专利名称：活体指纹采集仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种活体指纹采集仪。
随着计算机技术和指纹自动识别技术的迅速发展，计算机自动指纹识别系统在公安领域的应用得到迅速推广。大容量、高质量的指纹样本库是指纹自动识别系统的应用基础。以前，工作人员要先将被收集人的指纹捺印到纸质的指纹捺印卡上，再用扫描仪将卡上的指纹图像扫描到计算机里进行建库。这种方法工作量大，而且所收集到的图像质量也难以保证。活体指纹采集是解决上述问题的一种较好途径。工作人员使用一种专用设备，将被收集人的活体指纹直接录入到计算机里。这种方法效果好，效率高。
直接从活体手指上采集指纹容易受棱镜采样面上残留污渍影响，而且要求仪器有较大的采样范围，这样就对采集仪提出了较高的要求。
本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种活体指纹采集仪，既有较大的采集范围，又可以消除棱镜采样面上残留污渍影响。
本实用新型实现上述目的的方案是一种活体指纹采集仪，包括光源、采集棱镜、成像物镜、图象传感器，其特征是所述光源、采集棱镜、成像物镜、图象传感器在光路上依次排列，即光源发出的光经采集棱镜的入射面进入采集棱镜，被采集棱镜采样物面上的活体手指反射的光线一部分由采集棱镜的出射面射出；其特征是所述采集棱镜是四棱镜或五棱镜，活体指纹通过该采集棱镜及成像物镜成像于图象传感器。
采用以上方案的有益效果由于使用四棱镜或五棱镜，可以使棱镜的采样面较大而不增加加工难度；另外，可以利用全反射原理，使所成的指纹像是在暗背景上的亮图像，从而大大增加了清晰度，有效消除了棱镜采样面上的残留痕迹对指纹图象的影响。(只要采样物面与出射面的夹角小于或等于棱镜采样物面处的全反射临界角，这样所有经采样物面进入棱镜的外界光线的出射方向都在成像系统光轴之下。当成像物镜与棱镜出射面之间的距离足够远时，所有经采样物面进入的外界光线都不可能进入成像物镜。另一方面，如果采样物面与出射面的夹角大于光源上所有光点在采样物面上的最大反射角，即可保证光源发出的光经棱镜采样物面直接反射的光线不能进入成像光学系统。满足以上条件后，当采样物面没有活体手指或手掌放置时，就没有任何光线进入成像光学系统，这时成像系统所获得的图像为全黑图像，称之为“暗背景图像”。当有手掌或手指放在采样物面时，由于手掌或手指的散射作用，使掌纹或指纹在成像物镜处成像。因此，其成像原理是在“暗”背景上成一个“亮”的像。与传统指纹采集仪的采集棱镜在“亮”背景上成一个相对“暗”的像相比，显然其清晰度提高了。同样实现上述条件，用三棱镜的制造难度是很大的，因所需三棱镜的体积很大，而其中有效体积并不多)
图1是本实用新型活体指纹采集仪光学系统示意图。
图2是本实用新型活体指纹采集仪光学系统A向示意图。
图3是本实用新型活体指纹采集仪整机示意图。
图4是本实用新型活体指纹采集仪整机侧面示意图。
图5是采用四棱镜时的光学系统示意图。
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一见
图1、2、4，所示活体指纹采集仪包括光源1、采集棱镜2、成像物镜5、图象传感器6，其特征是所述光源1、采集棱镜2、成像物镜5、图象传感器6在光路上依次排列，即光源1发出的光经采集棱镜2的入射面进入采集棱镜2，被采集棱镜2的采样物面上的活体手指反射后的部分光线由出射面射出；其特征是所述采集棱镜2是四棱镜(图5)或五棱镜(
图1、2)，活体指纹通过该采集棱镜2及成像物镜5成像于图象传感器6。
为使操作更加方便，本例采用特殊的采集窗设计，使所述采集棱镜2的采样物面相对于整机向上、向前突出。
在所述采集棱镜2的后面成像物镜5之前，还设置补偿棱镜3，所述补偿棱镜3为三棱镜。由于采集棱镜使指纹图3像产生了单方向的几何压缩，使系统获得的指纹图像的长宽比例与实物指纹的长宽比例不相符合，带来采集失真，而补偿棱镜的作用就是将指纹图像从另一个方向进行单压压缩，并使最终获得的图像与实物指纹的长宽比例相同，从而消除上述的采样失真。
为减轻整机装调的工作量，上述补偿棱镜3和采集棱镜2连接为一个整体。为了加工方便，可用光学胶将二者胶合。
光源1发出的光线透过采集棱镜2照亮放在采集棱镜上表面的活体手指8，手指表面反射回来的部分光线透过采集棱镜2和补偿棱镜3，经反射镜4反射进入物镜5，最后在图象传感器6(本例为电荷耦合型传感器-CCD)上形成指纹图像。传感器6将指纹图象转变成一定格式的电信号，通过专用的信号电缆和装在用户计算机里的专用信号处理卡，将图象送入用户计算机内。用四棱镜或五棱镜做采集棱镜既能满足大的采样范围，又能有效消除棱镜采样面上的残留痕迹对指纹图象的影响。
整机图如图3、4。本采集仪采用12V直流电源，直接由与本产器相连的用户计算机提供，本采集仪本身不包含直流电源供应器。通过与本采集仪相配套的专用电缆10和专用接口卡，从用户计算机中引入12V直流电源，经本机的电源开关8和保险丝7后，送至机内的电源管理板12，经电源管理板12处理后再分别送给光源1和图像传感器15。
图中各标号的部件名称列举如下1、光源；2、采集棱镜；3、补偿棱镜；4、反射镜；5、成像物镜；6、电源开关；7、保险丝；8、12V电源线；9、电缆插座；10、专用电缆；11、图像信号；12、电源管理板；13、光源供电线；14、信号电缆；15、图像传感器；16、外壳；17、支架；18、底板。
权利要求1．一种活体指纹采集仪，包括光源(1)、采集棱镜(2)、成像物镜(5)、图象传感器(6)，其特征是所述光源(1)、采集棱镜(2)、成像物镜(5)、图象传感器(6)在光路上依次排列，即光源(1)发出的光经采集棱镜(2)的入射面进入采集棱镜(2)，被采集棱镜(2)采样物面上的活体手指反射的光线一部分由采集棱镜(2)的出射面射出；其特征是所述采集棱镜(2)是四棱镜或五棱镜，活体指纹通过该采集棱镜(2)及成像物镜(5)成像于图象传感器(6)。
2．如权利要求1所述的活体指纹采集仪，其特征是所述采集棱镜(2)的采样物面相对于整机向上、向前突出。
3．如权利要求1或2所述的活体指纹采集仪，其特征是在所述采集棱镜(2)的后面成像物镜(5)之前，还设置补偿棱镜(3)，所述补偿棱镜(3)为三棱镜。
4．如权利要求3所述的活体指纹采集仪，其特征是所述补偿棱镜(3)和采集棱镜(2)连接为一个整体。
专利摘要本实用新型公开一种活体指纹采集仪,包括光源、采集棱镜、成像物镜、图象传感器,其特征是:所述光源、采集棱镜、成像物镜、图象传感器在光路上依次排列,即光源发出的光经采集棱镜的入射面进入采集棱镜,从采集棱镜的采样物面上反射后由出射面射出;其特征是:所述采集棱镜是四棱镜或五棱镜,活体指纹通过该采集棱镜及成像物镜成像于图象传感器。
文档编号A61B5/117GK2425618SQ00204179
公开日2001年4月4日 申请日期2000年3月1日 优先权日2000年3月1日
发明者朱健吾, 陈静, 董玉华 申请人:深圳智同指纹技术有限公司