CN216143482U - 人脸虹膜多模态面部识别一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人脸虹膜多模态面部识别一体机，属于生物特征识别技术领域，所述人脸虹膜多模态面部识别一体机从前至后依次包括显示屏、支撑架和后壳，后壳的上部设有图像采集模块，图像采集模块包括设置在后壳上可水平转动的电机支架、以及固设在电机支架上的电机；电机支架的一端铰接在后壳上，电机位于电机支架的另一端且电机的转轴伸出电机支架通过联轴器固定在后壳上；电机支架上固设有人脸镜头模组和虹膜镜头模组；支撑架上设有用于露出图像采集模块的第一开口。本实用新型能够适应不同身高人群，并且由于同时使用了人脸镜头和虹膜镜头，属于多模态识别，故能更好的满足人们的使用需求。

Description

人脸虹膜多模态面部识别一体机

技术领域

本实用新型涉及生物特征识别技术领域，特别是指一种人脸虹膜多模态面部识别一体机。

背景技术

目前，随着科技的快速发展，生物特征识别逐渐成为身份认证的一种主要并且可靠的方式。门禁考勤系统(又称出入口自动控制系统)，它具有对人员进出、授权、查询、统计和防盗报警保安等多种功能，还可作为人事管理、考勤管理，可与任何机电设备产品及控制系统联动，既方便内部人员或用户的自由出入，又杜绝外来人员随意进出，提高安全防范能力。

现有的门禁考勤系统，一方面，工作人员在利用考勤机进行考勤过程中，考勤机的安装高度固定，不适宜不同身高人群的使用，具体来说，若考勤机的安装高度较高，则身高较低的人群无法进行生物特征采集和比对，若考勤机的安装高度较低，则身高较高的人群需要倾斜身体以进行生物特征采集和比对，十分的不便；另一方面，针对单模态的门禁考勤机，指纹识别由于是接触式生物识别，当用户指纹出现磨损等现象时，指纹识别无法通过，影响用户进行身份认证；人脸识别作为非接触式生物识别，用户在无意识状态下即可进行身份识别，但其准确率相比其他生物识别较低；虹膜识别作为非接触式生物识别，准确度高，安全性强，但其对距离和外界环境要求较高。故单一的生物识别设备已无法满足现阶段人们的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够适应不同身高人群，更好满足人们使用需求的人脸虹膜多模态面部识别一体机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种人脸虹膜多模态面部识别一体机，从前至后依次包括显示屏、支撑架和后壳，其中：

所述后壳的上部设有图像采集模块，所述图像采集模块包括设置在后壳上可水平转动的电机支架、以及固设在所述电机支架上的电机，所述后壳的中部设有主板；

所述电机支架的一端铰接在所述后壳上，所述电机位于所述电机支架的另一端且所述电机的转轴伸出所述电机支架通过联轴器固定在所述后壳上；

所述电机支架上固设有人脸镜头模组和虹膜镜头模组，所述电机支架上设有供所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组中镜头露出的窗口；

所述支撑架上设有用于露出所述图像采集模块的第一开口。

在本实用新型一些实施例中，所述电机支架上在与电机相对的一端设有凹槽，所述凹槽内设置有磁铁，所述后壳上与所述磁铁对应的位置设有角度传感器板。

在本实用新型一些实施例中，所述电机支架的两侧固设有红外补光灯，所述电机支架上设有供所述红外补光灯露出的窗口。

在本实用新型一些实施例中，所述红外补光灯的走线、电机的走线、人脸镜头模组的走线和虹膜镜头模组的走线均延伸至所述人脸镜头模组或虹膜镜头模组的后方且被电机支架压合固定，所述红外补光灯的走线、电机的走线、人脸镜头模组的走线和虹膜镜头模组的走线从所述电机支架的侧面伸出形成汇总走线并连接至所述主板。

在本实用新型一些实施例中，所述汇总走线分为至少三层，其中包括至少两层功能线层，相邻功能线层之间设有隔离层；

和/或，所述电机支架上设有旋转限位凸起；

和/或，所述主板靠近图像采集模块的位置设置有走线开口，在所述走线开口的下方设置有接口板。

在本实用新型一些实施例中，所述显示屏的周围设有补光灯圈，所述后壳的内侧壁和支撑架的外侧壁之间具有间隙，所述后壳上在所述支撑架的四周设有补光灯板，所述补光灯板上设有补光灯珠，所述补光灯珠发出的光线经过所述间隙传至所述补光灯圈。

在本实用新型一些实施例中，所述支撑架的中部在所述第一开口的下方依次设有与主板上部分元器件对应的第二开口、与主板上CPU对应的第三开口、以及与主板上部分元器件对应的第四开口。

在本实用新型一些实施例中，所述第三开口内设有散热硅胶；

和/或，所述支撑架上与所述第四开口相邻位置设置有身份证模块和微波传感器模块，所述身份证模块和微波传感器模块连接至所述主板；

和/或，所述后壳的底部设有扬声器和麦克风。

在本实用新型一些实施例中，所述显示屏的背面贴设有WIFI天线，所述主板上设有WIFI模块，所述WIFI天线连接至所述WIFI模块。

在本实用新型一些实施例中，所述显示屏上与所述红外补光灯和虹膜镜头模组对应的位置涂敷有滤光膜层，和/或，所述主板上设置有安全芯片。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的人脸虹膜多模态面部识别一体机，后壳的上部设有图像采集模块，后壳的中部设有主板，如此设置位置合理，能够合理利用壳体内部空间；图像采集模块包括设置在后壳上可水平转动的电机支架，电机支架上固设有人脸镜头模组和虹膜镜头模组，使用时可自动调节镜头朝向，从而适应不同身高人群；并且由于同时使用了人脸镜头和虹膜镜头，属于多模态识别，故能更好的满足人们的使用需求。另外，由于图像采集模块设计为了相对独立的模块，故安装方便，也便于出现故障时整体更换该模块，提高了维修的便利性。

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为本实用新型人脸虹膜多模态面部识别一体机的爆炸图；

图2为图1中后壳的结构示意图；

图3为图1中图像采集模块的整体结构示意图；

图4为图1中图像采集模块的背面爆炸图；

图5为图1中图像采集模块的剖面图。

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人脸虹膜多模态面部识别一体机，如图1-5所示，从前至后依次包括显示屏1、支撑架2和后壳3，其中：

后壳3的上部设有图像采集模块，图像采集模块包括设置在后壳3上可水平转动的电机支架4(也即沿电机支架4的长度方向中轴线旋转)、以及固设在电机支架4上的电机5，后壳3的中部设有主板6(具体可通过后壳3上的螺钉柱固定在后壳3上)；

电机支架4的一端铰接在后壳3上(参见图5右侧)，电机5位于电机支架4的另一端(图5所示实施例左端)且电机5的转轴伸出电机支架4通过联轴器7固定在后壳3上(电机5的转轴及联轴器7上的转轴安装孔可以为图3-4所示的半圆形)，以实现电机转，联轴器不转，具体的，联轴器7可通过螺丝固定在后壳3上，后壳3在与联轴器7对应的位置可以设有具备螺纹孔的支柱(未示出)，将螺钉穿过联轴器7两侧的通孔后分别拧入对应支柱上的螺纹孔，实现将联轴器7固定在后壳3上；

电机支架4上固设有人脸镜头模组8和虹膜镜头模组9，电机支架4上设有供人脸镜头模组8和虹膜镜头模组9中镜头露出的窗口(参见图3和图5)，具体的，电机支架4可由前盖41和后盖42扣合卡接形成(参见图4)，以将人脸镜头模组8和虹膜镜头模组9等元器件固定在电机支架4内；

支撑架2上设有用于露出图像采集模块的第一开口21，支撑架2设置在后壳3上，支撑架2用于支撑和固定后壳3内部的元器件，通过支撑架2与后壳3的配合，可实现多模态面部识别一体机内部元器件的稳固性。

本实用新型中的位置基准是以人脸虹膜多模态面部识别一体机使用时(安装在墙体上)相对于人体的位置基准而言，例如“前”是指正对/靠近人体的一侧，“后”是指远离人体的一侧。

本实用新型的人脸虹膜多模态面部识别一体机，后壳的上部设有图像采集模块，后壳的中部设有主板，如此设置位置合理，能够合理利用壳体内部空间；图像采集模块包括设置在后壳上可水平转动的电机支架，电机支架上固设有人脸镜头模组和虹膜镜头模组，使用时可自动调节镜头朝向，从而适应不同身高人群；并且由于同时使用了人脸镜头和虹膜镜头，属于多模态识别，故能更好的满足人们的使用需求。另外，由于图像采集模块设计为了相对独立的模块，故安装方便，也便于出现故障时整体更换该模块，提高了维修的便利性。

在驱动电机支架4转动过程中，为精确控制电机支架4的转动角度，如图4-5所示，电机支架4上在与电机5相对的一端设有凹槽，凹槽内设有磁铁11，后壳3上与磁铁11对应的位置设有角度传感器板12，以节省空间，角度传感器板12与磁铁11配合以检测电机支架4的转动角度。

如图3所示，电机支架4的两侧可以固设有红外补光灯13，电机支架4上设有供红外补光灯13露出的窗口，以用于对虹膜镜头进行补光。具体位置布设时，虹膜镜头模组9可以位于电机支架4的中间位置，人脸镜头模组8位于虹膜镜头模组9一侧，两组补光灯分别位于人脸镜头模组8和虹膜镜头模组9两侧。

如图4所示，为合理走线，节约空间，红外补光灯13的走线、电机5的走线、人脸镜头模组8的走线和虹膜镜头模组9的走线均延伸至人脸镜头模组8或虹膜镜头模组9的后方且被电机支架4(具体可以是后盖42)压合固定，红外补光灯13的走线、电机5的走线、人脸镜头模组8的走线和虹膜镜头模组9的走线从电机支架4的侧面(图4中所示实施例是在下侧)伸出形成汇总走线并连接至主板6。

其中，电机及对应的电路板可以通过螺钉固定在电机支架(具体可以是后盖)上，电机转轴穿过联轴器，联轴器的两端通过螺钉固定在后壳上；之后将安装人脸镜头及人脸镜头走线、虹膜镜头及虹膜镜头走线、补光灯及补光灯走线的电机支架和安装电机及电路板和电机走线的电机支架的后盖扣合，从而将人脸镜头走线、虹膜镜头及虹膜镜头走线、补光灯及补光灯走线的电机支架和安装电机及电路板和电机走线固定。其中，虹膜镜头走线和电机走线从虹膜镜头对应的缝隙中穿过，人脸镜头走线和补光灯走线从人脸镜头对应的缝隙中穿过，其中，缝隙由电机支架的前盖和后盖扣合后形成。

电机走线、补光灯走线、人脸镜头走线和虹膜镜头走线伸出转动装置以后和主板连接，发明人在实践过程中发现，由于图像采集装置在转动的过程中会带动电机走线、补光灯走线、人脸镜头走线和虹膜镜头走线一起旋转，很容易将电机走线、补光灯走线、人脸镜头走线和虹膜镜头走线折断，有鉴于此，发明人将汇总走线分为至少三层，其中包括至少两层功能线层，相邻功能线层之间设有隔离层，例如当汇总走线分为三层时，中间层为隔离层，以对上下两层进行隔离，上下两层为不同的功能线层。由此，大大增强了各种走线的耐磨程度，增加了多模态面部识别一体机的使用寿命。

本实用新型实施例中，图像采集模块包括电机支架4，位于电机支架4上的人脸镜头模组8、虹膜镜头模组9、两组补光灯，虹膜镜头模组9设置在电机支架4中间部位，由于图5中左侧红外灯组的下方有空间，故可以将电机5设置在左侧红外补光灯组下方，一方面能够充分利用电机支架4里面的空间，另一方面，将电机5固定在电机支架4上，电机转轴伸出电机支架4，通过联轴器7固定在电机支架4上，实现电机5转，联轴器7不转，能够节省空间。同时，联轴器7与设置在电机支架4另一端的角度传感器实物空间形成对称，保证虹膜镜头模组9位于电机支架4内的中间位置。

如图3所示，电机支架4上可以设有旋转限位凸起14，当电机5带动图像采集装置转动到最上边的最大旋转角度和最下边的最大旋转角度后，这两个旋转限位凸起14与支撑架2上第一开口21配合，完成对图像采集装置的限位。

继续如图1-2所示，主板6靠近图像采集模块的位置可以设置有走线开口61，在走线开口61的下方可以设置有接口板15，将接口板15设置在主板6开口下方，方便接线。具体的，接口板15上可以设有网线接口、韦根信号接口、充电接口、USB Type-C接口中一种或多种接口；接口板15可通过后壳3上的螺钉柱固定在后壳3上，且固定接口板15的螺钉柱的高度低于固定主板3的螺钉柱的高度。

考虑到环境光线可能较差，人脸镜头经常会有补光的需要，为在壳体有限的空间内合理布置补光装置，优选的，如图1-2和图5所示，显示屏1的周围可以设有补光灯圈16，后壳3的内侧壁和支撑架2的外侧壁之间具有间隙17，后壳3上在支撑架2的四周设有补光灯板18(即支撑架2扣合在补光灯板18内侧，将补光灯板18裸露在外，扣合后后壳3与支撑架2中间留有补光灯的缝隙17，补光灯板18具体可通过粘合方式固定在后壳3上)，补光灯板18上设有补光灯珠19，补光灯珠19发出的光线经过间隙17传至补光灯圈16。该补光灯圈16可以为透光材料，使得补光灯珠19发出的光束能够透过补光灯圈16散发出来，使得补光灯圈16发光柔和，亮度均匀，提高使用体验。通过补光灯圈16和支撑架2以及后壳3的相互配合，形成一个严密的空间，将主板6及内部元器件密封在后壳3内部，防止雨水进入，保证多模态面部识别一体机内部元器件的干燥。

在本申请中，补光灯板上可以均匀的设置有若干颗补光灯珠，补光灯发光的亮度与补光灯珠之间的间隔、以及补光灯与背光板之间的距离有关，补光灯与背光板之间的距离越大，则补光灯珠可以数量可以越少，补光灯珠之间的间距可以越大，相反，补光灯与背光板之间的距离越小，则补光灯珠的数量需要越多，补光灯珠之间的距离也越小。本申请中，补光灯珠的数量可以为30-40颗，相邻两颗灯珠之间的距离可以为12-18mm，灯珠与背光板之间的距离可以为10-15mm，从而提高补光灯的发光亮度。

本实用新型一些实施例中，支撑架2的中部在第一开口21的下方可以依次设有与主板6上部分元器件对应的第二开口22、与主板6上CPU 62对应的第三开口23、以及与主板6上部分元器件对应的第四开口24。

其中，第二个开口22用于让主板6上的元器件穿过该开口，以节省多模态面部识别一体机的空间，缩小设备厚度；第三开口23能够加快主板6散热，优选的，可以在第三开口23处设置散热硅胶(未示出)，加快将主板6上的热量通过散热硅胶传递到屏幕中，从而快速将热量散发出去；第四开口24有助于散发元器件工作过程中产生的热量。

并且，支撑架2上与第四开口24相邻位置可以设置有身份证模块26和微波传感器模块27，身份证模块26和微波传感器模块27连接至主板6，身份证模块26用于刷身份证，将采集的身份证图像与用户的人脸图像进行比对，根据比对结果判断是否是同一个用户，微波传感器模块27用于当多模态面部识别一体机的预设工作范围内出现用户时，唤醒补光灯圈16亮起。此时，前述第四开口24还能够用于将微波传感器接口和身份证天线接口裸露出来，便于将微波传感器模块27和身份证模块26接入主板6。后壳3的底部可以设有扬声器28和麦克风29，以在后壳3此处用作为语音提示区域。

本实用新型另一些实施例中，显示屏1的背面可以贴设有WIFI天线(未示出)，主板6上设有WIFI模块63，WIFI天线连接至WIFI模块63。现有技术中，一般将天线设置在后壳中，这样会导致天线发射的信号被屏蔽。本申请中将WIFI天线贴合到屏幕上，之后再与主板6上的WIFI模块63连接。能够提高WIFI信号的穿透率。

另外，显示屏1上与红外补光灯13和虹膜镜头模组9对应的位置可以涂敷有滤光膜层(未示出)，用于滤除杂波，提高成像质量。主板6上可以设有安全芯片(未示出)，用于为采集的人脸图像、虹膜图像等用户基本信息进行加密，防止用户的生物特征被篡改。

图中所示实施例的人脸虹膜多模态面部识别一体机的工作过程可以参考如下：

当用户位于微波传感器模块的工作范围内时，控制补光灯圈闪烁，例如以呼吸方式闪烁补光灯圈，同时人脸镜头开启，当人脸镜头检测到人脸时，进行人脸检测、关键点定位等操作，根据眼睛坐标与眼睛标准坐标之间的差值，获得电机支架需要转动的第一角度，当电机支架带动人脸镜头和虹膜镜头旋转第一角度后，通过虹膜镜头采集虹膜图像，根据虹膜坐标与虹膜标准坐标之间的差值，获得电机支架需要转动的第二角度，当电机支架带动人脸镜头和虹膜镜头旋转第二角度后，通过人脸镜头采集人脸图像，通过虹膜镜头采集虹膜图像，利用采集的人脸图像进行人脸识别，和/或利用采集的虹膜图像虹膜识别。从而，通过本实用新型实施例提供的基于人脸识别和虹膜识别的多模态面部识别一体机，能够同时采集人脸图像和虹膜图像，并且通过电机带动电机支架转动，能够自适应不同身高的用户，不需要用户弯腰或者踮脚就可以采集到多模态图像。

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)

1.一种人脸虹膜多模态面部识别一体机，从前至后依次包括显示屏、支撑架和后壳，其特征在于，

所述后壳的上部设有图像采集模块，所述图像采集模块包括设置在后壳上可水平转动的电机支架、以及固设在所述电机支架上的电机，所述后壳的中部设有主板；

所述电机支架的一端铰接在所述后壳上，所述电机位于所述电机支架的另一端且所述电机的转轴伸出所述电机支架通过联轴器固定在所述后壳上；

所述电机支架上固设有人脸镜头模组和虹膜镜头模组，所述电机支架上设有供所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组中镜头露出的窗口；

所述支撑架上设有用于露出所述图像采集模块的第一开口。

2.根据权利要求1所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述电机支架上在与电机相对的一端设有凹槽，所述凹槽内设置有磁铁，所述后壳上与所述磁铁对应的位置设有角度传感器板。

3.根据权利要求1所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述电机支架的两侧固设有红外补光灯，所述电机支架上设有供所述红外补光灯露出的窗口。

4.根据权利要求3所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述红外补光灯的走线、电机的走线、人脸镜头模组的走线和虹膜镜头模组的走线均延伸至所述人脸镜头模组或虹膜镜头模组的后方且被电机支架压合固定，所述红外补光灯的走线、电机的走线、人脸镜头模组的走线和虹膜镜头模组的走线从所述电机支架的侧面伸出形成汇总走线并连接至所述主板。

5.根据权利要求4所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述汇总走线分为至少三层，其中包括至少两层功能线层，相邻功能线层之间设有隔离层；

和/或，所述电机支架上设有旋转限位凸起；

和/或，所述显示屏上与所述红外补光灯和虹膜镜头模组对应的位置涂敷有滤光膜层；

和/或，所述主板靠近图像采集模块的位置设置有走线开口，在所述走线开口的下方设置有接口板。

6.根据权利要求1-5中任一所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述显示屏的周围设有补光灯圈，所述后壳的内侧壁和支撑架的外侧壁之间具有间隙，所述后壳上在所述支撑架的四周设有补光灯板，所述补光灯板上设有补光灯珠，所述补光灯珠发出的光线经过所述间隙传至所述补光灯圈。

7.根据权利要求6所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述支撑架的中部在所述第一开口的下方依次设有与主板上部分元器件对应的第二开口、与主板上CPU对应的第三开口、以及与主板上部分元器件对应的第四开口。

8.根据权利要求7所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述第三开口内设有散热硅胶；

和/或，所述支撑架上与所述第四开口相邻位置设置有身份证模块和微波传感器模块，所述身份证模块和微波传感器模块连接至所述主板；

和/或，所述后壳的底部设有扬声器和麦克风。

9.根据权利要求6所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述显示屏的背面贴设有WIFI天线，所述主板上设有WIFI模块，所述WIFI天线连接至所述WIFI模块。

10.根据权利要求6所述的人脸虹膜多模态面部识别一体机，其特征在于，所述主板上设置有安全芯片。

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