识别光学成像系统形成直视的注视点而非斜视点，即用户的眼睛与成像 光轴保持在同一轴线，避免了用户在使用时无目标盲目的观察形成斜视成像进而影响图像 质量。
[0254] 透射保护光学窗口 3,也可由移动终端外表面替代。其整体覆盖于移动智能手机前 表面，其使用材料包括高透射率的PMMA，PC，或钢化玻璃等。
[0255] 更进一步的智能手机自带的液晶屏10(LCD)的上部分，实时显示用户虹膜成像图 像以更进一步的引导用户使用，包括显示操作状态，特别说明，在接近虹膜识别光学成像模 组透射保护光学窗口 3的液晶屏10的上部分位置显示，是为减少在短距离使用时用户观察 液晶屏导致眼睛与成像轴的斜视，当然等同理解的虹膜识别光学成像模组也可以倾斜安 装。
[0256] 在实际使用环境中，光照度从室内完全黑OLux到室外太阳直射100,000Lux，如此 大变化的场景通常导致虹膜瞳孔的大范围变化，如室外瞳孔会缩小减少入射光，黑暗的场 景会放大瞳孔增加入射光，进而影响虹膜识别率。为克服这个问题具体实施列1的指示灯11 和液晶屏12的亮度被设计为根据虹膜识别算法实时获得的瞳孔与虹膜直径比列变化动态 调整，比如瞳孔与虹膜直径比列过大就意味瞳孔放大，指示灯11和液晶屏12的亮度需要增 大，反之瞳孔与虹膜直径比列过小就意味瞳孔缩小，指示灯11和液晶屏12的亮度需要减小。
[0257] 具体实施列1的所有器件和元件按照目前智能手机所采用的体积封装，如微型化 的BGA封装的安全芯片9和图像成像传感器7,光学元件可以通过微型化的注塑工艺等专业 领域通用技术实现小型化。
[0258] 实施例2、
[0259] 本发明的虹膜识别光学成像模组进行安全身份认证的方法，包括以下步骤：
[0260] 1.安全芯片9用于连接获取图像成像传感器7输出的数字化虹膜图像。
[0261 ] 2.安全芯片9用进行虹膜识别算法执行提取虹膜特征信息。
[0262] 虑到安全芯片9计算能力不足，部分耗费计算量的过程如图像预处理和虹膜定位， 可放置到主处理器完成，主处理器仅输出图像预处理后的虹膜定位坐标信息返回安全芯片 9,这过程是安全的，即使定位坐标被截获其也不能关联到虹膜特征信息。
[0263] 3.安全芯片9通过虹膜特征信息生成虹膜特征模板，由于生成过程仅由安全芯片 控制，所以是安全的。
[0264] 4.虹膜特征模板采用密码学体系存储在安全芯片内做为私钥，并保证从不被导出 和访问。该密码学体系包括PKI加密体系和HASH散列算法等，用来保证特征模板数据本身安 全。
[0265] 5.虹膜特征模板的身份认证比对都在安全芯片9内部进行，确保移动终端在身份 认证整个过程安全不被外部攻击。
[0266] 安全芯片9可以是独立芯片也可以是集成在应用主处理器中，如移动终端普遍使 用的ARM架构芯片，其包括主处理器ARM cortex-A内核，还集成用于安全应用的独立的 TrustZone的安全认证处理器来实现安全芯片功能和主处理器的应用隔离交互，能实现本 发明的安全身份认证方法。
[0267] 备注说明：上述过程是个软件处理过程不涉及虹膜识别光学成像模组的光学构 成，但这个认证过程作为实现用于移动终端安全身份认证的整体目的不可或缺，安全芯片9 用于连接获取图像成像传感器7输出的数字化虹膜图像，然后安全芯片9在获得图像后按照 安全身份认证的方法步骤进行软件处理。其中虹膜识别算法，密码学体系属于已知技术。
[0268] 本发明描述的具体实施例内容和技术特征，可以在相同或等同理解的范围内被实 施，如图像成像传感器类型，光学成像透镜类型，光路变换也应被等同理解的。
[0269] 最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发 明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容 直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
[0270] 以上只是本发明较佳的实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专 利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围 内。
【主权项】
1. 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、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，其特征是： 配置安全芯片； 所述近红外LED照明光源设置为位于成像光轴的左右两侧或任一侧； 所述近红外LED照明光源设置为与所述图像成像传感器进行直接照明和交叉照明成像 左右虹I旲;其中： 所述近红外LED照明光源进行直接照明成像时，发射角度<P d满足:5.7-11.25度； 所述近红外LED照明光源进行交叉照明成像时，发射角度φ C满足：11.25-35度； 其中，所述发射角度Φ定义为近红外LED照明光源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φ d和φ C的统称； 所述近红外LED照明光源的半峰值辐射或发散角度Θ保证成像视场亮度均衡性Ρ = Iedge/Icenter*100% 2 50% ;其中： ledge为成像视场边缘亮度;Icenter为成像视场中心亮度。2. 根据权利要求1所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是:所述近红外LED照明光源的半峰值辐射或发散角度FWHM大于等于所述光学成像透镜 的成像视场角FOV; 所述成像视场角FOV为成像视场中水平X轴范围W、垂直Y轴范围Η的区域。3. 根据权利要求1所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是:所述图像成像传感器与所述光学成像透镜被组合配置为： 所述图像成像传感器单位像素的物理尺度SOP被配置为l_2um/pixel，所述光学成像透 镜的固定焦距FEL被配置为3-6mm。4. 根据权利要求1所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是:所述虹膜识别光学成像模组配置透射保护光学窗口，其光学成像区域外的颜色和外 观被设计为具有明显视觉反差的特性，使得用户在使用时能凝视透射保护光学窗口内的虹 膜识别光学成像系统形成直视的注视点而非斜视点。5. 根据权利要求3所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是： 所述透射保护光学窗口整体覆盖于移动终端前表面，其使用材料包括高透射率的 PMMA、PC、或钢化玻璃。6. 根据权利要求5所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是:所述移动终端还包括引导用户使用的液晶屏，所述液晶屏连接所述安全芯片。7. 根据权利要求6所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是:在靠近所述透射保护光学窗口的所述液晶屏区域显示图像和文字信息。8. 根据权利要求1所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是:所述近红外LED照明光源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的周期时序;采用短时间周期辐射在1秒内产生辐射次数的等效辐 射量，以实现光源功耗低。9. 根据权利要求1所述的用于移动终端安全身份认证的虹膜识别光学成像模组，其特 征是： 所述近红外LED照明光源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，其中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： (1) 关闭右侧近红外LED照明光源，开启左侧近红外LED照明光源； (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; (3) 关闭左侧近红外LED照明光源，开启右侧近红外LED照明光源； (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; (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，不满足 质量要求则返回按流程次序直至满足质量要求。10.利用如权利要求1~9任一所述的用于移动终端的虹膜识别光学成像模组进行安全 身份认证的方法，其特征是包括以下步骤： (1) 通过安全芯片连接获取图像成像传感器输出的数字化虹膜图像； (2) 通过安全芯片进行虹膜识别算法执行提取虹膜特征信息； (3) 利用通过安全芯片基于虹膜特征信息生成虹膜特征模板； (4) 采用密码学体系将所生成的虹膜特征模板存储在安全芯片内做为私钥； 其中，所述虹膜特征模板的身份认证比对都在安全芯片内部进行。
【专利摘要】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、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，其特征是：配置安全芯片；近红外LED照明光源设置为位于成像光轴的两侧或左右任一侧；近红外LED照明光源设置为与所述图像成像传感器进行直接照明和交叉照明成像左右虹膜；其中：所述近红外LED照明光源进行直接照明时，发射角度应该满足：5.7-11.25度；所述近红外LED照明光源进行交叉照明成像时，发射角度应该满足：11.25-35度；发射角度定义为近红外LED照明光源中心到左右虹膜中心的连线与成像光轴的角度；所述近红外LED照明光源的半峰值辐射或发散角度θ保证成像视场亮度均衡性ρ≥50％。
【IPC分类】G06K9/00, G06K9/20
【公开号】CN105678228
【申请号】CN201511020473
【发明人】沈洪泉, 金城
【申请人】沈洪泉
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年4月4日