CN106537412A - 可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备 - Google Patents

可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备 Download PDF

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CN106537412A CN201580035923.3A CN201580035923A CN106537412A CN 106537412 A CN106537412 A CN 106537412A CN 201580035923 A CN201580035923 A CN 201580035923A CN 106537412 A CN106537412 A CN 106537412A
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Abstract

本发明涉及一种具备电子零件壳体与缠绕手腕或手指的带子的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，具体来说，就所涉及的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备而言，其特征在于，包括：室内外兼用拍摄部或室内外分离用拍摄部，用于在室内及室外拍摄降低了反射噪声的虹膜图像并设置在上述壳体的一侧；设置于上述壳体的一侧并用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；对登记而储存的虹膜图像信息与拍摄到的虹膜图像信息进行比较而实施虹膜识别的虹膜识别部。

Description

可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备
技术领域
本发明涉及一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，详细来说，就所涉及的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备而言，其特征在于，具有用于保护电子零件的壳体以及缠绕手腕或手指的带子，且包括:室内外兼用摄影部或室内外分离用摄影部，用于不仅在室内、而且也在室外拍摄反射噪声减少的虹膜图像；拍摄虹膜图像所需的红外线照明；用拍摄到的虹膜图像进行虹膜识别的虹膜识别部。
背景技术
最近作为代替智能手机的下一代技术可穿戴设备(Wearable Device)正在急速登场，不仅包括诸如三星电子、苹果(Apple)、谷歌((Google)等技术引领企业，也包括耐克(Nike)、阿迪达斯(adidas)等运动用品企业的各领域中在推出或计划推出创新产品。实际上谷歌已有计划发表谷歌眼镜2.0(Google Glass 2.0)、智能手表(Smart Watch)，苹果也计划推出苹果手表(i-Watch)。作为另外的例子，三星电子也在推出盖乐世手表(GalaxyGear)，耐克在推出智能腕带(Fuel Band)等型号。
1960年代MIT、卡内基梅隆大学等首次开始了这些可穿戴设备相关的研究，2010年代以后智能手机的普及后，其技术创新开始达到了急速现实化的程度。尤其在2010年以后，从之前研究及开发中推进的独立使用可穿戴设备的形态，正转变为作为将可穿戴设备所收集的信息向智能手机等电子设备进行相互传送交换而相互联动地连接的设备(connecteddevice)形态。
另外，可穿戴设备目前主要以四种(健康功能、卫生保健功能、信息娱乐功能、军事产业功能)目的推出并利用。具体来说，除了特殊军事产业功能为目的外，不同与之前其他设备，主要以装饰品形状(眼镜附着型、手镯型、臂带型、垂饰型、手腕佩戴型)的形态附着于使用者身体，不仅储存个人的运动信息(距离、速度、卡路里消耗、心率等)或个人健康相关信息(血糖等疾病信息、生物体信号感知等)及像移动设备一样储存包括个人私生活资料等的使用者平时的所有生活方式，还执行与智能手机或各种设备的网络连接，因此安全问题变得非常重要。
因此，为了可穿戴设备的使用、防盗及保护存在于可穿戴设备内部的使用者个人信息，必须有比之前其他设备中应用过的方式更加强化了安全的设备。
为了强化安全，在以往的移动相关设备中进行了利用作为人体固有信息的生物体信息的各种尝试，但与此相比，对可穿戴设备的这些研究几乎没有进行。尤其是与利用具有比指纹、静脉等其他生物体识别方法识别率更高的优点的虹膜来加强可穿戴设备安全相关的研究并不多。
为了解决上述问题，直接将以往各种设备中适用的虹膜识别相关技术及方法适用于可穿戴设备(尤其是附着于手上的设备)的话，会因可穿戴设备本身的固有特性而存在几个重要的不同之处，因此这是很难做到的。
第一，因为附着于手上使用的可穿戴设备会一直附着于人体，所以不仅在室内，而且在室外也应该能够进行虹膜识别。第二，为了进行虹膜识别，将自己的眼睛靠近于摄像头(camera)时，可看见的显示画面相对于以往的设备要小。第三，不同于以往设备，佩戴的位置不固定于一只手，双手交替使用的可能性很高，同时不分上下地附着而使用的可能性也很高。第四，佩戴一次后使用者不会经常取下，因此如果像手机一样每次使用都要获得认证是非常不方便的，最后，作为以用像智能手机等那样的多种电子设备通过IoT(Internet ofThing:物联网)方式实时相互传送交换而联动的方式利用的连接装置(nnected device)运营的可能性很高，从而对安全问题很敏感。
作为相关的现有技术，美国申请专利公报US 13/407,026上公开了可穿戴设备相关的技术，但这一技术也与和利用虹膜识别的手附着型可穿戴设备相关的本发明的技术构成无关。
因此，对考虑不同于上述以往设备的只有可穿戴设备才有的特性、并充分考虑物理空间及经济费用问题的同时提高了使用者便利性的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备的需要在增大。
发明内容
(发明所要解决的问题)
本发明要解决的问题在于提供一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，上述可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备用手附着型可穿戴设备在室内及室外拍摄获得减少了反射噪声的虹膜图像，并用所获得的虹膜图像实施虹膜识别。
本发明要解决的另一问题在于提供一种可在室外及室内识别虹膜的手附着型可穿戴设备，上述可在室外及室内识别虹膜的手附着型可穿戴设备通过手附着型可穿戴设备使得使用者可以直观地拍摄获得虹膜图像，从而增加使用者便利性。
本发明要解决的再一个问题在于，防止可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备的佩戴位置改变导致的虹膜图像上下转变的问题。
本发明要解决的又一个问题在于提供可感知手附着型可穿戴设备的佩戴的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备。
本发明要解决的又一个问题在于提供一种可在室外及室内识别虹膜的手附着型可穿戴设备，上述可在室外及室内识别虹膜的手附着型可穿戴设备构成为：感知手附着型可穿戴设备的佩戴而进行使用者认证(虹膜识别)后，使用者佩戴手附着型可穿戴设备期间维持当前使用者认证状态，且不要求追加的使用者认证，而使用者取下设备后，需要再次进行使用者认证。
本发明要解决的又一个问题在于在可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备利用虹膜图像实施虹膜识别。
本发明要解决的又一个问题在于在可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备上与其他设备(主要是物联网(IoT)设备)进行通讯时加强安全。
(解决问题所采用的措施)
本发明的课题解决措施涉及具备了电子零件壳体与缠绕手腕或手指的带子的可在室外及室内识别虹膜的手附着型可穿戴设备，具体来说，在于提供一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，包括：室内外兼用拍摄部，其用于在室内及室外拍摄反射噪声降低的虹膜图像并设置在上述壳体的一侧；设置在上述壳体的一侧而用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；对登记而储存的虹膜图像信息与所拍摄的虹膜图像信息进行比较而实施虹膜识别的虹膜识别部。
另外，涉及具备了电子零件壳体与缠绕手腕或手指的带子的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，具体来说，在于提供一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，包括：室内外分离用拍摄部，其用于在室内及室外拍摄减少了反射噪声的虹膜图像并设置在上述壳体的一侧；设置在上述壳体的一侧而用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；对登记而储存的虹膜图像信息与所拍摄的虹膜图像信息进行比较而实施虹膜识别的虹膜识别部。
本发明的另一个问题解决措施，在于提供一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，设置冷反射镜(可见光线反射滤波器)或LCD、LED、OLED等显示器，将拍摄部设置在作为最适合于容易地拍摄到虹膜识别所需的整个眼部区域的角度的显示器画面下端或左侧或右侧位置。
本发明的另一个问题解决措施，在于提供佩戴位置确认部，上述佩戴位置确认部感知可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备的佩戴位置改变，从而防止虹膜图像的上下转变。
本发明的另一个问题解决措施，在于提供感知可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备佩戴的佩戴感知确认部。
本发明的另一个问题解决措施，在于提供佩戴感知***，上述佩戴感知***构成为：感知可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备的佩戴而进行使用者认证(虹膜识别)后，使用者佩戴手附着型可穿戴设备期间会维持当前的使用者认证状态，且不要求追加的使用者认证，而使用者解除佩戴，则需要重新进行使用者认证。
本发明的另一个问题解决措施，在于提供利用可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备所拍摄获得的虹膜图像来进行虹膜识别的虹膜识别部。
本发明的另一个问题解决措施，在于提供在可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备上与其他设备(主要为物联网(IoT)设备)通讯时强化安全的安全强化部。
(发明的效果)
本发明具有使用用于拍摄虹膜图像的室内外兼用拍摄部或室内外分离用拍摄部而可在室内及室外拍摄获得反射噪声减少了的虹膜图像的有利效果。
本发明的另一效果在于，在可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备上设置冷反射镜(可见光线反射滤波器，cold mirror)或LCD、LED、OLED等的显示器，并将拍摄部设置在作为最适合于容易地拍摄到虹膜识别所需的整个眼部区域的角度的显示器画面下端或左侧或右侧的位置，从而增加使用者的便利性。
本发明的另一效果在于，提供佩戴位置确认部而感知可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备的佩戴位置的改变，从而防止虹膜图像发生上下转变。
本发明的另一效果在于，提供佩戴感知确认部，从而感知使用者是否佩戴可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备。
本发明的另一效果在于，通过提供佩戴感知确认部来感知可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备的佩戴而进行使用者认证(虹膜识别)后，使用者佩戴手附着型可穿戴设备期间会维持当前的使用者认证状态，且不要求追加的使用者认证，而使用者取下设备，则需要重新进行使用者认证。
本发明的另一效果在于，通过提供虹膜识别部，利用可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备所拍摄获得的虹膜图像来进行虹膜识别。
本发明的另一效果在于，通过提供安全强化部，当可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备与其他设备(主要为物联网(IoT)设备)通讯时，强化安全。
附图说明
图1示出的是根据本发明一实施例的针对同一人的虹膜利用作为以往ISO推荐区域的700-900nm的近红外线区域的照明区分室内环境和室外环境而分别用同一手附着型可穿戴设备获得的虹膜图像。
图2例示的是根据本发明一实施例的利用以往700-900nm的近红外线区域照明在室外环境用手附着型可穿戴设备获得的互不相同三人(A、B、C)的虹膜图像。
图3示出的是根据本发明一实施例的太阳辐射波谱(solar radiationspectrum)。
图4是根据本发明一实施例的分别对互不相同人物的同一左侧虹膜在以往拍摄波长带(700-900nm)与亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)拍摄的虹膜图像。
图5示出的是根据本发明一实施例的用于说明非相似度(dissimilarity)的图表。
图6以图表形式示出的是根据本发明一实施例的在室外在以往700nm-900nm波长带和亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)拍摄虹膜图像而获得的分布。
图7示出的是根据本发明一实施例的利用带通滤波器(band-pass filter)的多样地选择亚太阳辐射照度波长带的原理。
图8是用于说明根据本发明一实施例的室内外兼用滤波器拍摄部的结构及带通滤波器(band-pass filter)位置的示例。
图9示出的是根据本发明一实施例的在亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)在室内及室外利用室内外兼用滤波器拍摄部拍摄获得互不相同人(F、G)的虹膜图像的结果。
图10是用于说明根据本发明一实施例的作为拍摄工作部之一的单线圈工作部的结构及工作原理的示例。
图11是用于说明根据本发明一实施例的作为拍摄工作部之一的多线圈工作部的结构及工作原理的示例。
图12是用于说明根据本发明一实施例的作为拍摄工作部之一的镜头磁铁工作部的结构及工作原理的示例。
图13是用于说明根据本发明一实施例的看智能手机显示器画面的同时拍摄虹膜图像时发生的缺点的示例。
图14是用于帮助理解根据本发明一实施例的在手附着型可穿戴设备使用者看显示器画面的同时拍摄虹膜图像的过程的示例。
图15是用于帮助理解向上下方向改变根据本发明一实施例的手腕型可穿戴设备与指环型可穿戴设备时位置区分不易的示例。
图16以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备的磁铁传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
图17以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备静电传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
图18以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备的温度传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
图19以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备的接近传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
图20是用于帮助理解根据本发明一实施例的手附着型可穿戴设备与IoT设备之间通信过程的示例。
图21是用于说明根据本发明一实施例的手附着型可穿戴设备的安全强化部构成的示例。
具体实施方式
本发明涉及一种具有电子零件壳体和缠绕手腕或手指的带子的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，详细来说，就所涉及的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备而言，其特征在于，包括:室内外兼用摄影部，用于在室内及在室外拍摄反射噪声减少的虹膜图像并设置于上述壳体的一侧；设置于上述壳体的一侧而用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；对登记而储存的虹膜图像信息与拍摄到的虹膜图像信息进行比较来进行虹膜识别的虹膜识别部。
(实施发明的方式)
下面观察用于实施本发明的具体内容。
下面参照附图说明本发明实施例的结构与作用，图上图示并说明的本发明的结构与作用是，至少用一个以上实施例加以说明的，但上述本发明的技术思想与其核心结构及作用不会由此受到限制。
因此，只要是在本发明的一实施例所属的技术领域内具有普通知识的人，就可以在不脱离本发明一实施例的本质特性的范围内，对可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备的核心构成要素适用各种修改及变形。
另外，就说明本发明的结构要素，可以使用A、B、(a)、(b)等用语。这些用语仅用于其结构要素与其他结构要素的区分，而该用语不会限制相应结构要素的本质或次序或顺序。某一结构要素记载为“连接”、“包括”或“构成”在其他结构要素时，该结构要素可以直接与其他结构要素连接或联接，但应理解为另外的其他结构要素也有可能“连接”、“包括”或“构成”在各结构要素之间。
另外，本发明在不同的图上为了容易的理解而即使是同一结构要素，也赋予不同的附图标记。
[实施例]
下面观察用于实施本发明的具体内容。
首先在本发明中，为了叙述的便利性，将手附着型可穿戴设备(hand attached–type wearable device)定义为包括佩戴于手腕的可穿戴设备(以下称为‘手腕型可穿戴设备(wrist-type wearable device)’)和佩戴于手指的可穿戴设备(以下称为‘指环型可穿戴设备(ring-type wearable device)’)。
另外，在手表、手镯、带子、智能环、臂带运动型测定设备等各种手附着型可穿戴设备中，以判断为最能使人理解发明的主旨的作为手腕型可穿戴设备与指环型可穿戴设备的典型形态的手表或指环形状为主，进行说明。
因此，即便将具有手表或指环形状的手附着型可穿戴设备作为示例，也能用同样的方法充分说明其他各种形状的手附着型可穿戴设备，因此应理解为同样可以适用。
另外，各种手附着型可穿戴设备作为基本具有收容(housing)或保护电子零件的壳体(以下称为‘电子零件壳体’)与缠绕于手腕或手指的带子。
为了在手附着型可穿戴设备上适用虹膜识别，需要考虑的重要固有特性在于，首先，手附着型可穿戴设备要一直附着于使用者的手上。
其次，为了进行虹膜识别而靠近摄像头时，能看到的显示器画面大小比以往设备相对要小。
第三是，不同于其他设备，不区分佩戴位置而使用，即双手交替使用的可能性很高，而且不区分上下而使用的可能性也很高。
第四是，一旦佩戴，使用者就不会经常取下，因此，不便于每当使用时像手机那样继续需要认证，最后，因为使用为以与像智能手机那样的各种物联网(IoT:Internet ofThings)设备进行实时相互传送交换而相互联动的方式加以利用的连接的设备(connecteddevice)的可能性很高，所以对安全问题非常敏感。
下面将具体叙述对上述手附着型可穿戴设备本身固有的特性中使用者不仅在室内、在室外也能使用的特性加以考虑的本发明的结构。
以往的虹膜识别方法包括如下步骤：通过摄像头获得包含虹膜的眼睛影像(下面称为‘虹膜图像’)；从上述虹膜图像提取虹膜区域；从提取到的虹膜区域找到个人的固有特征后；最后判断相比较的两个虹膜特征之间的相似度(similarity)，而为了防止可见光线区域的光反射造成的反射图像或因反射造成的噪声(以下称为‘反射噪声’)导致虹膜图像的识别率降低，使用红外线照明而拍摄，而不使用可见光线照明。实际上，几乎所有虹膜识别相关企业及机关都使用ISO/IEC 19794-6(2011年)推荐使用的700-900nm近红外线区域的照明。
但是与具有最大为数千勒克斯(lux)光强的室内不同，在像通常相当于数万勒克斯(lux)到13万勒克斯(lux)的直射光线那样的光强存在的室外，上述700-900nm的近红外线区域照明也无法降低因反射造成的噪声，因此一直认为在室外不可能进行虹膜识别。
图1示出的是根据本发明一实施例的针对同一人的虹膜利用作为以往ISO推荐区域的700-900nm的近红外线区域的照明区分室内和室外而分别用同一手附着型可穿戴设备获得的虹膜图像。
图1表示的是用同一手附着型可穿戴设备拍摄获得的同一人的左眼虹膜图像，不同于室内，可以看到在室外即使用以往700-900nm的近红外线区域照明，也因具有以往强的光强的太阳光线(sunlight)而周围环境反射而映在眼睛里。实际上，如图1图示，不同于在室内拍摄的虹膜图像，在室外拍摄发生反射的虹膜图像时，因反射噪声而虹膜识别率显著下降，从而导致几乎不可能进行虹膜识别。
图2例示的是根据本发明一实施例的利用以往700-900nm的近红外线区域照明在室外用手附着型可穿戴设备获得的互不相同三人(A、B、C)的虹膜图像。
图2是用同一手附着型可穿戴设备同样在室外对各种人物左眼进行拍摄的资料中，选择分别不同的三人(A、B、C)的虹膜图像而示出的，从中可知周围环境反射而映在眼睛里。
因此，如图1与图2所图示，在室外用以往虹膜识别相关企业及机关遵守的(ISO/IEC19794-6的2011年版所推荐的)700-900nm的近红外线区域照明几乎无法获得可进行虹膜识别的清晰虹膜图像。
但因为手附着型可穿戴设备会一直附着于使用者的手上，所以不仅在室内，在室外也应能够实现虹膜识别。这是因为：使用者在使用手附着型可穿戴设备时，每当进行安全相关认证时都要进入室内进行虹膜识别的话，这在使用者的便利性角度是非常不便的，因此使用手附着型可穿戴设备的可能性会显著降低。
下面将具体叙述用于解决上述问题的、用于在室外进行虹膜识别的构成。
首先，为了具体找到作为在拍摄虹膜图像时导致反射噪声的主要原因的红外线及可见光线在室外的光强降低至特定值以下从而在室外也能够拍摄到虹膜图像的范围，利用了地球大气环境下的太阳辐射照度(irradiance)的随波长的分布(参考WMO，世界气象机构)。
图3示出的是根据本发明一实施例的太阳辐射波谱(solar radiationspectrum)。
图3作为示出地球大气环境下的太阳辐射照度(irradiance)的随波长的分布的图片，已被全世界广为认知，国际上各测定机关对图片的叙述会有所不同，但只要符合本发明的目的与宗旨，用任何图片都无妨。
如图3所图示，从太阳辐射照度的随波长的分布可知，在特定红外线波长带区域存在辐射照度值急剧降低的波长段(用红色四边形表示的区域)。在该波长段，在室外的太阳光的光强会降低，因此可以提供降低虹膜图像反射噪声的环境。
根据这一事实，在室外也存在，辐射照度的强度降至特定值以下的话，就提供可降低反射噪声的环境的波长段，并通过各种实验的反复验证发现在这一波长段内，即使在室外也能获得反射噪声降至能进行虹膜识别的程度的虹膜图像。在室外也能获得反射噪声降至能进行虹膜识别的程度的虹膜图像的具体波长段为920nm-1500nm，并了解到尤其在920-960nm波长段、1,110-1,160nm波长段及1,300-1,500nm波长段内非常有效。
但表示红外线照明亮度的照度与辐射照度不是单纯地成比例，且因IR带通滤波器(band-pass filter)的允许波长带区域范围(比如10nm、25nm、50nm等)与IR LED功率等而发生对上述提及的波长段及波长的边界值的误差，所以不能单纯以图3的地球大气环境下的太阳辐射照度(irradiance)的随波长的分布来获知可在室外降低反射噪声的准确波长带范围，因此需要通过多样的实验进行验证。
理论上，通过图3的地球大气环境下的太阳辐射照度((irradiance)的随波长的分布图来可以推定在920nm以上的红外线波长带，在室外都可以获得虹膜图像，但实际上，因为几乎没有与中红外线及远红外线照明对被摄者眼睛的可靠性(safety)相关的研究资料，所以以作为以往虹膜识别所使用的照明范围的近红外线区域的范围(700nm-1400nm)为基准，并考虑IR带通滤波器((band-pass filter)的允许波长带区域范围，进行了实验。
在本发明中，将技术上实际可验证而有效的包括相当于700nm-1400nm的近红外线波长段中的部分波长段(920nm-1,400nm)和中红外线(1400nm-3000nm)的部分波长段(1400nm-1500nm)的相当于920nm-1500nm的波长段(以下称为‘亚太阳辐射照度波长带’)与作为以往ISO推荐的波长带的700nm-900nm波长段进行区分，而进行了反复实验。
图4是根据本发明一实施例的分别对互不相同人物的同一左侧虹膜在以往700-900nm波长带与亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)拍摄的虹膜图像。
如图4所图示，在室外，以往700nm-900nm波长带对各自不同的两人(D，E)左侧虹膜进行拍摄的照片中可知，周边的环境被反射并显示于眼睛周围。而与此相反，在室外，在亚太阳辐射照度波长带拍摄的照片中可知，眼睛周围的反射图像被完全去除。因此可知，利用在室外拍摄波长带拍摄的虹膜图像而可以实际上进行虹膜识别。
图5示出的是根据本发明一实施例的用于说明非相似度(dissimilarity)的图表。
为了评价利用通过反复实验获得的(与图4中示出的虹膜图像相同的)虹膜图像是否可以实际上进行虹膜识别，测定了非相似度。
图5示出的是根据本发明一实施例的用于说明非相似度(dissimilarity)的图表。
一般的虹膜识别方法中也会使用测定非相似度(dissimilarity)测定或识别率。首先，对识别率进行说明的话，在虹膜识别中发生错误的情形是：尽管输入与已登记的使用者虹膜不同的他人虹膜，也误判为同一使用者的虹膜(错误接受率，FAR(false acceptancerate)以下称为‘FAR’)；和，尽管输入与已登记的使用者虹膜相同的使用者虹膜，也误判为他人(错误拒绝率，FRR(false rejection rate)，以下称为‘FRR’)。在虹膜识别上，FAR与FRR两个指标越低，判断其识别率越高。
作为另一指标的非相似度(dissimilarity)的测定是，对比较了同一人物的两个虹膜数据的相似度时的分布和比较了所登记的人物与他人虹膜数据时的分布进行比较，并判断两个分布分离的程度，分离得越多，即可判断为越能实现虹膜识别。
说明图5的图表的话，是对比已登记的同一人物的两个虹膜数据的相似度时的分布(真性(Genuine)分布)(下面将表示该分布的函数称为F(x))，右边的分布是对已登记的人物与他人的虹膜数据进行比较时的分布(假性(Imposter)分布)(下面将表示该分布的函数称为G(x))，在x轴确定任意值，将其称为阈值(可任意定义阈值)。另外，非相似度(dissimilarity)(x轴值)降低的话(越接近原点)，表示是同一人物，反之，增加(越远离原点)则表示是他人。
观察图5的测定了非相似度(dissimilarity)的左边分布，F(x)与G(x)发生重叠，且没有完全分离，但观察右边分布，则G(x)向x轴增加方向(远离原点的方向)发生了移动，而F(x)与G(x)不重叠。因此，意味着右边分布的虹膜识别率更高。
图6以图表形式示出的是根据本发明一实施例的在室外在以往700nm-900nm波长带和亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)拍摄虹膜图像而获得的分布。
如上述图5中所说明，观察图6的结果可知，虽同样在室外拍摄了虹膜图像，比起在现有700nm-900nm波长带的分布，在亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)的分布，虹膜识别率更高。
本发明利用全部或部分使用亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)的带通滤波器(band-pass filter)，很自然地解决了现有的导致在室外几乎不可能实现虹膜识别的反射噪声问题，从而使可穿戴设备的室外虹膜识别成为了可能。
下面说明在手附着型可穿戴设备上利用带通滤波器(band-pass filter)，对亚太阳辐射照度波长带进行各样选择的原理。
图7示出的是根据本发明一实施例的利用带通滤波器(band-pass filter)的多样地选择亚太阳辐射照度波长带的原理。
如图7所图示，(a)的情况意味着，在亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)，使用包括属于c1与c2范围的波长段的任意大小的波长段。比如，c1的值为1,000nm、c2的值为1,300nm的话，在实际带通滤波器(band-pass filter)上，可以使用1,000nm-1,300nm波长段，但在不超出作为整个波长段的920nm-1500nm的范围内，诸如±10nm、±25nm、±50nm等任意扩大波长段的话，则也可是使用990nm-1,310nm、975nm-1,325nm、950nm-1,350nm的波长段(用红色表示的部分)。
此时，带通滤波器(band-pass filter)只使属于在1,000nm-1,300nm基础上增加任意大小的波长段的波长通过，而抵消其他波长。
(b)的情况意味着，在亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)，以作为任意波长值的c1与c2为基准，使用任意大小波长段而出现的多个波长段中，选择一个以上而使用。例如，c1的值为1,000nm、c2的值为1,300nm、任意大小为±100nm的话，一个带通滤波器(band-pass filter)可以在950nm-1,050nm、1050nm-1,150nm、1150nm-1,250nm、1250nm-1,350nm波长段中使用一个以上(用红色表示的部分)。此时，使用可选择的多个波长段中的一个以上即可。
最后，(c)的情况意味着，从亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)只选择特定波长而使用。例如，在上述B中，在属于950nm-1,050nm范围的波长中选择1000nm(d1)，在属于1250nm-1,350nm范围的波长中选择1260nm(d2)、1300nm(d3)波长而使用即可。
实际上，亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)的带通滤波器(band-passfilter)可使用920nm-1500nm的整个波长段，但出于经济性或技术方面的考虑，选择使用属于亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)的任意大小波长段或任意波长，这样的任意大小波长段及任意波长主要根据辐射照度的强度降低所设定的基准值以上的波长段范围及带通滤波器(band-pass filter)的允许波长范围来确定。
下面具体观察为了在手附着型可穿戴设备上获得可实现虹膜识别的使用者的虹膜图像而所需的必要单元(以下称为‘拍摄部’)的构成。
为了在手附着型可穿戴设备上拍摄虹膜图像，用于接收虹膜图像的镜头、用于感知通过镜头输入的虹膜图像的图像传感器及用于储存所感知到的虹膜图像的存储器作为基本构件。
本发明中，镜头要设计成在手腕型可穿戴设备上镜头视角达到至少可以充分拍到使用者一侧的整个虹膜图像，且图像传感器主要用CMOS图像传感器，而非CCD。
根据本发明的拍摄部分并非单纯限定于摄像头成品，也包括最近引入了虹膜识别或为了引入虹膜识别而进行活跃的研究的智能手机、平板电脑、PDA、PC、笔记本等智能设备等的摄像头镜头或摄像头模块。
一般情况下，虹膜识别所需的图像分辨率参考ISO的规定，ISO规定以VGA分辨率图像(VGA resolution image)为基准，用虹膜直径的像素(pixel)数量进行规定。
根据ISO标准，一般规定200像素(pixel)以上时，分类为高清晰度，170像素(pixel)时，分类为普通，而120像素(pixel)时规定为低清晰度。
因此，在本发明中，可以的话，会使用在手附着型可穿戴设备上获得虹膜图像且能实现使用者便利性的拥有高清晰度像素的拍摄部，但这也会根据虹膜的清晰度或其他附加装置的特性而适用多样的像素的可能性高，所以没必要将其限定为高清晰度的像素。
尤其，最近具有12M或16M像素分辨率与每秒30帧以上传送速度的高清晰度摄像头模块被用于数码影像设备及智能设备等，因此获得虹膜识别用图像是绰绰有余的。
另外，上述拍摄部一般可由一个或两个以上的多个拍摄部组成。
拍摄及获得虹膜图像所用的镜头、图像传感器及存储器，只要符合本发明的目的与宗旨，用任何镜头或图像传感器及存储器都无妨。
下面观察由用于手附着型可穿戴设备可在室内及室外同时拍摄不仅在室内在室外也反射噪声减少了的虹膜图像的构成组成的单元(以下称为‘室内外兼用拍摄部’)。
首先，观察一下，为了不仅在室外、在室内也拍摄而获得虹膜图像，将使用亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)的全部或部分的带通滤波器(band-pass filter)附加于拍摄部的单元(以下称为‘室内外兼用过滤拍摄部’)。
为了获得虹膜图像，如前面所述，需要不仅在室外、在室内也需要选择性地使红外线通过的带通滤波器(band-pass filter)。
图8是用于说明根据本发明一实施例的室内外兼用滤波器拍摄部的结构及带通滤波器(band-pass filter)位置的示例。
如图8所图示，在本发明中构成为，将使用亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)的全部或部分的带通滤波器(band-pass filter)设置于图像传感器前端、镜头前端，或镜头由多个组组成的情况下，设置于镜头组之间(以下称为‘图像传感器前端’)。
图9示出的是根据本发明一实施例的在亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)在室内及室外利用室内外兼用滤波器拍摄部拍摄获得互不相同人物(F，G)的虹膜图像的结果。
如图9所图示，可知在上述亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)，相比于在室内拍摄获得的虹膜图像，在室外拍摄的虹膜图像，也因反射噪声的降低而可以实现虹膜识别。
尤其，如前面所述，本发明主要使用在亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)中920nm-960nm、1,110nm-1160nm及1,300-1,500nm波长段中的一个以上。
因此，室内外兼用滤波器拍摄部可包括用于接收虹膜图像的镜头、用于感知通过镜头输入的虹膜图像的图像传感器、用于储存感知到的虹膜图像的存储器、为了获得减少了在室内外拍摄虹膜图像时所发生的反射噪声的虹膜图像而设置于图像传感器前端的使用亚太阳辐射照度波长带(920nm-1,500nm)的全部或部分的带通滤波器(band-passfilter))。
下面观察，为了不仅在室外、在室内也拍摄获得虹膜图像而调节镜头到要拍摄虹膜图像的使用者眼睛的距离的致动器(actuator)(下面称为‘拍摄工作部’)。
使用者看着手附着型可穿戴设备而拍摄虹膜图像时，一般相比于室外，在室内使用者的眼睛倾向于更加靠近手附着型可穿戴设备。那是因为，由于室内的光纤比室外暗，使用者直观地为了确认显示器上所显示的虹膜图像，使手更加靠近眼睛侧。
因此，为了使用于获得虹膜图像的镜头和眼睛保持一定距离，拍摄工作部在室外条件下处于镜头要更向使用者眼睛方向移动的环境(以下称为‘近距离拍摄环境’)，相反，在室外条件下处于要向使用者眼睛的反方向移动的环境(以下称为‘远距离拍摄环境’)。
拍摄工作部构成为能够符合近距离拍摄环境与远距离拍摄环境地移动镜头。
本发明中使用的拍摄工作部，为了符合近距离拍摄环境与远距离拍摄环境地移动镜头，可以构成为包括一个线圈、板簧及磁铁的单元(以下称为‘单线圈工作部’)。
图10是用于说明根据本发明一实施例的作为拍摄工作部之一的单线圈工作部的结构及工作原理的示例。
如图10所图示，单线圈工作部在远距离拍摄环境下，线圈内没有电流通过，维持被板簧固定的状态，而在近距离拍摄环境下，一个线圈上使一定的电流流动，从而将镜头朝向使用者的眼睛推上。
本发明中用到的另一拍摄工作部，为了符合近距离拍摄环境与远距离拍摄环境地移动镜头，可包括两个线圈和磁铁(下面称为‘多线圈工作部’)。
图11是用于说明根据本发明一实施例的作为拍摄工作部之一的多线圈工作部的结构及工作原理的示例。
如图11所图示，多线圈工作部在远距离拍摄环境下，通过向线圈1或线圈2通电来使线圈1推磁铁或使线圈2拉磁铁，从而使镜头位置向下移动，而在近距离拍摄环境下，以相反的方法，通过向线圈1或线圈2通电，使线圈1拉磁铁或使线圈2推磁铁，从而将镜头朝向使用者眼睛方向推上。
本发明使用的又另一拍摄工作部为了符合近距离拍摄环境与远距离拍摄环境地移动镜头，可包括一个线圈和板簧及附着于镜头的磁铁(下面称为‘镜头磁铁工作部’)。
图12是用于说明根据本发明一实施例的作为拍摄工作部之一的镜头磁铁工作部的结构及工作原理的示例。
如图12所图示，镜头磁铁工作部是为了使待机状态的电流消耗最小化，仅在近距离拍摄时在线圈中通电而产生磁场，并随着附着于镜头的磁铁移动而镜头向使用者眼睛方向向上移动，而在远距离拍摄环境下，用板簧进行固定而消除电流消耗。
就室内外兼用拍摄部而言，上述室内外兼用滤波器拍摄部或拍摄工作部可单独构成，也可结合室内外兼用滤波器拍摄部与拍摄工作部而构成。
下面观察，为了使手附着型可穿戴设备不仅在室内、在室外也能拍摄到反射噪声减少了的虹膜图像，而使在室内的拍摄部的构成与在室外的拍摄部的构成成为不同而实施的单元(以下称为室内外分离用拍摄部)。
室内外分离用拍摄部为了拍摄获得虹膜图像而构成为将在室外使用亚太阳辐射照度波长带(920nm-1500nm)的全部或部分的带通滤波器(band-pass filter)、在室内使用以往700nm-900nm波长带的带通滤波器(band-pass filter)附加于拍摄部的单元(以下称为‘室内外分离用滤波器拍摄部’)。
因此，室内外分离用滤波器拍摄部可包括用于接收虹膜图像的镜头、用于感知通过镜头输入的虹膜图像的图像传感器、用于将感知到的虹膜图像储存的储存器、为了获得在室外拍摄虹膜图像时发生的反射噪声减少的虹膜图像而设置于图像传感器前端的使用亚太阳辐射照度波长带(920-1,500nm)的全部或部分的带通滤波器(band-pass filter)、和为了获得在室内拍摄虹膜图像时发生的反射噪声减少的虹膜图像而设置于图像传感器前端的使用以往700nm-900nm波长带的带通滤波器(band-pass filter)。
上述室内外兼用拍摄部及室内外分离用拍摄部具备可区分室内及室外而进行选择的环境选择模式。就环境选择模式而言，可根据拍摄者的判断进行手动转换，也可通过设置测试光强的光传感器或辐射照度测定装置来进行自动转换。
这一环境选择模式的构成方法在之前已被广泛知晓，所以使用符合本发明目的与宗旨的任何技术都无妨。
基本上都会使用红外线照明，但在使用不用红外线而用可见光线的手附着型可穿戴设备的情况下，优选追加设置打开红外线照明的照明部。
作为调节上述光源的方法有，第一，用可见光线的过程中需要拍摄虹膜图像时，要使用关闭可见光线照明而打开红外线照明的方法或，第二，使用可见光线且拍摄虹膜图像时，在可见光线照明上附着红外线滤波器，从而只将红外线使用为光源的方法。
另外，将具有通过上述带通滤波器(band-pass filter)的波长段的一个以上波长的红外线照明的光源设置为红外线照明。
例外地，即使手附着型可穿戴设备由使用以往700nm-900nm波长带的带通滤波器(band-pass filter)与拍摄工作部及拍摄部构成，也会发生可在室外拍摄的情况。利用上述构成，在近距离拍摄环境，因为进入手附着型可穿戴设备拍摄部的视角变小，导致反射噪声变小，所以即使没有使用亚太阳辐射照度波长带的全部或部分的滤波器，也可以获得反射噪声变小的虹膜图形。尤其在室外，背向太阳、或用手遮挡光线、或移动至阴影处后(选择了调节光量的简单方法后)拍摄时，会发生这样的情况，因此结合了使用700nm-900nm波长带的带通滤波器(band-pass filter)与拍摄工作部及拍摄部的构成也能成为符合本发明的目的的构成。
下面将具体叙述考虑到唯独上述手附着型可穿戴设备本身固有的特性中，使用者看的显示器相对小的特性的本发明的构成。
就以往的用于虹膜识别的设备而言，为了进行虹膜识别，使用者将一只眼睛靠近设备前面部的摄像头的同时，可通过前部面的显示器画面确认是否对适当的区域对好了焦点，为此使用通过对使用者眼睛位置进行导向的语音或信号等来告知使用者的单元等，以便对准摄像头的位置准确地获得使用者的虹膜图像。尤其为了在像智能手机一样的大画面终端上进行虹膜识别，摄像头镜头位于前面部画面的上侧或下侧。但如果位于前面部上侧，则频繁发生虹膜区域由眉毛或眼皮挡住的现象，而如果位于前面部下侧，则会发生使用者高高抬起终端机的辛苦。
另外，当因前部面显示器的画面过大导致摄像头镜头与显示器画面中心的距离变大时，使用者会看显示器的中间部分，此时会因为使用者错误地看画面，导致不易获得相当于虹膜的区域。这时，对所获得的虹膜图像进行认证时，可能会因出现歪曲而给虹膜识别的认证率带来不好的影响。另外，可以将特别区域做成GUI，从而诱导使用者接近摄像头镜头，但在这样的情况下，会导致使用者不舒适或无法直观使用，必须要以不舒适的形态获得图像才能提高认证率，而在最近智能手机画面大型化的趋势下，预测这样的不便会越来越加剧。
图13是用于说明根据本发明一实施例的看智能手机显示器画面的同时拍摄虹膜图像时发生的缺点的示例。
如图13所图示，在注视智能手机正面时，拍摄虹膜的摄像头位置会位于显示器(LCD)的上方，从而上侧睫毛与眼帘会遮挡虹膜的上端部位。为了避免这一情况，把智能手机的显示器(LCD)向上抬高后对准眼部位置的话，使用者会很自然地往上瞅，从而挡住虹膜上端部位。而相反地，叫使用者用一般使用智能手机的姿势，将显示器(LCD)放低而对准眼部的位置的话，虽然可以减少眉毛遮挡虹膜的现象，但相当一部分虹膜的下段部分会被遮挡。
但是手附着型可穿戴设备的显示器画面相对要小，所以使用者在获得虹膜图像时，看的显示器画面的中央与拍摄部的距离为2-3cm以内，另外，使用者会凭直觉使自己的眼部整体进入显示器画面内。
图14是用于帮助理解根据本发明一实施例的在手附着型可穿戴设备使用者看显示器画面的同时拍摄虹膜图像的过程的示例。
如图14所图示，使用者凭直觉移动手附着型可穿戴设备，从而可获得可进行虹膜识别的虹膜图像。尤其是，室内外兼用拍摄部或室内外分离用拍摄部设置为位于为了可让使用者自然地看显示器画面的同时容易进行拍摄而所设定的角度，由此可以很容易地拍摄到虹膜识别所需的眼部区域的全部。
下面对上述手附着型可穿戴设备的显示器详细叙述。
就显示器而言，为了通过观看用拍摄部拍摄的虹膜图像来让使用者迅速移动手背或手腕型可穿戴设备至可获得良好图像的位置，可设置诸如冷反射镜(可见光线反射滤波器)或LCD、LED、OLED等显示器等。此时，可如图14所图示，在冷反射镜(可见光线反射滤波器)或LCD、LED、OLED等的显示器上制作假想的辅助线(guide line)或四边形、圆、椭圆等预先指定的图形等，使得使用者迅速获得良好的图像，从而可防止虹膜图像的歪曲或拍摄到模糊的虹膜图像。
在本发明中，尤其将室内外兼用拍摄部或室内外分离用拍摄部设置在位于为了让使用者自然地看显示器画面的同时拍摄到虹膜识别所需的虹膜图像(有可能包括整个眼部区域)而所设定的角度的显示器画面下端或、左侧或右侧位置，因此在费用方面或物理大小导致的空间制约方面来看，完全可以设置，所以在适用本说明时，不会有什么难点。
下面将具体说明，在上述手附着型可穿戴设备本身固有的特性中，考虑到使用者频繁地更换佩戴位置的特性的本发明的构成。
手附着型可穿戴设备，不论是手腕型还是指环型都与其他设备不同，使用时不会固定于一个位置，即，交替使用两只手或任意一个手指而使用的可能性也很高，不仅如此，不区分上下地佩戴的可能性也很高。
图15是用于帮助理解向上下方向改变根据本发明一实施例的手腕型可穿戴设备与指环型可穿戴设备时位置区分不易的示例。
如图15所图示，当改变上下方向而佩戴时，使用者不区分上下方向是否已发生变化，也不感到特别的不适感地利用手附着型可穿戴设备。
主要根据个人习惯(右撇子或左撇子)，决定手腕型可穿戴设备佩戴位置的情况很多。另外，不区分佩戴位置，双手交替使用的可能性也很高，不仅如此，不区分上下地佩戴的可能性也很高。
尤其，像指环型可穿戴设备，使用者不仅不区分上下，甚至不区分手指地佩戴的可能性也很高。
因此，如果全都针对特定方向的手而构成显示器位置及拍摄部位置的话，拍摄到上下颠倒的虹膜图像的可能性会非常高。
下面观察，通过识别手附着型可穿戴设备的佩戴位置变化，来防止所拍摄的虹膜图像改变的单元(以下称为‘佩戴位置确认部’)。
佩戴位置确认部可以构成为，为了防止手附着型可穿戴设备的上下颠倒导致拍摄的虹膜图像也改变180度从而进行虹膜识别时发生错误，将此提前告知使用者来使其手动变更，或能够利用感知上下颠倒的传感器来将拍摄的虹膜图像进行180度旋转后储存于存储器。
(T1)使用者通过标识符进行认知而手动变更的单元
在手附着型可穿戴设备的外部一侧形成选择表示作为可识别上下的标识符的颜色、文字、记号及标识中一个以上的构成而告诉使用者手附着型可穿戴设备已上下颠倒，从而由使用者直接改变手附着型可穿戴设备的位置或使用者将简单的密钥(key)或应用程序(Application program)载入于存储器，并通过对其进行操作来手动变更变更标识，从而使拍摄的虹膜图像旋转180度而进行储存。
((T2)利用感知上下颠倒的传感器的单元
在手附着型可穿戴设备的内侧或外侧选择设置重力传感器、陀螺传感器、压力传感器中的一个，当发生上下颠倒时，根据上述传感器发生的信号，在用手附着型可穿戴设备拍摄虹膜图像之前将上下颠倒这一事实通过扬声器进行告知的构成和在设置于手附着型可穿戴设备外部一侧的表示部上表示信息的构成中选择一个以上来加以构成，从而告知使用者，使其预先变更方向或构成旋转虹膜图像180度来进行储存的单元来进行变更。
另外，以上述传感器上发生的信号为基础，自动旋转所拍摄的虹膜图像180度后进行储存。
上述重力传感器为通过感知重力移动方向来发生信号的传感器，其构成为发生上下位置颠倒的现象时发生信号；陀螺传感器为感知倾斜度的传感器，可构成为通过感知倾斜度来发生信号。另外，压力传感器可构成为，在小长方体或圆柱形状的下部或上部固定设置可感知细微压力的小体积压力传感器，具有一定重量的球或轴承位于压力传感器的上部时，压力传感器工作。
下面具体叙述，考虑到上述手附着型可穿戴设备本身固有特性中使用者一旦佩戴就不会轻易取下的特性的本发明的构成。
手附着型可穿戴设备不同于其他设备，具有使用者一旦佩戴就不轻易取下的特性。因为一旦佩戴使用者就不会轻易取下，所以每次使用都要像智能手机一样进行持续获得认证的话，会感到非常不方便。另一方面，这样的特性决定了丢失或被盗的危险小，所以与其他设备不同，第一次使用时认证一次后，只要不取下手附着型可穿戴设备，即使不追加进行本人认证也可以安全使用，即有这样的优点。
如果像智能手机一样的终端机中，若使用只要以凭一次认证过程可利用几个电脑上的资源的SSO(单点登录(Single Sign-On)，统合认证)来维持对话期(session)、就不需要追加认证的方式，则当终端机丢失或被盗时，可能会发生与金融付款及身份确认相关的致命事故。而对于手附着型可穿戴设备来说，因为使用者不会轻易取下，所以丢失或被盗的危险性极低，当使用者有意识地取下手附着型可穿戴设备或无意间脱落时，利用判断手附着型可穿戴设备是否未佩戴的单元(以下称为‘佩戴感知确认部’)来感知这一状况，所以可以在维持高度安全性的同时，非常便利地进行使用。
再具体一点叙述的话，可以通过佩戴感知确认部来确认使用者是否佩戴手附着型可穿戴设备。其构成可以如下：如果通过虹膜识别第一次进行使用者认证后，只要使用者不取下，就在佩戴期间就不追加要求使用者认证，使其持续维持与物联网(IoT)设备的信息互传过程(维持对话期)，如果使用者取下，就解除与物联网(IoT)设备的信息互传过程(断开对话期)，并要求使用者重新认证。
下面观察一下识别手附着型可穿戴设备佩戴的佩戴感知确认部。
在手附着型可穿戴设备的带子一侧(内侧或外侧)除弹簧(Spring)、铰链(Hinge)等机械装置外同时设置磁铁传感器(Magnetic sensor)、静电传感器(Capacitive touchsensor)、温度传感器(Temperature sensor)、接近传感器(Proximity sensor)与可感知剪掉带子的连接线，从而感应手腕型可穿戴设备的佩戴，并将感知佩戴的传感器安装于手腕型可穿戴设备的壳体或带子上。
图16以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备的磁铁传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
如图16所示，如果使用者佩戴手附着型可穿戴设备，则磁铁传感器(1601、1606)与磁铁(1602、1607)结合并(相互的距离越近)发生信号(ON)，而在取下来则(相互的距离越远)信号消失(OFF)。
图17以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备静电传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
如图17图示，如果使用者佩戴手附着型可穿戴设备，则静电传感器(1701、1705、1710)与感应电极(1702、1706、1711)结合并产生静电的同时发生信号(ON)，而取下来，则静电消失的同时信号消失(OFF)。
图18以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备的温度传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
如图18所图示，使用者佩戴手附着型可穿戴设备，因手腕或手指的温度而带子温度上升的同时超过预先设置的基准值，则温度传感器(1801、1804、1808)感知这一情况并发生信号(ON),而如果取下来，则带子温度降低至预先设置好的基准值以下，从而信号消失(OFF)。
图19以图片示出的是根据本发明一实施例的由手附着型可穿戴设备的接近传感器构成的佩戴感知确认部的示例。
如图19所图示，如果使用者佩戴手附着型可穿戴设备，则接近传感器(1901、1904、1908)感知这一情况并发生信号(ON)，而如果取下来，则信号消失(OFF)。
此时，如果各传感器的连接线全部设置于一侧带子上而进行连接的话，则即使剪掉另一侧带子或不佩戴，同样也会感知为佩戴状态，因此构成为必须连接两侧带子所属的线，从而在一侧带子被剪掉或是否佩戴的情形下也能够准确把握佩戴与否。
下面具体叙述，考虑到在上述手附着型可穿戴设备本身的固有特性中使用者用作连接的设备(connected device)的可能性很高的特性的本发明的构成。
就手附着型可穿戴设备而言，使用为以通过像智能手机一样的各种物联网(IoT(Internet of Things:物联网))设备来进行实时相互传送交换而相互联动的方式加以利用的连接的设备(connected device)的可能性非常高，因此对安全问题非常敏感。
例如，以往智能手机因RGB摄像头、按键、音频接收器、照度传感器等聚集的终端结构，很难搭载可进行虹膜识别的专用摄像头模块。因此不是通过智能手机来实施虹膜识别，而是利用手附着型可穿戴设备进行虹膜识别而进行个人认证，并向智能手机通知认证事实来许可智能手机的使用。
下面观察手附着型可穿戴设备的用于虹膜识别的单元(以下称为‘虹膜识别部’)。
虹膜识别部包括测定所拍摄的虹膜图像是否具有符合虹膜识别的质量的装置、为了可以生成虹膜样板(template)而从拍摄到的虹膜图像中只提取虹膜的前处理装置、从虹膜图像中生成虹膜样板的单元。
在本发明中，虹膜样板是为了判断虹膜图像之间一致与否、为了实施虹膜相似度时使用而存储于存储器的虹膜图像格式(format)，虽然存有个人的固有生物体特性，但意味着为了记忆其的存储器大小比用摄像头测定的原本虹膜图像相对小的虹膜图像格式，就虹膜样板而言，为了提高认证时的处理速度并减小储存时存储器的用量，对虹膜图像用傅里叶变换或小波(wavelet)变换等进行加工。
具体观察虹膜识别过程的话，要经过以下过程：评价所拍摄的虹膜图像是否具备符合虹膜识别的质量基准(测定是否具备符合虹膜识别的质量的单元)；从所评价的虹膜图像中只提取虹膜以便能够生成虹膜样板(前处理单元，可省略前处理单元)；从上述提取的虹膜生成虹膜样板(生成虹膜样板的单元)。此时，虹膜图像的质量基准中可以包含包括虹膜图像的清晰度、遮挡(Occlusion)等在内的自身质量评价基准信息。
关于本发明中测定虹膜图像质量的技术构成，在本发明的申请人申请专利而授权的登记专利公报第10-1030652号中有具体公开，因此本说明书中将省略更仔细的记载。
如上所述，之前的虹膜识别技术是已公知的技术，所以将省略更加仔细的说明。
因此，在本发明中，只要符合，拍摄虹膜图像后、从拍摄到的虹膜图像生成虹膜样板、利用生成的虹膜样板实施虹膜识别的本发明的目的与宗旨，则使用任何虹膜识别技术都无妨。为了叙述的便利性，在本发明中将上述虹膜图像或虹膜样板定义为‘虹膜图像信息’。
下面观察，手附着型可穿戴设备与其他设备的通信过程中所需的用于安全的单元(以下称为‘安全强化部’)。
图20是用于帮助理解根据本发明一实施例的手附着型可穿戴设备与IoT设备之间通信过程的示例。
如图20所图示，手附着型可穿戴设备拍摄使用者的虹膜图像，从拍摄到的虹膜图像中通过虹膜识别部生成虹膜图像信息并获得认证后，实施与IoT设备的通信。此时，IoT设备不仅包括现有的PC等电脑，还包括诸如智能手机或平板电脑等移动设备(MobileDevice)、门锁等安全设备(Security Device)、如汽车(Vehicle)等运输设备、医院使用的各种医疗设备(Medical Device)等可以实现物联网的所有设备。此时的通信主要使用后述的无线通信。
图21是用于说明根据本发明一实施例的手附着型可穿戴设备的安全强化部构成的示例。
如图21图示，安保强化部包括对手附着型可穿戴设备与IoT设备在信息收发过程中所使用的虹膜图像信息进行加密的单元(以下称为‘虹膜加密模块’)、对手附着型可穿戴设备的可识别的信息进行加密或对把握手附着型可穿戴设备的使用时间及位置的信息进行加密的单元(以下称为‘设备加密模块’)、及与IoT设备进行通信的单元(以下称为‘通信模块’)。
虹膜加密模块(2101)通过在虹膜图像信息中***从IoT设备生成并传递的令牌(token)或密钥(key)，来执行虹膜图像信息加密。尤其为了防止在相互收发信息的过程中对虹膜图像进行造假的尝试，***特别的数码水印(digital watermark)于虹膜图像信息。此时，为了不流出数码水印的***过程，优选具有防止外部入侵的硬件上的保护措施。
设备加密模块(2102)在相互收发信息的过程中，为了确认手附着型可穿戴设备是否为直接传送的正当装置，从终端机的固有编号、个人识别编号、OTP(一次性密码，onetime password)中任选一个以上而进行加密。此时，在虹膜加密模块进行虹膜图像信息加密时，可以附加上述终端机的固有编号、个人识别编号、OTP中的任何一个以上而进行加密。
另外，可以对手附着型可穿戴设备拍摄或生成虹膜图像信息的时间或拍摄与生成发生的的位置信息一起进行加密。
从IoT设备生成而传递的令牌或密钥传送过来时，可相互比较时间，当判断为超过了一定时间时，可以中断信息收发过程(中断对话期)。另外，通过利用GPS信息的绝对位置信息或利用基于终端机所连接的基站或无线AP固有编号的相对位置信息，若判断为脱离了事先设定的位置，则可以中断信息收发过程(中断对话期)。
通信模块(2103)与IoT设备收发通信，尤其因为手附着型可穿戴设备的特性，其主要使用无线通信。
另外，通过前面所述的佩戴感知确认部，可以确认使用者是否佩戴手附着型可穿戴设备。构成为：如果通过虹膜识别第一次进行使用者认证后，使用者不解除佩戴，则在佩戴的期间不再要求使用者认证，并使其持续维持与IoT设备的信息收发过程(维持对话期)，当使用者解除佩戴，就解除与IoT设备的信息收发过程(中断对话期)，并要求再次进行使用者认证。
本发明中的无线通信均包括利用诸如一般使用的因特网、内网、移动通信网、卫星通信网等各种无线通信技术可用因特网协议来收发数据的通信和、最近广泛应用的近距离无线通信。
尤其，近距离无线通信意味着开启汽车车门或启动汽车时主要使用的LF通信、通信设备上主要用到的蓝牙(Bluetooth)、NFC(近场通讯，Nearfield Communication)、Wi-Fi、Wi-Fi直连(Wi-Fi Direct)等通信单元。
上述IoT设备可具备用于近距离无线通信的近距离无线通信芯片。另外，作为基本还要具备可收发加密信息的通信单元与解读密码的译码单元、确认收发的信息是否为准确的信息的单元，而大部分IoT设备上都以软件形式具备或可以具备。
IoT设备不仅包括现有的PC等电脑，还包括智能手机或平板电脑等移动设备(Mobile Device)、门锁等安全设备(Security Device)、汽车(Vehicle)等运输设备、医院使用的各种医疗设备(Medical Device)等可以实现物联网的所有设备。
(产业上的可利用性)
本发明涉及一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，具体来说涉及具备电子零件壳体与缠绕手腕或手指的带子的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，具体来说，提供一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，上述手附着型可穿戴设备的特征在于，包括：室内外兼用拍摄部或室内外分离用拍摄部，用于在室内及室外拍摄降低了反射噪声的虹膜图像并设置在上述壳体的一侧；设置于上述壳体的一侧而用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；对登记而储存的虹膜图像信息与拍摄到的虹膜图像信息进行比较来实施虹膜识别的虹膜识别部，从而不仅在室内，在室外也能实施虹膜识别而进行个人认证，因此产业上的利用可能性高。

Claims (45)

1.一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其具有电子零件壳体与缠绕手腕或手指的带子，其特征在于，包括：
室内外兼用拍摄部，其用于在室内及室外拍摄反射噪声降低的虹膜图像并设置在上述壳体的一侧；
设置于上述壳体的一侧而用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；以及
对登记而储存的虹膜图像信息与所拍摄的虹膜图像信息进行比较而实施虹膜识别的虹膜识别部。
2.一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其具有电子零件壳体与缠绕手腕或手指的带子，其特征在于，包括：
室内外分离用拍摄部，其用于在室内及室外拍摄反射噪声降低的虹膜图像并设置在上述壳体的一侧；
设置于上述壳体的一侧而用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；以及
对登记而储存的虹膜图像信息与所拍摄的虹膜图像信息进行比较而实施虹膜识别的虹膜识别部。
3.一种可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其具有电子零件壳体与缠绕手腕或手指的带子，并包括：
镜头，其用于在室内及室外调节光量而接收反射噪声降低的虹膜图像；
图像传感器，其用于感知通过镜头输入的虹膜图像；
存储器，其用于储存由图像传感器感知的虹膜图像；
带通滤波器(band-pass filter)，其设置于图像传感器前端而使700nm-900nm波长段通过；
设置于上述镜头的拍摄工作部；
设置于上述壳体一侧而用于清晰地拍摄虹膜图像的红外线照明；以及
对登记而储存的虹膜图像信息与所拍摄的虹膜图像信息进行比较而实施虹膜识别的虹膜识别部。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，还包括可对所拍摄的虹膜图像进行确认的显示器。
5.根据权利要求1到3中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，还包括通过识别手附着型可穿戴设备的佩戴位置的改变来防止拍摄的虹膜图像改变的佩戴位置确认部。
6.根据权利要求1到3中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，还包括用于感知手附着型可穿戴设备佩戴与否的佩戴感知确认部。
7.根据权利要求1到3中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，还包括用于在手附着型可穿戴设备与其他设备进行通信期间维持安全的安全强化部。
8.根据权利要求1所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述室内外兼用拍摄部由室内外兼用滤波器拍摄部或室内外兼用滤波器拍摄部上结合了拍摄工作部的结构组成。
9.根据权利要求8所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述室内外兼用滤波器拍摄部包括：
镜头，其构成为设置于图像传感器前端而具有拍摄使用者整个眼睛区域的视角；
图像传感器，其设置于镜头后端而用于感知通过镜头输入的虹膜图像；
用于储存所拍摄的虹膜图像的存储器；以及
带通滤波器(band-pass filter)，其设置于图像传感器前端并使用亚太阳辐射照度波长带(920-1,500nm)的全部或一部分。
10.根据权利要求2所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述室内外分离用拍摄部由室内外分离用滤波器拍摄部或室内外分离用滤波器拍摄部与拍摄工作部结合的结构组成。
11.根据权利要求10所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述室内外分离用滤波器拍摄部包括：
用于接收虹膜图像的镜头；
用于感知通过镜头输入的虹膜图像的图像传感器；
用于储存所感知的虹膜图像的存储器；以及
为了室内拍摄虹膜图像时和室外拍摄虹膜图像时分离使用而设置于图像传感器前端的相互不同的带通滤波器(band-pass filter)。
12.根据权利要求11所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述室内拍摄虹膜图像时使用的带通滤波器是设置于图像传感器前端的使700nm-900nm波长段通过的带通滤波器(band-pass filter)。
13.根据权利要求11所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述室外拍摄虹膜图像时使用的带通滤波器是设置于图像传感器前端的使亚太阳辐射照度波长带(920-1,500nm)的全部或一部分波长段通过的带通滤波器(band-passfilter)。
14.根据权利要求9或13中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述亚太阳辐射照度波长带(920-1,500nm)的一部分由属于亚太阳辐射照度波长带(920-1,500nm)范围的任意大小的波长段或任意波长组成。
15.根据权利要求14所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述任意大小的波长段及任意波长由辐射照度的强度降低所设定的基准值以上的波长段的范围及带通滤波器(band-pass filter)的允许波长范围确定。
16.根据权利要求14所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述属于亚太阳辐射照度波长带(920-1,500nm)的任意大小的波长段包括在920-960nm波长段、1,110-1,160nm波长段及1,300-1,500nm波长段中的一个以上的波长段。
17.根据权利要求14所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述属于亚太阳辐射照度波长带(920-1,500nm)范围的任意波长包括920-960nm波长段、1,110-1,160nm波长段以及1,300-1,500nm波长段中的一个以上的波长段。
18.根据权利要求3、8和10中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述拍摄工作部构成为能够移动镜头以便适合于近距离拍摄环境与远距离拍摄环境。
19.根据权利要求3、8和10中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述拍摄工作部由从单线圈工作部、多线圈工作部及镜头磁铁工作部中选择的一个构成。
20.根据权利要求19所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述单线圈工作部构成为：在远距离拍摄环境下线圈中不通电，而维持由板簧固定的状态，而在近距离拍摄环境下，向一个线圈通一定量的电流而将镜头向使用者眼睛方向推上。
21.根据权利要求19所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述多线圈工作部构成为：在远距离拍摄环境下，向一侧线圈(线圈1)或另一侧线圈(线圈2)通电而使一侧线圈(线圈1)推磁铁或使另一侧线圈(线圈2)拉磁铁，从而使镜头位置向下移动，而在近距离拍摄环境下，以相反的方式，向一侧线圈(线圈1)或另一侧线圈(线圈2)通电而使一侧线圈(线圈1)拉磁铁或使另一侧线圈(线圈2)推磁铁，从而使镜头向使用者眼睛方向推上。
22.根据权利要求19所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述镜头磁铁工作部构成为：在远距离拍摄环境下，由板簧固定镜头，而在近距离拍摄环境下，通过向线圈通电来产生磁场，使附着于镜头的磁铁移动，由此使镜头向使用者眼睛方向向上移动。
23.根据权利要求19所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述镜头磁铁工作部在远距离拍摄环境下由板簧固定而消除电流消耗，从而将待机状态的电流消耗抑制在最小程度。
24.根据权利要求1或2中任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述室内外兼用拍摄部或室内外分离用拍摄部具有可将室内及室外区分而选择的环境选择模式。
25.根据权利要求24所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述环境选择模式可根据使用者的判断进行手动转换，或着具备测定光强的光传感器或辐射照度测定装置而自动转换。
26.根据权利要求4所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述显示器使用从用于防止虹膜图像失真地或虹膜图像模糊地拍摄的假想的辅助线(guideline)、四边形、圆、椭圆及事先指定的图形中选择的一个。
27.根据权利要求4所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其设定为：在上述显示器画面下端、左侧及右侧中的一个位置设置室内外兼用拍摄部或室内外分离用拍摄部，使得使用者易于拍摄虹膜图像。
28.根据权利要求5所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述佩戴位置确认部由使用者通过标识认知后进行手动变更，或着包括感知上下颠倒的传感器。
29.根据权利要求28所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述使用者通过标识认知后进行手动变更指的是，构成为在手附着型可穿戴设备的外部一侧形成可识别上下的标识符而供使用者进行变更。
30.根据权利要求29所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述使用者通过标识认知后进行手动变更指的是，使用者直接变更手附着型可穿戴设备的位置，或着使用者将简单的密钥或应用程序(Application program)搭载于存储器上而以手动变更它们的操作。
31.根据权利要求29所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述标识符是选择并表示颜色、文字、记号及标识中的一个以上而构成的。
32.根据权利要求28所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，利用上述感知上下颠倒的传感器的单元根据传感器中发生的信号在用手附着型可穿戴设备拍摄虹膜图像前通过扬声器语音通知上下颠倒或在设置于手附着型可穿戴设备外部一侧的显示部用信息进行显示。
33.根据权利要求32所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述传感器是在重力传感器、陀螺传感器、压力传感器中选择任一个而构成的。
34.根据权利要求6所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述佩戴感知确认部构成为在手附着型可穿戴设备的壳体或带子上安装传感器来感知佩戴。
35.根据权利要求6所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其中，上述佩戴感知确认部构成为：使用者认证(虹膜识别)后，在使用者佩戴手附着型可穿戴设备期间，维持当前的使用者认证状态，不要求追加的使用者认证，而如果使用者解除佩戴，则需要重新进行使用者认证。
36.根据权利要求34所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述感知佩戴的传感器由弹簧(Spring)、铰链(Hinge)、磁铁传感器、静电传感器、温度传感器、接近传感器中的一个以上构成。
37.根据权利要求7所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述安全强化部包括：
对在手附着型可穿戴设备与物联网(IoT)设备的信息通信(信息收发)过程中用到的虹膜图像信息进行加密的虹膜加密模块；以及
与物联网(IoT)设备通信的通信模块。
38.根据权利要求7所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述安全强化部还包括对手附着型可穿戴设备的可识别的信息、把握手附着型可穿戴设备的使用时间、位置的信息中的一个以上进行加密的设备加密模块。
39.根据权利要求37所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述虹膜加密模块将由物联网(IoT)设备生成并传来的令牌或密钥***于虹膜图像信息而对虹膜图像信息进行加密。
40.根据权利要求37所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述虹膜加密模块为了强化虹膜图像信息的安全，用数码水印进行加密。
41.根据权利要求38所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述手附着型可穿戴设备的可识别的信息从设备的固有编号、个人识别编号、OTP(one timepass word)中选择任一个以上而构成。
42.根据权利要求38所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，把握手附着型可穿戴设备的使用时间的信息是由物联网(IoT)设备生成并传递的令牌或密钥传递来时，通过相互比较时间而经过的时间信息。
43.根据权利要求38所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述把握手附着型可穿戴设备的位置的信息是利用终端机所连接的基站或无线AP的固有编号的相对位置信息或利用GPS信息的绝对位置信息。
44.根据权利要求38所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述设备加密模块在加密了的虹膜图像信息上附加手附着型可穿戴设备的固有编号、个人识别编号、OTP(one time password)、拍摄或生成虹膜图像信息的时间及对虹膜图像信息的拍摄和生成发生的场所的位置信息中的一个以上而进行加密。
45.根据权利要求1到3、8到13、15到17、20到23以及25到44中的任意一项所述的可在室外及室内进行虹膜识别的手附着型可穿戴设备，其特征在于，上述手附着型可穿戴设备是佩戴于手腕的可穿戴设备或佩戴于手指的可穿戴设备。
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