專利名稱：一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)指紋采集頭技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭。
背景技術(shù)：
光學(xué)指紋采集頭應(yīng)用于指紋鎖、指紋采集儀、指紋保險(xiǎn)箱、指紋考勤機(jī)等需要用指紋進(jìn)行識別登錄的產(chǎn)品中。光學(xué)指紋采集頭一般包含以下幾個(gè)部分三棱鏡、大透鏡、小透鏡和CMOS成像裝置?，F(xiàn)有的光學(xué)指紋采集頭結(jié)構(gòu)，一般采用以下兩種方式確定鏡頭的焦距一種是固定式結(jié)構(gòu)，其小透鏡的焦距是固定的，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，根據(jù)鏡頭的焦距規(guī)格等要求，調(diào)整好最理想的位置，并對各個(gè)鏡頭相對位置固定，以確保成像質(zhì)量。但這一種固定焦距的方式，對設(shè)計(jì)要求很高、對產(chǎn)品制造精度要求也很高，否則就得不到高質(zhì)量的成像圖
像。而實(shí)際情況是，由于各個(gè)透鏡的加工生產(chǎn)始終有尺寸偏差，加上固定各鏡頭的部件也會(huì)存在變形、間隙、模具變化等多方面影響，故實(shí)際使用過程中，這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品往往很難如所希望的一樣得到高質(zhì)量圖像，從而影響了產(chǎn)品的可靠性、一致性。另一種確定鏡頭焦距的方式，是采用螺母結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)小透鏡的結(jié)構(gòu)，如專利號為201020141296. 6的光學(xué)指紋采集頭鏡筒調(diào)焦裝置，該技術(shù)方案也采用了一種可調(diào)節(jié)小透鏡的裝置，但該方案也有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是要撥動(dòng)調(diào)焦螺母時(shí)比較麻煩，二是需要在采集頭未最終完成裝配時(shí)就要調(diào)焦，完成調(diào)焦后再固定采集頭的蓋子，操作不夠方便、調(diào)節(jié)難度較大，生產(chǎn)效率比較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，它能在所有部件裝配完成后才調(diào)整鏡頭焦距，而且在使用過程中能方便地調(diào)焦，從而，確保自始至終都獲得清晰可靠的圖像。本實(shí)用新型所提出的技術(shù)解決方案是這樣的一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，包括采集頭外殼1，該采集頭外殼I內(nèi)腔從前至后依次裝有三棱鏡7、大透鏡8、小透鏡3，在采集頭外殼I后部裝有CMOS成像板6及其成像傳感器6-1，在所述采集頭外殼I內(nèi)腔內(nèi)的大透鏡8和CMOS成像板6的成像傳感器6-1之間設(shè)有小透鏡支架5及其沿采集頭外殼I縱軸線作前后往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，小透鏡3固裝在小透鏡支架5上，所述三棱鏡7出射面、大透鏡8、小透鏡3和成像傳感器6-1位于同一光軸上。所述小透鏡支架5前端底部設(shè)有導(dǎo)向筋5-1、中部設(shè)有擋邊5-2、后部設(shè)有向上開口的撥動(dòng)槽5-3，小透鏡3固裝在小透鏡支架5的前端部內(nèi)腔內(nèi)，并通過小透鏡臺階端面
3-1與所述擋邊5-2靠緊配合。小透鏡支架5的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由蝸輪2、蝸輪4和偏心撥動(dòng)塊
4-1組成，蝸桿2兩端部為圓柱面，活動(dòng)放置在采集頭外殼I內(nèi)腔中部的蝸桿定位槽1-1上，與蝸桿2嚙合的蝸輪4底部設(shè)有偏心撥動(dòng)塊4-1，該撥動(dòng)塊4-1插入位于其下方的小透鏡支架5的向上開口的撥動(dòng)槽5-3內(nèi)。所述蝸桿2兩端部中任一端部面上設(shè)有調(diào)節(jié)凹槽，該調(diào)節(jié)凹槽為一字形凹槽或十字形凹槽，與該調(diào)節(jié)凹槽相對應(yīng)的采集頭外殼I側(cè)面上開有調(diào)節(jié)孔1-2。所述采集頭外殼I內(nèi)腔底部設(shè)有導(dǎo)向槽1-3，與小透鏡支架5的導(dǎo)向筋5-1匹配滑動(dòng)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果(I)本實(shí)用新型一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭改變了現(xiàn)有光學(xué)指紋采集頭的安裝調(diào)整結(jié)構(gòu)，只需要通過螺絲刀等簡易工具，帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)蝸輪上的偏心撥動(dòng)塊擺動(dòng)，然后帶動(dòng)小透鏡支架根據(jù)需要進(jìn)行移動(dòng)，從而可以根據(jù)實(shí)際使用需求對焦距進(jìn)行微調(diào)，以消除各部件制造誤差所帶來的影響，獲得高質(zhì)量圖像，使用可靠、調(diào)節(jié)簡便。(2)本實(shí)用新型由于采用了蝸桿、蝸輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，減速比較大，可以實(shí)現(xiàn)小透鏡的微小位移，得到比較精確的焦距位置，從而能獲得清晰的成像質(zhì)量。(3)本實(shí)用新型除了可以方便地調(diào)節(jié)小透鏡的焦距以外，還可以在所有部件裝配完成后再來調(diào)整焦距，從而確保在最終狀態(tài)下獲得好的成像質(zhì)量，簡化了生產(chǎn)工藝、提高了生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于指紋鎖、指紋采集儀、指紋保險(xiǎn)箱、指紋考勤機(jī)等需要用指紋進(jìn)行識別登錄的產(chǎn)品。

圖I是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭的結(jié)構(gòu)展開示意圖。圖2是圖I所述蝸輪的另一方向主體圖。圖3是圖I所示采集頭外殼的另一方向的立體圖。圖4是圖I所示光學(xué)指紋采集頭裝配后的俯視示意圖。圖中標(biāo)號說明1、采集頭外殼；1_1、蝸桿定位槽；1_2、調(diào)節(jié)孔；1_3、導(dǎo)向槽；2、蝸桿；2-1、調(diào)節(jié)槽；3、小透鏡；3-1、小透鏡臺階端面；4、蝸輪；4-1、偏心撥動(dòng)塊；5、小透鏡支架；5_1、導(dǎo)向筋；5-2、檔邊；5-3、撥動(dòng)槽；6、CM0S成像板；6_1、成像傳感器；7、三棱鏡；8、大透鏡。
具體實(shí)施方式
通過下面實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。參見圖I-圖4所示，一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭由采集頭外殼I、三棱鏡7、大透鏡8、蝸桿2、蝸輪4、小透鏡3、小透鏡支架5、成像傳感器6-1和CMOS成像板6組成。在采集頭外殼I的內(nèi)腔內(nèi)從前至后依次裝有三棱鏡7、大透鏡8、小透鏡3，在外殼I后部外側(cè)裝有成像傳感器6-1和CMOS成像板6。在外殼I內(nèi)腔內(nèi)的大透鏡8和成像傳感器6-1之間設(shè)有小透鏡支架5，小透鏡3固裝在小透鏡支架5上。所述三棱鏡7出射面、大透鏡8、小透鏡3、成像傳感器6-1位于同一光軸上。在小透鏡支架5上方設(shè)有能驅(qū)動(dòng)小透鏡支架5沿采集頭外殼I縱軸線方向作前后往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述小透鏡支架5前端底部設(shè)有導(dǎo)向筋5-1、中部設(shè)有擋邊5-2、后部設(shè)有向上開口的撥動(dòng)槽5-3，小透鏡3固裝在小透鏡支架5前端部內(nèi)腔內(nèi)，并通過小透鏡臺階端面3-1與擋邊5-2靠緊配合。小透鏡支架5的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由蝸桿2、蝸輪4和偏心撥動(dòng)塊4-1組成，蝸桿2兩端部為圓柱面，活動(dòng)放置在采集頭外殼I內(nèi)腔中部的蝸桿定位槽1-1上，與蝸桿2嚙合的蝸輪4底部設(shè)有偏心撥動(dòng)塊4-1，該撥動(dòng)塊4-1插入位于其下方的小透鏡支架5上部向上開口的撥動(dòng)槽5-3內(nèi)。當(dāng)蝸桿2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心撥動(dòng)塊4-1繞蝸輪4的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)小透鏡支架5沿采集頭外殼I縱軸線作前后往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。由于采集頭外殼I內(nèi)腔底部設(shè)有一條導(dǎo)向槽1-3，與小透鏡支架5前端的導(dǎo)向筋5-1匹配滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)小透鏡支架5前后往復(fù)直線微小移動(dòng)。在蝸桿2兩端部中任一端部端面上設(shè)有調(diào)節(jié)凹槽，該調(diào)節(jié)凹槽可以為一字形凹槽或十字形凹槽，也可以是其他形狀的凹槽，與該調(diào)節(jié)凹槽相對應(yīng)的采集頭外殼I側(cè)面上開有調(diào)節(jié)孔1-2。通過一字螺絲批或十字螺絲批可以輕松地插入調(diào)節(jié)孔1-2撥動(dòng)蝸桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而微調(diào)小透鏡支架5位置，而這種微調(diào)是在整個(gè)光學(xué)指紋采集頭裝配完成后或工作過程中進(jìn)行的。工作時(shí)，當(dāng)手指指紋緊貼于三棱鏡7的采集面時(shí)，三棱鏡7出射面上會(huì)出現(xiàn)指紋紋路，而后通過大透鏡8、小透鏡3的光學(xué)組件成像到成像傳感器6-1上，再經(jīng)過CMOS成像板6的處理，將信息傳輸?shù)街骺仉娐钒迳线M(jìn)行數(shù)據(jù)的處理及匹配運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)指紋的識別。在整個(gè)光學(xué)指紋采集頭裝配完成后，將指紋采集頭接通相應(yīng)的測試儀，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成像質(zhì)量不夠清晰時(shí)，用螺絲刀或其它簡易工具，通過采集頭外殼I的調(diào)節(jié)孔1-2，伸入蝸桿2的調(diào)節(jié)凹槽2-1內(nèi)帶動(dòng)蝸桿2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)蝸輪4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪4上的偏心撥動(dòng)塊4-1撥動(dòng)小透鏡支架5上的撥動(dòng)槽5-3，使小透鏡支架5沿采集頭縱軸線朝大透鏡7方向移動(dòng)，直到所需要效果。在此順時(shí)針擰動(dòng)螺絲刀或簡易工具情況下，如果這成像質(zhì)量更不理想，則應(yīng)更換旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到得到所需的清晰的成像質(zhì)量，完成小透鏡3焦距調(diào)整。當(dāng)小透鏡3焦距調(diào)整完成后，還可以考慮通過在采集頭外殼I底部開個(gè)小孔，通過點(diǎn)膠以使小透鏡支架5相對于大透鏡8的位置予以固定，以確保在使用過程中不會(huì)松動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，包括采集頭外殼(I),該采集頭外殼(I)內(nèi)腔從前至后依次裝有三棱鏡(7)、大透鏡(8)、小透鏡(3)，在采集頭外殼(I)后部裝有CMOS成像板(6)及其成像傳感器(6-1)，其特征在于在所述采集頭外殼(I)內(nèi)腔內(nèi)的大透鏡(8)和CMOS成像板(6)的成像傳感器(6-1)之間設(shè)有小透鏡支架(5)及其沿采集頭外殼(I)縱軸線作前后往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，小透鏡(3)固裝在小透鏡支架(5)上，所述三棱鏡(7)出射面、大透鏡(8)、小透鏡(3)和成像傳感器(6-1)位于同一光軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，其特征在于所述小透鏡支架(5)前端底部設(shè)有導(dǎo)向筋(5-1)、中部設(shè)有擋邊(5-2)、后部設(shè)有向上開ロ的撥動(dòng)槽(5-3)，小透鏡(3)固裝在小透鏡支架(5)的前端部內(nèi)腔內(nèi)，并通過小透鏡臺階端面(3-1)與所述擋邊(5-2)靠緊配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，其特征在于所述小透鏡支架(5)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由蝸輪(2)、蝸輪(4)和偏心撥動(dòng)塊(4-1)組成，蝸桿(2)兩端部為圓柱面，活動(dòng)放置在采集頭外殼(I)內(nèi)腔中部的蝸桿定位槽(1-1)上，與蝸桿(2)合的蝸輪(4)底部設(shè)有偏心撥動(dòng)塊(4-1)，該撥動(dòng)塊(4-1)插入位于其下方的小透鏡支架(5)的向上開ロ的撥動(dòng)槽(5-3)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，其特征在于所述蝸桿(2)兩端部中任一端部面上設(shè)有調(diào)節(jié)凹槽，該調(diào)節(jié)凹槽為一字形凹槽或十字形凹槽，與該調(diào)節(jié)凹槽相對應(yīng)的采集頭外殼(I)側(cè)面上開有調(diào)節(jié)孔(1-2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，其特征在于所述采集頭外殼(I)內(nèi)腔底部設(shè)有導(dǎo)向槽(1-3)，與小透鏡支架(5)的導(dǎo)向筋(5-1)匹配滑動(dòng)連接。
專利摘要一種帶小透鏡調(diào)焦裝置的光學(xué)指紋采集頭，在采集頭外殼內(nèi)腔內(nèi)的大透鏡和CMOS成像板的成像傳感器之間設(shè)有小透鏡支架及其沿采集頭外殼縱軸線作前后往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，小透鏡固裝在小透鏡支架上，三棱鏡出射面、大透鏡、小透鏡和成像傳感器位于同一光軸上。本光學(xué)指紋采集頭能在所有部件裝配完成后才調(diào)整鏡頭焦距，而且在使用過程中能方便地調(diào)焦，從而確保自始至終都獲得清晰可靠的圖像。
文檔編號G06K9/00GK202650031SQ20122033835
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者胡昌陣 申請人:胡昌陣