CN1716279A - 手掌认证用图像捕获设备 - Google Patents

Abstract

一种手掌认证用图像捕获设备，其捕获手掌认证中所使用的手掌的图像。为了将用户的手掌正确地引导到图像捕获区域中，在用于捕获手掌图像的非接触传感器单元的一侧提供前导板，该前导板用于支撑要由非接触传感器单元进行图像捕获的手的手腕。当对用于手掌认证的手掌进行图像捕获时，前导板使得可以将手掌自然地引导到传感器单元的图像捕获区域中。因为前导板支撑手腕，所以手掌可正确地定位在传感器单元的图像捕获区域中。

Description

手掌认证用图像捕获设备

技术领域

本发明涉及一种手掌认证用图像捕获设备，该图像捕获设备用于捕获手掌(个人认证中所使用的人体一部分)的图像，更具体地，涉及一种即使对非惯常用户(unaccustomed user)也可正确捕获手掌图像、并容易地提取手掌特性来进行手掌认证的图像捕获设备。

背景技术

可使用人体的许多部分(例如指纹、视网膜、面容、血管)来鉴别每个人。伴随着生物测量学方面的技术发展，已经为通过识别人体的这些部分的特征的个人认证提供了多种设备。其中，从个人认证的可靠性的角度出发，手掌脉管或者手掌纹型因其可获得大量个人特征数据而适宜应用。

具体而言，已知每个人的脉管(血管)图案(pattern)从其胎儿时期开始，终其一生都不会改变，并且在世界上没有哪个人会具有等同的图案。因此，在个人认证中适宜采用脉管图案。图20到23是示出了常规的手掌认证技术的解释性示图。如图20中所示，在注册或者认证时，用户将其手掌110靠近图像捕获设备100。图像捕获设备100放射近红外线辐射，照射在手掌110上。随后，图像捕获设备100使用传感器接收从手掌110反射的近红外线。

如图21所示，血管112中流动的红血球中的血红蛋白失去氧。该血红蛋白(还原血红蛋白)吸收具有接近760nm的波长的近红外线光。因此，当将近红外线照射到手掌上时，仅有其中存在血管的部分产生近红外线的少量反射，并且因此通过检测反射的近红外线的强度，可识别血管的位置。

在日本待审专利公开No.2004-062826的官方公报中公开了一种使用用户手掌进行个人认证的方法。根据上述公开内容，如图22和图23所示，用户首先使用图20中示出的图像捕获设备100将其手掌的血管图像数据登记到服务器或者卡中。然后用户使用图20中示出的图像捕获设备100读入其手掌的血管图像数据，以执行个人认证。

将通过用户ID读出的所登记的血管图像与为进行比较而读入的血管图像进行血管图案比较来执行个人认证。例如如图22中所示，依据所登记的图像和比较图像之间的血管图案的比较结果，判定相关的个人通过认证。同时，如图23所示，依据登记的图像和比较图像之间的血管图案的比较，判定该人未通过认证。

使用手掌的认证技术可进行非接触的图像捕获，这样用户容易使用。然而，在登记或者比较时的图像的位置、大小和倾度变为关键的问题。即，当用户将其手掌放在图像捕获设备的上方时，如果姿势、图像捕获设备和手掌之间的距离、位置、倾度或者大小存在差异，则会在相同手掌的登记图像和比较图像之间产生巨大的差别，导致很难获得精确的比较。

因为上述差异成为错误判定的因素，所以现有技术提出了图像处理功能的规则和用于将手掌引导到图像捕获设备的图像捕获范围的传感器。然而，上述公开的引导方法仅对于习惯这种设备的用户是有效的。当该设备也同样面向非惯常用户时，上述方法是不便利的，特别是当用户要第一次登记时，或者当用户对该设备具有较少了解的时候。

这妨碍了该设备的普及应用，不能随时随地地由任何人使用。另外，如果操作很耗时，则从用户和设备制造商的立场出发，也阻碍了该设备的广泛使用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种手掌认证用图像捕获设备，它可自然且精确地将手掌引导到手掌认证用图像捕获设备的图像捕获范围。

本发明的另一个目的是提供一种手掌认证用图像捕获设备，其中可自然且精确地将手掌引导到图像捕获设备的图像捕获范围，而不会使用户感到不愿使用。

本发明的又一个目的是提供一种手掌认证用图像捕获设备，可自然且精确地引导手掌到达图像捕获设备的图像捕获范围，以提高读出率精度。

为了实现上述目的，一种用于捕获手掌认证图案的图像的手掌认证用图像捕获设备包括：非接触传感器单元，用于将光照射到手掌、接收反射光，从而捕获手掌的图像；和设置在非接触传感器单元的一侧上的前导板(front face guide)，用于支撑要通过所述非接触传感器单元进行图像捕获的手的手腕。

根据本发明，优选地将所述前导板相对于所述非接触传感器单元设置在这的位置上：在该位置可以支撑手腕，并使手掌位于所述非接触传感器单元的图像捕获区域中。

根据本发明，优选地，将所述前导板相对于所述非接触传感器单元设置在这样的高度上：在该高度支撑手腕可使手掌位于所述非接触传感器单元的读取区域中。

根据本发明，优选地，所述前导板包括具有沿着手腕形成的部分的手腕支撑部分。

根据本发明，优选地，所述前导板包括具有与手腕接触的平面的弧形手腕支撑部分。

根据本发明，优选地，提供了设置在所述非接触传感器单元的另一侧的用于支撑所述手的手指的后导板。

根据本发明，优选地，所述后导板相对于所述非接触传感器单元设置在这样的位置上，在该位置，支撑所述手的手指并可使手掌处于非接触传感器单元的图像捕获区域中。

根据本发明，优选地，所述后导板相对于所述非接触传感器单元设置在这样的高度上，在该高度可支撑所述手的手指并可使所述手掌处于非接触传感器单元的图像捕获区域中。

根据本发明，优选地，所述前导板基本上是具有垂直部分和水平部分的L形状导板，并且所述水平部分支撑所述手腕。

根据本发明，优选地，所述前导板包括透明元件或者基本透明的元件。

根据本发明，优选地，所述非接触传感器单元进一步包括传感器单元，该传感器单元将近红外线照射到手掌、从手掌接收反射光、并检测手掌的血管图案。

根据本发明，优选地，所述非接触传感器单元由传感器单元构成，所述传感器单元包括：用于将近红外线照射到所述手掌上的光发射器；和用于从手掌接收反射光的光电检测器，其中由光发射器和光电检测器的性能确定读取区域。

根据本发明，优选地，所述后导板包括透明元件或者基本透明的元件。

根据本发明，优选地，提供可选择性驱动的光发射器，用来改变后导板的引导颜色。

根据本发明，优选地，所述后导板被构造为可以绕轴旋转。

本发明的其它范围和特征将通过下面结合附图对实施例的描述而变得更加明显。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的使用手掌认证用图像捕获设备的个人认证***；

图2是示出了图1所示的手掌认证用图像捕获设备的立体图；

图3是示出了图2所示的手掌认证用图像捕获设备的剖面图；

图4是示出了图3所示的图像捕获设备的后导板的立体图；

图5是示出了图3所示的图像捕获设备的前导板的立体图；

图6是示出了图3所示的图像捕获设备的前导板的剖面图；

图7是示出了图3所示的图像捕获设备的传感器单元的配置框图；

图8是示出了图3所示的图像捕获设备的图像捕获范围和导板之间的关系的示意图；

图9是示出了图3所示的图像捕获设备中的前导板的操作的解释性示图；

图10是示出了图3所示的图像捕获设备的图像捕获范围的解释性示图；

图11是示出了图3所示的图像捕获设备中的导板操作的解释性示图；

图12是示出了由图3所示的图像捕获设备的前导板进行的引导操作的解释性示图；

图13是示出了由图3所示的图像捕获设备的前导板和后导板进行的引导操作的解释性示图；

图14是示出了由图3所示的图像捕获设备的前导板和后导板进行其它引导操作的解释性示图；

图15是示出了由图3所示的图像捕获设备的前导板进行的手腕保持操作的解释性示图；

图16是示出了由图3所示的图像捕获设备的前导板进行的其它手腕保持操作的解释性示图；

图17是示出了图1所示的***中的个人认证处理的流程图；

图18示出了根据本发明的另一个实施例的图像捕获设备的配置图；

图19示出了根据本发明的另一个实施例的图像捕获设备的配置图；

图20是常规的手掌认证用图像捕获设备的解释性示图；

图21是常规的手掌认证用图像捕获设备的原理的解释性示图；

图22是手掌认证的现有技术的解释性示图；

图23是手掌认证的现有技术的另一个解释性示图。

具体实施方式

此后参照附图，按照手掌认证***、手掌认证用图像捕获设备的顺序描述本发明的优选实施例和其它实施例。

手掌认证***

图1示出根据本发明的一个实施例的个人认证***。图2示出图1所示的手掌认证用图像捕获设备的外观图。

图1是作为示例手掌认证***的、在金融机构中使用的个人认证***。在金融机构的窗口2中，提供了一种作为本发明的目标的手掌图像捕获设备1，和业务店终端3(例如，个人计算机)。访问该店的用户将其手掌放置在手掌图像捕获设备1上方(此后简称为图像捕获设备)。图像捕获设备1读取手掌，并且将血管图案作为血管数据记录在终端3侧。

将血管数据记录到与终端3连接的数据库服务器4中，或者将血管数据记录到用户拥有的个人卡5(例如IC卡)上。为了在金融机构的窗口7处执行诸如取款交易的金融业务，用户将其手放置在窗口7处设置的图像捕获设备1的上方。窗口终端8将作为血管数据的血管图案与数据库服务器4中所登记的血管数据相比较，并且由此识别相关的人。

当用户想利用设置在金融机构中的ATM(自动取款机)6进行例如取款的金融交易时，用户将其手放到ATM6上设置的图像捕获设备1上方。图像捕获设备1读取手掌，并且ATM6将作为血管数据的手掌的血管图案与IC卡5或者数据库服务器4中已经登记的血管数据相比较，并且由此识别相关的人。

图2示出了图1所示的手掌图像捕获设备1的外观图。如图2所示，主体10具有大致安装在中心位置的传感器单元18。在传感器单元18的前部(即，在用户侧)，设置有前导板14和读取确认灯12。另外，在传感器单元18的后部，设置有后导板16。

前导板14和后导板16都由透明或者基本透明的合成树脂板构成。如下文所述，前导板14起到在正面引导手，并且支撑手腕的作用。相应地，后导板16起到支撑手的手指的作用。因此，在传感器单元18的上面，前导板14和后导板16引导用户，使得前导板14支撑手腕，同时后导板16支撑手指。

这样，放置在传感器单元18上方的手掌的姿势，即手掌的位置、倾度、和大小(高度)可保持一致，并且可引导手掌处于图像捕获范围内。

手掌认证用图像捕获设备

接下来，将详细描述图2图示出的手掌认证用图像捕获设备1。图3是图2所示的图像捕获设备的剖面图；图4是图3所示的后导板16的立体图；图5是图3所示的前导板14的立体图；图6是图5所示的前导板14的剖面图；图7是图3所示的传感器单元18的配置图；图8是图像捕获设备1的图像捕获范围和导板14及16之间的关系图；图9是前导板14的操作的解释性示图。

如图3所示，传感器单元18(稍后在图7中描述)大致安装在主体10的中心位置上。在传感器单元18的前部(即，用户侧)，设置有前导板14和读取确认灯12(稍后将在图5和6中描述)。同样在后部设置有后导板16(稍后将在图4中描述)。在后导板16的下部，设置有诸如LED的光发射器20。

如图4所示，后导板16由透明或者基本透明的合成树脂的矩形板构成。该板的上部是平的，下部具有一对镶块16-1和16-2。如图3所示，将后导板16***主体10中，并且镶块16-1和16-2用于进行固定定位。

另外，如图5、6所示，前导板14由透明或者基本透明的合成树脂板构成。为同时起到在正面引导手和支撑手腕的作用，前导板14具有垂直体截面形状，水平部分14-1设置在前导板14的上部来支撑手腕。在水平部分14-1的中心，形成有连续的凹进部分14-2，由此可更容易地为手腕定位。

同时如图7所示，传感器单元18包括红外线传感器(CMOS传感器)18-1、聚光透镜18-2、和多个近红外线发射器(LED)18-4，该多个近红外线发射器18-4设置在红外线传感器18-1和聚光透镜18-2周围。例如，将近红外线发射器18-4设置在四个周围位置上，从该位置可将近红外线向上发射。

另外，传感器单元18具有距离传感器18-3，用于测量到放置在传感器单元18上方的目标(手掌)的距离。所测量出的距离用于确定该目标是否放在传感器单元18的上方，以及到目标的距离是否是合适的。另外，在传感器单元18的上表面，设置有用于消除可见光的红外线滤波器(未示出)。

该传感器单元18的可读取区域由传感器18-1、聚光透镜18-2和近红外线发射区域之间的关系来限定。在图7中，自传感器单元18起算的高度B和高度A之间的范围对应于可读区域。

因此，如图7所示设置前导板14和后导板16的位置和高度，使得同时由导板14和16支撑的手掌可位于读取区域中。在图7中，同时将导板14和16的高度和位置设定为可保持读取区域的下限B和上限A之间的中间高度。

同时，如图8所示，需要将传感器18的图像捕获区域V(纵向和横向)设定为可覆盖手掌的整个区域。因此确定从传感器单元18到前导板14及后导板16的距离，即它们之间的位置关系，以满足上述的需要。

另外，如图5、6所示，前导板14具有L形手腕支撑板14-1。该手腕支撑板14-1具有连续的凹进部分14-2，以便形成适合手50的手腕52的形状的弧形。即形成支撑手腕的表面，并且该表面具有符合手腕形状的弧形。因此可校准手腕的位置和倾度，并且将手掌正确地引导并控制在图像捕获区域中。

接下来，将在下文中参照图10到16解释具有图3到7所示的配置的图像捕获设备的操作。当如图10中所示那样伸展手50的手指时，手掌54变平，并具有最大手掌区域。因此通过捕获放在图像捕获区域V中的手掌54的图像，可获得正确的血管图案，可以进行有效的登记和比较。

因此，如图11所示，因为前导板14在传感器单元18的上方支撑手腕52，所以可以引导用户的手并支撑手腕，使得手掌可在位置、倾度和高度方面正确地放置在传感器单元18上方，并位于其图像捕获区域中。

同样，后导板16引导用户并且支撑手的手指，它辅助形成如图10所示的手指最佳伸展状态。

同时，如图12所示，当手腕52没有完全放在前导板14的手腕支撑板14-1上时，仅有部分手掌处于传感器单元18的图像捕获范围V中。

同样，如图13所示，如果手腕52没有充分放置在前导板14的手腕支撑板14-1上，手指也没有充分放置在后导板16上，则部分手指56没有得到引导。因此不会获得从传感器单元18算起的恰当的高度。类似地，如图14所示，如果手腕52没有充分放在前导板14的手腕支撑板14-1上，手指也没有充分放在后导板16上，则手指会有抬起的部分。因此不会获得从传感器单元18算起的恰当的高度。

因此，前导板14起到正面引导手，并支撑手腕的作用，使得可平稳地将手掌引入图像捕获范围。同样，后导板16辅助前导板14，并且将手掌调节到放置在图像捕获范围中。

另外，如图15、16所示，如果在前导板14上没有设置手腕引导弧形14-2，则不能以平行于传感器单元18的水平位置引导手掌。因此在前导板14上提供手腕引导弧形14-2可有效地防止发生这种非水平的手掌状态。

在已经描述的实施例中，在后导板16上设置光发射器20。利用在图17所示的取款处理的流程图在下文中解释该光发射器的使用模式。

(S10)在图1所示的窗口7中执行取款操作时，取款机(teller)接收银行存折或者存单(其中写有交易金额等)，并且使用窗口终端8(OCR)读取该存单等。

(S12)在窗口终端8上显示取款金额。

(S14)打开图像捕获设备1的后导板16上的光发射器(灯)20，并且由此向用户表明图像捕获的准备状态。

(S16)用户将其手腕和手同时放在导板14和16上，并且当手掌位于传感器单元18的图像捕获范围内时，图像捕获启动，并且接着光发射器20关闭。

(S20)如图1中已经解释的那样，图像捕获设备1读取手掌。通过窗口终端8，将作为血管数据的手掌血管图案与数据库服务器4中已经记录的血管数据相比较，并且由此识别相关的人。

(S22)当使用血管数据的个人识别成功时，确认灯12显示“确认”(例如，发射绿光)，并且处理进入交易处理。同时，当使用血管数据的上述个人识别未成功时，确认灯12显示“未确认”(例如，发射红光)，并且处理返回步骤S14进行重新读取处理。

以这样的方式，使用后导板16，可引导用户进行操作。

其它实施例

图18是本发明的另一个实施例的配置图，该实施例是这样的变型例，其在图1所示的ATM6中设置图像捕获设备1。该ATM6包括在其前面的卡入口/出口6-4、存折入口/出口6-5、现金入口/出口6-3、硬币入口/出口6-2、和用于操作和显示的用户操作面板6-1。

在该示例中，图像捕获设备1设置在用户操作面板6-1的旁边。在此，如果将后导板16设置在与现金入口/出口重叠的位置上，则用户很难***或者取出现金。

为了避免上述问题，将后导板16a构建为可以绕轴旋转，从而可向传感器单元18侧折倒。当用户使用图像捕获设备1时，自动抬起或者通过用户的手动操作抬起后导板16a，并且以图2所示的状态执行图像捕获。在完成个人识别之后，自动或者通过用户的手动操作将后导板16a向传感器单元18侧折倒。这样，可避免后导板16a阻碍现金的***和提取，在后导板16a的与现金入口/出口6-3重叠的结构下会导致妨碍现金的***和提取。

图19示出了根据本发明的又一实施例的图像捕获设备的立体图。在图19中，与图2到图7相同的部件以相同的数字表示。在该示例中，未提供后导板16。即在主体10的前部安装有图7已经示出的传感器单元18。在传感器单元18的前部(用户侧)，提供有前导板14。

如图5和6所示，前导板14由透明或者基本透明的合成树脂板构成。为了同时起到在正面引导手和支撑手腕的作用，前导板14具有垂直体截面形状和在前导板14的上部的水平部分14-1，用来支撑手腕。在水平部分14-1的中心，形成连续的凹进部分14-2，因此可容易地进行手腕定位。

另外，在主体10的传感器单元18的后部，提供有平面部分22。在该平面部分22上安装有例如数字键的操作机构。

利用这种结构，前导板14的功能和效果可与前述实施例中的相同。即前导板14起到正面引导手，并为手腕提供支撑和定位的作用。

在上述实施例中，已经解释了使用手掌的血管图案的认证的手掌认证。然而本发明也同样可应用于其它认证方法，其中手掌的其它特征(例如掌纹)可用于认证。同样，虽然采用金融服务应用作为示例进行上述说明，但也可将本发明的设备应用到需要个人认证的其它工作中。

另外，前导板14可以是其它例如折叠类型的容纳结构。对于传感器单元，它不限于近红外线传感器单元，也可应用其它传感器单元。在前述说明中，在后导板16上提供光发射器20。但也可不提供光发射器20。

总结本发明的效果，因为在非接触传感器单元的一侧提供了前导板来支撑待成像的手的手腕，所以能够在捕获用于个人认证的手掌图像时，自然地将手掌引导到传感器单元的图像捕获范围中。此外，对手腕的支撑也可使手掌正确地处于图像捕获范围中。因此可在短时间内对用于手掌认证的手掌进行成像，而不会给用户造成麻烦，并且同时减少了手掌认证的时间。因此为手掌认证设备的广泛应用作出了贡献。

实施例的前述说明不是试图将本发明限制到图示的示例的特定细节中。落入本发明的范围的本发明的全部特征和优点由所附权利要求覆盖。

本申请基于并且请求2004年6月28日提交的日本专利申请JP2004-190438的优先权，在此以引用的形式并入其全部内容。

Claims (15)

1、一种手掌认证用图像捕获设备，用于捕获手掌的认证图案的图像，包括：

非接触传感器单元，用于将光照射到手掌、接收反射光以捕获手掌的图像；和

前导板，设置在所述非接触传感器单元的一侧，用于支撑要通过所述非接触传感器单元进行图像捕获的手的手腕。

2、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述前导板相对于所述非接触传感器单元设置在这样的位置上，在该位置上所述前导板支撑手腕并使手掌位于所述非接触传感器单元的图像捕获区域中。

3、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述前导板相对于所述非接触传感器单元具有这样的高度，在该高度所述前导板支撑手腕并使手掌位于所述非接触传感器单元的读取区域中。

4、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中前导板包括具有沿着手腕形成的部分的手腕支撑部分。

5、根据权利要求4所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中前导板包括具有与手腕接触的平面的弧形手腕支撑部分。

6、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，进一步包括：

后导板，设置在所述非接触传感器单元的另一侧，用于支撑所述手的手指。

7、根据权利要求6所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述后导板相对于所述非接触传感器单元设置在这样的位置上，在该位置，所述后导板支撑所述手的手指并使所述手掌处于所述非接触传感器单元的图像捕获区域中。

8.根据权利要求6所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述后导板相对于所述非接触传感器单元设置在这样的高度上，在该高度所述后导板支撑所述手的手指并可使所述手掌处于所述非接触传感器单元的图像捕获区域中。

9、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中前导板是具有垂直部分和用于支撑手腕的水平部分的大致L形状导板。

10、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述前导板包括透明元件或者基本透明的元件。

11、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述非接触传感器单元进一步包括传感器单元，该传感器单元将近红外线照射到手掌，从手掌接收反射光，并检测手掌的血管图像。

12、根据权利要求1所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述非接触传感器单元包括：

用于将近红外线照射到手掌上的光发射器；和

用于从手掌接收反射光的光电检测器，

并且其中由所述光发射器和所述光电检测器的性能确定所述非接触传感器的读取区域。

13、根据权利要求6所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述后导板包括透明元件或基本透明的元件。

14、根据权利要求13所述的手掌认证用图像捕获设备，还包括：

光发射器，其可被可选择性地驱动以改变所述后导板的引导颜色。

15、根据权利要求6所述的手掌认证用图像捕获设备，

其中所述后导板被构造为可绕轴旋转。

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