CN216450101U - 一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型披露了一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，涉及虹膜识别设备领域，包括光学元件转轴支架，所述光学元件转轴支架上两侧设有光源安置槽、红外光源灯板，所述光学元件转轴支架中部设有2个镜头安置槽，一侧所述镜头安置槽内设有自动对焦虹膜镜头模组，另一侧所述镜头安置槽内设有虹膜摄像头模组，所述虹膜摄像头模组的分辨率大于2MP，成像距离30cm‑∞，于所述光学元件转轴支架前端设有截止400‑710nm波段光源的虹膜面板。可远距离、自适应身高(身高范围为150cm～190cm)、无感知地快速实现虹膜虹膜识别，无需不同身高的识别对象弯腰或踮脚配合，人群体验效果好，适用场景广泛。

Description

一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置

技术领域

本实用新型涉及虹膜识别设备技术领域。

背景技术

目前，市面主流虹膜识别设备最大工作距离为近距离虹膜识别产品，当人和设备距离太远，会对虹膜识别造成很多干扰，传统近距离虹膜识别方案不能应用于远距离识别系统设计。

传统的虹膜识别设备基本采用固定定焦镜头模组，无法在不同物距下自动调整对焦清晰，导致采集的虹膜图像质量较差，造成识别率低、误识别或无法识别等系列问题。目前市面上大多数虹膜识别产品，需要用户主动配合才能完成虹膜信息采集，由于虹膜镜头模组视场角大小的限制，无法达到完全覆盖不同身高人群虹膜所需的视场范围，因此需要被采集者踮脚、弯腰低头、摘下眼镜等行为配合，识别用户体验较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决传统虹膜镜头模组需要用户主动配合才能完成虹膜信息采集，由于虹膜镜头模组视场角大小的限制，无法达到完全覆盖不同身高人群虹膜所需的视场范围的问题，披露了一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，本申请采用虹膜自动对焦光学成像系统，高精度远距离感应，根据反馈的距离信息实现虹膜镜头模组精准对焦，以及人脸检测快速定位采集虹膜信息，获取的虹膜图像质量高，虹膜识别速度快，精准度高。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，包括光学元件转轴支架，所述光学元件转轴支架上两侧设有光源安置槽，所述光源安置槽内嵌设有红外光源灯板，所述光学元件转轴支架中部设有2个镜头安置槽，一侧所述镜头安置槽内设有自动对焦虹膜镜头模组，所述自动对焦虹膜镜头模组位于所述光学元件转轴中心位置，另一侧所述镜头安置槽内设有虹膜摄像头模组，所述虹膜摄像头模组的镜头与所述自动对焦虹膜镜头模组的镜头同轴设置，所述虹膜摄像头模组的分辨率大于2MP，成像距离30cm-∞，于所述光学元件转轴支架前端设有截止400-710nm波段光源的虹膜面板。

通过上述方案，光学元件转轴支架主要用于固定自动对焦虹膜镜头模组、红外光源灯板和虹膜摄像头模组，保证各光学元件的相对位置固定，方便实现自动对焦虹膜镜头模组、红外光源灯板和虹膜摄像头模组等光学元件整体在垂直方向上的旋转，红外光源灯板，其发出的光线经过镜面对，透射到识别对象的虹膜区域，保证了采集到的虹膜区域灰度值满足虹膜采集/识别的要求，同时虹膜面板01，可截止400-710nm波段光源，有效避免可见光对虹膜图像质量的干扰；且不影响800-1000nm近红外光源的透过率，有效提高了810nm近红外光源的使用率，防止可见光对自动对焦虹膜镜头模组成像产生不良影响。遮挡设备内部零件，提高整体美观性；有效的防尘作用，防止灰尘进入摄像头模组从而对图像质量产生不良的影响；自动对焦虹膜镜头模组完成自动对焦，虹膜摄像头模组的分辨率大于2MP，成像距离30cm-∞，有效解决了光学元件整体旋转时引起虹膜和人脸在垂直方向上的定位偏差问题，保证了人眼定位的准确性，减少了虹膜图像采集的时间。转轴支架将自动对焦虹膜模组固定于光学元件的中心位置，以其中心位置为参考坐标原点，根据虹膜模组的垂直方向视场范围的大小，设计确定转轴支架的极限旋转角度，以保证不同工作物距下完全覆盖150-190cm身高的人群，无需识别对象的配合，极大程度提高了不同身高人群的使用舒适度，实现了远距离、自适应身高的无感知快速识别。

进一步的，所述虹膜摄像头模组内置蓝玻璃滤片。

通过上述方案，镜头内置蓝玻璃，UV红外截止，有效解决了人脸区域出现条状红色光斑问题。

进一步的，所述红外光源灯板的光源为为峰值波长810nm的近红外光源。

进一步的，所述光学元件转轴支架上所述红外光源灯板固定位置相对所述虹膜摄像头模组有3°-10°偏角。

进一步的，所述自动对焦虹膜镜头模组上设有移动完成对焦的VCM驱动整体镜组。

进一步的，所述光学元件转轴支架上所述红外光源灯板固定位置相对所述虹膜摄像头模组有10°-30°偏角。

进一步的，所述虹膜摄像头模组的动态范围大于105db。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型结构简单，采用虹膜自动对焦光学成像系统，根据高精度远距离感应反馈的距离信息实现虹膜镜头模组精准对焦，采用光学元件整体旋转的垂直方向转轴系统，可远距离、自适应身高(身高范围为150cm～190cm)、无感知地快速实现虹膜虹膜识别，无需不同身高的识别对象弯腰或踮脚配合，人群体验效果好，适用场景广泛；

2、采用对侧照射、交替闪、峰值波长810nm近红外光源的照明系统，带偏角设计保证远物距下，最大限度地将有效光能量投射到虹膜采集区域，并在一定范围内，有效解决了戴眼镜光斑的问题。

3、采用宽动态、蓝玻璃滤片的人脸摄像头模组，其动态范围大于105db，解决光照环境过亮或者过暗情况下，采集到的人脸图像过曝或脸黑导致无法识别和检测定位；此外，其内置蓝玻璃滤片有效解决了人脸区域出现条状红色光斑问题。

附图说明

图1是本实用新型的爆炸结构示意图；

图2是本实用新型的光学元件整体旋转的极限角度与覆盖范围示意图。

附图标记：01、虹膜面板；02、光学元件转轴支架；03、红外光源灯板； 04、自动对焦虹膜镜头模组；05、虹膜摄像头模组；06、光源安置槽；07、镜头安置槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，包括光学元件转轴支架02，光学元件转轴支架02呈板状，光学元件转轴支架02上两侧设有光源安置槽06，光源安置槽06内嵌设有红外光源灯板03，光学元件转轴支架02中部设有2个镜头安置槽07，一侧镜头安置槽07内设有自动对焦虹膜镜头模组04，自动对焦虹膜镜头模组04位于光学元件转轴支架02中心位置，另一侧镜头安置槽07内设有虹膜摄像头模组05，虹膜摄像头模组05的镜头与自动对焦虹膜镜头模组04的镜头同轴设置，虹膜摄像头模组05 的分辨率大于2MP，成像距离30cm-∞，于光学元件转轴支架02前端设有截止 400-710nm波段光源的虹膜面板01。

因此光学元件转轴支架02主要用于固定自动对焦虹膜镜头模组04、红外光源灯板03和虹膜摄像头模组05，保证各光学元件的相对位置固定，方便实现自动对焦虹膜镜头模组04、红外光源灯板03和虹膜摄像头模组05等光学元件整体在垂直方向上的旋转，红外光源灯板03，其发出的光线经过镜面对，透射到识别对象的虹膜区域，保证了采集到的虹膜区域灰度值满足虹膜采集/识别的要求，同时虹膜面板01，可截止400-710nm波段光源，有效避免可见光对虹膜图像质量的干扰；且不影响800-1000nm近红外光源的透过率，有效提高了810nm近红外光源的使用率，防止可见光对自动对焦虹膜镜头模组04成像产生不良影响。遮挡设备内部零件，提高整体美观性；有效的防尘作用，防止灰尘进入自动对焦虹膜镜头模组04从而对图像质量产生不良的影响；自动对焦虹膜镜头模组04完成自动对焦，虹膜摄像头模组05的分辨率大于2MP，成像距离 30cm-∞，有效解决了光学元件整体旋转时引起虹膜和人脸在垂直方向上的定位偏差问题，保证了人眼定位的准确性，减少了虹膜图像采集的时间。光学元件转轴支架02将自动对焦虹膜镜头模组04固定于光学元件的中心位置，以其中心位置为参考坐标原点，根据虹膜模组的垂直方向视场范围的大小，设计确定转轴支架的极限旋转角度，以保证不同工作物距下完全覆盖150-190cm身高的人群，无需识别对象的配合，极大程度提高了不同身高人群的使用舒适度，实现了远距离、自适应身高的无感知快速识别。

光学元件转轴支架02，主要用于固定自动对焦虹膜镜头模组04、红外光源灯板03和虹膜摄像头模组05，保证各光学元件的相对位置固定，实现了虹膜镜头模组、红外光源灯板03和虹膜摄像头模组等光学元件整体在垂直方向上的旋转。此外，一方面，光学元件转轴支架02的灯板固定位置相对摄像头模组有一定的偏角，本实施例中偏角为3°-10°偏角，保证了光源的辐射范围与摄像头模组的视场范围相匹配，以最大限度地将有效光能量投射到虹膜采集区域；并且，这种带偏角地对侧照射方法，在一定范围内，有效解决了戴眼镜光斑的问题。另一方面，转轴支架将虹膜模组固定于光学元件的中心位置，以其中心位置为参考坐标原点，根据虹膜模组的垂直方向视场范围的大小，设计确定转轴支架的极限旋转角度，以保证不同工作物距下完全覆盖150-190cm身高的人群，无需识别对象的配合，极大程度提高了不同身高人群的使用舒适度，实现了远距离、自适应身高的无感知快速识别。

红外光源灯板03，其使用的光源为峰值波长810nm的近红外光源，可进行对侧照射、交替闪，其发出的光线经过镜面对，透射到识别对象的虹膜区域，保证了采集到的虹膜区域灰度值满足虹膜采集/识别的要求。

自动对焦虹膜镜头模组04，一方面，使用VCM驱动整体镜组移动的方式完成对焦，一颗镜头实现了远距离的虹膜识别，而无需多个镜头模组在视场和使用物距上的叠加，且有效避免了以往使用双摄或多个镜头模组占据大量的结构空间问题。另一方面，采用高像素、大像面的图像传感器，其高像素保证了采集到的虹膜图像的清晰度；大像面保证了最近使用物距范围内虹膜图像不会出界；且被采集对象在水平方向上有足够的活动范围，减少使用者的配合。

虹膜摄像头模组05内置蓝玻璃滤片，内置蓝玻璃滤片的虹膜摄像头模组 05，一方面，其动态范围大于105db，解决光照环境过亮或者过暗情况下，采集到的人脸图像过曝或脸黑导致无法识别和检测定位；另一方面，镜头内置蓝玻璃650(UV红外截止)有效解决了人脸区域出现条状红色光斑问题。此外，所用人脸模组的分辨率大于2MP，成像距离30cm-∞，位于自动对焦虹膜镜头模组04的左侧，其在垂直方向与自动对焦虹膜镜头模组04的中心位置同轴，有效解决了光学元件整体旋转时引起虹膜和人脸在垂直方向上的定位偏差问题，保证了人眼定位的准确性，减少了虹膜图像采集的时间。

实施例2

实施例2与实施例1其基本结构相同，不同之处在于光学元件转轴支架02 的灯板固定位置相对摄像头模组有一定的偏角，本实施例中偏角为10°-30°偏角，保证适应不同身高和体型的人群。

实施原理：本实用新型披露了一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，对侧照射、交替闪的近红外光源照明系统，可完全覆盖全段工作距离下视场范围、能够达到满足远距离照明条件的要求，并在一定范围内，有效解决了戴眼镜光斑的问题；内置蓝玻璃滤片的虹膜摄像头模组05，动态范围大于 105db，解决光照环境过亮或者过暗情况下，采集到的人脸图像过曝或脸黑导致无法识别和检测定位；此外，其内置蓝玻璃滤片有效解决了人脸区域出现条状红色光斑问题。光学元件整体旋转的垂直方向转轴系统，可远距离、自适应身高(身高范围为150cm～190cm)、无感知地快速实现虹膜虹膜识别。如图2所示，光学元件整体旋转后的极限角度为α，虹膜识别距离范围为AB＝CD，身高 150cm-190cm人群的虹膜在虹膜自动对焦镜头模组工作物距范围内所需的垂直方向视场范围为AC＝BD；将中等身高170cm人群的虹膜中心放置于模组视场中心线上工作物距范围的中心点，则区域ABCD为垂直方向上，身高150cm-190cm 人群的虹膜在使用物距范围内出现的区域，α可覆盖的垂直方向视场范围大于区域ABCD，则该极限转轴角度α满足设计要求。根据光学元件整体旋转后的极限视场范围，以及视场需覆盖150-190cm身高人群虹膜的需求，可计算出光学元件的最优安装高度、安装角度，如表1所示

Claims (5)

1.一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，其特征在于，包括光学元件转轴支架(02)，所述光学元件转轴支架(02)上两侧设有光源安置槽(06)，所述光源安置槽(06)内嵌设有红外光源灯板(03)，所述光学元件转轴支架(02)中部设有2个镜头安置槽(07)，一侧所述镜头安置槽(07)内设有自动对焦虹膜镜头模组(04)，所述自动对焦虹膜镜头模组(04)位于所述光学元件转轴支架(02)中心位置，另一侧所述镜头安置槽(07)内设有虹膜摄像头模组(05)，所述虹膜摄像头模组(05)的镜头与所述自动对焦虹膜镜头模组(04)的镜头同轴设置，所述虹膜摄像头模组(05)的分辨率大于2MP，成像距离30cm-∞，于所述光学元件转轴支架(02)前端设有截止400-710nm波段光源的虹膜面板(01)。

2.根据权利要求1所述的一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，其特征在于，所述虹膜摄像头模组(05)内置蓝玻璃滤片。

3.根据权利要求2所述的一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，其特征在于，所述红外光源灯板(03)的光源为峰值波长810nm的近红外光源。

4.根据权利要求1所述的一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，其特征在于，所述自动对焦虹膜镜头模组(04)上设有移动完成对焦的VCM驱动整体镜组。

5.根据权利要求1所述的一种自适应身高的虹膜人脸远距离无感识别装置，其特征在于，所述虹膜摄像头模组(05)的动态范围大于105db。

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