CN111753273A - 可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开一种可穿戴设备，包括：透明盖板、表盘、光源和感光组件；所述光源用于将光线射入所述透明盖板中；所述透明盖板位于所述表盘的上方；所述感光组件上方设有至少一个用于小孔成像的成像孔；所述感光组件位于所述表盘的下方，用于接收由所述光源发射、经手指表面与所述透明盖板接触的部位反射射入成像孔的光线。上述的可穿戴设备，在没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕时，用户能够通过指纹进行注册、验证或解锁。上述的可穿戴设备主要是基于小孔成像原理进行指纹采集，然后通过指纹来注册、验证或解锁。

Description

可穿戴设备

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，具体涉及一种可穿戴设备。

背景技术

随着移动技术的发展，许多传统的电子产品也开始增加移动方面的功能，比如智能手表可以通过智能手机或家庭网络与互联网相连，同步手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等，智能手表是一种新型的可穿戴式设备，它将最新的IT技术与传统的手表功能相结合，具有便于携带、易于使用、功能丰富等优点。

随着可穿戴设备的日益普及，可穿戴设备中存储的用户个人信息也越来越多，为了保护用户个人信息的安全，用户可在可穿戴设备中安装注册、验证或解锁应用。用户需要使用可穿戴设备时，可通过上述注册、验证或解锁应用进行验证或解锁。

另外，对一些昂贵的机械手表，被盗后没有办法阻止别人使用。

现有技术中，可穿戴设备的验证或解锁方式主要是通过可穿戴设备的屏幕上的注册、验证或解锁操作界面，在上述注册、验证或解锁界面上输入信息进行注册、验证或解锁。

但是，现有技术中的一些可穿戴设备没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕，如，机械手表、仪表等，此时，无法通过屏幕在操作界面上输入信息进行注册、验证或解锁。

发明内容

本申请提供一种可穿戴设备，以解决现有技术中的一些可穿戴设备没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕时，无法通过屏幕在操作界面上输入信息进行注册、验证或解锁的问题。

第一方面，本申请提供一种可穿戴设备，包括：透明盖板、表盘、光源和感光组件；

所述光源用于将光线射入所述透明盖板中；

所述透明盖板位于所述表盘的上方；

所述感光组件上方设有至少一个用于小孔成像的成像孔；

所述感光组件位于所述表盘的下方，用于接收由所述光源发射、经手指表面与所述透明盖板接触的部位反射射入成像孔的光线。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述光源位于所述透明盖板的水平侧面，所述光源射出的光进入所述透明盖板并在所述透明盖板内以全反射方式传播，当有手指接触所述透明盖板外表面时，所述手指与所述透明盖板接触处光线的全反射传播被破坏，形成漫反射，漫反射的光线通过所述成像孔在所述感光组件上成像。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述光源位于所述透明盖板的下侧，当手指接触所述透明盖板外表面时，所述光源射出的光线经过所述透明盖板照射于所述手指表面并形成反射光，所述反射光通过所述成像孔在所述感光组件上成像。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述表盘采用不透明基材制成，所述表盘上设有至少一个透光孔，所述表盘与所述感光组件之间设有成像板，所述成像孔设置于所述成像板上，所述成像孔位于所述透光孔下方，所述透光孔孔径大于所述成像孔孔径。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述表盘采用透明基材制成，所述表盘上表面设有遮光层，所述遮光层上开设所述成像孔，所述遮光层上表面设有涂层。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述透明盖板上设有用于提示手指按捺位置的提示标识。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述提示标识采用荧光材料制成。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述提示标识为设置于所述透明盖板上的凸起或凹陷。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述成像孔的数量为4个，并按照2×2方阵排布，其中，相邻两个所述成像孔相对于指针的法向间距大于所述指针宽度。

结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第九种可能的实现方式中，所述光源采用近红外光或可见光。

上述的可穿戴设备，在没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕时，用户能够通过指纹进行注册、验证或解锁。上述的可穿戴设备主要是基于小孔成像原理进行指纹采集，然后通过指纹来注册、验证或解锁。此外，上述的可穿戴设备基本利用了表盘和透明盖板的本身结构完成小孔成像，并将感光组件以隐藏的方式设置于表盘下方，基本不需要改变原可穿戴设备的结构。另外，对一些昂贵的机械手表，需要通过指纹进行注册、验证才能使用，进而防止了在机械手表被盗后，其他人能够直接使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的可穿戴设备的结构示意图；

图2为根据一优选实施例示出的全反射的光路图；

图3为根据图1示出的可穿戴设备的工作原理示意图；

图4为根据又一优选实施例示出的可穿戴设备的结构示意图；

图5为根据另一优选实施例示出的可穿戴设备的工作原理示意图；

图6为根据一优选实施例示出的可穿戴设备的外部结构示意图

图7为根据图6所示的透视图。

附图标记说明：

1.透明盖板；2.表盘；3.光源；4.感光组件；5.成像孔；6.透光孔；7.遮光层；8.成像板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着可穿戴设备的日益普及，可穿戴设备中存储的用户个人信息也越来越多，为了保护用户个人信息的安全，用户可在可穿戴设备中安装注册、验证或解锁应用。用户需要使用可穿戴设备时，可通过上述注册、验证或解锁应用进行注册、验证或解锁。

现有技术中，可穿戴设备的验证或解锁方式主要是通过智能手表的屏幕上的注册、验证或解锁操作界面，在上述注册、验证或解锁界面上输入信息进行注册、验证或解锁。

但是，现有技术中的一些可穿戴设备没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕，如，机械手表、仪表等，此时，无法通过屏幕在操作界面上输入信息进行注册、验证或解锁。另外，对一些昂贵的机械手表，由于没有验证等功能，被盗后其他人可以直接使用，无法限制该机械手表的被使用情况。

为此，本申请提出一种可穿戴设备，以解决现有技术中的一些可穿戴设备没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕时，无法通过屏幕在操作界面上输入信息进行注册、验证或解锁的问题。

其中，没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕的可穿戴设备主要包括：机械手表、带有仪表结构的可穿戴设备。

实施例一，请参见图1，图1是本申请可穿戴设备的一种可实现方式的结构示意图。该可穿戴设备包括：透明盖板1、表盘2、光源3和感光组件4；所述光源3用于将光线射入所述透明盖板1中；所述透明盖板1位于所述表盘2的上方；所述感光组件4上方设有至少一个用于小孔成像的成像孔5；所述感光组件4位于所述表盘2的下方，用于接收由所述光源3发射、经手指表面与所述透明盖板1接触的部位反射射入成像孔5的光线。

在使用时，当用户手指接触透明盖板1外表面时，感光组件4接收由所述光源3发射、经手指表面与所述透明盖板1接触的部位反射射入成像孔5的光线，在所述透明盖板1成像。

其中，感光组件4可以包括传感器和与传感器连接的柔性印刷电路，传感器将光信号转换成电信号，并经过柔性印刷电路处理得到指纹图像。

用户可以通过该可穿戴设备采集指纹，利用指纹进行注册、解锁、验证等操作。该可穿戴设备基本利用了表盘2和透明盖板1的本身结构完成小孔成像，并将感光组件4以隐藏的方式设置于表盘2下方，基本不需要改变原可穿戴设备的结构。

光源3的作用是为小孔成像提供照明光线。对于光源3在可穿戴设备中的设置可以有两种可实现方式。

在本实施例中，所述光源3位于所述透明盖板1的水平侧面，所述光源3射出的光进入所述透明盖板1并在所述透明盖板1内以全反射方式传播，当有手指接触所述透明盖板1外表面时，所述手指与所述透明盖板1接触处光线的全反射传播被破坏，形成漫反射，漫反射的光线通过所述成像孔5在所述感光组件4上成像。

在本实施例中，如图2和图3所示，将光源3设置在透明盖板1的水平侧面，光源3以侧打光的方式射出的光进入所述透明盖板1并在所述透明盖板1内以全反射方式传播，当有手指接触所述透明盖板1外表面时，手指的指纹表面分为脊和谷，其中，脊的部分接触所述透明盖板1外表面，破坏了全反射，形成漫反射，能够在感光组件4上形成脊的部分的亮条纹，相应的，谷的部分与透明盖板1外表面之间没有接触，留有空隙，不会破坏全反射现象，因此，感光组件4上不会采集到谷的部分的图像，最后感光组件4采集到的指纹为明暗相间的条纹，其中亮条纹是指纹表面脊的部分，暗条纹是指纹表面谷的部分。

表盘2作为可穿戴设备原有的一个结构，表盘2上的刻度配合指针来显示读数，例如，机械手表中，表盘2上的刻度配合指针来显示时间，气压表中，表盘2上的刻度配合指针来显示气压。

对于表盘2包括两种可能的情况，一种是所述表盘2采用不透明基材制成，另一种是表盘2采用不透明基材制成，也就是说表盘2可能是透明的或者是不透明的。

在本实施例中，参照图1和图3，表盘2是不透明的，所述表盘2上设有至少一个透光孔6，所述表盘2与所述感光组件4之间设有成像板8，所述成像孔5设置于所述成像板8上，所述成像孔5位于所述透光孔6下方，所述透光孔6孔径大于所述成像孔5孔径。

透光孔6的作用是能够将光线透过表盘2，以便不遮挡感光组件4上方的成像孔5的视场。因此，透光孔6可以设置在成像孔5正上方，并且所述透光孔6孔径大于所述成像孔5孔径。

在本实施例中，在所述表盘2与所述感光组件4之间设有成像板8，所述成像孔5设置于所述成像板8上，而不是直接在表盘2上开设小孔作为成像孔5的原因是，表盘2本身的厚度太大，如果作为成像孔5成像，会形成严重的衍射现象，造成成像不清晰。本申请中，通过在所述表盘2与所述感光组件4之间设置成像板8来解决衍射严重的问题。

实施例二，参见图4，其大部分结构与所述实施例一相同，不同之处在于，所述光源3位于所述透明盖板1的下侧，可以将光源3固定在表盘2上表面，当手指接触所述透明盖板1外表面时，所述光源3射出的光经过所述透明盖板1反射，形成反射光，所述反射光通过所述成像孔5在所述感光组件4上成像。

在上述实施例二中，将光源3设置在所述透明盖板1的下侧，光源3以下打光的方式射入透明盖板1，形成反射式照明，当手指接触所述透明盖板1的外表面时，手指的指纹表面分为脊和谷，脊的部分与透明盖板1的外表面直接接触，也就是说，脊的部分与透明盖板1的外表面之间没有空气，谷的部分与透明盖板1的外表面之间留有空隙没有接触，也就是说，谷的部分与透明盖板1的外表面之间有空气，由于光线在空气中和非空气中反射的反射率不同，光线在有空气的地方反射强，在没有空气的地方相对较弱，最后感光组件4采集到的指纹为明暗相间的条纹，其中亮条纹是指纹表面谷的部分，暗条纹是指纹表面脊的部分。

在上述实施例一和实施例二中，光源3可以采用近红外光或可见光。

光源3采用近红外光的好处在于，近红外光为人眼不可见光，因此不会对用户的视觉造成刺激。

光源3采用可见光，光源3采用可见光的好处在于，采集的指纹更清晰，指纹采集的效果好。

实施例三，参照图5，其大部分结构与所述实施例一或实施例二相同，不同之处在于，本实施例中表盘2是透明的，所述表盘2上表面设有遮光层7，所述遮光层7上开设所述成像孔5，所述遮光层7上表面设有涂层。

在上述实施例三中，遮光层7相当于成像板，在遮光层7上开设用于小孔成像的成像孔5，遮光层7可以采用能够遮光金属薄板，满足小孔成像的条件。成像孔5位于感光组件4上方，由于表盘2上需要有刻度显示，所述遮光层7上表面设有涂层，刻度印制在涂层上，其中，涂层可以是油漆层，也就是说，成像孔5依次穿过涂层和遮光层7。

对于上述实施例一和实施例三，其中实施例三中表盘2是透明的情况时，利用了表盘2本身的厚度作为一部分像距，因此感光组件4的厚度会降低。

如图3和图5所示，图3中，成像孔5位于表盘2的下方，像距是从表盘2下方成像孔5的位置算起，也就是说，此种情况下像距不包括表盘2本身的厚度，图5中，成像孔5位于表盘2的上方，像距是从表盘2上方成像孔5的位置算起，也就是说，此种情况下像距包括表盘2本身的厚度，另外，表盘2与透明盖板1之间的距离是固定的，所以，在如图5所示的情况时，相当于利用了表盘2本身的厚度作为一部分像距，因此，在表盘2是透明的情况下，感光组件4的厚度可以进一步降低，进而可穿戴设备的整体厚度可以更小一些。

需要说明的是，成像孔5作为小孔成像用小孔，其可以为任意形状，具体的形状和尺寸可以根据应用场景的不同而不同，本申请对此不作限定。例如，在一个例子中，成像孔5可以为圆形，其直径可以为5微米-100微米。

为了能够准确的在透明盖板1上找到进行手指按捺位置，可以在透明盖板1上设有用于提示手指按捺位置的提示标识，提示标识可以有多种可实现方式。

实施例四，其大部分结构与所述实施例一或实施例三相同，不同之处在于，在透明盖板1上设有用于提示手指按捺位置的提示标识，所述提示标识采用荧光材料制成。当有光照的时候，荧光材料吸收一定波长的光，立刻向外发出不同波长的光，也就是说，此时提示标识会发光，用户可以看见提示标识，进而能够快速准确的找到手指按捺位置。当光照消失时，荧光材料就会立刻停止发光，提示标识不可见，不影响用户平时的使用。

实施例五，其大部分结构与所述实施例一或实施例三相同，不同之处在于，在透明盖板1上设有用于提示手指按捺位置的提示标识，所述提示标识为设置于所述透明盖板1上的凸起或凹陷。凸起或凹陷的位置也是透明的，凸起或凹陷平时在没有光照的时候是看不见的。凸起或凹陷可以设置在透明盖板1的上表面，一方面，用户可以通过触感来找到手指按捺位置，另一方面，当有光照的时候，由于凸起或凹陷改变了光线在透明盖板1传播路径，使得用户能够看见凸起或凹陷的位置，进而能够快速准确的找到手指按捺位置。

上述实施例一至实施例五中，对于成像孔5的数量可以是1个或多个。当成像孔5的数量为一个时，在进行手指按捺时，由于物距较大，所以有足够的成像面积进行指纹注册、验证或解锁。

当成像孔5的数量为一个时，在进行指纹注册时，可能需要进行多次的手指按捺，才能完成注册。

为了降低注册时手指按捺的次数，提高注册效率，可以将成像孔5的数量设置多个，设置多个成像孔5时，如果将通过多个成像孔5的成像进行图像拼接，相当于每次可以比单个成像孔5得到更大面积的指纹；如果不将通过多个成像孔5的成像进行图像拼接，相当于每次可以得到同一个手指不同部分的多个指纹图像。例如，只有一个成像孔5的情况时，需要12个捺印指纹样本，那么如果有四成像孔5，只需要3次手指按捺就可以完成注册了。

另外，由于设置多个成像孔5时，每次采集了更大面积的指纹或每次可以采集多个不同指纹样本，能够提高识别的准确率，进而能够提高验证或解锁的效率。

实施例六，参照图6和图7，其大部分结构与所述实施例一或实施例三相同，不同之处在于，所述成像孔5的数量为4个，并按照2×2方阵排布，其中，相邻两个所述成像孔5相对于指针的法向间距大于所述指针宽度。

在设置多个成像孔5时，存在所有成像孔5被指针同时遮挡的情况，为了避免这种情况的发生，成像孔5按照2×2方阵排布，相邻两个所述成像孔5相对于指针的法向间距大于所述手表指针宽度，这样指针就不会同时遮挡相邻的两个所述成像孔5。

如图6和图7所示，可穿戴设备的外观基本没有被破坏，只是多几个小孔。

另外，由于本申请的可穿戴设备没有用于呈注册、现验证或解锁操作界面的屏幕的，因此没有很好的用户交互，为了能够明确知道，注册是否完成、验证或解锁是否成功，可以通过多种可实现方式来提示用户操作结果。

其中一种可能的方式，可以在相应的操作完成后给与提示音，例如，注册成功时，会发出滴的一声以提示，注册完成并成功。

另一种可能的方式，可以在相应的操作完成后通过灯光的闪烁来提示用户，例如，注册成功时，用户会看到高频率的灯光闪烁来提示用户注册完成并成功。

需要说明的是，不仅限于以上提供的两种可实现方式来提示用户操作结果。本申请对此不做具体的限定。

当本申请的可穿戴设备为昂贵的机械手表时，该机械手表可以采用指纹进行注册、验证或解锁，也就是说，该机械手表用户可以通过指纹在该机械手表上进行注册，在使用时，需要通过指纹进行验证或解锁，所以，即使该机械手表丢失或者被盗，拾到或偷盗该机械手表的人也不会通过该机械手表的指纹验证，故而无法使用该机械手表的，提高了机械手表安全性。

由以上技术方案可知，本申请中的可穿戴设备，在没有用于呈现注册、验证或解锁操作界面的屏幕时，用户能够通过指纹进行注册、验证或解锁。上述的可穿戴设备主要是基于小孔成像原理进行指纹采集，然后通过指纹来注册、验证或解锁。此外，上述的可穿戴设备基本利用了表盘和透明盖板的本身结构完成小孔成像，并将感光组件以隐藏的方式设置于表盘下方，基本不需要改变原可穿戴设备的结构。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确方法，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：透明盖板(1)、表盘(2)、光源(3)和感光组件(4)；

所述光源(3)用于将光线射入所述透明盖板(1)中；

所述透明盖板(1)位于所述表盘(2)的上方；

所述感光组件(4)上方设有至少一个用于小孔成像的成像孔(5)；

所述感光组件(4)位于所述表盘(2)的下方，用于接收由所述光源(3)发射、经手指表面与所述透明盖板(1)接触的部位反射射入成像孔(5)的光线。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述光源(3)位于所述透明盖板(1)的水平侧面，所述光源(3)射出的光进入所述透明盖板(1)并在所述透明盖板(1)内以全反射方式传播，当有手指接触所述透明盖板(1)外表面时，所述手指与所述透明盖板(1)接触处光线的全反射传播被破坏，形成漫反射，漫反射的光线通过所述成像孔(5)在所述感光组件(4)上成像。

3.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述光源(3)位于所述透明盖板(1)的下侧，当手指接触所述透明盖板(1)外表面时，所述光源(3)射出的光经过所述透明盖板(1)照射于所述手指表面并形成反射光，所述反射光通过所述成像孔(5)在所述感光组件(4)上成像。

4.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述表盘(2)采用不透明基材制成，所述表盘(2)上设有至少一个透光孔(6)，所述表盘(2)与所述感光组件(4)之间设有成像板(8)，所述成像孔(5)设置于所述成像板(8)上，所述成像孔(5)位于所述透光孔(6)下方，所述透光孔(6)孔径大于所述成像孔(5)孔径。

5.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述表盘(2)采用透明基材制成，所述表盘(2)上表面设有遮光层(7)，所述遮光层(7)上开设所述成像孔(5)，所述遮光层(7)上表面设有涂层。

6.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述透明盖板(1)上设有用于提示手指按捺位置的提示标识。

7.根据权利要求6所述的可穿戴设备，其特征在于，所述提示标识采用荧光材料制成。

8.根据权利要求6所述的可穿戴设备，其特征在于，所述提示标识为设置于所述透明盖板(1)上的凸起或凹陷。

9.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述成像孔(5)的数量为4个，并按照2×2方阵排布，其中，相邻两个所述成像孔(5)相对于指针的法向间距大于所述指针宽度。

10.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述光源(3)采用近红外光或可见光。

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