專利名稱：虹膜圖像拾取裝置和虹膜鑒別裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在拾取用于個人鑒別的虹膜圖像中，用于引導眼睛位置的虹膜圖像拾取裝置和一種虹膜鑒別裝置，并尤其涉及一種能夠通過降低虹膜圖像拾取重復次數(shù)，高速進行虹膜鑒別的虹膜圖像拾取裝置和虹膜鑒別裝置。
背景技術：
圖8A是傳統(tǒng)虹膜鑒別裝置的正視圖。圖8B是圖8A沿B-B線的部分視圖。圖8C是圖8A所示虹膜一次拾取圖像的視線引導部件的放大視圖。虹膜鑒別裝置設置一個用于在其正面?zhèn)鲗Ыt外光的拾取窗1，和一個布置在其后的虹膜圖像拾取照相機(未示出)。近紅外光的傳導窗2，3布置在拾取窗1的兩側。近紅外光發(fā)射裝置(未示出)布置在近紅外光的傳導窗2，3的后側。
一個用于虹膜圖像拾取的視線引導部件4設置在拾取窗1上部。用于虹膜圖像拾取的視線引導部件4具有LED組6，所述LED組6以預定形狀形成在約1.5cm長的右/左壁5L，5R和上/下壁5U，5D圍成的凹槽5的底部5a上。在所示實施例中，所述LED組6以長方形框的形狀布置。用于虹膜圖像拾取的視線引導部件4在其周圍包括用于指示虹膜鑒別進程的報告LED7，和用于提醒被鑒別人員向前/向后移動的指示LED8。
當被鑒別人員面對拾取窗1站在左側時，被鑒別人員看到LED組6的長方形框的左框6L是一個比實際形狀細的形狀，或者不能看倒左框6L，因被左壁5L阻擋。當被鑒別人員面對拾取窗1站在右側時，長方形框的右框6R由右壁5R阻擋。為了面向拾取窗1站立，被鑒別人員移動到他/她看見長方形框的右/左框6R，6L沒有被部分或者全部隱藏的位置。
類似地，當一高個子人來到距離虹膜鑒別裝置很近的地方，長方形框的上框6U被上壁5U部分隱藏。當一矮個子人來到距離虹膜鑒別裝置很近的地方，長方形框的下框6D被下壁5D部分隱藏。因此使這些被鑒別人員能夠前后調節(jié)。為了前后調節(jié)，如果被拍攝人的圖像沒有站在預定尺寸內(nèi)，那么一個控制器打開指示LED8以指示被鑒別人員前或后移動，以及在用于虹膜圖像拾取的視線引導部件4上的該指示器。
如果在虹膜鑒別裝置上拍攝了虹膜圖像，報告LED7打開，以為被鑒別人員報告鑒別的進程，使其知道在進行圖像拾取中。被鑒別人員看到這一指示知道在進行圖像拾取或者已完成圖像拾取及在進行鑒別中。
上述的用于虹膜圖像拾取的視線引導部件4能夠引導被鑒別人員站在對于鑒別虹膜圖像最佳的拍攝位置。但是，當報告LED7或者指示LED8打開，而被鑒別人員看到凹槽5中的LED組6時，被鑒別人員自然轉向報告LED7或者指示LED8，因此人的眼睛的位置離開原來的初始位置。這不可能進行虹膜圖像拾取，因此需要重新進行虹膜圖像拾取。重復進行幾次沉悶的虹膜鑒別，給被鑒別人員帶來不愉快的感覺。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種虹膜圖像拾取裝置和虹膜鑒別裝置，這些裝置能夠降低虹膜圖像拾取重復次數(shù)，以加速虹膜鑒別。
為達到上述目的的虹膜圖像拾取裝置的特征是該裝置包括用于拍攝被鑒別人員虹膜的圖像拾取裝置；設置在圖像拾取裝置正上方的指示裝置，它用于引導被鑒別人員站在被鑒別人員的位置上以及顯示被鑒別人員的鑒別進程；和用于控制指示裝置的控制裝置。在這種結構中，被鑒別人員知道鑒別的進程，他/她的視線沒有轉移并且獲得良好的虹膜圖像。
優(yōu)選地，本虹膜圖像拾取裝置的特征是指示裝置包括一個以徑向布置的LED組。在這種結構中，可以利用徑向的指示裝置以順時針或者逆時針方向顯示鑒別進程，因此允許直觀地報告進程。
優(yōu)選地，本虹膜圖像拾取裝置的特征是指示裝置布置在凹槽的底部，并以被鑒別人員的視線方向凹下。這種結構中，當被鑒別人員從最佳位置離開時，在底上的指示裝置被繞凹槽的壁隱藏。因此可以引導被鑒別人員到最佳位置。
優(yōu)選地，虹膜圖像拾取裝置的特征是指示裝置包括右/左條形指示部件，它們分別設置在靠近形成凹槽的右/左壁的位置上，和中心條形指示部件，它設置在右/左條形指示部件的中間。這種結構中，被鑒別人員通過識別由右/左壁隱藏的右/左條形指示部件，能夠向中心校正他/她的位置。
優(yōu)選地，虹膜圖像拾取裝置的特征是每一右/左條形指示部件的長度等于中心條形指示部件的長度。這種結構中，當他/她看到由繞凹槽的壁隱藏條形指示部件的這些指示部件之間的長度不相等時，知道三個條形指示部件的長度相等的被鑒別人員容易發(fā)現(xiàn)他/她的位置錯誤。
優(yōu)選地，虹膜圖像拾取裝置的特征是中心條形指示部件的長度比每一右/左條形指示部件的長度長。這種結構中，當他/她看到由上/下壁隱藏的條形指示部件的這些指示部件之間的長度相等時，知道中心條形指示部件的長度比右/左條形指示部件的長度長的被鑒別人員容易發(fā)現(xiàn)他/她的位置錯誤。
優(yōu)選地，虹膜圖像拾取裝置的特征是在上/下壁上刻蝕與中心條形指示部件對準的凹部以形成凹槽。這種結構中，如果被鑒別人員的位置距離用于虹膜圖像拾取的視線引導部件太近，那么中心條形指示部件的長度超過右/左條形指示部件的長度。隱藏被鑒別人員容易發(fā)現(xiàn)他/她的位置錯誤。
達到本目的的虹膜鑒別裝置包括上述結構的虹膜圖像拾取裝置。這種結構中，縮短被鑒別人員等待鑒別完成的時間，因此降低被鑒別人員的工作負荷。
圖1是根據(jù)本發(fā)明覆蓋虹膜鑒別裝置的外板的正視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例虹膜鑒別裝置的正視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例用于虹膜圖像拾取裝置的視線引導部件的放大視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例用于虹膜圖像拾取的視線引導部件40的指示轉換圖表；圖5是表示本發(fā)明第一實施例中的鑒別進程；圖6A和6B是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置；圖7A和7B是表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置；和圖8A和8B是表示傳統(tǒng)的用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施例將參照附圖進行詳細描述。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例虹膜鑒別裝置的正視圖。根據(jù)本發(fā)明的虹膜鑒別裝置10包括一個縱向固定臺11。虹膜照明器材12，13固定在縱向固定臺11的左和右端。每個虹膜照明器材12，13包括用于聚光和發(fā)射近紅外光到虹膜上的聚光透鏡，和為了在虹膜的方向上面向照射光方向，用于照明12a，13a的掃描電機及用于照明12a，13a的俯仰電機。
用于廣角照相機14，15的照明器材以每個照明器材(在固定臺11的中心)的內(nèi)部方向固定在固定臺11上。照明器材14，15還由大量發(fā)光二極管的集合構成。因為它們只用近紅外光均勻照亮一寬范圍(不需要掃描或俯仰操作)，所以照明器材14，15被固定在固定臺上和未設置聚光透鏡。
一支撐板16以照明器材14的內(nèi)部方向被選擇安裝在固定臺11上(在固定臺11的中心)。一支撐板17以照明器材15的內(nèi)部方向被選擇安裝在固定臺11上(在固定臺11的中心)。俯仰臺20連接在兩個支撐板16，17之間。
俯仰臺20分別在左和右側包括軸20a，20b。每個軸20a，20b在支撐板16，17上分別被支撐旋轉。軸20a直接與用于與支撐板16連接的俯仰的電機21旋轉軸連接。俯仰臺20被驅動以箭頭A的方向旋轉。擋板29與另一軸20b連接。
俯仰臺20包括一個傳真照相機(窄角照相機)22，一個用于掃描的鏡子23，一個測距器(距離傳感器)24，一個廣角照相機25，和一個用于掃描的電機26。傳真照相機22布置在俯仰臺20的支撐板17上，以使光軸可以與俯仰臺20的旋轉軸同軸。用于掃描的鏡子23布置在傳真照相機22的前面。光在傳真照相機22上的用于掃描的鏡子23上反射。用于掃描的鏡子23繞垂直于傳真照相機22的光軸的軸旋轉，即以箭頭B的方向。
用于以箭頭B的方向使掃描鏡子23的旋轉電機旋轉的用于掃描的電機26與俯仰臺20的支撐板16連接，并通過連接機構27驅動用于掃描的鏡子23旋轉。與用于掃描的鏡子23聯(lián)鎖的測距器24以箭頭B的方向被驅動，并且面對物體照射近紅外光，因此可以高精度測距。測距器24通過連接機構還可由掃描的電機26驅動旋轉。
廣角照相機25布置在用于掃描的鏡子23和用于掃描的電機26之間，并且其光軸設置成與俯仰臺20的旋轉軸相交。這可以去除廣角照相機25和傳真照相機22之間的高低位差。
控制器30布置在固定臺11上。所述控制器30控制虹膜照明器材12，13的發(fā)光二極管，用于照明12a，13a的掃描電機，用于照明12b，13b的俯仰電機，用于廣角照相機14，15的照明器材的發(fā)光二極管，用于俯仰臺20的俯仰的電機21，用于掃描的電機26，廣角照相機25，傳真照相機22，測距器24的操作，也可執(zhí)行在下述視線引導部件上LEDs的照明控制，控制器30通過用傳真照相機拍攝的虹膜圖像與從虹膜圖像數(shù)據(jù)庫(未示出)中獲得的記憶數(shù)據(jù)(已記錄人的虹膜圖像)比較來鑒別。
(實施例1)圖1是參照圖2所示的覆蓋虹膜鑒別裝置外板的正視圖；在外板31上，在其正中心，拾取窗32設置成傳導近紅外光并截止可見光。在拾取窗32的右和左側，設置用于照明33，34的窗傳導近紅外光。通過窗33，34來自用于廣角照相機14，15或者虹膜照明器材12，13的右/左照明器材的照射光照射被鑒別人員的面孔和虹膜。照射光的反射光(近紅外光)通過拾取窗32入射到廣角照相機25的拾取鏡上，并被反射到用于掃描的鏡子23上，然后入射到傳真照相機22的拾取鏡上。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例基本上在上述拾取窗32之上設置用于虹膜圖像拾取的視線引導部件40。用于虹膜圖像拾取的視線引導部件40包括一個設在外板31上的長方形凹槽41，和布置在凹槽41左側用于判斷的三個LEDs42，43，44，如圖3所示。通過基本上在上述拾取窗32之上設置的虹膜圖像拾取的視線引導部件40，在沒有睫毛隱藏虹膜時，可以拾取被鑒別人員的虹膜圖像。
用于判斷的LED42指示“OK”意思是被鑒別人員的鑒別結果與已記錄的人(已鑒別可進入房間的人)的虹膜一致。用于判斷的LED43指示“NG”意思是被鑒別人員的鑒別結果與記錄的人的虹膜不一致。LED44指示“等待”意思是鑒別通過系統(tǒng)中另一照相機正在進行。這些用于判斷的LED指示器報告不與被鑒別人員虹膜圖像拾取時間重疊的信息。當被鑒別人員的面孔和虹膜被拍攝時，這些LED在這時區(qū)內(nèi)不點亮。
圖3是設在用于虹膜圖像拾取的視線引導部件40的凹槽41底部的LED組的放大視圖。沒有顯示單獨的LEDs。在本實施例中，左側垂直條狀LED組(條形指示器)45以靠近形成凹槽41左壁41L的垂直條形布置，右側垂直條狀LED組(條形指示器)46以靠近形成凹槽41右壁41R的垂直條形布置，和徑向LED組47在左側垂直條LED組45和右側垂直條LED組46之間的中心處以徑向布置。
徑向LED組47包括一個布置在中心的LED 47m和六個徑向布置在47m周圍的LED組47a，47b，47c，47d，47e，47f。LED組47a和LED組47d平行于右/左垂直條形LED組45，46布置，并且一起構成條形指示部件。從LED組47a的上端到LED組47d的下端的長度等于LED組45，46從上端到下端的長度。
用于上述結構的虹膜圖像拾取的視線引導部件40構成的LEDs組與如圖2所示的控制器30連接，LEDs的打開，關閉和閃爍由控制器30控制。判斷LEDs 42，43，44也與控制器30連接。LEDs 42，43，44的打開由控制器30控制。
圖4是根據(jù)本實施例用于虹膜圖像拾取的視線引導部件40的LED打開狀態(tài)的轉換圖表。例如，在房間入口設置的圖1中的虹膜鑒別裝置，在此只有已鑒別的人員能夠進入房間。想進入房間的人員站在虹膜鑒別裝置前。
圖4中指示模式1，或者中心的47m的狀態(tài)單獨打開，同時其它的LEDs關閉，表示準備狀態(tài)。如圖1所示來自測距器24的一個紅外光在正前方照射，當測距器24檢測反射光時，控制器30識別被鑒別人員是在正前面，并且使其轉換到指示模式2。
在模式2中，右/左條形LED組45，46，中心的LED47m，和上/下LED組47a，47b被打開。當被鑒別人員看到LED組亮時，選擇站立的位置看到右/左條形LED組45，46的寬度相同。因此，被鑒別人員正好位于拾取窗32的前面。被鑒別人員能夠在中間看到上/下徑向LED組47a，47b，以使其比圖8所示的傳統(tǒng)部件容易檢測中心位置。
當被鑒別人員站在他/她在凹槽41的中心看到條的上/下端沒有被隱藏的三個垂直條(右/左LED組45，46和中心LED組47a，47d)的位置上時，被鑒別人員站在最佳位置的前后方向。如果控制器30確定人員的圖像沒有在由廣角照相機拍攝預定范圍的尺寸內(nèi)，那么控制器30通知被鑒別人員向前或者向后移動，以使人的圖像在預定范圍內(nèi)。
模式3顯示一個向前移動的指示。在所示實例中，指示向上的箭頭。即，中心LED47m，LED組47c，47d，47e被打開，同時與箭頭尖對應的LED組47a閃爍。
模式3’表示指示向后移動。在所示實例中，指示向下的箭頭。即，中心LED47m，LED組47a，47b，47f被打開，同時與箭頭尖對應的LED組47d閃爍。模式3和3’只有需要時使用。另外，使運行轉換到模式4。
在模式4中或者后來的模式中，虹膜鑒別的程序用徑向LED組47a，47b，47c，47d，47e，47f表示。在本實施例中，虹膜鑒別的程序由3步驟表示，“拾取面孔圖像”，“拾取眼睛圖像”，和“比較”。
在模式4中，“拾取面孔圖像”由打開中心LED 47m和徑向LED組47a報告，并且使LED組47 b關閉。當在進行該報告時，控制器30打開用于廣角照相機14或15的照明器材，并且用廣角照相機25拍攝被鑒別人員面孔照片。
當拍攝好面孔照片時，使其運行轉換到模式5。在模式4中閃爍的LED組47b此時打開，并且下一LED組47c閃爍。模式5意思是面孔圖像拾取結束，同時眼睛圖像拾取開始?；谀Ｊ?，控制器30使用圖像匹配技術從面孔圖像獲得被鑒別人員右眼的位置，計算所獲得的右眼坐標，確定虹膜照明器材12或者13朝向眼位置坐標的照射方向，調節(jié)用于俯仰的電機2 1方向和用于掃描的鏡子23的方向，然后確定傳真照相機22的朝向眼位置的坐標的圖像拾取方向。
在模式6中，在模式5中閃爍的LED組47c現(xiàn)在打開，并且下一LED組47d閃爍。模式6意思是眼圖像已被拍攝，基于模式6，控制器30使用傳真照相機22拾取右眼的放大圖像。
當右眼放大的圖像拍攝后，使其運行轉換到模式7。在模式7中，在模式6中閃爍的LED組47d現(xiàn)在打開，并且下一LED組47e閃爍。模式7意思是右眼的放大圖像拾取結束，同時鑒別開始(比較)。
基于模式7，控制器30從所拍攝的右眼的放大圖像中截取虹膜圖像。然后控制器將虹膜圖像與已記錄的每一進入房間的被鑒別人員的右眼的虹膜圖像比較。當該比較完成后，執(zhí)行進入與模式1相同的準備狀態(tài)的模式8。
如果已確定虹膜圖像是模糊的并且對于鑒別是不適合的，控制器30執(zhí)行自動聚焦過程，同時虹膜圖像再一次或者回到模式4以開始拍攝面孔照片。如果已確定右眼的圖像對于鑒別是不適合的，控制器30開始拍攝面孔照片，獲得左眼的虹膜圖像，然后將所得的圖像與已記錄的左眼虹膜圖像比較。通過一單獨的鑒別程序，控制器不能確定被鑒別人員不是已記錄過的人員，而重復預定數(shù)量的次數(shù)的拾取和比較過程。直到其最后確定所測虹膜圖像不能通過鑒別，并打開LED43。
通過降低重復次數(shù)，從而降低被鑒別人員的等待時間是可能的，因此降低圖像拾取次數(shù)的數(shù)量，直到被鑒別人員被確定是已記錄的人員并且打開LED42。在本實施例中，從圖像拾取開始到圖像拾取鑒別結束，設在凹槽41外側的LED42，43，44不點亮并且只有在凹槽41中的LED組點亮。因此可以將被鑒別人員的視線固定在凹槽41中?？s短確定被鑒別人員作為已記錄人員的時間，因此降低被鑒別人員負擔。
(實施例2)圖6A是根據(jù)本發(fā)明第二實施例用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置50的正視圖。用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置50與根據(jù)第一實施例的用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置40不同，其中凹部51a，51b設在形成凹處51的各個壁的上壁5U和下壁5D的中心，凹部51a，51b設置成與徑向的LED組47a，47d對準。
在這種結構中，當高個子的被鑒別人員來到距離用于虹膜圖像拾取的視線引導部件50很近的位置處時，每個右/左條形LED組45，46的上端被上壁51U隱藏，如圖6B所示。另一方面，因為設置凹處51，中心徑向LED組47a全部可以看到。被鑒別人員發(fā)現(xiàn)LED組45，46的長度不等于從LED組47a上端到LED組47d下端的長度。因此被鑒別人員容易知道他/她距離虹膜鑒別裝置太近。
(第三實施例)圖7A是根據(jù)本發(fā)明第三實施例用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置60的正視圖。用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置60與根據(jù)第一實施例的用于虹膜圖像拾取的視線引導裝置40不同，其中從LED組47a上端到LED組47d下端的長度比右/左LED組45，46長。
如果提前知道長度不同的高個子被鑒別人員來到距離用于虹膜圖像拾取的視線引導部件50很近的位置處時，他/她看到中心LED組47a的上端和右/左條形LED組45，46在相同的水平線上，如圖7B所示。在這種情況下，被鑒別人員容易知道他/她距離虹膜鑒別裝置太近。
當用于執(zhí)行虹膜圖像鑒別(比較)的控制器30整體安裝在用于虹膜圖像拾取的虹膜拾取裝置上的虹膜鑒別裝置在上述實施例中已作為實例描述時，本實施例可以應用到用于執(zhí)行鑒別的處理器與虹膜圖像拾取裝置分離設置的裝置上，和處理器接收從虹膜圖像拾取裝置獲得的虹膜圖像數(shù)據(jù)并且用于鑒別的處理器執(zhí)行鑒別的虹膜鑒別裝置中。
當在上述實施例中用于判斷的LED42，43，44設置在凹槽41的外部時，LED組47的狀態(tài)可以在未設置用于判斷的LED42，43，44的情況下使用。在這種情況下，外部指示器的缺少提供了簡單的裝置，并且將被鑒別人員的視線固定到凹槽41的內(nèi)部，這是一個良好的結構。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供虹膜圖像拾取裝置，和能夠鎖定被鑒別人員的視線的虹膜鑒別裝置，同時被鑒別人員的虹膜圖像被拍攝，并且能夠減少虹膜圖像拾取時間，以縮短處理時間完成鑒別。
權利要求
1.一種虹膜圖像拾取裝置，包括一個用于拾取人的虹膜圖像的圖像拾取部件；一個基本上設置在上述圖像拾取部件上方以引導所述人站在適當位置并指示該人的鑒別進程的指示部件；和一個用于控制所述第一指示器和所述第二指示器的控制器。
2.如權利要求1所述的虹膜圖像拾取裝置，其中所述指示器部件包括多個分別徑向布置的LED組。
3.如權利要求1所述的虹膜圖像拾取裝置，其中還包括一凹部，其基本上設置在上述圖像拾取部件上方，所述指示器部件布置在所述凹部的底部。
4.如權利要求3所述的虹膜圖像拾取裝置，其中所述指示部件包括分別設置在鄰近凹部右/左壁位置上的右/左條形LED組；和一個設置在右/左條形指示器中間的中心條指示器。
5.如權利要求4所述的虹膜圖像拾取裝置，其中每個所述右/左條形指示器的長度等于所述中心條形指示器的長度。
6.如權利要求4所述的虹膜圖像拾取裝置，其中所述中心條形指示器的長度比每個所述右/左條形指示器的長度長。
7.如權利要求5所述的虹膜圖像拾取裝置，其中凹部設在所述凹槽的上壁和下壁的所述條形指示器的延長部分上。
8.一虹膜鑒別裝置，包括一如權利要求1所述的虹膜圖像拾取裝置。
全文摘要
虹膜拾取裝置包括一個以被鑒別人員的視線方向凹下的凹槽，該凹槽設置在外板上，外板覆蓋用于拾取人的虹膜圖像的圖像拾取裝置；布置在凹槽底部的指示器；布置在凹槽周圍的外部指示器；和一個用于執(zhí)行指示器的照明控制和在圖像拾取部件的圖像拾取時間重疊的期間，保持外部指示器關閉的控制器。因為所述外部指示器在圖像拾取期間保持關閉，所以被鑒別人員的視線不移向外部指示器，因此拾取的虹膜圖像不模糊。
文檔編號G06T1/00GK1416779SQ0214695
公開日2003年5月14日 申請日期2002年10月29日 優(yōu)先權日2001年10月31日
發(fā)明者中井川知由, 生駒賢 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社