JP2020532788A - 生体認証のためのレーザスペックル分析 - Google Patents
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Abstract
Description
を有する。
本発明は、スペックル現象に基づく。レーザの小さなサイズ及び狭いスペクトル帯域幅は、レーザ照明において一般的であるように、照明された物体を視認するときにスペックルを生じさせ得る。スペックルは、レーザ装置からターゲットへ、そして、目まで又は光子収集表面(即ち、それぞれ、網膜又はカメラ焦点面アレイ)まで戻る経路上で、レーザエネルギーが遭遇する光学表面とレーザエネルギーの干渉によって引き起こされる。光子間の光学干渉は、レーザ照射されたシーン内の明るいスポット及び暗いスポットの出現を、カメラ又は眼によって検知させる。
mobile device)は、好ましくは、デスクトップPC、ウェブカメラ、監視カメラ、又はCCTVカメラである。
− 少なくとも1つのレーザによって生成されるレーザビームでターゲット領域を照射するステップと
− ターゲット領域から送られるスペックルコントラストを検出するステップと、
− スペックルコントラストに基づいて、生物学的組織又は非生物学的物体の存在をそれぞれ特定するステップ。
好ましい実施形態では、方法は、レーザビームを生成するために1つのレーザのみを使用する。
上記のように、この方法は、回折レーザビームと共に使用することもできる。
本発明の生体同定システムに関する上述のディフューザに関する実施形態は、生物学的組織を非生物学的物体から区別する特許請求の範囲に記載された方法にも適用される。
本発明によれば、「生体、生体測定又はバイオメトリクス(biometrics)」の用語は、人物の(person’s)身体的特徴に基づいて同定又は認識する(identification or recognition)機能を提供する目的での測定として定義される。物理的特徴には、顔面特徴、網膜血管パターン、指紋が含まれるが、これらに限定されない。これらの特徴は、生きていることを示すサインであり、一般に無生物又はなりすまし組織には存在しない。生体測定は、例えば、建物の入場制限、文書閲覧制限、ミサイル発射制限、人員活動追跡、及び、空港での可能なテロリストのスクリーニングのようなセキュリティ目的のために使用される。
mechanism)、回折パターンを伴う回折光がターゲットによって反射され、カメラセンサーの照明が不均一になり、したがってスペックル状パターンが生じると仮定される。照明スペックルによる検出スペックルコントラストは、照明される物体の性質に依存する。
光源ユニット30内に含まれるレーザ31は、少なくとも1つの対応する画像応答22を生成するように、個体21の部分20に向かって投射されるレーザビーム32を生成する。画像応答22は、画像検知ユニットによって生成された画像内のスペックルパターンを捕捉する画像検知ユニット50によって検出され、それによって、コンピュータ読取可能画像及び/又はスペックルコントラストを表すデータ(両方とも図示せず)を形成し、これらは、コンピュータ読取可能画像データ及び/又はスペックルコントラストデータの、その後の分析のためにデータ線55を介してコンピュータデバイス70に伝送される。この構成は、典型的な生体認証システムに対応する。
11 ハウジング(housing)
12 電源ユニット(power source unit)
15 電子接続(electronic connections)
10 (個体の)部分(portion (of the individual))
21 個人(individual)
22 画像応答(image response)
30 光源ユニット(light source unit)
31 レーザ(laser)
32 レーザビーム(laser beam)
33 回折レーザビーム(diffracted laser beam)
40 照明経路(illumination path)
50 画像検知ユニット(image sensing unit)
55 データ線(data line)
60 ディフーザ(diffusor)
70 コンピューティングデバイス(computing device)
Claims (15)
- 個体の部分で生体を認証するための生体同定システムであって、
− 照明ビームを生じさせるための少なくとも1つのレーザを有する少なくとも1つの光源ユニットと、
− 少なくとも1つの対応する画像応答を生成するように、前記照明ビームを前記個体の前記部分に向けて方向づけるように調整された照明経路であって、前記照明経路は照明ビームを広げるための光学素子を有する、照明経路と、
− 前記少なくとも1つの対応する画像応答を受信するように調整された画像検知ユニットであって、前記画像検知ユニットは、生成された画像中のスペックルパターンを捕捉でき、それにより、コンピュータ読取可能画像及び/又はスペックルコントラストを表すデータを形成することができる、画像検知ユニットと、
− 前記画像検知ユニットによって生成される前記コンピュータ読取可能画像のデータ及び/又は前記スペックルコントラストのデータを分析し、生物組織としての前記個体の前記部分を検査する、任意のコンピュータデバイスと、
を有し、
前記少なくとも1つのレーザは垂直表面発光レーザ(VCSEL)又はVCSCLアレイである、
生体同定システム。 - 前記照明ビームを広げるための前記光学素子は、
(a) 規則性テクスチャ、ランダムテクスチャ又はそれらの組み合わせを有する表面ディフューザ、及び/又は、
(b) 体積ディフューザ、
であり、
前記ディフューザの媒体は静止しており、静止回折パターンを作成する、
請求項1記載の生体同定システム。 - 前記少なくとも1つのレーザは、少なくとも1mm、好ましくは少なくとも1cm、より好ましくは10cmのコヒーレンス長を有するレーザビームを生成することができる、
請求項1又は2記載の生体同定システム。 - 前記少なくとも1つのレーザは、可視光スペクトル内で、紫外光スペクトル内で、又は、赤外光スペクトル内で、さらに、好ましくは赤外光スペクトル内で動作される、
請求項1乃至3いずれか1項記載の生体同定システム。 -
前記少なくとも1つのレーザは、20個から200個のVCSEL素子を有するVCSELアレイである、
請求項1乃至4いずれか1項記載の生体同定システム。 - 前記個体の部分は、指若しくは指先、手のひら、虹彩、網膜、又は顔である、
請求項1乃至5いずれか1項記載の生体同定システム。 - 分析されている前記個体と前記画像検知ユニットとの間の前記照明経路に配置され、前記スペックルコントラストの分析を支援するように周辺光をフィルタリング除去するフィルタをさらに有する、
請求項1乃至6いずれか1項記載の生体同定システム。 - 分析されるべき前記部分を前記光源ユニット及び/又は前記画像検知ユニットに関する所定の位置に至らせ、前記スペックルコントラストの分析を支援するように、可視光をフィルタリング除去する位置構造をさらに有する、
請求項1乃至7いずれか1項記載の生体同定システム。 - 前記光源ユニットは、前記個体の前記部分を一つの角度のみから照明するように調整されている、
請求項1乃至8いずれか1項記載の生体同定システム。 - 前記光源ユニットは、狭いスペクトル帯域及び/又は直線偏光状態を有する照明ビームを生成する、
請求項1乃至9いずれか1項記載の生体同定システム。 - 前記画像検知ユニットは、CCD(電荷結合素子)カメラ、IRカメラ、RGBカメラ、RGB+IRカメラ、光検出器、CMOS技術及び他の検出器アレイからなる群から選択される、
請求項1乃至10いずれか1項記載の生体同定システム。 - モバイルデバイスであって、
請求項1乃至11いずれか1項記載の生体同定システムを備え、
好ましくは、スマートフォン、タブレットPC、ノートブック、ラップトップ、ウェブカメラ、独立型ウェブカム、監視カメラ、CCTVカメラ、携帯情報端末又はデジタルカメラである、
モバイルデバイス。 - 固定的又は恒久的に設置されたデバイスであって、
請求項1乃至11いずれか1項記載の生体同定システムを備え、
好ましくは、デスクトップPC、ウェブカメラ、独立型ウェブカム、監視カメラ又はCCTVカメラ又はデジタルカメラである、
デバイス。 - 非生物学的物体から生物学的組織を区別する方法であって、
− VCSEL又はVCSELアレイである少なくとも1つのレーザによって生成されるレーザビームでターゲット領域を照射するステップと、
− 前記ターゲット領域から送られるスペックルコントラストを検出するステップと、
− 前記スペックルコントラストに基づいて、前記生物学的組織又は前記非生物学的物体の存在をそれぞれ特定するステップと、
を含み、
そこにおいて、前記ターゲット領域は回折レーザビームで照明される、
方法。 - 前記回折レーザビームは表面ディフ―ザ又は体積ディフ―ザを用いることによって回折されたものである、
請求項14記載の方法。
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