CN205375503U - 带有倾角补光灯的虹膜采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了带有倾角补光灯的虹膜采集装置。带有倾角补光灯的虹膜采集装置包括摄像头模块和补光模块。摄像头模块包括图像传感器，镜头和底座，适于对包含用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像并将其转换为原始电子图像。补光模块包括至少一个补光灯，适于在镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时对该感兴趣区域进行照明。每个补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与镜头朝向具有倾角。

Description

带有倾角补光灯的虹膜采集装置

技术领域

本实用新型涉及生物识别技术，尤其涉及带有倾角补光灯的虹膜采集装置。

背景技术

在信息时代，如何正确确定人的身份，保护信息安全，已经成为一个重要的社会问题。传统的生物身份认证方式如指纹、人脸由于容易被伪造，越来越难以满足社会需要。虹膜较其它生物特征具有唯一性、稳定性、非入侵性以及防伪性等优点，使得虹膜识别技术得到了广泛的关注。

然而，现有的虹膜识别技术在采集用户眼部区域图像时，对环境光线要求很高。换言之，现有的虹膜识别技术所采集的虹膜数据很容易受到光线干扰。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种新的虹膜采集方案，有效的解决了上面至少一个问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种带有倾角补光灯的虹膜采集装置，包括摄像头模块和补光模块。其中，摄像头模块包括图像传感器，镜头和底座，适于对包含用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像并将其转换为原始电子图像。补光模块包括至少一个补光灯，适于在镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时对该感兴趣区域进行照明。每个补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与镜头朝向具有倾角。

可选地，在根据本实用新型的虹膜采集装置中，补光模块包括第一补光灯，设置在镜头的一侧，适于在镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时对双眼中间区域进行照明。

可选地，在根据本实用新型的虹膜采集装置中，第一补光灯与摄像头模块的底座的相隔距离D＝Tan(a)*H+Delta其中，D为第一补光灯底座的中心点与摄像头底座的中心点的水平距离，a为第一补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与镜头朝向的夹角，Tan(a)为该夹角a的正切值，H为用户的双眼平面到摄像头模块底座平面的最小距离，D的误差范围Delta在±2cm之间。

可选地，在根据本实用新型的虹膜采集装置中，补光模块包括设置在所述镜头第一侧的第一补光灯和在所述镜头第二侧的第二补光灯。在所述镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时，第一补光灯适于对镜头第二侧的眼睛进行照明，第二补光灯适于对镜头第一侧的眼睛进行照明。

可选地，在根据本实用新型的虹膜采集装置中，第一补光灯与摄像头模块的底座的相隔距离D＝Tan(a)*H-PD/2+Detla其中，D为第一补光灯底座的中心点与所述摄像头模块的底座的中心点的距离，a为第一补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与所述镜头方向的夹角，Tan(a)为该夹角a的正切值，H为用户的双眼平面到摄像头模块的底座平面的最小距离，PD为用户双眼的瞳距，Delta为误差范围在±2cm之间。

可选地，在根据本实用新型的虹膜采集装置中，补光模块中每个补光灯通过SMT表面组装技术水平焊接在虹膜采集装置的电路板上。其中每个补光灯为红外光源。

可选地，根据本实用新型的虹膜采集装置还包括图像处理单元，适于从所述原始电子图像中提取虹膜图像数据。

可选地，根据本实用新型的虹膜采集装置还包括接口单元，适于与移动终端连接，并向该移动终端传输所述虹膜图像数据。

可选地，根据本实用新型的虹膜采集装置还包括加密单元，适于在接口单元传输所述虹膜图像数据之前，对该虹膜图像数据进行加密处理。

根据本实用新型又一个方面，提供一种移动终端，包括根据本实用新型的虹膜采集装置。

根据本实用新型的虹膜采集方案，在双补光灯交叉照明和单补光灯照明方式下，均可以使得所获取的虹膜图像数据清晰度高和对比度高。特别是对于戴眼镜的用户而言，本实用新型的虹膜成像方案可以避免补光灯在镜片上产生的镜面反射对成像的影响。另外，本实用新型的虹膜成像方案中，补光灯的照明角度可根据需要进行配置，且可以根据照明角度来确定补光灯与摄像头的相隔距离，从而可以提高补光灯对用户眼部照明的准确度，以进一步提高虹膜成像的质量。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的带有倾角补光灯的虹膜采集装置的示意图；

图2示出了图1所示虹膜采集装置对用户眼部进行成像的示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的补光灯的示意图；

图4示出了根据本实用新型又一个实施例的带有倾角补光灯的虹膜采集装置的示意图；以及

图5示出了图4所示虹膜采集装置对用户眼部进行成像的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的带有倾角补光灯的虹膜采集装置的示意图。图2示出了图1所示虹膜采集装置对用户眼部进行成像的示意图。下面结合图1和图2对本实施例的虹膜采集装置进行说明。

如图1和图2所示，虹膜采集装置100包括摄像头模块110、第一补光灯120、第二补光灯130、图像处理单元140、加密单元150和接口单元160。

摄像头模块110可以包括镜头、图像传感器和底座。摄像头模块110可以对包含用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像，并将光学成像转换为原始电子图像。镜头可以调节焦距，以便提高对用户眼部区域的成像质量和获取更自由的拍摄距离。

图像处理单元140可以从原始电子图像中提取用户的虹膜图像数据。这里，图像单元140可以采用任何已知的虹膜提取技术，本实用新型对此不做过多限定。

为了提高数据安全性，加密单元150可以对虹膜图像数据进行加密处理。应注意，加密单元150对于实施本实用新型并不是必须的。

接口单元160可以包括USB2.0、USB3.0和MicroUSB接口中任一种。接口单元160可以将经过加密或者未加密的虹膜图像数据向移动终端传输。这里，移动终端可以是笔记本计算机、手机、平板电脑、PDA和PSP等计算设备中任一种。本实用新型的虹膜采集装置100可以集成在移动终端中，或者可以作为移动终端可拆卸的附件。

在摄像头110对准用户的眼部区域时，第一补光灯120和第二补光灯130能够对用户的双眼进行交叉照明。具体而言，第一补光灯120设置在摄像头模块110的第一侧，而第二补光灯130设置在摄像头模块110的第二侧。第一补光灯120适于对用户在摄像头110第二侧的眼睛b2进行照明，而第二补光灯130适于对用户在摄像头110第一侧的眼睛b1进行照明。这样，通过交叉照明的方式，本实用新型的虹膜采集装置100可以获取用户高清晰、对比度高的眼部图像。特别是对于戴眼镜的用户而言，交叉照明可以避免补光灯在镜片上产生的镜面反射对成像的影响。另外，第一和第二补光灯可以是红外光源，波长范围为700～900nm。虹膜采集装置100具有电路板，例如FR4PCB板，但不限于此。这两个补光灯通过SMT(SurfaceMountTechnology，表面贴装技术)设置在电路板上。这里，第一补光灯120和第二补光灯130的照明角度是可以根据需要进行配置的。为了能够让这两个补光灯对用户眼部进行准确照明，而不是照射到其他位置(例如鼻子等)，本实用新型的第一补光灯120与摄像头110的距离为D。具体地，D＝Tan(a)*H-PD/2+Detla其中，D为第一补光灯120底座的中心点与所述摄像头模块110的底座的中心点的距离。a为第一补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与所述镜头方向的夹角。Tan(a)为该夹角a的正切值。H为用户的双眼平面到摄像头底座平面的最小距离，例如为30-50厘米。PD为用户双眼的瞳距，Delta为D的误差范围，例如在±2cm之间。

另外，第二补光灯130的位置与第一补光灯120对称，这里不再赘述。对于第一补光灯或者第二补光灯的具体设置方式，下面通过图3进行说明。图3示出了根据本实用新型一个实施例的补光灯的示意图。如图3所示，补光灯的底座c2通常与虹膜采集装置的电路板c3平行，那么补光灯锥形发射光源的中心轴c1与底座c2的法向的夹角a就是补光灯与摄像头模块110的镜头朝向的夹角。应注意，这里夹角a是可调节的。

图4示出了根据本实用新型又一个实施例的带有倾角补光灯的虹膜采集装置的示意图。图5示出了图4所示虹膜采集装置对用户眼部进行成像的示意图。

如图4和图5所示，虹膜采集装置200包括摄像头模块210、第一补光灯220、图像处理单元230、加密单元240和接口单元250。这里，装置200的各个模块功能与图1所示的对应模块实现方式相同，这里不再赘述。应注意的是，第一补光灯220设置在摄像头模块210的镜头的一侧，在镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时对双眼中间区域进行照明。

补光灯220与摄像头模块210的底座的相隔距离D＝Tan(a)*H+Delta其中，D为第一补光220灯底座的中心点与摄像头模块210底座的中心点的水平距离，a为第一补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与镜头朝向的夹角，Tan(a)为该夹角a的正切值，H为用户的双眼平面到摄像头模块210底座平面的最小距离，D的误差范围Delta在±2cm之间。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该实用新型的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种带有倾角补光灯的虹膜采集装置，其特征在于包括：

摄像头模块，包括图像传感器，镜头和底座，适于对包含用户虹膜的感兴趣区域进行光学成像并将其转换为原始电子图像；以及

设置在虹膜采集装置的电路板上的补光模块，包括至少一个补光灯且每个补光灯设置在镜头的侧面，适于在镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时对该感兴趣区域进行照明，其中，每个补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与镜头朝向具有倾角。

2.如权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述补光模块包括第一补光灯，设置在所述镜头的一侧，适于在镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时对双眼中间区域进行照明。

3.如权利要求2所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述第一补光灯与摄像头模块的底座的相隔距离D＝Tan(a)*H+Delta

其中，D为第一补光灯底座的中心点与摄像头底座的中心点的水平距离，a为第一补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与镜头朝向的夹角，Tan(a)为该夹角a的正切值，H为用户的双眼平面到摄像头模块底座平面的最小距离，D的误差范围Delta在±2cm之间。

4.如权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述补光模块包括设置在所述镜头第一侧的第一补光灯和在所述镜头第二侧的第二补光灯，

其中，在所述镜头对准包含用户虹膜的感兴趣区域时，第一补光灯适于对镜头第二侧的眼睛进行照明，第二补光灯适于对镜头第一侧的眼睛进行照明。

5.如权利要求4所述的虹膜成像的装置，其特征在于所述第一补光灯与摄像头模块的底座的相隔距离D＝Tan(a)*H-PD/2+Detla

其中，D为第一补光灯底座的中心点与所述摄像头模块的底座的中心点的距离，a为第一补光灯的发射光源所形成的圆锥体的中心轴方向与所述镜头朝向的夹角，Tan(a)为该夹角a的正切值，H为用户的双眼平面到摄像头模块的底座平面的最小距离，PD为用户双眼的瞳距，D的误差范围Delta在±2cm之间。

6.如权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述补光模块中每个补光灯通过SMT表面组装技术水平焊接在虹膜采集装置的电路板上，其中每个补光灯为红外光源。

7.如权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于还包括图像处理单元，适于从所述原始电子图像中提取虹膜图像数据。

8.如权利要求7所述的虹膜采集装置，其特征在于还包括接口单元，适于与移动终端连接，并向该移动终端传输所述虹膜图像数据。

9.如权利要求8所述的虹膜采集装置，其特征在于还包括加密单元，适于在所述接口单元传输所述虹膜图像数据之前，对该虹膜图像数据进行加密处理。

10.一种移动终端，包括如权利要求1-9中任一项所述的带有倾角补光灯的虹膜采集装置。