CN103413126A

CN103413126A - 虹膜采集装置

Info

Publication number: CN103413126A
Application number: CN2013103981211A
Authority: CN
Inventors: 季佳平; 彭程; 马淑媛
Original assignee: Beijing Techshino Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen cool Intelligent Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: CN103413126B; WO2015032270A1

Abstract

本发明公开了一种虹膜采集装置。该虹膜采集装置包括：凹面镜，反射面朝向目标虹膜；摄像头透镜，设置在凹面镜的镜后，用于采集处于采集区域内的目标虹膜的虹膜信息；以及成像传感器，用于对通过摄像头透镜传输的表示虹膜信息的红外光进行成像。通过本发明，解决了现有技术中进行虹膜图像采集时间长成本高的问题，进而达到了缩短人眼定位所需的调整时间、准确定位人眼位置和降低虹膜采集装置成本的效果。

Description

虹膜采集装置

技术领域

本发明涉及图像采集领域，具体而言，涉及一种虹膜采集装置。

背景技术

虹膜图像采集需要先将待识别的人眼对准摄像头，调整人眼位置，使之进入采集区域，才能采集到质量较高较清晰的图片，为便于调整人眼位置，一般的摄像头前面会放置用于人眼定位的平面镜反馈装置，利用平面镜定位人眼位置虽然直观，但是用户很难通过平面镜找到自身眼睛距离镜头多远时才进入图像采集的有效区域，人眼位置调整时间较长，用户需要尽量适应设备，用户体验差，为了缩短调整时间，目前的解决方案，要么通过物理方式定位用户距离，要么结构复杂、成本高。

针对相关技术中进行虹膜图像采集时间长成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种虹膜采集装置，以解决现有技术中进行虹膜图像采集时间长成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种虹膜采集装置，包括：凹面镜，反射面朝向目标虹膜；摄像头透镜，设置在凹面镜的镜后，用于采集处于采集区域内的目标虹膜的虹膜信息；以及成像传感器，用于对通过摄像头透镜传输的表示虹膜信息的红外光进行成像。

进一步地，凹面镜为圆形或椭圆形，虹膜采集装置还包括：平面镜，具有通孔，通孔的形状与凹面镜的形状相同，其中，凹面镜设置在所述通孔内，并贴紧平面镜。

进一步地，凹面镜为圆形或椭圆形，虹膜采集装置还包括：平面镜，平面镜为半反半透平面镜，并且平面镜反射面的面积大于凹面镜反射面的面积，其中，凹面镜设置在平面镜的反射面上。

进一步地，虹膜采集装置还包括：外壳，敷设在平面镜的反射面上，外壳具有蜂窝孔，或外壳朝向目标虹膜的表面上具有网格标识。

进一步地，R1:R2=1.25:1，其中，R1为平面镜的半径，R2为凹面镜的半径，或者R1为平面镜的长轴长度，R2为凹面镜的长轴长度。

进一步地，虹膜采集装置还包括：第一滤光片，敷设在凹面镜的反射面上，用于透过红外光，其中，成像传感器设置在摄像头透镜的出光侧，并且成像传感器的中心、凹面镜的光心和摄像头透镜的光心位于同一直线上。

进一步地，虹膜采集装置还包括：第二滤光片，设置在摄像头透镜的出光侧，用于反射红外光，其中，成像传感器用于对第二滤光片反射的红外光进行成像，凹面镜的光心和摄像头透镜的光心位于同一直线上。

进一步地，虹膜采集装置还包括：红外光源，出光侧朝向目标虹膜。

进一步地，第一角度θ满足：5°<θ<10°，其中，第一角度θ为红外光源与目标虹膜之间的连线相对水平面的锐角。

进一步地，虹膜采集装置还包括：指示灯，用于在目标虹膜处于采集区域内的情况下，显示第一颜色，以及在目标虹膜未处于采集区域内的情况下，显示第二颜色，其中，第一颜色和第二颜色为不同的颜色。

本发明采用以下结构的虹膜采集装置：凹面镜，反射面朝向目标虹膜；摄像头透镜，设置在凹面镜的镜后，用于采集处于采集区域内的目标虹膜的虹膜信息；以及成像传感器，用于对通过摄像头透镜传输的表示虹膜信息的红外光进行成像。通过在摄像头透镜前设置凹面镜，一旦目标虹膜处于采集区域内，则可以通过凹面镜形成放大的虹膜图像，以便用户快速准确地进行人眼定位，进而通过摄像头透镜采集虹膜信息，并通过成像传感器进行成像，由于利用凹面镜所成的放大的虹膜图像能够快速准确地进行人眼定位，并且凹面镜的成本较低，因此解决了现有技术中进行虹膜图像采集时间长成本高的问题，进而达到了缩短人眼定位所需的调整时间、准确定位人眼位置和降低虹膜采集装置成本的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的虹膜采集装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的虹膜采集装置凹面镜的成像原理图；

图3是根据本发明第一实施例的虹膜采集装置的示意图；

图4a利用图3中的虹膜采集装置进行人眼初步定位的定位示意图；

图4b利用图3中的虹膜采集装置进行人眼精确定位的定位示意图；

图5a和图5b是根据本发明第一实施例的虹膜采集装置中外壳的两种示意图；以及

图6是根据本发明第二实施例的虹膜采集装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种虹膜采集装置，以下对本发明实施例所提供的虹膜采集装置进行具体介绍，图1是根据本发明实施例的虹膜采集装置的示意图，如图1所示，该实施例的虹膜采集装置主要包括凹面镜B、摄像头透镜D和成像传感器E，其中：

凹面镜B的反射面朝向目标虹膜A，该凹面镜B可以为圆形，也可以为椭圆形，当用户需要通过虹膜采集装置进行人眼信息采集时，可以利用凹面镜B的成像原理进行人眼定位，图2中示出了凹面镜B的成像原理，如图2所示，当物体10距离凹面镜B的物距S小于凹面镜B的焦距F时，通过凹面镜B得到物体10的正立放大虚像20，因而，用户可以根据眼睛在凹面镜B上所成的正立放大的虚像来调整眼睛位置，实现快速正确的眼睛定位。

摄像头透镜D设置在凹面镜B的镜后，用于采集处于采集区域内的目标虹膜的虹膜信息，具体地，用户通过凹面镜B正确地进行眼睛定位后，其眼睛即相应地进入采集区域内，摄像头透镜D即可进行虹膜信息的采集。

成像传感器E用于对通过摄像头透镜D传输的表示虹膜信息的红外光进行成像，图1中L表示目标虹膜A与凹面镜B的光心之间的距离，d表示凹面镜B的光心与摄像头透镜D的光心之间的距离。

上述虹膜采集装置进行信息采集的原理为：当L<凹面镜B的焦距f，且L+d在摄像头透镜D可清晰成像的物距范围内时，说明目标虹膜处于采集区域内，即u1<L+d<u2时，可以采集到清晰的人眼图像，其中，u1和u2代表摄像头透镜D可清晰成像的物距范围，u1是最小距离，u2是最大距离。

本发明实施例的虹膜采集装置，通过在摄像头透镜前设置凹面镜，一旦目标虹膜处于采集区域内，则可以通过凹面镜形成放大的虹膜图像，以便用户快速准确地进行人眼定位，进而通过摄像头透镜采集虹膜信息，并通过成像传感器进行成像，由于利用凹面镜所成的放大的虹膜图像能够快速准确地进行人眼定位，并且凹面镜的成本较低，因此解决了现有技术中进行虹膜图像采集时间长成本高的问题，进而达到了缩短人眼定位所需的调整时间、准确定位人眼位置和降低虹膜采集装置成本的效果。

图3是根据本发明第一优选实施例的虹膜采集装置的示意图，如图3所示，该优选实施例的虹膜采集装置还可以包括平面镜H，该平面镜H既可以是中间具有通孔的普通平面镜，还可以是半反半透平面镜，对于具有通孔结构的平面镜H来说，通孔的形状与凹面镜B的形状相同，该凹面镜B设置在平面镜H的通孔内，并贴紧平面镜H，即，二者相匹配，对应凹面镜B为圆形的情况，平面镜H的通孔即为圆孔，对应凹面镜B为椭圆形的情况，平面镜H的通孔即为椭圆孔。对于半反半透的平面镜H来说，该平面镜H反射面的面积大于凹面镜B反射面的面积，凹面镜B设置在平面镜H的反射面上。在本发明实施例中，可以设置平面镜H和凹面镜B的大小满足以下关系：R1:R2=1.25:1，其中，R1为平面镜H的半径，R2为凹面镜B的半径，或者R1为平面镜H的长轴长度，R2为凹面镜B的长轴长度。

凹面镜虽然可以解决距离问题，但在人眼偏离凹面镜光轴的情况下，人眼在凹面镜中无法成像，用户不清楚应该如何调整眼睛的上下左右的位置，找准拍摄位置还是有困难，为解决这个问题，该第一优选实施例中将平面镜与凹面镜结合，选择半反半透平面镜与凹面镜，平面镜用于人眼及眼周的粗定位，定位效果如图4a所示，图中S_H表示平面镜区域，S_B表示凹面镜区域，凹面镜用于虹膜成像的准确定位，定位效果如图4b所示，这样，就可以快速准确的定位用户眼睛并采集图像，进一步缩短了人眼定位所需的调整时间。

优选地，本发明实施例的虹膜采集装置还包括敷设在平面镜H的反射面上的外壳，图5a和图5b中示意性示出了两种本发明实施例中外壳的结构示意图：

如图5a所示，外壳具有蜂窝孔，即，外壳为蜂窝状外壳，使人眼所在位置更加直观，蜂窝眼排列可以根据平面圆环的大小自行设计，但圆孔要足够大，且疏密有致，图5a中示意性示出了本发明实施例所提供的蜂窝状外壳：在平面圆环的上下左右四个部位排列四个足够大的圆孔即可。

如图5b所示，外壳朝向目标虹膜的表面上具有网格标识，具体地，该网络标识可以是丝印暗格，用来显示人眼轮廓，给人眼图像找一种容易对齐的标尺，暗格对人眼的影响较小，可以增加用户的舒适度。分割的暗格的大小可以根据需要自行设计。

通过设置上述具有上述结构的外壳，实现了在进行人眼定位时，方便用户找到合适的参照物快速准确地调整人眼位置，同样达到了缩短人眼定位所需调整时间的目的。

优选地，本发明实施例的虹膜采集装置还包括红外光源G，该红外光源G的出光侧朝向目标虹膜，红外光源G为红外补光灯，用于产生红外光，并且红外光源G的出光点与凹面镜B的光心位于同一竖直线上，为进一步保证补光效果，第一角度θ满足：5°<θ<10°，其中，第一角度θ为红外光源G与目标虹膜之间的连线相对水平面的锐角。

在本发明实施例中，红外光源G可以是能够产生850nm波长的补光灯，该红外光源G可以设置在平面镜的下侧、左侧或者右侧。具体地，对于图5a中示出的外壳的情况，可以放置在外壳的蜂窝眼处放置红外光源G，对于图5b中示出的外壳的情况，可以在平面镜下的适当位置设置红外光源G。

通过设置满足5°<θ<10°的红外光源G，达到了避免戴眼镜或者墨镜进行人眼采集产生的反光以及光斑噪声的目的，进而提高后续进行虹膜信息采集的准确度。

进一步地，本发明实施例的虹膜采集装置还包括指示灯F，该指示灯F用于在目标虹膜处于采集区域内的情况下，显示第一颜色，以及在目标虹膜未处于采集区域内的情况下，显示第二颜色，其中，第一颜色和第二颜色为不同的颜色，在本发明实施例中，第一颜色可以为绿色，第二颜色可以为红色。该指示灯F可以朝向目标虹膜设置，不同颜色表示人眼位置对准的不同状态，例如，红色灯亮，表示人眼未进入拍摄区内，绿色灯亮，表示检测到完整清晰人眼，即，位置合适，可以采集，达到直观地提示用户是否可以进行采集的效果。

更优选地，本发明实施例的虹膜采集装置还包括第一滤光片C1，该滤光片C1敷设在凹面镜B的反射面上，用于滤去可见光，透过红外光，即，在本发明第一优选实施例中，第一滤光片C1作为滤光镜，用于过滤可见光，透射红外光，其中，成像传感器E设置在摄像头透镜D的出光侧，并且成像传感器E的中心、凹面镜B的光心和凸透镜D的光心位于同一直线上。

通过设置第一滤光片C1对可见光进行过滤，避免了可见光在虹膜成像过程中干扰，达到了提高虹膜信息成像的精确度。

图6是根据本发明第二优选实施例的虹膜采集装置的示意图，如图6所示，该第二优选实施例的虹膜采集装置与图3中示出的第一优选实施例的虹膜采集装置相比，二者区别在于，在本发明第二优选实施例的虹膜采集装置中，包括第二滤光片C2，该第二滤光片C2设置在摄像头透镜D的出光侧，用于反射红外光，即，在本发明第二优选实施例中，第二滤光片C2作为分光镜，用于将可见光和红外光分开，反射红外光，成像传感器E用于对滤光片C2反射的红外光进行成像，凹面镜B的光心和凸透镜D的光心位于同一直线上。

该第二优选实施例的虹膜采集装置同样能够达到利用平面镜进行初步定位，快速确定人眼是否在拍摄区内，辅助凹面镜成像，使人眼定位更加快速准确。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了快速准确地进行人眼定位，缩短人眼定位所需的调整时间，提高定位人眼位置准确度的效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种虹膜采集装置，其特征在于，包括：

凹面镜（B），反射面朝向目标虹膜；

摄像头透镜（D），设置在所述凹面镜（B）的镜后，用于采集处于采集区域内的所述目标虹膜的虹膜信息；以及

成像传感器（E），用于对通过所述摄像头透镜（D）传输的表示所述虹膜信息的红外光进行成像。

2.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述凹面镜（B）为圆形或椭圆形，所述虹膜采集装置还包括：

平面镜（H），具有通孔，所述通孔的形状与所述凹面镜（B）的形状相同，

其中，所述凹面镜（B）设置在所述通孔内，并贴紧所述平面镜（H）。

3.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述凹面镜（B）为圆形或椭圆形，所述虹膜采集装置还包括：

平面镜（H），所述平面镜（H）为半反半透平面镜，并且所述平面镜（H）反射面的面积大于所述凹面镜（B）反射面的面积，

其中，所述凹面镜（B）设置在所述平面镜（H）的反射面上。

4.根据权利要求2或3所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述虹膜采集装置还包括：

外壳，敷设在所述平面镜（H）的反射面上，所述外壳具有蜂窝孔，或所述外壳朝向所述目标虹膜的表面上具有网格标识。

5.根据权利要求2或3所述的虹膜采集装置，其特征在于，R1:R2=1.25:1，其中，R1为所述平面镜（H）的半径，R2为所述凹面镜（B）的半径，或者R1为所述平面镜（H）的长轴长度，R2为所述凹面镜（B）的长轴长度。

6.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述虹膜采集装置还包括：

第一滤光片（C1），敷设在所述凹面镜（B）的反射面上，用于透过所述红外光，

其中，所述成像传感器（E）设置在所述摄像头透镜（D）的出光侧，并且所述成像传感器（E）的中心、所述凹面镜（B）的光心和所述摄像头透镜（D）的光心位于同一直线上。

7.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述虹膜采集装置还包括：

第二滤光片（C2），设置在所述摄像头透镜（D）的出光侧，用于反射所述红外光，

其中，所述成像传感器（E）用于对所述第二滤光片（C2）反射的红外光进行成像，所述凹面镜（B）的光心和所述摄像头透镜（D）的光心位于同一直线上。

8.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述虹膜采集装置还包括：

红外光源（G），出光侧朝向所述目标虹膜。

9.根据权利要求8所述的虹膜采集装置，其特征在于，

第一角度θ满足：5°<θ<10°，其中，所述第一角度θ为所述红外光源（G）与所述目标虹膜之间的连线相对水平面的锐角。

10.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述虹膜采集装置还包括：

指示灯（F），用于在所述目标虹膜处于所述采集区域内的情况下，显示第一颜色，以及在所述目标虹膜未处于所述采集区域内的情况下，显示第二颜色，其中，所述第一颜色和所述第二颜色为不同的颜色。