界环境需求来设置。透镜组5安装在采集棱镜1的出射面13一侧，其主光轴正对半导体成像传感器阵列6的成像中心。半导体成像传感器阵列6用于根据接收到的红外光成像，所述半导体成像传感器可以是CMOS传感器或CCD传感器。由于半导体成像传感器同时对可见光敏感，为了避免可见光的干扰，需要加装红外滤过可见光吸收的滤片7，可以安装在采集棱镜1的出射面13与透镜组5之间，也可以安装在透镜组5和半导体成像传感器阵列6之间，出于加工成本的考虑，本实施例中采用后者。

其采集原理是：红外指纹采集仪工作时，红外发光二极管2和可见光发光二极管3被同时点亮，可见光发光二极管3发出的可见光及红外发光二极管2发出的红外光经导光板4导光，光线从入射面12进入采集棱镜1到达采集面11，部分可见光透过采集面11被肉眼看见，指示采集仪正在工作，一部分可见光在采集面11发生反射后从出射面13透射出去经过透镜组5被滤片7吸收；一部分红外光透过采集面11但无法被肉眼看见，一部分红外光根据指纹脊线谷线和采集面11接触程度的差异在采集面11发生反射后从出射面13透射出去，经过透镜组5和滤片7汇聚到半导体成像传感器阵列6上形成指纹图像。

实施例四：

一种光学指纹采集仪，如图4所示，该采集仪由采集棱镜1、红外光源2、指示光源3、透镜组4、半导体成像传感器阵列5、滤片6和外壳7组成。采集棱镜1、红外光源2、指示光源3、透镜组4、半导体成像传感器阵列5、滤片6一起安装于外壳7中。

采集棱镜1包括采集面11、红外光源入射面12、指示光源入射面13和出射面14。红外光源2用于根据指纹脊线谷线和采集面接触程度的差异进行光学成像采集，由导光板和红外发光二极管组成，红外发光二极管发出波长范围是0.8μm至50μm的红外光束，导光板与红外光源入射面12紧贴。指示光源3位于采集棱镜1的下方，与指示光源入射面13紧贴，由一个或多个发光二极管组成，发光二极管发出的光为可见光，可见光线能够从指示光源入射面13进入采集棱镜1从采集面11射出，用于对采集仪工作状态的指示，指示光源3为可见光波长范围内的单色光或其组合，其颜色可根据外界环境需求来设置。透镜组4安装在采集棱镜1的出射面14一侧，其主光轴正对半导体成像传感器阵列5的成像中心。半导体成像传感器阵列5用于根据接收到的红外光成像，所述半导体成像传感器可以是CMOS传感器或CCD传感器。由于半导体成像传感器同时对可见光敏感，为了避免可见光的干扰，需要加装红外透过可见光吸收的滤片6，可以安装在采集棱镜1的出射面14与透镜组4之间，也可以安装在透镜组4和半导体成像传感器阵列5之间，出于加工成本的考虑，本实例中采用后者。

其采集原理是：红外指纹采集仪工作时，红外光源2和指示光源3被同时点亮，指示光源3发出的可见光从指示光源入射面13进入采集棱镜1到达采集面11，一部分可见光透过采集面11被肉眼看见，指示采集仪正在工作，一部分可见光在采集面11发生反射后从出射面14透射出去经过透镜组4被滤片6吸收；同时红外光源2发出的红外光从红外光源入射面12进入采集棱镜1到达采集面11，一部分红外光透过采集面11但无法被肉眼看见，一部分红外光根据指纹脊线谷线和采集面11接触程度的差异在采集面11发生反射后从出射面14透射出去，经过透镜组4和滤片6汇聚到半导体成像传感器阵列5上形成指纹图像。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本实用新型的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本实用新型的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (6)

1.一种光学指纹采集仪，包括采集棱镜、红外光源、透镜组、半导体成像传感器阵列、滤片和外壳，其特征在于，还包括指示光源，所述指示光源发出的光线为可见光，所述指示光源位于采集棱镜的下方。

2.根据权利要求1所述的一种光学指纹采集仪，其特征在于，所述指示光源为可见光波长范围内的单色光或其组合。

3.根据权利要求1所述的一种光学指纹采集仪，其特征在于，所述红外光源由导光板和红外发光二极管组成，红外发光二极管发出波长范围是0.8μm至50μm的红外光束。

4.根据权利要求1所述的一种光学指纹采集仪，其特征在于，所述滤片能够使红外光透过可见光吸收，位于半导体成像传感器阵列和透镜组之间或采集棱镜和透镜组之间。

5.根据权利要求1所述的一种光学指纹采集仪，其特征在于，所述透镜组安装在采集棱镜的出射面一侧，透镜组的主光轴正对半导体成像传感器阵列的成像中心。

6.根据权利要求1所述的一种光学指纹采集仪，其特征在于所述半导体成像传感器可以是CMOS传感器或CCD传感器。 

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