專利名稱：個人驗(yàn)證裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用生物體的個人驗(yàn)證裝置，特別是，涉及基于手指的血管圖案的生物體個人驗(yàn)證裝置。
背景技術(shù)：
作為無需攜帶鑰匙等的方便性很高、且因丟失及失竊等造成的非法行為的危險性少的機(jī)密保護(hù)(security)方式，使用指紋及虹膜、血管圖案等個人的人體的一部分作為密碼的生物體驗(yàn)證受到人們關(guān)注。其中，利用血管圖案的驗(yàn)證方法，由于不像指紋那樣會引起人們對搜查罪證的聯(lián)想，或者像虹膜那樣將光線直接照射到眼球上等，因此，心理抵觸較小；并且由于其不是能夠容易觀測到的生物體表面，而是內(nèi)部特征，所以，還具有難以偽造的優(yōu)點(diǎn)。這種生物體內(nèi)部的血管圖案(pattern)，可以利用近紅外光源照射對象部位，將其利用對近紅外具有靈敏度的照相機(jī)或者圖像傳感器等攝像系統(tǒng)拍攝獲取。血液中的血紅蛋白很好地吸收近紅外光，所以，在血管部分光被吸收，顯得比周邊組織暗。由這種明暗之差引起的紋理構(gòu)成血管圖案。這里，血管圖案的攝影有兩種方法。第一種是將光從與照相機(jī)相同的方向照射到對象部位上，將反射光進(jìn)行攝影的反射光方式；另外一種是從背面照射、將透射光進(jìn)行攝影的透射光方式。例如，在專利文獻(xiàn)I中公開了一種通過將照射到手指上的光的透射光進(jìn)行攝影所獲得的血管圖案用于個人驗(yàn)證的裝置。反射光方式可以將光源和攝像系統(tǒng)成一整體地配置在同一側(cè)，因此，具有可以將裝置緊湊地放置而不占據(jù)手指的相反側(cè)空間，成為敞開式的優(yōu)點(diǎn)。但是，在用反射光攝影時，從光源照射的光，大多在表皮上被反射，到達(dá)位于表皮下面的真皮中的血管附近被反射的光的強(qiáng)度相對地變?nèi)?。因此，能夠拍攝到的圖像的圖案不夠鮮明。若其結(jié)果不是象表皮薄的手背側(cè)的靜脈那樣在可見光下也可以看清的明顯的血管時，很難獲得具有再現(xiàn)性的圖案。這就意味著，可以很容易地復(fù)制圖案，在防偽性方面作為安全技術(shù)存在著嚴(yán)重的問題。此外，由于表皮對光的反射很強(qiáng)的性質(zhì)，當(dāng)因受傷及皮膚粗糙、皺褶等皮膚表面發(fā)生變化時，對攝影圖像的影響必然大。另一方面，透射光方式，盡管光線能夠透過的生物體的厚度有限度，但從光源照射而在表皮上反射的光只返回到光源側(cè)，對攝像系統(tǒng)不產(chǎn)生影響。手指是光恰好可以透過的厚度，特別是，位于手掌側(cè)的血管的圖案，由于血管本身細(xì)，與手背側(cè)相比表皮也厚，所以，在可見光下和反射光下進(jìn)行照相機(jī)攝影也看不到血管，所以防偽性能優(yōu)異。但是，為了用透射光進(jìn)行攝影，必須將手指介于光源和攝像系統(tǒng)之間放置。因此，如圖9所示，如果將光源部、手指、照相機(jī)部依次配置成一縱列，則從操作時眼睛的位置觀察，成為光源部將手指覆蓋那樣擋住的形式。對于進(jìn)行驗(yàn)證的使用者而言，不能看到自己的手指從而有壓迫感。此外，在指尖位置處配置操作鈕等時，有可能難以掌握操作鈕的位置。另一方面，如圖10所示，如果將光源部、手指、照相機(jī)部配置成一個橫列，則不會覆蓋手指那樣擋住上部，從視點(diǎn)位置可看到手指。但是，在這種情況下，由于光源與照相機(jī)的位置關(guān)系，存在著將用于驗(yàn)證的手限定為左手或右手的問題。圖10是光源在右側(cè)時的情況，若將右手的手指的手掌側(cè)對著照相機(jī)，則沒有什么麻煩。但是，若用左手，將手掌側(cè)面對著照相機(jī)，則需要強(qiáng)行扭轉(zhuǎn)手臂。即，在把照相部配置在左側(cè)，將光源部配置在右側(cè)的驗(yàn)證裝置中，只能用右手進(jìn)行驗(yàn)證。在相反配置在情況下，只能強(qiáng)制性地進(jìn)行用左手的驗(yàn)證。當(dāng)然，也可以分別對稱地準(zhǔn)備兩組右手用/左手用光源和照相機(jī)組，但是，這樣除提高成本的同時，還存在著必須進(jìn)行照相機(jī)的替換等很多問題。專利文獻(xiàn)I特開2002-83298號公報作為解決上述課題的對策可以考慮，將光源和手指以及攝像系統(tǒng)沿縱向排列時不是簡單地垂直配置，而是如圖12所示，將光源在手指的斜上方傾斜配置的方法。從而，與圖 11所示的現(xiàn)有技術(shù)中的垂直配置的方式相比，從操作時眼睛的位置觀察，不會將手指擋住，可以緩解壓迫感。此外，用于驗(yàn)證用的手也沒必要限定為左右手的一方。但是，即使將光源配置在斜上方，支承光源的側(cè)壁還必須保持在從前的高度，還殘留著不少壓迫感。而且，裝置整體的大小幾乎不變。當(dāng)然，如圖13所示，如果降低側(cè)壁的高度，則可以消除壓迫感。在這種情況下，由于從光源照射到手指側(cè)面上的光在內(nèi)部散射彎曲，所以不在入射方向的直線上，還會照到手指的手掌側(cè)。即，和將光源配置在手指的手背側(cè)時一樣，在手指的手掌側(cè)存在著透射光。但是，當(dāng)把光源配置在較低的位置上時，光直接照射在手指的側(cè)面、特別是手掌側(cè)的部分并反射，與前述反射方式相同的原因，從該部分很難獲得血管的圖案。如圖13中作為典型的例子所示出的那樣，在攝像圖像中，由于在手指的側(cè)面反射的光量多，所以，成為亮度以最大值飽和的區(qū)域，失去血管圖案的一部分。如果調(diào)節(jié)光源的輸出強(qiáng)度，則可以將該飽和區(qū)域抑制為較小，但在這種情況下，到達(dá)手指的手掌面的中央附近的光量反而不足，存在著不能獲得血管圖案的問題。即，如果不適當(dāng)?shù)卣{(diào)整反射光和透射光的比例的話，不能獲得正確的血管圖案。此外，當(dāng)側(cè)壁降低時，光源之外的光會從橫向和斜向直接入射到手指側(cè)面上。從而，成為在西陽等強(qiáng)烈的外部光線下的驗(yàn)證性能惡化的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)在利用透射光進(jìn)行手指血管圖案的攝像中，使用者不會感到壓迫感、外部光線強(qiáng)、小型的驗(yàn)證裝置，其通過降低配置了手指側(cè)面方向的光源時的手指攝影圖案的飽和區(qū)域，獲得清晰的手指血管圖案。為了達(dá)到上述目的，本申請所公開的發(fā)明的代表例簡單而言如下所述。一種個人驗(yàn)證裝置，其特征為，它具有照射透過手指的光的光源，將從上述光源照射的光照射到上述手指上所獲得的透射光進(jìn)行攝像的攝像部，調(diào)節(jié)上述來自手指的透射光和上述老子手指側(cè)面的反射光的光量的機(jī)構(gòu)。更詳細(xì)地說，本發(fā)明公開一種作為上述光量變化機(jī)構(gòu)設(shè)置限制照射區(qū)域的遮光機(jī)構(gòu)，或者將激光等方向性強(qiáng)的光源使其焦點(diǎn)集中照射在手指的上半面上的等結(jié)構(gòu)。


圖I、是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置形式的一個例子。圖2、是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個例子。圖3、是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的軟件流程的一個例子。圖4、是裝置中手指插入部分的剖面圖的一個例子。圖5、是使用平面攝像系統(tǒng)的裝置的一個例子。
圖6、是在攝像中使用鏡子的裝置的一個例子。圖7、是應(yīng)用本發(fā)明的裝置的一個例子。圖8、是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置形式的另外的例子。圖9、是表示現(xiàn)有方式中存在的問題的簡略圖。圖10、是表示現(xiàn)有方式中存在的問題的簡略圖。圖11、是表示由光源的位置引起的攝像圖像的變化的簡略圖。圖12、是表示由光源的位置引起的攝像圖像的變化的簡略圖。圖13、是表示由光源的位置引起的攝像圖像的變化的簡略圖。圖14、是表示由光源的位置引起的攝像圖像的變化的簡略圖。圖15、是在光源中使用鏡子的裝置的一個例子。圖16、是在光源中使用鏡子的裝置的一個例子。圖17、是表示手指側(cè)面的遮光比例和飽和區(qū)域的關(guān)系的數(shù)據(jù)。具體實(shí)施形式下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的一個實(shí)施例。此外，在本申請的說明書中，所謂手指下面或者手指下半面意味著手掌側(cè)或者攝影部側(cè)的一面，手指上面或者手指上半面意味著手背側(cè)或者攝影部側(cè)一面的相反面，所謂手指側(cè)面意味著手指手掌側(cè)和手背側(cè)以外的手指的面，或者指的是除上述手指上面和手指下面之外的面。進(jìn)而，在本申請的說明書中，所謂透射光指的是通過手指內(nèi)部的光，用于區(qū)別在皮膚表面、表皮上反射的光。圖13中典型地示出的手指側(cè)面部的飽和區(qū)域，是由于從光源來的光直接在皮膚表面反射到達(dá)攝像機(jī)而產(chǎn)生。如果不對反射光和透射光的比例適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)，則不能獲得正確的血管圖案。下面，描述本發(fā)明的解決方案。圖I是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的驗(yàn)證裝置100的簡略圖。在主體的上面，具有以直覺地容易理解的形式提示手指102放置部位的導(dǎo)向槽108，在其左右配置有光源部104。該導(dǎo)向槽還具有可使手指下半面隱避的低的側(cè)壁的功能。光源位于裝置的內(nèi)部，其上面被蓋住，通過光源開口部106，將光線向置于導(dǎo)向槽108上的手指照射。光源部上面的蓋，還起著抑制向所需的照射方向之外彌散的光在驗(yàn)證手指以外的手指及手掌上反射而作為外部散光對攝像產(chǎn)生影響的作用。當(dāng)把手指對準(zhǔn)導(dǎo)向槽108置于其上時，在指尖觸及的部分具有按鈕開關(guān)118 ;此外，攝影開口部110位于手指的第一、第二關(guān)節(jié)前后部位處，并且構(gòu)成為可以由位于下部的照相機(jī)(攝影部)112拍攝手指。在照相機(jī)112 (攝影部)上，安裝只通過近紅外區(qū)域的波長的濾光片，抑制可見光區(qū)域的光造成的影響，清晰地對血管圖案進(jìn)行攝影。攝影開口部110和光源開口部106 —起由透明玻璃或者丙烯酸樹脂板覆蓋，可以使光通過，并防止異物進(jìn)入驗(yàn)證裝置的內(nèi)部。利用只能通過近紅外區(qū)域的光的光學(xué)濾光片代替上述玻璃板和丙烯酸樹脂板，可以將裝置保護(hù)和除去可見光兩種功能集中在一塊板上。進(jìn)而，也可以用光學(xué)濾光片材料成一整體地制作包含光源開口部和攝影開口部的筐體。圖13所示的手指側(cè)面部的飽和區(qū)域，是由于從光源來的光直接在皮膚表面反射到達(dá)照相機(jī)而產(chǎn)生的。即，通過絕對地或者相對地抑制照射到手指的手掌側(cè)、圖中為下半面部分的光量，可以減少飽和區(qū)域。從而，在本申請中，通過調(diào)節(jié)照射到手指的特定區(qū)域(特別是手指的上半面)上的照射光量，即使在利用側(cè)面 照射方式的攝影圖像中，通過減少亮度飽和的區(qū)域的面積，也可以解決損失血管圖案的一部分的問題。例如，使照射到手指上半面上的光的強(qiáng)度、光量增加。具體地說，在圖I所示的光源部的內(nèi)部，發(fā)出近紅外光的光源114安裝在遮光板116上。該遮光板在防止光線向手指的下半面前進(jìn)的同時，也兼而作為構(gòu)成放置手指的位置的標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向槽的一部分。使該遮光板面和光源的光軸線基本上一致，通過將光軸指向手指的上半面，在有效地利用光源的光最強(qiáng)的部分的同時，能夠?qū)⑾掳朊嬲诠?。此外，如果將遮光板充分傾斜，將光源置于下端側(cè)，則可以將光源容納在比導(dǎo)向槽更低的位置，可以將裝置薄型化。這時，包含該遮光板的一部分的導(dǎo)向槽，用消光涂料、原材料或者用圖樣進(jìn)行表面加工，并在手指的手背側(cè)上面反射的光，在導(dǎo)向槽上再次反射，不會照射到手指側(cè)面上。此外，當(dāng)使抑制光的照射的范圍假定為從手指的側(cè)面觀察時的寬度，為從攝影部面的1/2至1/3左右時，則從實(shí)驗(yàn)中可以得到鮮明的血管圖案。這里，在觀察不是手掌側(cè)及手背側(cè)的手指側(cè)面部的情況下，將從手指的手掌側(cè)至手背側(cè)的方向作為高度方向，將從指尖至指根的方向作為寬度方向。在令上述寬度方向的手指的寬度一定的情況下，在使手指側(cè)面的遮光的面積從攝像部面上沿高度方向變化的情況下的計測數(shù)據(jù)示于圖17。圖17是表示以12個被檢驗(yàn)的手指作為研究對象所測定的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示抑制光的照射的范圍在整個手指側(cè)面上所占的比例(手指側(cè)面的遮光比例)，以及，飽和區(qū)域在手指的攝像部面上所占比例(手指肚部的飽和區(qū)域的比例)之間的關(guān)系。從該圖中可以看出，由于不同個人的差異具有一定的離散性，但在從攝影部面起將2/3左右的手指側(cè)面區(qū)域遮光時，飽和區(qū)域消失，即使遮住了 1/2左右時也能將飽和區(qū)域抑制到10%左右。此外，當(dāng)將光源配置成可以從下向上仰望的形式將光照射到手指側(cè)面上部時，由于可以抑制繞到手指下半面的光的強(qiáng)度，所以效果更好。這時的仰角，可以很容易地從光源固有的、表示光在行進(jìn)方向的擴(kuò)展程度的指向角和上述理想的手指側(cè)面的遮光比例求出。此外，另一方面，如上所述，即使不用作為結(jié)構(gòu)體的遮光板，盡管價格稍高，通過將激光等方向性強(qiáng)的光源使其焦點(diǎn)集中在手指的上半面上，也可以抑制由下半面的反射。此夕卜，即使原封不動地使用原有光源，采用偏轉(zhuǎn)板等控制光的照射方向使之只照射在上半面上，或者緊靠在攝像系統(tǒng)之前設(shè)置偏轉(zhuǎn)板，可以減弱在固有的光的方向的反射光。進(jìn)而，還有在物理上不減弱手指下半面的反射，而是相反地通過用更強(qiáng)的光照射上半面，從而獲得相對地抑制下半面的反射的影響的圖像的方法。
如上所述，通過設(shè)置將照射在手指的上半面和下半面各個區(qū)域上的光量分別調(diào)節(jié)為最佳量的機(jī)構(gòu)，即使不把光源的位置限定在手指的正上方，也可以獲得清晰的血管圖案。此外，在本實(shí)施例中，將光照射在手指的上半面上，設(shè)置遮蔽照射到下半面上的光的機(jī)構(gòu)，但是，不言而喻，根據(jù)本申請的技術(shù)思想，并不嚴(yán)格地限定上半面、下半面，也可以將光照射到為了獲得靜脈的攝像圖案所需的手指的部位，相對地抑制照射到除此之外的手指的部位上的光量。通過使用者將手指對準(zhǔn)并置于導(dǎo)向槽108上，按下按鈕開關(guān)118開始進(jìn)行驗(yàn)證。但是，也可以無需按鈕開關(guān)，利用其它機(jī)構(gòu)檢測手指正確地置于導(dǎo)向槽上。例如，可以采用利用靜電電容的變化及生物體的導(dǎo)電性的觸敏傳感器，也可以實(shí)時監(jiān)視用照相機(jī)112攝影的攝影圖像，通過圖像處理檢測出手指已放置。但是，在觸敏傳感器的情況下，需要注意的是，并不一定在使用者處于驗(yàn)證準(zhǔn)備的狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)。通過利用按鈕開關(guān)，使用者可以明確地決定驗(yàn)證處理開始的時刻，并且，直到按下開關(guān)之前，使驗(yàn)證系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，所以具有降低電力消耗的優(yōu)點(diǎn)。此外，相對于使用現(xiàn)有技術(shù)的按鈕開關(guān)進(jìn)行某些操作的裝置，可以不強(qiáng)制改變使用者的操作順序，而自然地追加驗(yàn)證功能。這種情況下的按鈕開關(guān)并不局限于機(jī)械式的開關(guān)。例如，若是象壓力傳感器等只有在使用者有意地進(jìn)行操作之后才產(chǎn)生接點(diǎn)的裝置，則可以是任何一種開關(guān)。除按鈕開關(guān)之外，通過在攝影開口部110的透明板上安裝壓力傳感器，可以提高個人驗(yàn)證的精度。即，活人的血管在受到很強(qiáng)的壓力時，血管被壓扁展寬，即，圖案的線條的紋理變粗，再進(jìn)一步施加壓力時，血液流動停止，看不到血管。在壓力傳感器反應(yīng)時，在攝影圖像中，如果以觀察這種生物體特有的時間系列變化作為驗(yàn)證的前提條件的話，則使用偽造的手指冒充是非常困難的，增加安全性。在驗(yàn)證時，將不能觀察到血管圖案之前的圖像存儲在緩沖存儲器等當(dāng)中，或者拍攝將手指離開再次看到血管圖案之后的圖像使用。此外，如果是用平時圖像監(jiān)視該時間系列變化，將該變化作為驗(yàn)證的時刻的方法，則無需壓力傳感器。圖2是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡略框圖的一個例子。將手指102插入到光源114和照相機(jī)112之間，在按下開關(guān)118的同時取得血管圖案的圖像信號。照相機(jī)112的圖像信號被圖像輸入器200變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，通過計算機(jī)202的輸入輸出接口 204存儲到存儲器208中。開關(guān)118也同樣地通過輸入輸出接口連接，接通/斷開的狀態(tài)被存儲在存儲器208中，或者與接通同時對CPU206產(chǎn)生中斷信號。當(dāng)CPU206確認(rèn)開關(guān)118的狀態(tài)成為接通，或者檢測出成為接通的中斷信號時，起動并執(zhí)行進(jìn)行驗(yàn)證的軟件程序。然后，基于程序處理的結(jié)果，用顯示器210顯示結(jié)果，將適當(dāng)?shù)男盘査偷娇刂茖ο?14，進(jìn)行開閉門等各種控制。鍵盤212，例如用于輸入密碼編號等與驗(yàn)證有關(guān)的輔助信息。此外，在圖2所代表的個人驗(yàn)證系統(tǒng)中，也可以按照由攝影部攝制的靜脈攝影圖案和登記圖案的對照結(jié)果，進(jìn)行各種處理。圖3是表示由硬件、特別是CPU206執(zhí)行的軟件程序的一個例子。在處理300中，將初始值由整個硬件的初始化和執(zhí)行程序所必須的暫時變量。當(dāng)向初始狀態(tài)的轉(zhuǎn)移完畢時，程序進(jìn)入空載狀態(tài)，等待開關(guān)118接通(302)。在開關(guān)接通之后，將用照相機(jī)112攝制的手指的圖像讀入到存儲器208中(304)。對所讀入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，提取出血 管圖案的特征(306)，進(jìn)行對照檢索，觀察是否與已經(jīng)登記的某個圖案一致(308)。這里，所謂已登記的某個圖案，是指在驗(yàn)證之前，合法的登記者進(jìn)行同樣的處理，直到上述處理306之后，存儲在存儲器208中的與識別該登記者的信息相關(guān)的存儲數(shù)據(jù)。這時，在登記圖案的存儲器中，除執(zhí)行處理的存儲器之外，還可以利用不會因電源的通斷而失掉信息的非易失性存儲器。此外，為了同樣的目的，也可以使用硬盤等記錄媒體。假如存在一致的圖案的話(310)，將正當(dāng)?shù)拇嫒?quán)被認(rèn)定的內(nèi)容的信號或者被驗(yàn)證的個人的識別用數(shù)據(jù)，傳送到所需驗(yàn)證的設(shè)備及軟件程序等控制對象(312)。再者，在不存在一致的圖案的情況下，或者不傳送任何信號，或者根據(jù)需要傳送受到非法的存取的內(nèi)容的信號。然后，開關(guān)變成接通再次處于待機(jī)狀態(tài)。這里，由于因人的不同手指的粗細(xì)也不同，所以，在相同的光量下，有的人的血管圖案可以很好地顯現(xiàn)出來，有的人顯現(xiàn)不出來。因此，通過一面控制供應(yīng)給光源的供電量一面改變亮度連續(xù)地進(jìn)行攝像，直到最好地出現(xiàn)血管圖案為止，可以提高驗(yàn)證的精度。對供電量的控制，例如，可以利用采用功率變壓器的PWM(Pulse Width Modulation :脈沖寬度調(diào)制)等高速開關(guān)控制。進(jìn)而，如果追加測量手指粗度的傳感器的話，通過預(yù)先計算存儲手指的粗度與最佳光量的關(guān)系，可以利用更少張數(shù)的攝像，獲得最佳的血管圖案。此外，手指粗細(xì)的每個人之間的差異，與遮光性能密切相關(guān)。原因是，當(dāng)手指粗時，手指的高度變得比遮光板高出很多，超過遮光板的手指側(cè)面的面積變大，所以可以充分吸收透射光，而另一方面，產(chǎn)生光照射到手指的下半面的可能性。反之，在手指細(xì)的情況下，手指的上半面不超過遮光板高度而光照射的面積變小，產(chǎn)生光量不足的可能性。就是說，在遮光板的傾斜度一定情況下，若手指粗，則手指下面?zhèn)鹊恼诠獠怀浞?，反之，如果手指?xì)，則照射到手指上面?zhèn)鹊墓饬坎蛔愕奈ｋU性。因此，通過使遮光板的傾斜度可變或者用可動鏡等使之反射，從而可以根據(jù)手指的粗細(xì)自動調(diào)整光源的指向。自動調(diào)整時的最佳位置的檢測，例如，可以實(shí)時監(jiān)視照相機(jī)的攝影圖像，求出手指側(cè)面的飽和區(qū)域的面積，在血管圖案清晰地顯示出來的范圍內(nèi)，將該面積控制成最小。血管圖案是否清晰，可以通過表示血管的黑線與周邊組織的白的部分的亮度比是否滿足一定的條件而進(jìn)行計測。此外，飽和區(qū)域的面積可以作為以手指兩側(cè)交界附近為起點(diǎn)最大亮度值的象素連續(xù)的區(qū)域提取出來。如果進(jìn)一步應(yīng)用這種遮光板的可動機(jī)構(gòu)，則也可以將圖I中象山丘那樣隆起的光源部104在除了驗(yàn)證之外的時間內(nèi)，容納到裝置筐體100內(nèi)。借此，可以將待機(jī)時的裝置的形狀進(jìn)一步薄型化，并且沒有突起，例如，適合于安裝到便攜式電話及便攜式信息終端上。進(jìn)而，通過將配置在手指兩側(cè)的光源的每一個分別錯開一定的時間點(diǎn)亮，可以僅使手指側(cè)面的飽和區(qū)域中的一個依次顯現(xiàn)。對于在各個光源點(diǎn)亮的時刻攝像的兩幅圖像，只截出手指的攝像圖像中沒有飽和區(qū)域的半面合成為一個，可以獲得沒有飽和區(qū)域的手指圖像。在這種方法的情況下，遮光板是不必要的。但是，也存在著如下面所述的折中方案。由于必須同時點(diǎn)亮光源連續(xù)進(jìn)行攝像，所以會花費(fèi)比平常更多的時間。合成的兩個圖像不一定總是以相同的光量獲得的，所以，有時圖像的交界線部分會變得很顯眼。為了使交界線不顯眼而進(jìn)行平滑化處理時，有時會失去圖像的鮮明性。圖4是在驗(yàn)證裝置100的一個變形中，從側(cè)面觀察放置手指的部分108時看到的放大圖。在下部有攝影開口部110，在其下方有照相機(jī)112。放置手指的部分可以是平坦的平面，但也可以是如圖所示，設(shè)計成從開口部110直至指尖部分可使手指自然彎曲形成弧形。如果想要將手指筆直地伸開時，手指的皮膚緊張，因此壓迫血管，血液難以流動，不能獲得血管圖案。如圖所示，在自然彎曲的狀態(tài)下，手指也不會觸及開口部110的透明板面，也不會因與透明板面接觸而壓迫血管或附著污物。此外，通過將形成開口部110的透明板設(shè)置在更靠近下方的位置處，或者設(shè)置手指放置臺400，使手指根相對于開口部110上浮，由此，能夠更可靠地防止手指與開口部110接觸而造成的對血管的壓迫。此外，通過將導(dǎo)向槽的高度限制在恰好容納手指尖的指肚的部分，并敞開上部，從而使留了長指甲的人或者裝了指甲套的人都可以很自然地將手指置于規(guī)定的位置。圖5是將驗(yàn)證裝置100薄型化的一個例子。在上述的裝置例中，由于使用血管圖案攝像用的照相機(jī)，需要一定長度的焦距，并且，照相機(jī)本身由于透鏡等而具有一定的厚度，所以，攝像部的筐體往往變大。因此，通過代替照相機(jī)使用貼緊型的圖像傳感器，可以使之薄型化。例如，作為貼緊型圖像傳感器，可以采用將在近紅外具有靈敏度的光電晶體管并列排列成網(wǎng)格狀。通過逐次讀出光電晶體管的值，和照相機(jī)一樣，可以獲得二維圖像數(shù)據(jù)。如
圖5所示，在形成圓弧狀的情況下，通過將光電晶體管制作在薄膜狀的柔性基板上，可以按照圓弧的曲率進(jìn)行安裝。此外，也可以與攝影開口部110的透明蓋部件替換安裝。圖6是將驗(yàn)證裝置100薄型化的另外的例子。通過用鏡600進(jìn)行照相機(jī)攝影，在和圖4相同的焦距的情況下，通過將光行進(jìn)路徑折疊，可以抑制筐體的厚度。圖7是將本發(fā)明用于銀行等的現(xiàn)金預(yù)付機(jī)的例子。700是現(xiàn)金預(yù)付機(jī)筐體，在桌子狀的操作面上，并列設(shè)置帶有觸摸面板的顯示器702和驗(yàn)證裝置100。在取出現(xiàn)金時，使用者首先將一個手的手指置于驗(yàn)證裝置100的指定位置上。然后，原封不動地用相反側(cè)的手，按照702上顯示的信息，進(jìn)行金額輸入等操作。操作與個人驗(yàn)證同時進(jìn)行，當(dāng)獲得驗(yàn)證時，從現(xiàn)金出入口 708出現(xiàn)金。在不能獲得驗(yàn)證的場合，不出現(xiàn)金，促使再次輸入，錯誤的次數(shù)多時，取款暫時無效。704是卡的插口，根據(jù)需要插入現(xiàn)金提取卡或憑折706。在進(jìn)行生物體的個人驗(yàn)證的情況下，一般地，使用者為了驗(yàn)證，會被迫進(jìn)行伴隨著緊張的特別動作。例如，在現(xiàn)有技術(shù)的手指血管圖案驗(yàn)證中，要求進(jìn)行會在心理上產(chǎn)生抵觸的、將手指插入到孔和深的槽中的動作。如果進(jìn)行指紋驗(yàn)證的話，需要用力按壓傳感器部。在虹膜驗(yàn)證的情況下，必須將傳感器照相機(jī)不眨眼地指向眼睛。在本發(fā)明的驗(yàn)證裝置中，只要將手指輕輕地置于具有開放感的淺的槽內(nèi)就可以進(jìn)行驗(yàn)證，所以不會有緊張感。此外，由于無需過分的力氣，所以，可以很容易地令一只手保持不動，而用另一只手進(jìn)行操作。借此，采用更低成本的運(yùn)算裝置，即使進(jìn)行處理量更多的高精度的驗(yàn)證時，如果在金額等的輸入操作的時間內(nèi)結(jié)束驗(yàn)證處理，使用者就不會注意到處理時間的長度。圖8是本發(fā)明的驗(yàn)證裝置100的另外一種形式的實(shí)施例。遮光板116與導(dǎo)軌800構(gòu)成一個整體，800與彈簧802接合。借此，遮光板116能夠以被吸入側(cè)面的光源側(cè)的方式移動。遮光板116和攝影開口部110之間形成恰好隱藏手指的下半部分的深度的槽。在驗(yàn)證時，如果使用者將手指置于攝影開口部上，則必然地使遮光板116向左右滑動。在這種情況下，由于彈簧802施加使遮光板返回到原來位置上的力，所以，遮光板貼緊到手指的側(cè)面上，可以更好地發(fā)揮向手指的下半面遮光的效果。如果使用者將手指離開，則利用彈簧自動地恢復(fù)到原來的位置，起著防止攝影開口部110的灰塵及污物的作用。這時，通過在遮光板近側(cè)開設(shè)切口造型120，將手指從近側(cè)滑動地進(jìn)入深處，可以使遮光板平滑地滑動。此外，當(dāng)使用者想要將手指置于攝影開口部的上部時，通過用齒輪/顎板的組合等控制為使左右遮光板的移動量相同，可以進(jìn)行導(dǎo)向使手指置于攝影開口部的中央。利用這種導(dǎo)向功能，如果是同一個手指的話，每次驗(yàn)證時，可以置于同一個位置，提高對比的精度。圖15是本發(fā)明的驗(yàn)證裝置100的進(jìn)一步的另外一種形式的實(shí)施例。簡略地表示出放置手指的部分的周邊的結(jié)構(gòu)。在該圖的例子中，不將從光源來的光直接照射到手指上，而是利用鏡1500 —度改變方向之后，照射從光源來的光。借此，可以進(jìn)一步提高光源的位置及固定方法和配線的自由度，還可以抑制側(cè)壁的高度。此外，在圖16中，將光源114配置在手指的一側(cè)，在另外一側(cè)配置鏡1500。從光源114發(fā)射出來的光，不僅照射到手指的一側(cè)，還可以穿過手指及其上空到達(dá)相反側(cè)。用鏡反射該光，可以用作照射手指的相反側(cè)面的光源。借此，可以比利用多個光源時更加抑制電力的消耗。在上面的描述中，為了能夠獲得沒有不穩(wěn)定的正確的血管圖案，列舉了將光源配置在手指的左右兩處的例子，但本發(fā)明并不局限于此，如果能夠獲得所需的足夠的性能的話，也可以只在一側(cè)配置光源，從而有利于降低成本。 此外，本發(fā)明并不局限于僅利用手指的血管圖案進(jìn)行的個人驗(yàn)證，例如，也可以和指紋驗(yàn)證等相組合。通過用公用的攝像系統(tǒng)將指尖的指紋攝影，在不提高成本的情況下，通過利用多個生物體的特征，可以進(jìn)行高精度的個人驗(yàn)證。根據(jù)本發(fā)明，由于光源和外來的光線不會過多地照射在手指的下半面上，所以，利用透射光獲得的血管圖案的攝影圖像鮮明，并且可以提高驗(yàn)證的精度。
權(quán)利要求
1.一種個人驗(yàn)證裝置，其特征在于，具有 多個光源，從作為驗(yàn)證對象的手指的多個方向照射光；以及 攝像部，對從上述多個光源對手指照射光而透過手指的光分別進(jìn)行攝像； 使用上述攝像部所攝像到的各個圖像中的低于規(guī)定亮度值的區(qū)域所包含的血管的特征，執(zhí)行個人驗(yàn)證。
2.如權(quán)利要求I所述的個人驗(yàn)證裝置，其特征在于， 上述規(guī)定亮度值是像素飽和的最大亮度值。
3.如權(quán)利要求I所述的個人驗(yàn)證裝置，其特征在于， 具備對上述提取出的各個圖像進(jìn)行合成的單元。
4.如權(quán)利要求I所述的個人驗(yàn)證裝置，其特征在于， 上述多個光源構(gòu)成為在作為驗(yàn)證對象的手指的兩側(cè)面?zhèn)确謩e配置， 從基于各個光源的圖像，分別提取下述區(qū)域的部分圖像，該區(qū)域是與上述手指的被照射光的側(cè)面?zhèn)认喾匆粋?cè)的區(qū)域，且為低于規(guī)定亮度值的區(qū)域， 使用上述提取出的部分圖像所包含的血管的特征，進(jìn)行個人驗(yàn)證。
5.如權(quán)利要求4所述的個人驗(yàn)證裝置，其特征在于，還具有 控制部，進(jìn)行控制，使上述多個光源錯開時間地進(jìn)行照射，使上述攝像部與上述照射的時間對應(yīng)地進(jìn)行多次攝像。
6.一種血管圖像提取裝置，其特征在于，具有 至少兩個光源，能夠從手指的多個方向照射光；以及 攝像部，對從上述至少兩個光源對手指照射光而透過手指的光分別進(jìn)行攝像； 從上述攝像部所攝像到的各個圖像，分別提取低于規(guī)定亮度值的區(qū)域的部分圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的血管圖像提取裝置，其特征在于， 上述規(guī)定亮度值是像素飽和的最大亮度值。
8.如權(quán)利要求6所述的血管圖像提取裝置，其特征在于， 具備對上述提取出的各個圖像進(jìn)行合成的單元。
9.如權(quán)利要求6所述的血管圖像提取裝置，其特征在于， 上述至少兩個光源構(gòu)成為在手指的兩側(cè)面?zhèn)确謩e配置， 從基于各個光源的圖像，分別提取下述區(qū)域的部分圖像，該區(qū)域是與上述手指的被照射光的側(cè)面?zhèn)认喾匆粋?cè)的區(qū)域，且為低于規(guī)定亮度值的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的血管圖像提取裝置，其特征在于，還具有 控制部，進(jìn)行控制，使上述兩個光源錯開時間地進(jìn)行照射，使上述攝像部與上述照射的時間對應(yīng)地進(jìn)行多次攝像。
全文摘要
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)在利用透射光進(jìn)行手指血管圖案的攝像中，使用者沒有壓迫感、外部光線強(qiáng)的小型的驗(yàn)證裝置。設(shè)置了將手指定位的導(dǎo)向部(118)，設(shè)于上述導(dǎo)向部的兩側(cè)或一側(cè)上的照射透過上述手指的透射光的光源(114)，將上述透射光進(jìn)行攝像的攝像部(112)，限制從上述光源照射的照射區(qū)域的遮光機(jī)構(gòu)(116)。還設(shè)置了計測上述手指的粗細(xì)的機(jī)構(gòu)，以及基于該計測結(jié)果控制上述光源的光量的機(jī)構(gòu)。設(shè)置記錄多個手指的登記攝像圖案的記錄機(jī)構(gòu)，對照上述攝像部的攝像圖案與上述登記圖案的對照機(jī)構(gòu)，按照上述對照結(jié)果控制不同處理的控制機(jī)構(gòu)。
文檔編號G06T1/00GK102682285SQ20121010933
公開日2012年9月19日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月4日
發(fā)明者三浦直人, 宮武孝文, 長坂晃朗, 鹿志村祐一 申請人:株式會社日立制作所