CN216901733U - 基于空气成像的生物特征识别系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请属于信息识别技术领域，提供基于空气成像的生物特征识别系统，包括图像发生器、光学组件、生物特征识别器和控制器，其中，图像发生器用于显示引导图像，引导图像用于引导待识别目标进行生物特征识别；光学组件包括反射镜和成像板，反射镜用于使引导图像的光线形成反射光，成像板用于接收反射光并使反射光在目标区域内汇聚形成引导图像；生物特征识别器的识别区域覆盖目标区域，用于识别位于目标区域的待识别目标的生物特征；控制器与图像发生器和生物特征识别器分别电性连接。在识别过程中，待识别目标无需与设备进行接触，安全性高，待识别目标能够准确地将带有生物特征的部位放置在识别系统的识别区域，操作便捷、高效。

Description

基于空气成像的生物特征识别系统及电子设备

技术领域

本申请涉及信息识别技术领域，特指一种基于空气成像的生物特征识别系统及电子设备。

背景技术

随着科学技术的发展，基于生物特征的信息识别技术也得到了快速发展。现有的生物特征识别系统包括接触式生物特征识别系统和非接触式生物特征识别系统，其中，接触式生物特征识别系统通常利用接触式传感器对生物特征进行采集识别，待识别目标进行识别操作时需接触设备，容易造成交叉感染，安全性低。而现有的非接触式生物特征识别系统通常包括生物特征识别器，待识别目标操作时仅需将手、脸等带有待识别生物特征的部位放置于生物特征识别器的识别区域，无需接触设备，安全性较高。但是，在使用中发现，待识别目标在使用现有的非接触式生物特征识别系统时，往往需要反复尝试将手、脸等待识别部位放置在识别系统的识别区域才能够完成识别操作，识别操作较为不便。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于空气成像的生物特征识别系统及电子设备，以解决现有技术中存在的待识别目标需要反复尝试将待识别部位放置在生物特征识别系统的识别区域才能完成识别，识别操作较为不便的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种基于空气成像的生物特征识别系统及电子设备，所述基于空气成像的生物特征识别系统包括：

图像发生器，所述图像发生器用于显示引导图像，所述引导图像用于引导待识别目标进行生物特征识别；

光学组件，所述光学组件包括反射镜和成像板，所述反射镜用于使所述引导图像的光线形成反射光，所述成像板用于接收所述反射光并使所述反射光在目标区域内汇聚形成所述引导图像；

生物特征识别器，所述生物特征识别器的识别区域覆盖所述目标区域，用于识别位于所述目标区域的所述待识别目标的生物特征；以及

控制器，所述控制器与所述图像发生器和所述生物特征识别器分别电性连接。

在其中一个实施例中，所述基于空气成像的生物特征识别系统还包括壳体，所述壳体具有容置腔及与所述容置腔连通的安装口，所述成像板安装于所述安装口，所述反射镜安装于所述容置腔内并与所述成像板相对设置，所述图像发生器设置于所述容置腔内并位于所述成像板和所述反射镜之间。

在其中一个实施例中，所述反射镜和所述成像板均竖直设置，所述图像发生器与反射镜之间的夹角为35°-45°。

在其中一个实施例中，所述图像发生器还用于在所述生物特征识别器成功识别所述待识别目标的生物特征后显示识别成功图像，所述光学组件还用于将所述识别成功图像的光线在所述目标区域汇聚成像。

在其中一个实施例中，所述图像发生器还用于在所述生物特征识别器未成功识别所述待识别目标的生物特征后显示未识别成功图像，所述光学组件还用于将所述未识别成功图像的光线在所述目标区域汇聚成像。

在其中一个实施例中，所述基于空气成像的生物特征识别系统还包括检测器，所述检测器与所述控制器电性连接，所述检测器用于检测所述待识别目标的姿势是否符合所述引导图像。

在其中一个实施例中，所述生物特征包括掌静脉、掌纹、指纹、虹膜中的一种或多种的结合。

在其中一个实施例中，所述成像板为光学负折射板。

在其中一个实施例中，所述控制器包括控制模块和数据存储模块，所述控制模块分别与所述数据存储模块、所述图像发生器、所述生物特征识别器电性连接。

为实现上述目的，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括电子设备本体和上述基于空气成像的生物特征识别系统，所述基于空气成像的生物特征识别系统安装于所述电子设备本体上。

本申请提供的基于空气成像的生物特征识别系统及电子设备的有益效果在于：与现有技术相比，本申请提供的基于空气成像的生物特征识别系统，在使用时，图像发生器显示引导图像，反射镜将引导图像的光线反射至成像板，成像板使来自反射镜的反射光发生偏折后，在目标区域内汇聚成引导图像，引导图像引导待识别目标将带有生物特征的部位以符合引导图像的姿势放置在目标区域，生物特征识别器对待识别目标的生物特征进行采集，且生物特征识别器或控制器可对采集的生物特征进行识别，整个过程中，待识别目标无需与设备进行接触，可切断接触式污染源，避免交叉感染，安全性高，且由于识别系统的识别区域覆盖目标区域，在引导图像的引导作用下，待识别目标能够准确地将带有生物特征的部位放置在识别系统的识别区域，无需反复尝试识别操作，操作便捷、高效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的基于空气成像的生物特征识别系统的右视图；

图2为本申请实施例提供的基于空气成像的生物特征识别系统显示引导图像时的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

100-图像发生器；

200-光学组件；210-反射镜；220-成像板；

300-生物特征识别器；

400-控制器；

500-目标区域；510-引导图像；520-引导图像虚像；

600-壳体；610-容置腔；620-安装口。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1及图2，现对本申请实施例提供的基于空气成像的生物特征识别系统及电子设备进行说明。该电子设备可以是考勤机、门禁装置等设备，电子设备包括基于空气成像的生物特征识别系统，该基于空气成像的生物特征识别系统用于对待识别目标的生物特征进行采集和识别。该基于空气成像的生物特征识别系统包括图像发生器100、光学组件200、生物特征识别器300和控制器400，其中，图像发生器100用于显示引导图像510，引导图像510用于引导待识别目标进行生物特征的识别操作；光学组件200包括反射镜210和成像板220，反射镜210用于对引导图像510的光线进行反射，使引导图像510的光线形成反射光，成像板220用于接收反射光并使反射光在目标区域500内汇聚形成引导图像510；生物特征识别器300的识别区域覆盖目标区域500，用于识别位于目标区域500的待识别目标的生物特征；控制器400与图像发生器100和生物特征识别器300分别电性连接。

需要说明的是，上述生物特征可以为掌静脉、掌纹、指纹、虹膜中的一种或多种的结合。引导图像510的具体形式与待识别的生物特征的类型相对应，比如，待识别的生物特征为掌静脉时，引导图像510为手掌的形状，由于掌静脉识别对掌静脉图像的获取精度有着较高的要求，在引导图形的引导作用下，可以大幅提高掌静脉的识别精度和效率。再比如，待识别的生物特征为虹膜时，引导图像510为人脸或眼睛的形状。

需要说明的是，成像板220为光学负折射板，光学负折射板能够使光线发生偏折后在空气中再次汇聚成实像。

还需要说明的是，控制器400用于控制并协调图像发生器100和生物特征识别器300的启闭，控制器400可以包括控制模块和数据存储模块，控制模块分别与数据存储模块、图像发生器100、生物特征识别器300电性连接。数据存储模块中可以预先储存有生物特征数据，生物特征识别器300采集待识别目标的生物特征，生物特征识别器300或者控制器400可以将采集的该生物特征与数据存储模块中预先储存的生物特征数据进行比对，进而对待识别目标进行身份识别。

与现有技术相比，本申请提供的基于空气成像的生物特征识别系统，在使用时，图像发生器100显示引导图像510，反射镜210将引导图像510的光线反射至成像板220，反射镜210远离图像发生器100的一侧形成引导图像虚像520；成像板220使来自反射镜210的反射光发生偏折后，在目标区域500内汇聚成引导图像510，引导图像510引导待识别目标将带有生物特征的部位以符合引导图像510的姿势放置在目标区域500，生物特征识别器300对待识别目标的生物特征进行采集，生物特征识别器300或控制器400可对采集的生物特征进行识别，整个过程中，待识别目标无需与设备进行接触，可切断接触式污染源，避免交叉感染，安全性高，且由于识别系统的识别区域覆盖目标区域500，在引导图像510的引导作用下，待识别目标能够准确地将手、脸等带有生物特征的部位放置在识别系统的识别区域，无需反复尝试识别操作，操作便捷、高效。

另外，本申请提供的基于空气成像的生物特征识别系统，在设有成像板220的基础上增设反射镜210，通过调整反射镜210、成像板220、图像发生器100三者之间的相对位置，可以更灵活地调整引导图像510的位置，使引导图像510能够在生物特征识别器300的最佳识别区域汇聚成像。

在本申请另一个实施例中，请参阅图1，基于空气成像的生物特征识别系统还包括壳体600，壳体600具有容置腔610及与容置腔610连通的安装口620，成像板220安装于安装口620，反射镜210安装于容置腔610内并与成像板220相对设置，图像发生器100设置于容置腔610内并位于成像板220和反射镜210之间。

本实施例提供的基于空气成像的生物特征识别系统，反射镜210设置在图像发生器100远离成像板220的一侧，图像发生器100显示的引导图像510的光线先向远离成像板220的方向出射，再在反射镜210的反射作用下朝靠近成像板220的方向射向成像板220，光线发生“折叠”，使目标区域500的位置保持不变的情况下，图像发生器100可以设置在距离成像板220更近的位置，有利于提高结构的紧凑性，减小设备体积。

可选地，生物特征识别器300以内嵌的方式安装在壳体600的外表面，可以保持壳体600的表面平整美观，防止刮蹭，保证待识别目标使用安全性。生物特征识别器300可以与图像发生器100平行设置。

可选地，控制器400设置于容置腔610的底部。

在本申请另一个实施例中，请参阅图1，反射镜210和成像板220均竖直设置，图像发生器100与反射镜210之间的夹角为35°-45°。

需要说明的是，图像发生器100与反射镜210之间的夹角可以为30°、32°、34°、36°、38°、40°、42°或45°，可以根据需要进行设置。

本实施例提供的基于空气成像的生物特征识别系统，引导图像510与水平面之间的夹角保持在45°-55°之间，便于待识别目标观察引导图像510，也便于待识别目标以最佳的姿态在目标区域500进行操作，提升待识别目标的体验。

可选地，生物特征识别器300与图像发生器100平行设置。

在本申请另一个实施例中，图像发生器100还用于在生物特征识别器300成功识别待识别目标的生物特征后显示识别成功图像，光学组件200还用于将识别成功图像的光线在目标区域500汇聚成像。

需要说明的是，识别成功图像可以是“识别成功”或“操作完成”等可以提示待识别目标识别操作已经顺利完成的文字、图案或动画，可以根据需要进行设置，在此不作唯一限定。

采用上述结构的基于空气成像的生物特征识别系统，待识别目标完成识别操作后，控制器400控制图像发生器100显示“识别成功”等字样，光学组件200将“识别成功”字样的光线在目标区域500汇聚成像，可提示待识别目标识别已完成。

在本申请另一个实施例中，图像发生器100还用于在生物特征识别器300未成功识别待识别目标的生物特征后显示未识别成功图像，光学组件200还用于将未识别成功图像的光线在目标区域500汇聚成像。

需要说明的是，未识别成功图像可以是“未识别成功”或“未操作完成”等可以提示待识别目标识别操作未顺利完成的文字、图案或动画，可以根据需要进行设置，在此不作唯一限定。

采用上述结构的基于空气成像的生物特征识别系统，在生物特征识别器300并未成功识别待识别目标的生物特征时，控制器400可控制图像发生器100显示“未识别成功”等字样，光学组件200将“未识别成功”字样的光线在目标区域500汇聚成像，能够提示待识别目标将待识别的身体部位重新放置在目标区域500，再次进行识别操作。

在本申请另一个实施例中，基于空气成像的生物特征识别系统还包括检测器(图未显示)，检测器与控制器400电性连接，用于检测待识别目标的姿势是否符合引导图像510。

需要说明的是，检测器可以为光学传感器，其感应形式可以包括但不限于远近红外、超声波、激光干涉、光栅、编码器等，可以根据安装空间、安装环境选择合适的感应形式，且检测器的感应区域覆盖引导图像510所处的空间。

本实施例提供的基于空气成像的生物特征识别系统，检测器可以检测待识别目标的姿势是否与引导图像510符合，可以将检测结果反馈给控制器400，控制器400可以控制图像发生器100或者其他外部装置提示待识别目标姿势正确或不正确。

可选地，检测器检测到待识别目标的姿势与引导图像510不符合时，控制器400可以控制图像发生器100显示“未正确放置”等图像，光学组件200将上述“未正确放置”图像的光线在目标区域500汇聚成像，可以提示待识别目标姿势不正确，需调整姿势后再次进行识别操作。在检测器检测到待识别目标的姿势与引导图像510符合时，控制器400可以控制图像发生器100显示“正确放置”等图像，光学组件200将上述“正确放置”图像的光线在目标区域500汇聚成像，可以提示待识别目标姿势正确，并且控制器400可控制生物特征识别器300对待识别目标进行识别。

本申请还提供一种电子设备(图未显示)，电子设备包括电子设备本体和基于空气成像的生物特征识别系统，基于空气成像的生物特征识别系统安装于电子设备本体上。

上述电子设备可以是考勤机、电子门禁等设备，通过基于空气成像的生物特征识别系统，电子设备能够对待识别目标的身份进行采集和识别，以实现考勤、安保等功能，该电子设备能够避免待识别目标接触电子设备，可切断接触式感染源，减少交叉感染的风险，安全性较高，且引导图像510对待识别目标具有引导作用，使待识别目标能够准确地将待识别部分放置在电子设备的识别区域，识别操作便捷、高效。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述基于空气成像的生物特征识别系统包括：

图像发生器，所述图像发生器用于显示引导图像，所述引导图像用于引导待识别目标进行生物特征识别；

光学组件，所述光学组件包括反射镜和成像板，所述反射镜用于使所述引导图像的光线形成反射光，所述成像板用于接收所述反射光并使所述反射光在目标区域内汇聚形成所述引导图像；

生物特征识别器，所述生物特征识别器的识别区域覆盖所述目标区域，用于识别位于所述目标区域的所述待识别目标的生物特征；以及

控制器，所述控制器与所述图像发生器和所述生物特征识别器分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述基于空气成像的生物特征识别系统还包括壳体，所述壳体具有容置腔及与所述容置腔连通的安装口，所述成像板安装于所述安装口，所述反射镜安装于所述容置腔内并与所述成像板相对设置，所述图像发生器设置于所述容置腔内并位于所述成像板和所述反射镜之间。

3.根据权利要求2所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述反射镜和所述成像板均竖直设置，所述图像发生器与所述反射镜之间的夹角为35°-45°。

4.根据权利要求1所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述图像发生器还用于在所述生物特征识别器成功识别所述待识别目标的生物特征后显示识别成功图像，所述光学组件还用于将所述识别成功图像的光线在所述目标区域汇聚成像。

5.根据权利要求1所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述图像发生器还用于在所述生物特征识别器未成功识别所述待识别目标的生物特征后显示未识别成功图像，所述光学组件还用于将所述未识别成功图像的光线在所述目标区域汇聚成像。

6.根据权利要求1所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述基于空气成像的生物特征识别系统还包括检测器，所述检测器与所述控制器电性连接，所述检测器用于检测所述待识别目标的姿势是否符合所述引导图像。

7.根据权利要求1所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述生物特征包括掌静脉、掌纹、指纹、虹膜中的一种或多种的结合。

8.根据权利要求1所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述成像板为光学负折射板。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的基于空气成像的生物特征识别系统，其特征在于，所述控制器包括控制模块和数据存储模块，所述控制模块分别与所述数据存储模块、所述图像发生器、所述生物特征识别器电性连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括电子设备本体和权利要求1-9任意一项所述的基于空气成像的生物特征识别系统，所述基于空气成像的生物特征识别系统安装于所述电子设备本体上。

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