HK1244090A - 紅外光源組件及電子裝置 - Google Patents

Description

红外光源组件及电子装置

技术领域

本发明涉及生物识别特征技术领域，特别涉及一种红外光源组件及电子装置。

背景技术

虹膜识别一般需要红外光源补光辅助获取清晰的虹膜图像，现在的红外光源照明范围覆盖红外摄像头的整个视场，功耗大，而且单位面积的照明强度低，补光效果差。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种红外光源组件及电子装置。

本发明实施方式的红外光源组件包括：

红外光源，所述红外光源用于发射红外光线；

透镜，所述透镜设置在所述红外光源的光路上；和

驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述红外光源或/和所述透镜运动，以使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

在某些实施方式中，所述红外光线的发散角小于或等于5度。

在某些实施方式中，所述驱动组件包括透镜驱动件，所述透镜驱动件用于驱动所述透镜转动或移动以使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

在某些实施方式中，所述驱动组件包括光源驱动件，所述光源驱动件用于驱动所述红外光源转动或移动以使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

在某些实施方式中，所述驱动组件包括透镜驱动件和光源驱动件，所述透镜驱动件驱动所述透镜转动或移动，并结合所述光源驱动件驱动所述红外光源转动或移动，以共同调整所述红外光线的出射方向并使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

在某些实施方式中，所述透镜驱动件包括透镜驱动定子与自所述透镜驱动定子延伸的透镜驱动动子，

所述透镜驱动件驱动所述透镜转动时，所述透镜驱动动子转动带动所述透镜转动；

所述透镜驱动件驱动所述透镜移动时，所述透镜驱动动子移动带动所述透镜移动。

在某些实施方式中，所述光源驱动件包括光源驱动定子与自所述透光源动定子延伸的光源驱动动子，

所述光源驱动件驱动所述红外光源转动时，所述光源驱动动子转动带动所述红外光源转动；

所述光源驱动件驱动所述红外光源移动时，所述光源驱动动子移动带动所述红外光源移动。

在某些实施方式中，所述红外光源为多个，所述透镜为多个，每个所述透镜覆盖一个所述红外光源。

本发明实施方式的电子装置包括：壳体；红外摄像头；及上述任意一项实施方式所述的红外光源组件，所述红外摄像头与所述红外光源组件间隔设置在所述壳体上，所述红外光源组件发出的所述红外光线用于辅助所述红外摄像头进行虹膜识别。

在某些实施方式中，所述电子装置还包括处理器，所述红外摄像头用于采集所述待识别对象的人脸图像，所述处理器用于处理所述人脸图像以识别所述人眼在人脸图像中的图像位置、及根据所述图像位置、映射关系来确定所述人眼在空间中的空间位置，并根据所述空间位置及所述红外光源组件与红外摄像头之间的距离来确定所述红外光源或/和所述透镜所需的运动量，所述驱动组件根据所述运动量驱动所述红外光源或/和所述透镜运动，以调整所述红外光线的出射方向并使所述红外光线覆盖待识别对象的眼部，所述映射关系为所述人脸图像对应的坐标系与人脸在空间位置中的坐标系之间的关系。

本发明实施方式的电子装置及红外光源组件通过驱动组件驱动红外光源或/和透镜运动以使红外光源发射的红外光线经过透镜投射后的出射方向发生改变，从而实现使透镜将红外光线导引至目标方向，因而红外光源的发射功率较小时也能够将足够强的红外光线投射到待识别对象的眼部，一方面降低了红外光源的功耗，另一方面红外光源的红外光束的能量较为集中，照明强度较大，补光效果较好。

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：新增附图修改、说明书中的图示说明

图1是本发明某些实施方式的红外光源组件的结构原理示意图；

图2是本发明某些实施方式的电子装置的剖视图；

图3是本发明某些实施方式的电子装置的平面示意图；和

图4-11是本发明某些实施方式的电子装置的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。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所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1及图2，本发明实施方式的红外光源组件100包括红外光源10、透镜20和驱动组件30。红外光源10用于发射红外光线。透镜20设置在红外光源10的光路上。驱动组件30用于驱动红外光源10运动，以使透镜20将红外光线导引至目标方向。具体地，透镜20设置在红外光源10的光路上并覆盖红外光源10的光路，也就是说，红外光源10发射的红外光线均能够投射到透镜20上。驱动组件30驱动红外光源10运动时，透镜20始终位于红外光源10的光路上并覆盖该光路，且红外光源10发射的红外光线均能够投射到透镜20上。红外光源10运动可以为转动、移动(包括平移与倾斜移动)、或既包括转动又包括移动。红外光源10与透镜20的相对位置不同使透镜20引导红外光线的出射方向不相同，根据目标方向(例如待识别对象的眼部)所处的位置驱动组件30能够调整红外光源10的移动位置，从而调整红外光线的出射方向并使使透镜20将红外光线导引至目标方向。

目标方向可以为待识别对象的眼部，当透镜20将红外光线导引至目标方向时，红外光线能够覆盖待识别对象的眼部。

当然，驱动组件30也可以用于驱动透镜20运动，以使红外光源10发射的红外光线经过透镜20投射后的出射方向发生改变，从而实现使透镜20将红外光线导引至目标方向。或者，驱动组件30也可以用于驱动透镜20及红外光源10运动，以使红外光源10发射的红外光线经过透镜20投射后的出射方向发生改变，从而实现使透镜20将红外光线导引至目标方向。

可以理解，大多数人的虹膜的颜色较深，在虹膜图像采集时需要利用红外光源10进行补光才能获得纹理清晰的虹膜图像。但现有的很多红外光源10采用的是面光源以扩大红外光源10发射的红外光束的覆盖范围，一方面导致红外光源10的功耗较大，另一方面红外光源10的照明强度较低，能量较不集中，导致补光效果较差从而无法得到高质量的虹膜图像。本发明实施方式的红外光源组件100通过驱动组件30驱动红外光源10或/和透镜20运动以使红外光源10发射的红外光线经过透镜20投射后的出射方向发生改变，从而实现使透镜20将红外光线导引至目标方向，因而红外光源10的发射功率较小时也能够将足够强的红外光线投射到待识别对象的眼部，一方面降低了红外光源10的功耗，另一方面红外光源10的红外光束的能量较为集中，照明强度较大，补光效果较好。

请参阅图3，本发明实施方式的电子装置200包括壳体202、红外摄像头204及红外光源组件100。电子装置200包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、智能手环、智能眼镜、智能头盔等。在本发明的具体实施例中，电子装置200为手机。

红外摄像头204与红外光源组件100间隔设置在壳体202上，红外光源组件100发出的红外光线用于辅助红外摄像头204进行虹膜识别。

请参阅图2，本发明实施方式的红外光源组件100包括红外光源10、透镜20和驱动组件30。

红外光源10能够移动地设置在壳体202内。红外光源10用于发射红外光，一般地，红外光源10发射的红外光线的发散角小于或等于5度，例如，红外光线的发散角可以为2度、3度、3.5度、4度、4.5度、5度中的任意一个。红外光源10可以为红外光发光二极体(LightEmitting Diode，LED)。

透镜20可以设置在壳体202上并覆盖红外光源10，透镜20与红外光源10间隔设置并能够发生相对移动。透镜20用于将传输到透镜20上的红外光线引导到红外光源组件100外，具体地，透镜20用于将传输到透镜20上的红外光线引导到壳体202外的待识别对象的眼部。透镜20可以为凸透镜、凹透镜、多个凸透镜的组合、多个凹透镜的组合、凸透镜与凹透镜的组合、或者为除玻璃面板之外的其他光学镜片(例如：反射镜、棱镜等)。

驱动组件30包括光源驱动件32，光源驱动件32包括光源驱动定子322与自光源动定子322延伸的光源驱动动子324。具体地，光源驱动件32可以为转动电机，光源驱动定子322可以为转动电机定子，光源驱动动子324可以为转动电机转轴。光源驱动件32被激发，光源驱动动子324转动时，光源驱动动子324转动带动红外光源10转动以改变红外光源10与透镜20的相对位置，从而调整红外光源10发射的红外光线的出射方向并使从透镜20出射的红外光线覆盖待识别对象的眼部。

具体地，光源驱动件32驱动红外光源10转动时，透镜20始终覆盖红外光源10，并且红外光源10发射的红外光线均能够投射到透镜20上，而且透镜20能够将传输到透镜20上的红外光线引导到待识别对象，并使覆盖待识别对象的眼部的红外光线的单位面积照明强度高。

本发明实施方式的电子装置200及红外光源组件100通过驱动组件30驱动红外光源10运动以使红外光源10发射的红外光线经过透镜20投射后的出射方向发生改变，从而实现使透镜20将红外光线导引至目标方向，因而红外光源10的发射功率较小时也能够将足够强的红外光线投射到待识别对象的眼部，一方面降低了红外光源10的功耗，另一方面红外光源10的红外光束的能量较为集中，照明强度较大，补光效果较好。

本发明实施方式的电子装置200及红外光源组件100还具有以下有益效果：红外光源10发射的红外光线的发散角小于或等于5度使红外光线的能量相对集中，照射到眼部上的红外光线的强度较强，从而使电子装置200采集到的眼镜的虹膜图像中的虹膜纹理更加清晰明显。

请参阅图4，在某些实施方式中，上述实施方式的光源驱动件32还可以为直线电机，光源驱动定子322可以为直线电机定子，光源驱动动子324可以为直线电机轴。光源驱动件32被激发，光源驱动动子324移动时，光源驱动动子324移动带动红外光源10移动以改变红外光源10与透镜20的相对位置，从而调整红外光源10发射的红外光线的出射方向并使红外光线覆盖待识别对象的眼部。

请参阅图5，在某些实施方式中，上述实施方式的驱动组件30包括的光源驱动件32可以替换为透镜驱动件34，透镜驱动件34包括透镜驱动定子342与自透镜驱动定子342延伸的透镜驱动动子344。具体地，透镜驱动件34可以为转动电机，透镜驱动定子342可以为转动电机定子，透镜驱动动子344可以为转动电机转轴。透镜驱动件34被激发，透镜驱动动子344转动时，透镜驱动动子344转动带动透镜20转动以改变红外光源10与透镜20的相对位置，从而调整红外光源10发射的红外光线的出射方向并使红外光线覆盖待识别对象的眼部。当然，请参阅图6，透镜驱动件34还可以为直线电机，透镜驱动定子342可以为直线电机定子，透镜驱动动子344可以为直线电机轴。透镜驱动件34被激发，透镜驱动动子344移动时，透镜驱动动子344移动带动透镜20移动以改变红外光源10与透镜20的相对位置，从而调整红外光源10发射的红外光线的出射方向并使红外光线覆盖待识别对象的眼部。

请参阅图7，在某些实施方式中，上述实施方式的驱动组件30包括透镜驱动件34和光源驱动件32。透镜驱动件34驱动透镜20移动，并结合光源驱动件32驱动红外光源10移动，以共同调整红外光线的出射方向并使所述红外光线覆盖待识别对象的眼部。具体地，光源驱动件32、透镜驱动件34均可以为直线电机，光源驱动定子322、透镜驱动定子342均可以为直线电机定子，光源驱动动子324、透镜驱动动子344均可以为直线电机轴。当光源驱动件32被激发，光源驱动动子324移动，光源驱动动子324移动带动红外光源10移动，并且透镜驱动件34被激发，透镜驱动动子344移动，透镜驱动动子344移动带动透镜20移动时，透镜20始终覆盖红外光源10，并且红外光源10发射的红外光线均能够投射到透镜20上，而且透镜20能够将投射到透镜20上的红外光线引导到待识别对象，并使覆盖待识别对象的眼部的红外光线的单位面积照明强度增高。

请参阅图8，本实施方式的驱动组件30还可以为：光源驱动件32可以为直线电机，光源驱动定子322可以为直线电机定子，光源驱动动子324可以为直线电机轴；透镜驱动件34可以为转动电机，透镜驱动定子342可以为转动电机定子，透镜驱动动子344可以为转动电机转轴。也就是说，光源驱动件32被激发，光源驱动动子324移动，以带动红外光源10移动；同时，透镜驱动件34被激发，透镜驱动动子344转动，以带动透镜20转动。

请参阅图9，本实施方式的驱动组件30还可以为：光源驱动件32可以为转动电机，光源驱动定子322可以为转动电机定子，光源驱动动子324可以为转动电机转轴；透镜驱动件34可以为直线电机，透镜驱动定子342可以为直线电机定子，透镜驱动动子344可以为直线电机轴。也就是说，光源驱动件32被激发，光源驱动动子324转动，以带动红外光源10转动；同时，透镜驱动件34被激发，透镜驱动动子344移动，以带动透镜20移动。

请参阅图10，本实施方式的驱动组件30还可以为：光源驱动件32可以为转动电机，光源驱动定子322可以为转动电机定子，光源驱动动子324可以为转动电机转轴；透镜驱动件34可以为转动电机，透镜驱动定子342可以为转动电机定子，透镜驱动动子344可以为转动电机转轴。也就是说，光源驱动件32被激发，光源驱动动子324转动，以带动红外光源10转动；同时，透镜驱动件34被激发，透镜驱动动子344转动，以带动透镜20转动。

请参阅图11，在某些实施方式中，上述实施方式的红外光源10与透镜20相对固定，也就是说，红外光源10与透镜20均固定在红外光源组件100的本体102上，当驱动组件30驱动本体102运动时，也就是驱动组件30驱动红外光源10与透镜20同时运动时，红外光源10发射的红外光线经过透镜20投射后的出射方向发生改变，以使红外光线覆盖待识别对象的眼部。

请参阅图3，在某些实施方式中，上述实施方式的电子装置200还包括处理器206，红外摄像头204用于采集待识别对象的人脸图像，处理器206用于处理人脸图像以识别人眼在人脸图像中的图像位置、及根据图像位置、映射关系来确定人眼在空间中的空间位置，并根据空间位置及红外光源组件100与红外摄像头204之间的距离来确定红外光源10或/和透镜20所需的运动量，驱动组件30根据运动量驱动红外光源10或/和透镜20运动，以使透镜20将红外光线导引至目标方向，映射关系为人脸图像对应的坐标系与人脸在空间位置中的坐标系之间的关系。

具体地，红外摄像头204获取人脸图像后，处理器206首先对人脸图像进行处理以识别人眼位置。人眼位置的识别有多种识别方法，例如基于模板匹配方法、基于灰度投影的方法等。其中，基于模板匹配的方法是在人脸图像的搜索区内逐点平移参考模板图像，遍历搜索区内的每一个位置点，同时根据某个相似性测度原则，计算搜索区内该位置点的图像区域和参考模板的相关值，然后根据相关值的大小来判定该位置点是否为人眼所在位置点。基于灰度投影的方法是通过水平和垂直方法将人脸的灰度图像进行投影，并分别对水平和垂直方向上的灰度值及其函数进行统计，结合人脸的先验知识及与人眼的几何分布，找出各个变化点与之相对应的人脸及人眼位置。在红外摄像头204的视场上建立一个平面坐标系X-Y，并在红外摄像头204拍摄的人脸图像上建立与平面坐标系X-Y具有一定映射关系的另一平面坐标系X’-Y’。平面坐标系X’-Y’中，人脸图像中的每一个像素点均具有一个坐标值，如此，可映射到平面坐标系X-Y中以确定各个像素点在视场内对应的位置。在人脸图像上识别出人眼位置时，由于人眼对应的像素点可能有多个，因此，可选取其中一个像素点作为人眼位置的像素点。随后，在平面坐标系X’-Y’中确定该像素点的坐标(x’,y’)，并根据平面坐标系X-Y与平面坐标系X’-Y’之间的映射关系，确定该像素点在平面坐标系X-Y中的坐标(x,y)。驱动组件30驱动红外光源10或/和透镜20进行运动以使红外光源10发射的红外光线经过透镜20投射后的出射方向发生改变，从而实现调整红外光线的出射方向，红外光源10相对透镜20的位置与平面坐标系X-Y中各个坐标点也具有一定的映射关系，该映射关系是由前期进行大量实验测试得到的经验数据。因此，在确定像素点在平面坐标系X-Y中的坐标(x,y)后，可根据红外光源10相对透镜20的位置与坐标点的映射关系确定红外光源10或/和透镜20所需发生的运动量，驱动组件30根据运动量驱动红外光源10或/和透镜20运动，以使红外光源10发射的红外光线经过透镜20投射后的出射方向发生改变，从而实现使透镜20将红外光线导引至目标方向，映射关系为人脸图像对应的坐标系与人脸在空间位置中的坐标系之间的关系。如此，电子装置200可采集到纹理较为清晰的虹膜图像。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

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至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种红外光源组件，其特征在于，包括：

红外光源，所述红外光源用于发射红外光线；

透镜，所述透镜设置在所述红外光源的光路上；和

驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述红外光源或/和所述透镜运动，以使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

2.根据权利要求1所述的红外光源组件，其特征在于，所述红外光线的发散角小于或等于5度。

3.根据权利要求1所述的红外光源组件，其特征在于，所述驱动组件包括透镜驱动件，所述透镜驱动件用于驱动所述透镜转动或移动以使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

4.根据权利要求1所述的红外光源组件，其特征在于，所述驱动组件包括光源驱动件，所述光源驱动件用于驱动所述红外光源转动或移动以使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

5.根据权利要求1所述的红外光源组件，其特征在于，所述驱动组件包括透镜驱动件和光源驱动件，所述透镜驱动件驱动所述透镜转动或移动，并结合所述光源驱动件驱动所述红外光源转动或移动，以共同调整所述红外光线的出射方向并使所述透镜将所述红外光线导引至目标方向。

6.根据权利要求3或5所述的红外光源组件，其特征在于，所述透镜驱动件包括透镜驱动定子与自所述透镜驱动定子延伸的透镜驱动动子，

所述透镜驱动件驱动所述透镜转动时，所述透镜驱动动子转动带动所述透镜转动；

所述透镜驱动件驱动所述透镜移动时，所述透镜驱动动子移动带动所述透镜移动。

7.根据权利要求4或5所述的红外光源组件，其特征在于，所述光源驱动件包括光源驱动定子与自所述透光源动定子延伸的光源驱动动子，

所述光源驱动件驱动所述红外光源转动时，所述光源驱动动子转动带动所述红外光源转动；

所述光源驱动件驱动所述红外光源移动时，所述光源驱动动子移动带动所述红外光源移动。

8.根据权利要求1所述的红外光源组件，其特征在于，所述红外光源为多个，所述透镜为多个，每个所述透镜覆盖一个所述红外光源。

9.一种电子装置，其特征在于，包括：

壳体；

红外摄像头；及

权利要求1-8任意一项所述的红外光源组件，所述红外摄像头与所述红外光源组件间隔设置在所述壳体上，所述红外光源组件发出的所述红外光线用于辅助所述红外摄像头进行虹膜识别。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括处理器，所述红外摄像头用于采集所述待识别对象的人脸图像，所述处理器用于处理所述人脸图像以识别所述人眼在人脸图像中的图像位置、及根据所述图像位置、映射关系来确定所述人眼在空间中的空间位置，并根据所述空间位置及所述红外光源组件与红外摄像头之间的距离来确定所述红外光源或/和所述透镜所需的运动量，所述驱动组件根据所述运动量驱动所述红外光源或/和所述透镜运动，以调整所述红外光线的出射方向并使所述红外光线覆盖待识别对象的眼部，所述映射关系为所述人脸图像对应的坐标系与人脸在空间位置中的坐标系之间的关系。