手纹采集系统的制作方法

1.本实用新型涉及手纹采集技术领域，具体地，涉及一种手纹采集系统。


背景技术：

2.手纹识别技术是众多生物特征识别技术(biometrics)中的一种。所谓生物特征识别技术，系指利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴定的技术。由于生物特征识别所具有的便捷与安全等优点，使得生物特征识别技术在身份认证识别和网络安全等领域拥有广阔的应用前景。可用的生物特征识别技术有手纹(例如指纹等)、人脸、声纹、虹膜等，手纹是其中应用最为广泛的一种。
3.手纹识别技术首先需要进行手纹的采集。在现有的手纹采集技术中，对不同人群的兼顾性不够好。例如，对于过干、过湿和手纹浅等多种不同情况下的手纹的采集效果有限，难以做到兼顾多种人群的采集需求。


技术实现要素：

4.为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，提供一种手纹采集系统。
5.根据本实用新型一个方面，提供一种手纹采集系统，包括：照明系统，照明系统包括一个或多个蓝色光源和一个或多个绿色光源，每个光源用于朝向手纹采集区发光，手纹采集区用于放置用户的手的部分或全部；一个或多个图像采集装置，一个或多个图像采集装置用于在照明系统向手纹采集区发光的同时采集手纹采集区的图像以获得手纹图像；处理装置，处理装置用于对一个或多个图像采集装置采集的手纹图像进行处理。
6.根据本实用新型实施例的手纹采集系统，采集手纹图像时采用蓝色光源和绿色光源一起为图像采集装置补光。这可以扩大手纹采集系统对不同皮肤状态的适用性，从而有利于兼顾多种人群的采集需求。
7.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意味着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，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
8.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
9.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，
10.图1示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统及相关的手指和手纹采集区的示意图；
11.图2示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统及相关的手指和手纹采集区的示意图；
12.图3示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统的一部分的示意图；
13.图4示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统的部分结构及相关的手指和手纹采集区的示意图。
具体实施方式
14.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。
15.为了至少部分地解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种手纹采集系统。该系统在图像采集装置采集手纹图像时，可以采用蓝色光源和绿色光源一起为图像采集装置补光(或说照明)。通过蓝光补光和通过绿光补光对不同皮肤状态下的手纹采集来说具有各自的优缺点，同时采用这两种光源补光可以扩大手纹采集系统对不同皮肤状态的适用性，从而有利于兼顾多种人群的采集需求。虽然本文在描述根据本实用新型实施例的手纹采集系统时主要以指纹为例进行描述，但是可以理解，根据本实用新型实施例的手纹采集系统除用于手指的指纹的采集以外，也可以用于手掌的掌纹等其他类似手纹的采集。
16.根据本实用新型一个方面，提供一种手纹采集系统。图1示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统100及相关的手指200和手纹采集区300的示意图。本文所述的手纹可以包括但不限于手指的指纹和/或手掌的掌纹等。图1以采集手指的指纹为例来描述根据本实用新型实施例的手纹采集系统的结构及其工作原理。
17.如图1所示，手纹采集系统100可以包括一个或多个图像采集装置、照明系统和处理装置130。照明系统包括一个或多个蓝色光源和一个或多个绿色光源，每个光源用于朝向手纹采集区300发光。照明系统包含的蓝色光源组成蓝色光源组，照明系统包含的绿色光源组成绿色光源组。手纹采集区300用于放置用户的手的部分或全部，例如手指200。一个或多个图像采集装置用于在照明系统向手纹采集区300发光的同时采集手纹采集区300的图像以获得手纹图像。处理装置130用于对一个或多个图像采集装置采集的手纹图像进行处理。需注意，本文所述的照明系统所包括的光源可以是任意类型的不用于编码的光源，包括但不限于以下一种或多种：点光源、线光源、面光源等。点光源例如可以是多个点光源组成的灯带。示例性地，照明系统中的至少部分光源和一个或多个图像采集装置位于手纹采集区的同一侧，例如位于手纹采集区的下方。与一个或多个图像采集装置位于手纹采集区的同一侧的光源可以称为主光源。示例性而非限制性地，除主光源之外，照明系统还可以包括位于手纹采集区附近的辅助光源，以从距离手纹更近的位置照亮手纹。与主光源相比，辅助光源距离手纹采集区的中心更近。例如，主光源可以设置在手纹采集区的下方，而辅助光源的重心(可以理解为辅助光源中的每个光源各自的重心)可以与手纹采集区的中心位于或大致位于同一水平面上。辅助光源中的至少部分光源可以位于手纹采集区两侧预定位置(两侧中的第一侧对应有第一预定位置，第二侧对应有第二预定位置)处，和/或至少部分光源可以位于指尖位置附近预定位置(可以称为第三预定位置)处。位于手纹采集区任一侧预定位置处的光源可以朝向手纹采集区的该侧发光。位于指尖位置附近的光源可以朝向指尖位置发光。指尖位置是指预计当用户将手指或手掌放置在手纹采集区时用户的指尖应当落在的位置。可以理解的是，辅助光源的位置以照亮手部且不影响图像采集系统成像(例如辅助
光源不会进入图像采集装置的成像范围)为目标进行设置。辅助光源也可以包含一个或多个蓝色光源和一个或多个绿色光源。
18.示例性地，本技术实施例的手纹采集系统可以是非接触式的，也即手纹采集区为一空间，用户将手的部分或全部放置在手纹采集区即可进行采集，不存在与手纹接触的实体。当然，可选地，手纹采集系统也可以是接触式的，例如运行于智能设备上的通过手指与屏幕接触来实现手纹采集的手纹采集系统。
19.图1示出三个图像采集装置112、114和116。此外，图1还示出照明系统，其包括至少一个蓝色光源和至少一个绿色光源。
20.示例性而非限制性地，图1所示的照明系统可以包括与三个图像采集装置一一对应的三个光源集合，每个光源集合均包括至少一个蓝色光源和至少一个绿色光源，用于在其对应的图像采集装置进行图像采集时进行照明。
21.示例性的，根据光源集合中的光源与光源集合对应的图像采集装置的相对位置关系的不同，可以将光源集合进一步划分为光源子集合。例如，光源集合中光源分布于图像采集装置两侧，左侧光源作为一个光源子集合，右侧光源作为一个光源子集合。例如，图1中，第一个光源集合包括光源子集合122和122'，第二个光源集合包括光源子集合124和124'，第三个光源集合包括光源子集合126和126'。
22.需注意，图1所示的手纹采集系统100的结构仅是示例而非对本实用新型的限制，根据本实用新型实施例的手纹采集系统100并不局限于图1所示的情况。例如，图像采集装置的数目可以是多于或少于三个。此外，图1所示的每个图像采集装置周围的光源集合所包括的光源子集合的数目以及光源子集合的位置也可以根据需要改变。例如，任一光源集合也可以包括单个光源子集合(例如第一光源集合可以仅包括光源子集合122)或多于两个光源子集合。
23.示例性地，照明系统包括至少一个光源对，每个光源对包括一个蓝色光源和一个绿色光源。本示例是比较可取的光源布置方式，这种方式便于使每个配对的蓝色光源与绿色光源尽量离得近一些，使得图像的蓝色通道和绿色通道的采集条件尽量趋近一致，这有助于提高后续基于两个通道获得的手纹图像的准确度。
24.示例性地，在照明系统包括与一个或多个图像采集装置一一对应的一个或多个光源集合的实施例中，每个光源集合可以包括至少一个光源对，每个光源对包括一个蓝色光源和一个绿色光源。这样，便于使得每个图像采集装置在采集图像时，自身所对应的蓝色通道和绿色通道的成像条件尽量趋近一致。例如，图1中任一光源子集合可以包括一个光源对。
25.照明系统包括至少一个蓝色光源和至少一个绿色光源，在此基础上，照明系统中的光源的数目可以根据需要设定为任何合适的数目。如果按照颜色分类，照明系统中包括的光源可以分为蓝色光源组和绿色光源组。蓝色光源组中包括的蓝色光源的数目与绿色光源组中包括的绿色光源的数目均可以是任意的，且二者可以一致，也可以不一致。比较可取的是，蓝色光源组中包括的蓝色光源的数目与绿色光源组中包括的绿色光源的数目一致。
26.示例性地，手纹采集系统100还可以包括壳体，一个或多个图像采集装置以及照明系统中至少部分光源可以设置于壳体内部。示例性地，壳体上可以设置有窗口，窗口上设置有透光板。手纹采集区可以位于该透光板上方，用户将手指放在手纹采集区内，下方的照明
系统就可以透过透光板将光照射到手指上。手纹采集区下方的图像采集装置也可以透过透光板采集到手指的指纹图像。当然，手纹采集区位于透光板上方的实施例仅是示例，透光板是可选的，且手纹采集区相对图像采集装置和照明系统中至少部分光源的位置也是可以改变的，只要手纹采集区位于图像采集装置的成像范围内以及照明系统的照射范围内即可。在本文的描述中，任一图像采集装置的成像范围是指以该图像采集装置的镜头光心为顶点、以图像采集装置的视角为锥角的圆锥体所覆盖的范围。需要说明的是，透光板可以安装在壳体内设定高度，以尽量避免照明光源经透光板所成的虚像进入图像采集装置的成像范围。可以理解的是，照明系统还可以包括位于手纹采集区附近的光源，也就是说照明系统还可以包括位于透光板上方的辅助光源，从而在距离手部更近的位置对手部进行照明。辅助光源同样可以既包括蓝色光源、也包括绿色光源。辅助光源可以包括点光源、线光源、面光源中的一种或多种，可以位于处于手纹采集区中的手部附近，例如辅助光源包括手纹采集区两侧由点光源组成的灯带和指尖位置附近的点光源。
27.手纹采集区可以是具有任意合适形状的物理空间区域，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。示例性而非限制性地，一个或多个图像采集装置的成像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。用户将手指或手掌放置在手纹采集区之后，图像采集装置就可以采集到用户的指纹或掌纹图像。手纹采集系统可以仅用于采集一种类型的手部纹理，也可以用于采集多种类型的手部纹理。例如，手纹采集系统可仅用于采集指尖区域的指纹(包括指肚正面和侧面的指纹)，还可同时用于采集指尖区域的指纹和手掌的掌纹，还可同时用于采集指尖区域的指纹、手指除指尖所在指节外其他指节上的纹线和手掌的掌纹。多种类型的手部纹理可共用同一手纹采集区，或者使用不同的手纹采集区，不同类型的手部纹理的手纹采集区域可部分或全部重叠。
28.手纹采集系统100包括的图像采集装置的数目可以根据需要设定为任何合适的数目。例如，图像采集装置的数目可以为1个、2个、3个或6个等等。
29.在一个实施例中，手纹采集系统100可以包括单个图像采集装置。这种情况下，可选地，可以通过图像采集装置采集单个角度下的手纹图像。当然，可选地，在这种情况下，也可以通过旋转和/或移动图像采集装置来采集多个角度下的手纹图像。当所采集的手纹为指纹时，采集单角度下的手纹图像的实现方案比较适合模拟通过平面捺印得到的指纹图像。
30.在另一个实施例中，手纹采集系统100可以包括多个图像采集装置。这种情况下，可选地，可以通过多个图像采集装置采集多个角度下的手纹图像。即，多个图像采集装置中的任意两个图像采集装置的光轴可以彼此成预设角度，该预设角度不等于0，以便于采集不同角度下的手纹图像。当所采集的手纹为指纹时，可将多个图像采集装置的角度/高度调整为不仅可以采集到指肚正面指纹图像，还可采集到指肚侧面指纹图像，采集多角度下的手纹图像的实现方案比较适合模拟通过滚动捺印得到的指纹图像。可以理解的是，多个图像采集装置可以设置为使其光轴与其所要采集的手纹区域大致垂直。例如，用于采集指肚正面指纹图像的图像采集装置的光轴与指肚正面区域垂直，用于采集指肚侧面指纹图像的图像采集装置的光轴与指肚侧面区域垂直。当手纹采集系统用于采集多种类型的手部纹理时，多个图像采集装置可以包括用于采集第一类型的手部纹理的图像采集装置和用于采集第二类型的手部纹理的图像采集装置，用于采集第一类型的手部纹理的图像采集装置和用
于采集第二类型的手部纹理的图像采集装置的视场、焦距、放置角度、位置可以不同。可理解的是，相比于用于采集指纹的图像采集装置，用于采集掌纹的图像采集装置具有更大的视场。用于采集指纹或掌纹的图像采集装置的视场，可以指单个图像采集装置的视场，也可指多个图像采集装置组合的视场。对于同一图像采集装置，其可既用于采集第一类型的手部纹理，又用于采集第二类型的手部纹理。
31.可理解的是，图像采集装置还可包含专用于预览的预览图像采集装置，预览图像采集装置可以具有比用于拍摄的图像采集装置更大的视野范围，例如单个预览图像采集装置视野覆盖整个掌纹，用于拍摄的多个图像采集装置共同的视野范围覆盖整个掌纹。多个图像采集装置可以一一对应地采集用户手指或手掌等目标部位的多个手纹图像，并且多个手纹图像可以对应于目标部位的不同部分。例如，图像采集装置为3个，由第一个图像采集装置采集的手纹图像可以主要对应于手指或手掌的左侧部分(即侧面区域，具体为左侧的侧面区域)，由第二个图像采集装置采集的手纹图像可以主要对应于手指或手掌的中间部分(即正面区域)，而由第三个图像采集装置采集的手纹图像可以主要对应于手指或手掌的右侧部分(即侧面区域，具体为右侧的侧面区域)。
32.图像采集装置的光轴朝向目标部位的手纹所在的一面，例如手指的指肚或手掌的掌心设置。例如，如果规定用户在采集手纹时，手指的指肚朝向地平面，则图像采集装置的光轴可以竖直朝上或向斜上方设置，以便于能够采集到用户手指的指纹。
33.在图像采集装置的数目为多个的情况下，多个图像采集装置的重心所在的高度可以设置为一致或不一致。例如，在采集掌纹的情况下，多个图像采集装置的重心所在的高度可以一致。在采集手纹的情况下，多个图像采集装置的重心可以处于一个圆弧上。
34.处理装置130与一个或多个图像采集装置可通信地连接，该连接可以是有线或无线连接。处理装置130可以接收一个或多个图像采集装置各自采集的手纹图像，并对手纹图像进行处理。处理装置130可以对手纹图像进行任何需要的处理操作，包括但不限于以下一项或多项：从手纹图像中获取深度信息；对多个图像采集装置采集到的手纹图像进行拼接处理等等。
35.示例性而非限制性地，处理装置130还可以与照明系统可通信地连接，该连接可以是有线或无线连接。在这种情况下，处理装置130可以控制照明系统中的各光源按照本文所述的各种发光方案发光。当然，可选地，也可以通过与处理装置130不同的其他控制装置来控制照明系统中的各光源发光。上述控制装置可以是手纹采集系统内的控制装置，也可以是独立于手纹采集系统的外部控制装置。
36.不同人的皮肤对光的反射、吸收和透射率不同，同一个人的手的部位(下面以手指或手掌为例)对不同波长的光的反射、吸收和透射率也是不同的。此外，同一个人的手指或手掌在干燥、湿润或有汗水等状态下，对光的反射、吸收和透射表现也是不同的。
37.发明人发现：在采集手纹图像时，单纯用绿光补光的话，由于手指或手掌对绿光的吸收较强，一方面手指或手掌反射到图像采集装置的光线变弱使得图像对比度降低，另一方面手指或手掌吸收光线会产生荧光和磷光，使采集到的图像变得模糊；而单纯用蓝光补光的话，由于手指或手掌对蓝光的吸收较弱，手指或手掌反射到图像采集装置的光线较强，对浅皮肤的人来说容易过曝，此外手上过干、有死皮或者有汗水等液体的话则有较强的反射，容易造成对比度变差。然而，蓝光和绿光又都有各自的优势。例如，蓝光补光的情况下指
纹或掌纹的纹脊和纹谷的对比度会提高，适用于浅指纹人群；而绿光补光的情况下过干或过湿的手指则拍摄得更清楚。
38.因此，发明人选择同时用蓝绿两种颜色的光源补光，这样两种光可以互补，只要在一种颜色的光下能采集到清楚的图像，经过处理就可以比较容易地获得高质量的手纹图像。因此，这种在采集手纹时通过蓝绿两种颜色的光源补光的方案，可以扩大手纹采集系统对不同皮肤状态的适用性，从而有利于兼顾多种人群的采集需求。
39.为了避免蓝绿光相互影响，蓝绿光源的波长区分度可以尽量设置得大一些，即可以尽量选择波长短一些的蓝色光源(偏紫)和波长长一些的绿色光源(偏黄)。示例性而非限制性地，本文所述的蓝光可以是波长小于430nm的光，例如405nm的光，绿光可以是波长大于540nm的光，例如560nm的光。
40.在一个具体实施例中，照明系统可以包括一个或多个光源集合，每个光源集合包括至少一个蓝色光源和至少一个绿色光源，一个或多个光源集合与一个或多个图像采集装置一一对应。
41.在本实施例中，与任一图像采集装置相对应的光源集合负责为该图像采集装置补光，每次该图像采集装置采集图像时，可以仅与其对应的光源集合发光，其他光源集合不发光。为每个图像采集装置分配与之对应的补光光源，这方便实现对图像采集装置及光源的控制和管理，且方便避免采集图像时不同光源互相干扰。
42.示例性而非限制性地，对于一个或多个光源集合中的任一光源集合，该光源集合中的光源发射光线的方向可以与在该光源集合中的光源处于开启状态时所采集的手纹区域大致垂直。如此，光线与手纹区域大致垂直，这有利于保证手纹图像中能够较准确地呈现手纹的纹谷和纹脊情况。在多个图像采集装置可以设置为使其光轴与其所要采集的手纹区域大致垂直时，各光源集合中的光源发射光线的方向与对应采集装置的光轴方向是大致平行的，这可以通过将光源集合中的光源与其对应的图像采集装置设置得足够近来实现。
43.继续参考图1，示出图像采集装置112、114和116各自的光轴1122、1142和1162。从图1可以看出，各光源集合中的光源发射光线的方向与对应采集装置的光轴方向都是平行的。需注意，本文所述的平行不一定要求平行对象彼此之间绝对平行，可以是大致平行。例如，所述平行可以是指平行对象(在本实施例中为光源发射光线的方向与对应图像采集装置的光轴方向或者同一平行光源所发射的任意两条光线)之间的夹角小于预设阈值。该阈值可以尽量设定得比较小，例如设定为10
°
等。
44.根据本实用新型实施例，照明系统包括至少一个光源对，每个光源对包括一个蓝色光源和一个绿色光源，同一光源对内的蓝色光源和绿色光源之间的距离小于预设距离阈值。
45.进行图像采集时，同一光源对中的蓝色光源和绿色光源可同时开启或关闭，如此更有利于保证蓝色通道和绿色通道的成像条件趋近一致。蓝色通道和绿色通道的成像条件一致有助于提高后续图像融合时蓝色通道图像和绿色通道图像的融合效果。
46.但这种实施例仅是示例而非对本实用新型的限制，照明系统中的光源可以均为不成对的，或者，照明系统可以包括光源对和不成对的光源。
47.每个光源集合可以包括至少一个光源对。每个光源对可以包括一蓝色光源和一绿色光源。每个光源对中的蓝色光源和绿色光源可以离得尽量近一些以进一步保证蓝色通道
和绿色通道的成像条件趋近一致。例如，返回参考图1，其中所示的任一光源子集合(例如122、122'、124、124'、126、126')可以包括至少一个光源对，这样该光源子集合中的蓝色光源和绿色光源能够比较方便地设置得近一些。
48.预设距离阈值可以根据需要设定为任何合适的值，本实用新型不对此进行限制。
49.根据本实用新型实施例，照明系统位于一个或多个该图像采集装置的成像范围之外。在照明系统包括一个或多个光源集合的实施例中，与任一图像采集装置相对应的光源集合可以位于该图像采集装置的成像范围之外。
50.光源可以设置在图像采集装置周围任何合适的位置，只要不妨碍图像采集装置成像即可。与任一图像采集装置相对应的光源集合设置在该图像采集装置的成像范围之外，可以有效避免光源妨碍图像采集装置采集手纹图像。
51.根据本实用新型实施例，一个或多个图像采集装置包括第一图像采集装置、第二图像采集装置和第三图像采集装置，其中，第一图像采集装置的光轴与手纹采集区的朝向一个或多个图像采集装置的平面垂直，第二图像采集装置的光轴与第一图像采集装置的光轴成第一预设夹角，第三图像采集装置的光轴与第一图像采集装置的光轴成第二预设夹角。
52.手纹采集区朝向一个或多个图像采集装置的平面可以是诸如与上述遮光板所在平面平行的面。在规定用户在采集手纹时，手指的指肚或手掌的掌心需朝向地平面的情况下，手纹采集区朝向一个或多个图像采集装置的平面可以与地平面平行。此时，第一图像采集装置的光轴可以是竖直朝上的，第二图像采集装置和第三图像采集装置的光轴可以是朝向斜上方的。
53.第一预设夹角和第二预设夹角中任一者可以根据需要设定为任何合适的值，本实用新型不对此进行限制。第一预设夹角和第二预设夹角可以相同或不同。示例性地，第一预设夹角可以是0到45度范围内，第二预设夹角也可以是0到45度范围内。
54.根据本实用新型实施例，第一图像采集装置、第二图像采集装置和第三图像采集装置的光轴位于同一平面内。
55.三个图像采集装置的光轴位于同一平面内且互相非平行设置的方式布置简单，也有助于比较方便地采集到手指或手掌等目标部位的多个不同部分的图像。
56.根据本实用新型实施例，手纹采集系统还可以包括：结构光投射器，结构光投射器用于向手纹采集区发射结构光；处理装置可以通过以下方式对一个或多个图像采集装置采集的手纹图像进行处理：从一个或多个图像采集装置采集的手纹图像中分别提取结构光所对应通道的灰度图像，并基于提取的结构光图像确定手纹深度信息。
57.可以理解的是，相比于不用于编码、只用于照明的照明光源，结构光投射器发射用于编码的结构光。
58.图2示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统100及相关的手指200和手纹采集区300的示意图。图2示出手纹采集系统100还包括结构光投射器140。图1可以理解为手纹采集系统100的主视图，而图2可以理解为手纹采集系统100的左视图。需注意，图2仅示出单个图像采集装置114作为示例来进行描述，本领域技术人员可以理解其他图像采集装置在图2中的位置。
59.图2所示的手纹采集系统100的结构仅是示例而非对本实用新型的限制，根据本实
用新型实施例的手纹采集系统100并不局限于图2所示的情况。例如，图2示出以特定横截面302为界，结构光投射器140位于更靠近手指根的一侧，此时结构光投射器140的头部(发射光线的部位)相对尾部(与头部相对的部位)离手指根的水平距离更远，其中，特定横截面302是手指200的横截面中与手纹采集区300的中轴线重叠的横截面。上述结构光投射器140的布置方式仅是示例，其也可以位于以特定横截面302为界的更远离手指根的一侧，即结构光投射器140的头部也可以相对尾部离手指根的水平距离更近。实际上，结构光投射器140可以根据需要设置在任何合适的位置，只要不妨碍图像采集装置成像且能够照射到手纹采集区即可。
60.示例性地而非限制性地，结构光投射器140的重心所在高度与一个或多个图像采集装置的综合重心或最低重心所在高度可以设置为基本一致。这样方便将手纹采集系统中的部件更紧凑地布置在一起，有利于减小设备的体积。示例性地而非限制性地，结构光投射器140的重心所在高度可以相比一个或多个图像采集装置的综合重心或最低重心所在高度更低，这样可以保证结构光投射器140的光线投射面积足够大，以尽量有效地覆盖目标部位所对应的采集区域。
61.在采集指纹的情况下，目标部位较小，结构光投射器140的重心所在高度与一个或多个图像采集装置的综合重心或最低重心所在高度可以设置为基本一致。在采集掌纹的情况下，目标部位较大，结构光投射器140的重心所在高度可以相比一个或多个图像采集装置的综合重心或最低重心所在高度更低。
62.从任一手纹图像中提取出的结构光所对应通道的灰度图像为该手纹图像所对应的结构光图像。可以理解，结构光图像包含原手纹图像中各像素所对应的深度信息。因此，通过结构光投射器，可以进一步获取手指或手掌等目标部位的手纹深度信息。获取手纹深度信息，方便后续模拟捺印手纹图像。目前很多场合可能需要应用到通过捺印方式获取的指纹图像，因此加入结构光的方案可以将获取的手纹图像正确地展开为二维图像，从而在后续比对过程中与通过捺印方式获取的手纹图像兼容，扩大手纹采集系统的应用场景。
63.示例性地而非限制性地，由于补光用到了蓝绿两种颜色，因此为了减少对蓝绿通道的干扰，结构光可以尽量选择与蓝绿色相差较大的颜色，例如红色等。示例性地，结构光投射器所发射的结构光可以是660nm波长的红光。照明光和结构光分别选蓝、绿、红三色，这样有利于后续方便地提取不同通道的图像。当然，结构光也可以不一定用红光，后续可以用图像处理的方式去除蓝绿通道中结构光的影响。
64.根据本实用新型实施例，结构光投射器发射光线的方向与一个或多个图像采集装置的光轴所在的平面成第三预设角度。
65.第三预设角度可以根据需要设定为任何合适的值，本实用新型不对此进行限制。第三预设角度可以与上述第一预设角度和第二预设角度均不相同，也可以与第一预设角度和/或第二预设角度相同。
66.假设图2中所有图像采集装置的光轴处于同一平面内且该平面在图2所示的左视图中呈现为与光轴1142平行的直线。从图2中可以看出结构光投射器140发射光线的方向与图像采集装置的光轴所在的平面成一定角度。这种在图像采集装置的侧面设置结构光投射器的方式，方便使结构光投射器避开图像采集装置的成像范围，以避免妨碍图像采集装置成像。此外，这种在图像采集装置的侧面设置结构光投射器的方式，也方便将结构光投射器
设置在与图像采集装置相近的高度，这有利于在手纹采集系统内部实现更紧凑的布局。
67.根据本实用新型实施例，手纹采集系统100还可以包括壳体，一个或多个图像采集装置和照明系统设置在壳体内，壳体上面向手纹采集区的位置处设置有窗口，窗口上设置有透光板。
68.上文描述了图像采集装置和照明系统设置在壳体内，并在壳体上设置透光板的实施例，此处不再赘述。透光板可以采用任何合适的材质实现，包括但不限于玻璃等。示例性地，该玻璃可以是带有增透镀膜的玻璃。透光板可以起到防水防尘的作用，帮助保护手纹采集系统中的主体结构，延长设备使用寿命。
69.根据本实用新型实施例，手纹采集系统100还可以包括限位部件，限位部件限定出手纹采集区，限位部件的近端设置有入口，以允许用户的手的部分或全部穿过入口伸入手纹采集区；限位部件的远端设置有止挡部，止挡部沿着伸入方向位于手纹采集区的预定位置处，以限制用户的手的部分或全部伸入到手纹采集区内的位置。
70.限位部件的近端可以理解为在用户正常使用手纹采集系统时限位部件上距离用户的正面更近的一端，限位部件的远端可以理解为在用户正常使用手纹采集系统时限位部件上距离用户的正面更远的一端。
71.图3示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统的一部分的示意图。在图3中，示出了限位部件150，并示出了限位部件150的入口152和止挡部154。限位部件150的入口152至止挡部154之间的区域可以设定为手纹采集区300。用户的手指或手掌等目标部位可以通过入口152伸入手纹采集区300中。止挡部154可以限制用户的手指或手掌等目标部位所能够达到的极限位置，避免用户将手指或手掌等目标部位伸入得太远。通过限位部件150，可以方便地指导用户将手指或手掌等目标部位放置在正确的位置，以保证目标部位上的比较适合检测的部分(例如手指最靠近指尖的第一节指节)可以落入手纹采集区。
72.根据本实用新型实施例，手纹采集系统100还可以包括遮光部件，遮光部件与照明系统中至少部分光源分别位于手纹采集区的相对的两侧。
73.参见图3，示出了遮光部件160，其与照明系统中至少部分光源分别位于手纹采集区300的相对的两侧。其中，遮光部件位于手纹采集区的上方，照明系统中至少部分光源位于手纹采集区的下方。通过遮光部件160可以防止光源发射的光照到外面影响用户体验，同时还可以防止外面的杂散光照射到手纹采集区里面进而干扰手纹的采集。
74.在手纹采集系统包括遮光部件和透光板的情况下，手纹采集区可以是位于遮光部件和透光板之间的区域的至少一部分。
75.图4示出根据本实用新型一个实施例的手纹采集系统100的部分结构及相关的手指和手纹采集区的示意图。需注意，图4是一种示意图，并不表示各部件的实际形状或大小。参见图4，示出遮光部件160和透光板170，手纹采集区300设置在二者之间。此外，图4还示出手纹采集区300两侧的两组辅助光源1281和1282以及手纹采集区300的指尖位置附近的辅助光源1283。在图4所示示例中，手纹采集区300两侧的两组辅助光源1281和1282各自为一个灯带，手纹采集区300的指尖位置附近的辅助光源1283为点光源，但是这仅是示例，辅助光源可以有其他实现形式。此外，需注意，为了方便区分，在图4中，将手指200用虚线表示。
76.根据本实用新型实施例，在手纹采集系统还包括上述限位部件150的情况下，手纹采集系统还可以包括遮光部件160，遮光部件160与照明系统分别位于手纹采集区的相对的
两侧；限位部件150还包括连接入口和止挡部的连接部，连接部的上表面与遮光部的下表面贴合。
77.参见图3，示出限位部件150中的连接入口152和止挡部154的连接部156。该连接部156的上表面可以与遮光部160的下表面贴合，这样可以更好地防止光源发射的光散逸到外面以及更好地防止外面的杂散光照射到手纹采集区。
78.应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
79.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于正常使用时的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。术语“连接”可以表示直接连接或经由其他装置或元件间接连接。
80.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。