CN207424886U - 一种指纹采集仪 - Google Patents
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Abstract
一种指纹采集仪，其包括壳体和设置在所述壳体内的光学指纹成像模块，所述光学指纹成像模块由棱镜、第一反射镜、第二反射镜、镜头组以及成像装置顺次光路连接，所述棱镜是六面梯形棱镜，包括大端面、与所述大端面相对的小端面、两个斜侧面和其余两个侧面，所述大端面是指纹采集面，所述小端面是光源射入面，所述两个斜侧面中的一个为成像出光面，光学指纹成像模块还包括聚光装置，所述聚光装置设置在棱镜的所述成像出光面处，聚光装置的入光面与棱镜的所述成像出光面相对。通过在棱镜的所述成像出光面处设置聚光装置，使得第一反射镜、第二反射镜可以做的较小，而且有效缩短了棱镜到成像装置之间的光路，使得指纹采集仪的体积得以减小。
Description
技术领域
本实用新型涉及指纹识别技术领域，更具体地说是一种指纹采集仪。
背景技术
指纹具有人皆不同且终生不变的特点，已经作为生物特征被大量使用。指纹采集仪是指根据指纹特点制作成的一种特殊仪器。
为了识别指纹，人们发明了指纹采集仪，如申请号为201610702615.8的中国专利公开的一种指纹采集仪，这种指纹采集仪包括壳体和设置在所述壳体内的光学指纹成像模块，所述光学指纹成像模块由棱镜、第一反射镜、第二反射镜、镜头组以及成像装置顺次光路连接，所述棱镜是六面梯形棱镜，包括有大端面、与所述大端面相对的小端面、两个斜侧面和其余两个侧面，所述大端面是指纹采集面，所述小端面是光源射入面，所述两个斜侧面中的一个为成像出光面。相较于传统指纹仪，这种指纹采集仪增加了第一反射镜和第二反射镜，从棱镜中映出的指纹图案依经第一反射镜、第二反射镜、镜头组传递给成像装置，上述光路设计有效降低了指纹采集仪的厚度，使指纹采集仪更薄。
上述指纹采集仪虽然在一定程度上降低了指纹采集仪的厚度，但是随着设备逐渐向小型化发展，指纹采集仪也有待进一步向小型化发展。此外，现有指纹采集仪还存在以下缺陷：其有效采集窗口一般≦18mm×14mm，无法适应国际市场，而如果增大指纹采集窗口，由于各光学元件增大以及光路变长将使采集仪体积变大。在一些特殊环境下，如水中，无法有效采集指纹。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种指纹采集仪，以解决指纹采集仪存在的上述缺陷中的至少一种。
为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种指纹采集仪，包括壳体和设置在所述壳体内的光学指纹成像模块，所述光学指纹成像模块由棱镜、第一反射镜、第二反射镜、镜头组以及成像装置顺次光路连接，所述棱镜是六面梯形棱镜，包括大端面、与所述大端面相对的小端面、两个斜侧面和其余两个侧面，所述大端面是指纹采集面，所述小端面是光源射入面，所述两个斜侧面中的一个为成像出光面，所述光学指纹成像模块还包括聚光装置，所述聚光装置设置在棱镜的所述成像出光面处，聚光装置的入光面与棱镜的所述成像出光面相对。
优选地，所述聚光装置是入光面和出光面都为曲面的凸透镜。
优选地，所述聚光装置是一面为平面另一面为曲面的平凸透镜。
优选地，所述聚光装置是由至少两个凸透镜或凸透镜与平凸透镜组合而成的组合式聚光装置。
优选地，所述棱镜是折射率至少为1.7的玻璃制作的棱镜。
优选地，所述指纹采集仪的指纹采集窗口为16mm×24mm。
优选地，所述指纹采集仪内的光源为广角LED灯，光源配置于棱镜的所述小端面处。
优选地，所述第一反射镜和所述成像装置设置在靠近棱镜的所述小端面一侧与所述大端面大致平行。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
由于在棱镜的所述成像出光面处设置了聚光装置，使得第一反射镜、第二反射镜可以做的较小，而且有效缩短了棱镜到成像装置之间的光路，从而使得指纹采集仪的体积得以减小。
由于棱镜玻璃的折射率大于等于1.7，使得其在水中也可以有效采集指纹。
附图说明
图1为一实施例指纹采集仪的结构示意图；
图2为一实施例指纹采集仪的光路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图中标号如下：
1、壳体 2、小反射镜(第二反射镜) 3、反射镜压座
4、压座固定螺丝 5、大反射镜(第一反射镜) 6、PCB板
7、大防水垫 8、后盖 9、后盖固定螺丝
10、PCB板固定螺丝 11、透镜压板固定螺丝 12、透镜压板
13、凸透镜(聚光装置) 14、棱镜 15、小防水垫
16、数据线护套 17、LED光源
参照图1和图2，本指纹采集仪包括壳体1和设置在所述壳体1内的光学指纹成像模块，所述光学指纹成像模块由棱镜14、大反射镜(第一反射镜)5、小反射镜(第二反射镜)2、镜头组61以及成像装置62顺次光路连接，所述棱镜14是六面梯形棱镜，棱镜14包括大端面141、与所述大端面141相对的小端面142、两个斜侧面143和144、以及其余两个侧面，所述大端面141是指纹采集面，所述小端面142是光源射入面，一个斜侧面143为成像出光面，另一个斜侧面144是暗背景面，刷黑色油墨，所述光学指纹成像模块还包括聚光装置13，所述聚光装置13设置在棱镜14的所述成像出光面143处，聚光装置13的入光面与棱镜14的所述成像出光面143相对。棱镜14固定在PCB板6和壳体1之间，在棱镜14与壳体1上采集窗口之间设置小防水垫15，凸透镜13通过透镜压板12、透镜压板固定螺丝11固定于壳体1内与棱镜14的成像出光面143相对，小反射镜2通过反射镜压座3、压座固定螺丝4固定于壳体1内，后盖8和壳体1之间设置大防水垫7。
图2中带箭头的线条表示光路。手指按压在大端面(即指纹采集面)141，LED光源17发出的光束照射到手指，光束发生漫反射从棱镜14的成像出光面143射出，通过凸透镜13、大反射镜5、小反射镜2、镜头组61成像到成像装置(CMOS芯片)62。
上述凸透镜13起到光线会聚作用，凸透镜13的设置使得大反射镜5、小反射镜2可以做的较小，而且有效缩短了棱镜14到成像装置62之间的光路，从而使得指纹采集仪的体积得以减小。
上述实施例中，聚光装置采用入光面和出光面都为曲面的凸透镜。在另外一些实施例中，聚光装置也可以采用平凸透镜，即一面为平面另一面为曲面的透镜，也可以采用由两个或多个凸透镜组合而成的组合式聚光装置，或者采用由凸透镜与平凸透镜组合而成的组合式聚光装置。
进一步所述棱镜14是折射率为1.7的玻璃制作的棱镜，以使其在水中也可以有效采集指纹。普通玻璃的折射率为1.53。实现水中有效采集指纹的原理如下：当指纹被压在棱镜14的指纹采集面，指纹的脊线与采集棱镜14紧密接触，照射在脊线上的光束发生漫反射，通过凸透镜13、大小反射镜、镜头组61将指纹脊线接触部位漫反射的光成像到成像装置(CMOS芯片)62上，显示为亮线；谷线不接触棱镜14，与棱镜14间形成一个空间，而空气或水保留在所述空间中，在指纹的谷线处光线折射出棱镜14，折射后光线一部分被手指吸收，一部分被手指漫反射；采用大的折射率光学玻璃，可减少被手指反射的光线再次进入棱镜14，所以谷线在成像装置62上显示为暗线，从而得到暗背景的图像。
进一步，所述指纹采集仪的指纹采集窗口为16mm×24mm，分辨率≧500DPI，不仅符合中国公安部要求，同时符合国际标准。现有指纹采集仪的指纹采集窗口≦18mm×14mm。如果没有上述聚光装置，将指纹采集窗口增大至16mm×24mm，采集仪的体积将会很大，不符合市场需求。通过本实用新型的方案使得指纹采集窗口增大后，指纹采集仪的整体体积仍能保持较小。
进一步所述指纹采集仪内的光源为广角LED光源，光源17配置于棱镜14的所述小端面142处。采用广角LED光源可以确保采集仪的有效采集窗口范围内都有光源。
参照图2，上述实施例中，大反射镜(第一反射镜)5和所述成像装置62设置在靠近棱镜14的所述小端面142一侧与所述大端面141大致平行。整个光路结构扁平化设计，使采集仪外观扁平化，结构紧凑，外型小巧。
上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种指纹采集仪，包括壳体和设置在所述壳体内的光学指纹成像模块，所述光学指纹成像模块由棱镜、第一反射镜、第二反射镜、镜头组以及成像装置顺次光路连接，所述棱镜是六面梯形棱镜，包括大端面、与所述大端面相对的小端面、两个斜侧面和其余两个侧面，所述大端面是指纹采集面，所述小端面是光源射入面，所述两个斜侧面中的一个为成像出光面，其特征在于：所述光学指纹成像模块还包括聚光装置，所述聚光装置设置在棱镜的所述成像出光面处，聚光装置的入光面与棱镜的所述成像出光面相对。
2.根据权利要求1所述的指纹采集仪，其特征在于：所述聚光装置是入光面和出光面都为曲面的凸透镜。
3.根据权利要求1所述的指纹采集仪，其特征在于：所述聚光装置是一面为平面另一面为曲面的平凸透镜。
4.根据权利要求1所述的指纹采集仪，其特征在于：所述聚光装置是由至少两个凸透镜或凸透镜与平凸透镜组合而成的组合式聚光装置。
5.根据权利要求1所述的指纹采集仪，其特征在于：所述棱镜是折射率至少为1.7的玻璃制作的棱镜。
6.根据权利要求1所述的指纹采集仪，其特征在于：所述指纹采集仪的指纹采集窗口不小于16mm×24mm。
7.根据权利要求1所述的指纹采集仪，其特征在于：所述指纹采集仪内的光源为广角LED光源，光源配置于棱镜的所述小端面处。
8.根据权利要求1所述的指纹采集仪，其特征在于：所述第一反射镜和所述成像装置设置在靠近棱镜的所述小端面一侧与所述大端面大致平行。
Priority Applications (1)
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| CN201721508823.0U CN207424886U (zh) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | 一种指纹采集仪 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Family
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Family Applications (1)
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| CN (1) | CN207424886U (zh) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109951619A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-28 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示装置 |
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2017
- 2017-11-13 CN CN201721508823.0U patent/CN207424886U/zh active Active
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