[發明專利]微型虹膜識別鏡頭

在審

• 申請號: 201611129099.0
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106599825A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 高永鋒;張變;王啟汶;王立松;熊鵬;何柳;朱佳巍;徐浩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G02B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光學技術領域，涉及一種能與固體感光器件搭配使用的微型虹膜識別鏡頭。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，感光器件的集成度大大提高，其尺寸也不斷減小。這些小尺寸的感光元件，被大量的應用到智能手機或電腦上。如手機有了拍照功能，電腦有了視頻功能。當手機拍照已然成為一種時尚時，人們對拍照性能的追求也不斷提高，于是光學設計的研究成為熱點。手機鏡頭也不斷趨于小型化，高像素,大視場角的方向發展。

虹膜識別技術因具有普遍性、防偽性、穩定性、受保護性、采集非接觸性等優點而備受研究者的關注。虹膜識別技術的應用的第一步和關鍵一步是虹膜圖像信息的采集。一般地，虹膜采集設備體積龐大，造價昂貴，大大限制了虹膜識別技術的使用范圍。本發明為虹膜圖像信息的采集而設計的設備，克服上述缺點，并提高了一系列相關優良性能。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種尺寸小、成本低的微型虹膜識別鏡頭，主要有3透鏡組成，在保證了系統結構短小緊湊的同時，各種像差也得以校正；能搭載CCD或CMOS傳感器。

為了解決上述存在的技術問題，提出了以下技術方案：

微型虹膜識別鏡頭，鏡筒J01和三個成像透鏡，在鏡筒的空腔中，光學元件按沿著光軸方向從物方到像方順序排列，依次是正透鏡P01、孔徑光闌、半月形正透鏡P02、負透鏡P03，在正透鏡P01、半月形正透鏡P02、負透鏡P03之間分別設有遮光紙S01、遮光紙S02；正透鏡P01物面為凸；所述半月形正透鏡P02物方面為凹，像方面為凸；負透鏡P03物方面為凹，像方面為凸；第一透鏡的焦距F1與系統焦距F需滿足表達式0.5<F₁/F<1.0，第三透鏡的焦距F₃與系統焦距F需滿足表達式-1.41<F₃/F<-1.35。

進一步地，定義沿著光軸方向，正透鏡P01的物方面與光軸的交點到像的距離為總長，用L表示，像面對角線的長度為2Y，總長L與像面對角線的長度滿足關系式：L/2Y<1.7。

進一步地，所述正透鏡P01、半月形正透鏡P02、負透鏡P03的材質均為APEL5514。

進一步地，所述正透鏡P01、半月形正透鏡P02、負透鏡P03均為塑膠非球面，透鏡前后兩面非球面的形狀尺寸根據以下公式確定：

式中Z表示非球面的旋轉對成軸，X表示距離非球面軸的水平距離，R表示頂點曲率半徑，A₄、A₆….為高階修正項，K為曲面的圓錐系數；當K小于-1時，透鏡的面形曲線為雙曲線；當K等于-1時，透鏡的面形曲線為拋物線；當K介于-1到0之間時，透鏡的面形曲線為橢圓；當K等于0時，透鏡的面形曲線為圓形；當K大于0時，透鏡的面形曲線為扁圓形。

進一步地，定義v₁、v₂、v₃分別是P01、P02、P03的色散系數，滿足公式

與現有技術相比，本發明的優點如下：

本發明所述的微型虹膜識別鏡頭的總長為4.0mm，與現有的虹膜圖像采集設備相比體積更小。采用正正負結構，三片透鏡均使用非球面塑膠鏡片。采用精密注塑工藝獲得，有利于減小透鏡的外部尺寸及重量，材料容易獲得，節約了成本。能夠搭載CCD或CMOS傳感器，可用于手機、筆記本電腦等移動終端，擴大了虹膜識別技術的應用領域。

附圖說明

圖1為本發明所述微型虹膜識別鏡頭的光線軌跡圖。

圖2為本發明所述微型虹膜識別鏡頭的傳遞函數曲線圖。

圖3為本發明所述微型虹膜識別鏡頭的場曲和畸變曲線圖。

圖4為本發明所述微型虹膜識別鏡頭的點列圖。

圖5為本發明所述微型虹膜識別鏡頭的相對照度圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。