光学指纹采集仪 技术领域
本发明涉及一种指纹图像捕获装置，具体涉及一种体积较小的光学指纹采集仪。
背景技术
指纹采集仪是指纹识别系统的输入装置，可广泛使用于指纹锁、考勤系统、带指纹识别功能的鼠标、键盘、手机等装置上，也可以用于公安系统的指纹比对采集等作业，为提高指纹识别的清晰度，通常采用光学指纹采集仪。
现有的光学指纹采集仪，其光路有全反射式和散射式两种。散射式光路的原理是，在指纹凹部，入射光会穿过成像表面，而在指纹凸部，入射光会产生散射(不规则的反射)光，收集散射光，会获得在指纹凸部较亮，而在指纹凹部暗的指纹图像。然而，由于散射光方向的不规则性，在一个方向上收集的散射光强度较弱，会影响指纹的识别。
全反射式光路又称吸收式光路，参见附图一所示，其原理是，利用光学棱镜成像表面的全内反射特性，在指纹凹部，入射光在成像表面进行全内反射，在指纹凸部，入射光的某些部分被吸收并从指纹凸部散射，从而，将较暗的指纹凸部与较亮的指纹凹部区别开。在全反射光路中，为减小系统的尺寸，通常希望减小第一透镜的直径，然而，如果第一透镜的直径比成像表面上的指纹小，则透镜组件必须放置成离观察表面较远，以便使捕获地指纹图像边缘清晰，这又会使光程延长，而使系统尺寸增大，这一矛盾使得全反射式的光学指纹采集仪体积难以缩小，从而造成了其应用的局限性。
发明内容
本发明目的是提供一种成像清晰、体积小的光学指纹采集仪。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光学指纹采集仪，包括光源、棱镜、物镜、图像传感器和壳体，在棱镜的成像表面入射光的角度大于临界角，还包括有光源反射镜和成像反射镜，所述成像反射镜的法线方向与出射光方向的夹角在150°至165°之间。
上述技术方案中，所述“物镜”用于使指纹成像，物镜可以是单个透镜，也可以是透镜组，成像的方式为，光源发出的光经光源反射镜反射后进入棱镜中，在棱镜的成像表面，入射光角度大于临界角，将待成像的指纹置于棱镜的成像表面上，在指纹的凹处，入射光发生全反射，在指纹的凸处，入射光被部分吸收及散射，从而减弱反射的亮度，出射光经成像反射镜反射后，由物镜成像在图像传感器上，形成明暗构成的指纹图像。本发明为达到减小体积的目的，利用成像反射镜使出射光向棱镜的另一侧反射，从而在光程不变的情况下，长度可以减小近一半，同时，为避免在此过程中出射光与入射光间形成干扰，设置了光源反射镜，将光源移至棱镜的成像表面一侧，从而具有创造性。
本发明优选的技术方案为，所述棱镜为等腰直角棱镜，所述光源反射镜与直角棱镜的成像表面平行设置，所述成像反射镜的法线方向与出射光方向的夹角为157.5°。
其中，所述图像传感器可以为CMOS芯片，并且，为减少梯形失真，所述图像传感器平面与物镜光轴间的夹角在80°至87°之间。
或者，所述图像传感器也可以为CCD传感器。
进一步的技术方案，所述壳体中部设有挡板，光源反射镜固定连接于挡板上。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.由于本发明设置了成像反射镜，使得光程不变的情况下，指纹采集仪的长度减小近半，从而在保证成像清晰度的前提下，缩小了指纹采集仪的尺寸；
2.本发明利用光源反射镜使光源移动位置，既使光源与棱镜间有一定的距离，保证光照的均匀度，又腾出了空间，使得成像反射镜的设置角度得以实现；
3.在壳体中设置了挡片，利用挡片和光源反射镜的配合遮挡光源，避免了光源的杂散光对成像的干扰。
附图说明
附图1为现有技术的光学指纹采集仪光路示意图；
附图2为本发明实施例一的结构示意图。
其中：[1]、光源；[2]、光源反射镜；[3]、扩散片；[4]、棱镜；[5]、成像反射镜；[6]、物镜；[7]、图像传感器；[8]、壳体；[9]、成像表面；[10]、挡板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见附图2所示，一种光学指纹采集仪，包括光源1、光源反射镜2、直角棱镜4、成像反射镜5、物镜6、图像传感器7和壳体8，所述直角棱镜4为等腰直角棱镜，其成像表面9位于壳体8一侧边的开口处，所述壳体8中部设有挡板10，挡板10与棱镜4的成像表面9平行，光源反射镜2固定连接于挡板10上，所述成像反射镜5的法线方向与出射光方向的夹角为157.5°。
本实施例中，所述图像传感器7为CMOS芯片，CMOS芯片与物镜光轴间的夹角为83°。
实施例二：一种光学指纹采集仪，包括光源1、光源反射镜2、直角棱镜4、成像反射镜5、物镜6、图像传感器7和壳体8，所述直角棱镜4为等腰直角棱镜，其成像表面9位于壳体8一侧边的开口处，所述壳体8中部设有挡板10，挡板10与棱镜4的成像表面9平行，光源反射镜2固定连接于挡板10上，所述成像反射镜的法线方向与出射光方向的夹角为152°。
本实施例中，所述图像传感器7为CMOS芯片，CMOS芯片与物镜光轴间的夹角为86°。
实施例三：一种光学指纹采集仪，包括光源1、光源反射镜2、直角棱镜4、成像反射镜5、物镜6、图像传感器7和壳体8，所述直角棱镜4为等腰直角棱镜，其成像表面9位于壳体8一侧边的开口处，所述壳体8中部设有挡板10，挡板10与棱镜4的成像表面9平行，光源反射镜2固定连接于挡板10上，所述成像反射镜的法线方向与出射光方向的夹角为160°。
本实施例中，所述图像传感器7为CCD传感器，CCD传感器平面与物镜光轴间的夹角为81°。