CN108170207A - 用于电子设备的虹膜识别组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电子设备的虹膜识别组件和电子设备，虹膜识别组件包括：主板、虹膜摄像头、红外灯和盖板，虹膜摄像头与主板连接；红外灯与主板连接且与虹膜摄像头间隔设置；盖板与主板间隔开设置，盖板邻近主板的一侧表面设有凹槽，凹槽与红外灯相对设置以在盖板的与红外灯相对的区域形成偏转部，偏转部被构造成将红外灯发射的光线朝向靠近虹膜摄像头的中心轴线的方向偏转。根据本发明实施的用于电子设备的虹膜识别组件，通过在盖板上设置凹槽以在盖板的与红外灯相对的区域形成偏转部，使得红外灯发射的光线发生偏转，由此，可以让更多的红外光照射到人眼，提高了解锁效率，并且由于不需要另外特别定制红外灯，可以实现红外灯的共通化。

Description

用于电子设备的虹膜识别组件和电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其是设计一种用于电子设备的虹膜识别组件和电子设备。

背景技术

虹膜识别技术应用越来越广泛，例如手机等电子设备具有虹膜识别功能，可以实现虹膜解锁。虹膜解锁时需要人眼对着摄像头，红外灯发射的红外光也要照到人眼上，由于红外灯和摄像头之间有一定的距离，红外灯的光线实际上是偏离人眼的，这样人眼接受到的红外光就较弱，摄像头捕捉的红外光不足就容易导致解锁失败。

相关技术中的手机等电子设备使用的摄像头，其红外灯需要定制，定制后红外灯的偏转角度就一定了，当摄像头和红外灯在手机上的位置发生变化时，使用现有的红外灯就会发生光线与人眼偏离的现象，从而可能导致解锁失败。由此，还需要重新定制其他角度的红外灯，而且红外灯的定制周期一般要6个月以上，对整个项目的进度会有非常大的影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于电子设备的虹膜识别组件，所述虹膜识别组件可以实现红外灯光线的任意角度偏转，成本低且通用性强。

本发明还提出一种具有上述虹膜识别组件的电子设备。

根据本发明实施的用于电子设备的虹膜识别组件，包括：主板；虹膜摄像头，所述虹膜摄像头与所述主板连接；红外灯，所述红外灯与所述主板连接且与所述虹膜摄像头间隔设置；盖板，所述盖板与所述主板间隔开设置，所述盖板邻近所述主板的一侧表面设有凹槽，所述凹槽与所述红外灯相对设置以在所述盖板的与所述红外灯相对的区域形成偏转部，所述偏转部被构造成将所述红外灯发射的光线朝向靠近所述虹膜摄像头的中心轴线的方向偏转。

根据本发明实施的用于电子设备的虹膜识别组件，通过在盖板上设置凹槽，可以在盖板的与红外灯相对的区域形成偏转部，使得红外灯发射的光线经过偏转部时发生偏转，由此，在利用虹膜识别组件进行解锁时，可以让更多的红外光照射到人眼，从而可以实现解锁，防止解锁失败，并且可以根据偏转角度的需要设置具有不同偏转角度的凹槽，由于不需要另外特别定制红外灯，可以降低成本，还可以实现红外灯的共通化。

根据本发明实施例的电子设备，包括根据本发明上述实施例的虹膜识别组件。

根据本发明实施例的电子设备，通过设置根据本发明上述实施例的虹膜识别组件，可以实现红外灯光线的任意角度偏转，成本低且通用性强。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的虹膜识别组件的示意图；

图2是根据本发明实施例的虹膜识别组件的工作原理示意图；

图3是根据本发明实施例的电子设备的示意图。

附图标记：

虹膜识别组件100，

主板110，

虹膜摄像头120，

红外灯130，

盖板140，凹槽141，偏转部142，

显示屏组件200，电子设备300，

指纹识别组件320，

外壳组件330，

人眼400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的用于电子设备300的虹膜识别组件100和电子设备300。

如图1所示，根据本发明实施的用于电子设备300的虹膜识别组件100，包括主板110、虹膜摄像头120、红外灯130和盖板140。

具体地，虹膜摄像头120与主板110连接，红外灯130与主板110连接且与虹膜摄像头120间隔设置。具体地，虹膜摄像头120和红外灯130位于主板110的同一侧表面上且红外灯130和虹膜摄像头120彼此间隔开设置。其中，本发明中的红外灯130可以是普通的红外灯130，即可以不具有偏转功能，不需要特别定制，因此本发明中的红外灯130制造周期短、制造成本低。

盖板140与主板110间隔开设置，盖板140邻近主板110的一侧表面设有凹槽141，凹槽与红外灯130相对设置以在盖板140的与红外灯130相对的区域形成偏转部142，偏转部142被构造成将红外灯130发射的光线朝向靠近虹膜摄像头120的中心轴线的方向偏转。

具体地，参照图1，盖板140与主板110可以相互平行，凹槽141设置在盖板140的朝向主板110的一侧表面(例如，盖板140的内表面)上。例如，凹槽141可以由盖板140的上述一侧表面朝向盖板140的另一侧表面(例如，盖板140的外表面)凹入形成。这里需要说明的是，本申请中的方向“内”指的是朝向电子设备300中心的方向，方向“外”指的是远离电子设备300中心的方向。

例如，将虹膜识别组件100应用于电子设备300(例如手机、平板电脑等)时，需要通过虹膜识别对电子设备300进行解锁时，可以使人眼400可以对着虹膜摄像头120，红外灯130发射的光线经过偏转部142偏转一定的角度后被人眼400接收，虹膜摄像头120通过捕捉人眼400接收的红外光，实现解锁。

由此，通过在盖板140上设置凹槽141，可以在盖板140的与红外灯130相对的区域形成偏转部142，使得红外灯130产生的光线经过偏转部142后发生偏转，从而在利用虹膜识别组件100进行解锁时，可以将更多的红外灯130光线射入人眼400内，提高了虹膜识别组件100的识别效率，且有利于减小电子设备300的厚度。

同时，本发明中的虹膜识别组件100只需在盖板140上加工凹槽141，与显示屏组件200一起供货，可以不用单独进行物料管控，而且加工实现的角度偏转可以进行打样验证，并可以同步验证多种偏转角度，容易实现最优的调试效果，当虹膜摄像头120和红外灯130在手机等电子设备300上的位置发生变化时，只需要重新设计凹槽141，加工周期短且成本低，对整个项目的进度影响甚微，且可以不用考虑红外光强度不足而提高电流导致的发热问题。另外由于不需要特别定制红外灯130，可以减少定制红外灯130的成本，还可以实现红外灯130的共通化。

根据本发明实施的用于电子设备300的虹膜识别组件100，通过在盖板140上设置凹槽141以在盖板140的与红外灯130相对的区域形成偏转部142，使得红外灯130发射的光线经过偏转部142后发生偏转，由此，在利用虹膜识别组件100进行解锁时，可以让更多的红外光照射到人眼400，从而可以实现解锁，防止解锁失败，并且可以根据偏转角度的需要设置具有不同偏转角度的凹槽141，由于不需要另外特别定制红外灯130，可以降低成本，还可以实现红外灯130的共通化。

根据本发明的一些实施例，在由红外灯130至虹膜摄像头120的方向(参照图2中的e1方向)上，凹槽141的底壁朝向靠近红外灯130的方向延伸。其中，凹槽141的底壁指的是凹槽141与红外灯130相对的壁面。例如，可以通过改变凹槽141的底壁的倾斜角度，调整凹槽141的偏转角度。此时，凹槽141可以看成是在由红外灯130至摄像头的方向上，其深度(所述“深度”指的是凹槽141在由红外灯130至盖板140方向上(参照图2中的e2方向)的尺寸)逐渐减小，从而在红外灯130至摄像头的方向上，盖板140设置凹槽141处的厚度逐渐增大，偏转部142的厚度逐渐减小。红外灯130发射的光线通过偏转部142进行偏转时，光线可以朝向偏转部142厚度大的方向偏转，此时人眼400对着虹膜摄像头120，可以将更多的光线照射入人眼400，再通过虹膜摄像头120捕捉人眼400上的红外光，实现解锁。由此，红外灯130的发射光线经过偏转部142时可以按照需要发生偏转，且结构简单、易于制造。

根据本发明的一些具体实施例，凹槽141的底壁形成为平面结构。结构简单，易于加工。可选地，凹槽141的截面(所述“凹槽141的截面”是指与红外灯130发射光线平行的平面截该凹槽141所得的平面)形状可以为三角形、梯形等。

根据本发明的另一些具体实施例，凹槽141的底壁形成为曲面结构，在由红外灯130至虹膜摄像头120的方向上，凹槽141的底壁上的每个点的切线均朝向靠近红外灯130的方向倾斜。由此，同样可以保证红外光线朝向人眼400方向偏转。

具体地，在由红外灯130至虹膜摄像头120的方向上，凹槽141的底壁的尺寸大于红外灯130的尺寸。由此，可以保证红外灯130发射的光线均能通过偏转部142进行偏转，从而可以使得更多的光线进入人眼400内。

根据本发明的一些实施例，红外灯130的中心轴线与虹膜摄像头120的中心轴线之间的间距为L，L满足：15mm≤L≤40mm。经过多次反复的试验验证，当红外灯130的中心轴线与虹膜摄像头120的中心轴线之间的间距为15-40mm(即15mm≤L1≤40mm)时，可以优化虹膜识别组件100在主板110上的布局，增强红外灯130的补光效果，进而增强虹膜识别功能的稳定性和准确性。

可选地，L进一步满足：L＝20mm。更进一步地，经过多次反复的试验验证，当红外灯130的中心轴线与虹膜摄像头120的中心轴线之间的间距为20mm(即L＝20mm)时，红外灯130的补光效果更好、虹膜识别功能更稳定、虹膜识别功能更准确。

可选地，盖板140为玻璃盖板140。由此不但可以增强电子设备300的显示效果，还可以节约生产成本。

根据本发明的一些实施例，红外灯130发射的红外光线的波长范围为900nm～940nm(即900nm≤λ≤940nm)。其中，900nm～940nm的红外光在对虹膜成像提供有效光源的同时不被人眼400可见，用户体验更佳，且900nm～940nm的红外光对于黑色虹膜的识别效果更佳。由此，虹膜识别组件100可以针对特定的亚洲人群使用，提高识别效率。

例如，在发明的一个具体实施例中，红外灯130发射的红外光线的波长为940nm，其中，波长的公差范围可以为±20nm。940nm的红外光对于黑色虹膜的识别效果更佳，更加适合亚洲人群使用，且可以实现温度漂移时红外光不可见，提高了使用舒适度。

根据本发明实施例的电子设备300，包括根据本发明上述实施例的虹膜识别组件100。

根据本发明实施例的电子设备300，通过设置根据本发明上述实施例的虹膜识别组件100，可以实现红外灯130光线的任意角度偏转，成本低且通用性强。

在本发明的实施例中，该电子设备300可以是各种能够从外部获取数据并对该数据进行处理的设备，或者，该电子设备300可以是各种内置有电池，并能够从外部获取电流对该电池进行充电的设备，例如，手机、平板电脑、计算设备或信息显示设备等。

以手机为例对本发明所适用的电子设备300进行介绍。在本发明的实施例中，手机可以包括外壳组件330、射频电路、存储器、输入单元、无线保真(WiFi，wireless fidelity)模块、显示单元、传感器、指纹识别组件320、盖板140、音频电路、处理器、投影单元、拍摄单元、电池等部件。盖板200与显示单元贴合且共同嵌设于外壳组件330上，射频电路、存储器、输入单元、无线保真模块、传感器音频电路、处理器、投影单元、拍摄单元、电池等部件均位于外壳组件330内。

射频电路可用于在收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器处理；另外，将手机上行的数据发送给基站。通常，射频电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频电路还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(GSM，Global System for Mobile communication)、通用分组无线服务(GPRS，General Packet Radio Service)、码分多址(CDMA，CodeDivision Multiple Access)、宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division MultipleAccess)、长期演进(LTE，Long Term Evolution)、电子邮件、短消息服务(SMS，ShortMessaging Service)等。

其中，存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号。具体地，输入单元可包括触控面板以及其他输入设备。触控面板，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。

其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器，并能接收处理器发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板。除了触控面板，输入单元还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

其中，显示单元可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元可包括显示面板，可选的，可以采用液晶显示单元(LCD，Liquid CrystalDi splay)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)等形式来配置显示面板。进一步的，触控面板可覆盖显示面板，当触控面板检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器以确定触摸事件的类型，随后处理器根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。

其中，该人眼能够识别的该视觉输出外显示面板中的位置，可以作为后述“显示区域”。可以将触控面板与显示面板作为两个独立的部件来实现手机的输入和输出功能，也可以将触控面板与显示面板集成而实现手机的输入和输出功能。

手机还可包括用于识别指纹的指纹识别组件320。另外，手机还可包括至少一种传感器，比如姿态传感器、光传感器、以及其他传感器。

具体地，姿态传感器也可以称为运动传感器，并且，作为该运动传感器的一种，可以列举重力传感器，重力传感器采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器，并采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点，从而实现将重力变化转换成为电信号的变化。

作为运动传感器的另一种，可以列举加速计传感器，加速计传感器可检测各方向上(一般为三轴)加速度大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等。

在本发明的实施例中，可以采用以上列举的运动传感器作为获得后述“姿态参数”元件，但并不限定于此，其他能够获得“姿态参数”的传感器均落入本发明的保护范围内，例如，陀螺仪等，并且，该陀螺仪的工作原理和数据处理过程可以与现有技术相似，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。

此外，在本发明的实施例中，作为传感器，还可配置气压计、湿度计、温度计和红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板和/或背光。

音频电路、扬声器和传声器可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器，由扬声器转换为声音信号输出；另一方面，传声器将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器处理后，经射频电路以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器以便进一步处理。WiFi属于短距离无线传输技术，手机通过WiFi模块可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。

处理器是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。

可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。并且，该处理器可以作为上述处理单元的实现元件，执行与处理单元相同或相似的功能。

手机还包括给各个部件供电的电源(比如电池)。电源可以通过电源管理系统与处理器逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。尽管未示出，手机还可以包括蓝牙模块等，在此不再赘述。

需要说明的是，手机仅为一种电子设备300的举例，本发明并未特别限定，本发明可以应用于手机、平板电脑等电子设备300，本发明对此不做限定。

下面以手机为例描述虹膜识别组件唤醒手机的方法：

手机静止，虹膜摄像头120和红外灯130灯睡眠状态，不工作，重力传感器(gsensor)工作，功耗很低；

实时监测手机的状态；

抬起模型，手机z方向朝上方向产生加速度，加速度值大于阀值，设置加速度阀值，比如2；

同时，可以通过陀螺仪监测手机旋转角度，设置旋转角度阀值，比如30度，

如果同时超过两者阀值，认为手机此时被拿起，并且是屏幕朝向用户面部的。

step1：通过重力传感器gsensor和陀螺仪数据检测到手机抬起的动作；

step2：同时通过接近传感器，如果检测到手机没有物体遮挡；

step3：马上自动开始虹膜摄像头120和红外灯130，开始进行虹膜识别。

这样，用户在抬起的过程中，虹膜摄像头120和红外灯130已经开启工作了，这时候，用户，既不需要手按power键来亮屏，同时也不需要等待虹膜工作后再识别。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，包括：

主板；

虹膜摄像头，所述虹膜摄像头与所述主板连接；

红外灯，所述红外灯与所述主板连接且与所述虹膜摄像头间隔设置；

盖板，所述盖板与所述主板间隔开设置，所述盖板邻近所述主板的一侧表面设有凹槽，所述凹槽与所述红外灯相对设置以在所述盖板的与所述红外灯相对的区域形成偏转部，所述偏转部被构造成将所述红外灯发射的光线朝向靠近所述虹膜摄像头的中心轴线的方向偏转。

2.根据权利要求1所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，在由所述红外灯至所述虹膜摄像头的方向上，所述凹槽的底壁朝向靠近所述红外灯的方向延伸。

3.根据权利要求2所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，所述凹槽的底壁形成为平面结构。

4.根据权利要求3所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，所述凹槽的截面形状为梯形或三角形。

5.根据权利要求2所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，所述凹槽的底壁形成为曲面结构，在由所述红外灯至所述虹膜摄像头的方向上，所述凹槽的底壁上的每个点的切线均朝向靠近所述红外灯的方向倾斜。

6.根据权利要求1所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，在由所述红外灯至所述虹膜摄像头的方向上，所述凹槽的底壁的尺寸大于所述红外灯的尺寸。

7.根据权利要求1所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，所述红外灯的中心轴线与所述虹膜摄像头的中心轴线之间的间距为L，所述L满足：15mm≤L≤40mm。

8.根据权利要求7所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，所述L进一步满足：L＝20mm。

9.根据权利要求1所述的用于电子设备的虹膜识别组件，其特征在于，所述红外灯发射的红外光线的波长为940nm。

10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的虹膜识别组件。