一种3D虹膜采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种3D虹膜采集装置，包括镜座、摄像头模组、光线发射器、3D传感器、处理器以及滤光片，光线发射器发射激光到目标虹膜区域，散射或反射的激光通过摄像头模组以及滤光片，投影到3D传感器上，3D传感器处于可采集光线发射器投影的激光的光路上，检测散射或反射激光信号，获取目标虹膜区域的亮度信息；处理器对来自3D传感器检测到的激光信号进行处理，得到目标虹膜区域的深度信息。本实用新型专利技术一种3D虹膜采集装置通过设置3D传感器实现了同时获取虹膜深度信息与亮度信息的功能，与采用双目摄像头获取虹膜深度信息的方法相比，简化了计算复杂度，符合移动设备小型化设计理念。

【技术实现步骤摘要】
一种3D虹膜采集装置
本技术涉及生物识别领域，具体涉及一种3D虹膜采集装置。
技术介绍
虹膜作为重要的身份鉴别特征，具有唯一性、稳定性、非侵犯性等优点。因此虹膜图像的获取成为非常重要的一个环节，现有的虹膜采集装置通常采集虹膜区域的亮度信息，即虹膜灰度图像，利用灰度图像进行人眼检测、虹膜识别等，然而虹膜灰度信息极大程度上受到环境光照的影响，在室外强光照射中，采集的图像中虹膜区域也会呈现高亮度的特点，造成虹膜区域灰度级大幅度减少，以致信息量严重缺失，无法满足高精度的虹膜识别要求。而传统的采用双目2D摄像头获取虹膜深度信息的过程非常繁琐，需要经过物理调整和校准以及高强度的复杂算法才能实现，而且采集装置体积庞大，难以适用于移动小型化设备。
技术实现思路
本技术提供一种能够同时获得虹膜深度信息和亮度信息的虹膜采集装置。本技术的技术方案：一种3D虹膜采集装置，包括镜座、摄像头模组、光线发射器、3D传感器、处理器以及滤光片，所述摄像头模组置于镜座最上端；所述光线发射器与摄像头模组紧密排列，与摄像头模组之间的中心间距不小于5mm，发射激光到目标虹膜区域，散射或反射的激光通过摄像头模组以及滤光片，投影到3D传感器上；所述滤光片设置在摄像头模组与3D传感器之间，能够透过光线发射器所发射激光，滤除该范围之外的杂散光线；所述3D传感器设置于摄像头模组下方，并且处于可采集光线发射器投影的激光的光路上，检测散射或反射光信号，获取目标虹膜区域的亮度信息；所述处理器与3D传感器电连接，对来自3D传感器检测到的激光信号进行处理，得到目标虹膜区域的深度信息。优选的，所述光线发射器发射激光的波长范围为700nm～900nm。优选的，所述光线发射器发射激光的发散角为14°～60°，大于摄像头模组的视场角。优选的，所述3D传感器获取深度信息的精度不低于0.02mm。3D虹膜采集装置还包括CMOS传感器、近红外光通滤光片与近红外照明光源，CMOS传感器设置在摄像头模组下方，近红外光通滤光片设置在CMOS传感器与摄像头模组之间，近红外照明光源发射近红外光照亮目标虹膜区域，CMOS传感器用于获取目标虹膜区域的亮度信息。3D虹膜图像采集装置还可以设置为包括两组摄像头与3D传感器，分别采集左眼虹膜、右眼虹膜的深度信息与亮度信息，光线发射器置于两组摄像头连线的中间位置。光线发射器的出光方向还可以设置分束器，将光线发射器发射的激光分散成许多子光束，发散到目标空间中。一种包含所述3D虹膜采集装置的智能识别设备，所述识别设备选自智能手机、平板电脑、VR设备、收银机、自动取款机、门禁识别设备中的任意一种。本技术的有益效果：一种3D虹膜采集装置实现了同时获取虹膜深度信息与亮度信息的功能，与采用双目摄像头获取虹膜深度信息的方法相比，简化了计算复杂度，并且符合移动设备小型化设计理念；与亮度信息相比，虹膜的深度信息在室外强光环境中的虹膜识别或者虹膜内圆定位等应用中发挥着独特的作用，对亮度信息起到了良好的补充作用；本技术的3D虹膜采集装置可以与传统的虹膜亮度采集装置相结合，扩展虹膜信息的采集方式，增强对不同应用场景的适应能力。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本技术更多的目的、功能和优点将通过本技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性的示出本技术一种3D虹膜采集装置的结构示意图；图2为3D虹膜采集装置的实施方式；图3示意性的示出虹膜褶皱示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。图1所示为本技术一种3D虹膜采集装置的系统组成框图，该装置包括摄像头模组101、光线发射器102、3D传感器103、处理器104以及滤光片105。所述摄像头模组101用于对目标虹膜进行自动对焦，与控制模块连接，执行控制模块指令实时追踪双眼位置；所述摄像头模组置于镜座(未标出)最上端。所述光线发射器102发射激光到目标虹膜区域，发生散射或反射的激光投影到3D传感器，用于处理得到目标区域的深度信息；光线发射器发射激光的波长范围为700nm～900nm，用于照亮目标虹膜纹理亮度。所述3D传感器103设置于摄像头模组下方，并且处于可采集光线发射器投影的激光的光路上，检测散射或反射的激光信号，获取目标虹膜区域的亮度信息。所述3D传感器获取深度信息的精度不低于0.02mm，以满足人眼检测、虹膜识别等应用的精度需求。所述3D传感器的成像距离在5cm～200cm之间，能够实现在VR设备、智能手机、收银机、考勤设备上采集到符合精度要求的虹膜深度信息与亮度信息。所述滤光片105设置在摄像头模组与3D传感器之间，能够透过光线发射器所发射激光，滤除杂散光线。所述处理器104与3D传感器103电连接，对来自3D传感器检测到的激光信号进行处理，得到目标虹膜区域的深度信息。图2为3D虹膜采集装置的实施方式，用于双眼虹膜深度信息与亮度信息的采集，用户在使用过程中通常会将双眼的中心对准摄像头模组201的位置，3D传感器202位于摄像头模组201后方，获取目标虹膜区域的深度信息与亮度信息。光线发射器203与摄像头模组201中心之间的间距D不小于5mm，避免瞳孔过度扩张造成红眼现象，对采集的虹膜深度信息与亮度信息造成干扰。光线发射器203发射的激光经分束器204扩展，形成14°～60°范围内的发散角α，该发散角大于摄像头模组的视场角FOV。图3所示为虹膜褶皱示意图，如图3所示，虹膜区域301的肌肉具有高度随机的沟壑302、纹理303、旋涡304等结构，含有丰富的深度信息，能够保证高精度的虹膜识别算法性能。从图中可以看出，虹膜内圆(瞳孔与虹膜之间的边缘)两侧的深度存在较大差异，非常有利于进行虹膜内圆的精确定位，特别是在室外阳光下光照强度很大的场景中，用户面向阳光照射的方向采集的虹膜图像，瞳孔与虹膜区域均呈现非常高的亮度，二者的亮度差异被减小，传统的基于亮度信息的虹膜内圆定位算法难以满足定位准确性的要求，而瞳孔与虹膜的深度信息却不会随着环境光强的增大而发生极其敏感的变化，即便在强光照射下，瞳孔与虹膜的深度也能保持在稳定的范围之内，适用于定位瞳孔与虹膜之间的边缘。实施例1一种具有本技术的3D虹膜采集装置的虹膜识别手机，用户在手机上使用虹膜识别功能时，3D虹膜采集装置的摄像头模组开启，当用户的虹膜出现在取景范围之内时，通常在10cm～50cm范围内，目标虹膜通过摄像头模组在3D传感器上成像形成深度信息和亮度信息，该信息传输到手机搭载的算法处理模块进行虹膜特征比对，识别当前用户是否为合法用户，如果是则开启相应权限，否则关闭权限。实施例2一种具有本技术的3D虹膜采集装置的VR设备，在使用VR设备过程需要进行人机交互操作时，通常使用范围在5cm～10cm之间，可通过眼球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D虹膜采集装置，包括镜座、摄像头模组、光线发射器、3D传感器、处理器以及滤光片，其特征在于，所述摄像头模组置于镜座最上端；所述光线发射器与摄像头模组紧密排列，与摄像头模组之间的中心间距不小于5mm，所述光线发射器发射激光到目标虹膜区域，散射或反射的激光通过摄像头模组以及滤光片，投影到3D传感器上；所述滤光片设置在摄像头模组与3D传感器之间，能够透过光线发射器所发射激光，滤除杂散光线；所述3D传感器设置于摄像头模组下方，并且处于可采集光线发射器投影的激光的光路上，检测散射或反射光信号，获取目标虹膜区域的亮度信息；所述处理器与3D传感器电连接，对来自3D传感器检测到的激光信号进行处理，得到目标虹膜区域的深度信息。

【技术特征摘要】
1.一种3D虹膜采集装置，包括镜座、摄像头模组、光线发射器、3D传感器、处理器以及滤光片，其特征在于，所述摄像头模组置于镜座最上端；所述光线发射器与摄像头模组紧密排列，与摄像头模组之间的中心间距不小于5mm，所述光线发射器发射激光到目标虹膜区域，散射或反射的激光通过摄像头模组以及滤光片，投影到3D传感器上；所述滤光片设置在摄像头模组与3D传感器之间，能够透过光线发射器所发射激光，滤除杂散光线；所述3D传感器设置于摄像头模组下方，并且处于可采集光线发射器投影的激光的光路上，检测散射或反射光信号，获取目标虹膜区域的亮度信息；所述处理器与3D传感器电连接，对来自3D传感器检测到的激光信号进行处理，得到目标虹膜区域的深度信息。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：马力，刘京，邱显超，李星光，
申请(专利权)人：北京中科虹霸科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11