專利名稱：一種手指靜脈采集裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用電子電路進行生物特征識別的方法或裝置，特別是涉及一種手指靜脈采集裝置。
背景技術：
指紋識別基于人體指紋的外層特征，難以對相關人員在殘留的光滑物體表面?zhèn)卧熘讣y進行防偽，存在潛在的安全隱患。而手指靜脈位于人體表皮下面，幾乎是不可偽造的， 靜脈識別作為新興的生物識別技術，安全性非常高，不會遺失，不會被竊，無記憶密碼負擔。 但是，現(xiàn)有的手指靜脈采集裝置，體積都比較大，且有些裝置的自動曝光會過度或者不足， 有些裝置甚至沒有自動曝光的功能，靜脈圖像清晰度比較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是彌補上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種手指靜脈的采
集裝置。本發(fā)明的技術問題通過以下技術方案予以解決。這種手指靜脈采集裝置，包括殼體、設置在殼體下方的圖像接收面的互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,縮略詞為CMOS)傳感器和設置在殼體上方的背光單元。這種手指靜脈采集裝置的特點是所述殼體中部設有手指孔，在殼體內(nèi)與手指孔相對的位置為手指按壓面， 所述手指按壓面是作為手指靜脈采集窗口的凹形槽，手指靜脈采集窗口的尺寸大于
10.OmmX 25. 0mm。采集窗口為凹形槽,方便手指伸入并按壓,將采集手指靜脈圖像信息的光線呈現(xiàn)在圖像接收面。在所述殼體內(nèi)設有包括電路控制模塊和光學系統(tǒng)的手指靜脈圖像采集器。所述電路控制模塊包括控制所述CMOS傳感器完成采集圖像數(shù)據(jù)的主控芯片、提供時鐘信號給主控芯片的晶體振蕩電路、存儲單元芯片、加密芯片、降壓集成電路，以及與計算機通訊進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通訊單元，所述主控芯片分別與CMOS傳感器、晶體振蕩電路、存儲單元芯片、加密芯片、降壓集成電路和數(shù)據(jù)通訊單元連接。所述光學系統(tǒng)是透鏡系統(tǒng)，所述透鏡系統(tǒng)包括順應光路安裝在手指靜脈采集窗口正下方的紅外濾光片、設置在紅外濾光片正下方的平面反射鏡和平凸透鏡，所述平面反射鏡與水平面成45°夾角，將光線準確反射至垂直于底面放置的平凸透鏡中，所述平面反射鏡用于延長光路，使裝置的體積更加小型化，光線經(jīng)平面反射鏡反射進入平凸透鏡，再折射進設置在圖像接收面上采集圖像的CMOS傳感器上，將接收到的手指靜脈圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出，進行手指靜脈圖像的采集。本發(fā)明的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決。優(yōu)選的是，所述主控芯片是美國Cypress半導體公司出品的型號為CY7C68013A的主控芯片。所述晶體振蕩電路用于給所述主控芯片提供時鐘信號。所述存儲單元芯片是存儲有用于自動曝光的校正曲線的存儲單元芯片。優(yōu)選的是，所述存儲單元芯片是美國Atmel公司出品的型號為 AT24C64CN-SH-B (64K)的存儲芯片。優(yōu)選的是，所述加密芯片是深圳市華曦達科技股份有限公司出品的型號為 DM2016N的加密芯片，用于下載自有軟件算法和代碼，對用戶重要數(shù)據(jù)提供全方位、高安全度的保護，維護自身權(quán)益，避免軟件盜版。所述降壓集成電路用于將來自USB連接座的電源降壓后向主控芯片和CMOS傳感器提供電源，所述數(shù)據(jù)通訊單元用于與計算機聯(lián)合使用，以完成用戶手指靜脈采集、手指靜脈比對、異常報警、控制信號輸出功能，顯著提高了手指靜脈采集速率和識別精度。所述CMOS傳感器是至少8. 215萬像素的CMOS傳感器，圖像分辨率至少為500dpi， 符合中國公安部門和美國聯(lián)邦調(diào)查局(Federal Bureau of Investigation,縮略詞為FBI) 有關必須達到圖像分辨率為500dpi的要求。優(yōu)選的是，所述CMOS傳感器是美國Aptina公司出品的型號為MT9V117的高級視頻圖形陣列(Super Video Graphics Array,縮略詞為SVGA)的CMOS傳感器，由主控芯片提供時鐘信號、復位信號、同步信號和I2C信號進行控制，采集到的數(shù)據(jù)直接傳送至所述主控
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心/T 所述光學系統(tǒng)中的紅外濾光片，平面反射鏡和平凸透鏡的間距根據(jù)圖像質(zhì)量調(diào)
難
iF. O所述平面反射鏡的尺寸為21mmX27mm。所述背光單元包括設置近紅外光照射源和亮度調(diào)整單元，所述近紅外光照射源是安裝在手指靜脈采集窗口正上方的一組波長為850nm的近紅外發(fā)光二極管LED，用于發(fā)射透射手指的紅外射線，所述亮度調(diào)整單元基于所述存儲單元芯片存儲的用于自動曝光的校正曲線調(diào)整近紅外光照射源的亮度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術對比的有益效果是采用模塊化設計，其光學系統(tǒng)采用了合理的光源設計，縮減了長度，可以使用價格低廉的非專業(yè)鏡頭，電路控制模塊采用小封裝，克服了現(xiàn)有同類型的手指靜脈采集裝置體積大的缺陷，大大降低了系統(tǒng)成本，且便于攜帶，還可以與計算機聯(lián)合使用完成用戶手指靜脈采集、手指靜脈比對、異常報警、控制信號輸出功能，顯著提高了手指靜脈采集速率和識別精度。


圖I是本發(fā)明具體實施方式
的組成方框圖；圖2是本發(fā)明具體實施方式
的電路控制模塊的組成方框圖；圖3是本發(fā)明具體實施方式
的光路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
并對照附圖對本發(fā)明進行說明。一種如圖I 3所示的手指靜脈采集裝置，包括殼體、設置在殼體下方的圖像接收面的CMOS傳感器2和設置在殼體上方的背光單兀12。殼體中部設有手指孔，在殼體內(nèi)與手指孔相對的位置為手指按壓面，手指按壓面是作為手指靜脈采集窗口的凹形槽，手指靜脈采集窗口的尺寸大于10. OmmX 25. 0mm。采集窗口為凹形槽，方便手指伸入并按壓，將采集手指靜脈圖像信息的光線呈現(xiàn)在圖像接收面。在殼體內(nèi)設有包括電路控制模塊和光學系統(tǒng)的手指靜脈圖像采集器。電路控制模塊包括控制CMOS傳感器2完成采集圖像數(shù)據(jù)的主控芯片7、提供時鐘信號給主控芯片7的晶體振蕩電路5、存儲單元芯片10、加密芯片I、降壓集成電路11和與計算機通訊進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通訊單元6，主控芯片7分別與CMOS傳感器2、晶體振蕩電路5、存儲單元芯片10、加密芯片I、降壓集成電路11，以及數(shù)據(jù)通訊單元6連接。光學系統(tǒng)是透鏡系統(tǒng)，包括順應光路安裝在手指靜脈采集窗口正下方的紅外濾光片9、設置在紅外濾光片9正下方的平面反射鏡8和平凸透鏡3，平面反射鏡8與水平面成 45°夾角，將光線準確反射至垂直于底面放置的平凸透鏡3中，平面反射鏡8用于延長光路，使裝置的體積更加小型化，光線經(jīng)平面反射鏡8反射進入平凸透鏡3，再折射進設置在圖像接收面上采集圖像的CMOS傳感器2上，將接收到的手指靜脈圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出， 進行手指靜脈圖像的采集。主控芯片7是美國Cypress半導體公司出品的型號為CY7C68013A的主控芯片。晶體振蕩電路5用于給主控芯片7提供時鐘信號。存儲單元芯片10是美國Atmel公司出品的存儲有用于自動曝光的校正曲線的型號為AT24C64CN-SH-B(64K)的存儲芯片。加密芯片I是深圳市華曦達科技股份有限公司出品的型號為DM2016N的加密芯片，用于下載自有軟件算法和代碼，對用戶重要數(shù)據(jù)提供全方位、高安全度的保護，維護自身權(quán)益，避免軟件盜版。降壓集成電路11用于將來自USB連接座的電源降壓后向主控芯片和CMOS傳感器提供電源，數(shù)據(jù)通訊單元6用于與計算機聯(lián)合使用，以完成用戶手指靜脈采集、手指靜脈比對、異常報警、控制信號輸出等功能，有效提高手指靜脈采集速率和識別精度。CMOS傳感器2是美國Aptina公司出品的型號為MT9V117的至少8. 215萬像素的 SVGA CMOS傳感器，圖像分辨率至少為500dpi，符合中國公安部門和美國FBI有關必須達到圖像分辨率為500dpi的要求，由主控芯片7提供時鐘信號、復位信號、同步信號和I2C信號進行控制，采集到的數(shù)據(jù)直接傳送至主控芯片7。光學系統(tǒng)中的紅外濾光片9，平面反射鏡8和平凸透鏡的3間距根據(jù)圖像質(zhì)量調(diào)整。平面反射鏡8的尺寸為21mmX 27mm。背光單元12包括近紅外光照射源4和亮度調(diào)整單元，近紅外光照射源4是安裝在手指靜脈采集窗口正上方的一組波長為850nm的近紅外發(fā)光二極管LED，用于發(fā)射透射手指的紅外射線；亮度調(diào)整單元基于所述存儲單元芯片存儲的用于自動曝光的校正曲線調(diào)整近紅外光照射源4的亮度。
本具體實施方式
進行手指靜脈采集的工作過程如下近紅外光照射源4發(fā)出的紅外光照射生物體的手指靜脈，靜脈透射光經(jīng)光學系統(tǒng)折射進設置在圖像接收面上采集圖像的CMOS傳感器2上，將接收到的單個手指靜脈圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出，進行手指靜脈圖像的采集。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種手指靜脈采集裝置，包括殼體、設置在殼體下方的圖像接收面的互補金屬氧化物半導體CMOS傳感器和設置在殼體上方的背光單元，其特征在于所述殼體中部設有手指孔，在殼體內(nèi)與手指孔相對的位置為手指按壓面，所述手指按壓面是作為手指靜脈采集窗口的凹形槽，手指靜脈采集窗口的尺寸大于10. OmmX 25. Omm ；在所述殼體內(nèi)設有包括電路控制模塊和光學系統(tǒng)的手指靜脈圖像采集器；所述電路控制模塊包括控制所述CMOS傳感器完成采集圖像數(shù)據(jù)的主控芯片、提供時鐘信號給主控芯片的晶體振蕩電路、存儲單元芯片、加密芯片、降壓集成電路，以及與計算機通訊進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通訊單元，所述主控芯片分別與CMOS傳感器、晶體振蕩電路、 存儲單元芯片、加密芯片、降壓集成電路和數(shù)據(jù)通訊單元連接；所述光學系統(tǒng)是透鏡系統(tǒng)，所述透鏡系統(tǒng)包括順應光路安裝在手指靜脈采集窗口正下方的紅外濾光片、設置在紅外濾光片正下方的平面反射鏡和平凸透鏡，所述平面反射鏡與水平面成45°夾角，將光線準確反射至垂直于底面放置的平凸透鏡中，再折射進設置在圖像接收面上采集圖像的CMOS傳感器上，將接收到的手指靜脈圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出，進行手指靜脈圖像的采集。
2.如權(quán)利要求I所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述主控芯片是美國Cypress半導體公司出品的型號為CY7C68013A的主控芯片。
3.如權(quán)利要求I或2所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述存儲單元芯片是存儲有用于自動曝光的校正曲線的存儲單元芯片。
4.如權(quán)利要求3所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述存儲單元芯片是美國Atmel公司出品的型號為AT24C64CN-SH-B的存儲芯片。
5.如權(quán)利要求4所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述加密芯片是深圳市華曦達科技股份有限公司出品的型號為DM2016N的加密芯片。
6.如權(quán)利要求5所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述CMOS傳感器是至少8. 215萬像素的CMOS傳感器，圖像分辨率至少為500dpi。
7.如權(quán)利要求6所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述CMOS傳感器是美國Aptina公司出品的型號為MT9V117的高級視頻圖形陣列SVGA 的CMOS傳感器，由主控芯片提供時鐘信號、復位信號、同步信號和I2C信號進行控制，采集到的數(shù)據(jù)直接傳送至所述主控芯片。
8.如權(quán)利要求7所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述光學系統(tǒng)中的紅外濾光片，平面反射鏡和平凸透鏡的間距根據(jù)圖像質(zhì)量調(diào)整。
9.如權(quán)利要求8所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述平面反射鏡的尺寸為21mmX27mm。
10.如權(quán)利要求9所述的手指靜脈采集裝置，其特征在于所述背光單元包括設置近紅外光照射源和亮度調(diào)整單元，所述近紅外光照射源是安裝在手指靜脈采集窗口正上方的一組波長為850nm的近紅外發(fā)光二極管LED，用于發(fā)射透射手指的紅外射線，所述亮度調(diào)整單元基于所述存儲單元芯片存儲的用于自動曝光的校正曲線調(diào)整近紅外光照射源的亮度。
全文摘要
一種手指靜脈采集裝置，包括殼體、CMOS傳感器和背光單元，其特征在于殼體中部設有手指孔，在殼體內(nèi)與手指孔相對的位置為手指按壓面，殼體內(nèi)設有包括電路控制模塊和光學系統(tǒng)的手指靜脈圖像采集器。電路控制模塊包括主控芯片、晶體振蕩電路、存儲單元芯片、加密芯片、降壓集成電路，以及數(shù)據(jù)通訊單元。光學系統(tǒng)是透鏡系統(tǒng)，包括紅外濾光片、平面反射鏡和平凸透鏡。采用模塊化設計，其光學系統(tǒng)采用了合理的光源設計，縮減了長度，可以使用價格低廉的非專業(yè)鏡頭，電路控制模塊采用小封裝，克服了現(xiàn)有同類型的手指靜脈采集裝置體積大的缺陷，大大降低了系統(tǒng)成本，且便于攜帶，還可以與計算機聯(lián)合使用，顯著提高了手指靜脈采集速率和識別精度。
文檔編號G06K9/20GK102609691SQ20121003159
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者李治農(nóng), 楊辰曉, 車全宏 申請人:深圳市中控生物識別技術有限公司