移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组及使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组及其使用 方法，属于光机电领域。
【背景技术】
[0002] 移动终端包括智能手机、平板MID、便携设备等的广泛采用是个信息技术发展的必 然趋势。目前，现实应用中的移动终端在移动安全支付，账户安全登陆，网上银行等实际应 用存在重大安全身份认证这个最重要的应用障碍。生物识别是解决移动终端安全身份认证 的非常有效的方法，虹膜识别系统是最精确的和生物特征最为稳定的，但应用于移动终端 还存在很大问题：
[0003] 1、用户通常是手持的，而且需要在移动行进中识别，存在非常大不可预测的运动 模糊。
[0004] 2、用户识别时使用场景是无法预测的，其使用环境光照度从室内完全黑暗OLux到 室外太阳直射100，000LUX都有可能。
[0005] 3、用户大比例存在佩戴的眼镜反光影响识别。
[0006] 4、移动终端是电池供电的，其对虹膜识别图像光学成像模组的光源功耗要求非常 尚。
[0007] 5、虹膜识别光学成像模组的小型化。
[0008] 6、需要一套安全的身份认证流程实现。
[0009] 解决以上问题是目前技术面临的最大挑战。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光 学成像模组及其使用方法。
[0011] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于移动终端安全身份认证的虹膜识别 光学成像模组，包括近红外LED照明光源（1L、1R)、固定焦距的光学成像透镜、后焦近红外光 学滤光器、图像成像传感器，还包括：
[0012] 配置安全芯片(9);
[0013] 近红外LED照明光源（1L、1R)被配置为：
[0014] 位于成像光轴的左右两侧或任一侧；
[0015] LED是SMT封装并由LED电流驱动器（1L'、1R'）驱动输出短时间周期T最高辐射强度 I的光；
[0016] 备注说明：所述LED属于近红外LED照明光源（1L、1R)中的一个部件；
[0017] 近红外LED照明光源（1L、1R)与图像成像传感器被组合配置为：
[0018] 1).近红外LED照明光源（1L、1R)产生的最高辐射强度I短时间周期T时序等于图像 成像传感器帧像素全局触发曝光(积分)的周期时序；
[0019] 2).近红外LED照明光源（1L、1R)采用与图像成像传感器分时循环切换进行直接照 明和交叉照明成像左右虹膜；
[0020] 备注说明：即分时形成，左侧近红外LED照明光源与左侧虹膜直接照明成像以及与 右侧虹膜交叉照明成像，和/或，右侧近红外LED照明光源与左侧虹膜交叉照明成像以及与 右侧虹膜直接照明成像，然后按次序进行循环切换直至获取高质量虹膜图像；
[0021] 近红外LED照明光源（1L、1R)与光学成像透镜被组合配置为：
[0022] 近红外LED照明光源（1L、1R)的半峰值辐射或发散角度FWHM大于等于光学成像透 镜的成像视场角F0V;
[0023] 备注说明：
[0024] 保证成像视场亮度均衡性p = Iedge/Icenter*100% 2 50%，
[0025] ledge为成像视场边缘亮度，Icenter为成像视场中心亮度；
[0026]所述成像视场角F0V为成像视场(如图1所述）中水平X轴范围W、垂直Y轴范围Η的区 域；
[0027] 近红外LED照明光源（1L、1R)与后焦近红外光学滤光器(6)被组合配置为：
[0028] 后焦近红外光学滤光器(6)的半峰值透射波长FWHM大于等于近红外LED照明光源 (1L、1R)的半峰值辐射波长FWHM;
[0029] 光学成像透镜被配置为：固定聚焦透镜、液晶驱动透镜、VCM音圈驱动透镜、MEMS驱 动透镜、ED0F相位波前编码透镜、WLA晶圆级透镜阵列中的任意一种。
[0030] 备注说明：
[0031 ] 近红外LED照明光源（1L，1R)-左侧近红外LED照明光源1L和右侧近红外LED照明 光源1R被配置为：
[0032]位于成像光轴(0)的左右两侧或任一侧；
[0033]由LED电流驱动器（11/，11?'）一左侧1^0电流驱动器11/和右侧1^0电流驱动器11?' 驱动输出短时间周期T最高辐射强度I的光；
[0034] 左侧LED电流驱动器1L'连接左侧近红外LED照明光源1L用于驱动左侧LED输出短 时间周期T最高辐射强度I的光；
[0035] 右侧LED电流驱动器1R'连接右侧近红外LED照明光源1R用于驱动右侧LED输出短 时间周期T最高辐射强度I的光。
[0036]作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的改进：
[0037] 用于直接照明成像的LED照明光源的发射角度9d应该满足:5.7-11.25度；
[0038] 用于交叉照明成像的LED照明光源的发射角度(pc应该满足：11.25-35度；
[0039] 发射角度φ定义为近红外LED照明光源（1L、1R)中心到左右虹膜中心的连线与成 像光轴的角度;所述发射角度φ是9d和tp c的统称。
[0040] 作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0041] 所述的分时循环切换进行直接照明和交叉照明成像左右虹膜包括以下步骤：
[0042] (1)关闭右侧近红外LED照明光源1R，开启左侧近红外LED照明光源1L;
[0043] (2)图像成像传感器同时成像输出左侧虹膜直接照明成像图像la和右侧虹膜交叉 照明成像图像lb;
[0044] (3)关闭左侧近红外LED照明光源1L，开启右侧近红外LED照明光源1R;
[0045] (4)图像成像传感器同时成像输出右侧虹膜直接照明成像图像Id和左侧虹膜交叉 照明成像图像Ic;
[0046] (5)判断左右虹膜图像质量，满足质量要求关闭左右两侧近红外LED照明光源（1L、 1R)，不满足质量要求则返回（1)按流程次序直至满足质量要求。
[0047] 备注说明：满足质量要求就是指满足在佩戴各类眼镜的使用环境下虹膜图像上不 出现镜面反射，不严重影响虹膜图像质量被用于识别。所说的判断规则本专业领域一般通 过检测图像中虹膜区域的镜面反射点，即满量程(最大值)的像素值的数量占比来统计。 [0048]作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0049] 所述的近红外LED照明光源（1L、1R)最高辐射强度I(mW/Sr，毫瓦每球面度)应该满 足：
[0050]
g示成像系统的工作物距；
[0051] E定义为工作物距WD处接受的照明光源的最大辐射照度，E要求小于眼睛LED照明 福射安全国际标准（IEC62471:2006Photobiological safety of lamps and lamp systems)上限，本标准限制了 LED照明辐射可能对视网膜，水晶体和角膜的引起的热辐射生 物安全效应；
[0052] 所述的近红外LED照明光源（1L、1R)产生的辐射的短时间周期T(ms，毫秒)应该满 足：
[0053] T< 3.33ms〇
[0054] 作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0055]所述的光学成像透镜的固定焦距FEL被配置为：
[0056] EFL=WD*P；
[0057] 其中:WD表示成像系统的工作物距；
[0058] β为光学成像系统的放大倍率；
[0059] e = S0P*R0P；
[0060] SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度；
[00611 R0P为虹膜图像像素分辨率。
[0062]作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0063] 所述的光学成像透镜的光学空间分辨率(optical spatial resolution)被配置 为：
[0064] 在物方平面应该满足:60%调制传递函数(MTF = 0.6)时2 4线对每毫米(lp/mm)。
[0065]作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0066]所述的虹膜识别光学成像模组配置光学反射器，用于垂直变换光路。
[0067]作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0068]所述的图像成像传感器被配置为:至少HD高清像素分辨率，1920像素*1080像素。 [0069]作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0070] 所述的图像成像传感器被配置为:至少500万像素分辨率，2592像素*1944像素。
[0071] 作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的进一步改 进：
[0072] 所述的虹膜识别光学成像模组配置使用状态引导。
[0073]作为本发明的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组的