CN203025727U

CN203025727U - 一种指静脉认证装置

Info

Publication number: CN203025727U
Application number: CN 201220632684
Authority: CN
Inventors: 梁爱华; 刘桓茂
Original assignee: BEIJING XINGUANG ZHIXIN SOFTWARE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Simbatec Security Technology Co ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2022-11-26

Abstract

一种指静脉认证装置，它是由电源模块（100）、近红外LED光源（101）、微距摄像头（102）、手指感应开关（103）、嵌入式SOC认证模块（104）、控制盒（300）和输入输出接口（105）组成；手指感应开关（103）与嵌入式SOC认证模块（104）通过GPIO连接，近红外LED光源（101）通过PWM脉宽调制控制连接，微距摄像头（102）与嵌入式SOC认证模块（104）的图像输入接口连接，输入输出接口（105）通过线缆与嵌入式SOC认证模块（104）连接，电源模块（100）与上述各模块及元件连接。本实用新型兼顾了光源照射方式、安装结构和手指放置舒适度的特点，采用红外光源从手指斜上方照射手指，能获取最佳的静脉图像，同时大大减小了安装尺寸，适合于锁具类等应用，具有广阔的应用前景。

Description

一种指静脉认证装置

技术领域

本实用新型属于生物特征识别技术领域，具体是涉及一种指静脉认证装置。

背景技术

目前，基于人体生物特征的个人身份认证技术已经比较普及，如指纹识别、人脸识别和虹膜认证等，但都存在特征稳定性不足，信息容易被窃取和伪造的缺点，安全性差；例如指纹识别技术，存在4％左右的用户无法正常登记和识别，并且指纹也非常容易被窃取和仿造；静脉认证技术是利用人体内部的静脉血管纹理信息作为个人身份特征，几乎无法窃取和伪造，可以大大提高个人身份认证的安全性；并且不容易受外部因素影响，具有更好的适应性和稳定性。

指静脉认证的基本原理是利用含氧血液相对肌肉组织对波长为700-1000nm的近红外光谱有较强吸收作用，利用主动近红外光源照射手指通过摄像装置采集图像即可采集到血管的脉络纹理图像。目前指静脉身份认证技术在锁具类的应用非常少见，这与现有的指静脉装置不适合锁具类（如指纹锁）设备安装有很大关系。

发明内容

1、目的：本实用新型的目的是提供一种指静脉认证装置，它是一种小型化适合锁具类安装的指静脉认证装置，具有独特的光源设计和结构设计，在指静脉图像采集效果、手指放置舒适度和安装方式上取得较好的平衡。

2、技术方案：

本实用新型一种指静脉认证装置，它是由电源模块100、近红外LED光源101、微距摄像头102、手指感应开关103、嵌入式SOC认证模块104、控制盒300和输入输出接口105组成；它们之间的位置连接关系、信号走向是：手指感应开关103与嵌入式SOC认证模块104通过GPIO连接，近红外LED光源101通过PWM脉宽调制控制连接，微距摄像头102与嵌入式SOC认证模块104的图像输入接口连接，输入输出接口105通过线缆与嵌入式SOC认证模块104连接，电源模块100与上述各模块及元件连接，给装置各模块及元件提供工作所需电压；具体的连接关系和信号走向见附图1。

所述手指感应开关103，由一个或多个电容触摸感应开关组成，放置于手指下方2-5MM处，与嵌入式SOC认证模块104连接，当手指200正确放置后会给出高电平信号。

所述的近红外LED光源101由若干个850nm近红外发光二级管组成，放置于手指斜上方和控制盒上部，近红外LED光源101平面与手指平面成30-60度夹角。

所述微距摄像头102由镜头、滤光片和CMOS/CCD感光器件组成，放置于控制盒底部，用于采集手指静脉纹理图像。

所述嵌入式SOC认证模块104，是由中央处理器CPU，内存RAM，存储器FLASH等部件组成的单芯片***，FLASH用于存储程序和用户特征登记数据；

所述控制盒300是一个箱式盒体结构，本实用新型的所有部件都安装其上。

所述输入输出接口有USB、UART、GPIO等常用输入输出接口。

所述电源模块有5V、3.3V、1.8等电压输出，为各模块提供工作所需电压，具体是利用USB的5V电源和LDO电源转换芯片进行转换。

本实用新型的工作原理及流程如下：

当嵌入式SOC认证模块104检测到手指感应开关103为高电平时，表示有检测到手指放置，嵌入式SOC认证模块104打开近红外LED光源101，并同步采集微距摄像头102的图像，图像采集完成后就可以进行静脉图像的后续处理和认证，并给出最终认证结果。3、优点及功效：在本实用新型中，兼顾了光源照射方式、安装结构和手指放置舒适度的特点，采用红外光源从手指斜上方照射手指，能获取最佳的静脉图像，同时大大减小了安装尺寸，使之非常适合于锁具类等应用，具有更广阔的应用前景。

附图说明

为了更完整地理解本实用新型及其优点，现结合附图描述本实用新型的具体实施方式，附图中相同的参考标记代表相似的含义或部件。其中：

图1为本实用新型的***结构框图；

图2为本实用新型一种指静脉认证装置示意图；

图3为本实用新型一种指静脉认证装置安装示意图

图中具体标号如下：

100、电源模块 101、近红外LED光源

102、微距摄像头 103、手指感应开关

104、嵌入式SOC认证模块 105、输入输出接口

200、手指 300、控制盒

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举优选实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型的***结构框图，它是由手指感应开关103、近红外LED光源101、微距摄像头102、嵌入式SOC认证模块104、控制盒300、输入输出接口105和电源模块100组成；它们之间的位置连接关系、信号走向是：手指感应开关103与嵌入式SOC认证模块104通过GPIO连接，近红外LED光源101通过PWM脉宽调制控制连接，微距摄像头102与嵌入式SOC认证模块104的图像输入接口连接，输入输出接口105通过线缆与嵌入式SOC认证模块104连接，电源模块100与上述各模块及元件连接，给装置各模块及元件提供工作所需电压；嵌入式SOC认证模块对采集的图像进行静脉图像的后续处理和认证，进而实现静脉认证。

本实用新型具体的工作原理及流程如下：

当嵌入式SOC认证模块104检测到手指或手掌感应开关103为高电平时，表示有检测到手指放置，嵌入式SOC认证模块104打开近红外LED光源101，同时采集微距摄像头102的图像，图像采集完成后进行静脉图像的后续处理和认证，并给出最终认证结果。

图2为本实用新型一种指静脉认证装置示意图，近红外LED光源101为850nm近红外光源，放置于手指斜上方和控制盒上部，近红外LED光源101平面与手指平面成30-60度夹角，手指感应开关103放置于手指下方2-5mm处，手指感应开关用何传感器并无特定限制，在本实用新型的所有实施例中均采用静电电容式的触摸传感器，当手指接近传感器时电容会发生变化，当电容变化达到一定阈值的时候传感器会发出高电平信号，进而可以检测是否有手指放置。微距摄像头102与嵌入式SOC认证模块104在同一块电路板上，微距摄像头102通过接收手指透射的近红外光进行成像；进而实现指静脉的认证。

嵌入式SOC认证模块104与手指感应开关103连接，同时与微距摄像头102和近红外LED光源101连接，当通过手指感应开关103检测到手指放置后，嵌入式SOC认证模块会打开近红外LED光源101并通过微距摄像头102采集指静脉图像；对于不同粗细的手指和不同的环境光照，如果光源强度和CMOS传感器的曝光时间固定不变则会出现指静脉图像过暗和过亮的情况，需要根据采集的指静脉图像灰度直方图动态调节光源强度和CMOS曝光时间，以适应不同类型的手指和不同的环境光照，在本实施例中采用PWM（脉宽调制）的方式控制近红外LED光源的亮度，提高占空比则减小光源亮度，进而图像变暗，减小占空比则加大光源亮度，进而图像变亮；通过I2C直接设置CMOS曝光寄存器调整曝光时间，曝光时间加大则图像变亮，曝光时间减小则图像变暗。图3为本实用新型一种指静脉认证装置安装示意图。

以上实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型所描述的技术方案和实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员还可以对本实用新型进行修改或者同等替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种指静脉认证装置，其特征在于：它是由电源模块（100）、近红外LED光源（101）、微距摄像头（102）、手指感应开关（103）、嵌入式SOC认证模块（104）、控制盒（300）和输入输出接口（105）组成；手指感应开关（103）与嵌入式SOC认证模块（104）通过GPIO连接，近红外LED光源（101）通过PWM脉宽调制控制连接，微距摄像头（102）与嵌入式SOC认证模块（104）的图像输入接口连接，输入输出接口（105）通过线缆与嵌入式SOC认证模块（104）连接，电源模块（100）与上述各模块及元件连接；

所述手指感应开关（103），由一个或复数个电容触摸感应开关组成，放置于手指下方2-5MM处，与嵌入式SOC认证模块（104）连接，当手指（200）正确放置后会给出高电平信号；

所述的近红外LED光源（101）由复数个850nm近红外发光二级管组成，放置于手指斜上方和控制盒上部，近红外LED光源（101）平面与手指平面成30-60度夹角；

所述微距摄像头（102）由镜头、滤光片和CMOS/CCD感光器件组成，放置于控制盒底部，用于采集手指静脉纹理图像；

所述嵌入式SOC认证模块（104），是由中央处理器CPU，内存RAM，存储器FLASH部件组成的单芯片***，FLASH用于存储程序和用户特征登记数据；

所述控制盒（300）是一个箱式盒体结构，所有部件都安装其上；

所述输入输出接口是USB、UART、GPIO常用输入输出接口；

所述电源模块有5V、3.3V、1.8电压输出，具体是利用USB的5V电源和LDO电源转换芯片进行转换。