CN113627344A - 双重生物特征检测系统、安全识别方法、应用及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双重生物特征检测系统、安全识别方法、应用及电子设备，检测系统包括发射模块、检测模块和发射光分配模块，发射光分配模块用于将发射光分配到所述第一发射光路和所述第二发射光路，经第一发射光路传输至第一生物特征部，经第二发射光路传输至第二生物特征部。仅采用1个发射模块和1个检测模块，即实现了兼具第一生物特征部识别和第二生物特征部识别的双重功能，用户能根据场合或喜好选择相应的安全识别模式，提升用户使用体验；共用发射模块和检测模块能够明显降低配置成本，使电子设备具备较高的性价比优势；整个检测系统占用空间小，有利于电子设备的结构配置，实现超高屏占比，电子设备外观更时尚，有利于抢占市场先机。
Description
技术领域
本发明涉及生物识别技术领域，具体是一种双重生物特征检测系统、安全识别方法、应用及电子设备。
背景技术
随着技术进步和人们生活水平提高，对手机、平板电脑等人机交互电子装置，用户要求具有更多功能和时尚外观。目前人机交互电子装置的发展趋势是具有较高的屏占比和生物特征检测等功能。目前生物特征检测主要是人脸和指纹识别，传统这两种生物特征识别功能都是基于2D的识别，安全性低。目前能兼顾屏占比和高安全性的生物特征检测主要是人脸3D识别和光电屏下指纹识别，目前人机交互电子装置一般只具有其中一种识别功能，主要原因，一是人机交互电子装置结构紧凑，空间难以满足人脸3D识别模组和光电屏下指纹识别模组的同时设置；二是双模组成本会造成人机交互电子装置显著升高，失去性价比优势。但在现实人机交互电子装置使用中，如果只具有人脸3D识别功能，在佩戴口罩时，则不能有效识别，造成解锁的不便。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种双重生物特征检测系统、安全识别方法、应用及电子设备。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双重生物特征检测系统，包括：
发射模块，其用于发射不可见光或可见光；
第一发射光路，其将来自于所述发射模块的发射光传输至第一生物特征部；
第二发射光路，其将来自于所述发射模块的发射光传输至第二生物特征部；
发射光分配模块，其用于将所述发射模块的发射光分配到所述第一发射光路和所述第二发射光路；
检测模块，其用于接收来自于第一生物特征部或者第二生物特征部反射回来的光线；
第一检测光路，其用于将第一生物特征部的反射光传输至所述检测模块；
第二检测光路，其用于将第二生物特征部的反射光传输至所述检测模块。
采用本发明技术方案，仅采用1个发射模块和1个检测模块，即实现了兼具第一生物特征部识别和第二生物特征部识别的双重功能，用户能根据场合或喜好选择相应的安全识别模式，提升用户使用体验；共用发射模块和检测模块能够明显降低配置成本，使电子设备具备较高的性价比优势；整个检测系统占用空间小，有利于电子设备的结构配置，实现超高屏占比，电子设备外观更时尚，有利于抢占市场先机。
进一步地，所述发射模块为光学发射芯片,所述发射模块发射的光线为可见光或者红外光线，所述检测模块为用于检测可见光或红外光的光线传感器。
进一步地，所述第一生物特征部为人脸，所述发射模块发射的光线经第一发射光路到人脸上，人脸反射回来的光线经第一检测光路传输至所述检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测人脸3D结构并进行3D人脸识别。
进一步地，所述第二生物特征部为手指指纹，所述发射模块发射的光线经第二发射光路到手指指纹上，手指指纹反射回来的光线经第二检测光路传输至所述检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测手指指纹结构并进行手指指纹识别。
进一步地，还包括主体和与所述主体连接的显示单元，所述发射模块、检测模块设置在所述主体内，所述主体具有与所述第一发射光路对应设置的开孔，开孔位于所述显示单元的侧边，第一发射光路的发射光经所述开孔到人脸上，所述第二发射光路的发射光从所述显示单元的下方入射到显示单元上表面的手指指纹上。
采用上述优选的方案，通过同一发射模块和检测模块实现3D人脸识别和光电指纹识别，兼具两种常用主流高安全识别技术。
进一步地，所述发射光分配模块包括分光器件和功率控制模块，所述分光器件将所述发射模块的一部分光传输至所述第一发射光路，并将发射模块的另一部分光传输至所述第二发射光路，所述功率控制模块用于控制所述发射模块的发射光强度。
进一步地，所述功率控制模块控制所述发射模块至少具有一高功率模式和低功率模式；在所述发射模块处于高功率模式时，经过所述第一发射光路的光线强度，能够发射到第一生物特征部并反射至检测模块以进行第一生物特征部识别；在所述发射模块处于低功率模式时，经过所述第二发射光路的光线强度，能够发射至第二生物特征部并反射至检测模块以进行第二生物特征部识别。
采用上述优选的方案，能够通过一套固定式安装的光学元件组实现发射光线向两条识别路径的配置，结构更为稳定可靠，方便整个检测系统的集成封装。
进一步地，所述发射光分配模块包括反射元件和驱动所述反射元件在第一位置状态和第二位置状态切换的第一驱动机构；所述第一位置状态是指：在反射元件处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过所述第一发射光路发射到第一生物特征部并反射至检测模块以进行第一生物特征部识别；所述第二位置状态是指：在反射元件处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过第二发射光路发射至第二生物特征部并反射至检测模块以进行第二生物特征部识别。
采用上述优选的方案，通过反射元件的动作来切换发射光线，有利于节约发射模块能耗。
进一步地，所述反射光分配模块包括驱动所述发射模块和检测模块在第三位置状态和第四位置状态切换的第二驱动机构；所述第三位置状态是指，发射模块和检测模块处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过所述第一发射光路发射到第一生物特征部并反射至检测模块以进行第一生物特征部识别；所述第四位置状态是指，发射模块和检测模块处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过第二发射光路发射至第二生物特征部并反射至检测模块以进行第二生物特征部识别。
采用上述优选的方案，通过发射模块和检测模块的移动来实现对两条识别路径的匹配，能够简化光路元件的配置。
一种安全识别方法，采用上述的双重生物特征检测系统，包括第一生物特征识别模式和第二生物特征识别模式，
在第一生物特征识别模式时，发射光分配模块将发射模块的发射光分配至第一发射光路，发射光传输至第一生物特征部，经由第一生物特征部反射的光线再经第一检测光路传输到检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测第一生物特征部结构并进行第一生物特征部识别；
在第二生物特征识别模式时，发射光分配模块将发射模块的发射光分配至第二发射光路，发射光传输至第二生物特征部，经由第二生物特征部反射的光线再经第二检测光路传输到检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测第二生物特征部结构并进行第二生物特征部识别。
采用上述技术方案，兼具第一生物特征部识别和第二生物特征部识别的双重功能，用户能根据场合或喜好选择相应的安全识别模式，提升用户使用体验。
一种电子设备，包括上述的双重生物特征检测系统。
采用上述技术方案，电子设备的安全识别选项更为丰富，功能更为齐全，制造成本较低，具有较高性价比优势，外观更时尚，有利于抢占市场先机。
上述的双重生物特征检测系统和安全识别方法，可应用到手机、智能门锁、汽车安全锁等产品上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一种实施方式的人脸识别示意图；
图2是本发明第一种实施方式的指纹识别示意图；
图3是本发明第二种实施方式的人脸识别示意图；
图4是本发明第二种实施方式的指纹识别示意图；
图5是本发明第三种实施方式的人脸识别示意图；
图6是本发明第三种实施方式的指纹识别示意图；
图7是电子设备局部结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件的名称：
10-发射模块；20-检测模块；301-分光棱镜；302-单通镜片；303-反射棱镜；304-光束调制元件；305-反射棱镜；306-反射棱镜；307-光束调制元件；308-光束调制元件；31-第一发射光路；32-第二发射光路；41-第一检测光路；42-第二检测光路；60-主体；61-显示单元。
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、完整地描述，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。
如图1-2所示，本发明的第一种实施方式为：一种双重生物特征检测系统，包括：
发射模块10，其用于发射不可见光或者可见光；
第一发射光路31，其将来自于发射模块10的发射光传输至第一生物特征部；
第二发射光路32，其将来自于发射模块10的发射光传输至第二生物特征部；
发射光分配模块，其用于将发射模块10的发射光分配到第一发射光路31和第二发射光路32；
检测模块20，其用于接收来自于第一生物特征部或者第二生物特征部反射回来的光线；
第一检测光路41，其用于将第一生物特征部的反射光传输至检测模块20；
第二检测光路42，其用于将第二生物特征部的反射光传输至检测模块20。
在本实施方式中，实现第一生物特征识别或第二生物特征识别是共用发射模块10和检测模块20，是通过发射光分配模块实现反射光的分配。
在本实施方式中，发射模块10可采用但不限采用垂直腔面发射激光器(Vert i cal-Cav ity Surface-Emitt i ng Laser，简称VCSEL)。发射模块能够投射出预设图案的图案光束。发射模块10发射的光可以是但不限于是红外光或近红外光线。
在本实施方式中，检测模块20可采用但不限为红外光传感器。
在本实施方式中，第一生物特征识别可以是人脸3D识别，第二生物特征识别可以是手指指纹识别，但需要强调的此实施方式并不限制本申请的其他生物特征的识别应用。
在本实施方式中，第一发射光路31、第二发射光路32、第一检测光路41、第二检测光路42可以由分光棱镜301、单通镜片302、反射棱镜303来构建。如图1中，在进行人脸3D识别时，发射模块10发出的红外光线经分光棱镜301按比例分配，将一定比例的红外光线传输至人脸，人脸发射的红外光线经单通镜片302传输至检测模块20上，进行人脸3D结构检测并完成3D人脸识别；分光棱镜301分配的另外一定比例的红外光线则经反射棱镜303反射，由于没有手指指纹的阻挡，此部分红外光线最终发射出去，不被传输到检测模块20上。如图2中，在进行指纹识别时，发射模块10发出的红外光线经分光棱镜301按比例分配，一定比例的红外光线经第一发射光路31向外传输，没有人脸的阻挡反射，不被传输到检测模块20上；分光棱镜301分配的另外一定比例的红外光线则经反射棱镜303反射，传输至手指指纹部，指纹部红外光线反射再由反射棱镜303和单通镜片302反射至检测模块20上，进行指纹结构检测并完成指纹识别。
在本实施方式中，为了确保红外光线的照射范围满足检测需要，在各个光路中可加入光束调制元件，比如在反射棱镜303和显示单元61之间设置了光束调制元件304。
如图3-4所示，提供了本发明的第二种实施方式，本实施方式与本发明的第一种实施方式的主要差别在于用于分配反射模块发射光的发射光分配模块的实施形式不同。
在本实施方式中，第一发射光路31、第二发射光路32、第一检测光路41、第二检测光路42可以由反射棱镜305和反射棱镜306来构建，反射棱镜305由第一驱动机构(图中未示出)实现平移。如图3中，在进行人脸3D识别时，第一驱动机构将反射棱镜305往左侧移动，发射模块10发出的红外光线可以直接入射至人脸，人脸发射的红外光线可以直接传输至检测模块20上，进行人脸3D结构检测并完成3D人脸识别。如图4所示，在进行指纹识别时，发射模块10发出的红外光线经反射棱镜305和反射棱镜306传输至指纹部，指纹部将对应的红外光线反射至检测模块20上，进行指纹结构检测并完成指纹识别。
在本实施方式中，为了确保红外光线的照射范围满足检测需要，在各个光路中可加入光束调制元件，比如在反射棱镜305和显示单元61之间设置了光束调制元件307。
在本实施方式中，第一驱动机构的具体形式不作限定，可从现有技术中选择，例如丝杠副、齿轮齿条等驱动形式，驱动动力器件可选择马达。
如图5-6所示，提供了本发明的第三种实施方式，本实施方式与本发明的第一种实施方式的主要差别在于用于分配反射模块发射光的发射光分配模块的实施形式不同。
在本实施方式中，第一发射光路31和第一检测光路41可以由反射模块10、人脸、检测模块20来构建，第二发射光路32、第二检测光路42可以由反射模块10、手指指纹部、检测模块20来构建。反射模块10和检测模块20则由第二驱动机构(图中未示出)来驱动平移，以匹配人脸3D检测和指纹检测。如图5中，在进行人脸3D识别时，第二驱动机构将反射模块10和检测模块20往左侧移动，发射模块10发出的红外光线可以直接入射至人脸，人脸发射的红外光线可以直接传输至检测模块20上，进行人脸3D结构检测并完成3D人脸识别。如图6所示，在进行指纹识别时，第二驱动机构将反射模块10和检测模块20往右侧移动，发射模块10发出的红外光线经光束调制元件308传输至指纹部，指纹部将对应的红外光线反射至检测模块20上，进行指纹结构检测并完成指纹识别。
在本实施方式中，第二驱动机构的具体形式不作限定，可从现有技术中选择，例如丝杠副、齿轮齿条等驱动形式，驱动动力器件可选择马达。
在图7中示出了一种配置本发明双重生物特征检测系统的电子设备的局部结构，包括主体60和显示单元61，图7只是简易画法，显示单元61可包括最外层的保护膜，保护膜贴附于玻璃板上，玻璃板里侧设置显示屏。发射模块10和检测模块20都设置在主体60内，主体60具有供反射模块发射光穿过的开孔，开孔位于显示单元61的侧边，发射光经开孔到人脸上。发射光又是从显示单元61的内表面入射到显示单元上表面的手指指纹上。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.双重生物特征检测系统，其特征在于，包括：
发射模块，其用于发射不可见光或可见光；
第一发射光路，其将来自于所述发射模块的发射光传输至第一生物特征部；
第二发射光路，其将来自于所述发射模块的发射光传输至第二生物特征部；
发射光分配模块，其用于将所述发射模块的发射光分配到所述第一发射光路和所述第二发射光路；
检测模块，其用于接收来自于第一生物特征部或者第二生物特征部反射回来的光线；
第一检测光路，其用于将第一生物特征部的反射光传输至所述检测模块；
第二检测光路，其用于将第二生物特征部的反射光传输至所述检测模块。
2.根据权利要求1所述的双重生物特征检测系统，其特征在于，所述发射模块发射的光线为可见光或红外光，所述检测模块为用于检测可见光或红外光的光线传感器。
3.根据权利要求2所述的双重生物特征检测系统，其特征在于，所述第一生物特征部为人脸，所述发射模块发射的光线经第一发射光路到人脸上，人脸反射回来的光线经第一检测光路传输至所述检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测人脸3D结构并进行3D人脸识别；所述第二生物特征部为手指指纹，所述发射模块发射的光线经第二发射光路到手指指纹上，手指指纹反射回来的光线经第二检测光路传输至所述检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测手指指纹结构并进行手指指纹识别。
4.根据权利要求3所述的双重生物特征检测系统，其特征在于，还包括主体和与所述主体连接的显示单元，所述发射模块、检测模块设置在所述主体内，所述主体具有与所述第一发射光路对应设置的开孔，开孔位于所述显示单元的侧边，第一发射光路的发射光经所述开孔到人脸上，所述第二发射光路的发射光从所述显示单元的下方入射到显示单元上表面的手指指纹上。
5.根据权利要求1所述的双重生物特征检测系统，其特征在于，所述发射光分配模块包括分光器件和功率控制模块，所述分光器件将所述发射模块的一部分光传输至所述第一发射光路，并将发射模块的另一部分光传输至所述第二发射光路，所述功率控制模块用于控制所述发射模块的发射光强度。
6.根据权利要求5所述的双重生物特征检测系统，其特征在于，所述功率控制模块控制所述发射模块至少具有一高功率模式和低功率模式；在所述发射模块处于高功率模式时，经过所述第一发射光路的光线强度，能够发射到第一生物特征部并反射至检测模块以进行第一生物特征部识别；在所述发射模块处于低功率模式时，经过所述第二发射光路的光线强度，能够发射至第二生物特征部并反射至检测模块以进行第二生物特征部识别。
7.根据权利要求1所述的双重生物特征检测系统，其特征在于，所述发射光分配模块包括反射元件和驱动所述反射元件在第一位置状态和第二位置状态切换的第一驱动机构；所述第一位置状态是指：在反射元件处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过所述第一发射光路发射到第一生物特征部并反射至检测模块以进行第一生物特征部识别；所述第二位置状态是指：在反射元件处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过第二发射光路发射至第二生物特征部并反射至检测模块以进行第二生物特征部识别。
8.根据权利要求1所述的双重生物特征检测系统，其特征在于，所述反射光分配模块包括驱动所述发射模块和检测模块在第三位置状态和第四位置状态切换的第二驱动机构；所述第三位置状态是指，发射模块和检测模块处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过所述第一发射光路发射到第一生物特征部并反射至检测模块以进行第一生物特征部识别；所述第四位置状态是指，发射模块和检测模块处于该位置状态时，发射模块的发射光全部经过第二发射光路发射至第二生物特征部并反射至检测模块以进行第二生物特征部识别。
9.安全识别方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一所述的双重生物特征检测系统，包括第一生物特征识别模式和第二生物特征识别模式，
在第一生物特征识别模式时，发射模块的发射光传输至第一生物特征部，并反射传输到检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测第一生物特征部结构并进行第一生物特征部识别；
在第二生物特征识别模式时，发射模块的发射光传输至第二生物特征部，并反射传输到检测模块，所述发射模块和检测模块通过发射和反射回来的光线检测第二生物特征部结构并进行第二生物特征部识别。
10.如权利要求9所述的安全识别方法在手机、智能门锁或汽车安全锁上的应用。
11.电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8中任一所述的双重生物特征检测系统。
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