生物測量信息圖像捕獲裝置以及生物測量認(rèn)證設(shè)備的制作方法
【專利摘要】公開了生物測量信息圖像捕獲裝置及其制造方法和生物測量認(rèn)證設(shè)備，該生物測量信息圖像捕獲裝置包括：圖像捕獲單元，被配置成對包括生物測量信息的身體部位進(jìn)行拍攝以生成表征生物測量信息的生物測量圖像；至少一個光源，布置在圖像捕獲單元的周圍并且被配置成朝向圖像捕獲單元的拍攝范圍照射光；以及導(dǎo)光構(gòu)件，被布置成在圖像捕獲單元的周圍與至少一個光源相對并且設(shè)置有位于導(dǎo)光構(gòu)件的表面的凹部，與至少一個光源相比，該凹部更靠近圖像捕獲單元側(cè)。
【專利說明】生物測量信息圖像捕獲裝置以及生物測量認(rèn)證設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種對生物測量(biometric)信息進(jìn)行拍攝的生物測量信息圖像捕獲裝置及其制造方法以及生物測量認(rèn)證設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]已開發(fā)了如下生物測量認(rèn)證技術(shù):其基于表征生物測量信息(諸如手或手指的靜脈圖案(vein pattern)、指紋或掌紋)的生物測量圖像來對設(shè)備或系統(tǒng)的用戶進(jìn)行認(rèn)證。在使用這樣的生物測量認(rèn)證技術(shù)的生物測量認(rèn)證設(shè)備中，例如，生物測量信息圖像捕獲裝置對包括打算使用該生物測量認(rèn)證設(shè)備的用戶的生物測量信息的身體部位進(jìn)行拍攝，以獲取表征生物測量信息的生物測量圖像。另外，生物測量認(rèn)證設(shè)備將以生物測量圖像表征的用戶的輸入生物測量信息與以預(yù)先登記的登記用戶的生物測量圖像表征的登記生物測量信息進(jìn)行匹配。當(dāng)基于匹配結(jié)果確定輸入生物測量信息與登記生物測量信息一致時，生物測量認(rèn)證設(shè)備將該用戶認(rèn)證為已被授權(quán)的登記用戶。另外，生物測量認(rèn)證設(shè)備允許經(jīng)認(rèn)證的用戶使用配備有該生物測量認(rèn)證設(shè)備的設(shè)備或者與該生物測量認(rèn)證設(shè)備連接的其它設(shè)備。
[0003]存在包括圖像捕獲單元和光源的生物測量信息圖像捕獲裝置，該圖像捕獲單元對生物測量信息進(jìn)行拍攝，該光源照射包括生物測量信息的身體部位以便在生物測量信息中具有充分的對比。另外，來自光源的照明光從包括生物測量信息的身體部位被擴(kuò)散反射，并且被擴(kuò)散反射的光到達(dá)圖像捕獲單元，以使得在生物測量圖像上再現(xiàn)根據(jù)生物測量信息的亮度分布。例如，當(dāng)在生物測量認(rèn)證中所使用的生物測量信息是手或手指的靜脈圖案時，紅外發(fā)光二極管用作照明光源。從紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光入射到手或手指中并且在手或手中重復(fù)地散射以最終變成從皮膚表面發(fā)出的擴(kuò)散反射光。一些光線例如在光的擴(kuò)散反射的過程中被靜脈吸收。另外，一些擴(kuò)散反射光線到達(dá)圖像捕獲單元。上述擴(kuò)散反射光朝向各個方向擴(kuò)散，因此，圖像捕獲單元上的亮度一般變得更低。
[0004]同時，從照射光源發(fā)出的一些照射光線在包括生物測量信息的身體部位的表面上被鏡面反射。由于鏡面反射光僅被引導(dǎo)朝向以與相對于身體部位的表面的法線的入射角相等的反射角反射的方向，因此鏡面反射光比擴(kuò)散反射光更亮。因此，當(dāng)鏡面反射光和擴(kuò)散反射光均入射在圖像捕獲單元上時，在鏡面反射光撞擊的區(qū)域與鏡面反射光沒有撞擊的其它區(qū)域之間發(fā)生亮度的不均勻性。此外，在一些情況下，在鏡面反射光撞擊的區(qū)域中鏡面反射光變得過亮以致超過圖像捕獲單元的動態(tài)范圍，因此，存在可能無法再現(xiàn)表征生物測量信息的擴(kuò)散反射光的亮度分布的問題。因此，提出了用于移除到達(dá)圖像捕獲單元的鏡面反射光的技術(shù)。參見例如日本早期公開專利公布第2002-200050號和國際專利申請的日本國家公布第2002-514098號。
[0005]日本早期公開專利公布第2002-200050號公開了一種膚色測量設(shè)備，其中，來自光源的入射光和反射光中的每一個均透射通過偏振板，并且反射光被檢測為不包括從皮膚的表面反射的表面反射光。該膚色測量設(shè)備包括具有不同偏振方向的兩種類型的偏振板，并且在測量表面反射光的情況與測量擴(kuò)散反射光的另一情況之間切換透射光的偏振板。此夕卜，國際專利申請的日本國家公布第2002-514098號公開了包括多個發(fā)光元件的發(fā)光裝置，這多個發(fā)光元件能夠選擇性地發(fā)出光并且被放置成使得正反射(regular reflection)被排除或者最小化以避免獲得模糊的虹膜圖像。
[0006]在日本早期公開專利公布第2002-200050號描述的技術(shù)中需要用于在測量表面反射光的情況與測量擴(kuò)散反射光的另一情況之間切換偏振板的機(jī)制。偏振板一般是昂貴的，因此，使用偏振板的生物測量信息圖像捕獲裝置也變得昂貴。另外，在國際專利申請的日本國家公布第2002-514098號描述的技術(shù)中，在單獨地控制發(fā)光元件導(dǎo)通和關(guān)斷以獲得被移除了正反射光的圖像的同時對虹膜進(jìn)行拍攝，因此，存在在獲得被移除了正反射光的圖像之前需要花費時間的問題。此外，在該技術(shù)中還需要控制發(fā)光元件的控制器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的一方面的目的是提供一種生物測量信息圖像捕獲裝置，其能夠減小由包括生物測量信息的身體部位的表面所鏡面反射的照明光引起的生物測量圖像上的亮度不均勻性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種生物測量信息圖像捕獲裝置包括:圖像捕獲單元，被配置成對包括生物測量信息的身體部位進(jìn)行拍攝以生成表征生物測量信息的生物測量圖像；至少一個光源，布置在圖像捕獲單元的周圍并且被配置成朝向圖像捕獲單元的拍攝范圍照射光；以及導(dǎo)光構(gòu)件，被布置成在圖像捕獲單元的周圍與至少一個光源相對并且設(shè)置有位于導(dǎo)光構(gòu)件的表面處的凹部，與至少一個光源相比，該凹部更靠近圖像捕獲單元側(cè)。
[0009]本公開的目的和優(yōu)點由在權(quán)利要求中具體指出的要素及其組合來實施和實現(xiàn)。應(yīng)理解，上述描述和以下要描述的描述是例示性的和說明性的，而不旨在如權(quán)利要求一樣限制本公開。
[0010]本公開中所公開的生物測量信息圖像捕獲裝置可減小由包括生物測量信息的身體部位的表面所鏡面反射的照明光引起的生物測量圖像上的亮度不均勻性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)實施例的生物測量信息圖像捕獲裝置的示意平面圖。
[0012]圖2是當(dāng)從圖1的箭頭A-A’查看時生物測量信息圖像捕獲裝置的示意側(cè)面橫截面圖。
[0013]圖3是示出光源、主體(subject)和圖像捕獲單元之間的位置關(guān)系的示例的圖。
[0014]圖4是根據(jù)變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置的示意側(cè)面橫截面圖。
[0015]圖5是根據(jù)另一變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置的示意側(cè)面橫截面圖。
[0016]圖6是示意性地示出包括生物測量信息圖像捕獲裝置的生物測量認(rèn)證設(shè)備的配置的圖。
【具體實施方式】
[0017]在下文中，將參照附圖描述根據(jù)實施例的生物測量信息圖像捕獲裝置。該生物測量信息圖像捕獲裝置包括位于圖像捕獲單元的周圍的至少一個照明光源以照射圖像捕獲單元的拍攝范圍，該圖像捕獲單元對包括生物測量信息的身體部位進(jìn)行拍攝并且生成表征生物測量信息的圖像。另外，在生物測量信息圖像捕獲裝置中，導(dǎo)光構(gòu)件被設(shè)置為與照明光源相對，并且凹部或凹陷(recess)形成在導(dǎo)光構(gòu)件的與照明光源相對的表面處，因此，來自照明光源的光從凹部朝向圖像捕獲單元側(cè)折射，以使得相對于包括生物測量信息的身體部位的表面的入射角較大。因此，生物測量信息圖像捕獲裝置抑制從照明光源發(fā)出的光線當(dāng)中的來自包括生物測量信息的身體部位的表面的鏡面反射光到達(dá)圖像捕獲單元。
[0018]在本實施例中，假設(shè)生物測量信息圖像捕獲裝置對手掌的靜脈圖案進(jìn)行拍攝以生成表征手掌的靜脈圖案的圖像。然而，生物測量信息圖像捕獲裝置可對除手掌的靜脈圖案之外的生物測量信息(諸如，例如手或手指的靜脈圖案、指紋、掌紋)進(jìn)行拍攝。
[0019]圖1是根據(jù)實施例的生物測量信息圖像捕獲裝置的示意平面圖。圖2是當(dāng)從圖1的箭頭A-A’查看時生物測量信息圖像捕獲裝置的示意側(cè)面橫截面圖。如圖1和圖2所示，生物測量信息圖像捕獲裝置I包括圖像捕獲單元2、多個光源3和導(dǎo)光構(gòu)件4。圖像捕獲單兀2、各光源3和導(dǎo)光構(gòu)件4容納于其上端部開放的長方體殼體5中。此外,殼體5的側(cè)壁可形成在用于放置手的導(dǎo)向裝置(guide)中?；蛘?，用于放置手的導(dǎo)向裝置可與殼體5分離地設(shè)置在殼體5的開口附近。此外，用于保護(hù)圖像捕獲單元2、各光源3和導(dǎo)光構(gòu)件4的板狀透明玻璃或透明塑料可布置在殼體5的上端。
[0020]生物測量信息圖像捕獲裝置I利用來自各光源3的光照射與圖像捕獲單元2和各光源3相對的、放置在生物測量信息圖像捕獲裝置I的上側(cè)的殼體5的開口附近的手。另夕卜，圖像捕獲單元2對所照射的手進(jìn)行拍攝以生成表征手掌的靜脈圖案的生物測量圖像。
[0021]圖像捕獲單元2布置在殼體5的下部以使得傳感器表面朝向上。圖像捕獲單元2包括具有對紅外光的靈敏度的固態(tài)圖像捕獲元件二維地布置的區(qū)域傳感器(未示出)和成像光學(xué)系統(tǒng)(未示出)。成像光學(xué)系統(tǒng)對區(qū)域傳感器上的拍攝范圍內(nèi)的圖像進(jìn)行成像，以使得殼體5的上端的開口的全部變?yōu)榕臄z范圍。當(dāng)在手放置在殼體5的上端的開口附近時從控制器(未示出)接收到指示進(jìn)行拍攝的控制信號時，圖像捕獲單元2生成表征手掌的靜脈圖案的生物測量圖像并且將所生成的生物測量圖像輸出到控制器。
[0022]多個光源3被布置為與導(dǎo)光構(gòu)件4相對以便照射圖像捕獲單元2的拍攝范圍。在本實施例中，生物測量信息圖像捕獲裝置I包括四個光源3，并且各個光源3以相等間隔布置在以圖像捕獲單元2的光軸為中心的圓周上。此外，在本實施例中，各光源3可由例如紅外發(fā)光二極管的發(fā)光元件構(gòu)成，該發(fā)光元件發(fā)出紅外光以使得來自每個光源3的光到達(dá)到手中。此外，各光源3可以以使得光源的光發(fā)射表面朝向正上方的方式來布置，以允許光發(fā)射強(qiáng)度分布的中心遵循垂直方向，或者，光源的光發(fā)射表面朝向斜上方以允許與垂直方向相比光發(fā)射強(qiáng)度分布的中心更靠近圖像捕獲單元2側(cè)傾斜。此外，光源3的數(shù)量不限于四個光源，而是可以是例如三個、六個或八個光源。此外，在具有足夠的光發(fā)射強(qiáng)度的發(fā)光元件可用作光源的情況下，光源3的數(shù)量可以是I (一個)。在本實施例中，在拍攝手掌的靜脈圖案期間，各光源3 —直被點亮。
[0023]導(dǎo)光構(gòu)件4由對于從光源3發(fā)出的光透明的材料(諸如，丙烯酸樹脂或玻璃)制成，并且具有環(huán)形形狀。此外，在本實施例中，導(dǎo)光構(gòu)件4的下表面和上表面分別與圖像捕獲單元2的光軸OA正交。另外，導(dǎo)光構(gòu)件4布置在各光源3的上方以與各光源3相對，使得導(dǎo)光構(gòu)件4的中心與圖像捕獲單元2的光軸OA基本上重合，因此，導(dǎo)光構(gòu)件4通過粘附而固定在例如殼體5的側(cè)壁上所設(shè)置的突起部上。因此，從光源3發(fā)出的光透過導(dǎo)光構(gòu)件4、然后入射到放置在生物測量信息圖像捕獲裝置I的上方的手上。
[0024]在本實施例中，相對于光源3變成凹狀的凹部4a形成在導(dǎo)光構(gòu)件4的下表面(SP，與光源3相對的側(cè)表面)上。因此，凹部4a包括如圖2所示的凹面。凹部4a可以由以圖像捕獲單元2的光軸OA為中心的環(huán)形形狀形成，或者，沿著從圖像捕獲單元2的光軸OA開始的徑向方向的橫截面可以以圓弧、拋物線或者其它二次以上的曲線形成。或者，凹部4a可僅在與光源3相對的位置以球面形狀或非球面形狀(諸如拋物面)形成。
[0025]凹部4a以這樣的方式形成:使得凹部4a的中心被形成為沿著連接圖像捕獲單元2的光軸與光源3的線、相比于光源3的光發(fā)射表面的中心更靠近圖像捕獲單元2側(cè)。因此，從光源3發(fā)出的光由于凹部4a而變寬，并且所發(fā)出的光的一部分還被凹部4a折射，以使得光相對于垂直方向的角度變大。因此，折射光以大的入射角傾斜地入射到手的表面上。在鏡面反射中，入射角等于反射角，因此，從手的表面鏡面反射的光也以較大反射角被反射。結(jié)果，鏡面反射光沒有到達(dá)圖像捕獲單元2，并且僅在手的表面上或手內(nèi)被擴(kuò)散反射的光到達(dá)圖像捕獲單元2。
[0026]將參照圖3更詳細(xì)地描述該情形。在本實施例中，假設(shè)包括生物測量信息的身體部位10在置于生物測量信息圖像捕獲裝置I的上方的同時覆蓋形成在殼體5的上端處的開口的全部。此外，為了簡明，假設(shè)圖像捕獲單元2的光軸OA與垂直方向平行，另外，包括生物測量信息的身體部位10的表面與圖像捕獲單元2的光軸OA垂直。
[0027]在鏡面反射中，由于入射角等于反射角，因此從光源3發(fā)出的光從在與連接光源3和圖像捕獲單元2的垂直表面和身體部位10的表面相交的線上的光源3與圖像捕獲單元2之間的點P反射，以使得光從身體部位10的表面被鏡面反射并且入射到圖像捕獲單元2上。假設(shè)對于上述情況的入射角和反射角是Θ。此外，從光源3發(fā)出的光在導(dǎo)光構(gòu)件4的上表面4b上被折射。因此，光以角度Θ從導(dǎo)光構(gòu)件4發(fā)出以便以入射角Θ入射到身體部位10的表面上。因此，根據(jù)斯涅耳定律，從光源3發(fā)出的光以相對于法線的角度Φ(=arcsin(sin Θ /n))入射到導(dǎo)光構(gòu)件4的上表面4b上,其中,“η”是導(dǎo)光構(gòu)件4的折射率。
[0028]這里，假設(shè)凹部4a被形成為由虛線表示的曲面300的形狀。如箭頭301所示，當(dāng)從光源3發(fā)出的光平行于由虛線表示的曲面300的法線入射到曲面300上并且還維持相對于垂直方向的角度Φ時，從光源3發(fā)出的光以直線傳播而沒有從曲面300折射。因此,光從身體部位10被鏡面反射并且入射到圖像捕獲單元2上。為了方便，由箭頭301表示的光線被稱為鏡面反射光。
[0029]因此，在本實施例中，凹部4a的位置和曲率被設(shè)置為使得與在凹部4a的外部的鏡面反射光相比，在鏡面反射光與凹部4a的表面的相交點Q處的法線302距圖像捕獲單元2更遠(yuǎn)。因此，從光源3發(fā)出的并且入射到相交點Q上的光從相交點Q朝向圖像捕獲單元2折射，因此，光對于身體部位10的入射角變得大于角度Θ，此外，光在相比于點P更靠近圖像捕獲單元2的垂直上方的位置處到達(dá)身體部位10。因此，鏡面反射光沒有入射到圖像捕獲單元2上。
[0030]如上所述，生物測量信息圖像捕獲裝置可通過設(shè)置在位于光源與包括生物測量信息的身體部位之間的導(dǎo)光構(gòu)件上的凹部而將從光源發(fā)出的光朝向圖像捕獲單元側(cè)折射，以抑制鏡面反射光到達(dá)圖像捕獲單元。因此，生物測量信息圖像捕獲裝置可減小由鏡面反射光引起的生物測量圖像上的亮度不均勻性。此外，生物測量信息圖像捕獲裝置不需要機(jī)械操作部件來抑制鏡面反射光到達(dá)圖像捕獲單元。因此，生物測量信息圖像捕獲裝置可被小型化。此外，生物測量信息圖像捕獲裝置不需要對光源的點亮控制，并且光源可在拍攝期間一直被點亮，因此，可簡化對生物測量信息圖像捕獲裝置的控制。
[0031]此外，根據(jù)變型示例，導(dǎo)光構(gòu)件可包括對從凹部折射的光進(jìn)行擴(kuò)散的擴(kuò)散層。
[0032]圖4是根據(jù)變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置的示意側(cè)面橫截面圖。在圖4中，根據(jù)變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置11的各個部件被賦予與圖1和圖2所示的生物測量信息圖像捕獲裝置I的對應(yīng)構(gòu)成元件的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記。在根據(jù)變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置11中，擴(kuò)散層6在導(dǎo)光構(gòu)件4內(nèi)基本上平行于殼體5的底面設(shè)置。擴(kuò)散層6例如與上側(cè)構(gòu)件和下側(cè)構(gòu)件一起形成導(dǎo)光構(gòu)件4，并且通過使得上側(cè)構(gòu)件與下側(cè)構(gòu)件之間的邊界表面為粗糙表面來形成?；蛘撸鈹U(kuò)散膜或光擴(kuò)散片可布置在導(dǎo)光構(gòu)件4的上側(cè)構(gòu)件與下側(cè)構(gòu)件之間作為擴(kuò)散層6。此外，擴(kuò)散層6可形成在導(dǎo)光構(gòu)件4的上表面上。
[0033]因此，來自光源3的光被凹部4a加寬然后進(jìn)一步在擴(kuò)散層6處散射。因此，用來自各個方向的光線照射放置在生物測量信息圖像捕獲裝置11的上方的包括生物測量信息的身體部位。因此，生物測量信息圖像捕獲裝置11可進(jìn)一步抑制照射到包括生物測量信息的身體部位的光的亮度不均勻性，結(jié)果，可減小生物測量圖像上的亮度不均勻性。
[0034]圖5是根據(jù)另一變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置的示意側(cè)面橫截面圖。在圖5中，根據(jù)變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置12的各個部件被賦予與圖1和圖2所示的生物測量信息圖像捕獲裝置I的對應(yīng)構(gòu)成元件的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記。
[0035]在變型示例中，導(dǎo)光構(gòu)件4的上表面4b’以錐化形狀形成以使得導(dǎo)光構(gòu)件4隨著導(dǎo)光構(gòu)件4接近中心(即，圖像捕獲單元2)而逐漸變粗。因此，同上表面4b與圖像捕獲單元2的光軸正交的情況相比，來自光源3的光入射在上表面4b’上的角度變大。因此，光通過上表面4b’朝向相對于圖像捕獲單元2側(cè)傾斜更多的方向折射，因此，入射在包括生物測量信息并且放置在生物測量信息圖像捕獲裝置12的上方的身體部位上的光的入射角也變大。因此，生物測量信息圖像捕獲裝置12可抑制身體部位的表面上的鏡面反射光到達(dá)圖像捕獲單元2。
[0036]根據(jù)另一變型示例，凹部可連同形成在與光源相對的導(dǎo)光構(gòu)件的下表面上的另一凹部一起形成在與包括生物測量信息的身體部位相對的導(dǎo)光構(gòu)件的上表面上，或者替代形成在下表面上的另一凹部而形成在與包括生物測量信息的身體部位相對的導(dǎo)光構(gòu)件的上表面上。在該情況下，期望形成在上表面上的凹部沿著連接圖像捕獲單元的光軸和光源的線形成在圖像捕獲單元而不是光源附近。因此，形成在上表面上的凹部可加寬來自光源的光。
[0037]圖6是示意性地示出包括根據(jù)上述實施例或其變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置的生物測量認(rèn)證設(shè)備的配置的圖。如圖6所示，生物測量認(rèn)證設(shè)備100包括顯示單元101、輸入單元102、生物測量信息圖像捕獲裝置103、通信單元104、存儲單元105和處理單元106。顯示單元102、輸入單元102和生物測量信息圖像捕獲裝置103可與容納通信單元104、存儲單元105和處理單元106的殼體分離設(shè)置?；蛘?，顯示單元101、輸入單元102、生物測量信息圖像捕獲裝置103、通信單元104、存儲單元105和處理單元106可在單個殼體中，諸如所謂的筆記本型個人計算機(jī)或平板型終端。此外，生物測量認(rèn)證設(shè)備100還可包括訪問存儲介質(zhì)(諸如磁盤、半導(dǎo)體存儲卡和光存儲介質(zhì))的存儲介質(zhì)訪問設(shè)備(未示出)。另夕卜，生物測量認(rèn)證設(shè)備100可通過例如存儲介質(zhì)訪問設(shè)備讀取要在處理單元106上執(zhí)行的、存儲在存儲介質(zhì)上的用于生物測量認(rèn)證處理的計算機(jī)程序，并且根據(jù)該計算機(jī)程序執(zhí)行生物測量認(rèn)證處理。
[0038]生物測量認(rèn)證設(shè)備100使用生物測量信息圖像捕獲裝置103生成的、表示用戶的手掌的靜脈圖案的生物測量圖像來執(zhí)行生物測量認(rèn)證處理。另外，當(dāng)作為生物測量認(rèn)證處理的結(jié)果認(rèn)證用戶是登記用戶之一時，生物測量認(rèn)證設(shè)備100允許用戶使用配備有生物測量認(rèn)證設(shè)備100的計算機(jī)?；蛘撸餃y量認(rèn)證設(shè)備100通過通信單元104將用戶被認(rèn)證的信號傳送到未示出的其它裝置，以允許用戶使用其它裝置。
[0039]顯示單元101包括顯示裝置,例如,液晶顯示器。另外,顯示單元101顯示例如用于進(jìn)行匹配的表示身體部位(右手或左手)的消息或者用于將手放置在相對于用戶可獲得適當(dāng)?shù)纳餃y量圖像的位置的引導(dǎo)消息。此外，顯示單元101顯示與處理單元106執(zhí)行的應(yīng)用有關(guān)的各種信息。
[0040]輸入單元102包括指向裝置，例如，鍵盤和鼠標(biāo)。另外，用戶通過輸入單元102輸入的命令、數(shù)據(jù)、用戶名或用戶標(biāo)識號被傳遞到處理單元106。
[0041]生物測量信息圖像捕獲裝置103是根據(jù)上述實施例或其變型示例的生物測量信息圖像捕獲裝置，并且生成表示用戶的手掌的靜脈圖案的生物測量圖像。生物測量信息圖像捕獲裝置103在每次生成生物測量圖像時將生物測量圖像傳送到處理單元106。
[0042]通信單元104包括用于將生物測量認(rèn)證設(shè)備100連接到通信網(wǎng)絡(luò)(未示出)的通信接口電路。另外，通信單元104通過通信網(wǎng)絡(luò)將從處理單元106接收的關(guān)于用戶的使用許可或認(rèn)證結(jié)果傳送到其它裝置。
[0043]存儲單元105包括例如非易失性半導(dǎo)體存儲器和易失性半導(dǎo)體存儲器。另外，存儲單元105存儲例如用在生物測量認(rèn)證設(shè)備100中的應(yīng)用程序、至少一個登記用戶的用戶名、用戶標(biāo)識號和個人設(shè)置信息。此外，存儲單元105存儲用于執(zhí)行生物測量認(rèn)證處理的程序。此外，存儲單元105存儲作為登記用戶的登記生物測量信息的、表示左手掌或右手掌的靜脈圖案的特征的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)。用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)包括表示特征結(jié)構(gòu)的特征點(諸如從在對登記用戶進(jìn)行登記時或更新用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)時所生成的生物測量圖像提取的靜脈的端點或分叉點)的位置或類型。或者，用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)可以是在對登記用戶進(jìn)行登記時或者在更新用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)時所生成的數(shù)據(jù)本身或者生物測量圖像的一部分。
[0044]處理單元106包括單個或多個處理器及其外圍電路。另外，處理單元106使用從生物測量信息圖像捕獲裝置103獲得的表示用戶的生物測量信息的生物測量圖像來執(zhí)行生物測量認(rèn)證處理。
[0045]處理單元106根據(jù)生物測量圖像生成表示在生物測量圖像中所拍攝的生物測量信息的特征的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)生物測量認(rèn)證設(shè)備100利用細(xì)節(jié)匹配(minutiae matching)執(zhí)行匹配處理時,處理單元106從生物測量圖像中提取用在細(xì)節(jié)匹配中的特征點。另外，處理單元106使用特征點的位置和特征點的類型作為用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)。
[0046]因此，處理單元106將作為拍攝靜脈的像素集的靜脈區(qū)域與作為沒有拍攝靜脈的另一像素集的非靜脈區(qū)域區(qū)分開。在本實施例中，拍攝靜脈的像素的值低于沒有拍攝靜脈的像素的值。因此，處理單元106對生物測量圖像進(jìn)行二值化，以使得例如具有等于或小于二值化閾值的像素值的像素集被設(shè)置為靜脈區(qū)域，并且具有大于二值化閾值的另一像素值的另一像素集被設(shè)置為非靜脈區(qū)域。二值化閾值被設(shè)置為例如預(yù)設(shè)的固定值(例如，150)或者生物測量圖像內(nèi)的各個像素的平均像素值。
[0047]接下來，處理單元106對二值化后的生物測量圖像上具有與靜脈對應(yīng)的像素值的像素集執(zhí)行例如細(xì)化處理，以生成靜脈被細(xì)化的細(xì)化二值圖像。處理單元106使用與靜脈的分叉點或端點對應(yīng)的多個模板來掃描細(xì)化二值圖像，以在細(xì)化二值圖像與任一模板匹配時檢測細(xì)化二值圖像上的分叉點或端點的位置。處理單元106提取在所檢測的一個或多個位置處的中心像素作為特征點。
[0048]此外，處理單元106可使用獲得作為特征點的端點和分叉點的其它已知方法來從生物測量圖像中提取特征點。此外，處理單元106可獲得表示生物測量圖像上的靜脈圖案的特征的其它特征點作為用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)。例如，處理單元106可將主體區(qū)域劃分為多個塊并且獲得每個塊的靜脈的數(shù)量作為用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)。
[0049]此外，當(dāng)生物測量認(rèn)證設(shè)備100利用圖案匹配來執(zhí)行匹配處理時，處理單元106可從生物測量圖像中提取生物測量圖像本身或者生物測量圖像上的包括靜脈區(qū)域的一些區(qū)域，以將生物測量圖像本身或一些區(qū)域定義為用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)。
[0050]同時，處理單元106從輸入單元102接收用戶名或用戶標(biāo)識號，并且處理單元106從存儲單元105讀取與該用戶名或用戶標(biāo)識號對應(yīng)的登記用戶的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)。接下來，處理單元106將用戶的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)與登記用戶的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，并且計算表示要進(jìn)行匹配的兩個用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)之間的相似度水平的匹配得分作為匹配處理的結(jié)果。
[0051]當(dāng)使用細(xì)節(jié)匹配時，處理單元106獲得關(guān)于靜脈圖案的、與包括在登記用戶的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)中的特征點匹配的特征點的數(shù)量和包括在用戶的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)中的特征點的數(shù)量。接下來，處理單元106將所匹配的特征點的數(shù)量除以關(guān)于用戶的靜脈圖案所提取的特征點的數(shù)量以計算匹配得分。此外，當(dāng)使用圖案匹配時，處理單元106計算歸一化互相關(guān)值，同時改變生物測量圖像與拍攝登記用戶的靜脈圖案的生物測量圖像的相對位置。另外，處理單元106將歸一化互相關(guān)值的最大值定義為匹配得分。
[0052]當(dāng)匹配得分等于或大于用于確定認(rèn)證的閾值時，處理單元106確定用戶的生物測量信息與要進(jìn)行匹配的登記用戶的生物測量信息匹配，并且處理單元106將該用戶認(rèn)證為登記用戶。
[0053]當(dāng)匹配得分小于用于確定認(rèn)證的閾值時，處理單元106確定用戶的生物測量信息與要進(jìn)行匹配的登記用戶的生物測量信息不匹配。在該情況下，處理單元106不對用戶進(jìn)行認(rèn)證并且將表示認(rèn)證結(jié)果的認(rèn)證結(jié)果信息顯示在顯示單元上。
[0054]用于確定認(rèn)證的閾值可被設(shè)置為僅在登記用戶是用戶自身時處理單元106的認(rèn)證才成功的值。另外，用于確定認(rèn)證的閾值可被設(shè)置為當(dāng)與登記用戶不同的人是用戶時處理單元106的認(rèn)證失敗的其它值。例如，用于確定認(rèn)證的閾值可被設(shè)置為通過將通過將匹配得分的最大值與最小值之間的差乘以0.7而獲得的值與得分值的最小值相加所獲得的值。[0055]在本實施例中，被包括生物測量信息的身體部位鏡面反射的光所撞擊的區(qū)域不存在于生物測量圖像上，因此，生物測量圖像上的亮度的不均勻性較小。因此，在生物測量圖像上清楚地表征了生物測量信息，并且根據(jù)本實施例的生物測量認(rèn)證設(shè)備可使用生物測量信息的大部分特征點來進(jìn)行匹配。因此，本實施例的生物測量認(rèn)證設(shè)備可增強(qiáng)認(rèn)證準(zhǔn)確度。
[0056]本文中闡述的所有示例和條件語言旨在用于輔助讀者理解本公開以及發(fā)明人為推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)而貢獻(xiàn)的構(gòu)思的教育目的，并且應(yīng)被解釋為不限于這樣具體闡述的示例和條件，說明書中這樣的示例的構(gòu)成也與示出本公開的優(yōu)勢和劣勢無關(guān)。盡管已詳細(xì)描述了本公開的實施例，但是應(yīng)理解，可以在不背離本公開的精神和范圍的情況下可以對其進(jìn)行各種改變、替換和變更。
【權(quán)利要求】
1.一種生物測量信息圖像捕獲裝置，包括: 圖像捕獲單元，被配置成對包括生物測量信息的身體部位進(jìn)行拍攝，以生成表征所述生物測量信息的生物測量圖像； 至少一個光源，布置在所述圖像捕獲單元的周圍并且被配置成朝向所述圖像捕獲單元的拍攝徂圍照射光；以及 導(dǎo)光構(gòu)件，被布置成在所述圖像捕獲單元的周圍與所述至少一個光源相對并且設(shè)置有位于所述導(dǎo)光構(gòu)件的表面的凹部，與所述至少一個光源相比，所述凹部更靠近所述圖像捕獲單元側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物測量信息圖像捕獲裝置，其中，所述凹部形成在所述導(dǎo)光構(gòu)件側(cè)的與所述至少一個光源相對的表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物測量信息圖像捕獲裝置，其中，所述凹部形成在所述導(dǎo)光構(gòu)件側(cè)的多個表面中的與所述至少一個光源相對的一個表面上，并且所述多個表面中的其它表面被布置成與所述身體部位相對。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物測量信息圖像捕獲裝置，其中，所述凹部是以這樣的方式形成的:使得在入射到所述凹部上的從所述至少一個光源發(fā)出的光線當(dāng)中，與預(yù)定光線的方向相比，所述光線與所述凹部的相交點處的所述凹部的表面的法線傾斜為距所述圖像捕獲單元更遠(yuǎn)，以使所述預(yù)定光線從放置在預(yù)定位置的所述身體部位的表面被鏡面反射以入射在所述圖像捕獲單元上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物測量信息圖像捕獲裝置，其中，所述導(dǎo)光構(gòu)件包括對所述凹部折射的光進(jìn)行擴(kuò)散的擴(kuò)散層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物測量信息圖像捕獲裝置，其中，所述導(dǎo)光構(gòu)件被形成為使得沿著所述圖像捕獲單元的光軸的所述導(dǎo)光構(gòu)件的厚度隨著所述導(dǎo)光構(gòu)件接近所述圖像捕獲單元而變粗。
7.一種生物測量認(rèn)證設(shè)備，包括: 存儲單元，被配置成存儲表示登記用戶的生物測量信息的特征的用于進(jìn)行登記匹配的數(shù)據(jù)； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物測量信息圖像捕獲裝置，被配置成生成表征用戶的生物測量信息的生物測量圖像；以及 處理單元，被配置成根據(jù)所述生物測量圖像生成表示所述用戶的生物測量信息的特征的用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)，并且將所述用于進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)與所述用于進(jìn)行登記匹配的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配以確定所述用戶是否要被認(rèn)證為所述登記用戶。
8.—種生物測量信息圖像捕獲裝置的制造方法，所述制造方法包括: 布置圖像捕獲單元，所述圖像捕獲單元被配置成對包括生物測量信息的身體部位進(jìn)行拍攝以生成表征所述生物測量信息的生物測量圖像； 在所述圖像捕獲單元的周圍布置至少一個光源，所述至少一個光源朝向所述圖像捕獲單元的拍攝范圍照射光；以及 將表面上包括凹部的導(dǎo)光構(gòu)件布置在所述圖像捕獲單元的周圍，以使得所述導(dǎo)光構(gòu)件與所述至少一個光源相對，并且與所述至少一個光源相比，所述凹部位于更靠近所述圖像捕獲單元側(cè)的表面處。
【文檔編號】H04N9/77GK103929566SQ201310697844
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】青木隆浩, 平井由樹雄 申請人:富士通株式會社