CN104615975B - 移动终端及其静脉识别装置 - Google Patents

Abstract

一种静脉识别装置用于识别手指静脉。静脉识别装置包括光源、反射件及红外摄像头。反射件设于光源的一侧，红外摄像头设于反射件远离光源的一侧，红外摄像头与光源相对设置。光源的光线出射形成投射光束，投射光束投射于手指静脉上，经手指静脉反射形成入射光束，入射光束入射于反射面上，入射光束经反射面反射形成成像光束，成像光束入射到红外摄像头内，将手指静脉成像。上述静脉识别装置的入射光束与成像光束的传播方向不同，避免光源、反射件及红外摄像头在一个方向堆积，可以减小静脉识别装置的厚度。还提供一种移动终端。

Description

移动终端及其静脉识别装置

技术领域

本发明涉及一种生物识别装置，特别是涉及移动终端及其静脉识别装置。

背景技术

静脉识别是生物识别的一种。静脉识别系统首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值，通过红外摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像，将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，将特征值存储。静脉比对时，实时采取静脉图，提取特征值，运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，同存储在主机中静脉特征值比对，采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。人体手指静脉识别属于新兴的生物特征识别技术，它作为重要的身份鉴别特征，具有唯一性、稳定性、可采集性以及非侵犯性等特点。

随着移动终端支付功能的发展，移动终端的安全性有较高的要求。将人体手指静脉识别技术应用于移动终端，可大大增强移动终端的安全性。基于手指静脉的生物识别技术，比指纹识别更安全可靠，具有相当大的潜力和重要的推广价值。但是，目前在移动终端的静脉识别技术中，手指静脉识别模块的厚度比较大，不易在手机上实现。

发明内容

基于此，有必要提供一种厚度较小的移动终端及其静脉识别装置。

一种静脉识别装置，用于识别手指静脉，包括光源、反射件及红外摄像头，所述反射件设于所述光源的一侧，所述红外摄像头设于所述反射件远离所述光源的一侧，所述红外摄像头与所述光源相对设置；

所述光源的光线出射形成投射光束，所述投射光束投射于所述手指静脉上，经所述手指静脉反射形成入射光束，所述入射光束入射于所述反射面上，所述入射光束经所述反射面反射形成成像光束，所述成像光束入射到所述红外摄像头内，将所述手指静脉成像。在其中一个实施例中，所述红外摄像头的光轴与所述反射面之间的夹角为45度，所述入射光束以45度角入射于所述反射面上，所述入射光束经所述反射面反射以45度出射。

在其中一个实施例中，所述反射件为直角棱镜，所述直角棱镜的斜边所在的平面为所述反射面，所述反射面上镀有反射层。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述光源为LED光源，所述LED光源的光照强度可调。

在其中一个实施例中，还包括底座，所述底座开设用于收容所述光源的光源槽，所述光源槽开设有用于透光的狭缝，所述光源的光线经过所述狭缝形成所述投射光束。

在其中一个实施例中，所述LED光源为多个，所述LED光源沿所述狭缝的延伸方向分布。

在其中一个实施例中，所述狭缝靠近所述反射件的一侧朝向所述底座的外侧设有凸起，所述凸起用于定位所述手指的位置。

在其中一个实施例中，还包括透红外滤光片，所述透红外滤光片设于所述反射件靠近所述手指的一侧，所述透红外滤光片用于过滤所述入射光束。

在其中一个实施例中，还包括透镜组，所述透镜组设于所述红外摄像头靠近所述反射面的一侧，所述透镜组用于对所述成像光束进行调焦，以使所述成像光束成像于所述红外透镜上。

一种移动终端，包括本体及上述的静脉识别装置，所述本体开设有收容槽，所述静脉识别装置收容于所述收容槽内。

上述静脉识别装置通过光源出射形成投射光束，投射光束投射于手指静脉上，经手指静脉反射形成入射光束。入射光束入射于反射面上，入射光束经反射面反射形成成像光束。成像光束入射到红外摄像头内，将手指静脉成像。入射光束与成像光束的传播方向不同，避免光源、反射件及红外摄像头在一个方向堆积，可以减小静脉识别装置的厚度。

上述移动终端中，由于静脉识别装置的厚度较小，则收容槽的深度较小，从而较小厚度的本体即可完成静脉识别装置的安装。上述移动终端的厚度较小，满足移动终端变薄的发展趋势，有利于静脉识别技术在移动终端上进行应用。

附图说明

图1为本实施方式的移动终端的爆炸图；

图2为图1所示的移动终端的静脉识别装置的光路图；

图3为传统静脉识别装置采集得到的手指静脉图像；

图4为图1所示的移动终端的静脉识别装置采集得到的手指静脉图像；

图5为图1所示的移动终端的静脉识别装置的使用状态图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实施方式的移动终端10包括本体11及静脉识别装置100。本体11开设有收容槽12，静脉识别装置100收容于收容槽12内。可以理解，根据移动终端10用户的使用方便或者使用习惯，可以将上述静脉识别装置100按水平方向、垂直方向或其它角度或位置进行放置。

本实施方式的静脉识别装置100用于识别手指静脉30。静脉识别装置100包括光源110、反射件130及红外摄像头150。

请同时参阅图2，光源110设于反射件130的一侧。红外摄像头150设于反射件130远离光源110的一侧，红外摄像头150与光源110相对设置。光源110的光线出射形成投射光束21。投射光束21投射于手指静脉30上，经手指静脉30反射形成入射光束22。入射光束22入射于反射面上，入射光束22经反射面反射形成成像光束23。成像光束23入射到红外摄像头150内，将手指静脉30成像。为方便说明，现规定成像光束23所在的方向为X轴方向，入射光束22所在的方向为Y轴方向，垂直于入射光束22及成像光束23为Z轴方向。

上述静脉识别装置100，入射光束22与成像光束23的传播方向不同，光源110与红外摄像头150不在同一直线上，可以减小静脉识别装置100沿Y方向的厚度。静脉识别装置100的厚度较小，则收容槽12的深度较小，从而较小厚度的本体11即可完成静脉识别装置100的安装。本实施方式的移动终端10的沿Y方向厚度较小，满足移动终端10变薄的发展趋势，有利于静脉识别技术在移动终端10上进行应用。

具体在本实施方式中，光源110为LED光源，LED光源的光照强度可调。并且，LED光源为多个。LED光源串联有可变电阻(图未示)，通过调节可变电阻的阻值，以改变LED光源的光照强度。可以理解，在其他实施方式中，改变LED光源的光照强度，还可以调节每个LED光源的电压。

静脉识别装置100还包括底座120。底座120开设用于收容光源110的光源槽121。具体在本实施方式中，底座120为不透明材料制成。静脉识别装置100还包括光源槽盖体122，光源槽盖体122的横截面与光源槽121的横截面的形状相同。光源槽121的一端为开口端，光源110从开口端进入光源槽121，光源槽盖体122密封开口端。光源槽盖体122密封光源槽121，使光源110定位于光源槽121内。

光源槽121沿Z轴方向开设有狭缝123。狭缝123为狭长形，狭缝123的延伸方向垂直于入射光束22所在的方向及成像光束23所在的方向。多个LED光源沿狭缝123的延伸方向分布。光源110的光线经过狭缝123形成投射光束21。投射光束21为狭长形。狭长形的投射光束21照射于手指静脉30上，则经手指静脉30反射出去的入射光束22也为狭长形。

由于手指关节处更容易透光，使用传统的静脉识别装置100会使得由红外摄像头150采集的手指静脉图中关节处的亮度会较大，导致手指静脉30图的亮度不均匀，请参阅图3，影响后续手指静脉30识别的图像处理。具体在本实施方式中，由于LED光源的亮度可以调节，根据手指关节的位置调节LED光源的强度，则狭长形的投射光束21的光强可以沿狭缝123的延伸方向进行调节。因此，使靠近手指关节位置的LED光源强度较低，远离手指关节位置的LED光源的强度将高。通过调节投射光束21的光强，从而使从手指静脉30反射的入射光束22的光强较为均匀，因此，最终形成的成像光束23的光强分布也较为均匀。根据手指关节位置调节LED光源的强度，就可以得到亮度比较均匀的手指静脉图，请参阅图4，以较好的完成手指静脉30识别的图像处理。

狭缝123靠近反射件130的一侧朝向底座120的外侧设有凸起(图未示)。凸起用于定位手指31的位置。凸起用于手指31的横向定位，减少因为手指31的横向移动和转动而降低静脉识别的效率。凸起还可以抵挡部分来自狭缝123的红外光经过手指31表面反射直接进入红外摄像头150内，可减少这些光对手指静脉30图的干扰。

具体在本实施方式中，底座120还开设有用于收容反射件130及红外摄像头150的反射槽(图未标)。反射槽开设有入光口126，入光口126的开口方向与反射槽的轴向垂直。

反射件130与入光口126相对设置，红外摄像头150设于反射槽远离反射件130的一端。

具体在本实施方式中，反射件130为直角棱镜。反射槽的槽底设有斜面(图未示)，以使直角棱镜的斜边与斜面相抵接，使直角棱镜定位。直角棱镜的斜边所在的平面为反射面131。反射面131上为镀有反射层。反射层为金属镀层，例如Hg镀层、Ag镀层等。

投射光束21投射于手指静脉30上，在手指静脉30的表面发生漫反射，与反射面成45度夹角的入射光束22进入入光口126。因此，入射光束22以45度角入射于反射面131上，入射光束22经反射面131反射以45度出射。入射光束22为狭长形，经反射面131反射的成像光束23也为狭长形。在其他实施方式中，反射件130还可以为反射镜。

静脉识别装置100还包括透红外滤光片140。透红外滤光片140设于反射件130靠近手指31的一侧，透红外滤光片140用于过滤入射光束22。透红外滤光片140固定设有入光口126处。透红外滤光片140可以过滤环境中的杂散光，减少杂散光进入反射槽，对手指静脉图的干扰，提高静脉识别装置100的准确率。

在其他实施方式中，当光源110为红外照明光源的时候，透红外滤光片140可以省略。

红外摄像头150的光轴与反射面131之间的夹角为45度，入射光束22经反射面131反射以45度出射形成成像光束23。在上述静脉识别装置100中，入射光束22与成像光束23的夹角为90度，反射件130改变入射光束22的方向，使得所需的光学元器件不必在一个方向堆积，使上述静脉识别装置100沿Y轴的方向的厚度较小。

可以理解，在其他实施方式中，红外摄像头150的光轴与反射面131之间的夹角也可以为其他角度，例如30度、40度等。同样可以使得所需的光学元器件不必在Y轴一个方向堆积，使上述静脉识别装置100沿Y轴的方向的厚度较小。

成像光束23进入红外摄像头150进行成像。由于入射光束22为狭长形，则成像光束23也为狭长形，即最终在红外摄像头150上所成图像为狭缝123所对应处的手指静脉图。反射面131的宽度大于等于狭缝123的长度，反射面131的宽度为反射件沿狭缝123的延伸方向的长度，即反射面131的宽度为反射面131沿Z轴方向的长度。透红外滤光片140的宽度大于等于狭缝123的长度。透红外滤光片140的宽度为透红外滤光片140沿狭缝123的延伸方向的长度，即透红外滤光片140的宽度为透红外滤光片140沿Z轴方向的长度。

具体在本实施方式中，狭缝123的长度与反射件130的宽度相同，反射面131的宽度与透红外滤光片140的宽度相同。狭缝123的长度较长则提取的手指静脉30数据较多，由于入射光束22及成像光束23均为狭长形，因此，反射面131的宽度与透红外滤光片140的宽度均大于等于狭缝123的长度，以保证入射光束22的完整。对于安全系数要求比较高的移动支付功能可以选择较长的狭缝123、较宽的反射件130和较宽的透红外滤光片140，保证获得更多的人体手指静脉30信息，提高移动支付的安全性。

并且，请参阅图5，利用含有上述静脉识别装置100的移动终端10采集手指静脉的时候，只需将手指31放置于狭缝123上方即可完成采集。上述移动终端10不需要移动手指31，可以一次获取手指31的静脉特征，不需要采集多幅静脉图像拼接以获取完整的手指31的静脉特征。

具体在本实施方式中，上述静脉识别装置100还包括透镜组160及透镜安装座170。透镜组160安装于透镜安装座170上。透镜组160设于红外摄像头150靠近反射面131的一侧，透镜组160用于对成像光束23进行调焦，以使成像光束23成像于红外摄像头150上。具体地，透镜组160包括凸透镜161及凹透镜162，通过调节凸透镜161与凹透镜162的焦距，以使成像光束23能够对焦于红外摄像头150上，保证红外摄像头150的成像的清晰度。

上述静脉识别装置100还包括安装盖180。安装盖180设于红外摄像头150远离透镜组160的一侧。安装盖180固定连接红外摄像头150与透镜安装座170。安装盖180使得红外摄像头150定位，防止红外摄像头150发生晃动，影响上述静脉识别装置100的静脉成像效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种静脉识别装置，用于识别手指静脉，其特征在于，包括光源、反射件及红外摄像头，所述反射件设于所述光源的一侧，所述红外摄像头设于所述反射件远离所述光源的一侧，所述红外摄像头与所述光源相对设置；

所述光源的光线出射形成投射光束，所述投射光束投射于所述手指静脉上，经所述手指静脉反射形成入射光束，所述入射光束入射于所述反射件的反射面上，所述入射光束经所述反射面反射形成成像光束，所述成像光束入射到所述红外摄像头内，将所述手指静脉成像；所述光源位于所述反射面的背侧；

还包括底座，所述底座开设用于收容所述光源的光源槽，所述光源槽开设有用于透光的狭缝，所述光源的光线经过所述狭缝形成所述投射光束，所述狭缝靠近所述反射件的一侧朝向所述底座的外侧设有凸起。

2.根据权利要求1所述的静脉识别装置，其特征在于，所述红外摄像头的光轴与所述反射面之间的夹角为45度，所述入射光束以45度角入射于所述反射面上，所述入射光束经所述反射面反射以45度出射。

3.根据权利要求1所述的静脉识别装置，其特征在于，所述反射件为直角棱镜，所述直角棱镜的斜边所在的平面为所述反射面，所述反射面上镀有反射层。

4.根据权利要求1所述的静脉识别装置，其特征在于，所述光源为LED光源，所述LED光源的光照强度可调。

5.根据权利要求4所述的静脉识别装置，其特征在于，所述LED光源为多个，所述LED光源沿所述狭缝的延伸方向分布。

6.根据权利要求1所述的静脉识别装置，其特征在于，还包括透红外滤光片，所述透红外滤光片设于所述反射件靠近所述手指的一侧，所述透红外滤光片用于过滤所述入射光束。

7.根据权利要求1所述的静脉识别装置，其特征在于，还包括透镜组，所述透镜组设于所述红外摄像头靠近所述反射面的一侧，所述透镜组用于对所述成像光束进行调焦，以使所述成像光束成像于所述红外透镜上。

8.一种移动终端，其特征在于，包括本体及权利要求1～7任意一项所述的静脉识别装置，所述本体开设有收容槽，所述静脉识别装置收容于所述收容槽内。