專利名稱：基于usb和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)指紋采集裝置，特別是一種利用全息技術(shù)獲 得指紋圖像，并通過CCD轉(zhuǎn)換及ARM或DSP處理后，能及時(shí)通過USB輸出 相應(yīng)指紋圖像數(shù)據(jù)的基于USB和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器。
背景技術(shù)：
光學(xué)指紋采集技術(shù)是最古老也是目前應(yīng)用最廣泛的指紋采集技術(shù)，光 學(xué)指紋釆集設(shè)備始于1971年，目前傳統(tǒng)的方法是利用棱鏡的全反射(FTIR) 來獲得指紋像，利用該方法存在嚴(yán)重的像差，且像在某個(gè)方向上被壓縮
。在1996年，美國(guó)的R. D. Bahuguna等把全息和全反射技術(shù)相結(jié)合研 究出了一種新型的棱鏡指紋傳感器，很好地解決了傳統(tǒng)光學(xué)指紋取像的嚴(yán) 重問題，從而避免使用復(fù)雜的精密光學(xué)校正系統(tǒng)和校正處理軟件，但其制 作不便，且制作要求極高，使用受到一定程度的影響。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于USB和全 息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器，其制作成本低，成像能力好，能獲得高清 晰、無畸變、無失真的指紋像。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的采用了如下技術(shù)方案: 一種基于USB和全息 技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器，包括有半導(dǎo)體激光二極管、圖像傳感器CCD、 微處理器DSP或ARM、 USB接口及電源電路，其特征是在半導(dǎo)體激光二極 管與圖像傳感器CCD之間設(shè)有一透鏡組及全息光柵單元，該單元由第一透 鏡組、第二透鏡組和全息光柵構(gòu)成，第一透鏡組與半導(dǎo)體激光二極管的激 光輸出連接，第二透鏡組與圖像傳感器CCD的輸入連接。
前述的第一透鏡組的光軸與全息光柵平面成45°夾角，前述第二透 鏡組的光軸與全息光柵平面垂直。
前述的全息光柵采用由兩束并行的相干光呈45°夾角射到全息干板 上經(jīng)曝光沖洗后的全息光柵。
按本實(shí)用新型提供的一種基于USB和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感 器，半導(dǎo)體激光二極管與電源電路和透鏡組及全息光柵單元相連，電源電 路為半導(dǎo)體激光二極管提供電源，半導(dǎo)體激光二極管供電后發(fā)出激光，照射到透鏡組及全息光柵單元；透鏡組及全息光柵單元與圖像傳感器CCD 相連，當(dāng)手指按在透鏡組及全息光柵單元屮的光柵上時(shí)，該單元通過激光 將指紋信息傳到圖像傳感器CCD,并通過圖像傳感器CCD轉(zhuǎn)換為指紋數(shù)字 圖像信息，電源電路為圖像傳感器CCD提供電源；圖像傳感器CCD與微處 理器DSP或ARM相連，同時(shí)微處理器DSP或A腹與USB接口和電源電路相 連，電源電路為微處理器DSP或A固提供電源，而圖像傳感器CCD在微處 理器DSP或ARM的控制下讀出指紋圖像數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為滿足USB接口傳輸 協(xié)議的數(shù)據(jù)，通過USB輸出指紋圖像數(shù)據(jù)。透鏡組及全息光柵單元主要由 透鏡組l、全息光柵和透鏡組2三部分組成，透鏡組l將半導(dǎo)體激光........:極
管發(fā)出的激光進(jìn)行擴(kuò)束，并以45°夾角照射到全息光柵上，當(dāng)手指按在全 息光柵上時(shí)，從垂直于全息光柵方向出射的激光就攜帶指紋信息照射到透 鏡組2 ....匕透過透鏡組2便照射到圖像傳感器CCD。透鏡組及全息光柵單
元獲取指紋的原理為用單色平行光以45°夾角，照射到全息光柵上壓有 指紋的全息光柵背后的玻璃表面時(shí)，其反射光的量依賴于壓在玻璃表面指 紋的脊和谷的深度以及皮膚與玻璃間的油脂和水分，反射光線再次通過光 柵后，從垂直于光柵的平面射出，射出的光攜帶著指紋信息即指紋像，且 指紋像的法線與透鏡組的光軸重合，從而消除指紋像的失真，不但解決了 傳統(tǒng)光學(xué)全反射指紋傳感器技術(shù)中的像差、圖像壓縮等問題，其成像對(duì)比 度高，且像面與光軸垂直，因此具有很好的成像能力，通過透鏡組放大后 完全可以看清指紋脊上的腺孔。本實(shí)用新型制作成本低，成像能力強(qiáng)，能 獲得高清晰、無畸變、無失真的指紋像，更易于小型化、產(chǎn)品化。
本實(shí)用新型有如下附圖
圖1為本實(shí)用新型的連接示意圖2為本實(shí)用新型的透鏡組及全息光柵單元的示意圖與光路圖3為本實(shí)用新型的全息光柵制作示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖說明本實(shí)用新型的實(shí)施方案，如圖1-圖3所示， -種 基于USB和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器，包括有半導(dǎo)體激光二極管、 圖像傳感器CCD、微處理器DSP或ARM、 USB接口及電源電路，其特征是 在半導(dǎo)體激光二極管與圖像傳感器CCD之間設(shè)有一透鏡組及全息光柵單 元，該單元由透鏡組1、透鏡組2和全息光柵構(gòu)成，透鏡組1與半導(dǎo)體激光二極管的激光輸出連接，透鏡組2與圖像傳感器CCD的輸入連接。前述
的透鏡組1的光軸與全息光柵平面成45°夾角，前述透鏡組2的光軸與 全息光柵平面垂直。前述的全息光柵采用由兩束并行的相干光呈45°夾 角射到全息干板上經(jīng)曝光沖洗后的全息光柵。該全息光柵制作簡(jiǎn)單，方便， 成本低廉。
權(quán)利要求1、一種基于USB和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器，包括有半導(dǎo)體激光二極管、圖像傳感器CCD、微處理器DSP或ARM、USB接口及電源電路，其特征是在半導(dǎo)體激光二極管與圖像傳感器CCD之間設(shè)有一透鏡組及全息光柵單元，該單元由第一透鏡組(1)、第二透鏡組(2)和全息光柵構(gòu)成，第一透鏡組(1)與半導(dǎo)體激光二極管的激光輸出連接，第二透鏡組(2)與圖像傳感器CCD的輸入連接。
2、 按權(quán)利要求1所述的基于USB和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器，其特征是前述的第一透鏡組(1)的光軸與全息光柵平面成45。夾角，前述第二透鏡組(2)的光軸與全息光柵平面垂直。
3、 按權(quán)利要求1所述的基于USB和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器，其特征是前述的全息光柵采用由兩束并行的相干光呈45°夾角射到全息干板上經(jīng)曝光沖洗后的全息光柵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)指紋采集裝置，特別是一種利用全息技術(shù)獲得指紋圖像，并通過圖像傳感器CCD及ARM或DSP處理后，能及時(shí)通過USB輸出相應(yīng)指紋圖像數(shù)據(jù)的基于USB和全息技術(shù)的新型光學(xué)指紋傳感器，有半導(dǎo)體激光二極管、圖像傳感器CCD、微處理器DSP或ARM、USB接口及電源電路，在半導(dǎo)體激光二極管與圖像傳感器CCD之間設(shè)有一透鏡組及全息光柵單元，該單元由透鏡組1、透鏡組2和全息光柵構(gòu)成，透鏡組1與半導(dǎo)體激光二極管的激光輸出連接，透鏡組2與圖像傳感器CCD的輸入連接；透鏡組1的光軸與全息光柵平面成45°夾角，透鏡組2的光軸與全息光柵平面垂直。本實(shí)用新型制作成本低，成像能力強(qiáng)，能獲得高清晰、無畸變、無失真的指紋像，更易于小型化、產(chǎn)品化。
文檔編號(hào)G06K9/00GK201429854SQ200920126348
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者劉亞濤, 平 甘, 竇曉明, 陳龍聰, 斌 高 申請(qǐng)人:重慶醫(yī)科大學(xué)