[发明专利]光学指纹采集装置

说明书

相关申请的交叉参考

这项申请要求于2011年9月6日提交申请的申请号为10-2011-0090241的韩国专利和2012年6月4日提交申请的申请号为10-2012-0059802的韩国专利的优先权，这两个在先申请的全文引入本说明书，以供参考。

技术领域

本发明涉及一种光学指纹采集装置，通过使用例如棱镜的光折射器来纠正光学指纹采集处理中可能出现的矩形变形和梯形失真，所述光学指纹采集装置能够获得没有失真的指纹图像。

背景技术

由于其唯一性和不可改变的特征，一个人的生物信息被广泛应用于在信息设备上进行身份验证。在一个人的众多生物信息当中，指纹验证方式因其结构简单又方便所以吸引了大部分的注意力并得以普及。

指纹采集装置是为了验证身份等目的而采集一个人的指纹图像的一种设备，其通常会结合有用于从获得的指纹图像中获取细节数据的装置。例如，从指纹图像中获取的细节数据可用来验证指纹。虽然也有很多其他采集指纹的方法，但通过如棱镜的光学装置的光学指纹采集法是得到最广泛使用的方法。

另外，光学指纹采集法通常分为两种，即根据在指纹隆起部位上对光的吸收来确定指纹图像的方法 (所谓的“吸收型”)；和通过指纹隆起部位散射的光来形成指纹图像的方法(所谓的“散射型”)。

图1说明的是一种使用棱镜的光学指纹采集装置的示例。光学指纹采集装置100包括与用户指纹相接触的棱镜10、向棱镜10发射光的光源11、最终以数字信号形式输出指纹图像的图像传感器13和将棱镜10发射出来的指纹图像投射到图像传感器13上的透镜15。

当用户的手指触摸到棱镜的指纹触摸表面10a时，从光源11发射出的光通过棱镜10入射到指纹触摸表面10a。根据与指纹触摸表面10a相接触的指纹的形状而发生反射、散射或折射的光被发射到透镜15以生成图像，并被输入到图像传感器13。

当指纹采集装置100是“散射型”时，从光源11发射出的光以直角或比全反射的阈值角度略小的角度入射到指纹触摸表面10a上。由于光束在指纹的凹槽部位上发生折射而并没有发生全反射，并且在指纹的隆起部位上发生散射，所以能够获得指纹隆起部位为亮而凹槽部位为暗的图像。

当指纹采集装置100是“吸收型”时，从光源11发射出的光以比全反射的阈值角度更大的角度入射到指纹触摸表面10a上，并且在凹槽部位发生全反射。因此，此时获得的是指纹的凹槽部位是亮而隆起部位是暗的图像。

在从棱镜10发出的指纹图像中，可能出现各种变形。例如，指纹触摸表面10a上的一个边长为2×a的方形图像在通过棱镜10之后其上下方向(垂直方向)的长度看起来明显变短了。  

这是因为投射到透镜15的图像的虚拟图像由于受到折射等影响发生了变形。棱镜10的指纹触摸表面10a反射的光在发射面10b上发生折射，并被投射到透镜15上。因此，当包括以相同间融设置在指纹触摸表面10a上的目标点A、B和C的图像被实际投射到透镜15上时，由以相同间隔b₁设置的虚拟目标点A1、B1和C1形成虚拟图像。

如图所示，由于间隔a>间隔b₁，所以指纹图像的垂直长度变为2×b₁，并且看起来比实际长度2a短。另一方面，指纹图像的水平长度2a基本上没有变化并且按照实际大小投射，因此，指纹触摸表面10a上的方形图像的上下方向(垂直方向)的长度在通过棱镜10之后看似变短了很多。在实践中，由于其它光学因素导致的变形，方形图像并不像矩形图像一样只是垂直长度变短，而是看起来像是梯形。

同时，指纹采集装置可以一次采集一个手指的指纹，也可以一次采集所有手指的指纹。如果是后一种情况，棱镜10的大小按比例增大，但是与前一种情况相比指纹图像的变形更加严重。

发明内容

本发明的实施例克服了上述不足以及其它没有描述的不足。另外，本发明并没有被要求来克服上述不足，并且本发明的实施例可能不用克服上述的问题。

本发明旨在提供一种光学指纹获取装置，通过使用例如棱镜的光折射器纠正可能出现在光学指纹采集处理中的矩形变形和梯形失真，所述装置能够获得没有变形的指纹图像。