专利名称：一种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传感器，尤其涉及一种高效率的光学指纹传感器。
背景技术：
指纹识别是依据个人各异的活体指纹生物特征，进行身份确认与验证的一种生物识别方式，而指纹采集恰恰就是这种生物识别方式的核心所在，指纹采集的过程本质上是指纹成像的过程，其原理是利用嵴与谷的几何特性、物理特征和生物特征的不同，以得到不同的反馈信号的量值来绘成指纹图像，然后再对指纹图像进行对比，以确定是否为有效用户指纹，以达到安全识别的目的。指纹传感器是指纹识别系统的输入装置， 可广泛使用于指纹锁、考勤系统、带指纹识别功能的鼠标、键手机等装置上，也可以用于公安系统的指纹对比采集等作业。光学指纹传感器是现有的指纹识别系统中广泛使用的指纹采集装置，它是利用指纹嵴线与谷线和光学介质面接触程度的差异进行光学成像采集。然而，现有技术的光学指纹传感器由于棱镜、物镜及凸透镜在同一方向上排列，会存在以下缺陷1.导致光学指纹传感器的尺寸较大，不利于产品设计。2.光路调校不细腻，造成成像质量不高。有鉴于此，如何设计一种光学指纹传感器，可以减小其尺寸以方便设计，并且能更好地实现自动调焦以活动更清晰的图像，是业内人士亟需解决的问题。
实用新型内容针对现有技术中指光学指纹传感器存在的尺寸较大，并且光路调校不细腻，成像质量不高这一缺陷，本实用新型提供了一种光学指纹传感器。根据本实用新型，提供了一种光学指纹传感器，包括外壳、光源、棱镜和物镜，所述棱镜位于所述外壳内的一侧，且所述棱镜具有入光面、采集面、出光面及吸收面，所述物镜邻近所述出光面设置，其特征在于，所述光学指纹传感器更包括透镜组，设置于所述外壳内与所述物镜相对的另一侧，所述透镜组具有一凸面与一平面，且所述透镜组的光轴为竖直方向；图像传感器，对准所述透镜组的光轴并朝向所述透镜组的所述凸面；以及反射镜，朝向所述透镜组的所述平面设置，且所述反射镜与水平方向的夹角为锐角。优选地，所述棱镜为梯形棱镜。优选地，更包括遮光层，所述遮光层贴附于所述棱镜的所述吸收面上。优选地，更包括导光装置，设置于所述棱镜的所述入光面与所述光源之间。优选地，所述导光装置为导光板。优选地，更包括电路板，所述图像传感器设置于所述电路板上。优选地，更包括支撑板，设置于所述物镜与所述反射镜及所述透镜组之间，所述支撑板具有通孔。优选地，所述锐角的范围为35° -55°。优选地，所述锐角的范围为45°。采用本实用新型的优点是通过在物镜与透镜组之间设置反射镜来改变光线的传播方向，缩短光线传播路程，从而缩小光学指纹传感器的尺寸，以方便设计。并且，能更好地实现自动调焦，以获得较清晰的图像，进一步提高生产良率。
读者在参照附图阅读了本实用新型的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本实用新型的各个方面。其中，图I示出了现有技术中光学指纹传感器的结构示意图。图2示出了依据本实用新型的一个实施例的光学指纹传感器的结构示意图。图3示出了依据本实用新型另一个实施例的光学指纹传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图，对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细描述。图I示出了现有技术中光学指纹传感器的结构示意图。参照图1，光学指纹传感器I包括外壳10、光源(未绘示)、等腰直角棱镜11、物镜12、透镜组13及图像传感器14。其中，光源等腰直角棱镜11、物镜12、透镜组13及图像传感器14都收容于外壳10内。等腰直角棱镜11具有入光面111、采集面112及出光面113，而透镜组13位于外壳10内与等腰直角棱镜11相对的另一侧，透镜组13具有一平面131与以凸面132，平面131朝向等腰直角棱镜11的出光面113设置，并且透镜组13的光轴为水平方向。物镜12位于等腰直角棱镜11的出光面113与透镜组13之间。图像传感器14对准透镜组13的光轴，并且朝向透镜组13的凸面。从图I可以看出，现有技术中的中，来自于光源的光线从等腰直角棱镜11的入光面111进入等腰直角棱镜11内，并散射至棱镜11的采集面112上，当手指按压在棱镜11的采集面112上时，嵴线与采集面112接触，照射在嵴线上的光束，部分被吸收并从指纹嵴线处散射，故在图像传感器14上呈暗线，而手指的谷线与等腰棱镜11的采集面不接触，照射在谷线上的光线发生全内反射，则在图像传感器14上呈亮线。然而，因为等腰直角棱镜11、物镜12、透镜组13及图像传感器14依次在同一方向上排列，所以光线在水平方向上传播的距离较长，从而系统尺寸较大。并且在此过程中光路调校不细腻，导致形成的图像不清晰。图2示出了依据本实用新型的一个实施例的光学指纹传感器的结构示意图。参照图2，光学指纹传感器2包括外壳20、棱镜21、物镜22、透镜组23、反射镜24、图像传感器25及光源26。其中，外壳具有一容置空间，棱镜21、物镜22、透镜组23、反射镜24、图像传感器25及光源26都收容于外壳10的容置空间内。棱镜21位于外壳20内一侧,本实施例中，棱镜21为梯形棱镜，且具有入光面211、采集面212、出光面213及吸收面214。棱镜21的吸收面214上贴附有遮光层27，能够吸收来自入光面211与外界照进来的光线，以避免吸收面214反射的光线对成像的干扰。物镜22位于邻近棱镜21的出光面213的位置。透镜组23位于外壳20内与棱镜21相对的另一侧，且透镜组23的光轴在竖直方向a上，另外，透镜组23具有一凸面231与一平面232。反射镜24朝向透镜组23的平面232设置，且反射镜24与水平方向b的夹角a为锐角，具体的，夹角a的范围为35° -55°，更为具体的，本实施例中，反射镜24与水平方向b的夹角a为45°。继续参照图2，图像传感器25对准透镜组23的光轴设置，且朝向透镜组23的凸面231。图像传感器25位于电路板28上。光源26与棱镜21的入光面211之间设置有导光装置(未绘示)，导光装置可以将从光源26发出的光线导送至棱镜21的入光面211，具体的，导光装置可以为导光板，但并不以此为限，只要可以起到导光的效果即可。来自于光源26的光线从棱镜21的入光面211进入棱镜21内，并散射至棱镜21的采集面212上，当手指按压在棱镜21的采集面212上时，嵴线与采集面212接触，照射在嵴线上的光束，部分被吸收并从指纹嵴线处散射，故在图像传感器25上呈暗线，而手指的谷线与棱镜21的采集面212不接触，照射在谷线上的光线发生全内反射，则在图像传感器25上呈亮线。具体地说， 从棱镜21的入光面211散射至棱镜21的采集面212上的光线，经采集面212的折射透过出光面213到达至物镜22上，然后光线经过物镜22的校对传输至反射镜24处，经过反射镜24的反射面241的反射进入透镜组23内，最后成像至图像传感器25上。因为在光线的传播路径中，于物镜22与透镜组23之间设置了反射镜24，通过反射镜24将从物镜22出来的光线反射以改变传播方向并到达透镜组23，因此缩短了光线在水平方向上的传播距离，从而可以减小光学指纹传感器的尺寸。并且，在此过程中，可以更好地调校光路，以获得更为清晰的图像，从而进一步提闻生广良率。图3示出了依据本实用新型的另一个实施例的光学指纹传感器的结构示意图。参照图3，与图2所示实施例相同，光学指纹传感器3也包括外壳20、棱镜21、物镜22、透镜组23、反射镜24、图像传感器25及光源26，而与图2所示实施例不同之处为光学指纹传感器3还包括支撑板30，设置于物镜22与反射镜24及透镜组23之间，支撑板30具有通孔301，从物镜22出来的光线可以穿过通孔301到达反射镜24的反射面241上，因此，支撑板30上的通孔301可以更好地调校光线，使所形成的图像更加清晰。采用本实用新型的优点是通过在物镜与透镜组之间设置反射镜来改变光线的传播方向，缩短光线在水平方向上的传播距离，从而缩小光学指纹传感器的尺寸，以方便设计。并且，能更好地实现自动调焦，以获得较清晰的图像，进一步提高生产良率。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.ー种光学指纹传感器，包括外壳、光源、棱镜和物镜，所述棱镜位于所述外壳内的ー侧，且所述棱镜具有入光面、采集面、出光面及吸收面，所述物镜邻近所述出光面设置，其特征在于，所述光学指纹传感器更包括 透镜组，设置于所述外壳内与所述物镜相対的另ー侧，所述透镜组具有一凸面与一平面，且所述透镜组的光轴为竖直方向； 图像传感器，对准所述透镜组的光轴并朝向所述透镜组的所述凸面；以及 反射镜，朝向所述透镜组的所述平面设置，且所述反射镜与水平方向的夹角为鋭角。
2.如权利要求I所述的光学指纹传感器，其特征在于，所述棱镜为梯形棱镜。
3.如权利要求I所述的光学指纹传感器，其特征在于，更包括遮光层，所述遮光层贴附于所述棱镜的所述吸收面上。
4.如权利要求I所述的光学指纹传感器，其特征在于，更包括导光装置，设置于所述棱镜的所述入光面与所述光源之间。
5.如权利要求4所述的光学指纹传感器，其特征在于，所述导光装置为导光板。
6.如权利要求I所述的光学指纹传感器，其特征在于，更包括电路板，所述图像传感器设置于所述电路板上。
7.如权利要求I所述的光学指纹传感器，其特征在于，更包括支撑板，设置于所述物镜与所述反射镜及所述透镜组之间，所述支撑板具有通孔。
8.如权利要求I至7任ー权利要求所述的光学指纹传感器，其特征在于，所述锐角的范围为 35。-55。。
9.如权利要求8所述的光学指纹传感器，其特征在于，所述锐角为45°。
专利摘要本实用新型提供了一种光学指纹传感器，包括外壳、光源、棱镜和物镜，棱镜位于外壳内的一侧，且具有入光面、采集面、出光面及吸收面，物镜邻近出光面设置，光学指纹传感器更包括透镜组、图像传感器及反射镜。透镜组设置于外壳内与物镜相对的另一侧，透镜组具有一凸面与一平面，且光轴为竖直方向。图像传感器对准透镜组的光轴并朝向透镜组的凸面。反射镜朝向透镜组的平面设置，且反射镜与水平方向的夹角为锐角。采用本实用新型可以更好地实现自动调焦，获得清晰的指纹图像，并提高产品良率。
文档编号G02B17/08GK202548868SQ20122012063
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者周爱波 申请人:杭州东研科技有限公司