成像镜头、虹膜成像模组以及虹膜识别装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种成像镜头、虹膜成像模组以及虹膜识别装置，属于生物识别领域，所述成像镜头沿光线入射方向从前到后依次包括：第一透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面；第二透镜，所述第二透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面；第三透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面。本发明专利技术的成像镜头成像质量好，结构简单并且成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物识别领域，特别是指一种成像镜头、虹膜成像模组以及虹膜识别装置。
技术介绍
虹膜识别属于生物识别领域，是一种基于眼睛虹膜的生物识别技术，该技术通过对小于10mm区域的虹膜纹理信息进行处理来认证用户身份，虹膜识别与其他生物识别技术相比具有唯一性和稳定性等显著特点，成为目前最精确的识别技术。而虹膜识别技术的实现难点在于如何采集到清晰高质量的虹膜图像，因此采集虹膜图像的光学系统成为虹膜识别装置的关键。现有的虹膜采集光学系统可以分为：变焦光学系统和定焦光学系统，其中变焦光学系统体积大、结构复杂、造价高、装配难度大，如：专利CN200810071474.X中采用了四组元机械补偿变焦镜头，由十几片透镜构成；定焦光学系统结构简单，造价低，装置方便，如：日本专利JP2004-167046中的虹膜识别设备，其采集镜头由两片透镜和滤波片构成，但该系统成像质量较差，具有较大的球差及其它象差，光学设计的自由度较小；美国专利技术专利20090161069A1，针对上述专利中的光学结构进行改善，将滤波片换成旋转对称非球面镜，即三片式系统，较好的提高了成像质量，但采用非球面镜，提高了制造成本，因此，成像质量好，结构简单以及成本低的定焦光学系统成为目前研究的重点。
技术实现思路
本专利技术提供一种成像质量好，结构简单以及成本低的成像镜头、虹膜成像模组以及虹膜识别装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：一种成像镜头，沿光线入射方向从前到后依次包括：第一透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面；第二透镜，所述第二透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面；第三透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面。一种虹膜成像模组，包括上述成像镜头以及位于所述成像镜头后方的图像传感器，所述图像传感器为CCD或CMOS传感器。一种虹膜识别装置，包括上述虹膜成像模组以及与所述虹膜成像模组连接的硬件电路。本专利技术具有以下有益效果：与现有技术相比，本专利技术的成像镜头由三片透镜组成，特别适用于近距离采集单目虹膜图像，并且可以做成小型化便捷式采集装置；其在近红外波段具有较高的成像质量，畸变小；三片透镜均为球面透镜，没有非球面透镜，并且三片透镜均为凸凹透镜，结构简单，装配方便，造价低。附图说明图1为本专利技术的成像镜头的结构示意图；图2为本专利技术的成像镜头实施例一的结构示意图；图3为图2所示成像镜头的光学性能曲线图，其中：3A为实施例一的畸变曲线图；3B为实施例一的场曲曲线图；3C为实施例一的相对照度曲线图；3D为实施例一的能量集中度曲线图；3E为实施例一的MTF特性曲线图；图4为本专利技术的成像镜头实施例二的结构示意图；图5为图4所示成像镜头的光学性能曲线图，其中：5A为实施例二的畸变曲线图；5B为实施例二的场曲曲线图；5C为实施例二的相对照度曲线图；5D为实施例二的能量集中度曲线图；5E为实施例二的MTF特性曲线图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。一方面，本专利技术提供一种成像镜头，如图1所示，沿光线入射方向从前到后依次包括：第一透镜1，第一透镜1为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面11为凸面，后表面12为凹面；第二透镜2，第二透镜2为具有负光焦度的凸凹透镜，其前表面21为凸面，后表面22为凹面；第三透镜3，第三透镜3为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面31为凸面，后表面32为凹面；上述各个透镜的前表面是指红外光射入的面，后表面是指红外光射出的面，下同。与现有技术相比，本专利技术的成像镜头由三片透镜组成，特别适用于近距离采集单目虹膜图像，并且可以做成小型化便捷式采集装置；其在近红外波段具有较高的成像质量，畸变小；三片透镜均为球面透镜，没有非球面透镜，并且三片透镜均为凸凹透镜，结构简单，装配方便，造价低。作为本专利技术的一种改进，各个透镜的焦距可以满足：-1.5f≤f2≤-1.2f，1.5f≤f3≤2.0f，0.5≤f1/f3≤0.7，其中，f为所述成像镜头的总焦距，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距。当各个透镜的焦距满足上述关系时，在近红外波段具有更高的成像质量，几乎无畸变。进一步的，12mm≤f1≤22.4mm，-24mm≤f2≤-19.2mm，24mm≤f3≤32mm。作为本专利技术的另一种改进，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的材质满足：1.50≤nd≤1.75,30≤vd≤65，其中，nd为透镜材质的折射率，vd为透镜材质的色散系数。采用上述折射率和色散系数的材质既能够得到较好的成像质量，又能节省材料成本。优选的，如图2和图4所示第一透镜1前端或者第一透镜1和第二透镜2之间设置有用于控制近红外光通过率的光阑4。光阑能够调节通过的近红外光束的强弱，不同的光照环境下可以选择不同的光阑。而且，可以在第一透镜1的前表面11镀有能反射可见光并透过近红外光的滤光膜(如近红外波段窄带滤光膜)；滤光膜能够避免可见光对成像镜头的干扰，同时，反射的可见光能够使用户从成像镜头中看到自身的眼部图像，方便用户调节自身位置，起到定位的作用。或者，成像镜头还包括能反射可见光并透过近红外光的平面滤光片5，平面滤光片5能够避免可见光对成像镜头的干扰，平面滤光片可设置于整个成像镜头的前端或者后端，如图2所示。同时，还可以在第一透镜1的后表面12以及第二透镜2和第三透镜3的前表面以及后表面均镀有能增强近红外光透过率的近红外波段增透膜。增透膜能够增强近红外光的透过率，能够以较小的发射功率获得较清晰的虹膜图像。本专利技术中，上述近红外光的波段为700-900nm。该波段的近红外光能够采集到较高质量的虹膜图像。为进一步的节约成本，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的材质可以为玻璃。下面以两个具体的实施例来对本专利技术进行进一步的阐述：实施例一：本实施例为一种用于近距离单目虹膜识别的成像镜头，如图2所示，由三片透镜组、平面滤光片5组成，成像镜头的后方设置有图像传感器6，沿光线入射方向依次为：平面滤光片5；具有正光焦度的第一透镜1，其为凸凹透镜，前表面11为凸面，后表面12为凹面；具有负光焦度的第二...

【技术保护点】
一种成像镜头，其特征在于，沿光线入射方向从前到后依次包括：第一透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面；第二透镜，所述第二透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面；第三透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面。

【技术特征摘要】
1.一种成像镜头，其特征在于，沿光线入射方向从前到后依次包括：
第一透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸
面，后表面为凹面；
第二透镜，所述第二透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸
面，后表面为凹面；
第三透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸
面，后表面为凹面。
2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，-1.5f≤f2≤-1.2f，
1.5f≤f3≤2.0f，0.5≤f1/f3≤0.7，其中，f为所述成像镜头的总焦距，f1为第
一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，12mm≤f1≤22.4mm，
-24mm≤f2≤-19.2mm，24mm≤f3≤32mm。
4.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜、
第二透镜和第三透镜的材质满足：1.50≤nd≤1.75,30≤vd≤65，其中，nd为
透镜材质的折射率，vd为透镜材质的色散系数。

【专利技术属性】
技术研发人员：马淑媛，
申请(专利权)人：北京天诚盛业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11