一种眼球影像采集装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种眼球影像采集装置，包括摄像头模块、多功能光源模块、核心板三部分；多功能光源模块通过焊盘焊接在核心板的一面，摄像头模组通过插针固定在核心板的另一面；多功能光源模块中的红外光源发出的红外线直接照射到被诊断者的眼睛上，经眼球反射通过半反半透镜投射到红外线摄像头，红外线摄像头对人眼运动轨迹进行影像采集，进而把采集数据传送到核心板，由核心板对眼球影像数据做进一步处理。本发明体积小、重量轻、厚度薄，结构紧凑，不仅实现了采集装置的模块化，使其具有很好的可移植性，而且在近距离拍摄时可自动对焦、准确对焦、快速对焦，保证了影像采集的质量，在实际的应用中取得了良好的效果。
【专利说明】一种眼球影像采集装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种影像采集装置，尤其涉及一种眼球影像采集装置，主要用于近距离测试眼球眩晕信息的影像采集装置。
【背景技术】
[0002]眼球是一种精细的人体器官，其转动幅度不如手部动作那么明显，不同人种的虹膜颜色差异也比较大，这些因素都直接增加了获取清晰虹膜影像的难度。因此采用普通的影像采集装置很难获取高质量、可用于分析处理的虹膜影像数据。
[0003]目前，用于虹膜影像采集的装置多操作复杂、体积庞大、成本较高。CN203038298U公开了 “一种虹膜图像采集装置”，该装置由成像模块、照明模块、三维运动平台、控制模块、光学平台、固定杆、颚托组成。进行虹膜影像采集的过程大致如下所述:被采集者将眼睛置于颚托之上；根据眼睛的位置调整固定在三维运动平台上的成像模块，使得眼睛充满图像正中间；最后进行虹膜影像数据采集，并将采集到的数据传送给计算机进行下一步处理。该虹膜影像采集装置主要缺点有:1、人眼的位置受被采集者的主观控制。在采集过程中，若眼睛的位置发生偏移则会严重影响虹膜影像采集的质量。2、操作复杂，调整成像模块与眼睛的最佳相对位置要花费一定的时间。3、各器件之间排列不紧凑、集成度较低、体积庞大，成本较高。这些缺点使得现有虹膜影像采集的装置在应用上存在一定的局限性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种结构紧凑，近距离拍摄时可自动、准确、快速对焦的眼球影像采集装置。
[0005]本发明的眼球影像采集装置，包括核心板及设置在核心板两侧面的多功能光源模组和摄像头模组三个部分；其中:
所述多功能光源模组包括多功能光源模组基板，嵌在多功能光源模组基板中间部位圆孔内的半反半透镜，固定在多功能光源模组基板上的红外光源、电阻及焊盘，且红外光源、电阻均通过导线与焊盘连接；焊盘在起到物理机械连接的作用的同时，另一方面起到电气连接的作用。为了有效防止阻抗带来的负面影响，使得红外光均匀的照射在眼球上，多功能光源模组的电阻与红外光源交替均匀布置在半反半透镜的外周。在多功能光源模组基板上还设置有闪光灯，在光线较暗的条件下对眼球进行图像采集时，闪光灯可起到补光作用。
[0006]所述摄像头模组包括摄像头模组基板及设置在摄像头模组基板上的影像头，摄像头信号接口电路及外部接口电路，影像头采集的影像数据经过摄像头信号接口电路的传输引脚与外部接口电路连接；外部接口电路通过与核心板上的排针物理机械连接的同时，又起到信号传输的作用。所述影像头设置在对应半反半透镜的一侧，并与半反半透镜的中心在同一轴线上。为了便于快速、准确对焦，保证了影像采集的质量，影像头与反半透镜之间的距离在5 mm之内，红外光源与影像头间的距离为6 mm。摄像头接口电路预留了可兼容不同型号摄像头AFC部分供电的接口，可具体参考选用摄像头的数据手册来决定是否焊接磁珠。
[0007]核心板上设置有与半反半透镜相对应的圆孔，以便于影像头采集眼球的影像信息。在核心板对应多功能光源模组的侧面设置有焊盘，该焊盘与多功能光源模组上的焊盘对应连接；在核心板对应摄像头模块的侧面设有排针，该排针与摄像头模块的外部接口插座通讯连接。
[0008]核心板上集成有微处理器MPU及基本输出输入系统B1S，且微处理器MPU通过I2C总线与基本输出输入系统B1S进行通信，通过B1S调节多功能光源模块；微处理器MPU集成了摄像头控制器FMC，控制摄像头模组。核心板的MPU通过SCCB(—种弱化的I2C总线)设置摄像头寄存器，为摄像头配置好工作环境。
[0009]多功能光源模组的红外光源发出的红外线直接照射到被诊断者的眼睛上，经眼球反射通过半反半透镜投射到红外线摄像头，红外线摄像头对人眼运动轨迹进行影像采集，进而把采集数据传送到核心板，由核心板对眼球影像数据做进一步处理。
[0010]本发明相对现有技术具有以下优点:
1、本发明将多功能光源模组、核心板、摄像头模组通过焊盘焊接成一体，通过把半反透镜固定在摄像头与多功能光源模组中间，利用半反半透镜的物理性质，延长虹膜在半反半透镜中虚拟像到摄像头的距离，以满足摄像头焦距的要求，实现了摄像头在近距离拍摄时可自动对焦、准确对焦、快速对焦的功能，保证了影像采集的质量；
2、本发明体积小、重量轻、厚度薄，结构紧凑，不仅实现了采集装置的模块化，而且使其具有很好的可移植性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明眼球影像采集装置的结构示意图。
[0012]图2是本发明多功能光源模组的结构图。
[0013]图3是摄像头模组的结构图。
[0014]图4是核心板A面示意图。
[0015]图5是核心板B面示意图。
[0016]图6是本发明的驱动功能流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面通过具体实施例对本发明眼球影像采集装置的结构、工作原理做进一步说明。
[0018]一种眼球影像采集装置，包括核心板I及设置在核心板两侧面的多功能光源模组3和摄像头模块2三个部分(参照图1)，其中:
多功能光源模组3包括多功能光源模组基板3-4及安装在多功能光源模组基板上的半反半透镜3-1，红外光源3-5、电阻3-2、焊盘3-3 ;半反半透镜3_1嵌在多功能光源模组基板中间部位的圆孔内，红外光源3-5、电阻3-2交替均匀布置在半反半透镜3-1的外周；红外光源、电阻均通过导线与焊盘3-3连接；在基板3-4的一角设置有闪光灯3-6，在光线条件不足时提供补光作用，以保证采集到清晰的影像数据(参照图2)。
[0019]摄像头模块2包括摄像头模组基板2-1及设置在摄像头模组基板上的影像头2-2、摄像头信号接口电路2-4及外部接口电路2-3 ;影像头采集的影像数据经过摄像头信号接口电路2-4的传输引脚与外部接口电路2-3连接。影像头设置在对应半反半透镜3-1的一侦牝并与半反半透镜3-1的中心在同一轴线上(参照图3)。为了保证影像采集的质量，红外光源3-5与影像头2-2间的距离为6 mm。
[0020]核心板I上设置有与半反半透镜3-1相对应的圆孔1-1。在核心板对应多功能光源模组3的侧面(B面)设置有焊盘1-2，该焊盘与多功能光源模组上的焊盘3-3对应连接，使核心板与多功能光源模组即实现物理连接，又实现数据传输(参照图5);在核心板对应摄像头模块2的侧面(A面)设有排针1-3，该排针与摄像头模块的外部接口电路2-3通讯连接，使核心板与摄像头模块实现物理连接，又实现数据传输(参照图4)。
[0021]核心板上集成有微处理器MPU及基本输出输入系统B1S，且微处理器MPU通过I2C总线与基本输出输入系统B1S进行通信，通过B1S调节多功能光源模组。MPU是整个核心板的核心，我们采用的MPU集成了摄像头控制器FIMC (Fully Interactive MobileCamera)，摄像头采集的数据必须先传输给FMC，经过FMC处理之后交付给MPU，MPU再把数据显示到显示器上。B1S保存着计算机最重要的基本输入输出的程序和系统自启动程序，其主要功能是为计算机提供最底层、最直接的硬件设置和控制。因此，一方面MPU通过I2C总线与B1S进行通信，通过B1S调节多功能光源模组，辅助摄像头影像的采集。另一方面，将采集到的眼球影像先传输给FMC，经过FMC对影像数据的进一步处理之后，进而将转换后的数据传输到核心板上的MPU上，再经MPU进行下一步分析处理，以达到影像采集、分析、处理的目的(见图6)。同时，MPU通过SCCB设置摄像头寄存器，为摄像头配置好工作环境，复位摄像头模组，使摄像头进行影像采集。
【权利要求】
1.一种眼球影像采集装置，其特征在于:包括核心板(I)及设置在核心板两侧面的多功能光源模组(3)和摄像头模组(2)； 所述多功能光源模组(3)包括多功能光源模组基板(3-4)，嵌在多功能光源模组基板中间部位圆孔内的半反半透镜(3-1)，固定设置在多功能光源模组基板上的红外光源(3-5)、电阻(3-2)及焊盘(3-3)，且红外光源、电阻均通过导线与焊盘(3-3)连接； 所述摄像头模组(2)包括摄像头模组基板(2-1)及设置在摄像头模组基板上的影像头(2-2)，摄像头信号接口电路(2-4)及外部接口电路(2-3);影像头采集的影像数据经过摄像头信号接口电路(2-4)与外部接口电路(2-3)连接；所述影像头(2-2)设置在对应半反半透镜(3-1)的一侧，并与半反半透镜(3-1)的中心在同一轴线上； 核心板(I)上设置有与半反半透镜(3-1)相对应的圆孔(1-1);在核心板对应多功能光源模组(3)的侧面设置有焊盘(1-2)，该焊盘与多功能光源模组上的焊盘(3-3)对应连接；在核心板对应摄像头模组(2)的侧面设有排针(1-3)，该排针与摄像头模块的外部接口电路(2-3)通讯连接； 核心板(I)上集成有微处理器MPU及基本输出输入系统B1S，且微处理器MPU通过I2C总线与基本输出输入系统B1S进行通信，通过B1S调节多功能光源模块；微处理器MPU集成了摄像头控制器FIMC控制摄像头t旲组。
2.如权利要求1所述的眼球影像采集装置，其特征在于:所述多功能光源模块(3)的电阻与红外光源交替均匀布置在半反半透镜的外周。
3.如权利要求1所述的眼球影像采集装置，其特征在于:在多功能光源模块基板(3-4)上还设置有闪光灯(3-6)。
4.如权利要求1所述的眼球影像采集装置，其特征在于:所述影像头(2-2)与反半透镜(3-1)之间的距离为5 mm。
5.如权利要求1所述的眼球影像采集装置，其特征在于:红外光源(3-5)与影像头(2-2)间的距离为6 mm。
6.如权利要求1所述的眼球影像采集装置，其特征在于:核心板(I)的微处理器MPU通过SCCB设置摄像头寄存器。
【文档编号】G06K9/00GK104036256SQ201410290343
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】屈志毅, 赵庆林, 黄锐, 韩蕙佚, 邱建鹏, 刘兵, 王喜梅 申请人:兰州大学