CN105303155B - 虹膜识别设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种虹膜识别设备，其用于在眼球中识别虹膜。具体地，提供了一种虹膜识别设备，其包括反射并且传送眼球的图像的反射单元。反射单元反射并且传送眼球的图像。第一图像采集单元采集反射的图像。控制单元基于采集到的图像，提取虹膜模式。

Description

虹膜识别设备及其操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年06月03日提交的韩国专利申请No.10-2014-0067932和2014年06月03日提交的韩国专利申请No.10-2014-0067938的优先权，通过引用将其全部并入本文。

技术领域

本公开涉及一种虹膜识别设备及其操作方法，更具体地，涉及一种虹膜识别设备及其操作方法，所述设备使用多个图像采集单元。

背景技术

在很多情况下，例如电脑和手机的电子产品包括使用者的个人信息。此外，使用例如电脑和手机的电子产品的电子商务的繁盛是现代化的趋势。因此，电子产品需要准确地识别使用者。为此，已经广泛地使用通过使用密码和ID识别使用者的方法。然而，这样的方法具有在个人信息保护和反黑客方面的局限。因此，已经提出了用来取代它的许多替代方式。

其中，生物识别系统被逐渐商业化。所述生物识别是指提取一个人与另一个人不同的个人的生物信息，并且确定个人。具体地，通过商业化，包括指纹识别装置的手机被广泛地使用。然而，一种看法认为，复制指纹不难，因此仍然存在被黑客攻击的风险。因此，作为解决这样的局限的方法，虹膜识别设备已经受到关注。

虹膜识别设备是一种识别人的虹膜以识别此人身份的装置。这样的虹膜识别系统具有的优点在于，不同于指纹，虹膜难以复制或伪造。为了通过使用虹膜识别设备进行虹膜识别，用于虹膜识别的使用者的眼球应当定位在虹膜识别设备的虹膜识别操作范围之内。

因此，为了确定使用者的虹膜是否定位在虹膜识别操作范围之内，虹膜识别设备可以包括距离测量装置。在这种情况下，距离测量装置可以使用距离传感器，所述距离传感器使用超声波或激光束。在这种情况下，到眼球的距离是指从发射超声波或激光束的部分到信息提供者的眼球的距离。

由于这样的距离传感器需要附加装置，所以其可能破坏虹膜识别设备的小型化。此外，由于这样的距离传感器需要额外安装在虹膜识别设备上，所以导致了生产成本的增加。

通常，用于虹膜识别的图像采集单元的视角比用于拍摄图片的相机的视角相对较窄。因此，图像采集单元可以采集的图像的范围比用于拍摄图片的相机等的图像的范围相对较窄。因此，当识别虹膜时，眼球需要定位在正确的范围之内。因此，虹膜识别设备可能造成的不便在于，使用者应当将他或她的眼球正确地定位在狭窄的虹膜识别操作范围之内。

发明内容

实施方式提供了一种虹膜识别设备及其操作方法，所述设备通过使用多个图像采集单元测量距离。

实施方式还提供了一种虹膜识别设备及其操作方法，所述设备包括反射眼球的图像的反射单元。

实施方式还提供了一种虹膜识别设备及其操作方法，尽管具有反射单元和图像采集单元，所述设备也使厚度最小。

在一个实施方式中，用于在眼球中识别虹膜的虹膜识别设备包括：第一图像采集单元，其采集眼球的第一图像；第二图像采集单元，其包括具有比第一图像采集单元的透镜的视角大的透镜，并且采集眼球的第二图像；以及控制单元，其基于第一图像采集单元的透镜的视角和第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例，校正第一图像，并且基于校正的第一图像和第二图像，测量眼球和虹膜识别设备之间的距离。

控制单元可以用通过第一图像采集单元的透镜的视角除以第二图像采集单元的透镜的视角而获得值，对第一图像取样。

虹膜识别设备还可以包括：第一照明单元，其照射可见光；以及第二照明单元，其照射红外线，其中，控制单元基于在眼球上进行虹膜识别的虹膜识别操作范围，选择性地打开第一照明单元或第二照明单元。

在另一个实施方式中，用于在眼球中识别虹膜的虹膜识别设备的操作方法包括：通过第一图像采集单元采集眼球的第一图像；通过第二图像采集单元采集眼球的第二图像，所述第二图像采集单元包括具有比第一图像采集单元的透镜的视角大的透镜；基于第一图像采集单元的透镜的视角和第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例，校正第一图像；以及基于校正的第一图像和第二图像，测量眼球和虹膜识别设备之间的距离。

对第一图像的取样可以包括用通过第一图像采集单元的透镜的视角除以第二图像采集单元的透镜的视角而获得的值，对第一图像取样。

操作方法还可以包括基于在眼球上进行的虹膜识别的虹膜识别操作范围，选择性地照射可见光和红外线。

在另一个实施方式中，用于在眼球中识别虹膜的虹膜识别设备包括：反射单元，其反射并且传送眼球的第一图像；第一图像采集单元，其采集反射的第一图像；以及控制单元，其基于采集的第一图像，提取虹膜模式。

虹膜识别设备还可以包括板状框架，其中，反射单元安装在框架上并反射进入框架的表面的第一图像，并且第一图像采集单元安装在框架中并采集从反射单元反射的第一图像。

虹膜识别设备还可以包括第二图像采集单元，其采集进入框架的表面的眼球的第二图像，其中，反射单元将第一图像反射到第二图像采集单元。

控制单元可以基于眼球的位置、虹膜模式和眼球的操作中的至少一个，感测危险情况，并且当感测到危险情况时，进行应对危险情况的操作。

在下面的附图和说明书中阐明了一个或多个实施方式的细节。从说明书和附图中，以及从权利要求书中，其他特征将是显而易见的。

附图说明

图1描绘了根据一个实施方式的虹膜识别设备的虹膜识别操作范围。

图2示出了根据一个实施方式的虹膜识别设备的框图。

图3示出了根据一个实施方式的虹膜识别设备的图像采集单元的图像采集范围。

图4是根据一个实施方式的虹膜识别设备的操作的流程图。

图5描绘了根据一个实施方式的虹膜识别设备的距离测量。

图6示出了根据另一个实施方式的虹膜识别设备的框图。

图7是根据另一个实施方式的虹膜识别设备的操作的流程图。

图8描绘了根据另一个实施方式的虹膜识别设备的距离测量。

图9示出了根据又一个实施方式的虹膜识别设备的框图。

图10示出了根据又一个实施方式的包括反射单元的虹膜识别设备。

图11示出了根据又一个实施方式的包括反射单元的虹膜识别设备。

图12是根据又一个实施方式，进行虹膜识别的操作的流程图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述实施方式，以便本领域技术人员可以容易地实践实施方式。然而，本公开可以以许多不同的方式实现，并且不局限于这里描述的实施方式。此外，为了使本公开清楚，在附图中不提供与说明书不相关的部分，并且在整个公开中相同的部分具有相同的参考标记。

此外，当描述一部分包括一个元件时，应当理解为，如果没有与之相反的具体描述，则所述部分可以不排除还包括其他元件。

图1描绘了根据一个实施方式的虹膜识别设备(在下文中被称为“虹膜识别设备”)的虹膜识别操作范围。

用于虹膜识别的图像采集所必需的透镜具有相对狭窄的视角。这是由于为了辨别识别个体的虹膜模式，需要在相对狭窄的范围之内集中地采集图像。因此，如图1所示，虹膜识别设备100具有虹膜识别操作范围10，所述范围是在其中能够根据例如透镜的视角的元件来识别虹膜的一定范围。因此，当使用者的虹膜定位在虹膜识别操作范围之内时，虹膜识别设备100需要进行虹膜识别。为此，需要确定使用者的眼球和虹膜识别设备之间的距离。然而，如在前面的背景技术中描述的，当使用距离传感器时，有可能产生生产成本的问题。作为其替代方式，能够通过使用多个图像采集装置测量距离。具体地，通过使用多个图像采集装置测量距离具有的优点在于，能够使用虹膜识别设备包括的用于虹膜识别的图像采集装置。参考图2至图7提供相关的说明。

图2至图5描述了根据一个实施方式的通过使用多个图像显示装置测量距离。

图2示出了根据一个实施方式的虹膜识别设备的框图。

如图2所示，根据一个实施方式的虹膜识别设备100包括第一照明单元151、第二照明单元153、第一图像采集单元171、第二图像采集单元191、第三图像采集单元173、控制单元110和显示单元130。

为了虹膜识别，第一照明单元151和第二照明单元153将红外线照射到包括虹膜的眼球。在这种情况下，红外线可以是频率在700nm和900nm之间的近红外线(NIR)。在具体实施方式中，虹膜识别设备100可以仅包括第一照明单元151和第二照明单元153中的任何一个。

第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集由第一照明单元151和第二照明单元153照亮的眼球的图像。将由第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集的图像用于虹膜识别。因此，第一图像采集单元171和第三图像采集单元173应当采集具有狭窄范围的高质量的图像，以用于虹膜识别。因此，第一图像采集单元171和第三图像采集单元173包括具有相对小的视角的透镜。在这种情况下，在具体实施方式中，第一图像采集单元171和第三图像采集单元173可以是相机。在另一个具体实施方式中，第一图像采集单元171和第三图像采集单元173可以是除了相机之外可以采集眼球图像的图像传感器或其他装置。

第二图像采集单元191采集包括使用者眼球的图像，作为具有比第一图像采集单元171和第三图像采集单元173相对宽的范围的图像。具体地，第二图像采集单元191的透镜的视角可以大于第一图像采集单元171和第三图像采集单元173的透镜的视角。参考图3详细提供相关的说明。

图3示出了根据一个实施方式的虹膜识别设备的图像采集单元的图像采集范围。

在图3中，第二图像采集单元191的透镜的视角是β。第一图像采集单元171的视角是α。在这种情况下，β大于α。在这种情况下，第二图像采集单元191采集具有对应于β角的范围的图像，并且第一图像采集单元171采集具有对应于α角的范围的图像。因此，第二图像采集单元191采集具有比第一图像采集单元171宽的范围的图像。再次参考图2进行描述。

因此，使用由第二图像采集单元191采集的具有相对宽的范围的图像，能够使使用者的眼球定位在虹膜识别操作范围之内。在这种情况下，在具体实施方式中，第二图像采集单元191可以是相机。在另一个具体实施方式中，第二图像采集单元191可以是除了相机之外的可以采集眼球图像的图像传感器或其他装置。

显示单元130显示由第二图像采集单元191采集的图像。具体地，显示单元130可以在由第二图像采集单元191采集的图像上，显示虹膜识别操作范围，以便引导使用者眼球的运动。根据一个实施方式，其可以显示由第一图像采集单元171或者第三图像采集单元173采集的图像。在具体实施方式中，能够显示由第二图像采集单元191采集的图像和由第一图像采集单元171或者第三图像采集单元173采集的图像两者。

控制单元110控制显示单元130、第一照明单元151、第二照明单元153、第一图像采集单元171、第三图像采集单元173和第二图像采集单元191的操作。此外，控制单元110基于由第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集的图像，测量用于虹膜识别的到眼球的距离。参考图4至图5，详细提供相关的说明。此外，控制单元110基于由第一图像采集单元171或第三图像采集单元173采集的图像，进行虹膜识别。具体地，控制单元110可以从由第一图像采集单元171或第三图像采集单元173采集的图像中，提取虹膜模式。此外，控制单元110可以将提取出的虹膜模式与存储在存储单元(未示出)中的虹膜模式进行比较，从而识别使用者。在具体实施方式中，控制单元110可以通过显示在显示单元130上的声音或图形用户界面，表现眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内，以及眼球移动的方向，从而被定位在虹膜识别操作范围之内。通过图4描述了根据一个实施方式的虹膜识别设备100的具体操作。

图4是根据一个实施方式的虹膜识别设备的操作的流程图。

在步骤S101中，第一照明单元151和第二照明单元153将光照射到眼球。

在步骤S103中，第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集照亮的眼球的图像。

在步骤S105中，控制单元110基于由第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集的图像，确定用于虹膜识别的使用者的眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内。具体地，控制单元110可以基于由第一图像采集单元171采集的图像，测量用于虹膜识别的到使用者的眼球的距离，并且基于测量到的距离，确定眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内。参考图5提供相关的说明。

图5描绘了根据一个实施方式的虹膜识别设备的距离测量。

控制单元110可以基于由第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集的图像的距离d₁和d_r，测量虹膜识别设备100和眼球之间的距离r。这是由于控制单元110根据到眼球的距离，改变由第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集的图像的距离d₁和d_r。在这种情况下，为了正确的测量，控制单元110可以基于在由第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集的图像中眼球的距离d₁和d_r、透镜的焦距f和第一图像采集单元171和第三图像采集单元173之间的基线距离b，测量虹膜识别设备100和眼球之间的距离r。这是由于在由第一图像采集单元171和第三图像采集单元173采集的图像中的眼球的距离d₁和d_r与透镜的焦距f之间的比例，和第一图像采集单元171和第三图像采集单元173之间的基线距离b与虹膜识别设备100和眼球之间的距离r之间的比例相同。因此，在具体实施方式中，控制单元110可以通过使用以下表达式，测量虹膜识别设备100和眼球之间的距离：r＝f×(b/d)。

在这种情况下，在上述表达式中的d表示在由第一图像采集单元171采集的图像中眼球的距离d₁和在由第三图像采集单元173采集的图像中眼球的距离d_r的总和。然而，表达式是粗略的，并且为了精确的距离测量，可以随后增加校正过程。再次参考图4进行说明。

在步骤S107中，如果用于虹膜识别的使用者的眼球定位在虹膜识别操作范围之内，则控制单元110进行虹膜识别。具体地，控制单元110可以从由第一图像采集单元171或第三图像采集单元173采集的图像中提取虹膜模式。此外，控制单元110可以将提取的虹膜模式与存储在存储单元(未示出)中的虹膜模式进行比较，从而识别使用者。在这种情况下，当提取出的虹膜模式与存储的虹膜模式匹配到一定程度时，控制单元110可以确定具有提取出的虹膜模式的使用者与具有存储的虹膜模式的使用者是同一人。

此外，如果在具体实施方式中，用于虹膜识别的使用者的眼球没有定位在虹膜识别操作范围之内，则控制单元110可以通过在显示单元130上显示的声音或图形用户界面，表现眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内，以及眼球移动的方向，以便定位在虹膜识别操作范围之内。具体地，显示单元130可以在由第二图像采集单元191采集的图像上，显示虹膜识别操作范围，以引导使用者眼球的运动。具体地，显示单元130可以在由第二图像采集单元191采集的图像上，显示虹膜识别操作范围和使用者的眼球移动的方向两者，从而引导使用者的眼球的运动。

为了测量眼球和虹膜识别设备100之间的距离，图2至图5中的实施方式需要包括具有相同的焦距，即，相同的视角的多个图像采集单元。在这种情况下，为了将虹膜识别操作范围传送给使用者，虹膜识别设备100还使用第二图像采集单元191，其具有比用于虹膜识别的图像显示装置宽的视角。因此，如果能够使用第二图像采集单元191代替第三图像采集单元173，则不需要第三图像采集单元173。具体地，由于其中使用虹膜识别设备100的例如手机或电脑的电子产品包括具有用于拍摄图片和视频通话的相对宽的视角的相机，所以能够使用这样的相机作为第二图像采集单元191。因此，能够降低虹膜识别设备100的生产成本。此外，能够使虹膜识别设备100小型化。为此，需要可以通过使用具有不同的焦距，即不同的视角的多个图像采集单元，测量眼球和虹膜识别设备之间的距离的方法。参考图6至图8提供了相关的说明。

图6示出了根据另一个实施方式的虹膜识别设备的框图。

如图6所示，根据一个实施方式的虹膜识别设备300包括第一照明单元351、第二照明单元353、第一图像采集单元371、第二图像采集单元391、控制单元310和显示单元330。

第一照明单元351将红外线照射到包括用于虹膜识别的虹膜的眼球。在这种情况下，红外线可以是频率在700nm和900nm之间的近红外线(NIR)。

第二照明单元353将可见光照射到眼球。在这种情况下，可见光可以是白色的可见光。第二照明单元353可以起到在晚上照亮黑暗的作用。具体地，第二照明单元353可以是用于手机相机的闪光灯。在这种情况下，控制单元310可以根据眼球的位置，通过使用第一照明单元351和第二照明单元353选择性地照射。因此，虹膜识别设备300可以选择性地将红外线和可见光照射到眼球。通过图7描述虹膜识别设备300的具体操作。

第一图像采集单元371采集由第一照明单元351照亮的眼球的图像。将由第一图像采集单元371采集的图像用于虹膜识别。因此，如前所述，第一图像采集单元371应当采集用于虹膜识别的具有狭窄范围的高质量的图像。因此，第一图像采集单元371包括具有相对小的视角的透镜。如前所述，在这种情况下，在具体实施方式中，第一图像采集单元371可以是相机。此外，第一图像采集单元371可以是除了相机之外的可以采集眼球图像的图像传感器或其他装置。

第二图像采集单元391采集包括使用者的眼球的图像，作为具有比第一图像采集单元371相对宽的范围的图像。使用具有由第二图像采集单元391采集的相对宽的范围的图像，能够使使用者的眼球定位在虹膜识别操作范围之内。在这种情况下，在具体实施方式中，第二图像采集单元391可以是相机。在另一个具体实施方式中，第二图像采集单元391可以是除了相机之外的可以采集眼球图像的图像传感器或其他装置。

显示单元330显示由第二图像采集单元391采集的图像。具体地，显示单元330可以在由第二图像采集单元391采集的图像上，显示虹膜识别操作范围，从而引导使用者的眼球的运动。根据一个实施方式，能够显示由第一图像采集单元371采集的图像。在具体实施方式中，能够显示由第二图像采集单元391采集的图像和由第一图像采集单元371采集的图像两者。

控制单元310控制显示单元330、第一照明单元351、第二照明单元353、第一图像采集单元371和第二图像采集单元391的操作。此外，控制单元310基于由第一图像采集单元371和第二图像采集单元391采集的图像，测量用于虹膜识别的到眼球的距离。参考图7至图8详细地提供了相关的说明。此外，控制单元310基于由第一图像采集单元371采集的图像，进行虹膜识别。具体地，如前所述，控制单元310可以从由第一图像采集单元371采集的图像中提取虹膜模式。此外，控制单元310可以将提取出的虹膜模式与存储在存储单元(未示出)中的虹膜模式进行比较，从而识别使用者。如前所述，在具体实施方式中，控制单元310可以通过在显示单元330上显示的声音或图形用户界面，呈现眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内，以及眼球移动的方向，从而被定位在虹膜识别操作范围之内。通过图7描述了根据一个实施方式的虹膜识别设备300的具体操作。

图7是根据另一个实施方式的虹膜识别设备的操作的流程图。

在步骤S301中，第二照明单元353将光照射到使用者的眼球。具体地，如果确定用于虹膜识别的使用者的眼球没有包括在虹膜识别操作范围之内，则第二照明单元353可以将光照射到使用者的眼球。在这种情况下，第二照明单元353照射可见光。

在步骤S303中，第一图像采集单元371和第二图像采集单元391采集照亮的眼球的图像。

在步骤S305中，控制单元310基于第一图像采集单元371的透镜和第二图像采集单元391的透镜的视角，校正来自第一图像采集单元371的图像。具体地，控制单元310可以基于第一图像采集单元371的透镜的视角和第二图像采集单元391的透镜的视角之间的比例，从第一图像采集单元371对图像取样。例如，如果第二图像采集单元391的透镜的视角比第一图像采集单元371的透镜的视角宽两倍，则控制单元310可以从第一图像采集单元371以1/2对图像取样。具体地，如果从第一图像采集单元371拍摄的图像是200pixel/cm，则控制单元310可以从第一图像采集单元以100pixel/cm对图像取样。具体地，第二图像采集单元391的透镜的视角可以是第一图像采集单元371的透镜的视角的倍数。这是由于如果第二图像采集单元391的透镜的视角不是第一图像采集单元371的透镜的视角的倍数，则难以进行正确的取样。通过这样的校正，控制单元310可以将来自第一图像采集单元371的图像的距离调整为与来自第二图像采集单元391的图像的距离相同。在另一个实施方式中，控制单元310可以基于第一图像采集单元371的透镜的视角和第二图像采集单元391的透镜的视角之间的比例，缩放来自第二图像采集单元391的图像的尺寸。例如，如果第二图像采集单元391的透镜的视角比第一图像采集单元371的透镜的视角宽两倍，则控制单元310可以认为来自第一图像采集单元371的图像比原始尺寸小两倍。然而，在距离测量中缩放图像的尺寸可以比在对图像取样时具有更多的误差。

在步骤S307中，控制单元310基于校正的由第一图像采集单元371采集的图像和由第二图像采集单元391采集的图像，确定用于虹膜识别的使用者的眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内。具体地，控制单元310可以基于校正的由第一图像采集单元371采集的图像和由第二图像采集单元391采集的图像，测量用于虹膜识别的到使用者的眼球的距离，并且基于测量的距离，确定眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内。参考图8提供了相关的说明。

图8描绘了根据另一个实施方式的虹膜识别设备的距离测量。

控制单元310可以基于校正的由第一图像采集单元371采集的图像的眼球的距离d_l/n和由第二图形采集单元391采集的图像的眼球的距离d_r2，测量虹膜识别设备300和眼球之间的距离r。这是由于校正的由第一图像采集单元371采集的图像的眼球的距离d_l/n和由第二图形采集单元391采集的图像的眼球的距离d_r2根据虹膜识别设备300和眼球之间的距离而变化。由于如前所述，通过取样减少图像，所以可以通过减少由第一图像采集单元371采集的图像的眼球的距离获得校正的由第一图像采集单元371采集的图像的眼球的距离d_l/n。可替代地，可以通过以一定比例缩放图像获得校正的由第一图像采集单元371采集的图像的眼球的距离d_l/n。在这种情况下，n是第二图像采集单元391的透镜的视角/第一图像采集单元371的透镜的视角。由于视角与焦距成反比，n是第一图像采集单元371的焦距f₁/第二图像采集单元391的焦距f₂。

为了正确的测量，控制单元310还可以基于校正的由第一图像采集单元371采集的图像的眼球的距离d_l/n、由第二图像采集单元391采集的图像的眼球的距离d_r2、第二图像采集单元391的焦距f₂和第一图像采集单元371和第二图像采集单元391之间的基线距离b，测量虹膜识别设备300和眼球之间的距离r。这是由于校正的由第一图像采集单元371采集的图像的眼球的距离d_l/n和由第二图像采集单元391采集的图像的眼球的距离d_r2的总和与透镜的焦距f₂之间的比例，与第一图像采集单元371和第二图像采集单元391之间基线距离b与虹膜识别设备300和眼球之间的距离r之间的比例相同。因此，在具体实施方式中，控制单元310可以通过使用以下表达式，测量虹膜识别设备300和眼球之间的距离：r＝f₂×b/(d_l/n+d_r2)。

然而，上述表达式是粗略的，并且为了精确的距离测量，可以随后增加校正过程。再次参考图7进行描述。

在步骤S309中，如果用于虹膜识别的使用者的眼球定位在虹膜识别操作范围之内，则控制单元310关闭第二照明单元353并且打开第一照明单元351，以将光照射到眼球。在这种情况下，第一照明单元351将红外线照射到眼球。具体地，所述红外线可以是近红外线。由于红外照明足够用于虹膜识别，所以打开照射红外线的第一照明单元351，并且关闭照射可见光的第二照明单元353。因此，能够基于用于虹膜识别的使用者的眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内，选择性地打开第一照明单元351或者第二照明单元353，而不需要将它们全部打开。因此，能够减少能量消耗。

在步骤S311中，控制单元310进行虹膜识别。具体地，控制单元310可以从由第一图像采集单元371采集的图像中提取虹膜模式。在这种情况下，控制单元310使用没有被校正的由第一图像采集单元371采集的图像。此外，控制单元310可以将提取出的虹膜模式与存储在存储单元(未示出)中的虹膜模式进行比较，从而识别使用者。在这种情况下，当提取出的虹膜模式与存储的虹膜模式匹配到一定程度时，控制单元310可以确定具有提取出的虹膜模式的使用者与具有存储的虹膜模式的使用者是同一人。

此外，如在前面图4中的实施方式中所述，如果在具体的实施方式中，用于虹膜识别的使用者的眼球没有定位在虹膜识别操作范围之内，则控制单元310可以通过在显示单元330上显示的声音或图形用户界面，呈现眼球是否定位在虹膜识别操作范围之内和眼球移动的方向，从而被定位在虹膜识别操作范围之内。具体地，显示单元330可以在由第二图像采集单元391采集的图像上显示虹膜识别操作范围，以引导使用者眼球的运动。具体地，显示单元330可以在由第二图像采集单元391采集的图像上，显示虹膜识别操作范围和使用者眼球移动的方向两者，从而引导使用者眼球的运动。

如前所述，第一图像采集单元371具有狭窄的视角。因此，第一图像采集单元371可以采集的图像的范围比用于拍摄图片等的相机的图像的范围相对较窄。因此，当识别虹膜时，眼球需要被定位在正确的范围之内。因此，虹膜识别设备可能造成的不便在于，使用者应当将他或她的眼球正确地定位在狭窄的虹膜识别操作范围之内。此外，具有狭窄视角的第一图像采集单元371需要与具有宽的视角的第二图像采集单元391相比相对较长的光路。因此，为了确保第一图像采集单元371的光路，可以增加虹膜识别设备300的厚度。当考虑减小例如手机或笔记本电脑的电子产品的厚度的趋势时，这样可能对虹膜识别设备300起到相当不利的作用。因此，需要可以解决这种限制的虹膜识别设备300和虹膜识别设备300的操作方法。参考图9至图12详细提供了相关的说明。

通过图9至图12描述了包括反射单元的虹膜识别设备和虹膜识别设备的操作。

图9示出了根据又一个实施方式的虹膜识别设备的框图。

如图9所示，根据一个实施方式的虹膜识别设备500包括第一照明单元551、第二照明单元553、反射单元581、第一图像采集单元571、第二图像采集单元591、控制单元510和显示单元530。

如前所述，第一照明单元551将红外线照射到包括用于虹膜识别的虹膜的眼球。在这种情况下，红外线可以是频率在700nm和900nm之间的近红外线。此外，在具体实施方式中，第一照明单元551可以包括多个光源。此外，在具体实施方式中，第一照明单元551的多个光源可以均匀间隔设置。

如前所述，第二照明单元553将可见光照射到眼球。

反射单元581反射照亮的眼球的图像。在具体实施方式中，控制单元510可以改变反射单元581的图像反射方向。

第一图像采集单元571采集反射的眼球图像。将由第一图像采集单元571采集的图像用于虹膜识别。

如前所述，第二图像采集单元591采集包括使用者的眼球的图像，作为具有与第一图像采集单元571相比相对较宽的范围的图像。

如前所述，显示单元530显示由第二图像采集单元591采集的图像。

控制单元510控制显示单元530、第一照明单元551、第二照明单元553、第一图像采集单元571、反射单元581和第二图像采集单元591的操作。此外，如前所述，控制单元510基于由第一图像采集单元571和第二图像采集单元591采集的图像，测量到用于虹膜识别的眼球的距离。此外，如前所述，控制单元510基于由第一图像采集单元571采集的图像，进行虹膜识别。在这种情况下，控制单元510可以从使用者的眼球中感测危险信号。参考图11至图12详细提供了相关的说明。此外，控制单元510可以调节反射单元581的图像反射方向，由此调节虹膜识别操作范围。通过图11提供了相关的说明。

通过图10至图11，详细描述了虹膜识别设备包括反射单元的结构。

图10和图11示出了根据又一个实施方式的包括反射单元的虹膜识别设备。

可以在图10和图11中的实施方式中看出，反射单元581反射图像。第一图像采集单元571和反射单元581位于板状框架上。在这种情况下，反射单元581反射进入框架表面的眼球的图像。第一图像采集单元571采集反射的图像。具体地，第一图像采集单元571可以朝向另一个表面，而不是朝向眼球的图像进入的框架的表面。因此，与当第一图像采集单元571朝向眼球的图像进入的框架的表面时相比，虹膜识别设备500的厚度可以减少。如前所述，当认为第一图像采集单元571的光路相对长时，虹膜识别设备的结构显著影响虹膜识别设备500的厚度的减少。在具体实施方式中，反射单元581可以是包括镜子的反射镜。

此外，在图10中的实施方式中，第一图像采集单元571从第二图像采集单元591定位的方向，采集反射的眼球图像。然而，在图11中的实施方式中，反射单元581将眼球的图像反射到第二图像采集单元。在图11中的实施方式中的虹膜识别设备500的结构中，反射单元581定位为与在图10中的实施方式中的虹膜识别设备500的结构中相比，更加远离第二图像采集单元591。因此，对应于图5和图8中的实施方式中的表达式中的基线距离b的值增加。由于随着基线距离b的值的增加，距离测量的精确度增加，所以与图10中的实施方式中的虹膜识别设备500相比，图11中的实施方式中的虹膜识别设备500可以更加精确地测量虹膜识别设备500和眼球之间的距离。

此外，如前所述，在图10和图11的实施方式中，第一照明单元551包括多个光源。在这种情况下，多个光源间隔设置。在具体实施方式中，控制单元510可以基于反射单元581的反射方向，选择性地打开或关闭多个光源。具体地，控制单元510可以根据反射单元581的反射方向，基于第一图像采集单元571的图像采集范围，选择性地打开或关闭多个光源。这是由于第一图像采集单元571的图像采集范围根据反射单元581的反射方向而变化，并且随着第一图像采集单元571的图像采集范围的变化，需要第一照明单元551的照明的范围也变化。

此外，如前所述，在图10和图11的实施方式中，控制单元510可以调节反射单元581的图像反射方向。例如，控制单元510可以进行倾斜和平移操作中的至少一个，以改变反射方向。因此，第一图像采集单元571可以采集的图像的范围扩大。因此，即使在没有使用者的额外运动的情况下，第一图像采集单元571也可以采集使用者的两个眼球的所有图像。因此，控制单元510可以从使用者的两个眼球的所有图像中提取虹膜模式。如果从使用者的两个眼球的所有图像中提取虹膜模式，则存在的优点在于，与当从单一眼球中提取的虹膜模式时相比，能够增加安全性。

通过图12描述了虹膜识别设备500怎样采集眼球的图像以识别虹膜。

图12是根据又一个实施方式的进行虹膜识别的操作的流程图。

省略与图4或图7相同的操作的说明。此外，详细描述与图4或图7不同的采集眼球的图像以识别虹膜的操作。

在步骤S501中，控制单元510调节反射单元581的反射方向。在这种情况下，控制单元510可以基于使用者的设置，调节反射单元581的反射方向。可替代地，控制单元510可以基于眼球的当前位置，调节反射单元581的反射方向。具体地，如果眼球在虹膜识别操作范围之外，则控制单元510可以调节反射单元581的反射方向，以便眼睛可以被包括在虹膜识别操作范围中。在另一个具体实施方式中，控制单元510可以调节反射单元581的反射方向，以采集识别的眼球和另一个眼球的图像。

在步骤S503中，反射单元581反射并且传送眼球的图像。

在步骤S505中，第一图像采集单元571采集反射的图像。

在步骤S507中，控制单元510基于采集到的图像，确定是否感测到危险情况。这是为了防止另一个人通过拘禁使用者强制进行虹膜识别。具体地，控制单元510可以基于眼球的操作、眼球的位置和提取出的虹膜模式中的至少一个，感测危险情况。在具体实施方式中，如果存在眨眼操作，则控制单元510可以确定已经出现了危险情况。在这种情况下，控制单元510可以基于眨眼的次数和眨眼的速度中的至少一个，确定危险情况。例如，如果存在三个连续的眨眼操作，则控制单元510可以确定已经出现了危险情况。在另一个具体实施方式中，如果眼球定位在一个特定的位置处，则控制单元510可以确定已经出现了危险情况。在这种情况下，眼球的位置可以是相对于虹膜识别设备500的相关位置。例如，如果眼球定位离一侧太远，则控制单元510可以确定已经出现了危险情况。在另一个具体实施方式中，如果提取出的虹膜模式是被使用者设定为危险情况的虹膜模式，则控制单元510可以确定已经出现了危险情况。例如，使用者可以设定右侧眼球的虹膜模式作为正常情况的虹膜模式，并且左侧眼球的虹膜模式作为危险情况的虹膜模式。在这种情况下，如果识别到了使用者的左侧眼球的虹膜模式，则控制单元510可以确定已经出现了危险情况。为此，不同于图12的流程图，控制单元510应当在确定危险情况之前，首先提取虹膜模式。

在步骤S509中，如果感测到危险情况，则控制单元510进行应对危险情况的操作。在具体实施方式中，控制单元510可以将危险信息传送到外部服务器。在另一个实施方式中，控制单元510可以传送通知指定联系人危险的通信信号。例如，能够将救援请求信息传送到警察局等。在另一个具体实施方式中，控制单元510可以从包括虹膜识别设备500的电子产品中删除数据。例如，如果感测到危险情况，则控制单元510可以从包括虹膜识别设备的电脑的硬盘中删除数据。在另一个具体实施方式中，控制单元510可以停止包括虹膜识别设备500的电子产品的操作。

在步骤S511中，如果没有感测到危险情况，则控制单元510从接收到的图像中提取虹膜模式。

在步骤S513中，控制单元510基于提取出的虹膜模式，识别使用者。具体地，控制单元510可以将提取出的虹膜模式与存储在存储单元中的虹膜模式进行比较，从而识别使用者。

一个实施方式提供了一种虹膜识别设备及其操作方法，所述设备通过使用多个图像采集单元测量距离。

具体地，一个实施方式提供一种虹膜识别设备及其操作方法，所述设备通过使用具有不同视角的多个图像采集单元测量距离。

另一个实施方式提供了一种虹膜识别设备及其操作方法，所述设备包括反射眼球的图像的反射单元。具体地，另一个实施方式提供了一种虹膜识别设备及其操作方法，所述设备通过包括反射单元扩大图像采集单元的图像采集范围。

另一个实施方式还提供了一种虹膜识别设备及其操作方法，尽管具有反射单元，所述设备也使厚度最小。

在上面的实施方式中描述的特点、结构和效果包括在至少一个实施方式中，但是不局限于一个实施方式。此外，在每个实施方式中说明的特点、结构和效果可以由本领域技术人员在其他实施方式中结合或改变。因此，应当理解的是，涉及这样的结合和这样的变化的内容包括在实施方式的范围中。

实施方式主要如上所述。然而，它们仅仅是实例并且不局限于本公开。本领域技术人员可以理解的是，在不背离实施方式的本质特点的情况下，可以实现上面没有提出的许多变化和应用。例如，可以改变实施方式中具体表示的每个组件。此外，应当理解的是，涉及这样的变化和这样的应用的区别包括在以下权力要求中限定的本公开的范围中。

Claims (18)

1.一种虹膜识别设备，其用于在眼球中识别虹膜，所述设备包括：

一第一图像采集单元，其采集所述眼球的狭窄视角的图像；

一第二图像采集单元，其包括具有比所述第一图像采集单元的透镜的视角大的透镜，并且采集所述眼球的宽视角的图像，其中，所述宽视角的图像使得眼球能够位于虹膜识别操作范围内；以及

控制单元，其基于所述第一图像采集单元的透镜的视角和所述第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例n校正所述狭窄视角的图像，基于校正的所述狭窄视角的图像和所述宽视角的图像测量所述眼球和所述虹膜识别设备之间的距离r，并且在眼球定位在虹膜识别操作范围之内时使用没有被校正的狭窄视角的图像执行虹膜识别，

其中，所述控制单元通过下述方式测量眼球和虹膜识别设备之间的所述距离r：

r = f₂ × b / (d_l/n + d_r2)，

其中，f₂为第二图像采集单元的焦距，b为第一图像采集单元和第二图像采集单元之间的基线距离，d_l/n为校正的、狭窄视角的图像的眼球距离，d_r2为宽视角的图像的眼球距离。

2.如权利要求1所述的虹膜识别设备，其中，所述控制单元基于所述第一图像采集单元的透镜的视角和所述第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例，对所述狭窄视角的图像的图像取样。

3.如权利要求2所述的虹膜识别设备，其中，所述控制单元用通过所述第一图像采集单元的透镜的视角除以所述第二图像采集单元的透镜的视角而获得的值，对所述狭窄视角的图像的图像取样。

4.如权利要求2所述的虹膜识别设备，其中，所述第一图像采集单元的透镜的视角和所述第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例是倍数。

5.如权利要求1所述的虹膜识别设备，还包括：

第一照明单元，其照射红外线；以及

第二照明单元，其照射可见光，

其中，所述控制单元基于虹膜识别操作范围，选择性地打开所述第一照明单元或所述第二照明单元，其中，在所述虹膜识别范围之内在所述眼球上进行虹膜识别。

6.如权利要求5所述的虹膜识别设备，其中，当所述眼球从所述虹膜识别操作范围之外移动到所述虹膜识别操作范围之内时，所述控制单元关闭所述第二照明单元并打开所述第一照明单元。

7.一种虹膜识别设备，其用于在眼球中识别虹膜，所述虹膜识别设备包括：

反射单元，其反射并且传送所述眼球的狭窄视角的图像；

一第一图像采集单元，其采集反射的所述狭窄视角的图像；

控制单元，其基于采集到的所述狭窄视角的图像，提取虹膜模式；以及

一第二图像采集单元，其采集眼球的宽视角的图像，其中，所述宽视角的图像使得眼球能够位于虹膜识别操作范围内，

其中，所述控制单元

基于所述第一图像采集单元的透镜的视角和所述第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例n校正所述狭窄视角的图像，

基于校正的所述狭窄视角的图像和所述宽视角的图像来测量所述眼球和所述虹膜识别设备之间的距离r，并且

在眼球定位在虹膜识别操作范围之内时使用没有被校正的狭窄视角的图像执行虹膜识别，

其中，所述控制单元通过下述方式测量眼球和虹膜识别设备之间的所述距离r：

r = f₂ × b / (d_l/n + d_r2)，

其中，f₂为第二图像采集单元的焦距，b为第一图像采集单元和第二图像采集单元之间的基线距离，d_l/n为校正的、狭窄视角的图像的眼球距离，d_r2为宽视角的图像的眼球距离。

8.如权利要求7所述的虹膜识别设备，还包括板状框架，

其中，所述反射单元安装在所述框架上，并且反射进入所述框架的表面的狭窄视角的图像；并且

所述第一图像采集单元安装在所述框架中，并且采集从所述反射单元反射的狭窄视角的图像。

9.如权利要求8所述的虹膜识别设备，其中，所述反射单元将所述狭窄视角的图像反射到所述第二图像采集单元。

10.如权利要求7所述的虹膜识别设备，其中，所述控制单元调节所述反射单元的反射方向。

11.如权利要求7所述的虹膜识别设备，其中，所述控制单元基于所述眼球的位置、虹膜模式和所述眼球的操作中的至少一个，感测危险情况，并且当感测到危险情况时，进行应对所述危险情况的操作。

12.如权利要求11所述的虹膜识别设备，其中，当所述眼球相对于所述虹膜识别设备定位在特定位置时，所述控制单元确定已经出现了危险情况。

13.一种虹膜识别设备的操作方法，所述虹膜识别设备用于在眼球中识别虹膜，所述操作方法包括：

通过一第一图像采集单元，采集所述眼球的狭窄视角的图像；

通过一第二图像采集单元，采集所述眼球的宽视角的图像，所述第二图像采集单元包括具有比所述第一图像采集单元的透镜的视角大的透镜，其中，所述宽视角的图像使得眼球能够位于一虹膜识别操作范围内；

基于所述第一图像采集单元的透镜的视角和所述第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例n，校正所述狭窄视角的图像；

基于校正的所述狭窄视角的图像和所述宽视角的图像，测量所述眼球和所述虹膜识别设备之间的距离r；以及

在眼球定位在虹膜识别操作范围之内时，使用没有被校正的狭窄视角的图像执行虹膜识别，

其中，通过下述方式测量眼球和虹膜识别设备之间的所述距离r：

r = f₂ × b / (d_l/n + d_r2)，

其中，f₂为第二图像采集单元的焦距，b为第一图像采集单元和第二图像采集单元之间的基线距离，d_l/n为校正的、狭窄视角的图像的眼球距离，d_r2为宽视角的图像的眼球距离。

14.如权利要求13所述的操作方法，其中，所述狭窄视角的图像的校正包括基于所述第一图像采集单元的透镜的视角和所述第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例，对所述狭窄视角的图像取样。

15.如权利要求14所述的操作方法，其中，对所述狭窄视角的图像的取样包括用通过所述第一图像采集单元的透镜的视角除以所述第二图像采集单元的透镜的视角而获得的值，对所述狭窄视角的图像取样。

16.如权利要求14所述的操作方法，其中，所述第一图像采集单元的透镜的视角和所述第二图像采集单元的透镜的视角之间的比例是倍数。

17.如权利要求13所述的操作方法，还包括基于虹膜识别操作范围，选择性地照射可见光和红外线，其中，在所述虹膜识别操作范围之内在眼球上进行虹膜识别。

18.如权利要求17所述的操作方法，其中，所述可见光和所述红外线的选择性照射包括，当所述眼球从所述虹膜识别操作范围之外移动到所述虹膜识别操作范围之内时，在停止所述可见光的照射之后，照射所述红外线。