CN105373770B - 图像采集装置、终端和图像采集方法 - Google Patents

图像采集装置、终端和图像采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种图像采集装置、一种终端和一种图像采集方法，其中，图像采集装置包括：棱镜，设置在屏幕的侧面，用于将位于所述屏幕的上表面的检测对象反射或发出的光线，通过所述棱镜的折射和反射后在感光装置上形成投射图像；所述感光装置，设置在所述棱镜的下方，用于接收来自所述棱镜的投射图像，以供对所述投射图像进行处理。通过该技术方案，避免了因使用指纹采集器等图像采集装置而占用设备屏幕的外部空间的问题，并可以便捷地实现各种图像采集工作，降低了生产成本。

Description

图像采集装置、终端和图像采集方法
技术领域
本发明涉及终端技术领域，具体而言，涉及一种图像采集装置、一种终端和一种图像采集方法。
背景技术
目前，终端等设备的液晶屏或触摸屏一般仅用于图像输出，而如果需要进行指纹采集等图像采集工作，则需要使用专门的传感器。这样，就需要在设备的外表面为传感器设备留出空间，比如，为用于采集指纹的光学指纹识传感器在手机的显示屏面的底部留出位置，这造成了设备屏幕外部空间的浪费。
因此需要一种新的技术方案，可以在实现图像识别的同时节省屏幕外部空间。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以在实现图像识别的同时节省屏幕外部空间。
有鉴于此，本发明的一方面提出了一种图像采集装置，包括：棱镜，设置在屏幕的侧面，用于将位于所述屏幕的上表面的检测对象反射或发出的光线，通过所述棱镜的折射和反射后在感光装置上形成投射图像；所述感光装置，设置在所述棱镜的下方，用于接收来自所述棱镜的投射图像，以供对所述投射图像进行处理。
在该技术方案中，可以在终端等设备的显示屏幕的一侧设置棱镜及感光装置，通过棱镜将屏幕上表面侧的检测对象折射反射至感光装置，从而形成投射图像。比如，可以对屏幕上表面的指纹进行投射，从而通过感光装置获取到该指纹的指纹图像，以便对指纹图像进行分析验证。通过该技术方案，避免了因使用指纹采集器等图像采集装置而占用设备屏幕的外部空间的问题，并可以便捷地实现各种图像采集工作，降低了生产成本。
在上述技术方案中，优选地，还包括：第一透镜，位于所述棱镜与所述感光装置之间，所述检测对象通过所述棱镜的折射和反射后经所述第一透镜折射在所述感光装置上形成所述投射图像。
在该技术方案中，第一透镜可以设置在棱镜与感光装置之间，也可以设置在任何用户需要的其他位置，只要做到能够将棱镜的折射和反射后的图像信息投射进感光装置即可，以提升投射图像的质量。
在上述技术方案中，优选地，还包括：第二透镜，位于所述棱镜与所述屏幕之间，所述检测对象经所述第二透镜折射及所述棱镜的折射和反射后在所述感光装置上形成所述投射图像。
在该技术方案中，第二透镜可以设置在棱镜与屏幕之间，也可以设置在任何用户需要的其他位置，以提升投射图像的质量。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一透镜为凸透镜或凹透镜，所述第二透镜为凸透镜或凹透镜。
在该技术方案中，可以根据用户的实际需要设置凸透镜或凹透镜类型的第一透镜或第二透镜。
在该技术方案中，图像采集装置可以设置在设备的屏幕的任一侧，为了满足用户的实际需求，设备屏幕的多个侧面也可以设置有多个图像采集装置。
在上述任一技术方案中，优选地，所述检测对象包括标识图像、指纹、虹膜或物体，以及所述投射图像包括标识图像、指纹图像、虹膜图像或物体图像。
在该技术方案中，检测对象包括但不限于标识图像、指纹、虹膜或物体，投射图像包括但不限于标识图像、指纹图像、虹膜图像或物体图像，多样化的检测对象能够使得图像采集装置更具实用性。
在上述任一技术方案中，优选地，所述感光装置为感光传感器或摄像装置。
在该技术方案中，感光装置包括但不限于感光传感器或摄像装置，感光装置可以是根据用户需要的除感光传感器和摄像装置以外的任一种能够识别图像的感光装置。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：照明装置，设置在所述棱镜的远离所述屏幕的一侧，用于提供光源。
在该技术方案中，通过照明装置的附加照明作用，可以获得质量更高的投射图像，从而增加了控制器对投射图像进行识别的准确性。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：控制器，连接至所述感光装置，用于根据预定图像识别算法对所述感光装置接收到的所述投射图像进行识别处理。
在该技术方案中，控制器可根据预定图像识别算法对投射图像进行识别处理，比如，通过预定指纹识别算法确定感光装置接收到的用于解锁的指纹图像是否与预设指纹图像一致，若一致则允许解锁，否则，不允许解锁。
本发明的另一方面提出了一种终端，包括上述技术方案中任一项所述的图像采集装置，因此，该终端可以实现和上述技术方案中任一项所述的图像采集装置相同的技术效果，在此不再赘述。
本发明的再一方面提出了一种图像采集方法，使用上述任一技术方案中所述的图像采集装置，包括：通过所述图像采集装置获取位于屏幕的上表面的检测对象的投射图像。
在该技术方案中，可以在终端等设备的显示屏幕的一侧设置棱镜及感光装置，通过棱镜将屏幕上表面侧的检测对象折射反射至感光装置，从而形成投射图像。通过该技术方案，避免了因使用指纹采集器等图像采集装置而占用设备屏幕的外部空间的问题，并可以便捷地实现各种图像采集工作，降低了生产成本。
在上述技术方案中，优选地，在所述通过所述图像采集装置获取位于屏幕的上表面的检测对象的投射图像之后，还包括：通过控制器根据预定图像识别算法对所述投射图像进行识别处理。
在该技术方案中，控制器可根据预定图像识别算法对投射图像进行识别处理，比如，通过预定指纹识别算法确定感光装置接收到的用于解锁的指纹图像是否与预设指纹图像一致，若一致则允许解锁，否则，不允许解锁。
通过以上技术方案，避免了因使用指纹采集器等图像采集装置而占用设备屏幕的外部空间的问题，并可以便捷地实现各种图像采集工作，降低了生产成本。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的图像采集装置的框图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的终端的框图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的图像采集方法的流程图；
图4A至图4H示出了根据本发明的一个实施例的图像采集装置的结构示意图；
图5示出了根据本发明的另一个实施例的图像采集装置的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的一个实施例的图像采集装置的框图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的图像采集装置100，包括棱镜102和感光装置104，其中，棱镜102设置在屏幕的侧面，用于将位于屏幕的上表面的检测对象反射或发出的光线，通过棱镜102的的折射和反射后在感光装置104上形成投射图像；感光装置104设置在棱镜102的下方，用于接收来自棱镜102的投射图像，以供对投射图像进行处理。
在该技术方案中，可以在终端等设备的显示屏幕的一侧设置棱镜102及感光装置104，通过棱镜102将屏幕上表面侧的检测对象折射反射至感光装置104，从而形成投射图像。比如，可以对屏幕上表面的指纹进行投射，从而通过感光装置104获取到该指纹的指纹图像，以便对指纹图像进行分析验证。通过该技术方案，避免了因使用指纹采集器等图像采集装置而占用设备屏幕的外部空间的问题，并可以便捷地实现各种图像采集工作，降低了生产成本。
在上述技术方案中，优选地，还包括：第一透镜，位于棱镜102与感光装置104之间，检测对象通过棱镜102的折射和反射后经第一透镜折射在感光装置104上形成投射图像。
在该技术方案中，第一透镜可以设置在棱镜102与感光装置104之间，也可以设置在任何用户需要的其他位置，只要做到能够将棱镜102的折射和反射后的图像信息投射进感光装置104即可，以提升投射图像的质量。
在上述技术方案中，优选地，还包括：还包括：第二透镜，位于棱镜102与屏幕之间，检测对象经第二透镜折射及棱镜102的折射和反射后在感光装置104上形成投射图像。
在该技术方案中，第二透镜可以设置在棱镜102与屏幕之间，也可以设置在任何用户需要的其他位置，以提升投射图像的质量。
在上述任一技术方案中，优选地，第一透镜为凸透镜或凹透镜，第二透镜为凸透镜或凹透镜。
在该技术方案中，可以根据用户的实际需要设置凸透镜或凹透镜类型的第一透镜或第二透镜。
在该技术方案中，图像采集装置可以设置在设备的屏幕的任一侧，为了满足用户的实际需求，设备屏幕的多个侧面也可以设置有多个图像采集装置。
在上述任一技术方案中，优选地，检测对象包括标识图像、指纹、虹膜或物体，以及投射图像包括标识图像、指纹图像、虹膜图像或物体图像。
在该技术方案中，检测对象包括但不限于标识图像、指纹、虹膜或物体，投射图像包括但不限于标识图像、指纹图像、虹膜图像或物体图像，多样化的检测对象能够使得图像采集装置更具实用性。
在上述任一技术方案中，优选地，感光装置104为感光传感器或摄像装置。
在该技术方案中，感光装置104包括但不限于感光传感器或摄像装置，感光装置104可以是根据用户需要的除感光传感器和摄像装置以外的任一种能够识别图像的感光装置104。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：照明装置，设置在棱镜102的远离屏幕的一侧，用于提供光源。
在该技术方案中，通过照明装置的附加照明作用，可以获得质量更高的投射图像，从而增加了控制器对投射图像进行识别的准确性。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：控制器，连接至感光装置104，用于根据预定图像识别算法对感光装置104接收到的投射图像进行识别处理。
在该技术方案中，控制器可根据预定图像识别算法对投射图像进行识别处理，比如，通过预定指纹识别算法确定感光装置104接收到的用于解锁的指纹图像是否与预设指纹图像一致，若一致则允许解锁，否则，不允许解锁。
图2示出了根据本发明的一个实施例的终端的框图。
如图2所示，根据本发明的一个实施例的终端200，包括图1示出的图像采集装置100，因此，终端200可以实现和图1示出的图像采集装置100相同的技术效果，在此不再赘述。
图3示出了根据本发明的一个实施例的图像采集方法的流程图。
如图3所示，根据本发明的一个实施例的图像采集方法，使用图1示出的图像采集装置100，包括：
步骤302，通过所述图像采集装置获取位于屏幕的上表面的检测对象的投射图像。
在该技术方案中，可以在终端等设备的显示屏幕的一侧设置棱镜及感光装置，通过棱镜将屏幕上表面侧的检测对象折射反射至感光装置，从而形成投射图像。通过该技术方案，避免了因使用指纹采集器等图像采集装置而占用设备屏幕的外部空间的问题，并可以便捷地实现各种图像采集工作，降低了生产成本。
在上述技术方案中，优选地，在步骤302之后，还包括：通过控制器根据预定图像识别算法对所述投射图像进行识别处理。
在该技术方案中，控制器可根据预定图像识别算法对投射图像进行识别处理，比如，通过预定指纹识别算法确定感光装置接收到的用于解锁的指纹图像是否与预设指纹图像一致，若一致则允许解锁，否则，不允许解锁。
图4A至图4H示出了根据本发明的一个实施例的图像采集装置的结构示意图。
如图4A所示，为终端的屏幕，该屏幕为液晶屏或触摸屏。其中，屏幕的下侧面即A面为数据采集面，B面为屏幕的上表面，可作为指纹采集区域，C面为屏幕的下表面，终端通过C面显示内容，比如，在C面上显示图标。
如图4B所示，可以在A面一侧设置三棱镜，并经B面外侧的光线将B面采集到的指纹通过三棱镜进行折射和反射至三棱镜的底面D面，也就是说，D面即光线反射后的数据采集面。
如图4C所示，可以在三棱镜的D面拼接凸透镜和摄像头，其中，三棱镜的棱角可以为45°。
图4D为从摄像头处看三棱镜D面所看到的全景，图4E为通过调整三棱镜的角度后，从三棱镜看内侧看屏幕上表面的全景。在此步骤，需利用软/硬件算法将采集到的梯形视野换算成矩形图像，及指纹区的范围可由软/硬件算法预先制定，无需计算。
如图4F所示，若摄像头看到的是手机的上表面，此时三棱镜和手机下侧面结合的角度可能不是90°，设液晶屏幕长度为L cm，厚度为Wcm，则β≈tan(W/L)，α＝45°-β。
若能在液晶屏的制作工艺中在加粗线条的位置植入半透膜即可配合本方案实现拍照/摄像功能，因为此时视线垂直向上，α的值为45°，此种情况既不影响屏幕显示也不影响拍照。
目前高密屏的像素为800*480＝384000，约等于0.4M像素。所以目前已有的摄像头3M像素就足以识别屏幕上的每像素点。
如图4G所示，可以在三棱镜的D面拼接凹透镜和摄像头，其中，三棱镜的棱角可以为45°。
如图4H所示，可以只在屏幕的B面设置一个预定的指纹采集区域，并只设置对应该区域长度的三棱镜即可，节省了生产成本。
图5示出了根据本发明的另一个实施例的图像采集装置的结构示意图。
如图5所示，图像采集装置设置在液晶屏幕底部侧面，包括：棱镜、视窗、透镜、卡槽、和感光装置，其中，透镜通过左右两个卡槽固定在棱镜和感光装置之间。其中，为了提高识别精度，感光装置的结构可以参照光盘驱动器的激光头部分的设计。
当感光装置为摄像头时，可以通过摄像头驱动来驱动摄像头获取投射图像，并通过图形校正算法对投射图像进行校正，进而通过指纹识别算法识别液晶屏上表面的指纹，以完成操作。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，避免了因使用指纹采集器等图像采集装置而占用设备屏幕的外部空间的问题，并可以便捷地实现各种图像采集工作，降低了生产成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种图像采集装置，其特征在于，包括：
棱镜，设置在屏幕的侧面，用于将位于所述屏幕的上表面的检测对象反射的光线，通过所述棱镜的折射和反射后在感光装置上形成投射图像；
所述感光装置，设置在所述棱镜的下方，用于接收来自所述棱镜的投射图像，以供对所述投射图像进行处理；
第二透镜，位于所述棱镜与所述屏幕之间，所述检测对象经所述第二透镜折射及所述棱镜的折射和反射后在所述感光装置上形成所述投射图像。
2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，还包括：
第一透镜，位于所述棱镜与所述感光装置之间，所述检测对象通过所述棱镜的折射和反射后经所述第一透镜折射在所述感光装置上形成所述投射图像。
3.根据权利要求2所述的图像采集装置，其特征在于，第一透镜为凸透镜或凹透镜。
4.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述第二透镜为凸透镜或凹透镜。
5.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述检测对象包括标识图像、指纹、虹膜或物体，以及所述投射图像包括标识图像、指纹图像、虹膜图像或物体图像。
6.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述感光装置为感光传感器或摄像装置。
7.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，还包括：
照明装置，设置在所述棱镜的远离所述屏幕且与所述屏幕相对的一侧，用于提供光源。
8.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，还包括：
控制器，连接至所述感光装置，用于根据预定图像识别算法对所述感光装置接收到的所述投射图像进行识别处理。
9.一种终端，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的图像采集装置。
10.一种图像采集方法，使用如权利要求1至8中任一项所述的图像采集装置，其特征在于，包括：
通过所述图像采集装置获取位于屏幕的上表面的检测对象的投射图像。
11.根据权利要求10所述的图像采集方法，其特征在于，在所述通过所述图像采集装置获取位于屏幕的上表面的检测对象的投射图像之后，还包括：
通过控制器根据预定图像识别算法对所述投射图像进行识别处理。
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