[发明专利]用于移动设备的双眼虹膜图像采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动设备摄像领域，特别涉及一种用于移动设备的双眼虹膜图像采集装置。

背景技术

虹膜是围绕着瞳孔的圆环状组织，控制瞳孔的大小以调节进入眼睛的光线。虹膜有两个显著的边缘，一是与瞳孔交接的内边缘，另一个是与角膜交接的外边缘。

虹膜识别是目前生物特征识别中识别率最高的一种识别技术，它利用人眼图像中虹膜区域的特征进行识别。当采集眼睛图像，用于虹膜识别时，为了保证识别有较高的准确率，一般要求在采集图像中，虹膜的外圆直径不小于200个像素。最开始，虹膜识别基本上采用单眼虹膜识别。随着技术的发展，双眼虹膜识别越来越受到重视。与单眼虹膜识别相比，如果同时采集双眼图像，进行双眼虹膜的同时识别，则可以大大提高识别的准确率，并提高对用户的使用友好性。

近年来，各式各样的虹膜识别装置已经进入到人们的生活当中。随着手机、平板电脑等移动设备的普及，将虹膜识别技术应用到这些移动设备上成为了虹膜识别应用领域的一种新方向。

虹膜识别的难点是高质量的清晰虹膜图像的采集。当虹膜识别应用到手机等移动设备上时，受到设备尺寸的限制，这种采集上的难度就更加突出。直到现在依然还没有找到一个成熟的解决方案。目前，在手机等移动设备上，受制于现有的摄像头模组，虹膜采集还比较困难，基本无法实现。

摄像头成像公式：其中f为焦距，u为物距；v为像距。

摄像头放大率公式：

一般来说，由于人类虹膜的面积比较小(外圆平均直径10mm)，通常需要采用放大倍率较大的镜头才能采集到有足够清晰纹理的虹膜图像。由上面的公式可以看出，当物距一定的时候(人眼离镜头或者手持设备屏幕25cm以上，采集的友好性更高)，镜头的放大倍率越大，则像距越大，焦距越大，因此镜头的长度以及镜头到成像面的距离越大，而手机等移动设备外观的发展趋势确是越来薄，直接将较长的镜头垂直放置于手机等移动设备中显然不能满足要求。

如附图1所示，假设人眼虹膜7直径y为10mm，距离采集设备8大约u＝30cm处，而可用于可靠虹膜识别的虹膜图像要求图像中虹膜区域外圆直径所占像素应在200～250个像素，以目前主流高分辨手机摄像头芯片每个像素尺寸大约1.5um计，则在摄像头芯片感光面中虹膜成像9大小应为0.3mm～0.375mm，可以计算出该种情况下像距v＝9～11.25mm，焦距f＝8.7～10.8mm。

如果加上其它尺寸消耗如外壳、芯片厚度、镜头尺寸、结构位置等所占的厚度，以传统方式将虹膜采集装置放置于手机等移动设备之中，那么移动设备的厚度至少需要在十几毫米以上，这并不符合手机等移动设备越来越薄的发展趋势。因此，将虹膜识别技术应用到移动设备上，摄像头芯片和镜头的位置结构必需要改善。

申请号为201410449744.1的专利文件公开了一种安装于移动终端取光角度可调的光学模块，包括：反射装置，用于从移动终端外部收集光线并通过反射改变该光线在移动终端内的传播方向；镜头，其安装于移动终端内，用于收集所述反射后的光线，所述反射装置和所述镜头配合，是所述移动终端在厚度不变的情况下能够延长穿过镜头后的光线传播路径；传感器，用于对穿过镜头后的光线进行成像。

然而上述技术方案主要用于改善普通成像效果，而不适用虹膜图像采集，尤其是双眼虹膜图像采集。这是因为：为了用户友好性，当虹膜识别主要应用在手机等移动设备上时，虹膜采集一般需要位于手机等移动设备的正面，这样使用者可以在正面的屏幕上观察到采集的眼部图像。但由于手机等移动设备整体厚度很薄(一般小于9mm)，另外受到液晶屏幕位置的影响，可以放置虹膜采集模块的空间非常有限，其中在厚度和长度方向上限制尤为严格，在水平方向上，相对宽松。