CN102272775A - 视频红外视网膜图像扫描仪 - Google Patents

Abstract

一种扫描视网膜图像的方法，包括提供光源、从光源朝着射束分离器发射辐射、用聚焦透镜使辐射聚焦在视网膜上、用照相机来收集由视网膜反射的辐射、基于所收集的辐射产生表示多个视网膜图像的图像信号、从图像信号中选择所述多个视网膜图像之一以进行显示、在显示器上显示所选视网膜图像、将所选视网膜图像与存储在数据库中的多个视网膜图像中的至少一个相比较、选择与所选视网膜图像匹配的存储在数据库中的所述多个视网膜图像中的一个以及将所述匹配的视网膜图像之一连同所选视网膜图像一起显示在显示器上。

Description

视频红外视网膜图像扫描仪

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求在2008年11月5日提交的美国申请No. 61/111,506和在2009年11月4日提交的美国申请No. 12/612,547的优先权的权益，其全部内容通过引用被结合到本文中。

技术领域

视频红外视网膜图像扫描仪使用红外光来照亮目镜系统和照相机以捕捉并显示图像。可以分析和处理并以3D渲染图像。通过查看视网膜血管的分支图案来执行视网膜血管的计算机分析。可以将视网膜血管的覆盖图与先前的扫描相比较来识别人。

背景技术

眼睛中的视网膜血管的分支图案是唯一的，并且能够用作识别的形式。生物计量识别系统涉及使用指纹、视网膜血管图案、语音动态、手几何结构、人脸识别和手写动态进行个体的识别。

可以使用视网膜血管的视网膜扫描来记录这些血管。可以使用视网膜扫描来在预先存在的图像上覆盖血管图案来匹配图像。还可以由计算机软件来分析视网膜血管分支图案以与前一图像的分支图案相比较来进行识别。可以通过将此图像与视网膜扫描的数据库相比较来获得准确的识别。

可以以两种方式来测量生物计量准确度，即：错误接受的比率（冒充者被作为匹配接受—类型1错误）和错误拒绝的比率（合理的匹配被拒绝—类型2错误）。每个生物计量技术具有对生物计量匹配赋予“分数”的不同方法；定义确定何时宣布匹配的“阈值值”。在阈值值以上的分数被指定为“命中”且在阈值以下的分数被指定为“未命中”。

如果真实的匹配未生成在阈值以上的分数，则发生类型2错误。当冒充者生成在阈值以上的匹配分数时，进行了类型1错误。如果类型1和类型2错误被作为阈值值的函数绘图，则其将形成在给定阈值值处交叉的曲线。交叉点（其中，类型1错误等于类型2错误）称为系统的交叉准确度。通常，随着交叉准确度的值增加，生物计量学的固有准确度增加。在表1中示出各种识别手段的交叉准确度。

表I

尽管有高交叉准确度，但视网膜扫描在获得良好图像方面不是没有问题的。

存在可能影响视网膜扫描设备获得准确扫描的性能（如同利用任何其它生物计量技术的情况一样）、因此影响其成功地检查或识别用户的能力的问题根源。在所述问题之中：

缺少用户方面的协作。用户在整个过程中必须保持静止，尤其是在图像获取阶段。任何移动可能严重地影响视网膜扫描设备中的透镜的对准。

视网膜扫描设备上的脏的透镜。这将明显干扰扫描过程。

来自外界环境的其它类型的光干扰。

用户的瞳孔尺寸。由于强光环境而收缩至进一步的更小尺寸的小瞳孔可能减少经由瞳孔到达视网膜的光的量，反之亦然。这可能导致系统具有较高的错误拒绝比率。

发明内容

在一方面中，视网膜图像扫描仪包括红外光源、通过多个聚焦透镜之一将来自光源的红外辐射反射到视网膜的射束分离器、收集通过射束分离器被视网膜反射的辐射的照相机、基于所收集的辐射从照相机接收原始信号的模数转换器，所述模数转换器将原始信号转换成数字信号、将数字信号处理成视频信号的流式视频转换器和基于视频信号来显示视网膜的图像的视频监视器，所述视网膜图像扫描仪还包括视频传送机，所述视频传送机通过网络向计算机传送视频信号，所述计算机从视频信号提取多个图像、将所述多个图像中的至少一个与多个存储图像中的至少一个相比较的比较器、和选择与所述多个图像中的所述一个匹配的所述多个存储图像之一的选择器。

在另一方面中，一种扫描视网膜图像的方法包括提供红外光源、从红外光源朝着射束分离器发射红外辐射、通过聚焦透镜用射束分离器来反射红外辐射、用聚焦透镜将红外辐射聚焦在视网膜上、在照相机处收集通过射束分离器被视网膜反射的辐射、基于所收集的辐射用照相机产生表示视网膜的多个图像的图像信号、从图像信号中选择视网膜的所述多个图像之一以进行显示、在显示器上显示所选的视网膜图像、将所选的视网膜图像与存储在数据库中的多个视网膜图像中的至少一个相比较、选择存储在数据库中的所述多个视网膜图像中的与所选的视网膜图像匹配的一个、以及连同所选视网膜图像一起在显示器上显示匹配的视网膜图像之一。

本发明的上述实施例意图作为示例，并且本发明的所有实施例不限于包括上述特征。

附图说明

图1示出根据本发明的实施例的无线视频红外线视网膜图像扫描仪； 

图2示出根据本发明的实施例的有线视频红外线视网膜图像扫描仪； 

图3示出供红外视网膜图像扫描仪使用的射线图； 

图4示出供红外视网膜图像扫描仪使用的射线图；以及 

图5示出根据本发明的实施例的视网膜扫描的过程。

具体实施方式

现在可以对本发明的实施例进行详细参考，本发明的实施例的示例在附图中被示出，在附图中，类似的附图标记自始至终指示类似的元件。

如果可以使用红外光来执行视网膜扫描以获得视网膜的图像，则将是有利的。

如果允许观察者在执行检查的同时看到视网膜的直接视频图像，则将是有利的。

如果在没有视网膜扩大的情况下执行视网膜的视网膜扫描，则将是有利的。

如果在主动检查期间允许数字图像放大（变焦），则将是有利的。

如果数字地增强特定组织以进行更容易的识别，则将是有利的。

如果在眼睛上软封套（soft cuff）使视网膜扫描仪在对象脸上稳定化，则将是有利的。如果软封套阻挡任何可见光到达眼睛，使得通孔将自然地扩大，则将是进一步有利的。

如果视网膜扫描仪被连接到政府或法律实施数据库（诸如FBI记录系统）以进行检查的文档编制，则将是有利的。

如果在用户尝试向视网膜扫描设备的透镜中看的同时未保持适当的眼睛距离，则可能难以捕捉高质量的扫描。为了捕捉高质量扫描，用户可能需要将他或她的眼睛聚焦在极其接近于透镜的范围内。如果可以远到从扫描设备的透镜至用户的视网膜距离三英尺来捕捉良好质量的扫描，则将是有利的。

如果可以比用常规视网膜扫描仪捕捉视网膜血管的更宽图像，则将是有利的。如果更宽的图像包含比常规视网膜扫描更多的数据点，减少错误的正和负，则将是进一步有利的。

在一个实施例中，视网膜扫描仪采用红外光源来照亮视网膜而不是可见光。在一个实施例中，视网膜扫描仪可以是视频红外视网膜图像扫描仪（VIRIS）。视网膜扫描仪可以具有停在前额和脸颊上以完全覆盖眼睛周围的眼眶的可膨胀杯状套筒。这将视网膜扫描仪保持在接近眼睛的适当位置以限制视网膜扫描仪与要扫描的眼睛之间的任何移动。可膨胀杯还基本上阻挡所有可见光，允许瞳孔自然地放大以获得眼睛内部的更好的视图。

可以在具有正常照明的房间中执行用视网膜扫描仪的检查。此可膨胀套筒是一次性的，以防止扫描之间的污染。红外光被指引到自然放大的瞳孔中并借助于安装在能够在照相机透镜前面旋转的轮（“透镜轮”）上以使图像聚焦的透镜被聚焦，或者用安装在CCD照相机前面的自动聚焦透镜来自动地聚焦。

可以使用照相机来捕捉图像，诸如黑白CCD照相机、基于互补金属氧化物半导体的照相机或高分辨率照相机。在一个实施例中，可以使用可见光作为光源，然后，彩色CCD照相机捕捉图像。由照相机捕捉的多个图像构成视频信号。该视频信号然后被发送到观察者能够用来观察视网膜血管的图像的液晶显示屏，诸如高分辨率LCD屏幕。按下“静止图像捕捉开关”然后捕捉静止图像。

一旦捕捉了一段视频，则可以使用拇指轮来上下“滚动”遍历“已捕捉”图像附近的连续图像以将最好的图像隔离以进行分析。视频段可以包括例如单独的帧或图像。一旦识别了此图像，则使用视频传送机将其发送到膝上型计算机。在膝上型计算机中处理该图像以确定要配准的数据点。然后可以将此图像发送到FBI数据库以便与先前的扫描比较或发起专用于那个人的新文件。

更具体地，VIRIS由多个功能构成。第一功能是产生光以向眼睛中看。这可以用从直流电源或从锂离子电池电源接收功率的红外发光二极管（LED）（800～950 nm）来完成。使用可变电阻器通过调光器电路来改变安培数以改变LED的光输出。通过可调整正或负屈光度聚焦透镜使LED光聚焦以将光聚焦到眼睛内部的视网膜上。还可以使用自动聚焦透镜。

在一个实施例中，由收集红外（IR）光的黑白（BW）电荷耦合器件（CCD）照相机来捕捉直接图像。在另一实施例中，由收集可见光的彩色CCD照相机来捕捉直接图像。在另一实施例中，照相机可以是基于互补金属氧化物半导体（CMOS）的器件。由可以在软件中具体实施的流式视频转换器将视频图像从模拟信号转换成数字信号。如果使用数字CCD照相机，则不使用数字转换器。然后将数字信号发送到BW至彩色转换器以将黑/白图像转换成彩色。在一个实施例中，使用嵌在单元中的高速计算机处理器上的计算机代码来完成黑/白图像到彩色图像的转换。

在一个实施例中，使用在VIRIS侧面上的缩小/放大开关来调整数字变焦。然后在高分辨率液晶显示器（LCD）屏幕上显示此图像，诸如在VIRIS背面上的高分辨率（Hi-Res）LCD屏幕，以帮助检查员获得良好的扫描。一旦选择（捕捉）了图像，则可以通过使用拇指轮在时间线上滚动遍历与所捕捉的图像连续的图像并在LCD屏幕上观看它们来观看该图像。选择最好的图像并随后使用有线或无线视频传送机将其传送到膝上型计算机。

另一方面是计算机上的图像处理。视频传送机将所选的静止图像发送至膝上型计算机或计算机。然后，膝上型计算机上的软件操纵原始图像；调整对比度、白平衡、黑平衡、色彩饱和度和亮度。还可以使用软件用人工色彩来数字地增强视网膜血管以增强可视化。可以在连续检查访问时测量并比较来自扫描的图像。所有这些图像可以是例如DICOM标准和/或MPEG4标准图像。产生的图像和文件将与FBI数据库软件系统（SSL验证的）对接以允许数据的下载。到网络的连接可以是无线（使用WPA）或有线的。

在图1中，示出了根据本发明的实施例的无线视频红外视网膜图像扫描仪100。视频红外视网膜图像扫描仪100可以被检查员用来使眼睛的视网膜可视化并进行记录。视频红外视网膜图像扫描仪100通过把手被保持在检查员的眼睛的前面，并且然后朝着对象的眼睛向前移动，直至可见光被调整成在对象的眼睛内可视化为止。

视频红外视网膜图像扫描仪100具有光源116，其可以是诸如发光二极管（LED）的红外光源。在另一实施例中，光源是可见光源。在其它实施例中，光源116可以是电灯、汞蒸气灯、卤素灯或钨丝灯。光源116可以装配有滤波器以滤出可见光波长并使辐射的红外波长通过。光源116具有调光器开关112。可以由电源128来对光源116供电。电源128可以是电池，诸如可再充电锂离子电池、镍镉电池或碱性电池。

光源116发射在800～950 nm范围内且特别地在约945nm的辐射。调光器开关112控制由光源116（诸如由变阻器或放大器）发射的红外辐射的强度。可以由调光器控制旋钮114来控制调光器电路。检查员可以在检查期间操纵调光器控制旋钮114以增加或减少在病人的眼睛上流出的红外辐射的量。

在一个实施例中，光源116是发光二极管。由于发光二极管是电流器件，所以其照明的程度与流过发光二极管的电流的量而不是与发光二极管两端的电压降成比例。因此，当尝试控制从光源116发射的辐射的强度时，改变光源116两端的电压的电源可能不是高效或线性的。在一个实施例中，通过供应脉冲宽度方波以非常快速地开启和关断光源116来控制由光源116产生的辐射的强度。由于发光二极管具有非常快的开启时间，通常以毫微秒为单位来测量，所以通过改变供应给光源116的脉冲的宽度，能够改变从光源116发射的辐射的强度。

可以通过透镜106使来自红外发光二极管116的辐射朝着要检查的眼睛110聚焦。在一个实施例中，透镜106可以是可调整的正或负屈光度聚焦透镜。透镜106可以是变化功率的聚焦透镜146的轮中的多个透镜之一。可以旋转聚焦透镜146的轮以选择适当的透镜以进行检查。

视频红外视网膜图像扫描仪100可以装配有软封套108以包封要检查的眼睛110。软封套108可以是一次性的，以防止对象之间的污染。在一个实施例中，软封套108停留在前额和脸颊上以完全覆盖眼睛周围的眼眶，并防止环境或背景光干扰检查。通过透镜106来自红外发光二极管116的辐射还穿过软封套108而到达要检查的眼睛110。在一个实施例中，软封套108可以是可膨胀的。软封套108将视频红外视网膜图像扫描仪100保持在接近于要检查的眼睛110的稳定位置处，并限制视频红外视网膜图像扫描仪与要检查的眼睛110之间的移动，而不需要观察者接近对象。软封套108还允许瞳孔自然地扩大，以通过阻挡基本上所有周围的光来提供眼睛内部的更好视图。因此，在一个实施例中，可以在具有正常照明的房间中执行使用视频红外视网膜图像扫描仪100的眼睛检查。

在另一实施例中，视频红外视网膜图像扫描仪100被保持在与要检查的眼睛的一定距离处。在本实施例中，可以在变暗的房间中执行使用视频红外视网膜图像扫描仪100的眼睛检查。变暗的方法可以让眼睛自然地扩大。在一个实施例中，将视频红外视网膜图像扫描仪100保持在与要检查的眼睛的约3至6英寸的距离处。在另一实施例中，将视频红外视网膜图像扫描仪100保持在与要检查的眼睛的约6英寸至1英尺的距离处。在另一实施例中，将视频红外视网膜图像扫描仪100保持在与要检查的眼睛的达到3英尺的距离处。

由要检查的眼睛110反射的辐射通过透镜106并通过射束分离器104返回，并被诸如高分辨率照相机102的照相机102收集。在本实施例中，辐射穿过射束分离器104。在一个实施例中，可以将射束分离器104固定在适当的位置。在一个实施例中，辐射通过软封套108中的孔返回。

在一个实施例中，照相机102是电荷耦合器件。在另一实施例中，照相机102是基于互补金属－氧化物－半导体（CMOS）的器件或相反地运行、即收集光并将其转换成电信号的发光二极管阵列。照相机102可以是黑白照相机。也由电源128来对照相机102供电。

可以将自动聚焦透镜安装在照相机102前面以使从要检查的眼睛110返回的光聚焦。在另一实施例中，使用可见光来检查眼睛，并且在该情况下，可以由彩色照相机来捕捉图像。

照相机102捕捉由红外辐射形成的要检查的视网膜110的图像。由照相机102形成的要检查的视网膜110的图像的视频信号被流式视频转换器122从模拟信号转换成数字信号。在照相机102是诸如数字式电荷耦合器件的数字式照相机的情况下，不需要转换器。还可以在图像信号被转换成数字信号之后在诸如数字放大器120的放大器120中将视网膜的图像放大。

接下来，可以在黑白至彩色转换器124中将信号从黑白或灰度的转换成彩色的。在一个实施例中，黑白至彩色转换器124将电荷耦合器件的像素的强度映射成单独的色彩。将像素的强度映射成色彩可以包括在两个（或更多）像素之间内插像素强度或在边缘周围外插像素强度。

在一个实施例中，黑白至彩色转换器124产生灰度到适合于视网膜中的血管图案的色彩的映射。在本实施例中，黑白至彩色转换器124可以将眼睛的黑白图像归一化。可以用直方图归一化器将眼睛的图像归一化。将眼睛的图像归一化产生图像的均匀强度分布。黑白至彩色转换器124还可以使用边缘检测图像处理来识别眼睛的血管及其它结构。最后，在已经映射眼睛的图像之后，向眼睛的每个结构施加直接空间域强度变换，得到眼睛的彩色化图像。

然后将图像信号发送到屏幕118以便为观察者显示图像，使得观察者可以观察来自对象的眼睛内部的图像。在一个实施例中，操作图像，使得其在其被呈现给检查者时正面朝上且向前。在一个实施例中，屏幕118可以是高分辨率液晶显示屏幕。在另一实施例中，屏幕118可以是发光二极管阵列或等离子体显示屏。可以在屏幕118上安装透镜，诸如高的正或正的屈光度透镜。安装在屏幕118上的此类透镜可以将图像放大并限制聚焦在屏幕118上所需的适应性调节。

来自流式视频转换器122的图像信号还被发送到视频传送机126，其通过无线连接将图像传送到膝上型计算机134以进行文档编制和存储。在一个实施例中，视频传送机126将图像信号传送到被耦合到膝上型计算机134的视频接收机162。在一个实施例中，视频传送机126在800～1000 MHz范围内、诸如在916MHz进行传送。

在一个实施例中，视频传送机126将原始数字视频信号发送到膝上型计算机134。在本实施例中，膝上型计算机134具有单独的黑白至彩色转换器136以及实时视频捕捉138。实时视频捕捉138实时地捕捉视频信号并将其发送到黑白至彩色转换器136。膝上型计算机上的软件144可以用来通过捕捉原始图像、调整对比度、白平衡、黑平衡、色彩饱和度和亮度来操纵图像信号。可以将眼睛的单独图像“拼接”在一起以形成剪辑。也可以从图像逐渐形成三维图像。可以旋转或操纵三维图像，诸如在X、Y或Z轴中平移。也可以从单独的图像产生截面图像。在一个实施例中，通过显示在时间上紧密地一起拍摄的图像但是从略有不同的角度（由于例如照相机在检查期间的移动）来产生三维效果。

测量视网膜的图像并与存储在数据库中的图像相比较。在一个实施例中，图像符合XML、JPEG或DICOM标准。在另一实施例中，图像符合MPEG-4标准。由视频红外视网膜图像扫描仪100产生的图像和文件可以能够与任何政府或法律实施记录软件系统对接。可以允许通过网络将图像和相关数据下载到政府或法律实施记录系统。到网络的连接可以是无线或有线的。可以通过软件来允许对膝上型计算机上的图像的远程访问。

在图2中示出了根据本发明的实施例的有线视频红外视网膜图像扫描仪200。视频红外视网膜图像扫描仪200可以被检查员用来使眼睛的视网膜可视化并进行记录。视频红外视网膜图像扫描仪200位于检查员的眼睛的前面，并且然后朝着对象的眼睛向前移动，直至可见光被调整成在对象的眼睛内可视化为止。

视频红外视网膜图像扫描仪200具有光源26，其可以是诸如发光二极管（LED）的红外光源。在另一实施例中，光源是可见光源。在其它实施例中，光源216可以是电灯、汞蒸气灯、卤素灯或钨丝灯。光源216可以装配有滤波器以滤出可见光波长并使辐射的红外波长通过。光源216具有调光器开关212。可以由电源228来对光源216供电。电源228可以是电池，诸如可再充电锂离子电池、镍镉电池或碱性电池。

光源216发射在800～950 nm范围内且特别地在约945nm的辐射。调光器开关212控制由光源216（诸如由变阻器或放大器）发射的红外辐射的强度。可以由调光器控制旋钮214来控制调光器电路。检查员可以在检查期间操纵调光器控制旋钮214以增加或减少在病人的眼睛上流出的红外辐射的量。

在一个实施例中，光源216是发光二极管。由于发光二极管是电流器件，所以其照明的程度与流过发光二极管的电流的量而不是与发光二极管两端的电压降成比例。因此，当尝试控制从光源216发射的辐射的强度时，改变光源216两端的电压的电源可能不是高效或线性的。在一个实施例中，通过供应脉冲宽度方波以非常快速地开启和关断光源216来控制由光源216产生的辐射的强度。由于发光二极管具有非常快的开启时间，通常以毫微秒为单位来测量，所以通过改变供应给光源216的脉冲的宽度，能够改变从光源216发射的辐射的强度。

可以通过透镜206使来自红外发光二极管212的辐射朝着要检查的眼睛210聚焦。在一个实施例中，透镜206可以是可调整的正或负屈光度聚焦透镜。透镜206可以是变化功率的聚焦透镜246的轮中的多个透镜之一。可以旋转聚焦透镜246的轮以选择适当的透镜以进行检查。

视频红外视网膜图像扫描仪200可以装配有软封套208以包封要检查的眼睛210。软封套208可以是一次性的，以防止对象之间的污染。在一个实施例中，软封套208停留在前额和脸颊上以完全覆盖眼睛周围的眼眶，并防止环境或背景光干扰检查。通过透镜206来自红外发光二极管216的辐射还穿过软封套208而到达要检查的眼睛210。在一个实施例中，软封套208可以是可膨胀的。软封套208将视频红外视网膜图像扫描仪200保持在接近于要检查的眼睛210的稳定位置处，并限制视频红外视网膜图像扫描仪与要检查的眼睛210之间的移动，而不需要观察者接近对象。软封套208还允许瞳孔自然地扩大，以通过阻挡基本上所有周围的光来提供眼睛内部的更好视图。因此，在一个实施例中，可以在具有正常照明的房间中执行使用视频红外视网膜图像扫描仪200的眼睛检查。

在另一实施例中，视频红外视网膜图像扫描仪200被保持在与要检查的眼睛的一定距离处。在本实施例中，可以在变暗的房间中执行使用视频红外视网膜图像扫描仪200的眼睛检查。变暗的方法可以让眼睛自然地扩大。在一个实施例中，将视频红外视网膜图像扫描仪200保持在与要检查的眼睛的约3至6英寸的距离处。在另一实施例中，将视频红外视网膜图像扫描仪200保持在与要检查的眼睛的约6英寸至2英尺的距离处。在另一实施例中，将视频红外视网膜图像扫描仪200保持在与要检查的眼睛的达到3英尺的距离处。

由要检查的眼睛210反射的辐射通过透镜206并通过射束分离器204返回，并被诸如高分辨率照相机202的照相机202收集。在本实施例中，辐射穿过射束分离器204。在一个实施例中，可以将射束分离器204固定在适当的位置。在一个实施例中，辐射通过软封套208中的孔返回。

在一个实施例中，照相机202是电荷耦合器件。在另一实施例中，照相机202是基于互补金属－氧化物－半导体（CMOS）的器件或相反地运行、即收集光并将其转换成电信号的发光二极管阵列。照相机202可以是黑白照相机。也由电源228来对照相机202供电。

照相机202可以是黑白照相机。在另一实施例中，使用可见光来检查眼睛，并且在该情况下，可以由彩色照相机来捕捉图像。可以将自动聚焦透镜安装在照相机202前面以使从要检查的眼睛210返回的光聚焦。

照相机202捕捉由红外辐射形成的要检查的视网膜210的图像。由照相机202形成的要检查的视网膜210的图像的视频信号被流式视频转换器222从模拟信号转换成数字信号。在照相机202是诸如数字式电荷耦合器件的数字式照相机的情况下，不需要转换器。还可以在图像信号被转换成数字信号之后在诸如数字放大器220的放大器220中将视网膜的图像放大。接下来，可以在黑白至彩色转换器224中将图像信号从黑白或灰度的转换成彩色的。黑白至彩色224可以以与图1所示的黑白至彩色转换器104类似的方式工作。也就是说，可以将红外范围内的波长分量缩放预定的量，使得可见光范围内的波长被替代地映射。

然后将图像信号发送到屏幕218以便为观察者显示图像，使得观察者可以观察来自对象的眼睛内部的图像。在一个实施例中，屏幕218可以是高分辨率液晶显示屏幕。在另一实施例中，屏幕218可以是发光二极管阵列或等离子体显示屏。在一个实施例中，操作图像，使得其在其被呈现给检查者时正面朝上且向前。可以在屏幕218上安装透镜，诸如高的正或正的屈光度透镜。安装在屏幕218上的此类透镜可以将图像放大并限制聚焦在屏幕218上所需的适应性调节。

还可以通过有线连接232将来自流式视频转换器222的图像信号发送到膝上型计算机234以进行文档编制和存储。在一个实施例中，连接232是通用串行总线。在一个实施例中，将原始数字视频信号发送到膝上型计算机234。在本实施例中，膝上型计算机234具有单独的黑白至彩色转换器236以及实时视频捕捉238。实时视频捕捉238实时地捕捉视频信号并将其发送到黑白至彩色转换器236。膝上型计算机上的软件244可以用来通过捕捉原始图像、调整对比度、白平衡、黑平衡、色彩饱和度和亮度来操纵图像信号。可以将眼睛的单独图像“拼接”在一起以形成剪辑。也可以从图像逐渐形成三维图像。可以旋转或操纵三维图像，诸如在X、Y或Z轴中平移。也可以从单独的图像产生截面图像。在一个实施例中，通过显示在时间上紧密地一起拍摄的图像但是从略有不同的角度（由于例如照相机在检查期间的移动）来产生三维效果。

测量视网膜的图像并与存储在数据库中的图像相比较。在一个实施例中，图像符合XML、JPEG或DICOM标准。在另一实施例中，图像符合MPEG-4标准。由视频红外视网膜图像扫描仪200产生的图像和文件可以能够与任何政府或法律实施记录软件系统对接。可以允许通过网络将图像和相关数据下载到政府或法律实施记录系统。到网络的连接可以是无线或有线的。可以通过软件来允许对膝上型计算机上的图像的远程访问。

在一个实施例中，可以将由红外视网膜图像扫描仪200拍摄的图像存储在内部存储器芯片上，诸如SD卡226。在一个实施例中，红外视网膜图像扫描仪200可以是可通过通用串行总线（USB）连接230或通过网络再充电的。

在图3中示出供红外视网膜图像扫描仪使用的射线图。如在图3中可以看到的，源自于LED光源310的红外辐射被射束分离器318朝着眼睛308改向。改向射束被计数314。红外辐射的改向射束314到达眼睛308并被从眼睛308反射成为射束312。射束312再次穿过射束分离器318成为射束316，并且还在到达照相机302之前穿过聚焦透镜304。来自LED光源310的某些红外辐射通过射束分离器318并到达光接收器（light sink）306。

在图4中示出供红外视网膜图像扫描仪使用的射线图。如在图4中可以看到的，源自于光源410的红外辐射被射束分离器418朝着眼睛408改向。改向射束被计数414。改向射束414可以或者可以不通过被检查员保持在眼睛408前面的手持式透镜424。改向射束414到达眼睛408并被从眼睛408朝着手持式透镜424反射成为射束412。手持式透镜424被检查员用来使光聚焦在眼睛408上，并且在检查中为八个。射束412通过手持式透镜424成为射束416并聚焦在照相机透镜404上。在手持式透镜424与照相机透镜404之间形成视网膜408的虚拟图像。射束416通过照相机透镜404并被照相机402收集。来自照相机402的信号被分布到两个显示屏420，在其前面可以放置透镜422。眼睛408的图像被显示在屏幕422上并被检查员观看。

在图5中示出了根据本发明的实施例的视网膜扫描的过程。在第一操作502中，提供红外光源。然后，该过程移动至操作504，其中，从红外光源朝着射束分离器发射红外辐射。然后，该过程移动至操作506，其中，红外辐射被射束分离器反射通过聚焦透镜。然后，该过程移动至操作508，其中，红外辐射被聚焦透镜聚焦在视网膜上。然后，该过程移动至操作510，其中，通过射束分离器被视网膜反射的辐射被照相机收集。然后，该过程移动至操作512，其中，由照相机基于所收集的辐射来产生表示视网膜图像的图像信号。然后，该过程移动至操作514，其中，从图像信号中选择所述多个视网膜图像之一以进行显示。然后，该过程移动至操纵516，其中，在显示器上显示视网膜的所选图像。然后，该过程移动至操作518，其中，将所选视网膜图像与存储在数据库中的多个视网膜图像中的至少一个相比较。然后，该过程移动至操作520，其中，选择与所选视网膜匹配的存储在数据库中的所述多个视网膜图像之一。然后，该过程移动至操作522，其中，匹配的视网膜图像连同所选视网膜图像一起被显示在显示器上。

虽然已经示出并描述了本发明的几个优选实施例，但本领域的技术人员应认识到在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以在这些实施例中进行修改，在权利要求及其等价物中限定本发明的范围。

Claims (12)

1. 一种视网膜图像扫描仪，包括：

红外光源、通过多个聚焦透镜之一将来自光源的红外辐射反射到视网膜的射束分离器、收集通过射束分离器被视网膜反射的辐射的照相机、基于所收集的辐射从照相机接收原始信号的模数转换器，所述模数转换器将原始信号转换成数字信号、将数字信号处理成视频信号的流式视频转换器、和基于视频信号来显示视网膜的图像的视频监视器；

所述视网膜图像扫描仪还包括视频传送机，所述视频传送机通过网络向计算机传送视频信号，所述计算机从视频信号提取多个图像；

比较器，其将所述多个图像中的至少一个与多个存储图像中的至少一个相比较；以及

选择器，其选择与所述多个图像中的所述一个匹配的所述多个存储图像之一。

2. 权利要求1的视网膜图像扫描仪，其中，所述视频监视器包括高分辨率液晶显示屏。

3. 权利要求1的视网膜图像扫描仪，其中，所述光源还包括变阻器调光器电路、红外滤波器和聚焦透镜，所述红外滤波器基本上阻挡可见光和紫外线辐射，并且所述聚焦透镜将来自光源的红外辐射聚焦在射束分离器上。

4. 权利要求1的视网膜图像扫描仪，还包括向光源供应功率的锂离子电池电源。

5. 权利要求1的视网膜图像扫描仪，其中，所述网络选自由有线网络和无线网络构成的组。

6. 权利要求1的视网膜图像扫描仪，其中，所述计算机包括：

从视频信号捕捉图像的实时视频捕捉、将图像转换成彩色的黑白至彩色转换器、3D渲染软件、和消息传递系统。

7. 权利要求1的视网膜图像扫描仪，还包括将数字信号的多个波长缩放成彩色信号的黑白至彩色转换器，其中，所述流式视频转换器将彩色信号处理成视频信号。

8. 一种扫描视网膜图像的方法，包括：

提供红外光源；

从所述红外光源朝着射束分离器发射红外辐射；

用射束分离器来反射红外辐射通过聚焦透镜； 

用聚焦透镜使红外辐射聚焦在视网膜上； 

在照相机处通过射束分离器来收集由视网膜反射的辐射； 

基于所收集的辐射用照相机来产生表示多个视网膜图像的图像信号； 

从图像信号中选择所述多个视网膜图像之一以进行显示； 

在显示器上显示所选视网膜图像； 

将所选视网膜图像与存储在数据库中的多个视网膜图像之一相比较； 

选择与所选视网膜图像匹配的存储在数据库中的所述多个视网膜图像之一；以及 

将所述匹配的视网膜图像之一连同所选视网膜图像一起显示在显示器上。

9. 权利要求8的扫描视网膜图像的方法，还包括

将图像信号转换成彩色信号；以及 

在显示器上显示多个彩色视网膜图像。

10. 权利要求8的扫描视网膜图像的方法，还包括将红外光源保持在距视网膜3至6英寸的距离处。

11. 权利要求8的扫描视网膜图像的方法，还包括将红外光源保持在距视网膜6英寸至1英尺的距离处。

12. 权利要求8的扫描视网膜图像的方法，还包括将红外光源保持在距视网膜达到3英尺的距离处。

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