活體指紋識別裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及指紋識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種活體指紋識別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，指紋識別技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于安全門禁、出勤考核、身份識別、安全加密等領(lǐng)域。每個人的指紋在圖案、斷點和交叉點上各不相同，且呈現(xiàn)唯一性、終身不變。由此，通過將受試者的指紋和預先保存的指紋數(shù)據(jù)進行比較，即能夠得到活體指紋識別結(jié)果。
[0003]但是，如果受試者的指紋被復制到某些仿制材料(例如硅膠材料)，就會使得活體指紋識別裝置由于檢測到該復制的指紋和受試者的指紋相同，而得到錯誤的活體指紋識別結(jié)果。
[0004]因此，現(xiàn)有的活體指紋識別裝置還存在活體指紋識別的準確率不高的缺陷。【實用新型內(nèi)容】
[0005]基于此，本實用新型的一個目的在于提供一種活體指紋識別裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中活體指紋識別的準確率不高的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種活體指紋識別裝置，包括光源模塊、透鏡聚焦模塊、透射模塊和信號處理模塊;其中，所述光源模塊包括第一光源和第二光源，所述信號處理模塊包括第一信號處理單元和第二信號處理單元，所述透射模塊與手指相接觸，以通過與其接觸的所述手指進行光散射;所述第一光源發(fā)出的第一光信號經(jīng)所述透鏡聚焦模塊傳輸至所述透射模塊，并由該透射模塊透射至所述手指后散射返回至所述第一信號處理單元，以形成指紋圖像;所述第二光源發(fā)出的第二光信號經(jīng)所述透鏡聚焦模塊傳輸至所述透射模塊，并由該透射模塊透射至所述手指后散射返回至所述第二信號處理單元，以得到對所述手指中血液平均橫向流速的測量結(jié)果，并按照所述測量結(jié)果與預設(shè)流速范圍的比較結(jié)果判定形成的指紋圖像是否屬于活體指紋。
[0008]優(yōu)選地，所述裝置還包括與所述光源模塊和信號處理模塊分別相連的光纖耦合器模塊，其包括第一光纖耦合器和第二光纖耦合器，所述第一光纖耦合器用于傳輸?shù)谝还庑盘枺龅诙饫w耦合器用于傳輸?shù)诙庑盘枴?br>[0009]優(yōu)選地，所述光纖耦合器模塊與所述透鏡聚焦模塊之間還設(shè)置有光纖插芯，第一光纖和第二光纖同置于所述光纖插芯內(nèi)，所述第一光纖用于傳輸?shù)谝还庑盘?，所述第二光纖用于傳輸?shù)诙庑盘枴?br>[0010]優(yōu)選地，所述透鏡聚焦模塊包括依次設(shè)置的第一透鏡、振鏡和第二透鏡。
[0011]優(yōu)選地，所述透射模塊為一窗片。
[0012]優(yōu)選地，所述第一光源為激光二極管。
[0013]優(yōu)選地，所述第一光信號為1310nm波長的激光。
[0014]優(yōu)選地，所述第二光源為超輻射發(fā)光二極管。
[0015]優(yōu)選地，所述第二光信號為830nm波長的紅外光。
[0016]優(yōu)選地，所述第一信號處理單元和第二信號處理單元均包括光電探測器和微控制單元，所述光電探測器將接收到的第一光信號或者第二光信號相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為第一電信號或者第二電信號，以通過所述微控制單元對所述第一電信號進行圖像構(gòu)建形成所述指紋圖像，或者，對所述第二電信號進行強度提取及互相關(guān)運算，得到所述測量結(jié)果，以根據(jù)所述測量結(jié)果對所述指紋圖像進行活體指紋識別。
[0017]由以上本實用新型所提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0018]通過于活體指紋識別裝置內(nèi)設(shè)置光源模塊、透鏡聚焦模塊、透射模塊和信號處理模塊，其中，光源模塊包括第一光源和第二光源，信號處理模塊包括第一信號處理單元和第二信號處理單元，透射模塊與手指相接觸，以通過與其接觸的手指進行光散射，使得第一光源、透鏡聚焦模塊、透射模塊和第一信號處理單元形成指紋成像通路，而第二光源、透鏡聚焦模塊、透射模塊和第二信號處理單元形成活體指紋識別通路。也就是說，活體指紋識別通路通過得到對手指中血液平均橫向流速的測量結(jié)果，并按照測量結(jié)果與預設(shè)流速范圍的比較結(jié)果對指紋成像通路中形成的指紋圖像進行活體指紋識別，以此提高活體指紋識別的準確率。
【附圖說明】

[0019]為了更清楚地說明本實用新型各實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對本實用新型各實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為一實施例的活體指紋識別裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖1a為圖1中信號處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖2為一實施例的活體指紋識別裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖3為一具體實施例的活體指紋識別裝置的光路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，并使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的各實施例中的技術(shù)方案予以進一步地詳盡說明。
[0025]請參閱圖1，在一實施例中，一種活體指紋識別裝置100包括:光源模塊110、透鏡聚焦模塊120、透射模塊130和信號處理模塊140。
[0026]其中，光源模塊110包括第一光源和第二光源。
[0027]較優(yōu)地，第一光源為激光二極管，則其所發(fā)出的第一光信號為1310nm波長的激光。第二光源為超福射發(fā)光二極管，則其所發(fā)出的第二光信號為830nm波長的紅外光。
[0028]透鏡聚焦模塊120用于第一光信號、第二光信號的聚焦傳輸。例如，第一光信號或者第二光信號經(jīng)透鏡聚焦模塊120聚焦傳輸至透射模塊130。
[0029]較優(yōu)地，透鏡聚焦模塊120包括依次設(shè)置的第一透鏡、振鏡和第二透鏡，以保證像場不會發(fā)生畸變，使得成像效果最佳。
[0030]透射模塊130與手指相接觸，以通過與其接觸的手指進行光散射。
[0031]較優(yōu)地，透射模塊130為一窗片。窗片的一面和手指相接觸，其未與手指相接觸的另一面則設(shè)置有光源模塊110、透鏡聚焦模塊120和信號處理模塊140。進一步地，窗片的厚度為1um。
[0032]信號處理模塊140包括第一信號處理單元和第二信號處理單元。
[0033]在一優(yōu)選實施例中，如圖1a所示，第一信號處理單元141和第二信號處理單元142均包括光電探測器1411、1421和微控制單元1412、1422。
[0034]具體地，光電探測器1411將接收到的第一光信號轉(zhuǎn)換為第一電信號，以通過微控制單元1412對第一電信號進行圖像構(gòu)建形成指紋圖像。
[0035]光電探測器1421將接收到的第二光信號相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為第二電信號，以通過微控制單元1422對第二電信號進行強度提取及互相關(guān)運算，得到測量結(jié)果，以根據(jù)測量結(jié)果對指紋圖像進行活體指紋識別。
[0036]需要說明的是，第一信號處理單元141的光電探測器1411的工作范圍與接收到的第一光信號的波長區(qū)域范圍相匹配，第二信號處理單元142的光電探測器1421的工作范圍與接收到的第二光信號的波長區(qū)域范圍相匹配。換而言之，第一信號處理單元141的光電探測器1411僅對第一光信號進行光電轉(zhuǎn)換，第二信號處理單元142的光電探測器1412僅對第二光信號進行光電轉(zhuǎn)換。
[0037]通過如上所述的設(shè)置，第一光源發(fā)出的第一光信號經(jīng)透鏡聚焦模塊120傳輸至透射模塊130，并由該透射模塊130透射至手指后散射返回至第一信號處理單元141，以形成指紋圖像。
[0038]第二光源發(fā)出的第二光信號經(jīng)透鏡聚焦模塊120傳輸至透射模塊130，并由該透射模塊130透射至手指后散射返回至第二信號處理單元142，以得到對手指中血液平均橫向流速的測量結(jié)果，并按照測量結(jié)果與預設(shè)流速范圍的比較結(jié)果判定形成的指紋圖像是否屬于活體指紋，以此準確地進行活體指紋的識別，有效地提高了活體指紋識別的準確率。
[0039]進一步地，活體指紋識別裝置100還可以通過指示模塊對指紋圖像是否為活體指紋進行指示。例如，指紋模塊可以是LED指示燈，若指紋圖像為活體指紋，則通過LED指示燈發(fā)出綠光進行提示，反之，若指紋圖像并非活體指紋，則通過LED指示燈發(fā)出紅光進行告警。
[0040]當然，在不同的應(yīng)用場景中，指示模塊還可以通過顯示屏所顯示的內(nèi)容對指紋圖像是否屬于活體指紋進行相應(yīng)的指示，本實用新型并不以此為限。
[0041]請參閱圖2，在一實施例中，如上所述的裝置100還包括與光源模塊110和信號處理模塊140分別相連的光纖耦合器模塊150，其能夠用于實現(xiàn)第一、第二光信號的分路合路，或者，延長光信號的傳輸鏈路。
[0042]其中，光纖耦合器模塊150包括第一光纖耦合器和第二光纖耦合器，第一光纖耦合器用于傳輸?shù)谝还庑盘?，第二光纖耦合器用于傳輸?shù)诙庑盘枴１緦嵤├?，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器的分光比為1:1，即第一光纖耦合器和第二光纖耦合器分別用于延長第一光信號、第二光信號的傳輸鏈路。
[0043]進一步地，如圖2所示，光纖耦合器模塊150與透鏡聚焦模塊120之間還設(shè)置有光纖插芯160。
[0044]其中，第一光纖和第二光纖同置于光纖插芯160內(nèi)，第一光纖用于傳輸?shù)谝还庑盘枺诙饫w用于傳輸?shù)诙庑盘?。較優(yōu)地，第一光纖和第二光纖的直徑范圍均為7um至8um，二者于光纖插芯160內(nèi)的距離小于250um。
[0045]圖3為一具體實施例的活體指紋識別裝置的光路示意圖。現(xiàn)結(jié)合圖1和圖2，以第一光源111、透鏡聚焦模塊120、透射模塊130和第一信號處理單元141形成指紋成像通路，而第二光源112、透鏡聚焦模塊120、透射模塊130和第二信號處理單元142形成活體指紋識別通路為例，對本實施例的活體指紋識別裝置的工作原理加以說明。
[0046]指紋成像通路:受試者將手指放置于窗片131的外表面，第一光源111發(fā)出第一光信號，依次經(jīng)過第一光纖親合器151、光纖插芯160內(nèi)的第一光纖161、第一透鏡121、振鏡122、第二透鏡123至窗片131的內(nèi)表面，再透射過窗片131對受試者的手指進行照射，以使第一光信號經(jīng)手指散射后原路返回至第一信號處理單元141，通過第一光探測器1411的光電轉(zhuǎn)換、第一微控制單元的圖像構(gòu)建等處理，由此形成指紋圖像。
[0047]當然，合法用戶的指紋圖像也是通過指紋成像通路形成的，并存儲為保存有指紋數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，以供后續(xù)進行指紋比對。
[0048]活體指紋識別通路:第二光源112發(fā)出第二光信號，依次經(jīng)過第二光纖耦合器152、光纖插芯160內(nèi)的第一光纖162、第一透鏡121、振鏡122、第二透鏡123至窗片131的內(nèi)表面，再透射過窗片131對受試者的手指進行照射，以使第二光信號經(jīng)手指散射后原路返回至第二信號處理單元142。
[0049]由于相對于手指的同一位置，手指中的肌肉、骨頭等組織是靜止的，相應(yīng)地，經(jīng)手指散射的第二光信號的散射強度也是不變的，而由于手指中的血液是流動的，具有一定的流速，相應(yīng)地，不同時刻經(jīng)手指同一位置散射的第二光信號的散射強度將發(fā)生變化。
[0050]由此，第二光信號通過第二光探測器1421進行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到的電信號進一步傳輸至第二微控制單元。第二微控制單元對得到的不同時刻且對應(yīng)于手指同一位置的電信號，進行二維或者三維的圖像構(gòu)建，先得出手指同一位置的散射強度分布圖即散射結(jié)構(gòu)圖，再通過對該散射結(jié)構(gòu)圖進行強度提取及互相關(guān)運算，從而得到手指該位置處的血液橫向流速的平均值，即測量結(jié)果。
[0051]進一步地，按照測量結(jié)果與預設(shè)流速范圍的比較結(jié)果，對指紋成像通路中形成的指紋圖像進行活體指紋的識別。
[0052]其中，預設(shè)流速范圍指的是活體指紋所對應(yīng)的血液橫向流速的分布。由于手指上被覆上一個假指紋套或者假指紋膜，將導致受試者的測量結(jié)果產(chǎn)生較大的變異，從而偏離出預設(shè)流速范圍。因此，通過測量結(jié)果與預設(shè)流速范圍的比較，將能夠得出活體指紋識別的結(jié)果。
[0053]若測量結(jié)果在預設(shè)流速范圍內(nèi)，則判定形成的指紋圖像屬于活體指紋，進而由數(shù)據(jù)庫中對該指紋圖像進行匹配查找，以判斷數(shù)據(jù)庫中是否存在與之相同的指紋圖像，從而判斷受試者是否為合法用戶，否則，判定形成的指紋圖像不屬于活體指紋，停止后續(xù)的指紋圖像比對。
[0054]通過如上的過程，使得活體指紋識別裝置分別進行了指紋圖像、血液橫向流速的對比，從而準確地判定出形成的指紋圖像是否屬于活體指紋。
[0055]上述內(nèi)容，僅為本實用新型的較佳實施例，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種活體指紋識別裝置，其特征在于，包括光源模塊、透鏡聚焦模塊、透射模塊和信號處理模塊;其中，所述光源模塊包括第一光源和第二光源，所述信號處理模塊包括第一信號處理單元和第二信號處理單元，所述透射模塊與手指相接觸，以通過與其接觸的所述手指進行光散射； 所述第一光源發(fā)出的第一光信號經(jīng)所述透鏡聚焦模塊傳輸至所述透射模塊，并由該透射模塊透射至所述手指后散射返回至所述第一信號處理單元，以形成指紋圖像； 所述第二光源發(fā)出的第二光信號經(jīng)所述透鏡聚焦模塊傳輸至所述透射模塊，并由該透射模塊透射至所述手指后散射返回至所述第二信號處理單元，以得到對所述手指中血液平均橫向流速的測量結(jié)果，并按照所述測量結(jié)果與預設(shè)流速范圍的比較結(jié)果判定形成的指紋圖像是否屬于活體指紋。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述光源模塊和信號處理模塊分別相連的光纖耦合器模塊，其包括第一光纖耦合器和第二光纖耦合器，所述第一光纖耦合器用于傳輸?shù)谝还庑盘?，所述第二光纖耦合器用于傳輸?shù)诙庑盘枴?.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述光纖耦合器模塊與所述透鏡聚焦模塊之間還設(shè)置有光纖插芯，第一光纖和第二光纖同置于所述光纖插芯內(nèi)，所述第一光纖用于傳輸?shù)谝还庑盘枺龅诙饫w用于傳輸?shù)诙庑盘枴?.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透鏡聚焦模塊包括依次設(shè)置的第一透鏡、振鏡和第二透鏡。5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透射模塊為一窗片。6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一光源為激光二極管。7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一光信號為1310nm波長的激光。8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二光源為超輻射發(fā)光二極管。9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二光信號為830nm波長的紅外光。10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一信號處理單元和第二信號處理單元均包括光電探測器和微控制單元，所述光電探測器將接收到的第一光信號或者第二光信號相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為第一電信號或者第二電信號，以通過所述微控制單元對所述第一電信號進行圖像構(gòu)建形成所述指紋圖像，或者，對所述第二電信號進行強度提取及互相關(guān)運算，得到所述測量結(jié)果，以根據(jù)所述測量結(jié)果對所述指紋圖像進行活體指紋識別。
【專利摘要】本實用新型公開了一種活體指紋識別裝置，該裝置包括：光源模塊包括第一光源和第二光源，信號處理模塊包括第一信號處理單元和第二信號處理單元，透射模塊與手指相接觸，以通過與其接觸的手指進行光散射；第一光源發(fā)出的第一光信號經(jīng)透鏡聚焦模塊傳輸至透射模塊，并由透射模塊透射至所述手指后散射返回至第一信號處理單元，以形成指紋圖像；第二光源發(fā)出的第二光信號經(jīng)透鏡聚焦模塊傳輸至透射模塊，并由透射模塊透射至手指后散射返回至第二信號處理單元，以得到對手指中血液平均橫向流速的測量結(jié)果，并按照測量結(jié)果與預設(shè)流速范圍的比較結(jié)果判定形成的指紋圖像是否屬于活體指紋本。本實用新型能夠提高活體指紋識別的準確率。
【IPC分類】G06K9/00
【公開號】CN205384628
【申請?zhí)枴緾N201620147937
【發(fā)明人】吉雁鴻, 黃強, 靳杰, 鄺國濤, 王子晗
【申請人】深圳市生強科技有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年2月27日