一种用于移动终端的虹膜识别摄像头模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种能够用于移动终端的虹膜识别摄像头模组。该摄像头模组包括图像传感器，该图像传感器包括靠近镜头布置的微滤镜层和远离镜头布置的感光传感器，所述微滤镜层包括成阵列排列的多个微滤镜单元，所述感光传感器包括与各个微滤镜单元上下垂直对应布置的多个像元单元，每个像元单元对应图像的一个像素点。由此，摄像头模组在可见光环境下可正常成像，不偏色，又能在有红外照明单元光源情况下进行虹膜识别。本装置结构新颖、体积小巧、适于批量生产、成本低，在手机、平板电脑、笔记本电脑上使用虹膜识别认证，有利于保护用户的信息安全。
【专利说明】一种用于移动终端的虹膜识别摄像头模组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种摄像头模组，特别涉及一种用于移动终端的虹膜识别摄像头模组。
【背景技术】
[0002]虹膜是眼睛的一个组成部分，是瞳孔和巩膜之间的环状组织，每只眼睛的虹膜图案各不相同，且终身不变。虹膜识别具有唯一性高、稳定性强、非侵犯性等优点，已被成功地应用于机场、海关、银行，监狱等场合的身份鉴定。
[0003]目前移动设备(诸如手机、平板电脑、笔记本电脑等)的个人信息安全和网络交互信息安全问题越发突出。为了保障信息安全，很多厂商已经在移动设备上集成了多种用于身份识别的装置。例如，移动设备已经成功集成了人脸识别或指纹识别装置用于身份识别。然而，这些身份识别装置均有缺点，例如，人脸识别技术的识别正确率低，因此不能独立解决高级别的信息安全问题，如替代网络支付密码等。指纹识别技术的缺点在于，当集成在移动终端上时需要添加额外的指纹采集硬件模块，不仅破坏了移动终端的外观美观度，增大了移动终端的体积，而且增加了移动设备的成本。此外，由于人的指纹容易伪造，因此不利用应用在更高级别的信息安全问题上。另外，指纹作为暴露在人体表面的特征，也容易受到外界影响而破损，例如受到外伤，因此无法作为一种有效且稳定的身份识别方法。
[0004]相比人脸识别和指纹识别技术，虹膜识别具有唯一性高、稳定性强、非侵犯性等优点，而且目前移动设备如手机、平板电脑、移动电脑上都已经有摄像头模组用于拍摄照片，完全可以用这些摄像头模组来实现虹膜识别。
[0005]目前通常的摄像头模组主要包括图像传感元件以及图像处理芯片等，图像传感元件主要分为电荷耦合元件(CCD)与互补金属氧化物半导体(CMOS)。可见光的波长范围是380?780nm，780nm以上属于红外光部分，而CXD和CMOS既能感应可见光，也能感应红外光。当红外光与可见光同时进入到CCD或者CMOS中被其感应的时候，拍摄出来的图像色彩会与人眼看到的环境的色彩不一致，即所谓的偏色，这是因为红外光对色彩还原进行了破坏。厂家为了在自然光下获得更好的色彩还原，使用红外截止滤光片设置于CCD或CMOS前面来过滤红外光。而虹膜识别时，为了采集清晰的虹膜图像，则必须要在采集虹膜时增加红外照明，此时，采用通用的摄像头模组是无法采集到足够清晰的虹膜图像的。
[0006]因此，需要一种能有效地解决上述问题的摄像头模组。
【发明内容】
[0007]本实用新型提供了一种新颖的用于移动设备的虹膜识别的摄像头模组。
[0008]根据本实用新型的第一方面，本实用新型提出了一种用于虹膜识别的摄像头模组，一种用于移动终端的虹膜识别摄像头模组，该模组包括:镜片组，由I片或多片镜片组成，能够汇聚或者发散光；镜片座，用于固定所述镜片组，形成镜头整体；镜头座，用于保持所述镜头，使得能够通过旋转或伸缩来调整镜头的聚焦；图像传感器，能够将光能转化成数字信号，形成数字图像；电路板，用于传输或处理数字信号；红外照明单元，用于在虹膜拍摄模式下发射红外光线；其中，所述图像传感器包括靠近镜头布置的微滤镜层和远离镜头布置的感光传感器，所述微滤镜层包括成阵列排列的多个微滤镜单元，所述感光传感器包括与各个微滤镜单元上下垂直对应布置的多个像元单元，每个像元单元对应图像的一个像素点，所述微滤镜层中，上下左右相邻而组成一个正方形的四个微滤镜单元分别是透射红光、绿光、蓝光以及红外光的红色滤镜、绿色滤镜、蓝色滤镜以及红外滤镜，红色滤镜与蓝色滤镜对角布置，绿色滤镜与红外滤镜对角布置，各个滤镜单元只能透射相应的色光，其他色光都被滤镜吸收，相应的，像元单元对通过所述四个相邻的微滤镜单元的相应的色光进行成像。
[0009]优选的,该虹膜识别摄像头模组还包括双通滤光片，厚度为0.21mm?0.3mm,能够让波长范围为400?650nm的可见光以及波长范围为820nm?880nm的红外光通过。
[0010]优选的，所述模组的镜头的等效焦距为2.5mm?5mm ;光圈范围为2.0?2.8 ;镜头座直径Φ4ι?πι?C>8mm ;光学总长度为3mm?6mm。
[0011]优选的，最终成品摄像头模组的尺寸为最小6x6mm见方,最大为8.5x8.5mm见方；厚度为4mm?10mnin
[0012]本实用新型结构新颖、体积小巧、批量生产，成本较低，如果在手机、平板电脑、笔记本电脑上使用，将在保留摄像头模组的拍照功能不变的前提下，增加了虹膜识别的功能，而且有利于保护用户的信息安全。
[0013]应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中:
[0015]图1示意性示出本实用新型的摄像头模组的一个实施例的结构示意图。
[0016]图2(a)和图2(b)分别示意性示出图像传感器105的整体和局部结构图，其中图2(b)是图2(a)的局部A的详细结构图。
[0017]图3示意性示出本实用新型的摄像头模组的另一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面参考附图，通过实施例的实例来进一步说明实用新型。
[0019]通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0020]图1是根据本实用新型的摄像头模组的第一实施例的结构示意图。
[0021]在图1所示的实施例中，摄像头模组100包括:镜片组101，由I片或多片镜片组成，可以对光线起汇聚或者发散的效果；镜片座102，用于固定镜片，形成镜头整体；镜头座103，可旋转地保持镜片座102，以通过旋转镜头或者通过调整音圈马达来调整镜头聚焦点，使得图像清晰；图像传感器105，能够将光的能量装换成数字信号，形成数字图像；电路板106-108,用于传输或处理数字信号；红外照明单兀109和109’，用于发射红外光线,仅在虹膜拍摄时使用。
[0022]图2(a)和图2(b)分别示意性示出图像传感器105的整体和局部结构图。
[0023]如图2 (a)所示，图像传感器105包括靠近镜头的微滤镜层201和远离镜头的感光传感器202。
[0024]微滤镜层201包括成阵列排列的多个微滤镜单元。感光传感器202包括与各个微滤镜单元上下垂直对应布置的多个像元单元，每个像元单元对应图像的一个像素点。
[0025]取图2(a)的局部A放大看，如图2(b)所示，上下左右相邻而组成一个正方形的四个微滤镜单元2011-2014分别为四种类型的滤镜，分别是红色滤镜、绿色滤镜、蓝色滤镜以及红外滤镜，分别透射红光、绿光、蓝光以及红外光。这样的四个微滤镜单元构成的局部A在微滤镜层201上有多个，组成微滤镜单元阵列。
[0026]具体的，第一个微滤镜单元2011为红色滤镜，与之对角布置的是作为蓝色滤镜的第四微滤镜单元2014。第二微滤镜单元2012和第三微滤镜单元2013对角布置，分别为绿色滤镜以及红外滤镜。
[0027]也就是说，各个滤镜单元只能透射相应的色光，其他色光都被滤镜吸收。然后由与之相应的像元单元2021-2024对通过四个微滤镜单元2011-2014的相应的色光进行成像。
[0028]成像时，若为日常拍摄模式，根据通过相邻的像元单元获得的RGB色光信息来计算各个像素点的RGB分量，还原出照片的真实色彩；若为虹膜识别模式，则根据通过相邻的像元单元获得的红外光信息来计算各个像素点的IR分量，以获得清晰的红外光虹膜图像。
[0029]由于相邻的像素点尺寸很小且距离很近，所以获得图像时，可以采用相邻像元单元的颜色值的平均值来表示在该点位置处该颜色的组成分量。根据应用不同，也可采用插值等方法来计算。
[0030]具体的，在日常拍摄模式，计算例如与红色滤镜单元2011位置对应的像素点的图像信息时，B分量取四个最近的蓝色像元单元的蓝光颜色值的平均值。同样的G分量取四个最近的绿色像元单元的绿光颜色值的平均值，如此利用RGB分量即可还原出拍摄图像的真实色彩。
[0031]类似的，在虹膜识别模式下，在计算例如与红色滤镜单元2011位置对应的像素点的IR图像信息时，采用与之相邻的IR值的平均值来表示，这样就能获得完整的虹膜图像。
[0032]在根据本实用新型的用于小型化的移动终端设备的虹膜识别摄像头模组中，镜头的等效焦距为2.5mm?5mm ;光圈范围为2.0?2.8 ;镜头座的规格为Φ4ι?πι?C>8mm ;光学总长度为3_?6_ ;最终成品摄像头模组的尺寸为最小6x6_见方,最大为8.5x8.5mm见方；厚度为4mm?10mm。
[0033]图3示意性示出本实用新型的摄像头模组的另一个实施例的结构示意图。
[0034]与图1的实施例不同的是，图3中的镜片组101和图像采集传感器105之间增加了一个滤光片104，该滤光片104采用双通镀膜技术形成，厚度为0.21mm?0.3mm,能够让波长范围为400?650nm的可见光通过率为80%?95%，也能让波长范围为820nm?880nm的红外光通过率达到50%?95%。滤光片104以胶粘或其它固定方式固定在镜头座103上，从而使摄像头模组的结构紧凑。[0035]增加滤光片104能够更好的过滤指定波长红外光和指定波长可见光以外的光线，达到更好的成像效果。
[0036]综上，根据本实用新型的摄像头模组100可兼容波长范围为400?650nm的可见光和优选为820nm-880nm范围内的近红外拍摄，具有普通的拍照功能，同时扩展拍摄虹膜图像的功能，使得在移动终端这样的小型化设备上，只需要一个摄像头模组即可实现常规拍摄和虹膜识别两种功能的集成。
[0037]结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
【权利要求】
1.一种用于移动终端的虹膜识别摄像头模组，该模组包括: 镜片组，由I片或多片镜片组成，能够汇聚或者发散光； 镜片座，用于固定所述镜片组，形成镜头整体； 镜头座，用于保持所述镜头，使得能够通过旋转或伸缩来调整镜头的聚焦； 图像传感器，能够将光能转化成数字信号，形成数字图像； 电路板，用于传输或处理数字信号； 红外照明单元，仅用于在虹膜拍摄模式下发射红外光线； 其中，所述图像传感器包括靠近镜头布置的微滤镜层和远离镜头布置的感光传感器，所述微滤镜层包括成阵列排列的多个微滤镜单元，所述感光传感器包括与各个微滤镜单元上下垂直对应布置的多个像元单元，每个像元单元对应图像的一个像素点； 所述微滤镜层中，上下左右相邻而组成一个正方形的四个微滤镜单元分别是透射红光、绿光、蓝光以及红外光的红色滤镜、绿色滤镜、蓝色滤镜以及红外滤镜，红色滤镜与蓝色滤镜对角布置，绿色滤镜与红外滤镜对角布置，各个滤镜单元只能透射相应的色光，其他色光都被滤镜吸收，相应的，像元单元对通过所述四个相邻的微滤镜单元的相应的色光进行成像。
2.根据权利要求1所述的虹膜识别摄像头模组，其中，还包括双通滤光片，厚度为0.21mm?0.3mm,能够让波长范围为400?650nm的可见光以及波长范围为820nm?880nm的红外光通过。
3.根据权利要求1所述的虹膜识别摄像头模组，其中，所述模组的镜头的等效焦距为2.5mm?5mm ;光圈范围为2.0?2.8 ;镜头座直径Φ4ι?πι?Φ8ι?πι ;光学总长度为3mm?6mm ο
4.根据权利要求1所述的虹膜识别摄像头模组，其中，最终成品摄像头模组的尺寸为最小6x6mm见方，最大为8.5x8.5mm见方；厚度为4mm?10mm。
【文档编号】H04N5/225GK203734738SQ201420090333
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】邱显超, 何召锋, 李言, 马力 申请人:北京中科虹霸科技有限公司