头戴式用户虹膜信息采集设备的制作方法

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种采集人眼虹膜信息的设备，具体来说就是一种头戴式用户虹膜信息采集设备。

背景技术：

虹膜识别技术就是基于眼睛中的虹膜进行身份识别，应用于例如门禁等有高度保密需求的场所。人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔晶状体、视网膜等部分组成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象，并且相对于其它生物识别技术而言，虹膜的唯一性、稳定性、防伪性，以及虹膜识别技术的非接触性都具有很大的优势。

现有的虹膜识别系统一般都需要在封闭的环境中，并在良好的照明下，采取必须的遮光措施遮挡环境光线的干扰，才能有效采集到虹膜图像，因而，现有虹膜识别系统通常具有较大的体积，一般投入使用后，设备的位置基本上是固定的，不具备便携特性，因此现有虹膜识别技术根据无法应用到在线支付、身份认证、考勤记录等现代生活及工作当中。

近年来，头戴式电子设备的大量涌现，例如，联想眼镜、谷歌眼镜、虚拟现实(VR)游戏眼镜等，虚拟现实(Virtual Reality，VR)、增强现实(Augmented Reality，AR)及混合现实(Mixed Reality，MR)技术逐渐进入我们的日常生活中。头戴式电子设备由于其具有便携性、娱乐性等特点，正在悄然改变人们的现代生活。

因此，如何将虹膜识别技术集成到现有日益兴盛的头戴式电子设备中，或者研发一种方便携带的头戴式虹膜识别设备，从而克服传统虹膜识别设备的弊端，是本领域技术人员长期亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种头戴式用户虹膜信息采集设备，解决了日常生活中人们不能随意应用虹膜识别技术的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的具体实施方式提供一种头戴式用户虹膜信息采集设备，包括：框架，用于将头戴式用户虹膜信息采集设备佩戴于用户头部；不可见光源，设置于所述框架上，用于照射人眼虹膜；光波导镜片，设置于所述框架上，用于接收并传导人眼虹膜反射的图像信息，其中，所述光波导镜片具有光输入端和光输出端，所述光输入端设置于人眼前方；光传感器，设置于所述光输出端处，用于感应所述图像信息从而获得用户虹膜信息。

其中，所述光输入端用于捕获所述图像信息并耦合进入所述光波导镜片，以便利用全反射原理在所述光波导镜片中传输所述图像信息；所述光输出端用于破坏全反射条件从而将所述图像信息射出所述光波导镜片，并调整所述图像信息的大小以符合所述光传感器的尺寸和成像位置。

其中，所述光输入端为用于捕获所述图像信息并耦合进入所述光波导镜片的全息光栅；所述光输出端为用于从所述光波导镜片输出并调整所述图像信息的大小的全息光栅2。

其中，所述光输入端为用于输入所述图像信息的第一全息光栅。所述光输出端进一步包括：第二全息光栅，用于从所述光波导镜片输出所述图像信息；光学透镜，设置于所述全息光栅和所述光传感器之间，用于调整所述图像信息的大小以符合所述光传感器的尺寸和成像位置。

其中，所述光学透镜为凸透镜。

本实用新型的具体实施方式的一个方面，该头戴式用户虹膜信息采集设备还包括：处理器，与所述光传感器连接，用于根据所述用户虹膜信息进行身份认证。

其中，所述不可见光源为红外LED光源。

其中，所述光波导镜片为平面透镜。

其中，所述光传感器为NIR CMOS图像传感器。

其中，所述NIR CMOS图像传感器设置于所述框架的镜腿处。

根据本实用新型的上述具体实施方式可知，头戴式用户虹膜信息采集设备至少具有以下有益效果：利用不可见光源照射用户虹膜，人眼虹膜的反射光经光波导镜片传导到光传感器，光传感器感应反射光从而获得用户虹膜信息，可以不影响用户正常观看现实世界的同时获得用户虹膜信息，可以将虹膜识别技术广泛应用于身份认证、在线支付等领域，满足人们现代化工作及生活的需要，符合信息化、网络化、数字化的发展潮流；便于携带、操作方便，用户体验度好。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本实用新型的说明书的一部分，其绘示了本实用新型的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。

图1为本实用新型具体实施方式提供的一种头戴式用户虹膜信息采集设备的实施例一的结构图；

图2为本实用新型具体实施方式提供的图像信息的传导路线示意图；

图3为本实用新型具体实施方式提供的光波导镜片的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施方式提供的一种头戴式用户虹膜信息采集设备的实施例二的结构图；

图5为本实用新型具体实施方式提供的一种头戴式用户虹膜信息采集设备的实施例三的结构图；

图6为本实用新型具体实施方式提供的图像信息的另一传导路线示意图。

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明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本实用新型所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本实用新型内容的实施例后，当可由本实用新型内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本实用新型内容的精神与范围。

本实用新型的示意性实施例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。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本实用新型，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

图1为本实用新型具体实施方式提供的一种头戴式用户虹膜信息采集设备的实施例一的结构图，图2为本实用新型具体实施方式提供的图像信息的传导路线示意图；图3为本实用新型具体实施方式提供的光波导镜片的结构示意图；图5为本实用新型具体实施方式提供的一种头戴式用户虹膜信息采集设备的实施例三的结构图；图6为本实用新型具体实施方式提供的图像信息的另一传导路线示意图，如图1-图3、图5、图6所示，利用不可见光源照射人眼虹膜，人眼虹膜的反射光(即图像信息)经光波导镜片传导到光传感器，光传感器感应反射光从而获得用户虹膜信息，可以不影响用户正常观看现实世界的同时获得虹膜信息。

该附图所示的具体实施方式中，该头戴式用户虹膜信息采集设备包括框架10、不可见光源20、光波导镜片30和光传感器40，其中，框架10用于将头戴式用户虹膜信息采集设备佩戴于用户头部；不可见光源20设置于所述框架10上，不可见光源20用于照射人眼虹膜；光波导镜片30设置于所述框架10上，光波导镜片30用于接收并传导人眼虹膜反射的图像信息，其中，所述光波导镜片30具有光输入端301和光输出端302，所述光输入端301设置于人眼前方；光传感器40设置于所述光输出端302处，光传感器40用于感应所述图像信息从而获得用户虹膜信息。

本实用新型的具体实施例中，所述光输入端301用于捕获所述图像信息并耦合进入所述光波导镜片30，以便利用全反射原理在所述光波导镜片30中传输所述图像信息；所述光输出端302用于破坏全反射条件从而将所述图像信息射出所述光波导镜片30，并调整所述图像信息的大小以符合所述光传感器40的尺寸和成像位置。

具体来说，所述光输入端301为用于捕获所述图像信息并耦合进入所述光波导镜片30的全息光栅；所述光输出端302可以为用于从所述光波导镜片30输出并调整所述图像信息的大小的全息光栅2(如图1-图3所示)。全息光栅2与全息光栅相比，全息光栅2不但具有输出输入图像信息的功能，而且还能够调整图像信息的大小。例如，全息光栅2可以输出并调整所述图像信息的大小以适应所述光传感器40。

此外，所述光输入端301为用于输入所述图像信息的第一全息光栅。所述光输出端302进一步包括第二全息光栅3021和光学透镜3022，其中，第二全息光栅3021用于从所述光波导镜片30输出所述图像信息；光学透镜3022设置于所述全息光栅3021和所述光传感器40之间，光学透镜3022用于调整所述图像信息的大小以符合所述光传感器40的尺寸和成像位置(如图5、图6所示)。本实用新型的具体实施例中，根据光传感器40和光波导镜片30之间的距离，以及光传感器40和光输出端302的具体尺寸大小，光学透镜3022可以为凸透镜、凹透镜等，本实用新型不以此为限。

进一步地，不可见光源20可以为红外LED光源，红外LED光源的光波长可以为850nm或者980nm，红外光为不可见光，不会对用户正常观看造成影响，用户体验度好。不可见光源20可以设置于用户眼部斜下方或者斜上方或者侧方，不会影响用户正常观看现实世界。

进一步地，光波导镜片30可以为平面透镜，现实世界的光线经过平面透镜不会发生折射，不会影响用户正常观看现实世界，用户佩戴头戴式用户虹膜信息采集设备跟佩戴一个平面透镜在感观上没有区别，可以在用户没有任何感觉的情况下，完成虹膜信息采集。

进一步地，所述光传感器40可以为NIR CMOS图像传感器，并且该NIR CMOS图像传感器可以设置于所述框架10的镜腿101处(如图1所示)。将NIR CMOS图像传感器设置在所述框架10的镜腿101处，不会影响用户正常观看，而且不会影响头戴式用户虹膜信息采集设备的整体美感。

参见图1-图3、图5-图6，头戴式用户虹膜信息采集设备可以为眼镜、头盔、面罩等，本实用新型不以此为限，本实用新型在不影响用户正常观看现实世界的同时获得用户虹膜信息，实现虹膜信息采集设备的小型化及便携化，因此可以将虹膜识别技术广泛应用于身份认证、在线支付、考勤记录等领域，满足人们现代化工作、生活的需要，符合信息化、网络化、数字化的发展潮流，用户体验度好。

图4为本实用新型具体实施方式提供的一种头戴式用户虹膜信息采集设备的实施例二的结构图，如图4所示，处理器可以将光传感器获得的用户虹膜信息与预先存储的虹膜信息进行对比，从而进行身份认证、在线支付、考勤记录等操作。

该附图所示的具体实施方式中，该头戴式用户虹膜信息采集设备还包括处理器50，其中，处理器50与所述光传感器40连接，处理器50用于根据所述用户虹膜信息进行身份认证。

参见图4，可以预先将用户虹膜信息存储在一个存储器(图中未标示)或者通过无线收发器(图中未标示)存在远端服务器(图中未标示)中，处理器50比对光传感器40获得的用户虹膜信息与预先存储的虹膜信息，从而进行身份识别、在线支付、考勤记录等操作。

本实用新型的其它具体实施方式中，头戴式用户虹膜信息采集设备还可以包括存储器和无线收发器，用户虹膜信息事先存储在存储器中，或者通过无线收发器存储在远端服务器中，处理器将光传感器获得的用户虹膜信息与预先存储的用户虹膜信息进行比较，从而进行身份认证、在线支付、考勤记录等操作。此外，还可以将用户虹膜信息事先存储在移动终端(如手机、平板电脑、PDA等)中，头戴式用户虹膜信息采集设备通过无线收发器与移动终端进行信息交互，处理器将光传感器获得的用户虹膜信息与存储在移动终端内的用户虹膜信息进行比较，从而进行身份认证、在线支付、考勤记录等操作。为了降低成本，头戴式用户虹膜信息采集设备还可以包括一近距离通信模块(例如，WI-FI模块或者蓝牙模块)，头戴式用户虹膜信息采集设备利用近距离通信模块与移动终端进行信息交互，从而从远端服务器获得预先存储的用户虹膜信息，最后处理器将光传感器获得的用户虹膜信息与存储在移动终端内的用户虹膜信息进行比较，从而进行身份认证、在线支付、考勤记录等操作。

本实用新型提供一种头戴式用户虹膜信息采集设备，利用不可见光源照射用户虹膜，人眼虹膜的反射光(即图像信息)经光波导镜片传导到光传感器，光传感器感应反射光从而获得用户虹膜信息，可以不影响用户正常观看现实世界的同时获得用户虹膜信息，实现了虹膜信息采集设备的小型化及便携化，操作简单、使用方便，可以将虹膜识别技术广泛应用于身份认证、在线支付等领域，满足人们现代化工作及生活的需要，符合信息化、网络化、数字化的发展潮流，用户体验度好。

上述的本实用新型实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本实用新型的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行上述方法的程序代码。本实用新型也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本实用新型配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本实用新型揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本实用新型执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本实用新型的精神与范围。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。