用于获取指纹图像的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及生物特征识别技术，特别涉及用于获取指纹图像的装置。按照本发明专利技术一个方面的用于获取指纹图像的装置包含：第一光波导；设置于所述第一光波导下方的光源单元，其配置为提供以一定角度入射到所述第一光波导的平行光束，所述角度设定为当所述第一光波导的上表面未有物体覆盖时，使得所述平行光束在所述第一光波导内不满足全反射条件；设置于所述第一光波导表面的第一光耦合输出单元，其配置为当所述第一光波导的上表面有物体覆盖时，将所述第一光波导内发生全反射的光束引导到所述第一光波导外部并进行成像；以及设置于所述第一光耦合输出单元的成像位置处的图像接收单元。

Device for obtaining fingerprint image

【技术实现步骤摘要】
用于获取指纹图像的装置
本专利技术涉及生物特征识别技术(biometrics)，特别涉及用于获取指纹图像的装置。
技术介绍
生物特征识别技术利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴定。可用的生物特征识别技术例如包括指纹、人脸、声纹、虹膜等，而指纹是其中应用最为广泛的一种。近几年来，指纹识别技术被逐步应用于诸如智能手机、平板电脑之类的移动终端上，成为支持解锁和在线支付等功能的重要基础技术。指纹识别的原理是，当手指与检测平面接触时，将导致某些物理状态的变化，该变化由传感器测得并转化为相应的指纹图像，随后基于该图形进行比对识别。按照图像获取方式的不同，指纹采集分为光学式、电容式和射频式三种类型。光学指纹采集方式具有使用寿命长、不易损坏、价格低廉和图像质量好等优点。图1为现有技术的光学指纹采集装置的示意图。如图1所示，光源发出的光束经由棱镜的第一面S1进入棱镜P，棱镜的第二面S2为检测面，当第二面S2上未放置手指时，光束经第二面S2全反射后从棱镜的第三面S3出射；另一方面，当在第二面S2上放置手指时，在指纹的脊处光束被散射而仅有部分光束被全反射，全反射的光束经聚焦透镜L成像后获得具有脊/谷对比度的指纹图像。受限于棱镜的体积以及聚焦透镜较长的焦距(为了消除散射成分)，上述装置难以实现小型化，因而阻碍了在移动终端中的应用，特别是在终端轻薄化的发展趋势下。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于获取指纹图像的装置，其具有结构紧凑和与移动终端集成性好等优点。按照本专利技术一个方面的用于获取指纹图像的装置包含：第一光波导；设置于所述第一光波导下方的光源单元，其配置为提供以一定角度入射到所述第一光波导的平行光束，所述角度设定为当所述第一光波导的上表面未有物体覆盖时，使得所述平行光束在所述第一光波导内不满足全反射条件；设置于所述第一光波导表面的第一光耦合输出单元，其配置为当所述第一光波导的上表面有物体覆盖时，将所述第一光波导内发生全反射的光束引导到所述第一光波导外部并进行成像；以及设置于所述第一光耦合输出单元的成像位置处的图像接收单元。优选地，在上述装置中，所述平行光束在所述第一光波导上的照射区域对应于所述第一光波导上的指纹检测区域。优选地，在上述装置中，所述第一光波导在被所述平行光束照射的区域具有微棱镜结构。优选地，在上述装置中，所述第一光波导在靠近所述第一光耦合输出单元的区域的表面设置镀膜层。优选地，在上述装置中，所述光源单元包括：点光源；设置于所述点光源之前的准直透镜，其配置为将从所述点光源出射的光线转换为平行光束；设置于所述准直透镜的出射光束的路径上的第二光波导，其在面对所述准直透镜的端部具有镀膜斜面以使来自所述准直透镜的平行光束在所述第二光波导内发生全反射；以及设置于所述第二光波导表面的第二光耦合输出单元，其配置为将所述第二光波导内发生全反射的平行光束引导到所述第二光波导外部，所述第二光耦合输出单元的尺寸设置为与所述平行光束在所述第一光波导上的照射区域相当。优选地，在上述装置中，所述光源单元包括：点光源；设置于所述点光源之前的准直透镜，其配置为将从所述点光源出射的光线转换为平行光束；设置于所述准直透镜的出射光束的路径上的第二光波导；设置在所述第二光波导的第一表面的光耦合输入单元，其配置为使来自所述准直透镜的平行光束在所述第二光波导内发生全反射，所述第一表面朝向所述准直透镜；以及设置于所述第二光波导表面的第二光耦合输出单元，其配置为将所述第二光波导内发生全反射的平行光束引导到所述第二光波导外部，所述第二光耦合输出单元的尺寸设置为与所述平行光束在所述第一光波导上的照射区域相当。优选地，在上述装置中，所述光源单元包括：点光源；设置于所述点光源之前的准直透镜，其配置为将从所述点光源出射的光线转换为平行光束；设置于所述准直透镜的出射光束的路径上的第二光波导；设置在所述第二光波导的第二表面的光耦合输入单元，其配置为使来自所述准直透镜的平行光束在所述第二光波导内发生全反射，所述第二表面与第二光波导的朝向所述准直透镜的表面相对；以及设置于所述第二光波导表面的第二光耦合输出单元，其配置为将所述第二光波导内发生全反射的平行光束引导到所述第二光波导外部，所述第二光耦合输出单元的尺寸设置为与所述平行光束在所述第一光波导上的照射区域相当。优选地，在上述装置中，所述光耦合输入单元为倾斜光栅、楔形反射面和反射棱镜中的一种。优选地，在上述装置中，所述第一光耦合输出单元为纳米光栅像素阵列、菲涅尔透镜、超透镜、微透镜阵列和短焦透镜中的一种。优选地，在上述装置中，所述第二光耦合输出单元为光栅。每个所述子模块包括：附图说明图1为按照本专利技术一个实施例的用于获取指纹图像的装置的示意图。图2为按照本专利技术一个实施例的用于获取指纹图像的装置的示意图。图3为图2所示用于获取指纹图像的装置中的光源单元的示意图。图4为可应用于图2所示用于获取指纹图像的装置中的光源单元的示意图。图5为可应用于图2所示用于获取指纹图像的装置中的另一种光源单元的示意图。图6为可用于图2所示用于获取指纹的装置中的纳米光栅像素阵列的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的用于获取指纹图像的装置作更为详细的描述。图2为按照本专利技术一个实施例的用于获取指纹图像的装置的示意图。图2所示的用于获取指纹图像的装置20包括第一光波导210、光源单元220、第一光耦合输出单元230和图像接收单元240。如图2所示，光源单元220设置于第一光波导210的下方，其配置为向第一光波导210提供平行光束。通过为平行光束设置进入第一光波导210的入射角，可以在第一光波导210的上表面未有物体覆盖时，使平行光束在第一光波导210内不满足全反射条件。参见图2，当有物体(例如图中的手指)覆盖第一光波导210的上表面时，在与手指的脊对应的位置处的平行光束发生漫反射，发生漫反射后的部分光线角度满足全反射从而在光波导210中继续传播；另一方面，在与指纹的谷对应的位置处，光线不满足全反射条件，因而无法在光波导210中传播。当发生全反射而继续传播的那部分平行光束到达设置于第一光波导210表面的第一光耦合输出单元230时，全反射条件不再得到满足，此时光束将被第一光耦合输出单元230引导到第一光波导210外部并进行成像。由此，可在设置于第一光耦合输出单元230的成像位置处的图像接收单元240上获得指纹图像。在图2所示的实施例中，优选地，平行光束在第一光波导210上的照射区域对应于第一光波导210上的指纹检测区域，也就是说，照射区域的大小与指纹检测区域基本上相同并且在垂直于第一光波导210表面法线的方向上基本对准。此外，为了增大来自光源单元220的平行光束的入射角以提高光能利用率，优选地，可在第一光波导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获取指纹图像的装置，其特征在于，包含：/n第一光波导；/n设置于所述第一光波导下方的光源单元，其配置为提供以一定角度入射到所述第一光波导的平行光束，所述角度设定为当所述第一光波导的上表面未有物体覆盖时，使得所述平行光束在所述第一光波导内不满足全反射条件；/n设置于所述第一光波导表面的第一光耦合输出单元，其配置为当所述第一光波导的上表面有物体覆盖时，将所述第一光波导内发生全反射的光束引导到所述第一光波导外部并进行成像；以及/n设置于所述第一光耦合输出单元的成像位置处的图像接收单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于获取指纹图像的装置，其特征在于，包含：
第一光波导；
设置于所述第一光波导下方的光源单元，其配置为提供以一定角度入射到所述第一光波导的平行光束，所述角度设定为当所述第一光波导的上表面未有物体覆盖时，使得所述平行光束在所述第一光波导内不满足全反射条件；
设置于所述第一光波导表面的第一光耦合输出单元，其配置为当所述第一光波导的上表面有物体覆盖时，将所述第一光波导内发生全反射的光束引导到所述第一光波导外部并进行成像；以及
设置于所述第一光耦合输出单元的成像位置处的图像接收单元。


2.如权利要求1所述的装置，其中，所述平行光束在所述第一光波导上的照射区域对应于所述第一光波导上的指纹检测区域。


3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一光波导在被所述平行光束照射的区域具有微棱镜结构。


4.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一光波导在靠近所述第一光耦合输出单元的区域的表面设置镀膜层。


5.如权利要求1所述的装置，其中，所述光源单元包括：
点光源；
设置于所述点光源之前的准直透镜，其配置为将从所述点光源出射的光线转换为平行光束；
设置于所述准直透镜的出射光束的路径上的第二光波导，其在面对所述准直透镜的端部具有镀膜斜面以使来自所述准直透镜的平行光束在所述第二光波导内发生全反射；以及
设置于所述第二光波导表面的第二光耦合输出单元，其配置为将所述第二光波导内发生全反射的平行光束引导到所述第二光波导外部，所述第二光耦合输出单元的尺寸设置为与所述平行光束在所述第一光波导上的照射区域相当。


6.如权利要求1所述的装置，其中，所述光源单元包括：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨天池，黄文彬，张展，刘艳花，浦东林，朱鸣，陈林森，
申请(专利权)人：苏州苏大维格光电科技股份有限公司，苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32