CN1833609A - 图像输入装置和使用图像输入装置的个人鉴别系统 - Google Patents

Abstract

提供一种血管图像输入装置，它能够获得身体部分如手指的高精确度的血管图像，即使以非恒定速度扫描手指。该装置包括固态线图像传感器、用光照射手指内侧的光源、适合于将光源所发出的并穿过手指内侧的光聚焦到固态线图像传感器上使得在固态线图像传感器上形成表示手指中静脉的网络结构的血管图像的成像光学系统，以及适合于通过连接扫描手指时固态线图像传感器所捕捉的多个局部血管图像而形成完整血管图像的血管图像形成单元。

Description

图像输入装置和使用图像 输入装置的个人鉴别系统

技术领域

本发明涉及一种适合于通过使用固态图像传感器探测从光源发出的并穿过手指的光而获得待鉴别人的手指的血管图像的图像输入装置，并且涉及一种使用这种图像输入装置的个人鉴别系统。更具体地，本发明涉及一种适合于当移动手指和固态图像传感器之间的相对位置时通过使用固态图像传感器探测从光源发出的并穿过手指的光而获得待鉴别人的手指的血管图像的图像输入装置，并且涉及一种使用这种图像输入装置的个人鉴别系统。

背景技术

最近几年中，随着信息技术的进步，使用电子商务的商业活动已变得普及。在电子商务中，需要电子执行个人鉴别以便防止信息被欺骗性使用。

电子鉴别身份的一种已知技术是使用手的血管图像。例如，日本专利公开No.10-295674(对应于美国专利No.6,301,375)公开一种使用手背的静脉图像的技术。日本专利公开No.2004-062826(对应于美国专利申请公布US 2004/0022421 A1)公开一种使用手掌的静脉图像的技术。在该类型的血管图像输入装置中，为了获得手背或手掌的图像，二维图像传感器用作成像单元。但是，在使用二维图像传感器作为成像单元的装置中，为了经由光学图像形成系统获得图像，二维图像传感器必须具有大的尺寸，这导致装置的总尺寸的增加。

作为一种防止成像装置的尺寸增加的技术，日本专利公开No.2004-265269(对应于美国专利申请公布US 2004/0184641 A1)公开一种用于输入手指的血管图像的血管图像输入装置。图10和11说明根据日本专利公开No.2004-265269的用于输入手指的静脉图像的图像输入装置。

在图10所示的血管图像输入装置中，使用布置于外壳100中的光源单元104的近红外光源114经由光源通口106所发出的光照射手指102。经由图像传感通口110，照相机112使用穿过手指内侧的光捕捉血管图像。另外，参考数字116表示挡光板，而参考数字118表示导槽。

在图10所示的前述血管图像输入装置中，虽然在日本专利公开No.2004-265269中没有明确地描述，为了获得整个手指从其指尖到指根的完整图像，成像单元需要有具有与手指尺寸对应的尺寸的图像传感区域的二维图像传感器。

图11以简化方式显示照相机112和图像传感区域中的手指102之间的关系。如可以从图11中看到，在血管图像输入装置中，图像传感区域(图像获得区域)300必须足够大，以便一次捕捉整个手指的完整图像。如图11中所示，为了捕捉整个手指102的图像，用作照相机112的成像单元的二维图像传感器120以及将入射光聚焦使得在二维图像传感器120上形成手指图像的成像光学系统121与手指102分开地放置。

为了获得小的总尺寸，日本专利公开No.2004-265269还公开一种使用镜子的折叠结构。但是，在日本专利公开No.2004-265269所公开的结构中，二维图像传感器用作图像传感器和在非最优化方向上折叠的所公开的光学结构不允许尺寸的充分减小。

减小成像装置的尺寸的一种已知技术是使用扫描型血管图像输入装置，它在扫描待检验手指时使用固态线图像传感器获得手指的血管图像。图12显示这种扫描型血管图像输入装置的例子。在图12所示的例子中，扫描型血管图像输入装置包括固态线图像传感器122，以及将入射光聚焦到固态线图像传感器122上使得在上面形成图像的成像光学系统123。

在图12所示的扫描型血管图像输入装置中，当扫描手指102时(如图12中的虚线双箭头a1所示)，在短时间内获得多个血管图像，并且通过连接该多个图像获得整个手指的完整图像。当固态线图像传感器122用作成像单元时，该成像单元的图像传感区域(图像获得区域)301比二维图像传感器120的图像传感区域300小。但是，扫描型的血管图像输入装置具有尺寸小的额外优点。

另一方面，在使用二维固态图像传感器的上述常规血管图像输入装置中，因为二维图像传感器的图像传感区域必须足够大以便捕捉整个手指的完整图像，减小装置的尺寸是困难的，虽然它具有能够一次捕捉整个手指的完整图像的优点。

相反，在上述扫描型血管图像输入装置中，因为在扫描手指时使用固态线图像传感器捕捉图像，图像传感区域不需要具有对应于整个手指的尺寸。虽然该结构允许装置尺寸的减小，但每次只能获得手指一部分的图像。因此，为了获得整个手指的完整的血管图像，必须多次执行图像获取操作并连接该多个手指图像。为了正确地连接图像，需要表示该多个血管图像之间的相对位置关系的信息。

但是，因为扫描型血管图像输入装置在人扫描手指时获得待鉴别人(对象)的手指的多个血管图像，手指的扫描速度不是恒定的。手指的非恒定的扫描速度导致该多个血管图像之间的相对位置关系变得不确定，因此多个捕捉的血管图像的简单连接不能获得具有高精确度的完整图像。

发明内容

考虑到上面，本发明提供一种能够获得具有高精确度的完整图像的小型血管图像输入装置。本发明还提供一种即使以非恒定速度扫描手指也能够获得具有高精确度的完整图像的血管图像输入装置。

更具体地，根据本发明一种实施方案，提供了一种图像输入装置，其包括含有至少一行图像传感元件的成像单元，以及适合于用光照射待检验对象的光源，由此通过将光穿过待检验对象的内侧获得血管图像，并且图像被成像单元捕捉，其中当扫描待检验对象时顺序地读取成像单元所捕捉的各个局部血管图像的多个图像信号，并且通过连接各个读出图像信号所表示的局部血管图像形成完整的血管图像。

在本发明的另一方面，图像输入装置还可以包括被配置以探测待检验对象的扫描量的扫描量探测单元。图像输入装置还可以包括被配置以通过依靠扫描量探测单元所探测的待检验对象的扫描量连接多个局部血管图像而形成完整的血管图像的血管图像形成单元。

在图像输入装置中，扫描量探测单元可以在扫描量探测单元与待检验对象接触的状态下探测扫描量。此外，在图像输入装置中，扫描量探测单元可以是接触旋转式滚筒、接触型光学位置传感器或接触型电容式位置传感器的形式。

在图像输入装置中，扫描量探测单元可以在扫描量探测单元不与待检验对象接触的状态下探测扫描量。此外，扫描量探测单元可以用光照射待检验对象的表面，并基于待检验对象的表面形状图像的改变来探测扫描量。

扫描量探测单元还可以担当用于获得与扫描量探测单元接触的手指区域中的指纹图像的指纹图像输入装置。另外，扫描量探测单元还可以担当用于获得手指的指纹图像的指纹图像输入装置。并且，扫描量探测单元可以通过用光照射手指获得指纹图像，并基于指纹图像的亮度改变来探测扫描量。

根据本发明另一种实施方案，提供了一种图像输入装置，其包括含有至少一行图像传感元件的成像单元、适合于用光照射待检验对象的光源，以及被配置以在成像单元上形成通过将光穿过待检验对象而获得的血管图像的图像形成单元，该图像输入装置还包括布置于待检验对象和图像形成单元之间的被配置以将待检验对象内侧的光反射向图像形成单元的至少一个反射单元，以及被配置以探测待检验对象的扫描量的扫描量探测单元，其当扫描待检验对象时顺序地读取成像单元所获得的各个局部血管图像的多个图像信号，并探测指示该多个图像信号之间的相对位置关系的扫描量作为用于从各个读出图像信号所表示的局部血管图像形成完整血管图像的相对位置数据。

图像输入装置还可以包括被配置以根据扫描量探测单元所探测的待检验对象的扫描量连接成像单元所获得的由多个图像信号分别表示的多个局部血管图像而形成完整的血管图像的血管图像形成单元。

根据本发明另一种实施方案，提供了一种个人鉴别系统，其包括根据上述实施方案之一的图像输入装置、被配置以登记图像输入装置所读取的血管图像作为鉴别待检验对象的鉴别信息的血管图像登记单元，以及被配置以校验图像输入装置所读取的待检验对象的血管图像是否与血管图像登记单元中所登记的图像相同并输出校验结果作为个人鉴别信号的血管图像校验单元。

根据本发明又一种实施方案，提供了一种个人鉴别系统，其包括被配置以预先登记根据实施方案的图像输入装置所读取的待检验对象的血管图像作为对象的鉴别信息的血管图像登记单元，以及被配置以校验图像输入装置所读取的待检验对象的血管图像是否与血管图像登记单元中所登记的图像相同并将输出校验结果作为个人鉴别信号的血管图像校验单元，该个人鉴别系统还包括被配置以登记指纹图像输入装置所读取的指纹图像作为鉴别待检验对象的鉴别信息的指纹图像登记单元、被配置以校验指纹图像输入装置所读取的待检验对象的指纹图像是否与指纹图像登记单元中所登记的图像相同并输出校验结果作为个人鉴别信号的指纹图像校验单元，以及适合于评估基于血管图像的个人鉴别信号和基于指纹图像的个人鉴别信号并根据评估结果产生新的个人鉴别信号的综合校验装置。

如上所述，本发明提供一种能够以小形状和低成本制造的并能够获得高精确度图像的图像输入装置。本发明还提供一种能够以低成本制造的并且即使以非恒定速度扫描手指也能够获得高精确度图像的图像输入装置。

本发明的更多实施方案、特征和方面将从下面参考附图的示例实施方案的描述中变得明白。

附图说明

图1是根据本发明一种实施方案的示例血管图像输入装置的示意图。

图2说明根据本发明一种实施方案的从多个局部血管图像形成完整图像的示例方法。

图3是根据本发明第二实施方案的示例血管图像输入装置的示意图。

图4是根据本发明第三实施方案的示例血管图像输入装置的示意图。

图5是根据本发明第四实施方案的示例血管图像输入装置的示意图。

图6是根据本发明第五实施方案的示例血管图像输入装置的示意图。

图7是根据本发明第六实施方案的示例个人鉴别装置的框图。

图8是根据本发明第七实施方案的示例血管图像输入装置的框图。

图9是根据本发明第八实施方案的示例个人鉴别装置的框图。

图10是常规二维图像传感器的手指图像获得区域的示意图。

图11是线图像传感器的手指图像获得区域的示意图。

图12是根据常规技术的用于输入手指的血管图像的输入装置的示意图。

具体实施方式

参考附图描述根据本发明的血管图像输入装置以及使用血管图像输入装置的个人鉴别系统的各种实施方案、特征和方面。

第一示例实施方案

图1显示根据本发明第一实施方案的血管图像输入装置的一般结构。血管图像输入装置具有面积小于待鉴别人的手指3的尺寸的图像读取平面。当在图像读取平面上在与随后描述的固态线图像传感器的主扫描方向垂直的方向上(参见a1)扫描手指3时获取手指的血管网络结构的图像。血管图像输入装置包括下面描述的各种部件。

提供固态线图像传感器1以便获得血管图像。成像光学系统2是用于将入射光聚焦到固态线图像传感器1的表面上使得在上面形成图像的光学透镜等。在滚筒形旋转机械4与手指3接触的状态下滚筒形旋转机械(扫描量探测单元)4可跟随手指3的移动而旋转。血管图像形成单元11连接到固态图像传感器1和旋转机械4。

另外，布置有用于发出穿过手指3内侧的近红外光的近红外光源(没有显示)例如LED(发光二极管)。该光源布置在适当位置，以便用光源所发出的近红外光照射手指3内侧(随后将参考图5更详细地描述近红外光源)。

固态图像传感器1包括布置成一行的多个光传感器如光电二极管。当用光源(没有显示)所发出的近红外光照射手指3时，近红外穿过手指3并散射，并且近红外光经由成像光学系统2入射到光传感器上。固态图像传感器1读取与取决于入射光强度积聚于各个光传感器中的电荷量对应的图像信号S11，并将图像信号S11输出到血管图像形成单元11。

滚筒形旋转机械4包括，例如关于轴线可旋转的滚筒，以及连接到滚筒的旋转轴的用于探测滚筒的旋转速度并将旋转速度转换成电信号的探测器。当扫描手指3时，保持与手指3接触的滚筒根据扫描量关于其轴线旋转。当滚筒旋转时，探测器探测滚筒的旋转速度并将它转换成对应于旋转速度的电信号。探测值作为扫描量信号S21输出到血管图像形成单元11。

血管图像形成单元11包括具有根据程序工作的CPU(中央处理单元)的微处理器等。血管图像形成单元11通过执行CPU上的预安装程序而执行各种过程。血管图像形成单元11与固态图像传感器1中的处理电路整体形成或者与旋转机械4中的处理电路整体形成，虽然血管图像形成单元11也可以与固态图像传感器1和旋转机械4分开形成。

现在参考图1描述本实施方案的操作。首先，如果对象的手指3放置在血管图像输入装置的图像读取平面上，用近红外光源(没有显示)所发出的近红外光照射手指3。当近红外光穿过手指时，近红外光散射。结果，用穿过手指3的近红外光照射手指中的静脉。已知静脉中的血色素比手指中的其他组织吸收更多近红外光。因此，通过用近红外光照射手指，可以获得显示血液流过的静脉的网络结构的图像。

手指内侧的近红外光L1经由成像光学系统2在固态线图像传感器1上形成手指中的静脉图像。结果，固态线图像传感器1获得手指3中具有网络结构的静脉图像(局部静脉图像)。表示所获得的手指的局部静脉图像的图像信号S11提供到血管图像形成单元11。

然后在图像读取平面上在与固态图像传感器1的主扫描方向(线方向)垂直的方向上(如图1中的虚线双箭头a1所示)扫描对象的手指3。在与固态图像传感器1的主扫描方向垂直的方向上扫描手指3能够连续地获得手指中的静脉图像。多个结果图像信号S11输出到血管图像形成单元11。

在上述过程中，当扫描手指3时，滚筒形旋转机械4跟随手指3的移动而旋转，从而旋转机械4探测手指3的扫描量(扫描速度)。指示所探测的扫描量的扫描量信号S21输出到血管图像形成单元11。

图2说明根据本发明一种实施方案的从多个局部血管图像形成完整图像的示例方法。血管图像形成单元11基于旋转机械4所提供的扫描量信号S21连接固态图像传感器1所获得的多个图像信号S11，也就是手指3中的局部静脉图像，以便获得手指3的具有网络结构的完整静脉图像。

每两个相邻局部图像之间的距离与手指3的扫描速度成正比。换句话说，每两个相邻局部脉管图像之间的距离根据手指的扫描速度而改变。为了处理每两个相邻局部图像之间距离的变化，指示两个相邻局部脉管图像之间的标准距离的标准扫描速度和对应的标准扫描量被定义并预先存储于存储器等中。计算旋转机械4实际探测到的手指3的扫描速度与标准扫描速度之间的差，并且基于所计算的差确定固态图像传感器1所获得的每两个相邻局部脉管图像之间的扫描量(相对距离)与标准扫描量(标准相对距离)的偏移。

可以通过基于所确定的偏移连接每两个相邻局部血管图像而产生整个手指3的完整血管图像。血管图像形成单元11通过执行预先存储于存储器等中的程序而执行上述过程。

如上所述，在本实施方案中，因为使用固态线图像传感器，图像传感区域不需要具有对应于整个手指的尺寸，从而该结构允许装置尺寸的减小。另一个优点在于，因为使用滚筒形旋转机械4探测手指的扫描量，并通过基于所探测的扫描量连接多个局部图像产生完整图像，即使手指的扫描速度不是恒定的，手指血管图像输入装置可以获得整个手指的高精确度血管图像。

图1所示的旋转机械4可以用透明圆柱形滚筒的形式构造，并且可以在圆柱形滚筒中布置一维成像光学系统和一维光电转换器。这使得可以基于与透明圆柱形滚筒的表面接触的手指表面部分和非接触部分之间光强度的差异获得手指表面的图像。此外，也可以在圆柱形滚筒中布置具有足够高分辨率的光电转换器，以便获得手指的指纹图像。这使得可以实现能够获得指纹图像和血管图像的生物图像输入装置。

第二示例实施方案

图3显示根据本发明第二实施方案的另一种示例血管图像输入装置的一般结构。根据图3所示的第二实施方案的血管图像输入装置与根据第一实施方案的类似，除了接触型光学位置传感器5用作扫描量探测单元之外。

光学位置传感器5包括如下所述的各种部件。也就是，光学位置传感器5具有照射放置在位置传感器附近的手指的内侧的光源。光学位置传感器5还具有包括至少一个光电转换元件线阵列的一维或二维光电转换器。光学位置传感器5还具有布置在光电转换器表面上的保护部件如纤维板或薄硅膜，因此光电转换器的表面被保护，并且因此手指接触的区域和手指不接触的区域之间的光强度差异。

当在手指3保持与光学位置传感器5接触的状态下扫描手指3时，光强度随着手指和光电转换器之间接触部分的移动而改变，并且基于光强度的改变探测接触部分的移动。探测值作为扫描量S22提供到血管图像形成单元11。

现在参考图3描述本实施方案的操作。首先，如果对象的手指3放置在血管图像输入装置的图像读取平面上，用近红外光源(没有显示)所发出的近红外光照射手指3。当近红外光穿过手指时，近红外光散射。结果，用穿过手指3的近红外光照射手指中的静脉。如已经讨论的，已知静脉中的血色素比手指中的其他组织吸收更多近红外光。因此，通过用近红外光L1照射手指，可以获得显示血液流过的静脉的网络结构的图像。

手指内侧的近红外光L1经由成像光学系统2在固态线图像传感器1上形成手指中的静脉图像。结果，固态线图像传感器1获得手指3中具有网络结构的静脉图像(局部静脉图像)。表示所获得的手指的局部静脉图像的图像信号S11提供到血管图像形成单元11。

然后在图像读取平面上在与固态图像传感器1的主扫描方向(线方向)垂直的方向上(如图1中的虚线双箭头a1所示)扫描对象的手指3。在与固态图像传感器1的主扫描方向垂直的方向上扫描手指3能够连续地获得手指中的静脉图像。多个结果图像信号S11输出到血管图像形成单元11。

在上面过程中，当在光学位置传感器5上面扫描手指3时，光学位置传感器5探测手指3的扫描量(滑动速度)，并将指示所探测扫描量的扫描量信号S22输出到血管图像形成单元11。

血管图像形成单元11基于接触型光学位置传感器5所提供的扫描量信号S22连接固态图像传感器1所获得的多个图像信号S11，也就是手指3中的局部静脉图像，以便获得手指3的具有网络结构的完整静脉图像。

如上所述，在本实施方案中，因为使用固态线图像传感器1，图像传感区域不需要具有对应于整个手指的尺寸，从而该结构允许装置尺寸的减小。此外，因为使用接触型光学位置传感器5探测手指的扫描量，并且根据扫描量连接多个图像，即使手指的扫描速度不是恒定的，手指血管图像输入装置能够获得整个手指的高精确度血管图像。

虽然在本实施方案中，接触型光学位置传感器5用作被配置以探测手指的扫描量的扫描量探测单元，接触型电容式位置传感器可以用来代替光学位置传感器。

接触型电容式位置传感器具有这样的结构，其中在硅衬底上形成包括至少一行电极的一维或二维的小电极阵列，并且电极阵列覆盖有保护膜。接触型电容式位置传感器还包括适合于探测每个电极和手指(可以看作导体)之间电容的电容探测器。当在电容式位置传感器保持与手指3接触的状态下在接触型电容式位置传感器上面扫描手指3时，电容根据扫描量而改变。由电容式位置传感器探测电容改变，并且基于所探测的电容改变探测手指的移动。所探测的移动作为扫描量信号S22输出到血管图像形成单元11。

并且在该情况中，如同根据本发明上述实施方案的光学位置传感器一样，可以通过基于接触型电容式位置传感器所探测的手指3的扫描量连接每个具有带形区域的局部图像而获得完整图像。因此，使用接触型电容式位置传感器，可以实现能够获得手指的完整血管图像的血管图像输入装置。

如果形成电容式位置传感器的电极使得获得允许探测指纹的表面形貌的高分辨率图像，那么获得手指的指纹图像变得可能，并且从指纹图像的移动探测手指的移动也变得可能。此外，通过根据从获得的指纹图像探测的手指移动连接固态线图像传感器所探测的多个局部血管图像而获得手指的完整图像也变得可能。因此，可以实现能够同时获得多个不同类型生物图像的生物图像输入装置。

第三示例实施方案

图4显示根据本发明第三实施方案的示例血管图像输入装置的一般结构。固态线图像传感器1用作成像单元，并且在与固态线图像传感器1的主扫描方向垂直的光轴方向上折叠光学路径。也就是，如图4中所示，除了第一实施方案中所使用的部件之外，根据本实施方案的血管图像输入装置还包括用作反射单元的至少一个反射镜6，并且修改成像光学系统2和固态线图像传感器1的位置。

反射镜6在具有预先确定角度(图4所示的例子中大约为90度)的方向上反射手指3的近红外光L1从而改变光路。在由反射镜6改变近红外光L1的光路之后，近红外光入射到将近红外光L1聚焦到固态线图像传感器1的光传感表面上的成像光学系统2。除了上述差别之外，结构和操作与第一实施方案的类似，因此省略其说明。

可以从上面讨论中明白，本实施方案不仅提供类似于上述第一实施方案所提供的优点，而且还提供额外优点，即使用反射镜6允许包括固态线图像传感器和成像光学系统的光路折叠到小空间内。因此，可以实现薄和小形式的血管图像输入装置。

第四示例实施方案

图5显示根据本发明第四实施方案的示例血管图像输入装置的一般结构。除了第一或第三实施方案中所使用的部件之外，血管图像输入装置还包括布置在反射镜6和近红外光源7之间的挡光板8，使得近红外光源7所发出的并从手指表面反射的光不能直接到达固态线图像传感器1。在该结构中，通过用近红外光L1照射手指，可以获得显示血液流过的静脉的网络结构的图像。除了上述差别之外，结构和操作与第一或第三实施方案的类似，因此省略其说明。

可以从上面讨论中明白，本实施方案不仅提供类似于上述第一或第三实施方案所提供的优点，而且还提供额外优点，即可以用布置在图像传感区域附近的光源所发出的近红外光照射手指，因此可以实现包括更小和更薄形式的光源的血管图像输入装置。

第五示例实施方案

图6显示根据本发明第五实施方案的示例血管图像输入装置的一般结构。在这里，非接触式光学编码器20用作被配置以从对应于手指表面形貌的图像的强度改变探测手指的扫描量的扫描量探测单元。血管图像输入装置还包括布置在用于形成血管图像的反射镜6的背后的反射镜21。非接触式光学编码器20布置在与手指3分离的位置，使得光路被反射镜21改变适当角度(例如90°)的光L1入射到非接触式光学编码器20上。

光学编码器20包括成像光学系统和固态图像传感器。当扫描手指3时，光经由反射镜被成像光学系统聚焦到固态图像传感器上，使得在固态图像传感器的图像传感表面上形成手指3表面的指纹或褶纹的表面形貌的图像。基于图像强度的改变，探测到图像的移动。从图像的移动确定手指3的扫描量或扫描速度，并且指示所探测的扫描量的扫描量信号S23输出到血管图像形成单元11。除了上述差别之外，结构和操作与第一或第三实施方案的类似，因此省略其说明。

如图6中所示，与额外光源合作，光学编码器20可以获得手指3的从上关节到指尖这部分的图像，使得在固态图像传感器上形成手指表面指纹的具有足够高分辨率的图像。也就是，可以形成光学编码器20，使得也用作非接触式指纹图像输入装置。因此，可以实现能够同时输入血管图像和指纹图像的生物图像输入装置。

在血管图像输入装置包括多个行的情况下，血管图像输入装置还可以用作扫描量探测器。在该情况下，可以在探测局部图像的扫描量时连接局部血管图像使得获得手指的完整血管图像。

可选地，可以从血管图像输入装置获得手指的扫描量，并且可以连接从包括至少一行的固态成像单元所实现的指纹图像输入装置中获得的每个包括至少一行的多个图像，以便获得手指的完整指纹图像。

可以从上面讨论中明白，本实施方案不仅提供类似于上述第一或第三实施方案所提供的优点，而且还提供额外优点，即通过使用非接触式光学编码器作为扫描量探测单元，可以实现能够在扫描量探测单元不与手指接触的状态下探测扫描量的扫描量探测单元。这在装置的设计时提供更多的选择。

第六示例实施方案

在下面参考图7和8描述使用上述血管图像输入装置的个人鉴别系统100的实施方案。

个人鉴别系统100包括血管图像输入装置200，其包括具有上述固态图像传感器1的成像单元201、外围电路202、LED芯片形式的LED 203、扫掠/扫描量探测器12，以及血管图像形成单元11。个人鉴别系统100还包括连接到血管图像输入装置200的血管图像校验装置300。

使用例如滚筒形机械4、光学位置传感器5或光学编码器20形成扫描量探测器12。只要获得血管图像形成单元11的功能，血管图像形成单元11可以与外围电路202整体形成。

可以在固态图像传感器1中形成外围电路202。如图8中所示，外围电路202包括下面部件。控制电路(驱动器电路)1021控制固态图像传感器201的操作。A/D转换器1023将经由箝位电路1022从成像单元201接收的表示手指的血管图像的模拟图像信号转换成数字信号。通信控制器1024控制数据通信，以便将A/D转换器1023所输出的数字信号传送到外部设备(例如接口)作为血管的图像信号。登记器1025连接到通信控制器1024。LED控制器1026控制LED203的导通/关闭。定时发生器1028根据外部振荡器1027所提供的基准脉冲产生控制脉冲，以控制电路1021至1026的操作时机。包含于外围电路202中的电路不局限于上述那些，而是外围电路202可以包括其他电路。一个或多个电路可以在另外芯片上分开地形成。

血管图像校验装置300包括下面部件。输入接口211是用于输入从外围电路202中的通信控制器输出的通信数据的单元。图像处理单元(血管图像校验单元)212连接到输入接口211。血管图像数据库(或血管图像登记单元)213和输出接口214连接到图像处理单元212。输出接口214连接到电子设备(可以用软件实现)，当用户使用或访问电子设备时为了安全需要个人鉴别。

待鉴别人的血管图像预先登记在血管图像数据库213中。注意到对在血管图像数据库213中登记血管图像的人数没有特别限制。当执行初始设置时，或者当添加血管图像时，人的血管图像被血管图像输入装置200捕捉，并经由输入接口211输入为个人鉴别信息。

如果图像处理单元212经由输入接口211接收血管图像输入装置200所读取的血管图像，图像处理单元212根据已知的血管图像校验算法校验图像是否与血管图像数据库213中所登记的图像相同。指示校验结果(指示血管图像是否与所登记图像相同)的个人鉴别信号经由输出接口214输出。

虽然在本实施方案中，血管图像输入装置200和血管图像校验装置300以分开的方式封装，但它们也可以不同地封装。例如，血管图像校验装置300的一个或多个功能可以在血管图像输入装置200的外围电路202中整体实施。并且，个人鉴别系统100可以与需要个人鉴别的电子设备分开地布置或整体地布置。

第七示例实施方案

现在参考图9，在下面描述使用根据本发明第七实施方案的血管图像输入装置的示例个人鉴别系统102。

在第七实施方案中，个人鉴别系统102具有血管图像输入装置200，其包括具有上述固态图像传感器1的成像单元201、外围电路202、LED芯片形式的LED 203、同时用作扫描量探测器的指纹图像输入装置12，以及血管图像形成单元11。

个人鉴别系统102还包括连接到血管图像输入装置200的血管图像校验装置300。注意到扫描量探测器12(指纹图像输入装置)还用作光学位置传感器。只要获得血管图像形成单元11的功能，血管图像形成单元11可以与外围电路202整体形成。

也用作指纹图像输入装置的扫描量探测器12包括成像单元301、外围电路302、用作光学位置传感器的光源的LED 303、被配置以从成像单元301所获得的指纹图像信息中探测手指的扫描量的扫描量探测机械31，以及指纹图像形成单元30。扫描量探测器12输入指纹图像并将扫描量探测机械31所探测的手指的扫描量提供到血管图像形成装置200的血管图像形成单元。基于所提供的手指的扫描量，血管图像输入装置200通过连接多个局部图像产生完整的血管图像。

血管图像输入装置102的操作与根据上述第六实施方案的相同，因此这里不给出其重复说明。

血管图像校验装置300包括下面部件。输入接口211是用于输入从外围电路202的通信控制器输出的通信数据的单元。图像处理单元(血管图像校验单元)212连接到输入接口211。血管图像数据库(血管图像登记单元)213连接到图像处理单元212。血管图像校验装置300还包括输出接口214。

从指纹图像输入装置接收指纹图像的指纹图像校验装置400包括下面部件。输入接口311是用于输入从外围电路302的通信控制器输出的通信数据的单元。图像处理单元(指纹图像校验单元)312连接到输入接口311。指纹图像数据库(指纹登记单元)313和输出接口314连接到图像处理单元312。输出接口214和314连接到综合校验装置315。个人鉴别信号从综合校验装置315输出到电子设备(可以用软件实现)，当用户使用或访问电子设备时为了安全需要个人鉴别。

待鉴别人的血管图像预先登记在血管图像数据库213中。注意到对在血管图像数据库213中登记血管图像的人数没有特别限制。当执行初始设置时，或者当添加指纹图像时，人的指纹图像被血管图像输入装置200捕捉，并经由输入接口211输入为个人鉴别信息。

如果图像处理单元212经由输入接口211接收血管图像输入装置200所读取的血管图像，图像处理单元212根据已知的血管图像校验算法校验图像是否与血管图像数据库213中所登记的图像相同。指示校验结果(指示血管图像是否与所登记图像相同)的个人鉴别信号经由输出接口214输出。

待鉴别人的指纹图像预先登记在指纹图像数据库313中。注意到对在指纹图像数据库313中登记指纹图像的人数没有特别限制。当执行初始设置时，或者当添加指纹图像时，人的指纹图像被指纹图像输入装置300捕捉，并经由输入接口311输入为个人鉴别信息。

如果图像处理单元312经由输入接口311接收指纹图像输入装置300所读取的指纹图像，图像处理单元312根据已知的指纹图像校验算法校验图像是否与指纹图像数据库313中所登记的图像相同。指示校验结果(指示指纹图像是否与所登记图像相同)的个人鉴别信号经由输出接口314输出。综合校验装置315评估分别从输出接口214和314接收的个人鉴别信号，并基于评估结果输出一个个人鉴别信号或最终的个人鉴别信号。

虽然在本实施方案中，血管图像输入装置200和血管图像校验装置300以分开的方式封装，但是它们可以不同地封装。例如，血管图像校验装置300的一个或多个功能可以在血管图像输入装置200的外围电路202中整体实施。

虽然在本实施方案中，指纹图像输入装置12和指纹图像校验装置400以分开的方式封装，但是它们可以不同地封装。例如，指纹图像校验装置400的一个或多个功能可以在指纹图像输入装置12的外围电路302中整体实施。个人鉴别系统可以与需要个人鉴别的电子设备分开地布置或整体地布置。

如上所述，本发明可以有利地应用于适合输入供个人鉴别的手指血管图像的血管图像输入装置，以及使用这种血管图像输入装置的个人鉴别系统。

虽然已参考示例实施方案描述本发明，但应当明白本发明并不局限于所公开的示例实施方案。下面权利要求的范围给予最广阔的解释，以便包括所有修改、等价结构和功能。

Claims (16)

1.一种图像输入装置，包括含有至少一行图像传感元件的图像工具，以及适合于用光照射待检验对象的光源，由此通过将光穿过待检验对象的内侧而获得血管图像，并且由图像工具捕捉图像，

其中当扫描待检验对象时顺序地读取图像工具所捕捉的各个局部血管图像的多个图像信号，并且通过连接各个读出图像信号所表示的局部血管图像而形成完整的血管图像。

2.根据权利要求1的图像输入装置，还包括用于探测待检验对象的扫描量的扫描量探测工具。

3.根据权利要求2的图像输入装置，还包括通过根据扫描量探测工具所探测的待检验对象的扫描量连接多个局部血管图像而形成完整血管图像的血管图像形成工具。

4.根据权利要求2或3的图像输入装置，其中扫描量探测工具在扫描量探测工具与待检验对象接触的状态下探测扫描量。

5.根据权利要求4的图像输入装置，其中扫描量探测工具是接触和旋转滚筒的形式。

6.根据权利要求4的图像输入装置，其中扫描量探测工具是接触型光学位置传感器。

7.根据权利要求4的图像输入装置，其中扫描量探测工具是接触型电容位置传感器。

8.根据权利要求2或3的图像输入装置，其中扫描量探测工具在扫描量探测工具不与待检验对象接触的状态下探测扫描量。

9.根据权利要求8的图像输入装置，其中扫描量探测工具用光照射待检验对象的表面，并基于待检验对象的表面形状的图像的改变探测扫描量。

10.根据权利要求4的图像输入装置，其中扫描量探测工具还用作用于获得与扫描量探测工具接触的手指区域的指纹图像的指纹图像输入装置。

11.根据权利要求8的图像输入装置，其中扫描量探测工具还用作用于获得手指的指纹图像的指纹图像输入装置。

12.根据权利要求11的图像输入装置，其中扫描量探测工具通过用光照射手指而获得指纹图像并基于指纹图像的亮度改变来探测扫描量。

13.一种图像输入装置，包括：包含至少一行图像传感元件的图像工具、适合于用光照射待检验对象的光源，以及用于在图像工具上形成通过将光穿过待检验对象而获得的血管图像的图像形成工具，该图像输入装置还包括：

至少一个反射工具，其布置在待检验对象和图像形成工具之间用于将待检验对象内侧的光朝向图像形成工具反射；以及

扫描量探测工具，其通过当扫描待检验对象时顺序地读取由图像工具所获得的各个局部血管图像的多个图像信号，并探测指示该多个图像信号之间的相对位置关系的扫描量作为用于从各个读出图像信号所表示的局部血管图像形成完整血管图像的相对位置数据，从而探测待检验对象的扫描量。

14.根据权利要求13的图像输入装置，还包括血管图像形成工具，其通过根据扫描量探测工具所探测的待检验对象的扫描量来连接由图像工具所获取的由多个图像信号分别表示的多个局部血管图像而形成完整的血管图像。

15.一种个人鉴别系统，包括：

根据权利要求1至3中任一个的图像输入装置；

血管图像登记工具，其用于将图像输入装置所读取的血管图像登记为鉴别待检验对象的鉴别信息；以及

血管图像校验工具，其用于校验图像输入装置所读取的待检验对象的血管图像是否与血管图像登记工具中所登记的图像相同，并输出校验结果作为个人鉴别信号。

16.一种个人鉴别系统，包括：

血管图像登记工具，其用于预先登记根据权利要求10的图像输入装置所读取的待检验对象的血管图像作为该对象的鉴别信息；

血管图像校验工具，其用于校验图像输入装置所读取的待检验对象的血管图像是否与血管图像登记工具中所登记的图像相同，并输出校验结果作为个人鉴别信号，该个人鉴别系统还包括：

指纹图像登记工具，其用于登记指纹图像输入装置所读取的指纹图像作为鉴别待检验对象的鉴别信息；

指纹图像校验工具，其用于校验指纹图像输入装置所读取的待检验对象的指纹图像是否与指纹图像登记工具中所登记的图像相同，并输出校验结果输出作为个人鉴别信息；以及

综合校验装置，其适合于评估基于血管图像的个人鉴别信号和基于指纹图像的个人鉴别信号，并根据评估结果产生新的个人鉴别信号。

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