虹膜识别装置的制作方法

本实用新型涉及生物识别领域，特别是指一种虹膜识别装置。

背景技术：

虹膜识别作为生物识别中最安全、最精确的识别方法越来越受到人们的关注。虹膜是瞳孔和巩膜之间的环形可视区域，由复杂的纤维状组织构成，具有丰富的、错综复杂的纹理结构，这些复杂的纹理结构构成了虹膜识别的重要特征。虹膜的形成是在胚胎时期随机生成的，而且每个人虹膜结构各不相同，并且这种独特的虹膜结构在人的一生中几乎不发生变化。虹膜识别主要包括虹膜图像的获取、虹膜图像质量评估、虹膜图像的预处理、虹膜图像归一化、虹膜图像的特征提取以及虹膜特征比对。

发明人在研究过程中发现，现有的虹膜识别装置多为近距离虹膜识别装置，距离在40厘米以内，体积较小、结构较简单；而对于中远距离(中距离为40-80厘米，远距离为80厘米以上)的虹膜识别装置，由于距离较远，所以虹膜镜头的光路部分需要进行加强设计，同时还需要设置较多颗近红外LED补光灯以增强补光效果，由于补光灯数量较多，补光灯电路发热严重，甚至还会影响虹膜镜头的工作性能，为此还需设置复杂的散热装置，最终导致中远距离虹膜识别装置体积较大、结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小巧、中距离的虹膜识别装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种虹膜识别装置，包括壳体，所述壳体包括面板、前壳和后壳，其中：

所述面板上中部水平方向设置有补光灯窗口和镜头窗口，所述前壳的正面相对应的位置设置有用于放置补光灯板的补光灯板开口和用于放置虹膜镜头的镜头开口，所述后壳的背面中部设置有台阶形凸台，所述台阶形凸台上设置有用于实现壳体固定连接的连接结构；

所述壳体内部设置有主控板和与所述主控板相连接的补光灯板，所述主控板上设置有DSP处理芯片单元，所述DSP处理芯片单元连接有图像传感器芯片单元、接口单元和电源单元，所述图像传感器芯片单元上设置有采集距离为40-80厘米的虹膜镜头，所述补光灯板上均布设置有3-10颗近红外LED补光灯，所述虹膜镜头的光轴与所述补光灯板的中心延长线的交角为2-3度。

进一步的，所述台阶形凸台为设置在所述后壳背面中部左右两侧的渐缩梯形凸台，所述后壳背面上下两侧为渐缩斜面。

进一步的，所述后壳下部设置有圆形电源孔和/或USB接口孔。

进一步的，所述DSP处理芯片单元还连接有加密芯片单元，所述主控板包括控制处理板和传感器板，所述DSP处理芯片单元、加密芯片单元、接口单元和电源单元位于所述控制处理板上，所述图像传感器芯片单元位于所述传感器板上。

进一步的，所述补光灯板上设置有9颗近红外LED补光灯，分为3列每列3颗，由外部电源供电；

或者，所述补光灯板上设置有4颗近红外LED补光灯，分为2列每列2颗，由USB接口供电，同时所述图像传感器芯片单元为低照度模式。

进一步的，所述连接结构包括设置在所述台阶形凸台上的矩形凸台，所述矩形凸台上设置有中空且带有外螺纹的圆柱体，所述圆柱体上均匀分布有若干开口槽，所述圆柱体内部设置有球形凹槽以用于连接外部支架部件的球形连接头，所述圆柱体外部螺纹连接有锁紧螺母。

进一步的，所述外部支架部件为桌摆式立式支架，所述立式支架的上部横向固设有连接杆，所述连接杆的末端设置有所述球形连接头。

进一步的，所述外部支架部件为粘贴式支架，所述粘贴式支架包括粘贴式底座，所述粘贴式底座的正面凸设有所述球形连接头。

进一步的，所述外部支架部件嵌入式设置在外部设备上，所述外部设备上凸设有所述球形连接头。

进一步的，所述壳体的长度为60-80mm，宽度和高度为40-60mm，所述虹膜镜头与补光灯板的中心间距为30-40mm。

本实用新型实施例具有以下有益效果：

上述方案中，所采用的虹膜镜头的采集距离为40-80厘米，该距离为中等距离，可直接使用市面上的现成镜头，无需对其光路部分进行加强设计；补光灯板上均布设置有3-10颗近红外LED补光灯，补光灯数量不多，散热相对较少；并且，后壳的背面中部设置有台阶形凸台，能够增大壳体与外界环境的接触面积，提高壳体散热效果；最后，虹膜镜头和补光灯板沿水平方向设置，且虹膜镜头的光轴与补光灯板的中心延长线的交角为2-3度，发明人研究发现，该角度能够起到最佳的补光效果，提高虹膜图像的采集质量，并且由于该角度补光效果好，也进一步确保了采用上述较少数量的补光灯即可在中距离情况下实现图像采集识别。因此，本实用新型实施例整体布局合理、结构简单、体积小巧，能够实现中距离虹膜图像采集识别。

附图说明

图1为本实用新型虹膜识别装置实施例的壳体的结构图，其中图1(a)为壳体正面结构图，图1(b)为壳体侧面结构及其安装示意图，图1(c)为壳体背面结构图，图1(d)为壳体俯视结构图；

图2为图1所示虹膜识别装置中虹膜镜头与补光灯板的位置关系图；

图3为图1所示虹膜识别装置应用场景一的使用状态图；

图4为图1所示虹膜识别装置应用场景二的使用状态图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实施例提供一种虹膜识别装置，如图1所示，包括壳体1，壳体1包括面板10、前壳11和后壳12，其中：

面板10上中部水平方向设置有补光灯窗口101和镜头窗口102，前壳11的正面相对应的位置设置有用于放置补光灯板的补光灯板开口和用于放置虹膜镜头的镜头开口(均未示出；为方便实现，补光灯窗口101和补光灯板开口均为正方形，镜头窗口102和镜头开口均为圆形)，后壳12的背面中部设置有台阶形凸台121，台阶形凸台121上设置有用于实现壳体固定连接的连接结构13；

壳体1内部设置有主控板和与主控板相连接的补光灯板，主控板上设置有DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)处理芯片单元，DSP处理芯片单元连接有图像传感器芯片单元、接口单元和电源单元(电路部分具体实现可参考本领域公知常识，此处不再赘述)，图像传感器芯片单元上设置有采集距离为40-80厘米的虹膜镜头，补光灯板上均布设置有3-10颗近红外LED补光灯，如图2所示，虹膜镜头14的光轴与补光灯板15的中心向前延长线的交角α为2-3度。

工作时，虹膜镜头采集用户的虹膜并成像于图像传感器芯片单元上，图像传感器芯片单元将得到的虹膜图像传输给DSP处理芯片单元，由DSP处理芯片单元直接完成后续的识别认证等过程，或是由DSP处理芯片单元通过无线(wifi、蓝牙等)或USB接口等方式将虹膜图像传输到电脑上位机进行后续处理。

本实施例中，所采用的虹膜镜头的采集距离为40-80厘米，该距离为中等距离，可直接使用市面上的现成镜头，无需对其光路部分进行加强设计；补光灯板上均布设置有3-10颗近红外LED补光灯，补光灯数量不多，散热相对较少；并且，后壳的背面中部设置有台阶形凸台，能够增大壳体与外界环境的接触面积，提高壳体散热效果；最后，虹膜镜头和补光灯板沿水平方向设置，且虹膜镜头的光轴与补光灯板的中心延长线的交角为2-3度，发明人研究发现，该角度能够起到最佳的补光效果，提高虹膜图像的采集质量，并且由于该角度补光效果好，也进一步确保了采用上述较少数量的补光灯即可在中距离情况下实现图像采集识别。因此，本实施例整体布局合理、结构简单、体积小巧，能够实现中距离虹膜图像采集识别。

如图1(b)和图1(c)所示，为了提高后壳12的美观性并兼顾散热效果，台阶形凸台121为设置在后壳12背面中部左右两侧的渐缩梯形凸台，后壳12背面上下两侧为渐缩斜面。并且为了方便供电或数据传输，后壳12下部可以设置有圆形电源孔122和/或USB接口孔123，考虑到美观性，圆形电源孔122优选位于后壳12右下角，USB接口孔123优选位于后壳12中部下方。后壳12的一侧或两侧边缘还可以设置有若干指示灯124，以指示设备的工作状态。

为了提高数据传输的安全性，DSP处理芯片单元还可以连接有加密芯片单元，以对虹膜图像数据进行加密处理。为方便安装和内部结构设计，主控板可以包括控制处理板和传感器板，此时DSP处理芯片单元、加密芯片单元、接口单元和电源单元位于控制处理板上，图像传感器芯片单元位于传感器板上。

为实现中距离的虹膜图像采集，需要较强的近红外补光光源，上述实施例中，具体可以采用以下两种方案：

方案一：

补光灯板上设置有9颗近红外LED补光灯，分为3列每列3颗，由外部电源(如12V电源)供电。

方案二：

补光灯板上设置有4颗近红外LED补光灯，分为2列每列2颗，由USB接口供电，同时图像传感器芯片单元为低照度模式。

上述方案一中，LED补光灯数量略多(多于5颗)，此时优选考虑采用外部电源供电；上述方案二中，LED补光灯数量略少，可采用USB接口供电的方式，由于LED补光灯数量少(少于等于5颗时)，散热也较少，设备工作稳定性好，故优选采用该方案二，然而，该方案二可能存在补光不足的问题，此时可以调整图像传感器芯片单元的设置，使其处于低照度模式，利用其自带的该工作模式，完美的解决补光可能不足的问题。

上述实施例中，如图1(b)和图1(c)所示，连接结构13优选包括设置在台阶形凸台121上的矩形凸台131，矩形凸台131上设置有中空且带有外螺纹的圆柱体132，圆柱体132上均匀分布有若干开口槽133，圆柱体132内部设置有球形凹槽134以用于连接外部支架部件的球形连接头18，圆柱体132外部螺纹连接有锁紧螺母19。

使用时，先将外部支架部件的球形连接头穿过锁紧螺母后插入球形凹槽内，然后将锁紧螺母拧在圆柱体上，随着锁紧螺母的旋转，圆柱体不断向中间收缩，从而将外部支架部件的球形连接头挤压固定在球形凹槽内，进而实现壳体与外部支架部件的固定连接。该连接方式能够方便调整壳体的固定角度，非常便于使用。

以上实施例的虹膜识别装置结构上可以兼容以下三种应用场景：

1、立式桌摆

如图3所示，外部支架部件为桌摆式立式支架16，立式支架16的上部横向固设有连接杆161，连接杆161的末端设置有所述球形连接头。

2、墙面/玻璃面粘贴

如图4所示，外部支架部件为粘贴式支架17，粘贴式支架17包括粘贴式底座171，粘贴式底座171可以竖向粘贴在墙面/柜面上，粘贴式底座171的正面凸设有所述球形连接头。

3、嵌入到外部设备

外部支架部件嵌入式设置在外部设备如自助终端(ATM机等)上，外部设备上凸设有所述球形连接头。

以上实施例中，优选的，壳体的长度为60-80mm，宽度和高度为40-60mm，例如，长宽高分别为：72.2*51.3*54.19mm，壳体四角可以呈95度弧度角；虹膜镜头与补光灯板的中心间距为30-40mm，优选为35mm。

综上，本实用新型实施例整体布局合理、结构简单、体积小巧，结构上兼容三种应用场景(立式桌摆、墙面/玻璃面粘贴、嵌入到外部设备)，能够实现中距离虹膜图像采集识别。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。