[发明专利]指纹采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种指纹采集装置，尤其涉及一种具有非对称光路的指纹采集装置。

背景技术

随着科技的发展及公众安全意识的增强，除了一些相对传统的安保领域，指纹采集装置越来越广泛的应用于便携电子产品，如笔记本电脑、移动电话等。图1(a)、1(b)所示为一种采用对称光路设计的指纹采集装置70。该指纹采集装置70包含一光源71、一棱镜72、一光检测器74，及一图像传感器(未图示)。该光检测器74包含一光阑740及一聚焦物镜741。该棱镜72具有一供手指8贴合的指纹采集面720，一反射面721，及一出射面722。光源71发出的光经棱镜72投射至手指8，被手指8散射后再次进入棱镜72传播。反射面721将光投射至出射面722，由出射面722出射至光检测器74；进入光阑740的光进一步被聚焦物镜741聚焦，再传送至图像传感器。该反射面721相对于该光检测器74的观测轴743左右对称，即该反射面721与该观测轴743所在水平面相交的直线垂直于该观测轴743；如此，光检测器74需设于棱镜72的出射面722一侧的中间。

现有这种对称光路结构导致指纹采集装置的尺寸受到一定的限制，指纹采集装置必须提供足够大的空间保证对称光路设置，因而体积较大。另外在组合应用于其他产品，如笔记本电脑上时，因对称结构的限制，对整体产品的设计有一定限定，不能灵活利用空间，难以适应产品小型化和便携性的要求。

鉴于上述问题，现有指纹采集装置需进一步改进，才能更好满足市场的需求。

发明内容

本发明提供一种指纹采集装置，无需对称空间设置，而可占用较小的空间；进而在组合应用于系统产品设计时不会引起过多限制。

本发明提出的指纹采集装置，包括光源、棱镜、光检测器，及图像传感器。棱镜具有指纹采集面，至少一反射面，及出射面。光源发出的光射入该棱镜，该光检测器在其观测角范围内检测该出射面射出的光，并将其传播至该图像传感器。而将光反射至该出射面的反射面相对于该光检测器的观测轴不对称。

在一实施例中，该至少一反射面与出射面是平面或曲面。当该将光反射至该出射面的反射面是平面时，其与该观测轴所在水平面相交的直线与该观测轴斜相交。当该将光反射至该出射面的反射面是曲面时，由该曲面与该观测轴所在水平面相交的曲线与该观测轴相交点决定的切线与该观测轴斜相交。在一实施例中，该至少一反射面是镜面反射或全反射方式。该光检测器包含镜头，该镜头包含至少一透镜。在另一实施例中，该光检测器进一步包含至少一折反光路元件，该至少一折反光路元件是折叠镜或直角棱镜。该至少一折反光路元件设于该棱镜的出射面与该至少一透镜之间。该至少一折反光路元件设于该透镜与该图像传感器之间。

本发明的指纹采集装置采用非对称的光路结构，与现有的采用对称光路的指纹采集装置相比，其反射面反射的光可集中于棱镜的一角，而得以充分利用棱镜一侧的空间缩小体积；在使用折反光路折反时，更可充分展现这一优点。且在组合应用于系统产品时，可根据需要灵活调整光路以适应富余空间而有效降低产品的尺寸。

附图说明

图1(a)、1(b)是一现有指纹采集装置的工作示意图；

图2、3、4是根据本发明一实施例的指纹采集装置的工作示意图；

图5、6是根据本发明另一实施例的指纹采集装置的工作示意图；

图7是根据本发明又一实施例的指纹采集装置的工作示意图。

附图标记：

6手指、60指纹脊、61指纹谷；

7介质；

10、20、30指纹采集装置；

11、21光源；

110光源发出的光；

111被指纹谷散射的光线；

112被指纹脊散射的光线；

Φ_max1、Φ_max2最大折射角

12、22、32棱镜；

120指纹采集面；

121、221反射面；

122、322出射面；

14、24、34光检测器；

140、240观测轴；

θ观测角；

15、25、35图像传感器；

23折反光路元件；

241、341透镜；

245光轴；

70指纹采集装置；

71光源；

72棱镜；

720指纹采集面；

721反射面；

722出射面

74光检测器；

740光阑；

741聚焦物镜；

743观测轴