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CN203192001U - 一种手指静脉采集装置 - Google Patents

一种手指静脉采集装置 Download PDF

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CN203192001U
CN203192001U CN 201320140358 CN201320140358U CN203192001U CN 203192001 U CN203192001 U CN 203192001U CN 201320140358 CN201320140358 CN 201320140358 CN 201320140358 U CN201320140358 U CN 201320140358U CN 203192001 U CN203192001 U CN 203192001U
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CN
China
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finger
finger vena
chip
finger vein
unit
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CN 201320140358
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English (en)
Inventor
车全宏
杨辰晓
魏亚敏
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Entropy Technology Co Ltd
Original Assignee
SHENZHEN ZHONGKONG BIOMETRICS TECHNOLOGY Co Ltd
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Publication date
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Abstract

一种手指静脉采集装置,包括中部设有手指孔的壳体、设置在壳体内的手指静脉采集窗口、手指静脉图像采集单元以及数据传输连接座,手指静脉采集窗口为凹形槽,设置在与手指孔相对的位置,手指静脉图像采集单元包括设置在壳体内图像接收面上的CMOS传感器、主板即电路控制模块以及光机成像系统,电路控制模块是小封装的电路控制模块,包括主控芯片、分别与主控芯片连接的存储单元芯片、晶体振荡电路、加密芯片、降压集成电路以及设有近红外光照射源和亮度调整单元的照明单元,其特征在于近红外光照射源是分别安装在手指静脉采集窗口两侧下方的两组近红外LED。可以显著减小模块体积,降低系统成本,更便于携带,且采集到的手指静脉图像更清晰。

Description

一种手指静脉采集装置
技术领域
本实用新型涉及应用电子电路进行生物识别的方法或装置,特别是涉及一种手指静脉采集装置。
背景技术
指纹识别基于人体指纹的外层特征,难以对相关人员在残留的光滑物体表面伪造指纹进行防伪,存在潜在的安全隐患。而手指静脉位于人体表皮下面,几乎是不可伪造的,静脉识别作为新兴的生物识别技术,安全性非常高,不会遗失,不会被窃,无记忆密码负担。本申请人的在先专利CN102609691A公开的《一种手指静脉采集装置》,以及在先专利《一种手指静脉采集与识别装置》(专利申请号:201320039673.9)涉及的手指静脉采集器,设置在壳体内,其包括手指静脉采集窗口、手指静脉图像采集单元,以及数据传输连接座,其特征在于:所述壳体中部设有手指孔,在壳体内与手指孔相对的位置为手指按压面,所述手指按压面是作为手指静脉采集窗口的凹形槽,手指静脉采集窗口的尺寸大于10.0mm×25.0mm;所述手指静脉图像采集单元包括设置在壳体内图像接收面上采集图像的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,缩略词为CMOS)传感器、主板即电路控制模块,以及光机成像系统;所述CMOS传感器是分辨率为30万像素的彩色CMOS传感器;所述电路控制模块是小封装的电路控制模块,包括控制CMOS传感器完成采集图像数据的主控芯片、分别与主控芯片连接的存储单元芯片、提供时钟信号给主控芯片的晶体振荡电路、加密芯片、降压集成电路,以及照明单元;所述照明单元是设有亮度调整单元的近红外光照射源,所述近红外光照射源是一组波长为850nm的近红外发光二极管(Light Emitting Diode,缩略词为LED),设置在壳体内,正对被采集者的手指静脉采集窗口正上方;所述光机成像系统是透镜系统,设置在壳体中部,其包括顺应光路安装在手指静脉采集窗口正下方的红外滤光片、设置在所述红外滤光片正下方的平面反光镜面和平凸透镜,所述平面反光镜面的尺寸为21mm×27mm,与水平面成45°夹角;所述数据传输连接座是包括带静电保护的通用串行总线(UniversalSerial Bus,缩略词为USB)连接座。该实用新型采用模块化设计,其光机成像系统采用了合理的光源设计,缩减了长度,可以使用价格低廉的非专业镜头,电路控制模块采用小封装,克服了现有同类型的手指静脉采集装置体积大的缺陷,大大降低了系统成本,且便于携带,还可以与计算机联合使用完成用户手指静脉采集、手指静脉比对、异常报警、控制信号输出功能,显著提高了手指静脉采集速率和识别精度。但是其照明单元设置在壳体内正对被采集者的手指静脉采集窗口正上方,使得手指静脉采集模块体积偏大且模块外形不美观,采集到的手指静脉图像欠清晰。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是对本申请人的在先专利CN102609691A《一种手指静脉采集装置》以及《一种手指静脉采集与识别装置》(专利申请号:201320039673.9)的进一步改进,提供一种手指静脉的采集装置。
本实用新型的技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种手指静脉采集装置,包括中部设有手指孔的壳体、设置在所述壳体内的手指静脉采集窗口、手指静脉图像采集单元,以及数据传输连接座,所述手指静脉采集窗口为凹形槽,设置在与所述手指孔相对的位置,作为手指按压面,将采集手指静脉图像信息的光线呈现在图像接收面,所述手指静脉图像采集单元包括设置在壳体内图像接收面上采集图像的CMOS传感器、主板即电路控制模块,以及光机成像系统,所述电路控制模块是小封装的电路控制模块,包括控制CMOS传感器完成采集图像数据的主控芯片、分别与所述主控芯片连接的存储单元芯片、提供时钟信号给主控芯片的晶体振荡电路、加密芯片、降压集成电路,以及设有近红外光照射源和亮度调整单元的照明单元,所述主控芯片用于手指静脉采集、手指静脉图像校正、数据通讯和输出控制,所述存储单元芯片用于存储功能文件,以便完成采集后的登记与识别,所述晶体振荡电路用于向主控芯片提供时钟信号,所述加密芯片用于下载自有软件算法和代码,对被采集者重要数据提供全方位、高安全度的保护,维护自身权益,避免软件盗版,所述降压集成电路用于将来自数据传输连接座的电源降压后向主控芯片和CMOS传感器提供电源,所述照明单元用于朝向所述手指静脉采集窗口发射透射手指的近红外光,所述亮度调整单元基于所述存储单元芯片存储的用于自动曝光的校正曲线调整近红外光照射源的亮度。
这种手指静脉采集装置的特点是:
所述近红外光照射源是分别安装在所述手指静脉采集窗口两侧下方的两组近红外LED。
本实用新型的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
所述手指静脉采集窗口的尺寸大于10.0mm×25.0mm,方便手指伸入并按压。
所述手指静脉采集窗口两侧下方的两组近红外LED是发射波长为850nm的近红外LED,其中一侧下方的一组近红外LED的发射角为60°,另一侧下方的一组近红外LED的发射角为120°。
所述CMOS传感器是至少8.215万像素的CMOS传感器,图像分辨率至少为500dpi,符合中国公安部门和美国联邦调查局(Federal Bureau ofInvestigation,缩略词为FBI)有关必须达到图像分辨率为500dpi的要求,用于采集手指静脉图像。
所述光机成像系统是透镜系统,设置在壳体中部,其包括顺应光路安装在手指静脉采集窗口正下方的红外滤光片、设置在所述红外滤光片正下方的使体积更加小型化的平面反光镜面和透镜组,所述平面反光镜面与水平面成45°夹角,将光线准确反射至垂直于底面放置的透镜组中,所述光机成像系统中的红外滤光片、平面反光镜面和透镜组的间距由要求的图像质量决定,所述照明单元发射的透射手指的近红外光经平面反光镜面反射进入透镜组,再折射进所述手指静脉图像采集单元的CMOS传感器的感光阵列上,由所述电路控制模块将接收到的手指静脉图像转换成电信号输出,采集手指静脉图像。
所述数据传输连接座是包括带静电保护的通用串行总线USB连接座,用于与计算机联合使用,以完成用户手指静脉采集、手指静脉比对、异常报警、控制信号输出等功能,有效提高手指静脉采集速率和识别精度。
本实用新型的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。
优选的是,所述主控芯片是中星微电子有限公司出品的型号为VC0353TLNB的主控芯片,设有手指静脉采集单元、数据通讯单元、数据存储单元以及输出控制单元,用于实现手指静脉采集、手指静脉图像校正、数据通讯和输出控制。
所述存储单元芯片是存储有用于自动曝光的校正曲线的存储单元芯片。
优选的是,所述存储单元芯片是台湾宜扬科技股份有限公司(EonSilicon Solution Inc.)出品的型号为EN25F10的存储芯片,由所述主控芯片进行控制。
优选的是,所述加密芯片是深圳市华曦达科技股份有限公司出品的型号为DM2016N的加密芯片,用于下载自有软件算法和代码,对用户重要数据提供全方位、高安全度的保护,维护自身权益,避免软件盗版。
优选的是,所述CMOS传感器是美国Aptina公司出品的型号为MT9V117的视频图形阵列(Video Graphics Array,缩略词为VGA)彩色CMOS传感器,由主控芯片提供时钟信号、复位信号、同步信号和I2C信号进行控制,采集到的数据直接传送至所述主控芯片。
所述平面反射镜面的尺寸为21mm×27mm。
本实用新型与现有技术对比的有益效果是:
照明单元的近红外光照射源是在手指静脉采集窗口两侧下方分别安装的两组近红外LED,可以显著减小模块体积,降低系统成本,更便于携带,且采集到的手指静脉图像更清晰。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式的组成方框图;
图2是本实用新型具体实施方式的光路图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型进行说明。
一种如图1~2所示的手指静脉采集装置,包括中部设有手指孔的壳体、设置在壳体内的手指静脉采集窗口13、手指静脉图像采集单元,以及数据传输连接座6。
手指静脉采集窗口13为凹形槽,作为手指按压面,设置在与手指孔相对的位置,尺寸大于10.0mm×25.0mm,方便手指伸入并按压,将采集手指静脉图像信息的光线呈现在图像接收面。
手指静脉图像采集单元包括设置在壳体内图像接收面上采集图像的CMOS传感器2、主板即电路控制模块,以及光机成像系统,电路控制模块是小封装的电路控制模块,包括控制CMOS传感器2完成采集图像数据的主控芯片7、分别与主控芯片7连接的存储单元芯片10、提供时钟信号给主控芯片7的晶体振荡电路5、加密芯片1、降压集成电路11,以及照明单元12。
CMOS传感器2是美国Aptina公司出品的型号为MT9V117的VGA彩色CMOS传感器,用于采集手指静脉图像,图像分辨率至少为500dpi,符合中国公安部门和美国FBI有关必须达到图像分辨率为500dpi的要求,由主控芯片7提供时钟信号、复位信号、同步信号和I2C信号进行控制,采集到的数据直接传送至主控芯片7。
主控芯片7是中星微电子有限公司出品的型号为VC0353TLNB的主控芯片,设有手指静脉采集单元、数据通讯单元、数据存储单元以及输出控制单元,用于实现手指静脉采集、手指静脉图像校正、数据通讯和输出控制。
存储单元芯片10是台湾宜扬科技股份有限公司出品的型号为EN25F10的存储芯片,由主控芯片7进行控制,存储有用于自动曝光的校正曲线,用于存储功能文件,以便完成采集后的登记与识别。
晶体振荡电路5用于向主控芯片提供时钟信号。
加密芯片1是深圳市华曦达科技股份有限公司出品的型号为DM2016N的加密芯片,用于下载自有软件算法和代码,对被采集者重要数据提供全方位、高安全度的保护,维护自身权益,避免软件盗版。
降压集成电路11用于将来自数据传输连接座6的电源降压后向主控芯片7和CMOS传感器2提供电源。
照明单元12包括近红外光照射源4和亮度调整单元,近红外光照射源4是分别安装在手指静脉采集窗口13两侧下方的两组发射波长为850nm的近红外LED(附图未画出),其中一侧下方的一组近红外LED的发射角为60°,另一侧下方的一组近红外LED的发射角为120°,用于朝向手指静脉采集窗口13发射透射手指的红外射线,亮度调整单元基于存储单元芯片10存储的用于自动曝光的校正曲线调整近红外光照射源4的亮度。
光机成像系统是透镜系统,设置在壳体中部,其包括顺应光路安装在手指静脉采集窗口13正下方的红外滤光片9、设置在红外滤光片9正下方的使体积更加小型化的平面反光镜面8和透镜组3,平面反光镜面8的尺寸为21mm×27mm,与水平面成45°夹角,将光线准确反射至垂直于底面放置的透镜组3中,光机成像系统中的红外滤光片9、平面反光镜面8和透镜组3的间距由要求的图像质量决定,照明单元12发射的透射手指的近红外光经平面反光镜面8反射进入透镜组3,再折射进CMOS传感器2的感光阵列上,由电路控制模块将接收到的手指静脉图像转换成电信号输出,采集手指静脉图像。
数据传输连接座6是包括带静电保护的USB连接座,用于与计算机联合使用,以完成用户手指静脉采集、手指静脉比对、异常报警、控制信号输出等功能,有效提高手指静脉采集速率和识别精度。
本具体实施方式进行手指静脉采集的工作过程如下:
近红外光照射源4发射的近红外光照射生物体按压在手指静脉采集窗口13的手指静脉,手指静脉透射光经光机成像系统折射进CMOS传感器2的感光阵列上,由电路控制模块将接收到的手指静脉图像转换成电信号输出,完成手指静脉图像的采集。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种手指静脉采集装置,包括中部设有手指孔的壳体、设置在所述壳体内的手指静脉采集窗口、手指静脉图像采集单元,以及数据传输连接座,所述手指静脉采集窗口为凹形槽,设置在与所述手指孔相对的位置,所述手指静脉图像采集单元包括设置在壳体内图像接收面上的互补金属氧化物半导体CMOS传感器、主板即电路控制模块,以及光机成像系统,所述电路控制模块是小封装的电路控制模块,包括主控芯片、分别与所述主控芯片连接的存储单元芯片、晶体振荡电路、加密芯片、降压集成电路,以及设有近红外光照射源和亮度调整单元的照明单元,其特征在于:
所述近红外光照射源是分别安装在所述手指静脉采集窗口两侧下方的两组近红外LED。
2.如权利要求1所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述手指静脉采集窗口的尺寸大于10.0mm×25.0mm,。
3.如权利要求1或2所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述手指静脉采集窗口两侧下方的两组近红外LED是发射波长为850nm的近红外LED,其中一侧下方的一组近红外LED的发射角为60°,另一侧下方的一组近红外LED的发射角为120°。
4.如权利要求3所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述CMOS传感器是至少8.215万像素的CMOS传感器,图像分辨率至少为500dpi。
5.如权利要求4所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述光机成像系统是透镜系统,设置在壳体中部,其包括安装在手指静脉采集窗口正下方的红外滤光片、设置在所述红外滤光片正下方的平面反光镜面和透镜组,所述平面反光镜面与水平面成45°夹角,所述光机成像系统中的红外滤光片、平面反光镜面和透镜组的间距由要求的图像质量决定。
6.如权利要求5所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述数据传输连接座是包括带静电保护的通用串行总线USB连接座。
7.如权利要求6所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述主控芯片是中星微电子有限公司出品的型号为VC0353TLNB的主控芯片,设有手指静脉采集单元、数据通讯单元、数据存储单元以及输出控制单元。
8.如权利要求7所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述存储单元芯片是是台湾宜扬科技股份有限公司出品的型号为EN25F10的存储芯片;
所述加密芯片是深圳市华曦达科技股份有限公司出品的型号为DM2016N的加密芯片。
9.如权利要求8所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述CMOS传感器是美国Aptina公司出品的型号为MT9V117的视频图形阵列VGA彩色CMOS传感器。
10.如权利要求9所述的手指静脉采集装置,其特征在于:
所述平面反射镜面的尺寸为21mm×27mm。
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