一种暗背景和亮背景的双模光学指纹采集仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种暗背景和亮背景的双模光学指纹采集仪，包括采集棱镜、光源、挡板、成像装置和外壳；采集棱镜包括两个入射面，一个出射面和一个采集面；光源包括亮背景光源和暗背景光源，亮背景光源光线从采集棱镜的第一入射面进入，以大于采集面的临界角的入射角到达采集面，在采集棱镜的采集面发生全反射后从采集棱镜的出射面汇聚到成像装置，暗背景光源光线从采集棱镜的第二入射面进入，以小于采集面的临界角的入射角到达采集面，在采集棱镜的采集面发生漫反射后从采集棱镜的出射面汇聚到成像装置；挡板位于亮背景光源和暗背景光源之间，用于防止亮背景光源和暗背景光源之间的光线互相干扰。本实用新型专利技术能同时利用两种采集方法采集图像，使干、湿手指在同一款指纹采集仪中通过模式选择采集到清晰的、便于识别的指纹图像，能有效防止指纹残留的欺骗。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学指纹采集仪，尤其涉及一种暗背景和亮背景的双模光学指纹 采集仪。
技术介绍
指纹采集仪是指纹识别系统的输入装置，可广泛使用于指纹门禁控制系统、考勤 系统、电子商务、银行储蓄、社会保险、PC和手机中，也可用于公安系统指纹比对采集作业。光学指纹采集仪，就是对指纹脊线谷线和光学介质面接触程度的差异，进行光学 成像采集，一般由外壳、采集棱镜、光源、透镜组和成像装置组成，是现有的指纹识别系统中 广泛使用的指纹采集装置。根据采集原理不同采集到的指纹图像可分为暗背景和亮背景两 种。在指纹图像中，表现指纹的脊线谷线纹理的区域称之为前景，非指纹区域或者噪声严重 以致无法识别指纹纹理的区域，称之为背景。亮背景指纹采集仪采用全反射的原理，光束以大于采集面的临界角的入射角到达 采集面，指纹的脊线与采集棱镜紧密接触，一部分入射光被手指吸收，一部分发生反射，透 镜组将该反射光束成像到成像装置上，脊线吸收了部分全反射光线，显示为暗线，谷线不与 采集面接触，入射光在谷线处发生全反射，显示为亮线，从而得到亮背景的指纹图像。暗背 景指纹采集仪采用漫反射的原理，光束以小于采集面的临界角的入射角到达采集面，指纹 的脊线与采集棱镜紧密接触，照射在脊线上的光束，一部分被手指吸收，一部分发生漫反 射，指纹脊线接触部位漫反射的光在成像装置上显示为亮线，谷线不接触，光线仍旧透射出 采集棱镜，所以谷线在成像装置上显示为暗线，从而得到暗背景的图像。由于反射光的量依赖于压在采集棱镜接触面指纹的脊和谷的深度以及皮肤与接 触面之间的油脂和水分。普遍认为，暗背景的光学指纹采集仪对湿手指采集到的图像不够 清晰，亮背景的光学指纹采集仪对干手指采集到的图像不够清晰，其原因在于对于暗背景 的指纹采集仪，由于湿手指皮肤的油脂和水分多，指纹谷线也能较为贴近采集棱镜接触面， 大部分入射光线在谷线处也能发生漫反射，在成像装置上与脊线的亮度差不多，无法得到 清晰的指纹图像；对于亮背景的指纹采集仪，干手指的指纹脊线无法与采集棱镜接触面紧 密接触，导致只有少部分光被吸收，而大部分入射光发生全反射并且成像到成像装置上，显 示为与谷线相同的亮线，无法得到清晰的指纹图像。现有的光学指纹采集仪为单模光学指 纹采集仪，即使用单一采集原理采集指纹图像，而不同的使用者手指的干湿度不同，这种单 模光学指纹采集仪无法对不同干湿程度的手指都能采集到清晰的指纹图像。由于光学成像采集原理是对指纹脊线谷线和光学棱镜表面接触程度的差异进行 采集，光学指纹采集仪的光学成像采集还存在易受指纹残留的欺骗的缺点。指纹残留指手 指接触采集棱镜表面时，留下的与脊线对应的油渍。由于指纹残留造成的反射光吸收率远 小于指纹接触，在暗背景模式下，光线在指纹残留处只有少量光线被吸收，其余的光线发生 漫反射，非指纹残留处则全部透射出去，因此可以形成一幅较清晰的暗背景指纹纹理图像； 而在亮背景模式下，光线在指纹残留处的反射光吸收率低，大部分光线发生反射，同非指纹残留处发生全反射的光线一起在成像装置上显示为亮纹，因此不能得到指纹纹理图像或者 得到的图像非常模糊，单模光学指纹采集仪无法根据这一特点区分出采集到的指纹图像是 否为指纹残留图像。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，令干、湿手指在同一个传感器下通过模式选择采集到 较清晰的图像，并能有效防止指纹残留的欺骗，本技术提供了一种暗背景和亮背景的 双模光学指纹采集仪，包括采集棱镜、光源、挡板、成像装置和外壳，采集棱镜、光源、挡板和 成像装置安装在外壳内，其特征在于，所述采集棱镜包括两个入射面，一个出射面和一个采集面；所述光源包括亮背景光源和暗背景光源；所述亮背景光源光线从采集棱镜的第一 入射面进入，以大于采集面的临界角的入射角到达采集面，在采集棱镜的采集面发生全反 射后从采集棱镜的出射面汇聚到成像装置；所述暗背景光源光线从采集棱镜的第二入射面 进入，以小于采集面的临界角的入射角到达采集面，在采集棱镜的采集面发生漫反射后从 采集棱镜的出射面汇聚到成像装置；所述挡板位于亮背景光源和暗背景光源之间，用于防止亮背景光源和暗背景光源 之间的光线互相干扰。所述亮背景光源为面光源，由导光板和发光二极管组成；所述导光板与采集棱镜 的第一入射面紧贴。所述暗背景光源为面光源或点光源，所述面光源由导光板和发光二极管组成；所 述导光板与采集棱镜的第二入射面紧贴；所述点光源为发光二极管。所述发光二极管为单个发光二极管或多个发光二极管构成的阵列。所述成像装置用于根据接收到的光成像，安装在采集棱镜的出射面一侧，由透镜 组、支架、调节螺丝、成像面和底座依次装配而成；所述成像面为半导体传感器阵列，可以用 金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合器件(CCD)传感器。本技术提供了一种暗背景亮背景的双模光学指纹采集仪，采用亮背景光源在 采集棱镜的采集面发生全反射，暗背景光源在采集棱镜的采集面发生漫反射的原理，能同 时利用两种采集方法采集图像，使干、湿手指在同一款指纹采集仪中通过模式选择采集到 清晰的、便于识别的指纹图像，能有效防止指纹残留的欺骗。附图说明图1是本技术实施例亮背景采集光路示意图；图2是本技术实施例暗背景采集光路示意图；图3是本技术亮背景光源放大示意图；图4是本技术暗背景光源放大示意图；图5是本技术成像装置安装示意图。具体实施方式下面通过实施例结合附图来对本技术进一步描述一种暗背景和亮背景的双模光学指纹采集仪，如图1所示，该采集仪由采集棱镜1、亮背景光源2、暗背景光源3、成像装置4、挡板5、外壳6组成。采集棱镜1、亮背景光源2、暗背景光源3、成像装置4、挡板5—起安装于外壳6中。采集棱镜1包括采集面11、亮背景光源入射面12、暗背景光源入射面13和出射 面14。如图3所示，亮背景光源2由导光板21和发光二极管22组成，导光板21与采集 棱镜1的亮背景光源入射面12紧贴，亮背景光源2光束以大于采集面11的临界角的入射 角到达采集面11 ；暗背景光源3可以是点光源，也可以是面光源，在本实施实例中采用的是 面光源，如图4所示，由导光板31和发光二极管32组成，导光板31与采集棱镜1的第二入 射面13紧贴，暗背景光源3光束以小于采集面11的临界角的入射角到达采集面11。所述 导光板21和导光板31均采用一种含有特殊光分散剂(DF)珠子的挤出板，该导光板光源出 光均勻、亮度高，对入射方向的光线的反射率很低，避免了外界光线的影响。发光二极管22 和发光二极管32的数量均可根据需要使用一个发光二极管或多个发光二极管，满足不同 采集亮度的需求。成像装置4采用专利申请号为200920107206. 9中提到的一体化成像装置，用于根 据接收到的光成像，安装在采集棱镜1的出射面14 一侧；成像装置4安装示意图见图5，由 透镜组41、支架42、调节螺丝43、成像面44和底座45依次装配而成。所述成像面44为半 导体传感器阵列，可以用金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合器件(CCD)传感器。挡板5在亮背景光源入射面12和暗背景光源入射面13之间，用于防止亮背景光 源2和暗背景光源3之间的光线互相干扰。下面对本技术的采集过程做详细描述。具体实施实例手指与采集棱镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暗背景和亮背景的双模光学指纹采集仪，包括采集棱镜、光源、挡板、成像装置和外壳，采集棱镜、光源、挡板和成像装置安装在外壳内，其特征在于，　　所述采集棱镜包括两个入射面，一个出射面和一个采集面；　　所述光源包括亮背景光源和暗背景光源；所述亮背景光源光线从采集棱镜的第一入射面进入，以大于采集面的临界角的入射角到达采集面，在采集棱镜的采集面发生全反射后从采集棱镜的出射面汇聚到成像装置；所述暗背景光源光线从采集棱镜的第二入射面进入，以小于采集面的临界角的入射角到达采集面，在采集棱镜的采集面发生漫反射后从采集棱镜的出射面汇聚到成像装置；　　所述挡板位于亮背景光源和暗背景光源之间，用于防止亮背景光源和暗背景光源之间的光线互相干扰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬渊，
申请(专利权)人：深圳百佳安生物识别技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]