包含发光面的生物特征识别光学系统、光源组件及制造方法技术方案

本公开提供了一种包含发光面的生物特征识别光学系统，包括：光源组件，光源组件配置为当接触生物特征时发射光线，光源组件包括光学元件，光学元件为至少一面是曲面经过光学设计且接触面具有发光功能的聚光透镜；光学镜头，光学镜头能够接收光源组件发射的光线；以及图像传感器，光学镜头将接收的光线投影到图像传感器上，图像传感器设置在光学镜头的投影面上以采集生物特征的图像。本公开还提供了一种光源组件及制造方法。

Biometric recognition optical system including luminous surface, light source assembly and manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
包含发光面的生物特征识别光学系统、光源组件及制造方法
本公开属于指纹识别
，本公开尤其涉及一种包含发光面的生物特征识别光学系统、光源组件及制造方法。
技术介绍
通过指纹识别的生物识别技术不仅方便，而且在安保性和经济性方面都非常出色，并且广泛用于考勤管理/门禁控制。作为用于指纹输入的设备，存在使用半导体传感器和光学传感器的方法，半导体传感器小而薄，但是具有缺点，由于其低耐久性和高成本而难以大面积制造。半导体传感器是通过利用人类皮肤的电特性而获得的原理，并且测量手指与感知电极之间的电容以对其形成图像。因此，如果皮肤非常干燥，皮质变厚或粘了其他异物，则图像质量会大大降低。光学传感器具有出色的图像清晰度和较低的生产成本，因此从注册设备到认证设备都得到了广泛的应用。光学指纹传感器利用光的反射，吸收和散射的原理，并且根据该方法可以分为亮背景采集仪和暗背景采集仪：1、暗背景指纹采集仪采用漫反射的原理，指纹的脊线与采集棱镜紧密接触，照射在脊线上的光束发生漫反射，透镜组将指纹脊线接触部位漫反射的光成像到成像装置上，显示为亮线，谷线不接触，光线仍旧透射出采集棱镜，所以谷线在成像装置上显示为暗线，从而得到暗背景的图像。2、亮背景指纹采集仪采用全反射的原理，指纹的脊线与采集棱镜紧密接触，破坏了全反射条件，一部分入射光被手指吸收，余下部分光发生漫反射，透镜组将该反射光束成像到成像装置上，脊线吸收了部分全反射光线，显示为暗线；谷线不与采集面接触，全反射依旧成立，显示为亮线，从而形成亮背景的指纹图像。但是，需要高难度的照明设计来照射均匀的照明，并且必须有效地阻止外部光和与其干扰的内部反射，而且对周围环境(如直射光线和入射光)敏感。存在的问题是光学设计的难度增加，并且camera控制会变的复杂化。为了克服现有的光学传感器和半导体传感器的缺点，开发了直接照相方式和超声波方式的各种技术，但是由于它们的可用性很低或价格很高，所以尚未被广泛使用。为了使照明更加均匀必须要进行光学及电路布局设计。但是光学和电路布局设计需要大量的时间和精力来开发，相应的产品结构也需要进行特殊设计，这样会使产品开发时间和成本增加。例如中国专利CN101656299B当中，公开了一种接触发光元件、其制造方法以及指纹识别装置，使用了接触发光元件。其原理是指掌接触发光元件的情况下，在指掌纹中流过交流电而产生电场，由此根据指掌纹的接触面而产生指掌纹的图像，发出的光经过图像传感器接收后进行光电信号转换，达到采集和识别的功能。该中国专利的核心是制作这种接触发光元件的方法和构造。而且接触发光元件在产品中，为了保持稳定性，需要采用尺寸大小与接触发光元件相同的透明支撑物，并且必须使用透明粘结剂将透明支撑物和接触发光元件粘合在一起使用，不仅制造成本会增加，而且发出的光会经过多次的折射和散射，光的效率和均匀性也会降低。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种包含发光面的生物特征识别光学系统、光源组件及制造方法。本公开的包含发光面的生物特征识别光学系统、光源组件及制造方法通过以下技术方案实现。根据本公开的一个方面，提供一种包含发光面的生物特征识别光学系统，包括：光源组件，光源组件配置为当接触生物特征时发射光线，光源组件包括光学元件，光学元件为至少一面是曲面经过光学设计且接触面具有发光功能的聚光透镜；光学镜头，光学镜头能够接收光源组件发射的光线；以及图像传感器，光学镜头将接收的光线投影到图像传感器上，图像传感器设置在光学镜头的投影面上以采集生物特征的图像。根据本公开的至少一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统，光学元件的光线出射面为曲面。根据本公开的至少一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统，光源组件还包括透明半导体薄膜层、发光层、涂黑层以及保护层；透明半导体薄膜层设置在光学元件的光线入射面上，发光层设置在透明半导体薄膜层上，涂黑层设置在发光层上，保护层设置在涂黑层上。根据本公开的至少一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统，还包括控制单元，控制单元对图像传感器采集的生物特征的图像进行处理，以及为光源组件提供交流电。根据本公开的至少一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统，还包括壳体，光源组件、光学镜头、图像传感器以及控制单元均设置在壳体之内，且壳体具有采集窗口，通过采集窗口对生物特征进行图像采集。根据本公开的至少一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统，生物特征为掌纹或者指纹。根据本公开的至少一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统，透明半导体薄膜层为ITO薄膜层。根据本公开的至少一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统，光学元件的光线入射面包括曲面，相应地，透明半导体薄膜层、发光层、涂黑层以及保护层均包括曲面以配合光学元件的光线入射面的曲面。根据本公开的另一个方面，提供一种光源组件，光源组件配置为当接触生物特征时发射光线，包括：光学元件，光学元件为至少一面是曲面经过光学设计的聚光透镜；透明半导体薄膜层，透明半导体薄膜层设置在光学元件的光线入射面上；发光层，发光层设置在透明半导体薄膜层上；涂黑层，涂黑层设置在发光层上；以及保护层，保护层设置在涂黑层上，当透明半导体薄膜层被通电且生物特征通过保护层接触光源组件时，发光层响应于接触并发射光线，光线通过光学元件的光线出射面射出。根据本公开的至少一个实施方式的光源组件，光学元件的光线入射面包括曲面，相应地，透明半导体薄膜层、发光层、涂黑层以及保护层均包括曲面以配合光学元件的光线入射面的曲面。根据本公开的至少一个实施方式的光源组件，透明半导体薄膜层为ITO薄膜层。根据本公开的又一个方面，提供一种制造上述任一项的光源组件的方法，包括：将光学元件的至少一面设置为曲面，使得光学元件成为至少一面是曲面经过光学设计的聚光透镜；将透明半导体薄膜层形成在光学元件的与曲面相对的表面上；将发光层形成在透明半导体薄膜层上；将涂黑层形成在发光层上；以及将保护层形成在涂黑层上。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开的一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统的结构示意图。图2是根据本公开的一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统的光源组件的结构示意图。图3是根据本公开一个实施方式的具有平面接触面的光源组件被手指触摸时的示意图。图4是根据本公开一个实施方式的具有曲面接触面的光源组件被手指触摸时的示意图。图5是电致发光原理示意图。图6是根据本公开的又一个实施方式的包含发光面的生物特征识别光学系统的结构示意图。附图标记说明100包含发光面的生物特征识别光学系统101光源组件1011光学元件1012本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含发光面的生物特征识别光学系统，其特征在于，包括：/n光源组件，所述光源组件配置为当接触生物特征时发射光线，所述光源组件包括光学元件，所述光学元件为至少一面是曲面经过光学设计且接触面具有发光功能的聚光透镜；/n光学镜头，所述光学镜头能够接收所述光源组件发射的光线；以及/n图像传感器，所述光学镜头将接收的光线投影到所述图像传感器上，所述图像传感器设置在所述光学镜头的投影面上以采集所述生物特征的图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种包含发光面的生物特征识别光学系统，其特征在于，包括：
光源组件，所述光源组件配置为当接触生物特征时发射光线，所述光源组件包括光学元件，所述光学元件为至少一面是曲面经过光学设计且接触面具有发光功能的聚光透镜；
光学镜头，所述光学镜头能够接收所述光源组件发射的光线；以及
图像传感器，所述光学镜头将接收的光线投影到所述图像传感器上，所述图像传感器设置在所述光学镜头的投影面上以采集所述生物特征的图像。


2.根据权利要求1所述的包含发光面的生物特征识别光学系统，其特征在于，所述光学元件的光线出射面为曲面。


3.根据权利要求2所述的包含发光面的生物特征识别光学系统，其特征在于，所述光源组件还包括透明半导体薄膜层、发光层、涂黑层以及保护层；
所述透明半导体薄膜层设置在所述光学元件的光线入射面上，所述发光层设置在所述透明半导体薄膜层上，所述涂黑层设置在所述发光层上，所述保护层设置在所述涂黑层上。


4.根据权利要求3所述的包含发光面的生物特征识别光学系统，其特征在于，所述光学元件的光线入射面包括曲面，相应地，所述透明半导体薄膜层、发光层、涂黑层以及保护层均包括曲面以配合所述光学元件的光线入射面的所述曲面。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的包含发光面的生物特征识别光学系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元对所述图像传感器采集的生物特征的图像进行处理，以及为所述光源组件提供交流电。


6.根据权利要求5所述的包含发光面的生物特征识别光学系统，其特征在于，还包括壳体，所述光源组件、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛德庆，田宝龙，李镇旭，
申请(专利权)人：青岛海泰新光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37