CN210295121U - 接触式双目虹膜采集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接触式双目虹膜采集设备，属于生物特征识别技术领域，所述接触式双目虹膜采集设备包括壳体，壳体内形成有镜头仓，镜头仓内设置有用于采集虹膜图像的第一镜头和第二镜头，壳体的前端设置有眼罩，镜头仓内设置有用于为仓内环境补光的可见光补光灯、用于为第一镜头补光的第一近红外补光灯和用于为第二镜头补光的第二近红外补光灯，第一近红外补光灯的光轴与第一镜头的光轴之间、以及第二近红外补光灯的光轴与第二镜头的光轴之间均设置有预设角度，预设角度为6‑10.5度。本实用新型中眼罩能够隔离外界环境光线，可见光补光灯能够使镜头仓内环境光线处于合适的强度，确保虹膜图像采集的质量，提高注册模板的通用性。

Description

接触式双目虹膜采集设备

技术领域

本实用新型涉及生物特征识别技术领域，特别是指一种接触式双目虹膜采集设备。

背景技术

随着对安全性、先进性、稳定性等方面的要求不断提高，各种生物特征识别和安全认证方法/设备纷纷出现，生物特征识别和安全认证技术是通过利用人体所固有的生物特征和行为特征来进行个人身份安全认证，这些生物或行为特征包括人脸、指纹、虹膜、掌纹及语音，其中，虹膜是身体面对外界最复杂的组织，且具有生物活性、非接触性、唯一性、稳定性、防伪性等生物特性，因而虹膜识别被广泛认为是最有前途的生物特征识别和安全认证技术之一。

虹膜注册是虹膜识别技术应用的第一步，虹膜注册的方式一般是采集用户的双目虹膜图像，再将采集的双目虹膜图像与用户的基本信息(姓名、性别等)相关联。用户完成虹膜注册后，只需根据最新采集的虹膜图像在注册信息中进行查找，就可以判断出最新采集的虹膜图像所属用户的基本信息。

获取高质量的双目虹膜图像是实现虹膜注册的前提，现有虹膜注册/采集设备在采集用户的虹膜图像时，直接将镜头对准用户的眼睛进行采集。这种虹膜采集方式很容易受到采集所处的环境光强的影响，如果采集所处的环境光强较强，则采集到的就是强光照射下的虹膜图像，如果采集所处的环境光强较弱，则采集到的就是弱光照射下的虹膜图像，但是不同光照强度下瞳孔会发生缩放，对应的虹膜图像也会有差别，导致注册模板的通用性差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种接触式双目虹膜采集设备，能够避免受到采集所处的环境光强的影响，提高注册模板的通用性。

本实用新型提供技术方案如下：

一种接触式双目虹膜采集设备，包括壳体，所述壳体内形成有镜头仓，所述镜头仓内设置有用于采集虹膜图像的第一镜头和第二镜头，其中：所述壳体的前端设置有眼罩，所述镜头仓内设置有用于为仓内环境补光的可见光补光灯、用于为所述第一镜头补光的第一近红外补光灯和用于为所述第二镜头补光的第二近红外补光灯，所述第一近红外补光灯的光轴与所述第一镜头的光轴之间、以及所述第二近红外补光灯的光轴与所述第二镜头的光轴之间均设置有预设角度，所述预设角度为6-10.5度；所述壳体内设置有内套筒，所述内套筒形成所述镜头仓，所述内套筒为半透明塑料材质，所述内套筒的内表面经晒纹处理，所述内套筒的后部设置有灯槽，所述可见光补光灯位于所述灯槽内。

在本实用新型一些实施例中，所述第一镜头和第二镜头的前方设置有近红外滤光片。

在本实用新型一些实施例中，所述镜头仓的开口中间设置有沿镜头仓长度方向延伸的挡光板。

在本实用新型一些实施例中，所述壳体内设置有电路板，所述第一镜头、第二镜头、第一近红外补光灯、第二近红外补光灯、可见光补光灯均设置在所述电路板上。

在本实用新型一些实施例中，所述电路板布设在所述内套筒底面外侧，所述内套筒的底面向外延伸设置有辅助电路板定位的定位柱，所述内套筒的底面中部设置有用于为电路板上的镜头留出光路空间的开槽。

在本实用新型一些实施例中，所述电路板上设置有能够改变流经所述可见光补光灯的电流大小的电流源芯片。

在本实用新型一些实施例中，所述电路板上设置有指示灯和/或蜂鸣器。

在本实用新型一些实施例中，所述电路板上设置有用于将采集的虹膜图像传输至外部设备的图像传输模块，所述图像传输模块采用有线或无线传输方式。

在本实用新型一些实施例中，所述眼罩上侧的中部设置有与用户的额头形状相适应的第一凹形结构，所述眼罩下侧的中部设置有与用户的鼻梁形状相适应的第二凹形结构。

在本实用新型一些实施例中，所述眼罩的材质为硅胶，颜色为黑色。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的接触式双目虹膜采集设备，壳体的前端设置有眼罩，能够隔离外界环境光线，避免外界环境光线进入镜头仓内影响虹膜图像采集的效果；并且镜头仓内设置有可见光补光灯，能够使镜头仓内环境光线处于合适的强度，确保虹膜图像采集的质量，提高注册模板的通用性；另外，镜头的光轴与为其补光的近红外补光灯的光轴之间设置有预设角度，能够避免虹膜图像上呈现亮斑，保证虹膜图像的完整性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的接触式双目虹膜采集设备的整体结构示意图；

图2为图1所示接触式双目虹膜采集设备的剖面结构示意图；

图3为图1所示接触式双目虹膜采集设备的光路原理图；

图4为图1所示接触式双目虹膜采集设备中可见光补光结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为仰视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型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。

另外，在本实用新型中涉及“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，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种接触式双目虹膜采集设备，如图1-4所示，包括壳体1，壳体1内形成有镜头仓2，镜头仓2内设置有用于采集一只眼睛的虹膜图像的第一镜头3和用于采集另一只眼睛的虹膜图像的第二镜头4，其中：

壳体1的前端设置有眼罩5(可以可拆卸方式固定，以方便拆装)，眼罩5用于与用户的眼部形成接触式配合，从而将用户眼睛的位置限定在镜头3、4的最佳拍摄位置(即位于镜头的景深范围内，因此镜头可以采用定焦镜头)，并且眼罩5还能隔离外界环境光线，避免外界环境光线进入到镜头仓2内影响虹膜图像采集的效果；

镜头仓2可以限定镜头获取到的图像范围，用于更精确的采集虹膜图像，使得镜头仓2内的两个镜头仅采集到出现在镜头仓2开口范围内的图像，这样可以有效地排除用户眼睛之外的图像被获取，从而减低虹膜图像识别和处理的难度以及复杂度；

镜头仓2内设置有用于为仓内环境补光的可见光补光灯6、用于为第一镜头3补光的第一近红外补光灯7和用于为第二镜头4补光的第二近红外补光灯8(具体可以均为LED补光灯)；在图2中，第一镜头3和第二镜头4对应的虚线代表光轴和镜头的视场角范围，第一近红外补光灯7和第二近红外补光灯8对应的虚线代表补光灯的光轴和光束范围；镜头仓2的开口优选大于镜头的视场角范围，以便获得完整的虹膜图像；

由于镜头仓2相对封闭，外界环境光线无法进入，仓内环境较暗，为避免眼睛瞳孔扩大，影响虹膜图像采集的质量，故需要设置可见光补光灯6，以使镜头仓2内环境光线处于合适的强度，确保虹膜图像采集的质量；

如图3所示，9为眼睛，91为眼睛的瞳孔，92为位于瞳孔91周围的虹膜，图中仅以第一镜头3为例进行说明，发明人在研究过程中发现，第一近红外补光灯7的光轴与第一镜头3的光轴之间的夹角如果设置的过小，则补光效果不理想，夹角如果设置的过大(例如位于第二近红外补光灯8位置)，则会导致补光灯的虚像呈现在虹膜区域(虹膜图像上呈现亮斑)，而不是瞳孔区域，破坏了虹膜图像的完整性。因此本实用新型中，第一近红外补光灯7的光轴与第一镜头3的光轴之间、以及第二近红外补光灯8的光轴与第二镜头4的光轴之间均设置有预设角度θ，预设角度θ为6-10.5度，例如6度、7度、8度、9度、10度等，以避免虹膜图像上呈现亮斑，保证虹膜图像的完整性。

为在镜头仓2内营造柔和、亮度适中的光线环境，镜头仓2内可见光补光结构优选采用以下结构形式：

如图4所示，壳体1内可以设置有内套筒17，内套筒17形成所述镜头仓2，内套筒17为半透明塑料材质，内套筒17的内表面经晒纹处理，内套筒17的后部设置有灯槽18，可见光补光灯6位于灯槽18内。

这样，可见光补光灯6发出的光线不会直接照射人眼，而是经由内套筒17传导并经其晒纹处理后的整个内表面在镜头仓2内漫反射，从而确保光线柔和、亮度适中均匀，确保了虹膜图像采集的质量。

内套筒17在宽度方向可以与壳体1相贴合，在长度方向可以等于或是小于壳体1的长度。

本实用新型的接触式双目虹膜采集设备，壳体的前端设置有眼罩，能够隔离外界环境光线，避免外界环境光线进入镜头仓内影响虹膜图像采集的效果；并且镜头仓内设置有可见光补光灯，能够使镜头仓内环境光线处于合适的强度，确保虹膜图像采集的质量，提高注册模板的通用性；另外，镜头的光轴与为其补光的近红外补光灯的光轴之间设置有预设角度θ，能够避免虹膜图像上呈现亮斑，保证虹膜图像的完整性。同时，本实用新型结构简单、方便易用。

可以理解的是，如图1所示，壳体1可以由上壳体11和下壳体12组合形成，其中镜头仓2还可以由上壳体11和下壳体12所围成的空间自然形成。具体地，上壳体11和下壳体12可以通过卡扣的方式扣合在一起，也可以通过螺钉固定在一起，本实用新型对此不作限定。上壳体11和下壳体12的外表面中部可以设置有若干凸纹14，以便于用户手持。

如图2所示，第一镜头3和第二镜头4的前方可以设置有近红外滤光片10，一方面能够用于滤除从眼罩5处漏入的较少的环境光线，避免环境光线对于虹膜图像采集的干扰，以提高虹膜图像的纯净度，另一方面能够起到反射镜的作用，用于在用户使用时，通过观察其上的影像，判断虹膜图像是否在镜头的中间并完整的被镜头采集到。需要说明的是，近红外滤光片10仅设置在镜头3、4前方即可，从图中该角度看起来像是还遮挡了可见光补光灯6和近红外补光灯7、8，但由于镜头仓2有一定的高度空间(图2中上下方向为镜头仓的长度方向，左右方向为宽度方向，垂直与纸面的前后方向为高度方向)，故实际并未遮挡可见光补光灯6和近红外补光灯7、8。

镜头仓2的开口中间可以设置有沿镜头仓2长度方向延伸的挡光板16，挡光板16由不透光材质构成，设置挡光板的好处在于，由于每个镜头都有对应的近红外补光灯，设置挡光板能够避免近红外补光灯交叉照射到不属于自身补光范围的镜头(例如避免第二近红外补光灯8为第一镜头3补光)，从而避免虹膜图像上呈现该补光灯的亮斑(补光灯的虚像)，从而破坏虹膜图像的完整性，原理如图3所示(图3中暂未示出挡光板)，前面已有所描述，此处不再赘述。

在本实用新型一些实施例中，为提高产品集成度，壳体1内可以设置有电路板20，第一镜头3、第二镜头4、第一近红外补光灯7、第二近红外补光灯8、可见光补光灯6可以均设置在电路板20上。需要说明的是，在图4所示实施例中，与图2所示实施例略有不同，电路板2优选布设在内套筒17底面外侧，为方便电路板20安装定位，内套筒17的底面向外延伸设置有辅助电路板20定位的定位柱19，并且内套筒17的底面中部还可以设置有开槽24，以为电路板20上的镜头留出光路空间。

电路板20上还可以设置有能够改变流经可见光补光灯6的电流大小的电流源芯片(未示出，电流源芯片为本领域公知常识，型号有选择较多，如LT3092、XTR111等)，通过该电流源芯片能够改变可见光补光灯6的电流大小从而改变可见光补光灯6的亮度，这样就可以在短时间内采集不同光强下的虹膜图像，进一步提高注册模板的通用性。

电路板20上还可以设置有指示灯和蜂鸣器(未示出)，具体地，指示灯可以位于两个镜头中间的任意位置，用于当用户眼睛距离眼罩一定距离(例如0-1cm)时指示灯亮起，提示用户开始采集虹膜图像，蜂鸣器用于虹膜图像采集成功和失败时发出不同的声音，提示用户虹膜注册成功，或者虹膜注册失败需要重新采集虹膜图像。

电路板20上还可以设置有用于将采集的虹膜图像传输至外部设备(如PC机、服务器或云端)的图像传输模块(未示出)，由外部设备来进行虹膜图像识别，图像传输模块可以采用有线或无线传输方式，有线传输方式可以采用图1所示的USB传输线23，无线传输方式则可通过设置蓝牙传输模块或WIFI传输模块来实现。当然可以理解的是，虹膜图像识别也可在本地一并完成，仅向外部设备传输虹膜识别结果。

具体使用过程可以参考如下：

用户双手握住外壳1，保持眼睛与眼罩5平行，用户眼睛置于眼罩5的开口处，上壳体11朝上，下壳体12朝下，当用户眼睛距离眼罩0-1厘米时，指示灯亮起，同时可见光补光灯6、第一近红外补光灯7和第二近红外补光灯8亮起，此时第一镜头3和第二镜头4采集虹膜图像，将采集到的虹膜图像通过图像传输模块发送到PC机、服务器或者云端，当PC机、服务器或者云端从采集的虹膜图像中检测到虹膜时，保持姿势不动，指示灯熄灭，同时蜂鸣器发出“咔嚓”声时，虹膜注册成功，如果蜂鸣器发出“嘟嘟”声，则为虹膜注册失败，需要重新注册。

在本实用新型另一些实施例中，如图1所示，眼罩5上侧(与上壳体11对应的一侧)的中部可以设置有与用户的额头形状相适应的第一凹形结构(未标号)，优选的与用户的眉毛位置相贴合的凹形结构，眼罩5下侧(与下壳体12对应的一侧)的中部可以设置有与用户的鼻梁形状相适应的第二凹形结构51，以提高使用舒适度，方便用户采集虹膜图像。眼罩5的材质可以为硅胶材质，以增加用户的使用体验，颜色可以为黑色，以更好的隔离外界环境光线。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种接触式双目虹膜采集设备，包括壳体，所述壳体内形成有镜头仓，所述镜头仓内设置有用于采集虹膜图像的第一镜头和第二镜头，其特征在于，所述壳体的前端设置有眼罩，所述镜头仓内设置有用于为仓内环境补光的可见光补光灯、用于为所述第一镜头补光的第一近红外补光灯和用于为所述第二镜头补光的第二近红外补光灯，所述第一近红外补光灯的光轴与所述第一镜头的光轴之间、以及所述第二近红外补光灯的光轴与所述第二镜头的光轴之间均设置有预设角度，所述预设角度为6-10.5度；所述壳体内设置有内套筒，所述内套筒形成所述镜头仓，所述内套筒为半透明塑料材质，所述内套筒的内表面经晒纹处理，所述内套筒的后部设置有灯槽，所述可见光补光灯位于所述灯槽内。

2.根据权利要求1所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述第一镜头和第二镜头的前方设置有近红外滤光片。

3.根据权利要求1所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述镜头仓的开口中间设置有沿镜头仓长度方向延伸的挡光板。

4.根据权利要求1-3中任一所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述壳体内设置有电路板，所述第一镜头、第二镜头、第一近红外补光灯、第二近红外补光灯、可见光补光灯均设置在所述电路板上。

5.根据权利要求4所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述电路板布设在所述内套筒底面外侧，所述内套筒的底面向外延伸设置有辅助电路板定位的定位柱，所述内套筒的底面中部设置有用于为电路板上的镜头留出光路空间的开槽。

6.根据权利要求4所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述电路板上设置有能够改变流经所述可见光补光灯的电流大小的电流源芯片。

7.根据权利要求4所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述电路板上设置有指示灯和/或蜂鸣器。

8.根据权利要求4所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述电路板上设置有用于将采集的虹膜图像传输至外部设备的图像传输模块，所述图像传输模块采用有线或无线传输方式。

9.根据权利要求1-3中任一所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述眼罩上侧的中部设置有与用户的额头形状相适应的第一凹形结构，所述眼罩下侧的中部设置有与用户的鼻梁形状相适应的第二凹形结构。

10.根据权利要求9所述的接触式双目虹膜采集设备，其特征在于，所述眼罩的材质为硅胶，颜色为黑色。

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