移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組及其使用 方法，屬于光機(jī)電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動終端包括智能手機(jī)、平板MID、便攜設(shè)備等的廣泛采用是個信息技術(shù)發(fā)展的必 然趨勢。目前，現(xiàn)實應(yīng)用中的移動終端在移動安全支付，賬戶安全登陸，網(wǎng)上銀行等實際應(yīng) 用存在重大安全身份認(rèn)證這個最重要的應(yīng)用障礙。生物識別是解決移動終端安全身份認(rèn)證 的非常有效的方法，虹膜識別系統(tǒng)是最精確的和生物特征最為穩(wěn)定的，但應(yīng)用于移動終端 還存在很大問題：
[0003] 1、用戶通常是手持的，而且需要在移動行進(jìn)中識別，存在非常大不可預(yù)測的運動 模糊。
[0004] 2、用戶識別時使用場景是無法預(yù)測的，其使用環(huán)境光照度從室內(nèi)完全黑暗OLux到 室外太陽直射100，000LUX都有可能。
[0005] 3、用戶大比例存在佩戴的眼鏡反光影響識別。
[0006] 4、移動終端是電池供電的，其對虹膜識別圖像光學(xué)成像模組的光源功耗要求非常 尚。
[0007] 5、虹膜識別光學(xué)成像模組的小型化。
[0008] 6、需要一套安全的身份認(rèn)證流程實現(xiàn)。
[0009] 解決以上問題是目前技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光 學(xué)成像模組及其使用方法。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別 光學(xué)成像模組，包括近紅外LED照明光源（1L、1R)、固定焦距的光學(xué)成像透鏡、后焦近紅外光 學(xué)濾光器、圖像成像傳感器，還包括：
[0012] 配置安全芯片(9);
[0013] 近紅外LED照明光源（1L、1R)被配置為：
[0014] 位于成像光軸的左右兩側(cè)或任一側(cè)；
[0015] LED是SMT封裝并由LED電流驅(qū)動器（1L'、1R'）驅(qū)動輸出短時間周期T最高輻射強(qiáng)度 I的光；
[0016] 備注說明：所述LED屬于近紅外LED照明光源（1L、1R)中的一個部件；
[0017] 近紅外LED照明光源（1L、1R)與圖像成像傳感器被組合配置為：
[0018] 1).近紅外LED照明光源（1L、1R)產(chǎn)生的最高輻射強(qiáng)度I短時間周期T時序等于圖像 成像傳感器幀像素全局觸發(fā)曝光(積分)的周期時序；
[0019] 2).近紅外LED照明光源（1L、1R)采用與圖像成像傳感器分時循環(huán)切換進(jìn)行直接照 明和交叉照明成像左右虹膜；
[0020] 備注說明：即分時形成，左側(cè)近紅外LED照明光源與左側(cè)虹膜直接照明成像以及與 右側(cè)虹膜交叉照明成像，和/或，右側(cè)近紅外LED照明光源與左側(cè)虹膜交叉照明成像以及與 右側(cè)虹膜直接照明成像，然后按次序進(jìn)行循環(huán)切換直至獲取高質(zhì)量虹膜圖像；
[0021] 近紅外LED照明光源（1L、1R)與光學(xué)成像透鏡被組合配置為：
[0022] 近紅外LED照明光源（1L、1R)的半峰值輻射或發(fā)散角度FWHM大于等于光學(xué)成像透 鏡的成像視場角F0V;
[0023] 備注說明：
[0024] 保證成像視場亮度均衡性p = Iedge/Icenter*100% 2 50%，
[0025] ledge為成像視場邊緣亮度，Icenter為成像視場中心亮度；
[0026]所述成像視場角F0V為成像視場(如圖1所述）中水平X軸范圍W、垂直Y軸范圍Η的區(qū) 域；
[0027] 近紅外LED照明光源（1L、1R)與后焦近紅外光學(xué)濾光器(6)被組合配置為：
[0028] 后焦近紅外光學(xué)濾光器(6)的半峰值透射波長FWHM大于等于近紅外LED照明光源 (1L、1R)的半峰值輻射波長FWHM;
[0029] 光學(xué)成像透鏡被配置為：固定聚焦透鏡、液晶驅(qū)動透鏡、VCM音圈驅(qū)動透鏡、MEMS驅(qū) 動透鏡、ED0F相位波前編碼透鏡、WLA晶圓級透鏡陣列中的任意一種。
[0030] 備注說明：
[0031 ] 近紅外LED照明光源（1L，1R)-左側(cè)近紅外LED照明光源1L和右側(cè)近紅外LED照明 光源1R被配置為：
[0032]位于成像光軸(0)的左右兩側(cè)或任一側(cè)；
[0033]由LED電流驅(qū)動器（11/，11?'）一左側(cè)1^0電流驅(qū)動器11/和右側(cè)1^0電流驅(qū)動器11?' 驅(qū)動輸出短時間周期T最高輻射強(qiáng)度I的光；
[0034] 左側(cè)LED電流驅(qū)動器1L'連接左側(cè)近紅外LED照明光源1L用于驅(qū)動左側(cè)LED輸出短 時間周期T最高輻射強(qiáng)度I的光；
[0035] 右側(cè)LED電流驅(qū)動器1R'連接右側(cè)近紅外LED照明光源1R用于驅(qū)動右側(cè)LED輸出短 時間周期T最高輻射強(qiáng)度I的光。
[0036]作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的改進(jìn)：
[0037] 用于直接照明成像的LED照明光源的發(fā)射角度9d應(yīng)該滿足:5.7-11.25度；
[0038] 用于交叉照明成像的LED照明光源的發(fā)射角度(pc應(yīng)該滿足：11.25-35度；
[0039] 發(fā)射角度φ定義為近紅外LED照明光源（1L、1R)中心到左右虹膜中心的連線與成 像光軸的角度;所述發(fā)射角度φ是9d和tp c的統(tǒng)稱。
[0040] 作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0041] 所述的分時循環(huán)切換進(jìn)行直接照明和交叉照明成像左右虹膜包括以下步驟：
[0042] (1)關(guān)閉右側(cè)近紅外LED照明光源1R，開啟左側(cè)近紅外LED照明光源1L;
[0043] (2)圖像成像傳感器同時成像輸出左側(cè)虹膜直接照明成像圖像la和右側(cè)虹膜交叉 照明成像圖像lb;
[0044] (3)關(guān)閉左側(cè)近紅外LED照明光源1L，開啟右側(cè)近紅外LED照明光源1R;
[0045] (4)圖像成像傳感器同時成像輸出右側(cè)虹膜直接照明成像圖像Id和左側(cè)虹膜交叉 照明成像圖像Ic;
[0046] (5)判斷左右虹膜圖像質(zhì)量，滿足質(zhì)量要求關(guān)閉左右兩側(cè)近紅外LED照明光源（1L、 1R)，不滿足質(zhì)量要求則返回（1)按流程次序直至滿足質(zhì)量要求。
[0047] 備注說明：滿足質(zhì)量要求就是指滿足在佩戴各類眼鏡的使用環(huán)境下虹膜圖像上不 出現(xiàn)鏡面反射，不嚴(yán)重影響虹膜圖像質(zhì)量被用于識別。所說的判斷規(guī)則本專業(yè)領(lǐng)域一般通 過檢測圖像中虹膜區(qū)域的鏡面反射點，即滿量程(最大值)的像素值的數(shù)量占比來統(tǒng)計。 [0048]作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0049] 所述的近紅外LED照明光源（1L、1R)最高輻射強(qiáng)度I(mW/Sr，毫瓦每球面度)應(yīng)該滿 足：
[0050]
g示成像系統(tǒng)的工作物距；
[0051] E定義為工作物距WD處接受的照明光源的最大輻射照度，E要求小于眼睛LED照明 福射安全國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC62471:2006Photobiological safety of lamps and lamp systems)上限，本標(biāo)準(zhǔn)限制了 LED照明輻射可能對視網(wǎng)膜，水晶體和角膜的引起的熱輻射生 物安全效應(yīng)；
[0052] 所述的近紅外LED照明光源（1L、1R)產(chǎn)生的輻射的短時間周期T(ms，毫秒)應(yīng)該滿 足：
[0053] T< 3.33ms〇
[0054] 作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0055]所述的光學(xué)成像透鏡的固定焦距FEL被配置為：
[0056] EFL=WD*P；
[0057] 其中:WD表示成像系統(tǒng)的工作物距；
[0058] β為光學(xué)成像系統(tǒng)的放大倍率；
[0059] e = S0P*R0P；
[0060] SOP為圖像成像傳感器單位像素的物理尺度；
[00611 R0P為虹膜圖像像素分辨率。
[0062]作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0063] 所述的光學(xué)成像透鏡的光學(xué)空間分辨率(optical spatial resolution)被配置 為：
[0064] 在物方平面應(yīng)該滿足:60%調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF = 0.6)時2 4線對每毫米(lp/mm)。
[0065]作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0066]所述的虹膜識別光學(xué)成像模組配置光學(xué)反射器，用于垂直變換光路。
[0067]作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0068]所述的圖像成像傳感器被配置為:至少HD高清像素分辨率，1920像素*1080像素。 [0069]作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0070] 所述的圖像成像傳感器被配置為:至少500萬像素分辨率，2592像素*1944像素。
[0071] 作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的進(jìn)一步改 進(jìn)：
[0072] 所述的虹膜識別光學(xué)成像模組配置使用狀態(tài)引導(dǎo)。
[0073]作為本發(fā)明的用于移動終端安全身份認(rèn)證的虹膜識別光學(xué)成像模組的