用于移動設備的雙眼虹膜圖像采集模塊的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及移動設備攝像領域，特別設及一種用于移動設備的雙眼虹膜圖像 采集模塊。
【背景技術】
[0002] 虹膜是圍繞著瞳孔的圓環狀組織，控制瞳孔的大小W調節進入眼睛的光線。虹膜 有兩個顯著的邊緣，一是與瞳孔交接的內邊緣，另一個是與角膜交接的外邊緣。
[0003] 虹膜識別是目前生物特征識別中識別率最高的一種識別技術，它利用人眼圖像中 虹膜區域的特征進行識別。當采集眼睛圖像，用于虹膜識別時，為了保證識別有較高的準確 率，一般要求在采集圖像中，虹膜的外圓直徑不小于200個像素。最開始，虹膜識別基本上 采用單眼虹膜識別。隨著技術的發展，雙眼虹膜識別越來越受到重視。與單眼虹膜識別相 比，如果同時采集雙眼圖像，進行雙眼虹膜的同時識別，則可W大大提高識別的準確率，并 提高對用戶的使用友好性。
[0004] 近年來，各式各樣的虹膜識別裝置已經進入到人們的生活當中。隨著手機、平板電 腦等移動設備的普及，將虹膜識別技術應用到該些移動設備上成為了虹膜識別應用領域的 一種新方向。
[0005] 虹膜識別的難點是高質量的清晰虹膜圖像的采集。當虹膜識別應用到手機等移動 設備上時，受到設備尺寸的限制，該種采集上的難度就更加突出。直到現在依然還沒有找到 一個成熟的解決方案。目前，在手機等移動設備上，受制于現有的攝像頭模組，虹膜采集還 比較困難，基本無法實現。
[0006] 攝像頭成像公式；其中f為焦距，U為物距；V為像距。
[0010] 一般來說，由于人類虹膜的面積比較小（外圓平均直徑10mm)，通常需要采用放大 倍率較大的鏡頭才能采集到有足夠清晰紋理的虹膜圖像。由上面的公式可W看出，當物距 一定的時候（人眼離鏡頭或者手持設備屏幕25cmW上，采集的友好性更高），鏡頭的放大倍 率越大，則像距越大，焦距越大，因此鏡頭的長度W及鏡頭到成像面的距離越大，而手機等 移動設備外觀的發展趨勢確是越來薄，直接將較長的鏡頭垂直放置于手機等移動設備中顯 然不能滿足要求。
[0011] 如附圖1所示，假設人眼虹膜7直徑y為10mm，距離采集設備8大約U= 30cm 處，而可用于可靠虹膜識別的虹膜圖像要求圖像中虹膜區域外圓直徑所占像素應在200~ 250個像素，W目前主流高分辨手機攝像頭巧片每個像素尺寸大約1. 5um計，則在攝像頭巧 片感光面中虹膜成像9大小應為0. 3mm~0. 375mm，可W計算出該種情況下像距V= 9~ 11. 25mm，焦距f= 8. 7 ~10. 8mm。
[0012] 如果加上其它尺寸消耗如外殼、巧片厚度、鏡頭尺寸、結構位置等所占的厚度，W 傳統方式將虹膜采集裝置放置于手機等移動設備之中，那么移動設備的厚度至少需要在十 幾毫米W上，該并不符合手機等移動設備越來越薄的發展趨勢。因此，將虹膜識別技術應用 到移動設備上，攝像頭巧片和鏡頭的位置結構必需要改善。
[0013] 申請號為201410449744. 1的專利文件公開了一種安裝于移動終端取光角度可調 的光學模塊，包括：反射裝置，用于從移動終端外部收集光線并通過反射改變該光線在移動 終端內的傳播方向；鏡頭，其安裝于移動終端內，用于收集所述反射后的光線，所述反射裝 置和所述鏡頭配合，是所述移動終端在厚度不變的情況下能夠延長穿過鏡頭后的光線傳播 路徑；傳感器，用于對穿過鏡頭后的光線進行成像。
[0014] 然而上述技術方案主要用于改善普通成像效果，而不適用虹膜圖像采集，尤其是 雙眼虹膜圖像采集。該是因為；為了用戶友好性，當虹膜識別主要應用在手機等移動設備上 時，虹膜采集一般需要位于手機等移動設備的正面，該樣使用者可W在正面的屏幕上觀察 到采集的眼部圖像。但由于手機等移動設備整體厚度很薄（一般小于9mm)，另外受到液晶 屏幕位置的影響，可W放置虹膜采集模塊的空間非常有限，其中在厚度和長度方向上限制 尤為嚴格，在水平方向上，相對寬松。
[0015] 如果要采用雙眼虹膜識別，人的雙眼瞳距大約在60mm左右，如果要用一個圖像傳 感器同時采集雙眼的圖像，又要保證每個虹膜的外圓直徑在圖像上有200~250個像素左 右，并且用戶有較自由的采集移動范圍，則要求圖像傳感器在平行雙眼中屯、連線的方向上， 有3000個像素W上的分辨率（W-般的每個像素1. 5um計算，則在該方向上的尺寸大小， 光感光像素就會超過4. 5mm，如果加上巧片的其他部分，W及外圍封裝，將至少達到7, 8mm W上）。在垂直雙眼中屯、連線的方向上，對像素數量的要求不高。如果采用上述專利所述的 采用一個反射裝置的圖像采集結構，實施例一采用如圖2所示的位置結構，使得與手機等 移動設備的屏幕垂直放置的圖像感光巧片，在垂直屏幕的方向上的尺寸較大。實施例二采 用如圖3所示的位置結構，使得整個采集模塊在豎直方向的尺寸過大。該兩種位置結構，都 不利于手機等移動設備越來越薄，除屏幕之外的空間越來越小的發展趨勢。
【發明內容】
[0016] 本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種用于移動設備的雙眼虹膜圖像采集 模塊，在保持移動設備尺寸不受影響的前提下，能夠采集到清晰的雙眼虹膜圖像。
[0017] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：
[001引一種用于移動設備的雙眼虹膜圖像采集模塊，包括：近紅外的L邸燈、反射裝置、 大倍率鏡頭和CMOS圖像傳感器；
[0019] 近紅外的LED燈用于照亮虹膜區域；
[0020] 反射裝置用于改變光線的傳播方向，所述反射裝置包括第一反射面和第二反射 面，第二反射面用于將平行于移動設備厚度方向的光線改變為平行于移動設備長度方向， 第一反射面用于將平行于移動設備長度方向的光線改變為平行于移動設備寬度方向；
[0021] 大倍率鏡頭設于反射裝置出射光的光路上，其主軸線平行于移動設備的上下邊 緣，大倍率鏡頭用于收集改變了傳播方向的光線；
[0022] CMOS圖像傳感器設于大倍率鏡頭的出光方向，其感光面垂直于移動設備上下表面 用于對收集的光線進行成像。
[0023] 上述用于移動設備的雙眼虹膜圖像采集模塊的有益效果在于；近紅外L邸燈照亮 人的虹膜區域，光線經第二反射面反射進入第一反射面，并通過第一反射面反射，使得光線 平行進入大倍率鏡頭，經CMOS圖像傳感器成像，最終圖像從水平方向變成豎直方向，從而 在不改變移動設備尺寸的情況下，采集清晰的虹膜圖像。
【附圖說明】
[0024] 圖1為物體成像示意圖；
[00巧]圖2為【背景技術】實施例一雙眼虹膜識別的結構示意圖；
[0026] 圖3為【背景技術】實施例二雙眼虹膜識別的結構示意圖；
[0027] 圖4為本實用新型實施例一的用于移動設備的雙眼虹膜圖像采集模塊的結構示 意圖；
[002引圖5為本實用新型實施例二的用于移動設備的雙眼虹膜圖像采集模塊的結構示 意圖。
[0029] 標號說明：
[0030] 1、近紅外的L邸燈；2、反射裝置；20、第一S角棱鏡；21、第二S角棱鏡；22、第一 45度反光鏡；23、第二45度反光鏡；3、大倍率鏡頭；4、CMOS圖像傳感器；5、虹膜區域；6、虹 膜區域成像；7、人眼虹膜巧、采集設備；9、虹膜成像。
【具體實施方式】
[0031] 為詳細說明本實用新型的技術內容、所實現目的及效果，W下結合實施方式并配 合附圖予W說明。
[0032] 本實用新型最關鍵的構思在于：近紅外的L邸燈照射使得人的虹膜呈現豐富的紋 理，照射的光線經過反射裝置反射后水平進入大倍率鏡頭。
[0033] 本實用新型設及的技術術語解釋：
[0034]
[003引請參照圖3至圖5,一種用于移動設備的雙眼虹膜圖像采集模塊，包括：近紅外的L邸燈1、反射裝置2、大倍率鏡頭3和CMOS圖像傳感器4 ;
[0036] 近紅外的L邸燈1用于照亮虹膜區域；
[0037] 反射裝置2用于改變光線的傳播方向，所述反射裝置包括第一反射面和第二反射 面，第二反射面用于將平行于移動設備厚度方向的光線改變為平行于移動設備長度方向， 第一反射面用于將平行于移動設備長度方向的光線改變為平行于移動設備寬度方向；
[003引大倍率鏡頭設于反射裝置出射光的光路上，其主軸線平行于移動設備的上下邊 緣，大倍率鏡頭用于收集改變了傳播方向的光線；
[0039] CMOS圖像傳感器設于大倍率鏡頭的出光方向，其感光面垂直于移動設備上下表面 用于對收集的光線進行成像。
[0040] 從上述描述可知：近紅外的L邸燈1照亮人的虹膜區域5,光線進入第二經第二反 射面反射進入第一反射面，并通過第一反射面反射，使