CN206400583U - 一种手持便携式双目虹膜采集系统 - Google Patents

一种手持便携式双目虹膜采集系统 Download PDF

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徐光柱
黄航
雷帮军
夏平
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Abstract

一种手持便携式双目虹膜采集系统，包括镜筒、外壳，外壳与镜筒制作成一个整体，外壳的顶部嵌有窄带滤光片，窄带滤光片用于滤除红外光以外的光，镜头采用固定焦距的近焦微距镜头，镜头正对窄带滤光片，镜头固定在电路主板上，电路主板上连接有红外LED照明灯、USB接口线。所述电路主板包括CCD图像传感器、主控芯片、电源管理芯片，采集图像时，照射到人眼的窄带红外光线通过镜头投射到CCD图像传感器表面，经过主控芯片中的模数转换后变为数字信号，再由主控芯片通过USB接口线传输信号。本实用新型系统具备两种不同模式，便于用户选择，同时系统集照明、成像、采集、处理于一身，一次使用既可完成虹膜图像的采集。

Description

一种手持便携式双目虹膜采集系统
技术领域
本实用新型一种手持便携式双目虹膜采集系统，涉及虹膜识别与嵌入式系统技术领域。
背景技术
人眼主要由巩膜、虹膜、瞳孔三大部分构成：巩膜是人眼中的白色区域，它大约占整个人眼区域的30％；人眼的中心部分为瞳孔，它大约占整个人眼面积的5％；而虹膜区域则是位于巩膜和瞳孔之间的一个环状组织，包含了大量丰富的纹理信息，占据65％左右的面积。虹膜从外观上呈现出一种由内而外的放射状结构，并且虹膜区域包含有许多复杂的类似于斑点、冠状物、条纹以及冠状、褶皱等形状的细微特征，正是这些结构组成了虹膜图像的纹理信息，虹膜识别正是利用这些纹理信息进行身份识别，它是业界公认的最精准与最安全的生物识别技术，业界透露，虹膜识别误识率可低至百万分之一，与之相比，指纹识别误识率为0.8％，人脸识别则为2％。再加上虹膜识别技术需要活体的虹膜信息，眼球剥离人体后，虹膜会随瞳孔放大失去活性，将被机器拒识，因此，虹膜识别的安全性更高。
目前虹膜图像采集设备主要采用的是单目虹膜采集，即每次采集一只眼睛的虹膜图像，导致的问题是安全级别低，不够灵活；而且用户在使用之前必须确定自己录入的虹膜图像是左眼还是右眼，然后再使用。至于目前的双目，多是采用一个支架简单地进行横向连接，由此产生的问题是结构复杂、体积较大、数据不同步、且光斑严重；没有窄带滤光片，拍摄到的虹膜图像不符合用户身份识别的要求。获得虹膜图像大小不一，不便于归一化。因此，开发出一种结构简单、实用方便、价格低廉、准确度高、安全级别高的虹膜采集系统，来提升采集虹膜图像的质量，显得十分必要。
发明内容
本实用新型提供一种手持便携式双目虹膜采集系统，一次获取两只眼睛的虹膜图像，减少用户过多采集虹膜图像。该系统具备两种不同模式，便于用户选择，同时系统集照明、成像、采集、处理于一身，一次使用既可完成虹膜图像的采集。
本实用新型采取的技术方案为：
一种手持便携式双目虹膜采集系统，包括镜筒、外壳，外壳与镜筒制作成一个整体，外壳的顶部嵌有窄带滤光片，窄带滤光片用于滤除红外光以外的光，镜头采用固定焦距的近焦微距镜头，镜头正对窄带滤光片，镜头固定在电路主板上，电路主板上连接有红外LED照明灯、USB接口线。所述电路主板包括CCD图像传感器、主控芯片、电源管理芯片，采集图像时，照射到人眼的窄带红外光线通过镜头投射到CCD图像传感器表面，经过主控芯片中的模数转换后变为数字信号，再由主控芯片通过USB接口线传输信号。
所述镜筒中间设有容纳人体鼻梁的凹槽。
所述USB接口线用于与外部的设备相连，传输数据。
所述外壳上有红外照明窗口、镜头窗口，红外LED灯光通过红外照明窗口射出。
所述镜头通过螺丝钉固定到电路主板上。
所述外壳与镜筒通过3D打印机一次成型。
本实用新型一种手持便携式双目虹膜采集系统，有益效果如下：
1：该系统内部空间密闭且装有窄带滤光片，所采集的图像不会产生较大的光斑，用户在使用该设备的时候双眼直视镜头，采集过程中无需用户左右上下移动和零操作，就可获得符合要求的虹膜图像。
2：空间密闭，屏蔽外界杂光。
3：无需过多侵犯用户，一次获取两只眼睛的虹膜图像，减少用户过多采集虹膜图像。
4：两种不同模式，便于用户选择，同时系统集照明、成像、采集、处理于一身，一次使用既可完成虹膜图像的采集。虹膜图像大小固定，便于归一化。
5：用户在使用的时候双眼直视镜头，采集过程无需用户左右上下移动和零操作，就可获得符合要求的虹膜图像。
附图说明
图1为本实用新型系统的结构示意图。
图2为本实用新型系统的光路图。
具体实施方式
一种手持便携式双目虹膜采集系统，包括镜筒1、外壳7，外壳7与镜筒1制作成一个整体，外壳7的顶部嵌有窄带滤光片2，窄带滤光片2用于滤除红外光以外的光，镜头3采用固定焦距的近焦微距镜头，镜头3正对窄带滤光片2，镜头3固定在电路主板5上，电路主板5上连接有红外LED照明灯4、USB接口线6。
所述镜筒1中间设有容纳人体鼻梁的凹槽。
所述USB接口线6用于与外部的设备相连，传输数据。
所述外壳7上有红外照明窗口、镜头窗口，红外LED灯光通过红外照明窗口射出。
所述镜头3通过螺丝钉固定到电路主板5上。
镜筒1深度计算根据图2所示的光路图，由它可以推导镜头3的焦距、视场大小及镜头3到被拍摄物体距离，计算如下式：
Fl＝l*D/L
Fh＝h*D/H
式中Fl和Fh分别表示宽度和高度方向上计算出的焦距值，l和h表示CCD靶面的宽度和高度，L和H为被摄物体的高度和宽度。D为被摄物体至镜头3的距离，Fl就是镜筒1的深度。
所述电路主板5包括CCD图像传感器、主控芯片、电源管理芯片，采集图像时，照射到人眼的窄带红外光线通过镜头3投射到CCD图像传感器表面，经过主控芯片中的模数转换后变为数字信号，再由主控芯片通过USB接口线6传输信号。
外壳7与镜筒1为一个整体部件，可以通过3D打印机一次成型。其优势在于：能够精确控制人眼和镜头3之间的距离，保证图像获取的清晰图；另一方面，由于是一次成型构成的完整整体，不存在接缝，可以防止因接缝而进入杂散光对拍摄造成的影响。
所述窄带滤光片2中心波长为850+-10nm，其半带宽为30nm，用于滤除红外光以外的光。
所述红外LED照明灯4、USB接口线6焊接在电路主板5上。红外LED照明灯4的作用在于照亮拍摄区域。USB接口线6的作用在于将获取的图像传送给上位机。
所述外壳7用于保护电路主板5。
所述镜头3通过螺丝钉固定到电路主板5上，镜头3是根据感光芯片做出选择的。
用户在使用该系统的时候，用户只要将他们的眼睛移动到镜筒1处，然后眼睛看着镜头3就即可拍摄到符合要求的虹膜图像。
电路主板5包括CCD图像传感器(100万像素)、主控芯片(ARK3399B)和电源管理芯片(L24C32-SI)。采集图像时，照射到人眼的窄带红外光线通过镜头3投射到CCD图像传感器表面，经过主控芯片中的模数转换后变为数字信号，再由主控芯片通过接口连接USB接口线6，传输到上位机。通过上位机选择不同的安全模式，模式①：两只眼睛一只通过就可以。模式②：两只眼睛都必须通过。

Claims (6)

1.一种手持便携式双目虹膜采集系统，包括镜筒（1）、外壳（7），其特征在于：外壳（7）与镜筒（1）制作成一个整体，外壳（7）的顶部嵌有窄带滤光片（2），窄带滤光片（2）用于滤除红外光以外的光，镜头（3）采用固定焦距的近焦微距镜头，镜头（3）正对窄带滤光片（2），镜头（3）固定在电路主板（5）上，电路主板（5）上连接有红外LED照明灯（4）、USB接口线（6）；
所述电路主板（5）包括CCD图像传感器、主控芯片、电源管理芯片，采集图像时，照射到人眼的窄带红外光线通过镜头（3）投射到CCD图像传感器表面，经过主控芯片中的模数转换后变为数字信号，再由主控芯片通过USB接口线（6）传输信号。
2.根据权利要求1所述一种手持便携式双目虹膜采集系统，其特征在于：所述镜筒（1）中间设有容纳人体鼻梁的凹槽。
3.根据权利要求1所述一种手持便携式双目虹膜采集系统，其特征在于：所述USB接口线（6）用于与外部的设备相连，传输数据。
4.根据权利要求1所述一种手持便携式双目虹膜采集系统，其特征在于：所述外壳（7）上有红外照明窗口、镜头窗口，红外LED灯光通过红外照明窗口射出。
5.根据权利要求1所述一种手持便携式双目虹膜采集系统，其特征在于：所述镜头（3）通过螺丝钉固定到电路主板（5）上。
6.根据权利要求1所述一种手持便携式双目虹膜采集系统，其特征在于：所述外壳（7）与镜筒（1）通过3D打印机一次成型。
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