[发明专利]一种小型指纹采集器

说明书

技术领域

本发明涉及应用电子电路进行指纹识别的装置，特别是涉及一种小型指纹采集器。

背景技术

现有以生理特征的识别技术中，指纹识别技术是目前最成熟的一种。然而，现有指纹采集器的光路设计不甚合理，指纹光学成像质量较差，有效用户指纹难以被安全识别，给用户正常使用带来不便，而且，其结构比较复杂，体积也比较大，生产成本比较高，在小型化的指纹识别系统中难以大量推广使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种小型指纹采集器。

本发明技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种小型指纹采集器，包括壳体和设置在所述壳体内的光学指纹成像模块，所述光学指纹成像模块包括顺应光路设置的棱镜、成像物镜、图像采集单元和光源，所述棱镜是纵截面底边大于高的均匀对称的六面梯形棱镜，包括有相互平行正对的大端面、小端面、下侧面和其余三个侧面，所述大端面是图像采集面，所述小端面是光源射入面，所述下侧面是与成像物镜相对的成像面。

这种小型指纹采集器的特点是：

在所述棱镜和所述成像物镜之间的光路设有平面反射镜，所述光源发出的光经所述棱镜的小端面进入棱镜，被按压在所述棱镜的大端面上的指头反射光线的一部分，由所述棱镜的下侧面射出到所述平面反射镜上，经所述平面反射镜全反射进入所述成像物镜，并经成像物镜消畸变、色差，成像于所述图像采集单元的图像接收面上，所述图像采集单元将接收到的图像转换成电信号输出。采用平面反射镜进行全反射，光路呈折线，相比直线光路可以明显缩短指纹采集器的纵向尺寸，实现小型化。

本发明技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述平面反射镜是只有一个反射镜面的长方体状薄平面镜，平面反射镜与主光轴倾角为137.25°，其反射的光线直接进入成像物镜。

所述光源是至少1个可见光或红外光的发光二极管(light emitting diode，缩略词为LED)光源，焊接在图像采集单元主板上，位于所述棱镜的小端面上方，所述光源与所述图像采集单元共用一个主板和电源，可以进一步实现指纹采集器小型化。可见光或红外光的LED光源可作为持续的光源，提供小型指纹采集器长时间使用。

所述光源和成像物镜的透镜组在同一水平面上，所述成像物镜对成像透镜组成像定位，免对焦采集指纹图像，可以提高生产效率和进一步节约成本。

本发明技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。

所述棱镜的小端面贴附有扩散片，具有分散光线、均匀柔和光线的作用。所述光源的光线通过所述扩散片分散而均匀地照射在所述棱镜的大端面，给按压在其上的指头照明，既不刺眼，又可避免指纹图像信息不能被图像采集单元充分识别转换，从而提高小型指纹采集的精确度和清晰度，显著提高采集质量和识别效率。

所述扩散片是聚乙烯(Polyethylene，缩略词为PE)薄膜，采用型号为MB-433P底部扩散膜。

所述棱镜的图像采集面与主光轴的夹角为45°。

所述棱镜的等效空气面与主光轴的夹角为57.69°。

所述棱镜其余三个侧面的表面均涂覆有用于遮光的黑漆层。

在所述壳体的下方与所述图像采集单元主板之间设有成像物镜底座，由壳体和图像采集单元主板上的定位孔夹住固定，不需要采用螺丝或胶粘方式固定，以提高空间利用效率，节约成本，再进一步实现指纹采集器小型化。

所述图像采集单元是彩色互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，缩略词为CMOS)光电转换器，所述图像采集单元主板包括彩色CMOS芯片、分别与所述彩色CMOS芯片连接的存储单元芯片、晶体振荡器、低压差线性稳压器(low dropout regulator，缩略词为LDO)、复位电路和数据通讯接口，所述LDO还分别与存储单元芯片、数据通讯接口和光源连接。

所述彩色CMOS芯片的感光面到所述成像物镜的透镜组的后焦距为2.7～3.0mm，呈现在彩色CMOS芯片感光阵列上的光线中的物像即采集的指纹图像被转换成电信号。

所述存储单元芯片主要用于存储指纹采集器的设计参数、采集指纹图像的大小，曝光度等参数。

所述彩色CMOS芯片是分辨率为30万像素的彩色CMOS芯片。

所述壳体包括主壳体，以及固定平面反射镜的盖板。

本发明与现有技术对比的有益效果是：