新型光學手紋採集儀的製作方法

2023-10-25 10:53:52

專利名稱：新型光學手紋採集儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於光學領域。
背景技術：
隨著社會的進步特別是計算機技術的飛速發展，基於手紋(指紋和掌紋)的自動身份識別系統和產品受到愈來愈多的關注，被廣泛應用於公安、社保、安防和金融等許多領域。手紋採集儀是自動識別系統中手紋圖像的輸入設備，它直接影響識別系統的性能及成本等因素。雖然近年來出現了半導體指紋傳感器，但由於其性能不穩定，使用壽命短等問題，沒有得到普遍採用。目前手紋識別系統中仍然主要採用光學採集儀。圖1是傳統的光學手紋採集儀原理示意圖。由光源1發出的光入射到稜鏡3的表面2上，根據全反射的光學原理，入射到表面2上的光經反射後從稜鏡3的另一個表面4射出。當表面2上按有手時，手表面紋線接觸處光線發生散射，在光線出射方向就可以得到紋線的圖像。這種系統中物面(表面2)與系統光軸不垂直，是非共軸系統，用鏡頭直接成像會出現梯形像差。用補償稜鏡可以修正這種像差，但增加系統的複雜性，提高了產品成本。另外，由於稜鏡體積大，採集設備難以小型化。

發明內容
本實用新型的目的是解決上述問題，提供一種新型手紋採集儀，系統簡單沒有梯形形變。
圖3是本實用新型的結構說明圖，其中包括平行平板(以下簡稱平板)1、光源2、平面鏡3、平面鏡4、成像鏡頭5、圖像傳感器6，且它們在光路上依次排開。手與平行平板1的表面接觸，光源2發出的光在平板表面被手紋接觸部分發生漫反射，漫反射光經過平面鏡3和4改變光路後，通過鏡頭5將清晰紋線圖像成在CMOS圖像傳感器6上。系統中平板的取手紋面和成像光透射面與光軸7垂直，平行平板1、平面鏡3、平面鏡4、鏡頭5和圖像傳感器6構成共軸光學系統。
圖2進一步說明了本實用新型的特點。圖中光源5從側面將光線射入平板1中，由於表面2和表面4是拋光面，發生全反射，光線不會從平板表面2和表面4射出。當手按在表面2時手紋與表面2接觸處出現漫反射，散射光可以從表面4射出。這時在表面4一側，通過鏡頭可以得到被光源5照亮的紋線圖像。平板表面2和表面4之間的夾角小於2°，以保證所採集手紋的矩形和梯形畸變小於0.1％。
本實用新型光學系統直接透過平板取像，沒有梯形形變，設計簡單、成本低，便於在保持圖像質量的前提下實現小型化。


圖1是傳統手紋採集儀的原理示意圖圖2是本實用新型光學特點示意圖圖3是本實用新型光學系統結構示意圖圖4是本實用新型實例結構示意圖具體實施方式
圖4是本實用新型實例結構示意圖。平板1的窗口面積是14mm×18mm，選用材料是HWB850紅外玻璃；光源2是波長930nm的紅外發光管；紋線的散射光通過平面鏡3和4改變光路經過鏡頭5成像到CMOS傳感器6上；CMOS器件採用OV7141。
權利要求1.一種手紋採集儀，包括平行平板1、光源2、平面鏡3、平面鏡4、成像鏡頭5、圖像傳感器6，其特徵是所述平行平板1、平面鏡3、平面鏡4、成像鏡頭5和圖像傳感器6在光路上依次排開。
2.如權利1要求的手紋採集儀，其特徵是平行平板取手紋面和成像光線透射面間的夾角小於2°。
3.如權利1要求的手紋採集儀，其特徵是平行平板取手紋面和成像光線透射面與光軸垂直。
4.如權利1要求的手紋採集儀，其特徵是平行平板1、平面鏡3、平面鏡4、鏡頭5和圖像傳感器6構成共軸光學系統。
5.如權利1要求的手紋採集儀，其特徵是平行平板的光入射側面和與其相對的側面是拋光面。
專利摘要本實用新型公開一種手紋採集儀，包括光源2、平行平板1、平面鏡3和4、成像透鏡5、圖像傳感器6，其特徵是用平行平板提取手紋；平行平板取手紋面(與手接觸的表面)和成像光線透射面(取手紋面相對的面)與光軸垂直；所述平行平板、平面鏡、成像鏡頭和圖像傳感器在光路上依次排開，即光源發出的光從側面進入到平板1中，在平行平板中發生全發射，被手紋線散射的光線一部分由平板的另一面射出，經過平面鏡進入鏡頭，最後成像在傳感器上。
文檔編號G02B17/08GK2681156SQ20032010218
公開日2005年2月23日 申請日期2003年11月3日 優先權日2003年11月3日
發明者林金龍, 沈柱 申請人:林金龍