變焦成像鏡頭、成像模組和虹膜識別裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物識別領域，特別是指一種變焦成像鏡頭、成像模組和虹膜識別裝 置。
【背景技術】
[0002] 隨著互聯網信息時代的到來，人們對信息尤其是個人信息的安全性和穩定性要求 不斷提高，利用人本身固有的獨特生理特征或行為特征進行身份認證的應用越來越廣泛， 其中虹膜識別技術作為"最精確的"以及"最難偽造的"生物識別技術日益受到大家的青睞。 但虹膜識別是一種基于眼睛虹膜紋理特征的生物識別技術，由于虹膜表面為球面，面積較 小、顏色灰暗，因此對采集虹膜圖像的光學系統成像質量要求較高，如何獲得高質量的、紋 理細節清晰的虹膜圖像成為急需克服的難題。
[0003]目前已有的虹膜采集光學系統可分為：定焦光學系統和變焦光學系統，其中定焦 光學系統結構簡單，造價低，裝置方便，滿足小型化的要求，但由于焦距單一，拍攝范圍有 限，且很難實現較大景深，如要采集到清晰地虹膜圖像需要用戶高度配合；而變焦光學系統 能夠實現焦距的連續變化，可實現很寬的拍攝范圍，無需用戶配合，但目前的變焦系統體積 大、結構復雜、造價高，裝配難度大。
[0004] 因此，結構簡單、拍攝范圍較廣的小型化虹膜采集變焦光學系統成為研究重點。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種變焦成像鏡頭、成像模組和虹膜識別裝置，該鏡頭結構簡單，體積 小；變焦及采集范圍廣；能夠采集高質量的虹膜圖像。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：
[0007] -種變焦成像鏡頭，沿光軸方向從前到后依次包括：具有正光焦度的第一透鏡組， 具有負光焦度的第二透鏡組，和具有正光焦度的第三透鏡組，其中：
[0008] 所述第一透鏡組沿光軸方向從前到后依次包括第一透鏡和第二透鏡；所述第一透 鏡為具有負光焦度的平凹透鏡，其前表面為凹面，后表面為平面；所述第二透鏡為具有正光 焦度的雙凸透鏡，其前表面為凸面，后表面為凸面；
[0009] 所述第二透鏡組沿光軸方向從前到后依次包括第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡； 所述第三透鏡為具有正光焦度的平凸透鏡，其前表面為凸面，后表面為平面；所述第四透鏡 為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面；所述第五透鏡為具有負光焦 度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面；
[0010] 所述第三透鏡組包括第六透鏡；所述第六透鏡為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前 表面為凸面，后表面為凸面；
[0011] 所述第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組相互之間的距離可調。
[0012] -種成像模組，包括上述的變焦成像鏡頭以及位于所述變焦成像鏡頭后方的圖像 傳感器，所述圖像傳感器為C⑶或CMOS傳感器。
[0013] -種虹膜識別裝置，包括上述的成像模組以及與所述成像模組連接的硬件電路。
[0014] 本發明具有以下有益效果：
[0015] 與現有技術相比，本發明的變焦成像鏡頭沿光軸方向從前到后依次有第一透鏡 組、第二透鏡組和第三透鏡組，結構簡單，體積小。
[0016] 并且三組透鏡組之間的距離可調，實現變焦功能；從短焦端向長焦端變焦時，圖 像傳感器固定，沿著光軸方向，第一透鏡組向物體側方向移動，第二透鏡組向物體側方向移 動，第三透鏡組向圖像傳感器側方向移動，且第一透鏡組與第二透鏡組朝著擴大間距的趨 勢移動，第二透鏡組與第三透鏡組朝著擴大間距的趨勢移動，第三透鏡組朝著縮小與圖像 傳感器之間間隔的方向移動，從長焦端向短焦端變焦時，過程相反；本發明的變焦成像鏡頭 變焦范圍為1〇_25_，可以實現2. 5倍光學變焦，變焦范圍較廣，采集范圍為0. 2-lm，可同時 米集雙目虹膜圖像，米集范圍廣。
[0017] 本發明的變焦成像鏡頭沿光軸方向從前到后的六片透鏡依次為平凹透鏡、雙凸透 鏡、平凸透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡和雙凸透鏡。該成像鏡頭在近紅外波段具有較高的成像 質量，畸變小，可用于采集紋理豐富的虹膜圖像。
[0018] 因此，本發明的變焦成像鏡頭結構簡單，體積小；變焦及采集范圍廣；能夠采集高 質量的虹膜圖像。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明的變焦成像鏡頭的結構示意圖；
[0020] 圖2為本發明的變焦成像鏡頭在變焦時各透鏡組的變化示意圖；
[0021] 圖3為實施例一的變焦成像鏡頭的畸變曲線圖，其中：3A為焦距一的畸變曲線圖， 3B焦距二的畸變曲線圖，3C為焦距三的畸變曲線圖，3D焦距四的畸變曲線圖；
[0022] 圖4為實施例一的變焦成像鏡頭的場曲曲線圖，其中：4A為焦距一的場曲曲線圖， 4B焦距二的場曲曲線圖，4C為焦距三的場曲曲線圖，4D焦距四的場曲曲線圖。
【具體實施方式】
[0023] 為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具 體實施例進行詳細描述。
[0024] -方面，本發明提供一種變焦成像鏡頭，如圖1所示，沿光軸方向從前到后依次包 括：具有正光焦度的第一透鏡組101，具有負光焦度的第二透鏡組102,和具有正光焦度的 第三透鏡組103,其中：
[0025] 第一透鏡組101沿光軸方向從前到后依次包括第一透鏡1和第二透鏡2 ;第一透 鏡1為具有負光焦度的平凹透鏡，其前表面11為凹面，后表面12為平面；第二透鏡2為具 有正光焦度的雙凸透鏡，其前表面21為凸面，后表面22為凸面；
[0026] 第二透鏡組102沿光軸方向從前到后依次包括第三透鏡3、第四透鏡4和第五透鏡 5 ;第三透鏡3為具有正光焦度的平凸透鏡，其前表面31為凸面，后表面32為平面；第四透 鏡4為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面41為凸面，后表面42為凹面；第五透鏡5為具 有負光焦度的凸凹透鏡，其前表面51為凸面，后表面52為凹面；
[0027] 第三透鏡組103包括第六透鏡6 ;第六透鏡6為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前表 面61為凸面，后表面62為凸面；
[0028] 第一透鏡組101、第二透鏡組102和第三透鏡組103相互之間的距離可調。
[0029] 與現有技術相比，本發明的變焦成像鏡頭沿光軸方向從前到后依次有第一透鏡 組、第二透鏡組和第三透鏡組，結構簡單，體積小，尤其適用于便攜式移動設備。
[0030] 并且三組透鏡組之間的距離可調，實現變焦功能；從短焦端向長焦端變焦時，圖像 傳感器（圖像傳感器位于整個變焦成像鏡頭的后方）固定，沿著光軸方向，第一透鏡組向物 體側方向移動，第二透鏡組向物體側方向移動，第三透鏡組向圖像傳感器側方向移動，且第 一透鏡組與第二透鏡組朝著擴大間距的趨勢移動，第二透鏡組與第三透鏡組朝著擴大間距 的趨勢移動，第三透鏡組朝著縮小與圖像傳感器之間間隔的方向移動，從長焦端向短焦端 變焦時，過程相反；本發明的變焦成像鏡頭變焦范圍為l〇_25mm，可以實現2. 5倍光學變焦， 變焦范圍較廣，采集范圍為0. 2-lm，可同時采集雙目虹膜圖像，采集范圍廣。
[0031] 本發明的變焦成像鏡頭沿光軸方向從前到后的六片透鏡依次為平凹透鏡、雙凸透 鏡、平凸透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡和雙凸透鏡。該成像鏡頭在近紅外波段具有較高的成像 質量，畸變小，可用于采集紋理豐富的虹膜圖像。
[0032] 因此，本發明的變焦成像鏡頭結構簡單，體積小；變焦及采集范圍廣；能夠采集高 質量的虹膜圖像。
[0033] 作為本發明的一種改進，各個透鏡的焦距可以滿足：2. 2彡Fl/ FT彡2. 6, -12彡F2/FT彡-8,0· 25彡F3/FT彡0· 4,1彡FT/Fw彡2. 5 ;其中Fw為變焦成像 鏡頭變焦范圍的最短焦距，FT為變焦成像鏡頭變焦范圍的最長焦焦距，Fl為第一透鏡組的 焦距，F2為第二透鏡組的焦距，F3為第三透鏡組的焦距。當各個透鏡組的焦距滿足上述關 系時，具有好的成像質量。
[0034] 進一步的，Fw = 10mm，FT = 25mm，55mm < Fl < 65mm，-300mm < F2 < _200mm， 6. 25mm < F3 < 10mnin
[0035] 作為本發明的另一種改進，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和 第六透鏡的材質滿足：1. 5 < nd < 1. 8, 25 < Vd < 65,其中，nd為透鏡材質的折射率，Vd為 透鏡材質的色散系數。采用上述折射率和色散系數的材質既能夠得到較好的成像質量，又 能節省材料成本。
[0036] 優選的，如圖1所示，第二透鏡組102和第三透鏡組103之間設置有用于控制近紅 外光通過率的光闌7。光闌能夠調節通過的近紅外光的強弱，不同的環境下可以選擇不同的 光闌。
[0037] 作為本發明的另一種改進，可以在第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五 透鏡和第六透鏡的前表面及后表面均鍍有能增強近紅外光透過率的增透膜。增透膜能夠增 強近紅外光的透過率，能夠以較小的發射功率獲得較清晰的虹膜圖像。
[0038] 優選的，上述近紅外光的波長范圍為700-900nm。
[0039] 為進一步的節約成本，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六 透鏡的材質可以為玻璃。
[0040] 下面以一個具體的實施例來對本發明進行進一步的闡述：
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