專利名稱：生物識(shí)別傳感器及生物識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用生物特征進(jìn)行身份識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種生物識(shí)別傳感器及生物識(shí)別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，基于生物特征的身份識(shí)別技術(shù)越來越受到人們的重視?；谏锾卣鞯纳矸葑R(shí)別技術(shù)簡稱生物識(shí)別技術(shù)。所謂生物識(shí)別技術(shù)是指利用人體或其他生物體本身所固有的物理特征，例如指紋、掌紋、虹膜、人臉等，或者行為特征，例如聲音、手寫簽名、步態(tài)等，通過圖像處理、模式識(shí)別等方法來鑒別生物體身份的技術(shù)。與傳統(tǒng)的基于密碼或ID卡的身份識(shí)別方式相比，具有隨身攜帶性強(qiáng)、不易遺忘、難以偽造、安全性、可靠性和有效性更強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。以人體身份識(shí)別為例，現(xiàn)有技術(shù)公開號(hào)為CN 101196987A的專利申請(qǐng)公開了一
種在線掌紋、手掌靜脈圖像身份識(shí)別方法及其專用采集儀。該技術(shù)采用人體的掌紋和手掌靜脈生物特征作為身份識(shí)別的手段。掌紋和手掌靜脈信息數(shù)據(jù)的獲取是該項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)有技術(shù)采用的掌紋和手掌靜脈圖像獲取的設(shè)備包括用以形成暗室結(jié)構(gòu)的儀器箱體、數(shù)碼攝像機(jī)、近紅外光源、可見光源、散光片、 儀器支架、儀器外殼和手掌箱體。數(shù)據(jù)采集過程包括注冊(cè)信息采集過程和身份識(shí)別過程。其中，注冊(cè)信息采集過程為將手掌放置在由手掌箱體和儀器箱體組成的暗箱上，用數(shù)碼相機(jī)獲取可見光源照射下的掌紋圖像和紅外光照射下的手掌靜脈圖像，將反映同一生物體的不同生物特征的兩幅圖像作為注冊(cè)信息。身份識(shí)別過程為現(xiàn)場采集人體的掌紋和手掌靜脈圖像，然后利用模式識(shí)別技術(shù)與已注冊(cè)的兩幅圖像對(duì)比，通過驗(yàn)證二者的關(guān)聯(lián)性實(shí)現(xiàn)生物體的身份驗(yàn)證。雖然采用上述掌紋和手掌靜脈進(jìn)行人體身份識(shí)別具有更高的安全性和正確識(shí)別率，但是現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn)1、圖像采集過程采用接觸方式，很容易引起細(xì)菌交叉感染，生物體的安全衛(wèi)生無法保障；2、掌紋圖像和手掌靜脈圖像非同步獲取，需要不斷切換光源，降低了圖像采集效率；3、由于需要實(shí)現(xiàn)可見光源和紅外光源的切換，所以數(shù)據(jù)采集設(shè)備還需增加光源轉(zhuǎn)換設(shè)備，增加了數(shù)據(jù)采集設(shè)備的復(fù)雜性，提高了設(shè)備的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生物識(shí)別傳感器和生物識(shí)別系統(tǒng)，能夠采用非接觸方式同時(shí)采集到反映生物體表面紋理特征的可見光圖像和反映生物體表皮下靜脈特征的紅外靜脈圖像，用于生物體身份驗(yàn)證。為了解決上述問題，一方面提供了一種生物識(shí)別傳感器，包括發(fā)射可見光及近紅外光的主動(dòng)光源、單個(gè)成像鏡頭、分光部件、紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置；上述分光部件位于上述成像鏡頭的后方，上述紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置均位于上述分光部件的后方；其中，上述主動(dòng)光源，用于照射上述成像鏡頭上方或前方的圖像采集區(qū)域；上述成像鏡頭，用于接收從上述圖像采集區(qū)域的生物體反射的光波；上述分光部件，用于將從上述成像鏡頭透射的光波分成一路可見光和一路近紅外光；上述紅外圖像采集裝置，用于采集經(jīng)上述分光部件分光后、出射的近紅外光波，以形成反映上述生物體靜脈特征的紅外靜脈圖像；上述可見光圖像采集裝置，用于采集經(jīng)上述分光部件分光后、出射的可見光波，以形成反映上述生物體外表紋理特征的體表紋理圖像。優(yōu)選的，上述分光部件具體為中間鍍有特定光學(xué)薄膜層的分光棱鏡，上述特定光學(xué)薄膜層透射可見光、反射近紅外光，或者反射可見光、透射近紅外光。優(yōu)選的，上述分光部件具體為兩表面分別鍍有紅外濾光薄膜和可見光濾光薄膜的分光棱鏡。優(yōu)選的，上述分光部件具體為分光棱鏡、近紅外帶通濾波片、可見光帶通濾波片的組合；其中，上述近紅外帶通濾波片置于上述分光棱鏡與上述紅外圖像采集裝置之間；上述可見光帶通濾波片置于上述分光棱鏡與上述可見光圖像采集裝置之間。優(yōu)選的，上述分光部件具體為分光片、近紅外帶通濾波片、可見光帶通濾波片的組合；其中，上述近紅外帶通濾波片置于上述分光片與上述紅外圖像采集裝置之間；上述可見光帶通濾波片置于上述分光片與上述可見光圖像采集裝置之間。優(yōu)選的，上述生物識(shí)別傳感器還包括紅外接近感應(yīng)器，與上述主動(dòng)光源、圖像采集裝置連接，當(dāng)上述生物體進(jìn)入距上述成像鏡頭預(yù)設(shè)距離的圖像采集區(qū)域時(shí)，觸發(fā)上述主動(dòng)光源和\或上述圖像采集裝置工作。優(yōu)選的，上述生物識(shí)別傳感器還進(jìn)一步包括導(dǎo)光環(huán)，設(shè)置于上述主動(dòng)光源的上方。優(yōu)選的，上述預(yù)設(shè)距離具體為5 10公分。優(yōu)選的，上述近紅外光的波長范圍為760nm 940nm。另一方面，本發(fā)明還提供了一種生物識(shí)別系統(tǒng)，包括任一上述生物識(shí)別傳感器， 用于采集生物體的紅外靜脈圖像和體表紋理圖像；數(shù)據(jù)傳輸控制器，與上述生物識(shí)別傳感器連接，用于將上述生物體的體表紋理圖像和紅外靜脈圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)處理裝置，與上述數(shù)據(jù)傳輸控制器連接，用于將上述生物體的體表紋理圖像和紅外靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，與預(yù)先保存的樣本進(jìn)行特征對(duì)比，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)或有益效果使用本發(fā)明提供的生物傳感器進(jìn)行生物特征圖像采集時(shí)，當(dāng)生物體進(jìn)入預(yù)設(shè)的圖像采集區(qū)域，主動(dòng)光源同時(shí)發(fā)射可見光和近紅外光照射于生物體，生物體的反射光或透射光通過單只成像鏡頭成像，分光部件將透過成像鏡頭的光波分成一路可見光波和一路近紅外光波，分別用于生物體表面紋理特征的圖像信息采集和生物體靜脈特征的紅外圖像采集?？梢姡景l(fā)明提供的生物識(shí)別傳感器不僅實(shí)現(xiàn)了非接觸式圖像采集，而且利用分光部件，通過單一成像鏡頭即可實(shí)現(xiàn)生物體表面紋理可見光圖像的采集和生物體靜脈特征紅外圖像的采集，簡化了圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)，并且可以同時(shí)獲得兩幅生物體特征圖像，有效提高了生物識(shí)別的效率。


圖1是本發(fā)明生物識(shí)別傳感器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明生物識(shí)別傳感器實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例一的示意圖；圖4是本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例二的示意圖；圖5是本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例三的示意圖；圖6是本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例四的示意圖；圖7是本發(fā)明生物識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參照?qǐng)D1，示出了本發(fā)明生物識(shí)別傳感器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括主動(dòng)光源1、 單個(gè)成像鏡頭2、分光部件3、紅外圖像采集裝置4、可見光圖像采集裝置5。其中，主動(dòng)光源 1置于成像鏡頭2的下方，用于提供均勻照射圖像采集區(qū)域的光波。分光部件3位于成像鏡頭1的下方，紅外圖像采集裝置4和可見光圖像采集裝置5均位于分光部件3的后方。為了更好地采集圖像，可將紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置感光元件的中心位置分別與分光部件的兩出射面的中心位置嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。其中，主動(dòng)光源1發(fā)射波長為760nm IOOOnm的近紅外光波和波長為390nm 760nm的可見光波，照射位于成像鏡頭前方或者上方的圖像采集區(qū)域，當(dāng)生物體進(jìn)入圖像采集區(qū)域時(shí)，作用于生物體，例如人體手掌等。主動(dòng)光源1具體可以是間隔排列的近紅外發(fā)光元件和可見光發(fā)光元件的組合，如環(huán)形排列的發(fā)射近紅外光的LED燈和發(fā)射白光的LED燈的陣列。主動(dòng)光源1可以具體為發(fā)射波段為390nm IOOOnm光波的發(fā)光元件等。其中，主動(dòng)光源1發(fā)射的可見光波，主要用于為生物體表面的紋理提供穩(wěn)定的光照條件。照射于生物體表面的可見光反射后進(jìn)入成像鏡頭，以形成反映生物體外表紋理特征的體表紋理圖像。主動(dòng)光源1發(fā)射的近紅外光波，主要用于為生物體皮下靜脈提供穩(wěn)定的光照條件。照射于生物體皮下靜脈的近紅外光反射后進(jìn)入成像鏡頭，以形成反映生物體靜脈特征的紅外靜脈圖像。其中，生物體皮下靜脈紅外成像的原理是醫(yī)學(xué)研究表明，波長在760nm IOOOnm 的近紅外光譜區(qū)的光波對(duì)人體組織有較強(qiáng)的穿透能力。人體靜脈血液中的氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白對(duì)760nm IOOOnm波長范圍內(nèi)光波的吸收率相對(duì)較高，而人體組織中的水對(duì)這個(gè)波長范圍內(nèi)光波的吸收率相對(duì)較低。所以，在近紅外光源的照射下，人體靜脈部分會(huì)因?yàn)閷?duì)光線有較多的吸收，反射出光線較少而呈暗色，同時(shí)人體其它組織細(xì)胞由于水的反射而呈亮色，這樣就可以得到反映生物體皮下靜脈特征的紅外靜脈圖像。依據(jù)上述皮下靜脈紅外成像原理并經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)射850nm 940nm，尤其是890nm的紅外LED陣列作為紅外光源，可以取得比較清晰的紅外靜脈圖像。
成像鏡頭2用于接收生物體的反射光，形成縮小或放大的光束，以形成縮小或者放大的圖像。以掌紋和靜脈圖像采集為例，一般經(jīng)過成像鏡頭的光波形成縮小的光束，以形成縮小的反映手掌紋理特征的可見光圖像和反映手掌靜脈特征的紅外圖像。分光部件3，用于將透過單個(gè)成像鏡頭2的光波分成一路近紅外光波和一路可見光波。其中，近紅外光波主要承載著生物體皮下靜脈的信息。可見光波主要承載著生物體表面紋理的信息。紅外光圖像采集裝置4，用于感應(yīng)從分光部件3出射的近紅外光波，形成反映生物體靜脈特征的紅外靜脈圖像。可見光圖像采集裝置5，用于感應(yīng)從分光部件3出射的可見光波，形成反映生物體外表紋理特征的體表紋理圖像。上述圖像采集裝置可以為CCD感應(yīng)器(Charge Coupled Device,電荷耦合器件)， 也可以是CMOS感應(yīng)器(Complementary Metal-Oxide kmiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器)。下面以采集人體手掌特征為例，說明上述生物識(shí)別傳感器實(shí)施例的工作過程Si、人手伸入到圖像采集區(qū)域，即距離成像鏡頭3 —定距離的上方或者前方位置。S2、主動(dòng)光源1發(fā)射近紅外光波和可見光波，同時(shí)照射人手。S3、人手反射的近紅外光波和可見光波進(jìn)入成像鏡頭2。S4、從成像鏡頭2出射的光波入射到分光部件3中，被分光部件3分成一路近紅外光波和一路可見光波。S5、從分光部件3出射的近紅外光波作用于紅外圖像采集裝置4，形成手掌靜脈圖像。S6、從分光部件3出射的可見光波作用于可見光圖像采集裝置5，形成手掌紋理圖像。從上述生物傳感器的工作過程可知，因?yàn)橛蟹止獠考?的分光作用，利用一只成像鏡頭2就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)手掌紋理信息和手掌靜脈信息這兩個(gè)不相關(guān)生物信息的采集，避免兩幅圖像采用不同的光學(xué)鏡頭采集或者采用一個(gè)光學(xué)鏡頭不斷切換光源進(jìn)行采集，有效簡化了生物傳感器的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了圖像采集時(shí)間，提高了圖像采集效率。另外，由于本生物識(shí)別傳感器采用非接觸式圖像采集，避免了不同生物體遺留細(xì)菌的交叉感染，有效保證了生物體的衛(wèi)生安全。參照?qǐng)D2，示出了本發(fā)明生物識(shí)別傳感器實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，與實(shí)施一相比， 還包括一個(gè)設(shè)置于主動(dòng)光源1上方的導(dǎo)光環(huán)6，用于使主動(dòng)光源1發(fā)射的燈光均勻化。在另一實(shí)施例中，還設(shè)置有紅外接近感應(yīng)器7，與主動(dòng)光源1、圖像采集裝置4和5 連接，當(dāng)生物體進(jìn)入距成像鏡頭2預(yù)設(shè)距離的圖像采集區(qū)域時(shí)，觸發(fā)主動(dòng)光源1和\或圖像采集裝置4和5工作。上述圖像采集區(qū)域的預(yù)設(shè)距離可以但不限于設(shè)置為距離成像鏡頭上方5 10公分的區(qū)域。當(dāng)生物體進(jìn)入圖像采集區(qū)域時(shí)，由于人體反射紅外光波，所以可以觸發(fā)紅外接近感應(yīng)器7的開關(guān)。紅外接近傳感器7可以但不限于采用紅外反射式對(duì)管組成的接近傳感器，當(dāng)生物體例如手掌靠近鏡頭上方時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)開始圖像采集和識(shí)別，通過該接近傳感器可以使系統(tǒng)在不工作時(shí)保持低功耗狀態(tài)，既節(jié)約用電又保證部分器件的使用壽命，同時(shí)避免可見光光源過亮帶來的眼部不適等問題。下面結(jié)合分光部件的具體實(shí)施例說明分光部件的
具體實(shí)施例方式分光部件實(shí)施例一參照?qǐng)D3，示出了本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例一的示意圖，如圖3-a所示，分光部件具體為一個(gè)中間層鍍有特定光學(xué)薄膜c的分光棱鏡3-1，其中，中間層的鍍膜c 可以透射可見光、反射紅外光線。當(dāng)然，上述中間鍍膜c也可以是透射近紅外光、反射可見光的光學(xué)薄膜。參見圖3-b所示的分光棱鏡的分光示意圖，分光棱鏡3-1的分光過程為從成像鏡頭2出射的可見光和紅外光λ 1+λ2(其中，λ 代表近紅外光波，λ2代表可見光波)，一同從分光棱鏡3-1的入射面進(jìn)入，受中間鍍膜層c的作用，使可見光波段的光波λ 2透射， 近紅外波段的光波λ 反射。需要說明的是，透射光波λ 2僅攜帶生物體表面紋理特征，反射光波λ 1僅攜帶生物體皮下靜脈信息。紅外光圖像采集裝置4接收反射光波λ 1，采集到生物體紅外靜脈圖像；可見光圖像采集裝置5接收透射光波λ 2，采集到生物體表面紋理圖像。分光部件實(shí)施例二、參見圖4，示出了本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例二的示意圖，如圖4_a所示，分光部件具體為一表面鍍有可見光帶通濾波薄膜a，另一表面鍍有近紅外帶通濾波薄膜 b的分光棱鏡3-2。參見圖4-b所示的分光棱鏡3-2的分光示意圖，分光棱鏡3-2的分光過程為從成像鏡頭2出射的可見光和紅外光λ 1+λ 2 (其中，λ 1代表近紅外光波，λ 2代表可見光波)， 一同從分光棱鏡3-2的入射面進(jìn)入，被分成一路反射光和一路透射光。其中，透射光在出射面被可見光帶通濾光薄膜a過濾，形成僅包含可見光波段λ2的出射光。反射光在出射面被近紅外帶通濾光薄膜b過濾，形成僅包含近紅外波段λ 1的出射光。上述透射光波λ 2 僅攜帶了生物體表面紋理特征，反射光波λ 1僅攜帶了生物體皮下靜脈信息。紅外光圖像采集裝置4接收反射光波λ 1，采集到生物體紅外靜脈圖像；可見光圖像采集裝置5接收透射光波λ 2，采集到生物體表面紋理圖像。分光部件實(shí)施例三、參見圖5，示出了本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例三的示意圖，如圖5_a所示，分光部件也可以是由一個(gè)普通分光棱鏡3-3、一個(gè)近紅外帶通濾波片8-1、一個(gè)可見光帶通濾波片8-2組成的組合部件。其中，近紅外帶通濾波片8-1置于分光棱鏡3-3與紅外圖像采集裝置4之間；可見光帶通濾波片8-2置于分光棱鏡3-3與可見光圖像采集裝置5 之間。參見圖5_b所示的分光部件的示意圖，其分光過程與分光部件實(shí)施例二的分光過程類似，本實(shí)施例相當(dāng)于上述實(shí)施例二中的兩種鍍膜由兩個(gè)獨(dú)立的帶通濾波片8-1、8-2代替。其中，近紅外帶通濾波片8-1置于分光棱鏡3-3的反射面和紅外光圖像采集裝置4之間?？梢姽鈳V波片8-2置于分光棱鏡3-3的透射面和可見光圖像采集裝置5之間。具體分光過程為從成像鏡頭2出射的可見光和紅外光λ 1+λ 2(其中，λ 1代表近紅外光波，λ 2代表可見光波)，一同從分光棱鏡3-3的入射面進(jìn)入，被分成一路反射光和一路透射光。此處，經(jīng)過分光棱鏡3-3分出的兩束光仍然是同時(shí)包含可見光波λ 2和近紅外光波λ 1的光波。從分光棱鏡3-3透射的光波經(jīng)過可見光帶通濾波片8-2濾波之后，出射的光波為僅攜帯了生物體表面紋理特征的可見光波λ 2。分光棱鏡3-3反射的光波經(jīng)過近紅外光帶通濾波片8-1濾波之后，出射的光波為僅攜帯了生物體皮下靜脈信息的近紅外光波λ 1。紅外光圖像采集裝置4接收反射光波λ 1，采集到生物體紅外靜脈圖像；可見光圖像采集裝置5接收透射光波λ 2，采集到生物體表面紋理圖像。分光部件實(shí)施例四、參見圖6，示出了本發(fā)明生物識(shí)別傳感器分光部件實(shí)施例四的示意圖，如圖6-a所示，分光部件也可以是由ー個(gè)分光片3-4、一個(gè)近紅外帶通濾波片8-1、一個(gè)可見光帶通濾波片8-2組成的組合部件。其中，近紅外帶通濾波片8-1置于分光片的反射面與紅外圖像采集裝置4之間；可見光帶通濾波片8-2置于分光片3-4的透射面與可見光圖像采集裝置 5之間。本實(shí)施例四與實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)近似，只是將分光棱鏡3-3用ー個(gè)鍍有半透半反膜的全波段分光片3-4代替。其分光過程與實(shí)施例三相似，參見圖6-b所示，此處不再贅述。除此之外，本發(fā)明也可采用其它光學(xué)元件例如兩個(gè)成某種夾角的反射鏡、近紅外帶通濾波片和可見光帶通濾波片組成分光部件，本發(fā)明對(duì)其實(shí)現(xiàn)形式不作限制。由上述分光部件的實(shí)現(xiàn)方式可知，本發(fā)明提供的生物識(shí)別傳感器結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)方便，可以有效降低生物識(shí)別傳感器的生產(chǎn)成本。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了ー種生物識(shí)別系統(tǒng)，參照?qǐng)D7所示的生物識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該生物識(shí)別系統(tǒng)包括上述任一實(shí)施例所述的生物識(shí)別傳感器71，用于采集生物體的紅外靜脈圖像和體
表紋理圖像。數(shù)據(jù)傳輸裝置72，與上述生物識(shí)別傳感器71連接，用于將生物體的體表紋理圖像和紅外靜脈圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置73 ；數(shù)據(jù)處理裝置73，與數(shù)據(jù)傳輸裝置72連接，用于將生物體的體表紋理圖像和紅外靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，與預(yù)先保存的樣本進(jìn)行特征對(duì)比，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別。其中，生物識(shí)別傳感器71主要用于采集身份識(shí)別所需要的原始圖像，包括注冊(cè)階段的原始圖像即樣本的采集，也包括身份驗(yàn)證階段生物體原始圖像的適時(shí)采集。上述生物識(shí)別系統(tǒng)采用非接觸式采集方式，具有安全衛(wèi)生、使用方便，以及快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)。該系統(tǒng)通過非接觸式圖像采集的方式獲取人體手掌的生物特征，具有非入侵性， 對(duì)人體的健康沒有損害，適用于門禁、考勤、通關(guān)、PC機(jī)登錄、網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證等場所。本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其包括裝置實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見裝置實(shí)施例的部分說明即可。以上對(duì)本發(fā)明所提供的ー種生物識(shí)別傳感器，以及ー種生物識(shí)別系統(tǒng)，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種生物識(shí)別傳感器，其特征在于，包括發(fā)射可見光及近紅外光的主動(dòng)光源、單個(gè)成像鏡頭、分光部件、紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置；所述分光部件位于所述成像鏡頭的后方，所述紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置均位于所述分光部件的后方；其中，所述主動(dòng)光源，用于照射所述成像鏡頭上方或前方的圖像采集區(qū)域；所述成像鏡頭，用于接收從所述圖像采集區(qū)域的生物體反射的光波；所述分光部件，用于將從所述成像鏡頭透射的光波分成一路可見光和一路近紅外光；所述紅外圖像采集裝置，用于采集經(jīng)所述分光部件分光后、出射的近紅外光波，以形成反映所述生物體靜脈特征的紅外靜脈圖像；所述可見光圖像采集裝置，用于采集經(jīng)所述分光部件分光后、出射的可見光波，以形成反映所述生物體外表紋理特征的體表紋理圖像。
2.根據(jù)要求1所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，所述分光部件具體為中間鍍有特定光學(xué)薄膜層的分光棱鏡，所述特定光學(xué)薄膜層透射可見光、反射近紅外光，或者反射可見光、透射近紅外光。
3.根據(jù)要求1所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，所述分光部件具體為兩表面分別鍍有紅外濾光薄膜和可見光濾光薄膜的分光棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，所述分光部件具體為分光棱鏡、近紅外帶通濾波片、可見光帶通濾波片的組合；其中，所述近紅外帶通濾波片置于所述分光棱鏡與所述紅外圖像采集裝置之間；所述可見光帶通濾波片置于所述分光棱鏡與所述可見光圖像采集裝置之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，所述分光部件具體為分光片、 近紅外帶通濾波片、可見光帶通濾波片的組合；其中，所述近紅外帶通濾波片置于所述分光片與所述紅外圖像采集裝置之間；所述可見光帶通濾波片置于所述分光片與所述可見光圖像采集裝置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，還包括紅外接近感應(yīng)器，與所述主動(dòng)光源、圖像采集裝置連接，當(dāng)所述生物體進(jìn)入距所述成像鏡頭預(yù)設(shè)距離的圖像采集區(qū)域時(shí)，觸發(fā)所述主動(dòng)光源和\或所述圖像采集裝置工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，還包括導(dǎo)光環(huán)，設(shè)置于所述主動(dòng)光源的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，所述預(yù)設(shè)距離具體為5 10 公分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物識(shí)別傳感器，其特征在于，所述近紅外光的波長范圍為 760nm 940nmo
10.一種生物識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一所述的生物識(shí)別傳感器，用于采集生物體的紅外靜脈圖像和體表紋理圖像；數(shù)據(jù)傳輸控制器，與所述生物識(shí)別傳感器連接，用于將所述生物體的體表紋理圖像和紅外靜脈圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)處理裝置，與所述數(shù)據(jù)傳輸控制器連接，用于將所述生物體的體表紋理圖像和紅外靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，與預(yù)先保存的樣本進(jìn)行特征對(duì)比，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生物識(shí)別傳感器及生物識(shí)別系統(tǒng)，其中生物識(shí)傳感器包括發(fā)射可見光及近紅外光的主動(dòng)光源、單個(gè)成像鏡頭、分光部件、紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置；所述分光部件位于所述成像鏡頭的后方，所述紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置均位于所述分光部件的后方；其中，所述分光部件，用于將從所述成像鏡頭透射的光波分成一路可見光和一路近紅外光。本發(fā)明提供的生物識(shí)別傳感器不僅實(shí)現(xiàn)了非接觸式圖像采集，而且利用分光部件簡化了圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)，有效提高了生物識(shí)別的精度和效率。
文檔編號(hào)G06K9/20GK102567707SQ20101060704
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者曲寒冰, 李彬, 李松, 梁建霞, 王世界 申請(qǐng)人:北京北科慧識(shí)科技股份有限公司