[实用新型]生物特征成像设备和移动终端

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学成像，具体地涉及生物特征成像技术。 

背景技术

生物特征识别技术在身份识别领域的应用正在不断扩大。生物特征识别技术利用用户的诸如指纹、虹膜、静脉等固有生物特征的成像，作为身份确认的依据。与利用密码或者身份卡等的传统身份确认手段相比，生物特征识别技术具有个体唯一、不需要记忆、不易被窃取、操作便捷、安全级别高等诸多优点。尤其是在诸如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动终端上，生物特征识别技术作为一种安全便捷的身份识别手段，已经有取代传统身份确认手段的趋势。在移动终端进行生物特征识别过程中，普遍采用摄像头进行成像。例如，智能手机的操作系统在开机时或者应用在需要进行支付操作时可以利用前置摄像头对用户的生物特征，如虹膜、人脸等进行成像，然后通过图像处理来确认用户的身份。 

目前移动终端的摄像头普遍采用一种有利于可见光下成像的滤光片。这是因为，自然界中存在各种波长的光线，人眼可识别的光线（即可见光）的波长范围在320nm-760nm之间，超过760nm的光线人眼就无法识别，比如红外光等。这些非可见光会使得摄像头里面的CCD或者CMOS感光器件受到影响，产生彩色失真。因此，为解决色彩失真问题，增强成像效果，一般在感光器件前附加有一低通滤光片，该滤光片阻碍了非可见光的进入。 

另一方面，研究表明，在对生物特征成像时，特别是对虹膜/人脸/三维人脸/静脉等成像时，红外光（尤其是近红外光）下成像能够获得更好的效果。例如，虹膜特征在不同人种和个体之间的成像效果不尽相同。白种人、黑种人的虹膜组织色素较浅，更容易在可见光下获得比较清晰的成像，而黄种人虹膜组织色素较深，在可见光下可能不易采集获得足够的光学信息成像。通过红外光源照明并且在感光器件前附加允许近红外光通过的滤光片进行红外光下成像, 有助于提高成像质量以满足虹膜识别算法和软件的质量要求。另外，三维人脸识别使用近红外光源成像要比使用可见光成像识别准确度要高，因为在红外光下人脸皮肤的反射特性会更好，从而影像传感器能够接收到更多的特征细节来区分3D人脸识别所需要的深度信息。然而如上面所介绍的，移动终端的摄像头中的低通滤光片将会阻碍非可见光（包括红外光）进入感光器件，对于这样的移动终端，即使额外附加允许近红外光通过的滤光片，也无法进行近红外光下成像。 

一种解决方式是，去除移动终端的摄像头中的低通滤光片，仅使用同时允许可见光和红外光都通过的双带通滤光片进行红外光下成像。然而，配有这种滤光片的摄像头在拍照的时候会同样也允许自然界里的红外光通过, 这会导致在阳光下拍摄的图像明显偏红，一般很难通过软件调整色差，影响拍照的成像效果。 

实用新型内容

因此，需要一种能够解决至少上述问题之一的方案。 

根据本实用新型的一个方面，提供一种生物特征成像设备。该生物特征成像设备包括用于对感兴趣区域的生物特征进行光学成像的光学镜头部件、用于将包含所述生物特征的光学图像转换成电子图像的图像传感器、当开启时对感兴趣区域的生物特征进行红外光（以下所提到的红外光包括近红外光和中远红外光）照明的红外光源（包括近红外光谱和中远红外光谱光源）和可切换滤光片单元。可切换滤光片单元包括用于阻碍非可见光通过的第一滤光片、用于允许红外光通过的第二滤光片、用于移动第一滤光片和第二滤光片的位置的驱动机构和驱动控制器。驱动控制器产生使驱动机构将第一滤光片移动到光学镜头部件的光学路径上的第一驱动信号或者使驱动机构将第二滤光片移动到光学镜头部件的光学路径上的第二驱动信号。 

其中，红外光源可以包括至少两个可以发射近红外光谱或者中远红外光谱的红外灯光源，例如LED光源。所述至少两个红外光源可以被分成两个组，所述两个组可以分别位于光学镜头部件的两侧。所述两个组的红外光源可以被配置为具有特定的发射角度并且以交叉的方式对感兴趣区域的生物特征进行照明。所述两个组的红外光源可以被配置为在时间上交替对感兴趣区域的生物特征进行照明。优选的，红外光源可以包括可发射近红外光谱或者中远红外光谱的有机发光二极管OLED光源，该OLED光源可以和图像传感器集成在同一基板上，形成既能发射红外光源同时也能够接收红外光源并成像的图像传感器。