CN217037283U - 刷掌设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种刷掌设备，属于电子设备技术领域。刷掌设备包括摄像头、第一补光灯、第二补光灯和控制器。第一补光灯和第二补光灯与摄像头朝向同一侧，且第一补光灯的视场角小于第二补光灯的视场角。控制器分别与第一补光灯、第二补光灯电连接，控制器用于控制第一补光灯和第二补光灯的点亮和熄灭。当手掌距离刷掌设备较近时，控制器可以控制视场角较大的第二补光灯点亮，从而，使得第二补光灯能够对较近的手掌有完整的亮度覆盖。当手掌距离刷掌设备较远时，控制器可以控制视场角较小的第一补光灯点亮，从而，使得第一补光灯发出的光能够对较远的手掌做足够的亮度补偿。

Description

刷掌设备

技术领域

本公开涉及电子设备技术领域，具体涉及一种刷掌设备。

背景技术

刷掌设备是通过摄像头拍摄手掌图像，并对手掌图像进行识别的设备。为了提高拍摄得到的手掌图像的质量，刷掌设备一般都配备有补光灯。

由于用户的个人习惯的不同，在刷掌时，手掌距刷掌设备的距离也不同。

因此，如何使得补光灯对各种距离的手掌的补光均良好，是一个关键的技术问题。

实用新型内容

本公开提供了一种刷掌设备，能够解决相关技术中存在的技术问题，所述刷掌设备的技术方案如下：

本公开提供了一种刷掌设备，所述刷掌设备包括摄像头、第一补光灯、第二补光灯和控制器；

所述第一补光灯、所述第二补光灯与所述摄像头朝向同一侧，且所述第一补光灯的视场角小于所述第二补光灯的视场角；

所述控制器分别与所述第一补光灯、所述第二补光灯电连接，所述控制器用于控制所述第一补光灯和所述第二补光灯的点亮和熄灭。

在一种可能的实现方式中，所述第一补光灯的单位角度上的能量强度大于所述第二补光灯的单位角度上的能量强度。

在一种可能的实现方式中，所述刷掌设备还包括距离传感器，所述距离传感器用于确定手掌的位置；

所述控制器还与所述距离传感器电连接，所述控制器用于基于手掌的位置，控制所述第一补光灯和所述第二补光灯的点亮和熄灭。

在一种可能的实现方式中，当手掌与所述刷掌设备的距离小于目标距离阈值时，所述第二补光灯点亮；

当手掌与所述刷掌设备的距离大于所述目标距离阈值时，所述第一补光灯点亮。

在一种可能的实现方式中，所述第一补光灯和所述第二补光灯均为多个。

在一种可能的实现方式中，所述控制器用于基于手掌的位置，控制每个所述第一补光灯和每个所述第二补光灯的点亮和熄灭。

在一种可能的实现方式中，所述第一补光灯和所述第二补光灯的亮度可调，所述控制器还用于基于手掌的位置，调节每个所述第一补光灯和每个所述第二补光灯的亮度。

在一种可能的实现方式中，所述刷掌设备具有小视场角补光模式、大视场角补光模式和多视场角补光模式；

在所述小视场角补光模式，所述第一补光灯处于点亮状态，所述第二补光灯处于熄灭状态；

在所述大视场角补光模式，所述第一补光灯处于熄灭状态，所述第二补光灯处于点亮状态；

在所述多视场角补光模式，至少一个所述第一补光灯和至少一个所述第二补光灯处于点亮状态。

在一种可能的实现方式中，所述控制器还与所述摄像头电连接，所述控制器还用于基于所述摄像头拍摄的手掌图像，控制每个所述第一补光灯和每个所述第二补光灯的点亮和熄灭。

在一种可能的实现方式中，所述第一补光灯和所述第二补光灯的亮度可调，所述控制器还用于基于所述摄像头拍摄的手掌图像，调节每个所述第一补光灯和每个所述第二补光灯的亮度。

在一种可能的实现方式中，多个所述第一补光灯位于所述摄像头的外侧，多个所述第二补光灯位于多个所述第一补光灯的外侧。

在一种可能的实现方式中，所述第一补光灯的视场角小于120°。

在一种可能的实现方式中，所述第二补光灯的视场角大于120°。

本公开提供的技术方案至少具有以下有益效果：

本公开提供了一种刷掌设备，该刷掌设备中设置有视场角不同的第一补光灯和第二补光灯，第一补光灯和第二补光灯均与控制器电连接，控制器用于控制第一补光灯和第二补光灯的点亮和熄灭。

当手掌距离刷掌设备较近时，控制器可以控制视场角较大的第二补光灯点亮，从而，第二补光灯能够对较近的手掌有完整的亮度覆盖。当手掌距离刷掌设备较远时，控制器可以控制视场角较小的第一补光灯点亮，从而，第一补光灯能够对较远的手掌做有效的亮度补偿。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是本公开实施例提供的一种刷掌设备的示意图；

图2是本公开实施例提供的一种补光灯的光照区域的示意图；

图3是本公开实施例提供的一种补光灯的光照区域的示意图；

图4是本公开实施例提供的一种补光灯的光强与角度的关系的示意图；

图5是本公开实施例提供的一种补光灯的光强与距离的关系的示意图；

图6是本公开实施例提供的一种刷掌设备的示意图；

图7是本公开实施例提供的一种刷掌设备的示意图；

图8是本公开实施例提供的一种刷掌设备的示意图；

图9是本公开实施例提供的一种刷掌设备的示意图；

图10是本公开实施例提供的一种补光灯的光强与角度的关系的示意图；

图11是本公开实施例提供的一种刷掌设备的示意图；

图12是本公开实施例提供的一种刷掌设备的工作流程图。

图例说明

1、摄像头；

2、第一补光灯；

3、第二补光灯；

4、距离传感器；

5、手掌，a、补光灯，A、第一光照区域，B、第二光照区域。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开的实施方式部分使用的术语仅用于对本公开的实施例进行解释，而非旨在限定本公开。除非另作定义，本公开的实施方式使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

随着便捷支付在日常生活中的应用越来越广泛，出现了刷掌设备。刷掌设备用于采集手掌图像，并对手掌图像中的掌纹及掌静脉进行识别，以进行身份验证。

如图1所示，刷掌设备包括摄像头1和补光灯a，摄像头1用于拍摄手掌图像，补光灯a用于为手掌5进行补光，以提高摄像头1拍摄得到的手掌图像的质量。

由于用户的个人习惯的不同，在刷掌时，用户的手掌5距离刷掌设备的距离也不同，这就要求补光灯a对各种距离的手掌5均能够实现良好的补光。

对于不同距离的手掌5的补光，需要关注的问题不同，对补光灯a的要求也不同。

具体的，对于手掌5距离刷掌设备较近的情况(如图1中位于下方的手掌5和图2所示)，由于手掌5距离补光灯a较近，因此，手掌5处的亮度一般足够，需要关注的是补光灯a发出的光能否完整覆盖手掌5，这就要求补光灯a有较大的视场角(Field Of View，FOV)。例如，如图2所示，第一光照区域A对应的角度为90°，第二光照区域B对应的角度为120°，也即，补光灯a的视场角至少大于120°，发出的光才能完整覆盖手掌5。

而对于手掌5距离刷掌设备较远的情况(如图1中位于上方的手掌5和图3所示)，由于手掌5距离补光灯a较远，因此，手掌5一般都能够被补光灯a发出的光完整覆盖。然而，如图4所示，示出了中心点的光强与距离的关系的示意图，距离越远，光场的覆盖面积增大，但中心点的光强越小，且光强的下降趋势逐渐增大(与距离的平方呈正比)。因此，对于手掌5距离刷掌设备较远的情况，需要关注的是手掌5处的光的亮度是否足够，这就要求补光灯2的光强较大。

另外，从相关技术中的刷掌设备选用的补光灯a来看，补光灯a存在一个视场角问题，如图5所示，补光灯a构建的光场中间较亮，而边缘较暗，随着离中心位置偏转的角度越大，与中心的亮度比其亮度越差。因此，当拍摄较近手掌5时，由于距离较近，如要完整覆盖手掌5，势必需要更大的视场角范围，以避免出现中心亮度足够，而手掌边缘亮度很低的情况(也即亮度不均匀的情况)。结合这个特性，当手掌5的位置在光场中前后纵向或横向移动时，会加剧亮度不均匀对图像采集质量下降的影响。其中，图5对应的补光灯a的视场角可以为150°。

在相关技术中，当选用的补光灯a的视场角较大时，由于将一定功率的能量分配在较大的角度上，因此，单位角度上的能量强度较小，光照能量较分散。所以，当选用大视场角的补光灯a时，虽然能够满足近距离的手掌5的补光需求，但对于远距离的手掌5来说，很容易出现亮度不足的情况。因此，只能限制刷掌设备的使用距离，但这会影响用户的使用体验，且降低刷掌设备的识别效果。

而当选用小视场角的补光灯a使得光照能量更集中时，虽然能够满足远距离的手掌5的补光需求，但对于近距离的手掌5，很难完整覆盖整个手掌5，使得拍摄得到的手掌图像亮度不均匀，影响刷掌设备的识别效果。

鉴于上述技术问题，本公开实施例提供了一种刷掌设备，如图6和图7所示，刷掌设备包括摄像头1、第一补光灯2、第二补光灯3和控制器。第一补光灯2、第二补光灯3与摄像头1朝向同一侧，且第一补光灯2的视场角小于第二补光灯3的视场角。控制器分别与第一补光灯2、第二补光灯3电连接，控制器用于控制第一补光灯2和第二补光灯3的点亮和熄灭。

其中，摄像头1用于拍摄手掌图像。本公开实施例对摄像头1的类型不作限定，在一些示例中，摄像头1为红外线(Infrared，IR)摄像头，在另一些示例中，摄像头1为IR摄像头和红绿蓝(Red Green Blue，RGB)摄像头的组合。

第一补光灯2和第二补光灯3均用于补光，且第一补光灯2的视场角小于第二补光灯3的视场角。本公开实施例对第一补光灯2和第二补光灯3的类型不作限定，在一些示例中，第一补光灯2和第二补光灯3均为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。

控制器用于控制第一补光灯2和第二补光灯3的点亮和熄灭。

本公开实施例提供的技术方案，在刷掌设备中设置有视场角不同的第一补光灯2和第二补光灯3，第一补光灯2和第二补光灯3均与控制器电连接，控制器用于控制第一补光灯2和第二补光灯3的点亮和熄灭。

如图6所示，当手掌5距离刷掌设备较近时，控制器控制第二补光灯3点亮(第一补光灯2可以熄灭)，从而，视场角较大的第二补光灯3能够对较近的手掌有完整的亮度覆盖。

如图7所示，当手掌5距离刷掌设备较远时，控制器控制第一补光灯2点亮(第二补光灯3可以熄灭)，从而，视场角较小的第一补光灯2能够对较远的手掌5做有效的亮度补偿。

可见，通过设置视场角不同的第一补光灯2和第二补光灯3，使得本公开实施例提供的刷掌设备能够满足各种距离的手掌5的补光需求，因此，对各种距离的手掌5均能够得到质量较高的手掌图像，从而，提高了刷掌设备的识别速度和准确率。

本公开实施例对第一补光灯2和第二补光灯3的视场角不作限定，下面，进行示例性说明：

在一些示例中，第一补光灯2的视场角小于120°。在一些示例中，第一补光灯2的视场角小于100°。在一些示例中，第一补光灯2的视场角小于90°。

由于第一补光灯2的视场角较小，因此，将一定功率的能量分配到了较窄的角度上，单位角度上的能量强度会较高。

如图10所示，为本公开实施例提供的一种视场角为90°的第一补光灯2的光强与角度的关系的示意图。

在一些示例中，第二补光灯3的视场角大于120°。在一些示例中，第一补光灯3的视场角大于或等于150°。

由于第二补光灯3的视场角较大，因此，将一定功率的能量分配到了较宽的角度上，单位角度上的能量强度会较低。

如图5所示，为本公开实施例提供的一种视场角为150°的第二补光灯3的光强与角度的关系的示意图。

本公开实施例对刷掌设备确定手掌5的位置的方式不作限定，在一些示例中，刷掌设备通过摄像头1拍摄的手掌图像，确定手掌5的位置。

在另一些示例中，如图6和图7所示，刷掌设备还包括距离传感器4，距离传感器4用于确定手掌5的位置。控制器还与距离传感器4电连接，控制器用于基于手掌5的位置，控制第一补光灯2和第二补光灯3的点亮和熄灭。

其中，距离传感器4用于确定手掌5与刷掌设备的距离，从而，控制器能够基于该距离，控制第一补光灯2和第二补光灯3的点亮和熄灭，以对不同距离的手掌5进行相应的补光。

本公开实施例对距离传感器4的类型不作限定，在一些示例中，距离传感器4为红外调制光谱反射强度侦测型器件或红外飞时侦测型器件等。

在一些示例中，如图11所示，距离传感器4为多个，从而，通过多个距离传感器4的配合使用，不仅能够确定手掌5与刷掌设备的距离，还能够确定手掌5更加精确的空间位置，例如，确定手掌5是处于摄像头1的采集区域的中间、左上、左下、右上和右下的哪一位置。进而，控制器可以基于空间位置，对第一补光灯2和第二补光灯3进行更加精确的控制。

在一些示例中，如图6所示，当手掌5与刷掌设备的距离小于目标距离阈值时，第二补光灯3点亮。如图7所示，当手掌5与刷掌设备的距离大于目标距离阈值时，第一补光灯2点亮。

手掌5在进行补光时，对于不同的手掌区域有不同的补光要求，例如，对于细节丰富的区域，需要针对性补光。为了实现对手掌5的特定的手掌区域进行针对性补光，在一些示例中，如图11所示，第一补光灯2和第二补光灯3均为多个，控制器可以用于基于手掌的位置，控制每个第一补光灯2和每个第二补光灯3的点亮和熄灭。

这样，控制器可以控制特定的手掌区域对应的第一补光灯2和/或第二补光灯3点亮，以对手掌5进行针对性补光。

进一步的，对于第一补光灯2和第二补光灯3的亮度可调的情况，控制器还用于基于手掌的位置，调节每个第一补光灯2和每个第二补光灯3的亮度。

对于距离传感器4为多个的情况，还可以根据距离传感器4确定的手掌5的精确的位置，控制相应的第一补光灯2和第二补光灯3点亮以及调整亮度，以进一步提升光场的均匀程度，从而，提升整个拍摄空间范围内的图像采集质量。

在一些示例中，刷掌设备具有小视场角补光模式、大视场角补光模式和多视场角补光模式：

如图6所示，在大视场角补光模式，第一补光灯2处于熄灭状态，第二补光灯3处于点亮状态。

如图7所示，在小视场角补光模式，第一补光灯2处于点亮状态，第二补光灯3处于熄灭状态。

如图8和图9所示，在多视场角补光模式，至少一个第一补光灯2和至少一个第二补光灯3处于点亮状态。

如图8所示，手掌5位于拍摄区域靠左的部分，第二补光灯3点亮，且靠左的第一补光灯2点亮，靠右的第一补光灯2熄灭。

如图9所示，手掌5位于拍摄区域靠右的部分，第二补光灯3点亮，且靠右的第一补光灯2点亮，靠左的第一补光灯2熄灭。

本公开实施例提供的技术方案，通过设置多视场角补光模式，能够对不同位置的手掌5均能够进行均匀的补光，且能够降低能耗。

在一些示例中，控制器还与摄像头1电连接，控制器还用于基于摄像头1拍摄的手掌图像，控制每个第一补光灯2和每个第二补光灯3的点亮和熄灭。

进一步的，对于第一补光灯2和第二补光灯3的亮度可调的情况，在一些示例中，控制器还用于基于摄像头1拍摄的手掌图像，调节每个第一补光灯2和每个第二补光灯3的亮度。

本公开实施例提供的技术方案，通过基于摄像头1拍摄的手掌图像，对第一补光灯2和第二补光灯3进行控制，能够对手掌5进行更加合理的补光，使得再次拍摄得到的手掌图像的质量更高。

下面，对刷掌设备的使用过程进行示例性说明：

当手掌5进入到刷掌设备的可工作范围之内时，距离传感器4先对手掌5的位置进行检测。然后，控制器基于距离传感器4检测到的手掌5的位置，控制第一补光灯2和/或第二补光灯3发光，对手掌5进行第一次补光，之后，摄像头1拍摄手掌图像。

控制器基于第一次拍摄的手掌图像的曝光情况，自动分析手掌图像是否存在细节丰富区域曝光不足的问题，并调整对应的第一补光灯2和/或第二补光灯3的亮度，以对手掌5进而二次补光，之后，摄像头1拍摄得到质量更佳的手掌图像。

需要说明的是，在对手掌图像的曝光情况进行分析时，可以采用机器学习算法。

下面，对刷掌设备的形态进行示例性说明：

在一些示例中，如图11所示，多个第一补光灯2位于摄像头1的外侧，多个第二补光灯3位于多个第一补光灯2的外侧。

由于手掌5位于近端时，摄像头1要采集整个手掌5的信息，就需要一个较大的视场范围，因此我们需要保证第二补光灯3可以起到覆盖较大的范围作用，因此为保证第二补光灯3更好的覆盖性，第二补光灯3可以位于刷掌设备的外围。

而当手掌5位于远端时，在实际使用中，一般用户会倾向于将手掌5放在刷掌设备的正上方附近，因而其并不需要很大的视场角即可做到光线覆盖，因此为更好的给拍摄区域的中心做光线覆盖，第一补光灯2只需要摆放在相对中心的位置既可以有很好的性能表现。

在一些示例中，如图11所示，第一补光灯2为四个，且摄像头1的左右两侧，分别设置有两个第一补光灯2。

在一些示例中，如图11所示，第二补光灯3为八个，且摄像头1的上下左右四侧，分别设置有两个第二补光灯3。

在一些示例中，如图11所示，距离传感器4为四个，且四个距离传感器4位于刷掌设备的四个角落位置。

下面，对本公开实施例提供的刷掌设备的工作流程进行示例性说明：

如图12所示，距离传感器4向手掌5发射探测信号，并基于接收到的反射回的探测信号，确定手掌5的位置，并发送给控制器。

控制器基于手掌5的位置，控制第一补光灯2和/或第二补光灯3对手掌5补光，并控制摄像头1采集手掌5的手掌图像。

摄像头1将采集得到的手掌图像返回给控制器，控制器将手掌图像发送给服务器，服务器对手掌图像进行识别，以确认用户身份。

进一步的，为了提高识别用的手掌图像的质量，在摄像头1将采集得到的手掌图像返回给控制器之后，控制器可以基于手掌图像，对第一补光灯2和/或第二补光灯3进行更加精确的控制(如调节第一补光灯2和/或第二补光灯3的亮度)，并控制摄像头1再次采集手掌5的手掌图像。然后，摄像头1将采集得到的质量更高的手掌图像发送给控制器，控制器将该手掌图像发送给服务器进行身份确认。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刷掌设备，其特征在于，包括摄像头(1)、第一补光灯(2)、第二补光灯(3)和控制器；

所述第一补光灯(2)、所述第二补光灯(3)与所述摄像头(1)朝向同一侧，且所述第一补光灯(2)的视场角小于所述第二补光灯(3)的视场角；

所述控制器分别与所述第一补光灯(2)、所述第二补光灯(3)电连接，所述控制器用于控制所述第一补光灯(2)和所述第二补光灯(3)的点亮和熄灭。

2.根据权利要求1所述的刷掌设备，其特征在于，所述刷掌设备还包括距离传感器(4)，所述距离传感器(4)用于确定手掌的位置；

所述控制器还与所述距离传感器(4)电连接，所述控制器用于基于手掌的位置，控制所述第一补光灯(2)和所述第二补光灯(3)的点亮和熄灭。

3.根据权利要求2所述的刷掌设备，其特征在于，当手掌与所述刷掌设备的距离小于目标距离阈值时，所述第二补光灯(3)点亮；

当手掌与所述刷掌设备的距离大于所述目标距离阈值时，所述第一补光灯(2)点亮。

4.根据权利要求2或3所述的刷掌设备，其特征在于，所述第一补光灯(2)和第二补光灯(3)均为多个。

5.根据权利要求4所述的刷掌设备，其特征在于，所述第一补光灯(2)和所述第二补光灯(3)的亮度可调，所述控制器还用于基于手掌的位置，调节每个所述第一补光灯(2)和每个所述第二补光灯(3)的亮度。

6.根据权利要求4所述的刷掌设备，其特征在于，所述刷掌设备具有小视场角补光模式、大视场角补光模式和多视场角补光模式；

在所述小视场角补光模式，所述第一补光灯(2)处于点亮状态，所述第二补光灯(3)处于熄灭状态；

在所述大视场角补光模式，所述第一补光灯(2)处于熄灭状态，所述第二补光灯(3)处于点亮状态；

在所述多视场角补光模式，至少一个所述第一补光灯(2)和至少一个所述第二补光灯(3)处于点亮状态。

7.根据权利要求4所述的刷掌设备，其特征在于，所述控制器还与所述摄像头(1)电连接，所述控制器还用于基于所述摄像头(1)拍摄的手掌图像，控制每个所述第一补光灯(2)和每个所述第二补光灯(3)的点亮和熄灭。

8.根据权利要求7所述的刷掌设备，其特征在于，所述第一补光灯(2)和所述第二补光灯(3)的亮度可调，所述控制器还用于基于所述摄像头(1)拍摄的手掌图像，调节每个所述第一补光灯(2)和每个所述第二补光灯(3)的亮度。

9.根据权利要求4所述的刷掌设备，其特征在于，多个所述第一补光灯(2)位于所述摄像头(1)的外侧，多个所述第二补光灯(3)位于多个所述第一补光灯(2)的外侧。

10.根据权利要求1-3任一项所述的刷掌设备，其特征在于，所述第一补光灯(2)的视场角小于120°，所述第二补光灯(3)的视场角大于120°。

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