专利名称：人体电荷感应指纹采集装置的制作方法
技术领域：
人体电荷感应指纹采集装置技术领域[0001]本实用新型涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种人体电荷感应指纹采集装置。
技术背景[0002]指纹，由于其具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为人的生物特征识别的代名词。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点。指纹识别技术把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同， 也就是说，是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性，我们才能创造指纹识别技术。近些年，利用计算机的指纹识别技术已逐渐成熟，已逐渐应用于门禁管理系统、电子安全、银行自动柜员机系统、数字更衣室、个人电子产品、电子商务、考勤等多个领域。但现行的技术也存在一些弊端，如成像效果差、体积大，尤其是不能判断仿造的或非活体指纹的问题，这给信息、财产等的安全留下了隐患。实用新型内容[0003]本实用新型的主要目的是提供一种人体电荷感应指纹采集装置，旨在能够判断仿造的或非活体指纹，采集装置成像效果佳、体积小巧。[0004]本实用新型提供的一种人体电荷感应指纹采集装置，包括用于接触手指的梯形棱镜和成像透镜组，以及设置在所述梯形棱镜和成像透镜组之间、用于将所述梯形棱镜出射的光反射至所述成像透镜组的镀膜反光镜；[0005]所述梯形棱镜与所述镀膜反光镜之间的光路中设有方形场镜；[0006]所述成像透镜组通过镜头固定调焦底座固定在光电转换芯片CMOS电路板上；[0007]所述光电转换芯片CMOS电路板上还设有用于检测人体电荷的电荷感应器；[0008]所述光电转换芯片CMOS电路板上还设有用于提供光源的LED灯。[0009]优选地，所述梯形棱镜的第一底角为65 70°，第二底角为50 60° ;所述第一底角所对的面涂有黑漆；所述梯形棱镜的上底面为磨砂，呈宽度为3 5mm的长方形设置； 所述梯形棱镜的下底面长为17 21mm,宽为15 20mm。[0010]优选地，所述方形场镜两相对表面为球面的正光焦度设置，该球面的曲率半径为 25 35mm ;两球面顶点间的距离为2 IOmm :所述方形场镜边框长为15 20mm,宽为10 1 5mm η[0011]优选地，所述镀膜反光镜呈边长为7 15mm的正方形设置,该镀膜反光镜与光电转换芯片CMOS电路板之间的夹角为40 50°。[0012]优选地，所述成像透镜组包括至少一光学镜片和镜片隔圈，该光学镜片的直径为 3 IOmm,所有光学镜片的总厚度为3 10mm。[0013]优选地，所述镜头固定调焦底座包括至少两用于与所述光电转换芯片CMOS电路板固定连接的定位柱，所述镜头固定调焦底座与成像透镜组通过螺纹连接并调节先对位置；所述镜头固定调焦底座呈边长为5 13mm的设置，且其与所述光电转换芯片CMOS电路板之间的夹角为O 8°。[0014]优选地，所述LED灯为插件或者贴片LED灯，其发光面指向所述梯形棱镜的上底面，并与所述上底面呈O 20°的夹角设置；所述LED灯发光波长为380 980nm。[0015]优选地，所述电荷感应器与光电转换芯片CMOS电路板固定连接，并设置在所述梯形棱镜一端。[0016]优选地，所述光电转换芯片CMOS电路板包括光电转换芯片CMOS、电荷感应芯片。[0017]优选地，其特征在于，所述人体电荷感应指纹采集装置的宽为15 17mm，高为 40 55mm,厚为 15 2 5mm。[0018]本实用新型采用了场镜校正图像的畸变，减少了指纹图像的变形，从而增加了采集面的有效区域、增加了识别的准确性。本实用新型的光学系统采用的反射光系统，在场镜和镜头之间设置了反射机构，减小了光学机构的体积，使结构更紧促，体积更小巧，便于后期的应用。本实用新型的光学系统的对焦方式是通过镜头底座螺牙装置调节镜片组和CMOS 感光面的高度，从而实现精准对焦，保证了图像的清晰度和高分辨率，提高了识别精准度和速度。本实用新型的的照明系统采用的是插件或者贴片LED灯，照明效果均匀，利用率高， 结构简单，装配焊接方便。适合大规模批量生产。本实用新型采用的人体电荷感应技术，假指纹、非活体指纹接触采集面时，电子电路检测不到人体的正常电荷，给出非正常使用的警报信号或不进行识别比对。从而实现了防止伪造指纹的使用和识别比对，起到了辨别真假指纹的功能。
[0019]图I为本实用新型人体电荷感应指纹采集装置的内部结构示意图；[0020]图2为本实用新型人体电荷感应指纹采集装置的整体结构示意图；[0021]图3为本实用新型人体电荷感应指纹采集装置的侧面结构示意图。[0022]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0023]
以下结合附图及具体实施例就本实用新型的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0024]本实用新型提出一种人体电荷感应指纹采集装置。[0025]参照图1，图I为本实用新型人体电荷感应指纹采集装置的内部结构示意图。[0026]在本实施例中，人体电荷感应指纹采集装置包括梯形棱镜10、方形场镜20、镀膜反光镜30、成像透镜组40、镜头固定调焦底座50、光电转换芯片CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)电路板60、LED灯70以及电荷感应器80。其中，梯形棱镜10用于与手指90接触，以获取指纹。在梯形棱镜10与成像透镜组 40之间的光路中设有用于将梯形棱镜10出射的光反射至成像透镜组40的镀膜反光镜30， 在梯形棱镜10与镀膜反光镜30之间的光路中设有方形场镜20 ;成像透镜组40通过镜头固定调焦底座50固定在光电转换芯片CMOS电路板60上；光电转换芯片CMOS电路板60上设有用于提供光源的LED灯70和用于检测人体电荷的电荷感应器80。[0027]在上述实施例中，梯形棱镜10的第一底角A为65 70°，第二底角B为50 60° ;第一底角A所对的面11涂有黑漆；梯形棱镜10的上底面12为磨砂，并呈宽度为3 5mm的长方形设置；梯形棱镜10的下底面13长为17 21mm,宽为15 20mm。该梯形棱镜10优选采用H-K9玻璃和/或PMMA树脂材料制成。[0028]在上述实施例中，方形场镜20两相对表面为球面的正光焦度设置,两球面分别与梯形棱镜10和镀膜反光镜30相对，该球面的曲率半径为25 35mm ;两球面顶点间的距离为2 IOmm :方形场镜20的边框长为15 20mm,宽为10 15mm。该方形场镜20优选米用玻璃和/或树脂塑料制成。[0029]在上述实施例中，镀膜反光镜30呈边长为7 15mm的正方形设置，该镀膜反光镜 30与光电转换芯片CMOS电路板60之间的夹角为40 50°。镀膜反光镜30为高反射率反光镜。[0030]在上述实施例中，成像透镜组40包括至少一光学镜片和镜片隔圈，该光学镜片的直径为3 IOmm,所有光学镜片的总厚度为3 10mm。[0031]在上述实施例中，镜头固定调焦底座50包括至少两用于与光电转换芯片CMOS电路板60固定连接的定位柱，镜头固定调焦底座50与成像透镜组40通过螺纹连接并调节先对位置；镜头固定调焦底座50呈边长为5 13mm的设置，且其与光电转换芯片CMOS电路板60之间的夹角为O 8°。镜头固定调焦底座50优选采用黑色ABS制成。镀膜反光镜 30与镜头固定调焦底座50之间设有高分辨率成像透镜组40，其作用为将指纹图像成像到高集成度光电转换芯片CMOS电路板70的CMOS感光面上，其结构为内部设有至少一光学镜片和镜片隔圈，外部结构带有螺纹与镜头固定调焦底座50连接，便于调焦以达到很好的清晰度，通过扭动成像透镜组40带动光学镜片组前后移动，调节成像透镜组40与光电转换芯片CMOS电路板60相对位置。从而实现精准对焦。[0032]在上述实施例中，LED灯70为侧发光插件或者贴片式LED灯，其发光面指向梯形棱镜的上底面12，并与上底面呈O 20°的夹角设置；LED灯70发光波长为380 980nm。[0033]在上述实施例中，电荷感应器80与光电转换芯片CMOS电路板60固定连接，并设置在梯形棱镜10 —端。该电荷感应器80用于检测人体(手指)上的电荷，以判断是否是仿造的或非活体指纹。[0034]在上述实施例中，光电转换芯片CMOS电路板60包括用于采集、分析、判断指纹的光电转换芯片CMOS和用于检测人体(手指)上电荷的电荷感应芯片。[0035]参照图2和图3，图2为本实用新型人体电荷感应指纹采集装置的整体结构示意图；图3为本实用新型人体电荷感应指纹采集装置的侧面结构示意图。[0036]在上述实施例中，人体电荷感应指纹采集装置的宽为15 17mm，高H为40 55mm，厚为15 25mm。其指纹接触面的宽X为15 20mm，长Y为15 22mm，指纹头前端卡扣V为15 20mm。手指接触的梯形棱镜10的指纹接触面的倾斜角D为30 60°，人体电荷感应指纹采集装置底部倾斜角C为30 50°。人体电荷感应指纹采集装置的外壳体优选采用黑色ABS制成。[0037]本实用新型采用了场镜校正图像的畸变，减少了指纹图像的变形，从而增加了采集面的有效区域、增加了识别的准确性。本实用新型的光学系统采用的反射光系统，在场镜5和镜头之间设置了反射机构，减小了光学机构的体积，使结构更紧促，体积更小巧，便于后期的应用。本实用新型的光学系统的对焦方式是通过镜头底座螺牙装置调节镜片组和CMOS 感光面的高度，从而实现精准对焦，保证了图像的清晰度和高分辨率，提高了识别精准度和速度。本实用新型的的照明系统采用的是插件或者贴片LED灯，照明效果均匀，利用率高， 结构简单，装配焊接方便。适合大规模批量生产。本实用新型采用的人体电荷感应技术，假指纹、非活体指纹接触采集面时，电子电路检测不到人体的正常电荷，给出非正常使用的警报信号或不进行识别比对。从而实现了防止伪造指纹的使用和识别比对，起到了辨别真假指纹的功能。[0038]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，包括用于接触手指的梯形棱镜和成像透镜组，以及设置在所述梯形棱镜和成像透镜组之间、用于将所述梯形棱镜出射的光反射至所述成像透镜组的镀膜反光镜；所述梯形棱镜与所述镀膜反光镜之间的光路中设有方形场镜；所述成像透镜组通过镜头固定调焦底座固定在光电转换芯片CMOS电路板上；所述光电转换芯片CMOS电路板上还设有用于检测人体电荷的电荷感应器；所述光电转换芯片CMOS电路板上还设有用于提供光源的LED灯。
2.如权利要求I所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述梯形棱镜的第一底角为65 70°，第二底角为50 60° ;所述第一底角所对的面涂有黑漆；所述梯形棱镜的上底面为磨砂，呈宽度为3 5mm的长方形设置；所述梯形棱镜的下底面长为17 21mm,宽为 15 20mm。
3.如权利要求2所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述方形场镜两相对表面为球面的正光焦度设置，该球面的曲率半径为25 35mm ;两球面 顶点间的距离为 2 IOmm :所述方形场镜边框长为15 20mm,宽为10 15mm。
4.如权利要求3所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述镀膜反光镜呈边长为7 15_的正方形设置，该镀膜反光镜与光电转换芯片CMOS电路板之间的夹角为 40 50°。
5.如权利要求4所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述成像透镜组包括至少一光学镜片和镜片隔圈，该光学镜片的直径为3 IOmm,所有光学镜片的总厚度为3 10mnin
6.如权利要求5所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述镜头固定调焦底座包括至少两用于与所述光电转换芯片CMOS电路板固定连接的定位柱，所述镜头固定调焦底座与成像透镜组通过螺纹连接并调节先对位置；所述镜头固定调焦底座呈边长为 5 13mm的设置，且其与所述光电转换芯片CMOS电路板之间的夹角为O 8°。
7.如权利要求6所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述LED灯为插件或者贴片LED灯，其发光面指向所述梯形棱镜的上底面，并与所述上底面呈O 20 °的夹角设置；所述LED灯发光波长为380 980nm。
8.如权利要求7所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述电荷感应器与光电转换芯片CMOS电路板固定连接，并设置在所述梯形棱镜一端。
9.如权利要求8所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述光电转换芯片 CMOS电路板包括光电转换芯片CMOS、电荷感应芯片。
10.如权利要求I至9中任意一项所述的人体电荷感应指纹采集装置，其特征在于，所述人体电荷感应指纹采集装置的宽为15 17臟，高为40 55mm，厚为15 25mm。
专利摘要本实用新型公开一种人体电荷感应指纹采集装置，包括梯形棱镜和成像透镜组，以及设置在梯形棱镜和成像透镜组之间的镀膜反光镜；梯形棱镜与镀膜反光镜之间的光路中设有方形场镜；成像透镜组通过镜头固定调焦底座固定在光电转换芯片CMOS电路板上；光电转换芯片CMOS电路板上还设有电荷感应器和LED灯。本实用新型减少了指纹图像的变形，增加了采集面的有效区域、保证了图像的清晰度和高分辨率。本实用新型采用的人体电荷感应技术，假指纹、非活体指纹接触采集面时，电子电路检测不到人体的正常电荷，给出非正常使用的警报信号或不进行识别比对。从而实现了防止伪造指纹的使用和识别比对，起到了辨别真假指纹的功能。
文档编号G06K9/00GK202748803SQ20122032761
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者程慧 申请人:程慧