KR101551369B1 - 정맥 인증장치, 정맥 인증용 촬상장치 및 정맥 조사방법 - Google Patents

정맥 인증장치, 정맥 인증용 촬상장치 및 정맥 조사방법 Download PDF

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Abstract

양질의 화상을 얻기 위한 범위를 확장할 수 있는 촬상장치, 인증장치 및 광원 구동방법을 제안한다.
손가락 내부의 정맥층을 반사한 반사광 및 당해 정맥층을 투과한 투과광을 촬상하는 촬상 부분을 복수 가지며, 당해 각 촬상 부분이 서로 다른 시기에 촬상을 행하도록 제어되는 촬상부와, 정맥층에 대해서, 촬상부와 동일 방향 측에 배치되며, 근적외광을 조사하는 조사부와, 촬상부에서 촬상된 화상과, 미리 기억된 정맥 정보에 의거하여, 인증 처리를 행하는 인증 처리부와, 조사부로부터 조사된 근적외광이, 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대응하는 정맥 부분의 뒤쪽에서 산란하도록, 조사부를 제어하는 조사 제어부를 설치한다.

Description

정맥 인증장치, 정맥 인증용 촬상장치 및 정맥 조사방법{Vein authentication device, vein authentication imaging device, and vein illuminating method}
본 발명은 정맥 인증장치, 정맥 인증용 촬상장치 및 정맥 조사방법에 관한 것이다.
인증 수단으로서 생체를 이용한 것이 보급되어 오고 있다. 또, 휴대 전화기 등의 휴대 통신 기기에 생체 인증을 탑재함으로써, 휴대 통신 기기를 통해서, 어디에서라도 통신 상대에 대해서 인증 처리가 용이하게 행해 질 수 있게 되는 등, 휴대 통신 기기에 생체 인증장치를 탑재하는 것은 중요하다. 최근의 휴대 통신 기기의 소형화·고밀도화는 현저하고, 탑재되는 장치의 소형화는 중요한 과제가 된다.
종래, 생체 인증장치에는, 정맥을 대상으로서 이용한 정맥 인증장치가 있고, 또 정맥 인증장치에는, 투과형으로 불리는 정맥 인증장치가 있다. 이 투과형의 정맥 인증장치에서는, 인증 대상이 되는 정맥을 포함한 손가락을 사이에 두도록, 빛의 조사부와 촬상부가 설치되며, 당해 정맥의 뒤쪽으로부터 근적외광이 조사된다. 이것에 의해 비정맥 부분은 밝은 상태가 되는 한편, 정맥 부분은 헤모글로빈의 흡광 특성에 의해 어두운 상태가 유지되며, 정맥 부분과 비정맥 부분의 콘트라스트가 선명하게 되고, 이 결과, 양호한 정맥 화상을 얻는 것이 가능해진다.
그러나, 투과형의 정맥 인증장치에서는, 빛의 조사부와 촬상부가 손가락을 사이에 두도록 설치되며, 또, 일반적으로는, 빛의 조사부와 촬상부의 사이에 끼워지는 손가락을, 촬상광 이외의 빛을 차폐하는 차폐부에서 가리도록 되어 있고, 인증 대상자에 대해서, 손가락이 가려진다는 불안을 느끼게 하거나 장치가 대형화하거나 한다고 하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하는 것으로서, 반사 산란형의 정맥 인증장치가 있다(특허 문헌 1 참조).
이 반사 산란형의 정맥 인증장치에서는, 빛의 조사부와 촬상부가, 인증 대상이 되는 정맥을 포함한 손가락에 대해서 동일 방향 측에 설치되며, 차폐부에서 가리지 않고, 해당 정맥의 뒤쪽으로부터 근적외광이 조사된다. 이것에 의해 투과형의 정맥 인증장치에 비해, 인증 대상자에게 안심감을 주는 동시에 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 인증 대상이 되는 정맥층의 뒤쪽에 산란광을 일으키게 하는 것으로, 비정맥 부분은 밝아지는 한편, 정맥 부분은 헤모글로빈의 흡광 특성에 의해 어두운 상태가 유지되며, 양호한 콘트라스트를 가진 정맥 화상의 취득이 가능하게 된다.
특허 문헌 1 : 국제 공개 제 03/096272호 팜플렛.
그러나, 빛의 조사부와 촬상부를, 인증 대조가 되는 손가락에 대해서 동일 방향 측에 설치하는 경우, 촬상 대상인 정맥층과 촬상부와의 사이에 빛이 안으로 들어가지 않도록, 정맥층을 향하여 출력하는 근적외광을 크게 기울일 필요가 생긴다. 그 때문에, 장치가 대형화해 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것이며, 소형화할 수 있는 정맥 인증장치, 정맥 인증용 촬상장치 및 정맥 조사방법을 제안하려고 하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 정맥 인증장치이며, 손가락 내부의 정맥층을 반사한 반사광 및 당해 정맥층을 투과한 투과광을 촬상하는 촬상 부분을 복수 가지며, 당해 각 촬상 부분이 서로 다른 시기에 촬상을 행하도록 제어되는 촬상부와, 정맥층에 대해서, 촬상부와 동일 방향 측에 배치되며, 근적외광을 조사하는 조사부와, 촬상부에서 촬상된 화상과, 미리 기억된 정맥 정보에 의거하여, 인증 처리를 행하는 인증 처리부와, 조사부로부터 조사된 근적외광이, 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대응하는 정맥 부분의 뒤쪽에서 산란하도록, 조사부를 제어하는 조사 제어부를 설치한다.
또 본 발명은, 정맥 인증용 촬상장치이며, 손가락 내부의 정맥층을 반사한 반사광 및 해당 정맥층을 투과한 투과광을 촬상하는 촬상 부분을 복수 가지며, 당해 각 촬상 부분이 서로 다른 시기에 촬상을 행하도록 제어되는 촬상부와, 정맥층에 대해서, 촬상부와 동일 방향 측에 배치되며, 근적외광을 조사하는 조사부와, 조사부로부터 조사된 근적외광이, 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대응하는 정맥 부분의 뒤쪽에서 산란하도록, 조사부를 제어하는 조사 제어부를 설치한다.
또한 본 발명은, 촬상부와 동일 방향 측에 배치되며, 손가락 내부의 정맥층에 대해서 근적외광을 조사하는 조사부를 구동하는 정맥 조사방법이며, 정맥층을 반사한 반사광 및 정맥층을 투과한 투과광을 촬상하는 촬상부에 있어서의 복수의 촬상 부분이 서로 다른 시기에 촬상되는 경우, 조사부로부터 조사된 근적외광이, 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대응하는 정맥 부분의 뒤쪽에서 산란하도록, 조사부를 제어한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 조사부로부터 조사된 근적외광이, 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대향하는 정맥층의 뒤쪽에서 산란하도록 조사부가 제어되도록 한 것에 의해, 조사부로부터 조사된 근적외광이 촬상 시기에 없는 촬상 부분과 정맥층과의 사이에 비집고 들어가는 것을 허용할 수 있게 되기 때문에, 조사부를 촬상 대상에 가까이해도 충분한 인증 정밀도를 얻을 수 있고, 이렇게 하여 소형화를 실현할 수 있다.
본 발명은, 바이오 매트릭스 인증 분야에 있어서 이용 가능하다.
도 1은, 본 실시형태에 의한 인증장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 혈관 등록 모드에 있어서의 제어부의 기능적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 인증 모드에 있어서의 제어부의 기능적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는, 촬상 유닛의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는, 조사 방향과, 손가락 배치면과의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 6은, 주사 라인에 대응하는 영역으로의 조사 대상의 할당의 설명에 제공하는 개략도이다.
도 7은, 모두 조사하는 경우와, 부분 조사하는 경우에 있어서의 손가락 배치 위치 및 조사부의 위치 간의 거리의 설명에 제공하는 개략도이다.
도 8은, 다른 실시형태에 의한 광학계를 나타내는 개략도이다.
이하 도면에 대하여, 본 발명을 적용한 일실시 형태를 상술한다.
(1)인증장치의 전체 구성
도 1에 있어서, 본 실시형태에 의한 인증장치(1)의 전체 구성을 나타낸다. 이 인증장치(1)는, 제어부(10)에 대해서, 조작부(11), 촬상 유닛(12), 메모리(13), 인터페이스(14) 및 통지부(15)를 각각 버스(16)을 통하여 접속함으로써 구성된다.
제어부(10)는, 인증장치(1) 전체의 제어를 맡는 CPU(Central Processing Unit)와, 각종 프로그램 및 설정 정보 등이 격납되는 ROM(Read Only Memory)과, 당해 CPU의 워크메모리로서의 RAM(Random Access Memory)을 포함한 컴퓨터로서 구성된다.
이 제어부(10)에는, 등록 대상의 유저(이하, 이것을 등록자라고 부른다)에게있어서의 손가락의 정맥을 등록하는 모드(이하, 이것을 혈관 등록 모드라고 부른다)의 실행 명령(COM1) 또는 등록자 본인의 유무를 판정하는 모드(이하, 이것을 인증 모드라고 부른다)의 실행 명령(COM2)이, 유저 조작에 따라 조작부(11)로부터 입력된다.
제어부(10)는, 이러한 실행 명령(COM1, COM2)에 의거하여 실행해야 할 모드를 결정하고, 이 결정 결과에 대응하는 프로그램에 의거하여, 촬상 유닛(12), 메모리(13), 인터페이스(14) 및 통지부(15)를 적당 제어하고, 혈관 등록 모드 또는 인증 모드를 실행하도록 되어 있다.
촬상 유닛(12)은, 손가락이 배치되는 면(이하, 이것을 손가락 배치면이라고 부른다) 상에 촬상광을 조사하고, 상기 손가락 배치면에 배치되는 손가락 안쪽의 정맥을 포함한 화상(이하, 이것을 정맥 화상이라고 부른다)에 관한 화상 데이터를 제어부(10)에 출력하도록 되어 있다.
메모리(13)는, 예를 들면 플래시메모리로 이루어지며, 제어부(10)에 의해 지정되는 데이터를 기억하고, 또는 읽어내도록 되어 있다.
인터페이스(14)는, 소정의 전송로를 통하여 접속된 외부의 장치와의 사이에 각종 데이터를 주고 받도록 되어 있다.
통지부(15)는, 표시부(15a) 및 음성 출력부(15b)로 이루어지며, 상기 표시부(15a)는, 제어부(10)로부터 주어지는 표시 데이터에 의거하는 문자나 도형을 표시 화면에 표시한다. 또한, 음성 출력부(15b)는, 제어부(10)로부터 주어지는 음성 데이터에 의거하는 음성을, 스피커로부터 출력하도록 되어 있다.
(1－1) 혈관 등록 모드
다음에, 혈관 등록 모드에 대해 설명한다. 제어부(10)는, 실행해야 할 모드로서 혈관 등록 모드를 결정한 경우, 손가락 배치면에 손가락을 배치해야 할 것을 통지부(15)를 통하여 통지한 후, 도 2에 나타내는 바와 같이, 구동부(21), 정맥 정보 추출부(22) 및 등록부(23)로서 기능한다.
이 경우, 구동부(21)는, 소정의 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호에 따라서 촬상 유닛(12)을 구동시킨다.
정맥 정보 추출부(22)는, 촬상 유닛(12)으로부터 주어지는 화상 데이터에 의거하고, 정맥 화상에 비추어지는 정맥에 관한 정보(이하, 이것을 정맥 정보라고 부른다)를 추출한다. 이 정맥 정보는, 예를 들면, 혈관 폭의 중심 혹은 휘도 피크가 추출된 정맥 화상, 당해 혈관 폭의 중심 혹은 휘도 피크의 전부 또는 일부, 또는, 혈관에 곡선을 근사시킨 파라미터 등, 여러 가지의 것을 채용할 수 있다.
등록부(23)는, 정맥 정보 추출부(22)에 의해 추출된 정맥 정보를 취득하고, 이것을 등록 데이터로서 메모리(13)에 기억함으로써 등록한다.
이와 같이 하여 제어부(10)는, 혈관 등록 모드를 실행할 수 있도록 되어 있다.
(1－2) 인증 모드
다음에, 인증 모드에 대해 설명한다. 제어부(10)는, 실행해야 할 모드로서 인증 모드를 결정한 경우, 손가락 배치면에 손가락을 배치해야 할 것을 통지부(15)를 통하여 통지한 후, 도 2와의 대응 부분에 동일 부호를 붙인 도 3에 나타내는 바와 같이, 구동부(21), 손가락 배치면(22), 인증부(31)로서 기능한다.
이 경우, 구동부(21)는, 촬상 유닛(12)을 구동시키고, 손가락 배치면(22)은, 촬상 유닛(12)으로부터 주어지는 화상 데이터에 의거하여 정맥 정보를 추출한다.
인증부(31)는, 손가락 배치면(22)에 의해 추출된 정맥 정보와, 메모리(13)에 등록 데이터로서 등록된 정맥 정보를 조합한다.
또 인증부(31)는, 이 조합 결과로서 얻어지는 정맥 정보의 상관의 정도가 소정의 레벨 미만이 되는 경우, 등록자라고 승인할 수 없는 것으로 판정한다. 이 경우, 인증부(31)는, 등록자라고 승인하지 못하는 것을, 표시부(15a) 및 음성 출력부(15b)를 통하여 시각적 및 청각적으로 통지한다.
또한, 인증부(31)는, 조합 결과로서 얻어지는 정맥 정보의 상관의 정도가 소정의 레벨 이상이 되는 경우, 등록자라고 승인할 수 있는 것으로 판정한다. 이 경우, 인증부(31)는, 소정의 처리의 실행을 개시시키기 위한 데이터를, 인터페이스(14)에 접속된 장치에 송출한다. 이 장치에서는, 소정의 처리로서, 예를 들면, 도어를 일정기간 폐정시킨다, 혹은, 제한 대상의 동작 모드를 해제시키는 등, 인증 성공시에 실행해야 할 처리가 행해진다.
이와 같이 하여 이 제어부(10)는, 인증 모드를 실행할 수 있도록 되어 있다.
(2)촬상 유닛의 구성
다음에, 촬상 유닛(12)에 대해 설명한다.
촬상 유닛(12)은, 휴대 전화기 등의 휴대 기기에도 탑재 가능한 유닛이다.
촬상 유닛(12)의 구성예를, 도 4(a) 및 도 4(a)의 X－Y단면을 취한 도 4(b)를 이용하여 설명한다. 이 도 4의 예에서는, 촬상 유닛(12)은, 에어리어 이미지 센서(41) 및 마이크로 렌즈 어레이(42)를 포함한 촬상부(12A)와, 복수의 광원(431∼43n) 및 복수의 프리즘(441∼44n)을 포함한 조사부(12B)에 의해서 구성된다.
에어리어 이미지 센서(41)는, 복수의 수광 소자가 격자모양으로 배치된 촬상면을 가지는 촬상 소자로 이루어지며, 주사 라인 상의 수광 소자 마다 차례차례 촬상을 행하도록 구동부(21)(도 2, 도 3)에 의해서 제어된다. 이 에어리어 이미지 센서(41)의 촬상면은 손가락 배치면의 이면에 대해서, 소정 거리 만큼 떨어진 위치에서 대향 배치된다.
마이크로 렌즈 어레이(42)는, 격자모양으로 배치된 대물렌즈를 가지는 판 부재로 이루어지며, 이들 대물렌즈에 의해서, 광 입사면으로부터 입사되는 빛을 에어리어 이미지 센서(41)의 촬상면에 도광(導光)하도록 되어 있다. 이 실시형태에서는, 마이크로 렌즈 어레이(42) 중 대물렌즈의 광 입사면 측의 면이 손가락 배치면으로 된다.
이 실시형태의 경우, 마이크로 렌즈 어레이(42) 중 대물렌즈의 광 입사면 측의 면이 손가락 배치면으로 된다. 이 경우, 손가락 배치면에 손가락이 배치된 경우, 손가락 표면에 의해서 가려지는 광 입사면에는, 광원으로부터 손가락 안쪽을 통하여 얻어지는 빛(근적외광) 이외의 외광(가시광선 등의 분위기 중의 빛)이 대체로 입사되지 않게 된다. 따라서, 마이크로 렌즈 어레이(42)는, 외광에 기인하는 노이즈 성분의 함유가 적은 근적외광을, 에어리어 이미지 센서(41)의 촬상면에 도광(導光)할 수 있도록 되어 있다.
각 광원(431∼43n) 및 각 프리즘(441∼44n)은, 손가락 배치면(광입력면)에 배치되는 손가락 안쪽에 있어서의 정맥층에 대해서, 에어리어 이미지 센서(41)가 설치된 측과 동일한 방향으로 설치된다.
이 도 4의 예에서는, 도 4(b)로부터도 분명한 바와 같이, 손가락 배치면(광입력면)에 배치되는 손가락 안쪽에 있어서의 정맥층을 기준으로서 나눠지는 손가락 배치면 측의 에어리어와, 그 손가락 배치면 측과는 반대측의 에어리어 중, 에어리어 이미지 센서(41)가 설치되어 있는 손가락 배치면 측의 에어리어에, 각 광원(431∼43n) 및 각 프리즘(441∼44n)이 설치되어 있다.
이들 각 광원(431∼43n) 각 프리즘(441∼44n)은, 2개를 조로서, 손가락 배치면(광입력면)을 사이에 두도록, 손가락 배치면(광입력면)에 배치되는 손가락의 긴 방향을 따라서 배치된다.
각 광원(431∼43n)은, 탈산소화 헤모글로빈 및 산소화 헤모글로빈의 쌍방에 대해서 특이적으로 흡수되는 특성을 가지는 파장역(700[nm]∼900[nm])에 포함되는 파장으로 이루어지는 근적외광을 발사한다. 이들 광원(431∼43n)에는, 프리즘(441∼44n)에 대한 부분 이외를 차폐하는 차폐 부재(SL)에 의해 가려진다.
또한, 프리즘(441∼44n)은, 대응하는 광원(431∼43n)으로부터 차폐 부재(SL)를 통하여 발사되는 근적외광을, 손가락 배치면(광입력면)의 위쪽에 있어서, 상기 손가락 배치면에 손가락이 배치된 경우에 그 손가락 안쪽의 정맥층보다 뒤쪽으로 이루어지는 부분에 대해서 조사하도록 되어 있다.
정맥층은, 피부의 3층 구조(표피층, 진피층, 피하조직층)에 있어서의 중간층(진피층)에 포함되어 있고, 진피층은, 손가락 표면에 대해서 0.1∼0.3[mm]의 위치로부터 2∼3[mm]의 두께를 가진다. 이것으로부터, 손가락 배치면으로부터 그 수직 방향으로 대체로 3.5[mm] 이상 거리를 둔 부분을 조사 대상으로 하면, 손가락 배치면(광입력면)에 손가락을 배치한 경우에 진피층의 위쪽으로 이루어지는 피하 조직층, 즉, 정맥층의 뒤쪽에 근적외광을 조사할 수 있다.
구체적으로는, 각 프리즘(441∼44n)은, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 손가락 배치면(광입력면)에 대해서 소정의 각도(θ)를 가지는 방향에서, 정맥층의 뒤쪽으로 조사하도록 되어 있다. 이 각도(θ)는, 30[°]∼60[°]의 어느 한쪽에 선정된다. 덧붙여서, 도 5는, 편의상, 광원(436)으로부터, 대응하는 프리즘(446)을 통하여 조사되는 근적외광의 입사각에 대해서만 나타내고 있다.
따라서, 촬상 유닛(12)에서는, 손가락 배치면(광입력면)에 배치된 손가락 안쪽의 정맥층의 뒤쪽으로 근적외광이 조사된 경우, 근적외광은, 손가락 안쪽으로 진입하고, 그 손가락 안쪽에 있어서 반사 및 산란에 의해서 정맥층과 표피층을 경유하고, 마이크로 렌즈 어레이(42)의 광입력면에 입사한다. 이 광입력면에 입사하는 근적외광은, 손가락 안쪽에 있어서의 비정맥 부분에서는 밝은 상태가 되는 한편, 정맥 부분에서는 헤모글로빈의 흡광 특성에 의해 어두운 상태가 유지되는 것으로, 정맥 부분과 비정맥 부분의 콘트라스트가 선명하게 되어 있고, 정맥을 투영하는 빛(이하, 이것을 정맥 투영광이라고 부른다)으로서, 에어리어 이미지 센서(41)의 촬상면에 도광된다.
이와 같이 이 촬상 유닛(12)은, 조사부(12B)에 의해서 손가락 안쪽의 정맥층보다 뒤쪽으로 이루어지는 부분에 대해서 조사함으로써, 정맥 부분과 비정맥 부분의 콘트라스트가 선명해지는 정맥 투영광을 촬상부(12A)에 입사시킬 수 있고, 이 결과, 손가락 안쪽에 있어서의 혈관을 보다 충실히 재현할 수 있다.
이러한 구성에 더해, 이 촬상 유닛(12)에 있어서의 조사부(12B)는, 손가락 배치면(광입력면)에 배치된 손가락의 정맥 뒤쪽에 상당하는 공간 전체를 조사 대상으로 하는 것이 아니라, 당해 공간에 대한 조사 대상을, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 1 또는 2 이상의 주사 라인에 대응시켜 할당하도록 되어 있다.
이 실시형태에서는, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 1쌍의 프리즘(449 및 4410)은, 손가락 배치면(광입력면)에 손가락을 배치한 경우, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 예를 들면 11라인째부터 15라인째까지의 주사 라인으로의 결상 대상이 되는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역에 대해서, 광원(439 및 4310)이 조사 대상으로서 할당되도록, 그 조사 방향이나 위치 등이 선정되어 있다.
마찬가지로, 1쌍의 프리즘(44(n－1) 및 44n)은, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 21라인째부터 25라인까지의 주사 라인으로의 결상 대상이 되는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역에 대해서, 광원(43(n－1) 및 43n)이 조사 대상으로서 할당되도록, 그 조사 방향이나 위치 등이 선정되며, 1쌍의 프리즘(443 및 444)은, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 35라인째부터 40라인째까지의 주사 라인으로의 결상 대상으로 이루어지는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역에 대해서, 조사 대상으로서 할당되도록, 그 조사 방향이나 위치 등이 선정되어 있다.
이와 같이 이 도 6의 예에서는, 정맥층보다 뒤쪽으로 상당하는 공간 영역(AR1∼ARM)에 대한 조사 대상이, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 촬상 부분(5개의 주사 라인)으로의 결상 대상으로 이루어지는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역마다, 각 조의 프리즘(441 및 442, 443 및 444, ……, 44(n－1) 및 44n)과, 광원(431 및 432, 433 및 434, ……, 43(n－1) 및 43n)에 있어서의 조사 대상이 각각 할당되어 있다.
또한, 이 도 6의 예에서는, 각 공간 영역과, 각 조의 프리즘 및 광원에 있어서의 조사 대상이 일대일로 대응되어 있지만, 촬상 부분에 결상 대상으로 이루어지는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역에 대응하는 조사 대상이 할당되어 있으면, 복수 조의 프리즘 및 광원과 한 개의 공간 영역을 대응시키는 어느 할당 기술이 사용될 수 있다.
(3)제어부에 있어서의 촬상 유닛의 구동처리
또한, 이 인증장치(1)의 제어부(10)는, 혈관 등록 모드 또는 인증 모드에 있어서 구동부(21)로서 기능하고, 촬상 유닛(12)을 구동하는 경우, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 각 주사 라인 중, 주사 대상으로 이루어지는 주사 라인에 연동시켜 광원(431∼43n)의 일부만을 점등시키도록 되어 있다.
구체적으로 구동부(21)는, 1 또는 2 이상의 주사 라인에 있어서의 주사 기간의 개시시점보다 소정의 기간 전부터 그 주사 기간을 경과할 때까지, 당해 주사 라인으로의 결상 대상으로 이루어지는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역(AR1, AR2, ……, 또는 ARM)에 할당된 광원(431 및 432, 433 및 434, ……, 또는 43(n－1) 및 43n)만을 점등시킨다.
도 6의 예에서는, 구동부(21)는, 예를 들면 21라인째부터 25라인째까지의 주사 라인을 주사하는 경우, 21라인째에 대한 주사 기간의 개시시점보다 소정의 기간 전부터, 25라인째의 주사 기간의 종료시점까지, 당해 주사 라인으로의 결상 대상으로 이루어지는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역에 할당된 광원(43(n－1) 및 43n)만을 점등시킨다.
이 경우, 이 광원(43(n－1) 및 43n)으로부터 조사되는 근적외광은, 도 7에서도 분명한 바와 같이, 비주사 대상이 되는 25라인째 이후의 주사 라인으로의 결상 대상으로 이루어지는 정맥의 뒤쪽의 공간 영역(AR2∼ARM)을 통과하며, 현재의 주사 대상이 되는 주사 라인으로의 결상 대상으로 이루어지는 정맥 뒤쪽에, 손가락 표면에 대해서 기울기로부터 손가락 안쪽으로 진입하게 된다.
또, 손가락 안쪽으로 진입한 근적외광은, 그 손가락 안쪽에 있어서 반사 및 산란에 의해서 정맥층과 표피층을 경유하고, 정맥 투영광으로서 손가락 표면으로부터 마이크로 렌즈 어레이(42)를 통하여, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 21라인째부터 25라인째까지의 주사 라인에 입사하고, 손가락 배치면에 배치된 손가락 안쪽에 있어서의 정맥층 중, 현재의 촬상 대상이 되는 정맥 부분만큼이 결상되게 된다.
이와 같이, 이 촬상 유닛(12)은, 미촬상 부분에 대응하는 공간 영역(AR2∼ARM)을, 현재의 촬상 부분에 대응하는 공간 영역(AR1)에 대한 조사 광로로 사용하는 것이 가능해진다. 따라서, 이 촬상 유닛(12)은, 공간 영역(AR1∼ARM) 전체를 조사 대상으로 하는 경우에 비해, 손가락 배치면(광입사면)에 대해서 조사부(12B)를, 더욱 인접하게 배치할 수 있으므로, 소형화가 가능해진다.
또 이 촬상 유닛(12)은, 각 광원(431∼43n)을 동시에 점등하는 경우에 비해, 쓸데없는 소비 전력을 삭감할 수 있을 뿐 아니라, 주사 대상으로 되어 있는 공간 영역(AR1)의 정맥 투영광에 대해서, 당해 공간 영역(AR1) 이외의 공간 영역(AR2∼ARM) 상에 있어서의 정맥 투영광이 혼합되는 경우의 발생 빈도를 큰 폭으로 저감 할 수 있으며, 이 결과, 생체(손가락) 안쪽에 있어서의 혈관을 충실히 재현시킬 수 있다.
(4)동작 및 효과
이상의 구성에 있어서, 이 인증장치(1)는, 손가락 배치면(광입력면)에 배치된 손가락의 정맥 뒤쪽에 상당하는 공간 영역에 대한 조사 대상을, 에어리어 이미지 센서(41)에 있어서의 1 또는 2 이상의 주사 라인에 대응시켜 할당한다(도 6).
그리고 이 인증장치(1)는, 주사 라인에 있어서의 주사 기간의 개시시점보다 소정의 기간 전부터 그 주사 기간을 경과할 때까지, 당해 주사 라인에 대응하는 공간 영역(AR1, AR2, ……, 또는 ARM)에 할당된 광원(431 및 432, 433 및 434, ……, 또는 43(n－1) 및 43n)을 구동시킨다(도 5, 도 7).
이것에 의해 이 인증장치(1)는, 손가락 안쪽에 있어서의 정맥을, 주사 라인에 대응하는 공간 영역(AR1, AR2, ……, 또는 ARM)에 대응하는 정맥 부분마다 개별적으로 촬상할 수 있다.
또 이 인증장치(1)는, 주사 대상이 아닌 미촬상 부분에 대응하는 공간 영역을, 현재 주사 대상의 촬상 부분에 대응하는 공간 영역에 대한 조사 광로로 사용하는 것이 가능하다. 즉, 각 광원(431∼43n)에 있어서의 조사 광로를, 당해 광원(431∼43n)과 손가락 배치면의 사이에 있어서의 공간 내에 있어서 공용할 수 있으므로, 손가락 배치면(광입사면)에 대해서 조사부(12B)를, 공간 영역(AR1∼ARM) 전체를 조사 대상으로 하는 경우에 비해 더욱 인접하게 배치되므로, 소형화할 수 있다.
또 이 인증장치(1)에서는, 각 광원(431 및 432, 433 및 434, ……, 43(n－1) 및 43n)의 조사 방향으로서는, 손가락 배치면과의 이루는 각도(θ)가 30[°]∼60[°]의 어느 한쪽에 설정되어 있다(도 6).
이에 의해, 이 인증장치(1)는, 손가락 배치면에 배치되는 손가락에 대한, 각 광원(431∼43n)으로부터의 근적외광의 입사각을 작게 할 수 있기 때문에, 손가락 표면에서의 반사광을, 당해 손가락 표면에 대해서 180[°] 대향하는 방향으로부터 근적외광을 조사하는 경우에 비해 저감할 수 있고, 그 결과, 손가락 안쪽에 있어서의 혈관을 보다 충실히 재현할 수 있다.
이상의 구성에 의하면, 손가락 배치면 중, 주사 라인에 대응하는 영역(AR1, AR2, ……, 또는 ARM)만큼 촬상광을 개별적으로 조사하고, 상기 손가락 배치면에 배치되는 손가락 안쪽에 있어서의 혈관 중, 촬상면에 투영되는 혈관을, 주사 대상이 될 때에 그 주사 라인에 대응하는 혈관마다 읽어낼 수 있도록 한 것에 의해, 에어리어 이미지 센서(41) 전체의 화상의 질을 양질인 것으로 할 수 있고, 이렇게 하여 양질의 화상을 얻기 위한 범위를 확장할 수 있는 인증장치(1)를 실현할 수 있다.
(5)다른 실시형태
상술의 실시형태에 있어서는, 조사부(12B)로서, 복수의 프리즘(441∼44n) 및 복수의 광원(431∼43n)에 의해 구성하도록 한 경우에 대해 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 촬상 소자에 있어서의 촬상 부분에 대응하는 공간 영역(AR1∼ARM)마다 조사 대상을 할당하는 것이면, 이 외 여러 가지의 구성을 채용할 수 있다.
예를 들면, 회전이동 또는 평행이동이 가능해지는 이동 부재를, 손가락 배치면(광입력면)을 사이에 두도록 설치하고, 당해 이동 부재에 대해, 1의 광원을 각각 설치하도록 한다. 또한, 구동부(21)는, 이동 부재에 설치된 광원의 조사 대상이 촬상 부분에 대응하는 공간 영역(AR1, AR2, ……, 또는 ARM)이 되도록, 당해 촬상 소자에 있어서의 촬상 부분에 연동시키고, 이동 부재를 이동시킨다. 이와 같이 하면, 복수의 프리즘(441∼44n)을 생략시킬 수 있고, 보다 더 소형화가 가능해진다.
또, 복수의 프리즘(441∼44n) 및 복수의 광원(431∼43n)의 구성을 적용하는 경우, 그 배치 등은 도 4에 나타낸 경우에 한정하지 않고, 촬상 소자에 있어서의 촬상 부분에 대응하는 공간 영역(AR1∼ARM)마다 조사 대상을 할당하는 것이면, 이 외 여러 가지의 배치 등을 채용할 수 있다.
또 상술의 실시형태에 있어서는, 1개의 광원에 대해 1개씩 개별적으로 프리즘을 배치하는 경우에 대해 언급했지만, 본 발명은, 예를 들면, 복수의 광원에 대해 1개의 프리즘을 배치하는 등, 광원과 프리즘과의 대응 관계를 일대일의 관계로 의무적으로 만들자는 것은 아니다.
또한 상술의 실시형태에 있어서는, 프리즘의 조사 방향과, 손가락 배치면과의 이루는 각을 30[°]∼60[°]의 어느 한쪽에 선정하도록 한 경우에 대해 말했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 이외의 각도로 선정하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 30[°]∼45[°]의 범위인 것이 바람직하지만, 적어도 둔각(鈍角)이면, 표면 반사광을 저감할 수 있다.
또한 상술의 실시형태에 있어서는, 탈산소화 헤모글로빈 및 산소화 헤모글로빈의 쌍방에 대해서 특이적으로 흡수되는 특성을 가지는 파장역에 포함되는 파장의 빛을 조사하는 광원을 적용하도록 한 경우에 대해 말했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 촬상 환경에 따라서는, 이외의 파장의 빛을 조사하는 광원을 적용하도록 해도 좋다.
또한 상술의 실시형태에 있어서는, 광학계로서, 마이크로 렌즈 어레이(41)를 적용하는 경우에 대해 언급했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 손가락 배치면으로부터 입사하는 빛을 구부려서(bend)에어리어 이미지 센서(41)로 도광하는 광학계를 적용하도록 해도 좋다. 또한, 에어리어 이미지 센서(41)에 도광하는 광학계인 경우에는, 이러한 구부려진 광학계나 마이크로 렌즈 어레이(41) 이외의 광학계를 적적하게 채용할 수 있다.
또한 상술의 실시형태에 있어서는, 2차원의 촬상 소자(에어리어 이미지 센서(41))를 적용하도록 한 경우에 대해 말했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 손가락 배치면과 평행으로 이동 가능하게 이루어지는 1차원의 촬상 소자(라인 이미지 센서)를 적용하도록 해도 좋다.
더욱이 상술의 실시형태에 있어서는, 촬상 기능, 조합 기능 및 등록 기능을 가지는 인증장치(1)를 적용하도록 한 경우에 대해 말했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 해당 용도에 따라, 기능마다 또는 각 기능의 일부를 단체의 장치로 나눈 모양으로 적용하도록 해도 좋다.
1. 인증장치 10. 제어부
11. 조작부 12. 촬상 유닛
13. 메모리 14. 인터페이스
15. 통지부 21. 구동부
22. 정맥 정보 추출부 23. 등록부
31. 인증부 41. 지역 이미지센서
42. 마이크로 렌즈 어레이 43. 광원
44. 프리즘

Claims (6)

  1. 몸의 한 일부의 내부의 정맥층을 반사한 반사광 및 해당 정맥층을 투과한 투과광을 촬상하는 촬상 부분을 복수 가지고, 해당 각 촬상 부분이 서로 다른 시기에 촬상을 행하도록 제어되는 촬상부와,
    상기 정맥층에 대해서, 상기 촬상부와 동일 방향 측에 배치되며, 근적외광을 조사하는 복수의 광원을 가지는 조사부와,
    상기 조사부의 일부를 구성하는 하나 이상의 광원으로부터 상기 촬상을 실시하는 시기에 연동하여 조사된 근적외광이, 상기 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대응하는 정맥 부분의 후방에서 산란하도록, 상기 조사부를 제어하는 조사 제어부를 갖추고,
    상기 제어부는 하나 이상의 주사 라인에 있어서의 주사 기간의 개시 시점보다 소정의 기간 전부터 그 주사 기간을 경과할 때까지, 해당 주사 라인에 대응하는 공간 영역에 할당된 광원만을 점등시키고, 주사 라인에 대응하는 공간 영역에 대응하는 정맥 부분마다 개별적으로 촬상하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  2. 삭제
  3. 촬상부와 동일 방향 측에 배치되며, 몸의 한 일부의 내부의 정맥층에 대해서 근적외광을 조사하는 복수의 광원을 가지는 조사부를 구동하는 촬상방법에 있어서,
    상기 정맥층을 반사한 반사광 및 상기 정맥층을 투과한 투과광을 촬상하는 촬상부에 있어서의 복수의 촬상 부분이 서로 다른 시기에 촬상되는 경우, 상기 조사부의 일부를 구성하는 하나 이상의 광원으로부터 상기 촬상되는 시기에 연동하여 조사된 근적외광이, 상기 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대응하는 정맥 부분의 후방에서 산란하도록, 상기 조사부를 제어하고,
    또한, 하나 이상의 주사 라인에 있어서의 주사 기간의 개시 시점보다 소정의 기간 전부터 그 주사 기간을 경과할 때까지, 해당 주사 라인에 대응하는 공간 영역에 할당된 광원만을 점등시키고, 주사 라인에 대응하는 공간 영역에 대응하는 정맥 부분마다 개별적으로 촬상하는 것을 특징으로 하는 촬상방법.
  4. 촬상부와 동일 방향 측에 배치되며, 몸의 한 일부의 내부의 정맥층에 대해서 근적외광을 조사하는 복수의 광원을 가지는 조사부를 구동하는 촬상프로그램을 컴퓨터에서 실행 가능하도록 기록한 기록매체에 있어서,
    상기 정맥층을 반사한 반사광 및 상기 정맥층을 투과한 투과광을 촬상하는 촬상부에 있어서의 복수의 촬상 부분이 서로 다른 시기에 촬상되는 경우, 상기 조사부의 일부를 구성하는 하나 이상의 광원으로부터 상기 촬상되는 시기에 연동하여 조사된 근적외광이, 상기 복수의 촬상 부분 중 촬상 시기에 있는 촬상 부분에 대응하는 정맥 부분의 후방에서 산란하도록, 상기 조사부를 제어하고,
    또한, 하나 이상의 주사 라인에 있어서의 주사 기간의 개시 시점보다 소정의 기간 전부터 그 주사 기간을 경과할 때까지, 해당 주사 라인에 대응하는 공간 영역에 할당된 광원만을 점등시키고, 주사 라인에 대응하는 공간 영역에 대응하는 정맥 부분마다 개별적으로 촬상하는 촬상프로그램을 컴퓨터에서 실행 가능하도록 기록한 기록매체.
  5. 삭제
  6. 삭제
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