[发明专利]支持近红外光与可见光成像的复合成像系统和移动终端

说明书

一种支持可见光成像模式与近红外光成像模式的复合成像系统（100），包括沿着入射光路布置的镜头组件（130）、滤光片组件（120）和图像传感器（110）。镜头组件包括固定焦距的光学透镜。滤光片组件包括允许可见光波段的光通过的可见光带通滤光片（121）和允许近红外光波段通过的近红外光带通滤波器（122）。图像传感器包括可见光成像区域（B）、近红外光成像区域（A）以及这两个区域之间的过渡区域（C）。图像传感器在可见光成像模式和/或近红外光成像模式之一模式下工作，其中可见光成像区域在可见光成像模式下对通过可见光带通滤光片的可见光进行成像，以及近红外光成像区域在近红外光成像模式下对通过近红外光带通滤光片的近红外光进行成像。还公开了一种移动终端。

技术领域

本发明涉及图像处理、生物识别和光学成像技术领域，尤其涉及一种支持可见光成像模式与近红外光成像模式的复合成像系统。

背景技术

目前用移动终端作为身份确认的手段主要依赖密码和卡，存在难记忆、易被窃取，安全性低等问题。在众多身份识别技术中，虹膜识别的安全性和精确度最高，具有个体唯一、不需要记忆、不能被窃取，安全级别高等优点。

在当前技术中，在移动终端(比如手机)上加入了虹膜识别的功能，需要在手机的正面增加一颗近红外摄像头模组，和用于自拍的前置可见光摄像头模组是独立存在的。也就是手机的前面板需要开两个孔，一个用于自拍，一个用于虹膜成像，工业设计上复杂而且外观并不美观。

在现有技术中，针对黄、褐色或黑色眼睛的人种，近红外摄像头模组所实现的虹膜成像设计一般采用760nm-880nm频谱波段近红外光成像。这需要额外的近红外光源(760nm-880nm之间)进行补光照明，并且近红外摄像头模组需要能够接收该红外波段的能量。

手机上采用虹膜识别主要用于用户自身的身份识别，用户体验一般需要前置使用。而手机现有的前置自拍摄像头因本身有镀膜过滤无法接受该红外波段的光源或接收到的衰减很大。所以现有技术的虹膜识别需要单独的近红外摄像头进行对虹膜成像，不能够与现有的可见光成像(光谱频率在380-760nm)的摄像头进行复用(比如智能手机现有的前置彩色摄像头)。这些均导致虹膜成像系统的体积大大增加，成本增加，设计复杂，用户体验差，无法微型化集成应用到需求量更广的移动终端。

所以如何能够将使用一颗摄像头进行二合一，既能满足手机正常的前置自拍的可见光成像功能，又能满足近红外光成像的生物识别功能，是当前的一个技术瓶颈。

当前利用单摄像头在近红外光和可见光双波段成像主要有以下几种实现方法：在成像系统中增加一个机械式可切换的近红外光滤光片(参见CN203838720U)，使用具有红外和可见光双波段透射光谱的滤光片(参见美国专利US8408821，中国专利公开CN104394306A)，和使用同时集成了可见光和近红外光检测像素的图像传感器(参见美国专利US7915652，中国专利公开CN104284179A)。

其中，机械式可切换的近红外光滤光片由于自身体积相对较大，难以在移动设备上广泛使用。而使用具有红外和可见光双波段透射光谱的滤光片会使得可见光部分和近红外光部分相互干扰，从而影响拍照质量和识别精度。而对于图像传感器的设计，US7915652只涉及到双光谱成像的图像传感器设计，而没有提供整个成像系统设计；CN104284179A所用的分区域多光谱滤光片是附着在图像传感器表面的色彩滤镜矩阵(Color FilterArray)，而不是独立的光学滤光片。

发明内容

本发明提供了通过使用固定焦距的镜头组件、滤光片组件和图像传感器来实现近红外光和可见光成像功能复用的生物特征复合成像系统的设计，以及包括该复合成像系统的移动终端设计。从而既能满足移动终端正常的前置自拍的可见光成像功能，又能满足近红外光成像的生物识别功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：