生物顯像裝置的製作方法

2023-05-20 14:26:36

專利名稱：生物顯像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種生物顯像裝置(bioimaging apparatus),並且例如適用於生物測量鑑別(biometrics authentication)。
背景技術：
近年來，存在於生物體內的血管是生物測量鑑別的目標之一。血管中流動的脫氧血紅蛋白(靜脈血)或含氧的血紅蛋白(動脈血)具有一個特性，即獨特地吸收近紅外波帶的光(近紅外光)。已經提出利用該特性拾取血管圖像的成像裝置。具體地，已經提出了一種成像裝置(參見日本專利公開N0.2004 一 195792，例如參照圖2和15)，其中來自近紅外光光源的近紅外光發射到放置在成像開口上的手指上，光在該手指的內部反射或散射，並且穿過上述手指和成像開口而進入外殼內的近紅外光經由光學透鏡被引入到成像拾取裝置的成像平面上，以使血管成像。順帶地，在具有上述構造的成像裝置中，由於手指和成像拾取裝置之間的距離短所引起的光學系統中的像差畸變(distortion of aberration)通過微距透鏡和信號處理而被修正。可是，再現性還存在限制。 因此，存在不能期望圖像質量在一定程度上提高的問題。更具體地說，如果考慮到血管圖像用作鑑別目標或內科診斷的部分數據，則圖像質量的問題更嚴重。另一方面，如果嘗試物理地保持成像開口和成像目標之間的距離，則整個成像裝置的厚度會因此增加。在近幾年裡，不能適應小型化的要求。更具體地說，在將上述成像裝置安裝在便攜終端裝置，如手機中的情況中，不能充分滿足對於厚度減少的強烈需求。

發明內容
考慮到上述觀點，已經實現本發明，並且本發明提供提高圖像質量的同時兼顧小型化的生物顯像裝置。為了解決上述問題，根據本發明，在用於使作為成像目標的生物區域(bioregion)的形成物(formation)成像的生物顯像裝置中設置有置於包含電路的外殼前表面側上用以放置生物區域的放置部分，用於朝放置部分發射成像光的發射部分，以面向放置部分的方式設置在外殼的前表面側上並將來自置於放置部分上的生物區域的成像光反射到外殼的內部的反射板，以及設置在外殼內並將反射板所反射的成像光作為圖像信號傳送的圖像拾取裝置。相應地，在該生物顯像裝置中，除了圖像拾取裝置與反射板在厚度方向上的距離夕卜，還能保持反射板與放置部分在水平方向上的距離。因此，去除了光學系統中的像差畸變而沒有僅依賴微距透鏡和信號處理電路實行的修正，並且限制了整體厚度。此外，根據本發明，在用於使作為成像目標的生物區域的形成物成像的生物顯像裝置中設置有置於包含電路的外殼前表面側上用以放置生物區域的放置部分，用於朝放置部分發射成像光的發射部分，以面向放置部分的方式設置在外殼的前表面側上並將來自置於放置部分上的生物區域的成像光作為圖像信號傳送的圖像拾取裝置。相應地，在該生物顯像裝置中，能夠保持上述外殼前表面側上水平方向上的距離，而在包含電路的外殼內不包含諸如發射部分和成像拾取裝置的成像系統。因此，去除了光學系統中的像差畸變而沒有僅依賴微距透鏡和信號處理電路實行的修正，並且減少了上述外殼自身的厚度以及限制了整體厚度。根據本發明，在用於使作為成像目標的生物區域的形成物成像的生物顯像裝置中設置有置於包含電路的外殼前表面側上用以放置生物區域的放置部分，用於朝放置部分發射成像光的發射部分，以面向放置部分的方式設置在外殼的前表面側上並將來自置於放置部分上的生物區域的成像光反射到外殼內部的反射板，以及設置在外殼內並將反射板所反射的成像光作為圖像信號傳送的圖像拾取裝置。進而，除CCD圖像拾取裝置與反射板厚度方向上的距離外，能夠保持反射板與放置部分在水平方向上的距離。因此，去除了光學系統中的像差畸變而沒有僅依賴微距透鏡和信號處理電路實行的修正，並且限制了整體厚度。由此，提高了圖像質量併兼顧了小型化。此外，根據本發明，在用於使作為成像目標的生物區域的形成物成像的生物顯像裝置中設置有置於包含電路的外殼的前表面側上用以放置生物區域的放置部分，用於朝放置部分發射成像光的發射部分，以面向放置部分的方式設置在外殼的前表面側上並將來自置於放置部分上的生物區域的成像光作為圖像信號傳送的圖像拾取裝置。進而，能夠保持上述外殼前表面側上水平方向上的距離，而在包含電路的外殼內不包含諸如發射部分和成像拾取裝置的成像系統。因此，去除了光學系統中的像差畸變而沒有僅依賴微距透鏡和信號處理電路實行的修正，並且減少了上述外殼自身的厚度以及限制了整體厚度。由此，提高了圖像質量併兼 顧了小型化。


圖1為示出了鑑別裝置的外部構造(I)的示意圖。圖2為示出了鑑別裝置的外部構造(2)的示意圖。圖3為用於解釋近紅外光的光路的示意圖。圖4為用於解釋手指放置的示意圖。圖5為示出了鑑別裝置的電路構造的框圖。圖6為示出了手機的外部構造(打開狀態)的示意圖。圖7為示出了手機的外部構造(關閉狀態(I))的示意圖。圖8為示出了手機的外部構造(關閉狀態(2))的示意圖。圖9為示出了第二外殼的部分(I)的示意圖。圖10為示出了第二外殼的部分(2)的示意圖。圖11為用於解釋第二外殼中近紅外光的光路的示意圖。圖12為示出了手機的電路構造的框圖。
圖13為示出了另一實施例的成像裝置的構造的示意圖。
具體實施例方式參照附圖詳細描述施用本發明的實施例。(I)第一實施例(1-1)鑑別裝置的外部構造參照圖1和作為沿圖1中A-A'的截面圖的圖2，參考標記I整體表示根據第一實施例的鑑別裝置。在幾乎為矩形的平行六面體形狀的外殼2中，於接近短邊EDl的一端的位置處，使成像開口部分3形成為從頂面2A延伸到外殼2的內部。在該成像開口部分3的底面上，設置 CXD (電荷耦合裝置)圖像拾取裝置4。在該成像開口部分3和CXD圖像拾取裝置4之間，設置包含具有選擇性地透射近紅外光的微距透鏡功能(macro lens function)和濾光器功能的透鏡、光闌和物鏡的光學系統部分OS。在成像開口部分3的表面上，設置由預定材料製成的白色且透明的開口覆蓋部分5。進而，能夠防止外界物體從成像開口部分3進入外殼2，並且能夠保護光學系統部分OS和CXD圖像拾取裝置4。另一方面，在成像開口部分3和短邊EDl的一端之間，將板形的反射板6設置成向另一端的短邊ED2傾斜以便關於頂面2A具有45度傾斜角。在接近上述短邊ED2的另一端的位置處，設置用以放置手指的放置部分7。在上述放置部分7和短邊ED2的另一端之間，設置三個近紅外光發射部分8 (8A，8B和SC)，其用於朝放置部分7發射被血紅蛋白特定吸收的的近紅外光，以作為血管成像光。進而，在該鑑別裝置I中，如圖3所示，如果手指FG放在放置部分7上，則近紅外光發射部分8所發出的近紅外光照射在上述手指FG上。這些光被存在於手指內的血管中所流動的血紅蛋白吸收,並藉助血管之外的其他組織的反射和散射而通過手指FG的內部，並作為投影血管的近紅外光(以下，稱作「血管投影光」)射出上述手指FG。隨後，幾乎平行於頂面2A的血管投影光被反射板6的反射面RF反射，並隨後通過開口覆蓋部分5和光學系統部分OS入射在CXD圖像拾取裝置4的成像表面IF上。從而，在該鑑別裝置I中，在CXD圖像拾取裝置4的成像表面IF上形成置於放置部分7上的手指FG內的血管的圖像。CXD圖像拾取裝置4拾取形成在成像表面IF上的血管圖像，並由此將所獲得的信號作為血管圖像信號傳送到包含在外殼內的電路。以這樣的方式，鑑別裝置I能夠對手指FG內的血管成像。( 1-2)提高圖像質量的對策除上述構造外，在該鑑別裝置I中，採取各種提高圖像質量的對策以獲得精確的成像結果。具體地說，如圖1和2中明顯所示，在反射板6中，一體形成覆蓋部分9，其覆蓋成像光(近紅外光)至反射表面RF的入射路徑和反射路徑之外的反射表面RF。進而，在該鑑別裝置I中，能夠防止大氣中的光進入成像開口部分3的情況。因此，能夠成像生物體中的血管，而在血管圖像信號中不包括由於大氣中的上述光所引起的噪音成分。隨後，在反射板6和放置部分7之間，放置片形光吸收部分10。從而，在該鑑別裝置I中，能夠防止大氣中的光到達反射板6而成為來自頂面2A的反射光的情況。此時，在由於通過手指FG的內部而發出的血管投影光中，幾乎平行於頂面2A的血管投影光進一步選擇地發射到CXD圖像拾取裝置4的成像表面IF。因此，生物體中的血管能夠被更如實地成像。注意到，在該鑑別裝置I中，頂面2A整體與外部隔離。因此，能夠避免以下情況:被反射而沒有通過手指FG的內部隔離的近紅外光通過反射板6發射到CCD圖形拾取裝置4的成像表面IF。此外，在提供近紅外光發射部分8的頂面2A上，形成具有相對於上述頂面2A傾斜120度的傾斜面SF。進而，在該鑑別裝置I中，也如圖3中清楚所示，近紅外光以傾斜的方向發射到置於放置部分7上的手指FG的表面。因此，在該鑑別裝置I中，相比於從平行於頂面2A的方向發射近紅外光的情況，能夠大大地減少手指FG的表面的反射光，並且從上述手指FG還可發出更多的血管投影光。由此，能夠更如實地成像生物體內的血管。隨後，這些近紅外光發射部分8發射具有被氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白都特定吸收的波帶(接近900nm-1000nm)的紅外光。進而，在該鑑別裝置I中，生物體末端中混合的靜脈系統和動脈系統中的血管都被如實成像。此外，在放置部分7中，形成一對引導部分11 (11A和11B)，其用以引導手指以使手指指腹垂直於頂面2A。進而，在該鑑別裝置I中，如圖4所示，手指FG的側面置於放置部分7上。由此，相比於放置上述手指指腹的情況，能夠防止由於用力將手指FG按壓在放置部分7上所引起 的血流停止。因此,能夠如實地成像生物體內的血管。此外，在這對引導部分11之間，也如圖1清楚所示，沿引導方向以預定間隔設置用於檢測手指FG觸摸的三個開關12 (12A，12B和12C)(以下，稱作「手指觸摸檢測開關」)。在該鑑別裝置I中，基於這些手指觸摸檢測開關12A、12B和12C的檢測結果識別手指平行的情況下，能夠開始上述手指FG的成像。進而，在該鑑別裝置I中，能夠以手指相同傾斜的方式成像手指而不依靠要被成像的人。因此，能夠省略上述成像之後對成像結果(血管圖像信號Si)的修正處理，如轉動圖像。( 1-3)鑑別裝置的電路構造接著，圖5示出了鑑別裝置I的電路構造。參照圖5，通過使成像驅動部分22、成像處理部分23、鑑別部分24、快閃記憶體器25和用於發送數據至外部裝置(以下稱作「外部界面」)/從外部裝置接收數據的界面經由總線21分別與控制部分20相連來形成鑑別裝置I。該控制部分20具有包括用於控制整個鑑別裝置I的CPU (中央處理單元)，存儲各種程序的ROM (只讀存儲器)以及用作上述CPU工作存儲器的R AM (隨機存儲器)的計算機構造。檢測信號S12A、S12B和S12C分別從上述三個手指檢測開關12AU2B和12C (圖1)被施加到上述控制部分20。此外，上述登記的血管圖像的數據(以下，稱作「登記的血管圖像數據」)從用於經由外部界面26管理資料庫中登記的血管圖像的外部管理系統(未示出)被施加到為控制部分20。進而，如果施加上述登記的血管圖像數據DR，控制部分20將操作模式轉換成血管登記模式並根據存儲在ROM中的相應程序控制快閃記憶體器25，並將上述登記的血管圖像數據DR存儲在快閃記憶體器25內以便控制。另一方面，在從三個手指觸摸檢測開關12A、12B和12C (圖1)施加所有的相應檢測信號S12A、S12B和S12C的情況中，控制部分20識別出手指FG是平行的。控制部分20將操作模式轉換成鑑別模式，並根據存儲在ROM中的相應程序分別控制成像驅動部分22、成像處理部分23和鑑別部分24。同時，控制部分20讀取登記在快閃記憶體器25中的登記的血管圖像數據DR並將其傳輸到鑑別部分24。在此情況中，成像驅動部分22分別驅動近紅外光發射部分8和CXD圖像拾取裝置
4。因此，近紅外光此時從近紅外 光發射部分8發射到置於一對引導部分IlA和IlB (圖3)之間的手指FG，並且經由上述手指FG引入到CXD圖像拾取裝置4 (圖3)的成像界面IF的血管投影光作為血管圖像信號SI從CXD圖像拾取裝置4傳送到圖像處理部分23。圖像處理部分23隨後基於血管圖像信號SI執行例如模數轉換處理，用於噪音成分消除和輪廓加重的各種過濾處理，二進位處理，以及稱作形態學的血管線性化處理。圖像處理部分23由此將獲得的血管圖像數據D23 (以下稱作「血管圖像數據」)傳送到鑑別部分24。鑑別部分24檢測基於該血管圖像數據D23的血管圖像與基於從快閃記憶體器25讀取的登記血管圖像數據DR的登記血管圖像之間的血管形成圖案的一致度。鑑別部分24根據上述一致度確定是否此時成像的手指FG是所述登記人的手指，並將該確定結果作為確定數據D24傳送到控制部分20。以此方式，如果控制部分20通過控制上述的成像驅動部分22，成像處理部分23和鑑別部分24從上述鑑別部分24接收確定數據D24，控制部分20通過外部界面IF將該確定數據D24傳送到外部裝置。此時，控制部分20通過上述成像驅動部分22分別停止近紅外光發射部分8和CXD圖像拾取裝置4。以此方式，控制部分20執行生物鑑別處理，其中將以存在於生物體內部的適當形成物的血管用作鑑別目標確定所述人(登記人)的存在。進而，相比於將生物體表面上的指紋等用作目標的情況，不僅能防止生物體的直接竊取還能防止第三參與者對登記人的假扮。( 1-4)第一實施例的操作和效果根據上述構造，在該鑑別裝置I，在外殼2的頂面2A中，放置部分7設置在短邊ED2的另一端的附近。反射板6以面向上述放置部分的方式設置成像開口部分3和短邊EDl的一端之間。並且在外殼2內的上述成像開口部分3的下面部分處，設置用於將通過置於放置部分7上的手指FG並被反射板6反射的近紅外光作為血管圖像信號SI傳送的CXD圖像拾取裝置4。相應地，在鑑別裝置I中，CXD圖像拾取裝置4與成像開口部分3之間的距離以及上述開口部分3頂面與放置部分7之間的距離通過反射板連接，使得上述圖像拾取裝置4與放置部分7的距離可保持得長於常規系統中成像開口部分3的頂面與放置部分7之間的距離。因此，能夠去除光學系統中的像差畸變，而不僅依賴於微距透鏡和信號處理電路的修正。因此，提聞了圖像質量。隨後，在該鑑別裝置1，設置放置部分7和反射板6以使光路形成得幾乎平行於外殼2的頂面2A。因此，相比於保持厚度方向距離的情況，顯著地限制了鑑別裝置I的厚度。進而，鑑別裝置I被小型化。此外，在上述的鑑別裝置I中，通過採用各種用於提高圖像質量的對策以便在外殼2的頂面2A上獲得精確的成像結果，能減少不同於成像光的大氣中的光與發射到CCD圖像拾取裝置4的上述成像光(近紅外光)之間的混合。因此，能進一步提高圖像質量。根據上述構造，在外殼2的頂面2A中，放置部分7設置在短邊ED2的另一端的附近。反射部分6設置在面向上述放置部分7的成像開口部分3與短邊EDl的一端之間。並在外殼2內的上述成像開口部分3的下面部分處，設置用於將通過置於放置部分7上的手指FG並由反射板6反射的近紅外光作為血管圖像信號SI傳送的CXD圖像拾取裝置4。進而，除CXD圖像拾取裝置與反射板6在厚度方向上的距離之外，能夠保持上述反射板6與放置部分7在水平方向上的距離。因此，能夠去除光學系統中的像差畸變，而沒有僅依賴於微距透鏡和信號處理電路的修正，並限制了整體厚度。由此，提高了圖像質量併兼顧了小型化。(2)第二實施例(2-1)手機的外部構造參照圖6和7，參考標記51整體表示根據第二實施例的手機。藉助設置在上述第二外殼53 —端的旋轉軸部分54沿幾乎水平方向自由地依次連接幾乎為矩形平行六面體形狀的第一外殼(以下稱作「第一外殼」)52和第二外殼(以下稱作「第二外殼」)53來形成手機51。在該第一外殼52的前表面側的中心處,設置顯不部分55。各自地,揚聲器56設置在比上述顯示部分55更上的部分處，並且稱作輕推轉盤的操作器57設置在比顯示部分55低的部分處，所述操作器可自由旋轉和按壓(以下，稱作旋轉/推動操作器)。

一方面，包括各種操作鍵，如電源鍵、呼叫鍵和字符輸入鍵的操作部分58設置在第二外殼53前表面側的中心處。話筒59設置在比上述操作部分58低的部分處。在此手機51中,在第一外殼52的後表面與第二外殼53的前表面側分開的打開狀態中(圖6)，用一個手保持第二外殼53的同時執行呼叫或能夠操作操作部分58。另一方面，在第一外殼52的後表面與第二外殼53的前表面側重疊的關閉狀態中(圖7),能保護操作部分58，並且還防止誤操作。此外，能小型化手機51的整體尺寸，並改善了便捷性。另一方面，在該第二外殼53的後表面上，如圖8和沿圖8中B-Bi截取的圖9和10所示，其中，在圖8中添加與圖1中相應部分的相同參考標記，在一端的短邊ED3附近形成凹陷形狀的高度差部分61。在這個高度差部分61的中心處，形成成像開口部分3。在上述成像開口部分3中，以開口覆蓋部分5、光學系統部分OS和CXD圖像拾取裝置4的順序設置這些元件。此外，在高度差部分61中，對應第二外殼53的後表面，設置從面對上述CXD照相機((XD圖像拾取裝置4)的位置(以下稱作「照相機遮蔽位置」(圖9))到短邊ED3的一端與上述照相機遮蔽位置(以下稱作「照相機曝光位置」(圖10))分開的位置可自由移動的滑板62。在高度差部分61的底面上的預定位置處，設置用於滑板62的檢測照相機遮蔽位置或照相機曝光位置的按壓型開關63 (以下稱作「位置檢測開關」)。在該手機51中，在基於上述位置檢測開關63的檢測結果識別照相機曝光位置(圖10)的情況中，能夠成像諸如背景的目標和人。除上述構造外，在滑板62中，固定反射板6和覆蓋部分9以便安裝在開口部分64上，所述開口部分以挖掘的方式設置在滑板中心。進而，上述反射板6和覆蓋部分9可從照相機遮蔽位置(圖9)自由移動到照相機曝光位置(圖10)。此外，在另一端的短邊ED4上，形成傾斜表面SF以便形成相對於第二外殼53的後表面的120度傾斜角。在上述傾斜表面SF上，設置有用於將近紅外光發射到放置部分7的近紅外光發射部分8 (8A,8B和8C),所述近紅外光的波帶(接近900nm-1000nm)被含氧學紅蛋白和脫氧血紅蛋白特定吸收。用於放置手指的放置部分7設置在另一端的短邊ED4附近。在上述放置部分7中，設置一對用以引導手指FG的引導部分11 (IlA和11B)以使手指FG的指腹垂直於頂面2A。在上述引導部分11之間，沿引導方向以預定間隔設置三個手指觸摸檢測開關12 (12A，12B和 12C)。因此,在該手機51中，如圖11所示,如果滑板62處於照相機遮蔽位置(圖9)且手指FG置於一對引導部分IlA和IlB之間的放置部分7內，從近紅外光發射部分8發出的近紅外光發射到上述手指FG，通過手指FG的內部，並從上述手指FG發出作為血管投影光。隨後，幾乎平行於第二外殼53後表面的血管投影光發射到滑板62和覆蓋部分9所形成的空間，被上述反射板6的反射表面RF反射，並順序經由開口部分64，開口覆蓋部分5和光學系統部分OS入射到CXD圖像拾取裝置4。因此，利用CXD圖像拾取裝置4成像手指FG內的血管，並將成像結果作為血管圖像信號傳送。在該實施例的情況中，在手機51中，在基於位置檢測開關63的檢測結果識別滑板62的照相機遮蔽位置(圖9)並且基於手指檢測開關12A，12B和12C的檢測結果識別平行手指的情況下，能夠自動成像上述手指FG中的血管。因此，當未執行·目標成像時，該手機51的使用者通常將滑板62設置在照相機遮蔽位置(圖9)。進而，在成像血管時，用戶僅需要一個必要動作，即用戶將他/她的手指FG放置在引導部分11之間就能成像血管。此外，在本實施例的手機51中，在對目標進行成像時，從近紅外光發射部分8發出的近紅外光可用作閃光。進而，由於省略了用於閃光的光源，故手機51能夠小型化。(2-2)手機的電路構造在圖12中示出了該手機51的電路構造，其中添加與圖5中所示相應部分相同的參考標記。參照圖12，通過經由布線21使顯示部分55，成像驅動部分72，圖像處理部分73，鑑別部分24，快閃記憶體器25以及傳送/接收部分74分別與控制部分70相連來形成手機51。在快閃記憶體器25中，例如，當購買該手機51時，購買該手機的用戶的手指FG中的血管由預定血管登記系統登記為登記血管圖像的數據DR (登記的血管圖像數據)。控制部分70具有包括用於控制整個鑑別裝置I的CPU (中央處理單元)，用於存儲各種程序的ROM (只讀存儲器)以及用作上述CPU的工作存儲器的RAM (隨機存儲器)的計算機構造。從三個手指觸摸檢測開關12A至12C (圖8)分別為上述控制部分70施加對應的檢測信號S12A，S12B和S12C，並從位置檢測開關63 (圖8)為其施加位置檢測信號S63。此外，從操作部分58和旋轉/推動操作器57為該控制部分70施加作為執行命令COM的命令，這些命令為分別對應操作部分58中各個按鈕的命令以及分別對應旋轉/推動操作器57的旋轉操作和按壓操作的命令。控制部分70根據上述檢測信號S12A-S12C識別手指FG是水平的，並根據上述位置檢測信號S63識別照相機遮蔽位置(圖9)或照相機曝光位置(圖10)。根據這些存儲在ROM內的識別結果，執行命令COM和程序，控制部分70適當地控制顯示部分55，成像驅動部分72，成像處理部分73，鑑別部分24，快閃記憶體器25和傳送/接收部分74。當使手指內的血管成像時，成像驅動部分72分別驅動近紅外光發射部分8和CXD圖像拾取裝置4。在此情況中，近紅外光從近紅外光發射部分8發射到手指FG，手指此時置於一對引導部分IlA和IlB之間(圖8)。通過上述手指FG引入到CXD照相機((XD圖像拾取裝置4)中的血管投影光作為血管圖像信號SI從該CXD照相機((XD圖像拾取裝置4)傳送到圖像處理部分73。另一方面，在成像目標時，成像驅動部分72驅動CXD照相機((XD圖像拾取裝置
4)，並且根據具體情況要求(occasion demand)還驅動近紅外光發射部分8，以便將近紅外光發射成為閃光。隨後， 成像驅動部分72通過自動曝光控制處理控制光學系統部分OS的光闌，並調節入射到CXD圖像拾取裝置4的光的光量。同時，成像驅動部分72通過自動聚焦控制處理控制光學系統部分OS中透鏡的位置，並調節焦距和聚焦位置。在此情況中，形成在該CCD圖像拾取裝置上的目標圖像作為圖像信號SlO (以下稱作「目標圖像信號」)從上述CXD圖像拾取裝置4傳送到圖像處理部分73。在CXD圖像拾取裝置4提供血管圖像信號SI的情況中，例如類似於上述第一實施例的情況，圖像處理部分73對於上述血管圖像信號SI依次執行數模轉換處理，適於噪音成分消除以及輪廓加重等的各種過濾處理，二進位處理，以及稱作形態學的血管線性化處理，並產生血管圖像數據D23。另一方面，在從CXD圖像拾取裝置4提供目標圖像信號SlO的情況下，圖像處理部分73例如對上述目標圖像信號SlO執行基於稱作JPEG (聯合攝影專家組)的壓縮編碼方法的壓縮編碼處理，並產生壓縮的圖像數據D73。傳送/接收部分74分別與揚聲器56、話筒59和設置在該手機51中的天線ANT相連。傳送/接收部分74調節來自上述話筒59或控制部分70的信號並隨後放大該信號，以及通過天線ANT將獲得的上行線路信號傳送到基站(未示出)。另一方面，傳送/接收部分74通過天線ANT接收來自基站(未示出)的下行線路信號，放大並隨後解調該信號，以及將獲得的信號傳送到揚聲器56或控制部分70。(2-3)控制部分的具體處理內容接著，描述上述控制部分70的具體處理內容。該手機51具有非法訪問阻止功能，以禁止對快閃記憶體器25的訪問，直到判定用戶為登記人。實際上，控制部分70將操作模式轉變成響應於電源開啟的非法訪問禁止模式。在非法訪問禁止模式中，在分別對應手機51所具有的各種功能的每個處理中，限制目標處理執行的預先設定。在該實施例的情況中，對快閃記憶體器25的訪問處理已被設定為目標處理。控制部分70不接收關於對快閃記憶體器25的訪問的執行命令C0M，如目標成像處理和e-mail傳輸處理。
也就是說，在該非法訪問禁止模式中，如果從檢測開關63 (圖8)提供示出滑板62的照相機曝光位置(圖10)的位置檢測信號S63，控制部分70例如在顯示部分55上顯示以下內容，如「不能獲得圖像拾取直到你被承認為所述的登記人。請進行鑑別。」而不執行目標成像處理，並告知用戶在執行目標成像處理之前應當執行生物鑑別處理。此外，也在接收了表示e-mail傳送處理等的執行命令COM的情況中，控制部分70告知用戶在執行目標成像處理之前應當執行生物鑑別處理而不執行上述e-mail傳送處理
坐寸ο一方面，在該非法訪問禁止模式中，在表示滑板62的照相機遮蔽位置(圖9)的位置檢測信號S63已經從位置檢測開關63 (圖8)供給的狀態中，如果從相應的手指觸摸檢測開關12A，12B和12C (圖1)提供所有的檢測信號S12A，S12B和S12C，則控制部分執行生物鑑別處理。在這種情況中，控制部分70控制成像驅動部分72以便驅動CXD圖像拾取裝置4和近紅外光發射部分8，並控制圖像處理部分73以便執行各種處理，如對從上述CXD圖像拾取裝置4傳送的血管圖像信號SI進行的血管線性化處理。隨後，控制部分將在上述圖像處理部分73中產生的血管圖像數據D23以及之前登記在快閃記憶體器25內的登記的血管圖像數據DR傳送到鑑別部分24，並控制鑑別部分24以便根據這些血管圖像數據D23和登記的血管圖像數據DR確定所述登記人的存在。在此，如果從鑑別部分24提供的作為上述確定結果的確定數據D24是表示不是所述登記人的數據，則控制部分70控制成像驅動部分72以便驅動CXD圖像拾取裝置4和近紅外光發射部分8，並保持這種非法訪問禁止模式。相反，如果確定數據D24是表示所 述登記人的數據，則控制部分70控制成像驅動部分72以驅動CCD圖像拾取裝置4和近紅外光發射部分8，並操作模式從非法訪問禁止模式轉變成通常的使用模式。在此模式中，控制部分70可執行生物鑑別處理。另一方面，在上述使用模式中，如果從位置檢測開關63 (圖8)施加表示滑板62的照相機曝光位置(圖10)的位置檢測信號S63，則控制部分70執行目標成像處理。在此情況中，控制部分70控制成像驅動部分以驅動CXD圖像拾取裝置4，並且還控制成像驅動部分72以調節光學系統部分OS的透鏡位置和到達CCD圖像拾取裝置4的光量。此時，如果施加表示閃光指令的執行命令C0M，則控制部分70控制成像驅動部分72以從近紅外光發射部分8發射作為閃光的近紅外光。隨後，如果在上述狀態下施加表示成像指令的執行命令C0M，則控制部分控制圖像處理部分73以執行對此時從CXD圖像拾取裝置4傳送的目標圖像信號SlO的圖像壓縮處理，並進而將獲得的壓縮圖像數據D73存儲在快閃記憶體器25內。以此方式，控制部分70能夠執行目標成像處理。注意到，在該使用模式中，也在接收到表示e-mail傳送處理等的執行命令的情況中，控制部分70沒有限制地執行相應的各種處理。以此方式，在該手機51中，禁止對快閃記憶體器25的訪問直到用戶被確定為登記人，以便對第三參與者保護存儲在快閃記憶體器25內的各種數據內容。(2-4)第二實施例的操作和效果
根據上述構造，在該手機51中，放置部分設置在第二外殼53的後表面上另一端的短邊ED4附近，並且反射板6面向上述部分7設置在成像開口部分3和一端的短邊ED3之間。並在第二外殼53中的上述成像開口部分3的下面部分處設置CXD圖像拾取裝置4，其用於將通過置於放置部分7上的手指FG並被反射板6反射成血管圖像信號SI的近紅外光。相應地，在手機51中，類似於上述第一實施例的情況，除CXD圖像拾取裝置與反射板6在厚度方向上的距離外，保持上述反射板6與放置部分7在水平方向上的距離。因此，去除了光學系統中像差畸變，而不僅依賴於微距透鏡和信號處理電路的修正，並限制整體厚度。因此，提高了圖像質量併兼顧了小型化。除此之外，在該手機51中，可保持上述反射板6從面向CXD圖像拾取裝置4的照相機遮蔽位置(圖9)自由移動到與上述照相機保持位置分開的照相機曝光位置(圖10)，並根據上述保持位置，將對從CXD圖像拾取裝置4傳送的信號處理轉變成生物鑑別處理或圖像壓縮處理。相應地，在該手機51中，能夠共享光學系統部分OS和CXD圖像拾取裝置4。因此，手機51能被整體小型化。根據上述構造，可保持上述反射板6從面向CXD圖像拾取裝置4的照相機遮蔽位置(圖9)自由移動到與上述照相機遮蔽位置分開的照相機曝光位置(圖10)，並根據上述固定位置，將對從CXD圖像拾取裝置4傳送的信號的處理轉變成生物鑑別處理或圖像壓縮處理。進而，能夠共享上述CXD圖像拾取裝置4。因此，手機51能被整體小型化。(3)其他實施例在上述實施例中，已經討論了這樣的情況，在第一實施例中，用於將生物區域中的形成物作為將要成像的目標進行成像的生物顯像裝置用於具有鑑別功能的專用鑑別裝置1，且在第二實施例中，生物顯像裝置用於具有鑑別功能的手機51。可是，本發明不僅限於此，而且本發明中的成像裝置可用`於具有除此之外的各種用途的裝置，如可用於醫療裝置。此外，在上述實施例中，對於形成物，已經討論了用於血管的情況。可是，本發明不僅限於此，而且可用於除此之外的各種形成物，如生物體內的神經，存在與生物體表面上的指紋和嘴印。在此而言，在用於神經的情況中，例如，如果在體內注入對神經特殊的標記並使標記成像，可類似於上述實施例使神經成像。此外，在上述實施例中，對於生物區域，已經討論了用於手指的情況。可是本發明不僅限於此，而且根據要成像的目標能用於除此之外的各種生物區域，如手掌，手臂和眼睛。此外，根據成像裝置的構造，已經討論了這樣的情況，在第一實施例中，採用具有圖1和2中所示構造的鑑別裝置1，並在第二實施例中，採用具有圖6-10中所示構造的手機51。可是，本發明並不限於此，而且根據用途、成像目標等，可適當地改變涉及上述成像的每個部分的布置、形狀或構造。也就是說，在上述實施例中，對於置於包含電路的外殼前表面側上用以放置生物區域的放置部分，已經討論了其放置在外殼2的頂面2A (第二外殼53的後表面)上的情況。可是，取代於此，例如，沿垂直於頂面2A (第二外殼53的後表面)的方向設置高度差部分，並且高度差部分的一部分或全部可用作放置部分。此外，在上述實施例中，已經討論了施用由一對引導部分IlA和IlB所形成的放置部分7和手指觸摸檢測開關12A-12C的情況。可是，本發明不限於此，而且可以改變上述手指觸摸檢測開關12的數量，或修改引導部分11的形狀或構造。可省略它們中的任何一個。或者取代於省略二者，可在表面上設置適於放置的標記。此外，可採用結合前述內容所形成的放置部分。接著，在上述實施例中，對於用於向放置部分發射成像光的發射部分，發射900nm-1000nm的近紅外光。可是，取代於此，可發射上述波長之外的各種波長的光，如可見光。此外，在上述實施例中，對於安裝發射部分的方法，已經討論了設置在外殼2的頂面2A (第二外殼53的後表面)上的情況。可是，取代於此，可以挖入上述頂面2A (後表面)的方式設置發射部分。在上述頂面2A (第二外殼53的後表面)上的空間內設置用以布置發射部分的部件，並且發射部分可設置在該部件上。可是，在考慮到整個裝置的厚度時，期望將其設置在外殼2的頂面2A (第二外殼53的後表面)上或附近的空間內。此外,在上述實施例中,對於成像光的發射方向，從與外殼2的頂面2A (第二外殼53的後表面)成120度的方向發射成像光,可是,能夠從任意方向發射成像光。然而,在將成像光發射到生物體內存在的形成物，在前述實施例中為血管的情況中，如果考慮整個裝置的厚度，期望發射部分設置得使發射方向與放置部分的放置表面成鈍角。具體地說，優選選擇與放置部分的放置表面成100度至140度角中的任意一個。接著，在上述實施例中，對於以面向外殼前表面側上放置部分的方式設置並將成像光從置於放置部分上的生物區域反射到外殼內部的反射板，已經討論了這樣的情況，即反射板設置成相對於短邊ED2的另一端(短邊ED4的另一端)傾斜以便與外殼2的頂面2A(第二外殼53的後表面)形成45度的傾斜角的狀態。可是，取代於此，例如，沿垂直於頂面2A (第二外殼53的後表面)的方向設置高度差部分並且反射板可設置在高度差部分上。設置用於將反射板布置在上述頂面2A (第二外殼53的後表面)上空間內的部件，並且反射板可設置在該部件上。此 外，對於傾斜角，能選擇45度之外的角。接著，在上述實施例中，對於設置在外殼內並將反射板反射的成像光作為圖像信號傳輸的圖像拾取裝置，已經討論了施用CCD圖像拾取裝置4的情況。可是，取代於此，可施用C⑶圖像拾取裝置之外的各種圖像拾取裝置，入CMOS (互補金屬氧化物)。此外，對於布置圖像拾取裝置的位置，圖像拾取裝置可布置在外殼內的各個位置處。接著，在上述實施例中，對於用於檢測引導部分所引導的手或手指傾斜的傾斜檢測裝置，已經討論了沿引導方向以預定間隔設置手指觸摸檢測開關的情況。可是，取代於上述手指觸摸檢測開關，可設置照相機，或用於機械檢測傾斜的檢測機構。在此情況中，在上述實施例中，已經討論了檢測到傾斜存在的情況。可是，可以檢測到傾斜角，並且可告知該傾斜角。此外，在上述實施例中，已經討論了除了到達反射板6的反射表面的成像光的入射光路和反射光路，覆蓋反射板6的情況。可是，本發明不限於此，且可以覆蓋外殼2的全部頂面2A (第二外殼53的後表面)。此外，在上述實施例中，對於成像裝置，已經討論了這樣的情況，在第一實施例中，施用具有圖1和2所示構造的裝置，並在第二實施例中，施用具有圖6-10中所示構造的裝置。可是，本發明不限於此，且可施用具有圖13中所示構造的成像裝置80，在圖13中添加與圖2和圖9中相應的部件相同的參考標記。該成像裝置80與外殼2 (第二外殼53)中包含的鑑別裝置I (手機51)的主要區別在於光學系統部分OS和CXD圖像拾取裝置4所形成的成像系統設置在外殼2的頂面2A(第二外殼53的後表面)上。此外，在成像裝置80中，與除成像光到反射板6的反射面的入射路徑和反射路徑之外覆蓋反射板6的覆蓋部分9不同，不同之處在於設置除到成像表面IF的入射方向外覆蓋上述光學系統部分OS和CXD圖像拾取裝置4的覆蓋部分81。根據該成像裝置80，光學系統部分OS和CXD圖像拾取裝置4以面向放置部分7的方式設置在外殼2 (第二外殼53)的前表面側上。進而，在包含電路的外殼2 (第二外殼53)內不包含成像系統的情況下，能夠保持上述外殼2 (第二外殼53)前表面側上水平方向上的距離。因此，能夠去除光學系統中像畸變，而不僅依賴於微距透鏡和信號處理電路的修正，並減少了上述外殼2 (第二外殼53)自身的厚度以及限制了整體厚度。注意到，對於第二實施例中的滑板61，通過配置保持部分，該保持部分保持光學系統部分0S、(XD圖像拾取裝置4和覆蓋部分81可從第一位置自由移動到與第一位置分開的第二位置，從而可根據置於放置部分7上的手指直徑調節CXD圖像拾取裝置4和放置部分7之間的距離。進而能夠進一步提高圖像質量。工業實用性本發 明可用於使用鑑別生物體的技術的領域和醫學領域。
權利要求
1.一種成像裝置，具有用於對物體成像的第一模式和用於對生物區域成像的第二模式，該成像裝置包括: 包括電路的外殼； 用於放置生物區域的放置部分； 用於發射成像光的發射部分； 成像開口部分，該成像開口部分提供所述外殼的開口 ； 遮蔽部分，用於控制入射到所述成像開口部分的光量；和 圖像拾取裝置，用於對生物區域成像或者對除所述生物區域之外的物體成像， 其中， 所述成像裝置具有第一模式和第二模式: Ca)在第一模式下，所述圖像拾取裝置對除所述生物區域之外的物體成像；以及 (b)在第二模式下， (I )所述發射部分向所述放置部分發射成像光，該成像光至少部分地由在所述放置部分上的所述生物區域吸收，並且所吸收的成像光的至少一部分從所述生物區域再發射到所述圖像拾取裝置； (II)所述遮蔽部分減少除從所述生物區域再發射到所述圖像拾取裝置的成像光之外的入射到所述成像開口部分的光量；以及 (III)所述圖像拾取裝置對所述生物區域成像。
2.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 所述遮蔽部分包括反射板，用於將從置於所述放置部分上的所述生物區域再發射的成像光反射到所述成像開口部分。
3.根據權利要求2所述的成像裝置，其中: 所述遮蔽部分包括覆蓋部分，用於覆蓋除所述成像光到所述反射板的反射表面的入射路徑和反射路徑之外的反射表面。
4.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 所述遮蔽部分包括具有第一位置和第二位置的可移動遮蔽部分； 所述可移動遮蔽部分的第一位置在用於對所述物體成像的第一模式下暴露所述圖像拾取裝置；以及 所述可移動遮蔽部分的第二位置在用於對所述生物區域成像的第二模式下遮蔽所述圖像拾取裝置。
5.根據權利要求4所述的成像裝置，其包括: 位置檢測裝置，用於檢測所述可移動遮蔽部分的第一位置和第二位置； 用於對所述圖像拾取裝置傳送來的圖像信號執行圖像處理的圖像處理裝置；以及控制裝置，用於控制所述圖像處理裝置:(I )當所述位置檢測裝置檢測到所述第一位置時執行適於對除所述生物區域之外的物體成像的第一圖像處理，或(II)當所述位置檢測裝置檢測到所述第二位置時執行適於對所述成像區域成像的第二圖像處理。
6.根據權利要求4所述的成像裝置，其包括: 位置檢測裝置，用於檢測所述可移動遮蔽部分的第一位置和第二位置； 用於檢測所述生物區 域對所述放置部分觸摸的觸摸檢測裝置；以及驅動裝置，用於當檢測到所述第一位置和所述生物區域的所述觸摸時驅動所述發射部分和所述圖像拾取裝置。
7.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 所述圖像拾取裝置對所述生物區域的形成物成像。
8.根據權利要求7所述的成像裝置，其中: 所述生物區域的形成物包括血管。
9.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 所述發射部分沿發射方向設置，所述發射方向與所述放置部分的放置表面成鈍角。
10.根據權利要求9所述的成像裝置，其中: 所述發射部分沿發射方向設置，所述發射方向具有與所述放置部分的放置表面成100度至140度角中的任一角度。
11.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 所述成像光包括特定針對待成像的所述生物區域或所述物體的波長。
12.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 所述成像光包括特定由氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白吸收的波長。
13.根據權利要求12所述的成像裝置，其中: 所述成像光包括約900nm至約IOOOnm的波長。
14.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 在第一模式下所述發射部分發射作為閃光的成像光。
15.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 用於吸收所述成像光的片狀光吸收部分設置在所述放置部分和所述遮蔽部分之間。
16.根據權利要求1所述的成像裝置，其中: 所述生物區域為手指或手；以及 所述放置部分包括引導部分，該引導部分引導所述手指或手以使手指或手掌的腹部幾乎垂直於放置平面。
17.根據權利要求16所述的成像裝置，其中，所述放置部分包括: 傾斜檢測部分，用於檢測所述弓I導部分引導的所述手指或手的傾斜；和 驅動裝置，用於根據傾斜檢測裝置的檢測結果驅動所述發射部分和所述圖像拾取裝置。
18.根據權利要求16所述的成像裝置，其中，所述放置部分包括: 傾斜檢測部分，用於檢測所述弓I導部分引導的所述手指或手的傾斜；和 告知部分，用於根據所述傾斜檢測部分的檢測結果告知所述傾斜的狀態。
全文摘要
本發明提供一種成像裝置，以提高圖像質量同時減小尺寸。在外殼(2)上表面(2A)上，配置部分(7)靠近短邊(ED2)的另一端設置。反射器(6)設置在與配置部分(7)相對的成像孔(3)和短邊(ED1)的一端之間。用於將通過置於配置部分(7)上的手指(FG)、由反射器(6)所偏轉的近紅外光作為血管圖像信號S1輸出的CCD圖像傳感器(4)設置在外殼中成像孔(3)的下方。
文檔編號A61B5/117GK103230275SQ201310056439
公開日2013年8月7日 申請日期2005年12月8日 優先權日2004年12月28日
發明者佐藤英雄 申請人:索尼株式會社