一種薄款非球面指紋采集棱鏡及采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種薄款非球面指紋采集棱鏡及采集裝置，主要由殼體、光源、控制電路系統(tǒng)及指紋采集光學系統(tǒng)構成；指紋采集棱鏡、光闌、非球面透鏡、反射鏡在殼體中順應光路分布設置；光源固定在指紋采集棱鏡的下方；控制電路系統(tǒng)與光源連接；非球面透鏡位于指紋采集棱鏡右側，其光軸與指紋采集棱鏡成像光軸重合，反射鏡位于非球面透鏡右側，光線經過反射鏡的反射，圖像到達CMOS指紋采集電路；指紋采集光學系統(tǒng)中的指紋采集棱鏡采用75°度斜面成像面和2個65度斜反射面結構，使光線在水平方向的路線沿長，在豎直方向上的路線縮短，指紋采集光學系統(tǒng)的高度能夠大大降低，指紋采集設備的體積得以縮小，便于嵌入手持機、核驗設備、指紋虹膜一體機等指紋復合設備，解決了采集儀產品在應用上受空間限制的問題，便于嵌入式安裝和攜帶。
【專利說明】一種薄款非球面指紋采集棱鏡及采集裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開一種薄款非球面指紋采集棱鏡，同時提供了采用該薄款非球面指紋采集棱鏡的采集裝置，屬于活體指紋采集裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，國內外市場上存在多種單指指紋采集儀和指紋模塊，采集儀一般放置在辦公桌上獨立應用，指紋模塊一般與指紋門鎖配套。不過都存在一個問題，相對體積較大。國內外市場上普遍存在的體積較小的單指采設備一般采用等腰直角棱鏡作為指紋采集棱鏡，體積一般為21mm*25mm*61.5mm，如圖1所不。很多手持核驗設備和指紋門鎖、指紋箱包、指紋保險柜等產品需要嵌入指紋采集設備時，體積較大就成為了一個很關鍵的制約因素。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明提 供一種薄款非球面指紋采集棱鏡，采集棱鏡采用雙斜面設計結構，采集設備整體厚度僅僅為13毫米，解決了現有采用等腰直角棱鏡的指紋采集儀體積過大無法嵌入指紋產品的缺欠。
[0004]本發(fā)明進一步提供了一種薄款非球面指紋采集裝置，解決了指紋采集儀在產品應用上受空間限制的問題，便于嵌入式安裝和攜帶。
[0005]本發(fā)明提供一種薄款非球面指紋采集棱鏡，其特征在于:
上下平行的指紋采集面和反射面，前后兩端的成像面和透光面，兩側的側反光面，其中，成像面為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面與側反射面之間設有2個65度倒角的斜反射面。
[0006]本發(fā)明提供一種薄款非球面設計指紋采集設備，其技術解決方案如下:
主要由殼體、光源、控制電路系統(tǒng)及指紋采集光學系統(tǒng)構成；所述的指紋采集光學系統(tǒng)包括在殼體中順應光路分布設置的指紋采集棱鏡、光闌、非球面透鏡、反射鏡；光源固定在指紋采集棱鏡的下方；控制電路系統(tǒng)與光源連接控制其工作；非球面透鏡位于指紋采集棱鏡右側，其光軸與指紋采集棱鏡成像光軸重合，反射鏡位于非球面透鏡右側，指紋采集棱鏡、非球面透鏡、反射鏡的中心位于同一光軸上，光線經過反射鏡的反射，圖像到達CMOS指紋采集電路；指紋采集光學系統(tǒng)的指紋采集棱鏡為本發(fā)明上述的薄款非球面指紋采集棱鏡，其特征在于:上下平行的指紋采集面和反射面，前后兩端的成像面和透光面，兩側的側反光面，其中，成像面為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面與側反射面之間設有2個65度倒角的斜反射面，將光線導入采集面。
[0007]本發(fā)明指紋采集光學系統(tǒng)中的非球面透鏡優(yōu)化了和提高了大視場的成像質量，(
-v = /J+J) - TT/I Jifflpp +.? r Λ+Λ;.'"ι% w — m.)提高了指紋圖像邊
緣的細節(jié)分辨能力，便于提取到更多的特征點。反射鏡將光路折轉的作用，大大減小了光學系統(tǒng)的體積，讓整個設備體積更小巧、便于攜帶和安裝。同時使得CMOS指紋采集電路平鋪在采集儀底部，也為電子元器件爭取到了最大的可利用空間。
[0008]本發(fā)明的積極效果在于:指紋采集光學系統(tǒng)中的指紋采集棱鏡采用75°度斜面成像面和2個65度斜反射面結構，使光線在水平方向的路線沿長，在豎直方向上的路線縮短，因此，指紋采集光學系統(tǒng)的高度能夠大大降低，指紋采集設備的體積得以縮小，便于嵌入手持機、核驗設備、指紋虹膜一體機等指紋復合設備，解決了采集儀產品在應用上受空間限制的問題，便于嵌入式安裝和攜帶。
[0009]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為現有等腰直角棱鏡結構的指紋采集儀結構原理圖；
圖2為本發(fā)明指紋采集光學系統(tǒng)結構原理圖；
圖3為本發(fā)明指紋采集棱鏡主視圖；
圖4為本發(fā)明指紋采集棱鏡側視圖；
圖5為本發(fā)明指紋采集棱鏡俯視圖；
圖中，1、指紋米集棱鏡；1.1、指紋米集面；1.2、反射面；；1.3、成像面；1.4、透光面；1.5、斜成像面；2、光闌；3、非球面透鏡；4、反射鏡；5、CMOS指紋采集電路；6、控制電路系統(tǒng)；7、殼體；8、綠色高亮LED光源；9、指紋采集窗。
【具體實施方式】
[0010]通過以下實施例進一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的技術解決方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發(fā)明的權利要求范圍之內。
[0011]實施例1
根據圖3?圖5所示，本發(fā)明提供的指紋采集棱鏡I的結構包括:上下平行的指紋采集面1.1和反射面1.2、前后兩端的成像面1.3和透光面1.4，兩側的側反光面1.6 (參見圖5)，厚度為7.5mm、長度30mm、寬度25mm ;其中，成像面1.4為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面1.2與側反射面1.6之間設有2個65度倒角的斜反射面1.5 (參見圖4)，將led光線導入采集面；指紋采集棱鏡I由K9玻璃制成，折射率=1.51630，色散=0.00806，阿貝數=64.06。
[0012]實施例2
根據圖2所示，本發(fā)明裝置主要由主要由殼體7、光源(綠色高亮LED) 8、控制電路系統(tǒng)6及指紋采集光學系統(tǒng)構成；所述的指紋采集光學系統(tǒng)包括在殼體7中順應光路分布設置的指紋采集棱鏡1、光闌(直徑1_) 2、非球面透鏡(臺灣億光生產)3、反射鏡4 ;光源8采用綠色高亮LED作為本發(fā)明裝置的照明裝置固定在指紋采集棱鏡I的下方；控制電路系統(tǒng)6與光源8連接控制其工作；非球面透鏡3位于指紋采集棱鏡I右側，其光軸與指紋采集棱鏡I成像光軸重合，反射鏡4位于非球面透鏡3右側，指紋采集棱鏡1、非球面透鏡3、反射鏡4的中心位于同一光軸上，光線經過反射鏡4的反射，圖像到達CMOS指紋采集電路5的傳感器上；其中:所述指紋采集棱鏡I由K9玻璃制成，折射率=1.51630，色散=0.00806,阿貝數=64.06，具體結構包括:上下平行的指紋采集面1.1和反射面1.2，前后兩端的成像面
1.3和透光面1.4，兩側的側反光面1.6，其中，成像面1.4為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面1.2與側反射面1.6之間設有2個65度倒角的斜反射面1.5，將led光線導入采集面；指紋采集棱鏡I厚度為7.5mm、長度30mm、寬度25mm。
[0013]采用綠色高亮LED發(fā)光二極管作為照明光源，具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應速度快、壽命長等優(yōu)點。
[0014]在所述棱鏡I中，各個反射面之間的光路構成獨立的成像透鏡，當按壓在指紋采集面1.1上指紋反射光線的一部分，由所述棱鏡的右端面射出，經光闌2到所述成非球面透鏡3，由非球面透鏡3將光線匯聚射出到所述平面反射鏡4上，再全反射進入CMOS指紋采集電路5。由于光線在指紋采集棱鏡I傳輸水平方向的路線較長，而在豎直方向上的路線較短，所以采集儀在高度上降低了很多，整體厚度僅僅為13毫米。
[0015]將手指按捺在殼體7的指紋采集窗9上，指紋信號經過光路進入CMOS指紋采集電路5，在CMOS指紋采集電路5中，然后通過SENSOR提供的信號將SENSOR的圖像數據利用UCV協(xié)議通過USB將圖像數據傳輸給上位機，支持現行各流行操作系統(tǒng)的連接，便于客戶應用與開發(fā)。
【權利要求】
1.一種薄款非球面指紋采集棱鏡，其特征在于: 上下平行的指紋采集面和反射面，前后兩端的成像面和透光面，兩側的側反光面，其中，成像面為75度斜面，75度斜面鍍有金屬反射膜，用于光線反射；底部的反射面與側反射面之間設有2個65度倒角的斜反射面。
2.根據權利要求1所述的薄款非球面指紋采集棱鏡，其特征在于:指紋采集棱鏡由K9玻璃制成，折射率=1.51630，色散=0.00806，阿貝數=64.06，厚度為7.5mm、長度為30mm、寬度為25_。
3.一種薄款非球面設計指紋采集設備，主要由殼體、光源、控制電路系統(tǒng)及指紋采集光學系統(tǒng)構成；其特征在于:所述的指紋采集光學系統(tǒng)包括在殼體中順應光路分布設置的指紋采集棱鏡、光闌、非球面透鏡、反射鏡；光源固定在指紋采集棱鏡的下方；控制電路系統(tǒng)與光源連接控制其工作；非球面透鏡位于指紋采集棱鏡右側，其光軸與指紋采集棱鏡成像光軸重合，反射鏡位于非球面透鏡右側，指紋采集棱鏡、非球面透鏡、反射鏡的中心位于同一光軸上，光線經過反射鏡的反射，圖像到達CMOS指紋采集電路；指紋采集光學系統(tǒng)的指紋采集棱鏡為權利要求1所述的薄款非球面指紋采集棱鏡。
【文檔編號】G06K9/00GK103984923SQ201410191441
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權日:2014年5月8日
【發(fā)明者】王莉, 王佳楠, 胡繪珠, 何笛, 張煒明, 吳玉寬, 張立平 申請人:長春鴻達光電子與生物統(tǒng)計識別技術有限公司