一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其包括：一虹膜攝像模組，以采集用戶的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)，其包括：一圖像傳感器芯片，其提供像素?cái)?shù)量，并使雙眼區(qū)域的像素?cái)?shù)量滿足至少10pixels/mm，雙眼區(qū)域總像素分辨率至少1920×800，以滿足虹膜識(shí)別算法的最低要求；一鏡頭組件，用于將被拍攝物體成像在所述圖像傳感器芯片的感光區(qū)域；其中所述鏡頭組件以用戶的瞳孔區(qū)域?yàn)榇笾戮劢裹c(diǎn)，拍攝范圍覆蓋雙眼區(qū)域，并且在雙眼區(qū)域的解像力滿足至少450LW/PH；以及一可印刷電路板組件，用于貼裝所述圖像傳感器芯片與所述鏡頭組件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種圖像采集模塊，特別涉及一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊及方法，其通過(guò)一虹膜攝像模組獲取用戶清晰的雙眼虹膜特征的圖像，廣泛地應(yīng)用于虹膜識(shí)別和身份認(rèn)證。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用的普及，識(shí)別技術(shù)及身份認(rèn)證方式，對(duì)于用戶的信息安全具有重要的意義。
[0003]傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)基于觸摸技術(shù)的發(fā)展，其藉由傳感器通過(guò)接受觸摸或按壓事件來(lái)識(shí)別用戶的身份，然而，響應(yīng)以及執(zhí)行該觸摸或按壓事件所需要的軟件和邏輯比較復(fù)雜，以至于導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)行用戶信息比對(duì)時(shí)所消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，而且對(duì)比結(jié)果的正確性也無(wú)法有效地保障。也就是說(shuō)，基于觸摸技術(shù)的識(shí)別方法可能會(huì)進(jìn)行錯(cuò)誤的信息比對(duì)，從而，不僅給用戶帶了不必要的麻煩，而且還會(huì)威脅到用戶的信息安全。
[0004]虹膜識(shí)別技術(shù)是生物識(shí)別技術(shù)的一種，虹膜特征是人體最為穩(wěn)定的生物特征之一，并且具有唯一性的特點(diǎn)，這給虹膜識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)條件。在采用虹膜識(shí)別技術(shù)對(duì)用戶身份認(rèn)證時(shí)，用戶不需要接觸到傳感器。從利用虹膜識(shí)別技術(shù)對(duì)用戶身份認(rèn)證的結(jié)果來(lái)看，相對(duì)于基于觸摸技術(shù)發(fā)展的傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，虹膜識(shí)別技術(shù)的可靠性更高。
[0005]然而，傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)也存在著較多的問(wèn)題，限制了其性能的發(fā)揮。一方面，傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)采集的用戶的虹膜特征的圖像品質(zhì)低，并且只能夠在近距離內(nèi)進(jìn)行采集，一旦距離較遠(yuǎn)，就無(wú)法準(zhǔn)確地對(duì)用戶的虹膜特征進(jìn)行捕獲，因此，傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)的實(shí)用價(jià)值不高。
[0006]另一方面，傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)多采用單眼(左眼或右眼)的虹膜特征來(lái)進(jìn)行處理，并且對(duì)拍攝目標(biāo)眼睛的定位和環(huán)境的要求都非常高，導(dǎo)致傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)對(duì)用戶的虹膜特征采集時(shí)的條件限制較多，并且用戶的拍攝也不夠方便。更重要的是，傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)采集的單眼的虹膜特征的信息量不夠充分，也進(jìn)一步限制了傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)的發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其通過(guò)一虹膜攝像模組獲取用戶清晰的雙眼虹膜特征的圖像，廣泛地應(yīng)用于虹膜識(shí)別和身份認(rèn)證。
[0008]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其具有小型化的特征，以方便地被集成進(jìn)入便攜式裝置和/或電子設(shè)備，從而，實(shí)現(xiàn)便攜式裝置和/或電子設(shè)備的虹膜識(shí)別和身份認(rèn)證。
[0009]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其應(yīng)用于便攜式裝置和/或電子設(shè)備時(shí)，能夠提供清晰的虹膜特征的圖像。
[0010]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其長(zhǎng)寬高尺寸可以做到超小，達(dá)到5.5mmX 5.5mmX3.91mm,更有利于被集成到諸如手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備或虹膜識(shí)別裝置的內(nèi)部，從而，實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別和身份認(rèn)證的功能。
[0011]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，相對(duì)于傳統(tǒng)的單眼虹膜識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊能夠獲得用戶的雙眼的虹膜特征，并能夠在長(zhǎng)距離范圍內(nèi)實(shí)用，精確度高，方便、實(shí)用。
[0012]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其提供一補(bǔ)光組件，在藉由所述虹膜攝像模組采集用戶的虹膜特征的過(guò)程中，為用戶的虹膜區(qū)域提供補(bǔ)充光源。
[0013]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，所述補(bǔ)光組件能夠在用戶的虹膜區(qū)域形成均勻的亮度，從而，方便所述虹膜攝像模組對(duì)用戶的虹膜特征的米集。
[0014]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，所述虹膜攝像模組與所述補(bǔ)光組件能夠被集成為一個(gè)模塊，從而，方便、實(shí)用。
[0015]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，在藉由所述虹膜攝像模組采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述補(bǔ)光組件能夠減少在用戶的虹膜區(qū)域生成的反光斑，或者使得該反光斑位于虹膜之外的鞏膜區(qū)域或瞳孔區(qū)域，從而，通過(guò)提高被采集的虹膜特征的圖像品質(zhì)，來(lái)提高虹膜識(shí)別的精度和速度。
[0016]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其中所述虹膜攝像模組優(yōu)選為紅外攝像模組，所述補(bǔ)光組件優(yōu)選為紅外led發(fā)光元件，從而，在藉由所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊采集用戶的虹膜特征時(shí)，減少外界可見(jiàn)光對(duì)圖像成像品質(zhì)的影響，并避免可見(jiàn)光補(bǔ)光時(shí)對(duì)人眼產(chǎn)生刺激的感覺(jué)，使用戶在使用時(shí)更舒適。
[0017]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊同樣適用于單眼虹膜特征的采集，用于身份識(shí)別。
[0018]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其包括:
[0019]一虹膜攝像模組，以采集用戶的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)，其包括:
[0020]一圖像傳感器芯片，其提供像素?cái)?shù)量，并使雙眼區(qū)域的像素?cái)?shù)量滿足至少lOpixels/mm，雙眼區(qū)域總像素分辨率至少1920X800，以滿足虹膜識(shí)別算法的最低要求；
[0021]一鏡頭組件，用于將被拍攝物體成像在所述圖像傳感器芯片的感光區(qū)域；其中所述鏡頭組件以用戶的瞳孔區(qū)域?yàn)榇笾戮劢裹c(diǎn)，拍攝范圍覆蓋雙眼區(qū)域，并且在雙眼區(qū)域的解像力滿足至少450LW/PH ；以及
[0022]一可印刷電路板組件，用于貼裝所述圖像傳感器芯片與所述鏡頭組件。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，其還包括至少一補(bǔ)光組件，為所述虹膜攝像模組提供補(bǔ)充光源。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述鏡頭組件包括一鏡頭、一紅外載波透過(guò)濾色片以及一鏡座，其中所述鏡座被貼裝在所述可印刷電路板組件，所述鏡頭與所述紅外載波透過(guò)濾色片被所述鏡座支撐，以使得經(jīng)由所述鏡頭的光信號(hào)通過(guò)所述紅外載波透過(guò)濾色片之后，在所述圖像傳感器芯片的感光區(qū)域轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述補(bǔ)光組件的覆蓋范圍不小于所述虹膜攝像模組的覆蓋范圍，以供為用戶的雙眼區(qū)域補(bǔ)充光源。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述補(bǔ)光組件為紅外LED發(fā)光元件，以在所述虹膜攝像模組采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述補(bǔ)光組件得以在虹膜區(qū)域形成均勻的亮度。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述補(bǔ)光組件貼裝在所述可印刷電路板，以與所述虹膜攝像模組集成一個(gè)所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述補(bǔ)光組件的發(fā)光角度分別大于所述虹膜攝像模組的水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述補(bǔ)光組件與所述虹膜攝像模組具有一預(yù)設(shè)角度，所述預(yù)設(shè)角度的值選自0度值45度之間。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述可印刷電路板組件包括一可印刷電路板，其中所述可印雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊刷電路板選自Flex板和PCB板的一種或其結(jié)合。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的另外一方面，本實(shí)用新型提供一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊的制造方法，用于采集用戶的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)，所述方法包括如下步驟:
[0032](a)在一可印刷電路板組件上貼裝一圖像傳感器芯片；
[0033](b)將一鏡頭組件籠罩地裝配到所述圖像傳感器的上部；以及
[0034](c)調(diào)節(jié)所述鏡頭組件的位置，使在設(shè)定距離下生成清晰的虹膜特征圖像。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，上述方法還包括步驟:配置一補(bǔ)光組件，作為所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊的補(bǔ)充光源。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述補(bǔ)光組件的發(fā)角度分別大于所述虹膜攝像模組的水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角，以在采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述虹膜攝像模組以用戶的瞳孔區(qū)域?yàn)榇笾戮劢裹c(diǎn)，所述補(bǔ)光組件為雙眼區(qū)域提供補(bǔ)充光源。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述圖像傳感器和所述鏡頭組件組裝成紅外虹膜攝像模組，所述補(bǔ)光組件為紅外LED發(fā)光元件；其中在所述虹膜攝像模組采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述補(bǔ)光組件得以在虹膜區(qū)域形成均勻的亮度。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述鏡頭組件包括一鏡頭、一紅外載波透過(guò)濾色片以及一鏡座，其中所述鏡座被貼裝在所述可印刷電路板組件，所述鏡頭與所述紅外載波透過(guò)濾色片被所述鏡座支撐，以使得經(jīng)由所述鏡頭的光信號(hào)通過(guò)所述紅外載波透過(guò)濾色片之后，在所述圖像傳感器芯片的感光區(qū)域轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0039]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述圖像傳感器芯片提供像素?cái)?shù)量，并在所述虹膜攝像模組采集用戶的虹膜特征時(shí)，在雙眼區(qū)域的像素?cái)?shù)量滿足至少lOpixels/mm，雙眼區(qū)域總像素分辨率至少1920X800，以滿足虹膜識(shí)別算法的最低要求。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在所述虹膜攝像模組采集用戶的虹膜特征時(shí)，在雙眼區(qū)域的解像力滿足至少450LW/PH。
[0041]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述圖像傳感器芯片的像素點(diǎn)直徑為D，水平最大輸出像素?cái)?shù)為X，豎直最大輸出像素?cái)?shù)為Y ;設(shè)定用戶的雙眼虹膜識(shí)別最遠(yuǎn)距離C，根據(jù)虹膜識(shí)別算法對(duì)像素的最低要求N pixel/mm,在最遠(yuǎn)距離c時(shí)需要滿足此最低要求是在f范圍內(nèi)保證像素?cái)?shù)量不小于f*N，對(duì)應(yīng)的所述圖像傳感芯片的像面大小為f*N*D ；
[0042]根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系有如下比例關(guān)系:(f*N*D)/f = a/(c- a) ；^N,D,c已知的情況下,計(jì)算得出所述虹膜攝像模組11的焦距a:a = c*D*N/(D*N+l)；
[0043]根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系:X*D/e = a/(c_a);計(jì)算得出在最遠(yuǎn)距離時(shí)，所述虹膜攝像模組的水平最大拍攝范圍e:e = X*D*(c_a)/a ；
[0044]根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系:(b_a)/a = f/ (X*D);計(jì)算得出所述雙眼虹膜識(shí)別最近距離 b:b = [f/(X*D) +1] *a ；
[0045]并且，根據(jù)直角三角形函數(shù)關(guān)系:tan(i3/2) = (e/2)/(c-a),計(jì)算得出所述虹膜攝像模組的水平視場(chǎng)角β: β = 2*arctan[(e/2)/(c_a)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0046]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
[0047]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的上述優(yōu)選實(shí)施例的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊的視場(chǎng)角關(guān)系不意圖。
[0048]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的上述優(yōu)選實(shí)施例的補(bǔ)光組件的發(fā)光角度與發(fā)光強(qiáng)度關(guān)系不意圖。
[0049]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的上述優(yōu)選實(shí)施例的補(bǔ)光組件與虹膜攝像模組的偏移角度與偏移距離示意圖。
[0050]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的上述優(yōu)選實(shí)施例的反光斑生成位置示意圖。
[0051]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的上述優(yōu)選實(shí)施例的參數(shù)分布示意圖。
[0052]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的上述優(yōu)選實(shí)施例的虹膜攝像模組的制造過(guò)程流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0053]以下描述用于揭露本實(shí)用新型以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。在以下描述中界定的本實(shí)用新型的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒(méi)有背離本實(shí)用新型的精神和范圍的其他技術(shù)方案。
[0054]如圖1所示是本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10，其能夠與一后端處理器20可通信地聯(lián)接，其中所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10用于采集用戶的雙眼虹膜特征，其包括一虹膜攝像模組11、一補(bǔ)光組件12、以及其他必要的構(gòu)件。
[0055]在本實(shí)用新型的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述補(bǔ)光組件12被配置于所述虹膜攝像模組11，其中所述補(bǔ)光組件12得以在所述虹膜攝像模組11捕獲用戶的雙眼虹膜特征時(shí)，為用戶的雙眼區(qū)域提供補(bǔ)光光源，并且所述補(bǔ)光組件11能夠在用戶的虹膜區(qū)域形成均勻的亮度，這樣，可以使得藉由所述虹膜攝像模組11采集的用戶的虹膜特征的圖像更加的清晰。
[0056]在通過(guò)所述虹膜攝像模組11采集用戶的虹膜特征的過(guò)程中，所述虹膜攝像模組11能夠以用戶的瞳孔為大致聚焦點(diǎn)，通過(guò)捕獲用戶的雙眼圖像，來(lái)精確地獲得用戶的雙眼虹膜區(qū)域的特征圖像。
[0057]作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選示例，所述虹膜攝像模組11包括一圖像傳感器芯片111、一鏡頭組件112以及一可印刷電路板組件113，其中所述圖像傳感器芯片111得以被貼裝在所述可印刷電路板組件113上，所述鏡頭組件112覆蓋在所述圖像傳感器芯片111的上部，也就是說(shuō)，所述鏡頭組件112將所拍攝的雙眼區(qū)域成像在所述圖像傳感器芯片111的感光區(qū)域，在后續(xù)，所述圖像傳感器芯片111能夠?qū)⒊休d有用戶的虹膜特征的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換及圖像處理后獲取到清晰的雙眼虹膜特征圖像，然后傳輸至所述后端處理器20，以進(jìn)行用戶身份的認(rèn)證。
[0058]在所述虹膜攝像模組11使用的過(guò)程中，所述圖像傳感器芯片111提供像素?cái)?shù)量，并使雙眼區(qū)域的像素?cái)?shù)量滿足至少lOpixels/mm，雙眼區(qū)域總像素分辨率至少1920X800，以滿足虹膜識(shí)別算法的最低要求，從而，確保所述虹膜攝像模組11能夠獲取清晰的承載有用戶虹膜特征的圖像。
[0059]所述鏡頭組件112用于將被拍攝物體成像在所述圖像傳感器芯片111的感光區(qū)域；其中在采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述鏡頭組件112以用戶的瞳孔區(qū)域?yàn)榇笾戮劢裹c(diǎn)，拍攝范圍覆蓋雙眼區(qū)域，并且在雙眼區(qū)域的解像力滿足至少450LW/PH(0.8F)。
[0060]值得一提的是，所述可印刷電路板組件113包括一可印刷電路板1131，其中所述可印刷電路板1131可以選自Flex板或PCB板的一種，以確保所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。
[0061]值得一提的是，所述后端處理器20可以被提供在裝置或電子設(shè)備上，其中裝置或電子設(shè)備也包括便攜式裝置或便攜式電子設(shè)備。所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10與裝置或電子設(shè)備之間通過(guò)一條或多條通訊線諸如并行接口、MIPI接口、LVDS接口等傳輸接口進(jìn)行聯(lián)接，以使得藉由所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10獲取的用戶虹膜特征的圖像能夠被最終傳輸至裝置或電子設(shè)備。
[0062]還值得一提的是，裝置或電子設(shè)備包括但并不限于門(mén)禁設(shè)備、保險(xiǎn)裝置、移動(dòng)通訊設(shè)備、手持電子設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理、平板電腦、筆記本電腦、服務(wù)器等，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，裝置或電子設(shè)備還包括兩項(xiàng)及兩項(xiàng)以上的組合。還應(yīng)當(dāng)理解，裝置和或電子設(shè)備僅作為一實(shí)例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容進(jìn)行闡述和揭露，以幫助本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型，裝置或電子設(shè)備可以比說(shuō)明書(shū)附圖和【具體實(shí)施方式】中所描述的內(nèi)容更多或更少，或者裝置電子設(shè)備還可以有其他的形式。
[0063]所述補(bǔ)光組件12被提供并配置于所述虹膜攝像模組11，特別地，所述補(bǔ)光組件12與所述虹膜攝像模組11被集成為一個(gè)所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10，以用于采集用戶的虹膜特征，并在后續(xù)，對(duì)用戶的身份進(jìn)行識(shí)別和認(rèn)證，從而，方便使用。
[0064]值得一提的是，所述補(bǔ)光組件12優(yōu)選為紅外LED發(fā)光元件，從而，所述補(bǔ)光組件12產(chǎn)生的光源為L(zhǎng)ED紅外光，以在所述攝像模組11采集用戶的虹膜特征的過(guò)程中，為用戶的雙眼區(qū)域補(bǔ)充紅外光，從而，使得用戶的虹膜區(qū)域具有均勻的亮度，這樣，可以使得所述虹膜攝像模組11能夠更加精確地捕獲用戶的虹膜特征，以提高所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10獲取的用戶虹膜特征的精確度。而且，所述補(bǔ)光組件12在為所述虹膜攝像模組11提供補(bǔ)充光源時(shí)，不會(huì)對(duì)用戶的眼睛產(chǎn)生刺激的感覺(jué)。即是說(shuō)，所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10的使用不會(huì)影響用戶的生理和心理健康。
[0065]還值得一提的是，所述補(bǔ)光組件12優(yōu)選為紅外LED發(fā)光元件，可以確保所述補(bǔ)光組件12能夠?yàn)樗鲭p眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10提供足夠的補(bǔ)充紅外光的情況下，降低所述補(bǔ)光組件12的能量耗損。
[0066]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述虹膜攝像模組11優(yōu)選為紅外攝像模組，從而，在藉由所述虹膜攝像模組11采集用戶的雙眼的虹膜特征時(shí)，可以減少可見(jiàn)光對(duì)圖像成像品質(zhì)造成的不良影響，依此，獲得更佳的圖像效果。
[0067]具體地說(shuō)，所述虹膜攝像模組11的所述鏡頭組件112進(jìn)一步包括一鏡頭1121、一鏡座1122、一紅外載波透過(guò)濾色片1123以及其他的必要構(gòu)件，所述鏡座1122得以貼裝在所述可印刷電路板組件113上，所述鏡頭1121與所述紅外載波透過(guò)濾色片1123被所述鏡座1122所支撐，其中在所述虹膜攝像模組11拍攝物體時(shí)，物體上的反射光線得以依次通過(guò)所述鏡頭1121與所述紅外載波透過(guò)濾色片1123，再成像在所述圖像傳感器芯片111上，從而，在所述傳感器芯片111上進(jìn)行光一電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
[0068]值得一提的是，所述紅外載波透過(guò)濾色片1123可以濾除通過(guò)所述鏡頭1121的可見(jiàn)光部分，僅允許紅外光部分通過(guò)，也就是說(shuō)，所述圖像傳感器芯片111所接受的經(jīng)由所述鏡頭1121部分的光線，為承載有用戶的虹膜特征的紅外光，從而，可以盡可能地避免可見(jiàn)光對(duì)所述虹膜攝像模組11獲取的用戶的虹膜特征的圖像造成的干擾。
[0069]如圖2所示，定義所述虹膜攝像模組11的水平視場(chǎng)角為用戶的雙眼長(zhǎng)度方向，定義所述虹膜攝像模組11的垂直視場(chǎng)角為用戶的雙眼寬度方向。在選擇并設(shè)置所述補(bǔ)光組件12與所述虹膜攝像模組11之間的角度時(shí)，為了確保所述補(bǔ)光組件12產(chǎn)生的光源能夠覆蓋在所述虹膜攝像模組11所能夠覆蓋的區(qū)域，所以，所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度需要分別大于所述虹膜攝像模組11的水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角。通過(guò)這種方式，可以使得所述補(bǔ)光組件12的覆蓋范圍大于所述虹膜攝像模組11在同一投影范圍內(nèi)的覆蓋范圍。
[0070]詳細(xì)地，在所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10采集用戶的虹膜特征的過(guò)程中，所述虹膜攝像模組11的攝像區(qū)域能夠覆蓋在用戶的雙眼區(qū)域被定義為內(nèi)部區(qū)域，以使得所述虹膜攝像模組11在獲取用戶的虹膜特征時(shí)聚焦點(diǎn)能夠位于用戶的虹膜區(qū)域內(nèi)部或附近，更優(yōu)地，該聚焦點(diǎn)位于用戶的瞳孔區(qū)域。
[0071]值得一提的是，內(nèi)部區(qū)域的面積與所述虹膜攝像模組11的水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角的設(shè)定角度相關(guān)。
[0072]相應(yīng)地，所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光區(qū)域能夠覆蓋在用戶的雙眼區(qū)域被定義為外部區(qū)域，由于所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度分別大于所述虹膜攝像模組11的水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角，從而，所述補(bǔ)光組件12覆蓋在用戶的雙眼區(qū)域始終包含所述虹膜攝像模組11覆蓋在用戶的雙眼區(qū)域。通過(guò)這種方式，所述補(bǔ)光組件12在任何情況下都可以為所述虹膜攝像模組11提供補(bǔ)充光源。
[0073]可以理解的時(shí)，所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度被設(shè)置小于90度時(shí)，所述補(bǔ)光組件12的所提供的紅外光源能夠被有效地利用。值得一提的是，經(jīng)過(guò)多次檢測(cè)，當(dāng)所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度選自0度至45度之間時(shí)，所述補(bǔ)光組件12與所述虹膜攝像模組11的配置效果最佳。而且，也能夠在確保所述補(bǔ)光組件11為所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10提供足夠的補(bǔ)充紅外光的情況下，降低所述補(bǔ)光組件12的能量耗損。
[0074]本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光強(qiáng)度隨著發(fā)光角度的變化而變化，其變化規(guī)律如圖3所示，隨著所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度的增加，其發(fā)光強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱，并且所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光角度呈函數(shù)變化，可以理解的是，根據(jù)所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度與發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果顯示，當(dāng)所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度選自0度至45度之間時(shí)，所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光強(qiáng)度的變化平緩，當(dāng)所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度處于45度至90度之間時(shí)，所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光強(qiáng)度變化劇烈。
[0075]根據(jù)圖3示出的信息可知，在理想情況下，當(dāng)所述補(bǔ)光組件12的發(fā)光角度為0度時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最大，此時(shí)，所述補(bǔ)光組件12所耗損的能量最少。然而，在本實(shí)用新型的具體應(yīng)用中，所述補(bǔ)光組件12與所述虹膜攝像模組11之間具有一預(yù)設(shè)距離，并且為了使得所述補(bǔ)光組件12覆蓋在用戶的雙眼的區(qū)域能夠包含所述虹膜攝像模組11覆蓋在用戶的雙眼的區(qū)域，所述補(bǔ)光組件12得以被設(shè)計(jì)一預(yù)設(shè)角度。因此，當(dāng)所述預(yù)設(shè)角度選自0度至45度之間時(shí)，所述補(bǔ)光組件12與所述虹膜攝像模組11的配置效果最佳。
[0076]如圖4所示，定位所述虹膜攝像模組11與用戶虹膜之間的距離為z，所述虹膜攝像模組11與所述補(bǔ)光組件12的軸間距為X，所述補(bǔ)光組件12的所述預(yù)設(shè)角度為Θ，通過(guò)調(diào)整Θ的大小，可以確定X的數(shù)值，通過(guò)這種方式，可以確定所述虹膜攝像模組11與所述補(bǔ)光組件12之間的偏移值，從而，確保制作完成的所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10，其所述補(bǔ)光組件12覆蓋在用戶的雙眼的區(qū)域能夠始終包含所述虹膜攝像模組11覆蓋在用戶的雙眼的區(qū)域，以確保所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。
[0077]值得一提的是，當(dāng)Θ的數(shù)值合理時(shí)，可以使得藉由所述虹膜攝像模組11采集用戶的雙眼的虹膜特征時(shí)，在用戶的虹膜區(qū)域形成的反光斑減少，或者使得該反光斑遠(yuǎn)離用戶的虹膜區(qū)域，例如，在所述補(bǔ)光組件12的作用下，該反光斑可以生成在用戶的鞏膜區(qū)域或瞳孔區(qū)域等其他的位置，從而，減少反光斑的形成干擾藉由所述虹膜攝像模組11采集的用戶的雙眼的虹膜特征的圖像品質(zhì)。
[0078]如圖5所示，該反光斑的生成不會(huì)影響所述虹膜攝像模組11采集的用戶的雙眼的虹膜特征的圖像品質(zhì)，從而，可以更加精確地采集用戶的虹膜特征。因此，在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，Θ的合理角度為0度至45度之間。
[0079]本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)所述補(bǔ)光組件12無(wú)法滿足所述虹膜攝像模組11進(jìn)行采集用戶的虹膜特征時(shí)的亮度需要的時(shí)候，一方面可以增加所述補(bǔ)光組件12的亮度，另一方面，還可以為所述虹膜攝像模組11配置兩個(gè)或超過(guò)兩個(gè)的所述補(bǔ)光組件12。
[0080]值得一提的是，在提供多個(gè)所述補(bǔ)光組件12的情況下，每所述補(bǔ)光組件12得以被均勻地設(shè)置在所述虹膜攝像模組11的周?chē)?，并且同時(shí)調(diào)整每所述補(bǔ)光組件12與所述虹膜攝像模組11之間的角度和偏移值，從而，使得所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10在進(jìn)行虹膜識(shí)別和用戶認(rèn)證時(shí)的精度更高。
[0081]還值得一提的是，所述虹膜攝像模組11采集的用戶的雙眼的虹膜特征生成的圖像品質(zhì)，對(duì)于所述后端處理器20的運(yùn)算速度和邏輯的復(fù)雜度具有重要的影響，并且對(duì)于所述虹膜攝像模組11的識(shí)別范圍產(chǎn)生影響。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)所述虹膜攝像模組11采集的用戶的虹膜特征的質(zhì)量高時(shí)，所述后端處理器20的邏輯設(shè)計(jì)的復(fù)雜度相應(yīng)降低，從而，對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證所消耗的時(shí)間就越短。
[0082]本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使得所述虹膜攝像模組11能夠在長(zhǎng)距范圍內(nèi)對(duì)用戶的虹膜特征進(jìn)行采集。在本實(shí)用新型的這個(gè)實(shí)施例中，所述虹膜攝像模組11通過(guò)所述圖像傳感器芯片111的像素點(diǎn)尺寸的小型化，橫向像素點(diǎn)數(shù)量多量化的選擇方式，再結(jié)合對(duì)所述鏡頭1121的水平視場(chǎng)角的設(shè)計(jì)值控制來(lái)延長(zhǎng)所述虹膜攝像模組11的采集距離，從而，提高所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10的實(shí)際使用價(jià)值。
[0083]值得一提的是，相對(duì)于傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10不僅可以用來(lái)采集用戶的雙眼虹膜特征，而且還能夠?qū)τ脩舻膯窝鄣暮缒ぬ卣鬟M(jìn)行采集，且在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，表現(xiàn)出良好的性能。
[0084]在本實(shí)用新型的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖6所示，用戶的雙眼虹膜區(qū)域的長(zhǎng)度為f，所述虹膜攝像模組11的焦距為a，水平視場(chǎng)角為β，雙眼虹膜識(shí)別最近距離為b，其正好覆蓋用戶的雙眼虹膜區(qū)域。優(yōu)先設(shè)定用戶的雙眼虹膜識(shí)別最遠(yuǎn)距離為c，所述虹膜攝像模組11的拍攝景深為d,在最遠(yuǎn)距離時(shí)水平最大拍攝范圍為e。
[0085]在本實(shí)用新型的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選所述圖像傳感器芯片111的像素點(diǎn)直徑為D，水平最大輸出像素?cái)?shù)為X，豎直最大輸出像素?cái)?shù)為Y ;優(yōu)先設(shè)定用戶的雙眼虹膜識(shí)別最遠(yuǎn)距離c，根據(jù)虹膜識(shí)別算法對(duì)像素的最低要求N pixel/mm，在最遠(yuǎn)距離c時(shí)需要滿足此最低要求，即在f范圍內(nèi)保證像素?cái)?shù)量不小于f*N，對(duì)應(yīng)的所述圖像傳感芯片111的像面大小為f*N*D，根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系有如下比例關(guān)系:(f*N*D)/f = a/(c — a);在10，c已知的情況下，可以通過(guò)計(jì)算得出，所述虹膜攝像模組11的焦距a:a = C*D*N/(D*N+1)。
[0086]所述圖像傳感器芯片111水平最大輸出像素?cái)?shù)X，根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系:X*D/e = a/(c-a);可以通過(guò)計(jì)算得出在最遠(yuǎn)距離時(shí)，所述虹膜攝像模組11的水平最大拍攝范圍 e:e = X*D*(c_a)/a。
[0087]同時(shí)，根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系:(b_a)/a = f/(X*D);可以通過(guò)計(jì)算得出，雙眼虹膜識(shí)別最近距離b:b = [f/(X*D)+l]*a。
[0088]同時(shí)，根據(jù)直角三角形函數(shù)關(guān)系:tan(i3/2) = (e/2)/(c-a),可以通過(guò)計(jì)算得出，所述虹膜攝像模組11的水平視場(chǎng)角β: β = 2*arctan[(e/2)/ (c_a)。
[0089]在本實(shí)用新型的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)上述計(jì)算關(guān)系，可以得出本實(shí)用新型揭露的所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊10的相關(guān)尺寸，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)改變?cè)O(shè)定最遠(yuǎn)拍攝距離C，或者變更不同像素點(diǎn)直徑D的所述圖像傳感器芯片111，或者變更不同的所述虹膜攝像模組11的對(duì)像素?cái)?shù)的最低要求N時(shí)，其他參數(shù)如所述虹膜攝像模組11的焦距a，最遠(yuǎn)距離時(shí)水平最大拍攝范圍e，雙眼虹膜識(shí)別最近距離b，以及所述虹膜攝像模組11的水平視場(chǎng)角β均需根據(jù)上述計(jì)算關(guān)系重新計(jì)算。
[0090]值得一提的是，但在上述所有參數(shù)確定的情況下，可以根據(jù)上述參數(shù)優(yōu)選所述鏡頭組件112，優(yōu)選所述鏡頭1121，滿足解像力要求，匹配所述圖像傳感器芯片111，構(gòu)成上述揭露的所述虹膜攝像模組11。
[0091]還值得一提的是，在達(dá)到上述要求的情況下，根據(jù)本實(shí)用新型的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例設(shè)計(jì)的所述虹膜攝像模組11的可以具有超小的長(zhǎng)寬高尺寸，例如，所述虹膜攝像模組11的長(zhǎng)寬高的最小尺寸可以為5.5mmX5.5_X3.91_，更有利于被集成到諸如手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備或虹膜識(shí)別裝置的內(nèi)部，從而，實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別和身份認(rèn)證的功能。
[0092]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本實(shí)用新型的實(shí)施例只作為舉例而并不限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的目的已經(jīng)完整并有效地實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實(shí)施例中展示和說(shuō)明，在沒(méi)有背離所述原理下，本實(shí)用新型的實(shí)施方式可以有任何變形或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，包括: 一虹膜攝像模組，以采集用戶的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)，其包括: 一圖像傳感器芯片，其提供像素?cái)?shù)量，并使雙眼區(qū)域的像素?cái)?shù)量滿足至少lOpixels/mm，雙眼區(qū)域總像素分辨率至少1920X800，以滿足虹膜識(shí)別算法的最低要求； 一鏡頭組件，用于將被拍攝物體成像在所述圖像傳感器芯片的感光區(qū)域；其中所述鏡頭組件以用戶的瞳孔區(qū)域?yàn)榇笾戮劢裹c(diǎn)，拍攝范圍覆蓋雙眼區(qū)域，并且在雙眼區(qū)域的解像力滿足至少450LW/PH;以及 一可印刷電路板組件，用于貼裝所述圖像傳感器芯片與所述鏡頭組件。
2.如權(quán)利要求1所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，還包括至少一補(bǔ)光組件，為所述虹膜攝像模組提供補(bǔ)充光源。
3.如權(quán)利要求1所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，所述鏡頭組件包括一鏡頭、一紅外載波透過(guò)濾色片以及一鏡座，其中所述鏡座被貼裝在所述可印刷電路板組件，所述鏡頭與所述紅外載波透過(guò)濾色片被所述鏡座支撐，以使得經(jīng)由所述鏡頭的光信號(hào)通過(guò)所述紅外載波透過(guò)濾色片之后，在所述圖像傳感器芯片的感光區(qū)域轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，在采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述補(bǔ)光組件的覆蓋范圍不小于所述虹膜攝像模組的覆蓋范圍，以供為用戶的雙眼區(qū)域補(bǔ)充光源。
5.如權(quán)利要求2所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，所述補(bǔ)光組件為紅外LED發(fā)光元件，以在所述虹膜攝像模組采集用戶的虹膜特征時(shí)，所述補(bǔ)光組件得以在虹膜區(qū)域形成均勻的亮度。
6.如權(quán)利要求5所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，所述補(bǔ)光組件貼裝在所述可印刷電路板，以與所述虹膜攝像模組集成一個(gè)所述雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊。
7.如權(quán)利要求5-6任一所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，所述補(bǔ)光組件的發(fā)光角度分別大于所述虹膜攝像模組的水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角。
8.如權(quán)利要求7所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，所述補(bǔ)光組件與所述虹膜攝像模組具有一預(yù)設(shè)角度，所述預(yù)設(shè)角度的值選自O(shè)度值45度之間。
9.如權(quán)利要求1所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，所述可印刷電路板組件包括一可印刷電路板，其中所述可印雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊刷電路板選自Flex板和PCB板的一種或其結(jié)合。
10.如權(quán)利要求1所述的雙眼虹膜圖像數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于，所述圖像傳感器芯片的像素點(diǎn)直徑為D，水平最大輸出像素?cái)?shù)為X，豎直最大輸出像素?cái)?shù)為Y ;設(shè)定用戶的雙眼虹膜識(shí)別最遠(yuǎn)距離C，根據(jù)虹膜識(shí)別算法對(duì)像素的最低要求N pixel/mm，在最遠(yuǎn)距離c時(shí)需要滿足此最低要求是在f范圍內(nèi)保證像素?cái)?shù)量不小于f*N，對(duì)應(yīng)的所述圖像傳感芯片的像面大小為f*N*D ； 根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系有如下比例關(guān)系:(f*N*D)/f = a/(c - a);在10，(:已知的情況下，計(jì)算得出所述虹膜攝像模組11的焦距a:a = c*D*N/(D*N+l)； 根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系:X*D/e = a/(c-a);計(jì)算得出在最遠(yuǎn)距離時(shí)，所述虹膜攝像模組的水平最大拍攝范圍e:e = X*D*(c_a)/a ； 根據(jù)相似三角形邊線等比關(guān)系:(b_a)/a = f/(X*D);計(jì)算得出所述雙眼虹膜識(shí)別最近距離 b:b = [f/ (X*D) +1] *a ； 并且，根據(jù)直角三角形函數(shù)關(guān)系:tan (β/2) = (e/2)/(c-a),計(jì)算得出所述虹膜攝像模組的水平視場(chǎng)角 β: β = 2*arctan[(e/2)/(c_a)。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK204129751SQ201420406147
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】顧亦武, 唐新科, 徐杰偉, 羅孟杰, 徐士鑫 申請(qǐng)人:寧波舜宇光電信息有限公司