用於生物識別的方法及設備的製作方法

2023-10-08 19:38:59 4

專利名稱：用於生物識別的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及通it^人體的一部分(最典型的是手的一部分)進行紅外 成像、使用皮下靜脈圖案識別的個體生物識別。
背景技術：
個體生物識別代表雖小^速增長的商業市場。據估計，到2008年 生物傳感器及系統的市場將達到40億美元。增加使用生物識別的動機包
括任何反恐篩查(例如，對航空^j:的篩查以及i^設施及商業設施處的
i^控制)，加上對由盜竊財務帳號及密碼所導致的身份盜用的防護。關 於後者， 一些主要的銀行已在它們的自動拒員機處安裝了生物識別系統。 每個用戶將他或她的生物特徵記錄在數據卡上，並且在允許1銀行帳戶 之前，必須通過對個體的生物掃描來實時地對圖案進行匹配。這裡的術語 "數據卡"是指針對能夠對其一次寫入且多次讀取生物特徵數據的任何類 型的數字信息存儲介質(例如，磁介質、半導體存儲器、光介質等)的通 用描述。
已經針對個體生物識別而尤艮了多種技術，包括指紋掃描及視網膜掃 描，最有前途的生物識別方法之一是使用對手的皮下靜脈圖案的紅外成 像。例如，參見Rice J.於1985年3月19日提交的英國專利第2,156,127 號"Method Of And Apparatus For The Identification Of Individuals"; Clayden於1995年9月29日提交並於1998年7月28日^>告的美國專利 第5,787,185號"Biometric Identification Of Individuals By Use Of Subcutaneous Vein Patterns";以及Watanabe M.、 T. Endoh T.、 M. Shiohara和S. Sasaki的"Palm Vein Authentication Technology And Its Applications" (Proc. Biometric Consortium Conf.， 2005年9月19-21日， Arlington, VA，USA)。更總體而言，可以對人體的任意部分的皮下靜脈圖 案進行成像。紅外傳感器捕捉皮下靜脈圖案的圖像，然後利用計算機或微 處理器來對其進行分析，並將其與存儲在個體的數據卡上的圖像進行比 較，以確定是接受還是拒絕該個體。與可見光輻射相比，近紅外輻射穿透皮膚及皮下組織的深度大得多，使得可以得到皮下靜脈圖案的更詳細的圖 像。作為包含所存儲的生物輪廓的數據卡的替代，可以將該輪廓存儲在計 算機網絡上，以使得被掃描個體僅需輸入個人標識號。靜脈圖案識別的優 點在於，已表明手掌靜脈圖案及手指靜脈圖案是個體所獨有的、極難偽造 且相對易於解釋。已發現，即^A同卵雙胞胎，他們的手掌及手指的靜脈 圖案也是不同的。相反的是，已表明指紋的泥塑模型可以欺騙指紋掃描儀， 而產生誤接受。
通過對手部靜脈圖案的成像的生物識別相對於諸如指紋掃描的備選 技術的另一優點在於，理論上，皮下靜脈紅外成〗象儀可以利用完全衛生的 非接觸式傳感器來實現。指紋掃描儀本質上是依賴於高解析度電容傳感器 (而非光學成像傳感器)的接觸式設備。在一些文化中，^7>共設施的 每個人必須觸摸的傳感器被認為是極不受歡迎的。生物掃描儀不能識別戴 著手套的人。此外，1公共設施的每個人必須觸摸的接觸式傳感器會積 聚汙垢，導致測量精度的降低。某些亞洲國家早先已經採用生物傳感器，
使用它們來控制對政府建築、商業建築及銀行自動拒員機的ii^;未來的 市場包括機場安全等。如果亞洲遭受致命性禽流感或類似的傳染病的大規 模爆發，則可能對基於接觸式傳感器的生物識別系統造成嚴重的破壞。理 想的非接觸式靜脈圖案生物傳感器僅要求用戶將手懸空地保持在紅外成 像儀的上方。
在嘗試設計非接觸式靜脈圖案生物傳感器時所面臨的最大的技術挑 戰是，儘管事實上所有這種生物紅外成像儀具有固定的焦距，但是要將目 標(手)聚焦在紅外成像儀上。紅外成像儀具有固定的焦距，意味著，僅 在目標至成傳_儀的距離(目標範圍)等於指定的固定值時，該目標焦點對 準。作為示例，設想嘗試在將目標(頁)保持在距固定焦距攝像機的距離 與該攝1|*的固定焦距目標範圍顯著不同時利用該攝^J機來拍攝該頁上 的文字。這將導致所記錄的圖像離焦，使得無法讀出該頁上的部分或全部 文字。對於靜脈圖案生物傳感器，離焦的圖4象將導致不可識別的靜脈圖案， 使得所有的被掃描個體被生物識別系統拒絕。通過查看Fujitsu PalmSecure說明書而清楚地看出靜脈圖案成像^t目標範圍的靈敏度， 其中，所要求的目標範圍船見定為50 ± 10 mm (PalmSecure手掌靜脈i人 證系統，美國Fujitsu計算機產品公司)。在靜脈圖案生物傳感器中所使用 的紅外成像儀模塊的光學部件包括紅外LED照明器、長通紅外濾波器、 固定焦距透鏡系統及CCD或CMOS檢測器陣列。這些部件自身不能提 供可以根據其來精確地確定目標範圍的數據。必須向紅外成4象儀模塊中添加附加的電光部件來提供可以根據其來確定目標範圍的數據，因而必須向 生物傳感器系統中添加校正離焦情況的裝置。
可以試圖向靜脈圖案生物傳感器中添加與大多數數字攝 4^系統中 所包含的自動聚焦透^目似的自動聚焦透鏡；然而，這會產生多個另外的 問題(a)傳統的廉價的自動聚焦透鏡系統很難在生物成像儀所要求的很 短的目標範圍(約50 mm)及寬視場處提皿聚焦圖像；(b)適合於生 物應用的高質量自動聚焦透鏡使傳感器的成本顯著增加；以及(c)廉價 的自動聚焦系統的機械部件會隨著典型的生物傳感器所要求的頻繁的使 用(例如，每星期使用幾千次，每年52個星期)而磨損。
在靜脈圖案生物傳感器領域中領先的兩個公司Fujitsu及Hitachi認 識到非接觸或非觸覺特徵的重要性，因為這涉及到被廣泛的顧客群所接 受。在由Hitachi員工所撰寫的專利及專利申請(US20050185827、 US6813010、 US6912045、 US6993160 )以及由Fujitsu員工所撰寫的專利 及專利申請(US20050148876)中強調了非接觸^徵的重要性。然而， Fujitsu, Hitachi或它們的竟爭對手都未能開發出並提供出售上面引用的 專刮申請中所描述的類型的、真正非接觸式靜脈圖案識別傳感器。
Hitachi SecureVein生物傳感器對手指中的皮下靜脈圖案進行成像， 並以幾個稍有不同的版本來提供。然而，每個版本要求用戶將他或她的手 與成型的手部支託或手指支^目接觸地放置，成型的手部支託或手指支託 將目標(手指)範圍及水平配準相對於紅外成《象儀固定。
前面引用的Hitachi專利及專利申請包括Kono、 Umemura、 Miyatake、 Harada、 Ito及Ueki於2005年4月13日提交的美國專利申 請公開笫2005/0185827號"Personal Identification System"; Kono、 Umemura 、 Miyatake 、 Harada 、 Ito及Ueki於2003年12月12日提交的、 於2005年6月28日公告的美國專利笫6,912，045號"Personal Identification System"; Kono、 Umemura、 Miyatake、 Harada、 Ito及 Ueki於2001年9月18日提交的、於2004年11月2日乂>告的美國專利 第6，813，010號"Personal Identification System";以及Miura、 Nagasaka 及Miyatake於2001年9月5日提交的、於2006年1月31日^^的美國 專利第6,993,160號"Personal Identification Device and Method"。美國 專利第6，993，160號中的圖2、圖3、圖4及圖5描繪了非接觸式手指靜脈 生物傳感器的幾個版本。在一個版本中，用戶將手移動通過槽狀縫隙，該 槽狀縫隙在縫隙的一側裝有紅外輻射源，且在另一側裝有紅外^1#;在另一版本中，用戶將一個手指插入到空腔中。本專利不包括對目標(手指) 範圍測量或用於校正離焦圖像的方法的討論。
美國專利第6,813,010號及第6,912,045號以及美國專利申請^S開第 2005/0185827號非常相似，它們的權利要求都未描述非接觸的^Mt，並且 權利要求都未描述測距儀或校正離焦圖像的裝置。這些權利要求中的一些 權利要求明確地描述了利用物理結構來支撐手指。所有三個專利或專利申 請的說明書包含以下陳述"由於完全非接觸法在成本、處理時間及緊湊 性方面不一定有利，因此在保持上述非接觸特徵的同時，所具有的用於固 定諸如手指或手的成^象區所需的定位部件最小的設備更加實用"。因此， 作者陳述了期望完全非接觸的操作，因為它"減小由不確定數量的人使用 設備所引起的芽孢桿菌傳染的可能性"。然而，他們未能詳細說明實現完 全非接觸的設計的實用的、成本有效的且緊湊的裝置。所有這三個專利及 申請的說明書還包含以下陳述"提供了測量設備與手掌之間的距離以檢 查從設備至手掌的高JblL否正確的光學傳感器來控制圖像捕捉。如果高度 不正確，則向被識別者發送不正確高度信息"。然而，這些說明書並未提 供關於如何構建供靜脈圖案生物傳感器使用的、實用的、成本有效的且緊 湊的光學測距儀的任何設計細節。作者未描述任何光學測距儀設計，並且 未將光學測距儀^:計結合到Hitachi產品中。
Fujitsu生物傳感器PalmSecure對手掌的皮下靜脈圖案進行成像； 2006年3月提出了其最新版本。產品資料描繪了個體將手以手掌面向下 的方式懸空地、水平地保持平放在成《象儀的上方。然而，該產品資料並未 描述任何測量目標範圍的方法，也未描述引導用戶將手掌放置在如傳感器 的說明書中所給出的、所要求的目標範圍(50 ± 10 mm)處的方法。 PalmSecure不具有目標範圍測量能力。在本發明人於2006年10月10日 在科羅拉多州丹佛市的科羅拉多會議中心出席美國衛生信息管理協會貿 易展覽會時，PalmSecure的局限性是顯而易見的。在該貿易展覽會上， Fujitsu員工向本發明人^提供了連接到筆記本個人計算機的PalmSecure的 演示。為了正確地演示PalmSecure, Fujitsu員工不得不利用PalmSecure 資料中未描繪的彈出式手部支託或託架。該手部支託通過將手腕及每個手 指分別地支撐在槽中來將手固定在限定好的範圍及水平配準處。當本發明 人問Fujitsu員工怎樣在優選的非接觸模式中使用PalmSecure時，所給 出的答案是，紅外成像儀具有一定的距離靈敏度，因此為了在所宣傳的非 接觸模式中實現可靠的操作，需要用戶學習曲線。對PalmSecure的經驗 比一般用戶多得多的Fujitsu員工未能演示不4吏用手部支託的^Mt。實際上，在2006年10月10日的貿易展覽會的演示過程中，甚至從未嘗試所 宣傳的非接觸模式中的沒有手部支託的操作。PalmSecure連接到筆記本 計算機，而計算機顯示器未提供關於被掃描個體應當如何將手定位在紅外 成l象儀的上方的指導。
前面引用的Fujitsu專利申請是作為於2002年9月3日提交的PCT 申請的繼續申請的、Endoh、 Aoki、 Goto及Watanabe於2005年2月1 曰提交的美國專利申請^^開第2005/0148876號"Individual Identification Device", US2005148876的權利要求1描述了 "一種成像設備，其能夠在 不與手相接觸的情況下對該手的血管進行成像，該設備包括位置/方向/ 形狀指示單元，其用於指示用戶舉起他的手；..."。權利要求1關於該指 示單元的設計及操作非常含糊，並且附圖都未提供關於該指示單元如何操 作的任何線索。然而，權利要求13表達得更清晰"根據權利要求l所述 的個體識別設備，該設備包括檢測單元，其用於在每次檢測到血管圖4象 時根據手的已拍攝圖像來檢測該手的位置及/或方向；判斷單元，其用於 判斷檢測到的手的位置;5L/或方向是否適當；以及通知單元，其用於在手 的位置;5L/或方向不適當時通知用戶手的位置^/或方向不適當"。從權利要 求13清楚地看出，手的位置;5L/或方向是根據該手的已拍攝圖像來直接地 測量的，這意味著手的水平位置或旋轉是利用圖像模式識別軟體來測量 的。對於真正非接觸式靜脈圖案生物傳感器，必須測量的最重要的>#*1 目標範圍；而目標範圍不能根據已拍攝圖像來直接地確定。在2006年10 月10日的貿易展覽會的演示過程中Fujitsu PalmSecure不能在真正非接 觸模式中操作的事實、以及筆記本計算機的屏幕未給予用於關於目標範圍 的指導的事實，表明PalmSecure不測量目標範圍，並且US2005148876 中所描述的生物傳感器設計從未產出實用的非接觸式靜脈圖案生物傳感 器。
手部靜脈圖案識別方面的最初研究強調使用與手的部分相接觸的物 理支撐以限定目標相對於紅外成像儀的目標範圍及水平配準的重要性。例 如，如上文引用的，Clayden(圖1)描述了一種用於通過要求個體握住 位置基準手柄、然後將手橫向地移動直到其與側擋塊相接觸為止，來對手 背的皮下靜脈進行成像的方法。認為物理支撐對於獲得精確的、準確的、 可重複的結果是至關重要的。Clayden的分析是基於未改變的基本光學測 量理論的。然而，與手相接觸的物理支撐與手部靜脈成像儀的非接觸設計 目標相矛盾。從上文顯見，對於能夠在不與手相接觸的情況下對手掌或手 指的血管進行成像的成像設備的技術的需求由來已久，但是還未能獲得能夠提供這種不接觸的成^象的可工作的設備。

發明內容
本發明通過提供創新的、低成本的、不含移動部件的電光方法及i殳備, 得到了其中消除了由目標範圍及水平配準的不確定性所導致的測量誤差 的首個真正非接觸式手部靜脈生物傳感器，從而解決了上文所描述的問題 並推進了技術。在優選的實施例中，必須向紅外成像儀模塊中添加的附加 的電光部件包括低功率雷射二統管、準直透鏡或準直反射鏡、及雷射器 驅動電路，對於大量應用，總成本約10美元。優選的是，目標是手掌、 手背或手指。優選的是，單個雷射二極體(LD)按照以下方式照明目標 反射輻射的圖案在利用傳統的靜脈圖案紅外成像儀來觀看時，提供對目標 範圍的直接測量。使用對該反射輻射圖案的實時分析來生成視覺信號或音 頻信號，該視覺信號或音頻信號指示被掃描個體將手移動到精確地放置在 最佳範圍處。實際上，優選的是，指導被掃描個體將手放置在與他或她的 生物特徵數據卡上所記錄的範圍相同的範圍處，從而顯著地減小誤拒絕 率。這裡，誤拒絕率是對真實特徵與他們的生物數據卡上所記錄的特^目 匹配的個體的拒絕率。誤拒絕率的減小允許使模式識別軟體中的^更加 嚴格，這樣還減小了誤接受率(即，對真實特徵與他們所持有的生物數據 卡上所記錄的特徵不匹配的個體的接受率)。
本發明的另 一實施例包括使用超聲波發射器及傳感器來測量目標範 圍及水平配準，然後生成用於使被掃描個體移動手以將手精確地定位在最 佳範圍處的視覺指示或音頻指示。本發明還有的另 一 實施例包括使用無源 光學測距儀來測量目標範圍，然後生成用於使被掃描個體移動手以將手精 確地定位在最佳範圍處的視覺指示或音頻指示。無源光學測距儀不需JH吏 用任何雷射二極體，或除了傳統的靜脈圖案紅外成像儀中已經存在的目標 照明裝置以外的任何目標照明裝置。
本發明提供了一種生物靜脈成像方法，該方法包括將人體的目標部 分放置在生物成像儀能夠掃描的位置；電子地確定所述目標是否位於相對 於所述成像儀的預定定位範圍內；拔:供指示所述目標在所述預定定位範圍 內或者必須怎樣移動所述目標以使其1所述範圍內的信號；以;sut確定 所述目標在所述預定範圍內時，利用所述生物成l象儀來對所述目標進行掃 描。優選的是，所述掃描包括利用靜脈成像儀來進行掃描。優選的是，所 述放置包括放置人的手指、手掌或手背。優選的是，所M置包括將所述手指或所述手掌對準一個或更多個指導線。優選的是，所述一個或更多個 指導線形成在其上安裝所述成像儀的表面上或略高於該表面。優選的是， 存在兩條所述指導線，並且所述指導線彼此正交。優選的是，所l改置包
括根據視覺指示來放置所i^A體的所述目標部分。優選的是，所述視覺指 示包括一個或更多個圖或照片。優選的是，所述視覺指示描繪從側面觀看 及從頂部觀看被正確地定位在所述成像儀的上方的手。優選的是，所述電 子地確定包括將光指向所述目標。優選的是，所述指向包括將雷射束或發 光二極體光束指向所述目標。優選的是，所述將雷射束指向包括將紅光可 見光雷射束指向所述目標。優選的是，所述電子地確定包括電子地確定所 述目標是否在與所述成像儀的預定距離範圍內。優選的是，所述電子地確 定包括利用電荷耦合檢測器(CCD)或CMOS檢測器陣列來對被所述目 標反射的輻射進行檢測。優選的是，所述檢測包括使所述光的脈衝與所述 CCD或所述CMOS檢測器的幀頻相同步。優選的是，該方法還包括計算 相繼的CCD或CMOS幀之間的差異。優選的是，所述指向包括將多個 雷射束或發光二極體光束指向所述目標。優選的是，所述提Wf號包括提 供視覺信號或聲音信號。優選的是，所述提供包括利用一個或更多個發光 二極體(LED)來提供視覺信號。優選的是，所述利用包括使用綠光二極 管來指示所述目標在所述預定定位範圍內並使用一個或更多個紅光二極 管來指示必須怎樣移動所述目標以使其進入所述範圍內。優選的是，所述
射的實時分析來提供所述信號。優選的是，所述目標是人的手指、人的手 掌或人的手背，並且所述提供包括指示所5tA^動所述手指或手以將其放 置在相對於所述成像儀的最佳距離範圍處或最佳水平配準處。優選的是， 所述電子地確定僅使用由所述生物成像儀所提供的輻射來進行。優選的 是，所述電子地確定包括將聲能指向所述目標並利用>^射的聲能來提供所 述信號。
本發明還提供了一種用於記錄人體的目標部分的靜脈圖案的生物成 像系統，該系統包括能量源，其指向所述目標；檢測器，其被定位# 測從所述目標^^射的所述能量的一部分；計算機，其用於對所述反射的能 量進行實時分析，用於生成指示所述目標的範圍的信號，並用於提供所述 目標的靜脈圖案圖像；以及視覺或聲音輸出設備，其響應於所述信號來提 供用於幫助將所述目標放置在相對於所述檢測器的預定定位範圍內的指 示。優選的是，所述能量源包括發光二極體(LED)或雷射器。優選的是， 所述能量源包括雷射二極體。優選的是，所述能量源是紅光可見光光源。優選的是，所述檢測器是電荷耦合檢測器(CCD)或CMOS檢測器。優 選的是，所述能量源是與所述CCD或所述CMOS檢測器的檢測器幀頻 相同步的脈衝光源。優選的是，所述系統還包括用於將所述A/沐的所述目 標部分相對於所述成像系統正確地放置的視覺輔助物。優選的是，所述視
放置的一個或更多個圖或照片。優選的是，所述一個或更多個圖或照片描 繪從側面觀看及從頂部觀看被正確地定位在所述成像儀的上方的手。優選 的是，所述系統還包括用於幫助將所述人體的所述目標部分相對於所述成 像系統定位的一個或更多個指導線。優選的是，所述系統還包括用於使用 所述指導線來將所"體的所述目標部分相對於所述成像系統正確地定 位的指示。優選的是，存在兩條所述指導線，並且所述指導線彼此正交。 優選的是，所i^A體的所述目標部分是人的手指、人的手掌或人的手背， 並且所述一個或更多個指導線幫助將中指的指尖定位。優選的是，所迷視 覺輔助物包括一個或更多個發光二極體(LED)。優選的是，所述視覺輔 助物包括用於指示所述目標在預定定位範圍內的綠光二極體以及用於指 示必須怎樣移動所述目標以^^其進入所述預定範圍內的一個或更多個紅 光二極體。優選的是，所述能量源包括準直透鏡或準直反射鏡、或者聚焦 透鏡或聚焦反射鏡。優選的是，所述能量源包括產生高斯光束輪廓的透鏡 或反射鏡。優選的是，所述能量源包括產生準直光束的透鏡或反射鏡。
本發明提供了用於在不使用任何種類的物理約束或手部支託的情況 下將被成像的人體部分放置在相對於成像儀的精確的位置處的首個實用 系統。通過結合附圖來閱讀以下說明，本發明的許多其他特徵、目的及優 點將從以下說明中顯而易見。


圖1示出了根據本發明的手掌靜脈生物識別系統在向下看右手背的 情況下的圖，其中，LED顯示器、指示塊及照片在手的左側，對準標記 在中指的指尖附近；
圖2示出了根據本發明的用於手掌靜脈成像儀的、利用單個LD (激 光二極體)來實現的低成本的測距儀的第一優選實施例的示意圖，其中， 手放置在紅外成像儀的上方的最佳垂直距離處；
圖3示出了手放置在小於最佳距離的垂直距離處時的、圖2中的實施例；
圖4示出了聚焦雷射束的高斯光束輪廓，陰影區是雷射束所佔據的 區，兩條實線之間的y軸距離代表雷射束寬；
圖5示出了根據本發明的用於手掌靜脈成像儀的、利用單個LD來實 現的低成本的雷射測距儀的第二優選實施例的示意圖，其中，手放置在紅 外成傳_儀的上方的最佳垂直距離處；
圖6提供了根據本發明的生物靜脈圖案識別系統的優選實施例的示 意圖，包括數字圖像分析、人機接口及生物數據接口；
圖7示出了根據本發明的手指靜脈生物識別系統在向下看右手背的 情況下的圖，其中，LED顯示器、指示塊及照片在手的左側，對準標記 在中指的指尖附近；
圖8示出了根據本發明的用於手指靜脈成像儀的、利用單個LD (激 光二fel管)來實現的低成本的測距儀的第一優選實施例的示意圖，其中， 手指放置在紅外成像儀的上方的最佳垂直距離處；以及
圖9示出了根據本發明的用於手指靜脈成像儀的、利用單個LD來實 現的低成本的雷射測距儀的第二優選實施例的示意圖，其中，手指放置在 紅外成像儀的上方的最佳垂直距離處。
具體實施例方式
1.手掌靜脈圖案識別的優選實施例
對本優選實施例的詳細描述描述了 一種用於改善用於生物識別的皮 下靜脈圖案成像儀(優選的是手部靜脈成像儀，更優選的是手掌靜脈成像 儀)的性能的電光系統及方法。本領域技術人員可以容易地將本部分中所 描述的電光設備修改成被設計成掃描人體的其他部分的皮下靜脈圖案成 像儀。手部靜脈成像儀包括對手的任何部分(包括手掌、手背或者任一手 指的前面或後面)的靜脈進行成像的成像儀。
圖1描繪了生物識別系統如何呈現在被掃描個體前；其示出了向下看 右手101的手背的圖。紅外成傳45^塊102在手的下方，因此用虛線來描 繪。手的左側是指示塊103、照片塊110及LED模塊104，所有這些都與 紅外成像儀模塊102安裝在同一桌面上；該桌面通常在地平面上方卯cm 至95 cm。指示塊103通知被掃描個體"將手保持平放在傳感器上方5 cm(2in.)"。然後，指示塊103指示該個體"(1)將中指指尖對準兩條線的 交叉點"並"(2)將手上或下移動到正確的垂直距離"。設置了兩條指導 線108及109，優選的是，這兩條指導線108及109位於其上安裝紅外成 像M塊的平面上或略高於該平面；線108的在中指的下方的部分被描繪 為虛線。優選的是，指導線彼此正交。 一條線109提供用於在與圖1中的 垂直方向相對應的一個水平方向上定位手指的指導，而另一條線108提供 用於在與圖1中的水平方向相對應的另一水平方向上定向手指的信息。作 為另一種選擇，可以將這考慮為將手指的指尖對準兩條線的交叉點，將手 定向於該交叉點，並且中指沿線108的對準將手相對於該交叉點旋轉地定 向。塊IIO包含對正確地放置的手的一個或更多個描繪。優選的是，存在 兩個這樣的描繪，可以是已形成在耐用的表面上(例如，通過印刷)的圖
或照片。優選的是，這兩個圖或照片描繪了從側面觀看;s^頂部觀看被正
確地定位在紅外成傳_儀模塊的上方的手。這兩個照片顯著地增加了生物識 別系統的易用性。例如，手的側視圖清楚地描繪了 "將手保持平放"的含 義，手的頂視圖清楚地描繪了 "將中指指尖對準兩條線的交叉點"的含義。 圖1中所描繪的方法及i殳^^將手放置在相對於紅外成4象儀模塊的大致正 確的水平配準或位置處。手的水平配準不必完4^確，僅需足以〗吏手部靜 脈圖案的用於生物識別的部分在紅外成像儀的視場內的精度。可以利用現 有技術的圖像分析軟體來對手的水平配準或水平定位的小的誤差進行常 規的校正，如同在指紋生物傳感器中常皿進行的那樣。
存在個體之間的手指及手長度的範圍。因此，當中指的指尖對準指導 線108及指導線109時，手掌的略有不同的部分將直接地對準在紅外成像 儀模塊102的上方。然而，手的水平配準的這個差異是無關緊要的，這是 因為用於對記錄在個體的生物識別卡上的靜脈圖案進行拍攝的每個主紅 外掃描儀系統與用於個體的生物識別的所有的使用時的紅外掃描儀系統
的幾何結構完全相同。因此，每個使用時的掃描儀將看到手掌的與每個主 掃描儀所看到的部分相同的部分。
指示塊103中的"上方5 cm (2 in.)"部分代表典型的紅外成像儀的 目標至傳感器焦距。指示塊中的這一部分旨在指導個體將手放置在大致正 確的目標範圍處(即，在光學測距儀的動態範圍內)；通過"大致"，可以 安全地預測指示塊103將導致小於土 60%的目標距離誤差，在本示例中為 50土30mm。在沒有測距M指示裝置或物理手部支撐的情況下，將手放 置在完全正確的目標範圍處以獲得手部靜脈圖案在紅外成像儀上的很好 的聚焦是極其困難的。注意，在圖1中，被掃描個體不能看到紅外成像儀。顯然，缺少測距儀及指示裝置的非接觸式紅外成像儀不向用戶提供關於正
確的目標範圍的指導。在沒有測距^ML指示裝置的情況下，很大比例的用 戶將不能在可重複的基礎上將他們的手保持在正確的目標範圍處。現有技 術的手掌靜脈成像儀的說明書通常規定50 ± 10 mm( ± 20% )的目標範圍， 並且如果進一步減小目標範圍不確定度，則可以提供更低的生物識別^: 率。
7 - LED模塊104包含指示個體將手上或下移動以提高相對於紅外成 像儀的目標範圍精確度的元素。這些元素包括(a)文字105，"移動手、 上、下、好"；(b)指示手被定位得不正確的六個紅光LED106;以及(c) 指示手被定位得正確的單個綠光LED107。如果手被定位得正確，則僅中 心的綠光LED107被點亮。如果手被定位得不正確，則紅光LED106中 的一個紅光LED 106被點亮。6個紅光LED 106指示手未最佳地定位， 並指示用戶將手向哪個方向移動多遠。7 - LED顯示模塊104僅是可以用 於指示個體最佳M置手的許多可能的視覺顯示器中的一個視覺顯示器； 計算機屏幕圖形顯示器是另一個選擇。作為另一種選擇，計算機產生的語 音可以指示個體將他或她的手以最佳的方式定位。然而，提供方向指導及 位置解析度二者的多元視覺顯示模塊104代表不需要本地計算機或計算 機顯示器的獨立的生物識別站的優選實施例。
圖2示出了保持平放在紅外(IR)成像儀模塊102及雷射二極體模 塊203的上方的手201的截面圖。並且，圖2中描繪了由嵌入在紅外成l象 儀模塊中的信號處理電子裝置所輸出的二維數字圖像204。手掌面向下， 面對IR成像鄉塊102及雷射器模塊203。紅外成像儀模塊102包含 二維CCD或CMOS檢測器陣列208;用於將手聚焦在檢測器陣列上的透 鏡或反射鏡系統206;防止可見光輻射到a測器陣列從而減少背景照明 的長通紅外濾波器205;用於照明手及皮下靜脈圖案的IR LED子模塊 207;信號處理電子裝置216;以及傳感器外殼209。 LED子模塊207包 含通常發出740 nm至780 nm的輻射的多個目標照明IR LED;通常透 過波長大於700 nm的輻射的長通紅外濾波器205。
圖2描繪了低成本的、用於測量目標範圍(即，從手掌至紅外成《象儀 的距離)的系統，以使得圖6中所示的計算M微處理器可以解釋範圍信 息，然後使用該信息來對指示用戶將手上或下移動以將手定位在最佳範圍 處的LED顯示器104 (圖1)進行驅動。該最佳範圍表示手部靜脈成像儀 的最佳l^巨。優選的實施例利用了由在655 nm至660 nm處發射的紅光LD210 (例如，扭tachi HL6501MG)及準直透鏡或準直>^射鏡211組成 的雷射二極體(LD)模塊203。作為另一種選擇，還可以使用發光二極 管來替代雷射器。經準直的雷射束214照射手掌的表面，由此產生紅光可 見光光斑，該光斑被成像到檢測器陣列208上並作為數字圖像204中的像 斑215而出現。術語"經準直的"是指雷射束直徑大致相同，與距LD的 距離無關。虛線213描繪了紅外成像儀視場的邊界，虛線212描繪了該視 場的中心的光軸。例如，如圖2所示，將LD與準直透鏡對準，以^吏得當 手掌位於與IR成像儀的最佳距離(範圍)處時，經準直的雷射束照射IR 成像儀的視場的中心處的手掌的表面。在這種情況下，從手掌反射的雷射 光斑被成像到檢測器上，並作為數字幀204的中心的像斑215而出現。在 本示例中，用於靜脈圖案圖像分析的計算機或微處理器(圖6)驅動LED 顯示器104以指示手在正確的高度(範圍)處。
紅光可見光LD輻射不如紅外LED或LD輻射那樣有效地穿透皮膚； 因此，紅光可見光LD利用皮膚表面處的反射來提供更尖銳的範圍精確 度。皮膚表面所提供的反射紅光LD光斑的圖像不如在目標為紙張或其他 固體對象時所看到的圖像那樣尖銳；然而，從皮膚表面反射的紅光雷射光 斑AA夠尖銳的，足以將目標範圍精確地限定在比針對現有技術的手掌靜 脈成像儀而給出的±1 cm的規範更精確的範圍內；紅光LD的範圍精確度 好於0.5 cm.為了使CCD或CMOS檢測器陣列能夠測量從皮膚的表面 反射的、來自紅光可見光LD的輻射，必須將成像儀模塊的長通濾波器 205改變成允i午透過大於650nm的波長，而不;i通常的700 nm。濾波器 截止波長的這一小的改變不會對成像儀模塊的性能造成不利的影響。
除了手被定位在小於最佳範圍的範圍處的事實之外，圖3與圖2完全 相同。這^吏得經準直的紅光雷射束在紅外成〗象儀光軸的左側照射手，這導 致從手掌反射的紅光雷射光斑的像215出現在數字圖像的中心的左側。紅 光雷射光斑的像215與數字圖像的中心的距離與範圍誤差、或必須將手向 上移動以達到最佳範圍的距離成正比。圖6中所示的圖像分析計算機或微 處理器對數字圖像的直接分析提供了用於驅動圖1中的LED顯示器104 所必須的信息。驅動LED顯示器104以指示必須將手向上移動以及大概 移動多遠。
相反的是，很容易看出，如杲手被定位在大於最佳範圍的範圍處，則 從手掌反射的紅光雷射光斑的像215將出現在數字圖像的中心的右側。在 這種情況下，對數字圖像的直接分析將導致驅動LED顯示器104以指示必須將手向下移動以及大概移動多遠。
在優選的實施例中，紅光可見光LD是脈沖的，與CCD/CMOS檢測 器的幀頻相同步。這有效地允許CCD/CMOS檢測器的AC耦合，從而消 除了恆定的或慢變的背景輻射的影響。當利用附接的計算機或微處理器 (圖6中所示的)來計算相繼的CCD/CMOS幀之間的差異時，即4吏在符 合眼睛安全規範的非常低的LD功率水平，從皮^>射的脈衝紅光可見光 也將從慢變的背景輻射中清晰地突出出來。如果才艮據記錄幀的時間順序來 將幀編號(例如，幀l、幀2、幀3、幀4等，其中，l是所記錄的第一個 幀)，則幀求差異方案包括計算幀1與幀2之間的差異、幀2與幀3之間 的差異等。下面將給出用於操作裝備有圖2及圖3中所示的雷射測距儀的、 改進的皮下手部靜脈圖案成像儀的事件的優選序列。本領域技術人員應當 認識到，存在可以利用的幾個另選的事件序列。優選的序列包括
(1) 使脈沖紅光可見光LD正常通電，這代表目標獲M式。
(2) 與計算機或微處理器相關聯的CCD/CMOS檢測器連續J^由 將相繼的圖像幀相減而計算出的AC信號進行檢查。當從目標反 射的LD光斑在檢測器的視場內時，通過識別該反射光斑的存在 而容易地檢測到懸在靜脈圖案傳感器附近的目標的存在。
(3) 利用視覺信號或音頻信號，指導被掃描個體將手移動到靜脈圖 案傳感器上方的最佳目標範圍。
(4) 當手被定位在最佳目標範圍處時，使脈衝紅光可見光LD斷電， 以使得它不會干擾靜脈圖案圖像獲取。
(5) 使成像儀模塊的紅外LED通電，捕捉皮下靜脈圖案的圖像，並 將該實時靜脈圖案圖像與記錄在個體的生物數據卡上的圖像相 比較。然後，生物識別系統接受或拒絕該個體。
存在基於單個LD的、用於生物靜脈圖案成像儀的雷射測距儀的第二 優選設計。在該笫二優選實施例中，圖像分析更複雜些；然而，它提供了 以下優點不必將雷射測距儀光束對準成相對於紅外成像儀的垂直軸成精 確的角度。圖4描繪了基於雷射束直徑與距離(到目標的範圍)之間的關 系的、另選的雷射測距儀設計的操作原理。圖4是聚焦雷射束301的高斯 光束輪廓的精確的圖形表示。光束直徑在焦點處或束腰302處達到最小， 然後，在束腰的下遊擴展或發散。光束直徑to巨離的增加起初是非線性的， 然後，隨著遠離束腰302而漸ii^逼近線性函數。在將手插入到範圍比光腰大的發散雷射束中時，被成像到紅外靜脈圖案成像儀上的反射光斑尺寸
的直徑與距雷射束腰302的距離成正比，這是對目標範圍的直接測量。
圖5描繪了用於手掌靜脈圖案識別的生物成像儀中的雷射測距儀的 第二優選實施例的實現。圖5與圖2相似，不同之處在於(a)雷射束 218被聚焦透鏡217在小於最小目標範圍的距離處聚焦成光腰219，而不 是被準直；以及(b)雷射束是近似垂直的，而不是與紅外成像儀的垂直 光軸212成一角度地傾斜。在雷射測距儀的第二優選實施例中，反射雷射 光斑215在數字圖像204中的位置並不是重要的方面。數字圖像中的反射 雷射光斑的直徑產生對到目標的範圍的直接測量。基於前面的第一優選實 施例的示例及從圖1中的指示塊103給出的指導，最小目標範圍為50mm 的40% (或20mm)。在前面的該示例中，最佳目標範圍為50mm，這導 致利用圖6中的計算機或微處理器模塊502而在數字圖像上確定的、測得 的^^射雷射光斑直徑D2。如果將手保持在發散雷射束中小於最佳範圍的 目標範圍處，則產生的^Jt光斑的直徑Dl小於D2;這一事實用於驅動 LED顯示器104來指示手被定位得低於最佳範圍並且必須將手向上移動。 相反的是，在將手保持在發散雷射束中大於最佳範圍的目標範圍處時，產 生的^^射光斑的直徑D3大於D2;這一事實用於驅動LED顯示器104來 指示手被定位得高於最佳範圍並且必須將手向下移動。
還可以按照使得itJ^出現在大於50 mm的160% (或80 mm)的最 大目標範圍的目標範圍處的方式將雷射束聚焦。在這種情況下，手總會擋 住會聚的雷射束。出現在數字圖像204中的反射光斑尺寸的直徑將再次產 生對目標範圍的直接測量；然而，光斑的直徑與目標範圍成反比，較小的 光斑直徑指示較大的目標範圍。
圖6是優選的靜脈圖案識別生物識別系統的示意圖。紅外成^M5C模塊 102獲取數字圖像204並將其傳送給計算機或微處理器模塊502 ，計算機 或微處理器模塊502依次驅動LED顯示模塊104, LED顯示模塊104驅 動人腦/手504， ^A手改變目標範圍，這產生了通過紅外成傳_，塊102 的閉環^Jt，直到手(目標)被移動到最佳範圍為止。另外，生物數據卡 讀取器505提供到計算機或微處理器模塊502的輸入，計算機或微處理器 模塊502將存儲在生物數據卡上的靜脈圖案與對個體的皮下靜脈圖案的 生物掃描進行比較。最終的系統輸出是關於生物識別的通it/失敗506，這 可以利用視覺顯示或音頻顯示來對用戶通信:5L/或對計算機網絡通信。生 物通過或肯定識別允許個體進入安全^殳備、數據文件、建築、銀行帳戶、航空器等。
2.手指靜脈圖案識別的優選實施例
手指靜脈圖案識別的優選實施例與手掌靜脈圖案識別的優選實施例 相似，僅有很小的修改。
圖7是圖1的略有修改的版本，僅有的不同之處在於，紅外成像儀模 塊112在中指的下方居中，利用中指的靜脈圖案來進行生物識別。優選的 是，指示塊103被修改成包含以下消息在手指被定位在正確的水平配準 處時，被掃描個體看不到來自圖8或圖9中所示的測距儀LD的紅光。
圖8 (圖2的略有修改的版本)示出了在將手指701保持平放在紅外 (IR )成像儀模塊102及雷射二極體模塊203的上方時的手指701的截面 圖。圖8中還描繪了由嵌入在紅外成像M塊中的信號處理電子裝置所輸 出的二維數字圖像204。手掌面向下，面對IR成傳*儀模塊102及雷射器 模塊203。紅外成像儀模塊102包括二維CCD或CMOS檢測器陣列 208;用於將手指聚焦到檢測器陣列上的透鏡或反射鏡系統206;長通紅 外濾波器205，其阻止可見光輻射到*測器陣列，從而減少背景照明； 用於照明手指及皮下靜脈圖案的IR LED子模塊207;信號處理電子裝置 216;以及傳感器外殼209。 LED子模塊207包含多個目標照明IR LED。 在這種情況下，從手指反射的雷射光斑M像到檢測器上，並作為數字幀 204的中心的像斑215而出現。在本示例中，用於靜脈圖案圖像分析的計 算機或微處理器(圖6)將驅動LED顯示器104來指示手指在正確的高 度(範圍)處。
如果手指被定位在小於最佳目標範圍的距離處(與圖3中所描繪的情 況相似)，則反射雷射光斑將位於紅外成像儀光軸的左側，導致紅光雷射 光斑的像215出現在數字圖像上中心的左側。驅動LED顯示器104來指 示必須將手向上移動以及大概移動多遠。
相反的是，如果手指被定位在大於最佳範圍的範圍處，則從手指及Jt 的紅光雷射光斑的像215將出現在數字圖像的中心的右側。在這種情況 下，對數字圖像的直接分析將導致驅動LED顯示器104來指示必須將手 向下移動以及大概移動多遠。
圖9是圖5的略有修改的版本，圖9描繪了用於手指靜脈圖案識別的 生物成像儀中的雷射測距儀的第二優選實施例的實現。圖9也與圖8相似， 僅有的不同之處在於(a)雷射束218被聚焦透鏡217在小於最小目標範圍的距離處聚焦成光腰219，而不是被準直；以及(b)雷射束是近似垂 直的，而不是與紅外成像儀的垂直光軸212成一角度地傾斜。在雷射測距 儀的笫二優選實施例中，反射雷射光斑215在數字圖像204中的位置並不 重要。而是反射雷射光斑在數字圖像中的直徑產生對到目標的範圍的直接 測量。基於前面的第一優選實施例的示例及從圖1中的指示塊103給出的 指導，最小目標範圍為50mm的40。/。(或20mm)。在前面的該示例中， 最佳目標範圍為50 mm，導致利用圖6中的計算M微處理器模塊502 而在數字圖4象上確定的、測得的^^射雷射光斑直徑D2。如果將手保持在 發散雷射束中小於最佳範圍的目標範圍處，則產生的>11射光斑的直徑Dl 小於D2;這一事實用於驅動LED顯示器104來指示手被定位得低於最佳 範圍並且必須將手向上移動。相反的是，在將手保持在發散雷射束中大於 最佳範圍的目標範圍處時，產生的及Jlt光斑的直徑D3大於D2;這一事 實用於驅動LED顯示器104來指示手被定位得高於最佳範圍並且必須將 手向下移動。
還可以按照使光腰出現在大於50 mm的160% (或80 mm)的最大 目標範圍的目標範圍處的方式將雷射束聚焦。在這種情況下，手總會擋住 會聚的雷射束。出現在數字圖像204中的反射光斑尺寸的直徑將再次產生 對目標範圍的直接測量；然而，光斑的直徑與目標範圍成反比，較小的光 斑直徑指示較大的目標範圍。
本領域技術人員應當認識到，存在供生物靜脈圖案成像儀使用的另選 的雷射測距儀設計；例如，使用多個LD或LD的線性陣列的測距儀。所 描述的兩個單雷射器測距儀i殳計非常精確並且實用、直接且經濟；因此， 作為兩個優選實施例而對其進行了詳細的描述。相似的是，本領域技術人 員應當認識到，在使用所述教示時，存在用於實現用於生物靜脈圖案成像 的、對手的精確水平配準的、另選的方法及設備。
描述了實用的、成本有效的、精確的且用戶友好的生物識別系統。應 當理解，附圖中所示出的及本說明書中所描述的特定實施例是出於示例的 目的，而不應將其解釋成對將在下面的權利要求書中描述的本發明的限 制。例如，儘管描述了對手掌的靜脈進行成像方面的實施例，但是該系統 也可以用於對手背或手指的靜g行成像。另夕卜，顯然的是，本領域技術 人員可以在不背離本發明的概念的情況下對所描述的特定實施例進行多 種使用及修改。等同的結構及處理可以替代所描述的各種結構及處理；本 發明的方法的子處理在某些情況下可以按不同的順序來進4亍；或者可以4吏用各種不同的材料及元件。例如，LED光學系統可以替代上迷雷射光學 系統。
權利要求
1. 一種生物靜脈成像方法，該方法包括將人體的目標部分(201)放置在生物成像儀(102)能夠掃描的位置；所述方法的特徵在於包括電子地確定所述目標是否位於相對於所述成像儀的預定定位範圍內；提供指示所述目標在所述預定定位範圍內或者必須怎樣移動所述目標以使其進入所述範圍內的信號；以及在確定所述目標在所述預定範圍內時，利用所述生物成像儀來對所述目標進行掃描。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述掃描包括利用靜脈成像 儀來進行掃描。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，所逸故置步驟包括放置人的 手指、手掌或手背。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，所逸故置步驟包括將所述手 指或所述手掌對準一個或更多個指導線(108、 109)。
5. 才艮據權利要求4所述的方法，其中，所述一個或更多個指導線形 成在其上安裝所述成像儀的表面上或略高於該表面。
6. 根據權利要求4所述的方法，其中，存在兩條所述指導線，並且 所述指導線彼此正交。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中，所逸改置步驟包括根據視覺 指示(103、 110、 104)來放置所述A^體的所述目標部分。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述視覺指示包括一個或更 多個圖或照片(110)。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中，所述視覺指示描繪從側面觀 看及從頂部觀看被正確地定位在所述成l象儀的上方的手。
10. 根據權利要求l所述的方法，其中，所述電子地確定的步驟包括 將光(214、 218)指向所述目標。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中，所述指向步驟包括將雷射 束或發光二極體光束指向所述目標。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中，所述將雷射束指向的步驟 包括將紅光可見光雷射束指向所述目標。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中，所述電子地確定的步驟包括電子地確定所述目標是否在與所述成4象儀的預定距離範圍內。
14. 根據權利要求10所述的方法，其中，所述電子地確定的步驟包 括利用電荷耦合檢測器(CCD)或CMOS檢測器陣列(208)來對被所 述目標^Jlt的輻射進行檢測。
15. 根據權利要求14所述的方法，其中，所述檢測步驟包括使所述 光的脈衝與所述CCD或所述CMOS檢測器的幀頻相同步。
16. 根據權利要求15所述的方法，該方法還包括計算相繼的CCD 或CMOS幀之間的差異。
17. 根據權利要求11所述的方法，其中，所述指向步驟包括將多個 雷射束或發光二極體光束指向所述目標。
18. 根據權利要求l所述的方法，其中，所述提供信號的步驟包括提 供視覺信號或聲音信號。
19. 根據權利要求18所述的方法，其中，所述提供步驟包括利用一 個或更多個發光二極體(LED) (104)來提供視覺信號。
20. 根據權利要求19所述的方法，其中，所述利用步驟包括使用綠 光二極體(107)來指示所述目標在所述預定定位範圍內，以及使用 一個 或更多個紅光二極體(106)來指示必須怎樣移動所述目標以^L其進入所 述範圍內。
21. 根據權利要求l所述的方法，其中，所述電子地確定的步驟包括 對從所述目標^^射的輻射進行檢測，以及使用對所述反射輻射的實時分析 來^^所述信號。
22. 根據權利要求21所述的方法，其中，所述目標是人的手指、人 的手掌或人的手背，並且所述提供步驟包括指示所^A移動所述手指或手 以將其放置在相對於所述成4象儀的最佳距離範圍處或最佳水平配準處。
23. 根據權利要求l所述的方法，其中，所述電子地確定的步驟僅使 用由所述生物成〗象儀所提供的輻射來進行。
24. 根據權利要求l所述的方法，其中，所述電子地確定的步驟包括 將聲能指向所述目標，以及利用反射的聲能來提供所述信號。
25. —種用於記"體的目標部分的靜脈圖案的生物成^^系統(102、 203)，該系統包括能量源(210)，其指向所述目標；檢測器(102)，其 被定位來檢測從所述目標反射的所述能量的一部分；所述系統的特徵在於包括計算機(502)，其用於對所述反射的能量進行實時分析，用於生成 指示所述目標的範圍的信號，並用於提供所述目標的靜脈圖案圖像；以及 視覺或聲音輸出設備(104、 110)，其響應於所述信號來提供用於幫助將 所述目標放置在相對於所述檢測器的預定定位範圍內的指示。
26. 根據權利要求25所述的生物成像系統，其中，所述能量源包括 發光二極體(LED)或雷射器。
27. 根據權利要求26所述的生物成像系統，其中，所述能量源包括 雷射二極體。
28. 根據權利要求25所述的生物成像系統，其中，所述能量源是紅 光可見光光源。
29. 根據權利要求25所述的生物成像系統，其中，所述檢測器是電 荷耦合檢測器(CCD)或CMOS檢測器(208)。
30. 根據權利要求29所述的生物成像系統，其中，所述能量源是與 所述CCD或所述CMOS檢測器的檢測器幀頻相同步的脈衝光源。
31. 根據權利要求25所述的生物成像系統，該系統還包括用於將所 述人體的所述目標部分相對於所述成像系統正確地放置的視覺輔助物(104、 110)。
32. 根據權利要求25所述的生物成像系統，其中，所述視覺輔助物 包括示出所述人體的所述目標部分相對於所述成像系統的正確放置的一 個或更多個圖或照片(110)。
33. 根據權利要求32所述的生物成像系統，其中，所述一個或更多 個圖或照片描繪從側面觀看及從頂部觀看被正確地定位在所述成像儀的 上方的手。
34. 根據權利要求25所述的生物成像系統，該系統還包括用於幫助 將所述人體的所述目標部分相對於所述成l象系統定位的一個或更多個指 導線(108、 109)。
35. 根據權利要求34所述的生物成像系統，該系統還包括用於使用 所述指導線來將所^A體的所述目標部分相對於所述成^^系統正確地定 位的指示(103 )。
36. 根據權利要求34所述的生物成像系統，其中，存在兩條所述指 導線，並且所述指導線彼此正交。
37. 根據權利要求34所述的生物成像系統，其中，所U體的所述 目標部分是人的手指、人的手掌或人的手背，並且所述一個或更多個指導 線幫助將中指的指尖定位。
38. 根據權利要求31所述的生物成像系統，其中，所述視覺輔助物 包括一個或更多個發光二極體(LED)(104)。
39. 根據權利要求38所述的生物成像系統，其中，所述視覺輔助物 包括用於指示所述目標在預定定位範圍內的綠光二極體(107 )，以及用於 指示必須怎樣移動所述目標以^使其進入所述預定範圍內的一個或更多個 紅光二極體(106 )。
40. 根據權利要求25所述的生物成像系統，其中，所述能量源包括 準直透鏡(211)或準直>^射鏡、或者聚焦透鏡或聚焦反射鏡。
41. 根據權利要求40所述的生物成像系統，其中，所述能量源包括 產生高斯光束輪廓(301)的透鏡或反射鏡。
42. 根據權利要求40所述的生物成像系統，其中，所述能量源包括 產生準直光束(214)的透鏡(211)或反射鏡。
全文摘要
本發明描述了皮下靜脈圖案生物傳感器的首個實用的、成本有效的、且真正非接觸式的實現。雷射二極體(LD)(203)按以下方式照明手反射輻射(213)的圖案在利用傳統的靜脈圖案紅外成像儀(102)來觀看時，提供對目標範圍的直接測量。所述目標範圍測量用於產生視覺信號或音頻信號(110、104)，該視覺信號或音頻信號(110、104)指示被掃描個體將手(101)精確地放置在最佳範圍處，以使得靜脈圖案焦點對準。此外，描述了用於指導被掃描個體將手移動到相對於所述紅外成像儀的最佳水平配準或位置的系統及設備。
文檔編號H04K1/00GK101548496SQ200780040381
公開日2009年9月30日 申請日期2007年10月24日 優先權日2006年11月3日
發明者託德·A·切爾尼 申請人:切爾尼諮詢公司