新型薄方棱镜指纹采集器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型薄方棱镜指纹采集器。为解决现有指纹采集器体积大不方便安装使用的问题，其由光源、棱镜、透镜和光电检测器组成，棱镜截面为底边大于高的直角梯形，光源配置在直角梯形棱镜的上底面一侧，透镜和光电检测器配置在直腰面一侧，斜腰面制有反射镜面；直角梯形斜腰面与下底面的夹角为７０－８３度；直角梯形的高为４－１２毫米；光源为平行光源或散射光源；光源位于上底面的左下侧，且入射光向斜腰面一侧倾斜；下底面上涂有透明弹性树脂膜。其与现有三角棱镜采集器相比，具有薄而小，重量轻，成本低，方便安装使用和识别率高，性能可靠的优点。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种指纹图象采集设备，特别是涉及一种新型薄方棱镜指纹采集器。
技术介绍
图1显示了以前使用的三角棱镜指纹采集器由平行光源1、三角棱镜2、透镜3和光电检测器CMOS4组成，其中三角棱镜2是由玻璃制成，三个功能面分别是采集面21、入射面22和出射面23。手指5放在棱镜2的采集面21上，平行光源1为入射面22提供照明。入射面22处的入射角通常为90度，采集面21处的入射角为45度。手指隆起的凸条纹与采集面21接触，光线将透过手指5被吸收没有反射光。手指5上的指纹凹槽条纹不与棱镜采集面21接触，入射光线通过采集面21处的内层完全内反射，反射的光线从出射面23射出，经透镜3聚焦形成指纹的图像。图像中，指纹隆起凸条部分因无反射光而颜色深暗，手指5上凹陷的指纹与采集面21未接触有反射光，条纹明亮。透镜3将指纹的光学图案投射在光电检测器CMOS4表面，如CMOS照相机一样，显示出指纹明暗条纹图案，该图案再经计算机比对实现指纹识别。三角棱镜组成的指纹图像识别采集器，体积大，在许多产品中无法使用。例如，替代机械门锁的指纹门锁，要求最好安装在门里，多数是要求安装在木门中，这就需要指纹锁小而薄，三角棱镜系统又大又笨，而且指纹图像也有缺陷，不适用许多应用领域。从以上所述可以看出，现实社会需要一种识别率高，且薄而小的指纹采集器。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种薄而小的新型薄方棱镜指纹采集器。为实现上述目的，本技术薄方棱镜指纹采集器由光源、棱镜、透镜和光电检测器组成，棱镜截面为底边大于高的直角梯形，光源配置在直角梯形棱镜的上底面一侧，透镜和光电检测器配置在直腰面一侧，斜腰面制有反射镜面。其中直角梯形的上底面为入射面，下底面为采集面，斜腰面为反射面，直腰面为出射面。如此设计，光源为入射面提供直接照明，入射面处的入射角通常大于90度。棱镜采用底边大于高的直角梯形后，能大大缩小棱镜的厚度和减少棱镜的体积，能使指纹采集器变薄变小。作为优化，直角梯形的斜腰面与下底面的夹角为70-83度。如此设计，即能减少棱镜的厚度，又能保证反射指纹图案的质量。作为优化，直角梯形的高为4-12毫米。直角梯形的高就是棱镜的厚度。如此设计，能共同满足功能和体积的需要。作为优化，下底面宽度为15-26毫米，长度为18-38毫米。下底面的大小可以按照采面的大小而变，厚薄也可根据采集器的要求确定。例如，方棱镜的厚度可以达到4至10毫米，采集面可到18×20毫米，这就可以制成薄小的采集器。作为优化，光源为平行光源或散射光源。如此设计，后者与前者相比具有结构简单，体积小、重量轻和成本低的优点。作为优化，光源位于上底面的左下侧，且入射光向斜腰面一侧倾斜。如此设计，能使入射光到下底面即采集面凹条纹处完全内反射到反射镜面，再内反射到直腰面即出射面，射入透镜聚焦，聚焦后的指纹图像射入光电检测器CMOS。作为优化，下底面上涂有透明弹性树脂膜。透明弹性树脂膜是由单组份或双组份凝胶覆塗方棱镜表面上，经常温或高温固化而成，透光性弹性均优，邵氏硬度为40至55，透光率≥90％。如此设计，方棱镜的膜表面就变成了采集面。当入射面射入的入射光照射在手指的隆起凸条纹上，因凸条纹压迫弹性树脂膜而下陷，树脂膜与凸条纹且能浸润，入射光被手指吸收，而手指的凹条纹不与树脂膜接触，由一层空气层隔离，入射光线通过采集面内层完全内反射，反射的光线射到反射镜面，再通过反射镜面将入射光反射到出射面，并射向镜外。经透镜聚焦形成指纹图像，并射入光电检测器CMOS，由计算机图像比对实现指纹识别的目的。因此，其具有识别率高的优点。作为优化，棱镜由透明弹性树脂制成。如此设计避免了覆塗硅树脂膜的繁杂工序。它的大小、功能与涂膜方棱镜一样，有着较高的指纹识别率。尖手指压在棱镜上，凸纹压到棱镜采集面内成一体，吸收入射光。凹纹与采集面未接触，入射光被内反射到反射镜面，再反射到出射面而射出棱镜，通过透镜和CMOS获得清晰、完整的指纹图像。作为优化，透明弹性树脂为有机硅树脂或丙稀酸树脂。如此设计，在棱镜表面塗有透明弹性硅树脂膜，由于有机硅树脂和玻璃棱镜的折光率、透光率接近，棱镜内部入射光与反射光不受棱镜与树脂膜界面的任何影响。有机硅树脂方棱镜，是由有机硅树脂灌注于模具中常温或高温固化而成，它有带膜棱镜同样的高识别率特征。丙稀酸树脂与有机硅树脂性能一样。采用上述技术方案后，本技术薄方棱镜指纹采集器与现有三角棱镜采集器相比，具有薄而小，重量轻，成本低，方便安装使用和视别率高，性能可靠的优点。附图说明图1是现有三角棱镜指纹采集器的结构示意图；图2是本技术薄方棱镜指纹采集器第一种实施方式的结构示意图；图3是本技术薄方棱镜指纹采集器第二种实施方式的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实例作更进一步的说明实施例一，如图2所示，本技术薄方棱镜指纹采集器由散射光源1、棱镜2、透镜3和光电检测器4组成，棱镜2截面为底边大于高的直角梯形，光源1配置在直角梯形棱镜的上底面即入射面22一侧，透镜2和光电检测器4配置在直腰面即出射面23一侧，斜腰面即反射面24制有蒸镀铝层的反射镜面，下底面即采集面21用于放置手指5。斜腰面即反射面24与下底面即采集面21的夹角为70-83度。直角梯形的高即棱镜的厚度为4-12毫米。下底面即采集面21宽度为15-26毫米，长度为18-38毫米。当然，棱镜既可以由玻璃制成，也可以由透明弹性有机硅树脂制成。散射光源1安装在入射面22的左侧下方，使入射光到达采集面21的入射角大于90度。透镜3得到的指纹图像是压缩图像。透镜3、光电检测器CMOS4能对图像做一定的校正。计算机比对时也要对指纹图像校正。实施例二，如图3所示，本技术薄方棱镜指纹采集器由散射光源1、棱镜2、透镜3和光电检测器4组成，棱镜2截面为底边大于高的直角梯形，光源1配置在直角梯形棱镜的上底面即入射面22一侧，透镜2和光电检测器4配置在直腰面即出射面23一侧，斜腰面即反射面24制有蒸镀铝层的反射镜面。下底面即采集面21上涂有透明弹性有机硅树脂膜6，采集指纹时手指5放置在硅树脂膜6上。斜腰面即反射面24与下底面即采集面21的夹角为70-83度。直角梯形的高即棱镜的厚度为4-12毫米。下底面即采集面21宽度为15-26毫米，长度为18-38毫米。下底面即采集面21上涂有透明弹性有机硅树脂膜6。散射光源1安装在入射面22的左侧下方，使入射光到达采集面21的入射角大于90度。透镜3得到的指纹图像是压缩图像。透镜3、光电检测器CMOS4能对图像做一定的校正。计算机比对时也要对指纹图像校正。权利要求1.一种新型薄方棱镜指纹采集器，由光源、棱镜、透镜和光电检测器组成，其特征在于棱镜截面为底边大于高的直角梯形，光源配置在直角梯形棱镜的上底面一侧，透镜和光电检测器配置在直腰面一侧，斜腰面制有反射镜面。2.根据权利要求1所述的新型薄方棱镜指纹采集器，其特征在于直角梯形斜腰面与下底面的夹角为70-83度。3.根据权利要求2所述的新型薄方棱镜指纹采集器，其特征在于直角梯形的高为4-12毫米。4.根据权利要求3所述的新型薄方棱镜指纹采集器，其特征在于下底面宽度为15-26毫米，长度为18-38毫米。5.根据权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型薄方棱镜指纹采集器，由光源、棱镜、透镜和光电检测器组成，其特征在于棱镜截面为底边大于高的直角梯形，光源配置在直角梯形棱镜的上底面一侧，透镜和光电检测器配置在直腰面一侧，斜腰面制有反射镜面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：车全宏，
申请(专利权)人：车全宏，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]