[发明专利]一种单指指纹采集装置

权利要求书

1.一种单指指纹采集装置，包括壳体和设置在所述壳体内的光学单指指纹成像模块，以及背光单元，所述光学指纹成像模块包括顺应光路设置的棱镜、成像组件、图像采集单元和光源，所述棱镜是三角柱形棱镜，包括有相互平行正对的大端面、小端面和下侧面，所述大端面是单个手指指纹图像采集面即活体单指指纹采集窗口，所述小端面是光源射入面，所述下侧面是与成像相对的成像面，在所述棱镜和所述成像组件之间的光路设有用于延长光路的平面反射镜，所述平面反射镜与所述棱镜成45°的夹角，与水平面成45°的夹角，所述光源发出的光经所述棱镜的小端面进入棱镜，被按压在所述棱镜的大端面上的指头反射光线的一部分，由所述棱镜的下侧面射出到所述平面反射镜上，经所述平面反射镜全反射进入成像组件，成像于所述图像采集单元的图像接收面上的互补金属氧化物半导体CMOS传感器，将接收到的单个手指指纹图像转换成电信号输出，其特征在于：

所述光学单指指纹成像模块的棱镜与平面反射镜之间的光路设有一凹凸透镜，所述凹凸透镜的凸面对着棱镜，以降低光学系统的畸变，提高光学系统的分辨率；

所述三角柱形棱镜的大端面即活体单指指纹采集窗口大于12.8mm×16.5mm，即CMOS传感器的采集区域面积大于12.8mm×16.5mm，符合中国公安部门和美国FBI有关活体单指指纹采集窗口尺寸必须大于12.8mm×16.5mm的要求；

所述CMOS传感器是至少8.215万像素的CMOS传感器，图像分辨率至少为500dpi，符合中国公安部门和美国联邦调查局FBI有关必须达到图像分辨率为500dpi的要求。

2.如权利要求1所述的单指指纹采集装置，其特征在于：

所述图像采集单元主板即电路控制模块，设置在所述三角柱形棱镜的下方，包括主控芯片、分别与所述主控芯片连接的存储单元芯片、晶体振荡电路、加密芯片、降压集成电路，以及与计算机通讯进行数据传输的数据通讯单元，所述主控芯片用于控制CMOS传感器实时采集单个手指指纹以及对指纹进行比对，所述存储单元芯片用于存储功能文件，以便完成采集后的登记与识别，所述晶体振荡电路用于给主控芯片提供时钟信号，所述加密芯片用于下载自有软件算法和代码，对用户重要数据提供保护，所述降压集成电路用于将来自USB连接座的电源降压后向主控芯片和CMOS传感器提供电源，所述数据通讯单元用于与计算机联合使用，以完成用户单指指纹采集、单指指纹比对、异常报警、控制信号输出功能。

3.如权利要求1或2所述的单指指纹采集装置，其特征在于：

所述背光单元包括安装在所述三角柱形棱镜的小底面的波长为850nm或940nm的红外二极管的LED背光灯。

4.如权利要求3所述的单指指纹采集装置，其特征在于：

所述主控芯片是美国Cypress半导体公司出品的型号为CY7C68013A的主控芯片，设有单指指纹采集单元、数据通讯单元、数据存储单元以及输出控制单元，符合中国公安部门和美国FBI有关必须达到图像灰度级为256gray-level的要求。

5.如权利要求4所述的单指指纹采集装置，其特征在于：

所述存储单元芯片采用型号为AT24C64CN-SH-B的存储芯片；

所述加密芯片是深圳市华曦达科技股份有限公司出品的型号为DM2016N的加密芯片。

6.如权利要求5所述的单指指纹采集装置，其特征在于：

所述数据通讯单元包括带静电保护的通用串行总线USB连接座，设置在电路控制模块上。

7.如权利要求6所述的单指指纹采集装置，其特征在于：

所述成像组件设置在包括平面反射镜与所述图像采集单元的图像接收面上的CMOS传感器之间的光路上，依次包括与平面反射镜成45°夹角的平凸透镜和传感器保护玻璃，光线经平凸透镜折射进所述图像采集单元的图像接收面上的CMOS传感器，进行指纹图像的采集。

8.如权利要求7所述的单指指纹采集装置，其特征在于：

所述三角柱形棱镜、凹凸透镜、平面反射镜、平凸透镜和传感器保护玻璃的间距根据图像质量调整，平凸透镜和传感器保护玻璃的间距由调焦孔调整。