[实用新型]一种用于人脸识别的光学装置及滤光片

说明书

技术领域

本实用新型属于生物特征识别领域，涉及到一种人脸识别的光学装置和关键器件-近红外滤光片。

背景技术

生物特征识别技术是目前最为方便、最为安全的身份识别技术，与目前广泛应用的指纹识别技术相比，更直观，更方便，更友好而且非接触。但是，在有可见光尤其是太阳光的环境下，识别性能会显著下降，甚至造成无法使用的严重后果。

专利号为”ZL 200520022878.1”的“一种用于人脸识别的图像获取装置”所列出的“用于抑制或滤除可见光的滤片或镀膜”以及“所述滤光片或镜头镀膜为可见光抑制且红外光通过的带通型或长通截止型红外滤光镜片或镀膜”，该专利仅仅提出了滤除可见光，并没有提出滤除850，940以外的红外光，造成白炽灯或太阳光中近红外线的严重干扰，影响了识别的准确性，而且只提出对滤光片的性能要求，没有具体的膜系结构，也没有定量的结构参数。。

专利号为”ZL 200710304305.1”的“用于人脸识别的红外滤光片及其制作方法”所列出的“采用红外线透射玻璃结合镀膜方法制作的红外滤光片具有窄带和高截止深度”，也是只是提出对滤光片的性能要求，没有具体的膜系结构，也没有定量的结构参数。而且该专利中提出使用的红外光透射玻璃的厚度为3-9毫米，对于使用手机摄像小镜头的人脸识别仪器，滤光片太厚，无法满足要求。

上述2个专利所用的人脸摄像镜头，都是市场上采购的普通摄像镜头，由于这些镜头大都用于可见光环境下的摄像，镜头设计时消色差的最佳波段在可见光的400-700nm，与镜头匹配的减反射膜层的最佳减反射波段也是设计在400-700nm，在850和940波段，虽然可以勉强使用，但其消色差效果和减反射效果都很差，尤其是940波长，减反射效果极差，多个表面的来回反射造成多个图像的重合，成像模糊和重影，大大降低了850波长尤其是940波长的成像质量，严重影响人脸识别的准确性。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足，提供了一种用于人脸识别系统中的光学装置以及近红外滤光片的优化结构和膜系参数，透镜在800-980nm波段上色差和剩余反射大大减小，成像更加清晰，与镜头配套的滤光片矩形化好，带宽适中，截止深度高，综合性能优异，极大提高了各种型号的人脸识别仪器的质量。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：

一种用于人脸识别的光学装置及滤光片，包括红外二极管，CMOS，摄像镜头和滤光片，所用的红外二极管的波长为940nm或850nm；摄像镜头内安装四片透镜，每片透镜表面设置有中心波长在800-980nm的1-7层减反射膜系；滤光片由玻璃基片和设置在滤光片表面的主膜系构成，主膜系由19-49层高折射率层H和低折射率层L交替组成，其中H层的材料为硫的化合物、钛的氧化物或晶体硅中的一种，L层的材料为冰晶石、氟化镁或二氧化硅中的一种。H层的折射率N＝2.15-2.95，L层的折射率N＝1.31-1.46，膜系光学厚度ND的总和为4462.5-15040nm。

所述的摄像镜头的消色差波段为800-980nm。

所述滤光片主膜系的H层的材料为硫的化合物、钛的氧化物、晶体硅中的一种，L层的材料为冰晶石、氟化镁、二氧化硅中的一种。

所述滤光片主膜系的每层H层和L层的光学厚度为850nm或者940nm的1/4。

本发明的有益效果是，通过分析人脸识别仪器使用环境和红外光源的特性，采用了新的红外专用人脸摄像头消色差设计和中心波长为800-980nm的特定减反射膜系，极大地减少了镜头在850nm和940nm的色差，极大地减少了850尤其是940nm的表面反射，减少了重影，提高了成像清晰度，使得人脸识别更加准确，同时设计了最优的滤光片具体结构参数，使得所镀制的滤光片矩形化好，带宽适中，截止深度高，综合性能优异，极大提高了各种型号的人脸识别仪器的质量。

附图说明：

下面结合附图和实施方式对本实用新型做进一步的说明。

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型实施例1的光谱透射比曲线。

图3是本实用新型实施例2的光谱透射比曲线。

图4是本实用新型实施例3的光谱透射比曲线。

图5是本实用新型实施例4的光谱透射比曲线。

图6是本实用新型实施例5的光谱透射比曲线。

图中：

1-红外二极管；2-CMOS；3-摄像镜头；4-滤光片；5-透镜；6-减反射膜系；7-玻璃基片；8-主膜系。

具体实施方式