短距离虹膜辨识用光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种短距离虹膜辨识用光学系统，其依序配置具有正屈亮度的第一镜片及具有负屈亮度的第二镜片，该第一镜片的物体侧包含以光轴为中心而形成的第二反射面及形成于第二反射面周边的第一穿透面，像侧包含以光轴为中心而形成的第二穿透面及形成于第二穿透面周边的第一反射面，该第一穿透面为凹状的曲面且相对于光轴呈垂直面，由于在第一镜片上形成两个反射面，所以可缩短焦点距离，因此可以设置于手机、智能手机、平板计算机或笔记本电脑等薄化的小型可携式电子产品上，另外，可携式电子产品的用户亦可在约300mm的距离上轻松且稳定的获得虹膜影像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种短距离虹膜辨识用光学系统，其利用具有两个反射面的镜片，从而使其焦点距离极度缩短，因此可以稳定使用在手机、智能手机、平板计算机或笔记本电脑等薄化的小型可携式电子产品上，以辨识用户的虹膜。
技术介绍
近年来，以出入管制系统、计算机保安系统等为中心，广泛利用人体特征来确认个人身份的生物特征辨识技术逐渐盛行，生物特征辨识技术的应用领域，从以往以指纹辨识为主流渐渐扩大到近来的虹膜辨识、声音辨识或静脉辨识等应用领域。尤其是围绕整个眼睛瞳孔的虹膜，即使是同卵生双胞胎，亦可辨识区分为不同的型态，其辨识特性鲜明，且比起指纹辨识，其区别性更佳，故虹膜辨识技术的应用实例也渐渐增加。为了对虹膜进行辨识，需要利用光学系统来取得虹膜影像，从虹膜影像数据中取得其特征，从而组成虹膜代码，并确认储存的组成虹膜代码与取得的虹膜代码是否相符等。另外，为了利用软件处理虹膜影像来正确取得其特征，如虹膜直径为11～12mm，物体距离为300mm时，其摄入于相机(摄影)模块的影像传感器的影像，通常其纵向影像须为200像素以上。而最小型(1/10寸)VGA级传感器(640*480)的像素大小为2.25μm，因此，200像素的大小为0.45mm，与虹膜大小12mm相较，其光学系统倍率为0.0375倍。因此为了让使用者在不感到非常不便的距离(约300mm)下拍摄虹膜，并为了获得满意的影像，需要以VGA级传感器显现这种程度以上的倍率作为基准。但是，如图1所示，以包含两片镜片(L1，L2)的简易组合作为光学系统来获得这种倍率的话，焦点距离须在12mm以上，如欲获得这种焦点距离，即使利用1/10寸VGA级传感器，并以传感器的单边的50％(0.9mm)的大小来使虹膜组成影像，但光学系统的全长(自第一镜片最前一面至感应面的距离)必须在10.9mm左右。以装载于一般保安装备的光学系统而言，这种全长应不会造成很大的问题，但装载于整体厚度比10mm更薄的智能手机、平板计算机、笔记本电脑等可携式电子产品上是不可能的。而且，即使利用1600万像素的相机，在并非近距离拍摄而是一般性拍摄模式下，如虹膜直径为11～12mm，物体距离为300mm时，约须在150像素时才能具像虹膜影像，因此利用软件来处理会有困难。另外，如果充分提高光学系统的倍率，虽然不难取得200像素以上的虹膜影像，但如果提高倍率，则焦点距离会被拉大，焦点距离如果拉大，则光学系统全长也会拉大，所以对一般光学系统结构而言，不能无限制的提高其倍率。而且，在近距离拍摄使用者眼睛时，取得200像素以上的虹膜影像虽不困难，但这种方式在使用上非常不方便，因此以一般可携式电子产品的使用距离(约300mm)为基准，则必须缩短光学系统的全长。另外，专利文献1为韩国公开专利第10-2008-0049022号，图2为专利文献1里的虹膜辨识用光学系统的构造图，由物体侧依序配置，包含双凸球面镜片(2A)、双凹球面镜片(3A)、可视光过滤器(4A)、封装玻璃(Packageglass)(6)及影像传感器(5)。但是专利文献1中的双凸球面镜片(2A)厚度为2.92mm，双凹球面镜片(3A)的厚度为3.00mm，双凹球面镜片(3A)与可视光过滤器(4A)的间距为2.45mm，可视光过滤器(4A)的厚度为3.00mm，显而易见，整个光学系统的全长已超出20mm许多。因此，如同专利文献1方式的虹膜辨识用光学系统，不适用于如智能手机等薄化的小型电子产品上。
技术实现思路
因此，本案专利技术人有鉴于上述不足，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种可装置于手机、智能手机、平板计算机、笔记本电脑等可携式电子产品上，且可在一般使用条件下稳定取得虹膜影像，并且相对于现有技术，可提供更短全长距离的短距离虹膜辨识用光学系统。本专利技术提供的短距离虹膜辨识用光学系统依序配置具有正(+)屈亮度的第一镜片(L1)与具有负(-)屈亮度的第二镜片(L2)，该第一镜片的物体侧包含以光轴为中心而形成的第二反射面(S3)及形成于第二反射面(S3)周边的第一穿透面(S1)，像侧包含以光轴为中心而形成的第二穿透面(S4)及形成于第二穿透面(S4)周边的第一反射面(S2)，该第一穿透面(S1)为凹状的曲面或相对于光轴为垂直面。在本专利技术的一实施例中，第一反射面(S2)及第二反射面(S3)在像侧方向为凸面形状，该第二穿透面(S4)在像侧方向为凹面形状。在本专利技术的一实施例中，第一镜片(L1)的第一反射面(S2)、第二反射面(S3)及第二穿透面(S4)为非球面，该第二镜片(L2)的两面皆为非球面。在本专利技术的一实施例中，光学系统的全长(自第一镜片最端面至感应面的距离)假设为T，光学系统的整体焦点距离假设为F时，则可满足条件式：T/F＜0.65。在本专利技术的一实施例中，该第一穿透面(S1)在物体侧为凹状的曲面，且可以满足条件式：-100,000<第一穿透面(S1)的曲率半径<-100。本专利技术提供的虹膜辨识用光学系统，由于在第一镜片上形成两个反射面，所以可缩短焦点距离，因此可以装置于例如手机、智能手机、平板计算机或笔记本电脑等薄化且小型的可携式电子产品上，另外可携式电子产品的用户亦可在约300mm的距离上轻松而稳定的取得虹膜影像。附图说明图1为现有的虹膜辨识用光学系统的构造图；图2为另一现有的虹膜辨识用光学系统的构造图；图3为本专利技术第一实施例的光学系统构造图；图4为本专利技术第一实施例的光学系统偏差图；图5为本专利技术第二实施例的光学系统构造图；图6为本专利技术第二实施例的光学系统偏差图；图7为本专利技术第三实施例的光学系统构造图；图8为本专利技术第三实施例的光学系统偏差图。附图标记说明：L1-第一镜片；L2-第二镜片；S1-第一穿透面；S2-第一反射面；S3-第二反射面；S4-第二穿透面；S5-面；S6-面；2A-双凸球面镜片；3A-双凹球面镜片；4A-可视光过滤器；5-影像传感器；6-封装玻璃(Packageglass)。具体实施方式为达成上述目的及功效，本专利技术所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本专利技术的较佳实施例详加说明其特征与功能如下。如图3、图5、图7所示，其依序设有具有正(+)屈亮度的第一镜片(L1)及具有负(-)屈亮度的第二镜片(L2)，另外，还可在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短距离虹膜辨识用光学系统，其依序配置具有正屈亮度的第一镜片与具有负屈亮度的第二镜片，其特征在于：该第一镜片的物体侧包含以光轴为中心而形成的第二反射面及形成于第二反射面周边的第一穿透面，像侧包含以光轴为中心而形成的第二穿透面及形成于第二穿透面周边的第一反射面；该第一穿透面为凹状的曲面或相对于光轴为垂直面。

【技术特征摘要】
2014.12.11 KR 10-2014-0178812;2015.05.06 KR 10-2011.一种短距离虹膜辨识用光学系统，其依序配置具有正屈亮度的第一
镜片与具有负屈亮度的第二镜片，其特征在于：
该第一镜片的物体侧包含以光轴为中心而形成的第二反射面及形成于
第二反射面周边的第一穿透面，像侧包含以光轴为中心而形成的第二穿透
面及形成于第二穿透面周边的第一反射面；
该第一穿透面为凹状的曲面或相对于光轴为垂直面。
2.根据权利要求1所述的短距离虹膜辨识用光学系统，其特征在于，
该第一反射面及第二反射面...

【专利技术属性】
技术研发人员：金纹玄，
申请(专利权)人：禾伸堂企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71