新型三角稜鏡指紋圖象採集器的製作方法
2023-12-10 01:52:41
專利名稱：新型三角稜鏡指紋圖象採集器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種指紋圖象採集裝置，特別是涉及一種新型三角稜鏡指紋圖象採集器。
背景技術：
圖1是以前使用的三角稜鏡指紋圖像採集器的結構示意圖。三角稜鏡1是由玻璃製成。三個功能面分別是採集面11、入射面12和出射面13。手指2放在稜鏡1的採集面11，平行光源3為入射面12提供照明。入射面12處的入射角通常為90度，採集面11處的入射角為45度。手指2隆起的凸條紋與採集面11接觸，光線將透過手指2被吸收，而手指2上的指紋凹槽不與採集面11接觸，形成空氣層，入射光線通過採集面11內層完全反射。反射的光線從出射面13射出，經透鏡4聚焦形成指紋的圖像。圖像中，手指2指紋隆起的凸紋因無反射光而顏色深暗，手指上凹陷的指紋因與採集面11未接觸完全反射入射光，條紋明亮。透鏡4將指紋的光學圖像投射在光電檢測器CMOS 5表面，如CMOS照相機一樣顯示出有明暗條紋圖像的指紋圖。該圖像再經過計算機比對實現指紋識別。
玻璃三角稜鏡生成的指紋圖像有較多的缺陷。因為部分人的手指乾燥，凸紋不能與採集器12的玻璃浸潤，存在空氣隔層，入射光應吸收而被反射。指紋圖像出現錯誤，造成了指紋缺失現象。引致身份識別不準或不識別。當溼手指，指紋與採集面接觸時凸條紋潮溼，由手紋上的水份把採集器與凸條紋粘合成一體，使入射光穿過採集面而被凸條紋吸收。在這種指紋識別採集器的應用中乾燥手指的人們需在手指上呼一口氣或用潮溼毛巾預先把手指弄溼，再採集指紋。若水份過多使指紋凹條也會產生缺失。從而該稜鏡採集器在指紋識別應用中遇到了困難。
從以上所述可以看出，社會需要一種能提供圖像質量好，適用幹、溼及粗糙手的指紋採集器。
發明內容
本實用新型的目的在於克服現有技術的上述缺陷，提供一種能適用幹、溼及粗糙手的指紋，且圖象質量好的新型三角稜鏡指紋圖象採集器。
為實現上述目的，本實用新型三角稜鏡指紋圖象採集器，由等腰三角柱形稜鏡、光源、透鏡和光電檢測器組成，等腰三角柱形稜鏡的一側等腰面為入射面配裝光源、另一側等腰面為出射面配裝透鏡及光電檢測器，與兩等腰面相對的三角形底面為採集面，採集面加塗一層透明彈性樹脂膜。就是把透明彈性樹脂覆塗於三角稜鏡的採集面上，使用時手指與樹脂薄膜接觸。凸紋壓入透明彈性的薄膜中，兩者相浸潤，形成一體，吸收入射光。凹條紋未或不與膜互相接觸，入射光經完全內反射到反射面，再反射到透鏡、光電檢測器CMOS，並且圖像清晰、識別率高。如此設計，比較本發明與普通三角稜鏡指紋成像採集器，因樹脂彈性體在指紋凸紋壓力下而凹陷，並與指紋浸潤一體，明顯的改善了光電檢測器COMS上的指紋圖像，提高了成像採集系統的圖像品質，同時也克服了現有指紋圖象採集器不能適用幹、溼及粗糙手指紋的缺陷。
作為優化，透明彈性樹脂膜的厚度為0.2-1毫米。如此設計，有利於保障採集器的整體性能。
作為優化，等腰三角柱形稜鏡的頂角為90度。如此設計，在整個光路上光量損耗最少。
作為優化，透明彈性樹脂為有機矽樹脂或丙烯酸樹脂。有機矽樹脂或丙烯酸樹脂都有較優異的浸潤性。
一種新型三角稜鏡指紋圖象採集器，由等腰三角柱形稜鏡、光源、透鏡和光電檢測器組成，等腰三角柱形稜鏡的一側等腰面為入射面配裝光源、另一側等腰面為出射面配裝透鏡及光電檢測器，與兩等腰面相對的三角形底面為採集面，等腰三角柱形稜鏡由透明彈性樹脂製成。該稜鏡是用有機矽凝膠或丙烯酸樹脂灌注模具製成，其形體與性能均與帶膜稜鏡一致。如此設計，由光源提供的入射光穿過入射面，到達採集面，由於三角稜鏡是完全由透明彈性樹脂材料製成，手指的凸條紋會壓入採集面中，並且樹脂與凸指紋相浸潤，入射光被吸收。而手指中凹條紋與採集面未接觸，存在空氣隔離層，入射光完全被反射出射面形成了明亮條紋。通過透鏡聚焦到光電檢測器CMOS表面上，從而得到高質量的指紋圖像。即用透明彈性樹脂製成的三角稜鏡組成指紋採集器後，同樣具有圖像真實、清晰、解析度高的特點。
作為優化，透明彈性樹脂為有機矽樹脂或丙烯酸樹脂。如此設計，有機矽樹脂或丙烯酸樹脂都有較優異的浸潤性。
採用上述技術方案後，本實用新型三角稜鏡指紋圖象採集器與現有指紋圖象採集器相比，具有能適用幹、溼及粗糙手指紋，圖象清晰、真實、解析度高的優點。
圖1是現有三角稜鏡指紋圖像採集器的結構示意圖；圖2是本實用新型三角稜鏡指紋圖象採集器第一種實施方式的結構示意圖；圖3是本實用新型三角稜鏡指紋圖象採集器第二種實施方式的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實例作更進一步的說明實施例一，如圖2所示，本實用新型三角稜鏡指紋圖象採集器由直角等腰三角柱形稜鏡1、平行光源3、透鏡4和光電檢測器5組成，等腰三角柱形稜鏡1的一側等腰面為入射面12配裝光源3、另一側等腰面為出射面13配裝透鏡4及光電檢測器5，與兩等腰面相對的三角形底面為採集面11，採集面11加塗一層透明彈性的有機矽樹脂膜6，檢測時手指2則就按壓在有機矽樹脂膜6上。透明彈性樹脂膜6的厚度為0.2-1毫米。有機矽樹脂有兩種組合，一種是單組份，一種是雙組份。塗於表面均勻流平，在室溫或高溫固化，固化後形成透明彈性薄膜層，該薄膜邵氏硬度為40至55，扯斷伸長率≥100％。透光率≥90％。這就形成了帶樹脂膜的三角稜鏡1，把該三角稜鏡1安裝於指紋採集器骨架中，與透鏡4、光電檢測器CMOS 5、光源3等組成指紋識別採集器。
其是在三角稜鏡1的採集面11上覆塗一層具有彈性的透明有機矽樹脂薄膜6，形成新的採集面11，這種新型的三角稜鏡1組成高識別率的指紋採集系統。手指2放在稜鏡1的採集面11上，平行光源3為入射面12提供直接照明，入射面12處的入射光為90度角。因有機矽樹脂的折射率、透光率與玻璃稜鏡的折射率、透光率接近，因此樹脂膜6與玻璃稜鏡接觸界面對光傳播不起任何阻礙，對入、出射光而言，相當於分界面已消失，薄膜6與稜鏡1形成一體，而透明彈性樹脂形成了稜鏡1的新採集面11。入射的平行輻射光通過採集面11時，遇到隆起凸紋與新採集面11接觸部分被吸收。因凸紋壓入透明彈性的膜6層內，矽樹脂薄膜層表面與指紋條浸潤，形成了一體，沒有空氣隔離層，光線透過手指2被其吸收，無反射光。另外，手指2的凹槽不能與矽樹脂薄膜6接觸，入射光線通過矽樹脂薄膜採集面11內層時完全被內反射，反射光線從出射面13射出，經透鏡4聚焦形成指紋的圖像。圖像中手指隆起的凸紋顏色深暗，凹陷的條紋則明亮。透鏡4將指紋的光學圖像投射在光電檢測器CMOS 5上，通過計算機圖像比對達到指紋視別的目的。透鏡4是經校正的透鏡，檢測器CMOS 5收到的指紋圖像是壓縮圖像，該壓縮圖像至少有一部分被透鏡4已修正過。進一步圖像修正由檢測器CMOS 5完成，在計算機處理比對過程中也可對圖像校正。
實施例二，如圖3所示，本實用新型三角稜鏡指紋圖象採集器由直角等腰三角柱形稜鏡1、光源3、透鏡4和光電檢測器5組成，等腰三角柱形稜鏡1的一側等腰面為入射面12配裝光源、另一側等腰面為出射面13配裝透鏡4及光電檢測器5，與兩等腰面相對的三角形底面為採集面11，三角柱形稜鏡1由透明彈性的有機矽樹脂製成。其製備方法是採用單組份或雙組份透明有機矽凝膠，按照固化後邵氏硬度為40到55的標準配比，灌注於三角稜鏡的模具中，經室溫或高溫烘固3小時，固化成透明彈性三角稜鏡固體，安裝於指紋採集器骨架中與光源3、透鏡4、光電檢測器COMS 5等組成有機矽樹脂三角稜鏡指紋圖像採集器。
權利要求1.一種新型三角稜鏡指紋圖象採集器，由等腰三角柱形稜鏡、光源、透鏡和光電檢測器組成，等腰三角柱形稜鏡的一側等腰面為入射面配裝光源、另一側等腰面為出射面配裝透鏡及光電檢測器，與兩等腰面相對的三角形底面為採集面，其特徵在於採集面加塗一層透明彈性樹脂膜。
2.根據權利要求1所述指紋圖象採集器，其特徵在於透明彈性樹脂膜的厚度為0.2-1毫米。
3.根據權利要求2所述指紋圖象採集器，其特徵在於等腰三角柱形稜鏡的頂角為90度。
4.根據權利要求1、2或3所述指紋圖象採集器，其特徵在於透明彈性樹脂為有機矽樹脂或丙烯酸樹脂。
專利摘要本實用新型涉及一種新型三角稜鏡指紋圖象採集器。為解決現有指紋圖象採集器不能適用幹、溼及粗糙手指紋，且圖象質量差的問題，其由等腰三角柱形稜鏡、光源、透鏡和光電檢測器組成，等腰三角柱形稜鏡的一側等腰面為入射面配裝光源、另一側等腰面為出射面配裝透鏡及光電檢測器，與兩等腰面相對的三角形底面為採集面，採集面加塗一層透明彈性樹脂膜；透明彈性樹脂膜的厚度為0.2－1毫米；等腰三角柱形稜鏡的頂角為90度；透明彈性樹脂為有機矽樹脂或丙烯酸樹脂；等腰三角柱形稜鏡或由透明彈性樹脂製成。其與與現有指紋圖象採集器相比，具有能適用幹、溼及粗糙手指紋，圖象清晰、真實、解析度高的優點。
文檔編號G02B1/08GK2771933SQ20052011265
公開日2006年4月12日 申請日期2005年7月7日 優先權日2004年7月7日
發明者車全宏 申請人:車全宏