TW200946081A - Biometrics authentication device - Google Patents

Description

200946081 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於根據生物體資訊的生物體認證裝置’ 尤其係有關於根據指等之血管型式而認證個人的生物體認 證裝置。 【先前技術】 ❹ 以往，提議根據手或指的血管型式而認證個人的生物 體認證裝置。在下述之專利文獻，揭示本專利中請人所申 叫之以非接觸拍攝手或指的血管型式之個人認證裝置。此 個人認證裝置包括，，係具有插入指的空間；複數個 LED(發光二極體）陣列，係設置於筐體之内部壁面；以及複 數個線感測器，係設置於望體之和LED陣列相對向的内部 壁面。而’從所拍攝的影像檢測所插人之指的指甲位置 並從該指甲位置決定指腹的位置，再從所拍攝的影像切出 指腹部分的紅外線透過光影像，並和預先登記之 影像進行比對。 1式 專利文獻1 :特開20 05 —071317號公報 【發明内容】 【發明要解決之課題】 具有裝置構 重’精度差 之以往的問 在如上述所示之以往的生物體認證裝置， 造複雜，將影像合成、士刀出所需之處理的負荷 的問題點。本發明之目的在於解決如上述所示

2I59-10070-PF 200946081 題點，提供一種以簡單的構造可進行 體認證裝置。 丁-精度之識別的生物 【解決課題之手段】 ❹ 本發明之生物體認證裝置的主要特徵為包括：僮體， 係具有插人指的内部空間；複數個光源手&，係設置或埋 設於复體之複數個内部壁面，並沿著該指各自從複數個方 向照明，·反射手段，係設置或埋設於隔著插入指的内部空 間而和該光源手段的一部分相對向之筐體的内部壁面，並 使透過光影像反射；攝影手段’係、同時拍攝指的透過光影 像和以該反射手段所反射之透過光影像；攝影控制手段， 係檢測該指的插人，並控制該光源手段及該攝料段而拍 攝；比對手段’係對藉該攝影手段所拍攝之影像，和預先 所登記的影像進行比對處理，並抽出一致率最佳的影像； 以及判定手段，係根據藉該比對手段所抽出之影像的一致 率而判定認證的可否。 又，在該生物體認證裝置，亦具有如下之特徵：在該 反射手段係平面鏡或稜鏡。 又，本發明之生物體認證裝置的主要特徵為包括：筐 體，係具有插入指的内部空間；複數個光源手段，係設置 或埋設於筐體之複數個内部壁面，並沿著該指各自從複數 個方向照明；凹面反射手段，係由凹面鏡所構成，而該凹 面鏡叹置或埋設於隔著插入指的内部空間而和該光源手段 相對向之筐體的内部壁面，並使透過光影像反射；攝影手 段’係拍攝以該凹面反射手段所反射之透過光影像；攝影

2159-10070-PF 6 200946081 控制手段，係檢測該指的插 八 並控制該光源手與_ 影手段而拍攝；比對手段， 該攝 換^ ^ 係對藉該攝影手段所拍攝之夢 像，和預先所登記的影像進行比對處理，並抽出—致= 佳的影像；以及判定手段，传伊㈣* 出致率最 与傻m &係、根據藉該比對手段所抽出之 〜像的一致率而判定認證的可否。 又，在該生物體認證裝置，亦具有如下之特徵：該凹 面鏡係切掉圓筒形或圓錐形之側面的一部分之形狀㈣

腹：面相對向’並配置於愈接近指尖而凹面鏡的面愈遠J 心的位置。另，該攝影手段配置在指的前方，稍稍朝下方 的位置’此點亦為其特徵。 又，在該生物體認證裝置，亦具有如下之特徵：該攝 影控制手段係使該複數個光源手段逐一點燈，並各自拍攝 透過光影像；X包括影像合成手段，其從各自所拍攝之透 過光影像切出既定的區域並相黏，而合成一個影像。 又，在該生物體認證裝置，亦具有如下之特徵：將用 以放置識別所使用之指的左右指之凹部或缺口設置於該筐 體的上部表面之插入識別所使用之指的内部空間之斜上 方。 【發明效果】 若依據本發明之構造’以簡單的構造，並以非接觸可 得到來自複數個方向之透過光、反射光或雙方之血管影 像’又藉由對所得之複數張影像各自進行比對處理，而具 有可進行高精度之識別的效果。 又’亦可以1台攝影手段同時拍攝複數個方向的透過 2159-10070-PF 7 200946081 光影像’裝置構造或處理變得簡單。又，在此情況，對每 一個方向分別拍攝，以後將影像合成，藉此可得到更鮮明 的影像。 【實施方式】 以下’參照圖面說明本發明之實施形態。 第1實施例

第2圖係表示將生物體認證裝置1〇用於入室管理的情 況之系統整體的構造之方塊圖。生物體認證裝置i 〇和門的 電磁上鎖裝置11連接，在認證裝置10檢測應許可入室之 人（影像登記者）的情況，從認證裝置1 0向電磁上鎖裝置 11达出開鎖信號。又，每進行認證處理就從生物體認證裝 置10向個人電腦12傳送認證結果的資訊，並在個人電腦 12顯示/保存入室記錄。 第1圖係表示本發明之生物體認證裝置的第丨實施例 之主要部分的構造之剖面圖。生物體認證裝置1 〇之指的血 管影像攝影單元利用筐體30形成係插入指之内部空間的 凹部。第1圖上部係筐體3〇之橫剖面圖，下部係縱剖面圖。 被認證者將指20插入生物體認證裝置之筐體3〇的凹 在第1圖指甲21朝上。 係光源手段的LED陣列35~37配置於筐俨 匡體30之内部側 面及内部上面，係攝影手段的CCD攝 iT W ~ 3 3配置於 内部側面及内部底部。LED陣列35〜37例如係將複數個紅 外線沿著指排成一列者。各LED陣列35〜3 、' w楫成各自

2159-10070-PF 8 200946081 獨立，並可進行ΟΝ/OFF等的控制。 CCD攝影元件31~33係在紅外線區域可拍攝靜止影像 之周知的CCD二維光感測器。透鏡等之光學系安裝於c⑶ 感測器的前部。此外，作為二維光感測器，只要對紅外線 有靈敏度，可使用CMOS感測器等CCD感測器以外之周知的 任意之二維光感測器。 ❹ Ο βπ門部泜邵。内側的電 極38係用以和所插人之指的前端部分接觸者，前側的電極 39係用以指根附近接觸的電極。被認證者藉由使指接觸該 電極的雙方，而生物體認證裝置檢測到指的插入，而且例 如根據在2個電極38、39間流動的電流值而判定係生物體。 第3圖係表示本發明之生物體認證裝置的電氣功能之 2能方塊圖。單晶電腦電路⑽係包括咖、應、讀 :入界面電路等之周知的LSI，可採用可製 現

^之本發明的功能之程式的任意的單晶電腦。不揮L 記隐體58係單晶電腦電路5〇可嘈窝 了讀寫之例如快閃記憶體荨 、揮發性RAM，用以記憶所登記的血管影像等。 單晶電腦電路5〇可瘦由酿叙哭w

陣…的點燈/關;及!Γ又 意之LED 指宏缸甚 關且及冗度。又，早晶電腦電路50可 %、的CCD攝影元件3卜33 比吝τ ® 貝阳▼别出t唬。利用類 51選擇從CCD攝影元件3卜33經由 40所輪出之輸出信號，再利用由⑽攝衫電路 耔Λ/λ m再利用A/D轉換器52對各像夸 轉換後，被單晶電腦電路50讀入。 、 内側之電極38的《亦經由直流放大器^輪入類 2159-ΐ〇〇7〇^ρρ 9 200946081 比多工器51。直流電源雷懕铖 塾、、&由電阻而施加於前侧的電極 39’藉由指接觸2個電極之鏢* 工m虛 雙方’而因應於指的電阻值在 内側之電極38產生電壓。左访册旷v 在該電壓係所預定的既定之範圍 的情況，當作已插入指。 於面板55，設置用以於入^ ^ 夏用Μ輸入费碼號碼等之數字鍵或登記 處理所需的開關及顯示裝置之狀態或認證結果的顯示裝 置。通信界面電路56係例如RS-232C規格或USB、LM等 之個人電腦所具借的；w ία

備仏準界面電路，單晶電腦電路50經由 此電路向個人電腦1G輪出認證結果、認證者㈣之認證 處理資訊。開鎖驅動電& 57輸出例如驅動電磁上鎖裝置 11之開鎖電磁閥的信號。 第4圖係表示單晶電腦電路5〇根據内建的程式所執行 之處理的内谷之流程圖。此外，生物體認證裝置⑺預先利 用A »己處理为別登記從登記者之各方向所拍攝的血管影 像’並記憶於不揮發性記憶體58。 在S10，判定是否檢測到指，在判定結果為否定的情 况回到S10，而在肯定的情況移至S1 i。單晶電腦電路⑽ 週期性地將電極38的電壓進行A/D轉換並讀人，在電壓係 所預定之既定範圍内的情況，當作已插入係生物體的指。 在S11 ’將上led陣列35點燈，並選擇底部之CCD攝 影疋件3卜拍攝指之血管的下透過光影像。在si2，將左 LED陣列37點燈’並選擇右侧面之CCD攝影元件33，拍攝 右透過光知像。在Si 3，將右LED陣列36點燈，並選擇左 側面之CCD攝影元件32，拍攝左透過光影像。

2159-10070-PF 10 200946081 在S14，對在sil所拍掻夕π、头 狛攝之下透過光影像，和—樣下 透過光登記影像進行周知的 ^ J比對處理，並抽出一致率最高 的登記影像。在S15，對在S1 ?邮4A植 s12所拍攝之右透過光影像， 和一樣右透過光登記影像進行 _ 丁匕對處理，並抽出一致率最 咼的登記影像。在S1 6，對在ς；η裕仏祖 在S13所拍攝之左透過光影像， 和一樣左透過光登記影像進行 灯比對處理，並抽出一致率最 高的登記影像。 在S17，從在S14〜S16所抽出之3張影像中一致率比 較高者選擇例如2張之既定張數的登記影像。在si8，到 定是否在S17所選擇之2張影像的登記者-致而且雙方之 -致率都是預定的臨限值以上。纟S19，在判定結果為否 定的情況移至S2卜而在肯定的情況移至S2〇。 在S20，將認證結果設為〇κ(通過）。又在Μ!，將 認證結果設為NG(未通過）。在S22，將認證結果顯示於面 板55:，而且經由通信界面電路56向個人電腦^傳送認證 結果資訊。在S23 ’在結果為οκ的情況’控制開鎖驅動電 路5 7，進行開鎖處理。 矛i用如以上所示之構造及處理，能以非接觸拍攝指的 血管影像，並進行高精度的認證。 第2實施例 第5圖係表示本發明之生物體認證裝置的第2實施例 之構造的剖面圖。第5(a)圖係利用反射光拍攝血管之紅外 線影像的實施例。雖然左右側面之構造和第1實施例之構 造相同，但是LED陣列6〇配置於底面。第5(b)圖係構成

2159-10070-PF 11 200946081 可拍攝透過光和反射光之雙 圖的實施例，使用半反像貫施例。在苐5(b) ,Α +反射鏡76〜78，將照明用[ED ρ車列的 光軸和CCD攝影元件的光軸對準。 單列的

藉由分別選擇照明用LED陣列和⑽攝影元件，而在 弟圖之構造或第5(a)圖之構造從側面，而對於第抑） 圖從底面’亦可同時拍攝透過光和反射光之雙方的影像。 因此’亦可作成在第i圖之構造或第5(a)圖之構造可拍攝 5種’而對於第5⑻圖可拍攝6種影像，並對這此影像的 全部各自進行比對處理’㈣出_致率為上階之既定張數 (1張以上的任意數）的登記影像並判定。 第3實施例 第6圖係表示本發明之生物體認證裝置的第3實施例 之構造的剖面圖。雖鈇設晉於忐士总u, — 口雒”…又罝於左右及上面之光源的構造和 第1實施例相同，但是為了以i台CCD攝影元件82可拍攝 右透過光影像及左透過光影像，係藉由將2片反射鏡80、 81配置於CCD攝影元件82之可攝影的視角内，而構成以i 台CCD攝影元件82可同時拍攝下透過光畫面、右透過光書 面、左透過光晝面之3部位的實施例。（b)係攝影影像的例 子’將側面透過光影像86、87和下透過光影像85合成i 張影像。 第3實施例之生物體認證裝置能以丨張影像進行比對 處理。又，攝影時間縮短，能以1個昂貴的CCD攝影元件 構成生物體認證裝置。此外，在第3實施例，雖然揭示將 來自3方向之透過光影像合成的例子，但是亦可以反射鏡 2159-10070-PF 12 200946081 使來自2方向之透過光影像的一方反射，並和另一方的透 過光影像同時拍攝。 第4實施例 圚係表示本發明之生柳瓶祐m展置的第4實施例 之構造的剖面圖。第4實施例係將第3實施例的反射鏡(平 面鏡）置換成稜鏡者。稜鏡⑽、91係例如截面為等腰三角 形的棒形，從等腰三角形之一方的短邊的面所射入之光被 長邊的面全反射，再從另一方之短邊的面輸出。和第^實 施例-樣，以“固攝影元件可拍攝來自3方向的影像。、 第9圖係表示單晶電腦電路5〇所執行的處理之1他的 實施例之流程圖。第9圖所示處理可應用於第W實施例， 若預定各個方向之影像的切出位置，亦可應用於上 :、2=:=的第5實施例。此外，利用_ 攸登3己者之各方向所拍攝的血營 證裝置10,並記憶於不揮發性記情 且§己於生物體認 在第Η實施例的情況，例二::使咖_35 36、37的全部點燈’们次之攝影拍攝… :是:使LED陣列3方向同時點燈時，透過光影像比方 «逐點燈的If π更不鮮明。因此，在本處理 地拍攝3,向的影像，再將各個方向的影像合成，= 1個影像後’進行比對處理。 變成 在S30，進行起始化， 判定結果為否定的情況， 至S32。單晶電腦電路50 ，在 ，移 進行 在S31 ’判定是否檢測到指 回到S31 ’❿在肯定的情況 週期性地將電極38的電壓

2159-10070-PF 13 200946081 A/D轉換並讀入，在電壓係所預定的既定之電壓範圍的情 況’當作已插入係生物體的指。 在S32，僅將上LED陣列35點燈，並使用CCD攝影元 件82拍攝指之血管的下透過光影像。在S33，僅將左 陣列37點燈，並拍攝右透過光影像。在S34，僅將右lED 陣列36點燈，並拍攝左透過光影像。此外，作為所拍攝的 影像，如第6(b)圖所示，各自包含有3方向的影像。

在S35，將下、右、左透過光影像合成。合成方法係， 例如第6(b)圖所示之各影像的有效區域，例如係下透過光 影像，將中央的區域85切出，再將所切出的影像相黏而合 成1張影像。因為只是切出既定的區域再相黏，所以處理 負載輕。在S36，對所合成的透過光影像，和登記影像進 仃周知的比對處理，並抽出一致率最高的登記影像。 在S37 ’判定一致率是否是預定的臨限值以上。在 在判疋結果為否定的情況，移至S40，而在肯定的情 S38， 在S39 ’將認證結果設為。又，在“ο， 將認證結果設為r Αra、 為NG(未通過）。在S4l，將認證結果顯示於 面板5 5，而且铖Λ 於田， 、、二田通k界面電路56向個人電腦12傳送認 證結果資訊。* ’在結果為0Κ的情況，控制開鎖驅動 電路57，進杆处占 進仃開鎖處理後，回到S31。 第5實施例 第8圖係表示本發 之構造的剖面圖。第5 斷處並連續地拍攝指下 明之生物體認證裝置的第5實施例 實施例係可藉由使用凹面鏡而無中 面及左右之指侧面的透過光影像，

2159-10070-PF 14 200946081 可利用切掉圓筒形 又亦可利用球或截 作為I張影像。作為凹面鏡95之形狀 或圓錐形之側面的一部分之内面形狀 面係橢圓之橢圓球的内面之_部分。 凹面鏡95係於指20的下方（知社胳1 (和心腹的面相對向的位 置），朝向愈接近指20尖而 要Λ / , U甶鏡的面愈遠離指的方向配 置，1 口 CCD攝影元件82 g己置於指5>n mi 直於知2〇的前方並稍朝向下 方。亦可使凹面鏡95之方向在第8⑻圖變成左右相反，

並將攝影π件82配置於前側之電極39的下部。此外，在 使用凹面鏡的情況，雖然所拍攝之影像的形狀失真，但是 亦可直接用於識別’亦可❹軟體修正影像的失真後識 別。或者，亦可使凹面鏡95變形成失真儘量少。 苐6實施例 第10圖係表示本發明之生物體認證裝置的第6實施例 之構造的剖面圖。第6實施例係將第卜5實施例之構造組 合使用之指位置固定構造的例子。（在第1〇圖表示和第3 實施例的組合)在第6實施例，在内部包括圓頂形之構造， 其具有插入要識別之指20的凹部1 〇2。而，用以放置左右 之指11〇、111的缺口 101設置於圓頂1〇〇的兩側。 =藉由將左右之指110、111放置於缺口 101，而防止要 s、別之才日2 0轉動’因為指2 〇腹朝向正下，所以識別精度 提两。但，因為需要將LED陣列36、37或反射鏡8〇、81 配置於圓頂内，所以需要使左右之指11。、111大為張開。 第11圖係表示本發明之生物體認證裝置的第6實施例 之變形例的構造之剖面圖。第11圖之構造係將用以放置左 2159-10070-pf 15 200946081 右之指110、⑴的凹部m、105設置於包括插入要識別 之指20的凹部106之裝置本體3〇的上部。藉由將放置左 右之指的位置位於斜上方’而如第10圖的例子所示，亦可 不必使指朝橫向大為張開，而可比較輕鬆地配置指。又， 可使裝置本體30的尺寸變得小型。 雖然以上揭示實施例，但是在本發明亦想到如以下所 示的變形例。在實施例’雖然揭示將直流電源施加於電極， ❹ 參 並檢測電壓的例子，但是亦可作成將交流信號源和前侧的 電極39連接，替代亩流招·女55， 货代直机玟大态而使用交流放大器、帶通 濾波器以及檢波器檢測交流信號。作為指的檢測方法，雖

然揭示使用電極檢測的例子，但是例如亦可將相對向的[ED 陣列點燈，並從⑽讀取透過光影像，再分析該影像而檢 測指的插入。 使LED陣列3方向同時點燈時，因為影

一點燈的情況更不鮮明，雖然在第9圖的處理，揭示各T 分開地拍攝3方向的影像後進行合成的例子，但是亦可將 LED陣列35、36、37之全部或一部分點燈，並在（次的攝 影拍攝3方向的合成影像。在此情況，以後不必將影像合 成。 【工業上的可應用性】 本發明的生物體認證裝置可利用作用以確認係本人的 生物體認證裝置。 圖式簡單說明

2159-10070-PF 16 200946081 第1圖係表示本發明之生物體認證裴置的第1實施 之主要部分的構造之剖面圖。 第2圖係表示將生物體認證裝置1〇用於入室管理的产 況之系統整體的構造之方塊圖。 月 第3圖係表示本發明之生物體認證裝置的電氣功能之 功能方塊圖。 第4圖係表示單晶電腦電路50所執行之處理的内容之 流程圖。 第5(a)、（b)圖係表示本發明之生物體認證裝置的第2 實施例之構造的剖面圖。 第6(a)、（b)圖係表示本發明之生物體認證裝置的第3 實施例之構造的剖面圖。 第7圖係表示本發明之生物體認證裝置的第4實施例 之構造的剖面圖。 第8(a)、（b)圖係表示本發明之生物體認證裝置的第5 • 實施例之構造的剖面圖。 第9圖係表示單晶電腦電路50所執行的處理之其他的 實施例之流程圖。 第1 〇圖係表示本發明之生物體認證裝置的第6實施例 之構造的剖面圖。 第11圖係表示本發明之生物體認證裝置的第6實施例 之變形例的構造之剖面圖。

【主要元件符號說明】 2159-10070-PF 17 200946081

20 指 21 指 甲 30 筐 體 31~ 33 CCD攝影元 件 35~ 37 紅外線LED 陣列 38 電 極

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Claims (1)

1. 200946081 十、申請專利範圍： 1. 一種生物體認證裝置，其特徵在於包括·· 匡體，係具有插入指的内部空間； 複數個光源手段，係設置或埋設於筐體之複數個内部 壁面，並沿著該指各自從複數個方向照明； 反射手段，係設置或埋設於隔著插入指的内部空間而 和該光源手段的一部分相對向之筐體的内部壁面，並使透 過光影像反射； ’㈣手段’係同時拍攝指的透過光影像和以該反射手 段所反射之透過光影像； 攝影控制手段，係檢測該指的插入，並控制該光源手 段及該攝影手段而拍攝； 比對手段，係對藉該攝影手段所拍攝之影像，和預先 所登記的影像進行比對處理，並抽出一致率最佳的影像； 以及 判定手段，係根據藉該比對手段所抽出之影像的一致 率而判定認證的可否。 2. 如申請專利範圍第1項之生物體認證裝置，其中該 反射手段係平面鏡或稜鏡。 3. 如申請專利範圍第1或2項的生物體認證裝置，其 中將用以放置識別所使用之指的左右指之凹部或缺口設置 於該筐體的上部表面之插入識別所使用之指的内部空間之 斜上方。 4. 一種生物體認證裝置，其特徵在於包括： 2159-10070-PF 19 200946081 筐體’係具有插入指的内部空間； 複數個光源手段，後 < 恶斗 係S又置或埋设於筐體之複數個内部 壁面，並沿著該指各自 目從複數個方向照明； 面反射手係由凹面鏡所構成，而該凹面鏡設置 或埋設於㈣插人指的内部空間而和該光源手段相對向之 筐體的内部壁面，並使透過光影像反射； 攝影手段，係拍攝以該凹面反射手段所反射之透過光 影像； ❹ 攝影控制手段，係铪、.目丨丨枯社从# 、檢測該#g的插入，並控制該光源手 段及該攝影手段而拍攝； 比對手長’係對藉該攝影手段所拍攝之影像，和預先 所登記的影像進行比對處理，並抽出—致率最佳的影像； 以及 判定手段，係根據藉該比對手段所抽出之影像的一致 率而判定認證的可否。 5.如申叫專利範圍第4項之生物體認證裝置，豆中該 凹面鏡係切掉圓筒形或圓錐形之側面的—部分之形狀，和 屯腹的面相對向，並配置於愈接近指尖而凹面鏡的面愈遠 離指的位置’該攝影手段配置在指的前方，稍稍朝下方向 的位置上。 6.如申請專利範圍第4或 中將用以放置識別所使用之指 於該筐體的上部表面之插入識 斜上方。 5項的生物體認證震置，其 的左右指之凹部或缺口設置 別所使用之指的内部空間之 2159-10070-PF 20 200946081 7.如申請專利範圍第1、2、4或5項 置，其中該攝影控制手段係使該複數個 燈，並各自拍攝透過光影像； 又包括影像合成手段，其從各自所拍 切出既定的區域並相黏，而合成一個影像 的生物體認證裝 光源手段逐一點 攝之透過光影像

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