CN105467490A - 一种滤光模组、成像装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤光模组、成像装置及移动终端，该滤光模组包括滤光片，其包括基片，所述基片的表面上形成有第一滤光层和第二滤光层，所述第一滤光层和所述第二滤光层互不重叠且滤光范围不同；旋转机构，内侧固设所述滤光片，外侧具有齿部；驱动机构，具有啮合部，所述啮合部与所述齿部相啮合，以驱动所述旋转机构旋转。本发明将两滤光膜层镀在一片基片上形成滤光片，并通过驱动机构驱动旋转机构旋转的方式来实现滤光片位置的轻微移动，节省了滤光片切换的空间。

Description

一种滤光模组、成像装置及移动终端

技术领域

本发明涉及生物识别技术领域，特别涉及一种用于人脸识别和虹膜识别滤光模组、成像装置及具有人脸识别和虹膜识别功能的移动终端。

背景技术

虹膜是眼睛的瞳孔和巩膜之间的环状组织，有自动调节瞳孔的大小，调节进入眼内光线多少的作用。虹膜特征有唯一性的特点，同时决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。

目前移动设备的个人信息安全和网络交互信息安全问题越发突出。为了解决该问题，已经在移动设备上集成了人脸识别的身份识别装置。然而，人脸识别技术存在识别正确率低，不能独立解决更高级别的信息安全问题，如网络交易密码替代等。

相比人脸识别技术，虹膜识别具有唯一性高、稳定性强、非侵犯性等优点。在移动设备中同时集成人脸识别和虹膜识别的功能，在低级别的个人身份认证时，例如开机身份认证可以采用人脸识别进行身份认证，而在高级别的个人身份认证，例如网上支付可以采用虹膜识别进行身份认证，如此可以满足用户不同的使用需求。

目前移动终端上通过一个摄像头既实现虹膜识别又实现人脸拍摄时，存在两种方式所需的光谱波段不同的问题，通常需要采用两种不同滤光片来实现，并配备复杂的切换装置。在进行人脸识别和虹膜识别间切换时，需要对可见光滤光片和红外光滤光片进行轮循切换。受两片滤光片所占空间以及功能切换时滤光片移动位移的影响，势必会对移动终端的轻薄化造成影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种滤光片切换方式简单、且所需切换距离微小的滤光模组。

本发明的另一目的在于提供一种能够同时实现虹膜图像采集和人脸图像采集的成像装置。

本发明的再一目的在于提供一种同时具有人脸识别和虹膜识别的移动终端。

本发明的滤光模组，包括：

滤光片，包括基片，所述基片的表面上形成有第一滤光层和第二滤光层，所述第一滤光层和所述第二滤光层互不重叠且滤光范围不同；

旋转机构，内侧固设所述滤光片，外侧具有齿部；

驱动机构，具有啮合部，所述啮合部与所述齿部相啮合，以驱动所述旋转机构旋转。

进一步，所述基片的表面上形成有多个第一滤光层和多个第二滤光层，所述多个第一滤光层和所述多个第二滤光层相互之间间隔设置。

进一步，所述第一滤光层为红外光滤光层，所述第二滤光层为可见光滤光层。

进一步，所述红外光滤光层允许波长为760-960纳米的光线通过，所述可见光滤光层允许波长为400-750纳米光线通过。

进一步，所述旋转机构为弧形齿条，所述弧形齿条具有第一弧面和与所述第一弧面相对的第二弧面，所述第一弧面上设置有所述齿部，所述第二弧面上固设所述滤光片；所述驱动机构的所述啮合部为直线齿条或蜗杆，所述啮合部沿直线移动带动所述弧形齿条旋转。

进一步，所述滤光片的形状为半圆形，所述第二弧面的圆心角为180度，以使所述滤光片贴合固设于所述第二弧面。

本发明的成像装置，包括：

成像镜头；

上述的滤光模组，所述滤光模组被设置在用于获得成像光的所述成像镜头的路径中；

图像传感器，用于将经过所述成像镜头获得的成像光转换为电信号；

其中，当所述滤光片的所述第一滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对虹膜图像进行采集；当所述滤光片的所述第二滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对人脸图像进行采集。

进一步，所述成像镜头包括光阑和多片透镜，所述滤光片设置于所述多片透镜之间。

进一步，所述旋转机构带动所述滤光片旋转以进行由虹膜图像采集向人脸图像采集的切换的旋转方向，与带动所述滤光片旋转以进行由人脸图像采集向虹膜图像采集的切换的旋转方向至少有一次相同。

本发明的移动终端，包括：

上述成像装置；

处理器；

外壳，所述外壳内设置有所述成像装置和所述处理器；

其中，当所述处理器发送虹膜图像采集指令时，驱动所述滤光片的所述第一滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对虹膜图像进行采集；当所述处理器发送人脸图像采集指令时，驱动所述滤光片的所述第二滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对人脸图像进行采集。

本发明将两滤光膜层镀在一片基片上形成滤光片，并通过驱动机构驱动旋转机构旋转的方式来实现滤光片位置的轻微移动，节省了滤光片切换的空间。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。

图1A是根据一示例性实施方式示出的本发明滤光模组中的滤光片的俯视图；

图1B是图1A中的滤光片的A-A剖视图；

图2A是根据另一示例性实施方式示出的本发明滤光模组中的滤光片的俯视图；

图2B是图2A中的滤光片的B-B剖视图；

图3是根据一示例性实施方式示出的本发明滤光模组的结构示意图；

图4是根据另一示例性实施方式示出的滤光模组的结构示意图；

图5是根据一示例性实施方式示出的成像装置的结构示意图；

图6是根据另一示例性实施方式示出的成像装置的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。

图1a是根据一示例性实施方式示出的本发明滤光模组中的滤光片的俯视图；图1b是图1a中的滤光片的A-A剖视图。

如图1a-1b所示，滤光片1包括基片11，在基片11的表面不同位置形成互不重叠的第一滤光层111和第二滤光层112。第一滤光层111和第二滤光层112紧邻的形成在一片基片11的表面上的左右两侧。

基片11可以为浮法玻璃。第一滤光层111可以为红外光滤光膜层，第二滤光层112为可见光滤光膜层。红外光滤光膜层允许波长为760-960纳米的光线通过，其他波段光线截止。可见光滤光膜层允许波长为400-750纳米光线通过，其他波段光线截止。其中，红外光滤光膜层和可见光滤光膜层镀在一片基片11上所采用的方式为：先将基片11上待镀红外光滤光膜层的表面遮蔽(不暴露于空气)，然后在基片11的表面上其他位置镀可见光滤光膜层。镀好可见光膜层后，将镀好的可见光滤光膜层部分遮蔽，再镀红外光滤光膜层。

如图1a所示，第一滤光层111覆盖基片11的表面积的一半区域，第二滤光层112覆盖基片11的表面积的另一半区域，以通过第一滤光层111和第二滤光层112将基片11的表面全部覆盖。然而，本发明并不局限于此，第一滤光层111和第二滤光层112覆盖基片11的表面积也可以不同，例如，第一滤光层111覆盖的尺寸可以大于第二滤光层112，亦即红外光滤光膜层的尺寸大于可见光滤光膜层的尺寸。可以想见的，第一滤光膜层111覆盖的尺寸也可以小于第二滤光层112，亦即红外光滤光膜层的尺寸小于可见光滤光膜层的尺寸。本实施例中第一滤光层111和第二滤光层112在基片11的表面的形成数量均为一个，但本发明并不以此为限，例如第一滤光层111和第二滤光层112于表面的形成数量也可以为多个，以下将结合附图具体介绍第一滤光层111和第二滤光层112于表面形成数量为多个的实施例。

本实施例中基片11的形状为半圆形，在基片11表面上形成的第一滤光层111和第二滤光层112为圆心角为90度的扇形。然而，基片11的形状并不局限于此，例如可以为圆形、扇形等，随基片11的形状变化在基片11表面形成的第一滤光层111和第二滤光层112的形状及尺寸也可以随之进行调整。

图2a是根据一示例性实施方式示出的本发明滤光模组中的滤光片的俯视图；图2b是图2a中的滤光片的B-B剖视图。

如图2a-2b所示，滤光片2包括基片21，在基片21的表面不同位置形成互不重叠的两个第一滤光层211和两个第二滤光层212。本实施例与图1a-图1b的主要区别在于，于基片表面上形成的第一滤光层和第二滤光层的数量均变为两个。第一滤光层和第二滤光层的滤光特性以及覆盖面积的说明已经在之前的实施例具体说明，在此不再赘述。需要特别说明的是，两个第一滤光层211和两个第二滤光层212之间可以相互间隔设置，即在两相邻的第一滤光层211之间间隔一个第二滤光层212，在两相邻的第二滤光层212之间间隔一个第一滤光层211。本实施例是以第一滤光层和第二滤光层为两个为例进行说明，可以想见的在保证第一滤光层和第二滤光层图像采集面积的前提下，第一滤光层和第二滤光层在基片上的形成数量也可以为三个、四个、五个等。

本实施例中基片21的形状为半圆形，在基片21表面上形成的第一滤光层211和第二滤光层212为圆心角为45度的扇形。然而，基片21的形状并不局限于此，例如可以为圆形、扇形等，随基片21的形状变化在基片21表面形成的第一滤光层211和第二滤光层212的形状及尺寸也可以随之进行调整。

图3是根据一示例性实施方式示出的滤光模组的结构示意图。

如图3所示，滤光模组3包括滤光片1、旋转机构4和驱动机构5。滤光片1已于之前的实施例中加以说明，在此不再赘述。以下将着重介绍旋转机构4和驱动机构5的结构。

旋转机构4可以为弧形齿条，弧形齿条的内侧弧形表面的弧度与半圆形滤光片1的弧形侧表面的弧度相配，例如，在滤光片1的形状为半圆形时，弧形齿条的圆心角为180度，可以使半圆形滤光片1的弧形侧表面与弧形齿条的内侧弧形表面完全贴合。滤光片1于弧形齿条内侧的固定方式可以通过粘结胶粘合固定，或者在弧形齿条内侧设置与滤光片1的厚度相配的卡槽，以通过卡槽将滤光片1卡配固定等，本发明并不以此为限。弧形齿条的外侧弧形表面具有沿弧形表面排布的多个齿41，并通过齿41与驱动机构5接合。

驱动机构5包括电机51和直线齿条52，电机51的输出轴与直线齿条52的一端连接，在电机51的驱动下直线齿条52可以沿图中箭头方向移动，直线齿条52的上表面设置多个沿直线排列的齿521，直线齿条52的齿521与旋转机构4的齿41啮合，使旋转机构4在驱动机构5的带动下旋转，并由此带动旋转机构4上固定的滤光片1旋转。例如，直线齿条52在电机51的驱动下沿图中箭头右方向移动时，可以带动旋转机构4顺时针旋转，以使滤光片1中的可见光滤光膜层112位于镜头中心位置，此时可以进行人脸图像的采集。反之，直线齿条52在电机51的驱动下沿图中箭头左方向移动时，可以带动旋转机构4逆时针旋转，以使滤光片1中的红外光滤光膜层111位于镜头中心位置，此时可以进行虹膜图像的采集。

本实施例中弧形齿条的材质可以采用金属材料、塑料或亚克力等，为防止滤光片1与弧形齿条由于刚性接触而损坏，可以在弧形齿条的内侧弧形面与滤光片1之间设置柔性保护层，例如橡胶垫等。此外，旋转机构4除了包括弧形齿条之外，还可以包括用于承载滤光片1的承载板，承载板固定于弧形齿条的内侧，如此可以将滤光片1搭载于承载板上。

本实施例中驱动机构5与旋转机构4之间的传动部采用直线齿条，然而本发明并不以此为限，其也可以用蜗杆或者齿轮代替。对于用齿轮替代的情况，使驱动机构的齿轮与旋转机构4的齿接合，通过电机驱动齿轮旋转，再带动弧形齿条旋转实现滤光片的切换动作。

图4是根据一示例性实施方式示出的滤光模组的结构示意图。

如图4所示，滤光模组6包括滤光片2、旋转机构4和驱动机构5。滤光片2、旋转机构4和驱动机构5已于之前的实施例中说明，在此不再赘述。本实施例中滤光片2的两个第一滤光层211和两个第二滤光层212间隔设置，驱动机构5沿同一方向驱动就可以完成两次滤光片的切换动作，简化了对驱动机构的控制。

上述实施例将红外光滤光膜层和可见光滤光膜层两种膜层镀在一片基片上；通过驱动机构驱动旋转机构旋转的方式来实现滤光片位置的轻微移动，节省了滤光片切换的空间。

本发明还提供一种成像装置，包括成像镜头、滤光模组和图像传感器。滤光模组的滤光片设置于成像镜头的镜片之间。滤光模组已于上述进行详细说明，在此不再赘述。图像传感器将经过所述光学系统获得的成像光转换为电信号。当滤光片的第一滤光层旋转至图像传感器的成像区，以对虹膜图像进行采集；当滤光片的第二滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对人脸图像进行采集。

本实施例中滤光片设置在多片透镜之间，可以将滤光片设置在光阑005处，如图5所示；还可以将其设置在光阑005处以外的位置，如图6所示，在实际应用中可以根据需要选择滤光片003的设置位置。

当滤光片设置在光阑005处时，例如可以是滤光片003与光阑005相邻设置，使得通光孔与滤光片的位置相对应，而在光线方向上滤光片003与光阑005之间的距离可大可小，并不做具体限定。根据光学镜头的设计原理，若要将滤光片003设置在光阑005处，由于光阑005的位置就是透镜组中间通光孔径最小的位置，因此所需要的滤光片003的尺寸就是最小的。除了将滤光片003设置在光阑005处之外，还可以将滤光片003设置在其他位置，如图6所示，光阑005位于第二片透镜和第三片透镜之间，而将滤光片003设置在光阑005的后端，即位于第三片透镜和第四片透镜之间。虽然此时滤光片的尺寸并不是最小的，但是相较于现有技术将滤光片设置在成像镜头的前端所需的滤光片的尺寸也是大大减小。在其他实施例中还可以将滤光片003设置在光阑005的前端，即位于第一片透镜和第二片透镜之间，结构和原理与将滤光片设置在光阑处、光阑后端类似，此处不再赘述。

无论将滤光片003设置在光阑处、光阑前端还是光阑后端，均将切换机构004设置在与滤光片003相应的位置。图4中的旋转机构4与驱动机构5一起构成切换机构004。切换机构004与滤光片003连接，用于对滤光片003对应通光孔的不同膜层进行切换，以实现不同滤光模式，例如通过控制切换机构004，当图1A所示的滤光片中的红外滤光片111对应通光孔时，滤光模组工作在红外滤光模式下；而当图1A所示的滤光片中的可见光滤光片112对应通光孔时，滤光模组工作在可见光滤光模式下。需要说明的是，图5和图6中光阑005设置在第二片透镜和第三片透镜之间仅为示例，并不以此限定光阑005的位置，光阑005在成像镜头001中的位置也可以根据需要进行调整，例如还可以将光阑005设置在第一片透镜和第二片透镜之间；或者还可以将光阑005设置在第三片透镜和第四片透镜之间。

还需要说明的是，本实施例中所述的“第一片透镜”、“第二片透镜”、“第三片透镜”和“第四片透镜”均是以图5和图6所示透镜从左侧数起依次是第一、第二、第三和第四片透镜。

为得到高质量的虹膜图像和人脸图像，成像镜头001多采用高分辨率的镜头，成像镜头001中的镜片设计多采用非球面设计，因此本实施例中多片透镜为非球面透镜。

除上述成像镜头001、至少一滤光片003、切换机构004和图像采集传感器006以外，在成像装置中还包括镜筒、镜头座以及电路板(图中未示出)，并通过镜头座将成像镜头固定在电路板上。另外，图像采集传感器006用于在红外滤光模式下采集虹膜图像，在可见光滤光模式下采集人脸图像。本实施例中的图像采集传感器006可以为CCD(Charge-coupledDevice，电荷耦合元件)图像传感器，还可以为CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。

在一实施例中，滤光模组选用图4所示结构时，旋转机构4带动滤光片2旋转以进行由虹膜图像采集向人脸图像采集的切换的旋转方向，与带动滤光片2旋转以进行由人脸图像采集的切换的旋转方向至少有一次相同，即旋转机构4沿逆时针旋转，滤光片2中最左侧的第一滤光层211首先被旋转至图像传感器的成像区，此时可以进行虹膜图像采集。旋转机构4继续沿逆时针旋转，滤光片2中左侧的第二滤光层212被旋转至图像传感器的成像区，此时切换为人脸图像采集。旋转机构4继续沿逆时针旋转，滤光片2中右侧的第一滤光层211被旋转至图像传感器的成像区，此时再次切换为虹膜图像采集。旋转机构4继续沿逆时针旋转，滤光片2中右侧的第二滤光层212被旋转至图像传感器的成像区，此时可以再次进行人脸图像采集。因此，在最左侧的第一滤光层211旋转至图像传感器的成像区直至最右侧的第二滤光层212旋转至图像传感器的成像区，顺序完成了虹膜图像采集-人脸图像采集-虹膜图像采集-人脸图像采集间的三次切换，且在这三次切换中旋转机构4的旋转方向相同。完成滤光片的三次切换后，需要驱动机构5驱动旋转机构4沿顺时针旋转，以再次进行滤光片下一周期的人脸图像采集-虹膜图像采集-人脸图像采集-虹膜图像采集间的切换动作。

本实施例中旋转机构沿同一方向旋转就可以实现滤光模式的三次切换，在进行滤光模式切换时无需频繁切换旋转方向，便于驱动机构的控制。

本发明还提供一种移动终端，包括成像装置、处理器和外壳，成像装置和处理器设置于外壳中。当处理器发送虹膜图像采集指令时，驱动滤光片的第一滤光层旋转至图像传感器的成像区，以对虹膜图像进行采集；当处理器发送人脸图像采集指令时，驱动滤光片的第二滤光层旋转至图像传感器的成像区，以对人脸图像进行采集。如此同时实现了人脸识别和虹膜识别的功能。

由于本发明将红外光滤光膜层和可见光滤光膜层两种膜层镀在一片基片上；通过驱动机构驱动旋转机构旋转的方式来实现滤光片位置的轻微移动，节省了滤光片切换的空间，安装在移动终端中时所占用的空间很小，可以满足移动终端的轻薄化要求。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (11)

1.一种滤光模组，其特征在于，包括：

滤光片，包括基片，所述基片的表面上形成有第一滤光层和第二滤光层，所述第一滤光层和所述第二滤光层互不重叠且滤光范围不同；

旋转机构，内侧固设所述滤光片，外侧具有齿部；

驱动机构，具有啮合部，所述啮合部与所述齿部相啮合，以驱动所述旋转机构旋转。

2.如权利要求1所述的滤光模组，其特征在于，所述基片的表面上形成有多个第一滤光层和多个第二滤光层，所述多个第一滤光层和所述多个第二滤光层相互之间间隔设置。

3.如权利要求1所述的滤光模组，其特征在于，所述第一滤光层为红外光滤光层，所述第二滤光层为可见光滤光层。

4.如权利要求3所述的滤光模组，其特征在于，所述红外光滤光层允许波长为760-960纳米的光线通过，所述可见光滤光层允许波长为400-750纳米光线通过。

5.如权利要求1所述的滤光模组，其特征在于，所述旋转机构为弧形齿条，所述弧形齿条具有第一弧面和与所述第一弧面相对的第二弧面，所述第一弧面上设置有所述齿部，所述第二弧面上固设所述滤光片；所述驱动机构的所述啮合部为直线齿条或蜗杆，所述啮合部沿直线移动带动所述弧形齿条旋转。

6.如权利要求1所述的滤光模组，其特征在于，所述旋转机构为弧形齿条，所述弧形齿条具有第一弧面和与所述第一弧面相对的第二面，所述第一弧面上设置有所述齿部，所述第二面上固设所述滤光片；所述驱动机构的所述啮合部为齿轮，所述啮合部旋转带动所述弧形齿条旋转。

7.如权利要求5或6所述的滤光模组，其特征在于，所述滤光片的形状为半圆形，所述第二弧面的圆心角为180度，以使所述滤光片贴合固设于所述第二弧面。

8.一种成像装置，其特征在于，包括：

成像镜头；

如权利要求1-7任一项所述的滤光模组，所述滤光模组被设置在用于获得成像光的所述成像镜头的路径中；

图像传感器，用于将经过所述成像镜头获得的成像光转换为电信号；

其中，当所述滤光片的所述第一滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对虹膜图像进行采集；当所述滤光片的所述第二滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对人脸图像进行采集。

9.如权利要求8所述的成像装置，其特征在于，所述成像镜头包括光阑和多片透镜，所述滤光片设置于所述多片透镜之间。

10.如权利要求8所述的成像装置，其特征在于，所述旋转机构带动所述滤光片旋转以进行由虹膜图像采集向人脸图像采集的切换的旋转方向，与带动所述滤光片旋转以进行由人脸图像采集向虹膜图像采集的切换的旋转方向至少有一次相同。

11.一种移动终端，其特征在于，包括：

如权利要求8-10任一项所述的成像装置；

处理器；

外壳，所述外壳内设置有所述成像装置和所述处理器；

其中，当所述处理器发送虹膜图像采集指令时，驱动所述滤光片的所述第一滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对虹膜图像进行采集；当所述处理器发送人脸图像采集指令时，驱动所述滤光片的所述第二滤光层旋转至所述图像传感器的成像区，以对人脸图像进行采集。