專利名稱：單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采集儀，尤其是一種雙透鏡平行布置、在殼體上布置有液晶
觸摸屏的指掌紋采集儀。
背景技術(shù)：
為準(zhǔn)確表征一個人的身份，有時需要采集個體的特征，現(xiàn)有的采集方式指紋、掌 紋、臉紋、虹膜、聲音、靜脈、簽名。 指紋是自然界的奇跡之一，人類因此恰好有了內(nèi)置的、容易獲取的身份證，每個人 的指尖都有一個僅代表他本人的獨特設(shè)計。 指紋采集儀系統(tǒng)有兩項基本工作一是需要獲得手指的圖像，二是需要確定該圖 像中的嵴紋和波谷是否與以前采集圖像中的嵴紋和波谷相吻合，獲得一個人的指紋圖像有 多種方法，現(xiàn)在最常用的方法就是光學(xué)模塊采集和半導(dǎo)體采集，這兩種采集方法以完全不 同的方式工作，但都會得到同一種圖像。 光學(xué)模塊采集的核心部件是圖像傳感器，這與數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)中使用的光傳感 器系統(tǒng)是相同的。CCD(電荷耦合器件)作為一個圖像傳感器，這種器件在光子的作用下可 以產(chǎn)生電信號，每個圖像傳感器記錄一個像素，即一個代表射中該點的光束的微小圓點。明 暗像素共同構(gòu)成了采集場景(例如一個手指)的圖像。通常，在采集儀系統(tǒng)中有一個模數(shù) 轉(zhuǎn)換器，用來處理模擬電子信號以產(chǎn)生該圖像的數(shù)字表現(xiàn)形式。采集儀配有光源，通常為一 組發(fā)光二極管，用來照亮手指的嵴紋。當(dāng)你將手指放在采集棱鏡上時，采集過程就開始了 ， CCD相機(jī)便將指紋照片拍攝下來。實際上CCD系統(tǒng)產(chǎn)生的是手指的倒像，較暗的區(qū)域代表較 多反射光線(手指的嵴紋)，較亮的區(qū)域代表較少的反射光線(手指的波谷)。在比較指紋 與存儲數(shù)據(jù)之前，采集儀處理器要確保CCD拍攝到了清晰的圖像。它會檢查像素暗度的平 均值或者一個小樣本的整體值，如果圖像整體太暗或太亮，該次采集便會被放棄。于是采集 儀調(diào)整采集時間以允許更多或者更少的光線進(jìn)入，再采集一次。如果暗度合適，采集儀系統(tǒng) 會繼續(xù)檢查圖像的清晰度(指紋采集的銳度)。處理器將查看在圖像上沿垂直和水平方向 移動的若干直線。如果與嵴紋垂直的線由非常暗的像素和非常亮的像素交互組成，那么就 意味著指紋圖像有很好的清晰度。在處理器發(fā)現(xiàn)圖像清晰并且曝光正確的情況下，它會繼 續(xù)將捕獲的指紋與文件上的指紋進(jìn)行比較。 像光學(xué)模塊采集儀一樣，半導(dǎo)體采集儀產(chǎn)生組成指紋的嵴紋和波谷圖像。不同之 處在于，半導(dǎo)體采集儀使用電流而非光線來感測指紋。 有些指紋采集儀在指紋采集界面外，還設(shè)置有操作界面，一般的操作界面大都采 用的是按鈕的形式，按鈕突出采集儀殼體的表面，容易誤按。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀， 一次反射縮小體 積，結(jié)構(gòu)簡單，圖像傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)部，可以保護(hù)圖像傳感器，采集儀的殼體帶液晶觸摸屏，防止誤按。 本實用新型的另一個目的是提供一種單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀，具有一個 較大采集面，可以采集指紋，可以采集掌紋，除平面采集外還能滾動采集。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種單反射液晶觸摸屏指掌 紋采集儀，包括殼體、光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置，其中，所述的折射鏡采用棱鏡，棱鏡 的入射面上貼覆有漫射器，棱鏡的反射面作為采集面，棱鏡的另一個面對應(yīng)放置有透鏡，所 述的透鏡共兩片，平行布置，所述的接收裝置包括物鏡裝置和圖像傳感器，棱鏡、透鏡、反射 鏡、物鏡裝置設(shè)置在殼體內(nèi)，圖像傳感器設(shè)置在殼體外，在采集儀的殼體上設(shè)置有用來操作 和顯示的液晶觸摸屏。物鏡裝置的作用是將標(biāo)本作第一次放大，是決定采集儀清晰程度 的重要的部件，物鏡裝置利用光線使被檢物體第一次成象，因而直接關(guān)系和影響成象的質(zhì) 量和各項光學(xué)技術(shù)參數(shù)，圖像傳感器是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能，將其感光面上的光 像轉(zhuǎn)換成與光像成相應(yīng)比例關(guān)系圖像電信號的一種功能器件，根據(jù)元件不同分為CCD和 CMOS (ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導(dǎo)體元件)，CCD是應(yīng)用 在成像方面的高端技術(shù)元件，CMOS則應(yīng)用于較低成像品質(zhì)的產(chǎn)品中，它的優(yōu)點是制造成本 較CCD更低，功耗也低得多，盡管在技術(shù)上有較大的不同，但CCD和CMOS兩者性能差距不是 很大，只是CMOS攝像頭對光源的要求要高一些，但現(xiàn)在該問題已經(jīng)基本得到解決，目前CCD 元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜選擇元件尺寸較大的為好； 采集儀由殼體封閉，殼體可以保護(hù)采集儀內(nèi)部的物鏡裝置、反射鏡、透鏡和圖像傳感器等； 1個采集窗口就可以采集10指平面指紋、滾動指紋及雙手掌紋，比如手掌上半部、手掌下半 部、側(cè)掌，2-4指以及雙手大拇指平面指紋的同步采集，手指滾動的速度不受任何限制；可 采取手指中間定位，先向手指一端滾動，再由手指這一端向另一端滾動，也可直接從手指任 一端向另一端滾動，采集儀殼體外設(shè)置有液晶觸摸屏，通過液晶觸摸屏可以采集指紋數(shù)據(jù)， 也可以通過液晶觸摸屏對采集儀內(nèi)部的功能進(jìn)行設(shè)定，同時液晶觸摸屏還能顯示操作的效 果或者中間操作的狀態(tài)，液晶觸摸屏與殼體的表面平齊或者凹陷到殼體表面里邊，因此可 以防止誤按。 作為優(yōu)選，殼體壁上設(shè)置有物鏡固定支架，采集儀上設(shè)有一個與物鏡裝置的外圈 相配的圓孔，物鏡裝置的外壁上設(shè)有一圈凸部，物鏡裝置穿過物鏡固定支架傷的圓孔并有 凸部定位。物鏡裝置通過通過凸部定位在物鏡固定支架上，可以保證物鏡裝置與反射鏡之 間的角度，保證物鏡裝置接收反射鏡反射的光線。 作為優(yōu)選，物鏡固定支架通過連接螺釘和定位螺釘連接有傳感器板固定支架，傳 感器板固定支架上設(shè)有大孔，物鏡裝置穿過大孔，傳感器板固定支架上固定傳感器板。 作為優(yōu)選，傳感器板從殼體外部通過兩端的連接件固定在傳感器板固定支架上， 圖像傳感器固定在傳感器板上，圖像傳感器正對物鏡裝置內(nèi)部的光路通道，傳感器板上連 接有數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線連接到采集儀的外部。傳感器板固定支架通過連接螺釘和定位螺釘連 接在物鏡固定支架上，通過定位螺釘可以調(diào)節(jié)傳感器板固定支架的角度，從而調(diào)整圖像傳 感器相對物鏡裝置的角度。 作為優(yōu)選，光源采用發(fā)光板。發(fā)光板能作為持續(xù)的光源，提供采集儀長時間地使用。 本實用新型的有益效果是棱鏡、透鏡、反射鏡、物鏡裝置設(shè)置在采集儀的殼體內(nèi)，殼體保護(hù)內(nèi)部的部件，圖像傳感器設(shè)置在殼體外部，方便更換選用不同精度的圖像傳感器， 操作靈活，采用兩片透鏡可以提高圖像折射的清晰度，物鏡裝置固定在殼體內(nèi)部并有凸部 定位在殼體內(nèi)的物鏡固定支架上，提高了光信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，提高光信號接收的成功率， 采集儀殼體上設(shè)置有液晶觸摸屏，防止誤按，提高安全性，采集儀整體的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。

圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型一種殼體示意圖； 圖中1、棱鏡，2、漫射器，3、發(fā)光板，4、反射鏡，5、殼體，6、物鏡裝置，7、傳感器板， 8、圖像傳感器，9、透鏡，10、物鏡固定支架，11、傳感器板固定支架，12、液晶觸摸屏。
具體實施方式下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說 明。 實施例一種單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀(參見附圖1附圖2)，包括殼體5、 光源、折射鏡、反射鏡4和接收裝置，采用三棱鏡1作為折射鏡，采用發(fā)光板作為光源，棱鏡 的入射面上貼覆有漫射器2，棱鏡的第二個面作為采集面，發(fā)光板的光線從棱鏡的入射面進(jìn) 入經(jīng)過采集面反射經(jīng)過棱鏡的第三個面，對應(yīng)棱鏡第三個面的位置處透鏡9，透鏡共兩片， 平行布置，反射鏡布置在采集儀從透鏡穿出的光路上，接收裝置布置在反射鏡的反射光路 上，接收裝置包括物鏡裝置6和圖像傳感器8，棱鏡、透鏡、反射鏡、物鏡裝置設(shè)置在殼體內(nèi)，
殼體壁上設(shè)置有物鏡固定支架io，物鏡固定支架上設(shè)有一個與物鏡裝置的外圈相配的圓
孔，物鏡裝置的外壁上設(shè)有一圈凸部，物鏡裝置穿過物鏡固定支架上的圓孔并通過凸部定 位，物鏡固定支架通過連接螺釘和定位螺釘連接有傳感器板固定支架ll，傳感器板固定支 架上設(shè)有大孔，物鏡裝置穿過大孔，傳感器板固定支架上固定傳感器板7，傳感器板設(shè)置在
殼體外部，傳感器板通過兩端的連接件固定在傳感器板固定支架上，圖像傳感器固定在傳 感器板上，圖像傳感器正對物鏡裝置內(nèi)部的光路通道，殼體外部設(shè)置有液晶觸摸屏12，液晶 觸摸屏凹陷到殼體表面內(nèi)部。 單反射液晶觸摸屏采集儀具備USB2.0接口，可作為一臺標(biāo)準(zhǔn)的外圍設(shè)備，快速連 接至任何一臺個人電腦。 以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳方案，并非對本實用新型作任何形 式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求一種單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀，包括殼體、光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置，其特征在于所述的折射鏡采用棱鏡，棱鏡的入射面上貼覆有漫射器，棱鏡的反射面作為采集面，棱鏡的另一個面對應(yīng)放置有透鏡，所述的透鏡共兩片，平行布置，所述的接收裝置包括物鏡裝置和圖像傳感器，棱鏡、透鏡、反射鏡、物鏡裝置設(shè)置在殼體內(nèi)，圖像傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)，在采集儀的殼體上設(shè)置有用來操作和顯示的觸摸屏。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀，其特征在于殼體壁上設(shè)置 有物鏡固定支架，物鏡固定支架上設(shè)有一個與物鏡裝置的外圈相配的圓孔，物鏡裝置的外 壁上設(shè)有一圈凸部，物鏡裝置穿過物鏡固定支架傷的圓孔并有凸部定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀，其特征在于物鏡固定支架 通過連接螺釘和定位螺釘連接有傳感器板固定支架，傳感器板固定支架上設(shè)有大孔，物鏡 裝置穿過大孔，傳感器板固定支架上固定傳感器板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀，其特征在于傳感 器板從殼體外部通過兩端的連接件固定在傳感器板固定支架上，圖像傳感器固定在傳感器 板上，圖像傳感器正對物鏡裝置內(nèi)部的光路通道，傳感器板上連接有數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線連接到 采集儀的外部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單反射液晶觸摸屏指掌紋采集儀，其特征在于所述的光源采 用發(fā)光板。
專利摘要本實用新型涉及一種雙透鏡平行布置、在殼體上布置有液晶觸摸屏的指掌紋采集儀。一次反射縮小體積，結(jié)構(gòu)簡單，圖像傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)部，可以保護(hù)圖像傳感器，采集儀的殼體帶液晶觸摸屏，防止誤按。包括殼體、光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置，其中，所述的折射鏡采用棱鏡，棱鏡的入射面上貼覆有漫射器，棱鏡的反射面作為采集面，棱鏡的另一個面對應(yīng)放置有透鏡，所述的透鏡共兩片，平行布置，所述的接收裝置包括物鏡裝置和圖像傳感器，棱鏡、透鏡、反射鏡、物鏡裝置設(shè)置在殼體內(nèi)，圖像傳感器設(shè)置在殼體外，在采集儀的殼體上設(shè)置有用來操作和顯示的液晶觸摸屏。采用兩片透鏡可以提高圖像折射的清晰度，物鏡裝置固定在殼體內(nèi)部并有凸部定位在殼體內(nèi)的物鏡固定支架上，提高了光信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，提高光信號接收的成功率，采集儀殼體上設(shè)置有液晶觸摸屏，防止誤按，提高安全性，采集儀整體的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。
文檔編號A61B5/117GK201477614SQ200920305058
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者翁德榮 申請人:格林比特(天津)生物信息技術(shù)有限公司