專利名稱：用于虹膜識別系統(tǒng)的虹膜識別照相機和虹膜識別照相機的操作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及用于虹膜識別系統(tǒng)的虹膜識別照相機和虹膜識別照相機的操作方法。
相關技術背景近幾年，用于驗證個人身份的系統(tǒng)廣泛地用于安全目的。這種系統(tǒng)檢驗個人身份并允許通過檢驗的個人進入限制區(qū)域或訪問限制信息。這種系統(tǒng)，接觸或非接觸類型卡系統(tǒng)，指紋識別系統(tǒng)和虹膜識別系統(tǒng)是已知的。
特別是，近幾年越來越多地使用虹膜識別系統(tǒng)。使用虹膜識別系統(tǒng)，就不需要具有個人信息、存儲裝置或接觸用戶身體的任一部分。


圖1示出相關技術的虹膜識別系統(tǒng)的示意圖。
如圖1所示，當用戶接近虹膜識別系統(tǒng)10時，諸如傳感器的距離測量裝置9測量到用戶的距離。隨后，將被測量的距離值通過驅動器7傳輸到控制器5且控制器5確定該被測量的距離值是否在工作范圍內。在確定了應修正該距離時，就通報用戶。在確定了該距離在工作范圍內時，控制器5將控制信號傳輸給驅動器7，從而系統(tǒng)能夠準備掃描虹膜圖像。
此外，驅動器7將工作信號發(fā)送給顯示器8以便讓用戶知道即將開始系統(tǒng)的操作。隨后，在用戶通過光學窗10將他/她的眼睛和照相機3的光軸對準時，冷光鏡2允許紅外線從用戶的眼睛傳送到照相機同時阻斷可見光線。此時，系統(tǒng)1顯示用戶的虹膜的位置，從而用戶可以確定他/她的眼睛是否位于光軸上。
此外，基于從距離測量傳感器9傳送的距離值計算變焦距(zoom)和聚焦值，圖像控制器5進行放大/縮小目標和聚焦控制。之后，根據被測量的距離值，控制器5通過驅動器7調整照明裝置6的亮度并使用照相機3拍攝虹膜的照片。響應取景刻劃器(frame graver)4中的虹膜圖像分析對被拍攝的虹膜圖像進行信號處理，且控制器5使用信號處理過的虹膜圖像信息進行虹膜的識別。
在上述相關技術領域的虹膜識別系統(tǒng)中，照相機3執(zhí)行放大/縮小功能，以及聚焦功能。即，虹膜識別照相機3具有變焦距鏡頭系統(tǒng)，用于執(zhí)行放大/縮小功能；和聚焦鏡頭系統(tǒng)，用于執(zhí)行聚焦操作。變焦距鏡頭系統(tǒng)和聚焦鏡頭系統(tǒng)被獨立地操作并調整到它們各自的位置。此外，變焦距鏡頭系統(tǒng)和聚焦鏡頭系統(tǒng)由各自的驅動部分相互地控制。
但是，因為通過各自的驅動部分獨立地操作各變焦距鏡頭系統(tǒng)和聚焦鏡頭系統(tǒng)，所以結構很復雜，這增加了制造成本。
此外，由于順次地獨立實現(xiàn)變焦距和聚焦功能，所以需要很多時間用于照相機的操作。
其間，已經設計出了其它常規(guī)技術的虹膜識別系統(tǒng)，以使變焦距和聚焦的操作不在照相機內進行，而是照相機讓用戶知道用戶必須移動到的方向和距離。但是，在這種情況中，由于用戶必須自己移上移下、移左移右、移前移后以使他/她的眼睛和光軸對準，所以對用戶來說是很不方便的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于整體或部分地基本解決至少一個或多個上述問題和/或缺點，以提供至少以下描述的優(yōu)點。
為了整體或部分地實現(xiàn)上述目的，并根據具體和廣泛描述的本發(fā)明的用途，提供了一種虹膜識別照相機，它包括驅動筒，被配置來支持鏡頭；移動單元，被配置來往復地移動驅動筒以便進行聚焦和變焦距操作；和位置傳感器，被配置來檢測驅動筒的位置。
為了進一步整體或部分地實現(xiàn)至少上述目的，并根據具體和廣泛描述的本發(fā)明的用途，提供了一種虹膜識別照相機，它包括步進馬達，被配置來提供精確的旋轉量；驅動筒，被配置來由從步進馬達傳送的旋轉力往復移動；和廣角鏡頭，位于驅動筒上并被配置來允許通過將驅動筒移動到對用戶合適的圖像獲取位置來捕獲用戶的圖像。
為了進一步整體或部分地實現(xiàn)至少上述目的，并根據具體和廣泛描述的本發(fā)明的用途，提供了一種虹膜識別照相機，它包括驅動馬達；廣角鏡頭，被配置來通過從驅動馬達傳送的動力往復移動并具有約11.8±1mm的聚焦距離；和圖像獲取裝置，被配置來將廣角鏡頭折射的光轉換成用戶的虹膜的圖像。
為了進一步整體或部分地實現(xiàn)至少上述目的，并根據具體和廣泛描述的本發(fā)明的用途，提供了一種操作虹膜識別照相機的方法，它包括檢測用戶；在位置探測器檢測用戶之后將照相機鏡頭移動到由位置探測器檢測的初始位置；將照相機鏡頭移動到可以捕獲用戶虹膜的圖像獲取位置；以及使用圖像獲取裝置執(zhí)行圖像獲取。
為了進一步整體或部分地實現(xiàn)至少上述目的，并根據具體和廣泛描述的本發(fā)明的用途，提供了一種操作虹膜識別照相機的方法，它包括打開虹膜識別照相機的電源；將鏡頭移動到初始位置；檢測用戶；提供將鏡頭移動到將虹膜圖像聚焦的位置來捕獲用戶的虹膜圖像；以及存儲鏡頭的當前位置。
附圖概述所包括的附圖可提供對本發(fā)明的進一步理解并結合附圖構建本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的較佳實施例并和描述一起用于說明本發(fā)明的原理。附圖中圖1是相關技術的虹膜識別系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據本發(fā)明實施例的虹膜識別照相機的示意性的橫向剖視圖；圖3是根據本發(fā)明實施例的虹膜識別照相機的示意性的縱向剖視圖；圖4和5是根據本發(fā)明實施例的虹膜識別照相機的鏡頭的最大往復距離的示意性的橫向剖視圖；圖6是示出根據本發(fā)明實施例的虹膜識別照相機操作的方法的流程圖；以及圖7是根據本發(fā)明另一個實施例的虹膜識別照相機操作的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細討論本發(fā)明的實施例，其中類似的標號將用來表示類似的元件。以下的實施例并不旨在限制權利要求書的范圍。對于本技術領域內熟練的技術人員，許多比較方案、修改和變化是顯而易見的。
本發(fā)明基于掃描位置應靠近虹膜識別照相機的概念。例如，申請人決定當將廣角鏡頭用于虹膜識別照相機中時，變焦距和聚焦功能可以同時進行。即，由于和標準鏡頭相比廣角鏡頭具有較短的聚焦距離，具有這種廣角鏡頭的虹膜識別照相機可以方便地以放大的尺寸拍攝位置較近的物體。也就是，常規(guī)技術的虹膜識別照相機系統(tǒng)被設計成當用戶接近地走近鏡頭時掃描虹膜。相反，在將廣角鏡頭用于虹膜識別系統(tǒng)或照相機時，可以簡化結構同時仍舊以精確度和高分辨率掃描用戶的虹膜。
圖2是根據本發(fā)明實施例的虹膜識別照相機的示意性的橫向剖視圖。如圖2所示，虹膜識別照相機30包括定義照相機30的外套的前外殼31和后外殼32。照相機30還包括折射鏡頭33，被配置來折射入射光；驅動筒34，被配置來支持和保護折射鏡頭33；和馬達35，通過外部電源(未示出)可旋轉來往復地移動驅動筒34。提供其外圓周具有螺紋的導螺桿(lead screw)36并連接到馬達35的輸出端。齒條(rack)342形成于驅動筒34上并和導螺桿36的外圓周螺旋耦合以便通過導螺桿36的旋轉而往復移動。導桿37和38形成于驅動筒34的相對側上并允許在它往復移動時通過支撐驅動筒34而穩(wěn)定地移動驅動筒34。照相機30還包括圖像獲取裝置40，諸如電荷耦合器件(CCD)，被配置來將由鏡頭33折射的光轉換成圖像。
較佳地，折射鏡頭33包括適于捕獲靠近用戶的圖像的廣角鏡頭。在該實施例中，鏡頭具有約11.8±1mm的聚焦距離；約20-70cm的圖像獲取距離范圍，在該范圍內可以在鏡頭往復運動的同時實現(xiàn)圖像獲??；以及約4.6的光圈數(F number)。但是，根據特殊的使用或應用，其它的聚焦距離、圖像獲取距離范圍和F值也可以是合適的。
例如，可以設定約20-70mm的圖像獲取距離范圍，從而照相機可以用于個人計算機，以及用于虹膜識別系統(tǒng)。即，常規(guī)的虹膜識別照相機具有約10-30cm的圖像獲取距離范圍，而個人計算機照相機具有約45cm的圖像獲取距離。因此，根據本發(fā)明實施例的圖像獲取距離范圍可以設定成覆蓋兩者的圖像獲取距離范圍。此外，為了使照相機即使在用戶位置較遠時也掃描虹膜圖像，可以將圖像獲取距離范圍延伸到70cm。
如圖3所示，第一和第二導桿37和38形成于驅動筒34的左側和右側上，且部分驅動筒34繞第一和第二導桿37和38配置，以便提供驅動筒34的穩(wěn)定的往復運動。在第二導桿38上配置了馬達35、導螺桿36和齒條342來使驅動筒34往復移動。鏡頭33配置在驅動筒34的中央部分上，且圖像獲取裝置40形成于鏡頭的中央部分上。
位置傳感器39形成于照相機主體內的上表面上，它允許將驅動筒34的位置信息傳送給虹膜識別系統(tǒng)并調整鏡頭33的位置來聚焦用戶的虹膜。即，位置傳感器39和形成于驅動筒34的后側上的檢測部分341通信。檢測部分341根據來自位置傳感器39的開/關信號檢測驅動筒34的位置。即，位置傳感器39由檢測部分341打開/關閉。例如，位置傳感器39可以是具有光接收和發(fā)射兩部分的光學傳感器。在這種情況中，在檢測部分341中斷位置傳感器39的操作時就可實現(xiàn)位置傳感器39的開/關操作。但是，本發(fā)明不限于此。即，各種傳感器，諸如接觸傳感器、聲音傳感器或其它類型的傳感器也可以用作位置傳感器。
齒條342可以在兩個或更多的位置螺旋耦合到導螺桿36。還可以提供彈簧343，它被配置來安全地支撐齒條342。由于通過導螺桿36的旋轉移動齒條342，所以可以穩(wěn)定地實現(xiàn)齒條342的位移。
圖4和5示出以上討論的虹膜識別照相機的鏡頭的最大往復距離。
圖4示出鏡頭33位于最前面的位置，而圖5示出鏡頭33位于最后面的位置。隨著鏡頭33在最前面和最后面的位置之間移動，聚焦用戶的虹膜。
更特別地，將位置傳感器39和檢測部分341設計成當驅動筒34位移到最后面的位置時它們可互相檢測以改善用戶的方便性。更詳細地，如果位置傳感器位于驅動筒34的移動軌跡內時，驅動筒34的其它部分會錯誤地打開/關閉位置傳感器39。因此，位置傳感器39設置在驅動筒34的移動軌跡之外的驅動筒的最后面的位置處。
上述虹膜識別照相機通常如下操作。當第一次檢測到用戶的走近時，虹膜識別系統(tǒng)的控制器就驅動虹膜識別照相機。當虹膜識別照相機30開始驅動時，驅動筒34向后移動直到位置傳感器39檢測到檢測部分341。
當位置傳感器39檢測到檢測部分341時，停止驅動筒34的移動。位置傳感器39停止檢測部分341的位置預先存儲于虹膜識別系統(tǒng)的存儲器中，從而由驅動筒停止的鏡頭的位置可以被記錄下(note)。
其間，在記錄用戶的當前位置時，驅動馬達35，使之將鏡頭33移動到可以最適當地捕獲用戶虹膜圖像的位置。通過導螺桿36和齒條342將馬達35的驅動力傳送到驅動筒34，并位移或移動在驅動筒34前側上的鏡頭33。
例如，通過檢測馬達35的RPM或旋轉角度可以將關于驅動筒34的位移信息存儲于虹膜識別系統(tǒng)的存儲器中，從而可以記錄驅動筒34的位置。為了精確地記錄驅動筒的位置，馬達35可以包含具有精確旋轉角度的步進馬達，而其它類型的馬達也可以是合適的。
在將鏡頭33移動到預定的聚焦位置時，停止馬達35的操作，且圖像獲取裝置44獲取虹膜的圖像并將所獲取的圖像傳送到虹膜識別系統(tǒng)，之后停止照相機的操作。
其間，在圖像獲取裝置40的操作之前操作照相機的虹膜，從而接收到合適的光量。但是由于鏡頭的位移是通過廣角鏡頭的位置估計實現(xiàn)的，這可以響應用戶位置實現(xiàn)清楚的圖像而不進行單獨的聚焦和放大/縮小操作，所以可以快速地捕獲用戶的虹膜圖像。此外，當不需要調整聚焦距離時，可以進一步進行圖像獲取的再處理。
僅在電源被初始施加到虹膜識別系統(tǒng)來初始地操作照相機時產生上述操作。但是，在連續(xù)地操作虹膜識別系統(tǒng)時，即在電源處于接通狀態(tài)時，可將前一用戶的圖像獲取的鏡頭位置信息存儲在存儲器內。隨后，可以計算在前一用戶的鏡頭位置和當前用戶的圖像獲取位置之間的差值，從而在將鏡頭只位移所計算的差值之后就可實現(xiàn)當前用戶虹膜的圖像獲取。并將當前用戶的鏡頭位移信息更新及存儲為前一圖像獲取位置信息，從而可以將它和另一個用戶的圖像獲取位置進行比較，且可以將鏡頭位移其位置差。對于下一個虹膜圖像獲取操作，同樣地重復上述處理。
通過本發(fā)明的虹膜識別照相機的上述操作，可以更快速地實現(xiàn)虹膜圖像獲取操作。
以下參考圖6的流程圖詳細地討論根據本發(fā)明實施例的虹膜識別照相機操作的方法。
如圖6所示，在步驟S110中，當用戶移動入虹膜識別范圍內時，傳感器檢測用戶。隨后，虹膜識別系統(tǒng)將虹膜識別照相機移動到初始位置。即，向后移動虹膜識別照相機直到由位置傳感器的檢測停止驅動筒的移動。在步驟S125中，除了將鏡頭移動到初始位置，還通過虹膜識別系統(tǒng)的距離測量裝置來檢測用戶的位置。隨后，在步驟S130中，旋轉馬達來將鏡頭移動到用戶虹膜的圖像獲取的合適位置。在步驟S140中，當鏡頭位于該合適位置時，圖像獲取裝置捕獲用戶的虹膜圖像并將其發(fā)送給虹膜識別系統(tǒng)的取景刻劃器，由此結束虹膜識別照相機的操作。
如上所述，只是必須將鏡頭移動到適用于用戶的合適位置。換句話說，由于在將單個鏡頭移動到初始位置之后通過一次操作將照相機移動到合適的位置，所以與現(xiàn)有技術的裝置相比減少了照相機的操作時間。
圖7示出一流程圖，說明了根據本發(fā)明另一個實施例的虹膜識別照相機操作的方法。
在圖7的方法中，僅當打開虹膜識別系統(tǒng)的電源時，記錄鏡頭的特定位置。但是，當虹膜識別系統(tǒng)繼續(xù)工作時，計算鏡頭的前一位置和適于捕獲當前用戶虹膜圖像的當前位置之間的差值，從而僅將鏡頭位移該差值。
更詳細地，在步驟S210中，打開虹膜識別系統(tǒng)，在步驟S220中，當被位置傳感器檢測到時將驅動筒向后移動到初始位置。當停止驅動筒時，被停止的位置被設定并被用于虹膜識別系統(tǒng)中作為用于驅動筒和鏡頭的初始位置的參考位置。
接著，在步驟S230中檢測到用戶走近。隨后，在步驟S240中檢測用戶的位置，且在步驟S245中鏡頭移動到一位置，在該位置中可以清晰地聚焦用戶的虹膜圖像并進行圖像獲取。
在如上進行圖像獲取之后，在步驟S250中，進行圖像獲取的當前的鏡頭位置被存儲于存儲器中?？捎神R達的每分鐘轉數(RPM)來確定當前鏡頭的位置。由于可以通過齒條和導螺桿的相互操作將馬達的RPM精確地轉換成鏡頭移動的往復距離，所以可以可靠地獲得鏡頭的位置。
在步驟S260中，檢測是否有新用戶走近虹膜識別系統(tǒng)。當確定新用戶走近虹膜識別系統(tǒng)時，在步驟S270中，檢測新用戶的位置，它適于當前用戶的圖像獲取。隨后，在步驟S275中，將新用戶的鏡頭位置和所存儲的鏡頭位置比較。接著，在步驟S280中，將鏡頭移動所計算的差值，且在步驟S285中，存儲新用戶的位置。過程隨后返回到步驟S240。如果在步驟S240中檢測到沒有要被掃描的用戶，則過程結束。
本發(fā)明提供了至少以下優(yōu)點。
本發(fā)明提供了一種具有簡單結構的虹膜識別照相機，它可以精確地識別用戶的虹膜。此外，本發(fā)明提供了一種虹膜照相機，由于其簡化的結構，它可以節(jié)省制造成本。此外，本發(fā)明提供了一種虹膜識別照相機，它可以快速地識別用戶保持不動的狀態(tài)中的虹膜圖像。同樣，由于使用了廉價的廣角鏡頭，相對于現(xiàn)有技術的裝置可以降低虹膜識別系統(tǒng)的制造成本。
同樣，如上所述，相對于現(xiàn)有技術的裝置可以減少將鏡頭移動到適于用戶的虹膜圖像獲取的位置所需的時間。即，不需要鏡頭的聚焦和放大/縮小操作。當用戶走近到廣角鏡頭進行圖像獲取的預定范圍內時，單個廣角鏡頭移動到適于圖像獲取的位置并捕獲虹膜圖像。此外，在第一個用戶之后，不需要再次將鏡頭移動到初始位置因此進一步減少了鏡頭的移動時間。此外，由于減少了鏡頭的移動時間，因此減少了照相機用于識別用戶的操作時間。
前述實施例和優(yōu)點僅僅是示例性的且不構成本發(fā)明的限制。本說明可以易于應用到其它類型的裝置上。本發(fā)明的描述旨在是說明性的，而不限制權利要求書的范圍。對于本技術領域內熟練的技術人員，許多比較方案、修改和變化是顯而易見的。在權利要求中，裝置加功能條款意在覆蓋這里描述為進行所述功能和不僅結構的等效而且等效的結構的結構。
權利要求
1.一種虹膜識別照相機，其特征在于，包括驅動筒，被配置來支撐鏡頭；移動單元，被配置來往復地移動驅動筒以便進行聚焦和變焦距操作；以及位置傳感器，被配置來檢測所述驅動筒的位置。
2.如權利要求1所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述移動單元包括馬達；導螺桿，其一端連接到所述馬達；以及齒條，耦合所述導螺桿的外圓周。
3.如權利要求2所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述馬達包含步進馬達。
4.如權利要求1所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述驅動筒設置在一側處并有一檢測部分被配置來與所述位置傳感器通信，從而所述位置傳感器能檢測所述驅動筒的位置。
5.如權利要求1所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述鏡頭包含廣角鏡頭。
6.如權利要求5所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述廣角鏡頭具有約11.8±1mm的聚焦距離。
7.如權利要求1所述的虹膜識別照相機，其特征在于，還包括一個或多個導桿，被配置來在往復移動期間引導所述驅動筒。
8.如權利要求7所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述一個或多個導桿包含一對導桿，分別設置于所述驅動筒的相對側上。
9.如權利要求1所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述位置傳感器設置于所述鏡頭后面。
10.如權利要求1所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述鏡頭具有約20-70cm的圖像獲取距離范圍。
11.如權利要求1所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述位置傳感器包含光學傳感器和接觸傳感器中的一種。
12.一種虹膜識別系統(tǒng)，其特征在于，包含權利要求1所述的虹膜識別照相機。
13.一種虹膜識別照相機，其特征在于，包含步進馬達，被配置來提供精確的旋轉量；驅動筒，被配置來由從所述步進馬達傳送的旋轉力而往復移動；以及廣角鏡頭，位于所述驅動筒上并被配置來允許通過將驅動筒移動到對用戶合適的圖像獲取位置來捕獲用戶的圖像。
14.如權利要求13所述的照相機，其特征在于，所述廣角鏡頭具有約20-70cm的圖像獲取距離范圍。
15.如權利要求13所述的虹膜識別照相機，其特征在于還包含圖像獲取裝置，被配置來使用所述廣角鏡頭折射的光進行所述圖像獲取。
16.一種虹膜識別系統(tǒng)，其特征在于，包含如權利要求13所述的虹膜識別照相機。
17.一種虹膜識別照相機，其特征在于，包括驅動馬達；廣角鏡頭，被配置來由所述驅動馬達傳送的動力而進行往復運動，并具有約11.8±1mm的聚焦距離；以及圖像獲取裝置，被配置來將所述廣角鏡頭折射的光轉換成用戶的虹膜圖像。
18.如權利要求17所述的虹膜識別照相機，其特征在于，所述廣角鏡頭的圖像獲取范圍是約20-70cm。
19.一種虹膜識別系統(tǒng)，其特征在于，包含如權利要求17所述的虹膜識別照相機。
20.一種適用于虹膜識別照相機的操作方法，其特征在于，包含檢測用戶；在位置傳感器檢測到用戶后，將照相機鏡頭移動到由所述位置傳感器檢測的初始位置；將所述照相機鏡頭移到位置獲取位置，在所述位置處可以捕獲用戶的虹膜；以及使用圖像獲取裝置進行所述圖像獲取。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述照相機鏡頭包含廣角鏡頭。
22.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述圖像獲取裝置包含電荷耦合器件。
23.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述虹膜識別照相機包含步進馬達形式的用于移動所述鏡頭的驅動源。
24.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述虹膜識別照相機還包括動力傳送，被配置來傳送用于移動所述照相機鏡頭的動力。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于，所述動力傳送裝置包括配置來依靠來自驅動源的動力旋轉的導螺桿，和螺旋耦合到導螺桿的外圓周的齒條。
26.一種操作虹膜識別照相機的方法，其特征在于，包含打開虹膜識別照相機的電源；將鏡頭移動到初始位置；檢測用戶；通過將所述鏡頭移動到聚焦所述虹膜圖像的位置來捕獲所述用戶的虹膜圖像；以及存儲所述鏡頭的當前位置。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于，由位置傳感器檢測所述初始位置。
28.如權利要求26所述的方法，其特征在于，還包含當檢測到新用戶時，比較鏡頭的當前位置和對于所述新用戶的鏡頭的合適位置；計算所述當前位置和所述合適位置之間的差；以及將所述鏡頭移動所計算的差來進行所述圖像獲取。
29.如權利要求26所述的方法，其特征在于，所述鏡頭包含廣角鏡頭。
全文摘要
提供了一種虹膜識別照相機，它包括驅動筒，被配置來支撐鏡頭；移動單元，被配置來往復地移動驅動筒以便進行聚焦和變焦距操作；和位置傳感器，被配置來檢測所述驅動筒的位置。
文檔編號G02B7/02GK1515952SQ20031012454
公開日2004年7月28日 申請日期2003年12月31日 優(yōu)先權日2003年1月2日
發(fā)明者樸世雄 申請人:Lg電子株式會社