專利名稱：一種光學指紋傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光學指紋傳感器，尤其涉及一種高效率的光學指紋傳感器。
背景技術：
指紋識別是依據個人各異的活體指紋生物特征，進行身份確認與驗證的一種生物識別方式，而指紋采集恰恰就是這種生物識別方式的核心所在，指紋采集的過程本質上是指紋成像的過程，其原理是利用嵴與谷的幾何特性、物理特征和生物特征的不同，以得到不同的反饋信號的量值來繪成指紋圖像，然后再對指紋圖像進行對比，以確定是否為有效用戶指紋，以達到安全識別的目的。指紋傳感器是指紋識別系統的輸入裝置， 可廣泛使用于指紋鎖、考勤系統、帶指紋識別功能的鼠標、鍵手機等裝置上，也可以用于公安系統的指紋對比采集等作業。光學指紋傳感器是現有的指紋識別系統中廣泛使用的指紋采集裝置，它是利用指紋嵴線與谷線和光學介質面接觸程度的差異進行光學成像采集。然而，現有技術的光學指紋傳感器由于棱鏡、物鏡及凸透鏡在同一方向上排列，會存在以下缺陷1.導致光學指紋傳感器的尺寸較大，不利于產品設計。2.光路調校不細膩，造成成像質量不高。有鑒于此，如何設計一種光學指紋傳感器，可以減小其尺寸以方便設計，并且能更好地實現自動調焦以活動更清晰的圖像，是業內人士亟需解決的問題。
實用新型內容針對現有技術中指光學指紋傳感器存在的尺寸較大，并且光路調校不細膩，成像質量不高這一缺陷，本實用新型提供了一種光學指紋傳感器。根據本實用新型，提供了一種光學指紋傳感器，包括外殼、光源、棱鏡和物鏡，所述棱鏡位于所述外殼內的一側，且所述棱鏡具有入光面、采集面、出光面及吸收面，所述物鏡鄰近所述出光面設置，其特征在于，所述光學指紋傳感器更包括透鏡組，設置于所述外殼內與所述物鏡相對的另一側，所述透鏡組具有一凸面與一平面，且所述透鏡組的光軸為豎直方向；圖像傳感器，對準所述透鏡組的光軸并朝向所述透鏡組的所述凸面；以及反射鏡，朝向所述透鏡組的所述平面設置，且所述反射鏡與水平方向的夾角為銳角。優選地，所述棱鏡為梯形棱鏡。優選地，更包括遮光層，所述遮光層貼附于所述棱鏡的所述吸收面上。優選地，更包括導光裝置，設置于所述棱鏡的所述入光面與所述光源之間。優選地，所述導光裝置為導光板。優選地，更包括電路板，所述圖像傳感器設置于所述電路板上。優選地，更包括支撐板，設置于所述物鏡與所述反射鏡及所述透鏡組之間，所述支撐板具有通孔。優選地，所述銳角的范圍為35° -55°。優選地，所述銳角的范圍為45°。采用本實用新型的優點是通過在物鏡與透鏡組之間設置反射鏡來改變光線的傳播方向，縮短光線傳播路程，從而縮小光學指紋傳感器的尺寸，以方便設計。并且，能更好地實現自動調焦，以獲得較清晰的圖像，進一步提高生產良率。
讀者在參照附圖閱讀了本實用新型的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本實用新型的各個方面。其中，圖I示出了現有技術中光學指紋傳感器的結構示意圖。圖2示出了依據本實用新型的一個實施例的光學指紋傳感器的結構示意圖。圖3示出了依據本實用新型另一個實施例的光學指紋傳感器的結構示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細描述。圖I示出了現有技術中光學指紋傳感器的結構示意圖。參照圖1，光學指紋傳感器I包括外殼10、光源(未繪示)、等腰直角棱鏡11、物鏡12、透鏡組13及圖像傳感器14。其中，光源等腰直角棱鏡11、物鏡12、透鏡組13及圖像傳感器14都收容于外殼10內。等腰直角棱鏡11具有入光面111、采集面112及出光面113，而透鏡組13位于外殼10內與等腰直角棱鏡11相對的另一側，透鏡組13具有一平面131與以凸面132，平面131朝向等腰直角棱鏡11的出光面113設置，并且透鏡組13的光軸為水平方向。物鏡12位于等腰直角棱鏡11的出光面113與透鏡組13之間。圖像傳感器14對準透鏡組13的光軸，并且朝向透鏡組13的凸面。從圖I可以看出，現有技術中的中，來自于光源的光線從等腰直角棱鏡11的入光面111進入等腰直角棱鏡11內，并散射至棱鏡11的采集面112上，當手指按壓在棱鏡11的采集面112上時，嵴線與采集面112接觸，照射在嵴線上的光束，部分被吸收并從指紋嵴線處散射，故在圖像傳感器14上呈暗線，而手指的谷線與等腰棱鏡11的采集面不接觸，照射在谷線上的光線發生全內反射，則在圖像傳感器14上呈亮線。然而，因為等腰直角棱鏡11、物鏡12、透鏡組13及圖像傳感器14依次在同一方向上排列，所以光線在水平方向上傳播的距離較長，從而系統尺寸較大。并且在此過程中光路調校不細膩，導致形成的圖像不清晰。圖2示出了依據本實用新型的一個實施例的光學指紋傳感器的結構示意圖。參照圖2，光學指紋傳感器2包括外殼20、棱鏡21、物鏡22、透鏡組23、反射鏡24、圖像傳感器25及光源26。其中，外殼具有一容置空間，棱鏡21、物鏡22、透鏡組23、反射鏡24、圖像傳感器25及光源26都收容于外殼10的容置空間內。棱鏡21位于外殼20內一側,本實施例中，棱鏡21為梯形棱鏡，且具有入光面211、采集面212、出光面213及吸收面214。棱鏡21的吸收面214上貼附有遮光層27，能夠吸收來自入光面211與外界照進來的光線，以避免吸收面214反射的光線對成像的干擾。物鏡22位于鄰近棱鏡21的出光面213的位置。透鏡組23位于外殼20內與棱鏡21相對的另一側，且透鏡組23的光軸在豎直方向a上，另外，透鏡組23具有一凸面231與一平面232。反射鏡24朝向透鏡組23的平面232設置，且反射鏡24與水平方向b的夾角a為銳角，具體的，夾角a的范圍為35° -55°，更為具體的，本實施例中，反射鏡24與水平方向b的夾角a為45°。繼續參照圖2，圖像傳感器25對準透鏡組23的光軸設置，且朝向透鏡組23的凸面231。圖像傳感器25位于電路板28上。光源26與棱鏡21的入光面211之間設置有導光裝置(未繪示)，導光裝置可以將從光源26發出的光線導送至棱鏡21的入光面211，具體的，導光裝置可以為導光板，但并不以此為限，只要可以起到導光的效果即可。來自于光源26的光線從棱鏡21的入光面211進入棱鏡21內，并散射至棱鏡21的采集面212上，當手指按壓在棱鏡21的采集面212上時，嵴線與采集面212接觸，照射在嵴線上的光束，部分被吸收并從指紋嵴線處散射，故在圖像傳感器25上呈暗線，而手指的谷線與棱鏡21的采集面212不接觸，照射在谷線上的光線發生全內反射，則在圖像傳感器25上呈亮線。具體地說， 從棱鏡21的入光面211散射至棱鏡21的采集面212上的光線，經采集面212的折射透過出光面213到達至物鏡22上，然后光線經過物鏡22的校對傳輸至反射鏡24處，經過反射鏡24的反射面241的反射進入透鏡組23內，最后成像至圖像傳感器25上。因為在光線的傳播路徑中，于物鏡22與透鏡組23之間設置了反射鏡24，通過反射鏡24將從物鏡22出來的光線反射以改變傳播方向并到達透鏡組23，因此縮短了光線在水平方向上的傳播距離，從而可以減小光學指紋傳感器的尺寸。并且，在此過程中，可以更好地調校光路，以獲得更為清晰的圖像，從而進一步提聞生廣良率。圖3示出了依據本實用新型的另一個實施例的光學指紋傳感器的結構示意圖。參照圖3，與圖2所示實施例相同，光學指紋傳感器3也包括外殼20、棱鏡21、物鏡22、透鏡組23、反射鏡24、圖像傳感器25及光源26，而與圖2所示實施例不同之處為光學指紋傳感器3還包括支撐板30，設置于物鏡22與反射鏡24及透鏡組23之間，支撐板30具有通孔301，從物鏡22出來的光線可以穿過通孔301到達反射鏡24的反射面241上，因此，支撐板30上的通孔301可以更好地調校光線，使所形成的圖像更加清晰。采用本實用新型的優點是通過在物鏡與透鏡組之間設置反射鏡來改變光線的傳播方向，縮短光線在水平方向上的傳播距離，從而縮小光學指紋傳感器的尺寸，以方便設計。并且，能更好地實現自動調焦，以獲得較清晰的圖像，進一步提高生產良率。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求1.ー種光學指紋傳感器，包括外殼、光源、棱鏡和物鏡，所述棱鏡位于所述外殼內的ー側，且所述棱鏡具有入光面、采集面、出光面及吸收面，所述物鏡鄰近所述出光面設置，其特征在于，所述光學指紋傳感器更包括 透鏡組，設置于所述外殼內與所述物鏡相対的另ー側，所述透鏡組具有一凸面與一平面，且所述透鏡組的光軸為豎直方向； 圖像傳感器，對準所述透鏡組的光軸并朝向所述透鏡組的所述凸面；以及 反射鏡，朝向所述透鏡組的所述平面設置，且所述反射鏡與水平方向的夾角為鋭角。
2.如權利要求I所述的光學指紋傳感器，其特征在于，所述棱鏡為梯形棱鏡。
3.如權利要求I所述的光學指紋傳感器，其特征在于，更包括遮光層，所述遮光層貼附于所述棱鏡的所述吸收面上。
4.如權利要求I所述的光學指紋傳感器，其特征在于，更包括導光裝置，設置于所述棱鏡的所述入光面與所述光源之間。
5.如權利要求4所述的光學指紋傳感器，其特征在于，所述導光裝置為導光板。
6.如權利要求I所述的光學指紋傳感器，其特征在于，更包括電路板，所述圖像傳感器設置于所述電路板上。
7.如權利要求I所述的光學指紋傳感器，其特征在于，更包括支撐板，設置于所述物鏡與所述反射鏡及所述透鏡組之間，所述支撐板具有通孔。
8.如權利要求I至7任ー權利要求所述的光學指紋傳感器，其特征在于，所述銳角的范圍為 35。-55。。
9.如權利要求8所述的光學指紋傳感器，其特征在于，所述銳角為45°。
專利摘要本實用新型提供了一種光學指紋傳感器，包括外殼、光源、棱鏡和物鏡，棱鏡位于外殼內的一側，且具有入光面、采集面、出光面及吸收面，物鏡鄰近出光面設置，光學指紋傳感器更包括透鏡組、圖像傳感器及反射鏡。透鏡組設置于外殼內與物鏡相對的另一側，透鏡組具有一凸面與一平面，且光軸為豎直方向。圖像傳感器對準透鏡組的光軸并朝向透鏡組的凸面。反射鏡朝向透鏡組的平面設置，且反射鏡與水平方向的夾角為銳角。采用本實用新型可以更好地實現自動調焦，獲得清晰的指紋圖像，并提高產品良率。
文檔編號G02B17/08GK202548868SQ20122012063
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者周愛波 申請人:杭州東研科技有限公司