專利名稱：多光譜指紋識別傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，具體涉及一種多光譜指紋識別傳感器。
背景技術：
光學指紋傳感器是由LED光源、平板玻璃、透鏡以及(XD/CM0S成像器構成的，LED光源的前方設置有平板玻璃，平板玻璃的前方設置有透鏡，透鏡通過信號線連接CCD/CM0S成像器。光學指紋傳感器的工作原理是:LED光源發(fā)出特定波長的光線，照向平板玻璃，將手指放在平板玻璃的中心位置處，LED光源均勻照明手指，由于指紋脊線和谷線的凸凹部位的光反射率不同而產(chǎn)生的指紋圖像通過透鏡到達(XD/CM0S成像器，形成清晰的指紋圖像。該指紋圖像進一步送入后續(xù)信號處理系統(tǒng)，實現(xiàn)指紋識別。這種光學指紋傳感器，由于采用透鏡直接成像的方式，需要較大的成像空間，小型化非常困難。并且，在平板玻璃上，如有外界光射入，會影響到采指紋圖像通過透鏡到達CXD/CMOS成像器上的數(shù)據(jù)收集，使得指紋識別的效率降低，導致常常出現(xiàn)要手指按多遍才會正確識別的現(xiàn)象發(fā)生。其實質(zhì)就是容易受到外界光的干擾。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多光譜指紋識別傳感器，它可以去除外界光線對圖像傳感器的干擾，提供高質(zhì)量的成像，從而提升識別效率。為解決上述技術問題，本實用新型多光譜指紋識別傳感器的技術解決方案為:包括多光譜光源、濾光片、第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡、圖像傳感器、偵測光源、偵測透鏡、單片機，多光譜光源、濾光片、第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡依次設置于圖像傳感器的前側；圖像傳感器通過信號線連接單片機；所述多光譜光源與濾光片在數(shù)量上一對一匹配，且多光譜光源位于圖像傳感器前側周邊位置；第二反射鏡的前側設置有偵測透鏡，偵測透鏡的前側設置有偵測光源；偵測光源電連接單片機；偵測光源發(fā)射特定光線，經(jīng)過偵測透鏡獲取圖像判別生物特征；當圖像傳感器采集到圖像信息發(fā)生變化，通過單片機啟動偵測光源，偵測光源通過偵測透鏡形成一束長條狀光源，經(jīng)過第二反射鏡射出來；圖像傳感器采集偵測光源光束范圍內(nèi)的圖像，將圖像信息傳輸至單片機；單片機對圖像信息進行分析處理，若圖像信息符合生物特征，通過單片機啟動多光譜光源，多光譜光源經(jīng)過濾光片過濾掉雜光，然后依次通過第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡，成像于圖像傳感器；圖像傳感器獲取不同位置的多光譜光源照射下的圖像存儲，進行圖像合成，獲取更多的圖像信息辨別生物特征。所述雙遠心物鏡的有效焦距為15mm 30mm,全視場相對畸變< 1%。所述圖像傳感器的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF值為:低頻90線對/毫米時，MTF > 0.5，高頻120線對/毫米時MTF > 0.3。[0011]所述多光譜光源采用紅色、藍色、綠色三種波長光線的LED光源組成。所述特定波長光線由濾光片過濾之后得到。所述LED光源強度大于外界光源強度，以保證圖像獲取時無需遮擋外界的雜光，使采集到的圖像不受外界光照的影響。本實用新型可以達到的技術效果是:本實用新型在空間有限的條件下，能夠保證偵測光路與成像光路相互不響應，從而獲得具有良好的高對比、高清晰度的圖像。本實用新型能夠獲得等精度的圖像，對于提高識別精度有利。本實用新型能夠獲得非常好的成像質(zhì)量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明:

圖1是本實用新型多光譜指紋識別傳感器的示意圖。圖中附圖標記說明:I為平板玻璃，2為照明裝置，
3為成像裝置，4為CMOS成像器。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型多光譜指紋識別傳感器，包括多光譜光源、濾光片、第一反射鏡1、平板玻璃、第二反射鏡2、雙遠心物鏡、圖像傳感器3、偵測光源、偵測透鏡、單片機
4,多光譜光源、濾光片、第一反射鏡1、平板玻璃、第二反射鏡2、雙遠心物鏡依次設置于圖像傳感器3的前側；圖像傳感器3通過信號線連接單片機4 ;所述多光譜光源與濾光片在數(shù)量上一對一匹配，且多光譜光源位于圖像傳感器3的前側周邊位置；多光譜光源采用紅色、藍色、綠色三種波長光線的LED光源組成。第二反射鏡2的前側設置有偵測透鏡，偵測透鏡的前側設置有偵測光源；偵測光源電連接單片機4 ;偵測光源發(fā)射特定光線，經(jīng)過偵測透鏡獲取圖像判別生物特征；當圖像傳感器3采集到圖像信息發(fā)生變化，通過單片機4啟動偵測光源，偵測光源通過偵測透鏡形成一束長條狀光源，經(jīng)過第二反射鏡2射出來；圖像傳感器3采集偵測光源光束范圍內(nèi)的圖像，將圖像信息傳輸至單片機4;單片機4對圖像信息進行分析處理，若圖像信息符合生物特征，通過單片機4啟動多光譜光源，多光譜光源經(jīng)過濾光片過濾掉雜光，然后依次通過第一反射鏡1、平板玻璃、第二反射鏡2、雙遠心物鏡，成像于圖像傳感器3 ;圖像傳感器3獲取不同位置的多光譜光源照射下的圖像并進行存儲，圖像傳感器3將圖像信號傳輸至單片機4，由單片機4進行圖像合成。多光譜識別系統(tǒng)獲取圖像時無需遮擋外界的雜光，因單片機4內(nèi)具有圖像合成程序，可以將多幅圖像的清晰部位進行圖片合成，這就保證了采集到的圖像不會受到外界光照的影響。圖像傳感器3用于將手指的指紋圖像成像在單片機4上；雙遠心物鏡的有效焦距為15mm 30mm,全視場相對畸變< 1%,以保證最后圖像不發(fā)生變形失真,避免誤識別；圖像傳感器3的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF值為:低頻90線對/毫米時，MTF >0.5,高頻120線對/毫米時MTF > 0.3 ；為實現(xiàn)低畸變光學成像，本實用新型的圖像傳感器3采用基于雙遠心(telecentric)物鏡的設計；本實用新型的雙遠心光路的優(yōu)點是傾斜物面造成投影畸變的梯形畸變可以得到克服，正方形的物經(jīng)光學系統(tǒng)成像為矩形圖像，雖然長寬方向的倍率不同，但可以很容易獲得高精度校正；同時系統(tǒng)離焦造成的倍率影響很小，系統(tǒng)的測量精度可以很聞。為了縮小體積，前組為攝遠系統(tǒng)的光路，前組由三片透鏡構成的正組和一片透鏡構成的負組組成，后組為三片兩組的雙高斯結構。本實用新型的前組中的正組主要平衡倍率色差和畸變，副組起縮短筒長并平衡慧差、像散、場曲的作用。本實用新型的傳遞函數(shù)在1201p/mm時達0.3以上。當圖像傳感器3進入工作狀態(tài)后，系統(tǒng)不知道當前是否有手指需要采集指紋，因此不能啟動單片機4采集圖像，否則會導致錯誤圖像進入后續(xù)信號處理系統(tǒng)而產(chǎn)生系統(tǒng)錯誤；本實用新型采用特定波長的光來確定是否有手指存在。本實用新型的工作原理如下:系統(tǒng)在等待狀態(tài)下，多光譜光源的LED光源發(fā)出特定波長的光線，單片機4檢測到周圍的光線；當有手指按住平板玻璃時，手指會擋住周圍的光線而反射LED光源發(fā)出的特定波長的光線；因此，只要單片機4檢測到該波長的光線時，就表明有手指按住了平板玻璃，需要進入指紋采集流程；光源在照射時，以多角度的反射光對指紋進行采集，多幅圖像采集后，再由單機將圖像合成處理，這樣就解決了外界光線在指紋采集時對采集指紋光線在圖像傳感器上不均引起指紋不明顯的使得指紋識別率不高的問題。即不管外界光線如何干擾，處單片機4圖像合成片理之后都能得到一個清晰的指紋，增加指紋識別效率。
權利要求1.一種多光譜指紋識別傳感器,其特征在于:包括多光譜光源、濾光片、第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡、圖像傳感器、偵測光源、偵測透鏡、單片機，多光譜光源、濾光片、第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡依次設置于圖像傳感器的前偵h圖像傳感器通過信號線連接單片機；所述多光譜光源與濾光片在數(shù)量上一對一匹配，且多光譜光源位于圖像傳感器前側周邊位置； 第二反射鏡的前側設置有偵測透鏡，偵測透鏡的前側設置有偵測光源；偵測光源電連接單片機；偵測光源發(fā)射特定光線，經(jīng)過偵測透鏡獲取圖像判別生物特征； 當圖像傳感器采集到圖像信息發(fā)生變化，通過單片機啟動偵測光源，偵測光源通過偵測透鏡形成一束長條狀光源，經(jīng)過第二反射鏡射出來；圖像傳感器采集偵測光源光束范圍內(nèi)的圖像，將圖像信息傳輸至單片機；單片機對圖像信息進行分析處理，若圖像信息符合生物特征，通過單片機啟動多光譜光源，多光譜光源經(jīng)過濾光片過濾掉雜光，然后依次通過第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡，成像于圖像傳感器；圖像傳感器獲取不同位置的多光譜光源照射下的圖像存儲，進行圖像合成，獲取更多的圖像信息辨別生物特征。
2.根據(jù)權利要求1所述的多光譜指紋識別傳感器，其特征在于:所述雙遠心物鏡的有效焦距為15mm 30mm,全視場相對畸變< 1%。
3.根據(jù)權利要求1所述的多光譜指紋識別傳感器，其特征在于:所述圖像傳感器的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF值為:低頻90線對/毫米時，MTF > 0.5，高頻120線對/毫米時MTF >0.3。
4.根據(jù)權利要求1所述的多光譜指紋識別傳感器，其特征在于:所述多光譜光源采用紅色、藍色、綠色三種波長光線的LED光源組成。
5.根據(jù)權利要求4所述的多光譜指紋識別傳感器，其特征在于:所述特定波長光線由濾光片過濾之后得到。
專利摘要本實用新型公開了一種多光譜指紋識別傳感器，包括多光譜光源、濾光片、第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡、圖像傳感器、偵測光源、偵測透鏡、單片機，多光譜光源、濾光片、第一反射鏡、平板玻璃、第二反射鏡、雙遠心物鏡依次設置于圖像傳感器的前側；圖像傳感器通過信號線連接單片機；第二反射鏡的前側設置有偵測透鏡，偵測透鏡的前側設置有偵測光源；偵測光源電連接單片機；偵測光源發(fā)射特定光線，經(jīng)過偵測透鏡獲取圖像判別生物特征。本實用新型在空間有限的條件下，能夠保證偵測光路與成像光路相互不響應，從而獲得具有良好的高對比、高清晰度的圖像。
文檔編號G06K9/00GK203038297SQ20122073179
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者莊文福 申請人:浙江凱拓機電有限公司