專(zhuān)利名稱(chēng)：用于移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備的成像模組及移動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物識(shí)別技術(shù)中的虹膜識(shí)別終端技術(shù)，尤其涉及一種用于移動(dòng)設(shè)備的虹膜成像裝置及包含這種虹膜成像裝置的移動(dòng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
虹膜是眼睛的一個(gè)組成部分，是瞳孔和鞏膜之間的環(huán)狀組織，每只眼睛的虹膜圖案各不相同，且終身不變。虹膜識(shí)別具有唯一性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、非侵犯性等優(yōu)點(diǎn)，已被成功地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、海關(guān)、銀行，監(jiān)獄等場(chǎng)合的身份鑒定。目前移動(dòng)設(shè)備(諸如手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等)的個(gè)人信息安全和網(wǎng)絡(luò)交互信息安全問(wèn)題越發(fā)突出。為了解決這一問(wèn)題，已經(jīng)在移動(dòng)設(shè)備上集成了多種用于身份識(shí)別的裝置。例如，移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)成功集成了人臉識(shí)別或指紋識(shí)別裝置用于身份識(shí)別。然而，這些身份識(shí)別裝置各有各的缺點(diǎn)。以人臉識(shí)別裝置為例，由于人臉識(shí)別技術(shù)的識(shí)別正確率低，因此只能局限于用于開(kāi)機(jī)輔助身份確認(rèn)，而不能獨(dú)立解決更高級(jí)別的信息安全問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)交易密碼替代等。指紋識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn)在于，當(dāng)集成在移動(dòng)終端上時(shí)需要添加額外的指紋采集硬件模塊，不僅破壞了移動(dòng)終端的外觀美觀度，增大了移動(dòng)終端的體積，而且增加了移動(dòng)設(shè)備的成本。此外，由于人的指紋容易偽造，因此不利用應(yīng)用在更高級(jí)別的信息安全問(wèn)題上。另外，指紋作為暴露在人體表面的特征，也容易受到外界影響而破損，例如受到外傷，因此無(wú)法作為一種有效且穩(wěn)定的身份識(shí)別方法。相比人臉識(shí)別和指紋識(shí)別技術(shù)，虹膜識(shí)別具有唯一性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、非侵犯性等優(yōu)點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別設(shè)備受到光學(xué)采集模塊尺寸的影響，設(shè)備體積比較大，不利于系統(tǒng)集成，特別是無(wú)法集成到目前的超薄移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)、平板電腦、移動(dòng)電腦上。雖然已有研究對(duì)移動(dòng)平臺(tái)虹膜系統(tǒng)和應(yīng)用領(lǐng)域做了應(yīng)用層、概念性的描述，但沒(méi)有提出移動(dòng)設(shè)備的虹膜獲取裝置和實(shí)現(xiàn)方法，因此無(wú)法在小型化的移動(dòng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別技術(shù)。為了解決在小型化的移動(dòng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別技術(shù)，本發(fā)明給出了一種新穎的用于移動(dòng)設(shè)備的虹膜成像裝置和控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備的成像模組，所述成像模組包括鏡座，以及依次鑲嵌在所述鏡座上的圖像采集傳感器、一片或兩片濾光片、鏡頭組、以及與所述圖像采集傳感器相連的連接器，所述連接器用來(lái)傳送通過(guò)所述鏡頭組和所述圖像采集傳感器采集到的虹膜圖像數(shù)據(jù)，并接收來(lái)自所述移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備發(fā)出的控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述圖像采集傳感器是CMOS或CXD傳感器。優(yōu)選地，所述成像模組兼容可見(jiàn)光和近紅外拍攝。優(yōu)選地，當(dāng)采用兩片濾光片時(shí)，所述成像模組還包括雙濾光片切換器用于在近紅外虹膜拍攝和可見(jiàn)光拍攝時(shí)分別在所述兩片濾光片之間切換。優(yōu)選地，所述兩片濾光片的切換采用手動(dòng)式切換或非手動(dòng)式切換。
優(yōu)選地，當(dāng)采用一片濾光片時(shí)，所述濾光片為可見(jiàn)光近紅外光通濾光片或允許可見(jiàn)光和虹膜應(yīng)用紅外波段光波通過(guò)的雙通濾光片。優(yōu)選地，所述成像模組還包括嵌入在所述鏡座中的馬達(dá)。優(yōu)選地，所述成像模組選自定焦攝像模組、兩檔變焦攝像模組、自動(dòng)對(duì)焦攝像模組或光學(xué)變焦攝像模組中的任意一種。優(yōu)選地，所述連接器為柔性電路或直接集成在所述圖像采集傳感器的底部。優(yōu)選地，所述鏡頭材質(zhì)選自樹(shù)脂鏡片和玻璃鏡片中的至少一種，所述樹(shù)脂鏡片采用模壓、非球面技術(shù)成型。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種包含至少一個(gè)上所述的成像模組的移動(dòng)設(shè)備，所述移動(dòng)設(shè)備包括控制系統(tǒng)、輸入和顯示模塊、圖像采集模塊和照明模塊。優(yōu)選地，所述成像模組設(shè)置在所述移動(dòng)設(shè)備的前方作為前置攝像頭或背后作為后置攝像頭。優(yōu)選地,所述移動(dòng)設(shè)備還包括至少一個(gè)近紅外LED。根據(jù)本發(fā)明的成像模組和包含這種成像模組的移動(dòng)設(shè)備可以解決在小型化的移動(dòng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別技術(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說(shuō)明和解釋?zhuān)⒉粦?yīng)當(dāng)用作對(duì)本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。


參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)本發(fā)明實(shí)施方式的如下描述得以闡明，其中:圖1a和圖1b示意性示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于虹膜采集的成像模組結(jié)構(gòu)。圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的用于虹膜采集的成像模組結(jié)構(gòu)。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的成像模組在移動(dòng)設(shè)備上的實(shí)現(xiàn)方式。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的另一成像模組在移動(dòng)設(shè)備上的實(shí)現(xiàn)方式。圖5為根據(jù)本發(fā)明的成像模組集成在移動(dòng)設(shè)備上時(shí)的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明的成像模組集成在移動(dòng)設(shè)備上時(shí)的另一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖7示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組的移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的一種系統(tǒng)工作流程圖。圖8示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組的移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的另一種系統(tǒng)工作流程圖。圖9示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組的移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的又一種系統(tǒng)工作流程圖。 在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類(lèi)似的部件，或者相同或類(lèi)似的步驟。
具體實(shí)施例方式通過(guò)參考示范性實(shí)施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實(shí)現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開(kāi)的示范性實(shí)施例；可以通過(guò)不同形式來(lái)對(duì)其加以實(shí)現(xiàn)。說(shuō)明書(shū)的實(shí)質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。現(xiàn)有的虹膜識(shí)別成像裝置因受攝像頭的光學(xué)總長(zhǎng)的影響，不能將產(chǎn)品做到很薄很小，不利于集成在諸如手機(jī)、平板電腦等輕薄型、小型化的移動(dòng)產(chǎn)品上。為了解決上述問(wèn)題，本次發(fā)明技術(shù)提供一種可集成于手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等超薄移動(dòng)設(shè)備的虹膜成像裝置及其控制方法。圖1a和圖1b示意性示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于虹膜采集的成像模組結(jié)構(gòu)。圖1a是根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組的側(cè)視圖結(jié)構(gòu)，圖1b是該虹膜成像模組從鏡頭組方向俯視角度得到的主視圖結(jié)構(gòu)。如圖1a所示，根據(jù)本發(fā)明的成像模組100包括鏡座103，以及以圖1a中自下而上的方向依次鑲嵌在所述鏡座103上的圖像采集傳感器101 (例如CMOS或CXD傳感器)、雙濾光片切換器106、以及鏡頭組102。在圖像采集傳感器101上方設(shè)置雙濾光片切換器106，雙濾光片切換器106通過(guò)膠粘或其它固定方式固定在鏡座上，從而使成像模組的結(jié)構(gòu)緊湊，雙濾光片切換器106包含兩片濾光片，紅外光通濾光片108和可見(jiàn)光通濾光片107，因此，根據(jù)本發(fā)明的成像模組100可兼容可見(jiàn)光和優(yōu)選為800nm-900nm范圍內(nèi)的近紅外拍攝。在采集虹膜圖像的時(shí)候，通過(guò)雙濾光片切換器106將紅外光通濾光片108切換至鏡頭組102和圖像采集傳感器101之間，僅允許近紅外光被采集到。而在日常拍攝的情況下，通過(guò)雙濾光片切換器106將可見(jiàn)光通濾光片107切換至鏡頭組102和圖像采集傳感器101之間，僅允許可見(jiàn)光被采集到。濾光片的切換可以采用手動(dòng)式切換或非手動(dòng)(電動(dòng))切換的方式。對(duì)于非手動(dòng)切換方式，切換動(dòng)力源(如馬達(dá))可以設(shè)置在雙濾光片切換器106的內(nèi)部。在手動(dòng)切換方式下，可以在雙濾光片切換器106上設(shè)置一機(jī)械式切換開(kāi)關(guān)，鑲嵌在所述成像模組所集成的移動(dòng)設(shè)備的外殼上，用戶可以通過(guò)撥動(dòng)該機(jī)械式切換開(kāi)關(guān)來(lái)在虹膜圖像采集和普通拍攝之間進(jìn)行自由切換。鏡頭組102位于鏡座103的最上端，被鏡座材質(zhì)包圍。本發(fā)明的成像模組100的類(lèi)型可以選自定焦攝像模組、兩檔變焦攝像模組、自動(dòng)對(duì)焦攝像模組或光學(xué)變焦攝像模組中的任意一種。如果根據(jù)本發(fā)明的成像模組采用定焦模式，則鏡頭組102固定在鏡座103上，不需要安裝進(jìn)行對(duì)焦用的馬達(dá)。對(duì)于需要自動(dòng)對(duì)焦或光學(xué)變焦的成像模組，例如高分辨率的攝像頭時(shí)，需要在成像模組中安裝馬達(dá)105。馬達(dá)105嵌入在所述鏡座103中，而鏡頭組102是固定在馬達(dá)105中。馬達(dá)105可采用本領(lǐng)域通用的小型變焦馬達(dá)，例如步進(jìn)馬達(dá)(Step motor)、音圈馬達(dá)(VCM)或壓電馬達(dá),優(yōu)選采用音圈馬達(dá)。在如圖1a和Ib所示的成像模組實(shí)施例中，圖像采集傳感器101位于鏡座103的最下端，以鑲嵌的方式置入在鏡座103底部。圖像采集傳感器101與連接器104相連，用于通過(guò)連接器104傳送通過(guò)鏡頭組102和圖像采集傳感器101采集到的虹膜圖像數(shù)據(jù)，并接收來(lái)自移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備的中央處理器經(jīng)連接器104發(fā)出的控制信號(hào)，如控制鏡頭組102對(duì)焦的信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)成像模組的小型化，如圖1a和Ib的連接器采取柔性電路形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，柔性電路末端可以采用ZIF形式或BTB板對(duì)板形式的連接器，圖1a和Ib所示意連接器為BTB方式。可替換地，也可由有多種其他連接方式，如硬板模式，即將連接器直接集成在圖像采集傳感器101的底部，通過(guò)直插式管腳或表貼式直接將所述成像模組焊接在移動(dòng)設(shè)備的主板中。成像模組100通過(guò)FTB、BTB、S0CKET等常用接口與移動(dòng)裝置進(jìn)行通信。此外，在變焦模式下的成像模組中，馬達(dá)105的驅(qū)動(dòng)電路也連到連接器104上進(jìn)行通信。類(lèi)似地，在雙濾光片切換器106的非手動(dòng)切換模式下，兩個(gè)濾光片的切換動(dòng)力源的控制信號(hào)也通過(guò)連接器104進(jìn)行傳輸。根據(jù)本發(fā)明的成像模組具有微型化的結(jié)構(gòu)，以便可以集成到移動(dòng)計(jì)算設(shè)備中，例如集成到手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦中等。所使用的鏡頭組102的材質(zhì)可以為選自樹(shù)脂鏡片和玻璃鏡片中的至少一種，例如可以全部采用樹(shù)脂鏡片，或是采用樹(shù)脂鏡片與玻璃鏡片的組合。樹(shù)脂鏡片采用模壓、非球面技術(shù)成型，從而使使鏡頭的數(shù)目少，體積小，等效焦距范圍在2-15_，從而使得成像模組的厚度在4-20_之間。用于實(shí)現(xiàn)變焦用的馬達(dá)105設(shè)置為鑲嵌在鏡座103中，馬達(dá)的厚度尺寸一般為3_7mm。紅外光通濾光片108和可見(jiàn)光濾光片107的濾波片厚度范圍為0.lmm-5mm。圖像采集傳感器101采用膠粘的方式和鏡座103連接在一起。因此使得本次發(fā)明的成像模組體積很小，利于集成在手機(jī)上。圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于虹膜采集的成像模組結(jié)構(gòu)。圖2所示的成像模組的結(jié)構(gòu)和圖1的結(jié)構(gòu)相似，不同之處在于，將圖1所示的雙濾光片切換器106由一片濾光片206來(lái)代替。根據(jù)本實(shí)施例的成像模組200包括鏡座203，以及以圖2中自下而上的方向依次鑲嵌在所述鏡座103上的圖像采集傳感器101 (例如CMOS或CXD傳感器)、濾光片206、以及鏡頭組202。濾光片206鑲嵌在鏡座上，通過(guò)膠粘或其它固定方式使結(jié)構(gòu)緊湊。濾光片206例如可以以下面兩種類(lèi)型的方式實(shí)現(xiàn)。一種實(shí)現(xiàn)方式是可見(jiàn)光近紅外光通濾光片(遠(yuǎn)紅外截止低通濾波片)，如400nm-900nm通濾光片,這種濾光片可以使波段從400nm-900nm光波長(zhǎng)通過(guò)，既可以用于實(shí)現(xiàn)近紅外波長(zhǎng)下的虹膜圖像采集，也可以實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光下的普通影像拍攝。另一種實(shí)現(xiàn)方式是允許可見(jiàn)光和虹膜應(yīng)用紅外波段光波通過(guò)的雙通濾光片，該種濾光片允許400nm-700nm光波通過(guò)和近紅外光波(例如，優(yōu)選800nm-900nm)同時(shí)通過(guò)。圖1和圖2所示的兩種實(shí)施方案可以針對(duì)成像質(zhì)量、制造成本等不同的需求應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。圖1所示的切換式濾波由于可以在虹膜拍攝和可見(jiàn)光拍攝時(shí)分別切換至不同的濾光片，因此更適用于虹膜成像質(zhì)量和/或可見(jiàn)光成像質(zhì)量分別要求較高的場(chǎng)合，例如安全級(jí)別要求較高的場(chǎng)合。在不同的濾光片下由于可以過(guò)濾掉不需要的光線，因此真彩色成像質(zhì)量比較好，不偏色。雙濾光片切換器可以做到1-3_的厚度，也很容易集成在成像模組上。若是在通過(guò)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)切換的場(chǎng)合下，需要將馬達(dá)安裝在不影響濾波模塊的厚度的合理位置上，例如可以安裝在模組邊緣。制造工藝相對(duì)更復(fù)雜比較難，成本也較手動(dòng)切換的成像模組高，適用于對(duì)成本要求不高而對(duì)成像質(zhì)量、使用便捷度要求較高的場(chǎng)合。采用圖2所示的雙濾光片的成像模組由于在虹膜成像時(shí)無(wú)法過(guò)濾可見(jiàn)光，會(huì)使虹膜圖像的對(duì)比度降低，而在可見(jiàn)光拍攝時(shí)由于也無(wú)法過(guò)濾近紅外光，因此進(jìn)行可見(jiàn)光彩色拍照時(shí)，如果附近有850nm的紅外光，紅外光進(jìn)入攝像頭，會(huì)使彩色圖像輕度偏色。因此成像質(zhì)量相對(duì)于圖1所示的方案略差。但由于雙濾光片的厚度可以控制在0.3_左右，因此可以制作更為輕薄的成像模組，且成本低，工藝簡(jiǎn)單，對(duì)于在移動(dòng)設(shè)備小型化方面要求較高的場(chǎng)合更為適用。圖3和圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的成像模組在移動(dòng)設(shè)備上的實(shí)現(xiàn)方式。圖3示出了單攝像頭虹膜采集裝置在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，攝像頭根據(jù)不同分辨率和功能可用于移動(dòng)設(shè)備的前置攝像頭或后置攝像頭。以手機(jī)為例，將根據(jù)本發(fā)明的成像模組應(yīng)用在手機(jī)上作為前置攝像頭301時(shí)，由于根據(jù)本發(fā)明的成像模組集合了近紅外的虹膜拍攝功能和普通的可見(jiàn)光范圍內(nèi)的攝像功能，因此只要在成像模組旁設(shè)置一近紅外LED 302即可實(shí)現(xiàn)虹膜拍攝。LED 302是照射模塊，可以和成像模組組裝在一起作為一整體結(jié)構(gòu)，也可以結(jié)構(gòu)分開(kāi)，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備的中央處理器發(fā)出控制指令來(lái)控制紅外LED 302的照明。類(lèi)似地，也可以將根據(jù)本發(fā)明的成像模組應(yīng)用在手機(jī)背后作為后置攝像頭303，類(lèi)似地，在成像模組旁邊設(shè)置近紅外LED 304即可實(shí)現(xiàn)虹膜拍攝。而虹膜拍攝的觸發(fā)可通過(guò)用戶觸發(fā)按鍵307或點(diǎn)擊觸摸屏306中的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了達(dá)到更優(yōu)的可見(jiàn)光拍攝效果，優(yōu)選地在設(shè)置閃光燈305。圖4示出了雙攝像頭虹膜采集裝置在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。相比于圖3所示的對(duì)虹膜采集和攝像功能要求不高的普通移動(dòng)設(shè)備，虹膜采集可利用圖3所示的單攝像頭方式實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于特殊領(lǐng)域或特殊需求的虹膜識(shí)別設(shè)備，也可由兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的成像模組來(lái)實(shí)現(xiàn)虹膜采集。圖4以平板電腦為例，將兩個(gè)攝像頭都設(shè)計(jì)在屏幕正面，可實(shí)現(xiàn)下述多種應(yīng)用功能。功能一:基于雙攝像頭輔助對(duì)焦功能的虹膜識(shí)別移動(dòng)設(shè)備。如圖4所示，主攝像頭401用來(lái)采集虹膜圖像，副攝像頭402用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶距離粗定位，可根據(jù)人臉、眼睛等信息定位出用戶到設(shè)備的距離，為主攝像頭進(jìn)行光學(xué)變焦和提示用戶調(diào)整距離提供判斷信息。主攝像頭401和副攝像頭402均可采用根據(jù)本發(fā)明的圖1或圖2所示的攝像頭，主攝像頭401采用分辨率高(如500萬(wàn)-1600萬(wàn)像素)的攝像頭，副攝像頭402采用分辨率低(如130萬(wàn)-300萬(wàn)像素)的攝像頭。在使用基于多攝像頭的虹膜識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行虹膜識(shí)別時(shí)，啟用兩個(gè)攝像頭進(jìn)行虹膜拍攝，一個(gè)攝像頭為低分辨率或廣角攝像頭，用于識(shí)別距離粗定位，可以根據(jù)拍攝的人臉信息或眼睛尺寸判斷用戶和攝像頭的距離，并為提示用戶調(diào)整距離等交互式操作提供信息，或?yàn)楣鈱W(xué)變焦提供參考數(shù)據(jù)。第二個(gè)攝像頭為高分辨率攝像頭，用于虹膜圖像的采集，兩個(gè)攝像頭由同一個(gè)控制系統(tǒng)控制，每個(gè)攝像頭的控制方式均和前文所述單攝像頭虹膜識(shí)別設(shè)備類(lèi)似。近紅外LED 403可用單顆或多顆。多顆近紅外LED可以圖4所示的方式各自均勻分布在設(shè)備正面的兩側(cè)，也根據(jù)實(shí)際需求采用其他排列方式。如圖4所示，移動(dòng)設(shè)備的正面邊框四周分別有6顆近紅外LED403。虹膜拍攝的觸發(fā)可通過(guò)用戶點(diǎn)擊觸摸屏406中的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)設(shè)備也包括相應(yīng)的按鍵405，方便用戶進(jìn)行交互操作。多顆近紅外LED可以從不同角度照射虹膜，照射強(qiáng)度更為均勻，使得采集的虹膜質(zhì)量更好，適用于對(duì)虹膜質(zhì)量要求更高的場(chǎng)合。如果控制多顆近紅外LED進(jìn)行輪詢亮，可以有效解決了戴眼鏡人員在虹膜識(shí)別過(guò)程中由于眼鏡反射光斑存在而使用不方便的情況，提高了產(chǎn)品易用性。功能二:多模態(tài)身份認(rèn)證移動(dòng)設(shè)備?；陔p攝像頭可以實(shí)現(xiàn)主攝像頭401用于虹膜拍攝，副攝像頭402用于人臉拍攝，集人臉和虹膜識(shí)別的多模態(tài)生物識(shí)別移動(dòng)設(shè)備。在該實(shí)現(xiàn)方式下，主攝像頭401是高分辨率(如500萬(wàn)-1600萬(wàn)像素)的攝像頭，用于虹膜識(shí)別，副攝像頭是低分辨率(如130萬(wàn)-300萬(wàn)像素)的攝像頭，用于人臉識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的身份識(shí)別功能。識(shí)別的結(jié)果可以在顯示屏406上顯示。另外一種基于多攝像頭的多模態(tài)生物識(shí)別系統(tǒng)使用時(shí)，控制系統(tǒng)控制兩個(gè)攝像頭，一個(gè)攝像頭進(jìn)行人臉拍攝，用于人臉認(rèn)證和虹膜認(rèn)證，另外一個(gè)攝像頭可以用于其他生物特征的識(shí)別，例如指紋或掌紋的拍攝，用于指紋識(shí)別的攝像頭根據(jù)識(shí)別距離選好攝像頭分辨率。通過(guò)設(shè)定輔助光照類(lèi)型、方向和方式，可以保證攝像頭拍攝出高對(duì)比度的指紋紋理信息。圖5為根據(jù)本發(fā)明的成像模組集成在移動(dòng)設(shè)備上時(shí)的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。移動(dòng)設(shè)備500包括控制系統(tǒng)501、輸入和顯示模塊502、圖像采集模塊503和照明模塊504。由于是在移動(dòng)平臺(tái)上集成的，因此控制系統(tǒng)501通?？梢圆捎靡苿?dòng)設(shè)備的主CPU，圖像采集模塊503采集虹膜圖像，照明模塊504照射虹膜，輸入和顯示模塊502顯示虹膜信息及進(jìn)行用戶交互操作。圖1和圖2中所示的根據(jù)本發(fā)明的成像模組包含在圖像采集模塊503中。圖6為根據(jù)本發(fā)明的成像模組集成在移動(dòng)設(shè)備上時(shí)的另一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。和圖5的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比增加了一個(gè)測(cè)距模塊605。測(cè)距模塊605可以輔助確定人機(jī)相對(duì)位置，提示用戶調(diào)整合適的識(shí)別距離進(jìn)行識(shí)別。移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)600包括控制系統(tǒng)601、輸入和顯示模塊602、圖像采集模塊602、照明模塊604和測(cè)距模塊605。由于是在移動(dòng)平臺(tái)上集成的，因此控制系統(tǒng)601通?？梢圆捎靡苿?dòng)設(shè)備的主CPU，圖像采集模塊603采集虹膜圖像，照明模塊604照射虹膜，控制測(cè)距模塊605進(jìn)行用戶距離判斷，輸入和顯示模塊602顯示虹膜信息及進(jìn)行用戶交互操作。圖1和圖2中所示的根據(jù)本發(fā)明的成像模組包含在圖像采集模塊503中。圖7示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組的移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)工作流程圖。圖7示出的是基于固定拍攝距離的移動(dòng)虹膜識(shí)別控制系統(tǒng)的流程圖。首先，在步驟701中，用戶按鍵或觸摸屏觸發(fā)虹膜識(shí)別應(yīng)用；然后在步驟702中，移動(dòng)設(shè)備的CPU啟動(dòng)近紅外照明LED，啟動(dòng)定焦攝像頭。如果是兩檔變焦攝像頭則驅(qū)動(dòng)為微距模式；如果是自動(dòng)對(duì)焦攝像頭或光學(xué)變焦攝像頭則啟動(dòng)為指定物距拍攝模式，啟動(dòng)測(cè)距模塊；在步驟703中，采集圖像，實(shí)時(shí)在顯示屏上顯示；在步驟704中，對(duì)采集的虹膜圖像進(jìn)行質(zhì)量判斷、對(duì)距離傳感器的反饋信息進(jìn)行處理；如果虹膜尺寸不合格，或清晰度不夠或者距離不合適，則進(jìn)入到步驟705通過(guò)聲音和顯示屏提示用戶調(diào)整距離和位置，然后返回到步驟703繼續(xù)采集圖像并顯示圖像；如果虹膜圖像合適，則直接進(jìn)入到步驟706，在步驟706中，將采集的質(zhì)量合格的虹膜圖像進(jìn)行注冊(cè)或識(shí)別應(yīng)用；在步驟707中，CPU關(guān)閉近紅外LED燈板、攝像頭和測(cè)距模塊707。整個(gè)過(guò)程結(jié)束。圖8示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組的移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的另一系統(tǒng)工作流程圖。圖8是基于自動(dòng)對(duì)焦攝像頭的移動(dòng)虹膜識(shí)別控制系統(tǒng)流程圖。首先，在步驟801，用戶按鍵或觸摸屏觸發(fā)虹膜識(shí)別應(yīng)用；在步驟802，CPU啟動(dòng)近紅外照明LED，啟動(dòng)自動(dòng)對(duì)焦攝像頭為指定物距拍攝模式，啟動(dòng)測(cè)距模塊；在步驟803，采集圖像并實(shí)時(shí)在顯示屏上顯示；然后，在步驟804對(duì)采集虹膜的圖像進(jìn)行質(zhì)量判斷，如果清晰度不合格，則調(diào)整馬達(dá)改變對(duì)焦距離，并返回到步驟803繼續(xù)采集圖像并顯示；如果虹膜圖像清晰合適，則進(jìn)入到步驟805對(duì)采集的虹膜圖像進(jìn)行尺寸判斷；如果虹膜尺寸不合格，則進(jìn)入步驟806啟動(dòng)聲音和顯示屏提示用戶調(diào)整距離和位置，然后返回到步驟803繼續(xù)采集圖像并顯示；如果虹膜尺寸合適清晰度也合適，將進(jìn)入到步驟807將采集的質(zhì)量合格的虹膜圖像進(jìn)行注冊(cè)或識(shí)別應(yīng)用；最后，在步驟808，CPU關(guān)閉近紅外LED燈板、攝像頭和測(cè)距模塊808。整個(gè)過(guò)程結(jié)束。圖9示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組的移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的又一系統(tǒng)工作流程圖。圖9是基于光學(xué)變焦攝像頭的移動(dòng)虹膜識(shí)別控制系統(tǒng)流程圖。首先，在步驟901，用戶按鍵或觸摸屏觸發(fā)虹膜識(shí)別應(yīng)用；在步驟902，CPU啟動(dòng)近紅外照明LED，啟動(dòng)自動(dòng)對(duì)焦攝像頭為指定物距拍攝模式，啟動(dòng)測(cè)距模塊；在步驟903，采集圖像并實(shí)時(shí)在顯示屏上顯示；在步驟904，對(duì)采集虹膜的圖像進(jìn)行質(zhì)量判斷，如果清晰度不合格則調(diào)整馬達(dá)改變對(duì)焦距離，返回到步驟903繼續(xù)采集圖像并顯示；如果虹膜圖像清晰合適，則在步驟905中對(duì)采集虹膜的圖像進(jìn)行尺寸判斷，如果虹膜尺寸不合格，則進(jìn)入步驟906判斷光學(xué)變焦是否達(dá)極限值，如果光學(xué)變焦未達(dá)到極限，則在步驟907中調(diào)整馬達(dá)進(jìn)行光學(xué)變焦，如果光學(xué)變焦已經(jīng)達(dá)到極限，則進(jìn)入步驟908采用聲音和顯示屏提示用戶調(diào)整距離和位置，返回到步驟903繼續(xù)采集圖像并判斷；如果在步驟905中判斷出虹膜圖像尺寸合適清晰度合適，則進(jìn)入到步驟909將采集的質(zhì)量合格的虹膜圖像進(jìn)行注冊(cè)或識(shí)別應(yīng)用909，最后在步驟910中，CPU關(guān)閉近紅外LED燈板、攝像頭和測(cè)距模塊910。整個(gè)過(guò)程結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明的虹膜成像模組以及集成該虹膜成像模組的移動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)品做到很薄很小，從而方便地集成在諸如手機(jī)、平板電腦等輕薄型、小型化的移動(dòng)產(chǎn)品上。結(jié)合這里披露的本發(fā)明的說(shuō)明和實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是顯而易見(jiàn)的。說(shuō)明和實(shí)施例僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備的成像模組，所述成像模組包括鏡座，以及依次鑲嵌在所述鏡座上的圖像采集傳感器、一片或兩片濾光片、鏡頭組、以及與所述圖像采集傳感器相連的連接器，所述連接器用來(lái)傳送通過(guò)所述鏡頭組和所述圖像采集傳感器采集到的虹膜圖像數(shù)據(jù)，并接收來(lái)自所述移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備發(fā)出的控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的成像模組，其中所述圖像采集傳感器是CMOS或CCD傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的成像模組，其中所述成像模組兼容可見(jiàn)光和近紅外拍攝。
4.如權(quán)利要求1所述的成像模組，其中當(dāng)采用兩片濾光片時(shí)，所述成像模組還包括雙濾光片切換器用于在近紅外虹膜拍攝和可見(jiàn)光拍攝時(shí)分別在所述兩片濾光片之間切換。
5.如權(quán)利要求4所述的成像模組，其中所述兩片濾光片的切換采用手動(dòng)式切換或非手動(dòng)式切換。
6.如權(quán)利要求4所述的成像模組，其中當(dāng)采用一片濾光片時(shí)，所述濾光片為可見(jiàn)光近紅外光通濾光片或允許可見(jiàn)光和虹膜應(yīng)用紅外波段光波通過(guò)的雙通濾光片。
7.如權(quán)利要求1所述的成像模組，其中所述成像模組還包括嵌入在所述鏡座中的馬達(dá)。
8.如權(quán)利要求1所述的成像模組，其中所述成像模組選自定焦攝像模組、兩檔變焦攝像模組、自動(dòng)對(duì)焦攝像模組或光學(xué)變焦攝像模組中的任意一種。
9.如權(quán)利要求1所述的成像模組，其中所述連接器為柔性電路或直接集成在所述圖像采集傳感器的底部。
10.如權(quán)利要求1所述的成像模組，其中所述鏡頭材質(zhì)選自樹(shù)脂鏡片和玻璃鏡片中的至少一種，所述樹(shù)脂鏡片采用模壓、非球面技術(shù)成型。
11.一種包含至少一個(gè)如權(quán)利要求1所述的成像模組的移動(dòng)設(shè)備，所述移動(dòng)設(shè)備包括控制系統(tǒng)、輸入和顯示模塊、圖像采集模塊和照明模塊。
12.如權(quán)利要求11所述的移動(dòng)設(shè)備，其中所述成像模組設(shè)置在所述移動(dòng)設(shè)備的前方作為前置攝像頭或背后作為后置攝像頭。
13.如權(quán)利要求11所述的移動(dòng)設(shè)備，所述移動(dòng)設(shè)備還包括至少一個(gè)近紅外LED。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備的成像模組以及包含這種成像模組的移動(dòng)設(shè)備，所述成像模組包括鏡座，以及依次鑲嵌在所述鏡座上的圖像采集傳感器、一片或兩片濾光片、鏡頭組、以及與所述圖像采集傳感器相連的連接器，所述連接器用來(lái)傳送通過(guò)所述鏡頭組和所述圖像采集傳感器采集到的虹膜圖像數(shù)據(jù)，并接收來(lái)自所述移動(dòng)虹膜識(shí)別設(shè)備發(fā)出的控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的成像模組和包含這種成像模組的移動(dòng)設(shè)備可以解決在小型化的移動(dòng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別技術(shù)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK103152517SQ20131004789
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者王占亮, 何召鋒, 邱顯超, 馬力 申請(qǐng)人:北京中科虹霸科技有限公司