[實(shí)用新型]暗背景的折返式掌紋采集裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520908164.4
• 申請(qǐng)日: 2015-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN205158388U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏少斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州指安科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于掌紋采集裝置，更具體地說，涉及一種暗背景的折返式掌紋采集裝置。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，利用人體生物學(xué)或行為學(xué)特征的新的身份認(rèn)證技術(shù)已日漸 成熟，比如指紋采集技術(shù)，已普及到日常生活，但掌紋識(shí)別技術(shù)目前還處于停滯狀態(tài)，這是 由于低分辨的掌紋圖像滿足不了市場(chǎng)需求，需要一種高分辨率的采集裝置來提升圖像質(zhì)量， 提高用戶體驗(yàn)。此外，由于掌紋采集區(qū)域較大，為了減小圖像的畸變，傳統(tǒng)的采集裝置結(jié)構(gòu) 較長(zhǎng)，這也是導(dǎo)致掌紋采集技術(shù)進(jìn)展緩慢的一個(gè)重要因素。

傳統(tǒng)的光學(xué)掌紋采集裝置，很難同時(shí)滿足“易生產(chǎn)”和“高分辨率”兩個(gè)需求。所謂的 “高分辨率”是指采集的掌紋圖像有很高的清晰度，容易辨別手掌的特征。傳統(tǒng)的光學(xué)掌紋 采集裝置在實(shí)際生產(chǎn)過程中最不容易控制的就是遮擋雜散光和固定鏡頭焦距的過程，只有采 用鏡頭整組調(diào)焦的方式，才可以減少調(diào)焦的難度，甚至達(dá)到免調(diào)焦的效果。在手掌采集面積 確定的情況下，系統(tǒng)要具有較長(zhǎng)的光軸來減小圖像的畸變，這同“小型化”的要求是矛盾的。 所以，本實(shí)用新型主要解決傳統(tǒng)掌紋采集裝置中遇到的小型化、低畸變、高分辨率和低雜散 光幾個(gè)困難，通過有效方案來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。

傳統(tǒng)掌紋采集裝置的棱鏡、透鏡和成像器件沿光先傳播方向按順序排列，造成了結(jié)構(gòu)軸 向距離較長(zhǎng)，不易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化，也不利于實(shí)際生產(chǎn)。

傳統(tǒng)的掌紋采集裝置大部分采用的是序列式設(shè)計(jì)，即采用棱鏡、透鏡和成像器件的順序 排布來采集掌紋圖像，這種方式的缺陷在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)長(zhǎng)，難以做成便攜式采集裝置。另有一 部分采用了雙遠(yuǎn)心光路的設(shè)計(jì)方式，來減小圖像的畸變和產(chǎn)品的尺寸，這種方案的缺點(diǎn)在于 內(nèi)部鏡片安裝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)的加工精度要求比較高，給產(chǎn)品的批量生產(chǎn)帶來很大的不便。 主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

a)傳統(tǒng)的掌紋采集裝置很難通過減小光軸的方式來完成小型化設(shè)計(jì)。這是因?yàn)槎坦廨S意 味著視場(chǎng)角變大，相應(yīng)的畸變也會(huì)變大，圖像質(zhì)量下降會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。傳統(tǒng)掌紋采集裝 置為了產(chǎn)品小型化而減小光軸長(zhǎng)度，造成畸變變大，這樣使得圖像發(fā)生非線性彎曲，給后續(xù) 圖像校正帶來困難。

b)傳統(tǒng)的掌紋采集裝置通常對(duì)雜散光無(wú)法抑制。這是因?yàn)樗捎玫墓庠礇]有做均勻化處 理，且結(jié)構(gòu)無(wú)法遮擋外部進(jìn)入的雜散光，導(dǎo)致此類光線同有效光線一起進(jìn)入探測(cè)器中，造成 干擾，降低了圖像對(duì)比度。傳統(tǒng)掌紋采集裝置中雜散光對(duì)圖像采集質(zhì)量影響嚴(yán)重，只能通過 增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性來遮擋部分雜散光，增加了裝配的難度。

傳統(tǒng)的掌紋采集裝置中棱鏡全部都采用了直角棱鏡，光源位置在棱鏡底部，而且結(jié)構(gòu)對(duì) 雜散光無(wú)法遮擋，對(duì)成像造成很嚴(yán)重的干擾，采集圖像對(duì)比度降低，采集的圖像是一幅低對(duì) 比度亮背景的圖像。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種解決傳統(tǒng)掌紋采集裝置中遇到的小型 化、低畸變、高分辨率和低雜散光幾個(gè)困難的暗背景的折返式掌紋采集裝置。

這種暗背景的折返式掌紋采集裝置，包括光源、棱鏡、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反 射鏡、透鏡組和成像器件；所述光源的光經(jīng)過棱鏡到采集面后依次經(jīng)過棱鏡、第一反射鏡、 第二反射鏡、第三反射鏡和透鏡組，最終抵達(dá)成像器件。

作為優(yōu)選：所述采集面與水平面夾角θ1、棱鏡頂角θ2、第二反射鏡與水平面夾角θ3、 第一反射鏡與垂直面夾角θ4和第三反射鏡與垂直面夾角θ5滿足θ1+θ2+θ3+θ4+θ5＝180 °且θ1+θ2≥90°。

作為優(yōu)選：所述第三反射鏡和透鏡組之間設(shè)有消光結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選：所述光源包括封閉腔體結(jié)構(gòu)，在封閉腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)依次設(shè)有不規(guī)則三角體、復(fù)眼 曲面陣列、LED光源和PCB板。

作為優(yōu)選：所述不規(guī)則三角體和復(fù)眼曲面陣列為PMMA材質(zhì)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.傳統(tǒng)的掌紋采集裝置結(jié)構(gòu)比較長(zhǎng)，雜散光無(wú)法處理。

本實(shí)用新型通過折返式光路，在保證光軸長(zhǎng)度的同時(shí)，縮短了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè) 計(jì)。通過對(duì)折反棱鏡角度的設(shè)計(jì)，由外部進(jìn)入到棱鏡中的雜散光無(wú)法通過后面反射鏡進(jìn)入到 透鏡組，對(duì)成像采集無(wú)任何影響，達(dá)到消除雜散光的目的；

2.一種小型化低畸變的掌紋采集裝置，但是透鏡裝配難固定，鏡頭調(diào)焦不方便，不適合批 量化生產(chǎn)。