專利名稱：雙透鏡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、具有兩套光學(xué)模塊的
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)碼相機和攝像機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。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種新型的雙透鏡指掌紋采集儀，具有兩個采集窗口整合了兩套采集線路， 一套用來采集指紋，另一套用來采集掌紋，每一套采集線路采用平行布置得雙透鏡，提高圖像折射效果，提高指紋的清晰度，兩套光學(xué)模塊并行可同時提供多個數(shù)據(jù)的采集。[0008] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種雙透鏡指掌紋采集儀，包括殼體、光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置，其中，采集儀具有兩套光學(xué)模塊，每套光學(xué)模塊包括光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置；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，每一套光學(xué)模塊上所用的透鏡共兩片，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、物鏡裝置和圖像傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)。采集儀殼體上設(shè)置有兩個數(shù)據(jù)采集采集窗口 ，每一個數(shù)據(jù)采集采集窗口對應(yīng)一套光學(xué)模塊，一套為指紋采集模塊，用于采集平面或者滾動的指紋圖像，另一套為掌紋采集模塊，用于采集半掌紋、四指和兩個拇指的平面指紋圖像，并由圖像傳感器單獨輸出，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；本技術(shù)方案的采集儀由殼體封閉，殼體可以保護采集儀內(nèi)部的物鏡裝置、反射鏡及透鏡等，采集儀的圖像傳感器設(shè)置在殼體外部，可以方便對圖像傳感器進行更換，操作更加靈活。 作為優(yōu)選，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；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。物鏡裝置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；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，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。 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，采集儀整體的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。
圖1是本實用新型一種結(jié)構(gòu)示意圖；[0014] 圖2是本實用新型一種殼體結(jié)構(gòu)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、指紋采集窗口，13、掌
紋采集窗口。
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)方案作進一步具體的說明。 實施例一種雙透鏡指掌紋采集儀(參見附圖1)，包括殼體5、光源、折射鏡、反射鏡4和接收裝置，光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置組成一套光學(xué)模塊，采集儀內(nèi)部設(shè)置有兩套光學(xué)模塊，殼體上設(shè)置有兩個數(shù)據(jù)采集窗口 (參見附圖2)，每一個數(shù)據(jù)采集采集窗口對應(yīng)一套光學(xué)模塊，分別是1個掌紋采集窗口 13和1個指紋采集窗口 12 ;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11 ，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。[0018] 雙透鏡指掌紋采集儀具備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，為了滿足實際工作環(huán)境的需求，配有12V的直流電源變壓器，并且對工作環(huán)境(溫度)的要求也較寬松。 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)利要求一種雙透鏡指掌紋采集儀，其特征在于采集儀具有兩套光學(xué)模塊，每套光學(xué)模塊包括光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置；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，每一套光學(xué)模塊上所用的透鏡共兩片，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、物鏡裝置和圖像傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙透鏡指掌紋采集儀，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所述的雙透鏡指掌紋采集儀，其特征在于接筋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. 根根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙透鏡指掌紋采集儀，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所述的雙透鏡指掌紋采集儀，其特征在于所述的光源采用發(fā)光板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙透鏡指掌紋采集儀，其特征在于兩套光學(xué)模塊，一套為指紋采集儀，另一套為掌紋采集儀。
專利摘要本實用新型涉及一種雙透鏡平行布置、具有兩套光學(xué)模塊的采集儀。具有兩個采集窗口整合了兩套采集線路，一套用來采集指紋，另一套用來采集掌紋，每一套采集線路采用平行布置得雙透鏡，提高圖像折射效果，提高指紋的清晰度，兩套光學(xué)模塊并行可同時提供多個數(shù)據(jù)的采集。采集儀具有兩套光學(xué)模塊，每套光學(xué)模塊包括光源、折射鏡、反射鏡和接收裝置；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，每一套光學(xué)模塊上所用的透鏡共兩片，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、物鏡裝置和圖像傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)。殼體保護內(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，采集儀整體的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。
文檔編號A61B5/117GK201477616SQ20092030506
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