CN217426154U - 非接触式手纹采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非接触式手纹采集装置。该非接触式手纹采集装置包括结构光投射器、多个第一图像采集装置以及处理装置。结构光投射器对准手纹采集区，用于向手纹采集区发射结构光；多个第一图像采集装置的镜头位于预定平面内且分别对准手纹采集区内的多个第一子区域，多个第一图像采集装置分别用于对多个第一子区域进行图像采集以获得多个第一目标图像，多个第一子区域中的任意相邻的两个彼此重叠或者邻接，使得多个第一图像采集装置相互配合采集整个手纹采集区内的图像；处理装置，处理装置用于对多个第一目标图像进行处理以获得第一类型手纹的图像。对大面积的手纹采集和单指较随意地摆放情况下的手纹采集，都能够获得完整且高质量的手纹图像。

Description

非接触式手纹采集装置

技术领域

本实用新型涉及手纹采集技术领域，具体地，涉及一种非接触式手纹采集装置。

背景技术

随着科技的发展，依靠生物特征进行身份识别的技术正在被应用于各行各业。其中，手纹作为众多生物识别特征的一种，由于其具有终身不变性、唯一性以及便捷性的特点，得到了广泛的应用。

现有的接触式采集装置除了可能会带来卫生风险，还存在着采集质量低、采集面积小、对皮肤干湿敏感、采集一致性低等问题,进而手纹采集来到了非接触时代。

但现有的非接触式采集装置大多为了采集单指指纹而设计，没有针对例如四指指纹、双拇指指纹、平掌掌纹和侧掌掌纹等的需要采集面积较大的非接触式采集装置。如果直接利用现有的用于采集单指指纹的非接触式采集装置采集前述的一种或多种大面积手纹，会出现期望采集的手纹采集不全、或者边缘视场的成像品质低于中心视场、或者由于采集精度需求不同而导致采集效果不理想。

实用新型内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本实用新型的一个方面，提供一种非接触式手纹采集装置。该非接触式手纹采集装置包括结构光投射器、多个第一图像采集装置以及处理装置。结构光投射器对准手纹采集区，用于向手纹采集区发射结构光；多个第一图像采集装置的镜头位于预定平面内且分别对准手纹采集区内的多个第一子区域，多个第一图像采集装置分别用于对多个第一子区域进行图像采集以获得多个第一目标图像，多个第一子区域中的任意相邻的两个彼此重叠或者邻接，使得多个第一图像采集装置相互配合采集整个手纹采集区内的图像；处理装置，处理装置用于对多个第一目标图像进行处理以获得第一类型手纹的图像，第一类型手纹包括四指指纹、双拇指纹、平掌掌纹和侧掌掌纹中至少一者。

本申请实施例提供的该非接触式手纹采集装置利用镜头位于同一平面内的多个第一图像采集装置分别采集手纹采集区内的不同的多个第一子区域的图像，并通过处理装置对这些图像进行处理可以获得完整的手纹图像，因此针对大面积的手纹进行采集，尤其适用于采集四指指纹、双拇指指纹、掌纹和侧掌纹的图像。当然，也可以利用该非接触式手纹采集装置采集单指指纹的图像，在此情况下，手指可以放置在手纹采集区内的任何位置处，用户的体验更好。无论是针对大面积的手纹采集还是单指较随意地摆放情况下的手纹采集，都能够获得完整且高质量的手纹图像。

示例性地，非接触式手纹采集装置具有以下情况中的一种或多种：多个第一图像采集装置中的每个到手纹采集区的距离在72mm-82mm之间；多个第一图像采集装置中的每个的光圈数不小于4；多个第一图像采集装置中的每个的焦距在4-4.2mm之间；和多个第一图像采集装置中的每个的景深不小于20mm。

示例性地，还包括多个第二图像采集装置，多个第二图像采集装置中的至少一部分的镜头位于不同平面内且对准手纹采集区内的多个第二子区域，多个第二图像采集装置分别用于对多个第二子区域进行图像采集以获得多个第二目标图像，处理装置还用于对多个第二目标图像进行处理以获得第二类型手纹的图像，第二类型手纹包括全单指指纹。

示例性地，多个第二图像采集装置包括中间第二图像采集装置、以及分别位于中间第二图像采集装置左侧和右侧的左侧第二图像采集装置和右侧第二图像采集装置。

示例性地，中间第二图像采集装置的镜头位于预定平面内。

示例性地，非接触式手纹采集装置具有以下情况中的一种或多种：多个第二图像采集装置中的每个到手纹采集区的距离在72mm-82mm之间；多个第二图像采集装置中的每个的焦距在5-7mm之间；和多个第二图像采集装置中的每个的景深不小于20mm。

示例性地，多个第二图像采集装置中的每个的视场范围小于第一图像采集装置中的每个的视场范围。

示例性地，多个第二图像采集装置中的每个的焦距大于第一图像采集装置中的每个的焦距。

示例性地，多个第二图像采集装置中的每个的对角线视场小于第一图像采集装置中的每个的对角线视场。

示例性地，多个第一图像采集装置的光轴位于垂直于预定平面的第一平面内，多个第二图像采集装置的光轴位于垂直于预定平面的第二平面内，第一平面平行于第二平面。

示例性地，还包括照明装置，照明装置朝向手纹采集区设置，第一平面和第二平面位于照明装置和结构光投射器之间。

示例性地，还包括第三图像采集装置，第三图像采集装置的视场范围覆盖手纹采集区。

示例性地，第三图像采集装置的镜头位于预定平面内。

示例性地，第三图像采集装置的光轴与预定平面具有夹角，以使第三图像采集装置的光轴对准手纹采集区的中心。

示例性地，还包括壳体，多个第一图像采集装置设于壳体内，壳体上对应手纹采集区设有透光盖板。

示例性地，还包括遮光罩，遮光罩包围手纹采集区域设置。

在实用新型内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不是限定要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不是限定试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型的优点和特征。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的一个示例性实施例的非接触式手纹采集装置的立体图；

图2为根据本实用新型的一个示例性实施例的非接触式手纹采集装置的主视图；

图3为根据本实用新型的一个示例性实施例的非接触式手纹采集装置的俯视图；

图4为根据本实用新型的一个示例性实施例的非接触式手纹采集装置的侧视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、结构光投射器；200、第一图像采集装置；300、第二图像采集装置；310、左侧第二图像采集装置；320、右侧第二图像采集装置；330、中间第二图像采集装置；400、第三图像采集装置；500、照明装置；600、壳体；610、透光盖板；700、支撑座。

具体实施方式

在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本实用新型。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅示例性地示出了本实用新型的优选实施例，本实用新型可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详细描述。

为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

本实用新型实施例提供了一种非接触式手纹采集装置。参照图1，非接触式手纹采集装置包括结构光投射器100、多个第一图像采集装置200 以及处理装置(未示出)。本文所述的非接触式手纹采集装置可以采集包括但不限于单指指纹、双拇指指纹、四指指纹、平掌掌纹以及侧掌掌纹等的手纹，尤其适用于采集大面积的手纹。结合参照图2，结构光投射器100 可以对准手纹采集区，用于向手纹采集区发射结构光。图2中虚线矩形框 A示例性地标示出了手纹采集区。可以理解的是，手纹采集区可以是具有任意合适形状的物理上的三维空间区域，例如球形区域、立方体形区域或者其他任意规则或不规则区域等。手纹采集区可以用于放置用户的手的部分或全部，期望被采集的手纹可以面向结构光投射器100和多个第一图像采集装置200。虽然图中示出的手纹采集区位于结构光投射器100和多个第一图像采集装置200的上方，但是在未示出的其他实施例中，手纹采集区也可以位于结构光投射器100和多个第一图像采集装置200的前侧。

结构光投射器100投射的结构光可以是任一种可以进行三维重建的结构光(例如激光散斑结构光)。示例性地，结构光投射器100投射的结构光可以是菲林投影结构光。结构光投射器100可以位于更靠近手掌根部的一侧。这样，可以避免结构光投射器100占据整个采集装置的中心区域，中心区域内可以布置图像采集装置，例如多个第一图像采集装置200、下文将提到的多个第二图像采集装置300和/或下文将提到的第三图像采集装置 400。上述结构光投射器100的布置方式仅是示例，其也可以设置在中心区域之外的外围区域内的任何位置处。如果允许的话，结构光投射器100也可以设置在中心区域内。当结构光投射器100设置在外围区域时，需要结构光的投射方向与采集表面(手纹表面)成一定角度。这样才能够令结构光的投射范围覆盖整个手纹采集区。

典型的结构光投射器100通常包括光源、图案产生单元和会聚透镜。光源发出的光依次经过图案产生单元和会聚透镜后投射到采集表面上，经采集表面反射后在图像采集装置上成像。由于结构光的投射方向与采集表面成一定角度，为了避免采集表面的最远端和最近端分别在投影像平面的两侧，而会出现结构光失焦的问题，可以将图案产生装置与会聚透镜的光轴成一定角度摆放，而不是垂直摆放，使得图案产生装置上距离会聚透镜越近的点在采集表面上形成的投影点距离会聚透镜越远。这样，可以使图案产生装置上的图案经会聚透镜折射后形成的像平面与采集表面尽量重合，实现投影图案尽可能的清晰。这样，可以避免结构光失焦，可以进行高精度的三维重构场景。

由于结构光投射器100朝向手纹采集区的中心倾斜放置，因此，可以将结构光投射器100设置在靠近用户的一侧，例如靠近手掌根部的一侧，避免光源发出的光照射到用户。

多个第一图像采集装置200的视场范围可以覆盖整个手纹采集区，方便采集到整个手纹采集区的图像。用户将手指或/或手掌放置在手纹采集区之后，多个第一图像采集装置200至少可以清楚地采集到用户的面向所述多个第一图像采集装置200的指纹和/或掌纹图像。

示例性地，多个第一图像采集装置200的镜头可以位于预定平面内，且多个第一图像采集装置200可以分别对准手纹采集区内的多个第一子区域。多个第一图像采集装置200之间可以彼此间隔一定距离。但是，多个第一子区域中的任意相邻的两个彼此重叠或者邻接，使得多个第一图像采集装置200相互配合采集整个手纹采集区内的图像。多个第一图像采集装置200的光轴之间可以相互平行设置。即多个第一图像采集装置200以相同的角度分别采集多个第一子区域内的图像。参照图1，本申请实施例中的第一图像采集装置200为三个，彼此间隔相同的距离设于预定平面内。可以理解的是，在未示出的实施例中，第一图形采集装置的数量可以为任意，具体可以根据非接触式手纹采集装置的不同的使用需求以及第一图像采集装置的不同参数作相应的设置。多个第一图像采集装置200可以分别用于对多个第一子区域进行图像采集以获得多个第一目标图像。具体地，获得的多个第一目标图像可以分别对应被采集的用户的指纹和/或掌纹的不同部分的图像，也就是说，相邻的两个第一子区域之间是邻接的，而非重叠的。或者，多个第一目标图像之间可以具有部分区域的重叠。处理装置可以对多个第一目标图像进行处理以获得第一类型手纹的图像。第一类型手纹可以包括四指指纹、双拇指纹、平掌掌纹和侧掌掌纹中至少一者。具体地，多个第一目标图像可以是手纹图像的子集。本申请设置有多个第一图像采集装置200，分别对多个第一子区域进行图像采集，可以更具有针对性地获得多个第一目标图像，保证第一目标图像的清晰度。处理装置可以对多个第一目标图像进行展开、拼接等处理，处理后获得的手纹图像为多个第一目标图像的组合。具体地，本申请中处理装置可以将获得的多个第一目标图像进行处理，处理时可以将多个第一目标图像中成像较好的部分进行拼接并获取完整的手纹图像。这样，处理后获得的手纹图像中各部分的均具有较好清晰度，成像品质更高。并且，多个第一图像采集装置 200在结构光的配合下，可以获取所采集的单指、双拇指、四指、平掌或侧掌的三维形貌数据，进行展开处理，消除手纹的表面的起伏影响，获取高质量的平面纹理图像。

本申请实施例的非接触式手纹采集装置可以是非接触式的，也即用户将手的部分或全部悬停在手纹采集区即可进行采集，而不必须该采集装置接触。这样，可以避免由于接触式采集所带来的卫生风险高、采集质量低、采集面积小、对皮肤的干湿敏以及采集一致性低的问题。或者，可选地，该非接触式手纹采集装置也可以例如运行于智能设备上的通过手与屏幕接触来实现手纹采集，在此情况下该非接触式手纹采集装置并未与手接触，接触的是屏幕，当然，也可以在不接触屏幕的情况下利用该非接触式手纹采集装置采集手纹图像。

本申请实施例提供的该非接触式手纹采集装置利用镜头位于同一平面内的多个第一图像采集装置分别采集手纹采集区内的不同的多个第一子区域的图像，并通过处理装置对这些图像进行处理可以获得完整的手纹图像，因此针对大面积的手纹进行采集，尤其适用于采集四指指纹、双拇指指纹、平掌掌纹和侧掌掌纹的图像。当然，也可以利用该非接触式手纹采集装置采集单指指纹的图像，在此情况下，手指可以放置在手纹采集区内的任何位置处，用户的体验更好。无论是针对大面积的手纹采集还是单指较随意地摆放情况下的手纹采集，都能够获得完整且高质量的手纹图像。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个到手纹采集区的距离在72mm-82mm之间。这样，可以保证手纹采集区处于第一图像采集装置 200成像效果较好的范围内，保证多个第一目标图像的清晰度，进而保证手纹图像的成像质量。进一步地，多个第一图像采集装置200中的每个到手纹采集区域的距离均可以为76mm，以达到更好的成像效果。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的焦距可以在4-4.2 mm之间。焦距可以理解为第一图像采集装置200的镜头中透镜的焦点与其后主平面的距离。焦距的大小可以影响在被采集的目标在采集的画面中所占的比例。焦距如此设置可以进一步保证手纹采集区处于第一图像采集装置200的成像范围内，并使手纹的图像在第一目标图像中所占的比例更适中。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的光圈数不小于4。光圈数又称F数，是每个相机的相机镜头的焦距与相机镜头的入射光瞳的直径的比率。大的光圈数对应于小光圈，增加了景深，因此增加了手指的移动空间，同时仍然保证成像的清晰度。本申请中多个第一图像采集装置 200中的每个的光圈数不小于4，保证被采集的手指或手掌移动的空间的大小，在该范围内非接触式手纹采集装置均可以采集到清晰的手纹图像，提升用户使用体验。进一步地，多个第一图像采集装置200中的每个的光圈数可以不小于5.6。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的景深不小于20mm。这样，可以更好地适应手指或手掌的厚度以及表面的起伏的高度差，保证成像质量。

示例性地，多个第一图像采集装置200的光轴可以位于垂直于预定平面的第一平面内。即多个第一图像采集装置200的镜头之间相互平行设置，且依次排布于同一直线上。结构设置更紧凑，便于安装。并且，可以有效防止多个第一图像采集装置200之间的视野遮挡。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的视场范围可以大于或等于125×70mm。其中，多个第一图像采集装置200可以在125mm所对应的长边上相邻接或者重叠。具体地，以图中所示的具有三个第一图像采集装置200为例，这三个第一图像采集装置200的视场范围的长边可以相互邻接，由此最大可以组成125×210mm的视场范围，以适应大部分应用场景。这样的视场范围可以保证多个第一图像装置200组合后的视角可以覆盖足够大的手纹采集区，保证手纹图像的完整度。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的对角线视场可以在 80°-82°之间。这样，在多个第一图像采集装置200在经过合理的布设后，可以更全面地覆盖第一子区域。防止出现不能够被采集的死角区域，进一步保证采集的手纹图像的完整度。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的工作波长可以与可见光的波长相对应。这样，第一图像采集装置200可以直接采集手纹采集区的可见光的信息，非接触式手纹采集装置的适应范围更广。示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个可以不包含红外滤光片。无需设置红外滤光片，即可获得较清晰的手纹图像，结构设置更简单合理。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的分辨率可以不小于 500万像素。这样的分辨率的设置，可以保证多个第一目标图像中的每个的清晰度，进而保证手纹图像的整体的清晰度。

示例性地，多个第一图像采集装置200中的每个的光学畸变可以小于 5％。光学畸变是光学系统对物体所称的像相对于物体本身的失真程度。本申请中多个第一图像采集装置200中的每个的光学畸变小于5％，可以更好地保证每个第一目标图像的真实度，进而保证手纹图像的真实度。

示例性地，第一图像采集装置200的镜头的接口可以为M12接口。这样，镜头尺寸更小，结构更紧凑。

示例性地，参照图1，非接触式手纹采集装置还可以包括多个第二图像采集装置300。多个第二图像采集装置300中的至少一部分的镜头位于不同平面内且对准手纹采集区内的多个第二子区域。这样，这些第二图像采集装置300可以更好地获取位于不同平面上的手纹信息，从而获得全单指指纹图像。全单指指纹包括单指的指肚正面和两个侧面的指纹。多个第二图像采集装置300分别用于对多个第二子区域进行图像采集以获得多个第二目标图像，处理装置还用于对多个第二目标图像进行处理以获得第二类型手纹的图像。第二类型手纹可以包括全单指指纹。其中，多个第二子区域可以彼此位于不同的平面内。进一步地，多个第二子区域可以与多个第一子区域在空间上间隔开。或者，多个第二区域可以与多个第一子区域具有部分重叠。多个第二图像采集装置300可以用于采集指纹的3D图像，多个第二子区域可以分别对应手指的正面以及侧面区域。处理装置可以将多个第二子区域的指纹图像拼接到3D指纹模型的3D指纹表面上以获得 3D指纹图像。第二图像采集装置300与结构光投射器的配合，获得的指纹面积远大于传统的通过接触获得的指纹面积，采集质量更高。当需要高质量、全单指指纹时，只需要将该手指放置在图像采集区内悬停片刻，就可以获得高清晰度且完整的单指指纹图像。无需要手指在采集装置上从一侧滚动到另一侧以增加总接触面积。本方案对于不顺从的个体尤其适用，不会出现指纹图像模糊的情况。

该非接触式手纹采集装置包括了多个第一图像采集装置200和多个第二图像采集装置300，如果需要采集高质量的单指指纹可以利用多个第二图像采集装置300进行采集，如果需要采集大面积的指纹或者对单指的侧面指纹要求不高的情况下，可以利用多个第一图像采集装置200进行采集。多个第一图像采集装置200和多个第二图像采集装置300可以不同时工作，结构光投射器100可以在多个第一图像采集装置200工作时和多个第二图像采集装置300工作时都投射结构光。由此可以满足单指、四指、双拇指、平掌以及侧掌等多种采集需求，使得该非接触式手纹采集装置的应用范围更广。

示例性地，参照图3，多个第二图像采集装置300可以包括中间第二图像采集装置330、左侧第二图像采集装置310和右侧第二图像采集装置 320。其中，左侧第二图像采集装置310位于中间第二图像采集装置330 的左侧。右侧第二图像采集装置320位于中间第二图像采集装置330的右侧。左侧第二图像采集装置310和右侧第二图像采集装置320的镜头的光轴以设定角度倾斜，分别朝向相应的第二子区域。示例性地，左侧第二图像采集装置310和右侧第二图像采集装置320两者可以对称设于中间第二采集装置330的两侧。第二图像采集装置300工作时，可以分别采集目标的中间、左侧以及右侧的区域的图像。这种设置尤其适合单指的采集，第二子区域可以包括手指的指肚正面、左侧面以及右侧面的指纹，可以得到更为清晰精准的单指的3D指纹图像。

示例性地，中间第二图像采集装置330的镜头可以位于预定平面内。这样，中间第二图像采集装置330与多个第一图像采集装置200设于同一平面内，结构更紧凑，并且防止第二图像采集装置330与多个第一图像采集装置200之间的视野遮挡。

当然，在未示出的其他实施例中，也可以提供两个或者更多个第二图像采集装置300。当仅提供两个第二图像采集装置300，这两个第二图像采集装置300可以设置在单指的左下方和右下方。当提供更多个第二图像采集装置300时，排布方式更加灵活。

示例性地，多个第二图像采集装置300中的每个到手纹采集区的距离在72mm-82mm之间。这样设置可以保证手纹采集区处于第二图像采集装置300成像较好的范围内，保证多个第二目标图像的清晰度。进一步地，多个第二图像采集装置300中的每个到手纹采集区的距离可以为76mm，以达到更好的成像效果。

示例性地，多个第二图像采集装置300中的每个的焦距可以在5-7mm 之间。进一步保证手纹采集区处于第二图像采集装置300较好的成像范围内，保证非接触式手纹采集装置的成像效果。并且，使手纹的图像在第二目标图像中所占的比例更适中。进一步地，第二图像采集装置300中的每个的焦距可以为6mm。

示例性地，多个第二图像采集装置300中的每个的视场范围大于或等于40×40mm。这样，可以保证多个第二图像采集装置300的视场范围可以覆盖足够大的手纹采集区。

示例性地，多个第二图像采集装置300中的每个的对角线视场在61° -63°之间。这样，多个第二图像采集装置300经过布设，可以更全面的覆盖多个第二子区域，防止出现无法采集的死角区域。优选地，第二图像采集装置300中的每个的对角线视场可以为62°。

示例性地，多个第二图像采集装置300的景深不小于20mm。这样，这样，可以更好地适应手指或手掌的厚度，以及表面的起伏的高度差，保证成像质量。

示例性地，多个第二图像采集装置300中的每个的视场范围可以小于第一图像采集装置200中的每个的视场范围。这样，可以通第二图像采集装置300采集较小的第二子区域，通过第一采集装置200采集相对较大的第一子区域。可以对手纹采集区进行更细化、更具有针对性的图像采集，采集质量更高。

示例性地，多个第二图像采集装置300中的每个的焦距可以大于多个第一图像采集装置200中的每个的焦距。这样，第二图像采集装置300采集的第二目标图像相比较第一图像采集装置300采集的第一目标图像中主体(即手纹)所占的比例较大。第二图像采集装置300可以更好地对较小的采集主体例如手指的指纹进行采集。第一图像采集装置200可以采集相对较大的采集主体例如手掌的掌纹进行采集。

示例性地，多个第二图像采集装置300中的每个的对角线视场可以小于第一图像采集装置200中的每个的对角线视场。即第二图像采集装置300 相对第一图像采集装置200具有更小的视场范围。这样，第二图像采集装置300采集较小的采集目标，可以减少干扰，保证全单指指纹图像的采集质量。第一图像采集装置200可以用于采集较大的采集目标。较大的视场范围可以保证手纹图像的完整性。

示例性地，多个第一图像采集装置200的光轴位于垂直于预定平面的第一平面内，多个第二图像采集装置300的光轴位于垂直于预定平面的第二平面内，第一平面平行于第二平面。这样，第一图像采集装置采集的第一子区域中心与第二图像采集装置采集的第二子区域中心间隔开一定距离。即在手纹采集区可以划分出第一子区域和第二子区域，两者可以相互独立设置，也可以具有部分区域的重叠。在相应的区域内，可以进行更具有针对性的手纹采集，进一步保证每个子区域对于范围内的图像采集的质量。

示例性地，参照图1-3，非接触式手纹采集装置还可以包括第三图像采集装置400。第三图像采集装置400的视场范围覆盖整个手纹采集区。这样，通过第三图像采集装置400可以实时获取到手纹采集区的图像。该非接触式手纹采集装置可以连接有显示装置或者该非接触式手纹采集装置本身包括显示装置。第三图像采集装置400采集的手纹采集区内的图像可以通过显示装置实时显示出来，以起到预览作用。可以引导用户将单指、四指、双拇指、手掌或侧掌放置到合适的区域内，提高用户使用体验。

示例性地，第三图像采集装置400的镜头可以位于预定平面内。这样，第三图像采集装置400可以与多个第一图像采集装置200位于同一平面内，结构设置紧凑，并且防止第三图像采集装置400与多个第一图像采集装置 200之间的视野遮挡。

示例性地，第三图像采集装置400的光轴与预定平面具有夹角，以使第三图像采集装置400的光轴对准手纹采集区的中心。可以理解的是，在实际应用的过程中，由于非接触式手纹采集装置内排布空间的限制，第三图形采集装置400的光轴与预定平面具有夹角的设置，使其可以相对于第一图像采集装置200和第二图像采集装置300距离手纹采集区较远。这样，使非接触式手纹采集装置内具有充足的空间用于多个第一图像采集装置 200和多个第二图像采集装置300的安装。只需要保证第三图像采集装置 400的视场中心对准手纹采集区的中心即可。

示例性地，结合参照图1和2，非接触式手纹采集装置可以包括照明装置500。照明装置500朝向手纹采集区设置。第一平面和第二平面位于照明装置500和结构光投射器100之间。可以理解为照明装置500和结构光投射器100位于非接触式指纹采集装置的两侧的边缘区域。多个第一图像采集装置200和多个图像采集装置300位于非接触式手纹采集装置的中心区域。照明装置500包括但不限于以下一种或多种：点光源、线光源、面光源等。例如可以是多个点光源组成的灯带。照明装置500可以用于给手指或手掌补光，提高手纹图像的对比度。具体地，照明装置的数量、位置和角度可以根据不同的使用需求而做相应的设置，此处不做过多限定。示例性地，照明装置600可以为LED灯。照明装置600的三色主波长可以分别为：410nm、565nm、660nm。

示例性地，参照图1和3，非接触式手纹采集装置还可以包括壳体600。多个第一图像采集装置200可以设于壳体内部。可以更好地保证多个第一图像采集装置200位置的稳定，防止误触等情况的发生，保证获取的第一目标图像的清晰度。示例性地，多个第二图像采集装置300和第三图像采集装置400可以设置在壳体600内。结构光投射器100可以设置在壳体600 外部，保证结构光投射器100可以将结构光投射到手纹采集区即可。示例性地，非接触式手纹采集装置可以包括支撑座700。壳体600与支撑座700 相连，结构光投射器100可以安装在支撑座700上。这样，支撑座700的设置可以保证壳体600与结构投射器100之间的相对位置的稳定。示例性地，壳体600上对应手纹采集区可以设有透光盖板610。透光盖板610的设置可以起到防尘的作用。示例性地，透光盖板610可以安装在壳体600 内设定高度，以尽量避免照明装置500的光经过透光盖板610所形成的虚像影响图像采集过程。多个第一图像采集装置200、多个第二图像采集装置300和第三图像采集装置400的镜头设于预设平面内，其在透光盖板610 上形成的虚像的位置更集中，更便于确定透光盖板610的位置以避免610 上形成的虚像的干扰。并且，多个第一图像采集装置200、多个第二图像采集装置300和第三图像采集装置400安装的位置更集中，可以使透光盖板610的安装更方便。示例性地，透光盖板610可以为玻璃材质。

示例性，非接触式手纹采集装置还可以设有顶盖。这样可以防止照明装置500的光源对用户的人眼的刺激。进一步地，非接触式手纹采集装置还可以包括遮光罩，遮光罩包围手纹采集区域设置。这样，用户将手伸入至遮光罩进行手纹的采集，遮光罩的设置可以很好地避免环境光对手纹采集过程的影响。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“竖向”、“垂直”、“水平”和“顶”、“底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内”、“外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用区域相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述图中所示的一个或多个部件或特征与其他部件或特征的区域位置关系。应当理解的是，区域相对术语不但包含部件在图中所描述的方位，还包括使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件被整体倒置，则部件“在其他部件或特征上方”或“在其他部件或特征之上”的将包括部件“在其他部件或构造下方”或“在其他部件或构造之下”的情况。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。此外，这些部件或特征也可以其他不同角度来定位(例如旋转90度或其他角度)，本文意在包含所有这些情况。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (12)

1.一种非接触式手纹采集装置，其特征在于，包括：

结构光投射器，所述结构光投射器对准手纹采集区，用于向所述手纹采集区发射结构光；

多个第一图像采集装置，所述多个第一图像采集装置的镜头位于预定平面内且分别对准所述手纹采集区内的多个第一子区域，所述多个第一图像采集装置分别用于对所述多个第一子区域进行图像采集以获得多个第一目标图像，所述多个第一子区域中的任意相邻的两个彼此重叠或者邻接，使得所述多个第一图像采集装置相互配合采集整个手纹采集区内的图像；以及

处理装置，所述处理装置用于对所述多个第一目标图像进行处理以获得第一类型手纹的图像，所述第一类型手纹包括四指指纹、双拇指纹、平掌掌纹和侧掌掌纹中至少一者。

2.根据权利要求1所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，具有以下情况中的一种或多种：

所述多个第一图像采集装置中的每个到所述手纹采集区的距离在72mm-82mm之间；

所述多个第一图像采集装置中的每个的光圈数不小于4；

所述多个第一图像采集装置中的每个的焦距在4-4.2mm之间；和

所述多个第一图像采集装置中的每个的景深不小于20mm。

3.根据权利要求1所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，还包括多个第二图像采集装置，所述多个第二图像采集装置中的至少一部分的镜头位于不同平面内且对准所述手纹采集区内的多个第二子区域，所述多个第二图像采集装置分别用于对所述多个第二子区域进行图像采集以获得多个第二目标图像，

所述处理装置还用于对所述多个第二目标图像进行处理以获得第二类型手纹的图像，所述第二类型手纹包括全单指指纹。

4.根据权利要求3所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，所述多个第二图像采集装置包括中间第二图像采集装置、以及分别位于所述中间第二图像采集装置左侧和右侧的左侧第二图像采集装置和右侧第二图像采集装置。

5.根据权利要求4所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，所述中间第二图像采集装置的镜头位于所述预定平面内。

6.根据权利要求3所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，具有以下情况中的一种或多种：

所述多个第二图像采集装置中的每个到所述手纹采集区的距离在72mm-82mm之间；

所述多个第二图像采集装置中的每个的焦距在5-7mm之间；和

所述多个第二图像采集装置中的每个的景深不小于20mm。

7.根据权利要求3所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，

所述多个第二图像采集装置中的每个的视场范围小于所述第一图像采集装置中的每个的视场范围；和/或

所述多个第二图像采集装置中的每个的焦距大于所述第一图像采集装置中的每个的焦距；和/或

所述多个第二图像采集装置中的每个的对角线视场小于所述第一图像采集装置中的每个的对角线视场。

8.根据权利要求3所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，

所述多个第一图像采集装置的光轴位于垂直于所述预定平面的第一平面内，所述多个第二图像采集装置的光轴位于垂直于所述预定平面的第二平面内，所述第一平面平行于所述第二平面。

9.根据权利要求8所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，还包括

照明装置，所述照明装置朝向所述手纹采集区设置，所述第一平面和所述第二平面位于所述照明装置和所述结构光投射器之间。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，还包括第三图像采集装置，所述第三图像采集装置的视场范围覆盖所述手纹采集区。

11.根据权利要求10所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，

所述第三图像采集装置的镜头位于所述预定平面内；和/或

所述第三图像采集装置的光轴与所述预定平面具有夹角，以使所述第三图像采集装置的光轴对准所述手纹采集区的中心。

12.根据权利要求1-9中任一项所述的非接触式手纹采集装置，其特征在于，还包括

壳体，所述多个第一图像采集装置设于所述壳体内，所述壳体上对应所述手纹采集区设有透光盖板；和/或

遮光罩，所述遮光罩包围所述手纹采集区域设置。

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