新型三角棱镜指纹图象采集器的制作方法

专利名称：新型三角棱镜指纹图象采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种指纹图象采集装置，特别是涉及一种新型三角棱镜指纹图象采集器。
背景技术：
图1是以前使用的三角棱镜指纹图像采集器的结构示意图。三角棱镜1是由玻璃制成。三个功能面分别是采集面11、入射面12和出射面13。手指2放在棱镜1的采集面11，平行光源3为入射面12提供照明。入射面12处的入射角通常为90度，采集面11处的入射角为45度。手指2隆起的凸条纹与采集面11接触，光线将透过手指2被吸收，而手指2上的指纹凹槽不与采集面11接触，形成空气层，入射光线通过采集面11内层完全反射。反射的光线从出射面13射出，经透镜4聚焦形成指纹的图像。图像中，手指2指纹隆起的凸纹因无反射光而颜色深暗，手指上凹陷的指纹因与采集面11未接触完全反射入射光，条纹明亮。透镜4将指纹的光学图像投射在光电检测器CMOS 5表面，如CMOS照相机一样显示出有明暗条纹图像的指纹图。该图像再经过计算机比对实现指纹识别。
玻璃三角棱镜生成的指纹图像有较多的缺陷。因为部分人的手指干燥，凸纹不能与采集器12的玻璃浸润，存在空气隔层，入射光应吸收而被反射。指纹图像出现错误，造成了指纹缺失现象。引致身份识别不准或不识别。当湿手指，指纹与采集面接触时凸条纹潮湿，由手纹上的水份把采集器与凸条纹粘合成一体，使入射光穿过采集面而被凸条纹吸收。在这种指纹识别采集器的应用中干燥手指的人们需在手指上呼一口气或用潮湿毛巾预先把手指弄湿，再采集指纹。若水份过多使指纹凹条也会产生缺失。从而该棱镜采集器在指纹识别应用中遇到了困难。
从以上所述可以看出，社会需要一种能提供图像质量好，适用干、湿及粗糙手的指纹采集器。

发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能适用干、湿及粗糙手的指纹，且图象质量好的新型三角棱镜指纹图象采集器。
为实现上述目的，本实用新型三角棱镜指纹图象采集器，由等腰三角柱形棱镜、光源、透镜和光电检测器组成，等腰三角柱形棱镜的一侧等腰面为入射面配装光源、另一侧等腰面为出射面配装透镜及光电检测器，与两等腰面相对的三角形底面为采集面，采集面加涂一层透明弹性树脂膜。就是把透明弹性树脂覆塗于三角棱镜的采集面上，使用时手指与树脂薄膜接触。凸纹压入透明弹性的薄膜中，两者相浸润，形成一体，吸收入射光。凹条纹未或不与膜互相接触，入射光经完全内反射到反射面，再反射到透镜、光电检测器CMOS，并且图像清晰、识别率高。如此设计，比较本发明与普通三角棱镜指纹成像采集器，因树脂弹性体在指纹凸纹压力下而凹陷，并与指纹浸润一体，明显的改善了光电检测器COMS上的指纹图像，提高了成像采集系统的图像品质，同时也克服了现有指纹图象采集器不能适用干、湿及粗糙手指纹的缺陷。
作为优化，透明弹性树脂膜的厚度为0.2-1毫米。如此设计，有利于保障采集器的整体性能。
作为优化，等腰三角柱形棱镜的顶角为90度。如此设计，在整个光路上光量损耗最少。
作为优化，透明弹性树脂为有机硅树脂或丙烯酸树脂。有机硅树脂或丙烯酸树脂都有较优异的浸润性。
一种新型三角棱镜指纹图象采集器，由等腰三角柱形棱镜、光源、透镜和光电检测器组成，等腰三角柱形棱镜的一侧等腰面为入射面配装光源、另一侧等腰面为出射面配装透镜及光电检测器，与两等腰面相对的三角形底面为采集面，等腰三角柱形棱镜由透明弹性树脂制成。该棱镜是用有机硅凝胶或丙烯酸树脂灌注模具制成，其形体与性能均与带膜棱镜一致。如此设计，由光源提供的入射光穿过入射面，到达采集面，由于三角棱镜是完全由透明弹性树脂材料制成，手指的凸条纹会压入采集面中，并且树脂与凸指纹相浸润，入射光被吸收。而手指中凹条纹与采集面未接触，存在空气隔离层，入射光完全被反射出射面形成了明亮条纹。通过透镜聚焦到光电检测器CMOS表面上，从而得到高质量的指纹图像。即用透明弹性树脂制成的三角棱镜组成指纹采集器后，同样具有图像真实、清晰、分辨率高的特点。
作为优化，透明弹性树脂为有机硅树脂或丙烯酸树脂。如此设计，有机硅树脂或丙烯酸树脂都有较优异的浸润性。
采用上述技术方案后，本实用新型三角棱镜指纹图象采集器与现有指纹图象采集器相比，具有能适用干、湿及粗糙手指纹，图象清晰、真实、分辨率高的优点。


图1是现有三角棱镜指纹图像采集器的结构示意图；图2是本实用新型三角棱镜指纹图象采集器第一种实施方式的结构示意图；图3是本实用新型三角棱镜指纹图象采集器第二种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实例作更进一步的说明实施例一，如图2所示，本实用新型三角棱镜指纹图象采集器由直角等腰三角柱形棱镜1、平行光源3、透镜4和光电检测器5组成，等腰三角柱形棱镜1的一侧等腰面为入射面12配装光源3、另一侧等腰面为出射面13配装透镜4及光电检测器5，与两等腰面相对的三角形底面为采集面11，采集面11加涂一层透明弹性的有机硅树脂膜6，检测时手指2则就按压在有机硅树脂膜6上。透明弹性树脂膜6的厚度为0.2-1毫米。有机硅树脂有两种组合，一种是单组份，一种是双组份。塗于表面均匀流平，在室温或高温固化，固化后形成透明弹性薄膜层，该薄膜邵氏硬度为40至55，扯断伸长率≥100％。透光率≥90％。这就形成了带树脂膜的三角棱镜1，把该三角棱镜1安装于指纹采集器骨架中，与透镜4、光电检测器CMOS 5、光源3等组成指纹识别采集器。
其是在三角棱镜1的采集面11上覆塗一层具有弹性的透明有机硅树脂薄膜6，形成新的采集面11，这种新型的三角棱镜1组成高识别率的指纹采集系统。手指2放在棱镜1的采集面11上，平行光源3为入射面12提供直接照明，入射面12处的入射光为90度角。因有机硅树脂的折射率、透光率与玻璃棱镜的折射率、透光率接近，因此树脂膜6与玻璃棱镜接触界面对光传播不起任何阻碍，对入、出射光而言，相当于分界面已消失，薄膜6与棱镜1形成一体，而透明弹性树脂形成了棱镜1的新采集面11。入射的平行辐射光通过采集面11时，遇到隆起凸纹与新采集面11接触部分被吸收。因凸纹压入透明弹性的膜6层内，硅树脂薄膜层表面与指纹条浸润，形成了一体，没有空气隔离层，光线透过手指2被其吸收，无反射光。另外，手指2的凹槽不能与硅树脂薄膜6接触，入射光线通过硅树脂薄膜采集面11内层时完全被内反射，反射光线从出射面13射出，经透镜4聚焦形成指纹的图像。图像中手指隆起的凸纹颜色深暗，凹陷的条纹则明亮。透镜4将指纹的光学图像投射在光电检测器CMOS 5上，通过计算机图像比对达到指纹视别的目的。透镜4是经校正的透镜，检测器CMOS 5收到的指纹图像是压缩图像，该压缩图像至少有一部分被透镜4已修正过。进一步图像修正由检测器CMOS 5完成，在计算机处理比对过程中也可对图像校正。
实施例二，如图3所示，本实用新型三角棱镜指纹图象采集器由直角等腰三角柱形棱镜1、光源3、透镜4和光电检测器5组成，等腰三角柱形棱镜1的一侧等腰面为入射面12配装光源、另一侧等腰面为出射面13配装透镜4及光电检测器5，与两等腰面相对的三角形底面为采集面11，三角柱形棱镜1由透明弹性的有机硅树脂制成。其制备方法是采用单组份或双组份透明有机硅凝胶，按照固化后邵氏硬度为40到55的标准配比，灌注于三角棱镜的模具中，经室温或高温烘固3小时，固化成透明弹性三角棱镜固体，安装于指纹采集器骨架中与光源3、透镜4、光电检测器COMS 5等组成有机硅树脂三角棱镜指纹图像采集器。
权利要求1.一种新型三角棱镜指纹图象采集器，由等腰三角柱形棱镜、光源、透镜和光电检测器组成，等腰三角柱形棱镜的一侧等腰面为入射面配装光源、另一侧等腰面为出射面配装透镜及光电检测器，与两等腰面相对的三角形底面为采集面，其特征在于采集面加涂一层透明弹性树脂膜。
2.根据权利要求1所述指纹图象采集器，其特征在于透明弹性树脂膜的厚度为0.2-1毫米。
3.根据权利要求2所述指纹图象采集器，其特征在于等腰三角柱形棱镜的顶角为90度。
4.根据权利要求1、2或3所述指纹图象采集器，其特征在于透明弹性树脂为有机硅树脂或丙烯酸树脂。
专利摘要本实用新型涉及一种新型三角棱镜指纹图象采集器。为解决现有指纹图象采集器不能适用干、湿及粗糙手指纹，且图象质量差的问题，其由等腰三角柱形棱镜、光源、透镜和光电检测器组成，等腰三角柱形棱镜的一侧等腰面为入射面配装光源、另一侧等腰面为出射面配装透镜及光电检测器，与两等腰面相对的三角形底面为采集面，采集面加涂一层透明弹性树脂膜；透明弹性树脂膜的厚度为0.2－1毫米；等腰三角柱形棱镜的顶角为90度；透明弹性树脂为有机硅树脂或丙烯酸树脂；等腰三角柱形棱镜或由透明弹性树脂制成。其与与现有指纹图象采集器相比，具有能适用干、湿及粗糙手指纹，图象清晰、真实、分辨率高的优点。
文档编号G02B1/08GK2771933SQ20052011265
公开日2006年4月12日 申请日期2005年7月7日 优先权日2004年7月7日
发明者车全宏 申请人:车全宏