一種眼球影像采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種眼球影像采集裝置，包括攝像頭模塊、多功能光源模塊、核心板三部分；多功能光源模塊通過焊盤焊接在核心板的一面，攝像頭模組通過插針固定在核心板的另一面；多功能光源模塊中的紅外光源發(fā)出的紅外線直接照射到被診斷者的眼睛上，經(jīng)眼球反射通過半反半透鏡投射到紅外線攝像頭，紅外線攝像頭對人眼運動軌跡進行影像采集，進而把采集數(shù)據(jù)傳送到核心板，由核心板對眼球影像數(shù)據(jù)做進一步處理。本發(fā)明體積小、重量輕、厚度薄，結(jié)構(gòu)緊湊，不僅實現(xiàn)了采集裝置的模塊化，使其具有很好的可移植性，而且在近距離拍攝時可自動對焦、準確對焦、快速對焦，保證了影像采集的質(zhì)量，在實際的應(yīng)用中取得了良好的效果。
【專利說明】一種眼球影像采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種影像采集裝置，尤其涉及一種眼球影像采集裝置，主要用于近距離測試眼球眩暈信息的影像采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眼球是一種精細的人體器官，其轉(zhuǎn)動幅度不如手部動作那么明顯，不同人種的虹膜顏色差異也比較大，這些因素都直接增加了獲取清晰虹膜影像的難度。因此采用普通的影像采集裝置很難獲取高質(zhì)量、可用于分析處理的虹膜影像數(shù)據(jù)。
[0003]目前，用于虹膜影像采集的裝置多操作復(fù)雜、體積龐大、成本較高。CN203038298U公開了 “一種虹膜圖像采集裝置”，該裝置由成像模塊、照明模塊、三維運動平臺、控制模塊、光學平臺、固定桿、顎托組成。進行虹膜影像采集的過程大致如下所述:被采集者將眼睛置于顎托之上；根據(jù)眼睛的位置調(diào)整固定在三維運動平臺上的成像模塊，使得眼睛充滿圖像正中間；最后進行虹膜影像數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)傳送給計算機進行下一步處理。該虹膜影像采集裝置主要缺點有:1、人眼的位置受被采集者的主觀控制。在采集過程中，若眼睛的位置發(fā)生偏移則會嚴重影響虹膜影像采集的質(zhì)量。2、操作復(fù)雜，調(diào)整成像模塊與眼睛的最佳相對位置要花費一定的時間。3、各器件之間排列不緊湊、集成度較低、體積龐大，成本較高。這些缺點使得現(xiàn)有虹膜影像采集的裝置在應(yīng)用上存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，近距離拍攝時可自動、準確、快速對焦的眼球影像采集裝置。
[0005]本發(fā)明的眼球影像采集裝置，包括核心板及設(shè)置在核心板兩側(cè)面的多功能光源模組和攝像頭模組三個部分；其中:
所述多功能光源模組包括多功能光源模組基板，嵌在多功能光源模組基板中間部位圓孔內(nèi)的半反半透鏡，固定在多功能光源模組基板上的紅外光源、電阻及焊盤，且紅外光源、電阻均通過導線與焊盤連接；焊盤在起到物理機械連接的作用的同時，另一方面起到電氣連接的作用。為了有效防止阻抗帶來的負面影響，使得紅外光均勻的照射在眼球上，多功能光源模組的電阻與紅外光源交替均勻布置在半反半透鏡的外周。在多功能光源模組基板上還設(shè)置有閃光燈，在光線較暗的條件下對眼球進行圖像采集時，閃光燈可起到補光作用。
[0006]所述攝像頭模組包括攝像頭模組基板及設(shè)置在攝像頭模組基板上的影像頭，攝像頭信號接口電路及外部接口電路，影像頭采集的影像數(shù)據(jù)經(jīng)過攝像頭信號接口電路的傳輸引腳與外部接口電路連接；外部接口電路通過與核心板上的排針物理機械連接的同時，又起到信號傳輸?shù)淖饔谩Ｋ鲇跋耦^設(shè)置在對應(yīng)半反半透鏡的一側(cè)，并與半反半透鏡的中心在同一軸線上。為了便于快速、準確對焦，保證了影像采集的質(zhì)量，影像頭與反半透鏡之間的距離在5 mm之內(nèi)，紅外光源與影像頭間的距離為6 mm。攝像頭接口電路預(yù)留了可兼容不同型號攝像頭AFC部分供電的接口，可具體參考選用攝像頭的數(shù)據(jù)手冊來決定是否焊接磁珠。
[0007]核心板上設(shè)置有與半反半透鏡相對應(yīng)的圓孔，以便于影像頭采集眼球的影像信息。在核心板對應(yīng)多功能光源模組的側(cè)面設(shè)置有焊盤，該焊盤與多功能光源模組上的焊盤對應(yīng)連接；在核心板對應(yīng)攝像頭模塊的側(cè)面設(shè)有排針，該排針與攝像頭模塊的外部接口插座通訊連接。
[0008]核心板上集成有微處理器MPU及基本輸出輸入系統(tǒng)B1S，且微處理器MPU通過I2C總線與基本輸出輸入系統(tǒng)B1S進行通信，通過B1S調(diào)節(jié)多功能光源模塊；微處理器MPU集成了攝像頭控制器FMC，控制攝像頭模組。核心板的MPU通過SCCB(—種弱化的I2C總線)設(shè)置攝像頭寄存器，為攝像頭配置好工作環(huán)境。
[0009]多功能光源模組的紅外光源發(fā)出的紅外線直接照射到被診斷者的眼睛上，經(jīng)眼球反射通過半反半透鏡投射到紅外線攝像頭，紅外線攝像頭對人眼運動軌跡進行影像采集，進而把采集數(shù)據(jù)傳送到核心板，由核心板對眼球影像數(shù)據(jù)做進一步處理。
[0010]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明將多功能光源模組、核心板、攝像頭模組通過焊盤焊接成一體，通過把半反透鏡固定在攝像頭與多功能光源模組中間，利用半反半透鏡的物理性質(zhì)，延長虹膜在半反半透鏡中虛擬像到攝像頭的距離，以滿足攝像頭焦距的要求，實現(xiàn)了攝像頭在近距離拍攝時可自動對焦、準確對焦、快速對焦的功能，保證了影像采集的質(zhì)量；
2、本發(fā)明體積小、重量輕、厚度薄，結(jié)構(gòu)緊湊，不僅實現(xiàn)了采集裝置的模塊化，而且使其具有很好的可移植性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明眼球影像采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明多功能光源模組的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖3是攝像頭模組的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4是核心板A面示意圖。
[0015]圖5是核心板B面示意圖。
[0016]圖6是本發(fā)明的驅(qū)動功能流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面通過具體實施例對本發(fā)明眼球影像采集裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理做進一步說明。
[0018]一種眼球影像采集裝置，包括核心板I及設(shè)置在核心板兩側(cè)面的多功能光源模組3和攝像頭模塊2三個部分(參照圖1)，其中:
多功能光源模組3包括多功能光源模組基板3-4及安裝在多功能光源模組基板上的半反半透鏡3-1，紅外光源3-5、電阻3-2、焊盤3-3 ;半反半透鏡3_1嵌在多功能光源模組基板中間部位的圓孔內(nèi)，紅外光源3-5、電阻3-2交替均勻布置在半反半透鏡3-1的外周；紅外光源、電阻均通過導線與焊盤3-3連接；在基板3-4的一角設(shè)置有閃光燈3-6，在光線條件不足時提供補光作用，以保證采集到清晰的影像數(shù)據(jù)(參照圖2)。
[0019]攝像頭模塊2包括攝像頭模組基板2-1及設(shè)置在攝像頭模組基板上的影像頭2-2、攝像頭信號接口電路2-4及外部接口電路2-3 ;影像頭采集的影像數(shù)據(jù)經(jīng)過攝像頭信號接口電路2-4的傳輸引腳與外部接口電路2-3連接。影像頭設(shè)置在對應(yīng)半反半透鏡3-1的一偵牝并與半反半透鏡3-1的中心在同一軸線上(參照圖3)。為了保證影像采集的質(zhì)量，紅外光源3-5與影像頭2-2間的距離為6 mm。
[0020]核心板I上設(shè)置有與半反半透鏡3-1相對應(yīng)的圓孔1-1。在核心板對應(yīng)多功能光源模組3的側(cè)面(B面)設(shè)置有焊盤1-2，該焊盤與多功能光源模組上的焊盤3-3對應(yīng)連接，使核心板與多功能光源模組即實現(xiàn)物理連接，又實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸(參照圖5);在核心板對應(yīng)攝像頭模塊2的側(cè)面(A面)設(shè)有排針1-3，該排針與攝像頭模塊的外部接口電路2-3通訊連接，使核心板與攝像頭模塊實現(xiàn)物理連接，又實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸(參照圖4)。
[0021]核心板上集成有微處理器MPU及基本輸出輸入系統(tǒng)B1S，且微處理器MPU通過I2C總線與基本輸出輸入系統(tǒng)B1S進行通信，通過B1S調(diào)節(jié)多功能光源模組。MPU是整個核心板的核心，我們采用的MPU集成了攝像頭控制器FIMC (Fully Interactive MobileCamera)，攝像頭采集的數(shù)據(jù)必須先傳輸給FMC，經(jīng)過FMC處理之后交付給MPU，MPU再把數(shù)據(jù)顯示到顯示器上。B1S保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序和系統(tǒng)自啟動程序，其主要功能是為計算機提供最底層、最直接的硬件設(shè)置和控制。因此，一方面MPU通過I2C總線與B1S進行通信，通過B1S調(diào)節(jié)多功能光源模組，輔助攝像頭影像的采集。另一方面，將采集到的眼球影像先傳輸給FMC，經(jīng)過FMC對影像數(shù)據(jù)的進一步處理之后，進而將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶诵陌迳系腗PU上，再經(jīng)MPU進行下一步分析處理，以達到影像采集、分析、處理的目的(見圖6)。同時，MPU通過SCCB設(shè)置攝像頭寄存器，為攝像頭配置好工作環(huán)境，復(fù)位攝像頭模組，使攝像頭進行影像采集。
【權(quán)利要求】
1.一種眼球影像采集裝置，其特征在于:包括核心板(I)及設(shè)置在核心板兩側(cè)面的多功能光源模組(3)和攝像頭模組(2)； 所述多功能光源模組(3)包括多功能光源模組基板(3-4)，嵌在多功能光源模組基板中間部位圓孔內(nèi)的半反半透鏡(3-1)，固定設(shè)置在多功能光源模組基板上的紅外光源(3-5)、電阻(3-2)及焊盤(3-3)，且紅外光源、電阻均通過導線與焊盤(3-3)連接； 所述攝像頭模組(2)包括攝像頭模組基板(2-1)及設(shè)置在攝像頭模組基板上的影像頭(2-2)，攝像頭信號接口電路(2-4)及外部接口電路(2-3);影像頭采集的影像數(shù)據(jù)經(jīng)過攝像頭信號接口電路(2-4)與外部接口電路(2-3)連接；所述影像頭(2-2)設(shè)置在對應(yīng)半反半透鏡(3-1)的一側(cè)，并與半反半透鏡(3-1)的中心在同一軸線上； 核心板(I)上設(shè)置有與半反半透鏡(3-1)相對應(yīng)的圓孔(1-1);在核心板對應(yīng)多功能光源模組(3)的側(cè)面設(shè)置有焊盤(1-2)，該焊盤與多功能光源模組上的焊盤(3-3)對應(yīng)連接；在核心板對應(yīng)攝像頭模組(2)的側(cè)面設(shè)有排針(1-3)，該排針與攝像頭模塊的外部接口電路(2-3)通訊連接； 核心板(I)上集成有微處理器MPU及基本輸出輸入系統(tǒng)B1S，且微處理器MPU通過I2C總線與基本輸出輸入系統(tǒng)B1S進行通信，通過B1S調(diào)節(jié)多功能光源模塊；微處理器MPU集成了攝像頭控制器FIMC控制攝像頭t旲組。
2.如權(quán)利要求1所述的眼球影像采集裝置，其特征在于:所述多功能光源模塊(3)的電阻與紅外光源交替均勻布置在半反半透鏡的外周。
3.如權(quán)利要求1所述的眼球影像采集裝置，其特征在于:在多功能光源模塊基板(3-4)上還設(shè)置有閃光燈(3-6)。
4.如權(quán)利要求1所述的眼球影像采集裝置，其特征在于:所述影像頭(2-2)與反半透鏡(3-1)之間的距離為5 mm。
5.如權(quán)利要求1所述的眼球影像采集裝置，其特征在于:紅外光源(3-5)與影像頭(2-2)間的距離為6 mm。
6.如權(quán)利要求1所述的眼球影像采集裝置，其特征在于:核心板(I)的微處理器MPU通過SCCB設(shè)置攝像頭寄存器。
【文檔編號】G06K9/00GK104036256SQ201410290343
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】屈志毅, 趙慶林, 黃銳, 韓蕙佚, 邱建鵬, 劉兵, 王喜梅 申請人:蘭州大學