專利名稱：靜脈認(rèn)證設(shè)備、靜脈認(rèn)證的成像設(shè)備和靜脈照射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜脈認(rèn)證設(shè)備、用于靜脈認(rèn)證的成像設(shè)備和靜脈照射方法。
背景技術(shù)：
正在廣泛地使用利用活體作為認(rèn)證手段的認(rèn)證技術(shù)。另外，將生物認(rèn)證搭載 (incorporate)在諸如蜂窩電話的便攜式通信裝置中，能夠通過(guò)該便攜式通信裝置在任何 地方對(duì)通信方容易地執(zhí)行認(rèn)證處理，從而將生物認(rèn)證設(shè)備搭載在便攜式通信裝置中是重要 的。近年來(lái)便攜式通信裝置的尺寸的減小和密度的增加是劇烈的，從而被搭載的設(shè)備的尺 寸減小是重要的問(wèn)題。 傳統(tǒng)上，存在利用靜脈作為對(duì)象的靜脈認(rèn)證設(shè)備，并且這種靜脈認(rèn)證設(shè)備的一個(gè) 例子是稱作透射型的靜脈認(rèn)證設(shè)備。對(duì)于這種透射型的靜脈認(rèn)證設(shè)備，光照射部和成像部 被設(shè)置為夾持包含作為認(rèn)證對(duì)象的靜脈的手指，并且用近紅外光從靜脈后方照射該手指。 由于這樣，非靜脈部分處于明狀態(tài)，然而，靜脈部分由于血紅蛋白的吸收性質(zhì)而保持在暗狀 態(tài)。這樣導(dǎo)致在靜脈部分與非靜脈部分之間形成鮮明的對(duì)比，從而可以獲得良好的靜脈圖 像。 然而，對(duì)于透射型的靜脈認(rèn)證設(shè)備，光照射部和成像部被設(shè)置為夾持手指，并且， 通常，夾持在光照射部與成像部之間的手指被用于阻擋除成像光以外的光的阻擋部分覆 蓋。這樣可能會(huì)導(dǎo)致如下問(wèn)題認(rèn)證對(duì)象者對(duì)于手指被覆蓋而感覺(jué)不安，并且，設(shè)備的尺寸 較大?？梢越鉀Q這些問(wèn)題的一個(gè)例子是反射散射型的靜脈認(rèn)證設(shè)備(參照專利文獻(xiàn)l)。
對(duì)于這種反射散射型的靜脈認(rèn)證設(shè)備，光照射部和成像部相對(duì)于包含作為認(rèn)證對(duì) 象的靜脈的手指被設(shè)置在同一方向側(cè)，該手指沒(méi)有被阻擋部分覆蓋，并且用近紅外光從靜 脈后方照射該手指。由于這樣，與透射型的靜脈認(rèn)證設(shè)備相比，認(rèn)證對(duì)象者能夠感覺(jué)安心， 并且能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸減小。此外，由于在作為認(rèn)證對(duì)象的靜脈叢(vein plexus)后方產(chǎn)生散 射光，所以非靜脈部分處于明狀態(tài)，然而，靜脈部分由于血紅蛋白的吸收性質(zhì)而保持在暗狀 態(tài)，從而可以獲得具有良好的對(duì)比的靜脈圖像。
專利文獻(xiàn)1 :國(guó)際公開(kāi)No. 03-096272 然而，在光照射部和成像部相對(duì)于作為認(rèn)證對(duì)象的手指被設(shè)置在同一方向側(cè)的情 況下，為了防止光進(jìn)入作為成像對(duì)象的靜脈叢與成像部之間的間隙，必需使近紅外光大幅 地傾斜以向靜脈叢輸出。由于這樣，存在如下問(wèn)題設(shè)備的尺寸較大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上方面作出了本發(fā)明，并且，本發(fā)明旨在提供一種能夠具有減小的尺寸的 靜脈認(rèn)證設(shè)備、用于靜脈認(rèn)證的成像設(shè)備和靜脈照射方法。 為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種靜脈認(rèn)證設(shè)備，該靜脈認(rèn)證設(shè)備包括成像 部，包括多個(gè)成像部分，用于對(duì)從手指內(nèi)部的靜脈叢反射的反射光和透射通過(guò)該靜脈叢的 透射光進(jìn)行成像，對(duì)所述成像部進(jìn)行控制，以使得這些成像部分在不同的時(shí)期執(zhí)行成像；照射部，相對(duì)于所述靜脈叢被布置在與所述成像部相同的方向側(cè)，并且被配置為發(fā)射近紅外 光；認(rèn)證處理部，被配置為基于由所述成像部成像的圖像和先前存儲(chǔ)的靜脈信息執(zhí)行認(rèn)證 處理；以及照射控制部，被配置為對(duì)所述照射部進(jìn)行控制，以使得從所述照射部發(fā)射的近紅 外光在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分對(duì)應(yīng)的靜脈部分的后方被散射。
另外，本發(fā)明提供了一種用于靜脈認(rèn)證的成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括成像部， 包括多個(gè)成像部分，用于對(duì)從手指內(nèi)部的靜脈叢反射的反射光和透射通過(guò)該靜脈叢的透射 光進(jìn)行成像，對(duì)所述成像部進(jìn)行控制，以使得這些成像部分在不同的時(shí)期執(zhí)行成像；照射 部，相對(duì)于所述靜脈叢被布置在與所述成像部相同的方向側(cè)，并且被配置為發(fā)射近紅外光； 以及照射控制部，被配置為對(duì)所述照射部進(jìn)行控制，以使得從所述照射部發(fā)射的近紅外光 在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分對(duì)應(yīng)的靜脈部分的后方被散射。
此外，本發(fā)明提供了一種驅(qū)動(dòng)照射部的靜脈照射方法，所述照射部被配置為用近 紅外光照射手指內(nèi)部的靜脈叢，所述照射部被布置在與成像部相同的方向側(cè)，所述靜脈照 射方法對(duì)所述照射部進(jìn)行控制，使得在用于對(duì)從手指內(nèi)部的靜脈叢反射的反射光和透射通 過(guò)該靜脈叢的透射光進(jìn)行成像的所述成像部中的多個(gè)成像部分在不同的時(shí)期執(zhí)行成像的 情況下，從所述照射部發(fā)射的近紅外光在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部 分對(duì)應(yīng)的靜脈部分的后方被散射。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于對(duì)照射部進(jìn)行控制，以使得從照射部發(fā)射的近紅外光 在與多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分對(duì)應(yīng)的靜脈叢的后方被散射，從而可以允 許從照射部發(fā)射的近紅外光進(jìn)入未處于成像時(shí)期的成像部分與靜脈叢之間的間隙，所以， 即使照射部更靠近成像對(duì)象，也可以獲得充分的認(rèn)證精度。因此，可以實(shí)現(xiàn)尺寸減小。


圖1是示出根據(jù)本實(shí)施例的認(rèn)證設(shè)備的配置的框圖。
圖2是示出在血管登記模式中的控制部的功能配置的框圖。
圖3是示出在認(rèn)證模式中的控制部的功能配置的框圖。
圖4是示出成像單元的配置的示意圖。 圖5是示出在照射方向與手指放置表面之間的關(guān)系的示意圖。 圖6是用于描述將照射對(duì)象分配給與掃描線對(duì)應(yīng)的區(qū)域的示意圖。 圖7是用于針對(duì)全部照射和局部照射描述手指放置表面的位置與照射部的位置
之間的距離的示意圖。 圖8是示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下面參照附圖描述使用本發(fā)明的實(shí)施例。
(1)認(rèn)證設(shè)備的整體配置 圖1示出了根據(jù)本實(shí)施例的認(rèn)證設(shè)備1的整體配置。該認(rèn)證設(shè)備1被配置為使 得操作部11、成像單元12、存儲(chǔ)器13、接口 14和通知部15經(jīng)由總線16連接到控制部10。
控制部10被配置為計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，其中，中央處理單元(CPU)控制整個(gè)認(rèn)證設(shè)備l，在只讀存儲(chǔ)器(ROM)中存儲(chǔ)各種程序和設(shè)置信息，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)用作CPU的工作存儲(chǔ)器。
響應(yīng)于用戶操作，將關(guān)于用于登記作為登記對(duì)象的用戶的手指的靜脈的模式(在 下文中，該模式被稱作血管登記模式，并且登記對(duì)象用戶被稱作登記者)的命令COMl和關(guān) 于用于確定用戶是否是登記者的模式(在下文中，被稱作認(rèn)證模式)的命令C0M2從操作部 ll輸入到控制部10。 控制部10基于命令COMl或COM2確定要執(zhí)行的模式，基于與確定的結(jié)果對(duì)應(yīng)的程 序適當(dāng)?shù)乜刂瞥上駟卧?2、存儲(chǔ)器13、接口 14和通知部15，并且執(zhí)行血管登記模式或者認(rèn) 證模式。 成像單元12用成像光照射可以在其上放置手指的表面(在下文中，被稱作手指放 置表面)，并且將與包含放置在手指放置表面上的手指的內(nèi)部的靜脈的圖像(在下文中，被 稱作靜脈圖像)有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)輸出到控制部10。 存儲(chǔ)器13可以是，例如，閃速存儲(chǔ)器，并且，該存儲(chǔ)器13存儲(chǔ)或讀取由控制部10 指定的數(shù)據(jù)。 接口 14與經(jīng)由預(yù)定的傳輸線連接的外部裝置交換各種數(shù)據(jù)。 通知部15包括顯示部15a和音頻輸出部15b。顯示部15a在其顯示屏幕上顯示基 于從控制部10提供的顯示數(shù)據(jù)的文本和圖形。另一方面，音頻輸出部15b從揚(yáng)聲器輸出基 于從控制部10提供的音頻數(shù)據(jù)的音頻。
(1-1)血管登記模式 接下來(lái)，描述血管登記模式。當(dāng)確定血管登記模式為要執(zhí)行的模式時(shí)，控制部10 經(jīng)由通知部15通知手指應(yīng)該放置在手指放置表面上，然后，如圖2所示，控制部IO充當(dāng)驅(qū) 動(dòng)部21、靜脈信息提取部22和登記部23。 在這種情況下，驅(qū)動(dòng)部21產(chǎn)生預(yù)定的控制信號(hào)并且根據(jù)該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)成像單 元12。 靜脈信息提取部22基于從成像單元12提供的圖像數(shù)據(jù)提取與在靜脈圖像中顯 示的靜脈有關(guān)的信息(在下文中，被稱作靜脈信息)。作為這種靜脈信息，可以采用諸如從 其提取血管寬度的中心或亮度峰值的靜脈圖像、血管寬度的中心或亮度峰值中的全部或部 分、或者經(jīng)歷與血管相配的曲線的參數(shù)的各種信息。 登記部23獲取由靜脈信息提取部22提取的靜脈信息，并且，通過(guò)將該靜脈信息作
為登記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器13中來(lái)登記它。 這樣，控制部10可以執(zhí)行血管登記模式。
(1-2)認(rèn)證模式 接下來(lái)，描述認(rèn)證模式。當(dāng)確定認(rèn)證模式為要執(zhí)行的模式時(shí)，控制部10經(jīng)由通知 部15通知手指應(yīng)該放置在手指放置表面上，然后，如圖3所示，控制部10充當(dāng)驅(qū)動(dòng)部21、手 指放置表面22和認(rèn)證部31，在圖3中，用與圖2相同的附圖標(biāo)記表示類似的部件。
在這種情況下，驅(qū)動(dòng)部21驅(qū)動(dòng)成像單元12，并且手指放置表面22基于從成像單元 12提供的圖像數(shù)據(jù)提取靜脈信息。 認(rèn)證部31對(duì)照作為登記數(shù)據(jù)登記在存儲(chǔ)器13中的靜脈信息來(lái)檢查由手指放置表 面22提取的靜脈信息。 另外，當(dāng)作為這種檢查的結(jié)果而獲得的靜脈信息的相關(guān)度低于預(yù)定水平時(shí)，認(rèn)證部31確定這個(gè)人不能被認(rèn)證為登記者。在這種情況下，認(rèn)證部31經(jīng)由顯示部15a和音頻 輸出部15b以視覺(jué)的和聽(tīng)覺(jué)的方式通知這個(gè)人不能被認(rèn)證為登記者。 另一方面，當(dāng)作為這種檢查的結(jié)果而獲得的靜脈信息的相關(guān)度大于或等于預(yù)定水
平時(shí)，認(rèn)證部31確定這個(gè)人可以被認(rèn)證為登記者。在這種情況下，認(rèn)證部31向與接口 14連
接的裝置發(fā)送用于開(kāi)始執(zhí)行預(yù)定處理的數(shù)據(jù)。該裝置執(zhí)行用于成功認(rèn)證而要執(zhí)行的處理，
作為預(yù)定處理，例如，在固定的時(shí)間段關(guān)門或者清除限制對(duì)象的操作模式。 這樣，該控制部10可以執(zhí)行認(rèn)證模式。
(2)成像單元的配置 接下來(lái)，描述成像單元12。 成像單元12是還可以被搭載到諸如蜂窩電話的便攜式裝置中的單元。
使用圖4(A)和圖4(B)描述成像單元12的配置的例子，圖4(B)示出了圖4(A)的 X-Y截面。對(duì)于圖4的這個(gè)例子，成像單元12包括成像部12A和照射部12B，其中，成像部 12A包含區(qū)域圖像傳感器(area image sensor) 41和微透鏡陣列(microlens array) 42，照 射部12B包含多個(gè)光源43i到43n以及多個(gè)棱鏡到44n。 區(qū)域圖像傳感器41包括成像元件，該成像元件具有成像表面，在該成像表面中以 格子狀的方式布置了多個(gè)光接收元件。通過(guò)驅(qū)動(dòng)部21 (圖2、圖3)控制區(qū)域圖像傳感器41， 以針對(duì)掃描線上的每一個(gè)光接收元件順序地執(zhí)行成像。該區(qū)域圖像傳感器41的成像表面 被布置在距離手指放置表面的背側(cè)預(yù)定距離的位置處，從而與手指放置表面的背側(cè)相對(duì)。
微透鏡陣列42包括具有以格子狀的方式布置的多個(gè)物鏡的板部件，每一個(gè)物鏡 將從其光入射表面入射的光引導(dǎo)至區(qū)域圖像傳感器41的成像表面。在本實(shí)施例中，與物鏡 的光入射表面相鄰的微透鏡陣列42的表面是手指放置表面。 在本實(shí)施例的情況下，與物鏡的光入射表面相鄰的微透鏡陣列42的表面是手指 放置表面。在這種情況下，當(dāng)手指放置在手指放置表面上時(shí)，來(lái)自光源的經(jīng)由手指的內(nèi)部獲 得的光(近紅外光)以外的環(huán)境光(大氣中的光，例如，可見(jiàn)光)基本上沒(méi)有進(jìn)入被手指的 表面覆蓋的光入射表面。因此，微透鏡陣列42可以將包含源于環(huán)境光的小噪聲成分的近紅 外光引導(dǎo)至區(qū)域圖像傳感器41的成像表面。 相對(duì)于放置在手指放置表面(光輸入表面)上的手指的內(nèi)部的靜脈叢，光源43^IJ
43n和棱鏡到44n被設(shè)置在與設(shè)置區(qū)域圖像傳感器41的一側(cè)相同的方向上。 在圖4的這個(gè)例子中，從圖4 (B)清楚可知，光源到43n和棱鏡到44n被設(shè)
置在與手指放置表面相鄰的第一區(qū)域和與手指放置表面相對(duì)的第二區(qū)域中的設(shè)置區(qū)域圖
像傳感器41的第一區(qū)域中，第一和第二區(qū)域是相對(duì)于放置在手指放置表面(光輸入表面)
上的手指內(nèi)部的靜脈叢而分割的。 在光源43工到43n和棱鏡到44n中，沿著放置在手指放置表面(光輸入表面)上 的手指的縱向方向布置它們中的用作一組的兩個(gè)，從而夾持手指放置表面(光輸入表面)。
光源43工到43n中的每一個(gè)輸出具有在脫氧血紅蛋白和氧化血紅蛋白二者中被特 異地吸收的特性的波段(700[nm]到900[nm])中所包含的波長(zhǎng)的近紅外光。這些光源43工 到43n被阻擋部件SL覆蓋，阻擋部件SL覆蓋除設(shè)置棱鏡到44n的部分以外的部分。
另一方面，當(dāng)手指放置在手指放置表面(光輸入表面)之上方時(shí)，棱鏡44!到44n 用經(jīng)由阻擋部件SL從對(duì)應(yīng)的光源43工到43n輸出的近紅外光照射手指內(nèi)部的靜脈叢后方的部分。 靜脈叢包含在三層結(jié)構(gòu)(表皮層、真皮層、皮下組織層)的中間層(真皮層)內(nèi)。 真皮層距離離手指表面0. 1到0. 3 [mm]的位置的厚度是2到3 [mm]。根據(jù)此，如果在手指放 置表面的水平方向上距離該手指放置表面大約3. 5[mm]或更大的部分是照射對(duì)象，則當(dāng)手 指放置在手指放置表面(光輸入表面)上時(shí)，皮下組織層位于真皮層的上方，也就是說(shuō)，可 以用近紅外光照射靜脈叢后方的部分。 具體地講，如圖5所示，例如，棱鏡到4《被配置為使得用光從與手指放置表 面(光輸入表面)成角度9的方向照射靜脈叢后方的部分。該角度9被設(shè)置在30[° ] 到60[° ]的范圍內(nèi)的任何角度。順便說(shuō)一句，為了方便起見(jiàn)，圖5僅僅示出了經(jīng)由對(duì)應(yīng)棱 鏡446從光源436發(fā)射的近紅外光的入射角。 因此，對(duì)于成像單元12，當(dāng)用近紅外光照射放置在手指放置表面(光輸入表面)上 的手指的內(nèi)部的靜脈叢后方的部分時(shí)，近紅外光進(jìn)入手指的內(nèi)部，通過(guò)在手指內(nèi)部進(jìn)行反 射和散射來(lái)傳播通過(guò)靜脈叢和表皮層，并且進(jìn)入微透鏡陣列42的光輸入表面。此時(shí)，手指 內(nèi)部的非靜脈部分處于明狀態(tài)，然而，靜脈部分由于血紅蛋白的吸收性質(zhì)而保持在暗狀態(tài)， 并且靜脈部分與非靜脈部分之間的對(duì)比是鮮明的，從而進(jìn)入光輸入表面的近紅外光被引導(dǎo) 作為向區(qū)域圖像傳感器41的成像表面投影靜脈的光(在下文中，被稱作靜脈投影光)。
這樣，通過(guò)使用照射部12B照射手指內(nèi)部的靜脈叢后方的部分，該成像單元12可 以使得在靜脈部分與非靜脈部分之間實(shí)現(xiàn)鮮明對(duì)比的靜脈投影光進(jìn)入成像部12A，從而可 以如實(shí)地再現(xiàn)手指內(nèi)的血管。 除了這種配置以外，該成像單元12中的照射部12B還配置為使得與放置在手指 放置表面(光輸入表面)上的手指的靜脈后方的部分對(duì)應(yīng)的整個(gè)空間并沒(méi)有被設(shè)置為照 射對(duì)象，而是，分配該空間的照以射對(duì)象與區(qū)域圖像傳感器41中的一條或更多條掃描線對(duì) 應(yīng)。 在本實(shí)施例中，如圖6所示，例如，這樣選擇一對(duì)棱鏡449和441Q的照射方向、位置 等使得當(dāng)手指放置在手指放置表面(光輸入表面)上時(shí)，光源439和43w被分配給例如區(qū) 域圖像傳感器41中的第11條線到第15條線的掃描線，作為靜脈(即圖像形成對(duì)象)后方 的空間區(qū)域的照射對(duì)象。 類似地，這樣選擇一對(duì)棱鏡44(n—d和44n的照射方向、位置等使得光源43(n—1}和 43n被分配給區(qū)域圖像傳感器41中的第21條線到第25條線的掃描線，作為靜脈(即圖像
形成對(duì)象)后方的空間區(qū)域的照射對(duì)象，......，并且這樣選擇一對(duì)棱鏡443和444的照射
方向、位置等使得光源433和434被分配給區(qū)域圖像傳感器41中的第35條線到第40條線
的掃描線，作為靜脈(即圖像形成對(duì)象)后方的空間區(qū)域的照射對(duì)象。 這樣，對(duì)于圖6的這個(gè)例子，關(guān)于靜脈叢后方的對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域AI^到ARM的照
射對(duì)象，棱鏡和442、443和444、......、和44(n—d和44n以及光源43:和432、433和
434........和43(n—d和43n的各組中的照射對(duì)象被分配給對(duì)應(yīng)于區(qū)域圖像傳感器41中的
成像部分(五條掃描線)的作為圖像形成對(duì)象的靜脈的后方的各空間區(qū)域中的每一個(gè)。
請(qǐng)注意盡管在圖6的這個(gè)例子中，棱鏡和光源的各組中的空間區(qū)域和照射對(duì)象 是一一對(duì)應(yīng)的，但是可以使用任何分配技術(shù)(例如，將一個(gè)空間區(qū)域與棱鏡和光源的多個(gè) 組相關(guān)聯(lián))，只要照射對(duì)象被分配給對(duì)應(yīng)于成像部分的作為圖像形成對(duì)象的靜脈的后方的對(duì)應(yīng)空間區(qū)域即可。
(3)控制部中的成像單元的驅(qū)動(dòng)處理 另一方面，在血管登記模式或認(rèn)證模式中，該認(rèn)證設(shè)備1的控制部IO用作驅(qū)動(dòng)部 21，并且，當(dāng)控制部10驅(qū)動(dòng)成像單元12時(shí)，使得光源43工到43n中的僅僅一部分點(diǎn)亮，同時(shí) 與區(qū)域圖像傳感器41中的掃描線中的作為掃描對(duì)象的掃描線一起工作。
具體地講，從一個(gè)或多條掃描線中的掃描期間開(kāi)始之前的預(yù)定期間的某一時(shí)間點(diǎn) 經(jīng)過(guò)該掃描期間為止，驅(qū)動(dòng)部21僅僅點(diǎn)亮分配給對(duì)應(yīng)于這些掃描線的作為圖像形成對(duì)象
的靜脈后方的空間區(qū)域、 AR2........或ARM的光源和432 、 433和434........或43 (n—d
和43n。 在圖6的例子中，當(dāng)掃描從第21條線到第25條線的掃描線時(shí)，例如，從第21條線 的掃描期間開(kāi)始之前的預(yù)定期間的某一時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始直到第25條線的掃描期間結(jié)束，驅(qū)動(dòng) 部21僅僅點(diǎn)亮分配給對(duì)應(yīng)于掃描線的作為圖像形成對(duì)象的靜脈的后方的空間區(qū)域的光源 43(n—d和43n。 在這種情況下，從圖7清楚可知，從光源43(n—d和43n發(fā)射的近紅外光穿過(guò)對(duì)應(yīng)于 作為非掃描對(duì)象的第25條線之后的掃描線的作為圖像形成對(duì)象的靜脈的后方的空間區(qū)域 AR2到arm，并且朝向?qū)?yīng)于作為當(dāng)前掃描對(duì)象的掃描線的作為圖像形成對(duì)象的靜脈的后方 相對(duì)于手指的表面傾斜地進(jìn)入手指的內(nèi)部。 另外，進(jìn)入手指內(nèi)部的近紅外光通過(guò)在手指內(nèi)部進(jìn)行反射和散射傳播穿過(guò)靜脈叢 和表皮層，并且經(jīng)由微透鏡陣列42從手指的表面進(jìn)入?yún)^(qū)域圖像傳感器41中的從第21條線 到第25條線的掃描線，作為靜脈投影光，從而僅僅對(duì)放置在手指放置表面上的手指內(nèi)部的 靜脈叢中的作為當(dāng)前成像對(duì)象的靜脈部分進(jìn)行圖像形成。 這樣，該成像單元12有可能使用與非成像部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域AR2到arm，作為與 當(dāng)前成像部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域的照射光路。因此，與整個(gè)空間區(qū)域到ARM是照射對(duì) 象的情況相比，該成像單元12可以使得照射部12B更加靠近手指放置表面(光輸入表面)， 從而可以減小尺寸。 另外，與同時(shí)點(diǎn)亮光源43工到43n的情況相比，該成像單元12可以更多地減小不必 要的功耗，此外，顯著地減小了下述事件的發(fā)生其中，除空間區(qū)域AI^以外的空間區(qū)域AI^ 到arm中的靜脈投影光混合到作為掃描對(duì)象的空間區(qū)域AI^中的靜脈投影光。因此，可以如 實(shí)地再現(xiàn)活體(手指)內(nèi)部的血管。
(4)操作和效果 在以上配置中，該認(rèn)證設(shè)備1分配與放置在手指放置表面(光輸入表面)上的手 指的靜脈后方的部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域的照射對(duì)象，從而使得照射對(duì)象對(duì)應(yīng)于區(qū)域圖像傳感 器41中的一條或多條掃描線(圖6)。 然后，從掃描線的掃描期間開(kāi)始以前的預(yù)定期間的某一時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)過(guò)該掃 描線的掃描期間為止，該認(rèn)證設(shè)備l驅(qū)動(dòng)分配給與該掃描線對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)空間區(qū)域ARp
AR2........ARM的光源43:和432、433和434........或43(n—d和43n(圖5和圖7)。 由于這樣，該認(rèn)證設(shè)備1可以對(duì)與對(duì)應(yīng)于掃描線的空間區(qū)域AR" AR2........或
ARM對(duì)應(yīng)的每一個(gè)靜脈部分的手指內(nèi)部的靜脈單獨(dú)地執(zhí)行成像。 另外，該認(rèn)證設(shè)備1可以使用與不是掃描對(duì)象的非成像部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域作為與作為當(dāng)前掃描對(duì)象的成像部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域的照射光路，也就是說(shuō)，可以在光源43工到 43n與手指放置表面之間的空間內(nèi)在光源43工到43n的每一個(gè)中共享照射光路，從而與整個(gè) 空間區(qū)域A^到ARm是照射対象的情況相比，照射部12B可以更加靠近手指放置表面(光輸 入表面)，并且可以減小尺寸。 另外，對(duì)于該認(rèn)證設(shè)備l，光源和432、433和434........和43(n—1}和43n中的
每一個(gè)的照射方向被設(shè)置為使得與手指放置表面形成的角度9是在從30[° ]到60[° ] 的范圍內(nèi)的任何角度(圖6)。 由于這樣，該認(rèn)證設(shè)備1可以具有來(lái)自光源43工到43n中的每一個(gè)的相對(duì)于放置在 手指放置表面上的手指的入射角小的近紅外光，從而，與從與手指表面以180°相對(duì)的方向 發(fā)射近紅外光的情況相比，可以更多地減小來(lái)自手指的表面的反射光。因此，可以更加如實(shí) 地再現(xiàn)手指內(nèi)部的血管。 在以上配置中，用成像光單獨(dú)地照射手指放置表面中的僅僅與掃描線對(duì)應(yīng)的空間
區(qū)域ARpAI^........或者ARM，并且當(dāng)與掃描線對(duì)應(yīng)的血管中的每一個(gè)變成掃描對(duì)象時(shí)，可
以為該血管讀取放置在手指放置表面上的手指內(nèi)部的血管中的投影在成像表面上的血管。 這樣可以導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域圖像傳感器41的圖像質(zhì)量良好。因此，可以實(shí)現(xiàn)能夠擴(kuò)大用于獲取 良好質(zhì)量圖像的范圍的認(rèn)證設(shè)備1。
(5)其它實(shí)施例 在上述的實(shí)施例中，描述了這樣一種情況其中，由多個(gè)棱鏡4^到44n和多個(gè)光源 43工到43n構(gòu)成照射部12B。然而，本發(fā)明不限于這種情況。還可以采用其它各種配置，只要 照射對(duì)象被分配給與成像元件中的成像部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域到ARM中的每一個(gè)即可。
例如，允許旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)部件可以被設(shè)置為夾持手指放置表面(光 輸入表面)，從而對(duì)每一個(gè)移動(dòng)部件設(shè)置一個(gè)光源。另一方面，驅(qū)動(dòng)部21可以將與成像元件 中的成像部分一起工作的移動(dòng)部件進(jìn)行移動(dòng)，從而提供給每一個(gè)移動(dòng)部件的光源的照射對(duì)
象是與成像部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域ARpAR2........或ARm。在這種情況下，可以省略多個(gè)棱
鏡到44n，從而可以進(jìn)一步減小尺寸。 另外，在使用具有多個(gè)棱鏡到44n以及多個(gè)光源43工到43n的配置的情況下，布 置等不限于圖4所示的情況。還可以采用其它各種布置等，只要照射對(duì)象被分配給與成像 元件中的成像部分對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域AI^到ARm中的毎一個(gè)即可。 另外，在上述的實(shí)施例中，描述了這樣一種情況其中，對(duì)一個(gè)光源單獨(dú)地提供一 個(gè)棱鏡。然而，對(duì)于光源與棱鏡之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，本發(fā)明并不旨在強(qiáng)求一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，例如， 一個(gè)棱鏡可以被提供給多個(gè)光源。 此外，在上述的實(shí)施例中，描述了這樣一種情況其中，棱鏡的照射方向與手指放 置表面之間的角度被設(shè)置在從30[。]到60[° ]的范圍內(nèi)的任何角度。然而，本發(fā)明不限 于這種情況，并且還可以設(shè)置其它角度。具體地講，優(yōu)選地，可以在從30[。]到45[° ]的 范圍內(nèi)。如果該角度至少是鈍角，則可以減少表面反射光。 此外，在上述實(shí)施例中，描述了這樣一種情況其中，使用發(fā)射具有在脫氧血紅蛋 白和氧化血紅蛋白二者中受到特異吸收的特性的波段中所包含的波長(zhǎng)的光的光源。然而， 本發(fā)明不限于這種情況。根據(jù)成像環(huán)境，還可以使用發(fā)射其它波長(zhǎng)的光的光源。
此外，在上述實(shí)施例中，描述了這樣一種情況其中，微透鏡陣列41用作光學(xué)系
9統(tǒng)。然而，本發(fā)明不限于這種情況。例如，如圖8所示，還可以采用將從手指放置表面入射的光進(jìn)行彎曲并且將它引入到區(qū)域圖像傳感器41內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)中。請(qǐng)注意還可以適當(dāng)?shù)夭捎贸@種彎曲型光學(xué)系統(tǒng)或微透鏡陣列41以外的光學(xué)系統(tǒng)，只要它是將光引入?yún)^(qū)域圖像傳感器41中的光學(xué)系統(tǒng)即可。 此外，在上述的實(shí)施例中，描述了這樣一種情況其中，利用二維成像元件(區(qū)域圖像傳感器41)。然而，本發(fā)明不限于這種情況。還可以使用可平行于手指放置表面移動(dòng)的一維成像元件(線圖像傳感器)。
此外，在上述實(shí)施例中，描述了這樣一種情況其中，使用具有成像功能、檢查功能和登記功能的認(rèn)證設(shè)備1。然而，本發(fā)明不限于這種情況。還可以使用這樣一種模式其中，根據(jù)應(yīng)用，向單個(gè)裝置分配每一種功能或多種功能的一部分。
工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明可以應(yīng)用于生物認(rèn)證的領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
一種靜脈認(rèn)證設(shè)備，其特征在于，包括成像部，包括多個(gè)成像部分，用于對(duì)從手指內(nèi)部的靜脈叢反射的反射光和透射通過(guò)該靜脈叢的透射光進(jìn)行成像，對(duì)所述成像部進(jìn)行控制以使得這些成像部分在不同的時(shí)期執(zhí)行成像；照射部，相對(duì)于所述靜脈叢被布置在與所述成像部相同的方向側(cè)，并且，被配置為發(fā)射近紅外光；認(rèn)證處理部，基于由所述成像部成像的圖像和先前存儲(chǔ)的靜脈信息執(zhí)行認(rèn)證處理；以及照射控制部，被配置為對(duì)所述照射部進(jìn)行控制以使得從所述照射部發(fā)射的近紅外光在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分對(duì)應(yīng)的靜脈部分的后方被散射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的靜脈認(rèn)證設(shè)備，其特征在于，所述照射部包括多個(gè)光源，以及 所述照射控制部被配置為控制所述多個(gè)光源的輸出，以使得從所述多個(gè)光源的一部分輸出的近紅外光在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分對(duì)應(yīng)的靜脈部分的 后方被散射。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的靜脈認(rèn)證設(shè)備，其特征在于，所述照射控制部被配置為抑制除所 述多個(gè)光源的上述一部分之外的光源的照射。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的靜脈認(rèn)證設(shè)備，其特征在于，所述照射部被配置為使得發(fā)射近紅 外光的部分的角度改變，以及所述照射控制部被配置為使得上述部分的角度改變，從而從所述照射部發(fā)射的近紅外 光在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分對(duì)應(yīng)的所述靜脈部分的后方被散 射。
5. —種用于靜脈認(rèn)證的成像設(shè)備，所述成像設(shè)備的特征在于包括成像部，包括多個(gè)成像部分，用于對(duì)從手指內(nèi)部的靜脈叢反射的反射光和透射通過(guò)該 靜脈叢的透射光進(jìn)行成像，對(duì)所述成像部進(jìn)行控制以使得這些成像部分在不同的時(shí)期執(zhí)行 成像；照射部，相對(duì)于所述靜脈叢被布置在與所述成像部相同的方向側(cè)，并且，被配置為發(fā)射 近紅外光；以及照射控制部，被配置為對(duì)所述照射部進(jìn)行控制，以使得從所述照射部發(fā)射的近紅外光 在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分對(duì)應(yīng)的靜脈部分的后方被散射。
6. —種驅(qū)動(dòng)照射部的靜脈照射方法，所述照射部被配置為用近紅外光照射手指內(nèi)部 的靜脈叢，所述照射部被布置在與成像部相同的方向側(cè)，所述靜脈照射方法的特征在于包 括對(duì)所述照射部進(jìn)行控制，使得在用于對(duì)從手指內(nèi)部的靜脈叢反射的反射光和透射通過(guò) 該靜脈叢的透射光進(jìn)行成像的所述成像部中的多個(gè)成像部分在不同的時(shí)期執(zhí)行成像的情 況下，從所述照射部發(fā)射的近紅外光在與所述多個(gè)成像部分中的處于成像時(shí)期的成像部分 對(duì)應(yīng)的靜脈部分的后方被散射。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠擴(kuò)大用于獲取良好質(zhì)量圖像的區(qū)域的成像設(shè)備、認(rèn)證設(shè)備和光源驅(qū)動(dòng)方法。該成像設(shè)備包括成像單元，包括多個(gè)成像部分，用于由從手指中的靜脈叢反射的反射光和透射通過(guò)該靜脈叢的透射光捕獲圖像，并且適用于控制成像單元，以在不同的定時(shí)執(zhí)行成像；照射單元，相對(duì)于靜脈叢被設(shè)置在與成像單元相同的方向側(cè)并且適用于用近紅外光照射手指；認(rèn)證單元，根據(jù)由成像單元捕獲的圖像和先前存儲(chǔ)的靜脈信息執(zhí)行認(rèn)證處理；以及照射控制單元，控制照射單元，以使得從照射單元發(fā)射的近紅外光在與多個(gè)成像部分中的處于成像模式的成像部分對(duì)應(yīng)的靜脈部分處朝后方散射。
文檔編號(hào)G06T1/00GK101743564SQ200880024648
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者佐藤英雄 申請(qǐng)人:索尼公司