一种用于移动终端的虹膜识别装置及包含其的移动终端
阅读：416发布：2024-02-07
专利汇可以提供一种用于移动终端的虹膜识别装置及包含其的移动终端专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种用于移动终端的 虹膜识别 装置及包含其的移动终端，所述虹膜识别装置包括至少一个红外照明模 块 、摄像头模组和显示屏，其中，所述显示屏用于显示所识别的虹膜图像，并具有第一高度L；所述摄像头模组用于采集人眼的虹膜图像，具有物距D；所述红外照明模块用于发出红外光照射到被采集的人眼上；所述红外照明模块和摄像头模组分别沿所述第一高度方向置于所述显示屏的两侧，并沿所述第一高度L方向具有第一距离H；所述红外照明模块设置成相对于所述显示屏具有第一倾斜 角 β，所述倾斜角为其光轴方向与所述显示屏之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，本 申请 不仅提升虹膜图像的采集效率，而且使得戴眼镜时也可以采集到具有完整虹膜区域的图像。，下面是一种用于移动终端的虹膜识别装置及包含其的移动终端专利的具体信息内容。
1.一种用于移动终端的虹膜识别装置，所述虹膜识别装置包括至少一个红外照明模块、摄像头模组和显示屏，其特征是：
所述显示屏用于显示所识别的虹膜图像，并具有第一高度L；
所述摄像头模组用于采集人眼的虹膜图像，具有物距D；
所述红外照明模块用于发出红外光照射到被采集的人眼上；
所述红外照明模块和摄像头模组分别沿所述第一高度方向L置于所述显示屏的两侧，并具有沿所述第一高度L方向的第一距离H；
所述红外照明模块设置成相对于所述显示屏具有第一倾斜角β，所述倾斜角为其光轴方向与所述显示屏之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)。
2.如权利要求1所述的虹膜识别装置，其中所述红外照明模块的发散角的半角范围为
10°～15°。
3.如权利要求1所述的虹膜识别装置，其中所述摄像头模组的物距范围为20～40cm。
4.如权利要求1所述的虹膜识别装置，其中所述红外照明模块产生照射到图像采集区
2
域的光照强度范围为0.5～5mw/cm。
5.如权利要求1所述的虹膜识别装置，其中所述红外照明模块沿红外光发射方向包含一组或者多组红外LED以及发散透镜。
6.如权利要求5所述的虹膜识别装置，其中所述红外照明模块为高亮度的红外LED，波长设置为810nm或850nm；所述发散透镜选自凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜。
7.如权利要求1所述的虹膜识别装置，其中所述红外照明模块为多组时，所述光轴位置均应设置为指向用户的双眼连线的中心。
8.如权利要求1所述的虹膜识别装置，其中所述第一倾斜角β的范围为35°～80°。
9.一种包含上述权利要求1至8中任一项所述的虹膜识别装置的移动终端，其特征是所述移动终端选自智能电话、平板电脑、智能可穿戴设备、智能手表、智能眼镜、智能手环、智能门锁中的任意一种。
一种用于移动终端的虹膜识别装置及包含其的移动终端
技术领域
[0001] 本发明涉及一种移动终端虹膜识别装置，特别涉及一种用于降低光斑对正常虹膜识别的影响的红外灯装置及包含这种红外灯装置的移动终端。
背景技术
[0002] 移动设备(诸如手机、平板电脑、笔记本电脑等)已被广泛应用，其终端上的个人信息安全和网络交互信息安全问题越发突出。为了保障信息安全，很多厂商已经在移动设备上集成了多种用于身份识别的装置。例如，移动设备已经成功集成了人脸识别或指纹识别装置用于身份识别。
[0003] 虹膜是眼睛的一个组成部分，是瞳孔和巩膜之间的环状组织，每只眼睛的虹膜图案各不相同，且终身不变。因此，相比人脸识别和指纹识别，虹膜识别具有唯一性高、稳定性强、非侵犯性等优点，而且目前移动设备(如手机、平板电脑、移动电脑)上都已经有用于拍摄照片的摄像头模组，其可实现虹膜识别。
[0004] 但是，目前移动终端上配置的前置摄像头，主要用于自拍，只支持可见光成像，对红外光是通过滤光片去除的；而虹膜识别要求近红外成像，必须让红外光能够到达图像传感器芯片。因此，现有的移动终端前置摄像头无法直接支持虹膜识别，需要增加红外照明灯，例如高亮度的红外LED灯，并且修改现有前置摄像头模组来支持虹膜识别。
[0005] 增加红外照明灯后，如果用户佩戴眼镜使用虹膜识别功能，从拍摄的图像来看，照明灯在眼镜片上会形成光斑，当光斑点恰巧在虹膜区域时，就会遮挡住虹膜本身的纹理，从而影响虹膜图像的质量。
发明内容
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于移动终端的虹膜识别装置，所述虹膜识别装置包括至少一个红外照明模块、摄像头模组和显示屏，其中，所述显示屏用于显示所识别的虹膜图像，并具有第一高度L；所述摄像头模组用于采集人眼的虹膜图像，具有物距D；所述红外照明模块用于发出红外光照射到被采集的人眼上；所述红外照明模块和摄像头模组分别沿所述第一高度方向置于所述显示屏的两侧，并具有沿所述第一高度L方向的第一距离H；所述红外照明模块设置成相对于所述显示屏具有第一倾斜角β，所述倾斜角为其光轴方向与所述显示屏之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)。
[0007] 优选地，所述红外照明模块的发散角的半角范围为10°～15°。
[0008] 优选地，所述摄像头模组的物距范围为20cm～40cm。
[0010] 优选地，所述红外照明模块沿红外光发射方向包含一组或者多组红外LED以及发散透镜。
[0011] 优选地，所述红外照明模块为高亮度的红外LED，波长设置为810nm或850nm；所述发散透镜选自凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜。
[0012] 优选地，所述红外照明模块为多组时，所述光轴位置均应设置为指向用户的双眼连线的中心。
[0013] 优选地，所述第一倾斜角β的范围为35°～80°。
[0015] 本发明的优点在于红外照明与摄像机主轴上存在一定距离，保证当用户正面面对摄像机时，由红外照明产生的光斑不会落在虹膜的有效区域内，从而不仅提升虹膜图像的采集效率，而且使得戴眼镜时也可以采集到具有完整虹膜区域的图像。
[0017] 参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
[0018] 图1(a)示意性示出本发明用于降低光斑影响的移动终端虹膜识别装置的第一实施例布置方式，其中设置了一个红外照明模块；
[0019] 图1(b)示意性示出本发明具有一个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与单眼的相对位置关系；
[0020] 图1(c)示意性示出本发明具有一个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与双眼的相对位置关系；
[0021] 图2(a)示意性示出本发明用于降低光斑影响的移动终端虹膜识别装置的第二实施例布置方式，其中设置了两个红外照明模块；
[0022] 图2(b)示意性示出本发明具有两个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与单眼的相对位置关系；
[0023] 图2(c)示意性示出本发明具有两个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与双眼的相对位置关系；
具体实施方式
[0024] 通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例，可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0025] 在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0026] 图1(a)示意性示出本发明用于降低光斑影响的移动终端虹膜识别装置的第一实施例布置方式，其中设置了一个红外照明模块。该虹膜识别装置100包括摄像头模组101、一个红外照明模块102和显示屏103。其中，摄像头模组101用于采集人眼的虹膜图像，具有物距D；红外照明模块102用于作为所述虹膜识别装置100的有效光源，发出红外光照射 到被采集的人眼105上；显示屏103用于显示所识别的虹膜图像，并具有第一高度L。根据本发明的一个实施例，该摄像头模组的物距范围为20～40cm，优选的物距范围为25～35cm。该红外照明模块102和摄像头模组101分别沿第一高度L方向置于所述显示屏103的两侧，并且红外照明模块102的中心和摄像头模组101的中心沿所述第一高度L方向具有第一距离H。优选地，该红外照明模块102的中心与摄像头模组101的中心连线与所述第一高度L平行。
[0027] 该虹膜识别装置100可以与移动终端集成为一体，移动终端包括但不限于智能手机、平板电脑、智能手表、智能眼镜、智能手环、智能门锁、智能可穿戴设备等。
[0028] 图1(b)示出了根据图1(a)的虹膜识别装置与人眼的相对位置关系。红外照明模块102设置成相对于所述显示屏103具有第一倾斜角β，该倾斜角β为其出射光的光轴方向与显示屏103之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，其中D为摄像头模组101的物距，即物体能够被摄像头模组101采集到最佳图像的所在位置与该摄像头模组101的垂直距离，H为红外照明模块102的中心和摄像头模组101的中心沿所述第一高度L方向的距离。第一倾斜角β确定了红外光照模块102的出射光的光轴A方向，从而产生均匀的光照照射到被采集的人眼105上。
[0029] 根据本发明的一个实施例，该红外照明模块102可具有一定的发散角2α，(如图1(b)所示的α为该红外照明模块102发散角的半角)，优选地，发散角的半角α范围为
10°～15°。根据本发明的一个实施例，该红外照明模块102产生照射到图像采集区域的
2
光照强度范围为0.5-5mw/cm。根据本发明的又一实施例，该红外照明模块102沿红外光发射方向可以包含一组或者多组红外LED以及发散透镜104，该发散透镜104可以选自凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜。优选地，该红外照明模块102为高亮度的红外LED，波长设置为
810nm或850nm。
10°～15°。根据本发明的一个实施例，该红外照明模块102产生照射到图像采集区域的
2
光照强度范围为0.5-5mw/cm。根据本发明的又一实施例，该红外照明模块102沿红外光发射方向可以包含一组或者多组红外LED以及发散透镜104，该发散透镜104可以选自凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜。优选地，该红外照明模块102为高亮度的红外LED，波长设置为
810nm或850nm。
[0030] 图1(b)示意性示出本发明具有一个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与单眼的相对位置关系。根据本实施例，人眼105与摄像头模组101之间的距离为D，即人眼105处于摄像头模组101的物距处，D的范围为20～40cm，优选地，D为25～35cm。摄像头模组101与红外照 明模块102的垂直距离为H，优选地，H为5～30cm。红外照明模块
102的光线发射方向上还设置有透镜104，发散透镜104可以调节红外照明模块102发出红外光线的发散角，该发散角为2α，发散角的半角α范围为10°～15°。该红外照明模
2
块102产生照射到图像采集区域的光照强度范围为0.5-5mw/cm。在仅有一个红外照明模块102的单眼识别的情况下，通常设置用户单眼的虹膜中心位置为红外照明模块102的光轴A与摄像头模组101的中心垂线c的交点，即点o。红外照明模块102设置成相对于所述显示屏具有第一倾斜角β，所述倾斜角为其光轴方向与所述显示屏之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为
35°～80°。
102的光线发射方向上还设置有透镜104，发散透镜104可以调节红外照明模块102发出红外光线的发散角，该发散角为2α，发散角的半角α范围为10°～15°。该红外照明模
2
块102产生照射到图像采集区域的光照强度范围为0.5-5mw/cm。在仅有一个红外照明模块102的单眼识别的情况下，通常设置用户单眼的虹膜中心位置为红外照明模块102的光轴A与摄像头模组101的中心垂线c的交点，即点o。红外照明模块102设置成相对于所述显示屏具有第一倾斜角β，所述倾斜角为其光轴方向与所述显示屏之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为
35°～80°。
[0031] 图1(c)示意性示出本发明具有一个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与双眼的相对位置关系。根据本实施例，人眼105与摄像头模组101之间的距离为D，即人眼105处于摄像头模组101的物距处，D的范围为20～40cm，优选地，D为25～35cm。摄像头模组101与红外照明模块102的垂直距离为H，优选地，H为5～30cm。红外照明模块102的光线发射方向上还设置有透镜104，发散透镜104可以调节红外照明模块102发出红外光线的发散角，该发散角为2α。该红外照明模块产生照射到图像采集区域的光照强度范
2
围为0.5-5mw/cm。在仅有一个红外照明模块102的双眼识别的情况下，通常设置为用户双眼连线的中心位置为红外照明模块102的光轴A与摄像头模组101的中心垂线c的交点，即点o1。红外照明模块102设置成相对于所述显示屏103具有第一倾斜角β，所述倾斜角β为其光轴方向与所述显示屏103之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为35°～80°。
2
围为0.5-5mw/cm。在仅有一个红外照明模块102的双眼识别的情况下，通常设置为用户双眼连线的中心位置为红外照明模块102的光轴A与摄像头模组101的中心垂线c的交点，即点o1。红外照明模块102设置成相对于所述显示屏103具有第一倾斜角β，所述倾斜角β为其光轴方向与所述显示屏103之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为35°～80°。
[0032] 图2(a)示意性示出本发明用于降低光斑影响的移动终端虹膜识别装置的第二实施例布置方式，其中设置了两个红外照明模块。该虹膜识别装置200包括摄像头模组201、两个红外照明模块202a和202b和显示屏203。其中，摄像头模组201用于采集人眼的虹膜图像，具有物距D；红外照明模块202a和202b用于作为所述虹膜识别装置200的有效光源，发出红外光照射到被采集的人眼205上，该红外照明模块202a中心与202b中心的距离设置为由垂直于所述第一高度L方向的显示屏的长度决 定；该显示屏203用于显示所识别的虹膜图像，并具有第一高度L。根据本发明的一个实施例，该摄像头模组的物距范围为20～40cm，优选的物距范围为25～35cm。两个红外照明模块202a和202b和摄像头模组
201分别沿第一高度L方向置于所述显示屏203的两侧。优选地，两个红外照明模块202a与202b的连线中点p与所述摄像头模组201中心的距离为H，且P点与所述摄像头模组201中心的连线与所述第一高度L的方向平行。
201分别沿第一高度L方向置于所述显示屏203的两侧。优选地，两个红外照明模块202a与202b的连线中点p与所述摄像头模组201中心的距离为H，且P点与所述摄像头模组201中心的连线与所述第一高度L的方向平行。
[0033] 该虹膜识别装置200可以与移动终端集成为一体，移动终端包括但不限于智能手机、平板电脑、智能手表、智能眼镜、智能手环、智能门锁、智能可穿戴设备等。
[0034] 图2(b)示出了根据图2(a)的虹膜识别装置与人眼的相对位置关系。如图2(b)所示，两个红外照明模块202a和202b设置成相对于显示屏203具有第一倾斜角β，该倾斜角β为直线po与显示屏203之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，其中点o为用户单眼的虹膜中心位置，即两个红外照明模块202a和202b的两个光轴A和A1与摄像头模组201的中心垂线c的交点，D为摄像头模组201的物距，即物体能够被摄像头模组201采集到最佳图像的所在位置与该摄像头模组201的垂直距离，H为两个红外照明模块202a和202b的连线中点p与摄像头模组201的距离。第一倾斜角β确定了红外光照模块202a和202b的出射光的光轴A、A1方向，从而产生均匀的光照照射到被采集的人眼205上。
[0035] 根据本发明的一个实施例，两个红外照明模块202可具有一定的发散角2α，(如图2(b)所示的α为该红外照明模块202发散角的半角)，优选地，发散角的半角α范围为10°～15°。根据本发明的一个实施例，两个红外照明模块202a和202b产生照射到图2
像采集区域的光照强度范围为0.5～5mw/cm。根据本发明的又一实施例，两个红外照明模块202a和202b沿红外光发射方向可以包含一组或者多组红外LED以及发散透镜204a和
204b，该发散透镜204a和204b可以选自凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜。优选地，两个红外照明模块202a和202b为高亮度的红外LED，波长设置为810nm或者850nm。
像采集区域的光照强度范围为0.5～5mw/cm。根据本发明的又一实施例，两个红外照明模块202a和202b沿红外光发射方向可以包含一组或者多组红外LED以及发散透镜204a和
204b，该发散透镜204a和204b可以选自凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜。优选地，两个红外照明模块202a和202b为高亮度的红外LED，波长设置为810nm或者850nm。
[0036] 图2(b)示意性示出本发明具有两个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与单眼的相对位置关系。根据本实施例，人眼205与摄像头模 组101之间的距离为D，即人眼205处于摄像头模组201的物距处，D的范围为20～40cm，优选地，D为25～35cm。两个红外照明模块202a和202b的连线中点p与摄像头模组201的距离为H，优选地，H为5～
30cm。两个红外照明模块202a和202b的光线发射方向上还设置有透镜204a和204b，发散透镜204可以调节红外照明模块202a和202b发出红外光线的发散角，该发散角为2α，发散角的半角α范围为10°～15°。两个红外照明模块202a和202b产生照射到图像采集
2
区域的光照强度范围为0.5～5mw/cm。在设置两个红外照明模块的单眼识别的情况下，通常设置为用户单眼的虹膜中心位置为两个红外照明模块202a和202b的两个光轴A和A1与摄像头模组201的中心垂线c的交点，即点o。两个红外照明模块202a和202b均设置成相对于所述显示屏具有第一倾斜角β，所述倾斜角为直线po与显示屏203的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为35°～80°。
30cm。两个红外照明模块202a和202b的光线发射方向上还设置有透镜204a和204b，发散透镜204可以调节红外照明模块202a和202b发出红外光线的发散角，该发散角为2α，发散角的半角α范围为10°～15°。两个红外照明模块202a和202b产生照射到图像采集
2
区域的光照强度范围为0.5～5mw/cm。在设置两个红外照明模块的单眼识别的情况下，通常设置为用户单眼的虹膜中心位置为两个红外照明模块202a和202b的两个光轴A和A1与摄像头模组201的中心垂线c的交点，即点o。两个红外照明模块202a和202b均设置成相对于所述显示屏具有第一倾斜角β，所述倾斜角为直线po与显示屏203的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为35°～80°。
[0037] 图2(c)示意性示出本发明具有两个红外照明模块时，移动终端虹膜识别装置与双眼的相对位置关系。根据本实施例，人眼205与摄像头模组201之间的距离为D，即人眼205处于摄像头模组201的物距处，D的范围为20～40cm，优选地，D为25～35cm。两个红外照明模块202a和202b的连线中点p与摄像头模组201的距离为H，优选地，H为5～
30cm。两个红外照明模块202a和202b的光线发射方向上还设置有透镜204a和204b，发散透镜204可以调节红外照明模块202a和202b发出红外光线的发散角，该发散角为2α，发散角的半角α范围为10°～15°。两个红外照明模块202a和202b产生照射到图像采集
2
区域的光照强度范围为0.5～5mw/cm。在设置两个红外照明模块202a和202b的双眼识别的情况下，通常设置为用户双眼连线的中心位置为两个红外照明模块202a和202b的两个光轴A和A1与摄像头模组201的中心垂线c的交点，即点o1。两个红外照明模块202a和202b均设置为相对所述显示屏203具有第一倾斜角β，所述倾斜角为直线po1与所述显示屏203之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为35°～80°。
30cm。两个红外照明模块202a和202b的光线发射方向上还设置有透镜204a和204b，发散透镜204可以调节红外照明模块202a和202b发出红外光线的发散角，该发散角为2α，发散角的半角α范围为10°～15°。两个红外照明模块202a和202b产生照射到图像采集
2
区域的光照强度范围为0.5～5mw/cm。在设置两个红外照明模块202a和202b的双眼识别的情况下，通常设置为用户双眼连线的中心位置为两个红外照明模块202a和202b的两个光轴A和A1与摄像头模组201的中心垂线c的交点，即点o1。两个红外照明模块202a和202b均设置为相对所述显示屏203具有第一倾斜角β，所述倾斜角为直线po1与所述显示屏203之间的夹角，满足β＝arctan(D/H)，以确保能完整的采集到用户的虹膜。通过计算，第一倾斜角β的范围为35°～80°。
[0038] 如上所述，本发明的优点在于通过配置特定的红外照明模块和摄像 头模组的相对放置以上布置，可以保证当用户正面面对摄像机时，由红外照明产生的光斑不会落在虹膜的有效区域内，提升虹膜图像的采集效率，使得无论使用者是裸眼还是戴眼镜都能够采集到具有完成虹膜区域的图像。
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