一种非接触式双目虹膜采集设备的制作方法

1.本实用新型涉及生物特征识别技术领域，特别是指一种非接触式双目虹膜采集设备。


背景技术：

2.虹膜作为重要的身份识别特征，具有终身唯一性、稳定性、非侵犯性、难以复制等优点，被广泛认为是最有前途的生物识别和安全认证技术之一。虹膜采集、比对设备已广泛应用在金融、安全等领域。随着公共安全行业标准（ga）关于虹膜采集设备的技术规范的出台，对虹膜采集设备的虹膜图像质量进行了统一规范。由于虹膜采集设备的应用易受环境光影响，造成虹膜图像质量下降，所以现行满足ga技术要求的虹膜采集设备多见于接触式虹膜采集设备，限制了虹膜技术的应用及普及。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种采集虹膜图像时无需与人面部接触，虹膜图像采集质量高的非接触式双目虹膜采集设备。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：
5.一种非接触式双目虹膜采集设备，包括前壳体和后壳体，所述前壳体的中部设有玻璃保护面罩，所述前壳体内设有主板，其中：
6.所述主板上在所述玻璃保护面罩的后面集成有第一红外摄像头、第二红外摄像头、第一可见光照明led、第二可见光照明led、第一红外光照明led、第二红外光照明led和距离传感器；
7.所述第一红外摄像头用于采集一只眼睛的虹膜图像，所述第一可见光照明led和第一红外光照明led用于为所述第一红外摄像头补光，所述第一红外摄像头和玻璃保护面罩之间设有红外窄带通滤光片，该红外窄带通滤光片上设有可见光反射镀层；
8.所述第二红外摄像头用于采集另一只眼睛的虹膜图像，所述第二可见光照明led和第二红外光照明led用于为所述第二红外摄像头补光，所述第二红外摄像头内集成有红外窄带通滤光片，所述第一红外光照明led和第二红外光照明led工作时交替亮起；
9.所述距离传感器用于探测人面部与设备之间的距离。
10.在本实用新型一些实施例中，红外窄带通滤光片的带通范围为850
±
25nm。
11.在本实用新型一些实施例中，所述第一红外摄像头和第二红外摄像头之间的距离为65mm。
12.在本实用新型一些实施例中，所述第一可见光照明led和第二可见光照明led均采用傍轴照明方式，所述第一可见光照明led与第一红外摄像头之间的距离为12mm，所述第二可见光照明led与第二红外摄像头之间的距离为12mm。
13.在本实用新型一些实施例中，所述前壳体的正面一侧设有仿手型竖向凸起部。
14.在本实用新型一些实施例中，所述后壳体上与所述仿手型竖向凸起部相对应的位
置设有造型纹，和/或，所述前壳体的正面另一侧设有造型纹。
15.在本实用新型一些实施例中，所述后壳体内设有与所述主板相连的数据通讯板，所述数据通讯板上连接有伸出至所述后壳体外部的usb接口。
16.在本实用新型一些实施例中，所述后壳体的背面设有用于夹持固定移动终端外壳的夹持部，所述夹持部为凹形，所述夹持部的两个侧壁上设有导轨，其中一侧导轨上设有可收缩的锁舌；
17.所述前壳体的侧面设有用于使所述锁舌收缩的夹持释放按键；
18.所述移动终端外壳的背面设有凸起的滑块，所述滑块的两侧设有与所述导轨相配合的滑槽，其中一侧滑槽上设有用于容纳所述锁舌的开孔。
19.在本实用新型一些实施例中，所述主板的背面设有用于供电的蓄电池，所述蓄电池采用胶粘方式固定于所述后壳体上。
20.在本实用新型一些实施例中，所述前壳体上设有开机键、电源接口和/或指示灯。
21.本实用新型具有以下有益效果：
22.本实用新型设有可见光照明led和红外光照明led进行补光，并采用双侧红外光照明led交替亮起方式，避免双目虹膜采集出现异侧照明灯干扰问题，提升虹膜图像采集质量。同时，非接触式设计，便于虹膜图像采集，提升用户使用体验。
23.在单侧摄像头前端放置带可见光反射镀层的滤光片，能够起到光学导引作用，从而能够维持眼球状态相对稳定，有效防止在拍摄虹膜图像过程中产生运动物体模糊现象。
附图说明
24.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。
25.图1为本实用新型非接触式双目虹膜采集设备的正视图；
26.图2为图1所示非接触式双目虹膜采集设备的仰视图；
27.图3为图2所示非接触式双目虹膜采集设备的内部结构图；
28.图4为本实用新型中两红外光照明led避免互相干扰的原理图；
29.图5为图1所示非接触式双目虹膜采集设备的后视图。
具体实施方式
30.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。
31.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。
32.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。
33.本实用新型提供一种非接触式双目虹膜采集设备，如图1-5所示，包括前壳体1和后壳体2，前壳体1的中部设有玻璃保护面罩3，前壳体1内设有主板4，其中：
34.主板4上在玻璃保护面罩3的后面集成有第一红外摄像头5、第二红外摄像头6、第一可见光照明led7、第二可见光照明led8、第一红外光照明led9、第二红外光照明led10和距离传感器11；
35.第一红外摄像头5用于采集一只眼睛的虹膜图像，第一可见光照明led7和第一红外光照明led9用于为第一红外摄像头5补光，第一红外摄像头5和玻璃保护面罩3之间设有红外窄带通滤光片12，该红外窄带通滤光片12上设有可见光反射镀层；
36.第二红外摄像头6用于采集另一只眼睛的虹膜图像，第二可见光照明led8和第二红外光照明led10用于为第二红外摄像头6补光，第二红外摄像头6内集成有红外窄带通滤光片（未示出），第一红外光照明led9和第二红外光照明led10工作时交替亮起（不同时亮起）；
37.距离传感器11用于探测人面部与设备之间的距离。非接触的工作距离可以根据需要灵活设置，例如为160mm，利用两颗摄像头分别对每一颗眼睛进行拍摄，抓取虹膜图像。
38.本实用新型中，第一红外摄像头5和玻璃保护面罩3之间设有红外窄带通滤光片12，红外窄带通滤光片12上设有可见光反射镀层，该红外窄带通滤光片12的作用在于：一方面屏蔽环境光线对拍摄虹膜图片造成的干扰，另一方面起到对眼球的导引作用，由于滤光片上设有可见光反射镀层，对可见光的高反射率（≥92%）特性，使得其表面呈现镜面效果，在拍摄虹膜图片时，引导眼球观察眼球在滤光片表面的反射虚像，起到保证眼球位置一致性的同时，稳定眼球，降低由于眼球运动带来的拍摄运动物体模糊问题，提升了拍摄虹膜图像质量。
39.第二红外摄像头6仅在内部集成有红外窄带通滤光片，其设置方式与第一红外摄像头5不同的原因在于，人眼的注视物只能是1个，不能同时看两个物体，故在非接触式双目虹膜采集场景下，这样设置能够使眼睛注视在一个红外窄带通滤光片12上，较好的稳定眼球的位置，提升虹膜图像采集质量。
40.而且，第一红外光照明led9和第二红外光照明led10工作时交替亮起（不同时亮起），这种工作模式为交替亮起/闪烁方式，具体来说，拍摄左眼时第一红外光照明led9亮起，第二红外光照明led10处于关闭状态；拍摄右眼时第二红外光照明led10亮起，第一红外光照明led9处于关闭状态。其优点在于避免拍摄人左、右眼虹膜时，如果第一红外光照明led9和第二红外光照明led10同时亮起，如图4所示，提供右眼照明的第二红外光照明led10会对左眼虹膜拍摄造成影响，一方面造成照明均匀度下降，另外一方面会在左眼虹膜中呈现亮斑，降低虹膜图像质量下降。图4中，41为眼球，42为虹膜，43为瞳孔，44为第一红外光照明led9呈现于瞳孔43处的亮斑，该亮斑44不影响虹膜图像质量，45为第二红外光照明led10呈现于虹膜区域处的亮斑，该亮斑45影响虹膜图像质量。同理，第一红外光照明led9也会对
右眼虹膜拍摄造成影响。
41.综上，本实用新型具有以下有益效果：
42.1）本实用新型设有可见光照明led和红外光照明led进行补光，并采用双侧红外光照明led交替亮起方式，避免双目虹膜采集出现异侧照明灯干扰问题，提升虹膜图像采集质量。同时，非接触式设计，便于虹膜图像采集，提升用户使用体验。
43.2）在单侧摄像头前端放置带可见光反射镀层的滤光片，能够起到光学导引作用，从而能够维持眼球状态相对稳定，有效防止在拍摄虹膜图像过程中产生运动物体模糊现象。
44.本实用新型中，不论是第一红外摄像头5前端设置的红外窄带通滤光片12，还是第二红外摄像头6内集成的红外窄带通滤光片，其带通范围具体可以为850
±
25nm；红外窄带通滤光片12可以采用胶粘方式固定于玻璃保护面罩3上。第一红外摄像头5和第二红外摄像头6之间的距离可以为65mm，与人眼瞳距均值相一致。两摄像头可以为小视场角、大景深、对红外光高感式设计。两摄像头上的滤光片能够有效屏蔽来自外界环境光干扰，为拍摄高清晰虹膜图像提供基础条件。第一可见光照明led7和第二可见光照明led8分别放置于第一红外摄像头5和第二红外摄像头6旁，采用傍轴照明方式，分别为虹膜采集过程中左、右眼球进行补光，优选的，第一可见光照明led7与第一红外摄像头5之间的距离为12mm，第二可见光照明led8与第二红外摄像头6之间的距离为12mm，该距离下补光效果最佳。
45.第一可见光照明led7和第二可见光照明led8为虹膜采集过程中眼球瞳孔补光，其工作亮度等级可设计为根据瞳孔大小进行调整（主板上cpu检测瞳孔大小，将瞳孔大小反馈给led的控制芯片，控制芯片调整led亮度等级），具体可以为：当环境过暗情况下，人眼瞳孔会自动收缩，导致虹膜图像变形明显，且红外照明光源易在眼球虹膜区呈现明亮斑点，致使有效区域及虹膜图像采集质量均减低。第一可见光照明led7和第二可见光照明led8的工作亮度等级的自适应模式设计，有效在各种环境下刺激瞳孔大小符合虹膜采集图像质量要求，拓宽了设备的应用场景。
46.距离传感器11置于玻璃保护面罩3下方，其作用在于设备工作过程中，探测人面部与设备间距，实时反馈主板上的cpu，cpu可以将距离数据上传至上位机软件，当设备与人面部距离满足镜头工作距离（例如160mm）及景深（例如30mm）的设定参数时，此时虹膜图像处于清晰聚焦，质量良好的状态，软件自动采集虹膜图像，并予以保存至上位机。
47.本实用新型中，由前壳体1、下壳体2、玻璃保护面罩3组成设备的外部结构，对设备内形成密闭保护腔。具体可以为：玻璃保护面罩3嵌入前壳体1中，可以采用胶粘方式进行固定；前壳体1与后壳体2扣合在一起形成设备保护外壳，可通过螺钉将前壳体1和后壳体2固定在一起。其中，前壳体1的正面一侧（图中所示实施例为左侧手持部分）设有仿手型竖向凸起部13，符合人体工程学，便于用户四指手持，进一步的，后壳体2上与仿手型竖向凸起部13相对应的位置可以设有造型纹14，以便于用户拇指手持；和/或，前壳体1的正面另一侧设有造型纹15，以便于用户另一只手持握。
48.在进一步的实施例中，后壳体2内可以设有与主板4相连的数据通讯板16，数据通讯板16上连接有伸出至后壳体2外部的usb接口17，接口外露，以用于与手机等移动设备进行数据通讯。
49.如图5所示，后壳体2的背面还可以设有用于夹持固定移动终端外壳的夹持部21，
夹持部21为凹形，夹持部21的两个侧壁上设有导轨22，其中一侧导轨上设有可收缩的锁舌23；
50.前壳体1的侧面设有用于使锁舌23收缩的夹持释放按键18；
51.移动终端外壳（未示出）的背面设有凸起的滑块，用于与夹持部21相配合，滑块的两侧设有与导轨22相配合的滑槽，其中一侧滑槽上设有用于容纳锁舌23的开孔。
52.夹持部21用于将移动终端设备固定在该非接触式双目虹膜采集设备上，具体可以为：为移动终端设备配备一外壳，该外壳背部设有所述凸起的滑块；移动终端设备在组入该虹膜采集设备时，外壳背部滑块沿夹持部导轨滑入，直至移动终端设备的usb口与该虹膜采集设备的usb接口连接到位，夹持部的锁舌卡死移动设备外壳滑块。当按下虹膜采集设备的夹持释放按键时，夹持部的锁舌缩入虹膜采集设备的后壳体中，可以将移动终端设备外壳从导轨中滑出虹膜采集设备，完成设备收取。
53.这样，本实用新型的非接触式双目虹膜采集设备，可与手机、警务通等手持设备进行连接，采集人眼虹膜图像。设备采集虹膜图像时，与人面部非接触，且不易受环境光的影响，便携性增强，提高了虹膜采集效率，扩大了虹膜设备应用场景。
54.本实用新型一些实施例中，主板4的背面可以设有用于供电的蓄电池19，蓄电池19可以采用胶粘方式固定于后壳体2上为设备工作续航。
55.前壳体1的侧面可以设有开机键24、电源接口（未示出），前壳体1的背面可以设有指示灯25。其中，开机键24用于开机，电源接口用于为该虹膜采集设备充电，指示灯25用于指示虹膜采集设备的工作状态及充电状态。当移动终端设备与非接触式双目虹膜采集设备固定在一起，并按下开机键24以后，移动终端设备上可以显示虹膜采集界面，管理者持握虹膜采集设备面向用户进行虹膜数据采集。
56.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。