CN116030564A - 门禁设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种门禁设备包括壳体和设于所述壳体内部的成像单元和照明单元，所述照明单元包括至少一个虹膜补光关联组，至少一个虹膜补光关联组，所述虹膜补光关联组包括两个虹膜补光单元，该所述两个虹膜补光单元垂直距离大于第一阈值或者，该所述两个虹膜补光单元水平距离大于第二阈值。本发明技术方案旨在提升虹膜识别身份的成功率。

Description

门禁设备

技术领域

本发明涉及安防技术领域，特别涉及一种门禁设备。

背景技术

目前，虹膜识别技术是门禁设备采用的生物识别技术之一。由于人眼的颜色较深，为了提升虹膜识别的成功率，通常会在成像镜头的两侧设置集中设置多个虹膜补光灯，这种集中设置的多个虹膜补光灯中的结构中，相邻的虹膜补光灯之间的间距小，无论如何分别控制各个虹膜补光灯的开启顺序，从同一个位置反射光束在成像单元中形成的光斑的位置都不会有太大的移动量。可见，这种结构容易使得戴眼镜将虹膜补光灯发出的光线反射至成像镜头内，并在虹膜图像区域形成光斑以干扰虹膜图像的识别，导致身份识别成功率较低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种门禁设备，旨在提升虹膜识别身份的成功率。

为实现上述目的，本发明提出的门禁设备，包括壳体和设于所述壳体内部的成像单元和照明单元，所述照明单元包括：

至少一个虹膜补光关联组，所述虹膜补光关联组包括两个虹膜补光单元，该所述两个虹膜补光单元垂直距离大于第一阈值或者，该所述两个虹膜补光单元水平距离大于第二阈值。

在本发明的一实施例中，同一所述虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元并联连接，所述两个虹膜补光单元中不同时开启，当同一所述虹膜补光关联组中一个所述虹膜补光单元开启时，若虹膜图像有光斑，关闭所述该虹膜补光单元，并开启另一所述虹膜补光单元。

在本发明的一实施例中，所述虹膜补光单元包括多个并联连接的补光模组，各所述补光模组均设有子光束角，多个所述补光模组沿所述壳体的竖直方向依次排布，使各所述子光束角依次拼接形成为主光束角θ，所述主光束角θ大于所述成像单元的视场角度。

在本发明的一实施例中，各所述补光模组的光轴与水平线的夹角不同。

在本发明的一实施例中，所述虹膜补光关联组的两个所述虹膜补光单元中，位于顶部的所述虹膜补光单元和位于底部的所述虹膜补光单元中的补光模组的数量相等；

且位于顶部虹膜补光单元中的各补光模组的光轴与水平面之间的夹角小于位于底部所述虹膜补光单元中对应位置的补光模组的光轴与水平面之间的夹角。

在本发明的一实施例中，所述门禁设备包括两个虹膜补光关联组，各所述虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元均呈对角线分布。

在本发明的一实施例中，两个所述虹膜补光关联组中，两个所述虹膜补光关联组中，对应位置的两个所述虹膜补光单元的光束角在水平方向拼接之和大于所述成像单元的水平视场角度。

在本发明的一实施例中，所述补光模组包括：

灯板，固定于所述壳体内，所述灯板设有多个沿水平方向间隔排布的固定孔，且多个所述固定孔的中轴线位于同一高度上；和

多个灯珠，一所述灯珠固定于一所述固定孔内。

在本发明的一实施例中，所述虹膜补光单元包括：

灯座，固定于所述壳体内，所述灯座设有多个安装位，多个所述安装位沿所述灯座的竖直方向依次排布设置；

一所述补光模组设于一所述安装位内，所述灯板与所述灯座固定连接。

在本发明的一实施例中，所述成像单元包括：

至少一个人脸成像镜头，设于所述壳体内；和

至少一个虹膜成像镜头，设于所述壳体内，并位于所述人脸成像镜头的下方，所述虹膜成像镜头还通过调节机构调节虹膜成像视角。

在本发明的一实施例中，所述成像单元还包括：反射镜，所述反射镜设于所述人脸成像镜头和所述虹膜成像镜头之间，所述反射镜的反射面朝向所述虹膜成像镜头的光轴设置，所述反射镜通过所述调节机构转动连接于所述壳体内；

或者，所述虹膜成像镜头的光轴平行于所述人脸成像镜头的光轴，所述虹膜成像镜头还通过所述调节机构转动连接于所述壳体。

本发明技术方案的门禁设备包括壳体和设于壳体内部的成像单元和照明单元，成像单元用于采集用户的生物识别图像；照明单元中包括有至少一个虹膜补光关联组，该虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元分布在壳体的不同位置，满足两个虹膜补光单元的垂直距离大于第一阈值，或者该两个虹膜补光单元水平距离大于第二阈值。其中，由于两个虹膜补光单元之间垂直距离大于第一阈值或该两个虹膜补光单元水平距离大于第二阈值，此时，两个虹膜补光单元射出的光束经由同一位置的镜片反射后，在成像单元内所形成的光斑的位置也不存在较大的距离，即同一虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元经由同一位置的镜片反射后，在成像单元内所形成的光斑可以分别在的红膜图像区域的内侧和红膜图像区域的外侧，如此，只要开启能使光斑位于红膜图像区域的外侧的补光灯即可，这样能有效地避免光斑对虹膜图像的干扰，提升了虹膜识别的成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明门禁设备一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的结构分解图；

图3为虹膜补光单元结构示意图；

图4为图3中虹膜补光单元的结构分解图；

图5为本发明门禁设备中一个虹膜补光关联组的分布示意图；

图6为本发明门禁设备中另一个虹膜补光关联组的分布示意图；

图7为本发明门禁设备两个虹膜补光关联组的分布示意图；

图8为本发明门禁设备多个虹膜补光关联组的分布示意图；

图9为一个虹膜补光单元中的补光模组中拼接为主光束角θ的示意图；

图10为多个虹膜补光单元拼接得到主光束角θ示意图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	门禁设备	251	灯板
10	壳体	253	灯珠
				11	前壳	30	虹膜成像镜头
13	后壳	40	人脸成像镜头
				15	玻璃盖板	50	反射镜
21	虹膜补光单元	60	调节机构
				23	灯座	70	显示屏
231	安装位	80	指纹识别装置
				25	补光模组

100、门禁设备；10、壳体；11、前壳；13、后壳；15、玻璃盖板；21、虹膜补光单元；23、灯座；231、安装位；25、补光模组；251、灯板；253、灯珠；30、虹膜成像镜头；40、人脸成像镜头；50、反射镜；60、调节机构；70、显示屏；80、指纹识别装置。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

虹膜(Iris)是指眼球壁中层的扁圆形环状薄膜，其位于角膜和晶状体之间。从正面看即为瞳孔和眼白间的带有特殊纹理的圆环部分。虹膜纹理可用于身份验证。

虹膜识别技术是门禁设备100所采用的生物识别技术之一。由于人眼的颜色较深，为了获得清楚、完整的人眼虹膜图像，提升身份识别的成功率，现有的方案通常会在成像单元的两侧集中设置多个具有高强度的虹膜补光灯，且多个虹膜补光灯位于同一高度上。但这种集中设置在同一高度的多个虹膜补光灯对戴眼镜的用户并不友好，其原因是镜片会将多个虹膜补光灯发出的光线反射至成像镜头内，并在虹膜图像区域形成有光斑，以干扰虹膜图像的识别，导致身份识别成功率较低。

有实验证明：当图像中有光斑遮挡时，若仅旋转照明单元的角度(即照明单元与成像单元之间的距离不变)，此时因镜片反射产生的光斑一直存在，且光斑位置不变。当图像中有光斑遮挡，若用户头部转动或移动以使得所佩戴眼镜的位置发生移动，或者照明单元的位置发生移动时，光斑位置也会随之发生移动。即改变照明单元、眼镜和成像单元之间的相对位置可以有效移除光斑。

显然，门禁设备100产品的目标是尽量减少用户的配合，而成像单元属于精密系统，需要保持稳定状态。因此，只有改变照明单元和眼镜之间的相对位置才是消除光斑的最佳方法。

现有方案中，也有通过调节机构60移动照明单元位置的方案，但是，这种调节机构60的结构设计极其复杂，不仅造成门禁设备100的体积大、结构复杂；且调节机构60能移动的距离也有限，消除光斑的效果并不理想；同时，调节机构60的反应也需要时间，增加了虹膜识别的时长。上述诸多解决方案均不能给用户带来良好的使用体验。

本发明提出一种门禁设备100。

请参照图1至图8，本发明一实施例中的门禁设备100包括壳体10和设于壳体10内部的成像单元和照明单元，照明单元包括：

至少一个虹膜补光关联组，虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21分布在成像单元的两侧，且两个虹膜补光单元21的垂直距离大于第一阈值。

本发明技术方案的门禁设备100包括壳体10和设于壳体10内部的成像单元和照明单元，成像单元用于采集用户的生物识别图像；照明单元中包括有至少一个虹膜补光关联组，该虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21分别设置在成像单元的两侧，并且，两个虹膜补光单元21分布在壳体10的不同位置，还满足了两个虹膜补光单元21的垂直距离大于第一阈值，或者该两个虹膜补光单元21水平距离大于第二阈值。其中，由于两个虹膜补光单元21之间垂直距离大于第一阈值或该两个虹膜补光单元21水平距离大于第二阈值，此时，两个虹膜补光单元21射出的光束经由同一位置的镜片反射后，在成像单元内所形成的光斑的位置也不存在较大的距离，即同一虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21经由同一位置的镜片反射后，在成像单元内所形成的光斑可以分别在的红膜图像区域的内侧和红膜图像区域的外侧，如此，只要开启能使光斑位于红膜图像区域的外侧的补光灯即可，这样能有效地避免光斑对虹膜图像的干扰，提升了虹膜识别的成功率。

在本发明的一个实施例中，同一所述虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21并联连接，所述两个虹膜补光单元21中不同时开启，当同一所述虹膜补光关联组中一个虹膜补光单元21开启时，若虹膜图像有光斑，关闭所述虹膜补光单元21，并开启另一所述虹膜补光单元21。

在本发明一实施例的技术方案中，由于同一虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21呈并联连接，且两虹膜补光单元21不同时开启，如此，可以分别控制两虹膜补光单元21的开启或关闭。当需要识别虹膜图像时，通过控制两个虹膜补光单元21中的其中之一先开启，此时，若检测到该开启的虹膜补光单元21射出的光束在被镜片反射后，并在虹膜图像内形成有光斑，此时先开启的虹膜补光单元21干扰了虹膜图像的识别；处理方式是控制该先开启的虹膜补光单元21关闭，然后再开启另一个虹膜补光单元21，此时，后开启的虹膜补光单元21射出的光束在被镜片反射后形成的光斑能位于虹膜图像的外侧。本申请方案通过将一个虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元并联设置，并通过分别控制各个虹膜补光单元21的开启或关闭，以有效地避免反射后的光束集中在虹膜图像区域内侧，有效地避免了光斑对虹膜图像的干扰，提升了虹膜识别的成功率。

在本实施时例中，通过将虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21分布在壳体10的不同位置，且两个虹膜补光单元21之间垂直距离足够大，并通过分别控制同一个虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21的开启和关闭，如此，在保持用户不动、成像单元不动的情况下，相当于是移动了虹膜补光单元21的位置，从而将镜片反射的光斑移出虹膜图像区域的内侧。相对于现有方案中的通过设置移动机构来移动虹膜补光单元21的位置而言，本申请的方案结构简单，且易于实现。

虽然，本申请方案中的需要设置有至少两个虹膜补光单元21，其使用的虹膜补光单元21的数量多，但是，在门禁设备100中设置多个虹膜补光单元21的还是要比使用设置移动机构的成本低，并且，多设置虹膜补光单元21也不会导致门禁设备100的结构太复杂，其经济效益较高。

壳体10作为成像单元和照明单元以及其他部件的载体，其包括通过螺钉或卡扣的方式可拆卸连接前壳11和后壳13，前壳11和后壳13围合形成有容置空间，成像单元、照明单元以及门禁设备100的其他部件可固定安装容置空间内，前壳11上还形成有镜头视窗和补光灯视窗，定义成像单元具有前后方向，成像单元的前端朝向前壳11的镜头视窗设置，以使得成像单元的光轴能穿过镜头视窗。对应地，照明单元朝向补光灯视窗设置，使得照明单元射出的照明光束穿过补光灯视窗射出。

在一个实施例中，门禁设备100还可以包括有其他生物识别单元，例如指纹识别装置、人脸识别单元或声音识别在装置等。门禁设备100还包括显示屏70和玻璃盖板15，通常，显示屏70与前壳11固定，并位于成像单元底部位置，显示屏70用于显示身份识别信息。镜头视窗、补光灯视窗以及其他的生物识别视窗均位于显示屏70的外周。玻璃盖板15盖设在显示屏70的外侧，玻璃盖板15可以对显示屏70进行保护，同时也使得门禁设备100更具有观赏性。

用户通常是居中站在门禁设备100的正前方，以便于成像单元采集用户的图像。为了与用户的使用习惯相适配，成像单元通常是居中设置在壳体10的竖直方向的中心对称面上，即成像单元的光轴位于壳体10竖直方向的中心对称面上，使得成像单元具有合适的拍摄视角。本实施例中，同一虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21分布在成像单元的两侧是指两个虹膜补光单元21分布在成像单元光轴水平方向的两侧。当然，本申请中并不限定成像单元的光轴在壳体10竖直方向的中心对称面上，当成像单元中有两个对称设置的成像镜头时，此时，两个成像镜头的光轴也可以是靠近壳体10的竖直方向的中心对称面设置。

可以理解地，通常成像单元还大致位于壳体10的顶部位置，如此，门禁设备100可以安装在墙体或门体的较低位置，即使较低的安装位231置也能具有较高的拍摄视角。

请继续参照图1和图2，本发明的一个实施例中，成像单元包括有至少一个人脸成像镜头40和至少一个虹膜成像镜头30，其中，人脸成像镜头40用于采集用户的面部图像，以确定被识别用户的虹膜位置。虹膜成像镜头30根据人脸图像所确定的虹膜位置，精确地识别用户的虹膜图像。

参照图1和图2，在一个实施例中，人脸成像镜头40的数量为两个，两个人脸成像镜头40并排设置在壳体10的同一高度上，且两个人脸成像镜头40的光轴相互平行，并对称设于壳体10竖直方向的中心对称面的两侧。如此，两个人脸成像镜头40可以从两个位置分别对用户进行人脸图像识别，以获得被识别用户的准确的空间位置，进而精确地确定被识别用户的虹膜位置，为虹膜成像镜头30追踪虹膜位置提供准确的参考依据，以提升虹膜识别的成功率。

虹膜成像镜头30的设于人脸成像镜头40的下方，即，人脸成像镜头40和虹膜成像镜头30沿壳体10的垂直方向自顶部向底部间隔排布，以提升门禁设备100中成像单元布局的合理性。在一个实施例中，当虹膜成像镜头30的数量为一个时，为了保障虹膜成像镜头30的识别距离，应选择尺寸较大的虹膜成像镜头30。但是，尺寸较大的虹膜成像镜头30不仅直径大，虹膜成像镜头30的沿光轴方向的尺寸也较大，为了避免门禁设备100壳体10的厚度较厚，此时，需要虹膜成像镜头30的光轴设置为平行于壳体10的竖直方向，此时还需要在虹膜成像镜头30的光轴的前端设置反射镜50，通过反射镜50的反射面将用户的虹膜图像反射至的虹膜成像镜头30视场角范围内。具体地，虹膜成像镜头30的光轴朝向壳体10的顶部设置，反射镜50位于虹膜成像镜头30和人脸成像镜头40之间的位置，以使得反射镜50能正对被识别用户的面部，以便于更好地将用户的虹膜图像反射至虹膜成像镜头30视场范围内。

为了更好地追踪用户的虹膜位置，反射镜50还通过调节机构60转动连接于壳体10。具体地，调节机构60包括有水平转动轴和竖直转动轴，水平转动轴和竖直转动轴均与反射镜50连接，如此，可以使得反射镜50能以水平方向、竖直方向为转动中心分别转动或联动，以确保虹膜成像镜头30的视场宽度，保障能识别到完整的虹膜图像。可以理解地，水平转动轴的延伸方向为壳体10的宽度方向，竖直转动轴的延伸方向为壳体10的高度方向。

在另一个实施例中，当虹膜成像镜头30的数量为两个时，可以选择两个尺寸较小的虹膜成像镜头30，两个尺寸较小的虹膜成像镜头30协作可以保障虹膜图像的识别距离，使得用户在距离门禁设备100较远的距离也能获得清楚的虹膜图像，以提升虹膜识别的灵活性。由于虹膜成像镜头30的尺寸较小，此时，可以将两个虹膜成像镜头30的光轴设置为均与人脸成像镜头40的光轴平行。由于两个虹膜成像镜头30的光轴均与人脸成像镜头40的光轴平行，此时，虹膜成像镜头30不再需要设置反射镜50就能识别虹膜图像，简化了门禁设备100的结构。此时，为了便于虹膜成像镜头30追踪虹膜的位置，两个尺寸较小的虹膜成像镜头30可以集成在同一个固定座上，该固定座通过调节机构60与壳体10转动连接，以便于增加虹膜成像镜头30的视场角度。同样，本实施例中的调节机构60包括有水平转动轴和竖直转动轴，水平转动轴和竖直转动轴均与固定座(图中未标示出)连接，如此，可以使得调节机构60通过固定座带动两个尺寸较小的虹膜成像镜头30同时能以水平方向、竖直方向为转动中心分别转动或联动，以确保虹膜成像镜头30的视场宽度，保障能识别到完整的虹膜图像。可以理解地，水平转动轴的延伸方向为壳体10的宽度方向，竖直转动轴的延伸方向为壳体10的高度方向。

进一步，在一个实施例中，照明单元包括有人像补光单元和虹膜补光单元21，人像补光单元采用普通的照明灯，用以提高用户的面部及其周围的亮度，以便于人脸成像单元采集用户的人脸图像，人像补光单元设置在壳体10的适当位置，在此不对人像补光单元进行限定。虹膜补光单元21可以发出高强度的照明光束，例如红外光，虹膜补光单元21可以确保虹膜成像镜头30能采集到完整、清楚的虹膜图像，以提升身份识别的成功率。一个虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21分别设置在成像单元的两侧，并且，两个虹膜补光单元21分布在壳体10的不同高度，还满足了两个虹膜补光单元21的垂直距离大于第一阈值。如此，两个虹膜补光单元21可以从不同的高度位置向用户射出光束，其中的一个虹膜补光单元21发出的光束可以与另一虹膜补光单元21经由用户佩戴的镜片反射后的光束相干涉，以使得向成像单元中的反射部分光线发生偏移，进而避免在反射光束在虹膜图像的区域内形成有光斑，有效地排除了光斑对虹膜成像的干扰，提升了身份识别的成功率。

在本实施例中，第一阈值为6cm，同一个虹膜补光关联组中两个虹膜补光单元21之间垂直距离大于6cm，例如，同一个虹膜补光关联组中两个虹膜补光单元21之间垂直距离可以是6cm、8cm、10cm、12cm、15cm、18cm、25cm、30cm、40cm等等，两个虹膜补光单元21之间垂直距离越大，从同一个位置反射至成像单元中的光斑的位置变化量就越大，则消除虹膜图像区域内的光板效果越好。同一个虹膜补光关联组中两个虹膜补光单元21之间垂直距离可以根据门禁设备100的壳体10大小进行合理地布置，在此不一一例举。

可以理解地，以虹膜补光单元21位于成像单元的同一高度为例做试验，此时，镜片反射光束形成的光斑位于虹膜图像区域的内侧。此时，保持用户的位置(即保持用户佩戴的镜片位置)、成像单元的位置不动，通过沿垂直方向的同一个方向移动虹膜补光单元21的位置，并观察光斑的位置：

将虹膜补光单元21在向下移动的距离为1cm时，此时，观察到光斑位置位于虹膜图像区域的中间位置；

将该虹膜补光单元21继续向下移动1cm，此时，观察到光斑位置依旧位于虹膜图像区域的内侧；

将该虹膜补光单元21继续向下移动2cm，此时，观察到光斑位置位于虹膜图像区域的边缘位置；

将该虹膜补光单元21继续向下移动2cm，此时，观察到光斑的位置位于虹膜图像区域的外侧。

综上，经过多次试验可得到，当虹膜补光单元21从初始位置向下移动的距离大于6cm时，可以发现最终的光斑位置和初始光斑的位置就会有可观的移动量，如此，可以通过改变虹膜补光单元21的位置使得光斑能从虹膜图像区域的内侧移动至虹膜区域的外侧，有效地避免了光斑对虹膜图像的干扰，提升了虹膜识别的成功率。

可以理解的，同一个虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21中，其中一个虹膜补光单元21可以与成像单元位于壳体10的同一高度，例如，当成像单元位于壳体10的顶部位置时，位于顶部的虹膜补光单元21可以与成像单元位于壳体10的同一高度。

在另一个实施例中，虹膜补光单元21也可以与成像单元不在同一高度上，例如，当成像单元位于壳体10的中间位置时，同一个虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21也可以是分别分布在成像单元光轴的竖直方向两侧。只要两个虹膜补光单元21之间的垂直距离满足光斑所要求的移动量即可。由于本实施例中的虹膜补光单元21的位置是固定的，无法通过移动机构移动虹膜补光单元21的位置，而是通过控制不同位置的两个虹膜补光单元21的开启或关闭，以实现“移动”虹膜补光单元21的初始位置为需求，从而有效避免了因光束从同一个位置反射形成光斑造成对虹膜图像的干扰，提升了虹膜识别的成功率。

在本发明的一实施例中，虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21之间的水平距离大于第二阈值。在本实施例中，同一虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21之间除了满足垂直距离大于第一阈值外，还同时满足两个虹膜补光单元21之间的水平距离大于第二阈值。其中，第二阈值为12cm，例如，两个虹膜补光单元21之间的水平距离可以是12cm、13cm、15cm、18cm、20cm、22cm、25cm等等。同一个虹膜补光关联组中两个虹膜补光单元21之间水平距离也可以根据门禁设备100的壳体10大小进行合理地布置。

可以理解地，与上一个实施例相同的原理，当两虹膜补光单元21的距离足够远时，通过分别控制两个虹膜补光单元21的开启或关闭，以实现“移动”虹膜补光单元21的初始位置，使得从同一位置反射的光束在成像单元内所形成的两个光斑的位置具有可观的移动量，以有效地避免反射后的光束都集中在虹膜图像区域内侧，有效地避免了光斑对虹膜图像的干扰，提升了虹膜识别的成功率。

请继续参照图5和图6，在本发明的一实施例中，门禁设备100只有一个虹膜补光关联组时，该虹膜补光关联组中两个虹膜补光单元21呈对角线分布，例如图5中的A虹膜补光单元21和B虹膜补光单元21，或者是图6中的C虹膜补光单元21和D虹膜补光单元21。

请继续参照图7，在本发明的一实施例中，门禁设备100包括两个虹膜补光关联组，各虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21均呈对角线分布。其中，A虹膜补光单元21和B虹膜补光单元21为一个虹膜补光关联组，C虹膜补光单元21和D虹膜补光单元21，C虹膜补光单元21和D虹膜补光单元21为一个虹膜补光关联组。

通过同时设置有两个虹膜补光关联组，使得四个虹膜补光单元21分布在成像单元的周围。如此，四个虹膜补光单元21在成像单元的四周形成为分布式照明的布局，可以使得成像单元的四周形成四个有效补光区域，有效地提升成像单元的识别范围和识别的距离，同时还有效地避免了因眼镜反射光束在虹膜图像区域内侧形成光斑，提升虹膜识别的成功率。如此，无论用户站站门禁设备100前的偏右位置或偏左位置，也无论各个用户的身高差异有多大，只要是用户站在虹膜成像镜头的识别距离之内，此时，均可通过控制各个虹膜补光单元21分别开启或关闭，以满足对不同位置的虹膜图像识别所需求的亮度，从而提升门禁设备100的灵活性。

进一步，请参照图8，在一个可能的实施例中，两个虹膜补光关联组可以是对称设置在成像单元两侧，当然两个虹膜补光关联组也可以是在满足垂直距离和水平距离的条件下呈任意布置。

请参照图3和图4，以及图8，在另一个可能的实施例中，虹膜补光关联组的数量也可以是三个、四个等，虹膜补光关联组的数量可以根据壳体10的具体具体形状进行合理地布置，其布置的原则是在满足成像单元的视场角度内各个位置的照明需求的同时，减少虹膜补光单元21的数量，以减小门禁设备100的制造成本。需要说明的是，当虹膜补光关联组的数量为多个时，各个虹膜补光单元21之间的垂直距离应大于5cm，如此设置，使得各个虹膜补光单元21在壳体10上的空间分布合理，以避免在壳体10上设置数量过多的虹膜补光单元21，节约制造成本。

请参照图5至图8，在一个具体的实施例中，门禁设备100包括有10.1寸的显示屏70，人脸成像镜头40和虹膜成像镜头30均设置在显示屏70的顶部，屏幕的底部还设有指纹识别装置80，显示屏70的周围还分布有多个虹膜补光单元21，多个虹膜补光单元21在成像单元的周围形成为分布式照明的布局，如此，可以在成像单元的四周形成多个有效的补光区域，为成像单元的识别范围和识别距离提供了保障基础。多个虹膜补光单元21形成的分布式照明的空间布局能够在虹膜成像镜头的视场角度的各个区域满足对不同位置、不同高度需求的用户的补光需求，有效地避免了因用户佩戴的眼镜反射光束在虹膜图像区域内侧形成光斑，这样的布局方式不仅充分利用了壳体10表面的空间，还提升了虹膜识别的成功率。并且，这样的布局方式也不需要将照明单元与成像单元分离，便于将将门禁设备100设置为一体机。

请继续参照图7至图10，在本发明的一实施例中，虹膜补光单元21包括多个并联连接的补光模组25，各补光模组25均设有子光束角，多个补光模组25沿壳体10的竖直方向依次排布，使各子光束角依次拼接形成为主光束角θ，主光束角θ大于成像单元的视场角度。

在本实施例中，一个虹膜补光单元21中的多个补光模组25为并联设置，可以使得各个补光模组25分别控制，以实现节能的目的。具体地，虹膜补光单元21中的多个补光模组25中，可以根据不同用户的身高、距离、以及确定的虹膜位置控制不同位置的补光模组25的打开或关闭，提升补光的灵活性，使得虹膜补光单元21的设置更为人性化，能在满足虹膜成像镜头30成功识别的亮度要求的同时降低虹膜补光单元21的电能功耗。

需要说明的是，多个补光模组25沿壳体10的竖直方向依次排布，各个补光模组25的子光束角拼接所形成的主光束角θ的竖直方向的宽度大于虹膜成像单元竖直方向的视场角度，以确保虹膜补光单元21能对虹膜成像单元的视场角度范围内补充光源，以提升虹膜成像单元识别的成功率。

在一个实施例中，同一个虹膜补光单元21中的各个补光模组25中的子光束角可以是相同，即，虹膜补光单元21中的各个补光模组25的相同。例如，一实施例中选用的虹膜成像镜头的视场角度为60°，同一个虹膜补光单元21中的三个补光模组25中的子光束角均为27°，三个补光模组25拼接后得到主光束角θ为71°，大于虹膜成像镜头的视场角度，可以满足对虹膜成像镜头的视场角度范围任意位置的补光需求。当然，在另一个实施例中，同一个虹膜补光单元21中的三个补光模组25中的子光束角还可以是其他角度，例如，三个补光模组25的子光速角分别为23°、30°、25°等；又例如在另一个实施例中，同一个虹膜补光单元21中的两个个补光模组25中的子光束角分别为35°、40°等等。只要同一个虹膜补光单元21中的多个补光模组25拼接后得到主光束角θ大于虹膜成像镜头的视场角度，以满足对虹膜成像镜头的视场角度范围任意位置的补光需求即可，在此不限定各个补光模块25的子光束角的值。

在其他的实施例中，同一个虹膜补光单元21中的各个补光模组25中的光束角也可以是不相同的，可以根据各个补光模组25所在的位置来选用不相同子光束角，例如，位于顶部的补光模组25可以选用子光束角较大的，位于底部的补光模组25的可以选用子光束角较小的；只要同一个虹膜补光单元21中的多个补光模组25的各个子光束角拼接形成的主光束角θ大于虹膜成像镜头30的视场角度即可，在此不对各个补光模组25的子光束角进行限定。

请参照图9，在本发明的一实施例中，各补光模组25的光轴与水平线的夹角不同。

在本实施例中，光轴指各个补光模组25的最大光强的光轴所在的位置。通过将各补光模组25的光轴与水平线的夹角不同。当虹膜补光单元21中有两个补光模组25，位于顶部的补光模组25的光轴与水平面形成的夹角大于位于底部的补光模组25的光轴与水平面形成的夹角，使得虹膜补光单元21具有更灵活的补光范围。

在另一个实施例中，虹膜补光单元21也可以有三个补光模组25，请参照图P，在本发明的一实施例中，虹膜补光单元21包括有三个补光模组25，其中三个补光模组25自顶部向底部依次标记为A1、A3、A2，A1的光轴与水平面的夹角为θ1(图中未表示出)，A2的光轴与水平面的夹角为θ2(图中未表示出)，A3的光轴与水平面的夹角为θ3(图中未表示出)。

在一个实施例中，A1的光轴与水平面的夹角为θ1为33.5°，A3的光轴与水平面的夹角为θ2为8.5°，A2的光轴与水平面的夹角为θ1为16.5°。在另一个可能的实施例中，A1的光轴与水平面的夹角为θ1为28.5°，A3的光轴与水平面的夹角为θ3为3.5°，A2的光轴与水平面的夹角为θ2为21.5°。上述列举的角度值仅用于说明根据补光模组25的子光束角、补光模组25的位置合理设置补光模组25的安装角度，以实现较好的补光效果。

需要说明的，通过在每个虹膜补光单元21中设置有沿竖直方向分布多个补光模组25，还可以在虹膜识别的过程中，先通过人脸成像镜头40追踪到人眼的虹膜位置后，然后再根据虹膜的位置确定开启对应位置的补光模组25，以在满足虹膜成像镜头30成功识别的亮度要求的同时，降低虹膜补光单元21的电能功耗。

以每个虹膜补光单元21中设置有沿竖直方向分布的A1、A3、A23三个补光模组25为实施例介绍其能实现降低虹膜补光单元21的电能功耗的原理。例如，当身高为1.8m的用户甲、身高为1.65m用户乙以及身高为1.50m用户丙分别站立门禁设备100前方的相同位置时，人脸成像镜头40确定用户甲的虹膜位置在较高位置，此时可以控制补光模组25A1开启，补光模组25A2和A3关闭。当人脸成像镜头40确定用户乙的虹膜位置后，此时可以控制补光模组25A1和A2关闭，补光模组25A3打开。当人脸成像镜头40确定用户丙的虹膜位置后，此时可以控制补光模组25A1和A3关闭，补光模组25A2开启等。

请参照图9和10，在本发明的一实施例中，虹膜补光关联组的两个虹膜补光单元21中，位于顶部的虹膜补光单元21和位于底部的虹膜补光单元21中的补光模组25的数量相等；且位于顶部虹膜补光单元21中的各补光模组25的光轴与水平面之间的夹角小于位于底部虹膜补光单元21中对应位置的补光模组25的光轴与水平面之间的夹角。

在本实施例的技术方案中，同一个虹膜补光关联组的两个虹膜补光单元21中的补光模组25的数量是相等，这样可以简化虹膜补光单元21的结构。还通过对两个虹膜补光单元21中的对应位置的补光模组25的角度进行分别设计，可以使得两个虹膜补光单元21中的补光模组25能更好地为用户的虹膜位置补光，提升虹膜成像镜头30的识别成功率。

可以理解的，同一个虹膜补光关联组的两个虹膜补光单元21中的补光模组25的数量也可以是不相等的，可以实际需要进行合理地设计，在此不进行限定。

请参照图9，例如，在一个实施例中，一个虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元21中均包括三个补光模组25。其中，图9左侧的是位于顶部虹膜补光单元21的三个补光模组25的示意图，三个补光模组25自顶部向底部依次标记为A1、A3、A2，A1的光轴与水平面的夹角为θ1为28.5°，A2的光轴与水平面的夹角为θ1为3.5°A1的光轴与水平面的夹角为θ1为21.5°。

图9左侧的是位于底部虹膜补光单元21的三个补光模组25的示意图，三个补光模组25自顶部向底部依次标记为B1、B3、B2，B1的光轴与水平面的夹角为θ1为33.5°，B2的光轴与水平面的夹角为θ1为8.5°B1的光轴与水平面的夹角为θ1为28.5°。如此，位于底部虹膜补光单元21的三个补光模组25均相对位于顶部虹膜补光单元21的对应位置的补光模组25稍微向上仰，以确保位于底部的虹膜补光单元21中的各个补光模组25的光束能倾斜向上投射至用户的虹膜区域内，以确保补光的效果，提升虹膜成像镜头30的识别成功率。

请参照图10，在本发明的一实施例中，两个虹膜补光关联组中，对应位置的两个虹膜补光单元21的的光束角在水平方向拼接之和大于所述成像单元的水平视场角度。在本实施实施例中，两个虹膜补光关联组中，位于同一个高度的两个虹膜补光单元21的的光束角在水平方向拼接后形成的角度为θ，θ也大于虹膜成像镜头30的水平视场角度。如此，无论用户是站在门禁设备100的偏左位置还是站在门禁设备100的偏右位置，这两个虹膜补光单元21均能对虹膜成像镜头的视场范围内的各个位置的用户的补光需求，以提升虹膜成像镜头30的识别成功率。

请参照图2至图4，在本发明的一实施例中，补光模组25包括：

灯板251和多个灯珠253，固定于壳体10内，灯板251设有多个沿水平方向间隔排布的固定孔(图中未标示出)，且多个固定孔的中轴线位于同一高度上；一灯珠253固定于一固定孔内。

在本实施例中，灯板251可以直接固定在壳体10上，此时，壳体10上对应形成有用于安装固定灯板251的结构，此时，壳体10上形成有沿竖直方向依次设置安装面(未在图中示意出)，每一灯板251均与安装面贴合。可以理解地，安装面与水平面形成有不同的夹角，以使各个灯板251与安装面贴合后，能使得固定孔内安装的灯珠253满足预设的角度要求。可以理解地，灯板251与壳体10或灯座23之间可以通过螺钉固定，灯板251还可以通过卡扣的方式实现与壳体10或灯座23固定，在此不对其固定方式进行限定。

灯珠253为LED，每个补光模组25中的LED数量可以根据其辐射通量进行调整。例如，当LED辐射通量低的灯珠253，需要同时设置2个或数量更多的LED，若是辐射通量高的灯珠253，可能只需要设置1个LED即可满足其所需要的补光需求。

在另一个实施例中，灯板251也可以是通过灯座23间接地固定在壳体10上。此时，灯座23上对应设有多个安装位231，这里的安装位231可以安装斜面，也可以是安装槽等结构，只要能实现对灯板251进行固定，并且还满足固定孔内安装的灯珠253满足预设的角度要求即可。安装座与壳体10之间，可以通过螺钉或卡扣的方式固定。安装座的设置，可以使得每一个虹膜补光单元21形成模块化，以便于虹膜补光单元21装配，提升效率。

在一个具体的实施例中，本方案以采用8MP的图像传感器，其像元尺寸2μm，图像尺寸3840*2160，3倍光学变焦潜望式成像系统，其焦距范围12mm-36mm，光圈2.0，其成像系统视场角度范围为60°，具体设置为水平线以上40°，水平线以下20°，虹膜补光单元21中的各个补光模组中采用两个子光束角为27°的LED灯珠，显示屏70为10.1寸触摸屏。需要说明的是，本方案不仅限于本例上述参数，还可以针对不同的应用场景的要求，调整各个参数。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种门禁设备，其特征在于，包括壳体和设于所述壳体内部的成像单元和照明单元，所述照明单元包括：

至少一个虹膜补光关联组，所述虹膜补光关联组包括两个虹膜补光单元，该所述两个虹膜补光单元垂直距离大于第一阈值或者，该所述两个虹膜补光单元水平距离大于第二阈值。

2.如权利要求1所述的门禁设备，其特征在于，同一所述虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元并联连接，所述两个虹膜补光单元中不同时开启，当同一所述虹膜补光关联组中一个所述虹膜补光单元开启时，若虹膜图像有光斑，关闭所述该虹膜补光单元，并开启另一所述虹膜补光单元。

3.如权利要求1所述的门禁设备，其特征在于，所述虹膜补光单元包括多个并联连接的补光模组，各所述补光模组均设有子光束角，多个所述补光模组沿所述壳体的竖直方向依次排布，使各所述子光束角依次拼接形成为主光束角θ，所述主光束角θ大于所述成像单元的视场角度。

4.如权利要求3所述的门禁设备，其特征在于，各所述补光模组的光轴与水平线的夹角不同。

5.如权利要求3所述的门禁设备，其特征在于，所述虹膜补光关联组的两个所述虹膜补光单元中，位于顶部的所述虹膜补光单元和位于底部的所述虹膜补光单元中的补光模组的数量相等；

且位于顶部虹膜补光单元中的各补光模组的光轴与水平面之间的夹角小于位于底部所述虹膜补光单元中对应位置的补光模组的光轴与水平面之间的夹角。

6.如权利要求3所述的门禁设备，其特征在于，所述门禁设备包括两个虹膜补光关联组，各所述虹膜补光关联组中的两个虹膜补光单元均呈对角线分布。

7.如权利要求6所述的门禁设备，其特征在于，两个所述虹膜补光关联组中，对应位置的两个所述虹膜补光单元的光束角在水平方向拼接之和大于所述成像单元的水平视场角度。

8.如权利要求3所述的门禁设备，其特征在于，所述补光模组包括：

灯板，固定于所述壳体内，所述灯板设有多个沿水平方向间隔排布的固定孔，且多个所述固定孔的中轴线位于同一高度上；和

多个灯珠，一所述灯珠固定于一所述固定孔内。

9.如权利要求8所述的门禁设备，其特征在于，所述虹膜补光单元包括：

灯座，固定于所述壳体内，所述灯座设有多个安装位，多个所述安装位沿所述灯座的竖直方向依次排布设置；

一所述补光模组设于一所述安装位内，所述灯板与所述灯座固定连接。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的门禁设备，其特征在于，所述成像单元包括：

至少一个人脸成像镜头，设于所述壳体内；和

至少一个虹膜成像镜头，设于所述壳体内，并位于所述人脸成像镜头的下方，所述虹膜成像镜头还通过调节机构调节虹膜成像视角。

11.如权利要求10所述的门禁设备，其特征在于，所述成像单元还包括：反射镜，所述反射镜设于所述人脸成像镜头和所述虹膜成像镜头之间，所述反射镜的反射面朝向所述虹膜成像镜头的光轴设置，所述反射镜通过所述调节机构转动连接于所述壳体内；

或者，所述虹膜成像镜头的光轴平行于所述人脸成像镜头的光轴，所述虹膜成像镜头还通过所述调节机构转动连接于所述壳体。

Images