一种微型虹膜识别摄像模组及终端设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种微型虹膜识别摄像模组及终端设备，包括红外发光二极管、可透过近红外光的滤光结构和图像处理器。当红外发光二极管发出红外光照射人眼时，近红外光以其光线穿透特性透过眼球表面到达虹膜表面并被反射。反射光线中的可见光线和远红外光线被可透过近红外光的滤光结构过滤掉，只透过携带了虹膜信息的近红外光，进而拍摄出清晰的人眼虹膜图像。图像处理器对所获取的人眼虹膜图像进行提取、比较和判断，并将判断结果发送至终端设备，从而使微型摄像模组具有了虹膜识别功能，且该微型虹膜识别摄像模组具有尺寸较小、结构简单、成本低廉的优点，可用于移动支付、设备解锁等个人身份鉴别的日常生活领域。
【专利说明】一种微型虹膜识别摄像模组及终端设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及虹膜识别【技术领域】，更具体地说，涉及一种微型虹膜识别摄像模组及终端设备。
【背景技术】
[0002]人眼的虹膜可作为重要的身份鉴别特征，虹膜识别技术具有唯一性、稳定性、可采集性、非接触性等优点，并且相对人脸识别、声音识别等非接触式的身份鉴别方法，具有更高的准确性。
[0003]虹膜识别系统主要包括:光学设备、控制器、距离测量系统、语音提示装置、数据显示器等。光学设备包括多片光学透镜或液晶透镜组成的镜头、自动对焦装置、像素分辨率极高的感光芯片、照明系统(发光二极管光源等)等一系列复杂的装置，控制器包括驱动装置和图像处理器。
[0004]虹膜识别系统的主要原理是:利用光学设备获取人眼虹膜图像，再利用图像处理器对所获取的人眼虹膜图像进行处理。其中，所述处理过程为:图像处理器从人眼虹膜图像中提取虹膜特征信息，将所提取的虹膜特征信息与虹膜图像数据库中的虹膜特征数据一一进行比较，判断所述虹膜特征信息是否与所述虹膜图像数据库中的某一项虹膜特征数据相同(即判断虹膜所属的身份)，得到判断结果。
[0005]以上仅是对现有虹膜识别系统的简单介绍，实际应用中虹膜识别系统的结构复杂的多。仅就获取人眼虹膜图像这一步骤来说，由于进行虹膜识别需要拍摄清晰的人眼虹膜图像，因此需要采用自动对焦、多片光学透镜和液晶透镜、像素分辨率极高的感光芯片、良好的照明系统、距离测量系统等装置。可见，仅这一步骤所需要的装置就十分复杂，再加上其它步骤中做需要的各种装置，从而会导致虹膜识别系统的结构复杂、价格昂贵。因此现有技术中的虹膜识别系统主要用于高端、大型的安防领域，难以应用于日常的、微型的移动终端设备上。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供了一种微型虹膜识别摄像模组及终端设备，将虹膜识别技术应用于微型摄像模组中，以拓宽虹膜识别技术的应用范围，使其能够应用于人们的日常生活中。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0008]一种微型虹膜识别摄像模组，包括:获取人眼虹膜图像的光学设备，所述光学设备包括:至少一个向人眼提供光信号的红外发光二极管，对所述人眼反射的光信号进行滤光的、可透过近红外光的滤光结构，将所述滤光结构输出的光信号转换为电信号的感光芯片；对所述人眼虹膜图像进行处理的图像处理器。
[0009]优选的，所述微型虹膜识别摄像模组还包括:模组基板，及设置于所述模组基板上的镜头。
[0010]优选的，所述滤光结构为可透过近红外光的滤光片或可透过近红外光的、位于所述镜头表面的滤光膜。
[0011]优选的，所述红外发光二极管位于所述模组基板上或包括所述微型虹膜识别摄像模组的终端设备上。
[0012]优选的，所述红外发光二极管、所述滤光结构、所述感光芯片和所述镜头位于所述模组基板的同一侧。
[0013]优选的，所述图像处理器位于所述模组基板上或包括所述微型虹膜识别摄像模组的终端设备上。
[0014]优选的，所述微型虹膜识别摄像模组为微型定焦摄像模组或微型自动对焦摄像模组。
[0015]优选的，所述微型虹膜识别摄像模组为贴片式摄像模组。
[0016]优选的，所述模组基板为印刷线路板、柔性线路板或软硬结合板。
[0017]本实用新型还提供了一种终端设备，包括以上所述的微型虹膜识别摄像模组。
[0018]优选的，所述终端设备为手机、平板电脑、笔记本电脑、刷卡机或门禁系统。
[0019]与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案至少具有以下优点:
[0020]本实用新型所提供的微型虹膜识别摄像模组及终端设备，在摄像模组的镜头周围增加红外发光二极管，并将常规的微型摄像模组中的滤光片更换为可透过近红外光的滤光结构，同时设置一图像处理器。当红外发光二极管发出红外光照射人眼时，由于其中的近红外光有微弱的光线穿透特性，所以近红外光可以透过眼球表面到达虹膜表面并被反射，与此同时人眼其他部位也会对光线产生反射。反射光线到达可透过近红外光的滤光结构后，其中的可见光线和远红外光线被过滤掉，只透过720nm?880nm的近红外光,使感光芯片所捕捉到的光线绝大部分为被虹膜反射来的近红外光，避免了图像被人眼其它部位反射来的光线干扰，进而拍摄出清晰的人眼虹膜图像。图像处理器对所获取的人眼虹膜图像进行提取、比较和判断，并将判断结果发送至终端设备。
[0021]本实用新型所提供的微型虹膜识别摄像模组基于常规微型摄像模组进行简单改装就能拍摄出较清晰的人眼虹膜图像，进而实现了具有虹膜识别功能的微型摄像模组，相比现有技术中的虹膜识别系统，本实用新型中的微型虹膜识别摄像模组尺寸较小、结构简单、成本低廉，能够搭载在手机、平板电脑、手持机、笔记本电脑、刷卡机或门禁系统等日常的终端设备上，用于移动支付、设备解锁等个人身份鉴别的领域，从而拓宽了虹膜识别技术的应用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本实用新型实施例所提供的微型虹膜识别摄像模组的爆炸图；
[0024]图2为本实用新型实施例所提供的一种微型虹膜识别摄像模组的正视图；
[0025]图3为本实用新型实施例所提供的另一种微型虹膜识别摄像模组的正视图；
[0026]图4为本实用新型实施例所提供的另一种微型虹膜识别摄像模组的侧视图。【具体实施方式】
[0027]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0030]本实施例提供了一种微型虹膜识别摄像模组，包括:获取人眼虹膜图像的光学设备，所述光学设备包括:至少一个向人眼提供光信号的红外发光二极管，对所述人眼反射的光信号进行滤光的、可透过近红外光的滤光结构，将所述滤光结构输出的光信号转换为电信号的感光芯片；对所述人眼虹膜图像进行处理的图像处理器。
[0031]具体的，所述微型虹膜识别摄像模组的结构如图1所示，包括:模组基板105 ;设置于在所述模组基板105或包括所述微型虹膜识别摄像模组的终端设备上的至少一个红外发光二极管(图中未不出)；位于所述模组基板105 —侧的可透过近红外光的滤光结构103 ；设置于所述模组基板105上的镜头101，所述镜头101可通过基座102搭载在所述模组基板105上；设置于模组基板105上的感光芯片104，所述感光芯片104的感光区位于基座102所围成的区域内部；设置于所述模组基板105上或包括所述微型虹膜识别摄像模组的终端设备上的图像处理器(图中未示出)。
[0032]所述滤光结构103优选为可透过近红外光的滤光片或可透过近红外光的、位于所述镜头表面的滤光膜。
[0033]所述红外发光二极管优选可位于模组基板105上，或位于包括该微型虹膜识别摄像模组的终端设备上。所述图像处理器优选可位于所述模组基板105上或位于包括该微型虹膜识别摄像模组的终端设备上。二者所在的位置可根据实际的需要，进行相应的选择。
[0034]如图2所示，对于对影像拍摄效果和像素大小要求较高，对模组尺寸要求不是很严格的终端设备应用的摄像模组，可将红外发光二极管201和图像处理器203均设置在模组基板205上。
[0035]红外发光二极管201可位于镜头202周围的任一位置，优选的可位于镜头202上方，并且红外发光二极管201并不限定于一个,优选的可以在镜头202的上方和下方各安装一个，或者在镜头202的左侧和右侧各安装一个，又或者在镜头202的上方、下方、左侧和右侧各安装一个。
[0036]模组连接端子204可设置在图像处理器203的下方、模组基板205的末端。
[0037]结合图3和图4，对于对影响效果和像素大小要求较低，对模组的尺寸要求较小的终端设备应用的摄像模组，优选的可以将红外发光二极管301设置在模组基板303上，将图像处理器设置在应用该微型虹膜识别摄像模组的终端设备的主板上。或者可以选择将图像处理器设置在模组基板上，将红外发光二极管设置在应用该微型虹膜识别摄像模组的终端设备的主板上。又或者可以选择将红外发光二极管和图像处理器均设置在应用该微型虹膜识别摄像模组的终端设备的主板上。
[0038]模组连接端子304可设置在模组基板303背离镜头302的一侧。
[0039]所述红外发光二极管、所述滤光结构、所述感光芯片和所述镜头优选的可位于所述模组基板的同一侧。
[0040]需要说明的是，本实施例中所述微型虹膜识别摄像模组可以为微型定焦摄像模组或微型自动对焦摄像模组，也可以为贴片式摄像模组等其它类型的微型摄像模组。在制作时，仅需将所对应的常规微型摄像模组的滤光片更换为可透过近红外光的滤光结构，然后在镜头的周围设置红外发光二极管，并在模组基板或终端设备的主板上设置一图像处理器即可。
[0041]所述模组基板优选为印刷线路板、柔性线路板或软硬结合板，但是所述模组基板包括但不限定为上述线路基板。
[0042]另外，所述模组连接端子204和304可以为连接器、插接金手指或焊接焊盘等模组数据传输端子，在此并不限定。
[0043]下面对本实施例所提供的虹膜识别摄像模组的工作原理进行具体介绍。
[0044]红外发光二极管发射红外光线，进入人眼，人眼的各部分对光线产生反射，其中由于近红外光线有微弱的光线穿透特性，因此可以透过眼球表面到达虹膜表面并被虹膜反射出去。被虹膜反射的近红外光线和被眼球其它部分反射的光线经过可透过近红外光的滤光结构时，被可透过近红外光的滤光结构过滤掉其中的正常可见光线和远红外光线，剩下的720nm?880nm的近红外光线穿透滤光结构到达感光芯片。感光芯片捕捉到携带有虹膜信息的近红外光线，摄像模组进而拍摄出虹膜的纹路图像，完成人眼虹膜图像的获取。
[0045]所获取的人眼虹膜图像被发送至图像处理器，图像处理器对图像进行数字化处理，通过一定的算法提取虹膜特征信息，然后将该虹膜特征信息与虹膜图像数据库中所存储的虹膜特征数据一一进行比较，判断该虹膜特征信息是否与虹膜图像数据库中所存储的某一项虹膜特征数据相同，得到判断结果，并将判断结果发送至终端设备的中央处理器，中央处理器根据判断结果控制终端设备进行支付、解锁等动作。
[0046]由以上的工作过程可知，上述微型虹膜识别模组的红外发光二极管的主要作用就是发出能够穿透眼球到达虹膜表面的近红外光，使被眼球反射的近红外光线携带人眼虹膜信息。
[0047]可透过近红外光的滤光结构的作用为对反射光线进行过滤，将可能对成像产生干扰的可见光线和远红外光线过滤掉，只剩下携带虹膜信息的近红外光线。只有将红外发光二极管和可透过近红外光的滤光结构组合使用，才有可能拍摄出清晰的黑白图像。
[0048]图像处理器用于提取人眼虹膜图像中的虹膜特征信息，然后将该虹膜特征信息与虹膜图像数据库中所存储的虹膜特征数据一一进行比较，判断该虹膜特征信息是否与虹膜图像数据库中所存储的某一项虹膜特征数据相同，得到判断结果，并将判断结果发送至终端设备
[0049]需要说明的是，所述虹膜图像数据库存储在所述图像处理器中，包括多项虹膜特征数据，每项虹膜特征数据均对应一固定身份。
[0050]现有技术中的虹膜识别系统主要应用于高端、大型的安防领域，用户与虹膜识别系统的光学设备的拍摄距离较远，且用户拍照时可能会处于移动过程中，或者处于光线较弱环境中。为了拍摄出清晰的人眼虹膜图像，系统中通常包括:对所成像的像差、畸变等进行矫正的多片光学透镜和液晶透镜，调节视场范围的变焦结构，高像素分辨率的感光芯片，对用户拍摄距离进行测量的距离测量系统，提醒进行用户进行睁大眼睛、走近等动作的语音提醒装置，具有强大运算识别和控制功能的控制器等等。
[0051]由于本实施例所提供的装置主要用于设备解锁、移动支付等日常生活中的领域，使用者与装置的拍摄距离较近，装置所需要执行的动作较少，加上红外发光二极管和可透过近红外光的滤光结构组合使用，并且装置中的图像处理器只需要所获取的人眼虹膜图像有200个像素点就能完成识别运算，因此不需要高端和精密的光学设备和功能强大(即芯片面积很大)的图像处理器，仅对常规的微型摄像模组进行改装就能获得清晰的人眼虹膜图像，并进行精准的图像处理操作。
[0052]由此可见，本实施例所提供的微型虹膜识别摄像模组较现有技术的虹膜识别系统，尺寸小、结构简单、成本低，适用于日常使用的微型终端设备(如手机、平板电脑、笔记本电脑、手持机等小型电子产品)上，可用来进行移动支付、设备解锁等个人身份鉴别的操作，将虹膜识别这一高端技术平民化，拓宽了虹膜识别技术的应用范围，给人们的日常生活带来了更多的安全和便利。
[0053]与上述微型虹膜识别摄像模组相对应的，本实施例还提供了一种终端设备，该终端设备包括以上所述的微型虹膜识别摄像模组。该终端设备优选可为手机、平板电脑、笔记本电脑、刷卡机或门禁系统等。
[0054]所述终端设备的微型虹膜识别摄像模组主要包括:获取人眼虹膜图像的光学设备，所述光学设备包括:至少一个向人眼提供光信号的红外发光二极管，对所述人眼反射的光信号进行滤光的、可透过近红外光的滤光结构，将所述滤光结构输出的光信号转换为电信号的感光芯片；对所述人眼虹膜图像进行处理的图像处理器。
[0055]由于本实施例所提供的微型虹膜识别摄像模组尺寸较小、结构简单、成本较低，且虹膜识别功能相对传统的口令方式，安全性更高，操作更简便，因此能够使应用该微型虹膜识别摄像模组的终端设备在尺寸小、结构简单和成本低的前提下，具备安全性高、操作简便的虹膜识别功能。
[0056]虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，包括: 获取人眼虹膜图像的光学设备，所述光学设备包括:至少一个向人眼提供光信号的红外发光二极管，对所述人眼反射的光信号进行滤光的、可透过近红外光的滤光结构，将所述滤光结构输出的光信号转换为电信号的感光芯片； 对所述人眼虹膜图像进行处理的图像处理器。
2.根据权利要求1所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述光学设备还包括:模组基板，及设置于所述模组基板上的镜头。
3.根据权利要求2所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述滤光结构为可透过近红外光的滤光片或可透过近红外光的、位于所述镜头表面的滤光膜。
4.根据权利要求2所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述红外发光二极管位于所述模组基板上或包括所述微型虹膜识别摄像模组的终端设备上。
5.根据权利要求2所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述红外发光二极管、所述滤光结构、所述感光芯片和所述镜头位于所述模组基板的同一侧。
6.根据权利要求2所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述图像处理器位于所述模组基板上或包括所述微型虹膜识别摄像模组的终端设备上。
7.根据权利要求1所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述微型虹膜识别摄像模组为微型定焦摄像模组或微型自动对焦摄像模组。
8.根据权利要求1所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述微型虹膜识别摄像模组为贴片式摄像模组。
9.根据权利要求1所述的微型虹膜识别摄像模组，其特征在于，所述模组基板为印刷线路板、柔性线路板或软硬结合板。
10.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1?9任一项所述的微型虹膜识别摄像模组。
11.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备为手机、平板电脑、笔记本电脑、刷卡机或门禁系统。
【文档编号】G06K9/00GK203433529SQ201320465753
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】韦有兴, 王富民, 刘铁楠, 李建华 申请人:信利光电股份有限公司