專利名稱：可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋圖像采集系統(tǒng)，尤其是指一種指紋 鎖的光學(xué)指紋圖像采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，人的指紋是全球唯一的，到目前為止，科學(xué)家尚未發(fā)現(xiàn)指紋 完全相同的兩個人，因此，長期以來，指紋作為生物識別特征被廣泛地應(yīng)用 于公安、刑偵行業(yè)。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，以指紋識別為 特征的指紋識別鎖系統(tǒng)已應(yīng)用于金融、保險、文物保護(hù)、辦公室以及家庭等 廣大領(lǐng)域?，F(xiàn)有的指紋鎖系統(tǒng)一般由指紋圖像采集裝置、指紋圖像處理和指 紋比對算法系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、伺服控制裝置及鎖具執(zhí)行機(jī)構(gòu)五部分組成， 指紋圖像處理和指紋比對算法系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、伺服控制裝置及鎖具執(zhí) 行機(jī)構(gòu)均安裝在鎖殼中，指紋采集裝置則安裝在鎖殼的表面，通過連接線與 指紋圖像處理和指紋比對算法系統(tǒng)相連，此外，在鎖殼上指紋采集裝置的附 近一般還安裝有控制指紋鎖系統(tǒng)的控制鍵、顯示屏、輸入鍵盤等輔助裝置。 由于指紋鎖需要隨時隨地準(zhǔn)備采集和比對指紋，若指紋系統(tǒng)常年處于通電工 作狀態(tài)，不但影響其使用壽命，同時對采用電池供電的指紋系統(tǒng)鎖將大大縮 短電池的使用壽命。雖然有部分指紋鎖系統(tǒng)帶有機(jī)械式或感應(yīng)式的電源控制 開關(guān)，這種結(jié)構(gòu)的指紋鎖系統(tǒng)操作和使用十分不便，同時還影響指紋鎖的整 體布局和美觀，另外，也有部分指紋鎖采用在指紋采集裝置外部加裝紅外探 測器來感知手指位置進(jìn)而觸發(fā)電源進(jìn)行指紋識別，然而這種外部加裝紅外探 測的功耗大、抗干擾能力差，容易受外界干擾而擾動上電，且紅外探測器的 安裝還受外部結(jié)構(gòu)的約束，不利于推廣應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其具有操作 簡便、使用方便、功耗小、抗干擾性能好等優(yōu)點(diǎn)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其 包括殼體、棱鏡、紅外探測觸發(fā)模塊、及指紋采集系統(tǒng)，紅外探測觸發(fā)模塊 與指紋釆集系統(tǒng)電性連接，棱鏡設(shè)有一成像面，紅外探測觸發(fā)模塊設(shè)于殼體內(nèi) 棱鏡附近，紅外探測觸發(fā)模塊發(fā)射的紅外光脈沖經(jīng)按壓在棱鏡成像面的手指反 射后可使紅外探測觸發(fā)模塊輸出觸發(fā)信號到指紋采集系統(tǒng)，指紋采集系統(tǒng)自動 觸發(fā)工作并讀取成像面的影像資料。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，指紋采集系統(tǒng)包括圖像 傳感器與指紋處理系統(tǒng)，圖像傳感器與指紋處理系統(tǒng)電性連接，指紋處理系統(tǒng) 與紅外探測觸發(fā)模塊電性連接。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，圖像傳感器為CMOS圖像傳感器或CCD圖像傳感器。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，還包括設(shè)于棱鏡與圖像 傳感器之間的光學(xué)成像透鏡組件。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，紅外探測觸發(fā)模塊由至 少一個紅外發(fā)射管和至少一個紅外接收管及分別與其對應(yīng)電性連接的發(fā)射接 收電路組成。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，紅外發(fā)射管與紅外接收 管分別設(shè)于棱鏡相對成像面的另外兩個面的附近。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，棱鏡采用光學(xué)玻璃材料 制成。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，棱鏡為三棱鏡。 所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，紅外探測觸發(fā)模塊與棱鏡之間填充高折光率有機(jī)硅材料。所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其中，紅外探測觸發(fā)模塊設(shè)有可見光照明器件。本發(fā)明可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，使用時只需將手指按壓在棱鏡 成像面上，系統(tǒng)即可自動觸發(fā)上電讀取指紋，操作簡便。且該光學(xué)系統(tǒng)能使紅外探測觸發(fā)模塊有效屏蔽意外情況的擾動上電，在有效減少功耗的同時提高了 指紋鎖的抗干擾性能。為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為實現(xiàn)預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，請參 閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng) 可由此得到深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本 發(fā)明加以限制。


下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的 技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。 附圖中，圖1為本發(fā)明可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)的主視圖； 圖2為圖1沿A-A的剖視圖； 圖3為圖1的立體分解示意圖； 圖4為圖1的紅外發(fā)射光路示意圖； 圖5為圖1的紅外接收光路示意圖。
具體實施方式
參閱圖l-3，本發(fā)明可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)包括殼體l、棱鏡2、包含照明發(fā)光二極管的紅外探測觸發(fā)模塊3、光學(xué)成像透鏡組件4及指紋 采集系統(tǒng)。指紋采集系統(tǒng)包括圖像傳感器50與指紋處理系統(tǒng)(未圖示)，圖像傳感 器50與指紋處理系統(tǒng)電性連接，指紋處理系統(tǒng)與紅外探測觸發(fā)模塊3電性連 接。圖像傳感器50可為電荷耦合元件圖像傳感器(Charge Coupled Device, CCD)，也可為金屬氧化物半導(dǎo)體元件圖像傳感器(Complementary Metal-Oxide Semiconductor ， CMOS )。棱鏡2為三棱鏡，采用光學(xué)玻璃材料制成，具有一成像面20。光學(xué)成像 透鏡組件4設(shè)于棱鏡2與圖像傳感器50之間，其具有一凸透鏡(未圖示)，該 凸透鏡能將棱鏡2成像面20上的影像聚焦到圖像傳感器50上。紅外探測觸發(fā)模塊3設(shè)于棱鏡2附近，可由紅外發(fā)射管301和紅外接收 管302及分別與其對應(yīng)電性連接的發(fā)射接收電路組成，該紅外發(fā)射管301與紅 外接收管302可為一個也可為多個，該發(fā)射接收電路為常規(guī)電路，可通過現(xiàn)有 技術(shù)實現(xiàn)。紅外發(fā)射管301與紅外接收管302分別設(shè)于棱鏡2相對成像面20 的其它兩個面的附近。該紅外探測觸發(fā)模塊3還具有可見光照明器件，以便照 亮棱鏡成像面20，使指紋采集系統(tǒng)能獲得清晰的指紋圖像。該紅外探測觸發(fā)模塊紅外發(fā)射管301發(fā)射的紅外光脈沖經(jīng)接觸成像面20 的手指6反射后即可使紅外光接收管302接收到而輸出觸發(fā)信號到指紋處理系 統(tǒng)，指紋處理系統(tǒng)控制可見光照明器件和圖像傳感器50得電工作讀取成像面 20的影像資料。本發(fā)明可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)的工作原理為-利用光學(xué)玻璃的色散效應(yīng)使紅外發(fā)射管301發(fā)射的紅外光311經(jīng)棱鏡2 的折射從成像面20射出(如圖4所示)，當(dāng)有手指6按壓在成像面20時經(jīng)手 指6反射的紅外光312被紅外接收器302接收到(如圖5所示)，發(fā)射接收電 路立即觸發(fā)與其相連的指紋處理系統(tǒng)，為圖像傳感器50和可見光照明器件提 供工作電壓。使圖像傳感器50得電工作，同時光學(xué)成像透鏡組件4將棱鏡成 像面20成像的指紋圖像聚焦到圖像傳感器50上并傳送至與其相連的指紋處理 系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理和算法處理，并對處理結(jié)果與存儲的相關(guān)指紋信息比較，從 而控制鎖具執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，如果是合法使用者則自動打開鎖具，如果不是合 法使用者則做相應(yīng)的提示或報警處理。為避免手指6按壓位置過低而形成不完 整指紋，本發(fā)明通過調(diào)整紅外探測觸發(fā)模塊3與棱鏡2的相對位置，以使得只 有當(dāng)手指6按壓位置超過成像面20主光軸后才觸發(fā)指紋采集系統(tǒng)工作，從而 保證采集指紋圖像的完整。本發(fā)明可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)還利用光學(xué)玻璃的色散效應(yīng)使紅 外發(fā)射管301發(fā)射的紅外光311能從棱鏡2的成像面20射出，并使離開成像 面20的物體形成的反射紅外光從空氣中射入棱鏡2時，被棱鏡2折射后偏離 紅外接收管302，以排除接近物體反射的紅外光干擾使紅外接收管302觸發(fā)出 現(xiàn)擾動上電，有效排除了意外情況的擾動上電。值得一提的是，紅外探測觸發(fā)模塊3與棱鏡2之間還可填充高折光率有 機(jī)硅材料，理論研究和實驗表明，采用高折光率的有機(jī)硅材料構(gòu)成紅外探測觸發(fā)模塊與棱鏡間的光路時，可以有效提高紅外光的界面透過率并進(jìn)一步改善紅 外光折射角，可提升紅外觸發(fā)系統(tǒng)靈敏度并降低紅外觸發(fā)系統(tǒng)功耗。本發(fā)明可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，使用時只需將手指按壓在棱鏡 成像面上，系統(tǒng)即可自動觸發(fā)上電讀取指紋，操作簡便。且該紅外探測觸發(fā)模 塊能有效屏蔽意外情況的擾動上電，在有效減少功耗的同時提高了指紋鎖的抗 干擾性能。在以上所述的僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明所做的各種 修飾與變化都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于，包括殼體、棱鏡、紅外探測觸發(fā)模塊、及指紋采集系統(tǒng)，紅外探測觸發(fā)模塊與指紋采集系統(tǒng)電性連接，棱鏡設(shè)有一成像面，紅外探測觸發(fā)模塊設(shè)于殼體內(nèi)棱鏡附近，紅外探測觸發(fā)模塊發(fā)射的紅外光脈沖經(jīng)按壓在棱鏡成像面的手指反射后可使紅外探測觸發(fā)模塊輸出觸發(fā)信號到指紋采集系統(tǒng)，指紋采集系統(tǒng)自動觸發(fā)工作并讀取成像面的影像資料。
2、 如權(quán)利要求l所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 指紋采集系統(tǒng)包括圖像傳感器與指紋處理系統(tǒng)，圖像傳感器與指紋處理系統(tǒng)電 性連接，指紋處理系統(tǒng)與紅外探測觸發(fā)模塊電性連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 圖像傳感器為CMOS圖像傳感器或CCD圖像傳感器。
4、 如權(quán)利要求2所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 還包括設(shè)于棱鏡與圖像傳感器之間的光學(xué)成像透鏡組件。
5、 如權(quán)利要求l所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 紅外探測觸發(fā)模塊由至少一個紅外發(fā)射管和至少一個紅外接收管及分別與其 對應(yīng)電性連接的發(fā)射接收電路組成。
6、 如權(quán)利要求5所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 紅外發(fā)射管與紅外接收管分別設(shè)于棱鏡相對成像面的另外兩個面的附近。
7、 如權(quán)利要求l所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 棱鏡采用光學(xué)玻璃材料制成。
8、 如權(quán)利要求l所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 棱鏡為三棱鏡。
9、 如權(quán)利要求l所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 紅外探測觸發(fā)模塊與棱鏡之間填充高折光率有機(jī)硅材料。
10、 如權(quán)利要求l所述的可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，其特征在于， 紅外探測觸發(fā)模塊設(shè)有可見光照明器件。
全文摘要
一種可自動觸發(fā)的光學(xué)指紋采集系統(tǒng)，包括殼體、棱鏡、光學(xué)成像透鏡組件、圖像傳感器、指紋處理系統(tǒng)、及設(shè)于殼體內(nèi)棱鏡附近的紅外探測觸發(fā)模塊，棱鏡呈三角形結(jié)構(gòu)，具有一成像面，使用時只需將手指按壓在棱鏡成像面上，紅外探測觸發(fā)模塊發(fā)射的紅外光脈沖經(jīng)按壓在棱鏡成像面的手指反射后即可輸出觸發(fā)信號，從而使指紋采集控制系統(tǒng)自動觸發(fā)上電讀取指紋，操作簡便，且該光學(xué)系統(tǒng)能使紅外探測觸發(fā)模塊有效屏蔽意外情況的擾動上電，在有效減少功耗的同時提高了指紋系統(tǒng)的抗干擾性能。
文檔編號G06K9/00GK101226593SQ200810065648
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者松 李 申請人:深圳市海貝斯智能科技有限公司