專利名稱：采集棱鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于指紋、掌紋采集的采集棱鏡。
在公安刑偵工作中，掌紋已越來越多地被用來進行犯罪嫌疑人的身份鑒定?；铙w掌紋采集儀可以幫助警方高效率、高質(zhì)量地進行掌紋樣本庫的建立及實際辦案時對掌紋的采集。由于手掌要遠比手指大得多，其對采集棱鏡的要求也高得多，用普通指紋采集棱鏡進行掌紋采集很難達到要求。
本實用新型的目的是提供一種能用于掌紋采集的采集棱鏡，實現(xiàn)清晰的采樣。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的解決方案是一種采集棱鏡，包括光源光源入射面、出射面、采樣物面，構(gòu)成柱狀多棱鏡，其特征是所述采樣物面與出射面的夾角大于棱鏡采樣物面處的全反射臨界角，也大于光源上所有光點在采樣物面上的最大反射角；所述出射面與成像系統(tǒng)光軸垂直。
由于采樣物面與出射面的夾角小于或等于棱鏡采樣物面處的全反射臨界角，這樣所有經(jīng)采樣物面進入棱鏡的外界光線的出射方向都在成像系統(tǒng)光軸之下。當(dāng)成像物鏡與棱鏡出射面之間的距離足夠遠時，所有經(jīng)采樣物面進入的外界光線都不可能進入成像物鏡。另外，由于采樣物面與出射面的夾角大于光源上所有光點在采樣物面上的最大反射角，即可保證光源發(fā)出的光經(jīng)棱鏡采樣物面直接反射的光線不能進入成像光學(xué)系統(tǒng)。滿足以上條件后，當(dāng)采樣物面沒有活體物(手指或手掌)放置時，就沒有任何光線進入成像光學(xué)系統(tǒng)，這時成像系統(tǒng)所獲得的圖像為全黑圖像，稱之為“暗背景圖像”。當(dāng)有手掌或手指放在采樣物面時，由于手掌或手指的散射作用，使掌紋或指紋在成像物鏡處成像。因此，其成像原理是在“暗”背景上成一個“亮”的像。與傳統(tǒng)指紋采集儀的采集棱鏡在“亮”背景上成一個相對“暗”的像相比，顯然其清晰度提高了。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1為本實用新型具體實施例中采集棱鏡橫截面示意圖。
圖2為本實用新型具體實施例中采集棱鏡縱截面示意圖。
圖3為本實用新型采集棱鏡用于實際光學(xué)采集系統(tǒng)示意圖。
實施例一如
圖1、2，所示為一種采集棱鏡，包括光源入射面9、出射面6、采樣物面5，構(gòu)成柱狀多棱鏡，所述采樣物面5與出射面6的夾角α小于或等于棱鏡采樣物面5處的全反射臨界角，也大于光源1上所有光點在采樣物面5上的最大反射角δ；所述出射面6與成像系統(tǒng)光軸垂直。本例中棱鏡折射率為1．5163，其臨界角為41．3°，取α=50°，大于臨界角(也要大于上述最大反射角δ，
圖1中光源最左端一點在采樣物面5最右端處的反射角為所有光點的該面上的最大反射角δ，圖中∠A為光源反射區(qū)，成像物鏡4在光源反射區(qū)之外)。
應(yīng)注意可使所述光源入射面9與出射面6的夾角β小于或等于90°，這樣可減小棱鏡在光源入射面9一側(cè)的體積。本例取該夾角β=90°。
取光源入射面9在采樣物面5上的投影與采樣物面5相重合，即圖中W=W′，這樣，光源可以均勻地照亮整個采集物面5。
為了進一步減小體積，本棱鏡最好為柱狀四棱鏡，其第四個面為調(diào)整面10，實際上它是相當(dāng)于削去三棱鏡右上方的一個棱而形成，如
圖1虛線所示，顯然，削去一部分后其體積減小了。
圖2中L是棱鏡長度。
見圖3，所示為本實用新型采集棱鏡用于實際光學(xué)采集系統(tǒng)示意圖。圖中1為光源，2為本采集棱鏡，3為跟蹤物鏡，4為成像物鏡，7為跟蹤系統(tǒng)光軸，8為成像系統(tǒng)光軸。其中跟蹤物鏡3的采用是為了使本采集系統(tǒng)也能同時用于滾動指紋的采集，它是在整個成像物面的寬度W上取一段W1，成像于跟蹤物鏡3，以跟蹤手指的滾動。為了保證在出射面6上有足夠的位置供跟蹤物鏡3成像，調(diào)整物面10與出射面6的夾角θ小于90°。本例中該夾角θ取75°(即
圖1中γ取25°)。
綜上所述，本采集棱鏡具有以下特點1、采樣范圍大，可用于單獨的掌紋采集設(shè)備，也可用于掌紋／指紋混合型采集設(shè)備；2、光源可均勻照亮整個物面，而且燈絲不會成像于像面；3、同時兼顧掌紋采集光路和自動跟蹤光路，兩者之間不會發(fā)生干擾；4、和其他結(jié)構(gòu)形式的大采樣范圍采集棱鏡相比，本采集棱鏡體積較小，重量較輕，制造成本也相應(yīng)降低。
權(quán)利要求1.一種采集棱鏡，包括光源光源入射面(9)、出射面(6)、采樣物面(5)，構(gòu)成柱狀多棱鏡，其特征是所述采樣物面(5)與出射面(6)的夾角(α)大于棱鏡采樣物面(5)處的全反射臨界角，也大于光源(1)上所有光點在采樣物面(5)上的最大反射角(δ)；所述出射面(6)與成像系統(tǒng)光軸垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的采集棱鏡，其特征是所述光源入射面(9)與出射面(6)的夾角(β)小于或等于90°；光源入射面(9)在采樣物面(5)上的投影與采樣物面(5)相重合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采集棱鏡，其特征是所述棱鏡為柱狀四棱鏡，其第四個面為調(diào)整面(10)，它與出射面(6)的夾角(θ)小于90°。
專利摘要本實用新型公開一種采集棱鏡,包括光源入射面、出射面、采樣物面,構(gòu)成柱狀多棱鏡,光源入射面與出射面的夾角小于或等于90°;采樣物面與出射面的夾角小于或等于棱鏡采樣物面處的全反射臨界角和光源在采樣物面上的最大反射角。光源入射面在采樣物面上的投影與采樣物面相重合。棱鏡為柱狀四棱鏡,其第四個面為調(diào)整面,它與出射面的夾角小于90°。本采集棱鏡成像清晰,采樣范圍大,體積小,且可兼顧掌紋采集和滾動指紋跟蹤采集。
文檔編號G02B5/04GK2426156SQ00202600
公開日2001年4月4日 申請日期2000年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月3日
發(fā)明者陳靜, 朱健吾 申請人:深圳智同指紋技術(shù)有限公司