一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，该装置光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块位于石英板正下方；散热固定板设有M6螺纹孔，用于安装光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块，与机械位移装置通过螺纹连接，由机械位移装置控制进行位移；线性阵列传感模块左右两侧散热的固定板部位安装了光源线性阵列模块；线性阵列超声传感模块连接前置信号放大单元，本发明专利技术通过线性阵列超声传感模块和DOE器件，将光线转变成线性点聚焦双重叠结构，在保证线性扫描面积的基础上提高了扫描的速度和扫描性上的光强使得被检测的光声信号即超声波信号强度更大，识别目标与背景的对比信息更加明显，识别结果更加精确。

A kind of anti-counterfeiting identification device and method of photoacoustic intensity based on linear array Mini LED

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置及其方法
本专利技术涉及一种血管强度防伪识别装置，尤其涉及一种光声成像、皮下血管防伪以及生物识别装置及其防伪识别方法。
技术介绍
光声血管技术是利用被测物体吸收光能，产生光声效应，激发光声信号即超声波成像，具有高对比度和高分辨率的特点，可利用杨氏模量区分不同人的血管光声信号和同一个人的血管与非血管物质；也能依据光声信号强度，构建血管拓扑结构对比图像。生物识别通过人体固有的生理和行为特征进行个人身份的鉴别，较传统身份认证技术，密钥随时携带，不易丢失遗忘或被盗取，防伪性更强，广泛应用于国家安全、信息安全、网络安全、安全认证、电子认证等领域；其中生物识别包括如下几种技术：(1)指纹识别在所有生物识别技术中，指纹识别是当前应用最为广泛的一种，实现指纹识别方法也很多：比较指纹的局部细节；通过全部特征进行相关识别；指纹的波纹边缘识别等。这种技术产品价格相对低廉、体积较小。但指模出现后，该技术容易被伪造。(2)手掌几何学识别这种方法就是通过测量使用者的手掌和手指的物理特征来进行识别，高级的产品还可以识别三维图像。使用硅胶模具较容易破解这种生物识别方法。(3)视网膜识别视网膜识别使用光学设备发出的低强度光源扫描视网膜上独特的图案，并对图案进行处理和识别。这要求视网膜扫描设备精度很高，同时扫描过程中使用者必须盯着一点。同样，美瞳等类似产品出现，使得该技术容易被伪造。(4)虹膜识别虹膜识别是使用CCD对人眼成像，然后对虹膜进行图像处理和识别，因为活体的瞳孔大小是正常的，所以该技术被认为最安全的技术之一，也是目前最热门的技术之一，已有集成到如手机、平板等移动设备上的产品。同样，美瞳等类似产品出现，也使得该技术容易被伪造。(5)面部识别面部识别是市场占有率仅次于指纹识别的技术，也是识别算法研究最多的技术之一。当前，新的成像方法不断涌现，比如：3D面部成像和红外面部成像技术等。这些方法都基于生物体表面成像，很容易被硅胶模具所破解。本项目组成员研究了面部热红外成像技术，主要是利用热成像仪读取人脸热分布，依据热梯度传播公式，反演算人脸的血管分布，再进行识别。但红外和热红外CCD的核心技术较多在国外，并且这种产品涉军工，国内大批量采购困难，并且价格偏高，所以这项技术的发展并不乐观。(6)静脉识别静脉识别使用近红外光(一般910nm)照明手掌或手指等部位，对静脉成像后，滤波、去噪声、细化再特征提取识别。这种方法是对血管成像，是目前安全性最高的技术之一。这种技术的核心专利集中在日本公司，并因为需要红外CCD，整机价格很高，不容易推广。指纹识别、虹膜识别、人脸识别、3D人脸识别、视网膜识别、静脉识别等生物识别技术都是以CCD光学成像后进行图像识别，伴随指模美瞳面具等产品制作水平越来越高，这些技术的安全性越来越低；目前国际公认的应用最广泛价格最低廉易用性极高的生物认证技术仍是指纹，已经配置在笔记本、手机等电子产品中，人脸技术被称为是最自然、最直观的一种生物特征识别技术与指纹等其他生物特征识别方式相比，人脸识别具有显著优点：智能交互，用户接受程度高；直观性突出，符合人以貌识人的认知规律；适应性强，安全性好，人脸识别的市场份额在逐年扩大。虹膜识别是当前便捷性和精准性结合最好的一种生物识别技术，2005年，中科院自动化所模式识别国家重点实验室，因为在虹膜图像获取以及识别技术方面取得的突出成绩，获得国家技术专利技术二等奖静脉识别技术主要是对体内的血管进行成像识别，因为仿制一个特定个体的静脉图纹非常困难，所以静脉识别技术具有很高的安全性能，也是目前被认为最有前景的技术之一。光声血管强度防伪识别技术结合了光声的物质特性，通过成像数据分析，实现多模态生物特征的识别。利用血液所激发的不同超声强度可形成血管拓扑结构图进行识别并区分血管的真伪。
技术实现思路
为克服现有静脉识别技术的防伪性不足，本专利技术提供了一种基于线性阵列式迷你(Mini)LED的光声强度防伪识别装置，该装置规避了传统静脉识别所采集图像不清晰以及伪造血管和伪造图片误识别的缺点，并采用待测区域中血管的光声信号强度阈值防伪，不仅可以实现血管拓扑结构清晰成像，还可进行光声阈值像融合防伪识别；该系统所采用的衍射光学元件(DiffractiveOpticalElements，DOE)，以下称为DOE器件，将MiniLED光线整形转变成线性点重叠聚焦结构，在保证扫描线面积的基础上，提高线扫描速度和精确度，提高了线性聚焦点上的光强，使得检测超声波的强度更大，获取的光声信号阈值信息更准确。该系统可实现待测区域的超声信号的接收，实现光声信号信息流的全面处理，大幅提高防伪的准确度和识别的精准性。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其中包括石英板、光源线性阵列模块、线性阵列超声传感模块、散热固定板、前置信号放大单元、机械位移装置和防伪识别单元；所述的光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块位于石英板正下方；所述散热固定板设有M6螺纹孔，用于安装光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块，与机械位移装置通过螺纹连接，由机械位移装置控制进行位移；所述线性阵列传感模块左右两侧散热的固定板部位安装了光源线性阵列模块；线性阵列超声传感模块连接前置信号放大单元，前置信号放大单元通过BNC数据线(带BNC接头的数据传输线，BayonetNutConnector卡扣配合型连接器)与防伪识别单元相连。所述光源线性阵列模块与线性阵列超声传感模块成45°角，从下到上依次设有MiniLED光源、准直镜和DOE器件；所述准直镜用作准直光束；所述DOE器件处于光源线性阵列模块的顶部，将平行光转换成聚焦光，聚焦于石英板上；所述线性阵列超声传感模块的两侧的MiniLED的光束聚焦点相互重合。进一步地，所述的石英板为T型，材质为二氧化硅，顶部延伸部厚度为0.5mm，底面贴合线性阵列超声传感模块，用于超声耦合。进一步地，所述的线性阵列超声传感模块，规格为32阵元，尺寸约为4mm×10.35mm。进一步地，所述的光源线性阵列模块的DOE器件用于聚焦平行光，使MiniLED发出的光线重叠聚焦于线性阵列超声传感模块正上方的顶部石英板处，最终的光线均匀度优于85％，聚焦光斑直径约为0.05mm，光斑间距约为0.005mm。进一步地，所述的线性阵列超声传感模块中的超声阵列传感器与前置信号放大单元相连，信号放大后传输至防伪识别单元。进一步地，，所述的散热固定板在为MiniLED光源散热的同时带动光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块进行线性位移。进一步地，所述的机械位移装置采用常规二维机械位移平台沿x轴进行线性位移，带动散热固定板进行位移，控制整个系统做b-扫描。。进一步地，所述的防伪识别单元对接收到的超声信号进行处理，并进行血管成像和防伪识别。所述的机械位移装置控制散热固定板进行扫描。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，包括石英板、光源线性阵列模块、线性阵列超声传感模块、散热固定板、前置信号放大单元、机械位移装置和防伪识别单元；所述的光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块位于石英板正下方；所述散热固定板设有M6螺纹孔，用于安装光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块，与机械位移装置通过M6螺纹连接，由机械位移装置控制进行位移；所述线性阵列传感模块左右两侧散热的固定板部位安装了光源线性阵列模块；线性阵列超声传感模块连接前置信号放大单元，前置信号放大单元通过bnc数据线与防伪识别单元相连；所述光源线性阵列模块与线性阵列超声传感模块成45°角，从下到上依次设有Mini LED光源、准直镜和DOE器件；所述准直镜用作准直光束；所述DOE器件处于光源线性阵列模块的顶部，将平行光转换成聚焦光，聚焦于石英板上；所述线性阵列超声传感模块的两侧的Mini LED的光束聚焦点相互重合。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，包括石英板、光源线性阵列模块、线性阵列超声传感模块、散热固定板、前置信号放大单元、机械位移装置和防伪识别单元；所述的光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块位于石英板正下方；所述散热固定板设有M6螺纹孔，用于安装光源线性阵列模块和线性阵列超声传感模块，与机械位移装置通过M6螺纹连接，由机械位移装置控制进行位移；所述线性阵列传感模块左右两侧散热的固定板部位安装了光源线性阵列模块；线性阵列超声传感模块连接前置信号放大单元，前置信号放大单元通过bnc数据线与防伪识别单元相连；所述光源线性阵列模块与线性阵列超声传感模块成45°角，从下到上依次设有MiniLED光源、准直镜和DOE器件；所述准直镜用作准直光束；所述DOE器件处于光源线性阵列模块的顶部，将平行光转换成聚焦光，聚焦于石英板上；所述线性阵列超声传感模块的两侧的MiniLED的光束聚焦点相互重合。


2.根据权利要求1所述的一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，所述的石英板为T型，材质为二氧化硅，顶部延伸部厚度为0.5mm，底面贴合线性阵列超声传感模块，用于超声耦合。


3.根据权利要求1所述的一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，所述的线性阵列超声传感模块，规格为32阵元，尺寸约为4mm×10.35mm。


4.根据权利要求1所述的一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，所述的光源线性阵列模块的DOE器件用于聚焦平行光，使MiniLED发出的光线重叠聚焦于线性阵列超声传感模块正上方的顶部石英板处，最终的光线均匀度优于85％，聚焦光斑直径约为0.05mm，光斑间距约为0.005mm。


5.根据权利要求1或4所述的一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，所述的MiniLED光源为线性阵列式，规格为32个，单个大小为0.2mm，接入波长532nm的光束，用于激励血管产生光声信号。


6.根据权利要求1所述的一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，所述的线性阵列超声传感模块中的超声阵列传感器与前置信号放大单元相连，信号放大后传输至防伪识别单元。


7.根据权利要求1所述的一种基于线性阵列式迷你LED的光声强度防伪识别装置，其特征在于，所述的散热固定板在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国栋，张春成，王乐，任重，刘涛，肖国辉，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：江西;36