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(fā)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(lián)網(wǎng)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(wěn)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(tǒng)成像質(zhì)量要求較高，如何獲得高質(zhì)量的、紋 理細節(jié)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(tǒng)可分為：定焦光學系統(tǒng)和變焦光學系統(tǒng)，其中定焦 光學系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn)焦距的連續(xù)變化，可實現(xiàn)很寬的拍攝范圍，無需用戶配合，但目前的變焦系統(tǒng)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(tǒng)成為研究重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)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 ??；變焦及采集范圍廣；能夠采集高質(zhì)量的虹膜圖像。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)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：具有負光焦度的第一透鏡組 和具有正光焦度的第二透鏡組，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雙凹透鏡，其前表面為凹面，后表面為凹面；所述第二透鏡為具有正光 焦度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面；
[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雙凸透鏡，其前表面為凸面，后表面為凸面；所述第四透鏡 為具有負光焦度的雙凹透鏡，其前表面為凹面，后表面為凹面；所述第五透鏡為具有正光焦 度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面；所述第三透鏡和第四透鏡膠合在一起；
[0010] 所述第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離可調(diào)，所述第一透鏡、第二透鏡和第五 透鏡的前表面和/或后表面為非球面，所述第三透鏡和第四透鏡的前表面和后表面為球 面。
[0011] -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。
[0012] -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。
[0013] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0014] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的變焦成像鏡頭由2組5片透鏡組成，沿光軸方向從前到 后依次為第一透鏡組和第二透鏡組，結構簡單，體積小，尤其適用于便攜式移動設備。
[0015] 并且兩組透鏡組之間的距離可調(diào)，實現(xiàn)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（變焦成像鏡頭的前端）方向移動，第二透鏡組向物體側方向移動，且第一透鏡組與第 二透鏡組朝著縮小間距的趨勢移動，第二透鏡組與圖像傳感器朝著擴大間距的趨勢移動， 從長焦端向短焦端變焦時，圖像傳感器固定沿著光軸方向，第一透鏡組向成像面?zhèn)龋ㄗ兘?成像鏡頭的后端）方向移動，第二透鏡組向成像面?zhèn)确较蛞苿?，且第一透鏡組與第二透鏡 組朝著擴大間距的趨勢移動，第二透鏡組與圖像傳感器朝著縮小間距的趨勢移動；本發(fā)明 的變焦成像鏡頭變焦范圍為5-llmm，可以實現(xiàn)2倍以上光學變焦，變焦范圍較廣，采集范圍 為0.2-0. 8m，可同時采集雙目虹膜圖像（當然也可以只采集單目虹膜圖像），采集范圍廣。
[0016] 本發(fā)明的變焦成像鏡頭沿光軸方向從前到后的五片透鏡依次為為第一至第五透 鏡，分別是雙凹透鏡、凸凹透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡和凸凹透鏡，其中第一透鏡、第二透鏡 和第五透鏡為非球面透鏡，第三透鏡和第四透鏡為球面透鏡且膠合在一起。該成像鏡頭在 近紅外波段具有較高的成像質(zhì)量，畸變小，可用于采集紋理豐富的虹膜圖像。
[0017] 因此，本發(fā)明的變焦成像鏡頭結構簡單，體積??；變焦及采集范圍廣；能夠采集高 質(zhì)量的虹膜圖像。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的變焦成像鏡頭的結構示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明的變焦成像鏡頭在變焦時各透鏡組的變化示意圖；
[0020] 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；
[0021] 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；
[0022] 圖5為實施例一的變焦成像鏡頭的光學傳遞函數(shù)（MTF)曲線圖，其中：5A為焦距 一的MTF曲線圖，5B焦距二的MTF曲線圖，5C為焦距三的MTF曲線圖，焦距四的MTF曲線 圖。
【具體實施方式】
[0023] 為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)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(fā)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：具有負光焦度的第一透鏡組101和具有正光焦度的第二透鏡組102,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為具有負光焦度的雙凹透鏡，其前表面11為凹面，后表面12為凹面；第二透鏡2為具 有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面21為凸面，后表面22為凹面；
[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為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前表面31為凸面，后表面32為凸面；第四 透鏡4為具有負光焦度的雙凹透鏡，其前表面41為凹面，后表面42為凹面；第五透鏡5為 具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面51為凸面，后表面為52凹面；第三透鏡3和第四透鏡 4膠合在一起，即第三透鏡的后表面32與第四透鏡的前表面膠合在一起；
[0027] 第一透鏡組101和第二透鏡組102之間的距離可調(diào)，第一透鏡1、第二透鏡2和第 五透鏡5的前表面和/或后表面為非球面，即第一透鏡、第二透鏡和第五透鏡為非球面透 鏡，第三透鏡3和第四透鏡4的前表面和后表面為球面，即第三透鏡和第四透鏡為球面透 鏡。
[0028] 非球面透鏡此術語涵括任何不屬于球面的透鏡，然而我們在此處使用該術語時是 在具體談論非球面透鏡的子集，即具有曲率半徑且其半徑會按透鏡中心呈現(xiàn)徑向改變的旋 轉(zhuǎn)對稱光學元件。非球面透鏡能夠改善圖像質(zhì)量，減少所需的元件數(shù)量，同時降低光學設計 的成本。從數(shù)字相機和CD播放器，到高端顯微鏡物鏡和熒光顯微鏡，非球面透鏡無論是在 光學、成像或是光子學行業(yè)的哪一方面，其應用發(fā)展都非常迅速，這是因為相比傳統(tǒng)的球面 光學元件而言，非球面透鏡擁有了許許多多獨特又顯著的優(yōu)點：非球面透鏡具有更佳的曲 率半徑，可以維持良好的像差修正，以獲得所需要的性能，非球面透鏡的應用，帶來出色的 銳度和更高的分辨率，同時鏡頭的小型化設計成為了可能。
[0029] 非球面透鏡的傳統(tǒng)定義如方程式1所示（由表面輪廓（sag)定義）：
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