专利名称：基于usb和全息技术的新型光学指纹传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学指纹采集装置，特别是一种利用全息技术获 得指纹图像，并通过CCD转换及ARM或DSP处理后，能及时通过USB输出 相应指纹图像数据的基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器。
背景技术：
光学指纹采集技术是最古老也是目前应用最广泛的指纹采集技术，光 学指纹釆集设备始于1971年，目前传统的方法是利用棱镜的全反射(FTIR) 来获得指纹像，利用该方法存在严重的像差，且像在某个方向上被压縮
。在1996年，美国的R. D. Bahuguna等把全息和全反射技术相结合研 究出了一种新型的棱镜指纹传感器，很好地解决了传统光学指纹取像的严 重问题，从而避免使用复杂的精密光学校正系统和校正处理软件，但其制 作不便，且制作要求极高，使用受到一定程度的影响。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于USB和全 息技术的新型光学指纹传感器，其制作成本低，成像能力好，能获得高清 晰、无畸变、无失真的指纹像。
为实现本实用新型的目的采用了如下技术方案: 一种基于USB和全息 技术的新型光学指纹传感器，包括有半导体激光二极管、图像传感器CCD、 微处理器DSP或ARM、 USB接口及电源电路，其特征是在半导体激光二极 管与图像传感器CCD之间设有一透镜组及全息光栅单元，该单元由第一透 镜组、第二透镜组和全息光栅构成，第一透镜组与半导体激光二极管的激 光输出连接，第二透镜组与图像传感器CCD的输入连接。
前述的第一透镜组的光轴与全息光栅平面成45°夹角，前述第二透 镜组的光轴与全息光栅平面垂直。
前述的全息光栅采用由两束并行的相干光呈45°夹角射到全息干板 上经曝光冲洗后的全息光栅。
按本实用新型提供的一种基于USB和全息技术的新型光学指纹传感 器，半导体激光二极管与电源电路和透镜组及全息光栅单元相连，电源电 路为半导体激光二极管提供电源，半导体激光二极管供电后发出激光，照射到透镜组及全息光栅单元；透镜组及全息光栅单元与图像传感器CCD 相连，当手指按在透镜组及全息光栅单元屮的光栅上时，该单元通过激光 将指纹信息传到图像传感器CCD,并通过图像传感器CCD转换为指纹数字 图像信息，电源电路为图像传感器CCD提供电源；图像传感器CCD与微处 理器DSP或ARM相连，同时微处理器DSP或A腹与USB接口和电源电路相 连，电源电路为微处理器DSP或A固提供电源，而图像传感器CCD在微处 理器DSP或ARM的控制下读出指纹图像数据，并转换为满足USB接口传输 协议的数据，通过USB输出指纹图像数据。透镜组及全息光栅单元主要由 透镜组l、全息光栅和透镜组2三部分组成，透镜组l将半导体激光........:极
管发出的激光进行扩束，并以45°夹角照射到全息光栅上，当手指按在全 息光栅上时，从垂直于全息光栅方向出射的激光就携带指纹信息照射到透 镜组2 ....匕透过透镜组2便照射到图像传感器CCD。透镜组及全息光栅单
元获取指纹的原理为用单色平行光以45°夹角，照射到全息光栅上压有 指纹的全息光栅背后的玻璃表面时，其反射光的量依赖于压在玻璃表面指 纹的脊和谷的深度以及皮肤与玻璃间的油脂和水分，反射光线再次通过光 栅后，从垂直于光栅的平面射出，射出的光携带着指纹信息即指纹像，且 指纹像的法线与透镜组的光轴重合，从而消除指纹像的失真，不但解决了 传统光学全反射指纹传感器技术中的像差、图像压縮等问题，其成像对比 度高，且像面与光轴垂直，因此具有很好的成像能力，通过透镜组放大后 完全可以看清指纹脊上的腺孔。本实用新型制作成本低，成像能力强，能 获得高清晰、无畸变、无失真的指纹像，更易于小型化、产品化。
本实用新型有如下附图
图1为本实用新型的连接示意图2为本实用新型的透镜组及全息光栅单元的示意图与光路图3为本实用新型的全息光栅制作示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的实施方案，如图1-图3所示， -种 基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，包括有半导体激光二极管、 图像传感器CCD、微处理器DSP或ARM、 USB接口及电源电路，其特征是 在半导体激光二极管与图像传感器CCD之间设有一透镜组及全息光栅单 元，该单元由透镜组1、透镜组2和全息光栅构成，透镜组1与半导体激光二极管的激光输出连接，透镜组2与图像传感器CCD的输入连接。前述
的透镜组1的光轴与全息光栅平面成45°夹角，前述透镜组2的光轴与 全息光栅平面垂直。前述的全息光栅采用由两束并行的相干光呈45°夹 角射到全息干板上经曝光冲洗后的全息光栅。该全息光栅制作简单，方便， 成本低廉。
权利要求1、一种基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，包括有半导体激光二极管、图像传感器CCD、微处理器DSP或ARM、USB接口及电源电路，其特征是在半导体激光二极管与图像传感器CCD之间设有一透镜组及全息光栅单元，该单元由第一透镜组(1)、第二透镜组(2)和全息光栅构成，第一透镜组(1)与半导体激光二极管的激光输出连接，第二透镜组(2)与图像传感器CCD的输入连接。
2、 按权利要求1所述的基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，其特征是前述的第一透镜组(1)的光轴与全息光栅平面成45。夹角，前述第二透镜组(2)的光轴与全息光栅平面垂直。
3、 按权利要求1所述的基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，其特征是前述的全息光栅采用由两束并行的相干光呈45°夹角射到全息干板上经曝光冲洗后的全息光栅。
专利摘要本实用新型涉及一种光学指纹采集装置，特别是一种利用全息技术获得指纹图像，并通过图像传感器CCD及ARM或DSP处理后，能及时通过USB输出相应指纹图像数据的基于USB和全息技术的新型光学指纹传感器，有半导体激光二极管、图像传感器CCD、微处理器DSP或ARM、USB接口及电源电路，在半导体激光二极管与图像传感器CCD之间设有一透镜组及全息光栅单元，该单元由透镜组1、透镜组2和全息光栅构成，透镜组1与半导体激光二极管的激光输出连接，透镜组2与图像传感器CCD的输入连接；透镜组1的光轴与全息光栅平面成45°夹角，透镜组2的光轴与全息光栅平面垂直。本实用新型制作成本低，成像能力强，能获得高清晰、无畸变、无失真的指纹像，更易于小型化、产品化。
文档编号G06K9/00GK201429854SQ200920126348
公开日2010年3月24日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者刘亚涛, 平 甘, 窦晓明, 陈龙聪, 斌 高 申请人:重庆医科大学