CN2795946Y - 虹膜纹理图像光学采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种眼睛虹膜纹理图像光学采集装置。它由摄像镜头、CCD、分光镜、转像镜、明亮标板、可见光光源和红外光光源等经光路连接组成。在红外光和可见光的配合下，受检眼的虹膜纹理图像经过摄像头被CCD接收，然后输出，在监视器屏幕上显示出来。本装置可真实地获得虹膜纹理图像，为虹膜识别技术应用打下基础。

Description

虹膜纹理图像光学采集装置

技术领域

本实用新型属光学器件技术领域，具体涉及一种眼睛虹膜纹理图像采集装置。

背景技术

身份识别在现代高速信息化的社会生活中有广泛的需求。与人类自身密切相关的生物特征如相貌、指纹、虹膜、声音、步态和签名等均有“人各有异，终生不变，随身携带”等特点。其中虹膜尤为“不可改造，难以伪装”，将成为未来身份识别的重要途径。

虹膜位于人眼黑色瞳孔和白色巩膜之间的环状部分，其中呈现一种由里到外的放射状结构，包括许多相互交错的类似于斑点、细纹、冠状、隐窝等形状的细微特征，称为虹膜纹理信息。

与其他生物特征相比，虹膜具有以下一些特点：

(一)唯一：医学和临床观察表明，虹膜纹理有由胚胎发育环境的差异所决定，完全因人而异，即使双胞胎也不会相同。

(二)稳定：虹膜外有角膜覆盖，与外界隔离，不易受损，除非发生病变，其纹理终生不变。

(三)防伪：虹膜有随外界光线强弱变化而收缩的特性，可以防止用静态的虹膜图象来冒充或体虹膜。

(四)非侵犯：非接触采集。

上述特性使虹膜识别技术具有广泛的应用前景。

在虹膜技术的应用中，首先碰到的问题是如何客观地采集虹膜纹理信息，以确保识别的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于设计一种有效地采集眼睛虹膜纹理信息的光学装置，而且，该装置结构简单，操作方便。

由于人眼角膜表面曲率很大，照明光源会被它反射成像，本实用新型设计的光学采集装置中照明系统被角膜表面反射成像的位置处于虹膜的环形纹理范围之外，且另外安置了一组受检眼能看到的明亮标板。在标板亮度的刺激下，人眼瞳孔将收缩得很小，以便获得更多的虹膜纹理信息。其具体结构如下：

它由摄像镜头、面阵型光敏接受器(CCD)、分光镜、转像镜、标板、聚光镜和可见光照明光源组成。如图1所示。CCD3设置于摄像镜头1的焦平面上，分光镜2位于摄像光路中间，成45度角放置，用于反射可见光，并允许红外线透过；转像镜4、标板5、聚光镜6、可见光照明光源7依次设置于与摄像镜头光轴垂直的轴线上，该轴线通过分光镜2与摄像镜1光轴的交点。此外，在摄像镜头的周围环状地设置有一族红外照明光源，用于照亮受检眼。

上述装置中，摄像镜头1、转像镜4、标板5、聚光镜6的位置，根据其焦距f和装置结构大小调整确定。摄像镜头1还设置有使其沿光轴转动的调节装置。该装置可以是手动调节装置，也可以是由步进马达控制的调节装置。可通过手工操作或步进电机控制其在光轴方向移动，以便调节图像清晰度。

上述装置中，CCD可与监视器连接。CCD上接收到的图像一路输出到虹膜图像处理系统，一路进入监视器，在其屏幕上显示。

检测时，受检眼与CCD正处于摄像镜头的一对共轭位置，故在CCD上可以得到受检眼虹膜纹理的清晰图象。

受检眼被摄像镜头周围的一组红外光源照明，红外光源到受检眼角膜顶点的连线与摄像镜头光轴的夹角须大于45度或小于15度，这样它被角膜反射形成的像才不会与虹膜纹理重叠，造成信息丢损。

被可见光照明的标板通过转像镜、分光镜和摄像镜头反射成像于无限远处，使受检眼能清晰地看到，受明亮的标板像刺激，瞳孔会收缩，由于环状的虹膜处于人眼的黑色瞳孔与白色巩膜之间，瞳孔收缩使该环带变宽，虹膜纹理能更充分地显示出来。CCD接收到虹膜纹理图像，并将其输出，在监视器的屏幕上显示，其清晰度通过沿光轴移动摄像镜头来调整。摄像镜头的移动可用手动操作或用计算机分析图象清晰度反馈驱动摄像镜头的步进电机来完成。

附图说明

图1为本实用新型的结构图示。

图中标号：1为摄像镜头，2为分光镜，3为CCD，4为转像镜，5为标板，6为聚光镜，7为可见光照明光源，8为红外光照明光源。

具体实施方式

摄像镜头1的焦距f＝72mm，距受检眼320mm，转像镜4的焦距f＝40mm，可见光照明光源7采用波长为550mm的黄光，标板5与转像镜距离为17mm，转像镜4与摄像镜头光轴的距离(即到分光镜与光轴交点的距离)为24mm，摄像镜头1到分光镜2的距离为28mm，到CCD的距离为90mm，红外光源8的波长为940mm，布置在围绕摄像镜头光轴周围直径为75mm的圆周上。受检测时，受检眼一般位于距摄像镜头320mm的位置。波长为550nm的黄光经聚光镜照明标板，通过转像镜和摄像镜头成像，再被分光镜反射到距受检眼前方无限远处。受检眼受红外光源照明，被摄像镜头成像并能透过分光镜达到CCD上。红外光源被受检眼角膜反射所成的象在环行虹膜纹理区域之外。

Claims (4)

1、一种虹膜纹理图像光学采集装置，由摄像镜头(1)、分光镜(2)、CCD(3)、转像镜(4)、标板(5)、聚光镜(6)和可见光照明光源(7)组成，其特征在于CCD(3)设置于摄像镜头(1)的焦平面上，分光镜(2)位于摄像镜光路中间，成45度放置，可反射可见光，透过红外光；转像镜(4)、标板(5)、聚光镜(6)、可见光照明光源(7)依次设置于与摄像镜头光轴垂直的轴线上，该轴线通过分光镜(2)与摄像镜头(1)光轴的交点；在摄像镜头周围环状地设置有一族红外照明光源(8)。

2、根据权利要求1所述的光学采集装置，其特征在于摄像镜头(1)设置有使其沿光轴移动的调节装置。

3、根据权利要求1所述的光学采集装置，其特征在于CCD(3)还与监视器连接，使接收到的图像在监视器的屏幕上显示出来。

4、根据权利要求1所述的光学采集装置，其特征在于环绕摄像镜头(1)的红外光照明光源到受检眼角膜顶点的连线与摄像镜头的夹角大于45度或小于15度。

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