本實(shí)用新型涉及一種血管成像系統(tǒng)，尤其涉及一種光聲成像、皮下動(dòng)、靜脈成像以及生物識(shí)別裝置。

背景技術(shù)：

光聲成像技術(shù)是利用物質(zhì)吸收光能后產(chǎn)生超聲波的光聲效應(yīng)形成圖像，具有光的高精度和聲的低噪聲特點(diǎn)，能利用血液中血氧含量的不同形成血管并區(qū)分動(dòng)脈和靜脈圖像；也能依據(jù)聲學(xué)計(jì)算，形成血管3D圖像；也有血液多普勒的實(shí)驗(yàn)報(bào)道，成像同時(shí)可測(cè)量血液流速，它將成為防偽性最強(qiáng)的技術(shù)。

生物識(shí)別技術(shù)通過(guò)人體固有的生理和行為特征進(jìn)行個(gè)人身份的鑒別，較傳統(tǒng)身份認(rèn)證技術(shù)，密鑰隨時(shí)攜帶，不易丟失、遺忘或被盜取，防偽性更強(qiáng)。因此，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)家安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、安全認(rèn)證、電子認(rèn)證等領(lǐng)域，并在全球信息化浪潮下迅猛發(fā)展。

更快速、準(zhǔn)確、安全的個(gè)人身份識(shí)別和驗(yàn)證，是近年來(lái)的熱點(diǎn)。指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別、3D人臉識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、靜脈識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)都是以CCD光學(xué)成像后進(jìn)行圖像識(shí)別，伴隨指模、美瞳、面具等產(chǎn)品制作水平越來(lái)越高，這些技術(shù)的安全性越來(lái)越低。

光聲成像技術(shù)同時(shí)具有光的高精度和聲的低噪聲特點(diǎn)，越來(lái)越廣泛應(yīng)用于活體血管成像。利用血液所激發(fā)的不同超聲強(qiáng)度可形成血管脈絡(luò)圖并區(qū)分動(dòng)脈圖和靜脈圖；依據(jù)超聲的時(shí)間分辨，可形成血管3D圖像；利用多普勒效應(yīng)，掃描成像同時(shí)可測(cè)量血液流速，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)一套硬件多模態(tài)識(shí)別，將是防偽性最好的技術(shù)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有掌紋識(shí)別技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種基于陣列式超聲傳感器的手掌血管成像與識(shí)別裝置，該系統(tǒng)避免了傳統(tǒng)掌紋識(shí)別的掌紋不清晰或手掌不干凈等方面的影響，而是采用手掌中的血管的成像技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)靜脈血管成像，還可以使用動(dòng)、靜脈血管圖像融合的方式，實(shí)現(xiàn)生物識(shí)別技術(shù)的準(zhǔn)確度；該系統(tǒng)所采用的DOE器件，將光線轉(zhuǎn)變成聚焦點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，在保證掃面面積的基礎(chǔ)上，提高了掃面的精確度，提高了掃描面上的光強(qiáng)，使得檢測(cè)超聲波能夠到達(dá)的深度更大，獲取的信息更多；該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全方位的超聲信號(hào)的接收，實(shí)現(xiàn)圖像的全方位處理，大幅提高識(shí)別的精確度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種陣列式超聲傳感器的手掌血管成像及識(shí)別裝置，其特征在于，包括光源傳感單元、凸透鏡、多個(gè)陣列式傳感器、成像設(shè)備、信號(hào)處理單元和外殼；所述多個(gè)陣列式傳感器分布于整個(gè)外殼上，外殼上部連接光源傳感單元，外殼下部設(shè)有透明玻片；多個(gè)陣列式傳感器通過(guò)信號(hào)處理單元與成像設(shè)備連接。

所述光源傳感單元從上到下依次設(shè)有LD光源、凸透鏡和DOE器件；所述凸透鏡用作準(zhǔn)直透鏡，將LD光源發(fā)出的光線轉(zhuǎn)換成平行光；所述DOE器件處于光源傳感單元的底部，用于光路調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述超聲換能器之間的間距為8-10mm，數(shù)量為120-130個(gè)。

進(jìn)一步地，所述外殼采用半球形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用透明介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理單元通過(guò)通信傳輸線與陣列式超聲傳感器相連，并通過(guò)通信傳輸線與成像設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述DOE器件用于調(diào)整平行光，使之在底部透明玻片后2-3mm轉(zhuǎn)變成聚焦點(diǎn)陣，經(jīng)調(diào)整的光線均勻度達(dá)到90％-95％，焦點(diǎn)直徑約為0.005-0.01mm，焦點(diǎn)間距約為0.05-0.1mm。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理單元包括信號(hào)采樣模塊與預(yù)處理模塊。

進(jìn)一步地，所述LD光源可分別接入波長(zhǎng)405±5nm和波長(zhǎng)623±5nm的光束，分別用于手掌的靜脈與動(dòng)脈血管成像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型采用多種波段的光線設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行手掌動(dòng)、靜脈的血管成像，以及兩種成像的融合，有效的提高了成像的精確度；與傳統(tǒng)技術(shù)相比，所采用的DOE器件，將光線轉(zhuǎn)變成聚焦點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，在保證掃面面積的基礎(chǔ)上，提高了掃面的精確度，提高了掃描面上的光強(qiáng)，使得檢測(cè)超聲波能夠到達(dá)的深度更大，獲取的信息更多利用陣列超聲傳感器PET成像，使得血管的成像的效果更加明顯，有助于提高后續(xù)生物識(shí)別的準(zhǔn)確性，使其能夠廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)診療、生物識(shí)別等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明，并且隨著對(duì)本實(shí)用新型的更全面理解，本實(shí)用新型的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型的基于陣列式超聲傳感器的手掌血管成像與識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的基于陣列式超聲傳感器的手掌血管成像與識(shí)別裝置的使用示意圖。

其中的附圖標(biāo)記包括：1、LD光源，2、光源傳感單元，3、凸透鏡，4、DOE器件5、陣列式超聲傳感器，6、外殼，7、透明玻片，8、通信傳輸線，9、信號(hào)處理單元，10、成像設(shè)備，11、測(cè)試手掌。

在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)描述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種基于陣列式超聲傳感器的手掌血管成像與識(shí)別裝置包括光源傳感單元2、凸透鏡3、多個(gè)陣列式傳感器5、成像設(shè)備10、信號(hào)處理單元9和外殼6；所述多個(gè)陣列式傳感器5分布于整個(gè)外殼6上，外殼6上部連接光源傳感單元2，外殼下部設(shè)有透明玻片7；多個(gè)陣列式傳感器5通過(guò)信號(hào)處理單元9與成像設(shè)備10連接；所述光源傳感單元2從上到下依次設(shè)有LD光源1、凸透鏡3和DOE器件4；所述DOE器件4處于光源傳感模塊2的底部。

所述的外殼6采用半球形外殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用透明介質(zhì)。所述陣列式傳感器5分布于整個(gè)外殼6上，陣列式傳感器宜用尺寸較小(約5mm)的復(fù)合材料超聲換能器。超聲沿皮膚垂直方向能量最強(qiáng)，優(yōu)化超聲換能器的數(shù)量與空間分布進(jìn)行，能夠獲得較強(qiáng)超聲強(qiáng)度與時(shí)間信號(hào)，陣列式傳感器5數(shù)量?jī)?yōu)選128個(gè)，陣列式傳感器5之間的間距優(yōu)選10mm，用于全方位的接收來(lái)自被測(cè)體的超聲信號(hào)。所述DOE器件4用于調(diào)整平行光，使之在底部透明玻片后2-3mm轉(zhuǎn)變成聚焦點(diǎn)陣，焦點(diǎn)直徑優(yōu)選0.005mm，焦點(diǎn)之間的間距優(yōu)選0.05mm。

所述LD光源1可分別接入波長(zhǎng)405±5nm和波長(zhǎng)623±5nm的光束，分別用于手掌的靜脈與動(dòng)脈血管成像。LD光源1發(fā)出的光束存在發(fā)散角，因此采用凸透鏡3，用于校準(zhǔn)光束，使得光線轉(zhuǎn)變成平行光。DOE器件4用于將來(lái)自校準(zhǔn)光束的光線進(jìn)行光路整形，經(jīng)調(diào)整的光線均勻度達(dá)到90％-95％。

所述信號(hào)處理單元9通過(guò)通信傳輸線8與上述的陣列式超聲傳感器5相連，并采用并行采樣的方式錄入信號(hào)，成像設(shè)備10根據(jù)采集的數(shù)據(jù)重建圖像模塊。成像設(shè)備10優(yōu)選為計(jì)算機(jī)。

如圖2所示，采用該系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，包括如下步驟：

第一步：將被測(cè)體的手掌放置于被測(cè)面上，啟動(dòng)電源模塊，激發(fā)LD光源1工作。

第二步；LD光源1產(chǎn)生的一個(gè)或兩個(gè)不同波長(zhǎng)的激光，通過(guò)凸透鏡3校準(zhǔn)后，經(jīng)過(guò)DOE器件4進(jìn)行調(diào)整，平行光經(jīng)過(guò)DOE器件4在測(cè)試手掌11表面轉(zhuǎn)變成聚焦點(diǎn)陣式結(jié)構(gòu)。

第三步：陣列式超聲傳感器5將接收到的超聲信號(hào)通過(guò)通信傳輸線8傳輸?shù)叫盘?hào)處理單元9，經(jīng)信號(hào)處理單元9進(jìn)行信息采樣和預(yù)處理后，送入成像設(shè)備10完成圖像重建，最終得到血管脈絡(luò)圖。

如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本實(shí)用新型提出的基于陣列式超聲傳感器的手掌血管成像與識(shí)別裝置。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于上述本實(shí)用新型所提出的基于陣列式超聲傳感器的手掌血管成像與識(shí)別裝置，還可以在不脫離本實(shí)用新型內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進(jìn)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。