CN108108708A - 支持多光谱生物特征的复合成像系统及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了支持多光谱生物特征的复合成像系统，包括沿着入射光路布置的镜头组件、滤光片组件和图像传感器，其中，镜头组件包括固定焦距的光学透镜；滤光片组件包括双区域滤光片和双带通滤光片，以及图像传感器包括可见光成像区域、近红外光成像区域以及这两个区域之间的过渡区域，且图像传感器在可见光成像模式或近红外光成像模式下工作。本发明一并公开了具有上述复合成像系统的移动终端。

Description

支持多光谱生物特征的复合成像系统及移动终端

技术领域

本发明涉及图像处理、生物识别和光学成像技术领域，更具体地，涉及一种支持多光谱生物特征的复合成像系统及移动终端。

背景技术

随着移动终端功能的不断提升，通过生物特征识别进行身份认证的技术在移动终端得到广泛研究与应用。生物特征识别例如包括：指纹识别、人脸识别、虹膜识别、声纹识别等，而其中虹膜识别的安全性和精确度最高，具有个体唯一、不需要记忆、不能被窃取，安全级别高等优点，故，在移动终端上加入虹膜识别的功能对保证用户信息安全具有重要意义。

在当前技术中，在移动终端(比如手机)上加入了虹膜识别的功能，需要在其正面增加一颗近红外摄像头模组，和用于自拍的前置可见光摄像头模组是相互独立的。这样，移动终端的前面板需要开两个孔，一个用于自拍，一个用于虹膜成像，工业设计上复杂而且外观并不美观。

另一种实现方式是利用近红外光与可见光复合成像摄像头模组(参见CN201620228422.9,CN201720101551.6相关申请)，实现虹膜成像和自拍共用同一摄像头模组。这种实现方式在不影响外观的情况下，可以有效降低硬件设计的复杂度和实现虹膜识别功能的成本。但由于该复合成像摄像头所使用的分区域带通光学滤光片所需的镀膜工艺相对复杂，比如需要多次光刻，剥离等工艺步骤，导致良品率偏低，不利于大规模量产。

因此，需要一种既可以满足外观设计需求，又能够降低生产成本的移动终端的复合成像系统的设计方案。

发明内容

为此，本发明提供了支持多光谱生物特征的复合成像系统及移动终端，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种支持多光谱生物特征的复合成像系统，包括沿着入射光路布置的镜头组件、滤光片组件和图像传感器，其中，镜头组件包括固定焦距的光学透镜；滤光片组件包括双区域滤光片和双带通滤光片，其中，双区域滤光片包括允许可见光波段的光通过的可见光带通滤光区域和允许全光谱光线通过的全通区域；双带通滤光片允许可见光波段和近红外光波段通过；以及图像传感器包括可见光成像区域、近红外光成像区域以及这两个区域之间的过渡区域，且图像传感器在可见光成像模式或近红外光成像模式下工作，其中，可见光成像区域在所述可见光成像模式下对通过滤光片组件的可见光进行成像；近红外光成像区域在近红外光成像模式下对通过滤光片的近红外光进行成像。

可选地，在根据本发明的复合成像系统中，双区域滤光片的可见光带通滤光区域和全通区域分别对应于图像传感器的可见光成像区域和近红外光成像区域；且，滤光片组件与图像传感器的距离小于第一距离；以及在滤光片组件中，双区域滤光片和双带通滤光片之间的距离小于第二距离，其中第一距离大于第二距离。

可选地，在根据本发明的复合成像系统中，镜头组件还包括可变焦距的光学透镜，此时，复合成像系统还包括：微电机致动器，适于根据可见光成像模式或近红外光成像模式的预定焦距范围控制运动部件移动镜头组件来完成对焦。

可选地，在根据本发明的复合成像系统中，还包括：近红外光源，适于在近红外光成像模式下对感兴趣区域进行近红外波段的照明。

根据本发明的另一个方面，提供了一种支持多光谱生物特征成像的移动终端，包括：如上所述的复合成像系统；近红外光源，适于在近红外光成像模式下对包含感兴趣的生物特征的区域进行近红外波段的照明，其中近红外光源被布置为具有朝移动终端屏幕上部方向的特定发射倾角；以及显示屏幕，适于在近红外光成像模式下显示用于引导用户配合采集生物特征图像的引导标志。

可选地，在根据本发明的移动终端中，还包括：图像处理单元，适于在可见光成像模式下，获取图像传感器中可见光成像区域的图像，作为可见光图像，还适于在近红外光成像模式下，获取图像传感器中近红外光区域的图像，作为近红外光图像。

根据本发明的复合成像系统，利用了镀膜工艺相对简单的两个滤光片(双区域滤光片和双带通滤光片)的组合替代制造工艺相对复杂的单个分区域滤光片，提升了复合成像系统(或，摄像头模组)生产制造的良品率，降低了大规模生产的成本。

同时，还保证了移动终端前置摄像头的正常使用，比如自拍，而且可以在用户正常使用的距离上(比如30-40厘米)采集到满足生物特征(例如，虹膜)识别要求的红外生物特征图像，不影响用户体验。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1A和图1B分别示出了根据本发明一个实施例的复合成像系统100的示意图；

图2A和图2B分别示出了根据本发明另一个实施例的复合成像系统100的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的带有近红外光源的复合成像系统100的示意图；

图4A和图4B分别示出了根据本发明实施例的在可见光成像模式下和在近红外光成像模式下图像传感器110和输出预览的图像41的对照示意图；

图5A至图5C分别示出了根据本发明实施例的双区域滤光片122的示意性正视图；以及

图6A至图6D示出了包括复合成像系统100的移动终端200的一个实施例,其中图6A示出了移动终端200的结构配置，图6B示出了移动终端200中复合成像系统100的一个结构示意图，图6C和图6D示出了移动终端200在使用时的用户体验示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1A和图1B分别示出了根据本发明一个实施例的复合成像系统100的示意图。

如图1A所示，该复合成像系统100包括图像传感器110、滤光片组件120和镜头组件130，其中，滤光片组件120又包括双区域滤光片122和双带通滤光片124。

镜头组件130为固定焦距的光学透镜。

双区域滤光片122包括可见光带通滤光区域1222(图中示出为用竖线填充)和全通区域1224。双带通滤光片124在图中用斜线示意。根据一种实现方式，双区域滤光片122中的可见光带通滤光区域1222和双带通滤光片124可以通过镀膜来实现。所需工艺比现有的双区域双带通的滤光片的镀膜工艺更简单，比如更少的光刻，剥离等步骤，良品率更高。

图像传感器110包括可见光成像区域B、近红外光成像区域A(图中示出为用反斜线填充)以及这两个区域之间的过渡区域C(图中示出为用横线填充)，且图像传感器110在可见光成像模式或近红外光成像模式下工作。进一步地，双区域滤光片122的可见光带通滤光区域1222和全通区域1224分别对应于图像传感器110的可见光成像区域B和近红外光成像区域A。

如图1A所示，镜头组件130、双区域滤光片122、双带通滤光片124和图像传感器110依次沿着入射光路布置。应当注意，在图1A中所示的各部件之间的距离仅仅是示例性的。

全光谱光线入射穿过镜头组件130并到达双区域滤光片122(为便于说明，在图1A中采用粗线箭头表示全光谱光线，用虚线箭头表示近红外光光线，另外的黑色箭头表示可见光光线)，其中可见光带通滤光区域1222允许可见光(例如，波长为380-760nm)通过，而全通区域1224允许全光谱光线通过。在光线到达双带通滤光片124的时候，仅有可见光和近红外光(例如，波长为380-760nm的可见光，波长为780-880nm的近红外光)可以通过。通过双带通滤光片124的可见光波段的光在图像传感器的区域B成像、而区域A则对通过双带通滤光片124的近红外波段的光进行成像。需要说明的是，在一些情况下，区域A的成像中可能会夹杂着少许对可见光波段的成像，根据本发明的一种实现方式，可根据实际需要进行处理，例如通过后期的图像处理软件对其进行滤波处理等。

根据一种实施方式，利用图像处理软件可以分别将图像传感器110的区域B和A的成像区分开来，其中区域B的成像对应于正常的可见光成像模式下的成像，例如用户使用诸如手机等移动终端进行日常自拍时的成像；而区域A的成像对应于近红外光模式下的成像，例如用户在使用手机进行虹膜识别时的成像。不论是在可见光成像模式下还是在近红外光成像模式下，图像传感器110上得到的图像可以同时输出供用户预览，这样可以方便用户调整拍摄位置和角度使得成像在相应区域中，得到所需图像。如图4A，在可见光成像模式下，仅将图像传感器110中区域B(即，可见光成像区域)上得到的图像输出预览，以拍摄人脸图像为例，将区域B上得到的人脸图像整个输出，作为输出预览的图像41。如图4B，在近红外光成像模式下，将整个图像传感器110上得到的图像输出预览，以进行虹膜识别为例，输出预览的图像41的眼部区域对应在区域A上的成像，输出预览的图像41的其他区域对应在区域B和区域C的成像。

另外，通过可见光带通滤光区域1222的可见光和通过双带通滤光片124的可见光和近红外光在图像传感器110的过渡区域C会产生重叠交汇。为了尽可能减少甚至几乎消除过渡区域C的面积，双区域滤光片122和双带通滤光片124的间距应尽量小，例如，小于第二距离；同时，滤光片组件120应尽量靠近图像传感器110，如，滤光片组件120与图像传感器110的间距小于第一距离，以保证在这个间距范围内光的广角扩散传播很小、甚至可以被忽略；并且，第一距离大于第二距离。可选地，第一距离取2毫米，第二距离取1毫米。这样，即使图像传感器110上还存在过渡区域C，但其面积有限，且主要对可见光成像有影响，可以通过图像处理软件在可见光图像中去除过渡区域C对应的像素区域，得到可以接受的可见光成像。

图1B是图1A示出的复合成像系统100的另一种实现方式的示意图。如图1B所示，复合成像系统100包括沿着入射光路依次布置的镜头组件130、双带通滤光片124、双区域滤光片122和图像传感器110(其中，双带通滤光片124、双区域滤光片122组成滤光片组件120)。这样，全光谱光线入射穿过镜头组件130以后，仅有可见光波段和近红外波段的光可以通过双带通滤光片124，然后，再经过双区域滤光片122，在图像传感器110的区域A、B和C生成类似于图1A的分布，即可见光波段的光在图像传感器110的区域B成像、可见光波段和近红外波段的光在区域A进行成像(同图1A，在图1B中采用粗线箭头表示全光谱光线，用虚线箭头表示近红外光波段的光线，另外的黑色箭头表示可见光波段的光线)。

结合图1A和图1B可以看出，在根据本发明的实施例中，双区域滤光片122和双带通滤光片124的先后顺序并不影响光线在图像传感器110上的成像，本发明对此不作限制。

应当指出的是，在根据本发明的复合成像系统100中，滤光片组件120也可以由多区域滤光片和多带通滤光片组成。其中，多区域滤光片除了包括一个可见光带通滤光区域和一个全通区域外，还可以包括其他滤光区域(如多个全通区域，远红外光带通滤光区域等)；相应地，多带通滤光片除了允许可见光波段的光和近红外波段的光在通过以外，还可以利用镀膜工艺允许其他波段的光通过，如允许中红外波段或远红外波段的光通过。篇幅所限，本发明的实施例仅以双区域滤光片和双带通滤光片为例，对复合成像系统100进行详细说明，但基于本发明的实施例，本领域技术人员应当能够根据实际情况选取合适的滤光片组件，实现支持多光谱生物特征的复合成像系统100。

根据本发明的另一种实现方式，镜头组件130还可以是可变焦距的光学透镜。图2A和图2B分别示出了镜头组件为可变焦距的光学透镜时，复合成像系统100的示意图。

如图2A和图2B所示，除镜头组件130、滤光片组件120和图像传感器110之外，复合成像系统100还包括微电机致动器140，布置在镜头组件130和滤光片组件120之间，根据可见光成像模式或近红外光成像模式的预定焦距范围控制运动部件(未示出)移动镜头组件130来完成对焦。这样，就可以解决可见光成像和红外光成像轴向焦距色差问题。例如，在近红外光成像模式下，镜头组件距离图像传感器的距离要比在可见光成像模式下相对小一些。又如，图像传感器110上得到的图像可以同时输出供用户预览，此时，可以获取预览图像的图像质量信息，根据图像质量信息来控制微电机致动器140调节镜头组件130以实现对感兴趣区域的生物特征(如虹膜特征)进行自动对焦控制。

图3是根据本发明一个实施例的带有近红外光源的复合成像系统100的示意图。

在图3中，除了示出之前所述的图像传感器110、滤光片组件120和镜头组件130的示意性位置关系外，还进一步示出了近红外光源150。在诸如虹膜之类的生物特征成像中，虹膜信息容易被复杂的外界环境可见光所干扰，为此，近红外光源150可以包括中心光谱范围例如在780～880nm内的一颗或多颗红外LED，用以在近红外光成像模式下对感兴趣区域的生物特征进行近红外波段的照明，从而增强生物特征成像效果。

另外，近红外光源150可以独立于复合成像系统100，如图3所示，也可以作为复合成像系统100的一部分，本发明的实施例对此不作限制。近红外光源150在安装时，会有一个特定的发射倾角，仅需要对图3所示的特定成像空间范围(如图3中α所指示的两个箭头范围内的空间区域)内的生物特征进行近红外波段的照明，而无需对整个成像空间范围(如图3中β所指示的入射光范围内的空间区域)内的物体进行照明。近红外光源150的出射主光轴301和复合成像系统100的中心光轴302不平行，以避免生物特征(例如虹膜)成像时发生“亮瞳”效应，影响生物识别系统的性能。并且，近红外光源150的发射倾角可以根据不同的物距以及和复合成像系统100的相对位置灵活调节。一般地，发射倾角的范围设置在0-45°之间，当物距增大时，倾角可以相应减小。

根据本发明的一个实施例，在近红外光成像模式下，近红外光源150可以以常亮或者亮灭交替的闪烁方式工作。其中，近红外光源150闪烁方式下，点亮和熄灭的时间和频率可以通过软件进行控制，此处不再赘述。

在根据本发明的实现方式中，图像传感器110为一个完整的图像传感器像素组合阵列，其通过数据传输接口(比如MIPI接口)将图像传感器采集的数字图像像素数据传输到后端加密芯片或者处理器。为了同时满足可见光模式成像应用(比如自拍)对比较大的成像范围(对应比较大的视场角)的要求、和近红外光成像应用(比如虹膜成像)对图像分辨率(单位面积内的像素数)的精度和最小分辨率要求，本发明的复合成像系统100中的图像传感器110为大像素数的图像传感器。以平均直径为11毫米的普通人的虹膜为例，按照ISO标准，图像中单眼虹膜外圆直径需要有120个像素。若在正常使用距离上(30CM)能够用水平FOV为70度的镜头进行虹膜识别，这需要图像传感器110在水平方向上至少具备3000个像素，按照9:16的图像宽高比，对应垂直方向上需要有5333个像素，也就是说，总像素数量是16M。考虑到实际图像传感器在水平方向和垂直方向上的像素数，在根据本发明的实施例中，优选使用16M的CMOS图像传感器(3000(W)x 5344(H))。

图5A、图5B、图5C分别示出了根据本发明实施例的双区域滤光片122的三种实现方式下的示意性正视图。在双区域滤光片122中，用斜线填充的部分代表可见光带通滤光区域1222，剩余的空白部分代表全通区域1224。对应图5A、图5B、图5C的三种设计，双区域滤光片122的全通区域1224的形状可以是一个矩形区域，也可以是两个对称的圆形区域或者两个对称的矩形区域。当全通区域1224从一个矩形区域缩小为两个圆形或者矩形区域时，在近红外成像模式下，可以减少预览图像中，近红外光对眼周以外区域的影响。

根据本发明的实施例，在保证双区域滤光片122的可见光带通滤光区域1222和全通区域1224分别对应于图像传感器110的用于可见光成像的区域B和用于近红外光成像的区域A的情况下，本发明对可见光带通滤光区域1222和全通区域1224的形状、大小和布置位置均不作过多限制。

如上所述，本发明实施例的复合成像系统100创新地采用了镀膜工艺相对简单、良品率高的两种滤光片(即，双区域滤光片122和双带通滤光片124)的组合设计，有效地降低了复合成像系统100在大规模生产时的成本。此外，本发明实施例还可以进一步采用改进型的双区域滤光片122，结合双带通滤光片124实现复合成像。

同时，镜头组件130可以是固定焦距的光学透镜，也可以是可变焦距的光学透镜，当镜头组件130是可变焦距的光学透镜时，通过增加微电机致动器140来调整镜头组件130的焦距，提高用户的拍照体验和图像质量。

本发明实施例的复合成像系统100，在可见光成像模式下，可以通过软件控制图像信号处理器ISP选择对应的可见光成像区域工作，调用相应的可见光成像的ISP参数设置使得可见光成像的效果优化。同样，在近红外光成像模式下，则通过控制ISP选择对应的近红外光成像区域工作，调用相应的近红外光成像的ISP参数设置使得近红外光成像的效果优化。特别地，针对虹膜识别，因为有主动红外照明而且照明光源稳定，需要修改ISP参数相应降低图像传感器CMOS的信号增益，增大图像传感器CMOS的对比度，降低图像传感器CMOS的噪声，增大图像传感器CMOS的信噪比，从而有利于提高虹膜成像质量。

图6A至图6D示出了包括复合成像系统100的移动终端200的一个实施例，其中图6A示出了移动终端200的结构配置，图6B示出了移动终端200中复合成像系统100的结构示意图，图6C和图6D示出了移动终端200在使用时的用户体验示意图。

移动终端200除了包括存储器接口、数据处理器、中央处理单元、外围接口等必要配置外，还包括实现为摄像头模组的复合成像系统100、近红外光源150和显示屏幕210。

其中，近红外光源150在近红外光成像模式下对包含感兴趣的生物特征的区域进行近红外波段的照明，近红外光源150被布置为具有朝移动终端200的显示屏幕上部方向的特定发射倾角，如前文所述，近红外光源150可以包括780～880nm波段范围内的一颗或多颗红外LED。显示屏幕210在近红外光成像模式下显示用于引导用户配合采集生物特征(即，感兴趣特征)图像的引导标志212。例如用户在利用移动终端200进行虹膜识别时，通过引导标识212引导用户调整拍摄时的角度，将眼部图像对应显示在引导标识212的位置处。

复合成像系统100被布置于移动终端200的显示屏幕正面的一侧，比如显示屏幕顶部或底部，在图6A中为显示屏幕的顶部。在本实施例中，近红外光源150和复合成像系统100被布置于移动终端200的显示屏幕正面的同一侧，即在图6A中示出为均布置于显示屏幕正面顶部，也就是说，位于显示屏幕的N方向，其中近红外光源150的位置与复合成像系统100的中心的水平距离在2-8厘米范围内。

如前文所述，近红外光源150在安装时，会有一个向复合成像系统100方向倾斜的特定的发射倾角。近红外光源150的出射主光轴和复合成像系统100的中心光轴不平行，以避免生物特征(例如虹膜)成像时发生“亮瞳”效应，影响生物识别系统的性能。另外，也有利于对佩戴眼镜的用户使用时的反射光斑的消除。近红外光源150的发射倾角可以根据不同的物距以及与复合成像系统100的相对摆放位置灵活调节。一般地，发射倾角的范围设置在0-45°之间，当物距增大时，倾角可以相应减小。

近红外光源150放置于移动终端200的触摸板(Touch Panel)之下，例如，近红外光源150可以置于移动终端200的正面按键底层(沿移动终端厚度方向的下方)，如Home(返回桌面)键底层，这样不必在其他位置专门开孔而导致影响外观。近红外光源150的开孔部分的触摸板表面可以镀红外增透膜，使得移动终端正面整体颜色保持一致。一般地，镀膜颜色有银白色、金色、黑色。

如图6A所示，复合成像系统100在显示屏幕210的N方向，即沿移动终端长度方向的上方，显示屏幕在复合成像系统100的S方向上。以图1A示出的复合成像系统100的结构为例，此时，双区域滤光片122、双带通滤光片124和图像传感器110按如图6B所示的方式进行配置，双区域滤光片122的可见光带通滤光区域1222置于全通区域1224的上方(即，N方向)，对应的图像传感器110的可见光成像区域B置于近红外光成像区域A的上方(N方向)，过渡区域C位于可见光成像区域B和近红外光成像A区域之间。在本实施例中，可见光成像区域的面积大于图像传感器的面积的50％，近红外光成像区域的面积小于图像传感器的面积的50％，过渡区域C位于可见光成像区域和近红外光成像区域之间，其面积小于图像传感器的面积的15％。在这两个区域上下排列的情况下，根据本发明的实施例，可见光成像区域的高度设置为在图像传感器的高度的70％-90％之间，近红外光成像区域的高度设置为在图像传感器的高度的10％-30％之间。可以优选设计为：可见光成像区域高度为整个图像传感器高度的75％，近红外光成像区域高度为整个图像传感器高度的25％。

需要说明的是，此处仅示出了一种复合成像系统100在移动终端200中的结构配置，但本发明的实施例不限于此。参照上面的描述，可以将图1B、图2A、图2B中所述的复合成像系统100相应布置于移动终端200中，实现支持多光谱生物特征成像，此处不再展开描述。

根据本发明的又一个实施例，移动终端200中还包括图像处理单元(未示出)。在可见光成像模式下，图像处理单元获取图像传感器110中可见光成像区域的图像，作为可见光图像；在近红外光成像模式下，图像处理单元获取图像传感器110中近红外光区域的图像，作为近红外光图像。

在可见光成像模式下，例如用户日常的自拍，近红外光源150不工作。用户自然手持移动终端200，注视显示屏幕210(中部)，如图6C所示。结合图6B示出的复合成像系统100的结构示意图，光线经过位于上方(N)的双区域滤光片122的可见光带通滤光区域1222和双带通滤光片124而到达图像传感器110的同样位于上方(N)的可见光成像区域B。

图像处理单元选择性地仅输出可见光成像区域B获得的图像至显示屏幕210，根据本发明的一个实施例，可以在显示屏幕210上布置图像预览窗口(例如利用整个显示屏幕显示输出的预览图像)，显示输出的图像以供用户预览。这样，用户在日常自拍时可以实时地预览到当前图像，以便于用户调整拍摄角度和距离进行拍摄，直到用户满意为止。

在近红外光成像模式下，近红外光源150启动。复合成像系统100采集来自生物特征的可见光和近红外光，其中，可见光可以到达整个图像传感器110；由于透镜成像倒立的原理，近红外光主要经过位于下方(S)的双区域滤光片122的全通区域1224和双带通滤光片124而到达图像传感器110的同样位于下方(S)的近红外光成像区域A，少量可见光波段的光也会到达图像传感器的可见光成像区域A。

在近红外光图像采集的用户预览阶段，图像处理单元输出整个图像传感器上得到的图像到显示屏幕210，例如，可以在显示屏幕210上布置图像预览窗口，并且通过引导标识212引导用户调节移动终端200的位置和角度，比如，使移动终端的上部(即包含复合成像系统100的一侧)朝靠近用户侧的方向倾斜，如图6D所示，使得感兴趣的生物特征可以移动到虹膜图像采集的引导标志212内，并在图像传感器的近红外光成像区域A成像。在得到用户确认后，系统软件可以选择性地仅输出图像传感器近红外光成像区域A获得的图像作为用户的生物特征图像(例如，虹膜图像)，以用于后续的预处理或加密识别过程。

本发明的复合成像系统100和移动终端200至少具有如下优点：

1)在复合成像系统中利用了镀膜工艺相对简单的两个滤光片(双区域滤光片和双带通滤光片)的组合替代制造工艺相对复杂的单个分区域滤光片，提升了复合成像系统(摄像头模组)生产制造的良品率，降低了大规模生产的成本。

2)复合成像系统配合移动终端可以提供用户整个面部的预览图像，尤其在近红外光成像模式下，还可以提供引导标志引导用户调整移动终端的位置和角度，对比常用的仅包括双眼和眼周区域的预览图像，本方案可以更友好地引导用户调整双眼位置至最佳成像区域，以获取高质量虹膜图像。

3)保证移动终端前置摄像头的正常使用，比如自拍，而且可以在用户正常使用的距离上(比如30-40厘米)采集到满足生物特征(例如，虹膜)识别要求的红外生物特征图像，不影响用户体验。

需要说明的是，本发明以虹膜识别为例来说明支持多光谱生物特征的复合成像系统。然而本发明的各方面并不局限于对人眼虹膜的识别，还可以应用到能够用于身份认证的其他生物特征识别中，例如，眼白、指纹、视网膜、鼻子、人脸(二维或三维)、眼纹、唇纹、静脉等。

应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

本发明还公开了：

A11、如A10所述的移动终端，还包括：图像处理单元，适于在可见光成像模式下，获取图像传感器中可见光成像区域的图像，作为可见光图像，还适于在近红外光成像模式下，获取图像传感器中近红外光区域的图像，作为近红外光图像。A12、如A10或11所述的移动终端，其中，所述近红外光源的开孔部分的表面镀有允许近红外波段的光源透过的红外增透膜。A13、如A10-12中任一项所述的移动终端，其中，所述复合成像系统布置在所述移动终端的上方区域；在所述复合成像系统的双区域滤光片组件中，所述可见光带通滤光区域布置于所述全通区域的上方；以及在所述复合成像系统的图像传感器中，所述可见光成像区域布置于所述近红外光成像区域的上方。A14、如A13所述的移动终端，在所述复合成像系统的图像传感器中，所述可见光成像区域的高度设为所述图像传感器的高度的70％-90％之间；以及所述近红外光成像区域的高度设为所述图像传感器的高度的10％-30％之间。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种支持多光谱生物特征的复合成像系统，包括沿着入射光路布置的镜头组件、滤光片组件和图像传感器，其中，

所述镜头组件包括固定焦距的光学透镜；

所述滤光片组件包括双区域滤光片和双带通滤光片，其中，

所述双区域滤光片包括允许可见光波段的光通过的可见光带通滤光区域和允许全光谱光线通过的全通区域；

所述双带通滤光片允许可见光波段和近红外光波段通过；以及

所述图像传感器包括可见光成像区域、近红外光成像区域以及这两个区域之间的过渡区域，且所述图像传感器在可见光成像模式或近红外光成像模式下工作，其中，

所述可见光成像区域在所述可见光成像模式下对通过所述滤光片组件的可见光进行成像；

所述近红外光成像区域在所述近红外光成像模式下对通过所述滤光片的近红外光进行成像。

2.如权利要求1所述的复合成像系统，其中，

所述双区域滤光片的可见光带通滤光区域和全通区域分别对应于图像传感器的可见光成像区域和近红外光成像区域。

3.如权利要求1或2所述的复合成像系统，其中，

所述镜头组件还包括可变焦距的光学透镜。

4.如权利要求3所述的复合成像系统，还包括：

微电机致动器，适于根据可见光成像模式或近红外光成像模式的预定焦距范围控制运动部件移动所述镜头组件来完成对焦。

5.如权利要求1-4中任一项所述的复合成像系统，其中，

所述滤光片组件与所述图像传感器的距离小于第一距离；以及

在所述滤光片组件中，所述双区域滤光片和所述双带通滤光片之间的距离小于第二距离，

其中，所述第一距离大于所述第二距离。

6.如权利要求1-5中任一项所述的复合成像系统，还包括：

近红外光源，适于在近红外光成像模式下对感兴趣区域进行近红外波段的照明。

7.如权利要求6所述的复合成像系统，其中，

所述近红外光源的出射主光轴和复合成像系统的中心光轴不平行；以及

所述近红外光源的发射倾角根据物距和复合成像系统的相对位置确定。

8.如权利要求1-7中任一项所述的复合成像系统，其中，

所述双区域滤光片的全通区域包括以下区域形状中的至少一种：一个矩形区域、两个对称的圆形区域、两个对称的矩形区域。

9.如权利要求5所述的复合成像系统，其中，所述第一距离为2毫米，所述第二距离为1毫米。

10.一种支持多光谱生物特征成像的移动终端，包括：

如权利要求1-5中任一项所述的复合成像系统；

近红外光源，适于在近红外光成像模式下对包含感兴趣的生物特征的区域进行近红外波段的照明，其中近红外光源被布置为具有朝移动终端屏幕上部方向的特定发射倾角；以及

显示屏幕，适于在近红外光成像模式下显示用于引导用户配合采集生物特征图像的引导标志。