全場光學層析成像系統和生物識別系統的制作方法
本實用新型屬于生物識別技術，特別是涉及一種全場光學層析成像系統和生物識別系統，利用手指的內指紋進行生物身份識別。
背景技術：
世界交流越來越頻繁廣泛，同時恐怖和犯罪活動也愈演愈烈，因而生物識別技術近年需求增長迅速，對快速準確的身份驗證提出了更高要求。
由于傳統指紋識別方法，容易以復制指紋而欺騙通過，以及手指表面弄臟、太濕或者磨損則失效，安全性和魯棒性受到質疑，受到各個國家安全和執法部門的驅動，面部識別、聲紋識別、唇紋識別、虹膜結構和視網膜靜脈識別等技術不斷發展，但這些技術要么可靠性存在爭議，要么使用及其不方便、體積龐大、成本太高。
根據Holder E.H.等人的研究成果[The fingerprint sourcebook(U.S.Department.of Justice,Office of Justice Programs,National Institute of Justice,Washington,DC,2011)]，在手指內部220-550μm的皮膚層，具有表面(外部)指紋相同的拓撲特征,Robinson L.O.,Laub J.H.,National Institute of J.,。這些內部層，充當“主模板”導致外部指紋按照它的形狀生長，因此，皮下指紋不受環境影響和磨損，難以仿制，用于身份識別更準確。另外，手指內部的汗腺和微血管結構也和指紋有跟隨形狀。我們定義內指紋為皮下指紋，和對應層面的汗腺和毛細血管等組織結構，它具有終生不變性，可以用于準確而高度魯棒的生物身份識別。當前的指紋識別技術中，光學、電容、熱圖、壓感等指紋提取方式都無法獲得內指紋。而超聲方法因探測器尺寸過大、響應速度慢、處理系統龐大也無法應用。2006年美國休斯敦大學Larin KV[IEEE Photonics Technol.Lett.19(20),1634–1636(2007)]提出用掃頻層析成像獲得內指紋，但是傳統層析成像技術對二維正面圖像提取需要點對點掃描，并最終從三維指紋結構中重構(z方向必須首先成像)正面圖像，數據量太高(1G以上)，提取速度過慢(10秒以上)。
全場光學相干層析術1998年由，Beaurepaire E和Boccara A C等人實用新型，其原理闡述在“Full-field optical coherence microscopy”，Optics Letters,1998,23(4):244-246。為高速內指紋成像提供了可行性解決方案。
全場光學相干層析系統無掃描可一次性獲得二維圖像，相對于傳統光學層析點掃描成像方式，特別是只需要一幅垂軸(面對面)圖像的工業檢測需求，成像速度和分辨率有數量級的提高。主要優勢包括：(1)提取圖像速度快。采取非相干光照明全視場，一次獲得多通道二維圖像，利用光源的空域非相干性抑制橫向串擾；(2)軸向分辨率和橫向分辨率解耦合。其橫向分辨率決定于成像物鏡的數值孔徑，而縱向分辨率決定于光源性質，即光譜寬度，光譜越寬，軸向分辨率越高，采取白光鹵鎢燈照明基本達到1微米以下軸向分辨率。全場光學相干層析術主要用于高分辨生物應用領域，如對皮膚、腦組織、腸胃壁、乳房腫瘤、組織培養過程等成像。系統具有具有非接觸無損檢測能力，可以無掃描一次性提取活體組織二維圖像。
將全場光學相干層析系統用于活體身體組織內部成像，其重要指標之一是它的橫向分辨率(δx，δy)，
這里λc為光源的中心波長(對應光譜寬度的中心，或者是光譜分布不均勻情況下對應光功率峰值位置的波長)，NA為光學系統的數值孔徑。根據生物識別對象和特性，橫向分辨率的要求會有所變化，對于指紋識別一般小于10μm較好。
全場光學相干層析系統不同于傳統光學系統的特點是，橫向和縱向分辨率解耦合，其軸向分辨率與光學系統參數無關，僅由光源特性決定，其軸向分辨率δz有，
這里Lc為光源相干長度，n′為人體組織的折射率。光源的相干長度為
其中λc為光源的中心波長，Δλ為光源的光譜寬度。采取鹵鎢燈照明時，λn＝750nm，δz可以達到0.8μm以下，對生物身份識別的應用完全可以滿足需要。
全場光學相干層析系統的穿透深度是另外一個對活體組織成像進行生物識別的重要參數，通常系統數值孔徑越小，穿透深度越大。現有全場光學相干層析系統主要針對高分辨率細胞級生物成像以及微納米機械成像的，數值孔徑很高，因而穿透深度受限。
技術實現要素：
本實用新型的目的在于提供一種內指紋快速成像和生物識別系統和方法，以克服現有技術中的不足。
為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
本申請實施例公開一種全場光學層析成像系統，包括：
照明臂，包括時域弱相干光源；
參考臂，包括參考反射器，該參考反射器可旋轉和/或沿光軸方向可移動；
樣品臂，采用長焦距物鏡或取消物鏡，該長焦距物鏡的焦距大于等于100mm；
探測臂，包括面陣列探測器，該面陣列探測器的光敏面共軛到參考反射器反射平面和光軸交點；
分束器，分別與所述照明臂、參考臂、樣品臂和探測器連接。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，還包括與所述探測臂連接的計算系統。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，還包括采集外指紋圖像的數字采集單元，該數字采集單元連接于所述計算系統。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述樣品臂包括對指紋圖像進行分別采集的第一樣品臂和第二樣品臂。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述時域弱相干光源為面光源或由該面光源經光線束耦合，該面光源為LED、超輻射激光管SLD或鹵鎢燈。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述面陣列探測器選自二維CCD、InGaAs、CMOS或者光電二極管陣列。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述參考反射器選自結晶硅、鍺、氧化鋅、鍍膜反射鏡或者Yag晶體材料。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述參考臂包括用于色差補償的窗口。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述照明臂還包括將空間非相干光源耦合到系統種正光焦度元件。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述照明臂包括遠焦系統，遠焦系統包括第一透鏡和第二透鏡，第二透鏡位于所述時域弱相干光源和第一透鏡之間，該遠焦系統與時域弱相干光源構成科勒照明方式，所述時域弱相干光源被投射到第一透鏡的前焦面。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述探測臂包括遠焦圖像中繼組，該遠焦圖像中繼組包括第一正光焦度元件和第二正光焦度元件。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述探測臂包括一分束器、位于分束器入射光路上的第一正光焦度元件、以及分別位于分束器兩個出射光路上的第一面陣列探測器和第二面陣列探測器，所述第一面陣列探測器和第二面陣列探測器和分束器之間分別設有第二正光焦度元件和第三正光焦度元件，所述第一正光焦度元件和第二正光焦度元件構成復合聚焦透鏡。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述探測臂包括一薄分束器、位于薄分束器入射光路上的正光焦度元件、以及分別位于薄分束器兩個出射光路上的第一面陣列探測器和第二面陣列探測器。
優選的，在上述的全場光學層析成像系統中，所述參考反射器為可沿著軸向移動的楔形，移動該參考反射器，使其楔形底面共軛到樣品臂窗口朝樣品一側表面來獲得外指紋圖像，將楔形參考反射器的斜面共軛到手指內部探測內指紋。
相應的，本申請還公開了一種內指紋快速成像和生物識別系統，包括：
全場光學層析成像系統，至少采集內指紋圖像；
識別處理單元，對二維圖像處理，生成判識結果。
優選的，在上述的內指紋快速成像和生物識別系統中，還包括：
輸出單元，將判識結果和相應的應用平臺或系統關聯。
優選的，在上述的內指紋快速成像和生物識別系統中，所述相應的應用平臺或系統為考勤管理系統、或含有登錄驗證的系統、或信息管理平臺、或門禁管理系統。
優選的，在上述的內指紋快速成像和生物識別系統中，所述識別處理單元包括Gabor小波濾波器。
與現有技術相比，本實用新型的優點在于：本實用新型克服了現有指紋識別裝置由于容易被指紋膜欺騙而存在安全問題，以及手指表面弄臟、太濕或者磨損也會導致識別失效等魯棒性差的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1所示為本實用新型具體實施例中僅含有內指紋成像系統和識別單元的系統方框圖；
圖2所示為本實用新型具體實施例中含有內指紋成像系統、識別單元以及輸出單元的系統方框圖；
圖3所示為本實用新型具體實施例中識別單元對內指紋圖像的處理和識別流程圖；
圖4所示為本實用新型具體實施例中識別單元對內指紋圖像和外指紋圖像的處理和數據融合流程圖；
圖5所示為本實用新型具體實施例中輸出單元將判識結果對應用系統輸出關系框圖；
圖6所示為本實用新型具體實施例中利用全場光學相干層析儀提取一幅內指紋圖像的原理框圖；
圖7所示為本實用新型具體實施例中利用全場光學相干層析儀提取一幅內指紋圖像和一幅外指紋圖像的原理框圖；
圖8所示為本實用新型具體實施例中利用全場光學相干層析儀提取兩幅內指紋圖像的原理框圖；
圖9所示為本實用新型第一實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖10所示為本實用新型第二實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖11所示為本實用新型第三實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖12所示為本實用新型第四實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖13所示為本實用新型第五實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖14所示為本實用新型第六實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖15所示為本實用新型第七實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖16所示為本實用新型第八實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖17所示為本實用新型第九實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖18所示為本實用新型第十實施例中利用全場光學相干層析術對內指紋成像的示意圖；
圖19所示為本實用新型具體實施例中指紋圖像提取的位置組態的示意圖。
具體實施方式
用于生物識別中的系統，我們將需要改變系統參數，以極低數值孔徑系統來來完成大穿透深度的組織內部成像系統。
進一步地，在樣品臂中采用長焦距物鏡(焦距大于等于100mm)，甚至取消物鏡，將數值孔徑控制在0.1以下，物空間的景深小于或等于300μm，優選為300μm。
實用新型人實現了數值孔徑為0.05，對手指內500μm深度內指紋成像的全場光學相干層析系統。
全場光學相干層析系統的數值孔徑還關聯著另外一個重要參數是物空間的景深DOF，
其中λc為光源的中心波長，NA為光學系統的數值孔徑。采用鹵鎢燈照明時，數值孔徑為0.05，物空間的景深可以達到200μm。如此大的景深，允許我們改變傳統的垂直于光軸成像的方式，采取傾斜或者曲面照明，只要成像物空間在身體組織中在指定的景深范圍內，均可以獲得高的圖像質量。針對全場光學相干層析系統，物空間圖像采樣的位置取決于參考臂的參考反射器的形狀，采取傾斜或者曲面成像面的情況，只要將參考臂的參考反射器采取對應形狀即可。像面采集的位置，對應于參考臂的參考反射器在活體組織中的對應位置，移動或者旋轉參考反射器，則成像面也相應移動和旋轉。
本實用新型現在將參照附圖，其中本實用新型的說明性實施例示出在下文中更充分地描述。本實用新型可能，但是，可以體現為許多不同的形式和為限于這里闡述的實施例不應被解釋；相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完整的，并且將充分地傳達本實用新型的范圍本領域技術人員的技術人員。相同的數字指代相同的元件。如本文中所使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關所列的項目的任意組合和所有組合。
本文所使用的術語僅用于描述具體實施方案的目的，并非意在限制本實用新型的。如本文中所使用的，單數形式“一”，“一個”和“該”也意圖包括復數形式，除非上下文另外明確指出。將進一步理解，術語“包括”，并在本說明書中使用時指定所陳述的特征，整數，步驟，操作，元件的存在/或“包含”，和/或部件，但不排除存在或附加一個或多個其它特征，整數，步驟，操作，元件，組件和/或它們的組。
除非另有定義，否則這里使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有如普通技術人員通常的一個本實用新型所屬的領域中所理解的相同的含義。將進一步理解，術語，例如那些在常用字典中定義的，應當被解釋為具有含義與它們在相關領域的上下文中和本說明書中的含義一致，并且將不會在理想化或過度被解釋正式的意義，除非在此明確定義。
“正面圖像”指的是平行或傾斜于組織表面的平面內被成像。應當進一步理解的是，如本文所用的，從頻率轉換為時間的變換，對光學信息而言等效于頻率和空間之間的變換。
如由本領域的技術人員理解的，內指紋識別系統通常使用可與高靈敏度和特異性來測定一個獨特的個人屬性。以獲得最好的結果，該屬性應該是不能被容易地修改或偽造，但通過非侵入性的裝置迅速并容易地測量的屬性。我們有時采取第二(或第而通道)測量為了增強單次測力求那個的有效性，或者為了和傳統的識別系統兼容。例如，主要屬性可以是一個人從全像場層析成像系統獲得的內指紋，次要屬性可以是傳統外指紋的圖像。輔助屬性的圖像可以是模擬的，但我們結合主要屬性圖像可以與傳統數據庫系統兼容，在沒有主屬性數據庫的情況下，首先測量輔助屬性數據庫是否通過識別，如果被接受了，則從主屬性判斷是生物活體的可能，如果得到確認，則將傳統數據的身份信息與主屬性數據關聯，自動建立了新的主屬性數據庫。
結合圖1所示，本實用新型一些實例中，內指紋快速成像和生物識別系統900僅含有內指紋成像系統500和識別單元600。其中，成像系統500用于獲得內指紋圖像220，而識別單元600用于處理和識別內指紋圖像220
所提取的內指紋圖像210對應于物空間一個平面，該平面與手指皮膚表面成一個傾角；或者所提取的內指紋圖像210對應于物空間一個任意曲面。
結合圖2所示，本實用新型一些實例中，系統900含有內指紋成像系統500、識別單元600以及輸出單元700。其中，成像系統500用于獲得內指紋圖像210，識別單元600用于處理和識別內指紋圖像210，而輸出單元700將判識結果607用于驅動和連接不同的應用系統。
結合圖3所示，本實用新型一些實例中，識別單元600對內指紋圖像210的處理和識別過程。內指紋圖像210經過Gabor小波濾波器602濾波，形成唯一性編碼603，與數據庫中的參考編碼605對比，其結果將基于給定閾值進行判識，輸出接受或者拒絕的判識結果607。
結合圖4所示，本實用新型一些實例中，識別單元600對內指紋圖像210進行生理特征分析，判斷是否來自于活體，但不進行實質性識別，利用所測量的外指紋211與傳統外指紋數據庫進行識別對比，以內外指紋數據融合的方式形成判識結果，保持高度安全的情況下，同時對傳統指紋數據庫保持兼容。
結合圖5所示，本實用新型一些實例中，識別結果607被應用到到考勤管理系統701、門禁控制系統702、信息管理平臺703、登錄驗證系統704，其中門禁控制系統702又與電子鎖連接。
結合圖6所示，本實用新型一些實例中，全場光學相干層析儀501包括至少一個弱相干照明臂10，一個分束器120，一個參考臂14，一個樣品臂13，一個計算系統200，一個探測臂15和手指樣品210。計算系統10用于計算內指紋圖像210，包括預處理增強等。
結合圖7所示，本實用新型一些實例中，全場光學相干層析儀501包括至少一個弱相干照明臂10，一個分束器120，一個參考臂14，一個樣品臂13，一個計算系統200，一個探測臂15和手指樣品210，與以上圖6中討論的結構類似。不同的是增加了一個數字采集單元30用于以常規成像方法對外指紋211成像。
結合圖8所示，本實用新型一些實例中，全場光學相干層析儀501包括至少一個弱相干照明臂10，一個分束器120，一個參考臂14，一個樣品臂13，一個計算系統200，一個探測臂15和手指樣品210，與以上圖6中討論的結構類似。不同的是增加了樣品臂40額外提取一幅內指紋圖像212。兩幅內指紋圖像的融合可以更加提高安全度以及魯棒性。
結合圖9所示，本實用新型一些實例中，照明臂10由時域弱相干光源100組成，可以是LED、超輻射激光管SLD、鹵鎢燈等光譜較寬的面光源，中心波長可能在近紅外，系統也可以通過這些光源經光纖束耦合來照明系統；探測臂15由正光焦度元件150，面陣列探測器160組成，其中探測臂由正光焦度元件150把內指紋層共軛到探測器160光敏面。面陣列探測器160可以是二維CCD、InGaAs、CMOS或者光電二極管陣列；參考臂14由一個參考反射器140組成，可以是結晶硅Silicon、鍺Gallium、氧化鋅Zinc oxide、鍍膜反射鏡或者Yag晶體材料；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品組成。
成像過程中，面陣列探測器160的光敏面共軛到參考反射器140反射平面和光軸交點，而參考反射器140反射面對應于手指樣品210內部將取得圖像的內指紋組織層。該成像截面一般位于手指內部，傾斜于光軸，或者為任意形狀曲面，外指紋211將無法影響成像內容，這樣可以防止復制指紋以及手指表面不潔不影響識別結果。特例的，如果參考反射器140共軛于窗口130靠近手指樣品210一側，所取得的指紋圖像211將是皮膚表面的外指紋。
本實施例中，實現了數值孔徑為0.05，對手指內500μm深度內指紋成像。
結合圖10所示，本實用新型一些實例中，樣品臂窗口131用于色差補償，照明臂10由時域弱相干光源100組成；探測臂15由正光焦度元件150，面陣列探測器160組成；參考臂14由一個參考反射器140組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。其中參考臂14增加了窗口131，通常是和樣品臂窗口130相同，用于色差補償。
結合圖11所示，本實用新型一些實例中，照明臂含有一個具有光焦度元件，探測臂15由正光焦度元件150，面陣列探測器160組成；參考臂14由一個參考反射器140組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成，與以上圖9中討論的結構類似。只是這里其中照明臂除了時域弱相干光源100，增加了正光焦度元件110，用于將空間非相干光源更高效率的耦合到系統中。如果空間非相干光源100輸出端不夠均勻，正光焦度元件110一般將焦面對準光源100的輸出端用來準直，采取科勒照明的方式使得像面照明均勻；如果空間非相干光源100輸出端均勻度很高，正光焦度元件110一般用來將空間非相干光源100輸出端成像到參考反射器140面上用來提高光能耦合效率。
結合圖12所示，本實用新型一些實例中，可旋轉和位移參考反射器用于采集不同層不同角度的內指紋結構，照明臂10由時域弱相干光源100，正光焦元件110組成；探測臂15由正光焦度元件150，面陣列探測器160組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。參考反射器140可以旋轉和沿著光軸位移，這樣可以采集不同層不同角度的內指紋結構的光路。
結合圖13所示，本實用新型一些實例中，光源臂10含有一個遠焦中繼組件可提高光傳輸效率的光路。探測臂15由正光焦度元件150，面陣列探測器160組成；參考臂14由一個參考反射器140組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。本實施例照明臂10除了時域弱相干光源100，還包含元件110和111組成的遠焦系統，光源100被投射到110前焦面，采用嚴格的科勒照明方式。
結合圖14所示，本實用新型一些實例中，探測臂中含有一個遠焦圖像中繼組件可減少漸暈的光路。照明臂10由時域弱相干光源100，正光焦元件110組成；參考臂14由一個參考反射器140組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。本實施例探測臂15由正光焦度元件150和151構成遠焦圖像中繼組，共軛到手指物體可減少漸暈；
結合圖15所示，本實用新型一些實例中，光源臂10含有一個遠焦中繼組件，且探測臂15中也含有一個遠焦圖像中繼組件的光路。探測臂15由正光焦度元件150和151構成的遠焦圖像中繼組，面陣列探測器160組成；參考臂14由一個參考反射器140組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。本實施例照明臂10除了時域弱相干光源100，還包含透鏡110和111組成的遠焦系統，光源100被投射到110前焦面，采用嚴格的科勒照明方式，手指210和參考反射器140被均勻照明。
結合圖16所示，本實用新型一些實例中，采取遠焦圖像中繼混合分束鏡同時采集內外指紋圖像，可經后續處理可和當前外指紋識別系統數據庫兼容的光路。照明臂10由時域弱相干光源100，正光焦元件110組成；參考臂14由一個參考反射器140組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。本實施例探測臂15除了由正光焦度元件150和151構成的遠焦圖像中繼組，以及面陣列探測器160，還增加了一個探測通道：由正光焦度元件150和152構成的復合聚焦透鏡，以及面陣列探測器161，該探測通道通過分束器121獲得含有樣品結構的光信號。該結構的優點是通過調整正光焦度元件152，可以將面陣列探測器161單獨共軛到窗口130靠近樣品一側，用于測量外指紋211圖像。而探測器160用于探測內指紋圖像。在識別過程中，可以將外指紋圖像作為索引獲得被識別主體的身份信息與內指紋數據關聯，同時，內指紋圖像的生理結依然可以起到防偽的限制作用。該系統對已經有大型數據庫的國家安全部門和大型企業，以及指紋重新注冊難度很高的應用場景具有重要意義，可以完全與原有系統兼容的升級到安全度更高的狀態。
結合圖17所示，本實用新型一些實例中，采取薄分光鏡同時采集內外指紋圖像，可經后續處理可和當前外指紋識別系統數據庫兼容的光路。照明臂10由時域弱相干光源100，正光焦元件110組成；參考臂14由一個參考反射器140組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。本實施例探測臂15除了由正光焦度元件150和面陣列探測器160，還增加了一個新探測通道：面陣列探測器161，該探測通道通過薄分束器122分別獲得含有樣品結構的光信號，份束器122厚底越小有利于降低像差探測器161所成圖像的像差。該結構的優點是通過調整面陣列探測器161可以將其單獨共軛到窗口130靠近樣品一側，用于測量外指紋211圖像。該系統對已經有大型數據庫的國家安全部門和大型企業，以及指紋重新注冊難度很高的應用場景具有重要意義，可以完全與原有系統兼容的升級到安全度更高的狀態。
結合圖18所示，本實用新型一些實例中，參考反射器140采取光楔形形式，經過位移可以用弱相干干涉方法分別提取內外指紋的層析圖像的光路。照明臂10由時域弱相干光源100，正光焦元件110組成；探測臂15由正光焦度元件150和面陣列探測器160組成；樣品臂13由一個玻璃窗口130，和手指樣品210組成。本實施例參考臂中參考反射器141為可沿著軸向移動的楔形，這種結構可以移動參考反射器141，使其楔形底面共軛到樣品臂窗口130朝樣品一側表面來獲得外指紋圖像，將楔形參考反射器141的斜面共軛到手指內部探測內指紋。通過分時方式獲得內指紋210和外指紋211，對已經有大型數據庫的國家安全部門和大型企業，以及指紋重新注冊難度很高的應用場景具有重要意義，可以完全與原有系統兼容的升級到安全度更高的狀態。
結合圖19所示，141至148原件外框表示有效的可用于唯一標識身份的活體組織范圍，長度方向代表深度。其中，141表示全像場弱相干層析成像系統的參考臂140組態是提取平行于樣品表面的固定位置圖像，但成像面為曲面，該曲面可以對應于任意深度的活體組織結構，曲面一般在樣品臂的景深范圍內；142表示可調節的參考臂組態，取樣曲面可以在指定的范圍內移動，獲得任意深度位置的層析圖像；143表示靜態的兩個參考臂組態，固定取得間隔開的兩個位置的取樣曲面的層析圖像；144表示靜態的取得與樣品表面既不平行也不垂直的傾斜平面的層析圖像；145表示可調節的參考臂組態，它可以在指定的角度范圍內轉動，獲得任意角度物面的層析圖像；146表示靜態的兩個參考臂組態，固定取得間隔開的兩個旋轉位置的傾斜于手指表面的層析圖像；147表示靜態的兩個參考臂組態，固定取得外指紋和某深度處內指紋的曲面層析圖像；148表示靜態的兩個參考臂組態，固定取得外指紋和傾斜于手指表面成某角度的內指紋的層析圖像。以上141-148等組態還可以相互組合提取多幅圖像用于識別。
本實用新型提高穿透深度主要采取低數值孔徑的系統設計，以及采用散射和吸收系數低紅外光照明等實現。其中，低的數值孔徑一般通過在樣品臂中采用長焦距物鏡，甚至取消物鏡而獲得。數值孔徑一般在0.1以下適宜。
在以上圖案中，我們揭示了一些本實用新型的實例。但是，遵循本實用新型原理，很多種變化和修改無法窮盡枚舉。相應的，這些實例僅僅用于一般性的解釋，而不是限制，具體本實用新型的限制見優先權說明。
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