基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物識別領(lǐng)域，特別是指一種基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]虹膜、人臉、掌紋、指紋識別技術(shù)均屬于生物識別技術(shù)，其識別過程大致概括為:圖像采集、圖像處理、身份識別等幾個步驟，而最首要和關(guān)鍵的步驟就是圖像采集，其采集圖像質(zhì)量的好壞很大程度上影響識別效率。尤其作為虹膜識別技術(shù)，由于虹膜采集區(qū)域面積較小、顏色灰暗，保證采集到清晰高質(zhì)量的虹膜圖像更是整個虹膜識別過程成敗的重要前提。目前的虹膜采集裝置為保證采集高質(zhì)量的虹膜圖像，一方面從光學(xué)采集系統(tǒng)設(shè)計方面改進(jìn)，提高光學(xué)采集頭的成像品質(zhì)；另一方面從采集裝置與用戶的交互體驗方面改進(jìn)，保證用戶使用采集裝置時可以快速、方便的把握最佳的采集距離及角度，以采集最清晰的虹膜圖像。現(xiàn)有的虹膜采集裝置可以分為:變焦采集裝置和定焦采集裝置，其中變焦采集裝置需要復(fù)雜的光機(jī)電控制結(jié)構(gòu)，配備變焦控制算法，其裝置體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，且變焦速度較慢，不能滿足實(shí)時采集的需求，而定焦采集裝置的光電結(jié)構(gòu)簡單，造價低，裝置需要提示用戶來把握采集距離，需要用戶的配合度要求高。
[0003]對于定焦采集裝置，常用方法是通過增加測距模塊配合聲音或指示燈提示來引導(dǎo)用戶前后移動尋找最佳采集距離，此種方式會造成需要用戶前后反復(fù)移動多次才能找到最佳距離，使用戶產(chǎn)生不耐煩情緒。而也有一些專利中通過光學(xué)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用戶的對準(zhǔn)及定位，如公開號為:CN103530617A，名稱為:“虹膜對準(zhǔn)與采集裝置”的專利申請中，采用在虹膜采集部前端增加平凸鏡，光源設(shè)置于平凸鏡周圍，使得光源經(jīng)平凸鏡匯聚虹膜采集的最佳位置，這樣用戶處于光源匯聚點(diǎn)就是最佳采集位置；另一篇公開號為CN103413126A，名稱為虹膜采集裝置”的專利申請中，采用在攝像頭前端增加凹面鏡，利用凹面所成放大的虹膜圖像來幫助用戶進(jìn)行定位。以上兩篇專利申請中采用的平凸鏡及凹面鏡均為具有一定焦距的透鏡，其單純的放置于虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)的前端會影響原有光學(xué)系統(tǒng)的成像，在設(shè)計時必須考慮虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，綜合設(shè)計才能既不影響采集光學(xué)系統(tǒng)的成像光路，又可實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)及定位作用，這樣的缺點(diǎn)使整個裝置光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計較復(fù)雜，且平凸鏡或凹面鏡必須與特定的采集光學(xué)系統(tǒng)配套使用，不能替換搭配，通用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，不僅能夠快速、準(zhǔn)確的定位，還不影響原有的虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)，可替換搭配，復(fù)用性強(qiáng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，包括無焦鏡和光源，所述無焦鏡的后方設(shè)置有虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)，所述虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的后方設(shè)置有圖像傳感器；其中，所述無焦鏡的前表面或者后表面鍍有能夠透過近紅外光并反射可見光的膜，所述無焦鏡的前表面和后表面的曲率半徑相同，所述無焦鏡、虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器的中心位于同一軸線上。
[0007]進(jìn)一步的，所述無焦鏡為無焦凸面鏡，所述無焦凸面鏡的位置使用戶處于預(yù)定虹膜采集距離范圍內(nèi)時，能夠從無焦凸面鏡中看到臉部的圖像充滿整個鏡面。
[0008]進(jìn)一步的，所述無焦鏡為無焦凹面鏡，所述無焦凹面鏡的位置使用戶處于預(yù)定虹膜采集距離范圍內(nèi)時，能夠從無焦凹面鏡中清晰地看到眼睛的圖像。
[0009]進(jìn)一步的，所述膜透過的近紅外光的波長范圍為700-900nm。
[0010]進(jìn)一步的，所述虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)為至少2片透鏡組成的定焦透鏡組。
[0011]進(jìn)一步的，所述透鏡的表面鍍有近紅外增透膜。
[0012]進(jìn)一步的，所述圖像傳感器為CXD或CMOS傳感器。
[0013]進(jìn)一步的，所述紅外光源為近紅外LED燈。
[0014]進(jìn)一步的，所述無焦鏡的材質(zhì)為玻璃或塑料。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置中，光源發(fā)出近紅外光，照射到用戶的虹膜上并反射到無焦鏡上，同時，外界的可見光也會照射到無焦鏡上，由于無焦鏡的前表面或者后表面鍍有能夠透過近紅外光并反射可見光的膜，使得絕大部分近紅外光譜透過無焦鏡，進(jìn)入虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)并在圖像傳感器上成像，圖像傳感器將虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)成像到傳感器上的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，完成虹膜信息的采集；而可見光譜被無焦鏡反射，使得無焦鏡表面呈現(xiàn)鏡面效果，可以看到用戶自己的圖像，給予用戶相應(yīng)反饋，使用戶調(diào)整自己的位置，能夠快速、準(zhǔn)確的定位，采集更清晰的虹膜圖像；由于無焦鏡兩面曲率半徑相同，使得光線經(jīng)過無焦鏡后不會產(chǎn)生匯聚或發(fā)散現(xiàn)象，不會影響原有虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的成像，在設(shè)計時不必考慮虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，使得整個虹膜采集裝置結(jié)構(gòu)簡單，既不影響虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的成像光路，又可實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)及定位作用，可以替換搭配，通用性強(qiáng)。
[0017]故本發(fā)明的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置結(jié)構(gòu)簡單，不僅能夠快速、準(zhǔn)確的定位，還不影響原有的虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)，可替換搭配，復(fù)用性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為無焦凸面鏡的成像示意圖；
[0021]圖4為人眼與無焦凸面鏡成像光學(xué)系統(tǒng)光路圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為人眼與無焦凹面鏡成像光學(xué)系統(tǒng)光路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]本發(fā)明提供一種基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，如圖1所示，包括無焦鏡I和光源4，無焦鏡I的后方設(shè)置有虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)2，虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)2的后方設(shè)置有圖像傳感器3 ;其中，無焦鏡I的前表面或者后表面鍍有能夠透過近紅外光并反射可見光的膜，無焦鏡I的前表面和后表面的曲率半徑相同，無焦鏡1、虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)2和圖像傳感器3的中心位于同一軸線上。圖1中，6為臉部，5為眼睛。
[0026]本發(fā)明中，光源發(fā)出近紅外光，照射到用戶的虹膜上并反射到無焦鏡上，同時，外界的可見光也會照射到無焦鏡上，由于無焦鏡的前表面或者后表面鍍有能夠透過近紅外光并反射可見光的膜，使得絕大部分近紅外光譜透過無焦鏡，進(jìn)入虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)并在圖像傳感器上成像，圖像傳感器將虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)成像到傳感器上的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，完成虹膜信息的采集；而可見光譜被無焦鏡反射，使得無焦鏡表面呈現(xiàn)鏡面效果，可以看到用戶自己的圖像，給予用戶相應(yīng)反饋，使用戶調(diào)整自己的位置，能夠快速、準(zhǔn)確的定位，采集更清晰的虹膜圖像；由于無焦鏡兩面曲率半徑相同，使得光線經(jīng)過無焦鏡后不會產(chǎn)生匯聚或發(fā)散現(xiàn)象，不會影響原有虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的成像，在設(shè)計時不必考慮虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，使得整個虹膜采集裝置結(jié)構(gòu)簡單，既不影響虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的成像光路，又可實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)及定位作用，可以替換搭配，通用性強(qiáng)。
[0027]故本發(fā)明的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置結(jié)構(gòu)簡單，不僅能夠快速、準(zhǔn)確的定位，還不影響原有的虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)，可替換搭配，復(fù)用性強(qiáng)。
[0028]作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，如圖2所示，無焦鏡為無焦凸面鏡I’，無焦凸面鏡I’的位置使用戶處于預(yù)定虹膜采集距離范圍內(nèi)時，能夠從無焦凸面鏡I’中看到臉部6的圖像充滿整個鏡面。
[0029]本實(shí)施例的無焦凸面鏡位于虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的前端，且位于同一中心軸，為兩面曲率半徑相同的透鏡，即R1= R2,札為無焦凸面鏡的外表面，即靠近用戶的一面，R2為無焦凸面鏡的內(nèi)表面，即靠近虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的一面，&或R2面鍍有能夠透過近紅外光并反射可見光的膜，由于可見光絕大部分反射使得無焦凸面鏡表面呈現(xiàn)鏡面效果，可以看到用戶自己的臉部的圖像，給予用戶相應(yīng)反饋，使用戶根據(jù)臉部圖像調(diào)整位置，當(dāng)用戶能夠從無焦凸面鏡中看到的臉部圖像正好充滿整個鏡面時，處于虹膜最佳采集最佳距離。
[0030]本實(shí)施例在使用時，如圖3所示，用戶注視無焦凸面鏡，根據(jù)虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的采集距離、物方范圍、無焦凸面鏡的尺寸以及形狀(圓形或橢圓形)，調(diào)整無焦凸面鏡的曲率半徑以及位置，當(dāng)用戶恰好處于虹膜采集裝置最佳采集距離時，用戶從