1.一种能够通过光学感测检测人脸的电子设备,包括:
脸部照明源,包括:
周期阵列,其包括多个脸部照明光源,所述多个脸部照明光源布置在彼此不同的位置,每个脸部照明光源可操作以产生脸部照明光束并且包括光学投影装置,所述光学投影装置沿着与相邻的脸部照明光源的脸部照明方向不同的脸部照明方向投射所述脸部照明光束;
和
衍射光学元件,其构造成包括不同区域光学厚度值不同的阵列,所述阵列透射光并且位于多个脸部照明光束的光路中,以将每个脸部照明光束转换成包括多个照明光斑的图案的图案化脸部照明光束,使得来自包括多个脸部照明光源的所述周期阵列的不同脸部照明光束被所述衍射光学元件沿不同的照明方向转换成不同的图案化脸部照明光束,每个图案化脸部照明光束包括所述多个照明光斑的图案,从而照亮人脸,用于光学地检测人脸;
在包括多个脸部照明光源的所述周期阵列中,每个脸部照明光源中的所述光学投影装置包括一个或多个准直透镜,以提供期望的光学准直量,进而设置输出照明光束的期望光束发散度,并且一个或多个透镜可以定向为沿着设计的照明方向朝向所述衍射光学元件引导或操纵投射光束;
所述衍射光学元件的不同区域光学厚度值不同的阵列被构造成使得所述多个照明光斑在空间上分布为在空间图案中的每个局部区域中具有多个照明光斑的唯一局部图案,所述唯一局部图案不同于所述空间图案中的其他局部区域,所述唯一局部图案通过对所述空间图案进行编码得到。
2.如权利要求1所述的设备,其中:
包括多个脸部照明光源的所述周期阵列被构造成使得沿不同的照明方向的所述不同的图案化脸部照明光束照亮人脸的不同相邻区域,而在相邻区域之间没有空间重叠。
3.如权利要求1所述的设备,其中:
包括多个脸部照明光源的所述周期阵列被构造成使得沿不同的照明方向的所述不同的图案化脸部照明光束照亮人脸的不同相邻区域,并且在相邻区域之间存在部分空间重叠。
4.如权利要求1所述的设备,包括:
脸部成像装置,其相对于所述脸部照明源定位,以接收来自人脸的照明光,所述人脸被所述不同的图案化脸部照明光束沿不同的照明方向照亮,所述照明光携带所述人的脸部形貌信息,其中,所述脸部成像装置基于空间光学图案采集每个图像中与所述脸部上的位置相关联的空间光学图案。
5.如权利要求1所述的设备,其中:
在包括多个脸部照明光源的所述周期阵列中,每个脸部照明光源包括半导体激光器以发射脸部照明光束。
6.如权利要求1所述的设备,其中:
在包括多个脸部照明光源的所述周期阵列中,每个脸部照明光源包括垂直腔表面发射激光器以发射脸部照明光束。
7.如权利要求1所述的设备,还包括:
脸部成像装置,其相对于所述脸部照明源定位,以接收来自人脸的照明光,所述人脸被所述不同的图案化脸部照明光束沿不同的照明方向照亮,所述照明光携带所述人的脸部形貌信息;和脸部成像处理设装置,其耦合地接收所述脸部成像装置的输出并提取所述人的脸部形貌信息以进行脸部识别。
8.如权利要求1所述的设备,其中:
所述脸部照明源包括照明控制器,所述照明控制器耦合地分别控制所述多个脸部照明光源以脉冲模式操作,从而在每个脸部照明光束中产生高功率光脉冲;并且所述设备还包括成像装置,用于与所述脉冲模式同步地采集来自被所述多个照明光斑的图案照亮的脸部的反射光中的图像。
9.如权利要求1所述的设备,其中所述多个脸部照明光源包括多个发光二极管。
10.如权利要求1所述的设备,其中所述多个脸部照明光源包括多个激光二极管。
11.如权利要求1所述的设备,其中,所述多个脸部照明光源包括多个垂直腔表面发射激光器VCSEL。
12.一种用于通过光学感测检测人脸的方法,包括:
操作周期阵列中的布置在彼此不同位置的多个脸部照明光源,以使每个脸部照明光源产生脸部照明光束,每个脸部照明光源包括光学投影装置;
沿着与相邻的脸部照明光源的脸部照明方向不同的指定脸部照明方向投射每个脸部照明光束;
操作多个脸部照明光束的光路中的衍射光学元件,以将每个脸部照明光束转换成包括多个照明光斑的图案的图案化脸部照明光束,实现来自所述多个脸部照明光源的沿着不同照明方向的不同的图案化脸部照明光束,从而照亮人脸,用于光学地检测人脸;
采集来自所述人脸的反射光中的多张图像,所述多张图像通过依次在一个时间开启一个脸部照明光源和在不同时间开启不同的脸部照明光源而依次生成;以及处理采集的所述多张图像,以提取所述人脸的三维脸部特征以进行脸部识别;
其中,在包括多个脸部照明光源的所述周期阵列中,每个脸部照明光源中的所述光学投影装置包括一个或多个准直透镜,以提供期望的光学准直量,进而设置输出照明光束的期望光束发散度,并且一个或多个透镜可以定向为沿着设计的照明方向朝向所述衍射光学元件引导或操纵投射光束;
所述衍射光学元件被构造成包括不同区域光学厚度值不同的阵列,以使所述多个照明光斑的图案在空间图案中的每个局部区域中具有与其他局部区域不同的多个照明光斑的唯一局部图案,所述唯一局部图案通过对所述空间图案进行编码得到。
13.如权利要求12所述的方法,还包括:
分别控制所述多个脸部照明光源以脉冲模式操作,从而在每个脸部照明光束中产生高功率光脉冲;以及同步所述多张图像的采集和所述脉冲模式的定时,以提高采集的所述多张图像中的信噪比。
14.如权利要求12所述的方法,其中:
所述方法包括使用空间图案来确定通过光学反射生成图像的脸部位置。
15.一种用于通过光学检测人脸的系统,包括:
周期阵列,其包括多个脸部照明光源,所述多个脸部照明光源布置在彼此不同位置,每个脸部照明光源可操作以产生脸部照明光束并且包括光学投影装置,所述光学投影装置沿着与相邻的脸部照明光源的脸部照明方向不同的脸部照明方向投射所述脸部照明光束;
衍射光学元件,其构造成包括不同区域光学厚度值不同的阵列,所述阵列透射光并且位于多个脸部照明光束的光路中,以将每个脸部照明光束转换成包括多个照明光斑的图案的图案化脸部照明光束,使得来自包括多个脸部照明光源的所述周期阵列的不同脸部照明光束被所述衍射光学元件沿不同的照明方向转换成不同的图案化脸部照明光束,每个图案化脸部照明光束包括所述多个照明光斑的图案,从而照亮人脸,用于光学地检测人脸,所述衍射光学元件的不同区域光学厚度值不同的阵列被构造成使得所述多个照明光斑在空间上分布为在空间图案中的每个局部区域中具有多个照明光斑的唯一局部图案,所述唯一局部图案不同于所述空间图案中的其他局部区域,所述唯一局部图案通过对所述空间图案进行编码得到;
在包括多个脸部照明光源的所述周期阵列中,每个脸部照明光源中的所述光学投影装置包括一个或多个准直透镜,以提供期望的光学准直量,进而设置输出照明光束的期望光束发散度,并且一个或多个透镜可以定向为沿着设计的照明方向朝向所述衍射光学元件引导或操纵投射光束;
脸部成像装置,其相对于所述脸部照明光源定位,以接收来自人脸的照明光,所述人脸被所述不同的图案化脸部照明光束沿不同的照明方向照亮,所述照明光携带所述人的脸部形貌信息;
脸部成像处理装置,其耦合地接收所述脸部成像装置的输出并提取所述人的脸部形貌信息以进行脸部识别;以及脸部识别认证处理装置,其耦合地接收提取的脸部形貌信息,并且可操作为将所述提取的脸部形貌信息与授权用户的已知脸部形貌信息进行比较,以确定所述提取的脸部形貌信息是否与所述授权用户的已知脸部形貌信息匹配。
16.如权利要求15所述的系统,还包括移动设备,并且所述脸部识别认证处理装置控制用户对所述移动设备的访问。
17.如权利要求15所述的系统,还包括计算机控制的系统,并且所述脸部识别认证处理装置控制用户对所述计算机控制的系统的访问。