CN204943208U - 一种消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置，包括镜头、图像传感器和照明光源，照明光源有两个且对称设于镜头的上方和下方，照明光源的入射光线与镜头的水平中线的夹角u为10—14°。本实用新型的有益效果是：1、照明光源放置的位置距离镜头较近，这样会十分紧凑美观，且利于便携。2、照明光源的光束从眼镜周围射出去，不存在反射，这样不会造成对成像质量的影响。3、照明光源呈对称放置，能提升整个被照明区域的照明均匀性。4、采用聚光杯配合大功率LED的方式，该方式照明均匀，能有效去除阵列LED带来的不利影响。5、可以适用于各种远视眼镜，近视眼镜。6、结构简单，无需特殊调节，能适用大部分使用人群。

Description

一种消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物识别照明装置，尤其涉及一种消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置。

背景技术

一般的虹膜识别产品，在使用时都需要将眼镜摘除，因为带上眼镜之后，虹膜识别所需要的红外照明光源会在眼镜表面反射，再通过镜头和CMOS形成光源状的光斑，从而影响虹膜识别设备正常工作。大部分的虹膜识别装置在体验时都需要摘除眼镜配合使用，这是因为照明光源在眼镜的表面处发生反射，这主要是眼镜的第一面反射的光束，导致设备获取的虹膜图像存在很大区域的光斑，会影响虹膜识别。也有的虹膜识别装置会采用多个角度的光源照射的方式，根据用户的实际情况，依次打开各个角度的光束来记录其眼镜的反射信息，从而最终确定采用的照明光源。这种方法操作繁琐，而且机构也很复杂。也有采用偏振光的方法来减弱眼镜反射光的影响，但是这种方法需要大大提高照明的功率以获取足够的偏振光束。

申请日为2015年2月2日，公开日为2014年4月29日，申请号为201510053696.9的中国发明专利，其公开了一种防眼镜反光干扰的虹膜识别装置；该装置通过设置补光光源来消除眼镜反光对虹膜识别的干扰；但存在一些问题：1、补光光源需要放置的位置距离镜头较远，这样会导致在实际应用上，装置需要做得很大，便携性不佳。2、这种方法虽然能减弱反射光束，但是其原理上而言，光源在镜头的一端，发出的光束与眼镜的交点也在镜头的同一端，这种方法带来的不利因素就是很容易会有光束进入镜头的视场边缘，在镜头内部形成散射光束，从而影响整体的成像质量。3、所描述的补光光源单向放置，单向放置在人眼一侧，在人眼区域范围内光照不均匀，在最终的虹膜图像会存在亮暗不均的现象。4、所描述的补光光源的方法不是很专业，如果采取普通红外LED的方式照明，将会有多颗发光光源，其散射到镜头内部的光束会很多很杂，虽然会消眼镜的反射光，但会降低整体的虹膜图像的质量。5、该角度需要根据不同度数的眼镜来调节，这样会给用户带来极大程度地不便利性。而且调节时需要配合相应的机构，在结构上比较复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置，这种装置采用特定的光源照明，配合固定的方式能够有效避免眼镜表面反射光束对虹膜成像的影响，且保证虹膜图像像质清晰，准确提高虹膜设备的易用性。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下，消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置，包括镜头、图像传感器和照明光源，所述图像传感器设于所述镜头后方；所述照明光源有两个且对称设于所述镜头的上方和下方，所述照明光源包括散热片、大功率LED和聚光杯；所述照明光源采用透射和全反射混合面聚光方式，设于所述镜头上方的所述照明光源的入射光线倾斜向下发射，设于所述镜头下方的所述照明光源的入射光线倾斜向上发射；所述照明光源的入射光线与所述镜头的水平中线的夹角u为10—14°。

进一步，所述夹角u为12.15°。

进一步，所述照明光源的水平中线与所述镜头的水平中线的竖直距离为30—40mm。

进一步，所述照明光源的水平中线与所述镜头的水平中线的竖直距离为32mm。

本实用新型的有益效果是：1、照明光源放置的位置距离镜头较近，这样会十分紧凑美观，且利于便携。2、照明光源的光束从眼镜周围射出去，不存在反射，这样不会造成对成像质量的影响。3、照明光源呈对称放置，能提升整个被照明区域的照明均匀性。4、采用聚光杯配合大功率LED的方式，该方式照明均匀，能有效去除阵列LED带来的不利影响。5、可以适用于各种远视眼镜，近视眼镜。6、结构简单，无需特殊调节，能适用大部分使用人群。

附图说明

图1为本实用新型消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置的光路原理图；

图2为本实用新型消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置的照明光源的结构示意图；

图3为普通LED光源的光路发射示意图；

图中1.眼睛，2.眼镜，3.照明光源，31.大功率LED，32.聚光杯，4.镜头，5.普通LED光源。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、图2、图3所示的消除眼镜2反射光的虹膜识别的照明装置，包括镜头4、图像传感器(图未示)和照明光源3，图像传感器设于镜头4后方；照明光源3有两个且对称设于镜头4的上方和下方，照明光源3包括散热片、大功率LED31和聚光杯32；照明光源3采用透射和全反射混合面聚光方式，设于镜头4上方的照明光源3的入射光线倾斜向下发射，设于镜头4下方的照明光源3的入射光线倾斜向上发射；照明光源3的入射光线与镜头4的水平中线的夹角u为10—14°。

夹角u优选为12.15°。

照明光源3的水平中线与镜头4的水平中线的竖直距离为30—40mm，优选为32mm。

通过调研，我们发现正常人的眼镜2的宽度一般都在60mm左右，而人眼到眼镜2的距离约为12mm，根据光学成像的原理，我们可以计算出对应工作距离下照明光源3的偏转角度，其中，a为照明光源3的水平中线与镜头4的水平中线的竖直距离；b为两个照明光源3发射光束交叉点到镜头4的距离；c为两个照明光源3发射光束交叉点到眼镜2的距离；d为眼镜2的宽度的一半；e为眼镜2到眼睛1的距离；f为眼睛1到镜头4的距离。

下面以门禁产品的工作距离为300mm为例进行说明，

由于 $\frac{a}{b}=\frac{d}{c}$

已知：b+c＝f-e；

a＝32mm；d＝30mm；f＝300mm；e＝12mm。

求得：

b＝148.645mm

tanu＝a/b

u＝arctanu＝12.15

因此，照明光源3的偏转角度即夹角u为12.15°，当然门禁产品的工作距离不同夹角u的大小会有轻微变化，变化不会很大，因为门禁产品的普遍工作距离即为300mm；所以夹角u设为12.15°适合大多数门禁产品。

本实用新型中使用的照明光源3采用透射和全反射混合面聚光方式，小角度的光束使用镜片折射来实现准直，大角度的光束采用全反射的方式进行准直。本实用新型中使用的照明光源3和普通LED光源5的区别在于，本实用新型的照明光源3的光束的准直性很好，同时发光很均匀亮度很高，从而在源头上减少眼镜2反射时会出现的光点数量和区域。

由于照明光源3采用交叉照射的方式提供照明，即设于镜头4上方的照明光源3的入射光线倾斜向下发射，设于镜头4下方的照明光源3的入射光线倾斜向上发射，这样带来的有利效果在于，被照明区域更加均匀，因为根据光程的不同，越偏离光路的位置光的传播路程约远所以其照明强度越弱，所以两颗照明光源3对称来照明，会带来更加均匀地照明效果。同时，两个照明光源3的光路都指向眼镜2之外，则在眼镜2表面不会反射出照明光源3的图像。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置，其特征在于，包括镜头(4)、图像传感器和照明光源(3)，所述图像传感器设于所述镜头(4)后方；所述照明光源(3)有两个且对称设于所述镜头(4)的上方和下方，所述照明光源(3)包括散热片、大功率LED(31)和聚光杯(32)；所述照明光源(3)采用透射和全反射混合面聚光方式，设于所述镜头(4)上方的所述照明光源(3)的入射光线倾斜向下发射，设于所述镜头(4)下方的所述照明光源(3)的入射光线倾斜向上发射；所述照明光源(3)的入射光线与所述镜头(4)的水平中线的夹角u为10—14°。

2.根据权利要求1所述的消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置，其特征在于，所述夹角u为12.15°。

3.根据权利要求1或2所述的消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置，其特征在于，所述照明光源(3)的水平中线与所述镜头(4)的水平中线的竖直距离为30—40mm。

4.根据权利要求3所述的消除眼镜反射光的虹膜识别的照明装置，其特征在于，所述照明光源(3)的水平中线与所述镜头(4)的水平中线的竖直距离为32mm。