本发明涉及机械结构与光学技术领域，尤其涉及一种近距离感应物体影像的装置。
背景技术：
近距离感应物体影像如指纹识别技术是目前许多电子设备如手机、考勤机上经常使用的技术。目前的技术，存在识别率不高，需要多次扫描的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种近距离感应物体影像的装置，成像清楚，识别率高，尺寸薄，可以应用在许多环境。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种近距离感应物体影像的装置，包括由上至下依次连接的物距玻璃1、黑胶层2、黑膜层3、像距玻璃4与图像传感器5；
所述的黑胶层2内散布多个发光体6与多个成像体7；
所述的发光体6包括上下方向的发光体通孔61与设于发光体通孔61底部的发光二极管62；
所述的成像体7包括上下方向的成像体通孔71与设于成像体通孔71下方中心的黑膜层3上的小孔72。
所述的成像体7成阵列排列，相邻的成像体7的小孔72间距小于等于：
t：为物距玻璃1厚度；n：为物距玻璃1折射率。
所述的发光体6成阵列排列，相邻的发光体6间距与相邻的成像体7的距离相同，各发光体6分别设于成像体7阵列间嵌套排布，发光体6设于成像体7四周的等距处。
所述的成像体7与发光体6均成正方形阵列排列。
所述的成像体7与发光体6均成正五边形，正六边形或菱形阵列排列。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种近距离感应物体影像的装置，成像清楚，识别率高，尺寸薄，可以应用在许多环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的近距离感应物体影像的装置结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的近距离感应物体影像的装置结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的近距离感应物体影像的装置结构示意图三；
图4为本发明实施例提供的近距离感应物体影像的装置结构示意图四；
图5为本发明实施例提供的近距离感应物体影像的装置结构示意图五。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
如图1至图5所示，一种近距离感应物体影像的装置，其特征在于，包括由上至下依次连接的物距玻璃1、黑胶层2、黑膜层3、像距玻璃4与图像传感器5；物距玻璃1的厚度加上黑胶层2的厚度是物距；黑胶层2用于隔离发射光与入射光的通道；黑膜层3，形成小孔72，并屏蔽发光二极管62产生的光直接向下射向图像传感器5，而产生干扰；像距玻璃4，厚度确定像距；图像传感器5接收通过黑膜层3形成的小孔72的入射光，并成像。
所述的黑胶层2内散布多个发光体6与多个成像体7；具体的本例中，所述的成像体7成阵列排列，如图2所示，相邻的成像体7的小孔72间距小于等于：
t：为物距玻璃1厚度；n：为物距玻璃1折射率。
所述的发光体6成阵列排列，相邻的的发光体6间距与相邻的成像体7的距离相同，各发光体6分别设于成像体7阵列间嵌套排布，发光体6设于成像体7四周的等距处。本例中，所述的成像体7与发光体6均成正方形阵列排列。
本例中，所述的发光体6包括上下方向的发光体通孔61与设于发光体通孔61底部的发光二极管62；发光二极管62提供光源。
本例中，所述的成像体7包括上下方向的成像体通孔71与设于成像体通孔71下方中心的黑膜层3上的小孔72。
工作原理
如图3所示，以指纹识别为例，发光二极管62发射光，通过；黑胶层2形成的发射光通道发光体通孔61，向外发光；当有手指压在物距玻璃1表面，发光二极管62发射的光，照射到与物距玻璃1表面接触点a，形成反射；反射光通过黑胶层2形成的入射光通道成像体通孔71，再经黑膜层3形成的小孔72，照射到图像传感器5上的点a’；这样手指点a，在图像传感器5上点a’成像。
成像尺寸与物体尺寸比例等于：像距玻璃4厚度：物距玻璃1厚度加上黑胶层2厚度。
成像分析
如图4与图5所示，
物距玻璃1折射率是n，由黑胶层2形成的入射光通道是空气，当入射光的入射角大于等于arcsin(1/n)时，入射光在物距玻璃1中形成全反射，则入射光不能照到入射光通道中，不能成像。因此，每个小孔72可以对半径为t*tan(arcsin(1/n))的物体区域成像。比如物距玻璃1的折射率为1.5009，物距玻璃1的厚度为500um，每个小孔72可以成像区域的半径为500*tan(arcsin(1/1.5009))＝446.7(um)。
显然，通常识别指纹需要的指纹区域要远大于半径为446.7um的区域。为了增加指纹成像区域，可以采用以下办法：
1、增加物距玻璃1厚度
由于指纹可以成像区域半径与物距玻璃1厚度成正比，增加物距玻璃1的厚度是最直接的方法，但会增加指纹识别器的整体厚度。一个小孔72成像区域达到识别要求。在与小孔72距离小于t*tan(arcsin(1/n))的距离四周放置一颗发光二极管62，每个发光二极管62中心的间距与小孔72中心间的距离相等，每个小孔72四周的发光二极管62中心的连线，构成正方形，正方形中心是小孔72的中心。小孔72和发光二极管62用黑胶层2隔离。发光二极管62在小孔72周围排布，每个小孔72周围的发光二极管62数量通常不少于2个。
2、发光体6成阵列排列
是本发明采用的技术方案，采用小孔72阵列成像。小孔72阵列可以是正方形阵列，也可以是其他形状的阵列，比如正五边形，正六边形，菱形等。
每个小孔72生成的图像拼接成完整的图像，这保证每个小孔72成像能无缝连接，小孔72中心间的距离小于等于：
t：为物距玻璃1厚度；n：为物距玻璃1折射率。
例如，物距玻璃1的折射率为1.5009，物距玻璃1的厚度为500um，每个小孔72可以成像区域的半径为500*tan(arcsin(1/1.5009))＝446.7(um)。这个区域的内接正方形的是边长是：
所以，为保证每个小孔72成像能无缝连接，则小孔72中心的间距离小于等于631.8(um)。
为了保证对成像区的均匀光照，在每个小孔72四周等间距放置一颗发光二极管62，每个发光二极管62的中心的间距与孔72中心的间距相等，每个小孔72四周的发光二极管62中心有连线也构成正方形，正方形的中心是小孔72的中心。小孔72与发光二极管62由黑胶层2隔离。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。