一种扁平式指纹采集器制造技术

一种扁平式指纹采集器，属于指纹图像捕获识别技术领域，包括采集器壳体和置于其内纵截面为直角梯形的棱镜、透镜和图像传感器，透镜和图像传感器位于棱镜直腰面一侧，其特征在于棱镜的上底面作为指纹采集面，棱镜斜腰面为全反射镜面，棱镜直腰面为棱镜出射面，棱镜直腰面近邻一黑色腔体，黑色腔体的深度Ｌ大于棱镜高度的１／２，黑色腔体的另一侧为透镜和图像传感器透镜，透镜的图像接收面与出射面相接，图像传感器的图像接收面位于透镜的成像面上，所述图像传感器为ＣＭＯＳ芯片。本实用新型专利技术扁平式指纹采集器轻质、清晰度好，由于省却反射镜，结构简，单装配方便，机械强度更强。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于指纹图像捕获识别
，具体涉及一种尺寸小、薄型高清晰指纹采集器。
技术介绍
指纹采集器用于采集指纹信息，适用于门禁、汽车、考勤、计算机等访问控制装置 上，光学型指纹采集器是将光照到放棱镜指纹采集面的指纹形成图像，并通过反射形成于 图像传感器上，最初的光学型指纹采集器体积大，不能用于安装空间受限制的设备使用，且 无法适应近年来最小化产品的趋势，为减小尺寸一种薄型的指纹采集仪被业内专家认可的 如附附图说明图1为扁平式指纹采集器，由棱镜8、透镜5和光电检测器或者图像传感器7组成，棱 镜8的下底面为黑漆层9，斜腰面为反光镜面1，其光路是手指覆盖在棱镜上，其覆盖部分的 光线通过棱镜反射到黑漆层，黑漆层再通过棱镜的反射到斜腰面1并通过透镜5和反射面 6传送到光电检测器7。黑漆面能提高一定图像清晰度且能实现小型化，但是棱镜涂黑面工 艺，使生产效率和成本增加。同时，棱镜一般为玻璃材料，在其上面进行涂黑处理后提高定 对比度的程度有限。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种轻质、清晰度好、机 械强度更强、结构简单、生产装配方便的扁平式指纹采集器。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案一种扁平式指纹采集器，包括采集器壳体和置于其内纵截面为直角梯形的棱镜、 透镜和图像传感器，透镜和图像传感器位于棱镜直腰面一侧，其特征在于棱镜的上底面作 为指纹采集面，棱镜斜腰面为全反射镜面，棱镜直腰面为棱镜出射面，棱镜直腰面近邻一黑 色腔体，黑色腔体的深度L大于棱镜高度的1/2，黑色腔体的另一侧为透镜和图像传感器透 镜，透镜的图像接收面与出射面相接，图像传感器的图像接收面位于透镜的成像面上，所述 图像传感器为CMOS芯片。图像通过棱镜和透镜后直接在图像传感器上成像。进一步，透镜置于一可相对纵向位移的套筒，透镜嵌设于透镜套筒中。如此设计透 镜的焦距从外部可调，提高了便利性。优选的方案是为便于加工，黑色腔体为采集器壳体的一部分，为采集器壳体的内 壁涂有哑光黑色的一段。所述黑色腔体的内侧布设数个凹坑或凸起。或者波纹面或者现有技术中常用于增 强光线吸收的形状或者结构。棱镜直角梯形的下底面两侧配装有LED光源。有利于提高光照强度，提高成像质量。相比现有技术的扁平式指纹采集器，其有益效果为(1)去除了反射镜，使得指纹采集器结构更加简单，装配方便，在成本上和工艺上更加可控。而且图像通过棱镜和透镜后，直接在图像传感器上成像，减少了原有结构通过反 射镜来成像可能产生的偏差。(2)棱镜省却涂黑面工艺，使其制造更为简单；(3)可减小棱镜的长度 尺寸，在实验中达到同样的效果。黑色腔体可以缩短原黑漆 层长度的2/3，相比现有技术降低指纹采集器整体尺寸，而同时改变了光路，使采集器微型 化，采集器的微型化可以增强其机械强度。(4)由黑色腔体来吸收光线，可得到比传统的指纹采集器对比度更高的图像，有利 于提高成像质量，保证成像的清晰度和完整性。(5)透镜透镜的焦距从外部可调，提高了便利性.说明书附图图1为现有技术扁平式指纹采集器结构示意图。图2为本技术扁平式指纹采集器结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例来对本技术进行进一步说明，但并不将本技术限于 这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本技术涵盖了权利要求书范围内所 可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。实施例1如图2所示一种新型的指纹采集器，由棱镜8、透镜5、cmos图像传感器7、以及黑 色腔体L构成，并都安装在一个塑料盒体中。棱镜8的纵截面为直角梯形、透镜和图像传感 器位于棱镜直腰面一侧，斜腰面制有反射镜面1，棱镜的上底面作为指纹采集面2，棱镜直 腰面近邻一黑色腔体，黑色腔体的深度L大于棱镜高度的1/2，配置在棱镜的直腰面和透镜 5之间。即黑色腔体的另一侧为透镜5和图像传感器。透镜5和指纹传感器中间没有其他 的装置。透镜5置于一可相对外壳1位移的套筒4，透镜嵌设于透镜套筒4中，透镜套筒的 顶端露在塑料盒体外。指纹采集面2为指纹接触表面，用于供人的指纹接触，反射镜面1为全反射表面， 用于全内反射从指纹采集面21相接触的指纹所散射的光。反射镜面1与棱镜下底面形成 一定角度，对其出射的光进行反射，通过直角腰面(出射面)使入射的光最终向外射出，透 镜5的图像接收面与出射面相接，图像传感器的图像接收面位于透镜5的成像面上，通过透 镜5聚焦在图像传感器，图像传感器将图像转换为电信号输出，从而采集到指纹图像，在实际应用过程中，人将手指放在棱镜上进行图像采集时时，手指覆盖在棱镜上， 其覆盖部分的光线通过棱镜进行反射，并通过透镜直接传送到CMOS传感器。其他手指未覆 盖到部分的光线通过棱镜反射后被黑色腔体所吸收。在实际应用中，黑色腔体是属于指纹头壳体结构的一部分，内壁为 光黑色，腔体 深度L越大光线吸收效果越好，但整体体积也会变大。采用形状不规则(如波纹面)的腔 体且深度大于1/2H(H为棱镜高度)就可得有效的吸收光线，得到比传统指纹采集器更好的 图像对比度，从而得到更好的指纹图像。本技术cmos图像传感器为图像采集量化传感器，将光学cmos图像传感器的传感阵列中心对准光学系统的光轴，调整透镜套筒使其和cmos靶面重合，cmos图像传感器 可以选择OmniVision公司的7649。本实施例中透镜安装了可从指纹采集器外部进行移动的透镜套筒，在整体指纹安 装完成后可以方便的进行焦距的调整，从而增加了生产过程的便利性。本技术并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替 代，仍属于本技术权利要求所要求保护的范围。权利要求一种扁平式指纹采集器，包括采集器壳体和置于其内纵截面为直角梯形的棱镜、透镜和图像传感器，透镜和图像传感器位于棱镜直腰面一侧，其特征在于棱镜的上底面作为指纹采集面，棱镜斜腰面为全反射镜面，棱镜直腰面为棱镜出射面，棱镜直腰面近邻一黑色腔体，黑色腔体的深度L大于棱镜高度的1/2，黑色腔体的另一侧为透镜和图像传感器透镜，透镜的图像接收面与出射面相接，图像传感器的图像接收面位于透镜的成像面上，所述图像传感器为CMOS芯片。2.如权利要求1所述扁平式指纹采集器，其特征在于透镜置于一可相对纵向位移的套 筒，透镜嵌设于透镜套筒中。3.如权利要求1所述扁平式指纹采集器，其特征在于黑色腔体为采集器壳体的一部 分，为采集器壳体的内壁涂有 光黑色的一段。4.如权利要求3所述扁平式指纹采集器，其特征在于所述黑色腔体的内侧布设数个凹 坑或凸起。5.如权利要求4所述扁平式指纹采集器，其特征在于棱镜直角梯形的下底面两侧配装 有LED光源。专利摘要一种扁平式指纹采集器，属于指纹图像捕获识别
，包括采集器壳体和置于其内纵截面为直角梯形的棱镜、透镜和图像传感器，透镜和图像传感器位于棱镜直腰面一侧，其特征在于棱镜的上底面作为指纹采集面，棱镜斜腰面为全反射镜面，棱镜直腰面为棱镜出射面，棱镜直腰面近邻一黑色腔体，黑色腔体的深度L大于棱镜高度的1/2，黑色腔体的另一侧为透镜和图像传感器透镜，透镜的图像接收面与出射面相接，图像传感器的图像接收面位于透镜的成像面上，所述图像传感器为CMOS芯片。本技术扁平式指纹采集器轻质、清晰度好，由于省却反射镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扁平式指纹采集器，包括采集器壳体和置于其内纵截面为直角梯形的棱镜、透镜和图像传感器，透镜和图像传感器位于棱镜直腰面一侧，其特征在于棱镜的上底面作为指纹采集面，棱镜斜腰面为全反射镜面，棱镜直腰面为棱镜出射面，棱镜直腰面近邻一黑色腔体，黑色腔体的深度Ｌ大于棱镜高度的１／２，黑色腔体的另一侧为透镜和图像传感器透镜，透镜的图像接收面与出射面相接，图像传感器的图像接收面位于透镜的成像面上，所述图像传感器为ＣＭＯＳ芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾永明，
申请(专利权)人：浙江德施曼机电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]