CN108764055A - 生物体拍摄装置、及生物体拍摄方法 - Google Patents

生物体拍摄装置、及生物体拍摄方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种生物体拍摄装置、及生物体拍摄方法，生物体拍摄装置具有：照射部，向生物体的第1部位照射平行光；拍摄部，拍摄上述第1部位、及和上述第1部位连接的第2部位。

Description

生物体拍摄装置、及生物体拍摄方法
本申请为2011年5月19日申请的、申请号为201180024826.6的、发明名称为“生物体拍摄装置、及生物体拍摄方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种生物体拍摄装置、及生物体拍摄方法。
背景技术
使用手指的拍摄图像认证个人的生物体认证技术，作为将指纹等表皮的纹路、血管图案和提前登录的信息对照的方式为世人所知。
这种生物体认证技术的一例在专利文献1中被记述。
图10是专利文献1的发明的框图。
在专利文献1的发明中，进行利用了手指的血管图案的个人认证时，将作为认证对象的手指放置于红外光源310、320和红外线透光滤波器340之间。通过微机37驱动驱动电路360使红外光源310开灯时，红外光被血液的血红蛋白吸收，因此经由透镜340，在图像传感器350上成像血管图案。此外，红外线透光滤波器330具有以下特性：为获得血管图案，截断变为噪点的可视光，仅使含有血管图案的红外光透过。另一方面，在进行利用了指纹图案的个人认证时，将作为认证对象的手指放置在和利用了手指的血管图案的个人认证相同的位置。使红外光源310关灯后，手指的表面经由透镜340成像在图像传感器350上。由图像传感器350拍摄的血管图案或者指纹图案被光电变换，成为电子信号，取入到微机370。此外，红外光源320在为获得指纹图案所需的充分亮度的目的下开灯。
该专利文献1的发明是切换照射的光源并使血管和指纹分别以一个拍摄单元拍摄的个人认证装置。
并且，专利文献2公开了具有下述拍摄部的生物体图像输入装置：向手指内部入射红外光，使用其散射光拍摄手指的指纹图像及血管图像。该生物体图像输入装置如下构成：在拍摄部的光入射侧具有窗体材料，该窗体材料由光纤板和比其厚度大的透明板并列放置而构成，使指尖部的指纹与在窗体材料的光纤板一侧接触，经由窗体材料的光纤板一侧拍摄指纹图像，并且经由窗体材料的透明板一侧拍摄血管图像。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－234040号公报
专利文献2：日本特开2009－69981号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，上述专利文献所公开的发明存在以下问题。
首先，专利文献1的发明中，可获得比反射光方式对比度更好的血管图像，但必须将光源配置在手指上或侧面，装置变大。并且，存在光源成为障碍，难以放置手指，操作性变差的问题。
进一步，专利文献1的发明中存在以下问题：对指纹图像的拍摄和血管图像的拍摄必须切换光源分别来进行，无法一次进行指纹图像的拍摄和血管图像的拍摄，为获得用于认证的信息耗费时间。
并且，专利文献2的发明存在以下问题：其构造是使手指接触板、透明板，读取指纹和血管，因接触而使血管被压迫，血液逃逸，难以获得血管图像。
因此，本发明鉴于以上问题而出现，其目的在于提供一种无需切换光源、可同时拍摄手指的血管和指纹的图像的生物体拍摄装置、及生物体拍摄方法。
用于解决问题的方法
解决上述问题的本发明是一种生物体拍摄装置，具有：照射部，向生物体的第1部位照射平行光；拍摄部，拍摄上述第1部位、及和上述第1部位连接的第2部位。
解决上述问题的本发明是一种生物体拍摄方法，向生物体的第1部位照射平行光，同时拍摄上述第1部位、及与上述第1部位连接的第2部位。
发明效果
根据本发明，无需切换光源，可同时拍摄手指的血管和指纹的图像。
附图说明
图1是本实施方式中的个人认证装置的框图。
图2是第1实施方式中的指纹及血管的拍摄及对照的动作流程图。
图3是实施例1的生物体拍摄装置的透视图。
图4是用于说明实施例1的图。
图5是生物体拍摄装置的纵向截面图。
图6是表示由实施例1的生物体拍摄装置拍摄的指纹图像和血管图像的一例的图。
图7是表示对由实施例1的生物体拍摄装置拍摄的指纹图像进行了图像处理的一例的图。
图8是表示对由实施例1的生物体拍摄装置拍摄的血管图像进行了图像处理的一例的图。
图9是其他实施方式中的个人认证装置的框图。
图10是用于说明本发明相关的技术的图。
附图标记
1 点光发生光源
2 拍摄部
3 拍摄控制部
4 图像处理部
5 对照部
6 显示部
具体实施方式
说明本发明的实施方式。
本发明的实施方式是以下例子：将本发明的生物体拍摄装置适用于拍摄生物体、例如人的手指的指纹、血管的个人认证装置。
图1是本实施方式中的个人认证装置的框图。如图1所示，第1实施方式中的个人认证装置具有：点光发生光源1、拍摄部2、拍摄控制部3、图像处理部4、对照部5、显示部6。
点光发生光源1设置在和手指FG不接触的位置上，对手指FG的远位指节间关节(第一关节)和指尖端之间的指纹部位整体，以基本平均的辉度对指纹部位点状照射平行光。其中，平行光是指对指纹部位(指纹部位的表面)以基本相同的角度平均照射的光。并且，点光发生光源1为拍摄作为手指FG的皮肤表面的凹凸的指纹，期望尽可能出现皮肤表面凹凸形成的阴影，因此优选从一个方向进行照射。
点光发生光源1的点光优选已知易于透过人体骨骼以外的身体组织的波长1000到600nm附近的波长成分，点光发生光源例如由卤素灯、氙灯和透镜构成，或者由透镜附属的具有对应波长内的发光特性的LED等构成。
拍摄部2由CCD、CMOS等图像传感器及控制***、在图像传感器上成像手指的指纹图像和血管图像的透镜光学***等构成。其中，拍摄部2以对手指FG的远位指节间关节(第一关节)和指尖端之间的指纹部位的来自点光发生光源1的照射光形成的反射光为主，拍摄手指FG的远位指节间关节(第一关节)和指尖端之间的指纹部位的指纹，从点光发生源1照射到指纹部位的光通过手指FG内部散射并传播，通过从远位指节间关节(第一关节)和近位指节间关节(第二关节)之间的表面逸出的(放射的)散射光，拍摄血管图像。并且，指纹图像和血管图像同时由拍摄部2拍摄。并且，拍摄部2和点光发生光源1一样，设置在不和手指FG接触的位置。
拍摄控制部3控制拍摄部2的拍摄的同时，使拍摄部2的信号数据化，向图像处理部4发送指纹图像和血管图像。
图像处理部4从由拍摄控制部3取得的指纹的图像数据中，提取指纹的中心，根据手指FG的外形测定手指的中心偏移。并且，检测手指的旋转量，通过该旋转量在显示部6上显示手指的正确的位置修正信息，催促接受认证的被认证者进行手指的正确位置修正。进一步，图像处理部4从手指FG被修正到正确位置并由拍摄部2拍摄的图像数据中，提取指纹及手指血管的图像特征，将提取的图像特征数据输出到对照部5。
对照部5存储被认证者的指纹及手指血管的图像特征，对照存储的被认证者的指纹及手指血管的图像特征和来自图像处理部4的指纹及手指血管的图像特征，进行认证。
此外，在图像处理部4或对照部5中，记录将被认证者的手指提前旋转并登录的多个参照数据(指纹及手指血管的图像特征)，选出与通过图像处理部4提取的指纹及手指血管的图像特征近似的旋转量的数据，与该指纹及手指血管的图像特征进行对照。
接着说明第1实施方式中的指纹及血管的拍摄及对照的动作。
图2是表示第1实施方式中的指纹及血管的拍摄及对照的动作流程图。
首先，点光发生光源1针对比手指FG的远位指节间关节(第一关节)靠上的指纹部位整体，以平均的辉度点状照射平行光(步骤100)。
拍摄部2通过拍摄控制部3拍摄包括从手指FG的近位指节间关节(第二关节)到指尖的指纹、血管的部分(步骤101)。其中，手指FG的远位指节间关节(第一关节)和指尖端之间的指纹部位以照射光形成的反射光为主被拍摄。另一方面，手指FG的远位指节间关节(第一关节)和近位指节间关节(第二关节)之间及关节附近的皮肤下方存在较粗的血管。在该部位，由点光发生光源1照射到指纹部位的光在手指内散射，并在手指内传播，从表皮放射，血管图像被拍摄。此外，指纹图像和血管图像同时被拍摄。
拍摄控制部3使拍摄部2的信号数据化，向图像处理部4输出指纹图像和血管图像(步骤102)。
图像处理部4提取指纹的中心，通过手指的旋转量，判断被认证者的手指FG是否是在适合对照的位置被拍摄的(步骤103)。
被认证者的手指FG未放置在适于对照的正确位置时，图像处理部4在显示部6上催促被认证者进行手指的正确位置校正。例如，提前登录多个要显示给被认证者的“请倾斜手指。”、“请向右倾斜。”、“请向左倾斜。”等的引导的图像，通过手指的旋转量显示适当的引导的图像(步骤104)。
图像处理部4从手指FG被修正到正确位置并由拍摄部2拍摄的图像数据中，提取指纹及手指血管的图像特征，将提取的图像特征数据输出到对照部5(步骤105)。
对照部5根据来自图像处理部4的指纹及手指血管的图像特征，进行对照(步骤106)。
如上所述，第1实施方式具有下述效果。
在第1实施方式中，对手指的指纹部位点状照射平行光，通过一个拍摄部同时拍摄从指纹部位在手指内部散射传播并从远位指节间关节(第一关节)和近位指节间关节(第二关节)之间的表皮逸出的(放射的)的散射光形成的血管图像、及在手指的指纹部分由点状平行光所形成的指纹图像，因此可通过简单的构造短时间内进行对照处理(个人认证)。
并且，通过对指纹部位点状照射的平行光，通过指纹的凹凸易于形成阴影，可获得比散射光对比度更好的指纹图像。
进一步，在第1实施方式中，根据同时拍摄的指纹图像求出指纹中心，从而检测手指的倾斜(旋转)量，显示催促被验人进行手指倾斜的校正的引导并进行再次拍摄，或者与提前旋转并登录的参照数据进行对照，因此可以较高精度进行个人认证。
实施例1
接着说明和第1实施方式对应的具体实施例1。
图3是实施例1的生物体拍摄装置的透视图。
实施例1的生物体拍摄装置如图3所示，其构成是：设置在生物体拍摄装置内部配置的拍摄部2，相对该拍摄部2，将手指指纹及手指血管图案的拍摄区域引导到适于拍摄的位置的指尖引导器102、指根引导器103，设置在拍摄部2的上部。此外，使用者(被认证者)的手指中，为使至少成为拍摄对象的指纹部位及远位指节间关节(第一关节)和近位指节间关节(第二关节)之间的表皮部位不被压迫，与任意部件均不接触，与这些部位对应的部分设为开口。
其中，在进行手指的拍摄时，在指尖引导器102上放置使用者(被认证者)的手指的前端，并且在指根引导器103上放置该手指的根部(指根部)，从而使使用者的手指引导到适于拍摄部2的拍摄的位置。
指尖引导器102及指根引导器103通过拍摄单元104拍摄使用者的手指的指纹及血管图案时，如图4所示，手指的前端放置在指尖引导器102上、并且同一手指的根部放置在指根引导器103上，从而使手指的拍摄区域引导到可拍摄的位置。
其中，包括生物体拍摄装置的拍摄部2的纵向截面图如图5所示。并且，为便于说明，也记载了设置在外部的拍摄控制部3、图像处理部4、对照部5、显示部6。
点光发生光源1如上所述，和手指FG非接触地设置，设置在下述位置：对使用者的手指的远位指节间关节(第一关节)和指尖端之间的指纹部位整体以基本平均的辉度、可将平行光点状地从一个方向照射指纹部位的位置。
并且，实施例1的生物体拍摄装置为使血管被压迫时血液不逃逸，使使用者(被认证者)的手指的作为拍摄对象的部位、即指纹部位、及远位指节间关节(第一关节)和近位指节间关节(第二关节)之间的部位(拍摄手指血管的图像的部位)保持与任意材料均非接触的状态，使指纹部位、及远位指节间关节(第一关节)和近位指节间关节(第二关节)之间的部位(拍摄手指血管的图像的部位)对应的部分开口。
通过实施例1的生物体拍摄装置拍摄的使用者(被认证者)的指纹及血管图案的一例如图6所示。
如图6所示，可知通过对手指的指纹部位点状照射平行光，在手指的指纹部位的表面反射的反射光形成的指纹图像、及该照射光在手指内部传播并放射的放射光形成的血管图像，通过一个拍摄部被同时拍摄。
并且，图7、8表示：对图6所示的生物体拍摄图像进行了噪点去除、频率滤波器引起的图像增强、增益调节引起的图像增强等图像处理的指纹图像及血管图像。
如图7的图像处理后的指纹图像所示，可知通过点状照射指纹部位的平行光，因指纹的凹凸而易于形成阴影，可获得比散射光对比度更好的指纹图像。并且，如图8的图像处理后的血管图像所示，可知通过从远位指节间关节(第一关节)和近位指节间关节(第二关节)之间的表皮逸出的(放射的)散射光，可获得血管图案明晰的图像。
接着说明本发明的其他实施方式。
作为本发明的其他实施方式，其基本构成如上述实施方式所示，但为了拍摄较稳定的血管图像，对光源进行了改进。其构成如图9所示。
在其他实施方式中，除了上述实施方式外，其特征在于设置辅助光源10。辅助光源10设置在手指FG的近位指节间关节(第二关节)的手指FG的根部一侧的附近，将光照射到手指内部。
仅通过指尖的点光发生光源1也可从第一关节和第二关节之间观测到散射光，但存在手指的根部一侧变暗的问题，通过该辅助光源可获得改善。
上述实施方式的一部分或全部可如下记述，但不限于此。
(附记1)一种生物体拍摄装置，具有：
照射部，向生物体的第1部位照射平行光；
拍摄部，拍摄上述第1部位、及和上述第1部位连接的第2部位。
(附记2)根据附记1所述的生物体拍摄装置，
第1部位是远位指节间关节和指尖端之间的指纹部位，
第2部位是近位指节间关节和远位指节间关节之间的部位。
(附记3)根据附记1或附记2所述的生物体拍摄装置，
上述照射部照射含有600nm到1000nm波长的光。
(附记4)根据附记1至附记3的任意一项所述的生物体拍摄装置，
上述第1部位和上述第2部位保持在与任意部件均不接触的位置。
(附记5)根据附记1至附记4的任意一项所述的生物体拍摄装置，
上述拍摄装置通过由上述照射部照射并由上述第1部位的表面反射的反射光、及由上述照射部照射并在上述第2部位的内部传播并放射的放射光，拍摄上述第1部位和上述第2部位。
(附记6)根据附记1至附记5的任意一项所述的生物体拍摄装置，
具有向第3部位照射光的第2照射部，该第3部位与上述第1部位相反一侧的上述第2部位连续。
(附记7)一种生物体拍摄方法，
向生物体的第1部位照射平行光，
同时拍摄上述第1部位、及与上述第1部位连接的第2部位。
(附记8)根据附记7所述的生物体拍摄方法，
第1部位是远位指节间关节和指尖端之间的指纹部位，
第2部位是近位指节间关节和远位指节间关节之间的部位。
(附记9)根据附记7或附记8所述的生物体拍摄方法，
上述平行光的波长是600nm到1000nm的波长。
(附记10)根据附记7至附记9的任意一项所述的生物体拍摄方法，
上述第1部位和上述第2部位在与任意部件均不接触的位置被拍摄
(附记11)根据附记7至附记10的任意一项所述的生物体拍摄方法，
通过照射平行光并在上述第1部位的表面反射的反射光、及照射平行光并在上述第2部位的内部传播并放射的放射光，拍摄上述第1部位和上述第2部位。
(附记12)根据附记7至附记11的任意一项所述的生物体拍摄方法，
进一步向第3部位照射光，该第3部位与上述第1部位相反一侧的上述第2部位连续。
(附记13)一种生物体拍摄装置，具有：
保持单元，至少在手指的远位指节间关节和上述手指的前端之间的指纹部位、及上述手指的近位指节间关节和上述手指的远位指节间关节之间的血管部位不与任意部件接触的状态下，保持上述手指；
照射部，设置在保持的手指的下方，向上述指纹部位照射平行光；
拍摄部，设置在保持的手指的下方，通过上述照射的光至少同时拍摄上述指纹部位和上述血管部位。
(附记14)根据附记13所述的生物体拍摄装置，
上述照射部照射包括600nm到1000nm的波长的光。
以上列举优选实施方式及实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式及实施例，在其技术思想范围内可进行各种变形并实施。
本申请要求以2010年5月19日申请的日本申请特愿2010－115362号为基础的优先权，在此包含了其全部公开内容。

Claims (8)

1.一种生物体拍摄装置，其中，具有：
一个照射部，向手指的远位指节间关节和指尖端之间的第1部位点状照射平行光；
拍摄部，通过反射光拍摄上述第1部位的指纹图像，并且通过散射光拍摄在近位指节间关节和远位指节间关节之间的第2部位的血管图像，上述反射光是由上述一个照射部向上述第1部位点状照射的上述平行光在上述第1部位反射而得到的光，上述散射光是由上述一个照射部向上述第1部位点状照射的上述平行光在上述手指的内部散射传播且从所述第2部位放射而得到的光。
2.根据权利要求1所述的生物体拍摄装置，其中，
上述照射部照射含有600nm到1000nm波长的光。
3.根据权利要求1所述的生物体拍摄装置，其中，
上述第1部位和上述第2部位保持在与任意部件均不接触的位置。
4.根据权利要求1所述的生物体拍摄装置，其中，
具有向第3部位照射光的第2照射部，该第3部位与上述第1部位相反一侧的上述第2部位连续。
5.一种生物体拍摄方法，其中，
通过一个照射部，向手指的远位指节间关节和指尖端之间的第1部位点状照射平行光，
通过反射光拍摄上述第1部位的指纹图像，并且通过散射光拍摄在近位指节间关节和远位指节间关节之间的第2部位的血管图像，上述反射光是由上述一个照射部向上述第1部位点状照射的上述平行光在上述第1部位反射而得到的光，上述散射光是由上述一个照射部向上述第1部位点状照射的上述平行光在上述手指的内部散射传播且从所述第2部位放射而得到的光。
6.根据权利要求5所述的生物体拍摄方法，
上述平行光的波长是600nm到1000nm的波长。
7.根据权利要求5所述的生物体拍摄方法，
上述第1部位和上述第2部位在与任意部件均不接触的位置被拍摄。
8.根据权利要求5所述的生物体拍摄方法，
通过第2照射部向第3部位照射光，该第3部位与上述第1部位相反一侧的上述第2部位连续。
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