虹膜對準與采集裝置制造方法
【專利摘要】本發明提出一種虹膜對準與采集裝置，包括平凸鏡、光源和虹膜采集部；平凸鏡與虹膜采集部位于同一中心軸；光源設置在平凸鏡的周圍，將光線匯聚到虹膜采集位置。本發明引入平凸鏡進行虹膜對準，采用定焦鏡頭進行虹膜采集，成本低廉，結構簡單，可以做的小巧輕便。
【專利說明】虹膜對準與采集裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種光學成像裝置，尤其涉及一種虹膜對準與采集裝置。
【背景技術】
[0002]虹膜識別技術是一種生物特征識別技術，相對指紋識別和人臉識別具有更高的準確率和穩定性。虹膜識別的步驟一般包括虹膜圖像采集、圖像預處理、虹膜定位、活體檢測、特征提取和特征匹配等步驟。其中虹膜圖像采集是重要環節，很大程度上影響識別率。
[0003]虹膜識別需要采集到清晰的虹膜圖像。目前已有的虹膜采集裝置分為可變焦距采集裝置和固定焦距采集裝置。對于可變焦距采集裝置通常具有變焦光學系統，配合電機改變焦距。裝置通過圖像清晰度評估等專門算法，判斷是否已經對焦，然后控制變焦系統，使攝像系統精確聚焦到用戶虹膜上，從而采集到清晰的虹膜圖像。如中國發明專利CN200710121106.7公開了一種利用電機驅動變焦鏡頭組來得到最清晰的虹膜圖像的方法，其優點是人機友好性較高，但它設計和制造成本較高，變焦速度慢，很難滿足實時性要求，同時它結構復雜，體積較大，需要固定在墻體。
[0004]對于固定焦距采集裝置，通常是用戶需要根據測距裝置反饋信息提示前后移動頭部，以到達合適位置來采集到清晰虹膜圖像。如中國實用新型專利CN200320122291.9，公開了一種用測距模塊測量用戶與采集鏡頭間的距離，通過語音提示或光電提示，允許用戶在一定距離內移動以達到最佳采集位置，優點是結構相對簡單，缺點是需要測距模塊和反饋系統，導致系統不能做的小巧輕便，通常也需要固定到墻體。對于不需要反饋系統的固定焦距采集裝置，需要多個定焦鏡頭采集多幅虹膜圖像，再從采集結果中選取清晰的虹膜圖像。如中國發明專利CN200610113410.2，公開了一種利用多個不同焦距的定焦采集鏡頭采集多幅虹膜圖像，再利用測距模塊或是圖像評價方法來選取清晰的虹膜圖像，優點是擴大了景深，缺點是需要利用分光鏡分光，在不同方位安裝多個采集鏡頭，裝置結構復雜。
【發明內容】
[0005]發明目的:本發明的目的是提供一種利用用戶自反饋主動配合的虹膜對準與采集
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[0006]
【發明內容】
:一種虹膜對準與采集裝置，包括平凸鏡、光源和虹膜采集部；平凸鏡與虹膜采集部位于同一中心軸；光源設置在平凸鏡周圍，將光線匯聚到虹膜采集位置。所述平凸鏡平面區域的中部及整個凸面區域鍍有可透射紅外光、反射可見光的介質膜層。使用戶在鏡中看到自己眼睛的鏡像，并以此調整角度和距離，找到虹膜最佳采集位置，并且使眼睛的鏡像位于平面的正中間。所述虹膜采集部包括定焦透鏡組和圖像傳感器，定焦透鏡組設置在圖像傳感器的前面。為增加對紅外光的透射率，所述定焦透鏡組的鏡頭表面鍍有紅外增透膜層。
[0007]工作原理:待識別虹膜置于由光源發出的紅外光線匯聚處，經照射，反射光進入平凸鏡，用戶通過觀察平凸鏡中眼睛的鏡像主動進行位置調整；調整到適當位置上的虹膜由定焦透鏡、圖像傳感器進行成像采集。
[0008]有益效果:本發明引入平凸鏡進行虹膜對準，無需測距模塊或是反饋系統，結構簡單；采用匯聚光線的光源，用戶僅需在光線匯聚位置上觀察平凸鏡中眼睛的鏡像主動進行位置調整，使用方便、快捷；且匯聚的照明光點落在人眼瞳孔處，絲毫不影響虹膜圖像，從而保持了完整的虹膜信息，有利于虹膜診斷和識別，光源的環型排列(可以是封閉的圓環、半圓環)，也使得照明光線更均勻柔和、無陰影，使用更舒適。采用定焦鏡頭進行虹膜采集，對虹膜成像不需要變焦光學系統，也不需要多個不同焦距的定焦鏡頭，僅需要一個定焦鏡頭，成本低廉、小巧輕便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明中平凸鏡的主視圖；
[0010]圖2為本發明中平凸鏡的側視圖；
[0011]圖3為本發明第一種實施方式的結構示意圖；
[0012]圖4為本發明第二種實施方式的結構示意圖。
[0013]11 一待識別虹膜；1 一平凸鏡；2—光源；3—定焦透鏡組；4一圖像傳感器；
[0014]101—平凸鏡平面區域的中部；102—平凸鏡的凸面。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例進一步闡述本發明。
[0016]虹膜對準與采集裝置，包括具有虹膜對準功能的平凸鏡1、用于對虹膜照明的光源
2、定焦透鏡組3、圖像傳感器4 ;平凸鏡I的中心軸與定焦透鏡組3、圖像傳感器4的中心軸在同一直線上；光源2設置在平凸鏡I的周圍，將光線匯聚到虹膜采集位置。
[0017]圖1、2分別為本發明中平凸鏡I的主視圖和側視圖。如圖1、2所示，平凸鏡I平面區域的中部101和凸面102的整面鍍有多層介質膜，可以透射紅外光，反射可見光。平面區域的中部101可以反射可見光，使用戶在鏡中看到自己眼睛的鏡像，并以此調整角度，使眼睛的鏡像位于平面區域的中部101的正中間。凸面102可以反射可見光，使用戶在鏡中看到眼睛周圍的輪廓，以調整裝置與用戶的距離使成像裝置采集到清晰的虹膜圖像。同時，反射可見光可以消除外部環境可見雜光對后面成像單元的影響。
[0018]平凸鏡I的凸面102鍍有多層介質膜，反射可見光，構成了凹反射鏡。由凹反射鏡的成像特點可知，當待識別虹膜11距離平凸鏡I的距離小于凹反射鏡焦距時，成正立虛像，用戶能在平面區域的中部101 (當最佳采集距離在125mm時，平面中間區域的半徑為6.5?7mm)看清眼睛周圍正立輪廓；當待識別虹膜距離平凸鏡I等于凹反射鏡鏡焦距時，成像在無窮遠，用戶在平面區域的中部101看不清眼睛周圍輪廓；當待識別虹膜11距離平凸鏡I的距離大于凹反射鏡焦距時，用戶在平面區域的中部101能看清眼睛周圍倒立輪廓。由平凸鏡I的成像特點，配合所述的定焦透鏡組3的光學設計，設計最佳采集距離為用戶看不清眼睛周圍輪廓的距離。用戶通過鏡像反饋主動配合來調整到此距離的位置附近，從而采集到清晰的虹膜圖像。
[0019]定焦透鏡組3與平凸鏡I構成消像差系統，用于將虹膜成像到所述的圖像傳感器4上。定焦透鏡組3的鏡頭表面鍍紅外增透膜以增加對紅外光的透射率。[0020]如圖3所示，為本發明虹膜對準與采集裝置第一種實施方式。在本實施方式中，光源2設置在平凸鏡I的后面，光源2由多個相互平行的紅外光LED環形排列構成，垂直安裝在電路板上，紅外光LED的主光軸與平凸鏡1、定焦透鏡組3的中心軸平行，使得紅外光LED發出的光線能垂直入射平凸鏡1，由凸面102將光線匯聚于虹膜圖像最佳采集位置上。
[0021]如圖4所示，為本發明虹膜對準與采集裝置第二種實施方式。本實施方式的方案與第一種實施方式相比，紅外光LED的安裝方式和位置不同。在本實施方式中，多個紅外光LED以使光線直接匯聚的方式傾斜排布成環狀，與平凸鏡I并排設置；使紅外光LED光線直接匯聚到虹膜最佳采集位置。
[0022]本發明的虹膜對準與采集工作過程如下:紅外光LED以平行光線經由平凸鏡I或者以一定的傾角直接匯聚到虹膜最佳采集位置；當待識別虹膜11置于紅外光LED光線的匯聚位置時，用戶觀察平凸鏡I中自己眼部的鏡像的同時上下左右轉動裝置，直至從平凸鏡I的平面反射鏡的正中間看到眼睛的鏡像。前后移動虹膜對準和采集裝置，當看到眼睛周圍輪廓倒立時，將裝置移向人眼直至正好看不清眼睛周圍輪廓；當看到眼睛周圍輪廓正立時，將裝置遠離人眼，直至正好看不清眼睛周圍輪廓。前后移動過程中保持眼睛的像在平面反射鏡正中間。由紅外光LED有效照射虹膜后反射回裝置，經過平凸鏡I進入定焦透鏡組3，最后由圖像傳感器4采集，由此完成虹膜圖像采集過程。
【權利要求】
1.ー種虹膜對準與采集裝置，其特征在于，包括平凸鏡(I)、光源(2)和虹膜采集部；平凸鏡(I)與虹膜采集部位于同一中心軸；光源(2)設置在平凸鏡(I)的周圍，將光線匯聚到虹膜采集位置。
2.根據權利要求1所述的虹膜對準與采集裝置，其特征在于，所述平凸鏡(I)平面區域的中部(101)及整個凸面(102)區域鍍有可透射紅外光、反射可見光的介質膜層。
3.根據權利要求1所述的虹膜對準與采集裝置，其特征在于，所述光源(2)為紅外光LED。
4.根據權利要求3所述的虹膜對準與采集裝置，其特征在于，所述紅外光LED以使光線垂直入射平凸鏡(I)的方式排布成環狀，設置在平凸鏡(I)的后面。
5.根據權利要求3所述的虹膜對準與采集裝置，其特征在于，所述紅外光LED以使光線直接內聚的方式傾斜排布成環狀，設置在平凸鏡(I)的前面或與平凸鏡(I)并排。
6.根據權利要求1所述的虹膜對準與采集裝置，其特征在于，所述虹膜采集部包括定焦透鏡組(3)和圖像傳感器(4)，定焦透鏡組(3)設置在圖像傳感器(4)的前面。
7.根據權利要求3所述的虹膜對準與采集裝置，其特征在于，所述定焦透鏡組(3)的鏡頭表面鍍有紅外增透膜層。
【文檔編號】G06K9/00GK103530617SQ201310497449
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】曾愛軍, 劉蕾, 劉 東, 黃惠杰 申請人:南京中科神光科技有限公司