[实用新型]基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学指纹采集装置，特别是一种利用全息技术获得指纹图像，并通过CCD转换及ARM或DSP处理后，能及时通过USB输出相应指纹图像数据的基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器。

背景技术

光学指纹采集技术是最古老也是目前应用最广泛的指纹采集技术，光学指纹采集设备始于1971年，目前传统的方法是利用棱镜的全反射(FTIR)来获得指纹像，利用该方法存在严重的像差，且像在某个方向上被压缩在1996年，美国的R.D.Bahuguna等把全息和全反射技术相结合研究出了一种新型的棱镜指纹传感器，很好地解决了传统光学指纹取像的严重问题，从而避免使用复杂的精密光学校正系统和校正处理软件，但其制作不便，且制作要求极高，使用受到一定程度的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，其制作成本低，成像能力好，能获得高清晰、无畸变、无失真的指纹像。

为实现本实用新型的目的采用了如下技术方案：一种基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，包括有半导体激光二极管、图像传感器CCD、微处理器DSP或ARM、USB接口及电源电路，其特征是在半导体激光二极管与图像传感器CCD之间设有一透镜组及全息光栅单元，该单元由第一透镜组、第二透镜组和全息光栅构成，第一透镜组与半导体激光二极管的激光输出连接，第二透镜组与图像传感器CCD的输入连接。

前述的第一透镜组的光轴与全息光栅平面成45°夹角，前述第二透镜组的光轴与全息光栅平面垂直。

前述的全息光栅采用由两束并行的相干光呈45°夹角射到全息干板上经曝光冲洗后的全息光栅。

按本实用新型提供的一种基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，半导体激光二极管与电源电路和透镜组及全息光栅单元相连，电源电路为半导体激光二极管提供电源，半导体激光二极管供电后发出激光，照射到透镜组及全息光栅单元；透镜组及全息光栅单元与图像传感器CCD相连，当手指按在透镜组及全息光栅单元中的光栅上时，该单元通过激光将指纹信息传到图像传感器CCD，并通过图像传感器CCD转换为指纹数字图像信息，电源电路为图像传感器CCD提供电源；图像传感器CCD与微处理器DSP或ARM相连，同时微处理器DSP或ARM与USB接口和电源电路相连，电源电路为微处理器DSP或ARM提供电源，而图像传感器CCD在微处理器DSP或ARM的控制下读出指纹图像数据，并转换为满足USB接口传输协议的数据，通过USB输出指纹图像数据。透镜组及全息光栅单元主要由透镜组1、全息光栅和透镜组2三部分组成，透镜组1将半导体激光二极管发出的激光进行扩束，并以45°夹角照射到全息光栅上，当手指按在全息光栅上时，从垂直于全息光栅方向出射的激光就携带指纹信息照射到透镜组2上，透过透镜组2便照射到图像传感器CCD。透镜组及全息光栅单元获取指纹的原理为：用单色平行光以45°夹角，照射到全息光栅上压有指纹的全息光栅背后的玻璃表面时，其反射光的量依赖于压在玻璃表面指纹的脊和谷的深度以及皮肤与玻璃间的油脂和水分，反射光线再次通过光栅后，从垂直于光栅的平面射出，射出的光携带着指纹信息即指纹像，且指纹像的法线与透镜组的光轴重合，从而消除指纹像的失真，不但解决了传统光学全反射指纹传感器技术中的像差、图像压缩等问题，其成像对比度高，且像面与光轴垂直，因此具有很好的成像能力，通过透镜组放大后完全可以看清指纹脊上的腺孔。本实用新型制作成本低，成像能力强，能获得高清晰、无畸变、无失真的指纹像，更易于小型化、产品化。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1为本实用新型的连接示意图；

图2为本实用新型的透镜组及全息光栅单元的示意图与光路图；

图3为本实用新型的全息光栅制作示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的实施方案，如图1-图3所示，一种基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，包括有半导体激光二极管、图像传感器CCD、微处理器DSP或ARM、USB接口及电源电路，其特征是在半导体激光二极管与图像传感器CCD之间设有一透镜组及全息光栅单元，该单元由透镜组1、透镜组2和全息光栅构成，透镜组1与半导体激光二极管的激光输出连接，透镜组2与图像传感器CCD的输入连接。前述的透镜组1的光轴与全息光栅平面成45°夹角，前述透镜组2的光轴与全息光栅平面垂直。前述的全息光栅采用由两束并行的相干光呈45°夹角射到全息干板上经曝光冲洗后的全息光栅。该全息光栅制作简单，方便，成本低廉。