专利名称：采集棱镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于指纹、掌纹采集的采集棱镜。
在公安刑侦工作中，掌纹已越来越多地被用来进行犯罪嫌疑人的身份鉴定。活体掌纹采集仪可以帮助警方高效率、高质量地进行掌纹样本库的建立及实际办案时对掌纹的采集。由于手掌要远比手指大得多，其对采集棱镜的要求也高得多，用普通指纹采集棱镜进行掌纹采集很难达到要求。
本实用新型的目的是提供一种能用于掌纹采集的采集棱镜，实现清晰的采样。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是一种采集棱镜，包括光源光源入射面、出射面、采样物面，构成柱状多棱镜，其特征是所述采样物面与出射面的夹角大于棱镜采样物面处的全反射临界角，也大于光源上所有光点在采样物面上的最大反射角；所述出射面与成像系统光轴垂直。
由于采样物面与出射面的夹角小于或等于棱镜采样物面处的全反射临界角，这样所有经采样物面进入棱镜的外界光线的出射方向都在成像系统光轴之下。当成像物镜与棱镜出射面之间的距离足够远时，所有经采样物面进入的外界光线都不可能进入成像物镜。另外，由于采样物面与出射面的夹角大于光源上所有光点在采样物面上的最大反射角，即可保证光源发出的光经棱镜采样物面直接反射的光线不能进入成像光学系统。满足以上条件后，当采样物面没有活体物(手指或手掌)放置时，就没有任何光线进入成像光学系统，这时成像系统所获得的图像为全黑图像，称之为“暗背景图像”。当有手掌或手指放在采样物面时，由于手掌或手指的散射作用，使掌纹或指纹在成像物镜处成像。因此，其成像原理是在“暗”背景上成一个“亮”的像。与传统指纹采集仪的采集棱镜在“亮”背景上成一个相对“暗”的像相比，显然其清晰度提高了。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型具体实施例中采集棱镜横截面示意图。
图2为本实用新型具体实施例中采集棱镜纵截面示意图。
图3为本实用新型采集棱镜用于实际光学采集系统示意图。
实施例一如
图1、2，所示为一种采集棱镜，包括光源入射面9、出射面6、采样物面5，构成柱状多棱镜，所述采样物面5与出射面6的夹角α小于或等于棱镜采样物面5处的全反射临界角，也大于光源1上所有光点在采样物面5上的最大反射角δ；所述出射面6与成像系统光轴垂直。本例中棱镜折射率为1．5163，其临界角为41．3°，取α=50°，大于临界角(也要大于上述最大反射角δ，
图1中光源最左端一点在采样物面5最右端处的反射角为所有光点的该面上的最大反射角δ，图中∠A为光源反射区，成像物镜4在光源反射区之外)。
应注意可使所述光源入射面9与出射面6的夹角β小于或等于90°，这样可减小棱镜在光源入射面9一侧的体积。本例取该夹角β=90°。
取光源入射面9在采样物面5上的投影与采样物面5相重合，即图中W=W′，这样，光源可以均匀地照亮整个采集物面5。
为了进一步减小体积，本棱镜最好为柱状四棱镜，其第四个面为调整面10，实际上它是相当于削去三棱镜右上方的一个棱而形成，如
图1虚线所示，显然，削去一部分后其体积减小了。
图2中L是棱镜长度。
见图3，所示为本实用新型采集棱镜用于实际光学采集系统示意图。图中1为光源，2为本采集棱镜，3为跟踪物镜，4为成像物镜，7为跟踪系统光轴，8为成像系统光轴。其中跟踪物镜3的采用是为了使本采集系统也能同时用于滚动指纹的采集，它是在整个成像物面的宽度W上取一段W1，成像于跟踪物镜3，以跟踪手指的滚动。为了保证在出射面6上有足够的位置供跟踪物镜3成像，调整物面10与出射面6的夹角θ小于90°。本例中该夹角θ取75°(即
图1中γ取25°)。
综上所述，本采集棱镜具有以下特点1、采样范围大，可用于单独的掌纹采集设备，也可用于掌纹／指纹混合型采集设备；2、光源可均匀照亮整个物面，而且灯丝不会成像于像面；3、同时兼顾掌纹采集光路和自动跟踪光路，两者之间不会发生干扰；4、和其他结构形式的大采样范围采集棱镜相比，本采集棱镜体积较小，重量较轻，制造成本也相应降低。
权利要求1.一种采集棱镜，包括光源光源入射面(9)、出射面(6)、采样物面(5)，构成柱状多棱镜，其特征是所述采样物面(5)与出射面(6)的夹角(α)大于棱镜采样物面(5)处的全反射临界角，也大于光源(1)上所有光点在采样物面(5)上的最大反射角(δ)；所述出射面(6)与成像系统光轴垂直。
2.如权利要求1所述的采集棱镜，其特征是所述光源入射面(9)与出射面(6)的夹角(β)小于或等于90°；光源入射面(9)在采样物面(5)上的投影与采样物面(5)相重合。
3.如权利要求1或2所述的采集棱镜，其特征是所述棱镜为柱状四棱镜，其第四个面为调整面(10)，它与出射面(6)的夹角(θ)小于90°。
专利摘要本实用新型公开一种采集棱镜,包括光源入射面、出射面、采样物面,构成柱状多棱镜,光源入射面与出射面的夹角小于或等于90°;采样物面与出射面的夹角小于或等于棱镜采样物面处的全反射临界角和光源在采样物面上的最大反射角。光源入射面在采样物面上的投影与采样物面相重合。棱镜为柱状四棱镜,其第四个面为调整面,它与出射面的夹角小于90°。本采集棱镜成像清晰,采样范围大,体积小,且可兼顾掌纹采集和滚动指纹跟踪采集。
文档编号G02B5/04GK2426156SQ00202600
公开日2001年4月4日 申请日期2000年2月3日 优先权日2000年2月3日
发明者陈静, 朱健吾 申请人:深圳智同指纹技术有限公司