本發(fā)明涉及圖像采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種指紋、掌紋采集器。

背景技術(shù)：

目前，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410281380.0的專利申請(qǐng)文件提出了導(dǎo)光板加矩陣式小孔成像方法的指紋采集設(shè)備，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410280970.1的專利申請(qǐng)文件提出了導(dǎo)光板加光發(fā)射器、光接收器的指紋采集設(shè)備，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01510046991.1的專利申請(qǐng)文件提出了導(dǎo)光板加微孔通道的指紋采集設(shè)備。

這幾種指紋采集裝置都假設(shè)導(dǎo)光板的上、下表面之外都假設(shè)為空氣。但是如果導(dǎo)光板很薄并面積較大時(shí)，則這種結(jié)構(gòu)顯得很脆弱，手指捺印時(shí)容易破裂，需要考慮對(duì)其進(jìn)行有效支撐。

其次，當(dāng)我們考慮將導(dǎo)光板與其他設(shè)備結(jié)合時(shí)，例如使用整個(gè)手機(jī)表面玻璃作為導(dǎo)光板時(shí)，需要對(duì)手機(jī)表面玻璃與玻璃下其他器件的貼合方式進(jìn)行一些改變，使光線能夠盡可能地在導(dǎo)光板內(nèi)全反射傳播。而過(guò)去，手機(jī)表面玻璃與其他器件(如觸摸屏、顯示屏幕)的貼合可能是用具有較高折射率的透明膠緊密膠合，這樣就無(wú)法做到使光線在導(dǎo)光板內(nèi)以全反射的方式高效傳播。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種指紋、掌紋采集器，其可以解決導(dǎo)光板與其他器件的貼合問(wèn)題，既提供有效支撐，解決壓力耐受問(wèn)題，又使光線具有很高效率在導(dǎo)光板內(nèi)傳播。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種指紋、掌紋采集器，其中包括導(dǎo)光板，所述導(dǎo)光板下面緊密貼合有用于支撐導(dǎo)光板的支撐層，所述支撐層的折射率n₁小于手指及手掌皮膚表面的折射率n_f，所述支撐層設(shè)置于圖像采集器上面。

進(jìn)一步地，所述支撐層包括板體，所述板體上表面設(shè)置有多個(gè)凹槽或板體表面設(shè)置有多個(gè)空腔，所述支撐層的折射率n₁為支撐層材料本身的折射率與其中的空腔或凹槽的折射率的平均值。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述空腔或多個(gè)所述凹槽呈密集型矩陣排列。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述空腔均為長(zhǎng)條形柵格孔。

進(jìn)一步地，所述支撐層由多個(gè)間隔設(shè)置的墊片組成，所述支撐層的折射率n1為支撐層材料本身的折射率與多個(gè)墊片之間的空腔折射率的平均值。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述墊片呈矩陣排列。

進(jìn)一步地，所述支撐層的厚度為0.1微米-2毫米。

進(jìn)一步地，所述圖像采集器包括孔板和圖像傳感器，所述孔板設(shè)置于圖像傳感器上面，所述支撐層設(shè)置于孔板上面。

進(jìn)一步地，還包括顯示屏幕，所述圖像采集器設(shè)置于顯示屏幕上面或圖像采集器設(shè)置于顯示屏幕內(nèi)。

采用上述方案后，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、將導(dǎo)光板通過(guò)支撐層貼設(shè)于圖像采集器上面，解決了現(xiàn)有導(dǎo)光板在手指、手掌捺印時(shí)容易破裂的問(wèn)題，將支撐層的折射率n₁設(shè)置為小于手指及手掌皮膚表面的折射率n_f，盡可能的保證了光線在導(dǎo)光板內(nèi)傳播，光線在傳播過(guò)程中大部分光程上都滿足全反射傳播的條件；

2、本發(fā)明的支撐層盡可能設(shè)置在與成像光路呈交錯(cuò)的位置上，不破壞成像光線的傳播；

3、將支撐層設(shè)置為表面有多個(gè)空腔或多個(gè)凹槽的板體或由多個(gè)間隔設(shè)置的墊片組成，這樣設(shè)置可以提供給導(dǎo)光板有效支撐，解決壓力耐受問(wèn)題，且這樣設(shè)置容易保證支撐層的折射率與其中的空腔或凹槽折射率的平均值(即支撐層折射率)n₁小于手指及手掌皮膚表面的折射率n_f，使光線具有很高效率在導(dǎo)光板內(nèi)傳播。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例三立體分解示意圖；

圖4是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例四立體分解示意圖；

圖5是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例五立體分解示意圖；

圖6是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例六立體分解示意圖；

圖7是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例七結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例八結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例九結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例十結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖1所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖，其包括矩形導(dǎo)光板1，導(dǎo)光板1的下面緊密貼合有用于支撐導(dǎo)光板1的支撐層2，該支撐層2為透光的板體，其厚度為0.1微米-2毫米，該支撐層2的折射率n₁小于手指及手掌皮膚表面的折射率n_f，這樣設(shè)置盡可能不破壞光線在導(dǎo)光板1內(nèi)的傳播。例如，支撐層2可以用特弗龍塑料Teflon AF2400制成，其折射率為1.29，通常，手指表面的折射率為1.33～1.46。

導(dǎo)光板1和支撐層2設(shè)置于圖像采集器3的上面，本實(shí)施例支撐層2的下表面緊密貼合于圖像采集器3的上表面，導(dǎo)光板1可以是手機(jī)面板玻璃或平板電腦面板玻璃。

如圖所示，在手指或手掌未按壓導(dǎo)光板1時(shí)，光源發(fā)射的光線射入導(dǎo)光板1內(nèi)，其中有至少部分光線在導(dǎo)光板1內(nèi)以全反射形式傳輸，當(dāng)手指或手掌按壓在導(dǎo)光板1的上表面時(shí)，由于手指表面或手掌表面的折射率和空氣不同，手指或手掌表面有汗液，其折射率與水近似，破壞了光線在導(dǎo)光板1內(nèi)的全反射條件，從而使一部分光線穿過(guò)導(dǎo)光板1表面投射到指紋或掌紋上，指紋表面或掌紋表面對(duì)光進(jìn)行散射，產(chǎn)生各個(gè)角度的散射光，這些散射光將指紋或掌紋圖像投影到圖像采集器3，從而采集到指紋或掌紋圖像。

如圖2所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖1所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：支撐層2包括矩形板體4，板體4的表面設(shè)置有多個(gè)空腔5，多個(gè)空腔5使支撐層2呈網(wǎng)狀，支撐層2的折射率n1為支撐層2材料本身的折射率與其中的空腔5的折射率的平均值，該折射率也可以叫平均折射率，假設(shè)支撐層2本身材料的折射率為n_支，其與導(dǎo)光板1接觸的表面積為s₁；空腔中為空氣或其它材料，其折射率為n_空，該空腔與導(dǎo)光板1接觸的表面積為s₂，則n₁(平均折射率)為(n_支*s₁+n_空*s₂)/(s₁+s₂)。支撐層2與導(dǎo)光板1的貼合位置與導(dǎo)光板1內(nèi)光路的傳播位置呈交錯(cuò)設(shè)置，這樣設(shè)置保證支撐層2盡可能不破壞光線在導(dǎo)光板1內(nèi)的傳播。本實(shí)施例的使用方法與圖1所述實(shí)施例的使用方法相同，此處不再贅述。

如圖3所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例三立體分解示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與 圖2所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：多個(gè)空腔5呈密集型矩陣排列。

如圖4所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例四立體分解示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖2所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：板體4的表面設(shè)置的多個(gè)空腔5均為長(zhǎng)條形柵格孔。使板體4呈柵格狀。本實(shí)施例的使用方法與圖2所述實(shí)施例的使用方法相同，此處不再贅述。

如圖5所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例五立體分解示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖2所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：板體4的上表面設(shè)置有多個(gè)凹槽6，支撐層2的折射率n₁為支撐層2材料本身的折射率與其中的凹槽6的折射率的平均值。多個(gè)凹槽6呈密集型矩陣排列。本實(shí)施例使用方法與圖2所述實(shí)施例的使用方法相同，此處不再贅述。

如圖6所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例六立體分解示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖2所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：支撐層2由多個(gè)間隔設(shè)置的圓形墊片7組成，支撐層2的折射率n₁為支撐層2材料本身的折射率與多個(gè)墊片7之間的空腔折射率的平均值。多個(gè)墊片7呈矩陣排列。本實(shí)施例的使用方法與圖2所述實(shí)施例的使用方法相同，此處不再贅述。

如圖7所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例七結(jié)構(gòu)示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖1所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：圖像采集器3包括孔板8和圖像傳感器9，其中孔板8為表面設(shè)有密集型的多個(gè)小孔的板體。孔板8設(shè)置于圖像傳感器9的上面，支撐層2緊密貼合于孔板8的上表面。

使用時(shí)，在手指或手掌未按壓導(dǎo)光板1時(shí)，光源發(fā)射的光線中有部分光線在導(dǎo)光板1內(nèi)以全反射形式傳輸，當(dāng)手指或手掌按壓在導(dǎo)光板1的上表面時(shí)，破壞了光線在導(dǎo)光板1內(nèi)的全反射條件，使一部分光線穿過(guò)導(dǎo)光板1表面投射到指紋或掌紋上，指紋表面或掌紋表面對(duì)光進(jìn)行散射，產(chǎn)生各個(gè)角度的散射光，一部分散射光經(jīng)過(guò)孔板8上的小孔后形成一個(gè)指紋圖像或掌紋圖像，被孔板8下面的圖像傳感器9采集。

如圖8所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例八結(jié)構(gòu)示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖7所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：支撐層2采用圖2所述實(shí)施例中的支撐層結(jié)構(gòu)，該指紋、掌紋采集器的使用方法與圖7所述實(shí)施例的使用方法相同，此處不再贅述。

如圖9所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例九結(jié)構(gòu)示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖7所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：孔板8采用表面設(shè)有密集型的多個(gè)微孔通道10的板體，該指紋采集器的使用方法與圖7所述實(shí)施例的使用方法相同，此處不再贅述。

如圖10所示本發(fā)明指紋、掌紋采集器的實(shí)施例十結(jié)構(gòu)示意圖，其大部分結(jié)構(gòu)與圖7所述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，不同之處是：本實(shí)施例的支撐層2的結(jié)構(gòu)采用圖5所述實(shí)施例的支撐層結(jié)構(gòu)，圖像采集器3的圖像傳感器(光接收器和光發(fā)射器或僅光接收器)設(shè)置于支撐層2的凹槽6內(nèi)(圖中未示出)，光發(fā)射器和光接收器呈間隔設(shè)置，支撐層2直接貼合于顯示屏幕11的上面。該指紋采集器的使用方法與圖7所述實(shí)施例的使用方法相同，此處不再贅述。

上述圖1-圖9中的圖像采集器的圖像傳感器也可以直接設(shè)置于顯示屏幕內(nèi)，均為本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書及實(shí)踐這里公開(kāi)的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括未公開(kāi)的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。