專利名稱：：實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種提供虹膜生物測(cè)定用途的光學(xué)成像裝置，其能實(shí)時(shí)成像高品質(zhì)的虹膜紋理圖像，特別是一種能實(shí)現(xiàn)以實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害方式獲取高質(zhì)量的虹膜紋理光學(xué)成像的裝置，屬于光機(jī)電一體化、自動(dòng)控制
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：BumChulKimetal《虹膜識(shí)別系統(tǒng)》美國(guó)專利號(hào)US6,594,377B1(《IRISRECOGNITIONSYSTEM》USPATENTNUMBERUS6,594,377B1Jul，15，2003)提出了一種無嚴(yán)格限制使用距離的無侵害的裝置。它由可上下旋轉(zhuǎn)控制的凹容器，在該容器內(nèi)有紫外線截止鏡，平面冷光鏡，成像透鏡，攝像機(jī)，數(shù)個(gè)近紅外波段照明光源，距離測(cè)量傳感器，控制單元組成。但1)該裝置體積太龐大；2)平面冷光鏡不便于使用者操作，可能無法觀察到視覺反饋的虛像；3)該裝置正如其描述的依靠單獨(dú)使用距離測(cè)量傳感器的結(jié)果來決定光源強(qiáng)度和成像透鏡的光學(xué)變焦和聚焦功能有時(shí)是不可靠的，因?yàn)榫嚯x測(cè)量結(jié)果值實(shí)際應(yīng)用時(shí)常被干擾或測(cè)不準(zhǔn)；4)同時(shí)也缺乏一種具體可實(shí)施的虹膜圖像質(zhì)量反饋控制實(shí)時(shí)分析處理機(jī)制支持，很明顯的它并不能總是能滿足穩(wěn)定可靠高質(zhì)量的虹膜紋理光學(xué)成像。而另外有的裝置需要人的眼球位于固定位置才能獲得清晰的成像，實(shí)際應(yīng)用時(shí)這一點(diǎn)非常致命，這可能會(huì)讓人拒絕使用該系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如運(yùn)動(dòng)模糊，自然快速的使用位置定位(X-Y軸中心)，鏡面反射干擾，聚焦質(zhì)量，使用者移動(dòng)引導(dǎo)的眼睛存在性及其中心位置偏離，虹膜紋理質(zhì)量等問題，對(duì)虹膜生物測(cè)定系統(tǒng)的性能產(chǎn)生根本性影響。實(shí)踐證明單一的光學(xué)成像裝置不能滿足獲取高質(zhì)量的虹膜紋理圖像要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種實(shí)時(shí)性、自動(dòng)性、無侵害、友好的人機(jī)操作界面和高品質(zhì)成像圖像的虹膜紋理光學(xué)成像裝置。同時(shí)提供對(duì)虹膜成像圖像的質(zhì)量控制實(shí)時(shí)分析處理機(jī)制支持以解決運(yùn)動(dòng)模糊，自然快速的使用位置定位(X-Y軸中心)，鏡面反射干擾，聚焦質(zhì)量，使用者移動(dòng)引導(dǎo)的眼睛存在性及其中心位置偏離，虹膜紋理質(zhì)量等問題。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，它包含有密閉殼體，殼體內(nèi)有照明光源系統(tǒng)，在光學(xué)軸上依次排列有近紅外波段光學(xué)濾波器，光學(xué)成像透鏡組、視頻攝像機(jī)，設(shè)有對(duì)該光學(xué)成像裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制的圖像處理控制單元。圖像處理控制單元由圖像采集器、數(shù)字信號(hào)處理單元和存儲(chǔ)單元及基本的I/O控制單元組成，圖像處理控制單元聯(lián)接光學(xué)成像裝置以組成實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其中所述的照明光源系統(tǒng)由近紅外波段照明光源、近紅外波段漫射/散射濾光鏡、提供光源輻射強(qiáng)度的能量驅(qū)動(dòng)器及調(diào)整照明光源位置的控制器組成。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其中調(diào)整照明光源位置的控制器是預(yù)定位置控制器，并且該位置控制器組成反向?qū)ΨQ的照明光源預(yù)定位置關(guān)系。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，近紅外波段照明光源由發(fā)射波長(zhǎng)為700-900nm的寬帶光源和固定或可改變光源輻射強(qiáng)度的能量驅(qū)動(dòng)器組成，并且近紅外波段漫射/散射濾光鏡密閉近紅外波段照明光源。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，距離測(cè)量傳感器是主動(dòng)型多點(diǎn)或多束紅外線或超聲波距離測(cè)量器件。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，近紅外波段光學(xué)濾波器為近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡，并且該反射濾光鏡的觀察視場(chǎng)由反射濾光鏡中反饋虛像確定。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，密閉殼體的前表面被設(shè)計(jì)成具有階梯度或曲率的傾斜面，并且密閉殼體通過可活動(dòng)的構(gòu)件與基座固定；近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡和近紅外波段漫射/散射濾光鏡內(nèi)嵌于殼體的傾斜前表面。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，殼體的傾斜前表面設(shè)有語音提示單元和/或光電提示單元實(shí)時(shí)反饋處理結(jié)果信息于使用者。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，視頻攝像機(jī)是具有對(duì)700-900nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)敏感的CCD或CMOS視頻攝像機(jī)。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，光學(xué)成像透鏡組是校正光學(xué)成像像差的可變焦聚焦功能的成像透鏡組或是固定焦距成像透鏡組。該光學(xué)成像透鏡組也可集成于視頻攝像機(jī)中，直接由視頻攝像機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，照明光源位置調(diào)整采用根據(jù)鏡面反射程度，對(duì)照明光源預(yù)定位置反向?qū)ΨQ判定的方法；能量驅(qū)動(dòng)器輸出調(diào)節(jié)值控制方法為產(chǎn)生預(yù)置物距與相應(yīng)的能量驅(qū)動(dòng)器輸出調(diào)節(jié)值關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法實(shí)現(xiàn)。光學(xué)成像透鏡的焦距和聚焦位置控制方法為產(chǎn)生預(yù)置物距與相應(yīng)的變焦和聚焦電機(jī)位置調(diào)節(jié)值關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法實(shí)現(xiàn)。圖像焦點(diǎn)預(yù)測(cè)位置反饋控制采用函數(shù)擬合或預(yù)置查表方法。本發(fā)明的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，圖像處理控制單元采用結(jié)合實(shí)時(shí)成像運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和圖像品質(zhì)分析反饋結(jié)果綜合控制光學(xué)成像裝置，使它們組成了對(duì)光學(xué)成像穩(wěn)定可靠的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。過程包括以下步驟實(shí)時(shí)獲取有效的物距及相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；實(shí)時(shí)改變光源輸出的輻射強(qiáng)度；實(shí)時(shí)自動(dòng)光學(xué)變焦和聚焦；實(shí)時(shí)圖像亮度評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)鏡面反射程度評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)焦點(diǎn)質(zhì)量及焦點(diǎn)預(yù)測(cè)評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)眼睛存在性及其中心位置評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)虹膜紋理質(zhì)量評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)獲取高品質(zhì)成像圖像?？偨Y(jié)上述描述，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1)具有階梯度或曲率的傾斜前表面和可活動(dòng)的殼體提供最舒適的方式使用該裝置；2)通過能量驅(qū)動(dòng)器動(dòng)態(tài)改變光源輸出的輻射強(qiáng)度，達(dá)到圖像有統(tǒng)一的亮度/對(duì)比度分布的最佳照明條件；3)光學(xué)成像裝置允許使用者在相當(dāng)寬距離范圍內(nèi)自由活動(dòng)，不必嚴(yán)格限制使用距離；4)結(jié)合了實(shí)時(shí)主動(dòng)式多點(diǎn)或多束測(cè)距與被動(dòng)式圖像焦點(diǎn)預(yù)測(cè)反饋控制的復(fù)合自動(dòng)聚焦(AF)系統(tǒng)，因此可獲得理想尺度和聚焦的虹膜紋理成像；5)反射濾光鏡的觀察視場(chǎng)由反射濾光鏡中反饋虛像確定，通過使用者在反射濾光鏡視場(chǎng)中觀察到的反饋虛像的可見程度性質(zhì)，自主判斷其X-Y軸中心位置定位問題，且通過語音提示和/或光電提示，具有無侵害、友好的人機(jī)操作界面的特點(diǎn)；6)移去鏡面反射干擾采用對(duì)具有圓群循環(huán)控制特征的照明光源預(yù)定位置反向?qū)ΨQ判定的方法，它具備實(shí)時(shí)性，高穩(wěn)定和可靠性的優(yōu)點(diǎn)；7)圖像處理控制單元采用結(jié)合實(shí)時(shí)成像運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和圖像品質(zhì)分析反饋結(jié)果綜合控制光學(xué)成像裝置，使它們組成了對(duì)光學(xué)成像穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。8)本發(fā)明虹膜光學(xué)成像裝置具有成像的虹膜紋理圖像質(zhì)量高，成本低廉，可靠性高，系統(tǒng)穩(wěn)定，復(fù)雜度最低。下面將通過實(shí)施例并對(duì)照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的敘述。圖1是虹膜光學(xué)成像裝置的構(gòu)成示意圖。圖2是虹膜光學(xué)成像裝置與圖像處理控制單元的框圖。圖3是光學(xué)成像裝置閉環(huán)反饋控制流程原理框圖。圖4是虹膜光學(xué)成像裝置的光學(xué)成像原理圖。圖5是垂面入射冷光鏡典型的透射率光譜曲線圖。圖6-1圖6-2是兩種等價(jià)的對(duì)照明光源預(yù)定位置反向?qū)ΨQ控制系統(tǒng)圖。圖中的標(biāo)號(hào)說明0-眼睛；1-虹膜光學(xué)成像裝置；2-傾斜殼體；3-近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡；4-光學(xué)成像透鏡組；5-虛像；6-視頻攝像機(jī)；7-距離測(cè)量傳感器；8-近紅外波段漫射/散射濾光鏡；9-近紅外波段照明光源；10-位置控制器；11-語音提示單元；12-光電提示單元；20-圖像處理控制單元；21-圖像采集器ADC；22-基本I/O控制單元；23-數(shù)字信號(hào)處理單元；24-存儲(chǔ)單元。具體實(shí)施方式本發(fā)明所說的實(shí)時(shí)指處理速度大于圖像幀采集速率，即，PAL制25幀每秒(25fps)或NTSC制30幀每秒(30fps)。本發(fā)明所說的光源輻射強(qiáng)度(RadiantIntensity)和輻射照度(irradiance)是光輻射學(xué)單位，其定義分別為瓦每球面度W/Sr和瓦每平方米W/m2。實(shí)施例1、用于虹膜采集的虹膜光學(xué)成像裝置的部件構(gòu)成可從圖1中看到，它包含有密閉殼體2，殼體內(nèi)依次在光學(xué)軸上排列有近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡3，可變焦聚焦功能的光學(xué)成像透鏡組4，CCD視頻攝像機(jī)6，和PSD距離測(cè)量傳感器7及照明光源系統(tǒng)，所述的照明光源系統(tǒng)由近紅外波段照明光源9、近紅外波段漫射/散射濾光鏡8、可改變光源輻射強(qiáng)度的能量驅(qū)動(dòng)器及調(diào)整照明光源位置的控制器10組成，并設(shè)有對(duì)該光學(xué)成像裝置進(jìn)行穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制的圖像處理控制單元20及語音提示單元11和/或光電提示單元12。圖像處理控制單元20由圖像采集器ADC21，數(shù)字信號(hào)處理單元23和存儲(chǔ)單元24及基本I/O控制單元22組成，所述的圖像處理控制單元聯(lián)接光學(xué)成像裝置以組成實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。為了使用者以最舒適的方式使用該裝置，考慮到使用者身高和觀察習(xí)慣，模擬使用者閱讀資料時(shí)人機(jī)界面原理。所不同的是，使用者觀察的對(duì)象是該裝置的反射濾光鏡。因此優(yōu)選實(shí)施例中密閉殼體的前表面被設(shè)計(jì)成具有一定階梯度或曲率的傾斜面。密閉殼體通過可活動(dòng)的構(gòu)件(如轉(zhuǎn)軸)與基座固定，這樣一來可以自由調(diào)整傾斜度以適應(yīng)使用者不同身高和觀察習(xí)慣，結(jié)果是大大減少成像裝置體積同時(shí)方便使用者使用該裝置。近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡和近紅外波段漫射/散射濾光鏡內(nèi)嵌于殼體的傾斜前表面。當(dāng)使用者位于該裝置的反射濾光鏡前時(shí)，它反射400-700nm波段的可見光，使用者能清晰看到自己眼睛形成的虛像，同時(shí)透射700nm以上近紅外波段被用于CCD視頻攝像機(jī)物理成像。更進(jìn)一步的，因虹膜光學(xué)成像裝置使用在不同照度環(huán)境，故提供適當(dāng)柔和強(qiáng)度的400-700nm可見光源照明是理想的，它不會(huì)影響上述近紅外波段成像。理想的視頻攝像機(jī)是具有對(duì)700-900nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)敏感的黑白CCD視頻攝像機(jī)。盡管CMOS視頻攝像機(jī)也可等效使用，但目前該技術(shù)有兩大缺點(diǎn)噪聲和近紅外波段敏感度問題。采用垂面入射冷光鏡作為近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡的優(yōu)選實(shí)施例是因?yàn)樘峁┐姑嫒肷淅涔忡R如此要求的鍍膜技術(shù)(見圖5)，即，對(duì)可見光高達(dá)95％及以上的反射率，同時(shí)對(duì)700nm以上近紅外波段具有90％及以上的透射率目前是很容易加工的，且成本很低廉。當(dāng)然采取其它形式的近紅外波段光學(xué)濾波器元件如反射濾光鏡，干涉濾光鏡，分光濾光鏡等也可以被等同理解。當(dāng)然所述的垂面入射冷光鏡可為平面冷光鏡或凹表面冷光鏡。平面冷光鏡加工簡(jiǎn)單，成本低，但它無法形成各種不同類型的放大虛像和像距組合，考慮到使用者視力普遍存在極大的差異，可能無法觀察視覺反饋的眼睛虛像，故對(duì)于使用來說很不理想。凹表面冷光鏡提供了上述要求，如球面冷光鏡，橢球面冷光鏡等。以下以垂面入射球面冷光鏡為優(yōu)選實(shí)施例描述，球面冷光鏡也可由凸透鏡和平面冷光鏡組合替代。當(dāng)然橢球面冷光鏡也可被理解。垂面入射球面冷光鏡提供了一種理想的視覺反饋機(jī)制。以下描述該垂面入射球面冷光鏡的設(shè)計(jì)方法，其利用我們熟知的在球面鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)能形成直立放大的眼睛虛像給予理解因?yàn)楸狙b置允許使用者在相當(dāng)寬工作距離范圍內(nèi)(如20cm)自由運(yùn)動(dòng)而不必嚴(yán)格限制使用距離，所以該球面冷光鏡的焦點(diǎn)設(shè)計(jì)為工作距離范圍的上限。當(dāng)使用者在其焦點(diǎn)以內(nèi)的任意物距時(shí)，它形成的眼睛虛像位置(像距)和大小可以通過本文下述的公式(1)所確定，但需理解符號(hào)表示的不同意義。這種物像關(guān)系解釋比作圖法更具精確性。上述設(shè)計(jì)能保證提供使用者有合適的使用位置，即，肯定能觀察到視覺反饋的直立放大的眼睛虛像。但還需解決使用者能自然快速的定位于成像裝置的X-Y軸中心位置問題。當(dāng)然應(yīng)該理解所說的X-Y軸中心位置定位，并不要求有嚴(yán)格中心位置限制，因?yàn)樵谑褂弥锌隙ù嬖谑褂谜咦灾饕苿?dòng)引導(dǎo)的X-Y軸位置偏移。換句話說，即，只要滿足使用者的虹膜能完全呈現(xiàn)于成像圖像中，那么就可以等價(jià)的認(rèn)為其完成X-Y軸中心位置定位要求。它本質(zhì)上能保證虹膜采集的速度和質(zhì)量?，F(xiàn)在已知的方法是采用在成像裝置的中心投影線光束，使僅在該中心才能發(fā)現(xiàn)該光束的替代方法實(shí)現(xiàn)使用者位置的自主調(diào)整。但它缺乏友好的人機(jī)操作界面。當(dāng)然也有的方法采用在冷光鏡中心表面設(shè)置眼睛目視區(qū)域引導(dǎo)標(biāo)識(shí)如涂細(xì)線的矩形框，它要求使用者通過其觀察到的視覺反饋的眼睛虛像，調(diào)整該虛像使之置于矩形框內(nèi)。其它的替代引導(dǎo)標(biāo)識(shí)形式采用在鏡面中心涂有十字線，這樣當(dāng)使用者水平方向或垂直方向沒對(duì)準(zhǔn)的話，該十字線是不在中心的，并且十字線是有重影，而當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的話重影將被重疊，并呈現(xiàn)居中。但它們有本質(zhì)的問題，即，要求使用者同時(shí)觀察視覺反饋的眼睛虛像與引導(dǎo)標(biāo)識(shí)！對(duì)已知的使用者視力(普遍存在極大的差異)來說，其根本不可能同時(shí)被清楚的觀察到。這點(diǎn)可以通過分析如遠(yuǎn)視眼(其視力的近點(diǎn)很遠(yuǎn))，其不可能清楚的觀察近處的引導(dǎo)標(biāo)識(shí)。另一方面由眼睛的晶狀體的生理成像特性也確定了其不可能同時(shí)滿足上述兩個(gè)要求。本發(fā)明人提出基于限制反射濾光鏡的觀察視場(chǎng)的方法，它通過使用者在垂面入射球面冷光鏡視場(chǎng)(FieldsofView)中觀察到的，直立放大的眼睛反饋虛像的可見程度性質(zhì)，自主判斷其X-Y軸中心位置定位問題。如當(dāng)使用者在垂面入射球面冷光鏡視場(chǎng)中觀察到的眼睛虛像全部或部分不可見，那么可以肯定其成像的圖像也不在中心。反之，當(dāng)使用者眼睛的視場(chǎng)中觀察到的眼睛虛像全部可見，那么可以肯定其成像的圖像就在中心。通過上述物像關(guān)系解釋，在工作范圍內(nèi)物距上時(shí)，觀察到的虛像大小與像距相應(yīng)的比例大體來說是相當(dāng)?shù)?。上述原理可以通過設(shè)計(jì)垂面入射球面冷光鏡的立體截面面積實(shí)現(xiàn)。即，該截面面積尺寸由反饋虛像位置(像距)和大小所形成的視場(chǎng)的適當(dāng)比例確定。適當(dāng)比例是為了考慮不讓使用者觀察時(shí)有太拘束感。當(dāng)然本質(zhì)上相同原理的方法也可實(shí)現(xiàn)，如采用具有對(duì)人類視覺反應(yīng)敏感的顏色，在冷光鏡中心設(shè)置對(duì)反饋虛像的觀察視場(chǎng)限制標(biāo)識(shí)，即，使該限制標(biāo)識(shí)滿足形成對(duì)觀察到的反饋虛像的視場(chǎng)限制所需的要求。通過自然快速的判斷在冷光鏡視場(chǎng)中觀察到的直立放大的眼睛虛像的可見程度性質(zhì)，它自然的鼓勵(lì)使用者對(duì)準(zhǔn)其眼睛的中心于光學(xué)成像裝置的X-Y光學(xué)軸中心，即，視頻攝像機(jī)視場(chǎng)中心。它有三個(gè)本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)1)虹膜在成像圖像中是位于圖像中心，這不僅有利于虹膜定位和坐標(biāo)系統(tǒng)變換。2)而且它避免了由眼球偏轉(zhuǎn)(如斜視)引導(dǎo)的的生物三維立體形變使成像的虹膜產(chǎn)生三維立體幾何仿射和非線性變換。由于光學(xué)成像在兩維的空間，本質(zhì)上解決該問題是不可能的。盡管采用幾何仿射變換補(bǔ)償方法也不能解決該問題。3)限制使用者觀察視場(chǎng)的方法，它避免了使用者因視差，如左(右)眼觀察右(左)眼導(dǎo)致的不能定位于中心問題。理想的優(yōu)選實(shí)施例中近紅外波段照明光源由發(fā)射波長(zhǎng)在700-900nm范圍內(nèi)的表面發(fā)光二極管芯片陣列和用于提供光源能量的可變能量驅(qū)動(dòng)器組成，并且該可變能量驅(qū)動(dòng)器能通過調(diào)節(jié)輸出電流/電壓以改變光源的輻射強(qiáng)度。正如一般表面發(fā)光二極管芯片(LEDchips)的特點(diǎn)，一般來說，一種表面發(fā)光二極管芯片的發(fā)射波長(zhǎng)是窄帶的，它的半峰值全波(或半峰值帶寬)FWHM也不超過30nm，因此要提供在700-900nm相對(duì)范圍內(nèi)的寬帶，就需多種不同發(fā)射波長(zhǎng)的表面發(fā)光二極管芯片組成陣列。當(dāng)然近紅外波段照明光源也可采用由發(fā)射波長(zhǎng)更寬的白光LED或其它發(fā)光類型材料構(gòu)成的寬帶光源如鹵素Halogen型光源組成。正如一般表面發(fā)光二極管芯片(LEDchips)的又一特點(diǎn)，它的發(fā)散角度很小，即使有加入散射材料，它法線方向FWHM的發(fā)散角度也小于15度。這也意味著光源輻射在不同的方向上發(fā)出的能量關(guān)系也是極不均勻。當(dāng)然其它的近紅外波段照明光源也存在該問題。很明顯要提供距光學(xué)成像裝置如此近距離的均勻輻射分布的大發(fā)散角度照明條件是很困難的。為解決該問題所采用近紅外波段漫射/散射濾光鏡提供以下作用a它使光源輻射FWHM的發(fā)散角度擴(kuò)展，以增大照明光源發(fā)散光場(chǎng)；b提供均勻的等方向性輻射分布的照明條件，即，光源輻射在不同的方向上發(fā)出的能量關(guān)系被均衡化；c減輕鏡面反射程度；值得一提的是，因眼睛輻射安全需要限制光源最大輻射強(qiáng)度。如IEC，ANSI等組織機(jī)構(gòu)都有眼睛安全輻射標(biāo)準(zhǔn)的明確規(guī)定。理想的優(yōu)選實(shí)施例中調(diào)整照明光源位置的控制器是預(yù)定位置控制器，并且該位置控制器組成反向?qū)ΨQ的照明光源預(yù)定位置關(guān)系。對(duì)于使用者的眼睛角膜和配戴眼鏡(傾斜或其它鏡面反射)原因，在固定照明光源產(chǎn)生入射時(shí)經(jīng)常發(fā)生強(qiáng)烈鏡面反射。在這種情況下，位置控制器(如位移控制電機(jī)或選擇/切換器等)調(diào)整在不同預(yù)定位置的照明光源以改變光源與使用者的虹膜間的入射角度，通過入射角度改變鏡面反射程度，直至獲得高質(zhì)量無反射干擾的虹膜圖像。在近距離成像條件下提供照明光源預(yù)定位置的控制以改變?nèi)肷浣嵌鹊姆椒ㄊ菢O具有效性的，這點(diǎn)可以通過光在它們物理位置間三角幾何反射傳播規(guī)律理解。詳細(xì)過程參考下文所述。理想的優(yōu)選實(shí)施例中距離測(cè)量傳感器是主動(dòng)型多點(diǎn)或多束紅外線距離測(cè)量器件或超聲波距離測(cè)量器件。多點(diǎn)距測(cè)可大大提高測(cè)量精度，當(dāng)然多束測(cè)距也可采用。它主要用于測(cè)量使用者的虹膜與裝置間物距D和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度P，并能以此動(dòng)態(tài)改變光源輸出的輻射強(qiáng)度。當(dāng)使用者接近裝置時(shí)，距離測(cè)量傳感器PSD連續(xù)跟蹤測(cè)量使用者的虹膜與裝置之間物距D和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度P。當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度P處于相對(duì)靜止同時(shí)物距D處于正常工作范圍內(nèi)，進(jìn)入下一過程，否則語音和/或光電提示提示使用者調(diào)整相對(duì)距離和減小相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度(將減少運(yùn)動(dòng)模糊)。當(dāng)然相對(duì)靜止是相對(duì)概念，它是相對(duì)于實(shí)時(shí)采樣率來說當(dāng)其值很小時(shí)成立。本裝置允許使用者在相當(dāng)寬距離范圍內(nèi)(如20cm)自由運(yùn)動(dòng)。不必嚴(yán)格限制使用距離，實(shí)際應(yīng)用時(shí)這一點(diǎn)非常方便和重要，這讓人很容易接受使用該系統(tǒng)?，F(xiàn)在依據(jù)光學(xué)成像原理和圖4理解虹膜光學(xué)成像裝置的光學(xué)成像原理1/f＝1/D+1/V(1-a)β＝h/H＝V/D(1-b)其中f為成像焦距，D為由PSD實(shí)時(shí)測(cè)量距離而得到的物距，V為相應(yīng)的像距；β為成像系統(tǒng)的放大倍率；h為CCD成像像高，H為物高(虹膜區(qū)域物理高度，平均為11mm)。很顯然的放大倍率必須是固定的常數(shù)(指成像系統(tǒng)預(yù)設(shè)計(jì)倍率，當(dāng)然實(shí)際應(yīng)用時(shí)允許有誤差變化范圍)，如采用1/4英寸CCD，β典型值為0.135。但不必嚴(yán)格限制使用距離，在如此近距離和適當(dāng)大放大倍率成像時(shí)，因物距D會(huì)改變，導(dǎo)致相應(yīng)的像距V的改變(它可使成像散焦)和成像系統(tǒng)的放大倍率改變。為解決該問題采用實(shí)時(shí)改變光學(xué)成像透鏡組的焦距f和光學(xué)成像透鏡組的像距V。數(shù)學(xué)理論上，即，已知D和β，從(1-a)和(1-b)求相應(yīng)的f和V。實(shí)時(shí)控制具有光學(xué)變焦功能的成像透鏡組的焦距f到由(1)式所確定的焦距位置。一般地說調(diào)整焦距位置可直接控制變焦電機(jī)位置實(shí)現(xiàn)，但它們的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系值為非線性函數(shù)。當(dāng)然也可采用函數(shù)擬合的方法，但太過復(fù)雜，也缺乏可靠和對(duì)應(yīng)用的靈活性。因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可預(yù)置物距與相應(yīng)的變焦電機(jī)調(diào)節(jié)位置值關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法(lookuptable)實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。同樣實(shí)時(shí)控制具有光學(xué)聚焦功能的成像透鏡組的像距V到由(1)式所確定的聚焦位置。一般地說調(diào)整聚焦位置可直接控制聚焦電機(jī)位置實(shí)現(xiàn)，但它們的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系值也為非線性函數(shù)。特別指出目前有自動(dòng)聚焦(AF)的攝像機(jī)，但它不適合該場(chǎng)合，因?yàn)樯鲜鰧?shí)時(shí)光學(xué)變焦功能使自動(dòng)聚焦不能被實(shí)時(shí)完成。解決該問題也采用方法為產(chǎn)生預(yù)置物距與相應(yīng)的聚焦電機(jī)調(diào)節(jié)位置值關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然也可組合下文描述的圖像焦點(diǎn)質(zhì)量值反饋控制調(diào)整像距。由此使成像的虹膜圖像能大致保持同一尺度范圍而不受物距D變化的影響，同時(shí)能具有高質(zhì)量的聚焦。光學(xué)成像透鏡組是具有可變焦聚焦功能的成像透鏡組，該光學(xué)成像透鏡也可集成于視頻攝像機(jī)中，直接由視頻攝像機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。事實(shí)上設(shè)計(jì)具有如此近距離和大放大倍率成像(Macrophotography)要求的光學(xué)成像透鏡為優(yōu)選實(shí)施例，它需求多組多片鏡片組合，同時(shí)也需針對(duì)本成像系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行像差校正設(shè)計(jì)，如色差，球面差，像場(chǎng)彎曲等因素。上述要求對(duì)目前的透鏡制造業(yè)人員而言是毫無問題的。另一種選擇是采用已商品化的合適要求的模組攝像機(jī)(ModuleCamera)，成本較低。正如上述描述的單獨(dú)使用距離測(cè)量傳感器而得到的物距結(jié)果來決定光源強(qiáng)度和成像透鏡的光學(xué)變焦和聚焦功能有時(shí)是不可靠的，很明顯它的不可靠性體現(xiàn)在其所組成的是一開環(huán)控制系統(tǒng)。因?yàn)榫嚯x測(cè)量結(jié)果值實(shí)際應(yīng)用時(shí)常被干擾或測(cè)不準(zhǔn)。故并不總是能滿足精確的光源強(qiáng)度，成像尺度要求，盡管如此生物測(cè)定系統(tǒng)允許有很大的成像條件無依賴性(即誤差變化存在)。但聚焦問題是很明顯的。解決該問題可以采用如結(jié)合被動(dòng)型相位檢測(cè)等方法等。但它們都依賴于硬件，使系統(tǒng)成本和更為重要的光學(xué)設(shè)計(jì)復(fù)雜性大大增加。同時(shí)也缺乏一種具體實(shí)時(shí)的虹膜圖像質(zhì)量反饋控制分析處理機(jī)制支持，因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用時(shí)大部分成像圖像是無效的(如使用位置定位，鏡面反射干擾，焦點(diǎn)質(zhì)量，使用者移動(dòng)引導(dǎo)的眼睛存在性及其中心位置偏離，虹膜紋理質(zhì)量等問題影響)。如果后續(xù)圖像處理是建立在不合要求的圖像基礎(chǔ)上，不僅處理無效并會(huì)對(duì)虹膜生物測(cè)定系統(tǒng)的性能產(chǎn)生根本性影響。本發(fā)明人采用對(duì)光學(xué)成像裝置實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制成功的解決了該問題，它不僅解決了上述問題，而且本質(zhì)性的提高了虹膜紋理圖像成像的品質(zhì)，而成像品質(zhì)是本裝置需求解決最根本目的。本發(fā)明描述的圖像處理控制單元(圖2)主要由圖像采集器(ADC)，CPU或DSP等數(shù)字信號(hào)處理單元和存儲(chǔ)單元及基本I/O控制單元組成。基本I/O控制單元獲得距離測(cè)量值和反饋控制成像裝置。視頻攝像機(jī)成像的圖像被轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)(NTSC或PAL)經(jīng)圖像采集器(ADC)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，或直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)。存儲(chǔ)單元存放各種調(diào)節(jié)值關(guān)系屬性表(lookup-table)及提供計(jì)算所需內(nèi)存等，數(shù)字信號(hào)處理單元分析輸入的距離測(cè)量值和數(shù)字圖像信號(hào)。半導(dǎo)體電路設(shè)計(jì)專業(yè)人員能理解該圖像處理控制單元的功能并能以相同原理實(shí)施。本發(fā)明通過圖3描述了其閉環(huán)反饋控制流程。圖像處理控制單元產(chǎn)生以下用于對(duì)光學(xué)成像裝置的成像運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和圖像品質(zhì)評(píng)估分析結(jié)果實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制A實(shí)時(shí)獲取有效的物距及相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；B實(shí)時(shí)改變光源輸出的輻射強(qiáng)度；C實(shí)時(shí)自動(dòng)光學(xué)變焦和聚焦；D實(shí)時(shí)圖像亮度評(píng)估分析與反饋控制；E實(shí)時(shí)鏡面反射程度評(píng)估分析與反饋控制；F實(shí)時(shí)焦點(diǎn)質(zhì)量及焦點(diǎn)預(yù)測(cè)評(píng)估分析與反饋控制；G實(shí)時(shí)眼睛存在性及其中心位置評(píng)估分析與反饋控制；H實(shí)時(shí)虹膜紋理質(zhì)量評(píng)估分析與反饋控制；I實(shí)時(shí)獲取高品質(zhì)成像圖像；從流程上看，它們是具有上下關(guān)聯(lián)的，即下個(gè)步驟是建立在上個(gè)步驟的約束條件基礎(chǔ)上的。該相關(guān)方法從信息控制論的觀點(diǎn)來說是最具可靠性和有效性的。依次對(duì)上述成像運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和圖像品質(zhì)評(píng)估分析結(jié)果產(chǎn)生過程及控制給予詳細(xì)描述A)有效物距D能依據(jù)距離測(cè)量傳感器的測(cè)距結(jié)果直接換算得到，需考慮具體的多點(diǎn)或多束測(cè)距間的物理位置關(guān)系。相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度P通過以下分析得到P＝∑(S/t(yī))/N(2)其中s為單位采樣間隔時(shí)間內(nèi)的有效變化物距，即，位移距離。t(yī)為單位采樣間隔時(shí)間。N為采樣間隔數(shù)量。(2)式采用取N個(gè)采樣間隔時(shí)間內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度P平均值的方法，可以大大提高測(cè)量精確度和穩(wěn)定性。當(dāng)然其它濾波方法如中值法等也可等效。當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度P處于相對(duì)靜止同時(shí)物距D處于正常工作范圍內(nèi)，進(jìn)入下一步驟，否則語音和/或光電提示提示使用者調(diào)整相對(duì)距離和/或減小相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。B)為獲得在不同物距時(shí)圖像有統(tǒng)一的亮度/對(duì)比度分布的照明條件，即，虹膜需要在不同物距D時(shí)有相應(yīng)的輻射照度E，根據(jù)(3-1)式它能通過動(dòng)態(tài)改變光源輸出的輻射強(qiáng)度IR實(shí)現(xiàn)。E＝IRCOSθ/D2(3-1)其中θ為物平面法線與光源輻射法線方向之間的夾角；因此在不同物距時(shí)光源輸出的輻射強(qiáng)度有以下關(guān)系IR＝(D/Do)2IRo(3-2)其中IRo為預(yù)設(shè)在物距Do處時(shí)定義的標(biāo)準(zhǔn)輻射強(qiáng)度，D和IR即A)步驟動(dòng)態(tài)連續(xù)測(cè)量獲得的物距和相應(yīng)的輻射強(qiáng)度。因此應(yīng)采用通過連續(xù)跟蹤A)步驟動(dòng)態(tài)測(cè)量獲得的物距，并根據(jù)(3-2)式確定相應(yīng)的光源輸出的輻射強(qiáng)度，輻射強(qiáng)度的調(diào)節(jié)由能量驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)電流/電壓輸出完成。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可預(yù)置物距與相應(yīng)的能量驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)輸出值的關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法(lookuptable)實(shí)現(xiàn)。C)如上述已詳細(xì)描述的實(shí)時(shí)自動(dòng)光學(xué)變焦和聚焦位置控制方法為產(chǎn)生預(yù)置物距與相應(yīng)的變焦和聚焦電機(jī)位置調(diào)節(jié)值關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法實(shí)現(xiàn)。D)實(shí)時(shí)圖像亮度評(píng)估分析值I0通過以下分析得到I0=Σx=1NΣy=1MI(x,y)/NM---(4)]]>其中I(x，y)為圖像像素值；其相當(dāng)于分析圖像直流(DC)量。當(dāng)然上述(4)中的圖像分析區(qū)域是具選擇性的，如全部或中心局部圖像分析區(qū)域。當(dāng)各種不同類型的原因如測(cè)距結(jié)果，鏡面反射，眼睛偏移等圖像內(nèi)容引導(dǎo)的圖像亮度評(píng)估分析值I0超出正常工作范圍時(shí)，反饋控制光源輸出的輻射強(qiáng)度直至進(jìn)入正常工作范圍時(shí)進(jìn)入下一步驟。E)實(shí)時(shí)鏡面反射程度評(píng)估分析值SUM通過以下分析得到；SUM=Σx=1NΣy=1MV(x,y)]]>V(x，y)＝1；whenI(x，y)≥QV(x，y)＝0；whenI(x，y)＜Q(5)其中Q為ADC滿量程量化階梯度；當(dāng)然上述(5)中的圖像分析區(qū)域也是具選擇性的，如全部或中心局部圖像分析區(qū)域。當(dāng)鏡面反射程度評(píng)估分析值SUM超出正常工作范圍時(shí)，位置控制器調(diào)整在不同預(yù)定位置的照明光源以改變光源與使用者的虹膜間的入射角度，通過入射角度改變鏡面反射程度，直至獲得高質(zhì)量無反射干擾的虹膜圖像。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，上述調(diào)整過程會(huì)反復(fù)循環(huán)控制，即，該功能不能實(shí)時(shí)，穩(wěn)定，可靠的完成。本發(fā)明為解決該問題采用的方法具體如下正如上文所說的位置控制器組成反向?qū)ΨQ的照明光源預(yù)定位置關(guān)系，在近距離成像條件下提供不同預(yù)定位置的照明光源以改變?nèi)肷浣嵌鹊姆椒ㄊ菢O具有效性的。通過光在物理位置間三角幾何反射傳播規(guī)律所確定的，照明光源預(yù)定在不同位置時(shí)，相應(yīng)存在入射角度與其反射形成的鏡面反射程度之間反向?qū)ΨQ的屬性關(guān)系。根據(jù)該鏡面反射程度，即，(5)中產(chǎn)生的鏡面反射程度評(píng)估分析結(jié)果SUM屬性值，判定當(dāng)超出正常工作范圍時(shí)調(diào)整反向?qū)ΨQ的預(yù)定位置。這就是照明光源預(yù)定位置，為什么需要設(shè)計(jì)具有反向?qū)ΨQ關(guān)系的原因。本發(fā)明人采用4組反向?qū)ΨQ的照明光源預(yù)定位置為優(yōu)選實(shí)施例，并加以說明如何調(diào)整預(yù)定位置。4組反向?qū)ΨQ的預(yù)定位置分別為左上，左下，右上，右下，依次標(biāo)示為abcd。以左上a為初始預(yù)定位置。參考圖6它們組成了對(duì)照明光源預(yù)定位置封閉的圓群循環(huán)控制系統(tǒng)。即，a→d→c→b→a形式的循環(huán)控制過程，或等價(jià)的a→d→b→c→a形式。當(dāng)然可以理解由其它各種預(yù)定位置組合構(gòu)成的圓群循環(huán)控制系統(tǒng)原理。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)基本上一次反向?qū)ΨQ的位置調(diào)整就能完成移去鏡面反射干擾，極少需一次以上的位置循環(huán)控制調(diào)整。本發(fā)明人已證實(shí)該方法徹底解決了鏡面反射干擾的問題，它為獲得高質(zhì)量的虹膜圖像奠定基礎(chǔ)，同時(shí)該方法具備實(shí)時(shí)性，高穩(wěn)定度和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。F)傳統(tǒng)的快速Fourier變換(FFT)由于其計(jì)算復(fù)雜度(N*N像素)為O(N2log2N)，并且需求浮點(diǎn)計(jì)算，故不能被用于實(shí)時(shí)圖像焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估。本發(fā)明描述了一種基于光學(xué)衍射理論產(chǎn)生散焦模型的實(shí)時(shí)圖像焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估方法。根據(jù)光學(xué)散焦理論模型F(x，y)＝I(x，y)*Gσ(x，y)(6)Gδ(x，y)為具有空間擴(kuò)展尺度δ的高斯函數(shù)(Gaussian)，I(x，y)為圖像函數(shù)，*表示2D函數(shù)卷積。該模型表示散焦圖像是原始圖像I(x，y)經(jīng)過Gδ(x，y)模糊后產(chǎn)生的。它的空間擴(kuò)展尺度δ決定圖像被散焦的程度，換句話說，就是以圖像I(x，y)中每一像素為中心的鄰近像素區(qū)域被加權(quán)平均(平滑)程度。通過分析δ對(duì)圖像的散焦程度即可計(jì)算相應(yīng)的聚焦程度。在分析全局分析尺度T中，以(x，y)為中心，ΔT為局部分析區(qū)域時(shí)，可以理解ΔT為局部分析尺度，它用于反應(yīng)對(duì)具有平滑尺度δ的Gaussian光學(xué)散焦函數(shù)的敏感程度。當(dāng)然全局分析尺度T所描述的圖像分析區(qū)域也是具選擇性的，如全部或中心局部圖像分析區(qū)域。理論上根據(jù)透鏡光學(xué)衍射理論該局部分析區(qū)域?yàn)樯⒔箞A或模糊圓，即，該局部分析區(qū)域是半徑為ΔT的圓。為了簡(jiǎn)化以下描述，僅考慮方形(當(dāng)然圓形極坐標(biāo)也可被等效理解)情況a當(dāng)δ→0+(正向趨近0)時(shí)limσ→0+I(x,y)*Gσ(x,y)=I(x,y)---(7)]]>(7)式表明當(dāng)δ→0+(正向趨近0)時(shí)，Gδ(x，y)等效于delta函數(shù)，對(duì)局部鄰近像素區(qū)域的光學(xué)散焦圖像即原始圖像。b當(dāng)δ滿足ΔT/δ→0+時(shí)limI(x,y)ΔT/σ→0+*Gσ(x,y)=1/4ΔT2∫x-ΔTx+ΔT∫y-ΔTy+ΔTI(x,y)dxdy---(8)]]>(8)式表明當(dāng)ΔT/δ→0+時(shí)對(duì)局部鄰近像素區(qū)域的光學(xué)散焦模型化為局部鄰近像素區(qū)域的平均化，即，從頻率分析的觀點(diǎn)看，只存在直流DC成份。波像差的均方差其本身有明確的物理意義，即，它是建立在光學(xué)衍射理論基礎(chǔ)上的像質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)，本發(fā)明人特別指出采用像質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)不僅能反映散焦程度，更本質(zhì)的它表達(dá)了各種影響像質(zhì)質(zhì)量的物理因素，基于以上分析實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像焦點(diǎn)評(píng)估方法如下步驟a)在局部鄰近像素分析區(qū)域中，定義數(shù)學(xué)期望E和像質(zhì)差G。其中像質(zhì)差可等同的定義為以下類型標(biāo)準(zhǔn)方差μ或規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)方差μ*，標(biāo)準(zhǔn)偏差s或規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)偏差s*。Q為ADC滿量程量化階梯度EΔT(I(x,y))=1/4ΔT2∫x-ΔTx+ΔT∫y-ΔTy+ΔTI(x,y)dxdy---(9-1)]]>如上述描述的數(shù)學(xué)期望E也可采用局部鄰近像素分析區(qū)域的中心點(diǎn)EΔT(I(x，y))＝I(x，y)(9-2)μΔT(I(x,y))=EΔT[I(x,y)-EΔT(I(x,y))]2---(10-1a)μ*ΔT(I(x,y))=[μΔT(I(x,y))]/Q2---(10-1b)SΔT(I(x,y))=EΔT[|I(x,y)-EΔT(I(x,y))|]---(10-2a)S*ΔT(I(x,y))=SΔT(I(x,y))/Q---(10-2b)]]>b)對(duì)整個(gè)圖像空間域中每一局部鄰近像素分析區(qū)域迭代a)，獲得每個(gè)局部分析區(qū)域數(shù)學(xué)期望E和像質(zhì)差G，由此產(chǎn)生全體局部鄰近分析區(qū)域集合。本發(fā)明人特別指出這個(gè)過程將產(chǎn)生全體局部鄰近分析區(qū)域集合的數(shù)學(xué)期望圖像或圖表E(x，y)，及相應(yīng)的像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)。c)累加b)中全體局部鄰近分析區(qū)域集合產(chǎn)生的像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)，并產(chǎn)生焦點(diǎn)評(píng)估值Ffocus或規(guī)范化焦點(diǎn)評(píng)估值F*focus。d)將標(biāo)準(zhǔn)圖像的焦點(diǎn)評(píng)估值Fstandard(即標(biāo)準(zhǔn)最優(yōu)聚焦圖像的焦點(diǎn)評(píng)估值)作為標(biāo)準(zhǔn)去評(píng)估所獲得焦點(diǎn)評(píng)估值Ffocus，通過(11a)式獲得統(tǒng)一的焦點(diǎn)質(zhì)量(FocusQuality)。FocusQuality＝(Ffocus/Fstandard)·100％(11a)或直接采用規(guī)范化焦點(diǎn)評(píng)估值F*focus，它已經(jīng)完成本質(zhì)上的焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估值規(guī)范化。FocusQuality＝F*focus·100％(11b)如上述采用的方法，它本質(zhì)上反映對(duì)成像圖像的像質(zhì)質(zhì)量評(píng)估。采用規(guī)范化焦點(diǎn)評(píng)估值的方法有本質(zhì)上的優(yōu)點(diǎn)是它無依賴于圖像內(nèi)容本身，能產(chǎn)生具備統(tǒng)一規(guī)范化焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估值。同時(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)取決局部分析尺度于ΔT對(duì)具有平滑尺度δ的平均(或平滑)化敏感程度。因此這種方法是優(yōu)選采用方法。上述方法所有離散計(jì)算均為優(yōu)化整型代碼實(shí)現(xiàn)，能避免浮點(diǎn)運(yùn)算，具備實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)逐幀焦點(diǎn)評(píng)估的性能，并能被簡(jiǎn)單的硬件加速實(shí)現(xiàn)?？梢岳斫庠搱D像焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估值能被用于一次性焦點(diǎn)預(yù)測(cè)聚焦。由它產(chǎn)生反饋控制光學(xué)成像透鏡組的運(yùn)動(dòng)向量，即，焦點(diǎn)預(yù)測(cè)的聚焦調(diào)節(jié)方向和聚焦調(diào)節(jié)量。它們?yōu)榻裹c(diǎn)預(yù)測(cè)的聚焦調(diào)節(jié)方向＝sign(ΔFocusQuality)；其中sign(ΔFocusQuality)為連續(xù)間隔的圖像焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估值差的正負(fù)符號(hào)，它的意義是當(dāng)為正時(shí)確定聚焦調(diào)節(jié)方向保持原運(yùn)動(dòng)方向，反之則反方向運(yùn)動(dòng)。焦點(diǎn)預(yù)測(cè)的聚焦調(diào)節(jié)量＝f(FocusQuality)；其中FocusQuality為連續(xù)間隔的圖像焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估值的比例，f(FocusQuality)的意義是由圖像焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估值的比例確定的相應(yīng)聚焦調(diào)節(jié)量。它們間的非線性關(guān)系可以被預(yù)先函數(shù)擬合或預(yù)置查表。可以理解上述焦點(diǎn)預(yù)測(cè)聚焦方法本質(zhì)上具有圖像內(nèi)容無依賴性。通過它能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)主動(dòng)式多點(diǎn)或多束測(cè)距與被動(dòng)式圖像焦點(diǎn)預(yù)測(cè)聚焦反饋控制的復(fù)合自動(dòng)聚焦(AF)系統(tǒng)。G)盡管上述垂面入射冷光鏡設(shè)計(jì)能保證提供有合適的使用位置，即，能觀察視覺反饋的虛像和解決使用者能自然快速的定位于成像裝置的X-Y軸中心問題。但使用者自主移動(dòng)引導(dǎo)的眼睛存在性與其中心位置偏差問題，特別在近距離成像條件下，移動(dòng)帶來的該效應(yīng)非常明顯，如隨時(shí)可能成像不完整的部分虹膜或虹膜根本就不存在等，當(dāng)然眼睛閉合問題也存在。因?yàn)闊o法要求使用者保持相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間靜止(如1秒以上)，從長(zhǎng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析觀察，使用者定位于成像裝置的X-Y軸中心附近，即，圖像中有效的虹膜的比例不大(如小于30％)，而且時(shí)段有很大隨機(jī)性。解決該問題的方法是必須保證，在所有時(shí)段內(nèi)，實(shí)時(shí)逐幀的分析眼睛存在性與其中心位置偏差問題，因?yàn)檫@樣從采樣源保證了所有可用的成像圖像都被利用，即，有最大利用度。同時(shí)能實(shí)時(shí)反饋提示使用者，使其快速調(diào)整。眼睛閉合也可引導(dǎo)類似的成像圖像利用度問題。從評(píng)估分析的角度觀點(diǎn)說對(duì)眼睛存在性與其中心位置評(píng)估分析的必備條件是分析瞳孔存在性與其中心位置。故實(shí)時(shí)眼睛存在性與其中心位置評(píng)估分析的方法采用基于瞳孔亮度及其亮度變化率遠(yuǎn)小于其它圖像區(qū)域的生物光學(xué)特征。本發(fā)明人特別指出應(yīng)理解從上述F)中產(chǎn)生的數(shù)學(xué)期望圖像或圖表E(x，y)，及相應(yīng)的像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)，和成像圖像I(x，y)它們?cè)谙袼匚恢米鴺?biāo)關(guān)系上是一一對(duì)應(yīng)的，即，數(shù)學(xué)上的圖像或圖表映射(imagemapping)，下同。其步驟如下1)通過遍歷上述數(shù)學(xué)期望圖像或圖表E(x，y)，及相應(yīng)的像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)，統(tǒng)計(jì)符合以下條件，即，瞳孔存在性的像素位置坐標(biāo)集合{(xi，yi)；i＝1，...，N}E(x,y)<Ethreshold]]>G(x，y)＜Gthreshold(12)其中Ethreshold和Gthreshold分別為瞳孔亮度數(shù)學(xué)期望自適應(yīng)閾值和瞳孔亮度變化率像質(zhì)差自適應(yīng)閾值；2)利用以下面積圓心(重心)坐標(biāo)方程，確定瞳孔中心位置和半徑；X0=Σxi/Ni=1,···,NY0=Σyi/Ni=1,···,NR0=(N/π)1/2---(13)]]>3)在以(X0，Y0)為中心和R0為半徑的局部圖像區(qū)域中迭代1)，獲得像素位置坐標(biāo)集合{(xj，yj)；j＝1，...，M}。最后利用下式評(píng)估分析瞳孔的存在性程度FDFD＝M/N(14)該式的意義是在以(X0，Y0)為中心和R0為半徑的圖像局部區(qū)域中真實(shí)滿足瞳孔存在性要求的像素?cái)?shù)量與假定的局部區(qū)域中像素?cái)?shù)量的比例關(guān)系。幾何關(guān)系上它可表達(dá)為圓(瞳孔)近似性的程度。另一方面，它也反映對(duì)圓(瞳孔)存在性假設(shè)本身的可靠程度評(píng)估。明顯的，中心位置評(píng)估分析值的有效性取決于瞳孔的存在性程度FD。當(dāng)然可以迭代上述過程以獲得更精確可靠的分析結(jié)果，同時(shí)排除半徑R0過大或過小的不可靠情形。本發(fā)明人已證實(shí)該方法的精確和可靠性達(dá)100％(從評(píng)估分析的角度觀點(diǎn))。當(dāng)眼睛存在性或其中心位置評(píng)估分析值超出正常工作范圍時(shí)反饋語音提示單元和/或光電提示單元提示使用者調(diào)整眼睛閉合程度或X-Y軸位置等。另外它有更重要的潛在用途，即，為下述的實(shí)時(shí)虹膜精確定位提供了速度和可靠性的根本保證。H)歸結(jié)為極其頻繁的睫毛，眼瞼，眼睛閉合等因素干擾，它影響了虹膜紋理質(zhì)量，并最終降低虹膜生物測(cè)定的性能如錯(cuò)誤拒絕率FRR等。本發(fā)明通過在實(shí)時(shí)精確定位的虹膜區(qū)域內(nèi)采用上述F)中像質(zhì)質(zhì)量評(píng)估方法確定虹膜紋理質(zhì)量。內(nèi)徑(瞳孔)精確定位的感興趣評(píng)估區(qū)域ROI(RegionOfInteresting)應(yīng)建立在上述G)中瞳孔評(píng)估分析值所確定的中心和半徑上，并且應(yīng)該先于虹膜外徑，因近紅外波段(NIR)成像條件下鞏膜區(qū)域與虹膜的對(duì)比度很低，在內(nèi)徑(瞳孔)已定位的情況下，可以利用它作為定位虹膜外徑感興趣評(píng)估區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)非?？煽亢头€(wěn)定的定位。虹膜定位方法基于瞳孔和鞏膜區(qū)域的亮度變化率遠(yuǎn)小于虹膜區(qū)域的亮度變化率的生物光學(xué)特征。本發(fā)明所描述的迭代方法可以通過解釋為模糊到精確搜索(coarsetofinesearching)原理而得以實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。步驟如下(a)定義像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)中以評(píng)估點(diǎn)(x，y)為中心，[r-Δr，r+Δr]為半徑范圍的局部評(píng)估區(qū)域ΔS內(nèi)的像素的數(shù)學(xué)期望EΔS=∫Φ1Φ2∫r-Δrr+Δrrdrdθ---(15)]]>EΔS(G(r,θ))=1/ΔS∫Φ1Φ2∫r-Δrr+ΔrG(r,θ)rdrdθ---(16)]]>其中G(r，θ)為像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)的極坐標(biāo)表示，Δr為半徑分析尺度；φ1，φ2為有效角度范圍(逆時(shí)針方向)，參數(shù)選擇為在定位內(nèi)徑(瞳孔)時(shí)取φ1＝0度，φ2＝360度，Δr取精確的分析小尺度模式；在定位虹膜外徑分別取兩部分區(qū)域φ1＝-45度，φ2＝45度和φ1＝135度，φ2＝225度，Δr取模糊的分析大尺度模式。(b)通過對(duì)感興趣評(píng)估區(qū)域以間隔采樣方式迭代(a)產(chǎn)生所有待評(píng)估點(diǎn)和待評(píng)估半徑集合(r，x，y)的數(shù)學(xué)期望集合EΔS(r，x，y)；內(nèi)徑(瞳孔)定位的初始化感興趣評(píng)估區(qū)域建立在瞳孔評(píng)估分析值所確定的中心和半徑上，虹膜外徑定位的初始化感興趣評(píng)估區(qū)域建立在內(nèi)徑(瞳孔)定位的中心和半徑上；定義初始化對(duì)評(píng)估區(qū)域和半徑采用模糊間隔采樣。(c)對(duì)(b)中所產(chǎn)生的待評(píng)估數(shù)學(xué)期望集合EΔS(r，x，y)，定義變化率最大值范數(shù)max(r0，x0，y0)‖EΔS(r，x，y)‖(17)它的功能是搜索待評(píng)估數(shù)學(xué)期望集合EΔS(r，x，y)中以(x0，y0)為中心，r0為半徑的變化率最大值。(d)重新定義迭代參數(shù)以(c)中搜索到所對(duì)應(yīng)的位置(x0，y0)為更精細(xì)的中心局部區(qū)域，成為新ROI感興趣評(píng)估區(qū)域。對(duì)待評(píng)估點(diǎn)和待評(píng)估半徑提高間隔采樣精度(即減低間隔采樣像素?cái)?shù)量)。提高半徑分析尺度Δr的分析精度。(e)迭代(a)到(d)步驟，算法終結(jié)于間隔采樣精度為單像素時(shí)。上述方法能通過離散優(yōu)化整型代碼而被實(shí)時(shí)快速實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明人所描述的實(shí)時(shí)虹膜定位方法因建立在上述G)中瞳孔評(píng)估分析結(jié)果和F)像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)中的基礎(chǔ)上，它具有抗高噪聲干擾，定位實(shí)時(shí)，精確度高，可靠和穩(wěn)定性。虹膜區(qū)域定位是虹膜生物測(cè)定所必備的步驟，即，它為后續(xù)的分析奠定了基礎(chǔ)?？梢岳斫馄渌椒ㄈ鐖AHough變換虹膜定位方法也可以基于在像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)中利用G)中瞳孔評(píng)估分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明定義虹膜紋理質(zhì)量評(píng)估分析值TQ為1)通過遍歷像質(zhì)差圖像或圖表G(x，y)中在已實(shí)時(shí)精確定位確定的虹膜區(qū)域R內(nèi)，統(tǒng)計(jì)符合以下條件，即，可靠的虹膜紋理像素?cái)?shù)量M；其中GL和GH分別為虹膜紋理像質(zhì)差上限和下限自適應(yīng)閾值；2)TQ＝M/N(19)其中N為虹膜區(qū)域R內(nèi)的像素?cái)?shù)量；當(dāng)虹膜紋理質(zhì)量評(píng)估分析值TQ超出正常工作范圍時(shí)它可被反饋語音提示單元和/或光電提示單元提示使用者，直至滿足正常工作范圍時(shí)I)獲取高品質(zhì)成像圖像。本發(fā)明人采用圖像處理控制單元通過對(duì)上述成像運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和圖像品質(zhì)分析反饋結(jié)果綜合控制光學(xué)成像裝置，使它們組成了對(duì)光學(xué)成像穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。結(jié)果是被用于反饋控制光學(xué)成像裝置部件光學(xué)成像透鏡組，視頻攝像機(jī)，可變能量驅(qū)動(dòng)器，位移控制電機(jī)或位置選擇/切換器，語音提示單元和/或光電提示單元?？梢岳斫馑鼈兘M合了被動(dòng)型和主動(dòng)型檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐已證明這種方法具有實(shí)時(shí)性，成本低廉，可靠性高，系統(tǒng)穩(wěn)定，復(fù)雜度最低。最后如果考慮成像距離限制，運(yùn)動(dòng)模糊限制和因眼睛輻射安全需要的光源輻射強(qiáng)度限制等原因，控制視頻攝像機(jī)具備的自動(dòng)曝光(exposure)或可控曝光功能(可選的)a電子增益(AGC)適當(dāng)控制CCD輸出電信號(hào)的增益放大，但過大它將導(dǎo)致引入噪聲。b快門(shutter)時(shí)間適當(dāng)?shù)目刂茖⑦M(jìn)一步減少或消除運(yùn)動(dòng)模糊。以上實(shí)施例描述了用于虹膜采集的虹膜光學(xué)成像裝置構(gòu)成及工作原理。實(shí)施例2、本實(shí)施例較實(shí)施例1光學(xué)成像裝置體積更小，功耗更低，成本非常低廉，構(gòu)成部件更減化，控制過程相對(duì)簡(jiǎn)單，也更可靠的光學(xué)成像裝置。這樣它很適合作為個(gè)人專用設(shè)備，如設(shè)計(jì)為具有USB數(shù)字接口的便攜式虹膜光學(xué)成像裝置，大大方便使用。結(jié)合實(shí)施例1描述實(shí)施例2的光學(xué)成像裝置構(gòu)成及工作原理。它由密閉殼體，殼體內(nèi)的光學(xué)軸上依次排列有近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡、固定焦距光學(xué)成像透鏡組、CCD視頻攝像機(jī)，及照明光源系統(tǒng)，所述的照明光源系統(tǒng)由近紅外波段照明光源，密閉照明光源的近紅外波段漫射/散射濾光鏡，調(diào)整照明光源位置的控制器，提供光源輻射強(qiáng)度的能量驅(qū)動(dòng)器組成，并設(shè)有對(duì)該光學(xué)成像裝置進(jìn)行穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制的圖像處理控制單元及語音提示單元和/或光電提示單元。應(yīng)該指出該圖像處理控制單元可能由連接該光學(xué)成像裝置的主機(jī)處理設(shè)備所代替?？梢岳斫獗緦?shí)施例肯定限制適當(dāng)使用距離范圍，關(guān)于所需求解決的Z光學(xué)軸移動(dòng)距離問題，是由于它將導(dǎo)致光學(xué)散焦問題。并且容易理解該距離范圍就是成像系統(tǒng)的景深(depthoffields)。該問題應(yīng)通過結(jié)合以下方法解決1)使用能提供大景深特性的固定焦距光學(xué)成像透鏡組(適當(dāng)?shù)亩探咕嗪痛蠊馊Φ忍匦?。2)提供第一實(shí)施例描述的垂面入射球面冷光鏡為優(yōu)選實(shí)施例，并且其被設(shè)計(jì)為在使用時(shí)眼睛移動(dòng)距離范圍被自然的適當(dāng)限制，即，適當(dāng)減小該球面冷光鏡的焦點(diǎn)。另外同樣因近距離和大放大倍率的成像要求該固定焦距光學(xué)成像透鏡組，理想的成像透鏡組是不僅滿足近距離最佳聚焦成像(有最佳像差校正)要求，同時(shí)能使焦距減小(如10mm)，正如我們熟知的，相對(duì)而言焦距越小，它所提供的景深越大。當(dāng)然也可以采用一般通用的固定焦距光學(xué)成像透鏡組，但它的最佳聚焦成像距離一般都在50-100倍焦距以上，如要提供近10倍焦距位置的最佳聚焦成像，需在鏡頭前段加入具有合適屈光度的凸透鏡，即，近攝鏡(Close-uplens)，它降低了成像對(duì)最近距離的要求。相應(yīng)適當(dāng)受限制的工作距離范圍，自然就可以減少對(duì)光學(xué)變焦聚焦，距離測(cè)量傳感器等的需求。相應(yīng)的結(jié)果是成像系統(tǒng)得以大大簡(jiǎn)化。本實(shí)施例采用對(duì)光學(xué)成像裝置實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制，但控制過程相對(duì)簡(jiǎn)化。如產(chǎn)生以下用于對(duì)光學(xué)成像裝置實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制實(shí)時(shí)圖像亮度評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)鏡面反射程度評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)圖像焦點(diǎn)質(zhì)量評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)眼睛存在性及其中心位置評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)虹膜紋理質(zhì)量評(píng)估分析與反饋控制；實(shí)時(shí)獲取高品質(zhì)成像圖像；上述包括的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制詳細(xì)過程等同于第一實(shí)施例的描述。其它的特征可結(jié)合參考第一實(shí)施例描述，如當(dāng)然可以提供限制垂面入射球面冷光鏡觀察視場(chǎng)的條件；密閉殼體的前表面被設(shè)計(jì)成具有一定階梯度或曲率的傾斜面，并且密閉殼體通過可活動(dòng)的構(gòu)件與基座固定；近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡和近紅外波段漫射/散射濾光鏡內(nèi)嵌于殼體的傾斜前表面；位置控制器組成反向?qū)ΨQ的照明光源預(yù)定位置關(guān)系等。通過閱讀以上兩個(gè)實(shí)施例內(nèi)容，本專業(yè)人員理解本發(fā)明裝置能提供實(shí)時(shí)性、自動(dòng)性、無侵害、友好的人機(jī)操作界面和高品質(zhì)成像圖像的能力，并能對(duì)這些已描述的或相近內(nèi)容進(jìn)行具體案例實(shí)施。權(quán)利要求1.實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，它包含有密閉殼體(2)，殼體內(nèi)有照明光源系統(tǒng)，在光學(xué)軸上依次排列有光學(xué)成像透鏡組(4)、視頻攝像機(jī)(6)，其特征是設(shè)有對(duì)該光學(xué)成像裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制的圖像處理控制單元(20)，殼體的前表面上有近紅外波段光學(xué)濾波器(3)，并與光學(xué)成像透鏡組在同一光軸線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是圖像處理控制單元(20)由圖像采集器ADC(21)，數(shù)字信號(hào)處理單元(23)和存儲(chǔ)單元(24)及基本I/O控制單元(22)組成，所述的圖像處理控制單元聯(lián)接光學(xué)成像裝置以組成實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是照明光源系統(tǒng)由近紅外波段照明光源(9)、近紅外波段漫射/散射濾光鏡(8)、提供光源輻射強(qiáng)度的能量驅(qū)動(dòng)器及調(diào)整照明光源位置的控制器(10)組成，近紅外波段照明光源發(fā)射波長(zhǎng)帶寬為700-900nm，近紅外波段漫射/散射濾光鏡密閉近紅外波段照明光源，近紅外波段照明光源通過提供光源輻射強(qiáng)度的能量驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，調(diào)整照明光源位置的控制器是預(yù)定位置控制器，并且所述的位置控制器組成反向?qū)ΨQ的照明光源預(yù)定位置關(guān)系。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是近紅外波段光學(xué)濾波器為近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡，并且所述的反射濾光鏡的觀察視場(chǎng)由反射濾光鏡中反饋虛像確定。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是密閉殼體的前表面為有階梯度或曲率的傾斜面，并且所述的密閉殼體通過可活動(dòng)的構(gòu)件與基座固定；所述的殼體傾斜前表面內(nèi)嵌有近紅外波段光學(xué)反射濾光鏡和近紅外波段漫射/散射濾光鏡。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是光學(xué)成像透鏡組(4)是校正光學(xué)成像像差的可變焦聚焦功能的成像透鏡組或是固定焦距成像透鏡組。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是殼體的前表面設(shè)有語音提示單元(11)和/或光電提示單元(12)及距離測(cè)量傳感器(7)，所述的距離測(cè)量傳感器是主動(dòng)型多點(diǎn)或多束紅外線或超聲波距離測(cè)量器件。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是照明光源位置調(diào)整采用根據(jù)鏡面反射程度，對(duì)照明光源預(yù)定位置反向?qū)ΨQ判定的方法；9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是圖像處理控制單元采用組成了對(duì)光學(xué)成像裝置實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制過程包括以下步驟A、實(shí)時(shí)獲取有效的物距及相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；B、實(shí)時(shí)改變光源輸出的輻射強(qiáng)度；C、實(shí)時(shí)自動(dòng)光學(xué)變焦和聚焦；D、實(shí)時(shí)圖像亮度評(píng)估分析與反饋控制；E、實(shí)時(shí)鏡面反射程度評(píng)估分析與反饋控制；F、實(shí)時(shí)焦點(diǎn)質(zhì)量及焦點(diǎn)預(yù)測(cè)評(píng)估分析與反饋控制；G、實(shí)時(shí)眼睛存在性及其中心位置評(píng)估分析與反饋控制；H、實(shí)時(shí)虹膜紋理質(zhì)量評(píng)估分析與反饋控制；I、實(shí)時(shí)獲取高品質(zhì)成像圖像。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，其特征是圖像處理控制單元的存儲(chǔ)單元內(nèi)存放各種調(diào)節(jié)值關(guān)系屬性表，能量驅(qū)動(dòng)器輸出調(diào)節(jié)值控制方法為產(chǎn)生預(yù)置物距與相應(yīng)的能量驅(qū)動(dòng)器輸出調(diào)節(jié)值關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法實(shí)現(xiàn)；光學(xué)成像透鏡的焦距和聚焦位置控制方法為產(chǎn)生預(yù)置物距與相應(yīng)的變焦和聚焦電機(jī)位置調(diào)節(jié)值關(guān)系屬性表，然后通過對(duì)該屬性表的快速查表法實(shí)現(xiàn)；圖像焦點(diǎn)預(yù)測(cè)位置反饋控制采用預(yù)置查表方法或函數(shù)擬合方法。全文摘要本發(fā)明實(shí)時(shí)自動(dòng)無侵害的虹膜光學(xué)成像裝置，是一種提供虹膜生物測(cè)定用途的光學(xué)成像裝置，其能實(shí)時(shí)成像高品質(zhì)的虹膜紋理圖像。它包含有密閉殼體，殼體內(nèi)依次在光學(xué)軸上排列有近紅外波段光學(xué)濾波器，光學(xué)成像透鏡組，視頻攝像機(jī)及照明光源系統(tǒng)，并且設(shè)有對(duì)該光學(xué)成像裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制的圖像處理控制單元。本裝置能實(shí)現(xiàn)具備實(shí)時(shí)性、自動(dòng)性、無侵害、友好的人機(jī)操作界面和高品質(zhì)成像圖像的要求，同時(shí)提供了對(duì)虹膜成像圖像的質(zhì)量控制實(shí)時(shí)評(píng)估分析處理機(jī)制支持，并且具有反應(yīng)實(shí)時(shí)，成本低廉，可靠性高，系統(tǒng)穩(wěn)定，復(fù)雜度最低的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)A61B3/14GK1704017SQ20041002484公開日2005年12月7日申請(qǐng)日期2004年5月29日優(yōu)先權(quán)日2004年5月29日發(fā)明者倪蔚民申請(qǐng)人:倪蔚民