CN203405831U - 光学指纹传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学指纹传感器，它包括外壳、棱镜、透镜组、光源及图像传感器，所述外壳内具有光学空腔，所述棱镜具有采集面、入光面、出光面及吸收面，其改进在于：所述棱镜设置于所述光学空腔的一侧，所述透镜组及图像传感器设置于所述光学空腔的另一侧，所述光源设置于所述棱镜的入光面的一旁，所述采集面上边缘到透镜组中心的垂线与采集面下边缘到透镜组中心的垂线所形成的夹角为60度。其有益效果在于：本实用新型的光学指纹传感器，通过光路改进，可确保图像传感器形成的图像崎变程度不超过3%，使得该光学指纹传感器的使用效果更好；此外，通过静电感应片结构改进，其抗屏蔽干扰能力更强，在手指接触棱镜的采集面时，即可自动唤醒系统工作。

Description

光学指纹传感器

技术领域

本实用新型涉及指纹传感器，尤其涉及一种光学指纹传感器。

背景技术

指纹传感器（又称指纹Sensor）是实现指纹自动采集的关键器件，指纹传感器目前主要分为两类，光学指纹传感器和半导体指纹传感器；光学指纹传感器主要是利用光的折摄和反射原理，光从底部射向棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。CMOS或者CCD的光学器件就会收集到不同明暗程度的图片信息，就完成指纹的采集。

由于光学指纹传感器利用了光的折射和反射原理，因此，光路设计成为指纹传感器设计的重点，现有的光学指纹传感器，由于光路结构设计等因素，其图像崎变程度相对较高，容易造成指纹采集对比失败等问题，此外，现有光学指纹传感器，结构复杂，系统唤醒容易受到外部金属物件的干扰等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足而提供的一种图像崎变程度低、抗干扰能力强的光学指纹传感器。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种光学指纹传感器，它包括外壳、棱镜、透镜组、光源及图像传感器，所述外壳内具有光学空腔，所述棱镜具有采集面、入光面、出光面及吸收面，其改进在于：所述棱镜设置于所述光学空腔的一侧，所述透镜组及图像传感器设置于所述光学空腔的另一侧，所述光源设置于所述棱镜的入光面的一旁，所述出光面上边缘到所述透镜组中心的垂线与出光面下边缘到所述透镜组中心的垂线所形成的夹角为60度。

下面对上述技术方案作进一步阐述：

进一步的，还包括彼此电性连接的第一PCB电路板及第二PCB电路板，所述光源电性连接于所述第一PCB电路板，所述图像传感器电性连接于所述第二PCB电路板，所述第一PCB电路板设置于所述外壳的底部，所述第二PCB电路板设置于所述光学空间内与所述棱镜所在侧相对的另一侧。

进一步的，所述第一PCB电路板上具有一用以唤醒所述光学指纹传感器的静电感应片，所述静电感应片覆盖于所述第一PCB电路板上靠近所述吸光面的一端，且该静电感应片的边缘与第一PCB电路板的边缘具有间距。

进一步的，所述棱镜上的采集面与吸光面之间的夹角为55度，所述出光面与采集面之间的夹角为65度。

进一步的，所述图像传感器为CMOS图像传感器。

进一步的，所述光源为LED光源。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的光学指纹传感器，棱镜的出光面上边缘到所述透镜组中心的垂线与出光面下边缘到所述透镜组中心的垂线所形成的夹角为60度，同时，棱镜上的采集面与吸光面之间的夹角为55度，所所述出光面与采集面之间的夹角为65度，如此，可确保图像传感器形成的图像崎变程度不超过3%，使得该光学指纹传感器的使用效果更好；此外，静电感应片覆盖于所述第一PCB电路板上靠近所述吸光面的一端，且该静电感应片的边缘与第一PCB电路板的边缘具有间距，如此结构设计相对于布满PCB板表面的静电感应片结构而言，可避免受到外部金属屏蔽干扰，其抗屏蔽干扰能力更强，在手指接触棱镜的采集面时，即可自动唤醒系统工作。

附图说明

图1是本实用新型实施例的爆炸图；

图2是本实用新型实施例的立体图；

图3是本实用新型实施例中第一PCB电路板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的剖视图；

图中：面壳1；底板2；棱镜3；采集面31；入光面32；出光面33；吸收面34；光源4；透镜组5；图像传感器6；第一PCB电路板7；静电感应片71；第二PCB电路板8。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例详细说明本实用新型的技术方案，以便更清楚、直观地理解本实用新型的发明实质。

参照图1至图4所示，本实用新型提供了一种光学指纹传感器，它包括外壳、棱镜3、透镜组5、光源4及图像传感器6，所述外壳由底板2及面壳1组成，底板2与面壳1之间具有光学空腔，所述棱镜3具有采集面31、入光面32、出光面33及吸收面34，所述棱镜3设置于所述光学空腔的一侧，所述透镜组5及图像传感器6设置于所述光学空腔的另一侧，所述光源4设置于所述棱镜3的入光面32的一旁，光源4发出的光线由入光面32射入棱镜3并进入采集面31，当手指放置于采集面31时，该光线经采集面31的折射透过出光面33到达至透镜组5，最后成像至图像传感器6上，由于指纹上的嵴线与采集面31接触，照射在嵴线上的光束，部分被吸收并从嵴线处散射，故在图像传感器6上呈暗线，而手指的谷线与棱镜3的采集面31不接触，照射在谷线上的光线发生全内反射，则在图像传感器6上呈亮线，如此，形成不同明暗程度的图像。

本实用新型中，棱镜3上出光面33上边缘到所述透镜组5中心的垂线与出光面33面下边缘到所述透镜组5中心的垂线所形成的夹角为60度，且棱镜3上的采集面31与吸光面之间的夹角为55度，所述出光面33与采集面31之间的夹角为65度，如此，可确保图像传感器6形成的图像崎变程度不超过3%，使得该光学指纹传感器的使用效果更好。

具体的，本实施例中，还包括彼此电性连接的第一PCB电路板7及第二PCB电路板8，所述光源4电性连接于所述第一PCB电路板7，该第一PCB电路板7主要用以驱动光源4，具体安装于所述外壳的底部，所述光源4可采用LED光源；所述图像传感器6电性连接于所述第二PCB电路板8，该图像传感器6可采用CMOS图像传感器6等，所述第二PCB电路板8用于指纹图像的处理等，其上安装有微处理芯片等，且该第二PCB电路板8设置于所述光学空间内与所述棱镜3所在侧相对的另一侧，如此，结构简单紧凑，装配更加简便。

进一步的，所述第一PCB电路板7上具有一用以唤醒所述光学指纹传感器的静电感应片71，所述静电感应片71覆盖于所述第一PCB电路板7上靠近所述吸光面的一端，且该静电感应片71的边缘与第一PCB电路板7的边缘具有间距。当手指接触到棱镜3的采集面31时，静电感应片71检测到静电信号，则唤醒光源4点亮及整个系统开始工作，如此结构设计相对于布满PCB板表面的静电感应片71结构而言，可避免受到外部金属屏蔽干扰，其抗屏蔽干扰能力更强，在手指接触棱镜3的采集面31时，即可自动唤醒系统工作。

综上，本实用新型的光学指纹传感器，通过光路改进，具体的，棱镜3的出光面33上边缘到所述透镜组5中心的垂线与出光面33下边缘到所述透镜组5中心的垂线所形成的夹角为60度，同时，棱镜3上的采集面31与吸光面之间的夹角为55度，所所述出光面33与采集面31之间的夹角为65度，如此，可确保图像传感器6形成的图像崎变程度不超过3%，使得该光学指纹传感器的使用效果更好；此外，通过静电感应片71结构改进，可避免受到外部金属屏蔽干扰，其抗屏蔽干扰能力更强，在手指接触棱镜3的采集面31时，即可自动唤醒系统工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种光学指纹传感器，它包括外壳、棱镜、透镜组、光源及图像传感器，所述外壳内具有光学空腔，所述棱镜具有采集面、入光面、出光面及吸收面，其特征在于：所述棱镜设置于所述光学空腔的一侧，所述透镜组及图像传感器设置于所述光学空腔的另一侧，所述光源设置于所述棱镜的入光面的一旁，所述出光面上边缘到所述透镜组中心的垂线与出光面下边缘到所述透镜组中心的垂线所形成的夹角为60度。

2.根据权利要求1所述的光学指纹传感器，其特征在于：还包括彼此电性连接的第一PCB电路板及第二PCB电路板，所述光源电性连接于所述第一PCB电路板，所述图像传感器电性连接于所述第二PCB电路板，所述第一PCB电路板设置于所述外壳的底部，所述第二PCB电路板设置于所述光学空间内与所述棱镜所在侧相对的另一侧。

3.根据权利要求2所述的光学指纹传感器，其特征在于：所述第一PCB电路板上具有一用以唤醒所述光学指纹传感器的静电感应片，所述静电感应片覆盖于所述第一PCB电路板上靠近所述吸光面的一端，且该静电感应片的边缘与第一PCB电路板的边缘具有间距。

4.根据权利要求1所述的光学指纹传感器，其特征在于：所述棱镜上的采集面与吸光面之间的夹角为55度，所述出光面与采集面之间的夹角为65度。

5.根据权利要求1所述的光学指纹传感器，其特征在于：所述图像传感器为CMOS图像传感器。

6.根据权利要求1所述的光学指纹传感器，其特征在于：所述光源为LED光源。

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