專利名稱：高清晰度梯形棱鏡指紋采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種指紋圖像采集裝置。特別是涉及一種高清晰梯形棱鏡指紋釆集器。
背景技術(shù)：
目前，最常用的指紋釆集賽是由三角棱鏡、光源、透鏡、光電檢，器和遮蔽環(huán)境光 線及支撐上述部件的矩形塑模管架組成，矩形管架上端為配裝棱鏡、光源的槽架，矩形 管架中段為內(nèi)裝透鏡的透鏡管，矩形管架下端為配裝光電檢測(cè)的檢測(cè)器座。三角棱鏡的 長邊面為涂有硅膠指紋增強(qiáng)膜為指紋采集面，矩形管架裝配透鏡座的旁邊開有兩孔，一 孔是透鏡焦距調(diào)節(jié)孔，另一個(gè)是配裝透鏡管座固定螺釘孔。經(jīng)本發(fā)明人長期研究發(fā)現(xiàn)， 該指紋圖像來集器存在指緣增強(qiáng)膜易于損壞。隨著指紋市場(chǎng)的發(fā)展，普遍要求不帶硅膠 增強(qiáng)膜的采集器。另外，現(xiàn)有指紋采集器普遍存在清晰度低，不能滿足需要的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于鬼旗現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷i提供一種高清晰禪形棱鏡指紋采 集器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型高清晰度梯形棱鏡指紋采集器由棱鏡、光源、透鏡、 光電檢測(cè)器和遮蔽環(huán)境光線及支撐上述部件的矩形塑模管架組成；矩形塑模管架上端為 配裝棱鏡和光源的框槽，矩形塑模管架中段為內(nèi)裝透鏡的管腔，矩形塑模管架下端為配 裝光電檢測(cè)器的檢測(cè)電路板座；所述棱鏡為不等腰梯形棱鏡，所述透鏡為惠更斯透鏡組， 梯形棱鏡的下底面為指紋采集面，小底角緊臨的斜腰面為涂有黑漆的光學(xué)黑襯底面，大 底角緊臨的斜腰面為光學(xué)透射兩，該光學(xué)透射面外側(cè)聲置車更斯透鏡組，該透鏡組外側(cè) 配置光電檢測(cè)器，光電檢測(cè)器及其檢測(cè)電路板一邊向外傾斜，且與透鏡的平面成4 8度 的夾角，梯形棱鏡上底面配置光源。如此設(shè)計(jì)，惠更斯目鏡(H式或HW式目鏡)是由 二片相互分離的平凸透鏡組成的目鏡，凸面都朝向物鏡一端，其中較大的一塊透鏡焦距 近似為較小的一塊透鏡焦跑的3倍，兩塊，鏡的距離為焦距之和的一半。兩個(gè)透鏡使用 同種牌號(hào)的玻璃制成。誶種兩片組的目鏡是I7世紀(jì)由銜蘭物理學(xué)家惠更斯發(fā)明的，因此 ,名為惠更斯目鏡。惠更斯目鏡能夠有效地消除魯差、倍率色差，像散也很小，但不能顯著降低球差和位置色差，而且像場(chǎng)較彎曲，向眼睛一端突出，視場(chǎng)很小，出瞳距離很 短。不f腰梯形棱鏡成像效桌好，清晰度高p光電檢測(cè)器及其檢測(cè)電路板一邊向外傾斜， 且與透鏡的平兩成4 8度的夾角，光通過傾斜傳遞，矯正了采集器的圖像，在魚距調(diào)整 時(shí)圖像清晰、均勻，變率、失真率低。即光電檢測(cè)器的感應(yīng)p與透鏡平面成4 8度夾 角，調(diào)整透鏡焦距時(shí)圖像整體清晰均勻。與規(guī)有的三角棱鏡指紋采集器比較原圖效果優(yōu) 良，當(dāng)計(jì)算機(jī)效正為指紋^圖時(shí)，失真很小，增強(qiáng)指紋分辨率。光透射面正好對(duì)準(zhǔn)透鏡 組的腔孔，光線通過透鏡的力射面射入矩形塑模的透鏡組，透鏡組嚴(yán)格密封，形成一個(gè) 光學(xué)黑體。棱鏡的黑漆面經(jīng)反射形成指紋圖像的黒襯底，指紋條紋為白色，并且上下左 右光線均勻，使條紋完整清晰，反差優(yōu)良。其具有清晰度高的優(yōu)點(diǎn)。
作為優(yōu)化，內(nèi)裝惠更斯透鏡組的矩形塑模管架管腔為嚴(yán)格密封光學(xué)黑體，所述光電 檢測(cè)器的檢測(cè)電路板套有塑料保護(hù)套；所述梯形棱鏡的上底面為磨砂毛面。如此設(shè)計(jì)， 采用梯形棱鏡上底面為腐明光達(dá)射毛沙面，光線均勻的真射到棱鏡的措紋下底面，使其 光亮度高，分布均勻；能使鄰fl均勻的射在棱鏡的下底面即指紋面，提高了清晰度。電 路板由外罩套密封，使釆集器外表面不暴露任何電器引線，采集器形成一個(gè)緊密的塑模 管件，便于在任何場(chǎng)合下安裝。
作為優(yōu)化，所述光源為單色綠光LED光源，所述梯形棱鏡的上底聘有一安裝LED光 源板的槽位；棱鏡或透鏡鍍有能濾掉綠光以外雜光的濾光膜。如此設(shè)計(jì)，采用綠色LED， 使指紋成像反差優(yōu)，陶像清喊。棱鏡或透鏡鍍有能濾掉綠光以外雜光的濾光膜能提高單 色光源透過率，有利于提高圖像清晰度；普通玻璃透光率都在87%左右，增加濾光聘(增 透膜)可使透光率提高到90%以上，使圖像條紋亮度提高。單色綠光形成的指紋圖像清 晰、分辨率高。
作為優(yōu)化，不等腰梯形棱鏡的小底角為56° 58°并緊臨涂黑面，大底角為60° ， 兩斜腰面之間頂角為62。 64°如此設(shè)計(jì)，梯形棱鏡的小病角56。 SS4緊臨涂黑漆面， 大底角S0。緊臨透光面，頂祠為62° 64° ，使指紋圖像的襯底被反射為黑底，指紋條 紋為亮光，使圖像反差增強(qiáng)，紋理清晰。特別是上述大、小底角和頂角的設(shè)計(jì)，既有利 于保證透光率，又有利于提高清晰度。
作為優(yōu)化，所述惠更斯透鏡組是由一大一小兩個(gè)凸透鏡組成的橫向壓縮暈2 5%， 縱向壓縮量30% 40%的透鏡組透鏡組中心光軸向左偏移；大透鏡通過大透鏡壓板安裝在矩形塑模管架中，小透鏡通過透鏡管座安裝在矩形塑模管架中；指紋采集面與透鏡 組中心光軸的夾角為45或60蟲。如此設(shè)計(jì)，能使圖像壓縮量橫向很小僅5%以下，縱向 30%左右，減小了失真度，計(jì)算機(jī)軟件復(fù)原失真小，甚至達(dá)到采集器所成形的指紋圖像 可直接比對(duì)。透鏡組由兩個(gè)—大一小凸透鏡組成惠更斯透鏡組，便于放大倍數(shù)和焦距的 調(diào)整，也組成了光學(xué)黑體腔，輯併了優(yōu)越的圖像黑襯底，同時(shí)減小圖像的失真率。透鏡 管座是保證透鏡在透鏡腔中俞后移動(dòng)。棱鏡的黑漆面經(jīng)反射形成指紋圖像的黑襯底，指 紋條紋為白色，并且上下左右光線均勻，使條紋完整清晰，反差優(yōu)良。
作為優(yōu)化，矩形塑模管架由矩形管架主體和后蓋板組成，大透鏡壓板和后蓋板通過 固定螺釘固裝在矩形管架主體上;透鏡組中心光軸向左偏移的方式是大透鏡的左切除1. 5 毫米厚度的邊緣；棱鏡的輝紋兩與管架表面在一個(gè)平面上。如此設(shè)計(jì)，棱鏡由外向矩形
塑模的槽框推入管架內(nèi)，棱鏡的指紋面與管架表面在一個(gè)平面上，增加了指紋采集面積 的利用率，也提高了成像質(zhì)量。同時(shí)，每個(gè)采集器均有一致性極好的棱鏡槽框，提高了 采集器的一致性，提高了圖像^質(zhì)量和采集器的互換性能。并方便棱鏡的折裝。矩形塑 模管架中設(shè)計(jì)一個(gè)透鏡組固定壓板使透鏡組牢固可靠，并且折裝方便，采集器光源引線 在其上通過，由后蓋板壓緊p大凸透鏡緊靠梯形棱镎的透光面，并把大凸透鏡靠棱鏡 60°底角的圓弧，切除1.5毫米高，使透鏡組中心光軸向左偏移，采集的指紋圖像面積 擴(kuò)大，圖像反映到光電檢測(cè)^4)間部位，使有效指紋采集面增大。矩形掣模管架的棱鏡 安裝卡位與梯形尺寸一致，棱鏡可推入槽框中梯形棱鏡的上底面處。
采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型高清晰度梯形棱鏡指紋采集器與現(xiàn)有指紋采集器 相比具有不帶硅膠指紋膜、圖像清晰、均勻、變形率小、失真率低、成像質(zhì)量高、圖像 反差強(qiáng)、條紋明亮、指紋采集面利用率高、棱鏡折裝方便，且折裝時(shí)不易損壞棱鏡和管 架，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造和安麵便用的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型高清晰度梯形棱鏡指紋采集器的側(cè)向剖視結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型高清晰度梯形棱鏡,紋采集器拆掉后蓋板的后視結(jié)構(gòu)示意圖3是本實(shí)用新型高清晰度梯形棱鏡^紋采集器側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖4是豐實(shí)用新型離f晰度梯形棱鏡指紋采集器主視結(jié)構(gòu)示意圖5是本實(shí)用新型髙清晰度梯形棱鏡指紋采集器的光學(xué)原理圖6是本實(shí)用新型高清噴度梯形棱鏡指^集器中大透鏡的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)仿!|作更進(jìn)一步的說明
本實(shí)用新型高清晰度梯形棱鏡指紋采集器由不等腰梯形棱鏡1 、單色綠光LED光源2、 惠更斯透鏡組、光電檢測(cè)器4和遮蔽環(huán)境光線及支撐上述部件的矩形塑模管架組成；矩 形塑模管架上端為配裝棱鏡1和光源2的框槽，審形塑模管架中段為內(nèi)裝透鏡組的管腔， 內(nèi)裝惠更斯透鏡組的矩形塑模管架管腔為嚴(yán)格密封的光學(xué)黑體，矩形塑模管架下端為配 裝光電檢測(cè)器4的檢測(cè)電路板座;所述光電檢測(cè)器4的檢測(cè)電路板41套有塑料保護(hù)套6。 矩形塑模管架由矩形管架主體51和后蓋板52組成。
梯形棱鏡1的下底面為磨砂毛面式指紋采集面11,較小一底角緊臨的斜腰面為涂有 黑漆的光學(xué)黑襯底面12，較大一底角緊臨的斜腰面為光學(xué)透射面13，該光學(xué)透射面13 外側(cè)配置惠更斯透鏡組，該透鏡組外側(cè)配置光電檢測(cè)器4，光電檢測(cè)器4及其檢測(cè)電路板 41 一邊向外傾斜，且與透鏡的平面成4 8度的夾角，梯形棱鏡配髯光源的上底面有一安 裝LED光源2板的槽位。梯形櫝鏡的小底角為56。 58° ，大底角為60。，兩斜腰之間 的頂角為62。 64° 。棱鏡l和透鏡都鍍有能濾掉綠光以外雜光的濾光膜。
所述惠更斯透鏡組由一大一小凸透鏡組成的橫向壓縮量2 5%，縱向壓縮量30% 40%的透鏡組；透鏡組中心光軸向左偏移，透鏡組中心光軸向左偏移的方式是大透鏡31 的左邊切除1. 5毫米厚度的邊緣(如圖6所示，在透鏡的直徑為16毫米，而切邊處的直 徑就減少為14. 5毫米);大透鏡31通過寧模件型大透鏡壓板311安裝在矩形塑模管架中， 小透鏡32通過透鏡管座321安裝在矩形塑模管架中；指紋采集面11與透鏡組中心光軸3 的夾角為45或60度。大透鏡壓板31和后蓋板52通過固定螺釘7固裝在矩形管架主體 51上；棱鏡1的指紋采集面11與管架表面在一個(gè)平面上。
并通過透鏡調(diào)試孔14油整焦距，通過15孔中螺釘固緊透鏡。光源引線10壓縮在后 蓋板52下面，柒集器外不會(huì)暴露引線。
棱鏡右li的光源板緊靠在上底磨砂毛面，并且平行，以增加光強(qiáng)度。光電檢測(cè)器的
連接導(dǎo)線均密封于塑模腔內(nèi)，指紋采集器外觀沒有任何引線。另外在光電檢測(cè)器電路板 夕卜增加一密封套，以保護(hù)電路元件，采集器表面見不到電路元件，便于采集器的應(yīng)用安 裝。
權(quán)利要求1. 一種高清晰度梯形棱鏡指紋采集器，由棱鏡、光源、透鏡、光電檢測(cè)器和遮蔽環(huán)境光線及支撐上述部件的矩形塑模管架組成；矩形塑模管架上端為配裝棱鏡和光源的框槽，矩形塑模管架中段為內(nèi)裝透鏡的管腔，矩形塑模管架下端為配裝光電檢測(cè)器的檢測(cè)電路板座；其特征在于所述棱鏡為不等腰梯形棱鏡，所述透鏡為惠更斯透鏡組，梯形棱鏡的下底面為指紋采集面，小底角緊臨的斜腰面為涂有黑漆的光學(xué)黑襯底面，大底角緊臨的斜腰面為光學(xué)透射面，該光學(xué)透射面外側(cè)配置惠更斯透鏡組，該透鏡組外側(cè)配置光電檢測(cè)器，光電檢測(cè)器及其檢測(cè)電路板一邊向外傾斜，且與透鏡的平面成4～8度的夾角，梯形棱鏡上底面配置光源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述指紋采集器，其特征扭于內(nèi)裝惠更斯透鏡組的矩形塑模管架 的管腔為嚴(yán)格密封的光學(xué)ll體，所述光電檢測(cè)器的檢測(cè)電路板套有塑料保護(hù)套；所述梯 形棱鏡的上底面為磨砂毛面d
3. 根彈權(quán)利要求2所述插紋采集器，其特征在于所述光源為單色綠光LED光源，所 述梯形棱鏡的上底面有一，裝LED光源板的槽位；棱鏡或透鏡鍍有能濾掉綠光以外雜光 的濾光膜。
4. 根據(jù)權(quán)利夢(mèng)求1所述指紋采集器，其特征在于不等腰梯形棱鏡的小底角為56。
58° ，大底角為60。，對(duì)斜胺面之間頂角為62。 64。。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述指紋采集器，其特征在于所述惠更斯透鏡組是 由一大一小兩個(gè)凸透鏡組成的橫向壓縮量2 5%，縱向壓縮量30% 40%的透,組；透 ,舉中心光軸向左偏移；大透鏡通過大透,壓板安裝在矩形塑模管架中，小透鏡通過透 鏡管座安裝在矩形塑模管架中；指紋采集面與透鏡組中心光軸的夾角為45或60度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述措鋒來集器，其特征在于矩形塑模管架由矩形管架主體和后 蓋板組成，大透鏡壓板和后蓋板通過固定螺ft固裝在矩形管架主體上；透鏡組中心光軸 向左偏移rt方式是大透鏡的左邊切除1.5毫米厚度的邊緣；棱鏡的指紋面與管架表面在 一個(gè)平面上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高清晰度梯形棱鏡指紋采集器。為解決現(xiàn)有指紋采集器圖像不清晰的問題，由不等腰梯形棱鏡、光源、惠更斯透鏡組、光電檢測(cè)器和矩形塑模管架組成；梯形棱鏡的下底面為指紋采集面，小底角緊臨的斜腰面為涂有黑漆的光學(xué)黑襯底面，大底角緊臨的斜腰面為光學(xué)透射面，光學(xué)透射面外側(cè)依次配置透鏡組、光電檢測(cè)器，光電檢測(cè)器及其檢測(cè)電路板一邊向外傾斜，與透鏡的平面成4～8度的夾角，梯形棱鏡上底面配置光源。其具有不帶硅膠指紋膜、圖像清晰、均勻、變形率小、失真率低、成像質(zhì)量高、圖像反差強(qiáng)、條紋明亮、指紋采集面利用率高、棱鏡折裝方便，且折裝時(shí)不易損壞棱鏡和管架，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造和安裝便用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K9/00GK201255886SQ20082011027
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者車全鐘 申請(qǐng)人:北京中控科技發(fā)展有限公司