一种掌纹掌静脉图像采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物特征采集技术领域，特别是指一种掌纹掌静脉图像采集装置。


背景技术：

2.在当今信息化时代，如何准确鉴定一个人的身份、保护信息安全，已成为一个必须解决的关键社会问题。人体手掌纹路和手掌静脉(即掌纹掌静脉)的图像采集设备具有活体认证、准确率高、不可复制、安全度高、使用便捷、无接触等优势，其不受皮肤干燥、潮湿等因素影响，亦不受年龄等影响，老人和孩子均可使用，非接触的生物识别方式受到更多行业的青睐。
3.目前市面上的产品，采集掌纹掌静脉的距离一般是5-8厘米、8-15厘米、15-35厘米，一般是近距离，或者中距离，或者远距离采集。采集范围为5-8厘米的产品不适用于8厘米以上位置，采集范围为8-15厘米的产品不适用于15厘米以上和8厘米以下的位置，采集范围为15-35厘米的产品不适用于15厘米以下位置，现有产品不能够兼容这三个距离段，用户体验会稍差，有时距离太近无法采集和识别，有时距离太远无法采集和识别。此外，掌纹掌静脉的图像采集设备大多采用手持方式，因此需要具备体积小，方便携带等特点。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小，方便携带，能够同时适用于近中远距离的掌纹掌静脉图像采集装置。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：
6.一种掌纹掌静脉图像采集装置，包括pcb板，所述pcb板上设有中央处理器、以及与所述中央处理器连接的掌纹掌静脉特征采集模块，所述掌纹掌静脉特征采集模块包括设置在所述pcb板上用于采集掌纹图像的可见光镜头模组、用于采集掌静脉图像的红外光镜头模组、为所述可见光镜头模组补光的可见光光源、以及为所述红外光镜头模组补光的红外光光源，所述可见光镜头模组和红外光镜头模组的镜头上均设有液体透镜。
7.在本实用新型一些实施例中，所述可见光镜头模组和红外光镜头模组均设置在所述pcb板的中部，所述可见光光源为偶数个且位于所述可见光镜头模组的两侧，所述红外光光源为偶数个且位于所述红外光镜头模组的两侧。
8.在本实用新型一些实施例中，所述pcb板的边缘设有与所述中央处理器连接的若干氛围灯。
9.在本实用新型一些实施例中，所述pcb板的背面设有散热片，和/或，所述pcb板上罩设有镜片。
10.在本实用新型一些实施例中，所述pcb板的中部设有与所述中央处理器连接的测温模块。
11.在本实用新型一些实施例中，所述测温模块包括隔离套筒和位于所述隔离套筒内
的测温传感器，所述隔离套筒的高度大于等于所述可见光光源和红外光光源的高度。
12.在本实用新型一些实施例中，所述pcb板的中部设有与所述中央处理器连接的测距模块。
13.在本实用新型一些实施例中，所述pcb板上设有与所述中央处理器连接的视频采集/传输模块；
14.和/或，所述pcb板上设有与所述中央处理器连接的掌纹掌静脉识别模块；
15.和/或，所述pcb板上设有与所述中央处理器连接的存储模块。
16.在本实用新型一些实施例中，所述pcb板上设有与所述中央处理器连接的数据加密模块。
17.在本实用新型一些实施例中，所述可见光镜头模组和红外光镜头模组为同一个镜头模组，该镜头模组的镜头背面设有可见光滤光片、红外光滤光片以及滤光片切换装置。
18.本实用新型具有以下有益效果：
19.本实用新型的掌纹掌静脉图像采集装置，pcb板上的可见光镜头模组和红外光镜头模组的镜头上均设有液体透镜，液体透镜是将液体作为透镜通过改变液体的曲率来改变焦距，可以通过外加电压改变其液滴的形状，进而改变其焦距，实现自动对焦和变焦，通过变焦的方式来实现更广范围的图像采集，比如5-35厘米的距离，甚至更远的距离，提高用户的体验和便捷，也增加了产品适用的环境和场景。本实用新型的掌纹掌静脉图像采集装置体积小，方便携带，能够同时适用于近中远距离。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型掌纹掌静脉图像采集装置的整体结构示意图；
22.图2为本实用新型掌纹掌静脉图像采集装置中可见光镜头模组和红外光镜头模组的镜头的结构示意图；
23.图3为本实用新型掌纹掌静脉图像采集装置的电路结构示意图。
具体实施方式
24.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
25.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
27.本实用新型提供一种掌纹掌静脉图像采集装置，如图1-3所示，包括 pcb(printed circuit board，印制电路板)板1，其中：
28.pcb板1上设有中央处理器2、以及与中央处理器连接2的掌纹掌静脉特征采集模块3，中央处理器2负责掌纹掌静脉各模块的信息处理、掌纹掌静脉特征的提取、掌纹掌静脉特征的比对等，掌纹掌静脉特征采集模块3负责采集掌纹图片和掌静脉图片，再进行掌纹和掌静脉特征的提取；
29.掌纹掌静脉特征采集模块3包括设置在pcb板1上用于采集掌纹图像的可见光镜头模组31、用于采集掌静脉图像的红外光镜头模组32、为可见光镜头模组31补光的可见光光源33、以及为红外光镜头模组32补光的红外光光源34，可见光镜头模组和31红外光镜头模组32的镜头311、 321上均设有液体透镜4，液体透镜4具体可以是利用介质上电润湿 (ewod)原理的可变焦光透镜。
30.发明人在研究过程中发现，常规情况下需要采集5-35厘米的距离，又要保证图像清晰的情况下可以使用变焦镜头，变焦镜头是在一定范围内可以变换焦距，从而得到不同宽窄的视场角、不同大小的影像、以及不同景物范围的照相机镜头。变焦镜头的原理是将镜头的镜片分成几个镜组，通过改变不同镜组之间的距离来实现改变焦距，因此变焦镜头的体积一般都会比较大，特别明显的是镜头的总长度会较大，导致设备的体积也会增大，因此用变焦镜头方案做的掌纹掌静脉设备很难把体积做的很小。
31.本实用新型的掌纹掌静脉图像采集装置，pcb板上的可见光镜头模组和红外光镜头模组的镜头上均设有液体透镜，液体透镜是将液体作为透镜通过改变液体的曲率来改变焦距，可以通过外加电压改变其液滴的形状，进而改变其焦距，实现自动对焦和变焦，通过变焦的方式来实现更广范围的图像采集，比如5-35厘米的距离，甚至更远的距离，提高用户的体验和便捷，也增加了产品适用的环境和场景。本实用新型的掌纹掌静脉图像采集装置体积小，方便携带，能够同时适用于近中远距离，相比于单独用一个变焦镜头来实现5-35厘米距离清晰成像，镜头体积小。
32.本实用新型中，掌纹特征的提取可以采用本领域常规技术，例如使用基于滤波器(gabor)的掌纹特征提取的方法：掌纹编码(palmcode)，融合编码(fusioncode)，竞争编码(competitive code)。竞争编码：在特征提取中，运用6个不同方向的滤波器围绕在掌纹图像上，然后把处于优势方向的滤波器编码成按位表示，然后对这些相位生成特征码，然后用距离 (hamming)表示匹配度；竞争编码是基于方向的表达方法，求掌纹图像的每个像素，从而把图像从灰度空间映射到方向信息空间，然后进行匹配。
33.如图1所示，为使整体结构紧凑，可见光镜头模组31和红外光镜头模组32均可以设置在pcb板1的中部，可见光光源33为偶数个且位于可见光镜头模组31的两侧，红外光光源34为偶数个且位于红外光镜头模组32的两侧。图中所示实施例，可见光光源33的数量为两个且位于可见光镜头模组31的两侧，红外光光源34的数量为两个且位于红外光镜头模组32的两侧。光源33、34作为掌纹和掌静脉图像采集的主动光源，给予掌纹和掌静脉照明作用，
可见光光源33的波长优选为400-500nm，用于掌纹图像采集的主动光源；红外光光源34波长优选为800-900nm，用于掌静脉图像采集的主动光源。可见光光源33和红外光光源34均可以包括 led和led灯罩，led灯罩起到均匀光线的作用。
34.为提高图像采集的使用效果，pcb板1的边缘可以设有与中央处理器 2连接的若干氛围灯(未示出)。考虑到双镜头模组需要更高算力的平台主芯片即中央处理器2，中央处理器2的温度会比较高，接近50摄氏度，因此在pcb板1背面可以设有散热片(未示出)。pcb板1上还可以罩设有镜片(未示出)，以保护内部结构，防止灰尘进入。
35.如图3所示，pcb板1的中部可以设有与中央处理器2连接的测温模块13，这样在采集掌纹掌静脉图像的同时，还能测量用户的手掌温度。测温模块13优选包括隔离套筒和位于隔离套筒内的测温传感器，隔离套筒的高度大于等于可见光光源33和红外光光源34的高度，这样可以有效防止可见光光源33和红外光光源34的光线进入隔离套筒内干扰测温传感器。
36.pcb板1的中部可以设有与中央处理器2连接的测距模块14(具体可以采用测距传感器)，可便于测量手掌与镜头前端的距离，当距离特别近或者特别远时，会与硬件的语音提示相结合，对用户进行提示。
37.为便于将实时显示的掌纹或者掌静脉图像显示在pc上或者设备终端， pcb板1上可以设有与中央处理器2连接的视频采集/传输模块15，视频采集/传输模块15可以包括图像传感器和usb接口。为便于将提取到的掌纹和掌静脉特征进行比对，pcb板1上可以设有与中央处理器2连接的掌纹掌静脉识别模块16。掌纹掌静脉识别模块16通常可以分为验证模式和辨识模式。
38.为便于对掌纹掌静脉图片和特征进行存储，pcb板1上可以设有与中央处理器2连接的存储模块18。为便于对掌纹掌静脉图片和特征进行加密，防止个人生物信息被第三方窃取和利用，pcb板1上可以设有与中央处理器2连接的数据加密模块17。为便于供电，pcb板1上设有与中央处理器2连接的电源模块19。
39.综上，本实用新型的掌纹掌静脉图像采集装置的使用过程可以参考如下：
40.使用时，可见光镜头模组31负责采集掌纹图像，通过可见光光源33 照亮手掌掌纹部分，然后通过可见光镜头模组31的镜头采集掌纹图像，传输到图像传感器，最后通过usb接口将图像传输到pc电脑端或者设备终端；红外光镜头模组32负责采集掌静脉图像，通过红外光光源34照射手掌内部的静脉血管，静脉血管里的血红蛋白反射红外光，然后通过红外光镜头模组32(即带有红外窄带滤光片的镜头模组)的镜头对静脉图像进行采集，同样通过usb接口将图像传输到pc电脑端或者设备终端。
41.为节省成本，在改进实施例中，可见光镜头模组31和红外光镜头模组32可以为同一个镜头模组，该镜头模组的镜头背面设有可见光滤光片、红外光滤光片以及滤光片切换装置。此时，针对不同波长的光源，可通过滤光片切换装置切换使用可见光滤光片或是红外光滤光片，以分别采集掌纹和掌静脉图片。滤光片切换装置为现有技术，具体结构不再赘述，例如可以采用东莞市昂润电子科技有限公司的型号为15h77b-1的双滤光片切换器。
42.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。