CN101843020B - 非接触型多谱生物测量获取 - Google Patents

Abstract

本发明涉及非接触型多谱生物测量获取，公开了多个生物测量系统和方法。根据一个实施方式的系统包括照射子系统、成像子系统和分析器。照射子系统被设置来照射目标空间。成像子系统被配置来在不同的光学条件下对目标空间进行成像。分析器与照射子系统、成像子系统和三维子系统相关联地设置。分析器还具有指令，所述指令操作上述子系统在多谱条件下基本同时收集布置在预定空间位置处的物体的多个图像。

Description

非接触型多谱生物测量获取

技术领域

本申请涉及生物测量学(biometrics)。更具体地，本申请涉及使用各种生物测量(biometric)传感器的方法和系统。

背景技术

″生物测量学″一般是指活体的特性的统计分析。生物测量学的一个门类包括″生物测量识别″，其通常在两种模式中的一种下操作：提供对人的自动识别或确认人的声称身份。生物测量传感技术测量人的身体特征或行为特性，并将这些特征与多个类似的预先记录的测量结果比较，以确定是否存在匹配。常用于生物测量识别的身体特征包括脸、虹膜、手几何形态、脉结构以及指纹图案，其中指纹图案是所有生物测量识别特征中最普遍使用的。目前用于分析所收集的指纹的方法包括光学、电容、射频、热、超声技术以及若干其他不那么常见的技术。

大多数现有的指纹传感器依赖于手指与传感器之间的较高质量的接触，以获取图案。由于与传感器使用者的个体特性、皮肤质量以及环境变化性相关的各种因素，充分获取接触既苛刻又费时。对于一些个体，或在某些情况下，实现充分接触是不可能的。为了容易获取一致的指纹，限制了利用指纹生物测量学用于身份管理的应用的有效性和范围。而且，在某些文化中和在特定的公共健康事件中，对于基于接触的指纹法存在负面的感觉。例如，在2003年的SARS爆发期间就是这样的。

接触测量是对于许多指纹获取形式(诸如光学全内反射、RF、电容、热以及超声技术)的基本要求。业已存在作为″非接触型″指纹传感器开发和投入市场的少量指纹传感器。在许多情况下，这些传感器使用底座或某些其它的装置来定位和稳定手指。因此，虽然指纹区域不与传感器接触，但是手指的其它部分接触传感器，这损害了真正的非接触型指纹传感器将体现的优点。

大多数现有的指纹传感器还易于被使用伪造或变造的指纹样品骗过。虽然每一种指纹技术可能仅仅对于特定类型的伪造(或″欺骗″)样品易感，但是欺骗大多数系统不需要过分的努力，并且用于此的″把戏″是已知的。

发明内容

根据一些实施方式，公开了一种生物测量系统。该生物测量系统包括：一个或多个照射源；第一成像器；第二成像器；以及分析器。一个或多个照射源可被配置来照射目标空间的至少一部分。目标空间在一些实施方式中可以位于自由空间内，并且/或者在其它实施方式中部分地由压板或其它机械装置限定。在其它实施方式中，目标空间被配置来接纳人手。第一成像器可被配置来接收在第一光学条件下来自所述目标空间的至少一部分的光。第二成像器可被配置来接收在第二光学条件下来自所述目标空间的至少一部分的光。所述第一光学条件与所述第二光学条件不同。分析器可与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合。所述分析器还可配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器和所述第二成像器处接收的光产生被置于所述目标空间内的物体的多谱图像。在一个实施方式中，第一成像器和第二成像器可由分析器控制，以基本同时地对目标空间进行成像。

在各种实施方式中，所述第一成像器配置来接收来自所述目标空间的第一子空间的光，所述第二成像器配置来接收来自所述目标空间的第二子空间的光。在其它实施方式中，所述第一成像器对焦在第一焦平面上，所述第二成像器对焦在第二焦平面上，所述第一焦平面和所述第二焦平面不同。在其它实施方式中，所述生物测量系统可以包括与所述第一成像器耦合的第一处理器和与所述第二成像器耦合的第二处理器。在其它实施方式中，所述生物测量系统包括用户接口，所述用户接口配置来向使用者大体上指示所述目标空间的至少一部分。在其它实施方式中，所述生物测量系统包括存在检测器和/或接近度检测器，其配置来检测所述目标空间内物体的存在情况和/或物体相对于目标空间的接近度。

根据各种实施方式，公开了一种用于收集多谱生物测量图像的方法。目标空间的至少一部分被照射。该照射可以包括各种照射技术，照射条件和/或照射源。接收在第一光学条件下来自目标空间的至少一部分的光。在与接收在所述第一光学条件下来自目标空间的光基本上同时，独立地接收在第二光学条件下来自目标空间的至少一部分的光。在一些实施方式中，所述第一光学条件与所述第二光学条件不同。可以由在所述第一光学条件和所述第二光学条件中的任一者或两者下接收的光产生目标空间内的物体的多谱图像。

在一些实施方式中，提供对于所述目标空间的至少部分的指示。在其它实施方式中，检测所述目标空间内物体的存在情况。在其它实施方式中，所述第一光学条件和所述第二光学条件选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的子空间的光、来自所述目标空间内的焦平面的光。在其它实施方式中，第一成像器提供在所述第一光学条件下目标空间的至少一部分的第一图像，第二成像器提供在所述第二光学条件下目标空间的至少一部分的第二图像。在另一实施方式中，所述第一图像的分辨率大于第二图像的分辨率。

根据各种实施方式，提供了另一种生物测量系统。该生物测量系统包括照射装置，用于照射目标空间。该生物测量系统还可以包括第一成像装置，用于在第一光学条件下对目标空间的至少一部分进行成像，并提供第一图像。该生物测量系统还可设置第二成像装置，用于在不同于所述第一光学条件的第二光学条件下对目标空间的至少一部分进行成像，并提供第二图像。该生物测量系统还提供处理装置，用于控制所述照射装置、所述第一成像装置和所述第二成像装置。所述处理装置可被配置来由所述第一图像和所述第二图像得到多谱图像。

在一些实施方式中，还可包括存在感测装置，用于感测目标空间的至少一部分内物体的存在情况。在其它实施方式中，所述第一光学条件和所述第二光学条件可选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的子空间的光、来自所述目标空间内的焦平面的光。在其它实施方式中，包括指示装置，所述指示装置用于向使用者指示所述目标空间的至少一部分。

根据各种实施方式，还提供一种全手生物测量传感器。所述全手生物测量传感器包括：压板；一个或多个照射源；第一成像器；第二成像器；以及分析器。压板可以被配置来接纳人手并且/或者包括限定目标表面的表面。一个或多个照射源可被配置来照射目标表面的至少一部分。第一成像器可被配置来接收在第一光学条件下来自目标表面的至少一部分的光。第二成像器可被配置来接收在第二光学条件下来自目标表面的至少一部分的光。所述第一光学条件可以与所述第二光学条件不同。分析器可与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合。所述分析器还可被配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器和所述第二成像器处接收的光产生被置于所述目标表面上的物体的多谱图像。

在各种实施方式中，所述分析器可被配置来控制所述第一成像器和所述第二成像器，使其基本同时地提供图像。在其它实施方式中，所述第一成像器可被配置来对目标表面上的第一空间位置进行成像。所述第二成像器配置来对目标表面上的第二空间位置进行成像，其中所述第一空间位置和所述第二空间位置是不同的。所述第一成像器和所述第二成像器中的任一者或两者包含一个或多个选自下列项的光学元件：色彩滤光器、色彩滤光器阵列、线性偏振器、圆偏振器、漫射器、准直器、光栅、透镜。所述第一成像器可对焦在第一焦平面上，所述第二成像器可对焦在第二焦平面上，所述第一焦平面和所述第二焦平面不同。其它实施方式包括与所述第一成像器耦合的第一处理器和与所述第二成像器耦合的第二处理器。根据其它实施方式，还可包括用户接口，其被配置来向使用者大体上指示目标空间的至少一部分。存在检测器和/或接近度检测器被配置来检测所述目标空间内物体的存在情况和/或物体相对于目标空间的接近度。

根据各种实施方式，还公开了一种用于收集人手的多谱生物测量图像的方法。用一个或多个各种类型和/或构造的光源照射压板的目标表面的至少一部分。可以接收在第一光学条件下来自目标表面的至少一部分的光。可以在与接收在所述第一光学条件下来自目标表面的光基本上同时，独立地接收在第二光学条件下来自目标表面的至少一部分的光。所述第一光学条件与所述第二光学条件可以不同。可以由在所述第一光学条件和所述第二光学条件中的任一者或两者下接收的光产生目标表面内的物体的多谱图像。

在各种实施方式中，所述第一光学条件和所述第二光学条件可选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的第一子空间的光和/或来自所述目标空间内的第一焦平面的光。在一些实施方式中，第一成像器提供在所述第一光学条件下目标空间的至少一部分的第一图像，并且/或者第二成像器提供在所述第二光学条件下目标空间的至少一部分的第二图像。在其它实施方式中，所述第一图像的分辨率大于第二图像的分辨率。

根据各种实施方式，公开了另一种生物测量系统，其包括：用于照射目标空间的照射装置；第一成像装置；第二成像装置；以及处理装置。第一成像装置适用于在第一光学条件下对目标空间的至少一部分进行成像，并提供第一图像。第二成像装置适用于在不同于所述第一光学条件的第二光学条件下对目标空间的至少一部分进行成像，并提供第二图像。处理装置适于控制所述照射装置、所述第一成像装置和所述第二成像装置。所述处理装置可被配置来由所述第一图像和所述第二图像得到多谱图像。根据各种实施方式，还可以包括存在感测装置，所述感测装置用于感测所述目标空间的至少一部分内物体的存在情况。在其它实施方式中，所述第一光学条件和所述第二光学条件选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的第一子空间的光和/或来自所述目标空间内的第一焦平面的光。

根据一个实施方式，公开了一种生物测量系统，其包括：一个或多个照射源；多个成像器；以及分析器。一个或多个照射源被配置来照射目标空间，其中，目标空间位于自由空间中，或相对于压板定位。多个成像器被配置来接收在多谱条件下来自目标空间的光。每一个成像器被配置来接收在不同多谱条件下来自目标空间的光。不同的多谱条件可以包括一个或多个照射波长的差异、一个或多个成像波长的差异、照射角度的差异、成像角度的差异、成像分辨率的差异、空间覆盖范围的差异和/或焦平面的差异。分析器可与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合。所述分析器还可以配置来控制所述一个或多个照射源和/或多个成像器的操作，以由在任何的或全部的所述成像器处接收的光产生被置于所述目标空间内的物体的一个或多个多谱图像。该系统还可以包括多个处理器，使得每一个成像器与一个处理器耦合。

根据一个实施方式，公开了一种生物测量系统，其包括：一个或多个照射源；第一成像器；第二成像器；以及分析器。一个或多个照射源可被配置来照射目标空间。第一成像器接收在多谱条件下来自目标空间的第一子空间的光。第二成像器接收在不同的多谱光学条件下来自目标空间的第二子空间的光。第一成像器和第二成像器基本同时地接收光。分析器可与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合。所述分析器可以配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器和所述第二成像器处接收的光产生被置于目标空间内的物体的多谱图像。

根据另一实施方式，提供一种用于收集生物测量图像的方法。用一个或多个照射源照射目标空间。由第一成像器接收来自目标空间的第一子空间的光。由第二成像器接收来自目标空间的第二子空间的光。由在所述第一成像器和第二成像器中的任一者或两者处接收的光产生具有目标空间内的物体的至少一部分的多谱图像。

根据一个实施方式，公开了一种生物测量系统。该生物测量系统包括：压板；一个或多个照射源；第一成像器；第二成像器；以及分析器。压板可适于由个人放置期望的皮肤位点。一个或多个照射源可被配置来照射皮肤位点。第一成像器可被配置来接收在多谱条件下来自所述皮肤位点的第一区域的光。第二成像器可被配置来接收在另一多谱条件下来自所述皮肤位点的第二区域的光。分析器可以与所述一个或多个照射源、第一成像器和第二成像器以可通信方式耦合。所述分析器可以配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器和所述第二成像器中的任一者或两者处接收的光产生皮肤位点的多谱图像。

根据另一实施方式，公开了一种生物测量系统，其包括：一个或多个照射源；多个成像器；以及分析器。一个或多个照射源可被配置来照射目标空间。多个成像器可被配置来接收在多谱条件下来自所述目标空间的光。至少一个成像器接收具有与由至少一个其它成像器接收的光的多谱条件不同的多谱条件的光。分析器可以与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合。所述分析器可以配置来控制所述一个或多个照射源和多个成像器的操作，以由在任意的或所有的成像器处接收的光产生被置于所述目标空间内的物体的多谱图像。

根据一个实施方式，公开了一种生物测量系统，其包括：一个或多个照射源；第一成像器；第二成像器；以及分析器。一个或多个照射源可被配置来照射目标空间。第一成像器可被配置来接收在第一光学条件下来自所述目标空间的光。第二成像器可被配置来接收在第二光学条件下来自所述目标空间的光。分析器可以与所述一个或多个照射源、第一成像器和第二成像器以可通信方式耦合。所述分析器可以配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器和所述第二成像器中的任一者或两者处接收的光产生被置于所述目标空间内的物体的多谱图像。

根据另一实施方式，提供一种用于收集生物测量图像的方法。照射目标空间。接收在第一光学条件下来自所述目标空间的光。接收在第二光学条件下来自所述目标空间的光。由在第一光学条件下和/或在第二光学条件下接收的光得到所述目标空间内的物体的多谱图像。第一和/或第二光学条件可以包括一个或多个照射波长、一个或多个成像波长、照射角度、成像角度、成像分辨率、空间覆盖范围和/或焦平面。

根据一个实施方式，提供了一种非接触型生物测量系统。该非接触型生物测量系统可以包括：一个或多个照射源；一个或多个成像器；以及分析器。一个或多个照射源可被配置来照射位于自由空间中的目标空间。一个或多个成像器可被配置来收集在不同多谱条件下来自所述目标空间的至少一部分的光。分析器可被配置来与所述一个或多个照射源和一个或多个成像器以可通信方式耦合。所述分析器可配置来控制所述一个或多个照射源和所述一个或多个成像器的操作，以得到被置于所述目标空间内、并由所述一个或多个成像器成像的物体的多谱图像。

根据一个实施方式，提供了用于收集生物测量图像的方法。在自由空间中的目标空间内检测物体的存在情况。用一个或多个照射源在目标空间内照射物体。在不同的光学条件下在一个或多个成像器处从目标空间接收光。可以由在一个或多个成像器处接收的光得到所述目标空间内的物体的多谱图像。

根据一个实施方式，提供了一种非接触型生物测量系统。该非接触型生物测量系统包括：照射子系统；成像子系统、感测装置和分析器。照射子系统可以被布置成照射自由空间中的预定空间位置。成像子系统可以被布置成收集从所述预定空间位置发出的光。感测装置可以被配置成感知有意的空间何时大体上位于该预定空间位置。分析器可以与照射子系统、成像子系统和感测子系统以可通信方式耦合。分析器可以包括指令以使照射子系统、成像子系统和感测子系统工作，以得到被置于所述目标空间内、并由一个或多个成像器成像的物体的多谱图像。

根据一个实施方式，提供了用于收集生物测量图像的方法。提供对于自由空间中的目标空间的接近位置的指示。用一个或多个照射源照射目标空间内的物体。在多谱条件和/或不同光学条件下在一个或多个成像器处接收来自目标空间的光。可以由在一个或多个成像器处接收的光得到所述目标空间内的物体的多谱图像。

根据另一实施方式，公开了一种生物测量系统，其包括：表达(conveying)装置；照射装置；成像装置；以及逻辑装置。表达装置用于表达自由空间中的目标空间的接近位置的指示。照射装置用于照射目标空间的至少一部分。成像装置用于接收在多谱条件下来自目标空间的光。逻辑装置用于由成像装置所接收的光得到所述目标空间内的物体的多谱图像。

根据一个实施方式，公开了一种生物测量系统，其包括：压板；一个或多个照射源；第一成像器；第二成像器；以及分析器。压板可被配置来接纳人手。一个或多个照射源可被配置来照射放置在压板上的手。第一成像器可被配置来接收在多谱条件下来自所述手的第一部分的光。第二成像器可被配置来接收在多谱条件下来自所述手的第二部分的光。分析器可与所述一个或多个照射源、第一成像器和第二成像器以可通信方式耦合。所述分析器可配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器处接收的光得到所述手的第一部分的多谱图像，以及由在所述第二成像器处接收的光得到所述手的第二部分的多谱图像。在另一实施方式中，在分析器处可以由在第一成像器和第二成像器两者处接收的光得到一个多谱图像。

根据一个实施方式，公开了一种生物测量系统，其包括：一个或多个照射源；多个成像器；以及分析器。一个或多个照射源可被配置来照射基本上放置在处于自由空间中的目标空间内的手。多个成像器可被配置来接收在多谱条件下来自基本放置在所述目标空间内的手的多个部分的光。分析器可与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合。所述分析器可配置来控制所述一个或多个照射源和多个成像器的操作，以由在多个成像器处接收的光得到所述手的所述多个部分的多谱图像。

根据一个实施方式，还提供了用于收集手的生物测量图像的方法。提供位于自由空间中的目标空间，用于由个人放置人手。可以用一个或多个照射源照射目标空间内的手。可以利用一个或多个成像器在多谱条件下接收来自手的光。由所接收的光得到所述目标空间内的手的至少一个部分的至少一个多谱图像。

一些实施方式提供了非接触型生物测量系统。该系统包括：照射子系统；成像子系统；三维感测子系统；以及分析器。照射子系统被设置来照射自由空间中的预定空间位置。成像子系统被设置来接收从预定空间位置发出的光。三维感测子系统被配置来感测物体何时大体上处于该预定空间位置。分析器被设置成与照射子系统、成像子系统和三维感测子系统相通信。分析器包含指令，所述指令使这些子系统工作，以在多谱条件下基本同时地收集布置在预定空间位置处的物体的多个图像。

在一些实施方式中，照射子系统包括发光二极管。在一些实例中，发光二极管可以包括发白光二极管。在一些实施方式中，照射子系统包括多个发光二极管。在一些实例中，多个发光二极管可以发射大体上单色的光。这样的多个发光二极管可以包括具有基本上不同的波长特性的多个发光二极管。还可以设置偏振器，以偏振从发光二极管发出的光。

成像子系统可以包括多个被定向和对焦在预定空间位置上的成像器。可以设置光学滤光器来对由多个成像器中的至少一个收集的光的波长进行过滤。多个成像器中的至少一个可以包含色彩滤光器阵列。可以设置偏振器来偏振由多个成像器中的至少一个所收集的光。

三维感测子系统可以包括多个相干照明器，其被定向成在预定空间位置处交叠。

附图说明

参考说明书的其余部分以及附图，可以进一步理解本发明的实质和优点，其中，相似的标号被用于多个附图中以指代相似的部件。

图1示出了可以用于一个实施方式中的非接触型生物测量传感器的结构。

图2示出了根据一个实施方式的模块式生物测量传感器。

图3A、3B、3C和3D示出了根据一个实施方式的模块式生物测量传感器设备的各种视图。

图4A、4B、4C和4D示出了根据一个实施方式的空间模块式生物测量传感器设备的各种视图。

图5示出了根据一个实施方式的生物测量传感器系统的框图。

图6A、6B、6C和6D示出了根据一个实施方式的多谱模块式生物测量传感器设备的各种视图。

图7A、7B、7C和7D示出了根据一个实施方式的非接触型生物测量传感器设备的各种视图。

图8A、8B、8C和8D示出了根据一个实施方式的具有对焦在不同成像平面上的多个成像器的多谱模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。

图9A、9B、9C和9D示出了根据一个实施方式的具有对焦在不同成像平面上的多个成像器的空间模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。

图10A示出了根据各个实施方式生成的手指的多谱数据立方体。

图10B示出了根据一个实施方式由四个空间模块式成像器得到的手指的四个重叠图像。

图10C独立地示出了图10B中的四个重叠图像。

图11A、11B、11C和11D示出了根据一个实施方式的空间模块式生物测量手传感器设备的各种视图。

图12示出了根据一个实施方式的生物测量手传感器系统的框图。

图13A、13B、13C和13D示出了根据一个实施方式的多谱的和/或空间的模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。

图14A、14B、14C和14D示出了根据一个实施方式的空间的和多谱的模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。

图15A、15B、15C和15D示出了根据一个实施方式的具有对焦在不同成像平面上的多个成像器的空间的和/或多谱的模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。

图16示出了根据一个实施方式的具有手的全息图像的非接触型生物测量系统用户接口。

图17示出了根据一个实施方式的具有光阵列的非接触型生物测量系统用户接口。

图18示出了利用根据一个实施方式的空间模块式成像系统成像的具有五个区域的手的图像。

图19示出了根据各个实施方式生成的手的多谱数据立方体。

图20示出了根据一个实施方式由四个空间模块式成像器得到的手的六个重叠图像。

图21独立地示出了图20中的六个重叠图像。

图22示出了利用本文所述的各种实施方式的生物测量检测的流程图。

图23示出了根据一个实施方式的具有纹身样的特征的手指的图像。

图24示出了根据另一个实施方式的具有多个痣和疤痕的手的图像。

具体实施方式

下面将详细描述可以相应地用于多个实施方式中的多谱系统的实施例，但是这样的描述不是意在进行限制，因为其它技术也可以用于替代性实施方式中。

概述

本文公开的实施方式提供了允许收集和处理生物测量测量结果的方法和系统。这些生物测量测量结果可以提供人的身份的有力保证，以及对于获取生物测量样品的权威性的有力保证。例如，这样的实施方式可以被包含在多种不同类型的装置中，诸如蜂窝电话、个人数字助理、膝上电脑以及其它便携式电子设备，还有用于物理地或逻辑地访问的独立设备。本方法和系统的共同特性是应用多个用于在单次照射时间期间收集多个图像数据的不同光学构造，通常所述多个图像被同时收集。在一些实施方式中，在利用或不用压板(platen)的情况下收集手指或手的图像。在一些实例中，方法和系统被提供来利用具有两个或更多个不同成像器的传感器收集和处理数据。在其它实例中，所公开的方法和系统适合利用具有一个或多个摄像机的传感器收集的数据。根据其它实施方式的方法和系统被提供用于空间模块式的及多谱(multispectral)模块式的成像和成像系统。

传感器可以提供富含信息的数据集，所述数据集获得相对于常规传感器提高的安全性和可使用性。提高的安全性是通过将来自多个图像的信息进行组合而获得的，所述多个图像代表被测量的材料的不同的光学特性。这些特性提供足以能够区分活人皮肤和各种伪造材料之间的区别的信息以及区分可能被用于试图欺骗传感器的方法。而且，提高的安全性是通过如下方面获得的：提供了用于对宽范围内的环境和生理效应进行测量的机制。稳健以及可靠的取样手段意味着不必放松系统安全性标准来补偿差的图像质量。

提高的传感器可使用性是通过如下实现方式的：减少了因精确接触和/或定位而对个人的约束，并降低了个人的皮肤应具有特定品质这一要求。而且，一些实施例依赖于非接触的系统。另外，从在一定光学条件下收集的图像提取表面下生物测量信息的能力提供了用于即使在表面特征丢失或损坏的情况下也能进行生物测量确认的机制。这样，有利的是，在实施方式中进行的多谱测量对于非理想皮肤品质，诸如干燥、过湿、缺乏弹性和/或具有磨损的特征(例如通常与老年人、进行大量的手工劳动的人或其皮肤暴露于化学品的人(诸如理发师或护士)相关)，是稳健的。

在多个不同光学条件下和/或在单次照射时间期间收集的所有图像的集合在此被称为“多谱数据”。不同的光学条件可以包括偏振条件的差异、照射角度的差异、成像角度的差异、色彩滤光器阵列特性的差异、分辨率的差异、焦平面的差异、空间覆盖范围的差异和/或照射波长的差异。在一些光学条件中，所得图像明显受到在样品和压板之间的界面处的TIR现象的存在和分布情况的影响。这些图像被称为“TIR图像”。在一些光学条件中，所得图像基本不受在压板处的TIR现象的存在或不存在的影响。这些图像在此被称为“直接图像”。一些实施方式提供了在不用压板、支撑物(例如在美国专利No.6,404,904中描述的支撑物)、触点、机械定位装置、机械对准装置、支架等等的情况下获取的图像。这些图像在此被称为“非接触图像”。非接触图像是在皮肤位点(site)与成像装置、生物测量传感器和/或其任何附件之间没有物理接触的情况下产生的。

可适用于在此描述的多谱测量的皮肤位点包括手指和拇指的所有表面和所有关节、指甲和甲床(nail bed)、手掌、一只或多只手的前面、一只或多只手的背面、手腕和前臂、脸、眼、耳以及身体的所有其它外部表面。虽然下面的讨论有时在提供具体实施方式的实施例时具体提到“手指”或“手”，但是应该理解，这些实施方式仅仅是示例性的，并且其它实施方式可以使用其它身体部位处的皮肤位点。

在一些实施方式中，传感器提供透过皮肤表面的多个离散波长的光，并且在皮肤和/或下方组织内散射。在此使用的措辞“多个离散波长”意指被当作是一个计量单位(binned unit)而对待的多个波长或波长带的集合——对于每一个计量单位，仅从作为整体的该计量单位而不是从该计量单位的各个波长子集提取信息。在一些实例中，计量单位可以是不连续的，从而当多个离散波长被提供时，处于任意一对波长或波长带之间的某些波长没有被提供，但是这并不是必需的。在一些实例中，波长处于紫外-可见-近红外波长范围内。

被皮肤和/或下方组织散射的光的一部分离开皮肤，并且被用于形成皮肤表面处或皮肤表面下的组织结构的图像。在一些实施方式中，这样的图像可以包括指纹和/或手的图像，其中，术语“指纹”在此被宽泛地用于指代具有皮纹特征的任何皮肤位点的任何表现形式。

图1示出了根据实施方式的非接触型模块式生物测量传感器100的实施例。生物测量传感器100包括围绕位置传感器108和一个光源120布置的多个成像器104。利用多个成像器104可以对手116成像，手116放置成使得在生物测量传感器100上方有预定目标空间。手相对于生物测量传感器100的位置可以利用位置传感器108来监视。位置传感器108可以包括立体视觉(stereoscopic)光源，例如激光LED，所述光源照射生物测量传感器100上方的自由空间(包括目标空间在内)。例如，立体视觉光源与一个或多个成像器104组合可以在手处于目标空间内的时候提供指示。目标空间可以包括自由空间内这样的体积：当物体被置于该体积中时，物体对于至少一个成像器基本是准焦(in focus)的。因此，在一些实施方式中，目标空间可能取决于(一个或多个)成像器的特性。在一个实施方式中，成像器可以被布置成对手的不同空间区域进行成像。在另一实施方式中，成像器可以被布置成对手的同一部分在不同的多谱条件下进行成像。在另一实施方式中，成像器可以被布置成对不同的焦平面进行成像。在另一实施方式中，成像器可以基本上同时成像。所得的图像可以利用任何函数来合成，以得到多谱图像。

空间模块式手指传感器

一些实施例提供了空间模块式生物测量传感系统。如上所述，多谱图像可以由多个具有不同空间覆盖范围的图像得到。就是说，空间模块式成像器可以用于获得多谱图像。图2示出了根据一个实施方式的空间模块式生物测量系统。该系统包括两个成像器230。成像器230A和230B可以是分离的或者组合在一个电路板上(例如作为集成晶片级摄像机)。每一个成像器还可以包含各种光学元件235。虽然示出了三个光学元件235，但是可用的数量可以是包括0在内的任何数量。可以使用至少一个照射源220。在此实施方式中，两个LED 220被用于照射压板210上的手指205。第一成像器230A可以接收来自手指205的第一部分的光。第二成像器230B可以接收来自放置在压板210上的手指205的第二部分的光。所述第一部分和第二部分可以重叠或者可以完全不同。

图3A、3B、3C和3D示出了根据一个实施方式的另一模块式生物测量传感器设备的各种视图。该模块式传感器设备包括四个成像器330、光学元件335以及四个光源320。虽然示出了四个光源320，但是可以使用任何数量的光源。例如，可以使用一个白光源。每一个成像器330接收来自目标区域的四个子区域的光。这些子区域可以重叠或可以是不同的。如图所示，手指205被置于压板210的目标表面212上。每一个成像器可以对手指的四个不同部分进行成像。成像器330可以基本同时对各个子区域进行成像。

图4A、4B、4C和4D示出了根据另一实施方式的空间模块式生物测量传感器设备的各种视图。图4A、4B、4C和4D示出了四个成像子区域450。在此实施方式中示出了子区域之间的一定的重叠。根据另一实施方式，也可以使用没有重叠的子区域。这样的系统可以产生四个图像，如图10A、10B以及10C中所示的。

图5示出了根据一个实施方式的生物测量传感器系统500的框图，所述生物测量传感器系统500包括计算设备和外围设备。此附图宽泛地示出了如何可以以分离或更集成的方式实现各个系统元件。而且，该图还示出了四个成像器510中的每一个如何可以包括专用处理器515和/或专用存储器520。每一个专用存储器520可以包含可在专用处理器515上运行的操作程序、数据处理程序和/或图像处理程序。例如，专用存储器520可以包含程序以控制专用成像器510和/或提供图像处理。所示出的计算设备502包括经由总线530电耦合的硬件元件。根据不同实施方式，依据构造，总线530还可以与一个或多个LED 505、接近度(proximity)传感器(或存在传感器(presence sensor))512以及四个成像子系统504耦合。在另一实施方式中，成像器存储器520可以在成像器515之间共享，和/或与计算设备502共享。

在这样的实施方式中，成像子系统可以包括成像器510、处理器515和存储器520。在其它实施方式中，成像子系统504还可以包括光源和/或光学元件。成像子系统504可以是模块式的，并且附加的成像子系统可以容易地添加到系统。因此，生物测量传感器子系统可以包含任何数量的成像子系统504。在一个实施方式中，多个成像子系统可以是空间模块式的，每一个成像子系统被用于对不同的空间位置进行成像。在另一实施方式中，多个成像子系统可以是多谱模块式的，每一个成像子系统被用于对不同的多谱条件进行成像。因此，在这样的实施方式中，成像子系统504还可以包含各种光学元件，诸如色彩滤光器阵列、色彩滤光器、偏振器等等，并且/或者成像器510可以相对于成像位置以不同角度布置。在另一实施方式中，各个成像子系统可以提供焦点模块性，每一个成像子系统被用于对不同的焦点或焦平面进行成像。

硬件元件可以包括中央处理单元(CPU)550、(一个或多个)输入/输出设备535、存储设备555、计算机可读存储装置540、网络接口卡(NIC)545、处理加速单元548(诸如DSP或专用处理器)以及存储器560。计算机可读存储装置540可以包括计算机可读存储介质和计算机可读介质读出器，广泛地代表远程的、本地的、固定的和/或可移动的存储设备以及用于临时地和/或更永久地包含计算机可读信息的存储介质的组合。NIC 545可以包括有线的、无线的、调制解调器和/或其它类型的接口连接，并且允许与外部设备进行数据交换。

生物测量传感器系统500还可以包含软件要素，其被示出为当前正位于工作存储器560内，包括操作系统565和其它程序和/或代码570(诸如设计来实现本文所述的方法的程序)。对于本领域技术人员来说清楚的是，根据具体要求可以使用各种变化形式。例如，也可以使用定制硬件，并且/或者可以用硬件、软件(包括可移植软件(portable software)，诸如Applet)或既用硬件又用软件来实现特定要素。此外，还可以使用到其它计算设备的连接装置，诸如网络输入/输出设备。

多谱模块式手指传感器

图6A、6B、6C和6D示出了根据一个实施方式的多谱模块式生物测量传感器设备的各种视图。如在此实施方式中所示的，四个成像器630中的每一个与可选的光学元件635结合，对目标区域212(手指205在压板210上位于该区域)的大部分(如果不是全部的话)进行成像。成像器630可以基本同时地对目标区域212进行成像。在此实施方式中，成像器630可以记录不同多谱条件(诸如不同偏振、不同成像角度、不同的一个或多个波长、TIR条件、不同分辨率、不同焦平面、不同空间覆盖范围、色彩滤光器过滤等等)下的图像。例如，第一成像器630A可以与线性偏振光学元件635A相关联。第二成像器630B可以是高分辨率成像器635B，其例如以大于200点/英寸的分辨率成像。第三成像器630C可以与作为光学元件635C的Bayer滤光器相关联。第四成像器可以与蓝色滤光器光学元件635D相关联。虽然成像器630和相关联的光学元件635在附图中被示为相对较为接近、相对共面以及与压板相对平行，但是在一个实施方式中，一个或多个成像器和相关联的光学元件可以相对于压板210和/或目标区域212倾斜地定位。而且，在另一实施方式中，一个或多个成像器可以以非共面的构造布置。而且，在另一实施方式中，一个或多个成像器可以被配置来对在手指205与压板目标区域212的界面处发生全内反射的光进行成像。虽然示出了四个成像器，但是可以将任何数量的成像器630添加到系统。不同的成像器可以提供不同的多谱光学条件下的目标区域的不同和/或唯一的图像。

多个成像器可以在相同的照射条件下基本同时地对目标区域212中的手指205进行成像。例如，一个或多个白光源可以照射手指，每一个成像器可以记录不同光学条件下的手指205的图像。同时或基本同时的成像可以提供手指205的图像的一致的集合，所述手指205的图像的一致的集合从不同图像去除、减轻或最小化了任何手指抖动、移动、环境变化等等的影响。因此，图像与图像之间手指特征可以很好地对应。在一个实施方式中，这些成像器的积分时间(图像在该期间被记录)有所重叠。在另一实施方式中，多个成像器可以同时成像。例如，在第一成像器处成像的每一帧可以与第二成像器处的帧同步。在另一实施方式中，多个成像器在彼此相差不到1秒内记录图像。在另一实施方式中，多个成像器在彼此相差不到500微秒内记录图像。在另一实施方式中，多个成像器在彼此相差不到100微秒内记录图像。

在另一实施方式中，成像器可以提供连续成像。在一些实施方式中，每一个成像器被同步，从而相对而言在相同时刻成像。例如，成像器可以以15、30、60或75Hz的视频帧率记录图像。成像器可以由来自处理器和/或时钟的时钟信号同步。如果成像器被适当地同步在一起，则来自各个成像器的单帧可以被保存到存储器中，其与来自其它成像器的帧同步。例如，可以基于焦点、皮肤位点的相对位置、抖动、定向、对比度、皮肤位点移动、照明、环境效果、成像器效果等等来选择要存储的帧。在另一实施方式中，一组帧被记录到存储器中。可以从每一个成像器选择一个经同步的帧，并且将其用于获得多谱图像。

在本公开的全文中描述的实施方式可以产生不同光学条件下的手指和/或手的多个图像的集，或者产生这样的数据：利用重构技术可以由所述数据产生上述的图像集。为了说明的目的，参考这样的多谱图像集进行下面的讨论，但是在不直接生成这样的多谱图像集的实施方式中，不一定要产生它们来用于随后的生物测量处理。一般而言，由在本申请中描述的装置所收集的图像可以在偏振条件、图像角度和位置、谱的特性等方面不同。此外，在包含色彩滤光器阵列的彩色成像器的情形中，可以以行像素值的子阵列的形式，或者可以以色彩内插值的形式提取彩色图像，如本领域的技术人员所已知的。来自多个成像器的图像在进一步处理之前可能需要被对齐、倾斜、位移和/或以其它方式进行预处理。经对齐和处理的多谱图像的示例性的集被示于图10A中，这样的集定义了多谱数据立方体(datacube)1000。

一种分解数据立方体1000的方法是分解成与在测量过程中用于对样品进行成像的多谱条件中的每一条件对应的图像。在附图中，示出了五个分离的图像1005、1010、1015、1020和1025，其对应于五个不同的多谱条件。在使用可见光的实施方式中，图像例如可以对应于利用450nm、500nm、550nm、600nm和650nm的光生成的图像。例如，照射源包括宽带白光源，并且/或者每一个成像器可以包含色彩滤光器。在其它实施方式中，这些图像可以表示偏振条件、成像角度、分辨率、空间模块性、焦平面模块性和/或TIR条件。在一些实施方式中，每一个图像可以表示与皮肤相互作用的特定波长的光的光学效果。由于皮肤和皮肤成分的随波长、偏振和/或成像角度而变化的光学性质，多谱图像1005、1010、1015、1020和1025中的每一个通常将不同于其它。

在一些实施方式中，多谱条件中的每一个对应于光的一个或多个不同波长。因此，数据立方体由此可以被表示为R(X_S，Y_S，X_I，Y_I，λ)，并且描述了当在源点X_S，Y_S处进行照射时，在每一个图像点X_I，Y_I处所看到的经漫反射的波长λ的光的量。通过将在多个适当源点位置上的点响应进行相加，可以总结不同的照射构造(泛光(flood)、线光(line)等等)。指纹或手印图像F(X_I，Y_I)可以被大概地描述为对于给定波长λ₀的多谱数据立方体，并且可以对于所有源位置求和：

$F(X_I,Y_I)=\underset{Y_S}{\mathrm{\Σ}}\underset{X_S}{\mathrm{\Σ}}R(X_S,Y_S,X_I,Y_I,{\mathrm{\λ}}_0).$

从单次获取事件而收集的多谱图像由此可以被进行后处理，以产生一个合成指纹图像，该合成指纹图像与常规收集的″基于标准的″已有指纹数据库完全兼容。此外，多谱图像可以用于确保样品具有与活人手指一致的光学性质。合成图像和鲜活性评估可以由分析器108报告。

非接触型手指传感器

非接触型生物测量传感器不包括限定了目标空间的压板，所述目标空间是照射源和/或成像器被对焦的地方和/或样品可以被放置以进行成像的地方。相反，照射源和/或成像器被对焦于限定在自由空间内的目标空间处，所述自由空间没有由压板或任何其它物理元件或装置限定。使用者可以将其手和/或(一个或多个)手指放置在目标空间中，而不用触摸、接触和/或参照压板。在一些实施方式中，生物测量系统和/或装置可以包括处于至少一些光学元件(例如成像器和/或照射源)与目标空间之间的窗口。这样的窗口可以用于密封光学元件以保护这些元件并保持该区域的清洁。这样的窗口不应与压板混淆，并且不是构造来接纳皮肤位点的。因此，手指可以被置于目标空间内，并且用一个或多个成像器来成像。如在整篇申请中在不同实施方式中讨论的，非接触型生物测量系统可以使用各种技术来为使用者提供目标空间的位置和/或范围的指示。在其它实施方式中，根据手指和/或手与成像器的相对位置，成像器可以单个地或组合地使用各种技术来成像手指和/或手。

图7A、7B、7C和7D示出了根据一个实施方式的非接触型生物测量传感器设备的各种视图。在此实施方式中，非接触型生物测量传感器包括四个成像器730、可选的光学元件735以及四个照射源720。可以使用任何数量的成像器和/或照射源。最简单的非接触型生物测量传感器包括一个照射源和一个成像器。四个成像器730可以提供空间模块性、多谱模块性、焦点模块性或上述的组合。例如，每一个成像器730可以对目标空间的不同区域进行成像。作为另一个实施例，每一个成像器可以在不同的多谱条件下对手指进行成像。

图8A、8B、8C和8D示出了根据一个实施方式的具有对焦在不同成像平面上的多个多谱成像器830的多谱模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。示出了多个照射元件820。如图所示，生物测量传感器包括16个成像器830。在此实施方式中，四个成像器830A、830P、830E和830O被对焦在第一成像平面880上，另四个成像器830D、830M、830F和830N被对焦在第二成像平面881上，另四个成像器830H、830C、830G和830I被对焦在第三成像平面882上，另四个成像器830B、830L、830K和830J被对焦在第四成像平面883上。为了清楚起见，在附图中，对于一些成像器而不是全部成像器示出了各成像器的焦平面。对焦在同一成像平面上的四个成像器中的每一个被构造来提供在一个不同的多谱条件下的图像。因此，这些成像器可以被构造来在每一个成像平面提供手指的相同的多谱图像。虽然在附图中示出了16个成像器，但是可以以对焦在不同的成像平面上和/或提供不同的多谱图像的任何组合使用任何数量的成像器。

图9A、9B、9C和9D示出了根据一个实施方式的具有对焦在不同成像平面上的多个成像器的空间模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。示出了多个照射元件820。在此实施方式中，如上针对图8A、8B、8C和8D所述的，包含四个成像器的多个子集被对焦在不同的成像平面上。但是，在此实施方式中，每一个子集中的四个成像器中的每一个被对焦在成像平面的不同空间部分上，由此提供空间模块性。如在图9C中可见的，在此实施方式中，成像器830D和830P被对焦在成像平面882的不同部分上，成像器830H和830L被对焦在成像平面883的不同部分上。如在图9D中可见的，在此实施方式中，成像器830D被对焦在成像平面882上，成像器830C被对焦在成像平面883上，成像器830A和830B被对焦在成像平面881的不同部分上。

在任何实施方式中，成像器中的每一个可以是小型晶片级摄像机。而且，成像器的整个阵列可以被设置在单个晶片和/或电路板上。例如，这样的成像器可以是由

制造的OptiML^TM晶片级摄像机，等等。也可以使用各种其它晶片级摄像机。在其它实施方式中，CMOS传感器和/或CCD传感器可以被用作成像器。

可以使用各种其它的非接触型系统。例如，具有自动对焦的成像器可以被用于聚焦来自离成像器不同距离的手指和/或手的光。在另一实施方式中，可以使用提供大的景深的成像器。在另一实施方式中，可以使用具有大数值孔径的成像器。在另一实施方式中，可以使用波前编码传递函数。

空间模块式手传感器

图11A、11B、11C和11D示出了根据一个实施方式的空间模块式生物测量手传感器设备的各种视图。根据此实施方式，生物测量手传感器包括大的压板1110，所述压板1110具有用于接纳手915的目标表面1112。还可以包含多个光源1120、可选的光学元件1135和成像器1130。每一个成像器可以被对焦在目标表面1112的不同部分上。在一些实施方式中，由成像器1130成像的目标表面1112的上述部分重叠和/或覆盖整个目标表面1112，如图所示。在其它实施方式中，由成像器1130成像的目标表面的那些部分不重叠。在另一实施方式中，由成像器成像的目标表面1112的上述部分不覆盖整个目标表面1112，它们仅仅覆盖目标表面的特定部分。可以使用任何数量的照射源来照射目标表面1112上的手1115。根据设计和/或需求，可以使用或多或少的成像器1120来对目标表面1112进行成像。由于成像器的模块性，可以添加附加的成像器。

根据一个实施方式，空间模块式生物测量传感器可以提供手的多个部分2005、2010、2015、2020、2025、2030的图像，如图21所示。每一个图像包含手的一部分的相似尺寸的图像。如图20所示，在图像之间可以发生一些重叠。在另一实施方式中，手的特定位置由不同的成像器成像，如图18所示。对于每一个手指产生三个图像。例如，小手指(最小的、最左侧的手指)在与手指的指节或关节之间的部分对应的三个区域1825、1826、1827被成像。其它手指具有相似的覆盖度。拇指在关节之间的两个区域1825和1836中被成像。手的主体在三个位置(小指球(hypothenar)1830、掌心1831和鱼际1832)被成像。可以设计手的图像的任何其它组合。

如图19所示，多谱手传感器(不管是非接触型的还是不是非接触型的)可以提供数据立方体1900，所述数据立方体1900包括与在测量过程中用于成像手的多谱条件的每一个条件对应的图像。在附图中，示出了五个分离的图像1905、1910、1915、1920和1925，其对应于五个多谱条件。在使用可见光的实施方式中，图像例如可以对应于利用450nm、500nm、550nm、600nm和650nm下的光生成的图像。例如，每一个成像器可以包含色彩滤光器。在其它实施方式中，图像可以表示偏振条件、成像角度和/或TIR条件。在一些实施方式中，每一个图像可以表示与皮肤相互作用的特定波长的光的光学效果。由于皮肤和皮肤成分的随波长、偏振和/或成像角度而变化的光学性质，多谱图像1905、1910、1915、1920和1925中的每一个通常将不同于其它。

图12示出了根据一个实施方式的生物测量手传感器系统的框图，其包含诸如图5中所示的那样的计算设备502。在此实施方式中，16个成像器510和带有存储器520的处理器515被耦合到计算设备502。在另一实施方式中，成像器存储器520可以在成像器515之间共享，和/或与计算设备502共享。

非接触型手传感器

图13A、13B、13C和13D示出了根据一个实施方式的多谱的和/或空间的模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。在此实施方式中，非接触型生物测量手传感器包括四个成像器1330以及四个照射源1320。可以使用任何数量的成像器和/或照射源。最简单的非接触型生物测量手传感器包括一个照射源和一个成像器。四个成像器1330可以提供空间模块性、多谱模块性、焦平面模块性或上述这些的组合。例如，每一个成像器1330可以对目标空间的不同区域进行成像。作为另一个实施例，每一个成像器1330可以在不同的多谱条件下对手进行成像。作为另一个实施例，每一个成像器1330可以对不同的焦平面进行成像。

图14A、14B、14C和14D示出了根据一个实施方式，空间的及多谱的模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。示出了16个成像器1420、16个可选的光学元件1435以及连同8个照射源1420。可以使用任何数量的任何类型的照射源1420。还可以使用各种光学元件1435。

图15A、15B、15C和15D示出了根据一个实施方式，具有对焦在不同成像平面上的多个成像器的空间的和/或多谱的模块式非接触型生物测量传感器设备的各种视图。为了便于描述这些实施方式，四个成像器1520以由虚线画出的组1560的形式示出。例如，第一组1560A包括成像器1520A1，1520A2，1520A3和1520A4。这些成像器中的每一个提供对于目标空间中与其在成像器阵列中的布置对应的第一区域的成像覆盖范围，而且每一个成像器1520还被对焦在不同的成像平面上。因此，组1560内的成像器1520提供对于特定周边区域的覆盖范围(可能带有重叠)，它们还通过对焦在不同的焦平面上而对离成像器的垂直距离提供覆盖范围。虽然附图示出了四个成像器1520被布置在组1560中，但是可以使用任何数量的成像器。而且，也可以使用任何数量的组1560。由于系统的模块性，可以根据需要添加成像器1520和组1560。

在另一实施方式中，组1560内的每一个成像器1520可以在不同多谱条件下对手进行成像。例如，成像器1520A1可以提供来自手的与成像器阵列1500中的组1560A的位置对应的区域的红光的图像。成像器1520A2可以提供来自手的与成像器阵列1500中的组1560A的位置对应的区域的利用偏振器的图像。成像器1520A3可以提供具有2,000PPI或更高的分辨率的图像，而其它成像器具有低于2,000PP的分辨率的图像。成像器1520A4可以提供来自手的与成像器阵列1500中的组1560A的位置对应的区域的绿光的图像。也可以使用各种其它的多谱条件。根据另一实施方式，组内的成像器不必如图所示那样是邻接的。而且，在另一实施方式中，成像器阵列1500内的成像器的布置可以是被布置在不同的位置或其他地方，而不是处于如图所示的紧密平面成像器阵列1500内。

在另一实施方式中，成像器阵列1500可以提供多个成像器1520，所述成像器1520提供空间的、多谱的和焦平面的模块性。例如，成像器可以对目标空间内的手的空间区域进行成像。这些成像器的子集可以利用各种多谱条件被对焦在不同的焦平面上。就是说，每一个成像器可以利用一个多谱条件在设定的焦平面上对空间区域进行成像。本领域技术人员将意识到可以实现各种组合。

接近度传感器用户接口

图16示出了根据一个实施方式的具有手的全息图像1615的非接触型生物测量系统用户接口。如图所示，示出了多个照射源1620、成像器1630和光学元件1635。成像器1630和照射源1620被配置来对放置在目标空间1612内的手和/或手指进行照射和成像。全息图像发生器(没有示出)被包括在内，以提供目标空间1612内的手的全息图像1615。由此，使用者通过其手放置在全息手图像1615之上、附近或之内，可以将手放置在目标空间1612内。全息图像发生器还可以提供体积式(volumetric)显示或图像。附图中示出了可选的结构1640。其它实施方式可以使用手指而不是手的全息图像。

图17示出了根据一个实施方式的具有光阵列1750的非接触型生物测量系统用户接口。如图所示，示出了多个照射源1720、成像器1730和光学元件1735。成像器1730和照射源1720被配置来对放置在目标空间内的手和/或手指进行照射和成像。两个光源1745，例如两个激光器或激光二极管，分别提供光束1750，所述光束1750至少部分地限定了目标空间的一部分边界。可以以任何配置使用任何数量的光源。当使用者将其手或手指移动到目标空间中时，使用者可以看到其手或手指上的光束，并知道其手或手指正在靠近目标空间的边界。附图中示出了可选的结构1740。

可以实现各种其它的用户接口元件。例如，在一个实施方式中，可以结合扬声器或其它可视接口实现接近度传感器。例如，接近度传感器可以使用立体成像器和/或立体光源。当接近度传感器检测到目标空间内物体的存在时，照射源可以照射该物体，并且成像器可以对目标空间内的物体进行成像。例如，还可以使用声响接口，例如扬声器，来提醒使用者图像已经被获取，使用者的手和/或手指处于目标空间内，和/或要求使用者移动其手和/或手指以将其在用户空间内对齐。

接近度传感器

接近度传感器和/或存在传感器也可以被包含在各种实施方式中。在非接触型生物测量系统中，重要的是知晓所关心的生物测量特征是否处于目标空间内。接近度传感器可以对此作出判定。例如，接近度传感器可以包含立体成像器和/或立体照射源。于是，系统可以分析峰值强度何时靠近与目标空间相关的图像的标定区域。立体照射接近度传感器可以包括至少两个彼此相隔一定距离定位的照射源和布置在两个照射源之间的成像器。当处于这样的立体照射源的照射下的物体靠近成像器时，成像器上的峰值强度的图线收敛。系统于是可以通过与标定数据进行比较，来判定物体是否处于目标空间内。

立体接近度传感器可以包括至少两个彼此相隔一定距离定位的成像器和布置在两个成像器之间的照射源。当处于照射下的物体靠近照射源和/或成像器时，两个成像器的峰值强度的合成图线开始收敛。而且，也可以使用一个成像器和两个照射源。类似地，当物体靠近成像器和/或照射源时，强度对横向成像器位置的图线将提供收敛峰。系统通过与标定数据进行比较，可以判定物体是否处于目标空间内。在前面引用的美国专利申请No.12/100,597中提供了各种其它的接近度检测技术。

在另一实施方式中，光源可以相对于目标空间的法向以大的入射角度(例如大于60°)照射目标空间。在各种实施方式中，光源可以是单色蓝光源，或者在另一实施方式中，光源可以发射小于约600nm的单色光。一个或多个光源不仅照射目标空间，而且从目标空间下方照射紧靠目标上方的区域。色彩滤光器阵列在光入射在成像器上之前对来自目标空间的光进行滤光。色彩滤光器阵列可以是在本文所述的各种实施方式中描述的任何色彩滤光器阵列。色彩滤光器阵列根据波长带进行滤光。因此，可以将波长带的相对强度与其它波长带进行比较。当期望的生物测量特征靠近目标时，从生物测量特征的表面反射单色光。因此，当期望的生物测量特征靠近目标时，包含该单色光的波长的波长带的相对强度相对于其它频带而增大。因此，相对于红光和/或绿光的强度来监测蓝光的强度。如果蓝光相对于红光和/或绿光强度的强度增大，则期望的生物测量特征靠近目标空间。如果蓝光的强度没有足够增大，则没有期望的生物测量特征靠近目标空间，并且系统继续监测各种波长带的强度水平。

图22示出了利用各种实施方式的生物测量检测的流程图。虽然示出了多个步骤或过程，但是实施方式可以包含每一个步骤或过程，附加的步骤或过程，或仅仅一个或多个步骤或过程。而且，每一个步骤或过程可以包含各种子步骤或子过程。在方框2205，目标空间的位置被指示给使用者。该指示可以例如包括全息图像、光束阵列、声响指示、可视指示、压板、棱镜等等。在方框2208处，感测或检测在目标空间内物体(诸如皮肤位点)的存在情况。可以利用立体成像器和/或立体照射源和/或多谱技术感测目标空间内物体的存在。在方框2210，皮肤位点被照射。照射可以在此处所述的任何其它步骤之前进行和/或可以仅仅在检测到皮肤位点的存在之后进行。可以在各种多谱条件(诸如波长、偏振、角度等等)下使用各种照射源。在照射期间，在方框2215A和2215B，利用两个成像器对皮肤位点进行成像。这些可以基本同时对皮肤位点进行成像。就是说，这些成像器可以在一次照射序列下以多种方式看到物体。可以使用任何数量的成像器。成像器可以在各种多谱条件(诸如波长、偏振、分辨率、空间模块性、焦平面模块性、成像角度等等)下对皮肤位点进行成像。在方框2220可以由多个成像器产生的图像得到多谱图像。然后，在方框2225可以执行生物测量功能。生物测量功能可以包括个人识别、将个人与访问代码(access code)相关联、将个人与一组个人相关联、确定对设施、建筑、场所、活动、机动车、安全区域和/或设备的访问是否是可允许的、执行存活性判定、执行欺骗判定、生物测量匹配(识别或验证)和/或人口统计参数(包括年龄、性别和种族)的评估等等。

示例性硬件

在此描述的各种实施方式使用光源来照射目标区域、目标表面、压板、皮肤位点、手指、手等等。这样的照射源可以包括宽带源，诸如白炽灯泡、白光LED、日光灯或这类型的其他宽带源。或者，照射源可以包括一个或多个窄带源，诸如LED、激光器和激光二极管、量子点、经过光学滤光的源等。在一些实例中，照射系统可以包含光学偏振器，使得来自一个或多个源的光在照在手上之前被偏振。在一些实例中，偏振器可以是线性偏振器或者圆偏振器。在一些实例中，在正常操作期间多个光源同时照射。在其它实例中，多个光源可以以一定的次序照射，在此期间可以获得和记录多重图像。在一些实施方式中图示或描述了一个以上的照射源，但在这样的实施方式中，也可以使用一个光源。

本文所述的一些实施方式要求一个或多个成像器。这些成像器例如可以包括硅CMOS成像器或硅CCD成像器。或者，成像器可以包括由诸如MCT、铅盐、InSb、InGaAs的材料制成的二极管阵列，或辐射热测量计阵列，或能够捕捉对应于期望的照射波长的图像的其它器件和材料。在另一实施方式中，可以使用晶片级成像器或晶片级成像器阵列。除了成像阵列之外，在成像系统中还可以存在一个或多个偏振器，所述一个或多个偏振器被定位成使得成像器通过偏振器″看到″手或手的一部分。这样的偏振器可以是线性偏振器或圆偏振器。在一些实例中，成像系统中的偏振器可以被布置成使得其相对于存在于照射系统中的一个或多个偏振器基本正交或交叉。在一些实例中，成像器偏振器可以被布置成与照射偏振器基本平行或与照射偏振器的取向相同。

在成像器通过相对于照射偏振器基本交叉的偏振器看手的情况下，所得图像往往突出位于皮肤表面下方的图像特征。在成像器通过相对于照射偏振器基本平行的偏振器看手的情况下，所得图像往往突出位于皮肤表面处或附近的图像特征。在成像偏振器或成像器偏振器或两者被省略的情况下，所得图像往往包含来自表面和表面下特征的效果。在一些实例中，可能有利的是除了利用不同的照射波长获得的图像之外或者代替利用不同的照射波长获得的图像，收集和分析在不同偏振条件下收集的图像。

在一些实例中，成像器可以是能够分离多个波长带的彩色成像器。在使用宽带照射源或者多个不同的窄带照射源被同时接通时，可以使用这样的彩色成像器。在这样的实例中，来自多个照射条件的信息可以被同时收集，相对于等价的一系列单色图像序列减少了时间和/或数据容量要求。在一些实例中，通过将具有宽波长响应的数字成像器与向每一个成像器像素提供更窄的波长响应的色彩滤光器阵列组合，可以得到这样的彩色成像器。在一些实例中，色彩滤光器阵列可以包含具有Bayer模式的三种不同色彩选择滤光器(红、绿和蓝)，如本领域技术人员已知的。也可以有利地使用色彩滤光器阵列的其它变化形式以及色彩分离的其它手段。

照射系统和成像系统都可以包含其它光学部件，诸如透镜、反射镜、位相片、快门、漫射器、带通光学滤光器、短通(short-pass)光学滤光器、长通(long-pass)光学滤光器等等，以按本领域技术人员已知的方式定向、控制和聚焦光。

除了照射和成像子系统之外，还可以存在手被放置在其上以进行成像的压板。或者，压板可以被省略，并且在自由空间中对手进行成像。

在各种实施方式中，光源和/或照射源是白光LED。可以有两组LED：一组具有线性偏振器，一组没有偏振器。两组LED都通过漫射器、透镜和/或反射镜照射压板，以在压板区域上实现适度一致的照明。压板可以是平面玻璃板。在本申请全文中所述的成像器可以是彩色硅CMOS或CCD成像器、单色成像器、晶片级摄像机等。用于将压板的顶表面成像到成像器上的透镜和/或反射镜也可被用于本文所述的实施方式中。可以使用短通滤波器，其被设置在成像系统中，以显著减小成像器对红外光的敏感性。线性偏振器可被置于成像系统中，使得其与存在于照射组之一中的偏振器基本正交。在其它实施方式中，成像系统和像素数量可以被设计成以100和2000像素/英寸(PPI)之间的分辨率进行成像。在其它实施方式中，成像系统可以被设计成以约500PPI的分辨率对手进行成像。可以收集一系列的两种图像：一种以非偏振白光照射手，另一种以交叉偏振光照射手。可选地，可以在所有照射LED关断的情况下收集第三图像，得到表示环境光的效果的图像。在一些实例中，可以从照射图像之一或两者中减去环境光图像(或者其某一灰度等级的版本)，以产生不存在环境光的相应图像的估计。

而且，各种实施方式中的任意一个中的一个或多个成像器可以包括高分辨率成像器。如上所述，可以由具有不同分辨率的图像得到多谱图像。就是说，具有不同分辨率的成像器可被用于得到多谱图像。这样的成像器可用于例如对婴儿(包括新生和/或早产婴儿)的手和/或足进行成像。在一个实施方式中，高分辨率成像器能够以至少1000像素/英寸(PPI)成像。这样的图像能够示出手指和/或手或足的毛孔和/或脊的形状。在另一实施方式中，高分辨率成像器能够以至少2000PPI成像，这能够示出新生和/或早产婴儿的手指和/或手或足的毛孔和/或脊的形状。在另一实施方式中，高分辨率成像器能够以至少3000PPI成像。在另一实施方式中，高分辨率成像器能够以至少4000PPI成像。

各种实施方式通过分析个人的指纹、手印和/或掌印的图像，可以提供个人识别。这样的实施方式可以比较手指、手和/或掌的细节点、指纹、掌印和/或手印图案、多谱特性等等。还可以使用其它识别特征，诸如皮肤色斑、畸形、疤痕、记号、文身、痣、疣、雀斑等等。可以考虑图像内的可以有助于生物测量判定的任何东西。

图23示出了根据一个实施方式的具有纹身样的特征2310的手指2300的图像。纹身样特征、文身或其它记号可以有助于生物测量判定。图24示出了根据另一个实施方式的具有多个痣2405和疤痕2410的手2400的图像。痣2405、疤痕2410、记号和/或其它色斑也可以用于帮助生物测量判定。诸如文身、疤痕和/或记号的特征可以用作个人之间的高度可靠的区分物。

某些现有的使用多谱成像的传感器产品使用接触作为位置对准的机制，以简化系统设计的一些方面。由于利用多谱成像获取的大量信息，多谱成像指纹技术还提供业界最好的防止欺骗企图的保护。这样的成像由手指或欺骗材料(从其获取指纹)的表面和表面下光学特性产生大量数据，这使得容易将真的与假的进行辨别。

本文所述的传感器提供了真正的非接触型指纹传感器，其快速、直观并易于使用，同时获取完全与旧有的自动指纹识别系统(AutomatedFingerprint Identification System(″AFIS″))的系统完全兼容的指纹。传感器消除了由于手指移动导致的人为现象，并且便于容易和可靠的用户交互。在一个实施方式中，通过使用多个被同步以同时捕捉所需图像的成像器来获得这样的快速获取能力。

例如，可以使用多个成像器来监视传感器上方的空间，可以以一定波长进一步主动照射或由环境光照射该空间。该多个成像器可以用于检测传感器上方的空间中的动作，并且当这样的动作被检测时，启动传感器装备(arming)过程。该多个成像器还可以用于基于成像器的不同(视差)视图来判定传感器上方的空间中物体的接近位置。来自多个传感器的图像可以被分析，以确定传感器上方的物体何时处于优选空间中，以触发传感器获取。在一些实施方式中，来自多个成像器的图像还将被分析，来判定传感器上方的空间中的物体是否具有手指的光学特性，并且将仅仅在物体与手指相符并且处于适当位置时才触发获取。

在一个实施方式中，照射子系统包括一个或多个发光二极管，其用具有所要求的特性的光照射传感器上方所关心的区域。有时，发光二极管可以包括发白光的二极管。或者或此外，发光二极管中的一个或多个可以是窄带或单色光源。在使用多个这样的光源的情况下，光源可以是基本相同的，或者它们可以具有显著不同的波长特性。在一些实例中，这样的发光二极管可以包括发射红、绿和蓝波长的源。在一些实例中，一个或多个发光二极管可以发射可见波长以外的波长，诸如近紫外或近红外波长。在这样的照射构造中的任何一种中，可以利用薄片偏振器(没有示出)使一个或多个照射源线性偏振。

在一个实施方式中，成像系统可以包括多个成像器。成像器可以是硅阵列，并且被制造为数字CMOS器件或CCD器件。成像器中的一个或多个可以是泛色(panchromatic)(“黑白”)成像器。泛色成像器中的一些可以包含波长滤光器，以将波长限制在由成像器基本上看到的波长。未限制的波长可以是可见波长区域的一部分。或者，未限制的波长可以包括近紫外或近红外波长区域中的波长。成像器中的一个或多个可以是彩色成像器。彩色成像器可以包括由以一定模式(诸如Bayer模式)布置的红、绿和蓝像素构成的色彩滤光器阵列。或者，如本领域技术人员已知的，彩色成像器可以包括单色分束器和多个泛色成像器的结构。虽然有时下面的讨论在提供具体实施方式的实例时具体提到“彩色成像器”，但是应该理解，这些实施方式仅仅是示例性的，并且其它实施方式可以包含本文所述的成像器变例中的一些或全部，或其它对于本领域技术人员来说显见的其它成像器。

在具体实施方式中，成像子系统包括某个数量的彩色成像器，它们定向和对焦在三维感测子系统的触发点上。当位置传感器被触发时，所有成像器将基本同时捕捉触发传感器的手指的图像。这样的多个图像的快速和基本同时进行的收集将减轻移动的人为作用，并且提高感测系统的整体稳健性和用户友好性。有时，彩色成像器中的一部分可以具有附装到其上的光学偏振器(没有示出)，以便提供以交叉偏振形态捕捉图像的能力。

在一些实施方式中，多个成像器可以被定向，使得其全都大体上对传感器上方的相似区域进行成像。在其它实施方式中，成像器中的一些或全部可以对空间的不同区域进行成像。在一些实施方式中，被成像的区域可以大体上重叠。在一些实施方式中，成像器可以对空间的全部基本处于传感器上方的相同焦距或“高度”处的不同区域进行成像。这样，与同样的传感器被对焦在空间的相同区域上可能获得的情况相比，传感器系统能够捕捉更大的目标场。在一些实施方式中，成像器可以对空间中的处于距传感器不同距离(高度)的区域进行成像，与如果所有成像器被对焦在相同的焦距上所提供的情况相比，传感器可以获取更大的焦距范围内的数据。

相信用于获得可靠的和直观的用户接口的方法包括这样的步骤：通过使用在传感器上方的适当位置示出了手和手指的全息图，向使用者提供对于手指的正确定向和放置的向导。这将允许使用者简单地将其手指放置在相似位置上，然后这将触发测量过程。

因此，虽然已经描述了若干实施方式，但是本领域技术人员将认识到，在不偏离本发明的精神的情况下，可以使用各种修改、替换结构和等同物。例如，本文所述的原理可以被应用于四手指获取、全手成像、或其它身体部分上的皮肤的成像。因此，上面的描述不应被认为是对范围的限制，所述范围由所附权利要求限定。

相关申请的交叉引用

本申请是非临时申请，并且要求共同转让的、标题为″ContactlessMultispectral Biometric Capture″的、2007年6月11日递交的美国临时申请No.60/943,207的权益，所述临时申请的全文通过引用被包含于此，以用于任何目的。

本申请是标题为″Biometric Detection Using Spatial，Temporal，And/OrSpectral Techniques″的、2007年4月10日递交的美国专利申请No.12/100,597的部分延续申请，所述美国专利申请No.12/100,597是非临时申请，并且要求标题为″Spatial And Temporal Biometric Detection″的、2007年4月10日递交的美国临时专利申请No.60/911,007的权益，上述每一个申请的全部公开内容通过引用被包含于此，以用于任何目的。

本申请是标题为″Multibiometric Multispectral Imager″的、2007年7月19日递交的美国专利申请No.11/779,998的部分延续申请，所述美国专利申请No.11/779,998是非临时申请，并且要求标题为″Whole-HandMultispectral Imager″的、2006年7月19日递交的美国临时专利申请No.60/832,233的权益，上述每一个申请的全部公开内容通过引用被包含于此，以用于任何目的。

政府权利

本申请是利用由美国陆军(the United States Army)授予的W911NF-07-C-0111合同的资助完成的。在本发明中，美国政府拥有某些权利。

Claims (42)

1.一种生物测量系统，包括：

一个或多个照射源，其配置来照射目标空间的至少一部分；

第一成像器，其配置来接收在第一光学条件下来自所述目标空间的至少一部分的光；

第二成像器，其配置来接收在第二光学条件下来自所述目标空间的至少一部分的光，其中所述第一光学条件与所述第二光学条件不同，所述第一成像器和所述第二成像器提供空间模块性；以及

分析器，其与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合，其中，所述分析器配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器和所述第二成像器处接收的光产生被置于所述目标空间内的物体的多谱图像，所述分析器被配置成对所述多谱图像的多谱特性进行分析。

2.如权利要求1所述的生物测量系统，其中，所述分析器被配置来控制所述第一成像器和所述第二成像器，使得所述第一成像器和所述第二成像器基本同时地提供所述目标空间的图像。

3.如权利要求1所述的生物测量系统，其中，所述目标空间至少部分地由压板限定。

4.如权利要求1所述的生物测量系统，其中，所述目标空间适用于接纳人手。

5.如权利要求1所述的生物测量系统，其中，所述第一成像器和所述第二成像器中的任一个或两个包括一个或多个从下列项中选择的光学元件：色彩滤光器、色彩滤光器阵列、线性偏振器、圆偏振器、漫射器、准直器、光栅和透镜。

6.如权利要求1所述的生物测量系统，其中，所述第一成像器被配置来接收来自所述目标空间的第一子空间的光，所述第二成像器被配置来接收来自所述目标空间的第二子空间的光。

7.如权利要求1所述的生物测量系统，其中，所述第一成像器对焦在第一焦平面上，所述第二成像器对焦在第二焦平面上，所述第一焦平面和所述第二焦平面不同。

8.如权利要求1所述的生物测量系统，其中，所述目标空间位于自由空间中。

9.如权利要求1所述的生物测量系统，还至少包括与所述第一成像器耦合的第一处理器和与所述第二成像器耦合的第二处理器。

10.如权利要求1所述的生物测量系统，还包括用户接口，所述用户接口配置来向使用者大体上指示所述目标空间的至少一部分。

11.如权利要求1所述的生物测量系统，还包括存在检测器，所述存在检测器配置来检测所述目标空间内物体的存在情况。

12.一种用于收集多谱生物测量图像的方法，所述方法包括：

照射目标空间的至少一部分；

接收在第一光学条件下来自所述目标空间的至少一部分的光；

在与接收在所述第一光学条件下来自所述目标空间的光基本上同时，独立地接收在第二光学条件下来自所述目标空间的至少一部分的光，其中所述第一光学条件与所述第二光学条件不同，所接收的光提供空间模块性；

由在所述第一光学条件和所述第二光学条件中的任一者或两者下接收的光，产生所述目标空间内的物体的多谱图像；以及

对所述多谱图像的多谱特性进行分析。

13.如权利要求12所述的方法，还包括提供对于所述目标空间的至少一部分的指示。

14.如权利要求12所述的方法，还包括感测所述目标空间内物体的存在情况。

15.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一光学条件和所述第二光学条件选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的子空间的光、来自所述目标空间内的焦平面的光。

16.如权利要求12所述的方法，其中，第一成像器提供在所述第一光学条件下所述目标空间的至少一部分的第一图像，第二成像器提供在所述第二光学条件下所述目标空间的至少一部分的第二图像。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一图像的分辨率大于第二图像的分辨率。

18.一种生物测量系统，包括：

照射装置，用于照射目标空间；

第一成像装置，用于在第一光学条件下对所述目标空间的至少一部分进行成像，并提供第一图像；

第二成像装置，用于在不同于所述第一光学条件的第二光学条件下对所述目标空间的至少一部分进行成像，并提供第二图像，所述第一成像装置和所述第二成像装置提供空间模块性；以及

处理装置，用于控制所述照射装置、所述第一成像装置和所述第二成像装置，其中，所述处理装置被配置来由所述第一图像和所述第二图像得到多谱图像，所述处理装置还用于对所述多谱图像的多谱特性进行分析。

19.如权利要求18所述的生物测量系统，还包括存在感测装置，所述感测装置用于感测所述目标空间的至少一部分内物体的存在情况。

20.如权利要求18所述的生物测量系统，其中，所述第一光学条件和所述第二光学条件选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的子空间的光、来自所述目标空间内的焦平面的光。

21.如权利要求18所述的生物测量系统，还包括指示装置，所述指示装置用于向使用者指示所述目标空间的至少一部分。

22.一种全手生物测量传感器，包括：

压板，其配置来接纳人手，其中，所述压板的表面限定目标表面；

一个或多个照射源，其配置来照射所述目标表面的至少一部分；

第一成像器，其配置来接收在第一光学条件下来自所述目标表面的至少一部分的光；

第二成像器，其配置来接收在第二光学条件下来自所述目标表面的至少一部分的光，其中所述第一光学条件与所述第二光学条件不同，所述第一成像器和所述第二成像器提供空间模块性；以及

分析器，其与所述一个或多个照射源和所述多个成像器以可通信方式耦合，其中，所述分析器被配置来控制所述一个或多个照射源、所述第一成像器和所述第二成像器的操作，以由在所述第一成像器和所述第二成像器处接收的光产生被置于所述目标表面上的物体的多谱图像，其中，所述分析器被配置来对所述多谱图像的多谱特性进行分析。

23.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，其中，所述分析器被配置来控制所述第一成像器和所述第二成像器，使得所述第一成像器和所述第二成像器基本同时地提供所述目标表面的图像。

24.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，其中，所述第一成像器被配置来对所述目标表面上的第一空间位置进行成像，所述第二成像器被配置来对所述目标表面上的第二空间位置进行成像，其中所述第一空间位置和所述第二空间位置是不同的。

25.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，其中，所述第一成像器和所述第二成像器中的任一者或两者包含一个或多个选自下列项的光学元件：色彩滤光器、色彩滤光器阵列、线性偏振器、圆偏振器、漫射器、准直器、光栅、透镜。

26.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，其中，所述第一成像器对焦在第一焦平面上，所述第二成像器对焦在第二焦平面上，所述第一焦平面和所述第二焦平面不同。

27.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，还至少包括与所述第一成像器耦合的第一处理器和与所述第二成像器耦合的第二处理器。

28.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，还包括存在检测器，所述存在检测器配置来检测所述目标空间内物体的存在情况。

29.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，其中，所述第一成像器包括晶片级摄像机，所述第二成像器包括晶片级摄像机。

30.如权利要求22所述的全手生物测量传感器，其中，所述第一光学条件包括对所述目标空间的第一部分进行成像，所述第二光学条件包括对所述目标空间的不同的第二部分进行成像。

31.一种用于收集人手的多谱生物测量图像的方法，所述方法包括：

照射压板的目标表面的至少一部分；

接收在第一光学条件下来自所述目标表面的至少一部分的光；

在与接收在所述第一光学条件下来自所述目标表面的光基本上同时，独立地接收在第二光学条件下来自所述目标表面的至少一部分的光，其中所述第一光学条件与所述第二光学条件不同，所接收的光提供空间模块性；

由在所述第一光学条件和所述第二光学条件中的任一者或两者下接收的所述光，产生所述目标表面内的所述人手的皮肤位点的多谱图像；以及

对所述多谱图像的多谱特性进行分析。

32.如权利要求31所述的方法，其中，所述第一光学条件和所述第二光学条件选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的第一子空间的光和来自所述目标空间内的第一焦平面的光。

33.如权利要求31所述的方法，其中，第一成像器提供在所述第一光学条件下所述目标空间的至少一部分的第一图像，第二成像器提供在所述第二光学条件下所述目标空间的至少一部分的第二图像。

34.如权利要求31所述的方法，其中，所述第一图像的分辨率大于第二图像的分辨率。

35.如权利要求31所述的方法，还包括检测所述目标表面上物体的存在情况。

36.一种生物测量系统，包括：

照射装置，用于照射至少部分地由压板限定的目标空间；

第一成像装置，用于在第一光学条件下对所述目标空间的至少一部分进行成像，并提供第一图像；

第二成像装置，用于在不同于所述第一光学条件的第二光学条件下对所述目标空间的至少一部分进行成像，并提供第二图像，所述第一成像装置和所述第二成像装置提供空间模块性；以及

处理装置，用于控制所述照射装置、所述第一成像装置和所述第二成像装置，其中，所述处理装置被配置来由所述第一图像和所述第二图像得到手的皮肤位点的多谱图像，所述处理装置还用于对所述多谱图像的多谱特性进行分析。

37.如权利要求36所述的生物测量系统，还包括存在感测装置，所述感测装置用于感测所述目标空间的至少一部分内物体的存在情况。

38.如权利要求36所述的生物测量系统，其中，所述第一光学条件和所述第二光学条件选自由如下项组成的组：经偏振的光、经全内反射的光、具有特定波长的光、特定波长带内的光、来自所述目标空间内的第一子空间的光、来自所述目标空间内的第一焦平面的光。

39.如权利要求36所述的生物测量系统，其中，所述照射装置包括宽带光源。

40.如权利要求36所述的生物测量系统，其中，所述第一成像装置包括晶片级摄像机，所述第二成像装置包括晶片级摄像机。

41.如权利要求36所述的生物测量系统，其中，所述第一成像装置包含第一处理器，所述第二成像装置包含第二处理器。

42.如权利要求36所述的生物测量系统，其中，所述第一光学条件包括对所述目标空间的第一部分进行成像，所述第二光学条件包括对所述目标空间的不同的第二部分进行成像。

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