蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器及终端设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像采集技术领域，具体涉及一种蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器及具有该图像采集器的终端设备。
【背景技术】
[0002]目前指纹掌纹图像采集器在越来越多的领域得到应用，例如手机、平板电脑、电视机等各种电子终端，以及各种安防系统等。随着电子终端越来越趋于超薄化，自然对集成在电子终端上的图像采集器的体积、厚度及采集图像的清晰度等方面提出了较高要求。
[0003]现有的指纹掌纹图像采集器，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。还由于图像采集棱镜和透镜组件等相关部件带来的高成本和结构的复杂度，使得现有的图像采集器难以满足各种电子终端对图像采集器小体积、低薄度、高清晰的要求。
[0004]因此，如何减小图像采集器的厚度并提高采集图像的清晰度，成为本技术领域人员亟待解决的技术难题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器及终端设备，其结构紧凑、厚度较薄、可提高指纹图像的对比度及对干湿手指的适应能力，其成本较低。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型提供一种蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器，其中包括导光板及用于将至少部分光线射入导光板内的光源，所述导光板的一面设置有蜂窝板，所述蜂窝板上密布有多个相互平行的通孔，所述通孔的直径为0.5微米-50微米，且被采集的指纹或掌纹大小与采集到的图像大小相等，所述蜂窝板的厚度是通孔直径的5倍以上，相邻通孔之间的孔中心间距小于或等于50.8微米，所述蜂窝板的另一面设置有感光组件。
[0007]进一步地，所述通孔的轴心线与蜂窝板的水平面夹角为大于或等于30°且小于或等于90。ο
[0008]进一步地，所述光源设置于导光板的侧面和/或上表面和/或下表面。
[0009]进一步地，多个所述通孔为阵列排列或错落排列。
[0010]进一步地，所述蜂窝板正对着导光板的一面设置有漫反射层。
[0011]进一步地，所述漫反射层由设置于各相邻所述通孔之间的凸起结构组成。
[0012]进一步地，所述导光板与蜂窝板之间为间隔设置或连接在一起，所述蜂窝板与感光组件之间为间隔设置或连接在一起。
[0013]进一步地，所述光源通过支架固定于导光板上，所述支架上设置有导光槽，所述光源设置于导光槽内，所述导光槽设置为使光源发射的光线经过其射入导光板内后与法线之间的夹角为arcsinO^/nJ至arcsin0^/?);其中，Iici为空气折射率；n i为接触导光板的物体表面液体的折射率；n2为导光板折射率。
[0014]进一步地，所述蜂窝板由光纤板代替，所述光纤板由密集分布的多个相互平行的光纤组成，所述光纤的一端朝向导光板，另一端朝向感光组件。
[0015]一种终端设备，其中包括所述的蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器。
[0016]采用上述方案后，本实用新型具有以下有益效果:
[0017]1、由导光板、蜂窝板、光源及感光组件组成的蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器，其结构紧凑，厚度降低，其当手指或手掌捺印在导光板上后，将破坏光线在导光板内的全反射传播，一部分光线将逸出导光板照射到手指表面或手掌表面，形成散射光，散射光具有多个角度，通过蜂窝板上设置的相互平行的密布通孔，保证只能透过与通孔平行的单一方向的光线，这样可以比较好的屏蔽多个方向的杂散光，而通孔的大小设置为只允许单一光线或光束进入通孔，并且只在很小的范围内成像，如I个像素，且使得被采集的指纹或掌纹大小与采集到的图像大小相等，这些与通孔平行或近似平行的光线将穿过通孔照射到感光组件上产生数字图像信号，对指纹或掌纹采集而言，因为其沟壑状结构，采用平行光感光有助于获得高对比度的图像；即指纹或掌纹捺印后反射回来的单一方向的平行光中，指纹或掌纹脊线反射的光强度会比指纹或掌纹沟壑反射的光强度更大，这样指纹纹线或掌纹纹线的图像就会更清晰；
[0018]2、本实用新型通过在蜂窝板靠近导光板的一面设置漫反射层，这样设计可以进一步破坏导光板内的光的全反射传播，有效解决干手指问题，使其对干湿手指的适应能力提尚;
[0019]3、将本实用新型蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器集成在终端设备上，使终端设备增加了指纹、掌纹采集功能，该终端设备额外增加的部件少且成本低。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器的实施例一结构示意图；
[0021]图2是本实用新型的图像采集器的实施例二结构示意图；
[0022]图3是本实用新型的图像采集器的实施例三结构示意图；
[0023]图4是本实用新型的图像采集器的实施例四结构示意图；
[0024]图5是本实用新型的图像采集器的实施例五结构示意图；
[0025]图6是本实用新型的图像采集器的实施例六结构示意图；
[0026]图7是本实用新型终端设备的实施例一结构示意图；
[0027]图8是本实用新型终端设备的实施例二结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。
[0029]如图1所示本实用新型蜂窝结构的指纹掌纹图像采集器的实施例一结构示意图，其包括:
[0030]导光板1:导光板I的选材很广泛，例如玻璃板及各种透明材料；
[0031]光源2:用于将至少部分光线射入导光板I内，该光源2可以选择用LED灯，或其它发光元件，此处不做限定，所述光源2设置于导光板的侧面和/或上表面和/或下表面，此实施例中光源2设置于导光板I的左侧面，其通过粘接方式或其它固定方式直接固定于导光板I上；
[0032]蜂窝板3:本实施例中蜂窝板3间隔设置于所述导光板2的下面，所述蜂窝板3上密布有多个相互平行的通孔4，该通孔4 一般选择为圆孔，通孔4的轴心线与蜂窝板的水平面夹角为大于或等于30°且小于或等于90°，本实施例的夹角为90°。所述通孔4的直径为0.5微米-50微米，优选通孔4的直径大于I微米且小于或等于5.8微米。本实施例中选择各通孔4的直径均相等，也可以选择为直径不相等的多个通孔。该些通孔可以为阵列式排列，也可以为错落式排列。均为本实用新型保护的范围。在本实施例中通孔的大小设置为只允许单一光线或光束进入通孔，并且只在很小的范围内成像，如I个像素点，当然也可以为大于一个像素点；而采集的指纹或掌纹部分的大小与采集到的指纹或掌纹图像的大小相等，以上均为本实用新型保护的范围。所述蜂窝板3的厚度是通孔4直径的5倍以上，相邻通孔4之间的孔中心间距为小于或等于50.8微米，此实施例选择50.8微米，这样设计的密布通孔4的图像采集器可以满足500PPI的分辨率要求。当选择相邻通孔4之间的孔中心间距为25.4微米时，该图像采集器可以满足1000PPI的分辨率要求，当选择相邻通孔4之间的孔中心间距为12.7微米时，该图像采集器可以满足2000PPI的分辨率要求；
[0033]及感光组件5:感光组件5包括CMOS或CXD图像传感器，该实施例感光组件5通过粘接或螺接固定于蜂窝板3的下表面。
[0034]使用时，导光板I提供手指或手掌捺印，在手指或手掌未捺印时，光源2发射的光线射入导光板I内，其中有至少部分光线在导光板I内以全反射形式传输，当手指或手掌捺印在导光板I上表面时，由于手指表面或手掌表面的折射率和空气不同，手指或手掌表面有汗液，其折射率与水近似，将破坏光线在导光板I内的全反射传播，一部分光线将逸出导光板I照射到手指表面或手掌表面，形成散射光，散射光具有多个角度，而通过蜂窝板3上相互平行且密布的通孔4，保证只能透过与通孔4平行的单一方向的光线，这样可以比较好的屏蔽多个方向的杂散光，同时使通孔4的大小满足只允许单一光线或光束进入通孔，使采集到的被检测指纹或掌纹部分只在一个像素点上成像，且采集的指纹或掌纹部分大小(即物的大小)与采集到的指纹或掌纹图像大小(即像的大小)相等，其相当于将指纹或掌纹看成是由密布的多个物点(物点大小等于一个像素点大小)构成，这些物点通过各通孔4的平行光传输，将光学信号传输给感光组件5的图像传感器，对指纹或掌纹采集而言，因为其沟壑状结构，采用平行光感光有助于获得高对比度的图像；即指纹或掌纹捺印后反射回来的单一方向的平行光中，指纹或掌纹脊线反射的光强度会比指纹或掌