CN101241611B - 认证装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种不论生物体的访问方向如何都能够进行认证的认证装置，该认证装置(10)能够从多个方向访问，其具备：从生物体获取生物体信息的生物体信息获取单元(220)；检测生物体的访问方向的 检测单元(250)；预先存储认证用模板的存储单元(136)；以及，使用上述检测到的生物体的访问方向信息、从生物体获得的生物体信息和上述模板认证上述生物体的认证单元(110)。认证单元(110)使用上述生物体的访问方向信息进行所获取的生物体信息或者模板的变换以使得取得上述模板时的访问方向和认证时的生物体的访问方向一致，来执行认证。

Description

认证装置
技术领域
本发明涉及通过生物体认证控制门的锁住和开锁的认证装置。 
背景技术
作为使用生物体信息进行进出管理的装置，我们已知在门的内外两侧具有认证装置的装置(专利文献1：日本专利特开平2-64764号公报)，或者将认证装置限定在一个地方物理地使装置旋转，能够从门的内外两侧使用的装置(专利文献2：日本专利特开2005-194820号公报)。 
但是，在门的内外两侧具有认证装置的装置存在1扇门需要2个认证装置、成本高的问题。物理地使认证装置旋转的装置存在需要用于旋转的驱动部，装置变大的问题。 
发明内容
本发明就是为了解决上述问题的至少一部分而提出的发明，目的是要实现不管生物体的访问方向如何都能够认证的认证装置。 
本发明的第1方案的认证装置为能够从正反两个方向访问，其特征在于，具备：从生物体获取生物体信息的一个生物体信息获取单元；利用插入方向检测传感器检测生物体的访问方向的检测单元；预先存储认证用模板的存储单元；以及，在进行生物体认证时，使用上述检测到的生物体的访问方向信息进行所获得的生物体信息或模板的旋转处理来认证上述生物体，以使获取上述模板时的访问方向与检测到的生物体的访问方向一致的认证单元。如果采用本发明第1方案的认证装置，检测到生物体的访问方向，根据访问方向对照从生物体获取的生物体信息和模板。结果不管生物体访问的方向如何都能用一个认证装置进行认证。并且，能够降低认证装置的成本。 
本发明的第1方案的认证装置优选上述认证单元使用上述生物 体的访问方向信息，进行所获得的生物体信息或模板的变换，以使获取上述模板时的访问方向与认证时生物体的访问方向一致，来执行认证。如果采用本发明第1方案的认证装置，由于进行获得的生物体信息或模板的变换，使获取模板时的访问方向与认证时生物体的访问方向一致，因此不管生物体访问的方向如何都能用一个认证装置进行认证。并且能够实现降低认证装置的成本。而且由于不需要使认证装置自身旋转，因此能够实现使认证装置小型化。 
本发明的第1方案的认证装置优选上述存储单元存储多个与访问方向相对应的模板信息；上述认证单元从上述存储单元中读出上述多个模板中的访问方向与上述生物体的访问方向信息一致的模板来认证上述生物体。如果采用本发明第1方案的认证装置，由于不进行生物体信息或模板的变换，因此能够缩短认证时间。 
本发明的第1方案的认证装置优选具备将生物体固定在检测位置上的固定机构。如果采用本发明第1方案的认证装置，由于检测位置固定，因此生成生物体信息时数据不容易产生偏差，与模板相对照变得容易。 
本发明的第1方案的认证装置优选还在上述固定机构上具备检测生物体的插入方向的检测单元。如果采用本发明第1方案的认证装置，由于在生物体的固定机构上具备检测生物体的插入方向的检测单元，因此不需要具备其他的检测生物体访问方向的检测单元。所以能够降低认证装置的成本。 
本发明的第1方案的认证装置优选还具备上述生物体的访问门和上述访问门的开闭检测单元。如果采用本发明第1方案的认证装置，由于具备检测访问门开闭的检测单元，因此不需要具备其他的检测生物体访问方向的检测单元。所以能够降低认证装置的成本。 
本发明的第1方案的认证装置优选还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。如果采用本发明第1方案的认证装置，能够抑制2个生物体同时访问。 
本发明的第2方案的认证装置为能够从正反两个方向访问，其特征在于，具备：从生物体获取生物体信息的一个生物体信息获取单元； 利用插入方向检测传感器检测生物体的访问方向的检测单元；预先存储多个与访问方向相对应的认证用模板的存储单元；以及，在进行生物体认证时，使用上述检测到的生物体的访问方向信息和从生物体获取的生物体信息和与从上述存储单元中读出的上述生物体的访问方向信息一致的访问方向的模板，来认证上述生物体的认证单元。 
本发明的第3方案的认证装置为能够从正反两个方向访问，其特征在于，具备：从生物体获取生物体信息的一个生物体信息获取单元；预先存储多个与访问方向相对应的认证用模板的存储单元；以及，在进行生物体认证时，通过核对从生物体获得的生物体信息与存储在上述存储单元中的与上述访问方向相对应的多个认证用模板中与生物体的访问方向相同方向的认证用模板来认证上述生物体的认证单元。如果采用本发明第3方案的认证装置，由于存储单元存储多个与访问方向相对应的认证用模板，因此不管生物体的访问方向如何都能用一个认证装置认证生物体。而且由于不具备检测生物体访问方向的检测单元，因此能够降低成本。 
附图说明
图1是本实施例的认证装置的方框图。 
图2(a)～(b)是说明生物体图像数据以及存储在本实施例的认证装置中的模板的说明图。 
图3是示意地表示安装了生物体信息获取单元的安全门的剖面结构的说明图。 
图4是说明认证装置的动作的流程图。 
图5是示意地表示手指伸入认证装置时的状态的说明图。 
图6(a)～(c)是示意地表示认证时图像数据的处理的说明图。 
图7是示意地表示手指伸入变形例的认证装置时的状态的说明图。 
图8(a-1)～(b-2)是示意地表示生成模板时的图像数据以及存储在认证数据文件中的认证用模板的说明图。 
具体实施方式
下面用图1和图2说明本实施例的认证装置的大致结构。图1为本实施例的认证装置10的方框图。图2为说明生物体图像数据以及存储在本实施例的认证装置10中的模板的说明图。图2(a)表示生物体图像数据，图2(b)表示编码后的数据。本实施例的认证装置10用在例如分隔保密区与保密区外部的门上。 
认证装置10具备控制单元100、生物体信息获取单元200、门控制单元300、键盘400、鼠标410和显示器500。 
控制单元100为认证装置10的中枢，比较生物体信息获取单元200获得的生物体信息和预先存储的认证用模板来进行认证。另外，在本实施例中，模板是指事先采集、登录的信息。控制单元100具备CPU110、存储器120、硬盘130、门用接口150、网络接口160、输入接口170和输出接口180。 
CPU110为控制认证装置10的所有动作的中央处理装置。CPU110进行认证。CPU110执行认证程序134，对生物体信息获取单元200获取的生物体信息进行旋转处理，使生物体信息和从硬盘130中读出的认证用模板为相同插入方向的数据，然后判断生物体信息与模板是否一致。存储器120具备非易失性存储器ROM122和能够随机访问的易失性存储器RAM124。RAM124临时存储例如CPU110运算过程中的数据。 
硬盘130存储例如OS132、认证程序134和认证数据文件136。OS132为管理认证装置10的基本动作的基本程序。认证程序为用来判断生物体信息获取单元200获取的生物体信息与从硬盘读出的认证用模板是否一致的程序。认证数据文件136为写入了例如认证用模板的数据文件。本实施例中认证用模板中登录了手指从预定的方向伸入时的生物体信息。 
门用接口150为用来连接门上设置的生物体信息获取单元200和门控制单元300的接口。网络接口160将控制单元100连接到网络 600上。输入接口170例如连接键盘400和鼠标410。输出接口180连接例如显示器500。 
为了进行认证，生物体信息获取单元200检测生物体的特性，获取生物体信息。生物体信息获取单元200具备光源210、生物体信息获取传感器220、图像处理单元230、控制器240、插入方向检测传感器250和插入口锁260。本实施例中，例如光源210为将近红外线照射到生物体上的近红外线光源，生物体信息获取传感器220为近红外线传感器。当近红外线照射到手指上时，手指静脉中的红血球还原血红蛋白吸收近红外线波长的光。结果，生物体信息获取传感器220通过检测透射光能够获得图2(a)所示的静脉部分映像黑的生物体图像数据。 
图像处理单元230从生物体信息获取传感器220获取的生物体的图像数据生成生物体信息。生物体信息的生成例如如下这样地进行。图像处理单元230将图像数据变换成黑白2种值的数字数据，使血管部分为黑、其他部分为白。图像处理单元230像图2(b)那样抽出例如特征点的种类(例如分叉点、端点)及其位置，生成由特征点的种类和位置构成的生物体信息。图像处理单元230抽出特征点的种类及其位置时最好以比例如检测精度低的精度抽出。这是为了在例如由于身体状况变化等引起检测到的图像数据稍微产生差异的情况下，同一个被认证者能够生成相同的生物体信息的缘故。另外，图像处理单元230也可以只将生物体图像数据数字化成CPU110能够进行数据处理的黑白2种值，CPU110使用数字化数据抽出特征点及其位置。由于图像处理单元230能够使用通用的图像处理设备，因此能够降低认证装置10的成本。另外，虽然在本实施例中使用特征点的种类及其位置作为生物体信息，但也可以使用其他的生态特征。 
控制器240控制光源210、插入方向检测传感器250和插入口锁260的动作。插入方向检测传感器250检测生物体的插入方向。插入 口锁260关闭、锁住没有插入生物体的生物体插入口。 
门控制单元300根据控制单元100的认证结果控制安全门700的门锁。门控制单元300具备控制安全门700锁住用的门锁控制单元310。 
键盘400和鼠标410为给例如控制单元100以指令用的输入装置。显示器500为例如监控认证结果的显示器。 
下面用图3说明安装了生物体信息获取单元200的安全门的剖面结构。图3为示意地表示安装了生物体信息获取单元200的安全门700的剖面结构的说明图。 
安全门700具备生物体检测室710、光源210、生物体信息获取传感器220、图像处理单元230、控制器240、门锁控制单元310和门把捏手720。 
生物体检测室710贯穿安全门700地配置。生物体检测室710具备生物体插入用门730、插入口锁260、滑动面板740、轨道750、阻挡器760和生物体支持台770。 
生物体插入用门730为设置在生物体检测室710入口的访问用门。认证时，例如手指从生物体插入用门730伸入。插入口锁260为锁住生物体插入用门730的锁。插入口锁260具备门闩262，使门闩262突出到生物体插入用门730来锁住生物体插入用门730。 
滑动面板740由于生物体的进入在生物体的推挤下移动。轨道750支持滑动面板740并作为滑动面板740移动时的导轨。阻挡器760阻挡滑动面板740使其移动不超过预定的距离。由于生物体的位置一定，因此抑制数据偏差。结果容易进行核对。生物体插入方向检测传感器250配置在阻挡器760上，通过滑动面板740与插入方向检测传感器250接触来检测手指伸入方向。当控制器240检测到手指伸入方向时，锁住生物体没有插入那方的生物体插入用门730，抑制生物体同时从两扇生物体插入用门730插入。生物体支持台770突出于安全 门的两侧，从下方支持插入生物体检测室710的生物体。结果，生物体支持台770能够抑制生物体检测时上下晃动。因此能够提高检测精度。 
安全门700在生物体检测室710的下面具备生物体信息获取传感器220和图像处理单元230。并且，安全门700在生物体检测室710的上面具备光源210和控制器240。另外，也可以将生物体信息获取传感器220配置在生物体检测室710的上面，将光源210配置在生物体检测室710的下面。并且，也可以将生物体信息获取传感器220和光源210配置在生物体检测室710的下面，利用来自生物体的反射光获取生物体图像。 
下面用图4至图6说明认证装置10的动作。图4为说明认证装置10的动作的流程图。图5为示意地表示手指伸入认证装置10时的状态的说明图。图6为示意地表示认证时图像数据的处理的说明图。 
想要接受认证的人(以下称为“被认证者”)从认证装置10的生物体插入用门730伸入手指。被认证者用指尖推滑动面板740，直到滑动面板740被阻挡器760阻挡。滑动面板740停止的位置为手指的检测位置。插入方向检测传感器250检测手指伸入的方向(步骤S100)。 
当检测到手指伸入方向时，控制器240锁住与手指伸入一侧相反侧的生物体插入用门730(步骤S105)。由此抑制生物体从另外一侧的生物体插入用门730进入。 
生物体信息获取传感器220获取生物体的图像数据(步骤S110)。图6(a)中显示获得的图像数据。图像处理单元230由图像数据生成生物体信息(步骤S115)。图6(b)中显示由图像数据生成的生物体信息。 
CPU110进行由图像处理单元230生成的生物体信息的变换(步骤S120)，使生物体信息与存储在硬盘中的认证用模板成为相同插入 方向的数据。CPU110根据插入方向检测传感器输出的信号检测手指伸入的方向。认证时，如果手指从与获取认证用模板时的访问方向不同的方向伸入，则为了将生物体信息与认证用模板进行比较，CPU110旋转生物体信息或认证用模板，使手指的伸入方向一致。例如，本实施例中CPU110对生成的生物体信息进行旋转处理。图6(c)中表示旋转处理后的生物体信息。虽然CPU110对认证时获得的生物体信息进行旋转处理，但旋转处理最好进行一次就结束。另外，虽然本实施例中CPU110旋转处理生物体信息，但也可以旋转处理认证用模板。 
本实施例将旋转生物体信息或模板两者中的任意一个的数据使生物体信息的插入方向与检测认证用模板时的插入方向相同的旋转处理称为标准化处理。并且，虽然本实施例在生成生物体信息之后进行标准化处理，但也可以是图像处理单元230在生成生物体信息(步骤S115)之前进行旋转获得的生物体图像数据的处理。由于图像处理单元230进行图像数据的旋转处理，因此能够减轻CPU110的负担。CPU110将标准化处理后的生物体信息写入RAM124中。另外，在认证时手指的伸入方向与获取认证用模板时手指的伸入方向相同的情况下，CPU110不进行生物体信息的标准化处理而将生物体信息写入RAM124中。这是因为认证时手指伸入的方向与获取认证用模板时手指的伸入方向相同，因此不需要进行标准化处理的缘故。 
CPU110从硬盘130中读入认证用模板(步骤S125)。CPU110比较写入RAM124中的生物体信息和认证用模板进行核对(步骤S 130)。     
当写入RAM124中的生物体信息与认证用模板不一致(步骤S135中为“否”)时，CPU110判断是否与登录到硬盘中的所有的认证用模板进行了比较(步骤S140)。当没有与所有的认证用模板进行比较(步骤S140中为“否”)时，CPU110读入另外的认证用模板(步骤S125)，同样与生物体信息进行比较。当与所有的认证用模板进行了 比较(步骤S140中为“是”)时，CPU110显示认证结果(步骤S145)。当写入RAM124中的生物体信息与认证用模板不一致时，CPU110例如或者使报警灯(图中没有表示)点亮或者用信息进行报警，通过这样显示认证结果。在显示了认证结果以后，CPU110待机，直到下一次要求认证(步骤S100)。 
当写入RAM124中的生物体信息与认证用模板一致时，CPU110让门锁控制单元310打开安全门700的锁(步骤S145)。在安全门700暂时打开后又关闭的情况下，CPU110让门锁控制单元310锁上安全门700的锁(步骤S150)。另外，在CPU110让门锁控制单元310打开安全门700的锁后预定的时间内安全门700没有被打开的情况下，最好是让门锁控制单元310锁上安全门700的锁。一直持续开锁状态在安全上不理想。 
如上所述，如果采用本实施例，CPU110在对获得的生物体信息进行旋转处理使获取生物体信息时的访问方向与获取存储在硬盘中的认证用模板时的访问方向一致以后再进行认证。结果，对于从多个访问方向访问的生物体的认证要求，能够用一个认证装置来认证。 
并且，如果采用本实施例，由于一个生物体信息获取单元200就可以，因此能够降低认证装置100的成本。而且，由于不需要认证装置的旋转机构，因此能够使认证装置100小型化。 
虽然本实施例将生物体信息获取单元200设置在安全门700中，但只要能够从夹着安全门700的两个区域访问，配置在什么地方都可以。例如，也可以将生物体信息获取单元200设置在靠近安全门700的墙壁上。 
另外，虽然本实施例检测手指静脉血管的图案，但也可以检测例如手指的指纹、手掌的形状、手掌血管的图案。并且，检测除了用近红外线之外也可以用其他的检测方法。例如，在检测手指指纹的情况下，也可以例如检测电容量。 
虽然在本实施例中将检测手指伸入方向的插入方向检测传感器250设置在阻挡器760上，但也可以例如像图7所示那样将插入方向检测传感器250设置在邻近生物体插入用门730的位置上。图7为示意地表示手指伸入变形例的认证装置10中时的状态的说明图。变形例的认证装置10在邻近生物体插入用门730的位置设置插入方向检测传感器250。结果，能够检测生物体插入用门730的开闭而检测出手指伸入的方向。 
虽然本实施例通过锁住生物体插入用门730抑制生物体从其他的方向伸入生物体检测室710，但也可以锁住滑动面板740使其不移动。 
虽然本实施例中一个生物体的认证用模板保存生物体从一个方向伸入时的数据，但也可以像图8所示那样保存多个生物体伸入方向中的每个方向的认证用模板。图8为示意地表示生成模板时的图像数据和存储在认证数据文件136中的认证用模板的说明图。例如，图8(a-1)、图8(a-2)分别为手指从图3所示的安全门700的左边伸入时的图像数据和通过编码处理生成的模板，图8(b-1)、图8(b-2)分别为手指从图3所示的安全门700的右边伸入时的图像数据和通过编码处理生成的模板。由于认证数据文件136中存储有生物体从任意一个生物体插入口伸入时的认证用模板，因此CPU110可以不进行检测的图像数据的旋转处理或检测的图像数据编码后的数据的标准化处理。因此能够缩短数据处理的时间。一般来说，由于90°或180°以外的角度时数据处理需要费时间，因此保存多个生物体伸入方向中每个伸入方向的认证用模板很有用。另外，由于已经检测到生物体伸入方向，因此比较的认证用模板只要是生物体从相同方向插入时的认证用模板就可以。因此，CPU110不用改变进行比较的认证用模板的数量。即，能够将认证时间缩短与数据处理时间缩短了的量相等的量。 
虽然本实施例具备检测生物体插入方向的插入方向检测传感器 250，但也可以不具备插入方向检测传感器250而保存多个生物体插入方向中每个插入方向的认证用模板。由于无论生物体从哪个方向插入，认证装置10都存储有对应的认证用模板，因此不具备检测插入方向的插入方向检测传感器250也能够认证认证对象者。结果，由于可以不具备插入方向检测传感器250，因此能够降低制造成本。 
以上根据几个实施例说明了本发明的实施形态，但上述发明的实施形态只是为了使本发明的理解变得容易，并非限定本发明。本发明能够在不脱离其宗旨和权利要求的范围进行改变、改进，本发明当然包括其等价形态。 

Claims (17)

1.一种认证装置，能够从正反两个方向访问，其特征在于，具备：从生物体获取生物体信息的一个生物体信息获取单元；利用插入方向检测传感器检测生物体的访问方向的检测单元；预先存储认证用模板的存储单元；以及，在进行生物体认证时，使用上述检测到的生物体的访问方向信息进行所获得的生物体信息或模板的旋转处理来认证上述生物体，以使获取上述模板时的访问方向与检测到的生物体的访问方向一致的认证单元。
2.如权利要求1所述的认证装置，具备用于将生物体固定在检测位置上的固定机构。
3.如权利要求2所述的认证装置，还在上述固定机构上具备检测生物体的插入方向的检测单元。
4.如权利要求2所述的认证装置，还具备上述生物体的访问门和上述访问门的开闭检测单元。
5.如权利要求1所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
6.如权利要求2所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
7.如权利要求3所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
8.如权利要求4所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
9.一种认证装置，能够从正反两个方向访问，其特征在于，具备：从生物体获取生物体信息的一个生物体信息获取单元；利用插入方向检测传感器检测生物体的访问方向的检测单元；预先存储多个与访问方向相对应的认证用模板的存储单元；以及，在进行生物体认证时，使用上述检测到的生物体的访问方向信息和从生物体获取的生物体信息和与从上述存储单元中读出的上述生物体的访问方向信息一致的访问方向的模板，来认证上述生物体的认证单元。
10.如权利要求9所述的认证装置，具备用于将生物体固定在检测位置上的固定机构。
11.如权利要求10所述的认证装置，还在上述固定机构上具备检测生物体的插入方向的检测单元。
12.如权利要求10所述的认证装置，还具备上述生物体的访问门和上述访问门的开闭检测单元。
13.如权利要求9所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
14.如权利要求10所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
15.如权利要求11所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
16.如权利要求12所述的认证装置，还具备当生物体从一个方向访问时防止生物体从其他的方向访问的访问防止单元。
17.一种认证装置，能够从正反两个方向访问，其特征在于，具备：从生物体获取生物体信息的一个生物体信息获取单元；预先存储多个与访问方向相对应的认证用模板的存储单元；以及，在进行生物体认证时，通过核对从生物体获得的生物体信息与存储在上述存储单元中的与上述访问方向相对应的多个认证用模板中与生物体的访问方向相同方向的认证用模板来认证上述生物体的认证单元。
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