靜脈認證裝置的製作方法
2023-05-10 00:53:11
專利名稱:靜脈認證裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對個人進行認證的認證裝置，特別是關於利用生物體的靜脈信息進行認證的技術。
背景技術：
近些年來，對個人信息的安全看得很重要。作為保護安全的個人認證技術，生物統計學認證正在受到關注。生物統計學認證是用人的生物體信息進行認證的技術，具有便利性及機密性的優點。
現有的生物統計學認證技術，是利用指紋、虹膜、語音、面部、手背的靜脈或手指靜脈的認證。特別是利用靜脈的生物統計學認證，使用者只對認證裝置出示手及手指等生物體的一部分就可以認證。因此，利用靜脈的生物統計學認證(靜脈認證裝置)，使用者的心理抗拒感低。另外，由於利用生物體的內部信息，所以防偽性好。
下面，特別對手指靜脈認證裝置進行說明。
首先，手指靜脈認證裝置對手指照射紅外光。這樣，紅外光在手指內部散射後，向外部透射。然後，手指靜脈認證裝置，對從手指的手掌側透射的紅外光進行攝像。
這時，血液中的血紅蛋白也從周圍的組織吸收紅外光，這樣，手指靜脈認證裝置拍攝的圖像，可以看到手指的手掌側的皮下分布的血管(手指靜脈)為暗影的圖形(手指靜脈圖形)。
手指靜脈認證裝置預先登錄好該手指靜脈圖形的特徵。
手指靜脈認證裝置在認證時拍攝使用者所出示的手指圖像。然後，手指靜脈認證裝置，通過求出拍攝的圖像的手指靜脈圖形與預先登錄的特徵間的相關，進行個人認證。
但是，現有的手指靜脈認證裝置是對插入該裝置內部的手指進行攝像。為此，由於使用者必須將手指插入手指靜脈認證裝置閉塞的內部空間，所以有抗拒感。
於是，解決該問題的手指靜脈認證裝置，在(日本)特開2004-265269號公報中有所記載。該手指靜脈認證裝置將照射手指的紅外光光源，設置在手指的兩側面。這樣，使用者只要將手指放在裝置之上就可以認證。
但是，該手指靜脈認證裝置由於需要在手指的側面設置光源的空間，所以存在不能小型化的問題。
另外，具有平面結構的靜脈認證裝置，記載在國際公開2002/099393號手冊中。
但是，該靜脈認證裝置將光源設置在對攝影的靜脈來說與攝像元件相同的面上。
發明內容但是，在與攝像元件相同的面上設置光源的靜脈認證裝置，也拍攝了由手指皮膚表面反射的光。因此，該靜脈認證裝置的問題是不能鮮明地拍攝靜脈圖形。
本發明是鑑於上述的問題而提出的，其目的在於提供靜脈認證裝置，可以拍攝鮮明靜脈圖形，且可以小型化。
本發明的靜脈認證裝置，包括放置被攝像的生物體的接口、發出紅外光的光源、通過來自上述光源的光對該生物體的血管圖像進行攝像的攝像部、及對由上述攝像部拍攝的血管圖像進行處理的圖像運算部，其中，上述接口設置有在上述攝像部的攝像方向開口的開口部；上述光源從上述生物體的攝像側對上述生物體照射紅外光；具有遮蔽紅外光的遮光部，以便使從上述光源放射的紅外光不朝向上述攝像方向。
本發明的靜脈認證裝置，可以鮮明地拍攝靜脈圖形且可以小型化的。
圖1是本發明第1實施方式的認證系統構成圖。
圖2是本發明第1實施方式的認證處理部的存儲器方框圖。
圖3A是本發明第1實施方式的輸入裝置的側視圖。
圖3B是本發明第1實施方式的輸入裝置的正視圖。
圖3C是本發明第1實施方式的輸入裝置的俯視圖。
圖4A是本發明第1實施方式的手指放置臺的形狀的效果說明圖。
圖4B是本發明第1實施方式的手指放置臺的形狀的效果說明圖。
圖5A是本發明第1實施方式的手指放置臺的形狀的效果說明圖。
圖5B是本發明第1實施方式的手指放置臺的形狀的效果說明圖。
圖6是本發明第1實施方式的距光源的距離和手指靜脈圖形的圖像的亮度值間關係的說明圖。
圖7是本發明第1實施方式的認證處理部的認證處理流程圖。
圖8A是本發明第1實施方式的攝像裝置拍攝的手指靜脈說明圖。
圖8B是本發明第1實施方式的攝像裝置拍攝的圖像說明圖。
圖8C是本發明第1實施方式的認證處理部變換的特徵數據說明圖。
圖9是本發明第1實施方式的認證處理部的特徵數據貼合處理的說明圖。
圖10是本發明第2實施方式的輸入裝置的側視圖。
圖11A是本發明第3實施方式的輸入裝置的俯視圖。
圖11B是本發明第3實施方式的輸入裝置的光源說明圖。
圖11C是本發明第3實施方式的輸入裝置的正視圖。
圖12是本發明第4實施方式的輸入裝置的正視圖。
圖13是本發明第5實施方式的輸入裝置的側視圖。
圖14是本發明第6實施方式的輸入裝置的側視圖。
圖15是本發明第6實施方式的距光源的距離和手指靜脈圖形的圖像的亮度值間關係的說明圖。
圖16A是本發明第6實施方式的手指根部一側光源強時拍攝的圖像說明圖。
圖16B是本發明第6實施方式的手指尖一側光源強時拍攝的圖像說明圖。
圖16C是本發明第6實施方式的認證處理部合成的圖像說明圖。
圖17A是本發明第7實施方式的信息便攜終端的說明圖。
圖17B是本發明第7實施方式的信息便攜終端上安裝的輸入裝置的側視圖。
圖18A是本發明第8實施方式的信息便攜終端的說明圖。
圖18B是本發明第8實施方式的信息便攜終端上安裝的輸入裝置的正視圖。
圖19A是本發明第9實施方式的門把手的說明圖。
圖19B是本發明第9實施方式的安裝在門把手上的輸入裝置的側視圖。
圖20A是本發明第10實施方式的探針型的認證裝置。
圖20B是本發明第10實施方式的用於探針型認證裝置上的輸入裝置的側視圖。
具體實施方式下面，參照本發明的實施方式。在本實施方式中特別說明手指的靜脈認證裝置，但對手掌等其他生物體也可適用。
(第1實施方式)圖1是本發明第1實施方式的認證系統構成圖。
認證裝置包括輸入裝置2、認證處理部10、存儲裝置14、顯示部15、輸入部16、揚聲器17及圖像輸入部18。
輸入裝置2將在圖3A、圖3B及圖3C中敘述。另外，輸入裝置2包括光源23及攝像裝置29。
光源23例如是紅外線LED，對輸入裝置2上出示的手指1照射紅外光。攝像裝置29對輸入裝置2上出示的手指1進行攝像。
圖像輸入部18將由輸入裝置2的攝像裝置29拍攝的圖像輸入到認證處理部10。
認證處理部10包括CPU11、存儲器12及接口(IF)13。
CPU11通過執行存儲器12中所存儲的程序，進行各種處理。存儲器12將在圖2中敘述，用於存儲CPU執行的程序。另外，存儲器12對圖像輸入部18輸入的圖像進行暫時存儲。
接口13與認證處理部10的外部裝置相連接。具體地說，接口13與輸入裝置2、存儲裝置14、顯示部15、輸入部16、揚聲器17或圖像輸入部18等相連接。
存儲裝置14預先存儲使用者的對照數據。對照數據是用於對照使用者的信息，例如是手指靜脈圖形的圖像等。手指靜脈圖形的圖像是將手指的手掌側的皮下分布的血管(手指靜脈)以暗影的圖形拍攝的圖像。
顯示部15例如是液晶顯示器等，顯示從認證處理部10接收的信息。
輸入部16例如是鍵盤等，將使用者輸入的信息發送給認證處理部10。揚聲器17用語音發送從認證處理部10接收的信息。
下面對本實施方式的認證系統的認證處理進行說明。
首先，要求認證的使用者將手指1出示到輸入裝置2上，這時，在輸入裝置2上設置的光源23，對手指1照射紅外光。該紅外光在手指1的內部向所有方向散射。
輸入裝置2上設置的攝像裝置29，對從手指的手掌側出來的紅外光進行攝像。然後，攝像裝置29通過圖像輸入部18將拍攝的圖像輸入到認證處理部10。
這時，認證處理部10將所輸入的圖像存儲在存儲器12中。然後，從存儲器12中存儲的圖像中抽取特徵數據。
然後，認證處理部10從存儲裝置14中取得預先存儲在存儲裝置14中的認證數據。認證處理部10也可以從存儲裝置14中只取得對應於從輸入部16輸入的信息(例如，使用者ID等)的認證數據。然後，將取得的認證信息存儲在存儲器12中。
然後，認證處理部10對抽取的特徵數據和從存儲裝置14中取得的認證數據進行對照。具體的說，通過計算特徵數據和認證數據的相關值，確定在輸入裝置2上出示手指的人物。
然後，認證處理部10進行對應已確定的人物的處理。
通過以上的步驟，本實施方式的認證系統認證使用者。
圖2是本發明第1實施方式的認證處理部10的存儲器12的方框圖。
存儲器12用於存儲手指檢測程序121、光量控制程序122、特徵抽取程序123、特徵數據貼合程序124及特徵對照程序125等。
手指檢測程序121判斷在輸入裝置2上是否放置了手指1。
光量控制程序122控制光源23的光量。
特徵抽取程序123從攝像裝置29拍攝的圖像中抽取特徵數據。
特徵數據貼合程序124，對由特徵抽取程序123抽取的特徵數據和過去抽取的特徵數據進行貼合。
特徵對照程序125對由特徵數據貼合程序124貼合的特徵數據和存儲裝置14中存儲的認證數據進行對照。
圖3A是本發明第1實施方式的輸入裝置2的側視圖。圖3B是本發明第1實施方式的輸入裝置2的正視圖。圖3C是本發明第1實施方式的輸入裝置2的俯視圖。
本實施方式的輸入裝置2，以掃描型手指靜脈認證裝置為例進行說明。掃描型手指靜脈認證裝置，通過使用者移動手指1，對手指1的全體進行攝像。
在輸入裝置2的上部，設置2個手指放置臺25，作為設置攝像對象生物體的接口。另外，2個手指放置臺25設置有開口部30。
開口部30隻要是對紅外光透明即可，既可以只是空間，也可以是對紅外光透明的構件。開口部30使手指1的長度方向的寬度比手指1的長度短。這樣，可以使輸入裝置2小型化。
手指放置臺25既可以與輸入裝置2一體構成，也可以與輸入裝置2分別構成。放置臺25是對紅外光不透明的材質。
另外，放置臺25是與手指1形狀配合的曲線形狀(例如參照圖3B)。手指放置臺25是中央凹陷的形狀。
這樣，使用者就可以將手指放在規定的位置。而且，使用者可以穩定地移動手指1。結果，可以提高本實施方式的認證系統的認證精度。
手指放置臺25也可以不是具有曲線凹陷的形狀，而是平面的形狀。這時，手指放置臺25沒有凹凸。這樣可以將輸入裝置2的上部做成平面結構。手指放置臺25是認證時出示手指的接口的一例。接口只要是認證時出示手指1的場所，任何形狀都可以。
在手指放置臺25的下部設置有光源23。光源23對手指1照射紅外光。光源23以與攝像裝置29的攝像方向320大體平行的方向作為光軸231進行發光。攝像方向320是攝像裝置29拍攝的光軸方向。
在本說明圖中，光源23在各放置臺25的下部，在與手指1的長度方向大體垂直的方向排列設置4個。光源23隻要以足夠強度照射手指1，幾個都可以。
不過，光源23通過在與手指1的長度方向大體垂直的方向排列設置多個，可以以同樣的亮度照射手指1的全體。還可以減小輸入裝置2的手指1的長度方向的寬度。也可以不是將多個光源23排列設置，而是將一個細長形狀的光源23設置在與對手指長度方向大體垂直的方向。
另外，認證處理部10的CPU11，通過執行光量控制程序122，控制光源23發出的紅外光光量。例如，當關節部分放在手指放置臺25上時，認證處理部10將光量調弱。而當手指的粗的部分放在手指放置臺25上時，將光量調強。
認證處理部10也可以將所有的光源23控制在同一光量。這時，認證處理部10隻要用一個電流控制光源23即可。從而可以以低的成本作成認證系統。
另外，認證處理部10也可以將各個光源23控制為不同的光量。這時，認證處理部10以不同的多個電流控制光源23。這樣，認證系統的成本會變大。但是，由於各個光源23以適當的光量發光，所以攝像裝置29可以拍攝亮度均勻的鮮明圖像。
另外，認證裝置10也可以通過手指1根部側的手指放置臺25上設置的光源23、及手指尖部側的手指放置臺25上設置的光源23，控制成不同的光量。這時，認證處理部10隻要以兩個電流控制光源23即可。這樣，可以以低的成本作成認證系統。攝像裝置29還可以拍攝亮度均勻的鮮明圖像。
另外，光源23也可以在手指1的長度方向排列設置多個。
光源23也可以呈面狀配置多個。這時，認證處理部10將距離開口部30遠的光源23的光量加強，而將距離開口部30近的光源23的光量減弱。這樣，攝像裝置29可以拍攝亮度均勻的鮮明圖像。
在開口部30上設置丙烯板34。丙烯板34是對紅外光透明的材質。丙烯板34用於防止手指及包括塵埃等異物進入輸入裝置2的內部。
在開口部30的上部兩側，設置遮光構件32。遮光構件32用於防止外部光對開口部30的侵入。例如，遮光構件32設置成覆蓋手指1的兩側。
當外部光影響少時，不需要遮光構件32。另外，當輸入裝置2的上部需要平面結構時，也不需要遮光構件32。
在輸入裝置2的內部，設置攝像裝置29及紅外透射濾光器27。
紅外透射濾光器27設置在丙烯板34和攝像裝置29之間。紅外透射濾光器27隻透射紅外光。
攝像裝置29對從輸入裝置2的外部通過開口部30、丙烯板34、紅外透射濾光器27的紅外光進行攝像。攝像裝置29在開口部30的正下方且朝上設置。
在輸入裝置2的內部也可以設置反射鏡等。這時，攝像裝置29可以在任意位置及任意朝向設置。這時，輸入裝置2可以使高度降低。其原因是由反射鏡變更從開口部30進入的紅外光進路，可以調節開口部30和攝像裝置29的距離的緣故。
另外，平面的感光元件也可以設置在開口部30。感光元件用於檢測紅外光。這時，輸入裝置2由於可以省略丙烯板34、紅外透射濾光器27及攝像裝置29，所以可以平面化。
下面，說明輸入裝置2的處理。
首先，要求認證的使用者將手指1出示在手指放置臺25的上部。這時，光源23對手指1照射紅外光。該紅外光在手指內部向所有方向散射。為此，在手指內部散射的紅外光的一部分到達開口部30的上方附近。到達開口部上方附近的紅外光的一部分行進到手指1的外部。
然後，行進到手指1外部的紅外光，通過開口部30、丙烯板34、紅外透射濾光器27，到達攝像裝置29。攝像裝置29對到達的紅外光進行攝像。
由攝像裝置29攝像的紅外光，從手指1的內部透射手指1的手掌側的表面。因此，由攝像裝置29攝像的紅外光，包含由於透射手指靜脈而衰減的弱部分、及由於透射沒有手指靜脈部分而未衰減的強部分。即，由攝像裝置29攝像的紅外光包含由指靜脈產生的對比度的差。
從而，攝像裝置29通過對該紅外光進行攝像，可以取得位於開口部30正上方的手指1部分區域(被攝像部分)的手指靜脈圖形的圖像。
本實施方式的輸入裝置2的開口部30，使手指長度方向的寬度窄。為此，使用者在將手指1放在手指放置臺25上部的狀態，使手指1在手指1的長度方向移動。這時，輸入裝置2的攝像裝置29連續拍攝被攝像部分。而且，認證處理部10通過對由攝像裝置29攝像的多個圖像進行合成，取得手指1的手指靜脈圖形的全體圖像。
輸入裝置2的攝像裝置29為了鮮明地拍攝被攝像部分的手指靜脈圖形的圖像，希望滿足以下的光學條件。
第一，攝像裝置29不拍攝手指1的皮膚表面反射的紅外光。其次，攝像裝置29不拍攝未到達手指靜脈存在的深度而散射的紅外光。
當不滿足該光學條件時，不包含手指靜脈圖形信息的紅外光，使手指靜脈圖形的對比度降低。進而，手指靜脈圖形的圖像會包含手指1的皮膚表面的紋理等不需要的信息，使之變得不鮮明。
為了滿足該光學條件，手指放置臺25設置在光源23和開口部30之間。另外，手指放置臺25是對紅外光不透明的材質。
光源23具有擴展性(指向性)，發出紅外光。因此，當手指放置臺25是對紅外光透明的材質時，從光源23發出的紅外光就會直接到達開口部30上方的被攝像部分。而且，直接到達被攝像部分的紅外光，由於由被攝像部分的皮膚表面反射，到達攝像裝置29，所以不滿足光學條件。因此，手指放置臺25必須是對紅外光不透明的材質。
另外，輸入裝置2的內壁、濾光器27、攝像裝置29及丙烯板34，希望是不反射紅外光的材質。其原因是從手指1內部向外部行進的紅外光，由輸入裝置2的內部反射，不會再度到達手指1的表面的緣故。
進而，為了滿足該光學條件，手指放置臺25將光源23的開口部30一側的上部覆蓋一半以上。這樣，攝像裝置29在幾乎不會受到因到達不了手指靜脈存在的深度而散射的紅外光(例如，在手指1表面附近散射的紅外光)的影響的情況下，可以拍攝手指靜脈圖形的圖像。
下面說明其原因。
圖4A是本發明第1實施方式的手指放置臺25的形狀的效果說明圖。
在本說明圖中，手指放置臺25覆蓋光源23的開口部30一側的上部一半以上。這樣，從光源23發出的紅外光朝向開口部30相反一側。
手指放置臺25隻要設置成從光源23發出的紅外光的擴展不包含攝像方向320即可。即，手指放置臺25設置成從光源23發出的紅外光所有成分都朝向開口部30的相反一側。從光源23發出的紅外光擴展只在邊界線322之間的範圍。攝像方向320是攝像裝置29攝像的光軸方向。
在本實施方式中，光源23以與攝像方向320大體平行的方向為光軸進行發光。
下面，對此時的紅外光路徑進行說明。
首先，從光源23發出的紅外光到達手指1。這時，到達手指1的紅外光一部分，由手指1的皮膚表面進行反射。該紅外光的一部分行進到手指1的內部。
由手指1的皮膚表面反射的紅外光，由於被手指放置臺25遮住，所以不會到達開口部30的上部。
行進到手指1內部的紅外光的一部分326，在未到達手指靜脈62存在的深度就散射。另外，該紅外光的一部分324到達手指靜脈62存在的深度後進行散射。
未到達手指靜脈62存在的深度就散射的紅外光326，變更行進方向。但是，在該紅外光326中到達開口部30上部的紅外光非常少。其原因是由於行進到手指1的紅外光幾乎所有成分都朝向開口部30相反一側的緣故。
到達手指靜脈62存在的深度後進行散射的紅外光324的一部分被手指靜脈62吸收。該紅外光324的一部分到達開口部30的上部。這樣，該紅外光324在保持手指靜脈圖形信息的同時，到達開口部30的上部。
從而，攝像裝置29通過對該紅外光324進行攝像，可以拍攝手指靜脈圖形的圖像。這時，攝像裝置29受到未到達手指靜脈62存在的深度就散射的紅外光326及由手指1的皮膚表面反射的紅外光的影響非常少，可以拍攝手指靜脈圖形的圖像。
圖4B是本發明第1實施方式的手指放置臺25的形狀的效果說明圖。
在本說明圖中，手指放置臺251與本實施方式的手指放置臺25不同，在光源23的上部不存在遮光構件。通過說明該手指放置臺251時的紅外光路徑，與本實施方式的手指放置臺25進行對比。
這時，從光源23發出的紅外光的擴展，是邊界線327間的範圍，包含攝像方向320。即，從光源23發出的紅外光包含朝向開口部30一側的成分。
下面，對這時的紅外光的路徑進行說明。
紅外光的路徑除了未到達手指靜脈62存在的深度就散射的紅外光326路徑之外，與手指放置臺25時的紅外光路徑(圖4A)相同。對於紅外光相同的路徑，其說明予以省略。
本說明圖中，從光源23發出的紅外光包含朝向開口部30一側的成分。因此，未到達手指靜脈62存在的深度就散射的紅外光326的一部分，到達了開口部30的上部。
即，當手指放置臺251不覆蓋光源23的上部時，攝像裝置29在手指靜脈圖形的圖像攝像時，將受到未到達手指靜脈62存在的深度就散射的紅外光326的影響。因此，攝像裝置29不能鮮明地拍攝手指靜脈圖形的圖像。
與此相比，當手指放置臺25覆蓋光源23開口部30一側上部一半以上時，攝像裝置29由於幾乎不受未到達手指靜脈62存在的深度就散射的紅外光326的影響，所以可以鮮明地拍攝手指靜脈圖形的圖像。
本實施方式的輸入裝置2是掃描型認證裝置。使用者在手指放置臺25的上部放置手指1的狀態，在手指1的長度方向移動手指1。但是，當使用者移動手指1時，手指1會從手指放置臺25離開，這時也通過手指放置臺25覆蓋光源23的開口部30一側的上部一半以上，攝像裝置29可以鮮明地拍攝手指靜脈圖形的圖像。
以下說明該理由。
圖5A是本發明第1實施方式的手指放置臺25的形狀的效果說明圖。
在本說明圖中，手指放置臺25覆蓋光源23的開口部30一側的上部一半以上。這樣，從光源23發出的紅外光朝向開口部30相反一側。
手指放置臺25隻要設置成從光源23發出的紅外光的擴展不包含攝像方向320即可。即，手指放置臺25設置成從光源23發出的紅外光所有成分都朝向開口部30的相反一側。從光源23發出的紅外光擴展只在邊界線322之間的範圍。攝像方向320是攝像裝置29攝像的光軸方向。
下面，對此時的紅外光路徑進行說明。
首先，從光源23發出的紅外光到達手指1。這時，到達手指1的紅外光的一部分342，由手指1的表面進行反射。該紅外光的一部分342行進到手指1的內部。
行進到手指1內部的紅外光324的路徑，與圖4A說明的紅外光路徑相同，因此其說明予以省略。
另一方面，由手指1表面反射的紅外光342，變更行進方向。但是，在該紅外光342中到達開口部30上部的紅外光非常少。其原因是到達手指1的紅外光朝向開口部30相反一側的緣故。即，由手指1表面反射的紅外光342幾乎所有成分都朝向開口部30相反一側行進的緣故。
圖5B是本發明第1實施方式的手指放置臺25的形狀的效果說明圖。
在本說明圖中，手指放置臺251與本實施方式的手指放置臺25不同，在光源23的上部不存在遮光構件。通過說明該手指放置臺251時的紅外光路徑，與本實施方式的手指放置臺25進行對比。
這時，從光源23發出的紅外光的擴展，是邊界線327間的範圍，包含攝像方向320。即，從光源23發出的紅外光包含朝向開口部30一側的成分。
下面，對這時的紅外光的路徑進行說明。
紅外光的路徑除了由手指1表面反射的紅外光342之外，與手指放置臺25時的紅外光路徑(圖5A)相同。對於紅外光相同的路徑，其說明予以省略。
本說明圖中，從光源23發出的紅外光包含朝向開口部30一側的成分。因此，由手指1表面反射的紅外光342的一部分，到達了開口部30的上部。
即，當手指放置臺251不覆蓋光源23的上部時，攝像裝置29在手指靜脈圖形的圖像攝像時，將受到由手指1表面反射的紅外光342的影響。因此，攝像裝置29不能鮮明地拍攝手指靜脈圖形的圖像。
與此相比，當手指放置臺25覆蓋光源23的開口部30一側上部一半以上時，攝像裝置29由於幾乎不受手指1表面反射的紅外光342的影響，所以可以鮮明地拍攝手指靜脈圖形的圖像。
即，為了從開口部30躲開光源23發出的紅外光的擴展，所以，手指放置臺25需要覆蓋光源23的上部。
也可以不覆蓋光源23的上部，充分擴寬手指放置臺25的寬度。這時輸入裝置2變大，但是攝像裝置29可以使未到達手指靜脈62存在的深度就散射的紅外光326、及由手指1的皮膚表面反射的紅外光的影響非常少，拍攝手指靜脈圖形的圖像。
下面，說明由攝像裝置29攝像的手指靜脈圖形的圖像。
圖6是本發明第1實施方式的距光源23的距離和手指靜脈圖形的圖像的亮度值間關係的說明圖。
本說明圖中所示的曲線，表示距光源23的距離和手指靜脈圖形的圖像的亮度值間的關係。
首先，說明不改變光源23發出的紅外光光量的情況。
當距光源23的距離近時，圖像的亮度值高。而且隨著距光源23的距離漸遠，圖像的亮度值下降。在距光源23的距離較近的位置，當距光源23漸遠時，圖像的亮度值急驟下降。而在距光源23較遠的位置，即使距光源23漸遠，圖像的亮度值也緩慢下降。
亮度值可分成高亮度區域184、可視區域186或低亮度區域188中的任意一個。
當亮度值在高亮度區域184範圍內時，認證處理部10不能從圖像取得手指靜脈圖形的信息。其原因是該圖像已經光飽和的緣故。
而當亮度值在可視區域186的範圍內時，認證處理部10可以從圖像取得手指靜脈圖形的信息。
當亮度值在低亮度區域188範圍內時，認證處理部10不能從圖像取得手指靜脈圖形的信息。其原因是該圖像中光太弱的緣故。
即，可視區域186是攝像裝置29可以檢測光的強弱的範圍。高亮度區域184及低亮度區域188是攝像裝置29不能檢測光的強弱的範圍。
然後，當加強光源23發出的紅外光光量時，表示圖像的亮度值的曲線向右上的方向移動。即，當加強光源23的光量時，可視區域186的位置遠離光源23。
另一方面，當減弱光源23發出的紅外光光量時，表示圖像的亮度值的曲線向左下的方向移動。即，當減弱光源23的光量時，可視區域186的位置接近光源23。
本說明圖是手指1根部一側的光源23產生的圖像的亮度值。手指尖一側由光源23產生的圖像的亮度值，變成將本說明圖的曲線左右反轉的曲線。
而且，手指1的根部一側的光源23及手指尖一側的光源23產生的圖像的亮度值，變成將這兩個曲線重疊起來的曲線。
在本實施方式中，開口部30的寬度比可視區域186足夠窄。這樣，通過調整光源23發出的紅外光光量，可以使開口部30的全區域包含在可視區域186之內。
另外，光源23也可以設置在手指1的根部一側或者手指尖一側的某個上。即使此時，也由於開口部30的寬度比可視區域186足夠窄，所以可以使開口部30的全區域包含在可視區域186內。在沒有光源23的一側，既可設置手指放置臺25，也可以不設置。
但是，通過將手指放置臺25也設置在沒有光源的一側，可以抑制手指1移動的偏離。另一方面，輸入裝置2通過省略手指1的根部一側或手指尖一側中的一個手指放置臺25及光源23，可以更加小型化。
當不能使開口部30的寬度包含在可視區域186中時，使光源23發出的紅外光光量連續變化。然後攝像裝置29分別在每個光量下拍攝圖像。認證處理部10通過對由攝像裝置29拍攝的這些圖像進行合成，取得開口部30的寬度的全體圖像。
圖7是本發明第1實施方式的認證處理部10的認證處理流程圖。
首先，認證處理部10通過進行手指檢測處理(S100)，判斷在手指放置臺25上是否放置了手指1(S110)。
例如，利用從接觸傳感器、溫度傳感器、電阻傳感器及介電常數傳感器等輸出的信息，判斷在手指放置臺25上是否放置了手指1。另外，也可以利用由攝像裝置29拍攝的圖像，判斷在手指放置臺25上是否放置了手指1。
下面具體說明利用由攝像裝置29拍攝的圖像的情況。這時，由於不需用傳感器，所以可以以低成本構築認證系統。
這時，光源23以一定的周期點亮。攝像裝置29以比光源23點亮的周期更短的周期拍攝圖像。然後，攝像裝置29將拍攝的圖像發送給認證處理部10。
首先，認證處理部10從攝像裝置29接收圖像。然後，求出接收的圖像的亮度值。然後，通過對連續接收的圖像的亮度值進行比較，求出圖像的亮度值的變化量。並且，根據求得的圖像的亮度值的變化量，判斷在手指放置臺25上是否放置了手指1。
具體地說，當圖像的亮度值的變化量小於閾值時，判斷為在手指放置臺25上未放置手指1。其原因是當手指放置臺25上未放置手指1時，從光源23發出的紅外光不到達攝像裝置29的緣故。
另一方面，當圖像的亮度值的變化量在閾值以上時，判斷為手指放置臺25上放置了手指1。其原因是當在手指放置臺25上放置手指1時，從光源23發出的紅外光在手指1的內部散射，到達攝像裝置29的緣故。
當判斷手指放置臺25上未放置手指1時，由於沒必要進行認證處理，所以返回步驟S100。
另一方面，當判斷在手指放置臺25上放置了手指1時，進行光量控制處理(S120)。
具體地說，控制光源23的光量，使由攝像裝置29拍攝的圖像的亮度值接近目標值。目標值是靜脈部分和其他組織部分的對比度差最大時的亮度值。目標值是與手指的形狀及粗細無關的固定值。
下面，說明認證處理部10對手指尖一側的光源23和手指1的根部一側的光源23分別進行控制的情況。
認證處理部10從攝像裝置29接收圖像。然後，求出接收的圖像手指尖一側的半面的平均亮度值及該圖像的手指1的根部一側的半面的平均亮度值。
然後，根據求出的平均亮度值，控制光源23的光量。具體地說，控制手指尖一側的光源23的光量，使手指尖一側反面的平均亮度值接近目標值。另外，控制手指1根部一側的光源23的光量，使手指1根部一側反面的平均亮度值接近目標值。
認證處理部10在對圖像的亮度值進行反饋的同時，增減光源23的光量，使亮度值接近目標值。這時，使光源23的光量增減的值，既可以是固定值，也可以根據收斂狀況變化。另外，認證處理部10也可以根據攝像裝置29的特性，推測使圖像的亮度值接近目標值的光量，並使光源23發出推測的光量。
接著，進行特徵抽取處理(S130)。特徵抽取處理將在後面用圖8A、圖8B及圖8C敘述，從由攝像裝置29拍攝的圖像中抽取特徵數據。
然後，進行特徵數據貼合處理(S140)。特徵數據貼合處理將在後面用圖9敘述，將抽取的特徵數據和過去的特徵數據進行貼合。
然後，判斷貼合的特徵數據的大小是否在閾值以上(S150)。該閾值是在對照時所需要的特徵數據的大小。
具體地說，在特徵數據貼合處理(S140)中，可以求出手指1的移動量。而且，根據求出的手指1的移動量，判斷特徵數據的大小是否在閾值以上。
當特徵數據的大小小於閾值時，由於不進行特徵對照處理，所以返回步驟120。
而當特徵數據的大小在閾值以上時，進行特徵對照處理(S160)。
在步驟S150中，也可以一起判斷手指1的移動速度是否比閾值慢。這時，當特徵數據的大小在閾值以上，且手指1的移動速度比閾值慢時，進行特徵對照處理(S160)。
由於手指長度不同，手指的移動量各不相同，所以即使特徵數據的大小超過了閾值，有時還可以移動手指1。這時，在手指1停止或剛停止之前繼續取出特徵數據。而且，到最大限度的大小為止取得特徵數據的時刻，開始特徵對照處理(S160)。這樣，可以進一步提高識別率。
具體地說，對在步驟S140貼合的特徵數據和在存儲裝置14中存儲的認證數據進行對照。
例如，計算出特徵數據和認證數據的類似度。而且，當計算出的類似度在閾值以上時，認證對應於該認證數據的人物。
然後，結束認證處理。
由特徵數據貼合處理(S140)貼合的特徵數據，有可能產生失真。這時，認證處理部10採用考慮了失真的對照方法，進行特徵對照處理(S160)。
考慮了失真的對照方法，包括一邊對圖像進行放大或縮小，一邊對照的方法、及將圖像分割成多個，並對在各區域獨立對照的結果進行綜合判斷的方法等。在一邊對圖像進行放大或縮小一邊對照的方法中，通過提高手指1的長度方向的伸縮率，適當補償手指1移動方向的失真。
下面，對認證處理部10的特徵抽取處理(S130)進行說明。
圖8A是本發明第1實施方式的攝像裝置29拍攝的手指靜脈62的說明圖。
手指靜脈62分布在手指1的全區域。攝像裝置29對開口部30出示的手指1進行攝像。即，攝像裝置29對開口部30的範圍所包含的手指靜脈62進行攝像。
圖8B是本發明第1實施方式的攝像裝置29拍攝的圖像64的說明圖。
圖像64是由攝像裝置29拍攝的圖像。在圖像64中，映現出開口部30的範圍所包含的手指1及手指靜脈62。
認證處理部10從由攝像裝置29拍攝的圖像64中抽取開口部30的範圍。
開口部30的範圍，既可以預先設定，也可以由認證處理部10自動判斷。
在此，對認證處理部10自動測量開口部30的範圍的方法進行說明。
認證處理部10通過攝像裝置29拍攝的圖像上的亮度差，判斷開口部30的範圍。該圖像是在光源23發光、且手指1放在手指放置臺25上的狀態下拍攝的圖像。
然後，認證處理部10從抽取的開口部30範圍的圖像中，抽取手指靜脈圖形的圖像。
具體地說，採用一般的圖像處理方法，抽取靜脈圖形的圖像。一般的圖像處理方法，是暗線的追蹤方法、用濾光器處理的線圖形強調方法或根據圖像的亮度輪廓曲線的曲率的線圖形抽取方法等。
認證處理部10也可以對抽取的開口部30範圍的圖像進行手指輪廓檢測處理之後，抽取手指靜脈圖形的圖像。手指輪廓檢測處理是通過區別手指區域和除此之外的區域，檢測手指1的輪廓。認證處理部10通過預先進行手指輪廓檢測處理，可以高精度抽取手指輪廓圖形的圖像。
具體地說，採用一般的圖像處理的方法，檢測手指1的輪廓。一般的圖像處理方法，是邊緣強調處理或輪廓追蹤處理等。
例如，認證處理部10控制光源23的點滅。這時，攝像裝置29對光源23點亮時的圖像及光源23熄滅時的圖像進行攝像，輸入到認證處理部10。
認證處理部10從所輸入的光源23點亮時的圖像及光源熄滅時的圖像，求出各亮度值。然後，檢測出光源23點亮時圖像的亮度值和光源23熄滅時的亮度值的差大的區域作為手指區域。這樣，認證處理部10通過對光源23點亮時的圖像及光源23熄滅時的圖像進行比較，可以穩定地檢測出手指1的輪廓。
此外，也可以用以下的方法檢測手指1的輪廓。攝像裝置29對手指1一個側面的光源23光量強、且相反的側面側的光量弱的狀態的圖像進行攝像。然後，攝像裝置29對交換了光源23的光量強弱的狀態的圖像進行攝像。攝像裝置29將拍攝的這些圖像輸入到認證處理部10。
認證處理部10檢測所輸入的這些圖像的亮度值差大的區域作為手指區域。
接著，認證處理部10將抽取的手指靜脈圖形的圖像變換成特徵數據。
圖8C是本發明第1實施方式的認證處理部10變換的特徵數據66說明圖。
特徵數據66是與存儲裝置14中存儲的對照數據進行對照中使用的信息。
特徵數據66表示圖像上的位置(x座標)和亮度值的對應關係。x軸是與手指1的長度方向大體成垂直的方向。本說明圖的特徵數據66是關於圖像64(圖8B)上的區域65的數據。
特徵數據66有多個極小點68。極小點68是手指靜脈的位置。其原因是由於手指靜脈內的血液吸收從光源23發出的紅外光的緣故。
另外，特徵數據既可以是模板匹配中使用的手指靜脈圖形的圖像，也可以是線段的結構信息。線段的結構信息包含手指靜脈的分支點及端點的信息，是有關手指靜脈信息抽象化的信息。
下面，對認證處理部10的特徵數據貼合處理(S140)進行說明。
圖9是本發明第1實施方式的認證處理部10的特徵數據貼合處理(S140)的說明圖。
在本說明圖中，特徵數據以模板匹配中使用的手指靜脈圖形的圖像為例進行說明。即使特徵數據是包含線段結構信息等的其他信息也同樣。
認證處理部10對由特徵抽取處理(S130)抽取的特徵數據進行貼合。在此，對認證處理部10將從幀N的圖像64抽取的特徵數據80，貼合在從幀1到幀N-1的圖像中抽取的特徵數據82上的情況進行說明。此處，幀N表示由攝像裝置29拍攝的圖像的順序號。將攝像裝置29對手指1最初拍攝的圖像定為幀1。
首先，認證處理部10一邊移動從幀N的圖像64抽取的特徵數據80的位置，一邊重疊在從幀N-1之前的圖像抽取的特徵數據82上。
然後，認證處理部10在移動特徵數據80的各位置上，求出幀N的特徵數據80和幀N-1之前的特徵數據82的一致性。然後，根據求出的特徵數據的一致性，求出手指1的偏離量。將從幀N-1的位置移動該偏離量的位置，定為從幀N的圖像64抽取的特徵數據80的位置。
也可以採用觀測手指1表面紋理的方法或觀測手指1輪廓的方法等，求出手指1的偏離量。通過並用這樣的方法，可以高精度地求出手指1的偏離量。
在此，認證處理部10存儲貼合了幀N-1之前的特徵數據的位置88左上端的座標92。認證處理部10移動幀N的特徵數據80的位置，使幀N的特徵數據80位置的左上端的座標90進入以該座標92為中心的規定範圍內。
這時，認證處理部10限定了移動特徵數據80的位置，所以可減輕手指1偏離量計算的負擔。
幀N的圖像和幀N-1的圖像是連續拍攝的圖像，在位置上沒有大的變化。因此，認證處理部10即使限定移動特徵數據80的位置，也不會產生問題。
一決定幀N的特徵數據80的位置，認證處理部10就對幀N的特徵數據80和幀N-1之前的特徵數據82進行貼合。
具體地說，採用一般的圖像貼合方法，對幀N的特徵數據80和幀N-1之前的特徵數據82進行貼合。一般的圖像貼合方法是覆蓋特徵圖形的方法、取特徵圖形平均值的方法或取特徵圖形的多個的方法等。
如上所述，認證處理部10通過進行貼合處理(S140)，可以取得手指1全體的靜脈圖形。
(第2實施方式)本發明的第2實施方式，在輸入裝置2中，具有反射光源。
本發明第2實施方式的認證系統構成，除了輸入裝置2之外，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，本發明的第2實施方式的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
圖10是本發明第2實施方式的輸入裝置2的側視圖。
第2實施方式的輸入裝置2具有反射光源102。除此之外的構成與第1實施方式的輸入裝置(圖3A、圖3B及圖3C)相同。相同的構成加有相同標號，其說明予以省略。
在本說明圖中，反射光源102設置在輸入裝置2內部的攝像裝置29附近。另外，反射光源102朝向開口部30的方向設置。這樣，反射光源102對手指1的被攝像部照射紅外光。
反射光源102隻要能對手指1的被攝像部照射紅外光，也可以設置在輸入裝置2的內部任意的地方。另外，反射光源102也可以在輸入裝置2的內部設置多個。
當反射光源102照射手指1的被攝像部時，攝像裝置29對手指1的表麵皮膚反射的紅外光進行攝像。即，攝像裝置29可以對手指1的表面的圖像進行攝像。
認證處理部10可以採用由攝像裝置29拍攝的手指1的表面的圖像，可以取得種種信息。
例如，認證處理部10從由攝像裝置29拍攝的圖像求出手指放置臺25上出示的物體的反射率。然後，根據求出的反射率，可以判斷所出示的物體是否是手指1。
此外，認證處理部10，可以從由攝像裝置29拍攝的圖像中，抽取手指1表面紋理的信息。然後，根據抽取的紋理信息可以求出手指1的移動量。
當光源23熄滅且反射光源102點亮時，攝像裝置29拍攝手指1表面的圖像。而當光源23點亮且反射光源102熄滅時，攝像裝置29拍攝手指靜脈圖形的圖像。
本實施方式的輸入裝置2是掃描型手指靜脈認證裝置。這樣，手指1在手指放置臺25上移動。
這樣，認證處理部10交替點亮反射光源102和光源23。然後，攝像裝置29按照反射光源102及光源23的點亮的定時(timing時序)，對手指1進行攝像。這樣，攝像裝置29可以交替拍攝手指1表面的圖像和手指靜脈圖形的圖像。
反射光源102也可以用於手指檢測處理(圖7的步驟S100)中。這時，反射光源102按一定周期點亮。而攝像裝置29以比反射光源102點亮的周期短的周期拍攝圖像。然後，攝像裝置29將拍攝的圖像輸入到認證處理部10中。
認證處理部10求出所輸入的圖像的亮度值。然後，通過對連續接收的圖像的亮度值進行比較，求出圖像的亮度值的變化量。而且根據求出的圖像的亮度值變化量，判斷在手指放置臺25上是否放置了手指1。
具體地說，當圖像的亮度值的變化量小於閾值時，判斷為在手指放置臺25上未放置手旨1。
另一方面，當圖像的亮度值的變化量在閾值以上時，判斷為在手指放置臺25上放置了手旨1。
如上所述，認證處理部10利用反射光源102，可以進行手指檢測處理(圖7的步驟S100)。
本實施方式的認證系統，通過不用光源23而用反射光源102進行手指檢測處理，可以降低功耗。其原因是反射光源102通過將比光源23弱的紅外光照射在手指1上，認證處理部10可以檢測手指的緣故。
(第3實施方式)在本發明的第3實施方式中，光源23傾斜設置。
本發明第3實施方式的認證系統構成，除了輸入裝置2之外，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，本發明的第3實施方式的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
圖11A是本發明第3實施方式的輸入裝置2的俯視圖。圖11B是本發明第3實施方式的輸入裝置2的光源23的說明圖。圖11C是本發明第3實施方式的輸入裝置2的正視圖。
第3實施方式的輸入裝置2的構成，除光源23及手指放置臺25之外，與第1實施方式的輸入裝置(圖3A、圖3B及圖3C)相同。相同的構成加有相同標號，其說明予以省略。
光源23具有擴展性(指向性)發出紅外光。另外，光源23傾斜設置在開口部30的相反一側。
例如，從攝像裝置29的攝像方向320傾斜60度來設置光源23。即，光源23以從攝像裝置29的攝像方向320傾斜60度的方向為光軸231進行發光。攝像方向320是攝像裝置29攝像的光軸方向。這樣，從光源23發出的紅外光朝向開口部30的相反一側。
手指放置臺25設置成從光源23發出的紅外光的擴展不包含攝像方向。即，手指放置臺25設置成從光源23發出的紅外光所有成分都朝向開口部30的相反一側，從光源23發出的紅外光的擴展是邊界線322之間的範圍。
本實施方式的手指放置臺25也可以不覆蓋光源23上部一半。其原因是由於光源23對攝像方向傾斜的緣故。另外，根據從光源23發出的紅外光的擴展情況，手指放置臺25也可以不覆蓋光源23的上部。
在本實施方式中，從光源23發出的紅外光與第1實施方式相比，在距開口部30遠的位置進入手指1。這樣，由攝像裝置29拍攝的圖像還具有亮度值均勻的優點。
(第4實施方式)在本發明的第4實施方式中，手指放置臺25具有凹陷。
本發明第4實施方式的認證系統構成，除了輸入裝置2之外，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，本發明的第4實施方式的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
圖12是本發明第4實施方式的輸入裝置2的正視圖。
第4實施方式的輸入裝置2的構成，除手指放置臺25之外，與第1實施方式的輸入裝置(圖3A、圖3B及圖3C)相同。相同的構成加有相同標號，其說明予以省略。
手指放置臺25在與手指1接觸的面上有凹陷142。凹陷142在手指1的長度方向延伸。由於凹陷142不壓迫手指1，所以使手指1的內部的血流流暢。
使用者在手指放置臺25上以需要以上的壓力按壓手指1的同時移動手指1。這時，當手指放置臺25沒有凹陷142時，血液因與手指放置臺25的壓力而不流動，手指1的被攝像面的血液枯竭。因此由攝像裝置29拍攝的圖像，手指靜脈圖形就不鮮明了。
而當手指放置臺25有凹陷142時，血液在該凹陷部分142流動，從而，使用者在手指放置臺25上即使以需要以上的壓力按壓手指1，攝像裝置29也可鮮明地拍攝手指靜脈圖形的圖像。
(第5實施方式)在本發明的第5實施方式中，另外具有手指放置臺和遮光構件。
本發明第5實施方式的認證系統構成，除了輸入裝置2之外，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，本發明的第5實施方式的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
圖13是本發明第5實施方式的輸入裝置2的側視圖。
第5實施方式的輸入裝置2的構成，除遮光構件22及手指放置臺28之外，與第1實施方式的輸入裝置(圖3A、圖3B及圖3C)相同。相同的構成加有相同標號，其說明予以省略。
在輸入裝置2上設置遮光構件22及手指設置臺28，以代替第1實施方式的手指放置臺25。
由於第1實施方式的手指放置臺25是對紅外光不透明的材質，所以也兼有遮光構件的功能。
在本實施方式中，遮光構件22設置在光源23和開口部30之間。遮光構件22是對紅外光不透明的材質。
手指放置臺28設置在相對於光源23的、開口部30的相反一側。手指放置臺28是認證時放置手指1的臺。這時，手指放置臺28既可以是對紅外光透明的材質，也可以是不透明的材質。
(第6實施方式)本發明的第6實施方式，在不移動手指1的情況下進行認證。
本發明第6實施方式的認證系統構成，除了輸入裝置2的構成之外，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。相同的構成其說明予以省略。
圖14是本發明第6實施方式的輸入裝置2的側視圖。
第6實施方式的輸入裝置2的構成，除開口部30的大小之外，與第1實施方式的輸入裝置(圖3A、圖3B及圖3C)相同。相同的構成加有相同標號，其說明予以省略。
兩個手指放置臺25設置在開口部30的兩邊。開口部30與第1實施方式的開口部(圖3A)相比，手指1的長度方向更寬。開口部30具有攝像裝置29能拍攝認證所需要的手指靜脈圖形的圖像的寬度。
第6實施方式的認證系統由於開口部30的寬度寬，所以使用者沒必要移動手指1。因此，使用者只要將手指1放在手指放置臺25上就可以認證。
下面對本實施方式的光量控制處理進行說明。
圖15是本發明第6實施方式的距光源23的距離和手指靜脈圖形的圖像的亮度值間關係的說明圖。
本說明圖中所示的曲線，表示距光源23的距離和手指靜脈圖形的圖像的亮度值間的關係。該曲線是在手指尖一側和手指1的根部一側存在光源23的情況。因此，該曲線是將只在一側存在光源23時的曲線(圖6)左右反轉合成的。
亮度值可分成高亮度區域184、可視區域186或低亮度區域188的任意一個。
當亮度值在高亮度區域184範圍內時，認證處理部10不能從圖像取得手指靜脈圖形的信息。其原因是該圖像已經光飽和的緣故。而當亮度值在可視區域186的範圍內時，認證處理部10可以從圖像取得手指靜脈圖形的信息。當亮度值在低亮度區域188範圍內時，認證處理部10不能從圖像取得手指靜脈圖形的信息。其原因是該圖像中光太弱的緣故。
本實施方式的輸入裝置2，開口部30的寬度寬。因此，認證處理部10有時即使調整兩側光源23的光量。也不能使開口部30的全區域包含在可視區域186內。
這時，認證處理部10，使手指1的根部一側的光源23的光量和手指尖一側的光源23的光量按時間順序變化。這時，攝像裝置29對各光量上的圖像進行攝像。該拍攝的圖像一部分變成最佳的亮度。然後，認證處理部10通過對攝像裝置29拍攝的圖像進行合成，取得全體最佳亮度的圖像。
以下，對具體的處理進行說明。
首先，認證處理部10增強手指1根部一側的光源23的光量，減弱手指尖一側光源23的光量。
在這一狀態，攝像裝置29拍攝圖像。該圖像變成圖15的(A)中所示的曲線的亮度值。從而，該圖像變為圖16A所示。
圖16A是本發明第6實施方式的手指1的根部一側光源23強時拍攝的圖像說明圖。
當手指1的根部一側光源23強時，由攝像裝置29拍攝的圖像在手指尖一側半面以上的區域是最佳亮度。但是該圖像在手指1的根部一側的一部分上光完全飽和。
為此，認證處理部10減弱手指1根部一側的光源23的光量，增強手指尖一側光源23的光量。
在這一狀態，攝像裝置29拍攝圖像。該圖像變成圖15B中所示的曲線的亮度值。從而，該圖像變為圖16B所示。
圖16B是本發明第6實施方式的手指尖一側光源23強時拍攝的圖像說明圖。
當手尖一側光源23強時，由攝像裝置29拍攝的圖像在手指1根部一側半面以上的區域是最佳亮度。但是該圖像在手指尖一側的一部分上光完全飽和。
認證處理部10對由攝像裝置29拍攝的這二張圖像(圖16A及圖16B)進行合成。
圖16C是本發明第6實施方式的認證處理部10合成的圖像說明圖。
認證處理部10對手指尖一側半面以上的區域亮度最佳的圖像(圖16A)和手指1根部一側半面以上的區域亮度最佳的圖像(圖16B)進行合成。這樣，認證處理部10在本說明圖的全體區域取得最佳亮度的圖像。
此外，認證處理部10也可以通過對二張以上的圖像進行合成，在全體區域取得最佳亮度的圖像。
這時，認證處理部10緩緩增強一側光源23的光量，而慢慢減弱另一側光源23的光量。攝像裝置29拍攝各光量下的圖像。在該圖像中，慢慢移動最佳亮度的區域。然後，認證處理部10通過對攝像裝置29拍攝的圖像進行合成，取得全體最佳亮度的圖像。
第6實施方式的認證系統的攝像裝置29，對手指1全體進行攝像。因此，認證處理部10由於進行手指1的傾斜補償及背景去除，所以需要檢測手指1的輪廓。
認證處理部10採用一般的圖像處理的方法，檢測手指1的輪廓。一般的圖像處理方法，是邊緣強調處理或輪廓追蹤處理等。
此外，認證處理部10也可以通過對多個圖像進行比較，檢測手指1的輪廓。
具體地說，認證處理部10對加強光源23光量的圖像、與使光源23熄滅了的圖像進行比較，檢測出亮度值變化大的區域作為手指區域。這樣，認證處理部10可以穩定檢測手指1的輪廓。
第6實施方式的認證系統，即使手指1以彎曲的狀態放置在手指放置臺25上，也可以穩定取得鮮明的手指靜脈圖形。其原因是即使在這種情況下，從光源23發出的紅外光在手指1的內部散射，行進到外部的原理不改變的緣故。
但是，當手指1以彎曲的狀態放置在手指臺25上時，認證處理部10根據檢測的手指1的輪廓，求出手指和裝置的距離。然後，認證處理部10採用求出的手指和裝置的距離，對放大率進行修正。這樣，認證處理部10可以降低手指1彎曲的影響進行對照處理。即由於充許手指1某種程度的彎曲，所以可提高使用者的方便性。
另外，第6實施方式的認證系統，即使手指1不接觸手指放置臺25時也可以取得手指靜脈圖形。其理由與第1實施方式中手指1離開時可以取得鮮明的手指靜脈圖形的圖的理由相同(圖5A及圖5B)。
即，第6實施方式的認證系統，使用者不將手指1接觸手指放置臺25，就可以認證。這樣，可以緩和使用者對接觸的心理抗拒。
第6實施方式通過擴寬開口部30的寬度，也可以適用於第2～5實施方式。
(第7實施方式)本發明的第7實施方式，將認證系統安裝在信息便攜終端上。
圖17A是本發明第7實施方式的信息便攜終端242的說明圖。
信息便攜終端242安裝認證系統。信息便攜終端242也可安裝第1～6實施方式認證系統之一。
另外，認證系統的輸入裝置2，手指放置臺25被設置成出現在信息便攜終端242的表面上。輸入裝置2也可以設置在信息便攜終端242的側面。
在信息便攜終端242上安裝認證系統的構成，除了輸入裝置2之外，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，在信息便攜終端242上安裝的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
圖17B是本發明第7實施方式的信息便攜終端242上安裝的輸入裝置2的側視圖。
輸入裝置2除了具有光源光窗43這一點之外，與第1實施方式的輸入裝置(圖3A、圖3B及圖3C)相同。相同的構成加有相同標號，其說明予以省略。
光源光窗43設置在與信息便攜終端242表面相同的平面上。另外，光源光窗43覆蓋光源23的上部及開口部30的上部，光源光窗43是對紅外光透明的材質。
手指放置臺25既可以是有曲線凹陷的形狀，也可以是平面的形狀。當手指放置臺25是平面的形狀時，既可以在表面印刷手指1的出示位置，也可以將表面作成皮膚接觸的不同材質。這樣，使用者可以把握手指1的出示位置及移動方向。
(第8實施方式)本發明的第8實施方式，將認證系統安裝在信息便攜終端上。
圖18A是本發明第8實施方式的信息便攜終端242的說明圖。
信息便攜終端242安裝認證系統。信息便攜終端242也可安裝第1～6實施方式認證系統中的任意一個。
另外，認證系統的輸入裝置2，在能以引出的狀態，設置在信息便攜終端242的側面。本說明圖表示輸入裝置2被引出狀態的信息便攜終端242。而且，通過軟體控制或物理控制，使輸入裝置2向左方向移動。這樣，輸入裝置2可以收容在信息便攜終端242的內部。
這樣，信息便攜終端242在表面不能設置認證系統的輸入裝置2時，也可以裝載認證系統。
信息便攜終端242上安裝認證系統的構成，除了輸入裝置2之外，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，信息便攜終端242上安裝的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
圖18B是本發明第8實施方式的信息便攜終端242上安裝的輸入裝置的正視圖。
輸入裝置2的構成，除了具有反射部302這一點、紅外透射濾光器27的位置及攝像裝置29的位置之外，與第1實施方式的輸入裝置(圖3A、圖3B及圖3C)相同。相同的構成加有相同標號，其說明予以省略。
在輸入裝置2的內部設置有反射部302。反射部302例如是稜鏡或光纖等，用於變更紅外光的行進路線。
另外，在信息便攜終端242的內部，攝像裝置29朝著反射部302的方向設置。紅外透射濾光器27設置在攝像裝置29和反射部302之間。
攝像裝置29從輸入裝置2的外部，對通過開口部30、反射部302、紅外透射濾光器的紅外光進行攝像。即，攝像裝置29對通過反射部302變更行進路線的紅外光進行攝像。
(第9實施方式)本發明的第9實施方式，將認證系統安裝在門的把手上。
圖19A是本發明第9實施方式的門262的把手264的說明圖。圖19B是本發明第9實施方式的安裝在門262的把手264上的輸入裝置2的側視圖。
門262的把手264安裝認證系統。把手264也可以安裝第1～6實施方式的認證系統中的任意一個。
即，在把手264上，設置有輸入裝置2、認證處理部10及通信電纜268。通信電纜268連接輸入裝置2和認證處理部10。
安裝在把手264上的認證系統的構成，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，安裝在把手264上的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
使用者在打開門262時，握住把手264。這時，把手264上安裝的輸入裝置2，取得手指靜脈圖形的圖像，並將取得的圖像發送給認證處理部10。
認證處理部10對從輸入裝置2接收的圖像進行認證處理，而且，當該圖像和存儲裝置14中存儲的認證數據一致時，認證處理部10將門開鎖。
這樣，使用者只是拉把手264的操作即可。
本實施方式的認證系統，由於通過使用者的自然動作就可以認證，所以可以提高使用者的方便性。
本實施方式的認證系統，與門262的把手一樣，也可以安裝在可攜式電話機、汽車的方向盤或摩託車的手把等上。認證系統通過安裝被使用者握住的部位上，可通過使用者的自然動作進行認證。
另外，當使用者握住該部位時，認證系統就結束認證，所以利用該認證結果，可以輔助使用者的下一動作。
例如，認證系統一結束認證，就進行輔助使用者開門262的動作。具體地說，認證系統既可以使把手264自動傾斜，也可以使門262自動打開，還可以控制以小的力量開門262。
通過以上步驟，認證系統不僅認證使用者，也可以輔助使用者的動作。
(第10實施方式)本發明的第10實施方式適用於探針型的認證裝置。
圖20A是本發明第10實施方式的探針型的認證裝置。圖20B是本發明第10實施方式的用於探針型認證裝置上的輸入裝置2的側視圖。
探針型的認證裝置，通過將探測器282接觸身體的一部分進行認證。
探測器282安裝認證系統。探測器282也可以安裝第1～6實施方式的認證系統中的任意一個。
安裝在探測器282上的認證系統的構成，與第1實施方式的認證系統(圖1)相同。另外，安裝在探測器282上的認證系統的處理，與第1實施方式的認證系統(圖7等)相同。相同的構成及處理其說明予以省略。
通過使探測器282接觸身體的一部分，認證系統對該部分的靜脈圖形進行攝像。身體的一部分包括手指(手掌側、手背一側的面、側面、指尖等)、手掌、手背、手腕、手臂、腳、臉、耳或臉頰等，也可以是身體的任何地方。
探針型的認證裝置中，可以將任意部位的靜脈圖形用於個人認證。因此，探針型的認證裝置，由於預先登錄在認證系統中的有關身體部分的信息本身也是密碼，所以可以使安全性更好。
另外，探針型的認證裝置，也可以在判斷身體部位的同一性後進行靜脈圖形的對照。
具體地說，探針型的認證裝置，對應於所登錄的認證數據，存儲身體的位置信息。然後，探針型的認證裝置在認證時確定攝像裝置29攝像的身體部位。
例如，探針型的認證裝置，也可以從輸入部16按使用者不同輸入身體的部位。另外，也可以由攝像裝置29拍攝的圖像計算出特徵量，根據算出的特證量確定身體的部位。另外，也可以對由攝像裝置29拍攝的該部位周圍的圖像採用一般的圖像處理，確定身體的部位。
而且，探針型的認證裝置，只有在確定的身體部位和登錄的身體位置信息一致時，才進行靜脈的圖形的對照，即，探針型的認證裝置，在確定的身體部位和登錄的身體位置信息不同時，不進行對照處理。
這樣，探針型的認證裝置，由於可以防止不同部位的靜脈圖形比較產生的認證錯誤，所以可提高認證的精度。
在上述本申請的實施方式1或6中，與實施方式2至5中的某一個組合當然也是本申請公開的範圍。另外，對於實施方式7至10，在與實施方式1至6的構成不矛盾的範圍內，也可以適當組合採用。
(產業上利用可能性)本發明可以利用於PC、便攜終端、ATM、汽車或出入室管理等安裝的個人認證裝置。
權利要求
1.一種靜脈認證裝置，其特徵在於，包括放置被攝像的生物體的接口、發出紅外光的光源、通過來自上述光源的光對該生物體的血管圖像進行攝像的攝像部、及對由上述攝像部拍攝的血管圖像進行處理的圖像運算部；上述接口設置有在上述攝像部的攝像方向開口的開口部；上述光源從上述生物體的攝像側對上述生物體照射紅外光；具有遮蔽紅外光的遮光部，以便使從上述光源放射的紅外光不朝向上述攝像方向。
2.如權利要求
1所述的靜脈認證裝置，其特徵在於上述生物體是手指。
3.如權利要求
2所述的靜脈認證裝置，其特徵在於具有沿與在上述接口放置的手指的長度方向大體垂直的方向排列的多個上述光源。
4.如權利要求
2所述的靜脈認證裝置，其特徵在於上述接口具有在上述接口放置的手指的長度方向延伸的多個凹陷。
5.如權利要求
2所述的靜脈認證裝置，其特徵在於上述接口為中央凹陷的形狀。
6.如權利要求
1所述的靜脈認證裝置，其特徵在於上述接口可以使上述生物體在其上移動，上述攝像部拍攝多個不同位置上的上述生物體的靜脈圖像；上述圖像運算部對由上述攝像部攝像的多個靜脈圖像進行合成。
7.如權利要求
6所述的靜脈認證裝置，其特徵在於具有測量上述生物體的移動量的移動量測量部；上述圖像運算部參照由上述移動量測量部測量的移動量，對由上述攝像部攝像的多個靜脈圖像進行合成。
8.如權利要求
1所述的靜脈認證裝置，其特徵在於具有調整上述光源的光量的光量調整部。
9.如權利要求
8所述的靜脈認證裝置，其特徵在於上述攝像部在由上述光量調整部調整的不同光量下，對上述生物體的靜脈圖像進行攝像；上述圖像運算部對由上述攝像部拍攝的圖像進行合成。
10.如權利要求
1所述的靜脈認證裝置，其特徵在於上述接口與上述遮光部一體形成。
11.一種靜脈認證裝置，其特徵在於，包括放置被攝像的生物體的接口、發出紅外光的光源、通過來自上述光源的光對上述生物體的靜脈圖像進行攝像的攝像部、及對由上述攝像部拍攝的靜脈圖像進行處理的圖像運算部；上述接口設置有在上述攝像部的攝像方向開口的開口部；上述光源設置在上述開口部的側面，且通過以上述攝像方向為光軸進行發光，從上述生物體的攝像側對上述生物體照射紅外光；具有遮光部，上述遮光部對上述開口部和上述光源之間及上述光源的開口部側的上部一半以上，遮蔽紅外光。
12.一種靜脈認證裝置，其特徵在於，包括對靜脈圖像進行攝像的攝像部、對由上述攝像部拍攝的靜脈圖像進行處理的圖像運算部、放置被攝像的生物體的接口、及發出紅外光的光源；上述接口設置有在上述攝像部的攝像方向開口的開口部；上述光源設置在上述開口部的側方，通過從上述攝像方向以向與上述開口部相反一側傾斜的方向為光軸進行發光，從上述生物體的攝像側對上述生物體照射紅外光；具有遮光部，上述遮光部對上述開口部和上述光源之間及上述光源的開口部側的上部，遮蔽紅外光。
專利摘要
本發明靜脈認證裝置，包括放置被攝像的生物體的接口、發出紅外光的光源、通過來自上述光源的光對該生物體的血管圖像進行攝像的攝像部、及對由上述攝像部拍攝的血管圖像進行處理的圖像運算部，其特徵在於上述接口設置有在上述攝像部的攝像方向開口的開口部；上述光源從上述生物體的攝像側對上述生物體照射紅外光；具有遮蔽紅外光的遮光部，以便使從上述光源放射的紅外光不朝向上述攝像方向。
文檔編號G06T1/00GK1997314SQ200580002793
公開日2007年7月11日 申請日期2005年6月13日
發明者三浦直人, 長坂晃朗, 宮武孝文 申請人:株式會社日立製作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan