專利名稱：生物體圖形成像裝置、生物體圖形成像方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于認(rèn)證個人的生物體圖形(biological pattern)成像 裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于輸入手生物體信息的裝置。
背景技術(shù)：
作為用于通過利用人生物體信息而執(zhí)行個人認(rèn)證的裝置的現(xiàn)有技 術(shù)，公幵了下面所述的生物體認(rèn)證裝置，其通過利用手掌的血管圖形 而執(zhí)行個人認(rèn)證(專利文獻(xiàn)1:日本未審查專利公開2003-85538)。該 裝置通過近紅外LED將光照射到手掌上，通過基于在血管中的血液的 光吸收和在手掌的其它部位中的光吸收上的差異，高亮血管圖形而拾 取圖像，并且基于獲取的血管圖形而執(zhí)行個人認(rèn)證。此外，在該裝置 中使用的成像裝置在沒有接觸的情況下拾取手掌的血管圖形的圖像， 從而用于通過使手腕和手指作為接觸點(diǎn)而穩(wěn)定手掌的位置的引導(dǎo)器被 提供給裝置主體。
此外，作為用于通過利用人生物體信息而執(zhí)行個人認(rèn)證的裝置的 現(xiàn)有技術(shù)，公開了下面所述的生物體認(rèn)證裝置(手指靜脈認(rèn)證裝置)， 其通過利用手指血管(手指靜脈)圖形而執(zhí)行個人認(rèn)證(專利文獻(xiàn)2: 日本未審查專利公開5-145952)。該裝置通過近紅外LED將光照射到 手指上，并且在沒有接觸的情況下通過配置有照相機(jī)等的成像部拾取 手指成像目標(biāo)部位的圖像。此外，該手指靜脈認(rèn)證裝置具有遮光蓋，用于抑制外部光侵入到 成像部中。該遮光蓋被放置在沿著手指的長度方向上，成像目標(biāo)手指 的兩側(cè)，以便不與手指接觸。此外，還公開了下面所述的情形，其中 通過使用紅外線截止膜，提供罩型遮光蓋以覆蓋手指。
而且，通過使用近紅外線截止膜，該手指靜脈認(rèn)證裝置具有罩， 所述罩遮蔽近紅外線并且透射可見光。這使得可以減輕當(dāng)用戶將手指 插入到不透明的孔中時，用戶感受到的壓抑感覺、不愉快感覺和不舒 適感覺。
此外，作為用于通過利用人生物體信息執(zhí)行個人認(rèn)證的裝置的現(xiàn) 有技術(shù)，公開了下面所述的手指靜脈認(rèn)證裝置，其應(yīng)用了用于抑制外 部光侵入到成像部中的設(shè)計(專利文獻(xiàn)3:日本未審查專利公開
2006-107401)。關(guān)于用于拾取手指靜脈的圖像的結(jié)構(gòu)，該手指靜脈認(rèn) 證裝置具有與在專利文獻(xiàn)2中公開的裝置相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，專 利文獻(xiàn)3的裝置使用外部遮光蓋，其通常容納在裝置主體內(nèi)，并且當(dāng) 使用時被朝向裝置主體外部拉出。利用外部遮光蓋，阻斷了包括諸如 陽光的近紅外線的外部光的侵入。
然而，利用在專利文獻(xiàn)1中公開的現(xiàn)有技術(shù)，傳感器光(近紅外 LED)被照射到將成為成像目標(biāo)的部位上，并且不提供特殊的遮光裝置。 因此，例如，在成像部(照相機(jī))和其上放置手掌的引導(dǎo)器之間存在 大的開放空間。因此，當(dāng)存在照射進(jìn)的諸如午后陽光的陽光時，可能 變得難以拾取圖像，或者拾取的圖像可能變得不清晰。
此外，利用在專利文獻(xiàn)2中公開的生物體認(rèn)證裝置，在遮光蓋和 成像目標(biāo)部位(手指)之間存在間隙。因此，難以完全抑制外部光。 而且，在提供罩型遮光蓋的情形中，即使罩被形成為半透明的，將手 指插入到孔中的動作也會給用戶帶來壓抑感覺、不愉快感覺、不舒適 感覺等。此外，如果當(dāng)手指處于裝置中時用戶突然改變姿勢(例如，當(dāng)用 戶絆到某東西而倒下或用戶被某人推動時)，用戶可能會因?yàn)樵谑种?被限制于裝置中的時候，身體從裝置向外移動，而傷到手指。
此外，利用在專利文獻(xiàn)3中公開的裝置，當(dāng)使用裝置時，由于存 在被提供以覆蓋成像目標(biāo)的蓋，用戶還感受到壓抑感覺。
此外，用戶需要經(jīng)過取出遮光蓋來使用該裝置的麻煩的工作。此 夕卜，裝置的機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜，這可能引起故障。
此外，利用該裝置，用戶需要將手指插入由遮光蓋形成的空洞中。 因此，如在專利文獻(xiàn)2的罩型遮光蓋的情形中一樣，這是下面所述的 裝置結(jié)構(gòu)，當(dāng)用戶使用該裝置時，該裝置結(jié)構(gòu)給用戶帶來不愉快感覺 和不舒適感覺，并且引起用戶的不方便，即，手指可能會受傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性目的是提供生物體圖形成像裝置、生物體圖形成 像方法和生物體圖形成像程序，當(dāng)拾取生物體圖形的圖像時，其能夠 有效地抑制外部光的影響。
為了實(shí)現(xiàn)前述的示例性目的，根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的生物體 圖形成像裝置是包括在表面之一上具有開口部分的外殼的裝置。開口 部分處于下面所述的尺寸，即，當(dāng)生物體部位被放置在所述開口部分 上時，所述尺寸的開口部分將被覆蓋并處于封閉狀態(tài)。外殼容納光源 和成像部，所述光源用于照射放置在所述開口部分上的所述生物體部 位，所述成像部用于拾取被照射的所述生物體部位的圖像。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面的生物體圖形成像方法是下 面所述的方法，即，當(dāng)通過使用生物體圖形成像裝置執(zhí)行生物體圖形的認(rèn)證時，所述方法拾取所述生物體圖形的圖像，其中所述生物體圖 形成像裝置包括在表面之一上具有幵口部分的外殼，當(dāng)生物體部位 被放置在所述開口部分上時，所述開口部分被覆蓋為封閉狀態(tài)；成像 部，用于拾取所述生物體部位的圖像；以及生物體部位檢測部，其獲 取所述生物體部位的拾取的圖像并且檢測放置在所述開口部分上的所 述生物體部位。所述方法包括計算被成像的所述生物體部位的圖形 圖像和更早被成像的生物體部位的圖形圖像之間的差值；以及基于所 述差值檢測在所述開口部分上的生物體部位的認(rèn)證。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面的生物體圖形成像程序是下 面所述的程序，即，所述程序用于當(dāng)通過使用生物體圖形成像裝置執(zhí) 行生物體圖形的認(rèn)證時，使得能夠控制生物體圖形的圖像的拾取，其 中所述生物體圖形成像裝置包括外殼，其在表面之一上具有開口部 分，當(dāng)生物體部位被放置在所述開口部分上時，所述開口部分被覆蓋 并處于封閉狀態(tài)；成像部，用于拾取所述生物體部位的圖像；以及生 物體部位檢測部，其獲取所述生物體部位的拾取的圖像并且檢測放置 在所述開口部分上的所述生物體部位。所述程序使計算機(jī)能夠執(zhí)行 計算通過所述開口部分拾取的封閉所述開口部分的所述生物體部位的 圖形圖像與更早被拾取的生物體部位的圖形圖像之間的差值的功能； 以及基于所述差值檢測在所述開口部分上的所述生物體部位的認(rèn)證的 功能。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的生物體圖形成像裝置的第一示例性實(shí)施 例的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖2是當(dāng)利用圖1中公開的生物體圖形成像裝置拾取手掌的圖像 時從手的背面看的說明性示圖3是示出在圖1中公開的生物體圖形成像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示 意性方塊圖4是示出由在圖1中公開的生物體圖形成像裝置執(zhí)行的手掌認(rèn)
8證的操作步驟的流程圖；以及
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的生物體圖形成像裝置的第二示例性實(shí)施 例的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將通過參考附圖，具體地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
(第一示例性實(shí)施例) 這里，將描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容。
在該示例性實(shí)施例中，描述了一種生物體圖形成像裝置，用于拾 取手的手掌的血管圖形(下文中被稱為"手掌血管圖形")的圖像， 用于個人認(rèn)證。
圖1是從上面看的與第一示例性實(shí)施例相關(guān)的生物體圖形成像裝 置的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。
如在圖1中所示，本示例性實(shí)施例的生物體圖形成像裝置配置有 外殼104作為裝置主體，并且該裝置包括在外殼104的頂面(外殼頂 面部分)上的開口部分103。
開口部分103為下述尺寸，當(dāng)作為成像目標(biāo)的手的手掌被放置為 與外殼頂面部分接觸時，所述尺寸的開口部分能夠被手的手掌覆蓋。 這使得當(dāng)拾取通過覆蓋開口部分103而放置的手掌的圖像時，能夠有 效地抑制外部光從外殼外部侵入到開口部分103。
此外，如在圖1中所示，在外殼104的外殼頂面部分，提供沿著 手掌在基節(jié)的凹陷設(shè)置的基節(jié)引導(dǎo)器(basipodite guide) 105，所述基 節(jié)是手掌和手指之間的關(guān)節(jié)，并且沿著中指的長度方向設(shè)置設(shè)置中指 引導(dǎo)器106、 107，用于將手掌的位置與成像部102對準(zhǔn)。此外，如在圖2中所示，生物體圖形成像裝置包括成像部102，該
成像部配置有通過與開口部分103的中心部分相對而設(shè)置在外殼104 內(nèi)的照相機(jī)等。如在圖3中所示，生物體圖形成像裝置包括在外殼頂 面?zhèn)鹊呐c成像部102有特定距離的紅外線透射濾光器109。四個光源 101被設(shè)置在紅外線透射濾光器109的頂面?zhèn)缺砻娴乃膫€角落。
圖2示出當(dāng)用戶的手108被放置在外殼頂面部分時從其背面看的 示圖。此外，圖3示出從外殼104的側(cè)面看的示圖。
設(shè)置在外殼104的內(nèi)部的成像部102被安裝到外殼104內(nèi)，同時 朝向開口部分103側(cè)放置成像部102的鏡頭。
利用該結(jié)構(gòu)，光源101照射放置在外殼頂面部的開口部分103上 的手的手掌，并且成像部102經(jīng)由紅外線透射濾光器109拾取由光源 IOI照射的手掌圖形(在該情形中為血管圖形)的圖像。
開口部分103可以是任何形狀，諸如矩形形狀、圓形形狀等，只 要它是能夠被手掌覆蓋的尺寸和形狀。
作為光源101，使用具有760nm波長的四個近紅外LED。那些LED 被放置在對應(yīng)于開口部分103的四個角落的位置，以便于均勻地將光 照射到手掌部位。
利用近紅外線的使用，與通過使用普通白色光源在可見光范圍的 情況下觀察圖形的情形相比，血管圖形可以被更加突出。這是因?yàn)樵?大約760nm的波長范圍的情況下，在血管中流動的血色素的吸收更大， 并且光的反射小于作為背景的生物體組織。因此，在通過近紅外線拾 取的手掌的圖像中，血管部位被拍攝成暗的。成像部102具有鏡頭和諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的二維 成像元件。對于該二維成像元件，使用了在近紅外區(qū)域呈現(xiàn)出靈敏性 的成像元件，并且該成像元件具有下述這樣的像素數(shù)，即使得能夠以 大約6 dot/mm (大約300 dpi)的分辨率拾取手掌部位的圖像。例如， 假設(shè)開口部分103的尺寸為可以被手掌覆蓋的"53mm(豎直)x40 mm (橫向)"，則成像裝置可以被設(shè)置成具有作為像素數(shù)的"320像素(豎 直)x240像素(橫向)"。此外，通過加深景深，鏡頭/光圈系統(tǒng)被調(diào) 節(jié)為能夠在覆蓋開口部分103的手掌的厚度方向上拾取圖像。
此外，通過在成像部102和目標(biāo)(手掌)之間放置紅外線透射濾 光器109，能夠抑制外部干擾光，如在圖3中所示。通過鏡頭筒等，在 紅外線透射膜109和成像部102之間，遮蔽外部干擾光(圖3)。
作為紅外線透射濾光器，使用了是光源101的波長的760nm的波 長顯示出透射性質(zhì)的可見光截止型紅外線透射濾光器。而且，能夠使 用帶通濾光器型紅外線透射濾光器。
此外，還能夠使用具有窄透射帶的帶通濾光器，諸如干涉濾光器 (interference filter)。特別地，由于具有窄透射帶，因此干涉濾光器的使 用使得能夠有效地消除外部干擾光。
如所描述的，能夠通過消除感測波長以外的波長來抑制外部干擾 光的影響。
然而，作為環(huán)境光的光源，存在很多具有連續(xù)光譜性質(zhì)的類型， 諸如陽光和白光燈泡的光。因此，不可能完全消除環(huán)境光。
紅外線透射濾光器109不僅用于抑制外部干擾光，還用于保護(hù)諸 如成像部102的鏡頭的在外殼內(nèi)的部件避免灰塵等，以及用于防止那 些部件被直接接觸。因此，寬面積但是相對低價格的可見光截止型紅外線透射濾光器(例如，IR-76)被用于紅外線透射濾光器109。此外， 高價格干涉濾光器可以被安裝在成像部102的鏡頭的前面或者在只需 要小面積濾光器的二維成像元件的前面。
如所述，開口部分103被打開，從而成像部102能夠拾取放置在 外殼104的頂部的手掌的圖像。成像部102被朝向開口部分103放置， 并且紅外線透射濾光器被放置在鏡頭側(cè)，成像部102的前面。
此外，開口部分103的尺寸被設(shè)定為能夠被手掌覆蓋的尺寸。在 該示例性實(shí)施例中，它被形成為"53 mm (豎直)"0 mm (橫向)" 的矩形形狀。
外殼i(H具有光源101和成像部102,并且在頂部(外殼頂面部分) 保持引導(dǎo)器(基節(jié)引導(dǎo)器105和中指引導(dǎo)器106、 107)中的每一個。
外殼頂面部分具有開口部分103，并且它處于平坦形狀。因此，放 置在外殼頂面部分上的手的位置是穩(wěn)定的。此外，手掌在平面位置上 的穩(wěn)定使得能夠穩(wěn)定將被拾取的手掌的靜脈圖形的分辨率。因此，能 夠提高核對準(zhǔn)確性。
此外，如上所述，外殼104被設(shè)置有基節(jié)引導(dǎo)器105和中指引導(dǎo) 器106、 107，用于限制放置在外殼頂面部分上的手109的剩余的三種 自由度(在頂面的平面上的橫向移動、縱向移動和旋轉(zhuǎn))。
基節(jié)引導(dǎo)器105是設(shè)置在外殼104的頂面上的大約3mm的突出型 引導(dǎo)器，其限制了在頂面上手掌的縱向移動(從近側(cè)到遠(yuǎn)側(cè)的移動) 以及手掌的旋轉(zhuǎn)。
還可以通過從用戶側(cè)在外殼104的頂面部分的前側(cè)上形成凹陷而 提供用于引導(dǎo)手腕側(cè)的位置的引導(dǎo)器，以便于更加有效地限制縱向移動和旋轉(zhuǎn)。
中指引導(dǎo)器106和107也是設(shè)置在外殼104的頂面部分上的大約 3mm的突出型引導(dǎo)器，如在基節(jié)引導(dǎo)器105的情形中一樣。如在圖2 中所示，引導(dǎo)器106和107中的每一個被設(shè)置在手的認(rèn)證目標(biāo)中指將 被引導(dǎo)到的位置的兩側(cè)。
利用中指引導(dǎo)器106和107,能夠限制手掌位置的橫向移動(沿著 基節(jié)引導(dǎo)器的移動)。
代替提供突出型引導(dǎo)器，還能夠?yàn)榉胖迷陧斆嫔系氖值闹兄柑峁?在對應(yīng)于中指的部分上的凹陷作為中指引導(dǎo)器106。
此外，除了中指，還能夠?yàn)槭持负蜔o名指提供引導(dǎo)器。
此外，還可以根據(jù)手掌的形狀在外殼頂面部分上形成不平坦的形 狀，用于引導(dǎo)將被放置的手掌并且用于最小化在開口部分103上的手 108和頂面部分之間的間隙。
如所述，通過限制手掌的縱向移動、橫向移動和旋轉(zhuǎn)移動，穩(wěn)定 了將被成像的部位。因此，可以增加當(dāng)執(zhí)行圖像核對時的公共區(qū)域， 從而可以提高核對準(zhǔn)確性。
此外，如在圖3中所示，本示例性實(shí)施例的生物體圖形成像裝置 包括光源控制部501，其連接到光源IOI，用于控制光源的接通和關(guān) 閉；圖像獲取部502，其獲取由成像部102拾取的圖像；圖像貯存部 503，其]C存由圖像獲取部502獲取的圖像；圖像差異判定部504，其 計算多個獲取的圖像之間的差異；以及核對部505，其執(zhí)行拾取的手掌 圖像和預(yù)先設(shè)定的圖像的核對。利用該結(jié)構(gòu)，能夠自動地檢測用戶的手掌是否被放置在外殼頂部 分上，并且以適當(dāng)?shù)某上駮r序拾取手掌圖形的圖像。
作為示例性實(shí)施例，由光源控制部501、圖像獲取部502、圖像差 異判定部504和核對部505執(zhí)行的每個功能可以被設(shè)計成通過由被預(yù) 先提供給生物體圖形成像裝置的CPU進(jìn)行的程序處理而被執(zhí)行。
在下文中，將詳細(xì)描述該結(jié)構(gòu)。
光源控制部501具有點(diǎn)燈控制功能，用于控制光源101的接通和 關(guān)閉。當(dāng)檢測到圖像從圖像貯存部503輸出到核對部時，光源控制部 501關(guān)閉光源101。
圖像獲取部502具有圖像獲取/貯存功能，其獲取由成像部102拾 取的圖像并且將獲取的圖像貯存到圖像貯存部503。
這里注意，圖像獲取部502有規(guī)律地從成像部102獲取圖像。圖 像獲取部502的圖像獲取/貯存功能可以被設(shè)置為當(dāng)光源101接通時執(zhí) 行所述功能。
圖像貯存部503是諸如存儲器(memory)的貯存裝置，用于暫時貯 存由圖像獲取部502獲取的圖像，并且它能夠保存來自圖像獲取部502 的貯存的多個圖像。
圖像差異判定部504具有圖像差異計算功能，其計算貯存在圖像 貝亡存部503內(nèi)的圖像(前幀圖像)和新獲取的圖像的幀間圖像 (inter-frame image)之間的差異的總和。
此外，圖像差異判定部504具有狀態(tài)標(biāo)記(state flag)更新功能， 其在圖像貯存部中貯存狀態(tài)標(biāo)記，作為指示手掌被放置(有手掌)還是沒有被放置(無手掌)的信息，并且基于通過差異閾值判定功能獲 得的結(jié)果更新狀態(tài)標(biāo)記。
此外，圖像差異判定部504具有差異閾值判定功能，其比較獲取 的幀間圖像中的圖像差異值和預(yù)先設(shè)定的圖像差異閾值，并且判定是 否存在幀間圖像中的變化。
例如，在其中判定沒有手掌被置于開口部分103上的狀態(tài)下，圖 像差異判定部504判定幀間圖像中的差異(幀間圖像差異)的總和是 否大于預(yù)先設(shè)定的閾值。當(dāng)幀間圖像差異較大時，圖像差異判定部504 判定認(rèn)證判斷目標(biāo)(手掌)被放置于開口部分103,并且將狀態(tài)標(biāo)記更 新為指示"有手掌"。
同時，當(dāng)判定手掌被放置在開口部分103上時，圖像差異判定部 504執(zhí)行差異閾值判定功能，并且當(dāng)幀間圖像差異小于閾值時，判定放 置的手掌沒有移動。
在這種情形下，即，當(dāng)判定拾取的手掌的幀間圖像之間沒有圖像 差異時，圖像差異判定部504具有核對圖像輸出功能，其將貯存在圖 像貯存部503內(nèi)的圖像輸出到核對部505，作為用于核對的圖像(核對 圖像)。
此外，圖像差異判定部504具有下述功能，即，通知光源控制部 501圖像已經(jīng)被從圖像貯存部503輸出到核對部505。
核對部505具有注冊的圖像貯存裝置506，其貯存預(yù)先注冊的手掌 血管圖形圖像和手掌紋圖像。
此外，核對部505具有圖像認(rèn)證判定功能，其將從圖像貯存部503 輸出的圖像與預(yù)先注冊的注冊的圖像進(jìn)行核對，從而做出個人認(rèn)證判定。
此外，核對部505可以具有連接到此的認(rèn)證結(jié)果輸出裝置507，用
于輸出和顯示核對結(jié)果。
光源控制部501、圖像獲取部(對應(yīng)于生物體部位檢測部)502、 圖像貯存部503、圖像差異判定部(對應(yīng)于生物體部位檢測部)504、 核對部505、注冊的圖像貯存裝置506和認(rèn)證結(jié)果輸出裝置507可以被 設(shè)置在成像部102內(nèi)。可選擇地，那些部件可以連接到成像部102并 且被設(shè)置在外殼104外部。
如上述，對于利用生物體圖形成像裝置拾取手掌血管圖形的圖像， 認(rèn)證對象(用戶)首先將手掌放置在外殼104上，以覆蓋和密封頂面 開口部分103。此時，需要以下述方式將手放置在外殼頂面部分上，所 述方式為手指的基部沿著基節(jié)引導(dǎo)器105放置，中指沿著中指引導(dǎo)器 106、 107放置，并且手掌覆蓋開口部分103以便于密封開口部分103。
接著，將描述根據(jù)第一示例性實(shí)施例的生物體圖形成像裝置的操作。
首先，圖像獲取裝置502獲取生物體部位的拾取的圖形圖像。圖 像差異判定部504然后計算圖形圖像和預(yù)先獲取的之前狀態(tài)的圖形圖 像之間的圖像間差異，并且基于圖像間差異檢測生物體部位是否被放 置在開口部分上。之后，核對部505基于圖形圖像執(zhí)行個人認(rèn)證。
這里注意，可以通過將執(zhí)行內(nèi)容輸入到程序中并且由計算機(jī)執(zhí)行 該程序而執(zhí)行圖像差異計算步驟、生物體部位判定步驟以及圖像認(rèn)證 步驟。
接著，將通過參考圖4的流程圖描述根據(jù)第一示例性實(shí)施例的生物體圖形成像裝置的操作。
首先，光源控制部501接通光源101 (步驟S101)。圖像獲取部
502獲取由成像部102拾取的圖像(步驟S102)，并且將圖像貯存到 圖像貯存部503中。
然后，圖像差異判定部504計算在先前獲取的并且貯存在圖像貯 存部503中的圖像(前幀圖像)和此時獲取的圖像之間的幀間圖像中 的差異(步驟S103:差異計算步驟)。
然后，圖像差異判定部504判定手掌是否被放置(步驟S104)。 當(dāng)手掌沒有被放置時，圖像差異判定部504判定差異的總和是否大于 預(yù)先設(shè)定的閾值(步驟S105)。
當(dāng)總和大于閾值時，圖像差異判定部504判定作為認(rèn)證目標(biāo)的手 掌被放置，并且將狀態(tài)標(biāo)記更新為"有手掌"(步驟S106)。
然后，圖像獲取部502再次獲取圖像(步驟S102)，并且圖像差 異判定部504以上述的相同方式重復(fù)地執(zhí)行幀間圖像的差異計算(差 異計算步驟)(步驟S103)。
同時，當(dāng)在步驟S104判定手掌被放置在外殼104上時，圖像差異 判定部504對閾值和差異的總和進(jìn)行判定，并且當(dāng)總和小于閾值時判 定放置的手沒有移動(步驟S107)。
此時，圖像差異判定部504將貯存在圖像貯存部503中的圖像輸 出到核對部505，作為用于核對的圖像(步驟S108)。
同時，當(dāng)在步驟107中判定圖像差異大于閾值(否)時，圖像差 異判定部504判定放置在外殼104上的手掌移動，并且圖像獲取部502再次獲取圖像。
步驟S108之后，光源控制部501檢測到核對部的圖像的輸出并且 最后關(guān)閉光源1(M (步驟S109)。
對于手掌認(rèn)證的操作，還能夠提供用于開始認(rèn)證操作的按鈕開關(guān)， 用于允許用戶推動按鈕以開始操作。
此外，對于將所述裝置應(yīng)用到在銀行的ATM終端，能夠采用下面 所述的結(jié)構(gòu)，即，其中當(dāng)有必要進(jìn)行生物體認(rèn)證時，例如，當(dāng)用戶的 卡被插入時，認(rèn)證操作被設(shè)置為開始。
如上所述，利用該示例性實(shí)施例，沒有必要提供蓋以覆蓋作為認(rèn) 證目標(biāo)的手。因此，能夠通過有效地抑制由諸如陽光和照明光的環(huán)境 光產(chǎn)生的外部干擾光的侵入，而拾取生物體圖形(例如，手掌血管圖 形)的圖像，同時保持開放。
此外，即使生物體組織傾向于相對容易地透射近紅外線，但是那 些線沒有完全地透射。具體地，在諸如帶有骨結(jié)構(gòu)的具有一定厚度的 手掌這樣的部位中可以觀察到高阻擋效果，從而可以阻擋大量的光(外 部干擾光)。因此，能夠更加有效地阻擋外部干擾光，這使得能夠穩(wěn) 定地拾取作為認(rèn)證目標(biāo)的圖形的圖像，并且穩(wěn)定和精確地執(zhí)行認(rèn)證動 作。
已經(jīng)通過參考拾取手的手掌的血管圖形的圖像的情形而描述上面 的示例性實(shí)施例。然而，所述示例性實(shí)施例也可以被用于拾取作為生 物體圖形的手掌(手掌紋)的圖形的圖像。
在那種情形下，為了拾取手的手掌的皮膚表面的不平坦 (unevenness)，理想的是，盡可能地具有皮膚表面上的不平坦的陰影。因此，光源101可以被設(shè)定為從一個方向照射光。
在該情形下，對于光源101來說，理想的是，處于短波長，在該 短波長的情況下，血管難以被拾取。此外，考慮消除外部干擾光的效 果，光源101可以是與用于拾取血管的光源相同的近紅外線的波長帶。
當(dāng)使用近紅外線的波長時，其中血管圖形和皮膚紋圖形(手掌紋) 彼此重疊的圖形被獲取為圖像。這種圖像可以被拾取為用于生物體認(rèn) 證的圖形。
作為用于進(jìn)行這種重疊的圖形的認(rèn)證的圖形匹配技術(shù)，例如，能
夠使用在日本專利申請No.2007-113264 (由本申請的發(fā)明者申請的) 中描述的二維圖形匹配技術(shù)。
此外，在用于拾取手掌紋的光源和用于拾取手掌血管的光源的波 長帶相同，并且要拾取的不是血管圖形和手掌紋的重疊圖形，而是手 掌紋的情況下，光源可以被放置為從一個方向照射光以作為手掌紋光 源。由此，能夠獲得足夠?qū)Ρ榷鹊氖终萍y圖形，并且能夠充分地抑制 阻礙拾取的手掌紋圖像的辨別的外部光的影響。
因此，在多形態(tài)認(rèn)證中，例如，同時拾取血管圖形和皮膚紋圖形 的圖像并且進(jìn)行認(rèn)證，通過結(jié)合靜脈認(rèn)證與指紋認(rèn)證，該示例性實(shí)施 例可以被應(yīng)用為生物體成像裝置，其中所述靜脈認(rèn)證通過拾取諸如靜 脈的血管的圖像而進(jìn)行認(rèn)證，所述指紋認(rèn)證通過拾取諸如指紋和掌紋 的皮膚紋圖形的圖像而進(jìn)行認(rèn)證。此外，能夠通過抑制外部干擾光而 抑制由諸如陽光和照明光的環(huán)境光產(chǎn)生的外部干擾光的影響，以高精 度拾取血管圖形和皮膚紋圖形的圖像。
本發(fā)明包括具有開口部分的外殼和用于拾取生物體部位的成像 部，其中當(dāng)生物體部位被放置在所述開口部分上時，開口部分被覆蓋并處于封閉狀態(tài)。因此，作為根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)點(diǎn)，放置在開口 部分上的生物體部位能夠有效地阻擋外部光。這使得能夠當(dāng)拾取生物 體圖形的圖像時減輕外部光的影響。
(第二示例性實(shí)施例) 接下來，描述根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的生物體圖形成像 裝置。相同的參考數(shù)字被賦予給與上述第一示例性實(shí)施例的那些部件 相同的部件。
如在圖5中所示，在裝置結(jié)構(gòu)部分方面，第二示例性實(shí)施例與第 一示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)(圖1)幾乎相同。然而，第二示例性實(shí)施例不
同之處在于具有襯墊208，作為設(shè)置在開口部分103周圍的襯墊構(gòu)件。
這使得能夠進(jìn)一步地抑制從手掌和外殼頂面部分的接觸面之間的 間隙漏入外殼內(nèi)的外部光。
圖5是從上面看的根據(jù)第二示例性實(shí)施例的生物體圖形成像裝置
的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。
如在圖5中所示，該示例性實(shí)施例的生物體圖形成像裝置配置有 外殼104作為裝置主體，并且該裝置包括在外殼104的頂面(外殼頂 面部分)上的開口部分103。
開口部分103處于下面所述的尺寸，g卩，當(dāng)作為成像目標(biāo)的手的 手掌被放置成與外殼頂面部分接觸時，所述尺寸的開口部分可以被手 的手掌覆蓋。
這使得當(dāng)拾取通過覆蓋開口部分103而被放置的手掌的圖像時， 能夠有效地抑制外部光從外殼外部進(jìn)入開口部分的侵入。
20此外，在外殼104的外殼頂面部分上，提供了沿著手掌在基節(jié)的 凹陷設(shè)置的基節(jié)引導(dǎo)器105，所述基節(jié)是手掌和手指之間的關(guān)節(jié)；以及
沿著中指的長度方向設(shè)置的中指引導(dǎo)器106， 107，用于將手掌的位置 與成像部102對準(zhǔn)。如上所述，作為襯墊構(gòu)件的襯墊208被設(shè)置在開 口部分103周圍。
此外，生物體圖形成像裝置包括配置有通過與開口部分103的中 心部分相對而設(shè)置在外殼104內(nèi)的照相機(jī)等的成像部102。生物體圖形 成像裝置還包括在外殼頂面?zhèn)鹊呐c成像部102有一定距離的紅外線透 射濾光器109，并且六個光源101被設(shè)置在紅外線透射濾光器109的頂 面?zhèn)缺砻嫔稀?br> 利用該結(jié)構(gòu)，光源101照射放置在外殼頂面部分的開口部分103 上的手的手掌，并且成像部102經(jīng)由紅外線透射濾光器109拾取由光 源101照射的手掌圖形(在該情形中為血管圖形)的圖像。
在第二示例性實(shí)施例中，除了襯墊208之外，相對于第一示例性 實(shí)施例的不同之處還在于，開口部分103的形狀是圓形的，并且有六 個光源101。
此外，襯墊208的形狀是可以容易地處理的環(huán)狀圓形。此外，在 第二示例性實(shí)施例中，與一致，開口部分103被形成為根據(jù)環(huán)狀襯墊 208的圓形。
襯墊208是通過將聚乙烯絕緣材料填充到聚亞安酯合成皮革中而 獲得的環(huán)狀構(gòu)件，并且通過圍繞開口部分103，而被設(shè)置在外殼頂面部 分上。
如所述，通過利用彈性材料形成襯墊208，能夠以有效的方式緊密 地配合放置在開口部分103上的手掌和外殼頂面。例如，如果在外殼頂面上使用非彈性材料作為材料，那么即使外 殼頂面部分被形成為配合手掌的形狀，也難以使用戶的手掌以完美的 方式與外殼頂面部分緊密地配合，除非根據(jù)每個個體形成外殼頂面部 分。
通過將利用彈性材料而形成的襯墊安裝在外殼頂面部分上，通過 襯墊的變形以配合每個個體的手掌的形狀，手掌能夠與襯墊緊密地配 合。這使得能夠消除其間的間隙，從而能夠防止外部干擾光的侵入。
這里注意的是，襯墊208的形狀不被限制成僅為圓形。還可以利 用下述形狀的襯墊構(gòu)件形成襯墊，g卩，所述形狀覆蓋外殼104的頂面
部分的除了開口部分103以外的范圍。
此外，手掌認(rèn)證的操作步驟與在第一示例性實(shí)施例中描述的那些 相同。
如上所述，該示例性實(shí)施例的生物體圖形成像裝置能夠更加有效 地抑制外部干擾光的影響。因此，不管安裝的地點(diǎn)，諸如戶外、戶內(nèi) 和窗戶上，所述生物體圖形成像裝置可以用在多種環(huán)境和場合中。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例對其進(jìn)行了說明和描述，但 本發(fā)明不被限制于這些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫 離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以做出形式 和細(xì)節(jié)的多種改變。
工業(yè)適用性
本發(fā)明可以應(yīng)用于下述用途，諸如當(dāng)進(jìn)行用戶的認(rèn)證時的認(rèn)證系 統(tǒng)，用于為指定的用戶使用的其中需要考慮安全性的系統(tǒng)。例如，本 發(fā)明可以被應(yīng)用到進(jìn)行個人認(rèn)證的系統(tǒng)，用于進(jìn)行其中需要保證安全性的空間的邊界控制，例如，進(jìn)入/離開管理、用于計算機(jī)的登入控制、 用于便攜電話的登入控制、以及移民管理。
此外，本發(fā)明不僅可以被應(yīng)用到用于安全目的的系統(tǒng)，還可以應(yīng) 用到諸如出勤控制的操作所需要的系統(tǒng)和檢查身份證的雙重注冊所需 要的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種生物體圖形成像裝置，包括外殼，所述外殼在表面之一上具有開口部分，其中所述開口部分處于下面所述的尺寸，即，當(dāng)生物體部位被放置在所述開口部分上時，所述尺寸的開口部分將被覆蓋并處于封閉狀態(tài)；以及所述外殼容納光源和成像部，所述光源用于照射放置在所述開口部分上的所述生物體部位，所述成像部用于拾取被照射的生物體部位的圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生物體圖形成像裝置，其中將被拾取的 生物體部位的圖形是從血管圖形、皮膚紋圖形或者利用多個一個重疊 在另一個之上的那些圖形構(gòu)造的圖形中選擇的圖形之一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物體圖形成像裝置，其中所述生物體 部位是手的手掌。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物體圖形成像裝置，其中-所述外殼具有引導(dǎo)器，用于對準(zhǔn)在所述開口部分的外部面上的所述手的所述手掌的位置，所述引導(dǎo)器是被形成為配合所述手的基節(jié) 的手掌側(cè)的凹陷的形狀的基節(jié)引導(dǎo)器，中指引導(dǎo)器，其被形成為沿著 中指的長度方向延伸，或者組合引導(dǎo)器，其中包括多個那些引導(dǎo)器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物體圖形成像裝置，其中所述基節(jié)引 導(dǎo)器具有圍繞所述開口部分的環(huán)狀形式，其為形成圍繞所述開口部分的突出形狀的環(huán)狀構(gòu)件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物體圖形成像裝置，包括襯墊構(gòu)件， 所述襯墊構(gòu)件在形成有所述開口部分的所述外殼的面上，由形成為圍繞所述開口部分的彈性材料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生物體圖形成像裝置，其中所述成像部 包括圖像獲取部，其獲取拾取的生物體部位的圖形圖像；圖像間差 異計算部，其計算圖像間差異值，所述圖像間差異值表示獲取的圖形 圖像和更早獲取的圖形圖像之間的圖像位移程度；生物體部位檢測判 定部，其基于所述圖像間差異值，判定所述生物體部位是否被放置在 所述開口部分上；以及圖像認(rèn)證部，其基于所述圖形圖像進(jìn)行個人認(rèn) 證。
8. —種生物體圖形成像方法，當(dāng)通過使用生物體圖形成像裝置進(jìn) 行生物體圖形的認(rèn)證時，所述方法拾取所述生物體圖形的圖像，其中 所述生物體圖形成像裝置包括外殼，其在表面之一上具有開口部分，當(dāng)生物體部位被放置在所述開口部分上時，所述開口部分被覆蓋并處于封閉狀態(tài)；成像部，用于拾取所述生物體部位的圖像；以及生物體 部位檢測部，其獲取所述生物體部位的拾取的圖像并且檢測放置在所 述開口部分上的所述生物體部位，所述方法包括通過所述開口部分拾取作為對象的封閉所述開口部分的所述生物 體部位；計算被拾取的生物體部位的圖形圖像和更早被拾取的生物體部位 的圖形圖像之間的差異值；以及基于所述差異值檢測在所述開口部分上的所述生物體部位的認(rèn)證。
9. 一種ie存生物體圖形成像程序的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中所 述程序用于當(dāng)通過使用生物體圖形成像裝置進(jìn)行生物體圖形的認(rèn)證 時，能夠控制生物體圖形的圖像的拾取，其中所述生物體圖形成像裝置包括外殼，其在表面之一上具有開口部分，當(dāng)生物體部位被放置 在所述開口部分上時，所述開口部分被覆蓋并處于封閉狀態(tài)；成像部， 用于拾取所述生物體部位的圖像；以及生物體部位檢測部，其獲取所述生物體部位的拾取的圖像并且檢測放置在所述開口部分上的所述生 物體部位，所述程序使計算機(jī)能夠執(zhí)行計算通過所述開口部分拾取的封閉所述開口部分的所述生物體部 位的圖形圖像與更早被拾取的生物體部位的圖形圖像之間的差異值的 功能；以及基于所述差異值檢測在所述開口部分上的所述生物體部位的認(rèn)證 的功能。
10. —種生物體圖形成像裝置，包括外殼，所述外殼在表面之一 上具有開口部分，其中所述開口部分處于下面所述的尺寸，即，當(dāng)生物體部位被放置在 所述開口部分上時，所述尺寸的開口部分將被覆蓋并處于封閉狀態(tài)； 以及所述外殼容納光源裝置和成像裝置，所述光源裝置用于照射放置 在所述開口部分上的所述生物體部位，所述成像裝置用于拾取被照射 的所述生物體部位的圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物體圖形成像裝置、生物體圖形成像方法和程序。當(dāng)拾取生物體圖形的圖像時，減輕外部光的影響。生物體圖形成像裝置包括外殼，所述外殼在表面之一上具有開口部分。開口部分處于下面所述的尺寸，即，當(dāng)生物體部位被放置在所述開口部分上時，所述尺寸的開口部分將被覆蓋并處于封閉狀態(tài)。所述外殼容納光源和成像部，光源用于照射放置在開口部分上的所述生物體部位，成像部用于拾取被照射的生物體部位的圖像。
文檔編號G06K9/00GK101582116SQ20091014120
公開日2009年11月18日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者樋口輝幸, 龜井俊男 申請人:日本電氣株式會社