CN114340079B - 一种带灯化妆镜及其自适应投光方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带灯化妆镜，包括人脸识别模块、调节驱动模块和背光模组，背光模组包括导光板和LED灯带，LED灯沿镜面四周均布，导光板内嵌于LED灯带，人脸识别模块包括摄像头和图像处理单元，图像处理单元连接摄像头，摄像头设置在镜面上，调节驱动模块包括调光电路板，调光电路板上设置调光器，调光器连接图像处理单元。这种带灯化妆镜，通过人脸识别模块捕捉人脸轮廓线，得到人脸在镜前水平和竖直方向上的相对位置坐标，并将映射出的LED光源位置输出信号给到调节驱动模块，调节驱动模块控制背光模组进行定向投光，使得人脸位置始终处于光源高通量输出区域而脸部周围区域的亮度渐弱，可以有效地达到美妆应用对照明的要求从而实现更好的妆容视觉效果。

Description

一种带灯化妆镜及其自适应投光方法

技术领域

本发明涉及化妆镜技术领域，尤其是指一种带灯化妆镜及其自适应投光方法。

背景技术

传统的带灯化妆镜一般采用以下两种方式加装照明光源：其一是直接在常规化妆镜前方加装照明灯具，灯具形式通常为带反射灯罩且有明确遮光角度的镜前灯或带磨砂漫射泡壳的球泡灯，该种在化妆镜前增加照明补光的方式成体系统尺寸大、美观性差、照明效果不理想；其二则是在化妆镜后方设置背光源，通过化妆镜上没有反射层的透光区域向使用者方向投射光线，该种照明方式尺寸轻薄、美观实用，市场接受度很高。

然而，这种带背光源的化妆镜也存在若干共性问题：首先，现有背光源的发光形式均为类朗伯漫射光，即光线光束角接近180°，由于光线需透过镜面方能投射到镜前使用区域，故以大角度出射的光线进入化妆镜镜面区域时，容易形成光幕，降低了镜面成像的清晰度；其次，漫射的发光方式不利于提高照明效率和保证照明效果；再者，现有的化妆镜背光光源选择单一，不能支持化妆与美妆对视功能的精细化要求。

因此有必要设计一种带灯化妆镜及其自适应调光方法，用于对人脸区域的集中照明。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法对人脸部位置进行集中照明的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种带灯化妆镜，包括人脸识别模块、调节驱动模块、背光模组和化妆镜本体，所述化妆镜本体包括安装背板；

所述背光模组设置在所述化妆镜本体的镜面和所述安装背板之间，所述背光模组包括遮光膜、反光膜、导光板和LED灯带，所述LED灯带沿所述反光膜四周均布，所述导光板内嵌在所述LED灯带内并与其贴合，所述遮光膜设置在所述导光板与所述化妆镜本体的镜面之间；

所述人脸识别模块包括摄像头和图像处理单元，所述图像处理单元连接所述摄像头，所述摄像头设置在所述化妆镜本体的镜面上，所述图像处理单元用于识别人脸相对于所述化妆镜本体的位置坐标，并映射出相应LED灯的位置信号；

所述调节驱动模块包括调光电路板，所述调光电路板上设置有调光器，所述调光器连接所述图像处理单元，所述图像处理单元将LED灯的位置信号输入到所述调光器，所述调光器根据位置信号来控制对应LED灯的工作状态。

在本发明的一个实施例中，所述遮光膜设置有遮光膜透光区，所述化妆镜本体的镜面设置有与所述遮光膜透光区相对应的镜面透光区。

在本发明的一个实施例中，所述导光板为类棱镜光学结构。

在本发明的一个实施例中，所述LED灯带包括若干LED元件，单个所述LED元件由所述调光器控制其开关和亮度。

在本发明的一个实施例中，所述导光板包括两两对称的四个分区，两组分区所紧贴的LED灯带分别采用不同的LED光源。

此外，本发明还提供一种带灯化妆镜的自适应投光方法，包括：

(1)所述人脸识别模块利用所述摄像头采集镜前图像信息，所述图像处理单元分析加工图像数据，得到人脸在镜前水平和竖直方向上的相对位置，并映射出对应的LED光源信息，然后作为位置输出信号给到所述调光器；

(2)所述调节驱动模块触发所述背光模组的光源输出机制，并由所述调光器根据位置输出信号来控制对应位置LED元件的开关和亮度；

(3)所述背光模组对应人脸位置区域的所述LED光源以高光通量输出，并且以该区域为原点，水平及垂直方向的LED光源发光强度渐弱。

在本发明的一个实施例中，所述调节驱动模块对所述LED光源进行实时调整，其调光方式包括PWM-脉冲宽度调制调光法、改变逆变器电压调光法、脉冲调频调光法、脉冲调相调光法和可控硅相控调光法。

在本发明的一个实施例中，在对应人脸位置的所述LED灯带选配高显色指数且红光成分高的LED光源，在对应脸部背景区域位置的所述LED灯带选配可调色温LED光源。

在本发明的一个实施例中，所述高显色指数CRI在90到100之间，且所述红光成分R9在50到100之间。

在本发明的一个实施例中，所述可调色温范围在2700K到6500K之间。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种带灯化妆镜及自适应投光方法，通过人脸识别模块来捕捉人脸轮廓线，得到人脸在镜前水平和竖直方向上的相对位置坐标，并映射出相应位置上的LED光源信息，其作为输出信号给到调节驱动模块，然后调节驱动模块控制背光模组进行实时的定向投光，使得人脸部位置始终处于光源高通量输出区域而脸部周围区域的亮度渐弱，可以有效地达到美妆应用对照明的要求从而实现更好的妆容视觉效果。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的整体示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明背光模组的结构示意图。

图4是本发明人脸识别模块的结构示意图。

图5是本发明调节驱动模块的结构示意图。

图6是本发明LED灯带和导光板的分区结构图。

图7是本发明导光板的微结构图。

图8是本发明LED光源经导光板发射出的光照示意图。

说明书附图标记说明：1、人脸识别模块；11、摄像头；12、图像处理单元；2、调节驱动模块；21、调光电路板；22、调光器；3、背光模组；31、遮光膜；311、遮光膜透光区；32、反光膜；33、导光板；34、LED灯带；341、LED元件；4、化妆镜本体；41、镜面；411、镜面透光区；42、安装背板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1和图2所示，本发明提供一种带灯化妆镜，包括人脸识别模块1、调节驱动模块2、背光模组3和化妆镜本体4，化妆镜本体4包括安装背板42。

参照图3和图2所示，背光模组3设置在化妆镜本体4的镜面41和安装背板42之间，背光模组3包括遮光膜31、反光膜32、导光板33和LED灯带34，具体的，遮光膜31和反光膜32的形状根据化妆镜本体4的形状而定，LED灯带34沿反光膜32四周均布，整个LED灯带呈矩形分布，导光板33内嵌在LED灯带34内并与其贴合，具体的，导光板33上设置特定光学微结构的分区块排列实现对出射光角度和空间光密度分布的控制，遮光膜31设置在导光板33与化妆镜本体4的镜面41之间，具体的，反光膜32与遮光膜31均与导光板33和LED灯带紧贴且对称设置。

遮光膜31设置有遮光膜透光区311，化妆镜本体4的镜面41设置有与遮光膜透光区311相对应的镜面透光区411，具体的，LED灯透过遮光膜透光区311和镜面透光区411照到人脸区域。

参照图4和图5所示，人脸识别模块1包括摄像头11和图像处理单元12，图像处理单元12连接摄像头11，摄像头11设置在化妆镜本体4的镜面41上，具体的，摄像头11整体尺寸偏小，可嵌设在镜面内并与镜面同朝向，图像处理单元12用于识别人脸相对于化妆镜本体4的位置坐标，并映射出相应LED灯的位置信号，具体的，图像处理单元12内事先植入用以捕捉人脸轮廓线的软件算法。

继续参照图5所示，调节驱动模块2包括调光电路板21，调光电路板21上设置有调光器22，调光器22连接图像处理单元12，具体的，图像处理单元12也设置在调光电路板21上，整个调光电路板21是一个集成模块，图像处理单元12将LED灯的位置信号输入到调光器22，调光器22根据位置信号来控制对应LED灯的工作状态。

参照图6所示，LED灯带34包括若干LED元件341，单个所述LED元件341由调光器22控制其开关和亮度，具体的，调光器22根据图像处理单元给的信号对LED进行局部控制。导光板33包括两两对称的四个分区，两组分区所紧贴的LED灯带34分别采用不同的LED光源，两组LED光源分别负责照射不同的位置区域。

参照图7所示，导光板33为类棱镜光学结构，其中的，导光板微结构包括但不局限于棱镜柱、球面透镜、棱锥镜等具有聚光、折光功能的光学结构，导光板33出光区域的分区设计应依据具体应用需求和产品特性合理划分，设计原则是保证光线投射的目标区域为化妆镜使用者合理使用区域。

此外，本发明还提供一种带灯化妆镜的自适应投光方法，包括：

(1)人脸识别模块1利用所述摄像头采集镜前图像信息，图像处理单元分析加工图像数据，得到人脸在镜前水平和竖直方向上的相对位置，并映射出对应的LED光源信息，然后作为位置输出信号给到调光器22；

(2)调节驱动模块2触发背光模组3的光源输出机制，并由调光器22根据位置输出信号来控制对应位置LED元件341的开关和亮度；

(3)背光模组3对应人脸位置区域的LED光源以高光通量输出，并且以该区域为原点，水平及垂直方向的LED光源发光强度渐弱，实际运行时，不是所有的LED元件都会亮，只有根据图像处理单元12处理过后需要的部分才会亮，且亮度由调光器具体控制。

调节驱动模块2对LED光源进行实时调整，其调光方式包括PWM-脉冲宽度调制调光法、改变逆变器电压调光法、脉冲调频调光法、脉冲调相调光法和可控硅相控调光法，具体调整时可不局限于这几种。

在对应人脸位置的LED灯带34选配高显色指数且红光成分高的LED光源，具体的，高显色指数CRI在90到100之间，且红光成分R9在50到100之间，在对应脸部背景区域位置的LED灯带选配可调色温LED光源，具体的，可调色温范围在2700K到6500K之间。

作为示例地，参照图8和图3所示，一种安装在浴室的带灯化妆镜，其朝向使用者的用户界面为镜面41，LED灯带34发出的光由带分区微结构的导光板33传导整形后以缩小的光束角ω发出并投射向使用者脸部区域，该区域的垂直面照度均值可达到600lx以上，其中一组分区使用的LED光源选用高显色指数(CRI>90)且红光成分高(R9>50)的LED光源,以更好地还原妆容色彩，另一组分区对应使用的LED光源选用显色指数CRI>＝80，色温在2700K-6500K范围内可调的白光光源，配合控制电路，实现背景光光色和亮度的个性化调节。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带灯化妆镜，其特征在于，包括人脸识别模块、调节驱动模块、背光模组和化妆镜本体，所述化妆镜本体包括安装背板；

所述背光模组设置在所述化妆镜本体的镜面和所述安装背板之间，所述背光模组包括遮光膜、反光膜、导光板和LED灯带，所述LED灯带沿所述反光膜四周均布，所述导光板内嵌在所述LED灯带内并与其贴合，所述遮光膜设置在所述导光板与所述化妆镜本体的镜面之间；

所述人脸识别模块包括摄像头和图像处理单元，所述图像处理单元连接所述摄像头，所述摄像头设置在所述化妆镜本体的镜面上，所述图像处理单元用于识别人脸相对于所述化妆镜本体的位置坐标，并映射出相应LED灯的位置信号；

所述调节驱动模块包括调光电路板，所述调光电路板上设置有调光器，所述调光器连接所述图像处理单元，所述图像处理单元将LED灯的位置信号输入到所述调光器，所述调光器根据位置信号来控制对应LED灯的工作状态；

其中，背光模组对应人脸位置区域的LED光源以高光通量输出，并且以该区域为原点，水平及垂直方向的LED光源发光强度渐弱。

2.根据权利要求1所述的一种带灯化妆镜，其特征在于：所述遮光膜设置有遮光膜透光区，所述化妆镜本体的镜面设置有与所述遮光膜透光区相对应的镜面透光区。

3.根据权利要求1所述的一种带灯化妆镜，其特征在于：所述导光板为类棱镜光学结构。

4.根据权利要求1所述的一种带灯化妆镜，其特征在于：所述LED灯带包括若干LED元件，单个所述LED元件由所述调光器控制其开关和亮度。

5.根据权利要求1所述的一种带灯化妆镜，其特征在于：所述导光板包括两两对称的四个分区，两组分区所紧贴的LED灯带分别采用不同的LED光源。

6.一种自适应投光方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任意一项所述的带灯化妆镜，包括：

(1)所述人脸识别模块利用所述摄像头采集镜前图像信息，所述图像处理单元分析加工图像数据，得到人脸在镜前水平和竖直方向上的相对位置，并映射出对应的LED光源信息，然后作为位置输出信号给到所述调光器；

(2)所述调节驱动模块触发所述背光模组的光源输出机制，并由所述调光器根据位置输出信号来控制对应位置LED元件的开关和亮度；

(3)所述背光模组对应人脸位置区域的所述LED光源以高光通量输出，并且以该区域为原点，水平及垂直方向的LED光源发光强度渐弱。

7.根据权利要求6所述的自适应投光方法，其特征在于：所述调节驱动模块对所述LED光源进行实时调整，其调光方式包括PWM-脉冲宽度调制调光法、改变逆变器电压调光法、脉冲调频调光法、脉冲调相调光法和可控硅相控调光法。

8.根据权利要求6所述的一种自适应投光方法，其特征在于：在对应人脸位置的所述LED灯带选配高显色指数且红光成分高的LED光源，在对应脸部背景区域位置的所述LED灯带选配可调色温LED光源。

9.根据权利要求8所述的一种自适应投光方法，其特征在于：所述高显色指数CRI在90到100之间，且所述红光成分R9在50到100之间。

10.根据权利要求8所述的一种自适应投光方法，其特征在于：所述可调色温范围在2700K到6500K之间。