成像鏡頭、虹膜成像模組以及虹膜識(shí)別裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物識(shí)別領(lǐng)域，特別是指一種成像鏡頭、虹膜成像模組W及虹膜識(shí)別 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 虹膜識(shí)別屬于生物識(shí)別領(lǐng)域，是一種基于眼睛虹膜的生物識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)通過(guò) 對(duì)小于10mm區(qū)域的虹膜紋理信息進(jìn)行處理來(lái)認(rèn)證用戶(hù)身份，虹膜識(shí)別與其他生物識(shí)別技 術(shù)相比具有唯一性和穩(wěn)定性等顯著特點(diǎn)，成為目前最精確的識(shí)別技術(shù)。而虹膜識(shí)別技術(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，因此采集虹膜圖像的光學(xué)系統(tǒng)成為虹膜 識(shí)別裝置的關(guān)鍵。
[0003] 現(xiàn)有的虹膜采集光學(xué)系統(tǒng)可W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，如：專(zhuān)利CN200810071474.X中采用了四組 元機(jī)械補(bǔ)償變焦鏡頭，由十幾片透鏡構(gòu)成；定焦光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，裝置方便，如： 日本專(zhuān)利JP2004-167046中的虹膜識(shí)別設(shè)備，其采集鏡頭由兩片透鏡和濾波片構(gòu)成，但該 系統(tǒng)成像質(zhì)量較差，具有較大的球差及其它象差，光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度較??；美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利 20090161069A1，針對(duì)上述專(zhuān)利中的光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，將濾波片換成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)非球面鏡， 即Ξ片式系統(tǒng)，較好的提高了成像質(zhì)量，但采用非球面鏡，提高了制造成本，因此，成像質(zhì)量 好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單W及成本低的定焦光學(xué)系統(tǒng)成為目前研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種成像質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單W及成本低的成像鏡頭、虹膜成像模組W 及虹膜識(shí)別裝置。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：
[0006] 一種成像鏡頭，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凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為 凹面；
[0008] 第二透鏡，所述第二透鏡為具有負(fù)光焦度的凸凹透鏡，其前表面為凸面，后表面為 凹面；
[0009] 第Ξ透鏡，所述第Ξ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。
[0010] 一種虹膜成像模組，包括上述成像鏡頭W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CCD或CMOS傳感器。
[0011] 一種虹膜識(shí)別裝置，包括上述虹膜成像模組W及與所述虹膜成像模組連接的硬件 電路。
[0012] 本發(fā)明具有W下有益效果：
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的成像鏡頭由Ξ片透鏡組成，特別適用于近距離采集單 目虹膜圖像，并且可w做成小型化便捷式采集裝置；其在近紅外波段具有較高的成像質(zhì)量， 崎變??；Ξ片透鏡均為球面透鏡，沒(méi)有非球面透鏡，并且Ξ片透鏡均為凸凹透鏡，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 裝配方便，造價(jià)低。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的成像鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 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；
[0016] 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)施例一的崎變曲線圖； 3B為實(shí)施例一的場(chǎng)曲曲線圖；3C為實(shí)施例一的相對(duì)照度曲線圖；3D為實(shí)施例一的能量集中 度曲線圖；3E為實(shí)施例一的MTF特性曲線圖；
[0017] 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；
[0018] 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)施例二的崎變曲線圖； 5B為實(shí)施例二的場(chǎng)曲曲線圖；5C為實(shí)施例二的相對(duì)照度曲線圖；5D為實(shí)施例二的能量集中 度曲線圖；祀為實(shí)施例二的MTF特性曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)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。
[0020] 一方面，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：
[0021] 第一透鏡1，第一透鏡1為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面11為凸面，后表面 12為凹面；
[0022] 第二透鏡2,第二透鏡2為具有負(fù)光焦度的凸凹透鏡，其前表面21為凸面，后表面 22為凹面；
[0023] 第Ξ透鏡3,第Ξ透鏡3為具有正光焦度的凸凹透鏡，其前表面31為凸面，后表面 32為凹面；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。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的成像鏡頭由Ξ片透鏡組成，特別適用于近距離采集單 目虹膜圖像，并且可W做成小型化便捷式采集裝置；其在近紅外波段具有較高的成像質(zhì)量， 崎變?。沪哥R均為球面透鏡，沒(méi)有非球面透鏡，并且Ξ片透鏡均為凸凹透鏡，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 裝配方便，造價(jià)低。
[0025] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，各個(gè)透鏡的焦距可W滿(mǎn)足《f2《-1.2f， 1. 5f《f3《2. 0f，0. 5《fl/f3《0. 7,其中，f為所述成像鏡頭的總焦距，η為第一透鏡 1的焦距，f2為第二透鏡2的焦距，巧為第Ξ透鏡3的焦距。
[0026] 當(dāng)各個(gè)透鏡的焦距滿(mǎn)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(wú) 崎變。
[0027] 進(jìn)一步的，12mm《f1《22. 4mm.' -24mm《f2《-19. 2mm，24mm《f3《32mm。
[0028] 作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，第一透鏡1、第二透鏡2和第Ξ透鏡3的材質(zhì)滿(mǎn)足： 1. 50《nd《1. 75, 30《vd《65,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。
[0029] 優(yōu)選的，如圖2和圖4所示第一透鏡1前端或者第一透鏡1和第二透鏡2之間設(shè) 置有用于控制近紅外光通過(guò)率的光闊4。光闊能夠調(diào)節(jié)通過(guò)的近紅外光束的強(qiáng)弱，不同的光 照環(huán)境下可W選擇不同的光闊。
[0030] 而且，可W在第一透鏡1的前表面11鍛有能反射可見(jiàn)光并透過(guò)近紅外光的濾光膜 (如近紅外波段窄帶濾光膜）；濾光膜能夠避免可見(jiàn)光對(duì)成像鏡頭的干擾，同時(shí)，反射的可 見(jiàn)光能夠使用戶(hù)從成像鏡頭中看到自身的眼部圖像，方便用戶(hù)調(diào)節(jié)自身位置，起到定位的 作用。
[0031] 或者，成像鏡頭還包括能反射可見(jiàn)光并透過(guò)近紅外光的平面濾光片5,平面濾光片 5能夠避免可見(jiàn)光對(duì)成像鏡頭的干擾，平面濾光片可設(shè)置于整個(gè)成像鏡頭的前端或者后端， 如圖2所示。
[0032] 同時(shí)，還可W在第一透鏡1的后表面12W及第二透鏡2和第Ξ透鏡3的前表面W 及后表面均鍛有能增強(qiáng)近紅外光透過(guò)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(guò)率，能夠W較小的發(fā)射功率獲得較清晰的虹膜圖像。
[0033] 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。
[0034] 為進(jìn)一步的節(jié)約成本，第一透鏡1、第二透鏡2和第Ξ透鏡3的材質(zhì)可W為玻璃。
[0035] 下面W兩個(gè)具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述：
[0036] 實(shí)施例一：
[0037] 本實(shí)施例為一種用于近距離單目虹膜識(shí)別的成像鏡頭，如圖2所示，由Ξ片透鏡 組、平面濾光片5組成，成像鏡頭的后方設(shè)置有圖像傳感器6,沿光線入射方向依次為：平面 濾光片5 ;具有正光焦度的第一透鏡1，其為凸凹透鏡，前表面11為凸面，后表面12為凹面； 具有負(fù)光焦度的第二透鏡2,其為凸凹透鏡，前表面21為凸面，后表面22為凹面；具有正光 焦度的第Ξ透鏡3,其為凸凹透鏡，前表面31為凸面，后表面32為凹面；Ξ片透鏡W及平面 濾光片均為玻璃材質(zhì)；成像面為圖像傳感器面，其為CCD或CMOS傳感器。
[0038] 本實(shí)施例的成像鏡頭成像波長(zhǎng)為近紅外波段700-900皿，平面濾光片5上鍛有近 紅外波段窄帶濾光膜，起到濾除可