眼睛和面部视野对准引导装置制造方法及图纸

用于使用户自身的面部或眼睛与相机或扫描仪对准的低成本的、易于使用的对准目标发生器是基于来自经过滤的或有孔的平面光源的视野视觉反馈。可以使这些方式对所述扫描仪的操作系统或其他软件是不可知的。可替代地，所述扫描仪或其主机设备上的软件可以创建现有显示屏的纯浅色部分以用作平面光源。在一些实施例中，所述平面光源可以是在平面镜中观察到的物体的虚像。

Eye and face vision alignment guide

A low-cost and easy to use alignment target generator for user's own face or eye alignment with cameras or scanners is based on visual feedback from filtered or perforated flat light sources. It is possible to make these ways unknowable for the operating system or other software of the scanner. Alternatively, the software on the scanner or its host device can create a pure light color part of the existing display screen to be used as a flat light source. In some embodiments, the planar light source can be observed in the virtual image of the object plane mirror.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】眼睛和面部视野对准引导装置专利技术人K·史蒂文斯Y·西联邦政府赞助的研究和开发：无附件：无优先权本专利要求于2015年6月27日提交的标题为“Field-Of-ViewOcularandFacialAlignmentGuides(眼睛和面部视野对准引导装置)”的美国专利申请序列号14/752,939的优先权。
相关领域包括生物测定，并且更具体地包括面部扫描和识别。附图说明图1是虹膜扫描过程的示例的流程图。图2A至图2D表示虹膜渐晕的示例。图3A至图3G是平面光源的示例的概念性图解。图4A至图4H概念性地展示了可以在对准目标发生器的一些实施例中使用的光束成形元件的示例。图5A至图5B概念性地展示了环形孔径以及包括环形孔径的对准目标发生器的示例。图6A至图6C概念性地展示了包括一个或多个滤色器的对准目标发生器的示例，所述一个或多个滤色器取决于眼睛的位置和角度来改变平面光源的颜色。图7A至图7B概念性地展示了包括光束阻挡器的对准目标发生器的示例，所述对准目标发生器被两个或更多个会聚波导穿透。图8概念性地展示了反射镜倾斜的对准目标发生器。具体实施方式生物测定标识方法目前对阻挠和制止欺诈和身份盗用并使私人便携式电子装置对财产小偷而言没那么贵重越来越感兴趣。具有标识生物测定特性的期望性质，虹膜扫描在唯一性、通用性、持久性、性能和(困难的)规避上以及在可收回性和可接受性的中间范围上得分非常高。虹膜扫描可能对扫描仪与用户身体之间的距离或角度的不一致性敏感。渐晕(在此，正被测量的物体的一部分被扫描仪中的孔径或被外部物体阻挡)可能是特别麻烦的假错误源。这种敏感性及所产生的对用户提出的“站着不动并凝视”要求可能是保持可接受性得分低的影响因素。为了本文中的目的，以下术语将具有以下意义：“用户”：生物测定设备正在标识的人。针对本文献的目的，使用生物测定设备来标识其他人的人将被称为“操作者”。“平面光源”：可以指直接光源(比如LED阵列)、或间接光源(比如被照亮的漫射器或反射镜)，其中，光从基本上平坦的表面(例如，最适半径＞1m；均方根粗糙度＜1mm)出射。“扫描”：可以指用于对用户的眼睛或面部进行生物测定的任何数据捕获方法。“光学表面”：被制备(例如，被成形、抛光或图案化)用于光进入和/或出射的表面(例如，在大多数透镜和滤光器中，前部和后部而非边缘；在大多数棱镜中，非平行边中的两条或更多条边而非两条平行边)。并非所有的光学表面是光滑的或规律地图案化的；例如，漫射器可以具有带有受控制的随机粗糙度的光学表面。“母设备”：包括生物测定扫描仪的设备；这可以是专用生物测定系统(例如，在只限雇员进入的门处)或用于其他目的但配备有生物测定扫描仪以限制对其进行访问的受保护设备。计算机或智能手机、高端机器工具、以及家庭或公司安全装置是非限制性示例。图1是虹膜扫描过程的示例的流程图。其他过程可能涉及更多或更少的步骤、或一些不同的步骤，也可以是等效物，因为它们可能对用户眼睛的定位或角度类似地敏感。可以在步骤100处通过用户推动按钮、触摸屏幕、扫描卡或标签、或被检测到在检测区内靠近并停止来开始所述过程。可替代地，官方操作者比如测试代理人或边界防护者可以在让用户移动到检测区中之后开始所述过程。在步骤102中捕获用户虹膜的图像，或等效地来自光斑扫描的数据流或某个其他原始数据集合。在一些系统中，在步骤104处可以对所述图像(或其他原始数据)进行预处理。例如，所述预处理可以包括：将颜色分开以创建一张或多张单色图像：将虹膜数据与附近特征诸如巩膜、瞳孔、或眼睑的测量结果分开；或访问来自诸如快速傅里叶变换(FFT)或圆形霍夫变换等变换的空间频谱。步骤106处的图像分割通常包括边缘检测并且可以使用诸如梯度振幅、伽马修正、非极大值抑制、或滞后阈值法等方式。在步骤108处，对所提取的数据集进行归一化从而简化与所存储记录的对比。在步骤112处，对虹膜的“签名(signature)”(包括其最独特的特征)进行编码。能够以低频或中低频对所述特征中将一个个体虹膜与另一个区分开的许多特征(如果不是大多数的话)进行编码。因此，可以几乎没有风险地从数据移除高频噪声。步骤105，可以可选地在图像捕获102、预处理104、分割106、归一化108、或编码112之后的其各个方位完成检测并移除噪声。虹膜测量结果中噪声可能是由于用户的睫毛或测量场中血管的存在而产生的，并且潜在地被设备和工艺的瑕疵引入的。在步骤114处，将经编码的签名图案与所存储的样本进行比较，例如，通过计算所存储的样本中的新样本之间的汉明距离、或通过某种其他合适的算法。最终，在步骤116处，比较计算产生了“匹配或不匹配”结果。步骤101，眼睛与仪器的对准仍旧在多个层面上具有挑战性。在扫描仪中包括仅用于预扫描对准过程的专用相机取决于扫描仪配置及其使用环境可能较昂贵、庞大、或易碎。尤其在自服务情形下，负担得起的、坚固的、且容易的等待以在进行扫描之前将眼睛预对准具有缓解用户对复杂或高度受限过程的厌恶的潜力。图2A至图2D表示虹膜渐晕的示例。图2A中的虹膜处于其最少渐晕的自然位置。眼睛相当地居中并且其光轴基本上平行于扫描仪光轴，并且头部直接面向扫描仪。虚线圈201标记了虹膜与巩膜之间的外虹膜边界。类似地，虚线圈203标记了虹膜与瞳孔之间的内虹膜边界。即使在这个最优位置，虹膜的区域204因上眼睑和睫毛而发生渐晕，使得虹膜特征中的一些不易见到。在某些情况下，如果用户涂了睫毛膏、困倦、或遭受过敏、结膜炎或类似的眼睛发炎，则区域204可能会被放大。在图2B中，虹膜仍然在眼睛中居中并且眼睛的光轴仍然平行于扫描仪的光轴，但在进行扫描时，眼睛在扫描仪场中偏离中心。虹膜的区域214因上眼睑和睫毛而发生渐晕。另外，扫描边界外部的区域216因图像捕获场的边缘而发生渐晕并且因此不可读。在图2C中，眼睛朝侧面掉转视线，并且虹膜在眼睛的角落里。虹膜的区域224因上眼睑和睫毛而发生渐晕。虹膜的区域234因下眼睑和睫毛而发生渐晕。另外，虹膜因由眼睛的光轴与扫描仪的光轴之间的非垂直角度导致的透视缩短而发生失真。虹膜的右边缘沿着线228而非221，这使虹膜特征的纵横比发生失真。在图2D中，眼睛掉转视线直接进入扫描仪但头部被部分地转向离开扫描仪，再次将虹膜置于眼睛的角落里。虹膜的区域244因上眼睑和睫毛而发生渐晕。虹膜的区域254因下眼睑和睫毛而发生渐晕。透视缩短将虹膜边缘置于线238而非线231处。在图2B、图2C和图2D中，眼睛或头部与扫描仪的未对准导致比图2A的最优对准更多缺失或失真的虹膜特征。如果足够的区别特征缺失或失真，则错误匹配或不匹配的几率增加。图3A至图3G是平面光源的示例的概念性图解。所述示例是非限制性的；这些以外的其他类型的平面光源可以与对准目标发生器的实施例一起使用。图3A是发射光310的平面光源302的示意性符号。此符号在稍后的附图中可以表示其他所展示的平面光源中的任何一个或任何合适的已知替代物。图3B表示通过导电叉齿318和照明平面漫射器316被供电的发光二极管(LED)314。LED314可以以点光源的方式发光，但在其发射光被平面漫射器316散射时，平面漫射器316的前表面表现为平面光源。虽然展示了经封装的LED314和单独本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：平面光源；以及光学具组，所述光学具组将来自所述平面光源的光透射或反射到已对准眼睛位置；其中，离开所述光学具组的所述透射或反射光的特性是对所述已对准眼睛位置处的已对准眼睛是可见的；其中，所述特性对在与所述已对准眼睛位置相差大于阈值的位置处的未对准眼睛是不可见的；并且其中，所述阈值是由生物测定数据与从具有已对准眼睛的用户可获得的相比的损失或失真限定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：平面光源；以及光学具组，所述光学具组将来自所述平面光源的光透射或反射到已对准眼睛位置；其中，离开所述光学具组的所述透射或反射光的特性是对所述已对准眼睛位置处的已对准眼睛是可见的；其中，所述特性对在与所述已对准眼睛位置相差大于阈值的位置处的未对准眼睛是不可见的；并且其中，所述阈值是由生物测定数据与从具有已对准眼睛的用户可获得的相比的损失或失真限定的。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述平面光源包括发光二极管阵列。3.如权利要求1所述的设备，其中，所述平面光源包括：发光二极管；以及第一光学元件，所述第一光学元件被定位用于对来自所述发光二极管的发射光重新配置以形成从平面源发射的类似光。4.如权利要求1所述的设备，其中，所述平面光源包括自照明屏幕。5.如权利要求1所述的设备，其中，所述光学具组将所述透射或反射光朝向所述已对准眼睛位置会聚。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述光学具组包括：光束阻挡器，所述光束阻挡器具有均匀宽度的环形孔径；以及光束成形元件，所述光束成形元件形成所述环形孔径的图像；其中，所述已对准眼睛看见均匀宽度的被照亮的环形；并且其中，所述未对准眼睛看见被照亮的新月形。7.如权利要求1所述的设备，其中，所述光学具组包括：窗口，所述窗口具有在第一180度扇区内的第一透射光谱以及在第二180度扇区内的第二透射光谱；其中，所述已对准眼睛看见与经所述第一透射光谱和所述第二透射光谱的平均光谱过滤的所述平面光源相对应的颜色；并且其中，所述未对准眼睛看见与经所述第一透射光谱或所述第二透射光谱过滤的所述平面光源相对应的颜色。8.如权利要求1所述的设备，其中，所述光学具组包括：窗口，所述窗口具有在第一120度扇区内的第一透射光谱、在第二120度扇区内的第二透射光谱、以及在第三120度扇区内的第三透射光谱；其中，所述已对准眼睛看见与经所述第一透射光谱、所述第二透射光谱和所述第三透射光谱的平均光谱过滤的所述平面光源相对应的颜色；并且其中，所述未对准眼睛看见与经所述第一透射光谱、所述第二透射光谱或所述第三透射光谱过滤的所述平面光源相对应的颜色。9.如权利要求1所述的设备，其中，所述光学具组包括光束阻挡器，所述光束阻挡器被多个波导以朝向所述已对准眼睛位置会聚的角度穿透；其中，来自所述平面光源的光进入并离开所述波导中的每个波导；其中，所述已对准眼睛看见与每个波导相对应的最亮点；以及其中，所述未对准眼睛看见较暗或较少的点。10.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·史蒂文斯，Y·西，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US