光学采集装置及虹膜识别系统的制作方法

本实用新型涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种光学采集装置及虹膜识别系统。

背景技术：

现目前的虹膜产品普遍存在工作范围小的问题。由于成像原理的局限性，在现有的虹膜识别系统中，只有在虹膜处于合适的位置时，虹膜识别系统才能很好地采集到清晰的虹膜图像，由此，限制了虹膜的采集范围。

在现有技术中，为了扩大对虹膜图像采集的距离范围，常规的做法是改变镜头焦距和/或调整镜头的位置来实现。但通过改变镜头焦距和/或调整镜头的位置还是有一定的范围局限，并且，改变镜头焦距和/或调整镜头的位置需要进行机构上的调整，不易操作。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光学采集装置及虹膜识别系统，其扩大了虹膜图像采集的范围，提升了虹膜识别的易用性，具有一定的商业价值。

本实用新型较佳实施例提供一种光学采集装置，应用于虹膜识别系统，所述光学采集装置包括：采集镜头、采集器件及用于调节光束传播路程的光学调节部件；

所述光学调节部件设置于所述采集镜头与所述采集器件之间，以对光束的传播路程进行调节。

在本实用新型较佳实施例中，所述光学调节部件包括：光学元件及调节器件，所述调节器件作用于所述光学元件，以使所述调节器件对所述光学元件的折射率进行调节，改变光束的偏折角度，实现对光束传播路程的调节。

在本实用新型较佳实施例中，所述光学元件为光学晶体，所述调节器件为供电设备，所述光学晶体与所述供电设备电性连接，以使所述供电设备通过电刺激调节所述光学晶体的折射率。

在本实用新型较佳实施例中，所述光学元件为光学晶体，所述调节器件为超声波设备，所述超声波设备与所述光学晶体超声波连接，以使所述超声波设备通过超声波调节所述光学晶体的折射率。

在本实用新型较佳实施例中，所述光学元件为晶体，所述调节器件为温控设备，所述温控设备与所述晶体连接，以使所述温控设备通过控制所述晶体的温度对所述晶体的折射率进行调节。

在本实用新型较佳实施例中，所述光学元件设置的数量为至少一个，所述光学元件包括透镜、光学玻璃、光学晶体中的任意一种或组合，所述调节器件为机械设备，所述调节器件通过对不同的光学元件进行切换来改变光束的偏折角度，以实现对光束传播路程的调节。

在本实用新型较佳实施例中，不同的所述光学元件设置的厚度不同。

在本实用新型较佳实施例中，不同的所述光学元件设置的形状不同。

在本实用新型较佳实施例中，所述采集器件包括CMOS器件、CCD器件或胶片。

本实用新型较佳实施例还提供一种虹膜识别系统，所述虹膜识别系统包括：识别装置及上述中任意一项所述的光学采集装置；

所述光学采集装置与所述识别装置电性连接，以将所述光学采集装置采集的图像传输给所述识别装置进行识别。

相对于现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型较佳实施例提供一种光学采集装置及虹膜识别系统，所述装置应用于虹膜识别系统。所述光学采集装置包括：采集镜头、采集器件及用于调节光束传播路程的光学调节部件。所述光学调节部件设置于所述采集镜头与所述采集器件之间，以对光束的传播路程进行调节。由此，无需通过改变镜头焦距和/或调整镜头的位置就能采集到不同距离下的清晰的虹膜图像。扩大了虹膜图像采集的范围，提升了虹膜识别的易用性，具有一定的商业价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型较佳实施例提供的光学采集装置的方框示意图。

图2是本实用新型较佳实施例提供的光学调节部件的方框示意图。

图3是本实用新型第一实施例提供的虹膜采集示意图。

图4是本实用新型第二实施例提供的虹膜采集示意图。

图5是本实用新型第三实施例提供的虹膜采集示意图。

图6是本实用新型第四实施例提供的虹膜采集示意图。

图7是本实用新型第四实施例提供的多种不同厚度的光学元件的示意图。

图8是本实用新型第四实施例提供的多种不同形状的光学元件的示意图。

图9是本实用新型较佳实施例提供的虹膜识别系统的方框示意图。

图标：10-虹膜识别系统；100-光学采集装置；110-光学调节部件；112-光学元件；114-调节器件；120-采集镜头；130-采集器件；200-人眼；300-识别装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，图1是本实用新型较佳实施例提供的光学采集装置100的方框示意图。本实用新型较佳实施例提供一种光学采集装置100，应用于虹膜识别系统，所述光学采集装置100包括：采集镜头120、采集器件130及用于调节光束传播路程的光学调节部件110。

在本实施例中，所述光学调节部件110设置于所述采集镜头120与所述采集器件130之间，以对经由所述采集镜头120汇聚的光束的传播路程进行调节。

在本实施例中，所述光束传播路程是指光束从采集镜头120传播到采集器件130所经过的行程。所述光学调节部件110可设置于所述采集镜头120与所述采集器件130之间的任一位置，只需保证所述采集镜头120、采集器件130及光学调节部件110的中心均处于同一水平线，以便于调节光束的传播路程，采集到清晰的虹膜图像。其中，将所述光学调节部件110紧贴所述采集器件130设置所达到的效果较优，对光束的汇聚程度较好，从而更方便对光束的传播路程进行调整。

在本实施例中，所述采集器件130用于对采集到的图像进行保存。所述采集器件130可以是，但不限于，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)器件、CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)器件、胶片等其他成像装置。在采用传统的相机进行虹膜图像采集时，所述采集器件130可为胶片，采用数码相机进行虹膜图像采集时，所述采集器件130可为CMOS器件或CCD器件。

在本实施例中，CMOS器件通常由像素阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、A/D转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成，这几部分通常都被集成在同一块芯片上。CMOS器件的工作原理是：外界光照射像素阵列，发生光电效应，在像素单元内产生相应的电荷。行选择逻辑单元根据需要，选通相应的行像素单元。行像素单元内的图像信号通过各自所在列的信号总线传输到对应的模拟信号处理单元以及A/D转换器，转换成数字图像信号输出。行选择逻辑单元可以对像素阵列逐行扫描也可隔行扫描。行选择逻辑单元与列选择逻辑单元配合使用可以实现图像的窗口提取功能。模拟信号处理单元的主要功能是对信号进行放大处理，并且提高信噪比。

CCD使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，可根据需要修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。CCD又可分为线型(Linear)与面型(Area)两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机(DSC)、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。

CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说较低。CMOS主要的优势就是省电，不像由二极管组成的CCD，CMOS电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右。

本实用新型提供的方案的核心在于光学调节部件110，下面对光学调节部件110进行介绍。

请参阅图2，图2是本实用新型较佳实施例提供的光学调节部件110的方框示意图。所述光学调节部件110包括：光学元件112及调节器件114，所述调节器件114作用于所述光学元件112，以使所述调节器件114对所述光学元件112的折射率进行调节，改变光束的偏折角度，实现对光束传播路程的调节。

在本实施例中，所述光学调节部件110可根据所述虹膜距离的远近对所述光学元件112的折射率进行调节。根据折射原理，折射率发生变化使光束的传播方向发生了改变，改变了光束入射到光学元件112的偏折角度，让出射的光束传播行程发生改变，从而使汇聚在所述采集器件130上的光束路程发生改变。由此，无需对采集镜头120及采集器件130进行调整，即可采集到不同位置的清晰的虹膜图像。

第一实施例

请参阅图3，图3是本实用新型第一实施例提供的虹膜采集示意图。

在第一实施例中，所述光学元件112可以是，但不限于，光学晶体、光学液体材料等，所述调节器件114可以是供电设备，所述光学元件112(比如，光学晶体)设置于所述采集镜头120与所述采集器件130之间。所述光学晶体与所述供电设备电性连接，以使所述供电设备通过电刺激调节所述光学晶体的折射率。

在第一实施例中，所述供电设备可对所述光学晶体输入不同的电压，通过不同的电压刺激所述光学晶体，以对所述光学晶体的折射率进行调节。

第二实施例

请参阅图4，图4是本实用新型第二实施例提供的虹膜采集示意图。

在第二实施例中，所述光学元件112为光学晶体，所述调节器件114为超声波设备，所述超声波设备为所述光学晶体提供超声波，以使所述超声波设备通过超声波调节所述光学晶体的折射率。

在第二实施例中，所述光学晶体是具有声光效应的晶体材料。在外力作用下，所述光学晶体折射率会发生变化，从而所述光学晶体的光学性质发生改变，这一现象称为弹光效应。当超声波(比如，机械波)通过所述光学晶体时，会在所述光学晶体中产生弹性力，从而通过弹光效应使所述光学晶体的折射率发生变化，这即为声光效应。

在第二实施例中，光学晶体的最大特点是光学和声学的各向异性，各向异性使光学晶体在声光效应中具有反常布拉格衍射效应。光学晶体的各向异性，使其可能在某些方向获得很小的声速和高的品质因子。其中，各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化，在不同的方向上呈现出差异的性质。

在第二实施例中，常用的光学晶体包括：1.立方晶类光学晶体，主要有石榴石型晶体、BSO及BGO晶体。通常该种光学晶体有比较成熟的生长工艺，易于获得较大尺寸的单晶，弹光系数小，品质因子较低，但声损耗小，可制作宽带的声光器件。2.光学单轴光学晶体，是应用最广的光学晶体，主要成分有二氧化碲、钼酸铅、氯化亚汞等。该种光学晶体较易生长，不易获得大尺寸，弹光系数较大，有较高的折射率和品质因子。3.光学双轴光学晶体，主要是正交晶系的a-HIO₃，此外还有研究发展中的溴化铅晶体。该种光学晶体对称性较低，有较强的各向异性，晶体生长较困难，但不同种类晶体的品质因子差别很大，提供了多种器件的设计方案。4.半导体光学晶体，用于红外波段的主要光学晶体有：三分晶系的光学晶体及立方晶系的光学晶体。该种光学晶体折射率大，弹光系数大，品质因子高，但声损耗较大，带宽较小。

第三实施例

请参阅图5，图5是本实用新型第三实施例提供的虹膜采集示意图。

在第三实施例中，所述光学元件112为晶体，所述调节器件114为温控设备，所述温控设备与所述晶体连接，以使所述温控设备通过控制所述晶体的温度对所述晶体的折射率进行调节。

在第三实施例中，对于给定的波长，晶体的折射率随温度升高而增大。从微观上看，光线之所以会折射，是因为光线射入光密质受到的阻力增大，但由于温度提高，光密质体积膨胀，原子间距离增大，变得相对疏松，光线受到阻力相对减小，折射率增大。由此，所述温控设备通过控制所述晶体的温度以对所述晶体的折射率进行调节。

第四实施例

请参阅图6，图6是本实用新型第四实施例提供的虹膜采集示意图。

在第四实施例中，所述光学元件112设置的数量为至少一个，所述光学元件112包括透镜、光学玻璃、光学晶体中的任意一种或组合，所述调节器件114为机械设备，所述调节器件114通过对不同的光学元件112进行切换以改变光束的偏折角度，从而实现对光束传播路程的调节。

在第四实施例中，请再次参阅图6，图6所示的中心实线为所述调节器件114未设置所述光学元件112时，光束的行程未发生偏折的传播状态。图6所示的中心虚线为所述调节器件114设置所述光学元件112后，光束的行程发生偏折的传播状态。所述调节器件114通过对设置所述光学元件112或不设置所述光学元件112所进行的切换来改变光束的偏折角度，以实现对光束传播路程的调节。

除此之外，所述调节器件114还可对不同厚度、不同形状的光学元件112进行切换，或者将多个不同的光学元件112进行叠加使用；所述调节器件114还可对所述光学元件112的倾斜角度进行设置。以此改变光束入射的偏折角度，使汇聚于所述采集器件130上的光束路程发生改变。

在第四实施例中，请参阅图7，图7是本实用新型第四实施例提供的多种不同厚度的光学元件112示意图。不同的所述光学元件112(透镜、光学玻璃)可设置为不同的厚度。

在第四实施例中，请参阅图8，图8是本实用新型第四实施例提供的多种不同形状的光学元件112示意图。不同的所述光学元件112(透镜、光学玻璃)可设置为不同的形状。

本实用新型较佳实施例还提供一种虹膜识别系统10，请参阅图9，图9是本实用新型较佳实施例提供的虹膜识别系统10的方框示意图。所述虹膜识别系统10包括：识别装置300及上述中任意一项所述的光学采集装置100。所述光学采集装置100与所述识别装置300电性连接，所述光学采集装置100将采集到的虹膜图像传输给所述识别装置300进行识别。

综上所述，本实用新型较佳实施例提供一种光学采集装置及虹膜识别系统，所述装置应用于虹膜识别系统。所述光学采集装置包括：采集镜头、采集器件及用于调节光束传播路程的光学调节部件。所述光学调节部件设置于所述采集镜头与所述采集器件之间，以对光束的传播路程进行调节。

由此，无需通过改变镜头焦距和/或调整镜头的位置就能采集到不同距离下的清晰的虹膜图像。扩大了虹膜图像采集的范围，提升了虹膜识别的易用性，具有一定的商业价值。

在本实用新型实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和系统实施例仅仅是示意性的。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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。