[發明專利]手持式虹膜圖像采集方法及裝置

無效

• 申請號: 200810041797.4
• 申請日: 2008-08-17
• 公開（公告）號: CN101650774A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 宮雅卓;沈文忠
• 申請（專利權）人: 宮雅卓;沈文忠
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G02B27/00;G02B5/20;G02B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到一種手持式虹膜圖像采集方法及裝置，屬于光學器件的技術領域。

背景技術

目前虹膜圖像采集設備主要采用紅外測距儀和自動變焦鏡頭并結合微處理器控制電路的 設計思路，但由此帶來的問題是結構復雜，體積龐大，只能在墻體上固定安裝，不能作為輕 便小巧的手持式虹膜采集設備使用；而且絕大多數虹膜圖像采集設備采用照明、反射鏡、攝 像頭三者共主光軸的設計思路，導致拍攝到的虹膜紋理區域比較小，而且容易被眼鏡、眼淚 等產生的反射光斑所干擾。

如申請(專利)200320122291.9，公開日2005.01.19公開了一種虹膜光學成像的裝置。該裝 置包含有殼體，殼體內有成像透鏡，視頻照相機，并依次排列在光軸線上，其特征是：設有 對裝置進行控制的圖像處理控制單元，光學成像透鏡前設有垂面入射冷光鏡，殼體內設置距 離測量傳感器和至少一個照明源，所述的照明源由近紅外波段照明光源、近紅外波段漫射濾 鏡及調整照明源位置的控制器組成，近紅外波段漫射濾鏡封閉近紅外波段照明光源。本裝置 實時動態改變照明源位置及強度/亮度，自動調節焦距。

前述專利的組成部件、安裝順序與本發明均不同，前述專利含有圖像處理控制單元和距 離傳感器，并采用焦距可調的變焦攝像頭，光源的照明位置和亮度也可調；而本發明所含部 件都與前述專利均不同，且各部件具有特殊的排列順序，其中選擇性反射透射鏡、不可見的 鏡后照明系統都是本發明所獨有，可以有效減少照明系統對人眼的刺激；反射透射鏡、照明 系統、鏡頭主光軸三者的不同軸安裝方式也是本發明的創新，以確保能夠拍攝到較大的虹膜 紋理區域，同時減少反射光斑所產生的干擾。

發明內容

在該系統中，選擇性反射透射鏡、遮光罩、定焦鏡頭組、照明光源、照明電路板、成像 器件順次安裝在支撐結構內，如圖1所示。

該采集系統的使用過程如下：用戶將手持式采集設備對準自己的眼睛，此時紅外光LED 照亮虹膜區域，可見光LED照亮整個眼部區域。用戶可在選擇性反射透射鏡中看到自己虹膜 的鏡像。用戶調整姿態使鏡像位于鏡子的正中心，被虹膜區域反射的紅外光穿過選擇性反射 透射鏡，進入定焦鏡頭組，再經過鏡頭組折射，最終在成像器件上成像，由此完成虹膜圖像 的采集過程。

該系統分成四個功能模塊：支撐結構、非接觸視線引導單元、混合照明單元、成像單元。 如圖2所示。

支撐結構由外殼和三角架組成。

外殼是一端開放的半封閉腔體，開放端安裝選擇性反射透射鏡，成為可透過紅外光的拍 攝窗口。選擇性反射透射鏡之后，按照上文所述順序在腔體內安裝其他部件。三角架安裝在 外殼下部，可自由拆卸。當三角架打開時，可立于桌面進行虹膜圖像采集；當三角架并攏時， 可作為手柄由用戶手持采集虹膜圖像。

非接觸視線引導單元由選擇性反射透射鏡構成。

該選擇性反射透射鏡的表面有多層金屬鍍膜，使其具有雙重作用：可以透射紅外光(這 使虹膜在紅外光的照射下，可以透過選擇性反射透射鏡在其后面的成像器件上成像)，并反射 可見光(這使用戶可以在鏡中看到自己眼睛的鏡像，并以此調整姿態使鏡像位于鏡子的正中， 從而完成視線引導，還可以屏蔽外部的可見雜光進入系統內部)。

由于選擇性反射透射鏡的主光軸與鏡頭組、成像器件的主光軸不在同一條直線上，而是 成一定角度，因此，當用戶注視選擇性反射透射鏡正中心的虹膜鏡像時，鏡頭組和成像器件 此時并沒有對準虹膜中心，而是對準虹膜中心偏下的區域，從而保證了虹膜區域不會被下眼 瞼遮擋，以便拍攝到更大面積的虹膜區域。

在選擇性反射透射鏡的后面是遮光罩和鏡頭組，這三者緊密貼合，形成了一個不透光的 密閉腔體。照明光源(紅外光與可見光LED共同組成)安裝在這個密閉腔體的后部，因此可 以保證由LED射出的光線不會在選擇性反射透射鏡表面形成反射，再射回到鏡頭組內部，從 而有效的消除了眩光光斑。

混合照明單元是由紅外光LED和可見光LED共同組成的，兩種LED光管呈環形排列。

可見光波長小于750納米，用于照亮整個眼睛區域，使用戶在環境光不夠明亮的情況下 依然能夠在選擇性反射透射鏡中看到自己眼睛所成的像，以此來引導視線瞄準。

紅外光波長大于750納米，用于照射虹膜區域，并可完全透射通過選擇性反射透射鏡。 由于虹膜區域和瞳孔區域對于紅外光的反射率不同，所以攝像頭拍攝的紅外圖像中虹膜區域 和瞳孔區域呈現比較大的反差，使虹膜紋理更加突出。