[實用新型]基于漫反射原理的光學指紋采集頭

有效

• 申請號: 201220168193.8
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN202758369U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 曹國基;崖少云;朱定武
• 申請（專利權）人: 曹國基
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光學指紋采集頭，特別涉及一種基于漫反射原理的光學指紋采集頭。

背景技術

現有的光學指紋采集頭，比較典型的是采用全反射成像光學指紋采集頭技術如ZL201010217947.X所披露的技術，其由三棱鏡、導光板、透鏡組、CMOS板及矩形塑料殼組件組成，矩形塑料殼組件上端裝配棱鏡、光源板，矩形塑料殼組件中段內裝透鏡組，矩形塑料殼組件裝配CMOS板，光源板與三棱鏡指紋采集面鄰近的一面平行，該面是磨砂毛面，該類型采集頭的光源是采用典型的平面光源，所成的原始圖像特點為背景為白，紋線為灰黑色。但是，經本發明人長期研究發現，全反射成像光學指紋采集頭對干指紋采集效果較差，為了解決這個問題，在指紋采集面上貼上指紋軟膜，但指紋軟膜易于損壞及使用壽命較短，維護成本高，同時射向采集窗的外部自然光較強時，如夏天的陽光，對戶外使用的采集頭就有影響，造成指紋門鎖有時不能正常采集驗證，特別是對于干手指的指紋信息非常容易失真。這些問題極大制約了指紋信息采集產品應用市場的推廣。

發明內容

本發明為解決現有全反射光學指紋采集頭對干指紋適應性差及在外部強光下采集圖像效果差和漫反射光學指紋采集頭在外部自然光或高溫環境下外部紅外線的干擾而引起的自動采集問題，開發了一種基于漫反射原理的光學指紋采集頭，包括殼體，所述殼體內的光路上依次設置有光學傳感器、微透鏡、采集棱鏡和紅外線光源；其特征在于，所述采集棱鏡為梯形棱鏡，所述采集棱鏡的背景腰面是光學黑面，所述紅外線光源為點光源并設置在所述梯形棱鏡的上底面位置，且所述上底面為磨砂面。

由于所述采集棱鏡的背景腰面是光學黑面，該光學黑底面可吸收從采集面射進來的外部光線以及內部光源漏出的光線，從而保證圖像背景是完全黑色的，對干指紋成像有非常好的適應性。

其次由于所述紅外線光源為點光源并設置在所述梯形棱鏡的上底面上，從而能夠形成漫反射成像，而且由于所述上底面為磨砂面，從而使入射到棱鏡的光線均勻分布。

進一步的技術方案還可以是，在所述采集棱鏡與所述微透鏡之間設置有場鏡。這樣所述場鏡與所述微透鏡配合更加準確調整光路的光信號，其中所述的場鏡能夠大幅度地調整光路的焦距，而所述微透鏡能夠細微調整光路的焦距，從而達到精確、精準的效果。

進一步的技術方案還可以是，所述紅外線光源為點光源的波長λ范圍為800nm～1000nm。采用該波長范圍的點光源產品不僅是技術最為成熟的民用產品而且也是價格相對便宜，適宜批量生產。

進一步的技術方案還可以是，所述場鏡或所述微透鏡上設置濾光膜，所述濾光膜允許波長λ范圍為780nm～1100nm的紅外光通過。這樣可以濾除外部干擾性可見光。

進一步的技術方案還可以是，在所述殼體的采集窗周邊位置設置靜電感應線圈，所述靜電感應線圈與控制器電信號連接。這樣可以感應活體手指的動作信號防止模擬指紋信號的錯誤輸入，提高了產品的安全性。

根據上述結構，可以形成基于漫反射光學原理的光學指紋信息采集頭，不僅能夠可靠地避免外部環境中的可見光對指紋信息的干擾從而導致的誤讀，而且也能使圖像背景基本為黑色，手指的脊線和谷線信號明晰，大大提高了采集的準確性從而能夠準確地識別干手指的指紋信號。

由于本發明具有上述特點和優點，可以應用到基于指紋管理的鎖具產品或信息采集系統中。

附圖說明

圖1是應用本發明技術方案的所述采集棱鏡的平面結構示意圖；

圖2是應用本發明技術方案的所述光學指紋采集頭的光路結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對應用本發明技術方案的所述光學指紋采集頭的具體結構作出說明。

如圖1和圖2所示，指紋采集頭，包括殼體1，所述殼體1內的光路上依次設置有光學傳感器2、微透鏡3、場鏡4、采集棱鏡5和紅外線點光源6。圖2中的虛線為紅外線的路徑方向示意圖。

其中，所述殼體1的一端設置采集窗7并且在所述采集窗7位置設置所述采集棱鏡5的采集面54。

如圖1所示，所述采集棱鏡5呈梯形，其上底面51為磨砂面并且在該點位置設置紅外線點光源6，所述紅外線點光源6在所述上底面51上形成漫反射光線。所述紅外線點光源的波長λ范圍為800nm～1000nm。所述采集棱鏡5的下底面為所述采集面54，供手指8放置其上從而采集手指8的指紋信息。所述采集棱鏡5的背景腰面52是光學黑面。而與所述背景腰面52對應的腰面53是透光面。