專利名稱：一種光學(xué)指紋傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)指紋傳感器，尤其涉及一種高效率的光學(xué)指紋傳感器。
背景技術(shù)：
指紋識(shí)別是依據(jù)個(gè)人各異的活體指紋生物特征，進(jìn)行身份確認(rèn)與驗(yàn)證的一種生物識(shí)別方式，而指紋采集恰恰就是這種生物識(shí)別方式的核心所在，指紋采集的過程本質(zhì)上是指紋成像的過程，其原理是利用嵴與谷的幾何特性、物理特征和生物特征的不同，以得到不同的反饋信號(hào)的量值來繪成指紋圖像，然后再對(duì)指紋圖像進(jìn)行對(duì)比，以確定是否為有效用戶指紋，以達(dá)到安全識(shí)別的目的。指紋傳感器是指紋識(shí)別系統(tǒng)的輸入裝置， 可廣泛使用于指紋鎖、考勤系統(tǒng)、帶指紋識(shí)別功能的鼠標(biāo)、鍵手機(jī)等裝置上，也可以用于公安系統(tǒng)的指紋對(duì)比采集等作業(yè)。光學(xué)指紋傳感器是現(xiàn)有的指紋識(shí)別系統(tǒng)中廣泛使用的指紋采集裝置，它是利用指紋嵴線與谷線和光學(xué)介質(zhì)面接觸程度的差異進(jìn)行光學(xué)成像采集。然而，現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)指紋傳感器由于棱鏡、物鏡及凸透鏡在同一方向上排列，會(huì)存在以下缺陷1.導(dǎo)致光學(xué)指紋傳感器的尺寸較大，不利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。2.光路調(diào)校不細(xì)膩，造成成像質(zhì)量不高。有鑒于此，如何設(shè)計(jì)一種光學(xué)指紋傳感器，可以減小其尺寸以方便設(shè)計(jì)，并且能更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦以活動(dòng)更清晰的圖像，是業(yè)內(nèi)人士亟需解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中指光學(xué)指紋傳感器存在的尺寸較大，并且光路調(diào)校不細(xì)膩，成像質(zhì)量不高這一缺陷，本實(shí)用新型提供了一種光學(xué)指紋傳感器。根據(jù)本實(shí)用新型，提供了一種光學(xué)指紋傳感器，包括外殼、光源、棱鏡和物鏡，所述棱鏡位于所述外殼內(nèi)的一側(cè)，且所述棱鏡具有入光面、采集面、出光面及吸收面，所述物鏡鄰近所述出光面設(shè)置，其特征在于，所述光學(xué)指紋傳感器更包括透鏡組，設(shè)置于所述外殼內(nèi)與所述物鏡相對(duì)的另一側(cè)，所述透鏡組具有一凸面與一平面，且所述透鏡組的光軸為豎直方向；圖像傳感器，對(duì)準(zhǔn)所述透鏡組的光軸并朝向所述透鏡組的所述凸面；以及反射鏡，朝向所述透鏡組的所述平面設(shè)置，且所述反射鏡與水平方向的夾角為銳角。優(yōu)選地，所述棱鏡為梯形棱鏡。優(yōu)選地，更包括遮光層，所述遮光層貼附于所述棱鏡的所述吸收面上。優(yōu)選地，更包括導(dǎo)光裝置，設(shè)置于所述棱鏡的所述入光面與所述光源之間。優(yōu)選地，所述導(dǎo)光裝置為導(dǎo)光板。優(yōu)選地，更包括電路板，所述圖像傳感器設(shè)置于所述電路板上。優(yōu)選地，更包括支撐板，設(shè)置于所述物鏡與所述反射鏡及所述透鏡組之間，所述支撐板具有通孔。優(yōu)選地，所述銳角的范圍為35° -55°。優(yōu)選地，所述銳角的范圍為45°。采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過在物鏡與透鏡組之間設(shè)置反射鏡來改變光線的傳播方向，縮短光線傳播路程，從而縮小光學(xué)指紋傳感器的尺寸，以方便設(shè)計(jì)。并且，能更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦，以獲得較清晰的圖像，進(jìn)一步提高生產(chǎn)良率。

讀者在參照附圖閱讀了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
以后，將會(huì)更清楚地了解本實(shí)用新型的各個(gè)方面。其中，圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了依據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3示出了依據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1，光學(xué)指紋傳感器I包括外殼10、光源(未繪示)、等腰直角棱鏡11、物鏡12、透鏡組13及圖像傳感器14。其中，光源等腰直角棱鏡11、物鏡12、透鏡組13及圖像傳感器14都收容于外殼10內(nèi)。等腰直角棱鏡11具有入光面111、采集面112及出光面113，而透鏡組13位于外殼10內(nèi)與等腰直角棱鏡11相對(duì)的另一側(cè)，透鏡組13具有一平面131與以凸面132，平面131朝向等腰直角棱鏡11的出光面113設(shè)置，并且透鏡組13的光軸為水平方向。物鏡12位于等腰直角棱鏡11的出光面113與透鏡組13之間。圖像傳感器14對(duì)準(zhǔn)透鏡組13的光軸，并且朝向透鏡組13的凸面。從圖I可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中的中，來自于光源的光線從等腰直角棱鏡11的入光面111進(jìn)入等腰直角棱鏡11內(nèi)，并散射至棱鏡11的采集面112上，當(dāng)手指按壓在棱鏡11的采集面112上時(shí)，嵴線與采集面112接觸，照射在嵴線上的光束，部分被吸收并從指紋嵴線處散射，故在圖像傳感器14上呈暗線，而手指的谷線與等腰棱鏡11的采集面不接觸，照射在谷線上的光線發(fā)生全內(nèi)反射，則在圖像傳感器14上呈亮線。然而，因?yàn)榈妊苯抢忡R11、物鏡12、透鏡組13及圖像傳感器14依次在同一方向上排列，所以光線在水平方向上傳播的距離較長，從而系統(tǒng)尺寸較大。并且在此過程中光路調(diào)校不細(xì)膩，導(dǎo)致形成的圖像不清晰。圖2示出了依據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D2，光學(xué)指紋傳感器2包括外殼20、棱鏡21、物鏡22、透鏡組23、反射鏡24、圖像傳感器25及光源26。其中，外殼具有一容置空間，棱鏡21、物鏡22、透鏡組23、反射鏡24、圖像傳感器25及光源26都收容于外殼10的容置空間內(nèi)。棱鏡21位于外殼20內(nèi)一側(cè),本實(shí)施例中，棱鏡21為梯形棱鏡，且具有入光面211、采集面212、出光面213及吸收面214。棱鏡21的吸收面214上貼附有遮光層27，能夠吸收來自入光面211與外界照進(jìn)來的光線，以避免吸收面214反射的光線對(duì)成像的干擾。物鏡22位于鄰近棱鏡21的出光面213的位置。透鏡組23位于外殼20內(nèi)與棱鏡21相對(duì)的另一側(cè)，且透鏡組23的光軸在豎直方向a上，另外，透鏡組23具有一凸面231與一平面232。反射鏡24朝向透鏡組23的平面232設(shè)置，且反射鏡24與水平方向b的夾角a為銳角，具體的，夾角a的范圍為35° -55°，更為具體的，本實(shí)施例中，反射鏡24與水平方向b的夾角a為45°。繼續(xù)參照?qǐng)D2，圖像傳感器25對(duì)準(zhǔn)透鏡組23的光軸設(shè)置，且朝向透鏡組23的凸面231。圖像傳感器25位于電路板28上。光源26與棱鏡21的入光面211之間設(shè)置有導(dǎo)光裝置(未繪示)，導(dǎo)光裝置可以將從光源26發(fā)出的光線導(dǎo)送至棱鏡21的入光面211，具體的，導(dǎo)光裝置可以為導(dǎo)光板，但并不以此為限，只要可以起到導(dǎo)光的效果即可。來自于光源26的光線從棱鏡21的入光面211進(jìn)入棱鏡21內(nèi)，并散射至棱鏡21的采集面212上，當(dāng)手指按壓在棱鏡21的采集面212上時(shí)，嵴線與采集面212接觸，照射在嵴線上的光束，部分被吸收并從指紋嵴線處散射，故在圖像傳感器25上呈暗線，而手指的谷線與棱鏡21的采集面212不接觸，照射在谷線上的光線發(fā)生全內(nèi)反射，則在圖像傳感器25上呈亮線。具體地說， 從棱鏡21的入光面211散射至棱鏡21的采集面212上的光線，經(jīng)采集面212的折射透過出光面213到達(dá)至物鏡22上，然后光線經(jīng)過物鏡22的校對(duì)傳輸至反射鏡24處，經(jīng)過反射鏡24的反射面241的反射進(jìn)入透鏡組23內(nèi)，最后成像至圖像傳感器25上。因?yàn)樵诠饩€的傳播路徑中，于物鏡22與透鏡組23之間設(shè)置了反射鏡24，通過反射鏡24將從物鏡22出來的光線反射以改變傳播方向并到達(dá)透鏡組23，因此縮短了光線在水平方向上的傳播距離，從而可以減小光學(xué)指紋傳感器的尺寸。并且，在此過程中，可以更好地調(diào)校光路，以獲得更為清晰的圖像，從而進(jìn)一步提聞生廣良率。圖3示出了依據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D3，與圖2所示實(shí)施例相同，光學(xué)指紋傳感器3也包括外殼20、棱鏡21、物鏡22、透鏡組23、反射鏡24、圖像傳感器25及光源26，而與圖2所示實(shí)施例不同之處為光學(xué)指紋傳感器3還包括支撐板30，設(shè)置于物鏡22與反射鏡24及透鏡組23之間，支撐板30具有通孔301，從物鏡22出來的光線可以穿過通孔301到達(dá)反射鏡24的反射面241上，因此，支撐板30上的通孔301可以更好地調(diào)校光線，使所形成的圖像更加清晰。采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過在物鏡與透鏡組之間設(shè)置反射鏡來改變光線的傳播方向，縮短光線在水平方向上的傳播距離，從而縮小光學(xué)指紋傳感器的尺寸，以方便設(shè)計(jì)。并且，能更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦，以獲得較清晰的圖像，進(jìn)一步提高生產(chǎn)良率。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1.ー種光學(xué)指紋傳感器，包括外殼、光源、棱鏡和物鏡，所述棱鏡位于所述外殼內(nèi)的ー側(cè)，且所述棱鏡具有入光面、采集面、出光面及吸收面，所述物鏡鄰近所述出光面設(shè)置，其特征在于，所述光學(xué)指紋傳感器更包括 透鏡組，設(shè)置于所述外殼內(nèi)與所述物鏡相対的另ー側(cè)，所述透鏡組具有一凸面與一平面，且所述透鏡組的光軸為豎直方向； 圖像傳感器，對(duì)準(zhǔn)所述透鏡組的光軸并朝向所述透鏡組的所述凸面；以及 反射鏡，朝向所述透鏡組的所述平面設(shè)置，且所述反射鏡與水平方向的夾角為鋭角。
2.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，所述棱鏡為梯形棱鏡。
3.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，更包括遮光層，所述遮光層貼附于所述棱鏡的所述吸收面上。
4.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，更包括導(dǎo)光裝置，設(shè)置于所述棱鏡的所述入光面與所述光源之間。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)光裝置為導(dǎo)光板。
6.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，更包括電路板，所述圖像傳感器設(shè)置于所述電路板上。
7.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，更包括支撐板，設(shè)置于所述物鏡與所述反射鏡及所述透鏡組之間，所述支撐板具有通孔。
8.如權(quán)利要求I至7任ー權(quán)利要求所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，所述銳角的范圍為 35。-55。。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)指紋傳感器，其特征在于，所述銳角為45°。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種光學(xué)指紋傳感器，包括外殼、光源、棱鏡和物鏡，棱鏡位于外殼內(nèi)的一側(cè)，且具有入光面、采集面、出光面及吸收面，物鏡鄰近出光面設(shè)置，光學(xué)指紋傳感器更包括透鏡組、圖像傳感器及反射鏡。透鏡組設(shè)置于外殼內(nèi)與物鏡相對(duì)的另一側(cè)，透鏡組具有一凸面與一平面，且光軸為豎直方向。圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)透鏡組的光軸并朝向透鏡組的凸面。反射鏡朝向透鏡組的平面設(shè)置，且反射鏡與水平方向的夾角為銳角。采用本實(shí)用新型可以更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦，獲得清晰的指紋圖像，并提高產(chǎn)品良率。
文檔編號(hào)G02B17/08GK202548868SQ20122012063
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者周愛波 申請(qǐng)人:杭州東研科技有限公司