專利名稱：人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及指紋識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置。
技術(shù)背景[0002]指紋，由于其具有終身不變性、唯一性和方便性，已幾乎成為人的生物特征識別的代名詞。指紋是指人的手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋線。紋線有規(guī)律的排列形成不同的紋型。紋線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)，稱為指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)。指紋識別技術(shù)把一個人同他的指紋對應(yīng)起來，通過比較他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較，就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。每個人(包括指紋在內(nèi))皮膚紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同， 也就是說，是唯一的，并且終生不變。依靠這種唯一性和穩(wěn)定性，我們才能創(chuàng)造指紋識別技術(shù)。近些年，利用計算機(jī)的指紋識別技術(shù)已逐漸成熟，已逐漸應(yīng)用于門禁管理系統(tǒng)、電子安全、銀行自動柜員機(jī)系統(tǒng)、數(shù)字更衣室、個人電子產(chǎn)品、電子商務(wù)、考勤等多個領(lǐng)域。但現(xiàn)行的技術(shù)也存在一些弊端，如成像效果差、體積大，尤其是不能判斷仿造的或非活體指紋的問題，這給信息、財產(chǎn)等的安全留下了隱患。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，旨在能夠判斷仿造的或非活體指紋，采集裝置成像效果佳、體積小巧。[0004]本實(shí)用新型提供的一種人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，包括用于接觸手指的梯形棱鏡和成像透鏡組，以及設(shè)置在所述梯形棱鏡和成像透鏡組之間、用于將所述梯形棱鏡出射的光反射至所述成像透鏡組的鍍膜反光鏡；[0005]所述梯形棱鏡與所述鍍膜反光鏡之間的光路中設(shè)有方形場鏡；[0006]所述成像透鏡組通過鏡頭固定調(diào)焦底座固定在光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上；[0007]所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上還設(shè)有用于檢測人體電荷的電荷感應(yīng)器；[0008]所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上還設(shè)有用于提供光源的LED燈。[0009]優(yōu)選地，所述梯形棱鏡的第一底角為65 70°，第二底角為50 60° ;所述第一底角所對的面涂有黑漆；所述梯形棱鏡的上底面為磨砂，呈寬度為3 5mm的長方形設(shè)置； 所述梯形棱鏡的下底面長為17 21mm,寬為15 20mm。[0010]優(yōu)選地，所述方形場鏡兩相對表面為球面的正光焦度設(shè)置，該球面的曲率半徑為 25 35mm ;兩球面頂點(diǎn)間的距離為2 IOmm :所述方形場鏡邊框長為15 20mm,寬為10 1 5mm η[0011]優(yōu)選地，所述鍍膜反光鏡呈邊長為7 15mm的正方形設(shè)置,該鍍膜反光鏡與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板之間的夾角為40 50°。[0012]優(yōu)選地，所述成像透鏡組包括至少一光學(xué)鏡片和鏡片隔圈，該光學(xué)鏡片的直徑為 3 IOmm,所有光學(xué)鏡片的總厚度為3 10mm。[0013]優(yōu)選地，所述鏡頭固定調(diào)焦底座包括至少兩用于與所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板固定連接的定位柱，所述鏡頭固定調(diào)焦底座與成像透鏡組通過螺紋連接并調(diào)節(jié)先對位置；所述鏡頭固定調(diào)焦底座呈邊長為5 13mm的設(shè)置，且其與所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板之間的夾角為O 8°。[0014]優(yōu)選地，所述LED燈為插件或者貼片LED燈，其發(fā)光面指向所述梯形棱鏡的上底面，并與所述上底面呈O 20°的夾角設(shè)置；所述LED燈發(fā)光波長為380 980nm。[0015]優(yōu)選地，所述電荷感應(yīng)器與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板固定連接，并設(shè)置在所述梯形棱鏡一端。[0016]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板包括光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS、電荷感應(yīng)芯片。[0017]優(yōu)選地，其特征在于，所述人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的寬為15 17mm，高為 40 55mm,厚為 15 2 5mm。[0018]本實(shí)用新型采用了場鏡校正圖像的畸變，減少了指紋圖像的變形，從而增加了采集面的有效區(qū)域、增加了識別的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)采用的反射光系統(tǒng)，在場鏡和鏡頭之間設(shè)置了反射機(jī)構(gòu)，減小了光學(xué)機(jī)構(gòu)的體積，使結(jié)構(gòu)更緊促，體積更小巧，便于后期的應(yīng)用。本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)的對焦方式是通過鏡頭底座螺牙裝置調(diào)節(jié)鏡片組和CMOS 感光面的高度，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對焦，保證了圖像的清晰度和高分辨率，提高了識別精準(zhǔn)度和速度。本實(shí)用新型的的照明系統(tǒng)采用的是插件或者貼片LED燈，照明效果均勻，利用率高， 結(jié)構(gòu)簡單，裝配焊接方便。適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。本實(shí)用新型采用的人體電荷感應(yīng)技術(shù)，假指紋、非活體指紋接觸采集面時，電子電路檢測不到人體的正常電荷，給出非正常使用的警報信號或不進(jìn)行識別比對。從而實(shí)現(xiàn)了防止偽造指紋的使用和識別比對，起到了辨別真假指紋的功能。


[0019]圖I為本實(shí)用新型人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖2為本實(shí)用新型人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖3為本實(shí)用新型人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例就本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。[0024]本實(shí)用新型提出一種人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置。[0025]參照圖1，圖I為本實(shí)用新型人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。[0026]在本實(shí)施例中，人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置包括梯形棱鏡10、方形場鏡20、鍍膜反光鏡30、成像透鏡組40、鏡頭固定調(diào)焦底座50、光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)電路板60、LED燈70以及電荷感應(yīng)器80。其中，梯形棱鏡10用于與手指90接觸，以獲取指紋。在梯形棱鏡10與成像透鏡組 40之間的光路中設(shè)有用于將梯形棱鏡10出射的光反射至成像透鏡組40的鍍膜反光鏡30， 在梯形棱鏡10與鍍膜反光鏡30之間的光路中設(shè)有方形場鏡20 ;成像透鏡組40通過鏡頭固定調(diào)焦底座50固定在光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60上；光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60上設(shè)有用于提供光源的LED燈70和用于檢測人體電荷的電荷感應(yīng)器80。[0027]在上述實(shí)施例中，梯形棱鏡10的第一底角A為65 70°，第二底角B為50 60° ;第一底角A所對的面11涂有黑漆；梯形棱鏡10的上底面12為磨砂，并呈寬度為3 5mm的長方形設(shè)置；梯形棱鏡10的下底面13長為17 21mm,寬為15 20mm。該梯形棱鏡10優(yōu)選采用H-K9玻璃和/或PMMA樹脂材料制成。[0028]在上述實(shí)施例中，方形場鏡20兩相對表面為球面的正光焦度設(shè)置,兩球面分別與梯形棱鏡10和鍍膜反光鏡30相對，該球面的曲率半徑為25 35mm ;兩球面頂點(diǎn)間的距離為2 IOmm :方形場鏡20的邊框長為15 20mm,寬為10 15mm。該方形場鏡20優(yōu)選米用玻璃和/或樹脂塑料制成。[0029]在上述實(shí)施例中，鍍膜反光鏡30呈邊長為7 15mm的正方形設(shè)置，該鍍膜反光鏡 30與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60之間的夾角為40 50°。鍍膜反光鏡30為高反射率反光鏡。[0030]在上述實(shí)施例中，成像透鏡組40包括至少一光學(xué)鏡片和鏡片隔圈，該光學(xué)鏡片的直徑為3 IOmm,所有光學(xué)鏡片的總厚度為3 10mm。[0031]在上述實(shí)施例中，鏡頭固定調(diào)焦底座50包括至少兩用于與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60固定連接的定位柱，鏡頭固定調(diào)焦底座50與成像透鏡組40通過螺紋連接并調(diào)節(jié)先對位置；鏡頭固定調(diào)焦底座50呈邊長為5 13mm的設(shè)置，且其與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60之間的夾角為O 8°。鏡頭固定調(diào)焦底座50優(yōu)選采用黑色ABS制成。鍍膜反光鏡 30與鏡頭固定調(diào)焦底座50之間設(shè)有高分辨率成像透鏡組40，其作用為將指紋圖像成像到高集成度光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板70的CMOS感光面上，其結(jié)構(gòu)為內(nèi)部設(shè)有至少一光學(xué)鏡片和鏡片隔圈，外部結(jié)構(gòu)帶有螺紋與鏡頭固定調(diào)焦底座50連接，便于調(diào)焦以達(dá)到很好的清晰度，通過扭動成像透鏡組40帶動光學(xué)鏡片組前后移動，調(diào)節(jié)成像透鏡組40與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60相對位置。從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對焦。[0032]在上述實(shí)施例中，LED燈70為側(cè)發(fā)光插件或者貼片式LED燈，其發(fā)光面指向梯形棱鏡的上底面12，并與上底面呈O 20°的夾角設(shè)置；LED燈70發(fā)光波長為380 980nm。[0033]在上述實(shí)施例中，電荷感應(yīng)器80與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60固定連接，并設(shè)置在梯形棱鏡10 —端。該電荷感應(yīng)器80用于檢測人體(手指)上的電荷，以判斷是否是仿造的或非活體指紋。[0034]在上述實(shí)施例中，光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板60包括用于采集、分析、判斷指紋的光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS和用于檢測人體(手指)上電荷的電荷感應(yīng)芯片。[0035]參照圖2和圖3，圖2為本實(shí)用新型人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。[0036]在上述實(shí)施例中，人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的寬為15 17mm，高H為40 55mm，厚為15 25mm。其指紋接觸面的寬X為15 20mm，長Y為15 22mm，指紋頭前端卡扣V為15 20mm。手指接觸的梯形棱鏡10的指紋接觸面的傾斜角D為30 60°，人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置底部傾斜角C為30 50°。人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的外殼體優(yōu)選采用黑色ABS制成。[0037]本實(shí)用新型采用了場鏡校正圖像的畸變，減少了指紋圖像的變形，從而增加了采集面的有效區(qū)域、增加了識別的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)采用的反射光系統(tǒng)，在場鏡5和鏡頭之間設(shè)置了反射機(jī)構(gòu)，減小了光學(xué)機(jī)構(gòu)的體積，使結(jié)構(gòu)更緊促，體積更小巧，便于后期的應(yīng)用。本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)的對焦方式是通過鏡頭底座螺牙裝置調(diào)節(jié)鏡片組和CMOS 感光面的高度，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對焦，保證了圖像的清晰度和高分辨率，提高了識別精準(zhǔn)度和速度。本實(shí)用新型的的照明系統(tǒng)采用的是插件或者貼片LED燈，照明效果均勻，利用率高， 結(jié)構(gòu)簡單，裝配焊接方便。適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。本實(shí)用新型采用的人體電荷感應(yīng)技術(shù)，假指紋、非活體指紋接觸采集面時，電子電路檢測不到人體的正常電荷，給出非正常使用的警報信號或不進(jìn)行識別比對。從而實(shí)現(xiàn)了防止偽造指紋的使用和識別比對，起到了辨別真假指紋的功能。[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍， 凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，包括用于接觸手指的梯形棱鏡和成像透鏡組，以及設(shè)置在所述梯形棱鏡和成像透鏡組之間、用于將所述梯形棱鏡出射的光反射至所述成像透鏡組的鍍膜反光鏡；所述梯形棱鏡與所述鍍膜反光鏡之間的光路中設(shè)有方形場鏡；所述成像透鏡組通過鏡頭固定調(diào)焦底座固定在光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上；所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上還設(shè)有用于檢測人體電荷的電荷感應(yīng)器；所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上還設(shè)有用于提供光源的LED燈。
2.如權(quán)利要求I所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述梯形棱鏡的第一底角為65 70°，第二底角為50 60° ;所述第一底角所對的面涂有黑漆；所述梯形棱鏡的上底面為磨砂，呈寬度為3 5mm的長方形設(shè)置；所述梯形棱鏡的下底面長為17 21mm,寬為 15 20mm。
3.如權(quán)利要求2所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述方形場鏡兩相對表面為球面的正光焦度設(shè)置，該球面的曲率半徑為25 35mm ;兩球面 頂點(diǎn)間的距離為 2 IOmm :所述方形場鏡邊框長為15 20mm,寬為10 15mm。
4.如權(quán)利要求3所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述鍍膜反光鏡呈邊長為7 15_的正方形設(shè)置，該鍍膜反光鏡與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板之間的夾角為 40 50°。
5.如權(quán)利要求4所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述成像透鏡組包括至少一光學(xué)鏡片和鏡片隔圈，該光學(xué)鏡片的直徑為3 IOmm,所有光學(xué)鏡片的總厚度為3 10mnin
6.如權(quán)利要求5所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述鏡頭固定調(diào)焦底座包括至少兩用于與所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板固定連接的定位柱，所述鏡頭固定調(diào)焦底座與成像透鏡組通過螺紋連接并調(diào)節(jié)先對位置；所述鏡頭固定調(diào)焦底座呈邊長為 5 13mm的設(shè)置，且其與所述光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板之間的夾角為O 8°。
7.如權(quán)利要求6所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述LED燈為插件或者貼片LED燈，其發(fā)光面指向所述梯形棱鏡的上底面，并與所述上底面呈O 20 °的夾角設(shè)置；所述LED燈發(fā)光波長為380 980nm。
8.如權(quán)利要求7所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述電荷感應(yīng)器與光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板固定連接，并設(shè)置在所述梯形棱鏡一端。
9.如權(quán)利要求8所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換芯片 CMOS電路板包括光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS、電荷感應(yīng)芯片。
10.如權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，其特征在于，所述人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置的寬為15 17臟，高為40 55mm，厚為15 25mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種人體電荷感應(yīng)指紋采集裝置，包括梯形棱鏡和成像透鏡組，以及設(shè)置在梯形棱鏡和成像透鏡組之間的鍍膜反光鏡；梯形棱鏡與鍍膜反光鏡之間的光路中設(shè)有方形場鏡；成像透鏡組通過鏡頭固定調(diào)焦底座固定在光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上；光電轉(zhuǎn)換芯片CMOS電路板上還設(shè)有電荷感應(yīng)器和LED燈。本實(shí)用新型減少了指紋圖像的變形，增加了采集面的有效區(qū)域、保證了圖像的清晰度和高分辨率。本實(shí)用新型采用的人體電荷感應(yīng)技術(shù)，假指紋、非活體指紋接觸采集面時，電子電路檢測不到人體的正常電荷，給出非正常使用的警報信號或不進(jìn)行識別比對。從而實(shí)現(xiàn)了防止偽造指紋的使用和識別比對，起到了辨別真假指紋的功能。
文檔編號G06K9/00GK202748803SQ20122032761
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者程慧 申請人:程慧