成像鏡頭、虹膜成像模組以及虹膜識別裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物識別領(lǐng)域，特別是指一種成像鏡頭、虹膜成像模組以及虹膜識別 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 虹膜識別是一種基于小于IOmm區(qū)域的眼睛虹膜紋理信息進(jìn)行處理來認(rèn)證用戶身 份的生物識別技術(shù)，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)在于如何采集到清晰高質(zhì)量的虹膜圖像即高質(zhì)量的 虹膜圖像采集光學(xué)系統(tǒng)。目前已有的虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)可分為：變焦光學(xué)系統(tǒng)和定焦光學(xué) 系統(tǒng)，其中變焦光學(xué)系統(tǒng)體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，裝配難度大；定焦光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單， 造價(jià)低，裝置方便，目前市面上的產(chǎn)品一般采用定焦光學(xué)系統(tǒng)，但現(xiàn)有的定焦光學(xué)系統(tǒng)多為 單目采集光學(xué)系統(tǒng)，其一般搭配較低像素的圖像傳感器（VGA即可）。
[0003] 但采集一只眼睛，對用戶的配合度要求高，且設(shè)備可采集范圍（景深）很窄，在使 用時(shí)極不方便，不利于把握距離及對準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種成像鏡頭、虹膜成像模組以及虹膜識別裝置，該鏡頭成像質(zhì)量好， 采集范圍廣，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，造價(jià)低。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：
[0006] -種成像鏡頭，沿光線入射方向從前到后依次包括：
[0007] 第一透鏡，所述第一透鏡為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前表面為凸面，后表面為 凸面；
[0008] 第二透鏡，所述第二透鏡為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為 凹面；
[0009] 第三透鏡，所述第三透鏡為具有負(fù)光焦度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為 凹面；
[0010] 第四透鏡，所述第四透鏡為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為 凹面；
[0011] 第五透鏡，所述第五透鏡為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前表面為凸面，后表面為 凸面；
[0012] 所述第四透鏡和第五透鏡膠合在一起。
[0013] -種虹膜成像模組，包括上述任一的成像鏡頭以及位于所述成像鏡頭后方的圖像 傳感器，所述圖像傳感器為C⑶或CMOS傳感器。
[0014] 一種虹膜識別裝置，包括上述虹膜成像模組以及與所述虹膜成像模組連接的硬件 電路。
[0015] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的成像鏡頭沿光線入射方向從前到后的五片透鏡依次為 雙凸透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡以及雙凸透鏡，其中第四透鏡和第五透鏡膠合在 一起。該成像鏡頭在近紅外波段具有較高的成像質(zhì)量，畸變?。痪吧罘秶鷱V，物距范圍大，使 得采集范圍廣；本發(fā)明尤其適用于雙目虹膜采集，對用戶的配合度要求低，使用方便；五片 透鏡均為球面透鏡，沒有非球面透鏡，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，造價(jià)低。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的成像鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明的成像鏡頭實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為圖2所示成像鏡頭的光學(xué)性能曲線圖，其中：3A為實(shí)施例一的畸變曲線圖； 3B為實(shí)施例一的場曲曲線圖；3C為實(shí)施例一的MTF特性曲線圖一；3D為實(shí)施例一的MTF特 性曲線圖二；3E為實(shí)施例一的MTF特性曲線圖三；
[0020] 圖4為本發(fā)明的成像鏡頭實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖5為圖4所示成像鏡頭的光學(xué)性能曲線圖，其中：5A為實(shí)施例二的畸變曲線圖； 5B為實(shí)施例二的場曲曲線圖；5C為實(shí)施例二的MTF特性曲線圖一；為實(shí)施例二的MTF特 性曲線圖二；5E為實(shí)施例二的MTF特性曲線圖三。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023] -方面，本發(fā)明提供一種成像鏡頭，如圖1所示，沿光線入射方向從前到后依次包 括：
[0024] 第一透鏡1，第一透鏡1為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前表面11為凸面，后表面 12為凸面；
[0025] 第二透鏡2,第二透鏡2為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面21為凸面，后表面 22為凹面；
[0026] 第三透鏡3,第三透鏡3為具有負(fù)光焦度的凸凹透鏡，其前表面31為凸面，后表面 32為凹面；
[0027] 第四透鏡4,第四透鏡4為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面41為凸面，后表面 42為凹面；
[0028] 第五透鏡5,第五透鏡5為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前表面51為凸面，后表面 52為凸面；
[0029] 第四透鏡4和第五透鏡5膠合在一起，圖1中42和51為同一個(gè)面，標(biāo)號為42/51。
[0030] 上述各個(gè)透鏡的前表面是指紅外光射入的面，后表面是指紅外光射出的面，下同。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的成像鏡頭沿光線入射方向從前到后的五片透鏡依次為 雙凸透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡以及雙凸透鏡，其中第四透鏡和第五透鏡膠合在 一起。該成像鏡頭在近紅外波段具有較高的成像質(zhì)量，畸變??；景深范圍廣，物距范圍大，使 得采集范圍廣；本發(fā)明尤其適用于雙目虹膜采集，對用戶的配合度要求低，使用方便；五片 透鏡均為球面透鏡，沒有非球面透鏡，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，造價(jià)低。
[0032] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，各個(gè)透鏡的焦距可以滿足：1. 8f彡fl彡2. 3f， 0· 45f 彡 f2 彡 I. lf，-0· 55f 彡 f3 彡-0· 33f，I. 05f 彡 f4 彡 I. 35f，0· 9f 彡 f5 彡 I. 67f ;其 中，f為成像鏡頭的總焦距，Π 為第一透鏡焦距，f2為第二透鏡焦距，f3為第三透鏡焦距， f4為第四透鏡焦距，f5為第五透鏡焦距。
[0033] 當(dāng)各個(gè)透鏡的焦距滿足上述關(guān)系時(shí)，在近紅外波段具有更高的成像質(zhì)量，幾乎無 畸變。
[0034] 進(jìn)一步的，17mm < fl < 21mm，4mm < f2 < 9. 5mm，-5mm < f3 < _3mm， 9. 5mm < f4 < 12mm，8mm < f5 < 15mm ;200mm < h < 400mm，Δ h ^ 110mm ;其中，h 為物距， A h為物方景深范圍，Δ h =物方最遠(yuǎn)拍攝距離-物方最近拍攝距離。此時(shí)，成像鏡頭可適 用于20-40cm范圍內(nèi)的雙目虹膜圖像采集，具有較大的物方景深范圍。
[0035] 作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4和第五 透鏡5的材質(zhì)滿足：1. 6 < nd < 1. 8, 25 < vd < 55,其中，nd為透鏡材質(zhì)的折射率，vd為 透鏡材質(zhì)的色散系數(shù)。采用上述折射率和色散系數(shù)的材質(zhì)既能夠得到較好的成像質(zhì)量，又 能節(jié)省材料成本。
[0036] 優(yōu)選的，如圖1、圖2和圖4所示，第三透鏡3和第四透鏡4之間設(shè)置有用于控制近 紅外光通過率的光闌6(6'、6")。光闌能夠調(diào)節(jié)通過的近紅外光束的強(qiáng)弱，不同的光照環(huán)境 下可以選擇不同的光闌。
[0037] 作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，可以在某個(gè)透鏡的某個(gè)表面鍍有能反射可見光并透過 近紅外光的濾光膜（如近紅外波段窄帶濾光膜），優(yōu)選在第一透鏡的前表面鍍有濾光膜；濾 光膜能夠避免可見光對成像鏡頭的干擾，同時(shí)，反射的可見光能夠使用戶從成像鏡頭中看 到自身的眼部圖像，方便用戶調(diào)節(jié)自身位置，起到定位的作用。并且第一透鏡的后表面以及 第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡的前表面及后表面均鍍有能增強(qiáng)近紅外光透過 率的近紅外波段增透膜。增透膜能夠增強(qiáng)近紅外光的透過率，能夠以較小的發(fā)射功率獲得 較清晰的虹膜圖像。
[0038] 或者，如圖4所示，成像鏡頭還包括能反射可見光并透過近紅外光的平面濾光片 7"，平面濾光片可以位于整個(gè)成像鏡頭最前端或最后端，優(yōu)選最后端，平面濾光片能夠避免 可見光對成像鏡頭的干擾；第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡的前表面 及后表面均鍍有能增強(qiáng)近紅外光透過率的近紅外波段增透膜。增透膜能夠增強(qiáng)近紅外光的 透過率，能夠以較小的發(fā)射功率獲得較清晰的虹膜圖像。
[0039] 本發(fā)明中，上述近紅外光的波段為700_900nm。該波段的近紅外光能夠采集到較高 質(zhì)量的虹膜圖像。
[0040] 為進(jìn)一步的節(jié)約成本，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡的材 質(zhì)可以為玻璃。
[0041] 下面以兩個(gè)具體的實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述：
[0042] 實(shí)施例一：
[0043] 本實(shí)施例為一種用于雙目虹膜識別的成像鏡頭，如圖2所示，由五片透鏡組以及 光闌6'組成，成像鏡頭的后方設(shè)置有圖像傳感器8'，沿光線入射方向依次為：具有正光焦 度的第一透鏡Γ，其為雙凸透鏡，其前表面11'為凸面，后表面12'為凸面；具有正光焦度 的第二透鏡2'，其為凸凹透鏡，其前表面21'為凸面，后表面22'為凹面；具有負(fù)光焦度的 第三透鏡3'，其為凸凹透鏡，其前表面31'為凸面，后表面32'為凹面；第四透鏡4'和第五 透鏡5'為膠合鏡，第四透鏡4'為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面41'為凸面，后表面 42'為凹面；第五透鏡5'為具有正光焦度的雙凸透鏡，其前表面51'為凸面，后表面52'為 凸面；光闌6'位于第三透鏡3'與第四透鏡4'之間，五片透鏡均為玻璃材質(zhì)；成像面為圖像 傳感器面，其為CCD或CMOS傳感器。
[0044] 本實(shí)施例的成像鏡頭成像波長為近紅外波段700-900nm，為保證成像時(shí)免于其他 光線的干擾，在某個(gè)透鏡的某一面鍍近紅外波段窄帶濾光膜，實(shí)現(xiàn)濾除可見光透過近紅外 光的作用，優(yōu)選在第一透鏡的前表面鍍近紅外波段窄帶濾光膜，濾光膜能夠避免可見光對 成像鏡頭的干擾，同時(shí)，反射的可見光能夠使用戶從成像鏡頭中看到自身的眼部圖像，方便 用戶調(diào)節(jié)自身位置，起到定位的作用。且為增加近紅外波段光線的透過