[发明专利]相控阵生物识别信息采集模组及采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物识别采集模组及采集方法，具体涉及一种相控阵生物识别信息采集模组及采集方法。

背景技术

生物识别技术是指通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，例如指纹、脸象、虹膜等和行为特征，例如笔迹、声音、步态等来进行个人身份鉴定的技术手段。其中，由于指纹的唯一性和便携性等特点，指纹识别已经成为众多生物识别信息的主要部分，广泛应用于金融支付、安防设施、考勤系统等身份信息认证识别领域。

指纹是手指表皮层上由呈线状排列的凸起（纹峰）与凹陷（纹谷）所形成的纹路，是典型的生物体表皮纹路。传统的指纹识别方式有光学识别、电容识别。其中，电容识别方式是通过指纹的纹峰和纹谷之间的凸凹与电极之间形成电容的不同来成像，进而获得与指纹识别传感器接触的指纹图案，但电容识别方式存在的缺陷是对于脏手指、湿手指等困难手指识别率低。而当前较为先进的指纹识别技术是超声和射频指纹识别技术，其中，射频指纹识别技术是通过射频传感器发射出的微量射频信号，穿透手指表皮层去控测里层纹路来获得指纹图像，可以对抗指纹上的汗水、油脂、伤痕等污渍残留。

目前，射频指纹采集技术只有少数国外公司能够实现，例如美国专利US6512381，可实现射频指纹采集，但其采用的射频信号的频率和相位单一，导致其探测深度和维度局限在几十μm以内固定深度的指纹脊线二维图像上, 不能进一步采集到包括指纹脊线、汗毛孔、毛细血管、骨骼等生物识别信息在内的三维图像，限制了生物识别技术的识别率、精确性、防伪性的进一步提高，无法满足市场对更高性能生物识别技术的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种相控阵生物识别信息采集模组，利用相控阵天线的频率和相位变化进行波束电扫描，最终采集获得具有丰富细节特征的三维图像。

本发明采用的技术方案：一种相控阵生物识别信息采集模组，包括多个发射天线和至少一个接收天线，所述多个发射天线用于发出多种频率和/或相位的无线信号，对生物识别信息所在部位进行波束电扫描，所述无线信号穿透生物识别信息所在部位后产生多个载有不同深度生物识别信息的反射信号；所述接收天线用于接收多个载有不同深度生物识别信息的反射信号,所述多个载有不同深度生物识别信息的反射信号可被处理成三维图像。

优选地，所述生物识别信息是指纹、毛孔、毛细血管、骨骼中的一种或多种。

优选地，所述相控阵生物识别信息采集模组还包括用于向发射天线输入多种频率和/或相位无线信号的无线信号发生单元，所述无线信号发生单元由无线信号发生器和控制器组成，所述控制器连接在无线信号发生器和发射天线之间，用于调节无线输入信号的相位和/或频率。

优选地，所述控制器的个数为1，多个发射天线共用同一个控制器；或者所述控制器的个数等于发射天线的个数，每个发射天线都配置一个控制器。

优选地，所述相控阵生物信息采集模组还包括与接收天线连接的图像处理单元，用于将接收天线接收到的多个载有不同深度生物识别信息的反射信号处理成三维图像。

优选地，所述发射天线和接收天线是排列在一维方向上的线阵；或者，所述发射天线和接收天线排列在二维方向上的平面阵；或者，所述发射天线和接收天线是排列在曲线或曲面上的共形阵。

优选地，所述发射天线和接收天线的个数比例为1:1、2:1或者1:2。

优选地，所述发射天线与所述接收天线的图案可以为三角形、正方形、菱形、矩形、正六边形、圆形或椭圆形。

优选地，所述发射天线发出的无线信号的频率在1MHz~5GHz之间；所述波束电扫描的方式是相扫、频扫、相/相扫或者相/频扫。

本发明的另一个目的是提供一种生物识别信息采集方法，利用相控阵天线的频率和相位变化进行波束电扫描，最终获得具有丰富细节特征的三维图像。

本发明采用的技术方案为：一种生物识别信息采集方法，包括如下步骤：a)相控阵辐射器中的发射天线向生物识别信息所在部位发射多种具有不同相位和/或频率的无线信号，实现对生物识别信息所在部位的波束电扫描；b)所述多种相位和/或频率的无线信号穿透生物识别信息所在部位后产生多个载有不同深度生物识别信息的反射信号，所述多个载有不同深度生物识别信息的反射信号可以被处理成三维图像；c) 所述多个载有不同深度生物识别信息的反射信号由接收天线接收。

优选地，还包括步骤d：将接收天线接收到的多个载有不同深度生物识别信息的反射信号传输至图像处理单元，由图像处理单元将其处理成三维图像。