CN105654074A - 一种虹膜图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明的虹膜图像采集装置，包括摄像模块，所述摄像模块包括镜头和镜头舱体，所述镜头设在所述镜头舱体内，所述镜头前设有反射镜，所述反射镜上设与所述镜头同轴的第一通光孔。通过如上设置，在使用过程中，用户可以通过直接观察反射镜上反射的眼睛虹膜图像，调整至最佳位置，而不需要额外使用显示器，使用更方便。

Description

一种虹膜图像采集装置

技术领域

本发明涉及一种虹膜图像采集领域。

背景技术

虹膜是人体眼睛中的黑眼球。人们通过科学研究、试验和分析，发现虹膜记录着人体各器官组织的健康信息。当人体发生疾病或处于亚健康状态，以及营养不均衡时，都会在虹膜上表现出来。如果将这些信息采集，并与正常的虹膜分析、对比，就可以判断出人体过去曾经患过的疾病、现在已经形成的病征，特别是能够预测人体未来健康和疾病的发展趋势，便于及时治疗和有效地预防疾病。

为及早发现和提前预防疾病，市场上出现了虹膜检测装置，目前主要有以下几种方案：

在公开号为2708835的专利申请公开文件中，公开了一种虹膜扫描检测仪，其采用的方案为：在手持机前端设置灯罩，摄像镜头、照明灯在灯罩内，手持机上设置显示屏，其信号输出至主机，主机输出至显示设备，利用手持机和显示设备完成虹膜图像的拍摄和显示。

在公开号为101536896的专利申请公开文件中，也公开的这样一种虹膜检测装置，通过主机、手持机和显示器的设置，完成虹膜图像的获取和检测。

而公开号为101533473的专利申请公开文件，公开了一种双目虹膜图像获取及处理设备，可以同时拍摄双眼虹膜，其采用红外LED光源，经过透过红外光并截止可见光的双眼自定位镜片，进入摄像镜头的只有红外光一种单色光，所以只能获取到黑白图像，该图像可用于生物特征识别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虹膜图像采集装置，该装置在不借助显示器的情况下，完成虹膜图像的采集。

为解决上述技术问题，本发明提供一种虹膜图像采集装置，包括摄像模块，摄像模块包括镜头和镜头舱体，镜头设在镜头舱体内，镜头前设有反射镜，反射镜上设与镜头同轴的第一通光孔，所述镜头舱体内设有照明设备。

本发明的虹膜图像采集装置，通过在镜头前面设置反射镜，且反射镜内设有第一通光孔，以便虹膜图像通过第一通光孔被镜头获取。这样的设置，便于在检测时，用户根据观察到的反射镜中眼球的图像，方便地调整自己瞳孔在镜头前的位置，而无须借助显示器，实现成本低和使用方便的目的。

进一步地，镜头舱体包括底座和喇叭口部，镜头设在底座内，喇叭口部内侧设有LED灯。

进一步地，虹膜图像采集装置还包括挡光板，设在反射镜的反光面前，挡光板上设有挡光区域、挡光条、漏光区域和第二通光孔；漏光区域和第二通光孔均与第一通光孔的同轴设置，且漏光区域的面积大于第二通光孔的面积；挡光条的位置与LED灯相对应且为由挡光区域向第二通光孔延伸。

进一步地，反射镜上设有挡光区域、挡光条和反光区域，其中反光区域为与所述第一通光孔同轴，且反光区域的面积大于所述第一通光孔的面积，所述挡光条的位置与所述照明设备相对应且为由挡光区域向所述第一通光孔延伸。

进一步地，喇叭口部的内侧壁设有消光纹。

进一步地，摄像模块为2个，为第一摄像模块和第二摄像模块，分别用于获取双眼虹膜图像。

进一步地，还包括瞳距调节模块，用于根据用户双眼瞳孔之间的距离调节第一摄像模块和第二摄像模块中两个镜头之间的距离。

进一步地，瞳距调节模块包括设置在两个镜头舱体之间的齿轮传动机构，通过齿轮传动机构实现两个镜头之间的距离变化。

进一步地，齿轮传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第一齿条和第二齿条；第一齿轮和第二齿轮啮合；第一齿条的一端固定第一摄像模块，另一端啮合在第二齿轮的上方；第二齿条的一端固定第二摄像模块，另一端啮合在第二齿轮的下方；第一齿轮由旋钮或马达驱动。

进一步地，还包括图像输出模块，连接于摄像模块，用于输出所获取到的虹膜图像。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中镜头舱体沿长度方向的剖面示意图。

图2是应用图1镜头舱体的虹膜图像采集装置示意框图。

图3是本发明的第二实施方式中镜头舱体沿长度方向的剖面示意图。

图4是本发明的第三实施方式中镜头舱体沿长度方向的剖面示意图。

图5至图7为几种具体的挡光板示意图。

图8是本发明的第五实施方式的虹膜图像采集装置示意图。

图9是图8所示虹膜图像采集装置沿镜头舱体长度方向的剖面示意图。

图10是本发明的第六实施方式的虹膜图像采集装置沿镜头舱体长度方向的剖面示意图。

图11是图10所采用的齿轮转动机构结构示意图。

附图标号说明

1镜头舱体11底座12喇叭口部13照明设备

10摄像模块20电源模块30图像传输模块

14反射镜15镜头16镜头电路板17挡光板

18第一通光孔171挡光区域172挡光条

174漏光区域173第二通光孔

2第一摄像模块3第二摄像模块4齿轮传动机构41齿轮组

411第二齿轮412第一齿轮421第一齿条422第二齿条

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及的虹膜图像采集装置，包括摄像模块，摄像模块进一步包括镜头和镜头舱体。镜头可以选择现有的所有类型，例如定焦或自动聚焦的镜头。一种具有自动聚焦功能的摄像模块，除了常规的电路板外，还包括马达，还有其它模块这里不赘述。图1为一种具体实施例，将镜头15设置在镜头舱体1内，镜头舱体的设置可以限定摄像头获取到的图像范围，用于更精确的采集虹膜图像，在镜头舱体内的镜头仅采集到出现在镜头舱体范围内的图像，这样可以有效地排除用户眼睛之外的图像被获取，可减低虹膜图像识别和处理的难度以及复杂度。摄像模块还包括镜头电路板16，镜头15固定在镜头电路板16上。镜头前设有反射镜14，反射镜上设有与镜头同轴的第一通光孔18。设置在镜头前的反射镜，用于在用户使用时，通过观察反射镜中的影像，判断虹膜图像是否在镜头的中间并完整地被镜头采集到。而反射镜14上的第一通光孔18为给镜头15采集图像所留的通道。为能完整地采集到图像，第一通光孔设置为与镜头同轴。为获得更佳的效果，第一通光孔的直径可以设为等于或略大于镜头的直径。镜头舱体内设有照明设备，用于图像采集时给镜头提供光源。照明设备13可以为LED灯，数量不限。在本实施例中，LED灯为2个，LED灯被放置在镜头舱体1内侧壁。在使用时，用户眼睛置于镜头舱体1的开口处，在LED灯的照射下，镜头可取到虹膜图像，用户同时可借助LED灯在反射镜上观察到自己眼睛虹膜的图像，通过调整眼睛和镜头舱体开口的相对位置，以使镜头获取到完整的虹膜图像。图1中虚线分别代表光轴和镜头的视场范围，镜头舱体的开口大于视场范围，以便获得完整的图像。照明设备13在镜头舱体内的设置方式可以有多种。图1给出一种LED灯的具体设置方式，仅供参考。

摄像模块进一步可包括镜头驱动模块和图像存储模块。镜头驱动模块用于驱动镜头，图像存储模块用于将存储采集到的虹膜图像。该虹膜图像采集装置，进一步包括电源模块、图像处理模块和图像传输模块。电源模块用于给摄像模块、图像处理模块和图像传输模块提供电源。图像处理模块，用于识别采集到的虹膜图像，并从中分析用户的疾病信息并输出。图像传输模块可以为有线传输方式也可为无线传输方式。有线传输可通过设置传输接口(例如USB接口)，无线传输则可通过设置蓝牙传输模块或WIFI传输模块来实现。虹膜图像的分析也可以通过图像传输模块把采集到的虹膜图像传输到PC机、服务器或云端，由PC机、服务器或云端来进行分析，用户可以通过登录PC机、服务器或云端来查看。图2为一种具体的虹膜图像采集装置，包括摄像模块10、电源模块30和图像传输模块20，其中电源模块给摄像模块和图像传输模块提供电力，摄像模块采集到的虹膜图像通过图像传输模块输出。

在本发明的第二实施方式中，与第一实施方式不同的地方在于：镜头舱体包括底座11和喇叭口部12(参见图3)，其中镜头15设在底座11内，喇叭口部12内侧设有照明设备13。底座具体可为圆筒状，而喇叭口部可为圆锥状。镜头舱体1可以采用一体成形的工艺制备，镜头15可固定在底座11内部，而反射镜14固定在底座11的内侧壁上，并设在镜头前。反射镜14在镜头舱体1内的固定方式有多种，可选择任意一种方式。一种可行的方式为反射镜通过第一通光孔套设固定在镜头上，反射镜的外周固定在底座的内侧壁上；还有一种为将反射镜放在镜头前，外周固定在底座11的内侧壁上。更进一步地，喇叭口部12内侧壁，可以设置消光纹，用以消除内侧壁对LED灯灯光反射而对图像采集形成的干扰。消光纹的设置区域和面积，可通过多次试验来确定，以达到最佳效果。在本实施方式中，照明设备13在镜头舱体内的固定方式为在喇叭口侧壁开设两个通孔，LED灯穿过通孔伸向镜头舱体内侧并固定。

本发明的第三实施方式，为对第二实施方式的进一步优化，与第二实施方式不同之处在于：还包括挡光板17(参见图4)，设置在反射镜14的反光面(即远离镜头的那个表面)的前面。在由镜头舱体从底座到喇叭口部开口的方向，依次设置镜头15、反射镜14和挡光板17，挡光板17包括挡光区域171、挡光条172、漏光区域174和第二通光孔173；漏光区域174和第二通光孔173均与第一通光孔18的同轴设置，且漏光区域的面积大于第二通光孔的面积，形状不限；挡光条172的位置与LED灯相对应且为由挡光区域向第二通光孔173延伸，例如LED灯为2个，分别设在喇叭口部开口内相对两侧，如左边和右边，则挡光条设在LED灯在反射镜上投影最强的位置即也为左边和右边，由挡光区域171向漏光区域174的中间延伸，挡光条172的长度没有特别要求，可以有多种形状，图5至图7为几种具体的设计形式。挡光条可以消除LED灯在反射镜相应位置处对用户眼睛的反射光，射到用户眼睛的反射光使得所采集到的虹膜图像中光斑周围有晕光，影响分析结果。漏光区域为使用时用户可以观察到虹膜图像的区域。

本发明的第四实施方式，为对第二实施方式的另一种优化，与第二实施方式不同之处在于：进一步地，反射镜上直接设有挡光区域、挡光条和反光区域。可以通过在挡光区域和挡光条上涂覆吸光材料等方式，例如在反射镜的挡光区域和挡光条位置上直接印制或喷涂吸光材料(例如油漆)，也可以是其它方式。其中反光区域为与第一通光孔同轴，且反光区域的面积大于第一通光孔的面积。挡光条可以消除LED灯在反射镜相应位置处对用户眼睛的反射光，射到用户眼睛的反射光使得所采集到的虹膜图像中光斑周围有晕光，影响分析结果。因此挡光条最好设在LED灯在反射镜上反射最强的位置处，且由挡光区域向第一通光孔延伸。

在本发明的第五实施方式，包括两个摄像模块，分别为第一摄像模块2和第二摄像模块3，用于获取双眼虹膜图像。每个摄像模块可为前面任意一种实施方式讲到的摄像模块。第一摄像模块2和第二摄像模块3通过壳体固定，形成类似与双眼望远镜的结构，如此可以同时采集双眼的虹膜图像。虹膜图像采集装置的结构和外观设计可以有多种形式，图8为一种具体结构形式。图9为沿镜头舱体长度方向的截面图，其中第一摄像模块2和第二摄像模块3分别放在左右两边并通过壳体固定。

本发明的第六实施方式，为对第五实施方式的优化，进一步包括瞳距调节模块，用于调节两个镜头之间的距离。可以采用常见的多种距离调整方式来实现。在本实施方式中，通过设置在两个镜头之间齿轮传动机构实现。一种具体的齿轮传动机构4，参见图10和图11，包括齿轮组41(包括第一齿轮412和第二齿轮411)、第一齿条421和第二齿条422；第一齿轮412和第二齿轮411固定；第一齿条421的一端固定第一摄像模块2，另一端啮合在第二齿轮411上；第二齿条422的一端固定第二摄像模块3，另一端啮合在第二齿轮411上。以双眼的方向为水平方向，第一齿轮可由旋钮或马达驱动，由此带动第二齿轮和啮合在第二齿轮上的两个齿条在水平方向上向左和向右移动，带动两个摄像模块的镜头之间的距离变大或变小。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种虹膜图像采集装置，包括摄像模块，所述摄像模块包括镜头和镜头舱体，所述镜头设在所述镜头舱体内，其特征在于：所述镜头前设有反射镜，所述反射镜上设与所述镜头同轴的第一通光孔，所述镜头舱体内设有照明设备。

2.如权利要求1所述的虹膜图像采集装置，其特征在于：所述镜头舱体包括底座和喇叭口部，所述镜头设在所述底座内，所述照明设备设在喇叭口部内侧。

3.如权利要求2所述的虹膜图像采集装置，其特征在于：还包括挡光板，设在所述反射镜的反光面前，所述挡光板上设有挡光区域、挡光条、漏光区域和第二通光孔；所述漏光区域和第二通光孔均与所述第一通光孔的同轴设置，且所述漏光区域的面积大于所述第二通光孔的面积；所述挡光条的位置与所述照明设备相对应且为由挡光区域向所述第二通光孔延伸。

4.如权利要求2所述的虹膜图像采集装置，其特征在于：所述反射镜包括挡光区域、挡光条和反光区域，其中反光区域为与所述第一通光孔同轴，且反光区域的面积大于所述第一通光孔的面积，所述挡光条的位置与所述照明设备相对应且为由挡光区域向所述第一通光孔延伸。

5.如权利要求2所述的虹膜采集装置，其特征在于：所述喇叭口部的内侧壁设有消光纹。

6.如权利要求1至5中任一项所述的虹膜采集装置，其特征在于：所述摄像模块为2个，为第一摄像模块和第二摄像模块，分别用于获取双眼虹膜图像。

7.如权利要求6所述的虹膜采集装置，其特征在于：还包括瞳距调节模块，用于根据用户双眼瞳孔之间的距离调节所述第一摄像模块和所述第二摄像模块中两个镜头之间的距离。

8.如权利要求7所述的虹膜采集装置，其特征在于：所述瞳距调节模块包括设置在两个镜头之间的齿轮传动机构，通过所述齿轮传动机构实现所述两个镜头之间的距离变化。

9.如权利要求8所述的虹膜采集装置，其特征在于：所述齿轮传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第一齿条和第二齿条；所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合；所述第一齿条的一端固定所述第一摄像模块，另一端啮合在所述第二齿轮的上方；所述第二齿条的一端固定所述第二摄像模块，另一端啮合在所述第二齿轮的下方；所述第一齿轮由旋钮或马达驱动。

10.如权利要求1所述的虹膜图像采集装置，其特征在于：还包括图像输出模块，连接于所述摄像模块，用于输出所获取到的虹膜图像。