一种接触式虹膜采集设备的制作方法

1.本实用新型涉及虹膜图像识别设备，尤其涉及一种接触式虹膜采集设备。


背景技术：

2.虹膜图像的采集主要分为非接触式和接触式两种方式。非接触式的使用距离远，图像质量一般，受环境影响大；接触式的使用距离近，需要将脸部贴在设备上，采集到的虹膜图像质量高，几乎不受环境影响。
3.接触式采集设备隔绝了外部环境，内部成了一个独立的环境，内部环境的状态会直接且明显的影响被采集者的瞳孔收缩率、可用虹膜区域、眨眼、体验等问题，造成被采集者体感差、采集到的图像质量差等问题。
4.瞳孔会因为内腔环境的变化快速收缩或放大，不同的瞳孔收缩率对应的虹膜纹理的大小不同。虹膜纹理在瞳孔外围，瞳孔过大，虹膜纹理半径虽然大，但面积小；瞳孔收缩至很小，虹膜纹理半径小，面积也小。
5.不同人瞳孔收缩会不一样，跟眼球对光线的感光程度有关，跟近视、远视、散光也有关系，因此瞳孔收缩率会不一样，因此亟待实用新型一种控制瞳孔收缩率的虹膜采集设备。


技术实现要素：

6.鉴于此，本实用新型实施例提供了一种接触式虹膜采集设备，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
7.本实用新型的技术方案如下：
8.所述虹膜采集设备包括呈筒状结构的壳体和安装在壳体内的处理器、红外灯模块和摄像头模块，所述虹膜采集设备还包括安装在壳体内的白光灯模块和白光灯处理模块；所述壳体具有用于与被采集者面部贴合的开口端；所述白光灯模块和白光灯处理模块布置在所述壳体的远离开口端的内部，所述白光灯处理模块安装在所述白光灯模块的前方，以使得壳体的内腔环境的光线柔和及均匀化。
9.优选地，所述壳体内还安装有位于所述白光灯模块和所述壳体开口端之间的镜面，所述镜面用于透过所述红外灯模块发出的光线，也用于为被采集者提供镜面反馈。
10.优选地，所述壳体包括前腔室、后腔室以及将所述前腔室和后腔室隔开的墙板，所述后腔室用于安装所述红外灯模块、白光灯模块和摄像头模块。
11.优选地，所述白光灯处理模块为滤光片或柔光片，所述滤光片或柔光片安装在所述墙板上。
12.优选地，所述虹膜采集设备还包括安装在所述墙板上的红外灯处理模块，所述红外灯处理模块与所述红外灯模块的位置对应。
13.优选地，所述红外灯模块包括两组以壳体中线对称布置的红外灯组，每组内的红外灯设有多个且呈环状分布；所述摄像头模块包括两个以壳体中线对称布置的摄像头。
14.优选地，所述白光灯模块包括两组以壳体中线对称布置的白光灯组，每组内的白光灯设有多个且呈线状分布。
15.优选地，所述红外灯模块位于对应所述壳体的中部位置，所述白光灯模块位于对应所述壳体的两侧位置，所述摄像头模块位于所述红外灯模块和白光灯模块之间的位置。
16.优选地，所述壳体包括上壳体和下壳体，其中，所述上壳体或下壳体与所述墙板一体成型。
17.优选地，所述下壳体的开口端中间部位具有向内凹陷的鼻托。
18.优选地，所述开口端的中部向内凹进，两侧向外凸出。
19.根据本实用新型实施例的接触式虹膜采集设备，可获得的有益效果至少包括：
20.该虹膜采集设备增设了白光灯模块和将光源进行柔化处理的白光灯处理模块，白光将壳体内腔均匀照亮，眼睛舒适，无需较大调整，瞳孔收缩有效控制，用户体验较好。
21.本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
22.本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
24.图1为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备的立体结构示意图。
25.图2为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备一视角的正投影示意图。
26.图3为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备俯视方向的结构示意图。
27.图4为图3的a
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a剖面结构示意图。
28.图5为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备各模块排布位置的示意图。
29.图6为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备的镜面位置的示意图。
30.图7为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备的组成框图。
31.图8为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备的工作流程示意图。
32.图9为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备的用户体验示意图。
33.图10为无补光灯的眼睛图像示意图。
34.图11为补光灯光线过强的眼睛图像示意图。
35.图12为本实用新型一实施例中的虹膜采集设备的采集到的眼睛图像示意图。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附
图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
37.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
38.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
39.在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
40.在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
41.本实用新型提供了一种接触式虹膜采集设备，以减小接触式设备在采集虹膜过程之因为内部环境变化对瞳孔收缩造成的影响，通过本设备将不同人群的瞳孔收缩控制在合理的范围内，同时使被采集者具有较好的用户体验。
42.如图1至图7所示，虹膜采集设备包括呈筒状结构的壳体1和安装在壳体内的处理器、红外灯模块3、摄像头模块4、白光灯模块5和白光灯处理模块等。
43.其中，红外灯模块3在光线不足时提供光源补偿，使摄像头模块4成像清晰。本实用新型实施例的虹膜采集设备增设了白光灯模块5和白光灯处理模块，以增强设备内部环境的亮度，使内部环境光达到人体舒适范围的效果。白光灯处理模块安装在白光灯模块5的前方，以使得壳体1的内腔环境的光线柔和及均匀化。
44.在一些实施例中，如图3和图4所示，壳体1的前端具有用于与被采集者面部贴合的开口端2。壳体1包括前腔室102、后腔室101以及将前腔室和后腔室隔开的墙板103，后腔室101用于安装红外灯模块3、白光灯模块5和摄像头模块4。在该实施例中，前腔室102是指的开口端的腔体，前腔室102用于提供空间以生成照明环境，后腔室101用于安装电子部件，墙板103用于隔离和安装多个透光件。
45.在一些实施例中，如图6所示，壳体1内还安装有位于白光灯模块5和壳体开口端2之间的镜面7，镜面7用于透过红外灯模块3发出的光线，也用于为被采集者提供镜面反馈。进一步地，镜面7为半透半反的镜面，镜面反馈提高用户体验，避免因为多光源造成的注意力分散、眨眼和眼珠乱转等问题，使得用户的注意力被引导，眼睛舒适，无需较大调整，瞳孔收缩有效控制，且体验较好。进一步地，镜面7可安装在墙板103上。
46.在一些实施例中，该虹膜采集设备也可不设置上述的镜面，其采集的虹膜图像也可符合要求，但用户体验会稍微降低。
47.在一些实施例中，白光灯处理模块为滤光片或柔光片，滤光片可安装在墙板103上。滤光片主要是用于降低色温、增加均匀度等。白光灯模块首先通过滤光片进行处理，柔和后的光线照亮内腔，在采集时，给被采集者舒服的环境，使不同人群的瞳孔收缩率在合适的范围内，以满足虹膜采集和识别标准。
48.在一些实施例中，壳体的后腔室101内用于安装红外灯模块3、摄像头模块4和白光灯模块5等。其中，红外灯模块3包括两组以壳体中线对称布置的红外灯组，每组内的红外灯设有多个且呈环状分布；摄像头模块4包括两个以壳体中线对称布置的摄像头；白光灯模块
5包括两组以壳体中线对称布置的白光灯组，每组内的白光灯设有多个且呈线状分布。如图5所示，其中，红外灯模块3位于对应壳体的中部位置，白光灯模块5位于对应所述壳体的两侧位置，摄像头模块4位于红外灯模块3和白光灯模块5之间的位置。但红外灯模块3、摄像头模块4和白光灯模块5的数量和排布方式不限于此，可根据实际需求设定。
49.在一些实施例中，虹膜采集设备还包括安装在墙板103上的红外灯处理模块，所述红外灯处理模块与红外灯模块3的位置对应。红外灯处理模块可为滤光片或柔光片。
50.在一些实施例中，如图4
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图7所示，墙板103可与壳体内腔的截面大小相同，以保持密封。墙板103上具有对应红外灯模块3、摄像头模块4和白光灯模块5位置的槽孔，以安装透光件，例如滤光片、柔光片、透明玻璃和镜面7等。如墙板103的两侧设有矩形孔51，用于安装白光灯处理模块的滤光片；墙板103的中部设有圆形孔31，用于安装红外灯处理模块的滤光片。
51.进一步地，墙板103上还可以安装一个透明玻璃6，该透明玻璃6可为矩形，大致覆盖红外灯模块3/摄像头模块4和白光灯模块5区域；墙板103上的镜面7可覆盖红外灯模块3和摄像头模块4的区域。
52.在一些实施例中，如图1和图4所示，壳体1可由上壳体110和下壳体120对接而成，其中，上壳体110或下壳体120与墙板103一体成型。如图4实施例中，墙板103与上壳体110一体成型。下壳体120的开口端中间部位具有向内凹陷的鼻托201。如图3所示，所述开口端2的中部向内凹进，两侧向外凸出。从俯视方向看，壳体1从后端向前端的方向，截面逐渐扩大。
53.以下结合本实用新型实施例的虹膜采集设备的工作流程、用户体验流程和眼睛在不同光照环境下的瞳孔收缩程度详细介绍该虹膜采集设备。
54.图8为本实用新型实施例的虹膜采集设备的工作流程示意图，包括如下步骤：
55.第一步：白光灯亮起；
56.第二步：白光灯通过柔光片，使得光线柔和、均匀且变为暖色系；
57.第三步：红外灯亮起；
58.第四步：红外灯通过滤光片，以滤掉其他杂光；
59.第五步：被采集者准备采集，拿起设备；
60.第六步；被采集者注视镜面；
61.第七步：采集图像；
62.第八步：判读图像是否符合质量
63.第九步：如果不合格，重新采集虹膜图像；
64.第十步：如果图像合格，关闭白光灯和红外灯；
65.第十一步：采集结束。
66.白光灯属于点光源，近距离下会刺眼，一般的虹膜采集设备内腔空间有限，且还有内壁、红外补光灯、白光灯，没有任何反馈的情况下眼睛不知道注视哪里，会因为人的习惯和主辅眼的差异造成直视的位置不同；内部多光源会形成条件反射，眨眼、乱转，造成图像质量不合格或运动模糊。
67.相对来说，均匀的光线会减小收缩率的差异。在该实施例中，该虹膜采集设备通过增加白光灯和控制白光灯的亮度、色度控制瞳孔收缩。使用柔光片将光线进行柔和，均匀化。在柔光片的辅助下，眼睛能够自然睁开，没有不适。
68.该虹膜采集设备在采集过程中采用了半透半反的镜片辅助调节，使得被采集者自然睁开并居中，舒适的同时达到自动调整位置的效果。
69.图9为用户(被采集者)的体验流程，步骤如下：
70.第一步：开始；
71.第二步：拿起设备；
72.第三步：注视镜面中的自己；
73.第四步：采图；
74.第五步：采集结束。
75.该实施例的虹膜采集设备简化用户的操作过程，眼睛没有强光和点光源的刺激，也具有聚焦的注视对象，提高了用户体验。
76.图10为没有白色补光灯的情况下的瞳孔收缩示意图，此时，因为内部环境比较暗，此时只有红外灯，瞳孔为了适应黑暗环境会放大，瞳孔放大，占比超过了眼球的70％，此时虹膜纹理会非常小；因为红外灯在中间，眼睛会看向光源，眼睛向中间靠拢，眼球不在居中，内眼白变小，外眼白变大。
77.图11为具有白色补光灯、没有滤光片的情况下的瞳孔收缩示意图，此时，环境光较亮时，眼睛做出相应的反应，会眯眼睛，眼皮遮挡部分眼球，瞳孔收缩，光越强，瞳孔越小，瞳孔小，虹膜会纹理会伴随变得很小，不满足图像质量。
78.图12为本实用新型实施例的具有白色补光灯、具有滤光片的情况下的瞳孔收缩示意图。/此时，由于增加白色补光灯和柔光片/滤光片，内部光线与环境光相近，加之内部的半透半反镜面，此时采集到的虹膜图像，眼球居中，瞳孔收缩合适，虹膜纹理清晰且分布均匀。
79.根据本实用新型实施例的接触式虹膜采集设备，可获得的有益效果至少包括：
80.(1)该虹膜采集设备增设了白光灯模块和将光源进行柔化处理的白光灯处理模块，白光将壳体内腔均匀照亮，眼睛舒适，无需较大调整，瞳孔收缩有效控制，用户体验较好。
81.(2)该虹膜采集设备增设了半透半反的镜面，以给用户眼睛注视提供了镜面反馈，用户的注意力被引导，有利于虹膜图像的采集，使得瞳孔收缩能够控制在较好的收缩率之内。
82.(3)该虹膜采集设备能够覆盖所有人群。近视、远视；灰色、棕色、蓝色、黑色眼睛人群对环境的感光都是不相同的，通过虹膜采集设备能够将以上所有人群的瞳孔收缩率控制在一定范围内，满足虹膜采集与识别的要求。
83.(4)该虹膜采集设备内腔的光照环境与外部环境光接近，对眼睛不会造成伤害，且不会因为环境的差异造成眼部剧烈变化及不适。
84.(5)该虹膜采集设备内腔因为环境差异小，且有镜面反馈，能够引导被采集者配合采集，有较好的体验和安全感。
85.本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
86.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本
领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。