[实用新型]小型指纹输入仪的光学系统

说明书

本实用新型属于光学技术领域，涉及采用像方远心光路的指纹识别仪光学系统。

已有的技术主要有实用新型专利98215867和98200646。在已有的技术中，采用了物方远心光路和校正棱镜以实现无畸变的指纹成像。其缺点是必须使用两组透镜以构成物方远心光路，以消除畸变，实际上，只要畸变控制在一定的范围，同时在指纹识别算法加以纠正并不影响指纹识别的效果，并且第一透镜的尺寸必须大于指纹采集面的尺寸，其光学系统的尺寸较大、装配精度要求高，成本也较高。

本发明的目的是克服上述缺点提供一种小型、畸变较小、装配精度要求低、低成本的小型指纹输入仪的光学系统。

本实用新型所采用的技术方案为一种小型指纹输入仪的光学系统，包括照明板、三棱镜、摄像元件，它还包括透明橡胶层、第一反射镜、第二反射镜、光阑、透镜，透明橡胶层粘贴在三棱镜的第一个面上，照明板紧靠在三棱镜的第二个面上，第一反射镜在三棱镜的第三个面一侧，能接收到三棱镜第一个面的反射光，并将光反射至第二反射镜上，光线通过光阑至透镜，再至摄像元件，光阑位于透镜的焦平面上并与主光线垂直。

本实用新型最好将三棱镜选为等腰直角三棱镜，第一个面为等腰直角三棱镜的斜面，第二个面、第三个面分别为两直角面，照明板是紧靠或粘贴在三棱镜的第二个面上，采用发光二极管(LED)作为光源，其频率避开337nm、674nm、1011nm，第一反射镜与三棱镜的斜面所成的夹角为α₁，90°≤α₁≤95°，第二反射镜位于第一反射镜的下方，并与水平面所成夹角α₂为5°-12°，光阑的孔为圆形孔，孔径为0.5-2.0mm，或光阑的孔为矩形孔，边长为0.5-2.0mm，透镜的焦距为6-20mm，摄像元件与主光线的夹角α₄为84°-86°，光阑与透镜之间有一滤光片，其透过光的波长与光源波长相同。

本实用新型的优点是：1.利用两个反射镜有效地增大了指纹采集面与成像透镜的距离(即物距)，从而减小了梯型畸变；2.将光阑置于成像透镜的物方焦平面上，构成像方远心光路，降低了摄像元件的装配要求；3.针对人体指纹荧光光谱的特点，选择特定的照明光波长，以提高指纹图象信号采集的对比度。由于人体指纹面在337nm、674nm、1011nm处有三个激发荧光峰，在利用全反射方式的指纹识别系统中，照明用发光器件(通常用LED)的选择上应避开这些荧光峰以提高指纹采集的对比度；4.选择与LED相匹配的滤光片，其透过光的波长是LED的发光波长，以滤除杂散光，实现高对比度的指纹采集；5.在三棱镜的表面粘贴一层透明橡胶，由于橡胶有一定的弹性，使得指纹面与采样面的接触较单纯使用三棱镜要好很多，提高了指纹图象采集的对比度。

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型原理图

其中：1照明板2三棱镜21第一个面22第二个面23第三个面3透明橡胶层4第一反射镜5第二反射镜6光阑7过滤片8透镜9摄像元件

下面结合视图对本实用新型进行详细的描述