本文關(guān)鍵詞：虹膜識別鏡頭的光學設(shè)計及生產(chǎn)工藝研究　出處：《江蘇大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 虹膜識別 光學設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計 雜光模擬 注塑成型 膜系設(shè)計

【摘要】：隨著科技飛速發(fā)展,智能手機不斷更新,傳統(tǒng)的身份識別方式已不能滿足人們對信息安全的新要求,為此,易用且高可靠的生物識別技術(shù)受到人們的高度重視。但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)指紋識別、面部識別等生物識別技術(shù)仍存在安全隱患,而虹膜識別技術(shù)具有受保護性、高穩(wěn)定性和高防偽性等獨有特點,很好地解決了上述生物識別存在的不足,使其在生物識別界具有很高的研究價值和廣泛的應(yīng)用前景。將虹膜識別技術(shù)應(yīng)用于手機等移動終端是科技迅速發(fā)展和人們探索研究的必然。在虹膜識別技術(shù)中,虹膜圖像的獲取是第一步,也是關(guān)鍵一步,它直接影響圖像的質(zhì)量和識別的準確率。本文研究了移動設(shè)備上的虹膜圖像獲取裝置,設(shè)計了幾款虹膜識別鏡頭,概述了鏡頭生產(chǎn)工藝,具體內(nèi)容如下:(1)基于初級像差理論,用PW法求解初始結(jié)構(gòu),通過分析光學系統(tǒng)參數(shù)對虹膜圖像質(zhì)量的影響關(guān)系,優(yōu)化設(shè)計了一款大孔徑、2P非球面結(jié)構(gòu)虹膜識別鏡頭。設(shè)計結(jié)果顯示:該系統(tǒng)的F數(shù)為1.2,總長為4.1mm,全視場角為32°,工作距離為350 mm-500 mm,經(jīng)像質(zhì)評價及公差模擬分析,該鏡頭像質(zhì)優(yōu)良,性價比高,可用于加工生產(chǎn)。(2)采用專利結(jié)構(gòu)縮放法,優(yōu)化設(shè)計一款3P非球面結(jié)構(gòu)虹膜識別鏡頭,該系統(tǒng)的光學參數(shù)如下:F數(shù)為2.0,全視場角為32.6°,總長為4.0 mm。當工作距離在300 mm-350 mm之間時,系統(tǒng)的MTF曲線都較好,在1/2奈奎斯特頻率處,0-0.8視場的MTF曲線均大于0.4,TV畸變控制在1%以內(nèi),相對照度大于87%。與2P結(jié)構(gòu)的虹膜識別鏡頭相比,該款虹膜識別鏡頭總長更短,分辨率更高,虹膜識別精準度更高。(3)優(yōu)化設(shè)計一款兼?zhèn)涫謾C前攝功能的虹膜識別鏡頭,該鏡頭F數(shù)為2.4,視場角為61.2°,總長為4.45mm。在可見光波段,該系統(tǒng)是手機前攝鏡頭;而在近紅外波段,該系統(tǒng)是虹膜識別鏡頭。這兩種功能由IR切換器實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。通過評價不同波段時該系統(tǒng)的像質(zhì),既可以滿足八百萬像素手機鏡頭的性能要求,又可以滿足虹膜識別鏡頭的性能要求。(4)以3P虹膜識別鏡頭為實例,介紹了鏡片、鏡筒及鏡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點,完成了3P虹膜識別鏡頭的初始機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。用Lighttools軟件對結(jié)構(gòu)進行雜光模擬分析,對有效徑區(qū)域的雜光采用鍍膜解決,非有效徑區(qū)域的雜光通過改變結(jié)構(gòu)解決。(5)簡述了鏡頭的生產(chǎn)工藝。主要包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、注塑成型及鍍膜工藝。以設(shè)計中所使用的一款塑膠材料為例,完成了基于E48R材料的減反膜系設(shè)計,并簡要介紹了鍍膜生產(chǎn)工藝流程,分析了鍍膜參數(shù)對鍍膜質(zhì)量的影響。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology, intelligent mobile phone constantly updated, traditional identification methods cannot meet the new requirements, the information security for ease of use and high reliable biometric technology has been paid more attention. But the discovery of fingerprint identification in practical application, face recognition and other biometric technology is still unsafe, the iris recognition technology has protected, high stability and high security of such unique characteristics, solves the shortcomings of the biological recognition, which has high research value and broad application prospect in the field of biometric identification. The application of iris recognition technology in mobile phone technology is rapid development and people explore necessity. In iris recognition, iris image acquisition is the first step, but also a key step, it directly affects the quality and accuracy of image recognition. In this paper. The iris image acquisition device on a mobile device, designed several iris recognition camera, the lens production process, the specific contents are as follows: (1) based on the primary aberration theory, the initial structure is solved by PW method, through the analysis of the parameters of the optical system of iris image quality, optimize the design of a large aperture 2P, non spherical lens iris recognition. The results show that the system design of the F number is 1.2, the total length is 4.1mm, the angle is 32 degrees, the working distance is 350 mm-500 mm, the image quality evaluation and tolerance analysis, the lens image quality is good, the price is high, can be used for processing production. (2 using the patent structure) zoom method, optimization design of a 3P structure of the iris recognition of aspheric lens, the optical parameters of the system are as follows: the F number is 2, the full field angle of 32.6 degrees, a total length of 4 mm. when the distance between 300 MM-350 mm, the MTF curve of the system is Well, in the 1/2 Nyquist frequency, the MTF curve of 0-0.8 field are greater than 0.4, TV distortion is controlled within 1%, the relative illumination is more than 87%. and 2P lens iris recognition structure compared to the iris recognition lens length shorter, higher resolution, higher accuracy of iris recognition. (3) the optimization of iris recognition cameras the design of the function of a mobile phone with the lens, the F number is 2.4, the view angle is 61.2 degrees, a total length of 4.45mm. in the visible band, the system is a mobile phone before the shot; and in the near infrared band, the system of iris recognition lens. These two functions by IR. Through the evaluation of different conversion switch the band when the image quality of the system, which can meet the performance requirements of the eight million pixel mobile phone lens, and can meet the performance requirements of iris recognition camera. (4) the 3P iris recognition camera as an example, introduces the structure design of lens, and the lens barrel, end The initial mechanical structure design of 3P lens iris recognition. Using Lighttools software for the structure of stray light analysis, solution to the effective diameter zone of stray light by coating, non effective diameter area of stray light by solving the structural change. (5) the production process of the lens. Mainly includes the structure design of the mould, injection molding and the coating process. In order to design used in a plastic case, complete the antireflection film system design based on E48R material, and briefly introduces the coating production process, analyzes the influence of deposition parameters on the coating quality.

【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

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本文編號：1360791