图像采集器支架部件及图像采集器的制作方法

本发明涉及图像采集技术领域，具体涉及一种用于接触检测及指纹采集的图像采集器支架部件及图像采集器。

背景技术：

目前，指纹图像成像技术主要有基于光学镜头的指纹成像技术(如相机或传统光学指纹采集器)。

例如201120403301.0公开的薄型光学指纹采集器，通常包括图像采集棱镜、成像装置及图像处理组件，其中，所述成像装置还包括透镜组件，以及光电信号转换电路和数字处理器等部件。由于采用图像采集棱镜作为指纹光线的采集部件，必须要有足够长的光路才能满足光线的成像需求，特别是，还需要通过所述透镜组件完成指纹光线的成像，由此更需要较长光路满足光线的成像需求。由于图像采集棱镜和透镜组件本身具有较大的体积和厚度，再加上光路长度等因素，使得图像采集器必须具有较大的体积和厚度才能实现指纹图像的采集。

现有的一种图像采集装置解决了上述体积、厚度较大的技术问题，该图像采集装置包括导光板，导光板下面设置光源，但是该种装置，由于光源杂散，能进入导光板发生全反射传播的光线只为一部分，其它杂散光线会向各个方向射出，不仅影响图像采集，对图像采集的使用者也存在光感刺眼不适的缺点，如何解决这个问题，又能保证图像采集装置的体积还能小巧，是本技术领域人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种图像采集器支架部件及图像采集器，其方便对杂散光进行遮挡，保证光源发射的光线进入导光板后主要以全反射形式传播，保证了使用者进行图像采集时的光线柔和均匀。

为了达到上述目的，本发明提供一种图像采集器支架部件，其中包括设置于导光板下面的支架，所述支架上设有环形导光槽，所述导光槽内间隔设有多个光源，所述导光槽具有使光源发射的光线以设定角度α_c射出的开口，所述设定角度 α_c＝arcsin(sinα₂×n₂/n_c)，其中，α₂是光线进入导光板后的出射角度，且arcsin(n₀/n₂)≤α₂≤arcsin(n₁/n₂),n_c为导光槽内介质的折射率，n₀为空气的折射率，n₁为水的折射率，n₂为导光板的折射率。

进一步地，所述导光槽包括设于支架上表面的一阶槽，所述一阶槽下面连通有偏离一阶槽中心的二阶槽，所述二阶槽的内侧壁靠近一级槽的外侧壁，所述一阶槽的外侧壁与二阶槽的内侧壁之间形成所述开口，所述光源安装于二阶槽的顶面，所述二阶槽的槽底为对光源发射的光线起主要反射方向的圆弧面，所述主要反射方向与所述设定角度对应的光线方向一致。

进一步地，所述二阶槽侧壁、顶壁及一阶槽的外侧壁上均涂覆有遮光膜。

进一步地，所述导光槽由设于支架上表面的开口槽及设于开口槽外侧壁上端向内水平延伸的环状第一臂体形成，所述光源安装于第一臂体下面，所述第一臂体高于开口槽的内侧壁高度，所述导光槽内及支架上面一体连接有导光平板，所述第一臂体上表面设置有环形遮光膜，所述遮光膜的内侧壁延伸至导光平板上面，所述遮光膜的内侧壁与开口槽的内侧壁之间形成所述开口，所述开口槽的槽底为对光源发射的光线起主要反射方向的圆弧面，所述主要反射方向与所述设定角度对应的光线方向一致。

进一步地，所述开口槽的侧壁及第一臂体的下表面均涂覆有遮光膜。

进一步地，所述导光槽由设于支架上表面的开口槽及设于开口槽外侧壁上端向内水平延伸的环状第一臂体形成，所述光源设置于开口槽的底面或侧壁上，所述第一臂体高于开口槽的内侧壁高度，所述导光槽内及支架上面一体连接有导光平板，所述第一臂体上表面设有环形遮光膜，所述遮光膜的内侧壁延伸至导光平板上面，所述遮光膜的内侧壁与开口槽的内侧壁之间形成所述开口。

进一步地，所述导光平板由填充于导光槽内的填充物及与支架上面的平板一体注模加工形成，所述导光槽内的填充物与平板的材质相同。

进一步地，所述开口槽的内侧壁向内侧水平延伸有环状第二臂体，所述导光平板设置于第二臂体上面。

进一步地，多个所述光源呈等间隔设置于环形导光槽内。

一种图像采集器，其中包括所述的图像采集器支架部件。

采用上述方案后，本发明具有以下有益效果：

1、通过将光源设置于支架上的环形导光槽内，使导光槽具有使光源发射的光线以设定角 度α_c＝arcsin(sinα₂×n₂/n_c)射出的开口，保证了光源发射的光线凡进入导光板内主要以全反射形式传播，满足图像采集条件，而不能以该设定角度射出的杂散光均被遮挡在导光槽内，保证了使用者进行图像采集时的光线柔和均匀；

2、通过将导光槽的槽底设置为对光源发射的光线起主要反射方向的圆弧面，主要反射方向与设定角度对应的光线方向一致，这样保证了光源发射的光线经圆弧面反射的光线均能进入导光板内且主要以全反射形式传播，而槽内的其它可能会与光源发射的光线接触的壁面均通过遮光膜进行杂散光遮挡，保证了使用者进行图像采集时的光线柔和均匀；

3、通过将导光槽设置为由设于支架上表面的开口槽及设于开口槽外侧壁上端向内水平延伸的环状第一臂体形成，使光源设置于开口槽的底面或侧壁上，将导光槽内及支架上面一体连接导光平板，并在第一臂体上表面设有环形遮光膜，使遮光膜的内侧壁与开口槽的内侧壁之间形成开口，这样使光源发射的可直接穿过开口的光线进入导光板内且主要以全反射形式传播，将其它杂散光遮挡在导光槽内，保证了使用者进行图像采集时的光线柔和均匀。

附图说明

图1是本发明图像采集器支架部件的实施例一剖视结构示意图；

图2是图1的局部结构光路示意图；

图3是本发明图像采集器支架部件的实施例二立体图；

图4是本发明图像采集器支架部件的实施例二剖视结构示意图；

图5是图4的局部结构光路示意图；

图6是本发明图像采集器支架部件的实施例三剖视结构示意图；

图7是本发明图像采集器支架部件的实施例四剖视结构示意图；

图8是本发明图像采集器支架部件的实施例五剖视结构示意图；

图9是本发明图像采集器支架部件的实施例六剖视结构示意图；

图10是本发明图像采集器支架部件的实施例七剖视结构示意图；

图11是本发明图像采器的实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

如图1所示本发明图像采集器支架部件的实施例一剖视结构示意图，包括矩形环状支架1，支架1固定于导光板2的下面，支架1的上面设有环形导光槽3，导光槽3内呈等间隔设置有多个光源4，该实施例光源4可选LED灯，光源4发射的光线可以为可见光，也可以为近红外光。结合图2所示，该导光槽3具有使光源4发射的光线以设定角度α_c射出的开口5，所述设定角度α_c＝arcsin(sinα₂×n₂/n_c)，α₂是光线进入导光板2后的出射角度，且arcsin(n₀/n₂)≤α₂≤arcsin(n₁/n₂),n_c为导光槽内介质的折射率，此处导光槽内的介质为空气，也可以在该导光槽内填充与导光板2材料相同或折射率近似的填充物，比如透明胶，这样，从导光槽出射的光线光路方向可以保持不变的进入导光板内，n₀为空气的折射率(即在手指或手掌没有触摸导光板进行图像采集前为空气的折射率)，n₁为水的折射率(即在手指或手掌触摸导光板进行图像采集时为汗液即水的折射率)，n₂为导光板的折射率，该些进入导光板2的光线主要以全反射方式在导光板2内传播，而其它杂散光则被遮挡在导光槽3内，保证使用者进行图像采集时的光线柔和均匀。

如图3、图4所示本发明图像采集器支架部件的实施例二立体图及剖视结构示意图，其大部分结构与图1所述实施例结构相同，不同之处在于：所述导光槽3包括设于支架1上表面的一阶槽6，一阶槽6的下面连通有偏离一阶槽6中心的二阶槽7，二阶槽7的内侧壁靠近一级槽6的外侧壁，一阶槽6的外侧壁与二阶槽7的内侧壁之间形成所述开口5，光源4垂直安装于二阶槽7的顶面。结合图5所示，二阶槽7的槽底为对光源4发射的光线起主要反射方向的圆弧面，主要反射方向与所述设定角度α_c对应的光线方向一致，即如图中所示，由光源4发射的竖直向下光线，经圆弧面槽底反射，出射的光线进入导光板2的入射角度为α_c，进入导光板2后光线的出射角度为α₂，这些经反射进入导光板2内的光线主要以全反射方式在导光板2内传播，用户可以进行图像采集。

如图6所示本发明图像采集器支架部件的实施例三剖视结构示意图，其大部分结构与图3、图4所述实施例结构相同，不同之处在于：在二阶槽7的侧壁、顶壁及一阶槽6的外侧壁上均涂覆有遮光膜8。这样保证光源4发射的光线只在导光槽3的槽底发生反射，其它杂散光均通过遮光膜方便的遮挡。进一步保证从导光槽3的开口5射入导光板2内的光线主要以全反射方式在导光板2内传播，保证使用者进行图像采集时的光线柔和均匀。

如图7所示本发明图像采集器支架部件的实施例四剖视结构示意图，其大部分结构与图1所述实施例结构相同，不同之处在于：所述导光槽3由设于支架1上表面的开口 槽9及设于开口槽9外侧壁上端向内水平延伸的环状第一臂体10形成，光源4垂直安装于第一臂体10的下表面，第一臂体10高于开口槽9的内侧壁高度，导光槽3内及支架1上面一体连接有导光平板11，导光平板11由填充于导光槽3内的填充物及与支架1上面的平板一体注塑加工形成，所述导光槽3内的填充物与平板的材质相同，并与导光板2的材料也相同。第一臂体10的上表面连接有环形遮光膜12，环形遮光膜12的内侧壁延伸至导光平板11上面，环形遮光膜12的内侧壁与开口槽9的内侧壁之间形成所述开口5，环形遮光膜12及导光平板11的上面通过粘合胶与导光板2连接在一起，此处粘合胶的折射率与导光板2的折射率相同，所述开口槽9的槽底为对光源发射的光线起主要反射方向的圆弧面，主要反射方向与所述设定角度α_c(可参考图5的光路图角度分析)对应的光线方向一致。开口槽9的侧壁及第一臂体10的下表面均涂覆有遮光膜。

通过在导光槽3及支架1上设置导光平板11，使光源4朝下发射的光线经圆弧面槽底反射后穿出开口5进入导光板2，由于导光平板11、粘合胶和导光板2的折射率相同，因此反射光线进入导光板2内不会发生折射，因此设定角度α_c与出射角度α₂角度相同，该些光线在导光板2内主要以全反射形式传播，而其它杂散光被遮挡在导光槽3内。

如图8所示本发明图像采集器支架部件的实施例五剖视结构示意图，其大部分结构与图7所述实施例结构相同，不同之处在于：开口槽9的内侧壁向内侧水平延伸有环状第二臂体13，导光平板11设置于第二臂体13上面，这样设计，方便导光平板11与支架1的连接及加工。

如图9所示本发明图像采集器支架部件的实施例六剖视结构示意图，其大部分结构与图8所述实施例结构相同，不同之处在于：所述光源4垂直设置于开口槽9的槽底，该实施例中对导光槽3的形状没有约束，只要保证光源4能平稳放置于槽底，且光源垂直朝上发射光线即可。该实施例是利用光源4直射光线凡能穿过导光槽3的开口5，均能进入导光板2中，并在导光板2内主要以全反射方式传播，该些穿出开口5的光线均满足设定角度α_c的要求，而其它杂散光被遮挡在导光槽3内，满足图像采集的条件，并保证使用者进行图像采集时的光线柔和均匀。

如图10所示本发明图像采集器支架部件的实施例七剖视结构示意图，其大部分结构与图9所述实施例结构相同，不同之处在于：光源4安装于开口槽9的侧壁，其同样利用光源4直射光线凡能穿过导光槽3的开口5，均能进入导光板2中，并在导光板2内主要以全反射方式传播。

如图11所示本发明图像采集器的实施例结构示意图，其包括图1-图10任一实施例所述的图像采集器支架部件14，该实施例选用图4所述实施例的图像采集器支架部件14， 在图像采集支架部件14下面设置有图像采集装置15。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。