專利名稱：一種指靜脈認證裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種指靜脈認證裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于生物特征識別技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種指靜脈認證裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前，基于人體生物特征的個人身份認證技術(shù)已經(jīng)比較普及，如指紋識別、人臉識別和虹膜認證等，但都存在特征穩(wěn)定性不足，信息容易被竊取和偽造的缺點，安全性差；例如指紋識別技術(shù)，存在4%左右的用戶無法正常登記和識別，并且指紋也非常容易被竊取和仿造；靜脈認證技術(shù)是利用人體內(nèi)部的靜脈血管紋理信息作為個人身份特征，幾乎無法竊取和偽造，可以大大提高個人身份認證的安全性；并且不容易受外部因素影響，具有更好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。[0003]指靜脈認證的基本原理是利用含氧血液相對肌肉組織對波長為700_1000nm的近紅外光譜有較強吸收作用，利用主動近紅外光源照射手指通過攝像裝置采集圖像即可采集到血管的脈絡(luò)紋理圖像。目前指靜脈身份認證技術(shù)在鎖具類的應(yīng)用非常少見，這與現(xiàn)有的指靜脈裝置不適合鎖具類(如指紋鎖)設(shè)備安裝有很大關(guān)系。發(fā)明內(nèi)容[0004]1、目的:本實用新型的目的是提供一種指靜脈認證裝置，它是一種小型化適合鎖具類安裝的指靜脈認證裝置，具有獨特的光源設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在指靜脈圖像采集效果、手指放置舒適度和安裝方式上取得較好的平衡。[0005]2、技術(shù)方案:[0006]本實用新型一種指靜脈認證裝置，它是由電源模塊100、近紅外LED光源101、微距攝像頭102、手指感應(yīng)開關(guān)103、嵌入式SOC認證模塊104、控制盒300和輸入輸出接口 105組成；它們之間的位置連接關(guān)系、信號走向是:手指感應(yīng)開關(guān)103與嵌入式SOC認證模塊104通過GPIO連接，近紅外LED光源101通過PWM脈寬調(diào)制控制連接，微距攝像頭102與嵌入式SOC認證模塊104的圖像輸入接口連接，輸入輸出接口 105通過線纜與嵌入式SOC認證模塊104連接，電源模塊100與上述各模塊及元件連接，給裝置各模塊及元件提供工作所需電壓；具體的連接關(guān)系和信號走向見附圖1。[0007]所述手指感應(yīng)開關(guān)103，由一個或多個電容觸摸感應(yīng)開關(guān)組成，放置于手指下方2-5MM處，與嵌入式SOC認證模塊104連接，當(dāng)手指200正確放置后會給出高電平信號。[0008]所述的近紅外LED光源101由若干個850nm近紅外發(fā)光二級管組成，放置于手指斜上方和控制盒上部，近紅外LED光源101平面與手指平面成30-60度夾角。[0009]所述微距攝像頭102由鏡頭、濾光片和CM0S/C⑶感光器件組成，放置于控制盒底部，用于采集手指靜脈紋理圖像。[0010]所述嵌入式SOC認證模塊104，是由中央處理器CPU，內(nèi)存RAM，存儲器FLASH等部件組成的單芯片系統(tǒng)，F(xiàn)LASH用于存儲程序和用戶特征登記數(shù)據(jù)；[0011]所述控制盒300是一個箱式盒體結(jié)構(gòu)，本實用新型的所有部件都安裝其上。[0012]所述輸入輸出接口有USB、UART, GPIO等常用輸入輸出接口。[0013]所述電源模塊有5V、3.3V、1.8等電壓輸出，為各模塊提供工作所需電壓，具體是利用USB的5V電源和LDO電源轉(zhuǎn)換芯片進行轉(zhuǎn)換。[0014]本實用新型的工作原理及流程如下:[0015]當(dāng)嵌入式SOC認證模塊104檢測到手指感應(yīng)開關(guān)103為高電平時，表示有檢測到手指放置，嵌入式SOC認證模塊104打開近紅外LED光源101，并同步采集微距攝像頭102的圖像，圖像采集完成后就可以進行靜脈圖像的后續(xù)處理和認證，并給出最終認證結(jié)果。3、優(yōu)點及功效:在本實用新型中，兼顧了光源照射方式、安裝結(jié)構(gòu)和手指放置舒適度的特點，采用紅外光源從手指斜上方照射手指，能獲取最佳的靜脈圖像，同時大大減小了安裝尺寸，使之非常適合于鎖具類等應(yīng)用，具有更廣闊的應(yīng)用前景。


[0016]為了更完整地理解本實用新型及其優(yōu)點，現(xiàn)結(jié)合附圖描述本實用新型的具體實施方式
，附圖中相同的參考標(biāo)記代表相似的含義或部件。其中:[0017]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；[0018]圖2為本實用新型一種指靜脈認證裝置示意圖；[0019]圖3為本實用新型一種指靜脈認證裝置安裝示意圖[0020]圖中具體標(biāo)號如下:[0021]100、電源模塊101、近紅外LED光源[0022]102、微距攝像頭103、手指感應(yīng)開關(guān)[0023]104、嵌入式SOC認證模塊 105、輸入輸出接口[0024]200、手指 300、控制盒具體實施方式
[0025]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉優(yōu)選實施例對本實用新型 進一步詳細說明。[0026]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，它是由手指感應(yīng)開關(guān)103、近紅外LED光源101、微距攝像頭102、嵌入式SOC認證模塊104、控制盒300、輸入輸出接口 105和電源模塊100組成；它們之間的位置連接關(guān)系、信號走向是:手指感應(yīng)開關(guān)103與嵌入式SOC認證模塊104通過GPIO連接，近紅外LED光源101通過PWM脈寬調(diào)制控制連接，微距攝像頭102與嵌入式SOC認證模塊104的圖像輸入接口連接，輸入輸出接口 105通過線纜與嵌入式SOC認證模塊104連接，電源模塊100與上述各模塊及元件連接，給裝置各模塊及元件提供工作所需電壓；嵌入式SOC認證模塊對采集的圖像進行靜脈圖像的后續(xù)處理和認證，進而實現(xiàn)靜脈認證。[0027]本實用新型具體的工作原理及流程如下:[0028]當(dāng)嵌入式SOC認證模塊104檢測到手指或手掌感應(yīng)開關(guān)103為高電平時，表示有檢測到手指放置，嵌入式SOC認證模塊104打開近紅外LED光源101，同時采集微距攝像頭102的圖像，圖像采集完成后進行靜脈圖像的后續(xù)處理和認證，并給出最終認證結(jié)果。[0029]圖2為本實用新型一種指靜脈認證裝置示意圖，近紅外LED光源101為850nm近紅外光源，放置于手指斜上方和控制盒上部，近紅外LED光源101平面與手指平面成30-60度夾角，手指感應(yīng)開關(guān)103放置于手指下方2-5_處，手指感應(yīng)開關(guān)用何傳感器并無特定限制，在本實用新型的所有實施例中均采用靜電電容式的觸摸傳感器，當(dāng)手指接近傳感器時電容會發(fā)生變化，當(dāng)電容變化達到一定閾值的時候傳感器會發(fā)出高電平信號，進而可以檢測是否有手指放置。微距攝像頭102與嵌入式SOC認證模塊104在同一塊電路板上，微距攝像頭102通過接收手指透射的近紅外光進行成像；進而實現(xiàn)指靜脈的認證。[0030]嵌入式SOC認證模塊104與手指感應(yīng)開關(guān)103連接，同時與微距攝像頭102和近紅外LED光源101連接，當(dāng)通過手指感應(yīng)開關(guān)103檢測到手指放置后，嵌入式SOC認證模塊會打開近紅外LED光源101并通過微距攝像頭102采集指靜脈圖像；對于不同粗細的手指和不同的環(huán)境光照，如果光源強度和CMOS傳感器的曝光時間固定不變則會出現(xiàn)指靜脈圖像過暗和過亮的情況，需要根據(jù)采集的指靜脈圖像灰度直方圖動態(tài)調(diào)節(jié)光源強度和CMOS曝光時間，以適應(yīng)不同類型的手指和不同的環(huán)境光照，在本實施例中采用PWM(脈寬調(diào)制)的方式控制近紅外LED光源的亮度，提高占空比則減小光源亮度，進而圖像變暗，減小占空比則加大光源亮度，進而圖像變亮；通過12C直接設(shè)置CMOS曝光寄存器調(diào)整曝光時間，曝光時間加大則圖像變亮，曝光時間減小則圖像變暗。圖3為本實用新型一種指靜脈認證裝置安裝示意圖。[0031]以上實施例僅用以說明本實用新型而非限制本實用新型所描述的技術(shù)方案和實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還可以對本實用新型進行修改或者同等替換；而一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種指靜脈認證裝置，其特征在于:它是由電源模塊(100)、近紅外LED光源(101 )、微距攝像頭(102)、手指感應(yīng)開關(guān)(103)、嵌入式SOC認證模塊(104)、控制盒(300)和輸入輸出接口( 105)組成；手指感應(yīng)開關(guān)(103)與嵌入式SOC認證模塊(104)通過GPIO連接，近紅外LED光源(101)通過PWM脈寬調(diào)制控制連接，微距攝像頭(102)與嵌入式SOC認證模塊(104)的圖像輸入接口連接，輸入輸出接口( 105)通過線纜與嵌入式SOC認證模塊(104)連接，電源模塊(100)與上述各模塊及元件連接； 所述手指感應(yīng)開關(guān)(103)，由一個或復(fù)數(shù)個電容觸摸感應(yīng)開關(guān)組成，放置于手指下方2-5MM處，與嵌入式SOC認證模塊(104)連接，當(dāng)手指(200)正確放置后會給出高電平信號；所述的近紅外LED光源(101)由復(fù)數(shù)個850nm近紅外發(fā)光二級管組成，放置于手指斜上方和控制盒上部，近紅外LED光源(101)平面與手指平面成30-60度夾角； 所述微距攝像頭(102)由鏡頭、濾光片和CM0S/C⑶感光器件組成，放置于控制盒底部，用于采集手指靜脈紋理圖像； 所述嵌入式SOC認證模塊(104)，是由中央處理器CPU，內(nèi)存RAM，存儲器FLASH部件組成的單芯片系統(tǒng)，F(xiàn)LASH用于存儲程序和用戶特征登記數(shù)據(jù)； 所述控制盒(300)是一個箱式盒體結(jié)構(gòu)，所有部件都安裝其上； 所述輸入輸出接口是USB、UART, GPIO常用輸入輸出接口 ； 所述電源模塊有5V、3.3V、1.8電壓輸出，具體是利用USB的5V電源和LDO電源轉(zhuǎn)換芯片進行轉(zhuǎn)換。
專利摘要一種指靜脈認證裝置，它是由電源模塊(100)、近紅外LED光源(101)、微距攝像頭(102)、手指感應(yīng)開關(guān)(103)、嵌入式SOC認證模塊(104)、控制盒(300)和輸入輸出接口(105)組成；手指感應(yīng)開關(guān)(103)與嵌入式SOC認證模塊(104)通過GPIO連接，近紅外LED光源(101)通過PWM脈寬調(diào)制控制連接，微距攝像頭(102)與嵌入式SOC認證模塊(104)的圖像輸入接口連接，輸入輸出接口(105)通過線纜與嵌入式SOC認證模塊(104)連接，電源模塊(100)與上述各模塊及元件連接。本實用新型兼顧了光源照射方式、安裝結(jié)構(gòu)和手指放置舒適度的特點，采用紅外光源從手指斜上方照射手指，能獲取最佳的靜脈圖像，同時大大減小了安裝尺寸，適合于鎖具類等應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號G06K9/00GK203025727SQ20122063268
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者梁愛華, 劉桓茂 申請人:北京鑫光智信軟件技術(shù)有限公司