CN109389103A - 生物识别图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种生物识别图像采集装置，包括：图像采集单元，所述图像采集单元具有采集表面，用于采集人体的生物识别特征的图像；以及热风生成单元，设置成邻近所述采集表面，并且用于向所述采集表面提供热风。

Description

生物识别图像采集装置

技术领域

本公开涉及生物识别领域，尤其涉及一种生物识别图像采集装置。

背景技术

生物识别技术属于生物学特征分析技术，生物识别图像是用于通过捕获人类可测量的特征来识别特定个人。例如，作为光学电子设备的指纹/掌纹仪通过采集指纹或掌纹的图像来获取生物识别数据，其利用光路上棱镜的一侧来获取生物识别信息。

这种光学电子设备利用内部全反射的光学原理。为了获取生物识别图像，手指/手掌放置在采集面时，通过改变采集面折射率来妨碍棱镜的全反射，手指/手掌一部分图像会被拍成没有光的黑色图像。所有可能改变采集表面折射率的因素都会干扰获取清晰的生物图像，这些因素通常有表面水分/油分/灰尘等等。

正常人的手都会排出水分/油分，手指/手掌周边的相对湿度跟周围空气不同。如果棱镜采集表面的温度低并且手指/手掌周围空气温度下降到露点以下，水分就会从气体形态变成液体形态。这样，水接触到棱镜表面时，会妨碍棱镜的全反射，这意味着水分区域会被采集成没有光的黑色图像。这被称为光环效应(Halo Effect)，其在生物识别图像中是最不期望的。

因此，需要用于防止或阻碍在采集面附近产生低露点的设备或方法，但是不能妨碍棱镜的全反射光路。

现有技术中，通过使用产品内部的加热器加热棱镜表面来提高整个棱镜温度的方法。优点在于加热体不暴露于产品的外部，只有棱镜被加热到一定温度，因此易于操作，但是存在加热时间长、耗电量大、设计难度增加及成本增加等各种问题。

另外，现有技术中虽然存在热风型指纹/掌纹设备，但是，它们的原理是首先在远离采集面处将热风提供给待检测的手指或手掌，然后手指/手掌移到采集面来进行生物特征识别，这种设备存在比较繁琐复杂且实用性较差等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种生物识别图像采集装置。

根据本公开的一个方面，一种生物识别图像采集装置，包括：图像采集单元，所述图像采集单元具有采集表面，用于采集人体的生物识别特征的图像；以及热风生成单元，设置成邻近所述采集表面，并且用于向所述采集表面提供热风。

根据本公开的至少一个实施方式，所述热风生成单元可拆卸地安装至所述采集表面的附近。

根据本公开的至少一个实施方式，所述装置还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测人体的待识别区域的位置，当所述待识别区域距离所述采集表面预定距离时或者当所述待识别区域接触所述采集表面时，根据所述位置检测单元的检测结果，所述热风生成单元向所述采集表面提供热风。

根据本公开的至少一个实施方式，所述装置还包括：用于测量采集表面温度的表面温度传感器和/或用于测量环境温度的环境温度传感器，通过所述表面温度传感器和/或所述环境温度传感器的温度测量值来控制所述热风生成单元的开闭、所述热风生成单元提供的热风的温度、和/或所述热风生成单元提供的热风的强度。

根据本公开的至少一个实施方式，所述生物识别图像为指纹或掌纹的图像，并且所述采集表面为指纹或掌纹采集设备的棱镜采集表面。

根据本公开的至少一个实施方式，所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述热风生成单元的开启与关闭；其中，当所述生物识别图像采集装置处于待机状态时，所述控制单元控制所述热风生成单元开启，以便向所述采集表面提供热风；以及当所述位置检测单元检测到所述待识别区域距离所述采集表面预定距离时或者当所述待识别区域接触所述采集表面时，所述控制单元控制所述热风生成单元关闭。

根据本公开的至少一个实施方式，所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述热风生成单元的开启与关闭；其中当所述生物识别图像采集装置处于待机状态时，所述控制单元控制所述热风生成单元关闭；以及当所述位置检测单元检测到所述待识别区域距离所述采集表面预定距离时或者当所述待识别区域接触所述采集表面时，所述控制单元控制所述热风生成单元开启，以便向所述采集表面提供热风。

根据本公开的至少一个实施方式，所述热风生成单元的出风口设置成：通过所述出风口提供至所述采集表面的热风的方向与人体的待识别区域的进入方向相反，并且在所述采集表面的平面方向上与人体的待识别区域齐平。

根据本公开的至少一个实施方式，当所述热风生成单元开启时，向所述采集表面提供热风，以使所述采集表面的温度被保持在人体温度附近。

根据本公开的至少一个实施方式，当所述热风生成单元开启后，所述热风生成单元提供的热风的温度高于露点温度。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开一个实施方式的生物识别图像采集装置的示意图。

图2是根据本公开一个实施方式的生物识别图像采集装置的位置检测的示意图。

图3是根据本公开一个实施方式的生物识别图像采集装置的工作模式的示意图。

图4是根据本公开一个实施方式的生物识别图像采集装置的工作模式的示意图。

图5是根据本公开一个实施方式的生物识别图像采集装置的风向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的生物识别图像采集装置，其可以是用于采集人体指纹/掌纹图像的指纹仪或掌纹仪。

如图1所示，根据本公开的生物识别图像采集装置可以包括图像采集单元及热风生成单元2，图像采集单元包括采集表面1。

采集表面1可以是用于采集人体指纹/掌纹图像的棱镜单元的采集表面，该棱镜单元可以为直角棱镜。其可以包括光线入射面、光线反射面及光线出射面。其中，光线反射面作为指纹或掌纹的采集表面。光线从光线入射面进入后，在光线反射面(采集表面)处采集到指纹或掌纹的特征并且将光线反射至光线出射面，从光线出射面出来的光线进入其他设备中生成指纹或掌纹的图像，从而实现指纹或掌纹图像的采集。

其中，棱镜可以设置于壳体3中，并且采集表面1位于壳体3的表面上。

热风生成单元2用于向采集表面1提供热风，从而消除可能在采集表面1处生成的雾等。其可以是包括电热丝及风扇的形式。

在本公开中，热风生成单元2用于直接向采集表面1提供热风，因此，热风生成单元2设置在采集表面1的附近。例如，如图1所示，将人体待识别区域进入的区域视为采集表面1的前侧，与该前侧对向的方向视为采集表面1的后侧。则热风生成单元2则位于采集表面1的后侧附近。并且热风生成单元2可以具有与采集表面1的宽度相对应的出风口，以均匀地向采集表面1提供热风。

在本公开的一个可选实施方式中，热风生成单元2是可拆卸的。例如，在环境温度较高时，不需要热风生成单元2时，可以将热风生成单元2移除。并且可以根据环境温度等来通过供给至热风生成单元2的电流量来控制热风生成单元2的热风温度及强度。

根据本公开的一个实施方式，本公开的生物识别图像采集装置还可以包括位置检测单元4。位置检测单元4可以是接近传感器、接触传感器和/或图像传感器等。

在图2中示出了位置检测单元4为接近传感器的情况，例如该接近传感器可以是红外传感器，该接近传感器可以设置在采集表面1的上述前侧，例如设置在采集表面1的前侧的壳体3上。当接近传感器检测到手掌进入采集检测区域，向生物识别图像采集装置的控制系统发出信号，生物识别图像采集装置则控制热风生成单元2的工作。当然生物识别图像采集装置也可以根据接近传感器的信号来控制图像采集单元的工作，例如当检测到进入状态时，启动图像采集单元。

当位置检测单元4为接触传感器或图像传感器的情况下，可以根据实际情况设置在人体待识别区域的接触位置或者能够拍摄到人体待识别区域的相应位置。并且根据传感器的信号来进行相应的控制。

另外，根据本公开的生物识别图像采集装置还可以包括温度传感器，该温度传感器可以用于测量采集表面的温度和/或测量采集表面周围的环境温度，从而根据测得的温度值来控制热风生成单元2的工作情况，例如控制其的开启关闭、控制所提供的热风的温度、或者强度等。

与现有技术不同的是，根据本公开的生物识别图像采集装置可以通过热风生成单元直接为采集表面提供热风，从而相较于现有技术，可以更有效地去除采集表面产生的雾气等。并且通过位置检测单元及温度传感器来控制热风生成单元的工作情况。

根据本公开的一个实施方式，本公开的生物识别图像采集装置还可以包括用于控制热风生成单元2的工作模式的控制单元。

在本公开中，热风生成单元2可以包括两种工作模式：以人体温度为中心的日常工作模式及以露点控制为中心的用户感应模式。

如图3所示，在日常工作模式中，控制单元用于控制热风生成单元的开启与关闭，其中，当生物识别图像采集装置处于待机状态时，控制单元控制热风生成单元开启，以便向采集表面提供热风；以及当位置检测单元检测人体的待识别区域是否处于预定的位置，如果处于，则控制单元控制热风生成单元关闭，如果不处于，则控制单元控制热风生成单元继续提供热风。

具体而言，在生物识别图像采集装置处于待机状态时，热风被连续地提供至采集表面，使得采集表面可以保持在35～40℃的温度，该温度与人体温度大体相同。当位置检测单元检测到人体处于预定位置时，例如处于预定距离或者处于采集表面上时，根据位置检测单元的检测信号，控制单元控制热风生成单元停止供应热风。当人体的待识别区域放置到采集表面上时，采集表面保持与人体大体相同的温度，因此使用者可以有效地去除雾气并且不会感到不适。在该工作模式中，温度传感器可以检测采集表面的温度，根据检测的温度值来控制热风生成单元的工作情况(例如热风的温度及强度等)，使得采集表面保持在大致与人体温度相同的温度处。

图4示出了用户感应模式的工作方式示图。在用户感应模式下，控制单元用于控制所述热风生成单元的开启与关闭。其中当生物识别图像采集装置处于待机状态时，控制单元控制热风生成单元关闭；以及当位置检测单元检测到待识别区域距离采集表面预定距离时或者当待识别区域接触采集表面时，控制单元控制热风生成单元开启，以便向采集表面提供热风。

具体而言，在生物识别图像采集装置处于待机状态时，热风生成单元不进行工作，但是当位置检测单元识别到人体的待识别区域进入或接触时，位置检测单元将检测信号提供至控制单元，控制单元控制热风生成单元提供热风，该热风的温度可以是略高于露点的温度，以免人体产生不适。该露点的温度可以通过所设置的温度传感器的检测值来进行计算或者采用露点传感器直接测量得到。通常来说，该露点的温度不需高于人体温度(36.5℃)。这种方式与日常工作模式的加热采集表面的方式不同，而是通过提供露点温度以上的风来吹走人体皮肤所排出的水分。

与日常工作模式相比，用户感应模式消耗的电力更少，并且除雾效果更优。用户感应模式提前吹走水蒸气并且不会产生温度较高的热风，该温度高于露点温度，但低于人体温度，因此，人体不会感到不适。

在本公开的一个优选实施方式中，热风生成单元2出风口提供的热风的方向设置成与人体待识别区域的进入方向成相反方向，并且优选地设置成与待识别区域齐平。例如，如图5所示，风向与人体的手指/手掌齐平。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种生物识别图像采集装置，其特征在于，包括：

图像采集单元，所述图像采集单元具有采集表面，用于采集人体的生物识别特征的图像；以及

热风生成单元，设置成邻近所述采集表面，并且用于向所述采集表面提供热风。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热风生成单元可拆卸地安装至所述采集表面的附近。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测人体的待识别区域的位置，当所述待识别区域距离所述采集表面预定距离时或者当所述待识别区域接触所述采集表面时，根据所述位置检测单元的检测结果，所述热风生成单元向所述采集表面提供热风。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：用于测量采集表面温度的表面温度传感器和/或用于测量环境温度的环境温度传感器，通过所述表面温度传感器和/或所述环境温度传感器的温度测量值来控制所述热风生成单元的开闭、所述热风生成单元提供的热风的温度、和/或所述热风生成单元提供的热风的强度。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述生物识别图像为指纹或掌纹的图像，并且所述采集表面为指纹或掌纹采集设备的棱镜采集表面。

6.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述热风生成单元的开启与关闭；

其中，当所述生物识别图像采集装置处于待机状态时，所述控制单元控制所述热风生成单元开启，以便向所述采集表面提供热风；以及

当所述位置检测单元检测到所述待识别区域距离所述采集表面预定距离时或者当所述待识别区域接触所述采集表面时，所述控制单元控制所述热风生成单元关闭。

7.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述热风生成单元的开启与关闭；

其中当所述生物识别图像采集装置处于待机状态时，所述控制单元控制所述热风生成单元关闭；以及

当所述位置检测单元检测到所述待识别区域距离所述采集表面预定距离时或者当所述待识别区域接触所述采集表面时，所述控制单元控制所述热风生成单元开启，以便向所述采集表面提供热风。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述热风生成单元的出风口设置成：通过所述出风口提供至所述采集表面的热风的方向与人体的待识别区域的进入方向相反，并且在所述采集表面的平面方向上与人体的待识别区域齐平。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述热风生成单元开启时，向所述采集表面提供热风，以使所述采集表面的温度被保持在人体温度附近。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述热风生成单元开启后，所述热风生成单元提供的热风的温度高于露点温度。