CN1305440C - 身份识别 - Google Patents

Abstract

一用于捕获眼睛(110)图象的手持图象装置(125)包括在后面窗口(120)处具有定位眼睛的眼杯(115)的外壳(125)。该外壳(125)提供一通过该装置到前面窗口(140)的视线。在视线上的一成角度的、半反射的镜子(145)，用于图象捕获目的中将眼睛的图象导向摄像机(135)。该装置也包括一传输器(160)和一接收器(162)以传输和接收与虹膜图象相关的数据到/从远程装置处。

Description

身份识别

本发明涉及身份识别与它的装置、方法和使用。

在当今的电子通信和商务世界中，用于在远程交易中出于安全目的来识别一个人身份的能力是很重要的。安全的一种通用方式是简单的口令，例如，当一个用户希望访问计算机网络时输入该口令。被广泛地用于银行的自动柜员机(ATM)中的另外一种方式的安全手段是身份识别卡，它带有一对诸如持有人的个人详细情况和帐号信息编码的磁条，当交易开始时和用户输入的个人识别码(PIN)一起被使用。

期诈性地绕过上面描述的和其他通常被使用的安全准则来获得对私人信息或资源的访问的多种方法已经被证实。这类安全问题在1996年5月出版的IEE Review中标题为“Industrial Cryptography”的论文中被讨论。正如标题所述，此论文针对的是什么密码术可被有效地使用作为增强安全性的途径。

另一种确定一个人身份的方法是捕获并编码这个人的生物统计特征且将结果与事先存储或登记的结果(例如存储在远程数据库系统中)相比较。一生物统计特征(用于本发明的目的)是一个人生物学特征的统计或定量的衡量。人的最广为人知的用于识别目的的生物学特征是指纹。一‘稳定的’生物统计特征(如指纹)可被可靠地和重复地使用来识别一个人。

近来，为识别目的将眼睛的虹膜作为稳定的生物统计特征来使用已经被提出。美国专利号5,291,560(递交于1994年3月1日)描述了将一虹膜图象编码到一256字节的虹膜代码的方法。这样的代码可被用于非常可靠的身份识别。

使用虹膜编码的一个被提议的例子是用于识别试图从ATM提取现金的客户。被提议的ATM包括一个由该客户观看的窗口和一个自动聚焦摄像机组成的图象系统。该摄像机被直接定位到客户的视线上。当该客户透过窗口观看时，例如，将他的银行卡插入到ATM中，该摄像机捕获他眼睛的一个图象。

一旦该系统已经捕获了一个合适的眼睛的表象，该表象被数字化(如果还不是数字格式)并被编码以形成虹膜编码。该虹膜编码接着与指定的同一个人的已被存储的虹膜编码相比较。如果这两个码足够相似，该客户的身份被证实且例如现金提取被允许。

该系统被设计成不可侵入的且可被任何希望从ATM提取钱的人所使用。

与这样系统相关引发的问题是该装置是固定的，客户必须相对地移动他的头以使该装置可以捕获他眼睛的图象。他必须定位他的头部，使得被捕获的图象落入焦点而包含有足够的虹膜的详细情况。因此，如果一个固定焦距的图象捕获装置被使用，客户必须将他自已定位到离该装置的正确距离处。这使得该装置的使用很笨拙。通过提供一带有自动聚焦和自动放大功能的图象捕获装置可以在一定程度上缓解该问题，但其结果是该装置将变得非常庞大且制造起来很昂贵。

另一种方法在美国专利5,359,669中被发现。这个专利发现了一个移动的视网膜扫描识别器。

按照本发明的第一方面，提供了一用于提供眼睛的特征信息信号的装置，上述装置被用户安排到一个可操作的位置，上述装置包括：

一个外壳；

安装到该外壳上的一个波源，可以操作来提供入射到覆盖瞳孔外围的眼睛表面的波；

安装到该外壳上的一个图象捕获设备，可以操作来响应从眼睛反射的波而提供表示眼睛前部的一个或多个特征的图象信号；和

一个传输设备，可以操作将从上述图象中获取的信息传输到一远程装置上。

在已知的虹膜识别装置中，被捕获的信息包括眼睛的一光学图象。然而，人们注意到眼睛的其他形式的信息特征，例如被反射的声波模式，可被用来唯一地识别不同的眼睛。这样，即使下列描述主要针对被捕获的光学图象，它将被认为这仅是为了方便，且那些使用其他类型信息捕获的实施例意味着属于本发明的范畴。然而，使用光学图象捕获的实施例是优选的。

通过提供一可以捕获人或动物眼睛前部(例如，虹膜、角膜、巩膜、眼睑等)图象的装置，扫描光学器件不再需要。其结果是该装置比已知的装置更小且更便宜。如果被检测的眼睛是该用户的，则因为用户将该装置放到有效的位置上，不用再移动他的眼睛到该装置的适宜位置上，该装置更便于使用。该装置可能，例如，组成移动电话的一部分，或可以被带在手腕上或作为眼镜的一部分。由该装置产生的波可入射到瞳孔上以及瞳孔外的其他区域。

当然，该装置可能被一个人使用来获得另一个人眼睛的特征信息信号。在这种方式下，该装置可例如用于希望识别或证实他所逮捕的人的身份的警察。下面陈述的这些实施例包括对自己眼睛使用该装置的用户。然而，应理解，检测下的该眼睛可以是除该用户外的人或动物的眼睛。

较好地，该装置适于手持且因此可被用户持有并拿到他或其他人的眼睛处使用。因为是可携带的，该装置不需要与任何特定系统或远程装置相连，且实际上可以和多种不同类型的远程装置一起被使用。

该传输设备可以包括一无线传输设备。这种设置的优点是用户不需要关心他自身与物理电缆的连接，例如一台PC的背面。在使用该装置期间，用户也不用被限制他相对于PC或其他远程装置的位置。不同类型的无线连接，例如超声、光或RF连接可以被使用。

在该装置和远程装置之间的另一通信连接可以包括一电话线或类似的连接。在这种情况下，该装置包括将电气的虹膜码数据转换成一听得见的信号以沿着电话线传输的装置。在声音和电气数据之间转换的手段可以使用标准的调制解调技术。

较好地，该装置包括一眼睛被检测的人可视的目标对象。

在优选的实施例中，该目标对象包括第二个窗口，以通过第一个窗口向用户提供“视线”，以允许该用户观察该装置周围的环境。第二个窗口可以是外壳上的一个简单开口或可能包括一个可视的显示器。

当与无线设置一起使用时具有第二个窗口有着特别的优点，因为用户在为捕获眼睛图象而向该装置里面看的同时能够实际看到该装置指向的地点：用户可以适当地将该装置向远程装置接收器对准。相信允许用户凝视远程装置将使眼睛的瞳孔收缩，这样可以提供虹膜更大更清晰的视图。在很大程度上，通过第二个窗口的视图也可以提供一装置用于将眼睛正确对准该图象装置。然而，其他能辅助对准的装置，例如交叉十字线，可以被提供。

第二个窗口可以被使用以允许用户观察眼睛的一个或多个被捕获的图象在其上显示的远程屏幕。这种情况下用户的好处在于他可以在屏幕上实际观察成象装置所看到的情景，在需要的时候调整他眼睛的位置以正确对准。在这种情况下该成象装置可以是能传输眼睛的实时图象到屏幕上的视频摄像机。

在优选的实施例中，上述图象捕获设备对在光谱上与来自上述目标对象的光不同的来自用户的反射光起反应。这种设置允许依赖于波长的光学设备与用户光和来自目标对象的光作不同的交互。

该装置较好地包括一编码装置，用来在传输前对被捕获的信息编码。它的优点是从该装置传输的信号要求比传输该图象信号所要求的更窄的带宽(假设该传输在给定的时间内被完成)。

该编码装置最好用于对被捕获图象的至少虹膜部分或其一部分进行编码。该编码装置也可以对眼睛或周围脸部的一个或多个其他特征进行编码。例如，该编码可以包括瞳孔、角膜、巩膜和/或眼睑的详细情况。

在优选的实施例中，该成象装置进一步包括对被编码的图象进行加密的装置。

加密使得该装置在使用中更安全。被加密的图象编码数据典型地包括其他加密数据(如日期、时间、装置系列编号和/或甚至一GPS(全球定位系统)坐标记录)。这些其他信息，当以加密形式保持时，进一步增加了系统的安全性。例如，一包括加密的日期和时间信息的被加密编码可能被偷听者截获，但不能被轻易地重新使用，因为日期和时间的组合是唯一的。

该装置可以进一步包括接收器装置以允许和远程装置进行双向通信。较好地，可通过使用例如红外传输器和接收器(例如光电二极管)而利用光学通信。这样的“无线”设置可以和带有合适的光传输器和接收器的远程装置一起使用。

该照明装置最好提供实质不可见波长的光辐射，例如主要的近红外(NIR)或红外(IR)光辐射。实质不可见照明光源相信对用户更舒服。在“视线”的实施例中，真正的不可见照明光源比可见光辐射源更少地从周围的视线图象转移用户的注意力。仅为了方便，在该描述中术语“光”包括不可见波长的光辐射。由于这个原因，术语“光”和“光辐射”可互换。

在本发明的实施例中，通过提供主要区域比其次要区域相对较少地透射可见光辐射的光部件可以实现眼睛的对准。该次要区域最好靠近或位于该窗口的中间，且应足够小以要求眼睛的瞳孔被定位到接近入口窗口处，与次要区域对准，可通过该装置看到如目标装置视图的合理区域。在使用中，人透过该窗口可以使他们眼睛的瞳孔与窗口的次要区域对准，且因此保证眼睛的虹膜充分地对中定位，于是捕获图象的窗口正确对准。在某种程度上，次要区域适当的尽寸可以控制用户眼睛到屏幕的距离。这在减少或消除成象装置的聚焦时是有益的。

该窗口的次要区域可以包括与主要区域具有不同的光组成成份的材料。该主要区域对可见光辐射可以是实质透明的，且由例如光亮的玻璃或塑料材料组成。或者，该次要区域可以简单地为在主要区域的窗口材料中适当定位的一个洞。该主要区域可以包括例如对IR和NIR辐射透明的胶质过滤器组成。

较好地，当为眼睛照明和图象捕获目的使用不可见波长的光辐射，例如IR或NIR辐射时，对那些波长该窗口为实质一致地透明。这样，当该窗口仅有一个次要区域适合于观看和对准目的时，该窗口的整个区域可被用于图象捕获目的。

该装置最好包括一触发装置。该触发装置可被用户、被装置本身甚至在一双向实施例中被远程装置操作。这种设置允许用户或上述装置中的一个来精确控制什么时候图象捕获和/或什么时候数据传输发生。当使用无线设置时这个特征可找到特殊应用。

除了用于识别人，本发明装置可在适当的方式中被用来识别动物。这样的装置可能需要大一些(依赖于动物眼睛的大小)和更结实一些。这个应用合适的例子是例如马尤其是贵重的赛马。

参考附图，仅作为例子，将描述本发明的实施例。

图1是一成象装置的示意图；

图2是描述该成象装置可能的硬件结构的示意图；

图3是图象捕获与加密过程的流程图；

图4是描述照明光源可能的配置图；

图5a和5b是分别描述正确和不正确眼睛对准的图；和

图6是描述克服图5b中描述的不正确对准的装置的设置的示意图。

图1描述了使用中的成象装置。该成象装置主要被单个用户使用并因此被设计成可侵入的，要求用户将他的眼睛(和周围的脸部)直接接触到该装置。在多于一个用户使用该装置的情况中，个人的、可替换的眼杯可被提供。

该装置被包含在一个适当的外壳125内。用户通过将脸部靠近外壳125的后面窗口120处的眼杯115来放置以定位他的眼睛110。该眼杯既起减少周围光线进入该装置的总量的作用，又能起到将用户眼睛与该窗口对准的作用。

眼杯115被附在外壳125中的桶130上，以提供在眼睛110和固定焦距的电耦合装置(CCD)摄像机135之间的固定分隔。然而该桶130的长度是可调节的以适应不同用户且一旦正确的长度被确定它是可以锁定的。桶130也通过外壳125，从后面窗口120到前面窗口140向用户提供视线。可调节的桶和固定焦距的摄像机设置也可以被自动聚焦的摄像机设置所替代。然而，这样的设置将增加光、电子和机械装置的复杂度。

由于在桶130的视线中有一部分反射的、成45°角的镜子145，眼睛110和摄像机135之间的光通路成90°角。

一红外(IR)的照明光源150位于镜子145和眼睛110之间来照亮眼睛。该光源有一个相关联的屏幕155以防止来自于光源150的光通过镜子145直接照到摄像机135上。

一IR传输器160和接收器162位于外壳125的前部，与桶130的视线成一条直线，且一触发按钮165被包括在该外壳上，当图象被捕获和/或被传输到一远程装置上(未示出)时为用户来控制。

正如已经提到的，在该装置和远程装置之间的连接可以改为电话线或相似的连接，且该装置可以使用广为人知的调制解调技术以方便数据通过电话线向/从远程装置传输/接收。

桶130的前部包括一个IR过滤器170以减少进入该装置的杂散IR辐射的总量。另外，过滤器170在防止从传输器160的输出端发射出来的辐射的偶然的反射对用户眼睛的伤害是有用的。该CCD摄像机135被位于摄像机和桶之间的可见光过滤器175保护以防止杂散的可见光。该CCD摄像机是标准的对IR光辐射也敏感的黑白摄像机。其他类型的摄像机，例如彩色摄像机也可以等效地用于图象捕获。

该装置也包括位于该外壳(在与图2相关的说明中被更详细地描述)内的合适的电子电路180。

光指示器185位于桶内，在用户的视野内。该指示器包括一个或多个不同颜色的LED，可被照亮以指示不同的装置状态(如下描述)。对有经验的人而言，其他指示系统可以提供更有效的解决方案是很显然的。例如，他们可能包括使用显示面板和/或声音。

实际中，两个过滤器170和175可以被交叉偏振屏幕替代以防止从该装置泄露出的杂散和不想要的光到达摄像机135。该偏振片以和过滤器相类似的方式被安放。过滤器或偏振片的特性依赖于所使用的照明类型。例如，如果成象波长是近红外(NIR)或IR则需要IR过滤器以防止杂散IR辐射通过前部窗口140进入该装置。或者，如果该成象波长为可见光，则前部窗口140上的交叉偏振片或摄像机135可被使用。对有经验的人而言，其他光阻塞或过滤设置可以提供更有效的解决方案是很显然的。

‘热镜’145(例如，由Ealing Optics of Greylaine Rd，Watford，U.K.在目录编号356681下出售)直接位于CCD摄像机135之上。镜子145与桶130的经轴向前向下倾斜45°。该镜子由下面带有绝缘材料表层的载玻片做成。该载玻片的另一面覆盖有反射表层147。绝缘材料的表层146可以有效地反射照到它上面的近80％的近红外光并允许照到它上面的近90％的可见光通过。

这种类型镜子的一个优点是，至少在某种程度上，该镜子也起过滤到达眼睛的IR辐射和到达摄像机的可见光的过滤器作用。其他类型的镜头、过滤器、分色器和/或棱镜的设置也可使用。

该装置的总尺寸主要取决于为眼睛110所留的开口的尺寸，以及该装置用户所需求的舒适程度和易使用程度。该装置的硬件基于单独的特殊应用集成电路(ASIC)芯片而设计，其尺寸不是该装置尺寸的限制因素。已知的CCD摄像机有毫米数量级的尺寸且不是该装置尺寸的限制因素。

尽管图1示出了成象装置的视线直接穿过了桶，但应理解该视线可以代之以通过路径偏移的光学器件(如镜子或棱镜)且可以包括镜头。这样的设置可以提供更为紧溱的设计并增强用户接收到的外面环境的图象或被摄像机接收到的眼睛的图象。

在图1中，视线是一个通过桶的光学通路。然而，应注意到该视线可被该装置外环境的被筛过的图象所提供，例如，在一个液晶显示器(LCD)上。该图象可被一个安装到该装置前面的CCD摄像机所提供。这样，可能叠加图形指示器到该图象上以帮助用户将上述装置与远程装置对准。或者，该LCD屏幕可以实质地透明，以允许用户看到该装置外的实际环境，并且该屏幕可纯粹被用于叠加对准或其他信息到实际图象上。通过监视一系列被成象装置或远程装置其中一个发射的并被另一个接收和处理的信号可建立正确的对准。尽管这样的设置从技术上比简单的通过桶的视线排放更复杂，因为电子装置如CCD摄像机和LCD显示器变得更小且更便宜，这样技术上更复杂的设置可以获得更实际的意义。该LCD或者可以回显被图象捕获装置输出的图象信号。

图2示出了一个该装置的可能的硬件结构排放。如已经陈述的，该处理硬件最好做到一个单一的ASIC芯片上。该装置由运行保存在只读存储器(ROM)205中的软件的处理器200来控制。该处理器200通过总线210被连接到ROM 205、一块随机访问存储器(RAM)215和一输入/输出(I/O)控制器220上。该RAM足够大以容纳至少一幅被捕获的眼睛的图象。该I/O控制器220被适当的电路和驱动器(未示出)连接到IR传输器160和接收器162、CCD摄像机135、触发器165、IR照明光源150和光指示器185上。整个装置被一个合适的电池(未示出)供电。

处理器200对从触发器165、IR接收器162以及CCD摄像机135处接收的信号进行反应。该处理器也控制IR传输器160、IR照明光源、CCD摄像机操作和光指示器185。

图3中的流程图描述了一个用户证实系统中可能的图象捕获、处理和传输方面的处理过程。这个过程包括加密以增强安全等级。该加密系统使用‘公钥’来加密数据和一个私钥(仅被该加密数据的接收者知道)来解密数据。

在300步，该成象装置处于触发器按下等待开始此过程的状态。当用户按下该触发器时，该触发器产生一被处理器接收的信号。处理器接着控制IR传输器在305步发送一信号到远程装置来初始化通信。作为响应，该远程装置向该成象装置发送一返回消息。

在另一个实施例中，该触发器被监视正确对准的成象装置或远程装置替换，来监视正确的对准。当正确的对准被用户建立，捕获、编码和传输操作被初始化。监视包括一个或另一个装置发射可被另一个装置接收并处理的信号，以指示正确的对准。

如果在315步返回的消息没有被成象装置所接收，例如由于远程装置没有接收到第一个信号，光指示器在320步亮成红色以指示失效并通知用户再次按触发器重新开始该过程。

如果在315步返回的消息被接收，来自于远程装置的该信号包括一个选择，成象装置为了成功的传输必须使用哪个公钥和哪种虹膜编码格式。在选择中被确定的多个密钥和多个虹膜编码算法被存储于成象装置的RAM(或ROM)中。远程装置也传输一日期和时间戳到成象装置中。

由远程装置传输的返回信号的信息，为后续访问而被存储于成象装置的RAM中。

接下来，在325步，处理装置向摄像机发信号指示应当捕获一幅或多幅图象。被捕获的图象被存储于RAM中。在330步，处理装置确定是否被存储的图象，或哪幅图象适合于编码。如果没有图象适合，该处理器向摄像机发信号指示重新捕获图象。

图象捕获步骤包括控制照明光源。该照明光源被连接到一个控制环中，在那里处理器可根据例如用户虹膜颜色(浅蓝色虹膜反射更多的光线，因此比棕褐色虹膜需要较少的照明)来改变光源的光强度。几个连续捕获的图象(与视频顺序相类似)在合适的图象被捕获之前可能要求处理器和软件确定眼睛的最优照明。

有人建议，脉冲照明光源比使用连续光源更能满足要求，尽管图象的捕获需要和光脉冲同步以确保适合的照明。脉冲光的优点是用户的眼睛被光辐射曝光的平均值较小。同时脉冲光源只要较少的能量。

捕获多幅图象也可克服一些问题，例如，当图象捕获的时候用户眨了眼睛。已知的数字信号处理技术可被使用来确定哪幅图象是最好的并拒绝不合适的图象。

当一合适的图象被获得时，在335步，图象数据被从RAM中取出并通过在315步中由远程装置选择的虹膜编码生成算法处理以形成虹膜编码。一个实例算法在美国专利5,291,560中被描述。作为结果的虹膜编码被存储于RAM中。

在340步，处理器接着使用被选择的公钥，与315步中被远程装置提供的日期与时间戳一起，加密该虹膜编码。结果数据被存储于RAM中。该编码与被加密的数据接着在345步被IR传输器被传输到远程装置中。

没有向RAM中存储数据的任何干扰步骤，图象捕获、处理和加密步骤是可行的，也就是说，处理被高速完成，以极大地增加该装置操作的速度。然而，这样的处理要求更昂贵更复杂的电子设备。

最后，在350步，如果数据被远程装置成功地接收，该远程装置返回一‘成功’信号到成象装置中。作为响应，在360步中，处理装置使光指示器亮成绿色以指示用户已经成功。传输数据的重复失效，例如在5次重试后，在355步将光指示器亮成红色并使用户重新开始整个过程。

比上面描述的更简单的过程包括支配多个公钥中哪一个被使用的成象装置。通过使用该成象装置中的一伪随机数发生器该选择可被确定。如果每一个公钥有一个索引，相应的索引可以和被加密的数据一起以非加密的形式被包括，以指示远程装置哪一个公共密钥已经被使用，且哪一个私钥应该被用来解密。本方案的一个扩展是每当一个成功的事务发生时，新的一组公钥从远程装置处被下载到成象装置中。另外，进一步加密的可能性对熟练于此的人来说是显然的。

在另一个实施例中，和个人身份卡(例如在磁条上记录个人身份信息的银行卡)一起使用安全性可以被进一步提高。或者，个人身份卡可以是以电子方式保持数据的智能卡。该卡(智能卡，或等效的卡或装置)以磁或电数据的方式提供卡中保持的指示特定用户的信息。当卡被插入到那里提供的一合适的槽中，这个信息可以被成象装置所读取，且与例如其他时间戳和装置身份信息一起被合并到虹膜编码中去，其他类似的实施例对于熟练于此的人来说是很显然的。

图4a代表了带有多个不同波长光源412、414和416的照明的可能配置。该图表示了从第一个窗口400到摄像机405(该图没有考虑45°角的镜子)的视图。在该视图的底部，在装置体中，提供一个包括三个LED的发光二极管(LED)阵列，每个提供超过大约700nm的不同波段的NIR光辐射。例如，每个波段跨越大约20nm且每个波段与下一个相隔200nm。其中的一个LED可以代之以提供可见光。

提供具有不同波长照明光源的一个原因根源于不同光条件下提供不同图象的观看。结果是眼睛虹膜是一三维对象，其中不同波长的光在不同深度穿过或反射。例如，IR光辐射比可见光更深地穿进虹膜。这样，宽带光源比窄带光源能生成更丰富、更复杂的虹膜图象。使用窄带光源的一个优点是简单的图象可以被相对便宜的光学器件捕获而产生。

提供具有不同波长照明光源的另一个原因是虹膜对近红外线光的吸收度取决于其颜色。因此获得一具有所需亮度的图象，不同波长的光源可以用于不同颜色的眼睛。

申请人已经确定不同窄带光源可被用来产生作为虹膜图象家族一个组的不同虹膜图象。这样，一个或多个图象可被用于识别或证实一用户。使用哪个图象的选择可由远程装置确定。通过克服可能的欺骗，用一张眼睛的相片来替代用户，这个方法可以提高安全性。因为相片仅是二维的，在产生的图象中没有，或至少有一个不同的波长依赖，且不论哪个波长的光源被使用，该图象都不变化。

由不同波长的照明产生的分离的图象以不同的方式组合的实施例对熟练于此的人来说是很显然的。

实际上，该LED阵列，及LED中单独的每一个被处理器所控制(通过未示出的合适的电路)。该处理器控制什么时候和哪一个LED点亮以照明眼睛，即根据它自己的控制软件又根据从远程装置接收的信号。该处理器也确定什么时候和在什么点亮条件下图象捕获过程发生。上述点亮条件依赖于远程装置所需要的图象，正如已经描述的那样，可以是脉冲的。

图4b类似于图4a，除了四个一样的LED阵列被提供以产生眼睛的更为均匀的照明。

替代不同波长的光源，一个或多个宽带光源可以用于照明虹膜，并带有光过滤器用来分离所需的不同波段。

该过程依赖于被安排来接收、传输和以补充方式与图象装置起反应的远程装置。在一个实施例中，远程装置是带有合适程序软件的PC并具有合适的传输器和接收器的设置。该PC典型地也通过一数据网络被连接到其他远程装置上，例如一数据库服务器。在操作中，一旦被PC接收，被加密的虹膜编码数据被指示穿过网络到达数据库服务器。该数据库服务器解码该数据并接收或拒绝该用户为正常的或非正常的用户。

图5a描述了眼睛500对于该装置后面窗口520的正确对准。在这个例子中正确的对准要求眼睛500的整个虹膜530落在窗口520的视图区域中。

图5b(与图5a使用同样的附图标记)描述了眼睛相对于该装置后面窗口520对准时的潜在问题。如图所示，眼睛500的瞳孔510可能透过窗口520有一视图，但同时虹膜530的重要部分透过此窗口是暗淡的。当用户透过该装置(例如目标装置)可以有一个合理的视图时，CCD摄像机135不能捕获完整的虹膜图象，这阻止了成功的虹膜识别。

图6描述了一个使用户将他们的眼睛相对于该装置后面窗口620正确对准的可能的方法。该装置的后面窗口620包含一屏幕625。该屏幕包括一个胶质过滤器(例如Kodak^TM Wratten过滤器No.89B)，对于波长大于700nm的光透明，对于低的可见波长光模糊。该屏幕在或围绕它中心有一个孔628，它允许所有波长的光通过该屏幕。该孔628足够大以允许眼睛的瞳孔视图(由固定的投影线指示)透过该屏幕。该视图不被45°的镜子645所阻断，该镜面实际上对光辐射的可见波长是透明的，而对IR和NIR起反射作用。

屏幕625的主要部分对辐射的可见波长是模糊的，但对于IR和NIR波长是透明的。这样，利用适当的IR或NIR照明(未示出)，眼睛虹膜612的图象，通过屏幕625可见且通过镜子645投影到摄像机(未示出)上，从而可被捕获(被虚投影线所描述)。

鉴于前面的描述，屏幕的其他合适成份对于熟练于此的人是很显然的。事实上，提供类似优点的不同屏幕也可使用。例如，主要部分对于可见光可以是半透明而不是模糊的。或者，主要区域相对于次要区域可被简单地染色，瞳孔对准区域使用户采用正确的对准方式。该屏幕也可以被玻璃或塑料材料加强，覆盖这个孔以防止，例如灰尘进入该装置中。

明显地，以上所述的屏幕中使用的眼睛对准技术比利用根据本发明的装置具有潜在的更宽的应用领域。实际上，这样的屏幕可被合并到任何与相应装置相关的具有类似的正确眼睛对准的设备或装置中。

作为上述实施例中使用的热镜的另一个选择，冷镜也可以使用。该冷镜与热镜有同样的位置和指向但是在其下面有不同的表层。该表层可以有效地反射大多数可见光同时允许近红外光通过。在此实施例中的另一个选择是交换CCD摄像机和LCD显示器。

明显地，根据本发明的该成象装置比数据库访问用户证实有更宽的应用范围。例如，该装置可用于汽车的锁定器来识别汽车的主人：除非用户是主人，该汽车不能启动。阅读了本描述，本发明的许多其他使用对于熟练于此的人来说将变得很显然。

Claims (21)

1、一种身份识别装置，用于提供眼睛特征的信息信号，上述装置被用户安排到一个可操作的位置，上述装置包括：

一个具有进入窗口的外壳；

安装到该外壳上的一个照明光源，可以操作来照亮所述眼睛的瞳孔外围区域；

安装到该外壳内的与所述进入窗口进行光通信的一个图象捕获设备，可以操作来响应从眼睛反射的光而提供表示至少眼睛虹膜部分的图象信号；和

一个传输设备，将从所述图象中获取的信息信号传输到一远程装置上。

2、根据权利要求1的装置，其中该装置适用于手持。

3、根据权利要求1的装置，其中

所述照明光源可操作地提供基本不可见的照明；以及

所述图象捕获设备响应于从眼睛反射的不可见光。

4、根据权利要求3的装置，其中所述图象捕获设备响应于近红外光。

5、根据权利要求4的装置，进一步包括对眼睛来说为可视的目标对象，以方便眼睛与所述进入窗口对准。

6、根据权利要求5的装置，其中所述目标对象包括另一个窗口，它与上述第一个窗口进行光通信以提供给眼睛外壳以外的场景。

7、根据权利要求5的装置，其中：

上述装置进一步包括波长选择反射器，以反射来自所述目标对象的可见光或来自所述照明光源的不可见光并允许其他光的通过；

其中，在使用时所述可见光沿着第一条光通路从该目标对象通过波长选择反射器到达眼睛，且不可见光沿着第二条光通路从上述照明光源通过上述波长选择反射器到达上述图象捕获装置。

8、根据权利要求5的装置，进一步包括在上述眼睛和上述目标对象之间插入的一光学器件，上述器件对不可见辐射是基本上透明的，且包括比第二个区域对可见光辐射更透明的第一个区域。

9、根据权利要求8的装置，其中上述第一个区域被上述第二个区域所围绕。

10、根据权利要求1的装置，进一步包括以脉冲方式操作照明光源的装置。

11、根据权利要求1的装置，其中上述照明光源包括发射各自不同波段的光的多个光源。

12、根据权利要求11的装置，其中上述光源可独立控制来为信息捕获而照明眼睛。

13、根据权利要求1的装置，进一步包括接收装置，以确保与上述远程装置进行双向通信，其中上述装置的一个或多个功能被该远程装置所控制。

14、根据权利要求1的装置，进一步包括为进一步处理而从多个顺序捕获的图象中选择至少一个图象的装置。

15、根据权利要求14的装置，进一步包括被上述远程装置操作的触发器装置。

16、使用根据前述权利要求中任何一个的装置来识别或证实一个人。

17、使用权利要求1到15中任何一个的装置来识别或证实一个动物。

18、一种识别一个人或一个动物的方法，该方法包括将一个根据以上任何权利要求的装置放置到一个与眼睛相邻的操作位置；并且操作所述的装置以：

(a)捕获人或动物眼睛的图象；

(b)编码上述图象以形成眼睛的至少虹膜部分或其局部的编码；和

(c)以无线方式传输上述编码到一远程装置中。

19、一种用于捕获用户的一个或两个眼睛的特征的信息的身份识别装置，该装置适合于手持且包括：

具有进入窗口的一外壳；和

以和窗口预先确定的关系定位用户的一个或两个眼睛的装置，

其中该外壳被提供以：

用于照明眼睛的装置；

用于从用户眼睛的至少虹膜部分捕获信息的装置；该信息是用户眼睛的特征；

所述装置一步包括：

用于传输该信息到远程装置的装置。

20、根据权利要求19的装置，其中所述的照明装置包括一个基本不可见照明的光源。

21、根据权利要求19或20的装置，其中该外壳被提供以另外一个窗口，该窗口与所述进入窗口进行光学对准，以在该装置使用时将超出该外壳外的场景提供给用户。

Images