一种基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置的制作方法

本实用新型涉及一种手指静脉图像采集装置，特别是涉及一种基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置，属于人体生物认证技术领域。

背景技术：

随着社会的发展与进步，信息技术已经逐渐融于了人们的工作和生活，在给人类社会带来便利的同时，对信息的安全和保密也提出了更高、更新的要求。然而，目前普遍使用的身份鉴别方法，如口令、密码、钥匙、ID卡等，存在容易损毁、遗忘、被盗用、被破译等问题，给人们的日常生活带来诸多麻烦，甚至造成重大的财产和人生安全隐患。据统计，在美国每年都有近亿美元的福利金被别人假冒领取，在我国仅深圳市每年就有200万人民币以上的社会保险被冒领，在法国、英国等其他国家同样存在假冒身份造成重大经济损失的情况。同时，传统的识别技术无法实现对恐怖分子的身份认证，特别是“911”事件以来各国政府都在大力支持生物识别技术，我国首届奥运会的安检系统就有采用生物识别技术。因此，人体生物识别技术迎合时代的需求成为本世纪的研究热点，同时也带来了巨大的经济市场。

在经历缓慢增长以后，生物识别技术现在进入快速发展的阶段，2007年至2013年六年期间，生物识别技术的全球市场规模年均增速为21.7％，这在全世界大多数行业增长率低于5％的对比下实属罕见，在2015年，生物识别技术全球市场经济规模达到130亿美元，2020年将增加到250亿美元，在这5年内的年均增速约是14％。总之，在物联网技术不断发展的大背景下，随着生物识别技术的不断成熟，其市场前景不可估量。

静脉识别技术是根据人类静脉中的血红蛋白可以吸收一定波长的光线原理，在使用该波长范围内的光线照射静脉时，获得静脉图像，然后把获得的图像进行分析处理，最后将得到的静脉特征值在数据库中进行匹配，实现对个体的身份鉴别，静脉识别技术分为手掌静脉识别技术、手背静脉识别技术和手指静脉识别技术，由于手掌的血管比较细，同时脂肪比较厚，此外明显的掌纹信息也会影响掌静脉的图像采集，所以采集到的血管信息较少并且不稳定；手背静脉信息最为丰富，且皮肤比较薄，可以方便的进行图像采集，但是采集中必须握紧拳头才能获取静脉图像，进而使手背的固定成为问题，很容易出现采集位置的移动与偏转，影响识别率；手指静脉信息比较丰富，手指位置好固定，采集装置小巧简便，皮肤脂肪较少，容易透射近红外光，可以很方便的采集到清晰稳定的静脉图像，因此，手指静脉图像的采集和识别是目前国内外生物识别技术研究热点。

在这样的背景下，研究一套智能化指静脉识别装置，可以进行单机识别，也可与计算机或其它控制系统互联，如：门禁、考务系统等，具有更高的保密性、安全性，在防盗、考勤、安全、考务等方面具有重要的应用价值和重要的意义。目前，手指静脉图像的采集和识别多存在图像均匀性较差、光照强度不够、无法完全覆盖手指的问题，图像光照分布均匀性较差，影响手指区域与背景区域的分割界面，且在图像采集过程中，容易发生手指抖动而导致图像采集模糊不清，导致静脉纹络信息不明显，导致图像质量不能满足要求。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是为了解决目前手指静脉图像采集装置存在的图像均匀性较差、光照强度不够、无法完全覆盖手指、手指易发生抖动而导致图像光照分布均匀性较差，影响手指区域与背景区域的分割界面，导致静脉纹络信息不明显，影响图像质量的问题，而提供一种基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置。

本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置，包括外壳、顶盖和橡胶底座，所述顶盖设置在所述外壳上方，所述外壳内设有发光单元、近红外LED光源阵列、导光片、手指固定器、红外滤波片和CMOS摄像头，所述近红外LED光源阵列与所述发光单元电连接；所述CMOS摄像头的底部设有节电单元、光源控制电路、DSP控制器、存储单元、通讯单元和CMOS摄像头控制电路，所述节电单元、所述光源控制电路、所述存储单元、所述通讯单元、所述CMOS摄像头控制电路均与所述DSP控制器电连接；所述导光片为弧形导光片，所述弧形导光片的弧形开口朝向所述手指固定器，所述手指固定器内设有多条曲面槽，所述曲面槽的表面设有软胶基层，所述软胶基层上设有吸附盘，所述吸附盘与吸附电机连接，所述吸附电机与所述DSP控制器电连接。

优选的方案是，所述发光单元与一变压器电连接，所述导光片设置在所述近红外LED光源阵列与所述手指固定器之间，所述红外滤波片设置在所述手指固定器与所述CMOS摄像头之间。

在上述任一方案中优选的是，所述发光单元通过光源控制电路与所述DSP控制器电连接，所述CMOS摄像头通过CMOS摄像头控制电路与所述DSP控制器电连接。

在上述任一方案中优选的是，所述节电单元分别与所述光源控制电路、所述CMOS摄像头控制电路电连接，所述节电单元分别控制所述光源控制电路和所述CMOS摄像头控制电路，并用于在所述发光单元、所述CMOS摄像头非工作状态下时实现节电功能。

在上述任一方案中优选的是，所述存储单元、所述通讯单元均与所述节电单元电连接，所述存储单元用于存储采集及处理后的手指静脉图像，所述通讯单元与无线通讯天线电连接，用于与用户移动终端连接，所述无线通讯天线设置在所述顶盖上。

在上述任一方案中优选的是，所述导光片由高通透导光材料一体成型设置，所述导光片厚度均匀，所述导光片为弧形玻璃。

在上述任一方案中优选的是，所述顶盖上设有开关，所述开关与所述节电单元、所述DSP控制器电连接，所述开关控制所述DSP控制器的启动与关闭。

在上述任一方案中优选的是，所述曲面槽与所述软胶基层之间设有磨砂面，所述软胶基层为硅胶。

在上述任一方案中优选的是，所述外壳上设有控制界面，所述控制界面内设有控制按钮和液晶显示屏，所述控制按钮分别与所述节电单元、所述光源控制电路、所述DSP控制器、所述存储单元、所述通讯单元、所述CMOS摄像头控制电路电连接。

在上述任一方案中优选的是，所述外壳上设有扣槽、信号灯、多个接口和散热窗，所述扣槽设置在所述外壳两侧，所述散热窗设置在所述DSP控制器一侧，所述接口的一侧设有标签，所述接口包括电源接口、数据传输接口和备用数据传输接口。

本实用新型的有益技术效果：按照本实用新型的基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置，本实用新型提供的基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置，解决了目前手指静脉图像采集系统存在的图像均匀性较差、光照强度不够、无法完全覆盖手指、手指易发生抖动而导致图像光照分布均匀性较差，影响手指区域与背景区域的分割界面，导致静脉纹络信息不明显，影响图像质量的问题，通过近红外LED光源阵列和导光片不仅能够增加光照强度，而且能够消除手指阴影，使其趋于近红外照度，使光照完全覆盖手指，增强图像均匀性，通过手指固定器及设置在手指固定器内的吸附盘及软胶基层能够稳定的固定手指，防止手指静脉纹络采集过程中发生抖动，使静脉纹络信息明显，通过红外滤波片有利于去除背景，提高图像采集质量，通过无线通讯天线和通讯单元实现与用户移动手持设备无线连接，通过设置控制界面内的控制按钮和液晶显示屏实现自动化操作，通过设置橡胶底座及散热窗，不仅能够保证手指静脉图像采集装置的稳定，还能实现手指静脉图像采集装置的散热，保证其运行稳定。

附图说明

图1为按照本实用新型的基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置结构的一优选实施例的结构示意图；

图2为按照本实用新型的基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置一优选实施例的内部连接示意图，该实施例可以是与图1相同的实施例，也可以是与图1不同的实施例。

图中：1-外壳，2-顶盖，3-橡胶底座，4-无线通讯天线，5-开关，6-扣槽，7-信号灯，8-发光单元，9-近红外LED光源阵列，10-导光片，11-手指固定器，12-红外滤波片，13-CMOS摄像头，14-控制界面，15-控制按钮，16-液晶显示屏，17-散热窗，18-节电单元，19-光源控制电路，20-DSP控制器，21-存储单元，22-通讯单元，23-CMOS摄像头控制电路，24-电源接口，25-数据传输接口，26-备用数据传输接口，27-标签，28-吸附盘，29-吸附电机。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置，包括外壳1、顶盖2和橡胶底座3，所述顶盖2设置在所述外壳1上方，所述外壳1内设有发光单元8、近红外LED光源阵列9、导光片10、手指固定器11、红外滤波片12和CMOS摄像头13，所述近红外LED光源阵列9与所述发光单元8电连接；所述CMOS摄像头13的底部设有节电单元18、光源控制电路19、DSP控制器20、存储单元21、通讯单元22和CMOS摄像头控制电路23，所述节电单元18、所述光源控制电路19、所述存储单元21、所述通讯单元22、所述CMOS摄像头控制电路23均与所述DSP控制器20电连接；所述导光片10为弧形导光片，所述弧形导光片的弧形开口朝向所述手指固定器11，所述手指固定器11内设有多条曲面槽，所述曲面槽的表面设有软胶基层，所述软胶基层上设有吸附盘28，所述吸附盘28与吸附电机29连接，所述吸附电机29与所述DSP控制器20电连接。

在本实施例中，如图1所示，所述发光单元8与一变压器电连接，所述导光片10设置在所述近红外LED光源阵列9与所述手指固定器11之间，所述红外滤波片12设置在所述手指固定器11与所述CMOS摄像头13之间。

在本实施例中，如图2所示，所述发光单元8通过光源控制电路19与所述DSP控制器20电连接，所述CMOS摄像头13通过CMOS摄像头控制电路23与所述DSP控制器20电连接，所述节电单元18分别与所述光源控制电路19、所述CMOS摄像头控制电路23电连接，所述节电单元18分别控制所述光源控制电路19和所述CMOS摄像头控制电路23，并用于在所述发光单元8、所述CMOS摄像头13非工作状态下时实现节电功能，所述存储单元21、所述通讯单元22均与所述节电单元18电连接，所述存储单元21用于存储采集及处理后的手指静脉图像，所述通讯单元22与无线通讯天线4电连接，用于与用户移动终端连接，所述无线通讯天线4设置在所述顶盖2上。

在本实施例中，如图1所示，所述导光片10由高通透导光材料一体成型设置，所述导光片10厚度均匀，所述导光片10为弧形玻璃，所述顶盖2上设有开关5，所述开关5与所述节电单元18、所述DSP控制器20电连接，所述开关5控制所述DSP控制器20的启动与关闭，所述曲面槽与所述软胶基层之间设有磨砂面，所述软胶基层为硅胶。

在本实施例中，如图1所示，所述外壳1上设有控制界面14，所述控制界面14内设有控制按钮15和液晶显示屏16，所述控制按钮15分别与所述节电单元18、所述光源控制电路19、所述DSP控制器20、所述存储单元21、所述通讯单元22、所述CMOS摄像头控制电路23电连接，所述外壳1上设有扣槽6、信号灯7、多个接口和散热窗17，所述扣槽6设置在所述外壳1两侧，所述散热窗17设置在所述DSP控制器20一侧，所述接口的一侧设有标签27，所述接口包括电源接口24、数据传输接口25和备用数据传输接口26。

综上所述，在本实施例中，按照本实施例的基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置，本实施例提供的基于近红外LED阵列光源的手指静脉图像采集装置，解决了目前手指静脉图像采集系统存在的图像均匀性较差、光照强度不够、无法完全覆盖手指、手指易发生抖动而导致图像光照分布均匀性较差，影响手指区域与背景区域的分割界面，导致静脉纹络信息不明显，影响图像质量的问题，通过近红外LED光源阵列和导光片不仅能够增加光照强度，而且能够消除手指阴影，使其趋于近红外照度，使光照完全覆盖手指，增强图像均匀性，通过手指固定器及设置在手指固定器内的吸附盘及软胶基层能够稳定的固定手指，防止手指静脉纹络采集过程中发生抖动，使静脉纹络信息明显，通过红外滤波片有利于去除背景，提高图像采集质量，通过无线通讯天线和通讯单元实现与用户移动手持设备无线连接，通过设置控制界面内的控制按钮和液晶显示屏实现自动化操作，通过设置橡胶底座及散热窗，不仅能够保证手指静脉图像采集装置的稳定，还能实现手指静脉图像采集装置的散热，保证其运行稳定。

以上所述，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。