CN101711677B - 静脉成像装置及缩略图创建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静脉成像装置及缩略图创建方法。所述静脉成像装置包括：透镜阵列，其包括按阵列方式布置的多个光接收透镜；多个近红外照射光源，其沿所述透镜阵列的相对端设置，以利用近红外光来照射活体的部分；图像拾取设备，其用于基于在所述活体的内部被散射、和透射静脉并由所述透镜阵列收集到的近红外光来创建所述静脉的拾取图像，其中，对一个光接收透镜分配多个光感受器；以及缩略图创建单元，其用于获取由所述分配给一个光接收透镜的多个光感受器中的一个光感受器接收到的近红外光的信息作为与所述一个光接收透镜相对应的像素信息，获取所述透镜阵列中所包括的所有的光接收透镜的像素信息，并基于所获取的像素信息来创建缩略图。

Description

静脉成像装置及缩略图创建方法

技术领域

本发明涉及静脉成像装置及缩略图创建方法。 

背景技术

生物个人认证是在未来网络社会中保障权利的极为重要的技术。特别是在第三方有可能通过欺骗的方式经由因特网而盗取金钱、内容、权利等的因特网商业交易中，生物个人认证作为用于对仅利用密码所不能解决的领域进行保障的技术而引起注意。然而，指纹认证或虹膜认证的伪造问题尚未解决。另一方面，预期使用难以从外部成像的部位的静脉图案的个人认证技术由于其高验证精度及伪造或欺骗的高难度而将成为下一代生物个人认证。 

这种生物个人认证技术的示例为指纹认证技术及静脉认证技术。尽管指纹认证技术在存在无法登记的用户(约4％)、对使用残留指纹的欺骗攻击的抵抗等方面有问题，但是由于其允许利用使用线传感器、区域传感器等的扫描型容易地进行图像合成，因而具有减小传感器尺寸的优点。另一方面，预期将成为问题较少的下一代认证技术的静脉认证技术由于大传感器而难以安装在移动设备等上，特别是在使用静脉透射图像的成像方案中，由于对光源位置的严格限制而难以形成平面结构的设备。 

为了实现将使用静脉认证技术的设备的尺寸减小，日本未审专利第2008-36058号公报公开了使用按阵列方式布置微透镜的微透镜阵列的技术。 

发明内容

在采用在微透镜阵列的每个透镜中设置多个像素的结构的情况下，每个透镜的图像使得上、下、左、右分别反转。此外，在认证静脉图像时，需要将各个透镜的图像反转并将其重新组合，并且透镜之间的耦合的边界处理需要高速运算。因此需要解决现有技术中这种使认证的预处理加快的 问题。 

此外，在具有预期作为应用、诸如光学触摸板等的双重功能时，高速是需要的，并且难以同时确保生物认证的高精度。 

鉴于上述情况，期望提供一种使得能够通过高速地创建分辨率比实际捕捉到的图像的分辨率低的缩略图来加快处理的、新颖的且改进的静脉成像装置及缩略图创建方法。 

根据本发明的实施例，提供了一种静脉成像装置，该装置包括：透镜阵列，其包括按阵列方式布置的多个光接收透镜；多个近红外照射光源，其沿所述透镜阵列的相对端设置，以利用近红外光来照射活体的部分；图像拾取设备，其用于基于在所述活体的内部被散射、和透射静脉并由所述透镜阵列收集到的近红外光来创建所述静脉的拾取图像，该图像拾取设备包括分配给一个光接收透镜的多个光感受器；以及缩略图创建单元，其用于获取由所述分配给一个光接收透镜的多个光感受器中的一个光感受器接收到的近红外光的信息作为与所述一个光接收透镜相对应的像素信息，获取所述透镜阵列中所包括的所有的光接收透镜的像素信息，并基于所获取的像素信息来创建缩略图。 

在这种结构中，在所述透镜阵列中，按阵列方式布置多个光接收透镜，并且沿所述透镜阵列的相对端设置利用近红外光来照射活体的部分的多个近红外照射光源。所述图像拾取设备基于在活体的内部被散射、和透射静脉并由所述透镜阵列收集到的近红外光来创建该静脉的拾取图像，并且对一个光接收透镜分配多个光感受器。所述缩略图创建单元获取由分配给一个光接收透镜的多个光感受器中的一个光感受器接收到的近红外光的信息作为与一个光接收透镜相对应的像素信息，然后获取所述透镜阵列中所包括的所有的光接收透镜的像素信息，并进一步基于所获取的像素信息来创建缩略图。 

优选的是，在获取所有的光接收透镜的像素信息时，所述缩略图创建单元针对每个光接收透镜选择相互同相的光感受器的像素信息。 

进一步优选的是，所述缩略图创建单元在不进行反转处理的情况下通过对所选择的相互同相的光感受器的像素信息进行组合来创建所述缩略图。 

所述静脉成像装置还可以包括：图像拾取设备控制单元，其用于对所述图像拾取设备进行驱动控制，并且该图像拾取设备控制单元可以通过将 所述光感受器沿所述图像拾取设备的给定方向划分成多个单元来沿所述图像拾取设备的所述给定方向进行驱动控制。 

所述图像拾取设备控制单元可以将沿与所述给定方向相正交的另一方向的多个光感受器的像素信息的平均值输出。 

所述静脉成像装置还可以包括：视差信息获取单元，其用于基于多个缩略图来获取关于在对所述活体的部分进行成像时的视差的信息，并且在获取所有的光接收透镜的像素信息时，所述缩略图创建单元可以针对每个光接收透镜获取关于由相互同相的光感受器接收到的近红外光的多种信息，并创建多种缩略图。 

根据本发明的另一实施侧，提供了一种缩略图创建方法，该方法包括：利用近红外光来照射活体的部分；由包括按阵列布置的多个光接收透镜的透镜阵列收集在所述活体的内部被散射并透射静脉的近红外光；使用包括分配给一个光接收透镜的多个光感受器的图像拾取设备来对在所述活体的内部被散射、和透射所述静脉并由所述透镜阵列收集到的近红外光进行成像；以及获取由所述分配给一个光接收透镜的多个光感受器中的一个光感受器接收到的近红外光的信息作为与所述一个光接收透镜相对应的像素信息，获取所述透镜阵列中所包括的所有的光接收透镜的像素信息，并基于所获取的像素信息来创建缩略图。 

根据上述本发明的实施例，使得能够通过高速地创建分辨率比实际捕捉到的图像的分辨率低的缩略图来加快处理。 

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的静脉成像装置的结构的框图。 

图2是根据实施例的静脉成像装置的平面图。 

图3是沿图2中的线A-A的截面图。 

图4A是用于描述由微透镜阵列捕捉到的图像的说明图。 

图4B是用于描述由微透镜阵列捕捉到的图像的说明图。 

图5A是用于描述根据实施例的缩略图创建单元的功能的说明图。 

图5B是用于描述根据实施例的缩略图创建单元的功能的说明图。 

图6A是用于描述根据实施例的图像拾取设备控制单元的功能的说明图。 

图6B是用于描述根据实施例的图像拾取设备控制单元的功能的说明图。 

图7是用于描述根据实施例的图像拾取设备控制单元的功能的说明图。 

图8是用于描述根据实施例的缩略图创建方法的流程图。 

图9是用于描述根据本发明实施例的静脉成像装置的硬件结构的框图。 

具体实施方式

下文中，将参照附图来详细地描述本发明的优选实施例。应当注意，在本说明书及附图中，功能及结构实质上相同的结构要素用相同的标号来表示，并且省略对这些结构要素的重复说明。 

将按照以下顺序进行说明。 

(1)第一实施例 

(1-1)静脉成像装置的结构 

(1-2)缩略图创建方法 

(2)根据本发明实施例的静脉成像装置的硬件结构 

(3)总结 

为了克服上述问题，本发明的发明人进行了研究，并获得了下列成果。在根据现有技术的静脉成像装置中，除非将成像装置与照明装置分开一定的距离设置，否则难以拾取诸如手指静脉的微细静脉的图像。这是因为进入手指的近红外光受到活体的很大的散射。一般认为，70％或更高百分比的进入活体的近红外光仅到达真皮层，因此，从成像装置发出的光变成到达真皮层的反射光，并且作为由于吸收来自背面的散射光而导致的阴影的微细静脉图像的对比度由于所述反射光的干扰而显著地下降，这致使成像困难。为此，根据现有技术的静脉成像装置仅能用于手掌或手背等的粗大血管。 

根据本发明实施例的静脉成像装置是由使用微透镜阵列的平面传感器(flat sensor)及设置在面板的周缘上的一体型照明装置组成的成像装 置。在本发明的实施例中，在微透镜阵列及光源中的每一个中设置有被布置用于选择性地提取光的方向性控制板或孔径，由此使得能够对来自静脉背面的光进行选择性成像。由此，实现了被认为在迄今已知的光学系统中是不可能的、光源与传感器的一体化。 

另一方面，具有需要进行图像合成处理的缺点，这在迄今使用的带有照相机的设备中不是必要的。这增加了在对捕捉到的静脉图像进行认证时在进行诸如模板搜索或位置配准时的图像处理的计算负荷。 

在根据现有技术的静脉成像装置中，将捕捉到的静脉图像作为信号来输出。然而，在微透镜阵列中，将上、下、左、右反转的图像作为每个透镜的拾取图像来输出。因此，必须进行诸如(1)将每个透镜的拾取图像反转的反转处理以及(2)在将反转之后的拾取图像合成时的边界处理的校正处理。在利用软件来进行这样的校正处理的情况下，与现有技术相比，性能下降。 

此外，在使用捕捉到的静脉图像的静脉认证处理中，为了加快处理，需要通过使用分辨率低于所登记的图像的缩略图来进行手指位置指定、缩略图搜索、位置配准等。 

为了解决这些问题，本发明的发明人发现，在使用微透镜阵列来捕捉静脉图像时加快处理是重要的。因此，为了克服上述问题，本发明的发明人进行了深入的研究，并发明了如下所述的根据本发明实施例的静脉成像装置。 

第一实施例 

<静脉成像装置的结构> 

下文中将参照图1至图3来详细地描述根据本发明第一实施例的静脉成像装置的结构。图1是示出根据实施例的静脉成像装置的结构的框图。图2是根据实施例的静脉成像装置的平面图。图3是沿图2中的线A-A的截面图。 

根据实施例的静脉成像装置10主要包括：微透镜阵列101、近红外照射光源105、图像拾取设备109、图像拾取设备控制单元113、缩略图创建单元115、视差信息获取单元117及存储单元119，例如如图1所示。静脉成像装置10拾取放置在该装置上的活体的部分(例如，手指)的图像并创建在该活体内存在的静脉的拾取图像(即，静脉图像)，并且进一 步创建分辨率比所创建的静脉图像低的缩略图。此外，根据实施例的静脉成像装置10能够基于所创建的缩略图来获取关于视差的信息(视差信息)。 

微透镜阵列(MLA)101将从稍后描述的近红外照射光源105发出的、到达活体的部分并透射该活体内的静脉(下文中也称为静脉透射光)的近红外光收集到稍后描述的图像拾取设备109上。微透镜阵列101由多个如稍后描述的多个光接收透镜组成。 

近红外照射光源105以规定波段的近红外光照射放置在静脉成像装置10上的活体的部分。由于近红外光具有很好地透过身体组织且被血液中的血红蛋白(还原血红蛋白)吸收的特性，因此如果近红外光照射在手指、手掌或手背上，则分布在手指、手掌或手背内的静脉作为阴影出现在图像中。将出现在图像中的静脉的阴影称为静脉图案。为了适当地拾取静脉图案的图像，近红外照射光源105发出波长约为600nm至1300nm(或者优选的是，约为700nm至900nm)的近红外光。 

如果从近红外照射光源105发出的近红外光的波长小于600nm或大于1300nm，则被血液中的血红蛋白吸收的光的百分比减小，从而变得难以获得适合的静脉图案。另一方面，如果从近红外照射光源105发出的近红外光的波长约为700nm至900nm，则该近红外光特别地被脱氧血红蛋白及氧络血红蛋白吸收，因此能够获得适合的静脉图案。 

作为近红外照射光源105，例如可以使用发光二极管(LED)。此外，作为使用上述波段中的发光二极管的替代，可以使用能够发出包含上述波段的光的发光二极管与用于以光学方式限制发出的光的波段的滤波器的组合。 

图像拾取设备109具有其上按点阵结构布置有多个光感受器111的图像拾取表面，并基于由微透镜阵列101会聚的静脉透射光，利用近红外光来创建静脉图像。作为根据实施例的图像拾取设备109，可以使用电荷耦合器件(CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等。图像拾取设备109将所创建的静脉图像(下文中也称为成像数据)输出。此外，图像拾取设备109能够将所创建的静脉图像存储到稍后描述的存储单元119中。 

在根据实施例的静脉成像装置10中，如稍后描述的，对微透镜阵列101中的一个光接收透镜分配多个光感受器111。因此，在根据实施例的 静脉成像装置10中，由一个光接收透镜收集的近红外光(静脉透射光)由多个光感受器111来成像。 

图像拾取设备109中的光感受器的扫描定时等由稍后描述的图像拾取设备控制单元113来控制。 

图像拾取设备控制单元113例如由中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等组成，对图像拾取设备109的驱动进行控制。具体地说，图像拾取设备控制单元113基于规定的同步信号等来对形成图像拾取设备109的光感受器111的扫描定时、对要从中获取信息的光感受器111的选择等进行控制。 

具体地说，图像拾取设备控制单元113通过将光感受器沿图像拾取设备109的一个给定方向分成多个单元来沿图像拾取设备109的一个给定方向进行驱动控制。具体地说，在考虑根据实施例的沿图像拾取设备109的特定方向的横截面时，假定在图像拾取设备109中存在例如七个光感受器。在这种情况下，图像拾取设备控制单元113通过将光感受器沿横截线方向分成七组来进行驱动控制。 

此外，图像拾取设备控制单元113能够将沿与上述给定方向相正交的另一方向的多个光感受器的像素信息的平均值输出。 

在对图像拾取设备109进行控制时，图像拾取设备控制单元113能够参考存储在稍后描述的存储单元119中的各种参数、数据库等。 

稍后将详细地描述由图像拾取设备控制单元113进行的对图像拾取设备109的驱动控制。 

缩略图创建单元115例如由CPU、ROM、RAM等组成。缩略图创建单元115获取关于由分配绘给一个光接收透镜的多个光感受器中的一个光感受器接收到的静脉透射光的信息作为与一个光接收透镜相对应的像素信息，然后获取微透镜阵列中的所有的光接收透镜的像素信息。此外，缩略图创建单元115基于所获取的像素信息来创建缩略图。 

在创建缩略图时，缩略图创建单元115能够使用存储在稍后描述的存储单元119中的各种参数、数据库、程序等。 

稍后详细地描述创建缩略图的方法。 

缩略图创建单元115可以将所创建的缩略图输出到静脉成像装置10的外部。此外，缩略图创建单元115将所创建的缩略图输出到稍后描述的 视差信息获取单元117中。此外，缩略图创建单元115可以将所创建的缩略图与关于创建日期及时间等的信息相关联地存储在稍后描述的存储单元119中。 

视差信息获取单元117例如由CPU、ROM、RAM等组成，并基于由缩略图创建单元115创建的缩略图来获取关于在拾取活体的部分的图像时的视差的信息作为视差信息。在根据实施例的静脉成像装置10中，如稍后描述的，将多个光感受器111与一个光接收透镜相关联。因此，即使图像是根据由同一光接收透镜收集的光而获得的，也取决于光感受器111的位置而在所获得的图像中出现视差。根据实施例的视差信息获取单元117分析多个缩略图以获取关于视差的信息，由此计算出距物体(即，活体的部分)的距离。由于视差信息表现为图像上焦点位置的偏移，因此能够通过使用视差信息来检测成像物体的外形。 

例如，视差信息获取单元117能够对所获得的缩略图进行微分以检测边界，并对被识别为边界的部分的距离进行比较，由此确定其是否为成像物体的外形。 

视差信息获取单元117能够将所获取的视差信息输出到静脉成像装置10的外部。此外，视差信息获取单元117能够将所获取的视差信息与关于获取日期及时间等的信息相关联地存储到稍后描述的存储单元119中。 

存储单元119能够根据需要来存储在静脉成像装置10进行特定的处理时必须存储的各种参数或处理进度、各种数据库等。除了这些数据以外，存储单元119还可以存储由图像拾取设备109创建的静脉图像、由缩略图创建单元115创建的缩略图、由视差信息获取单元117获取的视差信息等。图像拾取设备109、图像拾取设备控制单元113、缩略图创建单元115、视差信息获取单元117等能够自由地对存储单元119写入数据或从存储单元119中读出数据。 

[静脉成像装置的结构] 

下文中将参照图2及图3来详细地描述根据实施例的静脉成像装置的结构。 

根据实施例的静脉成像装置10中的微透镜阵列101由作为光接收透镜的多个微透镜103组成，并且例如将微透镜103按点阵结构布置在如图2所示的给定基板上。例如，如图3所示，每个微透镜103将通过入射面 进入微透镜103的静脉透射光引导到稍后描述的图像拾取设备109(具体地说，图像拾取设备109中的光感受器111)。微透镜阵列101是场曲小并在深度方向无畸变的透镜阵列，因此可以通过使用微透镜阵列101来获得适合的图像数据。将形成微透镜阵列101的每个微透镜103的焦点位置设定到作为静脉成像装置10的成像对象的静脉V所在的静脉层的位置。 

已知人的皮肤具有包括表皮层、真皮层及皮下组织层的三层结构，上述静脉层存在于真皮层中。真皮层位于手指表面以下约0.1mm至0.3mm处，厚度约为2mm至3mm。因此，通过将微透镜103的焦点位置设定在真皮层所在的位置(例如，手指表面以下约1.5mm至2.0mm的位置)处，能够有效地收集透射静脉层的光。 

根据实施例的微透镜阵列101中的微透镜103的数量并不限于图2中所示的示例。根据实施例的微透镜阵列101中的微透镜103的数量可以根据要被成像的活体的尺寸、图像拾取设备109的尺寸等来任意地设定。 

例如，如图2所示，将作为近红外照射光源105的示例的多个发光二极管设置在微透镜阵列101的相对端处。优选的是，设置发光二极管的端是与活体的部分(在图2及图3中所示的示例中为手指FG)的上端及下端相对应的端。通过以这种方式设置发光二极管，能够应用来自手指FG的顶部及底部的近红外光。 

根据实施例的近红外照射光源105的数量并不限于图2中所示的示例，可以根据微透镜阵列101的尺寸、近红外照射光源105的照射面积等来任意地设定。 

此外，例如，如图2及图3所示，在微透镜阵列101与近红外照射光源105之间设置有方向性控制板107。方向性控制板107将从近红外照射光源105发出的直射光12的方向性控制成使得直射光12不直接地进入微透镜阵列101中的微透镜103。 

例如，如图3所示，从近红外照射光源105发出的近红外光向上传播到手指FG的表面，并作为直射光12进入手指FG。因为人体是合适的近红外光散射体，因此进入手指FG的直射光12在传播的同时被散射到所有的方向。该散射光中的部分作为背面散射光13通过上述静脉层从背面行进到手指表面，并在途中透过静脉V。透过静脉的静脉透射光进入形成微透镜阵列101的各个微透镜103。 

方向性控制板107设置在相邻的微透镜103之间的边界处。方向性控 制板107使得能够控制静脉透射光的方向性，由此允许对要被聚焦在图像拾取设备109(具体地说是光感受器111)上的静脉透射光进行选择。 

尽管在图3的例示中仅有一个光感受器111与一个微透镜103相对应，然而，如稍后描述的，实际上有多个光感受器111与一个微透镜103相对应。 

[由微透镜阵列获得的图像] 

下文中将参照图4A及图4B来详细地描述由微透镜阵列获得的图像的特性。图4A及图4B是用于描述由微透镜阵列拾取的图像的说明图。 

一般来说，如果通过使用微透镜阵列(MLA)来拾取某个图像，则相对于原始图像，拾取图像的上、下、左、右分别地反转，例如，如图4A所示。此外，由于实际上将多个光感受器111分配给一个光接收透镜(微透镜103)，因此针对分配给一个微透镜103的所有的光感受器111都创建了上、下、左、右反转的图像。例如，如图4B所示，如果将9(3×3)个光感受器111分配给一个微透镜103，则针对9个光感受器111中的每一个光感受器都创建了其中上、下、左、右反转的图像。 

因此，根据现有技术的使用微透镜阵列的成像装置，首先对从分配给一个微透镜103的光感受器111所获得的所有的图像进行反转处理以将上、下关系及左、右关系改变成原始状态，然后将各个图像合成以由此增加图像的分辨率。由于如上所述在迄今已知的图像处理方法中对由各个光感受器获得的图像的图像反转处理及合成处理是必需的，因此未利用在迄今已知的图像处理方法等中使用的创建缩略图的方法，这致使难以加快处理。 

然而，如下所述，根据实施例的静脉成像装置10能够通过有效地利用微透镜阵列的特性来容易地创建缩略图。 

[缩略图创建单元的功能] 

下文中将参照图5A及图5B来详细地描述利用微透镜阵列的特性的缩略图创建方法(即，缩略图创建单元115的功能)。图5A及图5B是用于描述根据实施例的缩略图创建单元的功能的说明图。 

例如，考虑如图5A所示的通过使用由9个微透镜103组成的微透镜 阵列来对字母“W”进行成像的情况。在该示例中，如图5A所示，9个光感受器111与一个微透镜103相关联，并且9个光感受器111形成单元块121。 

如果字母“W”由9个微透镜103来成像，则每单元块121中所存在的字母“W”的一部分由各个微透镜103来成像。结果，每单元块121中所存在的字母“W”的一部分由9个微透镜103中的每个微透镜以上、下、左、右反转的状态成像。 

根据实施例的缩略图创建单元115在将注意力集中在与每个微透镜103相对应的9个光感受器中的一个光感受器111上时，按正序利用各个图像来创建缩略图。 

例如，如图5B所示，使用由构成与每个微透镜103相对应的单元块121的光感受器111中的相互同相的光感受器123获得的成像数据。各单元块121中的相对应的位置的光感受器123相互同相。例如，在图5B的示例中，位于各单元块121的中心处的光感受器是相互同相的光感受器123。 

从相互同相的光感受器123获得的成像数据使得微透镜103与光感受器123一一对应。此外，由于从光感受器123获得的成像数据不是从形成单元块121的所有的光感受器所获得的成像数据的组合数据，因此该成像数据的分辨率低。因此，如图5B所示，可以通过将从各个单元块121获得的来自光感受器123的成像数据简单地组合来创建缩略图。 

在根据实施例的缩略图创建方法中，与迄今已知的使用微透镜阵列的图像处理方法不同的是，在创建缩略图之前不必对从形成单元块121的各个光感受器111所获得的成像数据进行反转及组合处理。这加快了创建缩略图的处理。由此能够加快整个处理。 

此外，通过利用上述计算来获得各个单元块121的两端处及中央处的像素中的独立的缩略图，根据实施例的视差信息获取单元117能够使用通过直接计算而获得的视差信息来提取手指的外形。外形信息可以用于作为手指静脉认证中的预处理的位置配准、对有效区的提取等。此外，视差信息还可以用于光学触摸板中的手指位置检测。 

通过将根据实施例的缩略图创建方法与如下所述的图像拾取设备驱动控制方法相组合，能够连续实时地创建缩略图。 

[图像拾取设备控制单元的功能] 

下文中将参照图6A至图7来详细地描述图像拾取设备控制单元113对图像拾取设备109的驱动的控制方法。图6A及图6B是用于描述根据实施例的图像拾取设备控制单元的功能的说明图。图7是用于描述根据实施例的图像拾取设备控制单元的功能的说明图。 

用作根据实施例的静脉成像装置10中的图像拾取设备109的CCD图像拾取设备或CMOS图像拾取设备是多层设备。例如，图6A示出了图像拾取设备109是由三层组成的多层设备的情况。 

在根据实施例的静脉成像装置10中，图像拾取设备109沿手指的长度方向(即，图6A中的沿y轴的方向)进行线扫描。下文中将图6A中的沿y轴的方向称为垂直方向，并且下文中将与该垂直方向相正交的方向(即，图6A中的沿x轴的方向)称为水平方向。 

如图6A所示，在根据实施例的静脉成像装置10中，在图像拾取设备控制单元113的控制下，以水平线为单位基于垂直同步时间输出成像数据。具体地说，沿某一水平方向布置的光感受器同步地向图6A中所示的第一层输出数据，沿某一水平方向布置的光感受器同步地向第二层输出数据，沿某一水平方向布置的光感受器同步地向第三层输出数据。以此方式，根据图像拾取设备控制单元113的控制，图像拾取设备109能够利用在MLA的单元块121之间同相的水平线来进行多层输出。 

因此，根据实施例的图像拾取设备控制单元113选择来自多层设备的某一层的输出，并进一步通过定时控制来仅选择水平线上的同相的像素(光感受器)。由此，根据实施例的图像拾取设备109能够向缩略图创建单元115输出来自如图5B所示的相互同相的光感受器123的输出。 

例如，图6A中的以斜阴影线示出的光感受器111是位于各个单元块121的中心处的设备，并且如图6A所示向第二层输出来自这些设备的输出。此外，如图6B所示，图像拾取设备控制单元113通过使用水平线使能信号来对沿x轴的水平线进行定时控制，由此使得能够将来自相互同相的光感受器123的输出传送给缩略图创建单元115。 

此外，通过顺序地使用从各个层获得的输出(而不是仅使用来自一层的输出)，能够以高帧频连续地获得多个缩略图。 

虽然在图6A及图6B中所示的示例中描述了对垂直同步线进行分割驱动的方法，但是可以如图7所示地进行沿水平线的电路分割驱动。 

在图7中所示的示例中，在同一水平线上存在三种光感受器111：用于向水平第一层输出数据的光感受器，用于向水平第二层输出数据的光感受器，以及用于向水平第三层输出数据的光感受器。因此，根据实施例的图像拾取设备控制单元113能够通过选择来自多层设备的某一层的输出来向缩略图创建单元115输出来自相互同相的光感受器的输出。 

可以将图6A及图6B中所示的方法与图7中所示的方法组合使用。 

如上所述，通过图像拾取设备控制单元113对图像拾取设备109进行驱动控制，能够在不通过信号处理来进行排序的情况下直接地且连续实时地获得缩略图。 

此外，根据实施例的对图像拾取设备的驱动控制能够适用于静脉认证装置。通过将该驱动控制与一系列的图像处理相组合，能够加快静脉认证处理所需的一系列操作(例如，从登记的静脉模板中检索与要被认证的图像相似的图像的处理，指定或校正位置的处理，以及认证处理本身)。 

此外，由于还可以如上所述地通过复用控制以高帧频进行缩略图创建，因此能够加快静脉认证处理中的认证的预处理。 

前面描述了根据实施例的静脉成像装置10的功能的示例。上述部件中的每个部件都可以使用通用构件或电路来构造，或者其可以利用每个部件的功能专用的硬件来构造。此外，各个部件的功能可以完全由CPU等来实现。由此，在实现实施例时，能够依照技术水平根据需要来改变结构以供使用。 

根据实施例的静脉成像装置10还可以用作光学触摸板、触笔等。在触摸板、触笔等中的信号处理中，可以将复用的图像作为从形成单元块121的像素的集合中选择的一个像素来处理。因此，复用使得能够在不进行图像合成处理的情况下确定触摸板或触笔的分辨能力，由此减少计算负荷。 

<缩略图创建方法> 

下文中将参照图8来详细地描述根据实施例的缩略图创建方法。图8是用于描述根据实施例的缩略图创建方法的流程图。 

在根据实施例的缩略图创建方法中，近红外照射光源105利用近红外光来照射要对其创建静脉的缩略图的活体的部分，并且微透镜阵列101 及图像拾取设备109拾取活体的图像(步骤S101)。 

图像拾取设备控制单元113控制对图像拾取设备109的驱动，并且缩略图创建单元115能够获取光感受器的预设信息(即，关于相互同相的光感受器123的信息)(步骤S103)。 

在此之后，缩略图创建单元115能够通过使用所获取的光感受器123的信息来创建缩略图(步骤S105)。 

<硬件结构> 

下文中将参照图9来描述根据本发明实施例的静脉成像装置10的硬件结构。图9是用于描述根据本发明实施例的静脉成像装置10的硬件结构的框图。 

静脉成像装置10主要包括CPU 901、ROM 903、RAM 905、主机总线907、桥909、外部总线911、接口913、输入设备915、输出设备917、存储设备919、驱动器921、连接端口923及通信设备925。 

CPU 901用作处理单元及控制单元，其根据存储在ROM 903、RAM905、存储设备919或可移动记录介质927中的程序来控制静脉成像装置10中的全部或部分操作。ROM 903存储要由CPU 901使用的程序、处理参数等。RAM 905主要存储要在CPU 901上的执行中使用的程序、在执行的过程中变化的参数等。CPU 901、ROM 903及RAM 905通过作为诸如CPU总线的内部总线的主机总线907而相互连接。 

主机总线907经由桥909而连接到诸如外围组件互连/接口(PCI)总线的外部总线911。 

输入设备915是要由用户来操作的操作手段，例如，鼠标、键盘、触摸板、按钮、开关或手柄。输入设备915可以是使用红外线或其他无线电波的远程控制手段(或遥控装置)，或与静脉成像装置10的操作相兼容的外部连接设备929(例如，手机或PDA)。此外，输入设备915例如由基于由用户使用上述操作手段而输入的信息而生成输入信号并将其输出给CPU 901的输入控制电路所构成。静脉成像装置10的用户操纵输入设备915以由此输入各种数据或向静脉成像装置10指示处理操作。 

输出设备917例如由显示设备(例如，CRT显示设备、液晶显示设备、等离子体显示设备、EL显示设备或灯)、音频输出设备(例如，扬声 器或耳机)、或用于以视觉或听觉方式向用户呈现所获取的信息的设备(例如，打印机、手机或传真机)所构成。输出设备917例如将作为静脉成像装置10进行各种处理的结果而获得的结果输出。具体地说，显示设备通过文字或图像来显示通过静脉成像装置10的处理而获得的结果。音频输出设备将包含再生音频数据、声学数据等的音频信号转换成模拟信号并将其输出。 

存储设备919是被构造为静脉成像装置10中的存储单元的示例的用于数据存储的设备。存储设备919可以由诸如硬盘驱动器(HDD)的磁存储设备、半导体存储设备、光学储存设备、磁光存储设备等所构成。存储设备919例如存储要由CPU 901来执行的程序、各种数据或从外部获取的各种数据。 

驱动器921是在静脉成像装置10中内置的或在其外部附接的用于记录介质的读取器/写入器。驱动器921读取附接到它的可移动记录介质927(例如，磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器)中所存储的信息并将该信息输出给RAM905。此外，驱动器921可以将信息写入到附接到它的可移动记录介质927(例如，磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器)中。可移动记录介质927可以是DVD介质、HD-DVD介质、蓝光介质、紧凑式闪存(CF，compact flash)(注册商标)、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等。此外，可移动记录介质927可以是集成电路(IC)卡或搭载有非接触式IC芯片的电子设备。 

连接端口923是用于将设备直接地连接到静脉成像装置10的端口，例如，通用串行总线(USB)端口、诸如i.Link的IEEE 1394端口、小型计算机系统接口(SCSI)端口、RS-232C端口、光学音频终端或高清多媒体接口(HDMI)端口。通过将外部连接设备929连接到连接端口923，静脉成像装置10可以直接地从外部连接设备929获取各种数据或向外部连接设备929提供各种数据。 

通信设备925例如是由用于建立与通信网络931的连接的通信设备等所构成的通信接口。通信设备925例如可以是用于有线或无线局域网(LAN)、蓝牙或无线USB(WUSB)的通信卡、用于光通信的路由器、用于非对称数字订户线(ADSL)的路由器或用于各种通信的调制解调器。通信设备925例如可以向符合规定的协议(例如，TCP/IP)的因特网或其他通信设备发送信号等并从所述因特网或其他通信设备接收信号等。此外，连接到通信设备925的通信网络931由通过有线方式或无线方式连接 的网络等所构成，其可以是因特网、家庭LAN、红外数据通信、无线电波通信、卫星通信等。 

前面描述了能够实现根据本发明实施例的静脉成像装置10的功能的硬件结构的一个示例。上述部件中的各个部件都可以使用通用构件或电路来构造，或者其可以利用各个部件的功能专用的硬件来构造。由此，在实现实施例时，能够依照技术水平根据需要来改变硬件结构以供使用。 

<总结> 

如前面所述，根据本发明实施例的静脉成像装置10使得能够实现使用微透镜阵列的平面传感器，并且使得能够高速地创建缩略图。对缩略图的高速创建处理是通过利用微透镜阵列的特性来对图像拾取设备进行分块驱动控制来实现的。通过将缩略图创建方法应用于静脉认证装置，能够加快诸如模板搜索及位置配准的认证的预处理。 

此外，通过根据需要而在高精度认证的高分辨率成像与高帧频的缩略图之间切换，还能够将根据本发明实施例的静脉成像装置作为光学触摸板等来使用。 

本申请包含与于2008年9月30日提交日本专利局的日本在先专利申请JP 2008-253970中所公开的主题相关的主题，通过引用将其全部内容合并在此。 

本领域技术人员应当理解，可以根据设计要求及其他因素而想到各种变型、组合、子组合及修改，只要它们在所附权利要求书或其等同物的范围内即可。 

Claims (7)

1.一种静脉成像装置，包括：

透镜阵列，其包括按阵列方式布置的多个光接收透镜；

多个近红外照射光源，其沿所述透镜阵列的相对端设置，以利用近红外光来照射活体的部分；

图像拾取设备，其用于基于在所述活体的内部被散射、和透射静脉并由所述透镜阵列收集到的近红外光来创建所述静脉的拾取图像，该图像拾取设备包括分配给一个光接收透镜的多个光感受器；以及

缩略图创建单元，其用于获取由所述分配给一个光接收透镜的多个光感受器中的一个光感受器接收到的近红外光的信息作为与所述一个光接收透镜相对应的像素信息，获取所述透镜阵列中所包括的所有的光接收透镜的像素信息，并基于所获取的像素信息来创建缩略图。

2.根据权利要求1所述的静脉成像装置，其中，

在获取所有的光接收透镜的像素信息时，所述缩略图创建单元针对每个光接收透镜选择相互同相的光感受器的像素信息。

3.根据权利要求2所述的静脉成像装置，其中，

所述缩略图创建单元在不进行反转处理的情况下通过对所选择的相互同相的光感受器的像素信息进行组合来创建所述缩略图。

4.根据权利要求2所述的静脉成像装置，还包括：

图像拾取设备控制单元，其用于对所述图像拾取设备进行驱动控制，

其中，该图像拾取设备控制单元通过将所述光感受器沿所述图像拾取设备的给定方向划分成多个单元来沿所述图像拾取设备的所述给定方向进行驱动控制。

5.根据权利要求4所述的静脉成像装置，其中，

所述图像拾取设备控制单元将沿与所述给定方向相正交的另一方向的多个光感受器的像素信息的平均值输出。

6.根据权利要求1所述的静脉成像装置，还包括：

视差信息获取单元，其用于基于多个缩略图来获取关于在对所述活体的部分进行成像时的视差的信息，

其中，在获取所有的光接收透镜的像素信息时，所述缩略图创建单元针对每个光接收透镜获取关于由相互同相的光感受器接收到的近红外光的多种信息，并创建多种缩略图。

7.一种缩略图创建方法，包括：

利用近红外光来照射活体的部分；

由包括按阵列布置的多个光接收透镜的透镜阵列收集在所述活体的内部被散射并透射静脉的近红外光；

使用包括分配给一个光接收透镜的多个光感受器的图像拾取设备来对在所述活体的内部被散射、和透射所述静脉并由所述透镜阵列收集到的近红外光进行成像；以及

获取由所述分配给一个光接收透镜的多个光感受器中的一个光感受器接收到的近红外光的信息作为与所述一个光接收透镜相对应的像素信息，获取所述透镜阵列中所包括的所有的光接收透镜的像素信息，并基于所获取的像素信息来创建缩略图。

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