一種超薄手指靜脈識別系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及手指靜脈識別【技術領域】，尤其涉及一種超薄手指靜脈識別系統，它包括用于輔助手指定位的指托、用于對指托上手指內靜脈進行照射的紅外光源以及用于獲取手指靜脈圖像的拍攝模組，其特征在于：所述拍攝模組進一步包括：一透光基片及形成于透光基片正面的若干透鏡單元；一不透光的信號隔離層，位于透光基片背面，信號隔離層于各透鏡單元的相應位置均開設有供光線通過的第一通光部；一感光芯片，用于收集通過各透鏡單元及與其相應的第一通光部的光線；所述指托上還開設有供光線通過的第二通光部。它結構簡單、能有效減少手指靜脈識別系統的體積占用。
【專利說明】一種超薄手指靜脈識別系統
【技術領域】:
[0001]本發明涉及手指靜脈識別【技術領域】，尤其涉及一種超薄手指靜脈識別系統。
【背景技術】:
[0002]生物特征識別是利用生物特征采集裝置和計算機技術，基于人體本身固有的生理特征或行為特征進行個人身份鑒別的技術，是目前最為方便與安全的個人身份鑒別手段。基于生理特征的生物識別主要包括指紋、人臉、掌紋、手形、掌形、虹膜、視網膜、DNA、手部靜脈血管等，基于行為特征的生物識別包括語音、步態、簽名、打字韻律等。在目前生物特征識別中，指紋識別是最成熟、應用最廣泛的生物識別技術解決方案，但是作為體表特征，指紋識別也存在易損、易偽造等不足。人臉識別具有很多優點，如主動性、非侵犯性和用戶友好等，但由于人臉會隨年齡變化、易偽裝、干擾條件多等，識別精度受到限制。虹膜識別雖然具有特征優越性，但其技術沒有指紋成熟，采集設備造價高，不能適應低端市場。語音、步態等行為特征識別因為極易受外界環境變換、個體的身體健康狀況等影響，識別性能不盡理想。
[0003]手指靜脈識別技術是一種新的生物特征識別技術，它利用手指內的靜脈分布圖像來進行身份識別。工作原理是依據人類手指中流動的血液可吸收特定波長的光線，而使用特定波長光線對手指進行照射，可得到手指靜脈的清晰圖像。利用這一固有的科學特征，將實現對獲取的影像進行分析、處理，從而得到手指靜脈的生物特征，再將得到的手指靜脈特征信息與事先注冊的手指靜脈特征進行比對，從而確認登錄者的身份。手指靜脈身份識別具有以下幾個特點。1.高度防偽:靜脈隱藏在手指內部，不會被復制和盜用，而指紋、人臉都在外部容易被別人獲取，尤其是指紋生活中很容易留下痕跡。2.終生不變性:人的手指一旦成年后，指內的靜脈特征幾乎不會改變，不受外界因素影響，如干燥、龜裂、水分等。
3.高度準確:因為不同人的手指靜脈特征差異相對于其它生物識別的差異明顯，即使是同卵雙胞胎的靜脈圖案也不同。4.非接觸式:減少病毒接觸傳染的可能性，緩和使用者的抗拒心理。5.活體識別:由于采用人手指內靜脈血管作為認證，所以具有活體識別的特征，極大增加了偽造難度。
[0004]手指靜脈識別的基礎和關鍵是手指靜脈圖像的采集。然而，傳統的手指靜脈識別中，其成像系統采用的是單透鏡。如:在保證視場大小為40mmX30mm時，由于單透鏡焦距和光學系統上的限制，其產品總厚度會在40mm以上，這使得該系統的整體體積較大，從而影響了它的安裝和便攜性。在現有的資料和產品中還未發現有任何方式解決該不足。
【發明內容】
:
[0005]本發明的目的在于提供一種超薄手指靜脈識別系統，它結構簡單、能有效減少手指靜脈識別系統的體積占用。
[0006]本發明所述的一種超薄手指靜脈識別系統的技術方案是這樣實現的:
[0007]—種超薄手指靜脈識別系統，它包括用于輔助手指定位的指托、用于對指托上手指內靜脈進行照射的紅外光源以及用于獲取手指靜脈圖像的拍攝模組，其特征在于:所述拍攝模組進一步包括:
[0008]一透光基片及形成于透光基片正面的若干透鏡單元；
[0009]一不透光的信號隔離層，位于透光基片背面，信號隔離層于各透鏡單元的相應位置均開設有供光線通過的第一通光部；
[0010]一感光芯片，用于收集通過各透鏡單元及與其相應的第一通光部的光線；
[0011 ] 所述指托上還開設有供光線通過的第二通光部。
[0012]本發明所述的一種超薄手指靜脈識別系統與現有技術相比具有如下優點:
[0013]1.采用多個透鏡單元成像代替傳統的單透鏡，由于各透鏡單元尺寸的減小，其焦距也相應縮短；以保證視場大小為40mmX30mm為例，傳統的單透鏡結構的產品總厚度由于焦距的限制，通常在40mm以上，而本發明所述的一種超薄手指靜脈識別系統能有效將各透鏡單元的焦距控制在2-3mm甚至更短，使得產品總厚度保持在1mm左右，極大的減小了產品空間占用，擴展了手指靜脈識別系統的適用范圍；
[0014]2.由于各透鏡單元之間間距較小，易造成相鄰透鏡單元之間的信號竄擾，信號隔離層可遮蔽造成干擾的光線，使經過篩選的光線照射到感光芯片上，避免重影現象，保證了成像質量。
[0015]上述所述指托包括一手指承載玻璃片。手指承載玻璃片用于限定手指的放置位置以及手指與各透鏡單元的距離，進一步保證了成像質量。
[0016]上述所述透光基片為玻璃透光基片。
[0017]上述所述感光芯片為(XD/CM0S圖像傳感器。
[0018]上述所述紅外光源為近紅外光源。近紅外發光LED管發光效率高、光線純、光色質量高；能耗小，工作壽命長，可靠耐用；體積小，便于造型；安全性好，工作電壓與工作電流都不高；不需要另外增加濾光片。
[0019]上述所述所有透鏡單元于透光基片上均勻分布。透鏡單元的均勻分布有利于感光芯片對手指經脈圖像的采集與運算，提高手指經脈圖像識別準確率。
[0020]上述所述第一通光部為開設于信號隔離層上的通孔，各通孔的直徑與透鏡單元直徑相同。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0021]下面結合附圖對本發明作詳細的說明:
[0022]圖1為本發明的一種超薄手指靜脈識別系統的結構示意圖；
[0023]圖2為本發明所述的透光基片及形成于透光基片正面的若干透鏡單元的結構示意圖；
[0024]圖3為本發明所述的信號隔離層的結構示意圖；
[0025]圖4為本發明所述的拍攝模組成像原理示意圖；
[0026]圖5本發明所述的透光基片及形成于透光基片正面的若干透鏡單元的制作工藝的不意圖；
[0027]圖6為本發明的一種超薄手指靜脈識別系統對拍攝到的手指靜脈圖片進行識別的模塊流程圖。【具體實施方式】:
[0028]如圖1、圖2和圖3所示，一種超薄手指靜脈識別系統，它包括用于輔助手指2定位的指托、用于對指托上手指內靜脈進行照射的紅外光源以及用于獲取手指靜脈圖像的拍攝模組，其特征在于:所述拍攝模組進一步包括:
[0029]一透光基片及形成于透光基片正面的若干透鏡單元4 ；
[0030]一不透光的信號隔離層6，位于透光基片背面，信號隔離層6于各透鏡單元4的相應位置均開設有供光線通過的第一通光部；
[0031]一感光芯片，用于收集通過各透鏡單元及與其相應的第一通光部的光線；
[0032]所述指托上還開設有供光線通過的第二通光部。
[0033]所述指托包括一手指承載玻璃片3。手指承載玻璃片3用于限定手指2的放置位置以及手指2與各透鏡單元4的距離，進一步保證了成像質量。
[0034]所述透光基片為玻璃透光基片5。
[0035]所述感光芯片為(XD/CM0S圖像傳感器7。
[0036]所述紅外光源為近紅外光源I。近紅外發光LED管發光效率高、光線純、光色質量高；能耗小，工作壽命長，可靠耐用；體積小，便于造型；安全性好，工作電壓與工作電流都不高；不需要另外增加濾光片。
[0037]所述所有透鏡單元4于透光基片上均勻分布。透鏡單元4的均勻分布有利于感光芯片對手指經脈圖像的采集與運算，提高手指經脈圖像識別準確率。
[0038]所述第一通光部為開設于信號隔離層上的通孔11，各通孔11的直徑與透鏡單元直徑相同。
[0039]下面以保證視場大小為40mmX30mm為例,對本發明做進一步舉例說明:
[0040]為得到清晰的靜脈圖片，同時減少紅外光源產生的暗紅色的光線導致的“紅爆現象”，本發明中采用的近紅外光源I波長為940nm。
[0041]所述透光基片為玻璃透光基片，玻璃透光基片5上通過光刻膠熱熔技術形成有由60 X 40個透鏡單元4組成的透鏡組，所述各透鏡單元4的直徑為500um，透鏡單元4間距為600um,各透鏡單元4焦距為2_。
[0042]為保證成像質量，信號隔離層6通過3D打印的方式制作，信號隔離層6上開設有與透鏡組對應的60X40個通孔11，各直徑也為500um。
[0043]由于單個透鏡單元4尺寸較小，視場也較小，在保障40mmX30mm的視場范圍條件下，手指到透鏡單元4的距離就會很長(大于40mm)。因此要想縮短整體的厚度，就需要采用大面積的CCD/CM0S圖像傳感器7，使其CCD/CM0S感光面積需和40mmX 30mm的視場相配。這里以KodaK公司的KA1-11002 (工業相機中常用)為例。該(XD/CM0S具體參數:像素規格:4008 X 2672，像素大小:9umX 9um,感光面積:3.6cmX 2.4cm。
[0044]如圖4所示，透過手指靜脈的紅外光線經過各透鏡單元4匯聚并通過玻璃透光基片5，經信號隔離層6篩選后被(XD/CM0S圖像傳感器7接收。
[0045]如圖5所示，本發明所述的透光基片及形成于透光基片正面的若干透鏡單元4的制作工藝包括以下步驟:
[0046]A.取透光率高，表面平整的玻璃片作為玻璃透光基片5，將玻璃透光基片5用清水和丙酮清洗后，烘烤以除去水汽和殘余丙酮；[0047]B.待步驟A中得到的玻璃透光基片自然冷卻后，將正光刻膠8旋涂于該玻璃片上；
[0048]C.將步驟B獲得的帶有正光刻膠玻璃透光基片置于帶圓孔遮膜板9下進行紫外曝光;
[0049]D.將步驟C獲得的曝光過的玻璃透光基片置于氫氧化鈉溶液中顯影，以去除多余正光刻膠，保留經曝光的各正光刻膠單元10，各正光刻膠單元10為圓柱狀；
[0050]E.將步驟D獲得的玻璃透光基片5平整放置并加熱，各圓柱狀的正光刻膠單元10在自動熱熔并冷卻后得到透鏡單元4。
[0051]上述所述步驟A中玻璃透光基片5在烘箱中130°C的溫度下烘烤10分鐘。
[0052]上述所述步驟B中的正光刻膠8為AZ4620。
[0053]上述所述步驟D中氫氧化鈉溶液的質量百分比為5%。所述多余正光刻膠8不能全部顯影，需保留2-3um正光刻膠8，以防止圓柱狀的正光刻膠單元在熱熔中受表面張力影響無法形成透鏡形狀。
[0054]上述所述步驟E中熱熔溫度為128°C，熱熔時間為115秒。
[0055]如圖6所示，本發明所述的一種超薄手指靜脈識別系統在得到拍攝模組拍攝到的手指靜脈圖像12后，提取該手指靜脈圖像12，得到手指靜脈特征圖圖像13，并與系統中已經儲存的手指靜脈特征圖圖像14進行比對，若判斷兩者相同，則用戶身份認證通過，若不同，則用戶身份認證失敗。
[0056]以上內容是結合具體實施例對本發明的進一步詳細說明，不能認定為具體的實施方案只局限于這些說明。如:所述透鏡單元的排列分布不僅限于60X40，各透鏡單元的直徑不僅限于500um，透鏡單元間距不僅限于600um，各透鏡單元焦距不僅限于2mm ;信號隔離層不僅通過3D打印的方式制作，也可采用數控機床鉆孔、激光打孔等其他方式制作；所述第一通光部不僅限于通孔，通孔直徑不僅限于與各透鏡單元直徑相等；透鏡組也可以采用微注塑等其他制作工藝制作等。對于本發明所屬【技術領域】的技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，本發明的【具體實施方式】不拘泥于上述實例，在本發明的具體實施過程中，【具體實施方式】還可以做出若干推演或優化，這些推演或優化都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種超薄手指靜脈識別系統，它包括用于輔助手指定位的指托、用于對指托上手指內靜脈進行照射的紅外光源以及用于獲取手指靜脈圖像的拍攝模組，其特征在于:所述拍攝模組進一步包括: 一透光基片及形成于透光基片正面的若干透鏡單元； 一不透光的信號隔離層，位于透光基片背面，信號隔離層于各透鏡單元的相應位置均開設有供光線通過的第一通光部； 一感光芯片，用于收集通過各透鏡單元及與其相應的第一通光部的光線； 所述指托上還開設有供光線通過的第二通光部。
2.根據權利要求1所述的一種超薄手指靜脈識別系統，其特征在于:所述指托包括一手指承載玻璃片。
3.根據權利要求1所述的一種超薄手指靜脈識別系統，其特征在于:所述透光基片為玻璃透光基片。
4.根據權利要求1所述的一種超薄手指靜脈識別系統，其特征在于:所述感光芯片為CCD/CMOS圖像傳感器。
5.根據權利要求1所述的一種超薄手指靜脈識別系統，其特征在于:所述紅外光源為近紅外光源。
6.根據權利要求1所述的一種超薄手指靜脈識別系統，其特征在于:所述所有透鏡單兀于透光基片上均勻分布。
7.根據權利要求1所述的一種超薄手指靜脈識別系統，其特征在于:所述第一通光部為開設于信號隔離層上的通孔，各通孔的直徑與透鏡單元直徑相同。
【文檔編號】G06K9/00GK104036230SQ201410115291
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】陳秋蘭, 邸思, 金建, 肖金鐮 申請人:中山微盾信息科技有限公司, 廣州中國科學院先進技術研究所