眼睛图像采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种眼睛图像采集装置，包括：外置壳体，用于固结装置的其它部分；眼睛图像采集部件，用于采集使用者的眼睛图像；反射镜，用于将使用者眼睛引导入眼睛图像采集部件的视场范围；照明部件，用于为使用者提供合适的照明；测距部件，用于测量使用者眼睛的位置；眼睛图像采集控制部件，用于判断使用者眼睛是否进入沿眼睛图像采集部件光轴方向的采集范围，并控制眼睛图像采集部件和照明部件工作；其中，反射镜位于外置壳体正面的外表面，测距部件位于反射镜的上或下、左、右方，照明部件位于反射镜的下方，眼睛图像采集部件位于反射镜的后方，眼睛图像采集控制部件位于外置壳体内。本装置使用过程简单、使用范围广、使用方便精确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学成像装置，特别是涉及一种眼睛图像采集装置。
技术介绍
要采集到完整、清晰的人眼图像，需限制使用者眼睛相对采集装置上下、左右、前后三维六个方向的自由度，因此传统眼睛图像采集装置必须给出多种提示信息，且上述信息很难量化，要由使用者根据经验自行判断位置是否合适。这样就造成眼睛难于精确定位，使用者要通过装置提供的一些复杂提示，调整自己的位置，使自己的眼睛落入采集装置的采集范围。因而，其存在的主要问题是使用者必须经过培训才能正确使用采集装置，没有经验的使用者使用时间过长或无法取得清晰的图像。例如有些传统眼睛图像采集装置要求使用者在观察自己眼睛反射像与某一开口部分或标记相对位置重合的同时还要用左右眼观察设备内的两个光源，通过同时观察上述两种提示信息来自行判断位置是否合适。但由于上述传统眼睛图像采集装置未能给出精确、量化的提示信息，且使用者的位置是否合适由使用者自行判断，而由使用者眼睛瞳距差异及内、外斜视等情况而产生的使用误差无法消除。因此不能完全保证图像采集过程的准确性与使用方便性。同时，由于可见光对眼睛的刺激作用，光线强时眼睛瞳孔收缩，反之瞳孔扩张，上述瞳孔的变化会改变眼睛虹膜纹理的形状，从而影响眼睛虹膜的识别结果。传统的眼睛图像采集装置也未能解决这一问题。
技术实现思路
因此本专利技术所要解决的技术问题是提供一种使用过程简单、使用范围广、使用方便精确的眼睛图像采集装置，该装置采集到的眼睛图像具有较高的质量。本专利技术具体是这样实现的 一种眼睛图像采集装置，包括一个外置壳体，用于固结装置的其它部分；一个眼睛图像采集部件，用于采集使用者的眼睛图像；一个反射镜，用于将使用者眼睛引导入眼睛图像采集部件的视场范围；一个照明部件，用于为使用者提供合适的照明；该装置还包括如下部分一个测距部件，用于测量使用者眼睛的位置；一个眼睛图像采集控制部件，用于判断使用者眼睛是否进入沿眼睛图像采集部件光轴方向的采集范围，并控制眼睛图像采集部件和照明部件工作；其中，反射镜位于外置壳体正面的外表面，测距部件位于反射镜的上或下、左、右方，照明部件位于反射镜的下方，眼睛图像采集部件位于反射镜的后方，眼睛图像采集控制部件位于外置壳体内。按上述方案，所述测距部件的选择或开发遵循如下原则测距精度小于等于1厘米；输出连续的信号；对人体无伤害。按上述方案，所述眼睛图像采集控制部件包括一个信号转换单元和一个测距数据判断与图像采集控制单元。按上述方案，所述信号转换单元为一A/D转换元件，其将测距部件传来的电信号转换成一组实时测距数据，通过数据总线传递给测距数据判断与图像采集控制单元。按上述方案，所述测距数据判断与图像采集控制单元主要由一单片机与外围控制电路组成，其收到实时测距数据后，即与事先设置的一组标准距离数据进行比较，如果实时的测距数据并未落入标准距离数据范围内则继续重复上述比较过程，直至实时测距数据落入标准测距数据范围内时，即时启动眼睛图像采集部件与照明部件工作。按上述方案，还包括一个位置声音提示部件，当实时测距数据落入标准测距数据范围内时，测距数据判断与图像采集控制单元控制该位置声音提示部件发出特定声音，提示使用者。按上述方案，所述眼睛图像采集部件包括一个图像光电转换传感器和一个成像物镜。按上述方案，当图像光电转换传感器有效成像面积的长为d宽为h、成像物镜垂轴放大率为β、眼睛至反射镜的距离为L、眼睛至成像物镜入瞳的距离为LP时，反射镜外形尺寸长度D＝2*β*(LP-L)*d/LP；反射镜外形尺寸宽度H＝2*β*(LP-L)*h/LP。按上述方案，所述反射镜为反射可见光，透过红外光。按上述方案，在反射镜附近有一个发光元件，用于刺激使用者瞳孔，使瞳孔缩放运动相对稳定，该发光元件的中心线通过光瞳中心，波长范围在400nm-700nm之间，由设备控制其工作一段时间后关闭或一直工作并将其与眼睛图像采集部件的透过波段范围的中心值的波长差异限定在400nm。由于采用了上述装置，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点使用者只要保证左或右眼睛反射像是完整的即可，无需再将眼睛反射像调整到与某一部分或标记对准，降低了使用过程的复杂性，排除了视力差异造成的使用误差，扩大了使用者的范围。由测距部件与眼睛图像采集控制部件自行判断且完成眼睛图像采集过程，量化了使用者与本装置沿眼睛图像采集部件光轴方向的距离，排除了瞳距差异和内、外斜视所造成的使用误差，确保了采集到眼睛图像的质量。由于使用者是否进入沿眼睛图像采集部件光轴方向的采集范围内，由本装置自己判断决定。改变了传统人眼图像采集装置依靠使用者根据自己经验判断位置合适的状态，提高了使用方便性与精确性。本专利技术采用了发光元件，用于刺激使用者瞳孔，使瞳孔缩放运动相对稳定，从而解决了可见光对人眼的刺激问题。附图说明图1是本专利技术的装置外观图；图2是本专利技术的元件组成及工作原理图；图3是本专利技术中反射镜外形尺寸计算原理图；图4是本专利技术的测距部件与眼睛图像采集控制部件的工作流程图；图5是本专利技术的标准测距数据与沿眼睛图像采集部件光轴方向的采集范围的最远点关系图；图6是本专利技术的标准测距数据与沿眼睛图像采集部件光轴方向的采集范围的最近点关系图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施过程作进一步的说明。1、装置组成及位置关系本装置包括一个外置壳体，该装置还包括如下部分眼睛图像采集部件，用以采集使用者眼睛图像；定位部件，将使用者眼睛导入眼睛图像采集部件的视场范围，并测量使用者眼睛与眼睛图像采集部件的距离。定位部件又包含一反射镜；一测距部件；一眼睛图像采集控制部件，用以判断使用者眼睛是否进入沿眼睛图像采集部件光轴方向的采集范围；一照明部件，用以为使用者提供合适的照明。定位部件的上述四个部件固结在所述的外置壳体内，其中，测距部件与眼睛图像采集控制部件可为分离元件，也可结合在一起。眼睛图像采集部件包括一个图像光电转换传感器和一个专用成像物镜，图像光电转换传感器为通用部件，如CCD、CMOS等。选用时应注意光谱响应曲线峰值应在近红外区域，即700nm--1000nm之间，另外其分辨率应高于眼睛虹膜纹理的细节分辨率，即最小不少于25万像素。专用物镜的成像中心波长应与图像光电转换传感器的光谱响应曲线峰值相匹配。专用成像物镜按照数学模型要求确定其垂轴放大率，其数值孔径所决定的景深应大于测距部件所控制的沿物镜光轴的采集范围，其成像弥散圆应小于图像光电转换传感器一个像素点面积。眼睛图像采集部件的主要功能为专用物镜将照明部件照射到眼睛虹膜上的光线收集汇聚到图像光电转换传感器上，由图像光电转换传感器将光信号转变为电信号形成模拟或数字图像。在上述过程中眼睛图像采集部件应确保如下几点(1)将眼睛虹膜图像无损失的放大，使眼睛虹膜图像细节纹理特征显现出来；(2)滤除可见光干扰，使眼睛角膜反射的其他可见光影像不能成像。反射镜位于本装置正面的外表面，其外形尺寸长为D，宽为H，眼睛图像采集部件中图像光电转换传感器有效成像面积的长为d，宽为h。眼睛图像采集部件的成像物镜垂轴放大率为β。L为眼睛至反射镜距离。LP为眼睛至成像物镜入瞳的距离。其中D＝2*β*(LP-L)*d/LP，H＝2*β*(LP-L)*h/LP，如图3所示。该反射镜为反射可见光，透过红外光。测距部件位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种眼睛图像采集装置，包括：一个外置壳体，用于固结装置的其它部分；一个眼睛图像采集部件，用于采集使用者的眼睛图像；一个反射镜，用于将使用者眼睛引导入眼睛图像采集部件的视场范围；一个照明部件，用于为使用者提供合适的照明；其特征在于，该装置还包括如下部分：一个测距部件，用于测量使用者眼睛的位置；一个眼睛图像采集控制部件，用于判断使用者眼睛是否进入沿眼睛图像采集部件光轴方向的采集范围，并控制眼睛图像采集部件和照明部件工作；其中，反射镜位于外置壳体正面的外表面，测距部件位于反射镜的上或下、左、右方，照明部件位于反射镜的下方，眼睛图像采集部件位于反射镜的后方，眼睛图像采集控制部件位于外置壳体内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王钦，宋增禄，
申请(专利权)人：北京凯平艾森信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]