无焦凸面镜中看到的自己脸部图像正好充满整个镜面；当用户不处于最佳采集距离时，用户从无焦凸面镜中看到的自己脸部图像不能充满整个镜面，只占镜面的一部分或者只能看到部分脸部图像。
[0031]本实施例的人眼与无焦凸面镜成像光学系统光路图如图4所示，其包括人眼光学模型、物方范围以及无焦凸面镜，其中人眼光学模型是将人眼的角膜、液状体、瞳孔、晶状体、玻璃体等结构等效为相应的透镜，而视网膜等效为图像传感器，构成人眼光学成像系统，物方范围即脸部能够成像到无焦凸面镜的范围大小，无焦凸面镜主要是作为反射镜，将脸部投射过来的光线反射进人眼。人眼与无焦凸面镜系统光线路线为由脸部投射的可见光线入射到无焦凸面镜，在无焦凸面镜内表面或外表面全部或绝大部分反射，反射光线进入人眼，经过人眼光学透镜组汇聚成像到人眼视网膜，视网膜将光线信息传换成大脑可识别的图像信息，即整个过程为用户从无焦凸面镜看到自己脸部图像。在人眼与无焦凸面镜构成的光学系统中，根据确定的虹膜成像光学系统的采集距离L(即无焦凸面镜表面中心到人眼表面中心的距离)、无焦凸面镜的尺寸D、物方范围H(脸部拍摄范围)，调整优化无焦凸面镜的曲率半径(Rp R2)，以实现在虹膜采集装置最佳采集距离处，用户从无焦凸面镜中看到的自己脸部图像正好充满整个镜面的效果，实现快速准确定位。
[0032]例如，在光学设计软件中模拟人眼与无焦凸面镜成像光学系统，设置虹膜成像光学系统的采集距离L为25cm(即无焦凸面镜表面中心到人眼表面中心的距离)，无焦凸面镜为圆形，直径D = 16_，拍摄物方范围H即人脸区域大小为长*宽=25*16cm(该数据为可以适用大多数的人脸)，调整优化无焦凸面镜曲率半径RliR2,在R1= R 2= 42mm时，使得人脸(长25cm)范围反射的光线全部照射到距离25cm处的无焦凸面镜区域(长16mm)，并经镜面反射光线反射进人眼成像到视网膜上，从而用户看到无焦凸面镜镜面正好充满人脸图像。
[0033]作为本发明的另一个实施例，如图5所示，无焦镜为无焦凹面镜1”，无焦凹面镜I”的位置使用户处于预定虹膜采集距离范围内时，能够从无焦凹面镜I”中清晰地看到眼睛5的图像。
[0034]本实施例的无焦凹面镜位于虹膜成像光学系统的前端，且位于同一中心轴，为两面曲率半径相同的透镜，即R1= R2,札为无焦凹面镜的外表面，即靠近用户的一面，R2为无焦凹面镜的内表面，即靠近虹膜成像光学系统的一面，&或R2面镀有能够透过近红外光并反射可见光的膜，由于可见光绝大部分反射使得无焦凹面镜表面呈现镜面效果，可以看到用户自己的眼睛的图像，给予用户相应反馈，使用户根据眼睛的图像调整位置，当用户能够从无焦凹面镜中看到清晰地眼睛图像时，处于虹膜最佳采集最佳距离。
[0035]本实施例在使用时，用户注视无焦凹面镜，根据虹膜成像光学系统的采集距离、物方范围、无焦凹面镜的尺寸以及形状(圆形或椭圆形)，调整无焦凹面镜的曲率半径以及位置，当用户恰好处于虹膜采集装置最佳采集距离时，用户从无焦凹面镜中看到的自己眼睛图像最清晰；当用户不处于最佳采集距离时，用户从无焦凹面镜中看到的自己眼睛图像模糊，不清晰。
[0036]本实施例的人眼与无焦凹面镜成像光学系统光路图如图6所示，其包括人眼光学模型、物方范围及无焦凹面镜，其中人眼光学模型是将人眼的角膜、液状体、瞳孔、晶状体、玻璃体等结构等效为相应的透镜，而视网膜等效为图像传感器，构成人眼光学成像系统，物方范围即人眼区域能够成像到无焦凹面镜的范围大小，无焦凹面镜主要是作为反射镜，将眼睛投射过来的光线反射进人眼。人眼与无焦凹面镜系统光线路线为由眼睛投射的可见光线入射到无焦凹面镜，在无焦凹面镜表面全部或绝大部分反射，反射光线进入人眼，经过人眼光学透镜组汇聚成像到人眼视网膜，视网膜将光线信息传换成大脑可识别的图像信息，即整个过程为用户从无焦凹面镜看到自己眼睛图像。在人眼与无焦凹面镜构成的光学系统中，根据确定的虹膜成像光学系统的采集距离L(即无焦凹面镜表面中心到人眼表面中心距离)、凹面镜的尺寸D、物方范围H(眼睛拍摄范围)，调整优化无焦凹面镜的曲率半径OVR2)，以实现在虹膜采集装置最佳采集距离处时，用户从凹面镜中看到的自己眼睛图像最清晰，实现快速准确定位。
[0037]例如，在光学设计软件中模拟人眼与无焦凹面镜成像光学系统，设置虹膜成像光学系统的采集距离L为1cm(即无焦凹面镜表面中心到人眼表面中心的距离)，无焦凹面镜为圆形，直径D = 16mm，拍摄物方范围H即人眼区域大小为长*宽=3.2*2.4cm (该数据为可以适用大多数的人眼)，调整优化凹面镜曲率半径R1, R2，在R1= R2= 280mm时，使得人眼(长3.2cm)范围反射的光线全部照射到距离1cm处的凹面镜区域(长16mm)，并经镜面反射光线反射进人眼成像到视网膜上，从而用户此时刚好在镜面看到清晰的人眼图像。
[0038]作为本发明的一种改进，上述膜透过的近红外光的波长范围为700-900nm，此波长的近红外光能够较好的呈现虹膜纹理信息。
[0039]优选的，虹膜成像光学系统为至少2片透镜组成的定焦透镜组，定焦透镜组可以根据不同的需要设计成不同的结构。
[0040]为了使近红外光尽可能多的透过定焦透镜组，透镜的表面可以镀有近红外增透膜。
[0041]优选的，图像传感器为CCD或CMOS传感器，将虹膜成像光学系统成像到传感器上的光信号转换成电信号。
[0042]进一步的，红外光源为近红外LED灯，简单方便。
[0043]无焦镜的材质为玻璃或塑料，为增加透光率首选玻璃材质。
[0044]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，包括无焦镜和光源，所述无焦镜的后方设置有虹膜成像光学系统，所述虹膜成像光学系统的后方设置有图像传感器；其中，所述无焦镜的前表面或者后表面镀有能够透过近红外光并反射可见光的膜，所述无焦镜的前表面和后表面的曲率半径相同，所述无焦镜、虹膜成像光学系统和图像传感器的中心位于同一轴线上。
2.根据权利要求1所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述无焦镜为无焦凸面镜，所述无焦凸面镜的位置使用户处于预定虹膜采集距离范围内时，能够从无焦凸面镜中看到脸部的图像充满整个镜面。
3.根据权利要求1所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述无焦镜为无焦凹面镜，所述无焦凹面镜的位置使用户处于预定虹膜采集距离范围内时，能够从无焦凹面镜中清晰地看到眼睛的图像。
4.根据权利要求2或3所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述膜透过的近红外光的波长范围为700-900nm。
5.根据权利要求4所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述虹膜成像光学系统为至少2片透镜组成的定焦透镜组。
6.根据权利要求5所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述透镜的表面镀有近红外增透膜。
7.根据权利要求4所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述图像传感器为CXD或CMOS传感器。
8.根据权利要求4所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述红外光源为近红外LED灯。
9.根据权利要求5-8任一权利要求所述的基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，其特征在于，所述无焦镜的材质为玻璃或塑料。
【专利摘要】本发明公开了一种基于无焦镜的自反馈与定位虹膜采集装置，属于生物识别领域，所述装置包括无焦镜和光源，所述无焦镜的后方设置有虹膜成像光学系统，所述虹膜成像光学系统的后方设置有图像传感器；其中，所述无焦镜的前表面或者后表面镀有能够透过近红外光并反射可见光的膜，所述无焦镜的前表面和后表面的曲率半径相同，所述无焦镜、虹膜成像光学系统和图像传感器的中心位于同一轴线上。与现有技术相比，本发明结构简单，不仅能够快速、准确的定位，还不影响原有的虹膜采集光学系统，可替换搭配，复用性强。
【IPC分类】G06K9-00
【公开号】CN104680139
【申请号】CN201510070786
【发明人】马淑媛
【申请人】北京天诚盛业科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月11日