一种指纹采集头的制作方法

本实用新型涉及指纹图像采集领域，特别涉及一种指纹采集头。

背景技术：

指纹识别器是通过人体的生物特征指纹进行身份识别的一种专用仪器。其广泛应用于银行、社保、公安、考勤、门禁、计算机及网络安全、互联网购物的支付手段等身份认证的场合。目前，最常用的指纹采集器是由棱镜、光源、透镜、触摸板、遮蔽环境光线、用于图像传感芯片的主板及支撑上述部件的矩形塑模管架组成。

现有的指纹识别器中，需要先完成主板、触摸板和光源的生产，然后再开始组装，在组装时先将棱镜安装到管架上，然后将触摸板和光源装入后盖上底板，然后用螺栓将底板固定到管架上，在完成底板安装后，在用螺栓将将主板固定到管架上。其中，在将主板安装到管架上之前，需要先将透镜固定到主板上，现有的透镜，是直接安装到主板上的，在安装时由于误差的存在，使得图像传感芯片和透镜不在同一水平轴心线上，造成光路畸变，故需要对每个透镜进行微调，所以将透镜与主板间的安装设置呈可调节的连接结构；另外，为了减小畸变的发生，需要将主板设置成倾斜的，而透镜是垂直设置的，这导致调节过程中难以保证图像传感芯片和透镜在同一水平轴心线上，且调节需要将主板拆卸下来，导致调节非常繁琐，从而使得指纹识别器的生产、安装过程复杂，需要耗费大量的时间和精力，降低了生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种指纹采集头，其解决了透镜的安装和调节较为繁琐的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种指纹采集头，包括管架、透镜和主板，所述管架的尾部设置有用于固定透镜的卡接部，所述主板上设置有多个供固定螺栓穿过用于将主板固定的通孔，所述管架上对应位置设置有螺纹孔与通孔配合，所述通孔呈腰型设置。

如此设置，透镜可以直接嵌入卡接部中实现定位，安装非常方便，然后将主板通过固定螺栓固定到管架上，在由于在管架生产时即将透镜位置固定了，使得其无需在进行调节，在将主板安装到管架上后，如果需要调节，只需要松开螺栓即可，无需将主板拆卸下来，达到简化调节和安装的效果。

进一步优选为：所述卡接部为一限位凸环。

如此设置，通过限位凸环的设置使得透镜直接卡入凸还中即可对透镜的径向进行限位固定，使其轴心线保持在水平状态。

进一步优选为：所述限位凸环的内壁上设置有用于防止透镜脱出的固定卡点。

如此设置，在将透镜卡入到限位凸环后，在轴向上透镜被固定卡点限定住，使得在使用过程中不会发生轴向移动，避免造成透镜与棱镜以及透镜与图像传感芯片间的距离，造成光路畸变。

进一步优选为：所述固定卡点为环状凸起。

环状结构设置具有更加优良的限位效果，稳定性更好。

进一步优选为：所述管架的材料为塑料材质，所述管架的尾部设置有多个导向柱，所述主板上设置有多个定位孔与导向柱配合。

如此设置，在安装主板时可以通过导向柱进行定位，使得主板的安装更加精准，减少安装后的调节；且由于管架和导向柱均采用塑料材质制成，在需要调节时只需要切断导向柱即可。

进一步优选为：所述导向柱设置为四个，分布于四个角上；所述螺纹孔设置为两个，分布于卡接部两侧。

如此设置，导向柱的定位效果较佳，并且在使用固定螺栓将主板和管架连接后稳定性和结构强度优良。

进一步优选为：所述管架上设置限位凸环的安装板上设置有透光孔，所述透光孔与限位凸环同轴心设置。

如此设置，透光孔的设置实现光路的连通，使得透镜上的指纹可以投影到图像传感芯片上。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用了先安装固定透镜的方式，透镜安装方便；

2、在导向柱的配合使用下，主板的安装精度优良，透镜与图像传感芯片间安装位置精准，减小了大量的调节时间；

3、在遇到特殊情况需要调节时也非常方便，只需截断导向柱即可进行微调。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的光路图；

图3是本实施例的拆分示意图，示出了后盖、触摸板与管架间的安装结构；

图4是本实施例的拆分示意图，示出了触摸板与管架尾部的结构；

图5是本实施例中后盖的结构示意图。

图中，1、管架；11、腔体；121、限位卡点；122、卡接卡点；13、限位凸点；141、卡槽；142、扣接凸肋；15、安装板；151、透光孔；16、卡接部；161、固定卡点；17、导向柱；18、螺纹孔；2、透镜；21、采集面； 22、读取面；23、暗背景面；3、透镜；4、光源；5、触摸板；51、限位孔；6、后盖；61、扣接槽；62、卡接凸肋；621、倒角；7、主板；71、固定螺栓；72、通孔；73、定位孔；8、图像传感芯片；9、海绵垫；a、采集面和暗背景面之间的角度；b、采集面和读取面之间的角度；c、光源照射到棱镜后折射到采集面最高点的光线与折射到采集面最低点的光线间的夹角。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

一种指纹采集头，如图1所示，包括管架1、棱镜2、透镜3、光源4、触摸板5、图像传感芯片8、主板7和后盖6，棱镜2呈三棱柱型并设于管架1的头部，其三个侧面分别为采集面21、暗背景面23和读取面 22；图像传感芯片8安装于主板7上，透镜3和图像传感芯片8设于管架1的尾部。

光源4安装在触摸板5上，棱镜2的暗背景面23水平设置，后盖6安装在管架1的底部，触摸板5安装于棱镜2和后盖6之间且与暗背景面23贴合，在棱镜2与触摸板5间设置有海绵垫9，其中，光源4和图像传感芯片8均受控于触摸板5，当触摸板5接收到指纹信号后启动光源4和图像传感芯片8工作。

参照图1和图4，暗背景面23通过黑色油墨涂覆到棱镜2上形成，光源4为2-4个侧面发光的LED红外灯（具体数量根据光源4的光照效果设置），在本实施例中LED红外灯设置了4个，且光源4与暗背景面23共面设置，使得光源4照射在读取面 22上。

如图2所示，采集面21为三角形棱镜2的长边所在侧面，采集面21和暗背景面23之间的角度a为40-50°，采集面21和读取面 22之间的角度b为55-70°，使得光源4照射到棱镜2后折射到采集面21最高点的光线与折射到采集面21最低点的光线间的夹角c小于25°。在本实施例中，采集面21和暗背景面23之间的角度a为42°，采集面21和读取面 22之间的角度b为65°，且透镜3位于光源4照射到棱镜2后折射到采集面21的最高点所在平面与暗背景面23间的中心平面上。

参照图3和图4，在管架1内设置有用于容纳棱镜2和触摸板5的腔体11，腔体11的开口位于安装腔的底部。管架1的开口处设置有用于插接触摸板5的插槽，插槽的开口设于管架1的尾部，该插槽由限位卡点121和两卡接卡点122组成，定位卡点设置在管架1等的头部，两卡接卡点122分别设于管架1两侧壁上且位于管体的尾部，三个卡点间形成三点结构。在管架1的尾部还设置有限位凸点13用于将安装到卡槽141上的触摸板5限位住，触摸板5上设置有与限位凸点13配合的限位孔51，在将触摸板5扣入卡槽141中后在限位凸点13作用下固定在管架1的腔体11开口处。

如图3、图4和图5所示，管架1的头部设置有卡槽141，卡槽141的开口端设于主板7的安装断面上，后盖6的一端设置有与卡槽141配合的卡接凸肋62，卡接凸肋62为长条形，且卡接凸肋62的凸起端面上设置有供后盖6转动的倒角621，倒角621朝上设置。在管架1的尾部的两侧壁上均设置有一个点状的扣接凸肋142，后盖6上对应扣接凸肋142的位置设置有与扣接凸肋142配合的扣接槽61，在安装时，先将后盖6的卡接凸肋62插入到管架1头部的卡槽141中，然后以卡接凸肋62为基点转动后盖6将后盖6扣入到管架1中，通过扣接凸肋142扣住后盖6，最后在主板7安装后将后盖6沿插接方向限位住，即可将后盖6固定住。

参照图1、图3和图4，在管架1的尾部设置有安装板15，安装板15上设置有卡接部16用于固定透镜3，在安装板15上设置有透光孔151（见图1），卡接部16为一限位凸环，在限位凸环的内壁上设置有用于防止透镜3脱出的固定卡点161，固定卡点161为绕限位凸环的内壁一圈的环状凸起。

管架1使用塑料材质的材料制成，在管架1的尾部设置有四个导向柱17，导向柱17分布在四个角上，主板7的四个角上设置有四个定位孔73与导向柱17配合，定位孔73与导向柱17呈间隙配合设置。管架1上设置有两个螺纹孔18，螺纹孔18设置在管架1的两侧且位于两导向柱17之间，主板7上设置有两个供固定螺栓71穿过用于将主板7固定的通孔72，其中，通孔72呈腰型设置。

如图1所示，主板7的上端呈朝向棱镜2倾斜设置。