一种基于指纹的图像采集设备的制作方法

本实用新型涉及图像采集技术领域，具体涉及一种基于指纹的图像采集设备。

背景技术：

随着现代社会的发展，身份信息的采集和确认已经成为人们日常生活中不可避免的重要环节。指纹是独一无二的，没有两枚完全相同的指纹。尽管同卵双胞胎在纹型上有高度的相似性，可其细节特征并不完全相同，而是存在一定的差异。另外，一个人不同手指的指纹也各不相同。其次，人的指纹是终身不变的，当儿童长大成人，指纹也只不过放大增粗，其纹形、纹数等特征则保持不变。根据指纹信息“各不相同，终生不变”的特性，我国的人事户口部门已经将指纹信息作为一种身份信息被录入到身份证件等相关证件中，以此来成为一种身份的重要特征。

早期的指纹图像采集主要运用油墨捺印等物理方式，如果油墨及纸张质量有问题，或按压压力不均，或按压位置、方向差异，或手指损伤、变形等，都会导致采集的指纹图像质量不理想，进而影响该技术应用。考虑到指纹表面积较小，且存在磨损，获取优质指纹图像较困难，特别在指纹脊图像中表现更明显，这样，势必会造成所采集指纹图像质量难以保障，导致自动识别指纹系统判读困难。为克服物理方式的缺点，开发的光学传感器、半导体传感器、超声波传感器等对获取高质量指纹图像提供了良好的技术保障，具有很好实用价值。目前运用最为广泛的为光学指纹传感器，光学指纹图像传感器经历长期实用检验、系统稳定性较好、成本亦较低、能提供分辨力较高的图像。特别是能实现较大区域的指纹图像采集，有效克服大面积半导体指纹传感器价格昂贵缺点。然而传统的光学指纹图像传感器的光源不管是在指纹采集阶段还是非指纹采集阶段，光学指纹图像传感器的光源一直处于打开状态，所需光源为大功率发光设备，在非指纹采集阶段仍然处于发光状态，消耗不必要的电能造成了浪费。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是控制光学传感器的发光源在图像采集阶段发光，非图像采集阶段关闭，目的在于提供一种基于指纹的图像采集设备，解决了光学指纹图像传感器发光源的通断问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于指纹的图像采集设备，包括外壳、指纹采集板、光学传感器、压力传感器、时间继电器和图像采集单元，所述指纹采集板设置在外壳顶部，所述压力传感器设置在指纹采集板下，压力传感器连接在所述时间继电器上，所述时间继电器连接在所述光学传感器上，光学传感器连接在所述图像采集单元上。

本实用新型包括外壳、指纹采集板、光学传感器、压力传感器、时间继电器和图像采集单元，指纹采集板设置在外壳顶部，将压力传感器设置在指纹采集板下，来感应手指的压力信号，并以此作为整个设备的触发信号，压力传感器接收到手指的压力信号后，通过压力传感器的输出端将信号传递给时间继电器的输入端，时间继电器接收到信号后接通电源，开始计时，同时将信号传递到光学传感器的输入端，光学传感器接收到信号后发射光源，光源投射到指纹采集板上，经手指指纹反射后的反射信号传递给图像采集单元，图像采集单元接收到信号后判定反射信号的强度，当反射信号达到预设值后，对指纹采集板上的指纹信息进行图像采集；采集完成后，手指离开指纹采集板，无压力信号让整个回路导通，但时间继电器延时断开，整个回路仍然处于导通状态，此时光学传感器依然发出和接收光信号，但是由于发射回的光信号不能达到图像采集单元的预设值，因此图像采集单元不进行指纹图像采集；在时间继电器计时的这段时间内，当再次进行手指指纹图像采集时，指纹采集板接收到信号后，传递给时间继电器，时间继电器重新计时，并重复上述指纹采集步骤；当时间继电器计时完成后，断开整个电路，光学传感器的光源关闭，整个设备关闭。本实用新型通过时间继电器和压力传感器的相互配合，达到了控制光学传感器光源的目的，能够有效避免非图像采集阶段光学传感器的光源发光造成的不必要浪费；时间继电器的设定同时也有效避免了光源频繁的开合所造成的光源的损坏。

作为本实用新型的进一步限定，所述光学传感器包括光发射器和光接收器，所述光发射器与时间继电器的输出端相连，光接收器与图像采集单元的输入端相连，光发射器接收到输入信号后为指纹图像的采集提供光环境，能够更加清晰的成像，光接收器间接反馈指纹采集板上的信息，为图像采集单元的图像采集设置前提条件，当光接收器向图像采集单元输入的信号达到预设值后图像采集单元才进行图像采集。

进一步的，所述图像采集设备的压力传感器为微型压力传感器，在保证压力传感器基本功能的同时，减小了整个设备的体积，提高了整个设备的实用性。

进一步的，所述图像采集设备的压力传感器设备在指纹采集板的四周边沿，避免了压力传感器对指纹采集板的遮挡，有利于图像采集单元采集更加完整清晰的图像。

进一步的，所述图像采集设备还包括外壳和指纹擦拭区域，所述手指擦拭区域设置在外壳上，方便在指纹纹路不清晰的情况下，进行手指指纹擦拭，提高指纹采集的成功率，提供了更加清晰有效的指纹图像。

进一步的，所述图像采集设备的时间继电器为电磁式时间继电器，并且设置延时范围为10秒-100秒，在控制光学传感器光源开合的同时，有效避免了光源的频繁开合对光源造成的损坏，延时范围的灵活设定，使图像采集设备可以使用不同情况的图像采集需求。

进一步的，所述图像采集设备还包括提示模块，所述提示模块的输入端和图像采集单元的输出端相连，提示模块的输出端设置在外壳上，对图像采集的结果进行提示，更加人性化的设计，提高了整个设备的实用性。

进一步的，所述图像采集设备的提示模块为扬声器，更加直观和清晰的进行图像采集结果的提示。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种基于指纹的图像采集设备，能够控制光学传感器光源的通断，有效避免了非图像采集阶段，光源发光造成的浪费；

2、本实用新型一种基于指纹的图像采集设备，在控制光源开合的基础上，有效避免了光源频繁开合对光源造成的损坏；

3、本实用新型一种基于指纹的图像采集设备，能够适应不同情况，不同频次下的指纹图像采集任务。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型除外壳外的结构示意图。

图3为本实用新型包含外壳的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-指纹采集板，2-压力传感器，3-手指，4-时间继电器，5-光学传感器，6-光发射器，7- 光接收器，8-图像采集器，9-手指擦拭区域，10-提示模块，11-外壳。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1-2所示，本实施例一种基于指纹的图像采集设备，包括外壳11、指纹采集板1、光学传感器5、压力传感器2、时间继电器4、图像采集单元8；所述指纹采集板1设置在外壳11顶部，压力传感器2设置在指纹采集板1下方的四周边沿，通过压力传感器2来感应手指3的压力信号，并以此作为整个设备的触发信号；压力传感器2输出端与所述时间继电器 4输入端相连，所述时间继电器4的输出端与所述光学传感器5的输入端相连，光学传感器5 的输出端与所述图像采集单元8的输入端相连；所述光学传感器5包括光发射器6和光接收器7，光发射器6与时间继电器4的输出端相连，光接收器7与图像采集单元8的输入端相连。

本实施例的工作过程分为三个阶段，第一阶段为触发导通阶段：压力传感器2接收到手指3的压力信号后，通过压力传感器2的输出端将信号传递给时间继电器4的输入端，时间继电器4接收到信号导通整个电路后，开始计时，同时将信号传递到光学传感器5的输入端；光学传感器5接收到信号通过光发射器6后发射光源，光源投射到指纹采集板1上，经手指3指纹反射后的反射信号传递到光接收器7上，光接收器通过光学传感器5的输出端将信号传递给图像采集单元8，图像采集单元8接收到信号后判定反射信号的强度，当反射信号达到预设值后，对指纹采集板1上的指纹信息进行图像采集；

第二阶段为持续导通阶段：采集完成后，手指3离开指纹采集板1，无压力信号让整个回路导通，但时间继电器4延时断开，整个回路仍然处于导通状态，此时光学传感器5依然发出和接收光信号，但是由于发射回的光信号不能达到图像采集单元8的预设值，因此图像采集单元8不进行指纹图像采集；在时间继电器4计时的这段时间内，当再次进行手指指纹图像采集时，指纹采集板1接收到信号后，传递给时间继电器4，时间继电器4重新计时，并重复上述指纹采集步骤；

第三阶段为回路断开阶段：当时间继电器4计时完成期间压力传感器2未能接收到压力信号，时间继电器4断开，导致整个回路断开，整个设备关闭，光学传感器5的光源关闭。

优选的，设置压力传感器为微型压力传感器；

优选的，设置所述图像采集单元为CCD图像传感器；

设置时间继电器为电磁式时间继电器，并且设置时间继电器的延时时间为10-100秒，优选的设置为30秒；

综上所述本实施例的所有模块都可以通过硬件设备进行实施。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进行如下改进：

如图3所述，本实施例中的一种基于指纹的图像采集设备，还包括提示模块10、手指擦拭区域9；

所述提示模块10的输入端与图像采集模块8的输出端相连，提示模块10的输出端设置在外壳11上，手指擦拭区域9与指纹采集板1并列设置在外壳11顶部，

图像采集模块8对图像收集完成并存储后，通过输出端对提示模块10传递图像采集成功信号，提示模块10接收到信号后做出相应的信息提示。

优选的，采用扬声器作为提示模块。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。