無焦凸面鏡中看到的自己臉部圖像正好充滿整個(gè)鏡面；當(dāng)用戶不處于最佳采集距離時(shí)，用戶從無焦凸面鏡中看到的自己臉部圖像不能充滿整個(gè)鏡面，只占鏡面的一部分或者只能看到部分臉部圖像。
[0031]本實(shí)施例的人眼與無焦凸面鏡成像光學(xué)系統(tǒng)光路圖如圖4所示，其包括人眼光學(xué)模型、物方范圍以及無焦凸面鏡，其中人眼光學(xué)模型是將人眼的角膜、液狀體、瞳孔、晶狀體、玻璃體等結(jié)構(gòu)等效為相應(yīng)的透鏡，而視網(wǎng)膜等效為圖像傳感器，構(gòu)成人眼光學(xué)成像系統(tǒng)，物方范圍即臉部能夠成像到無焦凸面鏡的范圍大小，無焦凸面鏡主要是作為反射鏡，將臉部投射過來的光線反射進(jìn)人眼。人眼與無焦凸面鏡系統(tǒng)光線路線為由臉部投射的可見光線入射到無焦凸面鏡，在無焦凸面鏡內(nèi)表面或外表面全部或絕大部分反射，反射光線進(jìn)入人眼，經(jīng)過人眼光學(xué)透鏡組匯聚成像到人眼視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜將光線信息傳換成大腦可識(shí)別的圖像信息，即整個(gè)過程為用戶從無焦凸面鏡看到自己臉部圖像。在人眼與無焦凸面鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)中，根據(jù)確定的虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的采集距離L(即無焦凸面鏡表面中心到人眼表面中心的距離)、無焦凸面鏡的尺寸D、物方范圍H(臉部拍攝范圍)，調(diào)整優(yōu)化無焦凸面鏡的曲率半徑(Rp R2)，以實(shí)現(xiàn)在虹膜采集裝置最佳采集距離處，用戶從無焦凸面鏡中看到的自己臉部圖像正好充滿整個(gè)鏡面的效果，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確定位。
[0032]例如，在光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中模擬人眼與無焦凸面鏡成像光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)置虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的采集距離L為25cm(即無焦凸面鏡表面中心到人眼表面中心的距離)，無焦凸面鏡為圓形，直徑D = 16_，拍攝物方范圍H即人臉區(qū)域大小為長(zhǎng)*寬=25*16cm(該數(shù)據(jù)為可以適用大多數(shù)的人臉)，調(diào)整優(yōu)化無焦凸面鏡曲率半徑RliR2,在R1= R 2= 42mm時(shí)，使得人臉(長(zhǎng)25cm)范圍反射的光線全部照射到距離25cm處的無焦凸面鏡區(qū)域(長(zhǎng)16mm)，并經(jīng)鏡面反射光線反射進(jìn)人眼成像到視網(wǎng)膜上，從而用戶看到無焦凸面鏡鏡面正好充滿人臉圖像。
[0033]作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如圖5所示，無焦鏡為無焦凹面鏡1”，無焦凹面鏡I”的位置使用戶處于預(yù)定虹膜采集距離范圍內(nèi)時(shí)，能夠從無焦凹面鏡I”中清晰地看到眼睛5的圖像。
[0034]本實(shí)施例的無焦凹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,札為無焦凹面鏡的外表面，即靠近用戶的一面，R2為無焦凹面鏡的內(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凹面鏡表面呈現(xiàn)鏡面效果，可以看到用戶自己的眼睛的圖像，給予用戶相應(yīng)反饋，使用戶根據(jù)眼睛的圖像調(diào)整位置，當(dāng)用戶能夠從無焦凹面鏡中看到清晰地眼睛圖像時(shí)，處于虹膜最佳采集最佳距離。
[0035]本實(shí)施例在使用時(shí)，用戶注視無焦凹面鏡，根據(jù)虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的采集距離、物方范圍、無焦凹面鏡的尺寸以及形狀(圓形或橢圓形)，調(diào)整無焦凹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(shí)，用戶從無焦凹面鏡中看到的自己眼睛圖像最清晰；當(dāng)用戶不處于最佳采集距離時(shí)，用戶從無焦凹面鏡中看到的自己眼睛圖像模糊，不清晰。
[0036]本實(shí)施例的人眼與無焦凹面鏡成像光學(xué)系統(tǒng)光路圖如圖6所示，其包括人眼光學(xué)模型、物方范圍及無焦凹面鏡，其中人眼光學(xué)模型是將人眼的角膜、液狀體、瞳孔、晶狀體、玻璃體等結(jié)構(gòu)等效為相應(yīng)的透鏡，而視網(wǎng)膜等效為圖像傳感器，構(gòu)成人眼光學(xué)成像系統(tǒng)，物方范圍即人眼區(qū)域能夠成像到無焦凹面鏡的范圍大小，無焦凹面鏡主要是作為反射鏡，將眼睛投射過來的光線反射進(jìn)人眼。人眼與無焦凹面鏡系統(tǒng)光線路線為由眼睛投射的可見光線入射到無焦凹面鏡，在無焦凹面鏡表面全部或絕大部分反射，反射光線進(jìn)入人眼，經(jīng)過人眼光學(xué)透鏡組匯聚成像到人眼視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜將光線信息傳換成大腦可識(shí)別的圖像信息，即整個(gè)過程為用戶從無焦凹面鏡看到自己眼睛圖像。在人眼與無焦凹面鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)中，根據(jù)確定的虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的采集距離L(即無焦凹面鏡表面中心到人眼表面中心距離)、凹面鏡的尺寸D、物方范圍H(眼睛拍攝范圍)，調(diào)整優(yōu)化無焦凹面鏡的曲率半徑OVR2)，以實(shí)現(xiàn)在虹膜采集裝置最佳采集距離處時(shí)，用戶從凹面鏡中看到的自己眼睛圖像最清晰，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確定位。
[0037]例如，在光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中模擬人眼與無焦凹面鏡成像光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)置虹膜成像光學(xué)系統(tǒng)的采集距離L為1cm(即無焦凹面鏡表面中心到人眼表面中心的距離)，無焦凹面鏡為圓形，直徑D = 16mm，拍攝物方范圍H即人眼區(qū)域大小為長(zhǎng)*寬=3.2*2.4cm (該數(shù)據(jù)為可以適用大多數(shù)的人眼)，調(diào)整優(yōu)化凹面鏡曲率半徑R1, R2，在R1= R2= 280mm時(shí)，使得人眼(長(zhǎng)3.2cm)范圍反射的光線全部照射到距離1cm處的凹面鏡區(qū)域(長(zhǎng)16mm)，并經(jīng)鏡面反射光線反射進(jìn)人眼成像到視網(wǎng)膜上，從而用戶此時(shí)剛好在鏡面看到清晰的人眼圖像。
[0038]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，上述膜透過的近紅外光的波長(zhǎng)范圍為700-900nm，此波長(zhǎng)的近紅外光能夠較好的呈現(xiàn)虹膜紋理信息。
[0039]優(yōu)選的，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，定焦透鏡組可以根據(jù)不同的需要設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)。
[0040]為了使近紅外光盡可能多的透過定焦透鏡組，透鏡的表面可以鍍有近紅外增透膜。
[0041]優(yōu)選的，圖像傳感器為CCD或CMOS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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0042]進(jìn)一步的，紅外光源為近紅外LED燈，簡(jiǎn)單方便。
[0043]無焦鏡的材質(zhì)為玻璃或塑料，為增加透光率首選玻璃材質(zhì)。
[0044]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，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(shí)，能夠從無焦凸面鏡中看到臉部的圖像充滿整個(gè)鏡面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，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(shí)，能夠從無焦凹面鏡中清晰地看到眼睛的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，所述膜透過的近紅外光的波長(zhǎng)范圍為700-900nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，所述透鏡的表面鍍有近紅外增透膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，所述圖像傳感器為CXD或CMOS傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，所述紅外光源為近紅外LED燈。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一權(quán)利要求所述的基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，其特征在于，所述無焦鏡的材質(zhì)為玻璃或塑料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無焦鏡的自反饋與定位虹膜采集裝置，屬于生物識(shí)別領(lǐng)域，所述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。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)。
【IPC分類】G06K9-00
【公開號(hào)】CN104680139
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510070786
【發(fā)明人】馬淑媛
【申請(qǐng)人】北京天誠(chéng)盛業(yè)科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日