[实用新型]指纹图像的显示采集仪

说明书

本实用新型是一种关于指纹图像的显示采集仪。

指纹是人终身不变的一个特征，指纹因其具有唯一性和稳定性，一直是身份鉴定和安全防范的可靠手段。因此，构建一个指纹图像的显示与采集装置具有广阔的应用前景和实际意义。在先技术中，井垣诚武、新崎卓、本问浩二等人在日本专利“光学的指纹检出机构”(日本国特许厅于1993年9月21日公布，公布号：特开平5-242230)中，提供了一种指纹图像显示的光学系统结构，如图1所示。光源1发出的光从棱镜(プリズム)3的一直角面以大于临界角入射到直角棱镜3中。将被测手指2按在直角棱镜3的斜面上，由于手指的乳突线(即指纹)是凸起于手指表面的，指纹与直角棱镜3斜面的紧密接触，破坏了全反射的条件，一部分入射光将被手指吸收损失掉，余下的部分光反射，从直角棱镜3的另一直角面透射出去，透镜(レンズ)4将指纹上各点反射的光会聚后，由平面反射镜(ミラ)5反射给摄像元件(摄像素子)6成像。这些乳突线(即指纹)上的各点在摄像元件6上显示为弱光。而在乳突线之间的凹处，因为人会分泌有微量的汗液，其折射率较小，入射光在此处会发生全反射，所以凹处的各点在摄像元件6上显示为强光。这样，从摄像元件6摄录下来的被测手指2表面上各点反射光的强弱变化，就可以得到清晰的指纹纹路。

上述在先技术中，被测手指2是按在直角棱镜3的斜面上，对直角棱镜3而言，指纹上各点反射的光经过直角棱镜后成像在直角棱镜的直角面上，成像过程相当于斜面上的指纹投影在直角面上。因为直角棱镜3的斜面大于直角面，所以指纹图像的长度被压缩变短了，但是宽度还是同实际指纹一样大，这样就引起了图像长宽比例的失真。上述在先技术另外的缺点是：光源1对指纹的照明不够均匀；整个光学系统的光路太长；成像过程中产生的像差较大。

本实用新型的目的是针对在先技术指纹采集过程中图像长宽比例失真、光源照明不均匀、光路较长、像差大的缺点，提供一种能够提高成像质量，使整个光路更为紧凑，结构更加小巧，指纹图像更加真实的指纹图像的显示采集仪。

本实用新型指纹图像的显示采集仪，包括外壳8，外壳8上带有供置放被测手指2的放指窗口801和供显示和采集指纹置放摄像元件6的观测窗口802。在外壳8内置有直角棱镜3，直角棱镜3的斜面上的中心点o与放指窗口801的中心点o相重合，直角棱镜3的一个直角平面对着有光源1。紧贴在直角棱镜3的另一个直角平面与直角棱镜3对称地置有补偿直角棱镜7。补偿直角棱镜7与直角棱镜3的大小形状和材料完全相同。在外壳8内有一平面反射镜5，平面反射镜5的反射平面与补偿直角棱镜7的斜面相平行，并且平面反射镜5反射平面的中心点o与直角棱镜3斜面上的中心点o的连线oo恰好穿过直角棱镜3和补偿直角棱镜7紧贴的两直角平面的中心点o＇和补偿直角棱镜7斜面上的中心点o＂。在外壳8内置有双胶合透镜9，双胶合透镜9的中心点o₂在平面反射镜5反射平面的中心点o与直角棱镜3斜面上的中心点o的连线oo的垂线oo₁上。在外壳8内置有超半球型浸没透镜10，超半球型浸没透镜10的球面向着双胶合透镜9。超半球型浸没透镜10球面的中心点o₃与双胶合透镜9的中心点o₂同在一条垂线oo₁上。超半球型浸没透镜10平面上的中心点o₁处置有在外壳8上观测窗口802内的摄像元件6。

所说的光源1是由面阵发光二极管101以及盖在它上面的毛玻璃片102构成。

所说的双胶合透镜9是由一凹凸透镜901和一双凸透镜902胶合而成的。

所说的置放在放指窗口801内的直角棱镜3斜面上的被测手指2与置于超半球型浸没透镜10平面上的中心点o₁处的摄像元件6相对于超半球型浸没透镜10的物像位置是：物距L=(1+n)r，像距L＇=(1+n)r/n，式中n为超半球型浸没透镜10的折射率，r为超半球型浸没透镜10球面的曲率半径。

本实用新型指纹图像的显示采集仪，如上述和图2所示的结构，在外壳8内置有的作为光源1的面阵发光二极管101以及盖在它上面的毛玻璃片102，在外壳8内沿着被测手指2反射光前进的方向上，同光轴o-o-o₁地依次经过直角棱镜3、补偿直角棱镜7、平面反射镜5、双胶合透镜9、超半球型浸没透镜10直到摄象元件6。

所说的摄像元件6是CCD摄像机，或者是照相机，将指纹图像摄录下来，或者是显示屏，直接显示指纹图像。