KR20140092220A - 생체 정보 촬상 장치, 생체 인증 장치 및 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법 - Google Patents

생체 정보 촬상 장치, 생체 인증 장치 및 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20140092220A KR1020130158403A KR20130158403A KR20140092220A KR 20140092220 A KR20140092220 A KR 20140092220A KR 1020130158403 A KR1020130158403 A KR 1020130158403A KR 20130158403 A KR20130158403 A KR 20130158403A KR 20140092220 A KR20140092220 A KR 20140092220A
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Abstract

생체 정보 촬상 장치는, 생체 정보를 포함하는 부위를 촬영하여, 생체 정보를 나타낸 생체 화상을 생성하도록 구성되는 촬상부와, 그 촬상부의 주위에 배치되어, 촬상부의 촬영 범위를 향해서 광을 조사하도록 구성되는 적어도 하나의 광원과, 촬상부의 주위에, 적어도 하나의 광원과 대향하도록 배치되어, 적어도 하나의 광원보다 촬상부측에 더 가까운 표면에 오목부를 갖는 도광 부재를 포함한다.

Description

생체 정보 촬상 장치, 생체 인증 장치 및 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법{BIOMETRIC INFORMATION IMAGE-CAPTURING DEVICE, BIOMETRIC AUTHENTICATION APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF BIOMETRIC INFORMATION IMAGE-CAPTURING DEVICE}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2013년 1월 15일자 출원된 일본 특허 출원 제203-004830호의 우선권에 기초하고, 그 이익을 주장하며, 이것의 전체 내용은 본원에 참고로 통합된다.
본 발명은 생체 정보를 촬영하는 생체 정보 촬상 장치, 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법 및 생체 인증 장치에 관한 것이다.
손 또는 손가락의 정맥의 패턴, 지문 또는 손바닥 무늬 등의 생체 정보를 나타낸 생체 화상에 기초하여, 장치 또는 시스템의 이용자를 인증하는 생체 인증 기술이 개발되고 있다. 이러한 생체 인증 기술을 이용한 생체 인증 장치에서는, 예컨대, 생체 정보 촬상 장치가, 생체 인증 장치를 사용하고자 하는 이용자의 생체 정보를 포함하는 부위를 촬영함으로써, 그 생체 정보를 나타내는 생체 화상을 취득한다. 또한, 생체 인증 장치는, 그 생체 화상에 나타낸 이용자의 생체 정보인 입력 생체 정보를, 미리 등록된 등록 이용자의 생체 화상에 나타낸 생체 정보인 등록 생체 정보와 대조한다. 생체 인증 장치는, 대조 결과에 기초하여, 입력 생체 정보와 등록 생체 정보가 일치한다고 판정한 경우, 그 이용자를 권한을 부여받은 등록 이용자로서 인증한다. 또한, 생체 인증 장치는 인증된 이용자가 생체 인증 장치가 장착된 장치 또는 생체 인증 장치와 접속된 다른 장치를 사용하는 것을 허가한다.
생체 정보를 촬영하는 촬상부와 함께, 생체 정보에 충분한 콘트라스트를 갖게 하기 위해서, 생체 정보를 포함하는 부위를 조명하는 광원을 포함하는 생체 정보 촬상 장치가 있다. 또한, 그 광원으로부터의 조명광은, 생체 정보를 포함하는 부위에서 확산 반사되고, 그 확산 반사된 광이 촬상부에 도달하여, 생체 화상상에서 생체 정보에 따른 휘도 분포가 재현된다. 예컨대, 생체 인증에 이용되는 생체 정보가 손 또는 손가락의 정맥 패턴인 경우, 적외 발광 다이오드가 조명 광원으로서 이용된다. 그 적외 발광 다이오드로부터 발한 적외광이, 손 또는 손가락의 내부에 입사하여, 산란을 반복하면서 최종적으로 피부 표면에서 출사하는 확산 반사광이 된다. 이러한 광의 확산 반사의 과정에서, 광의 일부는 정맥 등에 의해 흡수된다. 또한, 그 확산 반사광의 일부가 촬상부에 도달한다. 전술한 확산 반사광은, 여러 방향으로 확산되기 때문에, 일반적으로, 촬상부 상에서의 휘도는 낮아진다.
한편, 조명 광원으로부터 발한 조명광의 일부는, 생체 정보를 포함하는 부위의 표면에서 경면 반사된다. 경면 반사된 광은, 그 부위의 표면의 법선에 대한 입사각과 같은 반사각에서 반사된 방향으로만 향하기 때문에, 경면 반사광은 확산 반사광보다 밝다. 그 때문에, 촬상부에, 확산 반사광과 경면 반사광의 양쪽이 입사하면, 경면 반사광이 닿는 영역과 경면 반사광이 닿지 않는 다른 영역 사이에서 휘도 불균일이 생긴다. 또한, 경면 반사광이 닿는 영역에서는, 경우에 따라서는, 경면 반사광이 지나치게 밝아서 촬상부의 동적 범위를 넘어 버려, 생체 정보를 나타내는 확산 반사광의 휘도 분포가 재현되지 않게 될 우려가 있다. 따라서, 촬상부에 도달하는 경면 반사광을 제거하기 위한 기술이 제안되어 있다. 예컨대, 일본국 특허 공개 제2002-200050호 공보 및 일본국 특허 공표 제2002-514098호 공보를 참조한다.
일본국 특허 공개 제2002-200050호에는, 광원으로부터의 입사광 및 반사광의 각각을 편광판을 투과시켜, 반사광을 검출함으로써 피부의 표면에서 반사된 표면 반사광을 제외하는 피부색 측정 장치가 개시되어 있다. 이 피부색 측정 장치는, 편광 방향이 다른 두 종류의 편광판을 포함하며, 표면 반사광을 측정하는 경우와 확산 반사광을 측정하는 다른 경우 사이에서, 광을 투과시키는 편광판을 전환한다. 또한, 일본국 특허 공표 제2002-514098호에는, 선택적으로 발광할 수 있는 복수의 발광 소자를 포함하는 발광기가, 홍채를 희미해지게 하는 정반사를 배제 또는 최소화하도록 위치 결정되는 것이 개시되어 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 생체 정보 촬상 장치는 생체 정보를 포함하는 부위를 촬영하여, 생체 정보를 나타낸 생체 화상을 생성하도록 구성되는 촬상부와, 상기 촬상부의 주위에 배치되어, 상기 촬상부의 촬영 범위를 향해서 광을 조사하도록 구성되는 적어도 하나의 광원과, 상기 촬상부의 주위에, 상기 적어도 하나의 광원과 대향하도록 배치되어, 상기 적어도 하나의 광원보다 상기 촬상부측에 더 가까운 표면에 오목부를 갖는 도광 부재(light guide member)를 포함한다.
본 발명의 목적 및 이점은, 청구항에 있어서 특히 지적된 요소 및 그 조합에 의해 실현되고 달성된다. 전술한 설명 및 아래에 기재된 설명 모두는 예시적이고 설명적이며, 청구항에서와 같이 본 발명을 한정하도록 의도되지 않음을 이해해야 한다.
본 명세서에 개시된 생체 정보 촬상 장치는, 생체 정보를 포함하는 부위의 표면에 의해 경면 반사된 조명광에 의한 생체 화상상의 휘도 불균일을 경감시킬 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 생체 정보 촬상 장치의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A-A’에서 바라본 생체 정보 촬상 장치의 개략 측단면도이다.
도 3은 광원, 피사체, 및 촬상부 사이의 위치 관계의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치의 개략 측단면도이다.
도 5는 다른 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치의 개략 측단면도이다.
도 6은 생체 정보 촬상 장치를 포함하는 생체 인증 장치의 개략 구성도이다.
일본국 특허 공개 제2002-200050호 공보에 기재된 기술에서는, 표면 반사광을 측정하는 경우와 확산 반사광을 측정하는 경우 사이에 편광판을 전환하기 위한 기구가 필요하게 된다. 편광판은 일반적으로 비싸기 때문에, 이 편광판을 이용하는 생체 정보 촬상 장치도 비싸지게 된다. 또한, 일본국 특허 공표 제2002-514098호 공보에 기재된 기술에서는, 발광 소자의 점등 및 소등을 개별적으로 제어하면서 홍채를 촬영함으로써, 정반사가 제거된 화상을 얻기 때문에, 정반사가 제거된 화상을 얻을 때까지 시간을 필요로 할 우려가 있다. 또한 이 기술에서는, 발광 소자를 제어하는 컨트롤러도 필요하게 된다.
따라서, 생체 정보를 포함하는 부위의 표면에 의해 경면 반사된 조명광에 의해 발생된 생체 화상상의 휘도 불균일을 감소시킬 수 있는 생체 정보 촬상 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 일 실시형태에 따른 생체 정보 촬상 장치에 관해서 설명한다. 이 생체 정보 촬상 장치는 생체 정보를 포함하는 부위를 촬영하여, 생체 정보를 나타내는 화상을 생성하는 촬상부의 주위에 배치되어, 촬상부의 촬영 범위를 조명하는 적어도 하나의 조명 광원을 포함한다. 또한, 이 생체 정보 촬상 장치에서는, 조명 광원에 대향하도록 도광 부재를 설치하고, 그 도광 부재의 조명 광원과 대향하는 쪽의 면에 오목부 또는 리세스를 형성함으로써, 조명 광원으로부터의 광을 그 오목부에서 촬상부측으로 굴절시켜, 생체 정보를 포함하는 부위의 표면에 대한 입사각을 크게 한다. 이에 따라, 이 생체 정보 촬상 장치는, 조명 광원으로부터 발한 광 중, 생체 정보를 포함하는 부위의 표면에서 경면 반사된 광이, 촬상부에 도달하는 것을 억제한다.
본 실시형태에서, 생체 정보 촬상 장치는, 손바닥의 정맥 패턴을 촬영하여, 손바닥의 정맥 패턴이 나타낸 화상을 생성한다고 가정한다. 그러나, 이 생체 정보 촬상 장치는, 손바닥의 정맥 패턴 이외의 생체 정보, 예컨대, 손 또는 손가락의 정맥 패턴, 지문 또는 손바닥 무늬 등을 촬영할 수도 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 생체 정보 촬상 장치의 개략 평면도이다. 도 2는 도 1의 화살표 A-A’에서 바라본 생체 정보 촬상 장치의 개략 측단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이 생체 정보 촬상 장치(1)는, 촬상부(2), 복수의 광원(3), 및 도광 부재(4)를 포함한다. 촬상부(2), 각 광원(3) 및 도광 부재(4)는, 상단부가 개방된 직방체형의 케이스(5) 내에 수용된다. 또한, 케이스(5)의 측벽은, 손을 배치하기 위한 가이드로 형성될 수도 있다. 이와 달리, 케이스(5)와는 별개로, 케이스(5)의 개구부 부근에 손을 배치하기 위한 가이드가 설치될 수도 있다. 또한, 케이스(5)의 상단에는, 촬상부(2), 각 광원(3) 및 도광 부재(4)를 보호하기 위한 판형의 투명 유리 또는 투명 플라스틱이 배치될 수도 있다.
생체 정보 촬상 장치(1)는, 각 광원(3)으로부터의 광에 의해, 촬상부(2) 및 각 광원(3)과 대향하도록, 생체 정보 촬상 장치(1)의 상측의 케이스(5)의 개구부 부근에 배치된 손을 조명한다. 또한, 촬상부(2)가, 그 조명된 손을 촬영하여, 손바닥의 정맥 패턴이 나타낸 생체 화상을 생성한다.
촬상부(2)는 센서면이 상측을 향하도록, 케이스(5)의 하부에 배치된다. 촬상부(2)는 적외광에 대한 감도를 갖는 고체 촬상 소자가 2차원 형상으로 배치된 영역 센서(도시하지 않음)와 결상 광학계(도시하지 않음)을 포함한다. 이 결상 광학계는, 케이스(5)의 상단의 개구부 전체가 촬영 범위가 되도록, 그 촬영 범위 내의 상(像)을 영역 센서 상에 결상한다. 촬상부(2)는, 케이스(5)의 상단의 개구부 부근에 손이 배치된 상태에서, 컨트롤러(도시하지 않음)로부터 촬영을 지시하는 제어 신호를 수신하면, 손바닥의 정맥 패턴을 나타낸 생체 화상을 생성하여, 그 생성된 생체 화상을 컨트롤러에 출력한다.
복수의 광원(3)은 촬상부(2)의 촬영 범위를 조명하기 위해서, 도광 부재(4)와 대향하도록 배치된다. 본 실시형태에서, 생체 정보 촬상 장치(1)는 4개의 광원(3)을 가지며, 각 광원(3)은 촬상부(2)의 광축을 중심으로 하는 원주상에 등간격으로 배치된다. 또한 본 실시형태에서는, 각 광원(3)으로부터의 광이 손의 내부에 도달하도록, 각 광원(3)은, 예컨대, 적외 발광 다이오드와 같은, 적외광을 발하는 발광 소자로 형성될 수도 있다. 또한, 각 광원(3)은, 발광 강도 분포의 중심이 연직 방향을 따르도록, 상기 광원의 발광면을 바로 위를 향해서 배치될 수도 있고, 또는, 발광 강도 분포의 중심이 연직 방향보다 촬상부(2) 측으로 기울도록, 광원의 발광면을 경사 상측을 향해서 배치될 수도 있다. 또한, 광원(3)의 수는, 4개의 광원(3)으로 한정되지 않으며, 예컨대 3개, 6개 또는 8개일 수 있다. 또한, 충분한 발광 강도를 갖는 발광 소자를 광원으로서 이용할 수 있는 경우에, 광원(3)의 개수는 1개일 수도 있다. 본 실시형태에서, 각 광원(3)은 손바닥의 정맥 패턴을 촬영하는 동안, 항상 점등된다.
도광 부재(4)는 광원(3)으로부터 발하는 광에 대하여 투명한 재료, 예컨대, 아크릴 수지 또는 유리에 의해 형성되고, 링 형상을 갖는다. 또한, 본 실시형태에서는, 도광 부재(4)의 하면 및 상면은 각각 촬상부(2)의 광축 OA와 직교한다. 또한, 도광 부재(4)는 그 중심이 촬상부(2)의 광축 OA와 대략 일치하도록, 각 광원(3)의 상측에, 각 광원(3)과 대향하도록 배치되어, 예컨대, 케이스(5)의 측벽에 설치된 돌기부에 접착에 의해 고정된다. 그 때문에, 광원(3)으로부터 발한 광은 도광 부재(4)를 투과하고 나서, 생체 정보 촬상 장치(1)의 상측에 배치된 손에 입사한다.
본 실시형태에서는, 도광 부재(4)의 하면, 즉, 광원(3)과 대향하는 쪽의 면에는, 광원(3)에 대하여 오목형이 되는 오목부(4a)가 형성된다. 이에 따라, 오목부(4A)는 도 2에 나타낸 바와 같이 오목면을 포함한다. 이 오목부(4a)는 촬상부(2)의 광축 OA를 중심으로 하는 링 형상으로, 또한, 촬상부(2)의 광축 OA로부터의 방사 방향을 따른 단면이, 원호, 포물선 또는 다른 2차 이상의 곡선 형상으로 형성될 수도 있다. 또는, 오목부(4a)는 광원(3)과 대향하는 위치에만, 구면형 또는 포물면과 같은 비구면형으로 형성될 수도 있다.
오목부(4a)는 촬상부(2)의 광축과 광원(3)을 연결하는 선에 따라서, 오목부(4a)의 중심이 광원(3)의 발광면의 중심보다 촬상부(2) 측에 더 가깝게 형성된다. 이에 따라, 광원(3)으로부터 발한 광은 오목부(4a)에 의해 더 넓어지게 되고, 또한 그 광의 일부는, 오목부(4a)에 의해 연직 방향에 대한 광의 각도가 커지도록 굴절된다. 그 때문에, 그 굴절된 광은 손의 표면에 대하여 큰 입사각으로 경사 입사한다. 경면 반사에서, 입사각은 반사각과 같기 때문에, 손의 표면에서 경면 반사한 광도 큰 반사각으로 반사된다. 그 결과, 경면 반사된 광은 촬상부(2)에 도달하지 않고, 손의 표면 또는 손의 내부에서 확산 반사된 광만이 촬상부(2)에 도달한다.
이러한 상황을, 도 3을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 본 실시형태에서, 생체 정보를 포함하는 부위(10)는, 생체 정보 촬상 장치(1)의 상측에 탑재된 상태로, 케이스(5)의 상단에 형성된 개구 전체를 덮는다고 가정한다. 또한, 간단화를 위해, 촬상부(2)의 광축 OA는 연직 방향과 평행하며, 또한, 생체 정보를 포함하는 부위(10)의 표면은 촬상부(2)의 광축 OA에 대하여 직교한다고 가정한다.
경면 반사에서는, 입사각이 반사각이 같기 때문에, 광원(3)으로부터 발한 광이, 부위(10)의 표면에서 경면 반사되어 촬상부(2)에 입사하기 위해서, 그 광은, 광원(3)과 촬상부(2)를 연결하는 연직면과 부위(10)의 표면과의 교선상의 광원(3)과 촬상부(2) 사이의 점 P에서 반사된다. 전술한 경우의 입사각 및 반사각을 θ로 가정한다. 또한, 광원(3)으로부터 발한 광은, 도광 부재(4)의 상면(4b)에서 굴절된다. 그 때문에, 광은 입사각 θ로 부위(10)의 표면에 입사하기 위해서는, 그 각도 θ로 도광 부재(4)로부터 출사된다. 따라서, 스넬의 법칙에 따라서, 광원(3)으로부터 발한 광은, 도광 부재(4)의 상면(4b)에, 그 법선에 대하여 각도 φ(=arcsin(sinθ/n)로 입사하며, 여기서 “n”은 도광 부재(4)의 굴절율이다.
여기서, 점선으로 표시되는 곡면(300)의 형상으로 오목부(4a)가 형성된다고 가정한다. 화살표(301)로 도시된 바와 같이, 광원(3)으로부터 발한 광이 그 점선으로 표시된 곡면(300)의 법선에 평행하게 입사하고, 또한, 연직 방향에 대하여 각도 φ를 이루는 경우에, 광원(3)으로부터 발한 광은, 곡면(300)에서 굴절되지 않고 직진한다. 그 때문에, 광원(3)으로부터 발한 광은 부위(10)에서 경면 반사되어 촬상부(2)에 입사한다. 편의상, 화살표(301)로 표시되는 광선을 경면 반사광이라고 지칭한다.
이에 따라서, 본 실시형태에서, 오목부(4a)의 위치 및 곡율은, 경면 반사광과 오목부(4a)의 표면과의 교점 Q에서의 법선(302)이, 오목부(4a)의 외측에서, 경면 반사광보다 촬상부(2)로부터 더 벗어나도록 설정된다. 이에 따라, 광원(3)으로부터 발하고, 교점 Q에 입사하는 광은, 그 교점 Q에서 촬상부(2)측으로 굴절되기 때문에, 부위(10)로의 광의 입사각이 각도 θ보다 커지고, 또한, 점 P보다 촬상부(2)의 연직 상측에 가까운 위치에서 부위(10)에 도달한다. 그 때문에, 경면 반사광은 촬상부(2)에 입사하지 않게 된다.
이상으로 설명한 바와 같이, 이 생체 정보 촬상 장치는, 광원과 생체 정보를 포함하는 부위의 사이에 위치하는 도광 부재에 마련된 오목부에 의해 광원으로부터 발한 광을 촬상부측으로 굴절시킴으로써, 경면 반사된 광이 촬상부에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 이 생체 정보 촬상 장치는, 경면 반사광에 의해 발생된 생체 화상상의 휘도 불균일을 감소시킬 수 있다. 또한, 이 생체 정보 촬상 장치는 경면 반사된 광이 촬상부에 도달하는 것을 억제하기 위해서, 기계적으로 동작하는 부품을 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 이 생체 정보 촬상 장치는 소형화될 수 있다. 또한, 이 생체 정보 촬상 장치는 광원의 점등 제어도 필요로 하지 않고, 촬영시에는 광원을 항상 점등시킬 수 있기 때문에, 생체 정보 촬상 장치의 제어를 간단화할 수도 있다.
또한, 변형예에 따르면, 도광 부재는 오목부에서 굴절된 광을 확산시키는 확산층을 포함할 수도 있다.
도 4는 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치의 개략 측단면도이다. 도 4에 있어서, 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치(11)의 각부에는, 도 1 및 도 2에 도시한 생체 정보 촬상 장치(1)의 대응하는 구성 요소와 동일한 참조 번호를 붙였다. 이 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치(11)에서는, 도광 부재(4)의 내부에, 케이스(5)의 바닥면과 대략 평행하게 확산층(6)이 마련되어 있다. 확산층(6)은 예컨대, 도광 부재(4)를 상측 부재와 하측 부재로 형성하고, 그 상측 부재와 하측 부재 사이의 경계면을 조면(粗面)으로 하는 것으로 형성된다. 또한, 확산층(6)으로서, 도광 부재(4)의 상측 부재와 하측 부재 사이에, 광확산 필름 또는 광확산 시트를 배치할 수도 있다. 또한, 확산층(6)은 도광 부재(4)의 상면에 형성될 수도 있다.
이에 따라, 광원(3)으로부터의 광은 오목부(4a)에 의해 넓어진 후, 확산층(6)에서 더욱 산란된다. 그 때문에, 생체 정보 촬상 장치(11)의 상측에 배치된 생체 정보를 포함하는 부위는, 여러 방향으로부터 유입되는 광으로 균일하게 조명된다. 그 때문에, 이 생체 정보 촬상 장치(11)는 생체 정보를 포함하는 부위에 조사되는 광의 휘도 불균일을 더욱 억제할 수 있고, 그 결과로서, 생체 화상상에서의 휘도 불균일을 감소시킬 수 있다.
도 5는 다른 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치의 개략 측단면도이다. 도 5에 있어서 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치(12)의 각부에는, 도 1 및 도 2에 도시한 생체 정보 촬상 장치(1)의 대응하는 구성 요소와 동일한 참조 번호를 붙였다.
이 변형예에서는, 도광 부재(4)의 상면(4b’)은, 도광 부재(4)가 중심에 근접할수록, 즉, 촬상부(2)에 근접할수록, 도광 부재(4)가 점점 두꺼워지도록, 테이퍼형으로 형성된다. 그 때문에, 상면(4b)이 촬상부(2)의 광축과 직교하는 경우와 비교하여, 광원(3)으로부터의 광이 상면(4b’)에 입사하는 각도가 커진다. 따라서, 그 상면(4b’)에 의해, 광은 촬상부(2)측으로 보다 기우는 방향으로 굴절되기 때문에, 생체 정보 촬상 장치(12)의 상측에 배치되는, 생체 정보를 포함하는 부위에 입사되는 광의 입사 각도도 더 커진다. 따라서, 생체 정보 촬상 장치(12)는 부위의 표면에서 경면 반사된 광이 촬상부(2)에 도달하는 것을 억제할 수도 있다.
또 다른 변형예에 따르면, 광원과 대향하는 도광 부재의 하면에 형성된 다른 오목부와 함께, 또는, 하면에 형성된 오목부 대신에, 생체 정보를 포함하는 부위와 대향하는 도광 부재의 상면에 오목부가 형성될 수도 있다. 이 경우에, 상면에 형성되는 오목부는 촬상부의 광축과 광원을 연결하는 선을 따라서, 광원보다 촬상부의 근처에 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상면에 형성되는 오목부는 광원으로부터의 광을 넓힐 수 있다.
도 6은 전술한 실시형태 또는 그 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치를 포함하는 생체 인증 장치의 개략 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 생체 인증 장치(100)는 표시부(101), 입력부(102), 생체 정보 촬상 장치(103), 통신부(104), 기억부(105), 및 처리부(106)를 포함한다. 표시부(101), 입력부(102) 및 생체 정보 촬상 장치(103)는 통신부(104), 기억부(105) 및 처리부(106)가 수용된 케이스와는 별개로 마련될 수도 있다. 또한, 표시부(101), 입력부(102), 생체 정보 촬상 장치(103), 통신부(104), 기억부(105) 및 처리부(106)는 소위 노트북형 퍼스널 컴퓨터 또는 태블릿형 단말과 같이, 하나의 케이스에 수용될 수도 있다. 또한, 생체 인증 장치(100)는, 자기 디스크, 반도체 메모리 카드 및 광기억 매체와 같은 기억 매체에 액세스하는 기억 매체 액세스 장치(도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 생체 인증 장치(100)는, 예컨대, 기억 매체 액세스 장치를 통해, 기억 매체에 기억된, 처리부(106)상에서 실행되는 생체 인증 처리용 컴퓨터 프로그램을 판독하고, 그 컴퓨터 프로그램에 따라서 생체 인증 처리를 실행할 수도 있다.
생체 인증 장치(100)는, 생체 정보 촬상 장치(103)에 의해 생성된, 이용자의 손바닥의 정맥 패턴을 나타내는 생체 화상을 이용하여 생체 인증 처리를 실행한다. 그리고 생체 인증 장치(100)는, 생체 인증 처리의 결과로서, 이용자를 등록 이용자들 중 하나라고 인증한 경우, 생체 인증 장치(100)가 실장된 컴퓨터를 그 이용자가 사용하는 것을 허가한다. 그 외에, 생체 인증 장치(100)는, 통신부(104)를 통해, 도시하지 않는 다른 장치에 이용자가 인증된 취지를 나타내는 신호를 송신하여, 그 이용자가 다른 장치를 사용하는 것을 허가한다.
표시부(101)는, 예컨대, 액정 디스플레이 등의 표시 장치를 포함한다. 또한, 표시부(101)는, 예컨대, 대조에 이용되는 부위(오른손 또는 왼쪽 손)를 나타내는 메시지, 또는 적절한 생체 화상을 취득할 수 있는 위치에 손을 배치하기 위한 가이던스 메시지를 이용자에 대하여 표시한다. 또한, 표시부(101)는 처리부(106)에 의해 실행된 애플리케이션에 관련되는 각종 정보를 표시한다.
입력부(102)는, 예컨대, 키보드 및 마우스 등의 포인팅 디바이스를 포함한다. 또한, 입력부(102)를 통해 이용자에 의해 입력된 커맨드, 데이터, 이용자명 또는 이용자 식별 번호는, 처리부(106)에 전달된다.
생체 정보 촬상 장치(103)는, 전술한 실시형태 또는 그 변형예에 따른 생체 정보 촬상 장치이며, 이용자의 손바닥의 정맥 패턴을 나타내는 생체 화상을 생성한다. 생체 정보 촬상 장치(103)는, 생체 화상을 생성할 때마다 그 생체 화상을 처리부(106)에 송신한다.
통신부(104)는 통신 네트워크(도시하지 않음)에 생체 인증 장치(100)를 접속하는데 이용되는 통신 인터페이스 회로를 포함한다. 그리고 통신부(104)는 처리부(106)로부터 수신한, 이용자에 대한 사용 허가 또는 인증 결과를 통신 네트워크를 통해 다른 장치에 송신한다.
기억부(105)는, 예컨대, 비휘발성 반도체 메모리 및 휘발성 반도체 메모리를 포함한다. 또한, 기억부(105)는 생체 인증 장치(100)에서 사용되는 애플리케이션 프로그램, 등록 이용자들 중 적어도 하나의 이용자명, 이용자 식별 번호 및 개인 설정 정보를 기억한다. 또한, 기억부(105)는 생체 인증 처리를 실행하기 위한 프로그램을 기억한다. 또한, 기억부(105)는 등록 이용자의 등록된 생체 정보인 좌우 어느 손바닥의 정맥 패턴의 특징을 나타내는 대조용 데이터를 기억한다. 이 대조용 데이터는 등록 이용자의 등록시 또는 대조용 데이터의 갱신시에 생성된 생체 화상으로부터 추출된 정맥의 끝점 또는 분기점과 같은 특징적인 구조를 나타내는 특징점의 위치 또는 종별을 포함한다. 그 이외에, 대조용 데이터는 등록 이용자의 등록시 또는 대조용 데이터의 갱신시에 생성된 데이터 그 자체, 또는 생체 화상의 일부일 수도 있다.
처리부(106)는 1개 또는 복수 개의 프로세서 및 그 주변 회로를 포함한다. 또한, 처리부(106)는 생체 정보 촬상 장치(103)로부터 취득한, 그 이용자의 생체 정보가 나타낸 생체 화상을 이용한 생체 인증 처리를 실행한다.
처리부(106)는, 생체 화상으로부터, 그 생체 화상에 촬영된 생체 정보의 특징을 나타내는 대조용 데이터를 생성한다. 예컨대, 생체 인증 장치(100)가 미누셔(minutiae) 매칭에 의해 대조 처리를 수행하는 경우, 처리부(106)는 그 미누셔 매칭에서 이용되는 특징점을 생체 화상으로부터 추출한다. 또한, 처리부(106)는, 그 특징점의 위치 및 그 특징점의 종류를 대조용 데이터로서 이용한다.
그 때문에, 처리부(106)는, 정맥이 촬영된 화소의 집합인 정맥 영역과 정맥이 촬영되지 않은 화소의 다른 집합인 비정맥 영역을 구별한다. 본 실시형태에서는, 정맥이 촬영된 화소의 값이, 정맥이 촬영되지 않은 화소의 값보다 낮다. 따라서, 처리부(106)는, 예컨대, 2치(値)화 임계값 이하의 화소값을 갖는 화소의 집합을 정맥 영역으로서 설정하고, 2치화 임계값보다 큰 다른 화소값을 갖는 화소의 다른 집합을 비정맥 영역으로서 설정하도록, 생체 화상을 2치화한다. 2치화 임계값은 예컨대, 미리 설정된 고정값(예컨대, 150), 또는 생체 화상 내의 각 화소의 평균 화소값으로 설정된다.
다음에, 처리부(106)는, 예컨대, 2치화된 생체 화상상에서 정맥에 대응하는 화소값을 갖는 화소의 집합에 대하여 세선화(細線化) 처리를 수행하여, 정맥이 세선화된 세선화 2치 화상을 생성한다. 처리부(106)는 정맥의 분기점 또는 끝점에 대응하는 복수의 템플릿을 이용하여 세선화 2치 화상을 주사함으로써, 어느 하나의 템플릿과 일치할 때의 세선화 2치 화상상의 분기점 또는 끝점의 위치를 검출한다. 처리부(106)는 검출된 위치 또는 검출된 위치들의 중심 화소를, 특징점으로서 추출한다.
또한, 처리부(106)는 끝점 및 분기점을 특징점으로서 구하는 공지의 다른 방법을 이용하여, 생체 화상으로부터 특징점을 추출할 수도 있다. 또한, 처리부(106)는 생체 화상상에서 정맥 패턴의 특징을 나타내는 다른 특징량을 대조용 데이터로서 취득할 수도 있다. 예컨대, 처리부(106)는 피사체 영역을 복수의 블록으로 분할하고, 블록마다의 정맥 개수를 대조용 데이터로서 취득할 수도 있다.
또한, 생체 인증 장치(100)가 패턴 매칭에 의해 대조 처리를 수행하는 경우, 처리부(106)는, 생체 화상 자체, 또는 생체 화상상의 정맥 영역을 포함하는 일부의 영역을 생체 화상으로부터 추출하여, 생체 화상 자체 또는 일부의 영역을 대조용 데이터로서 규정할 수도 있다.
한편, 처리부(106)는, 입력부(102)로부터 이용자명 또는 이용자 식별 번호를 수신하고, 그 이용자명 또는 이용자 식별 번호에 대응하는 등록 이용자의 대조용 데이터를 기억부(105)로부터 판독한다. 다음에, 처리부(106)는 이용자의 대조용 데이터와 등록 이용자의 대조용 데이터를 대조하고, 대조 처리의 결과로서, 대조 대상이 되는 두 개의 대조용 데이터 사이의 유사도를 나타내는 대조 스코어를 산출한다.
처리부(106)는, 미누셔 매칭을 이용하는 경우, 정맥 패턴에 관하여 등록 이용자의 대조용 데이터에 포함되는 특징점과, 이용자의 대조용 데이터에 포함되는 특징점 사이에서 일치하는 특징점의 개수를 구한다. 다음에, 처리부(106)는, 그 일치하는 특징점의 개수를 이용자의 정맥 패턴에 대하여 추출된 특징점의 개수로 나눔으로써, 대조 스코어를 산출한다. 또한, 처리부(106)는, 패턴 매칭을 이용하는 경우, 생체 화상과 등록 이용자의 정맥 패턴이 촬영된 생체 화상 사이의 상대적인 위치를 변경하면서, 정규화 상호 상관값을 산출한다. 또한, 처리부(106)는 그 정규화 상호 상관값의 최대값을 대조 스코어로서 규정한다.
처리부(106)는, 대조 스코어가 인증 판정에 대한 임계값 이상이 되는 경우, 이용자의 생체 정보와, 대조 대상이 된 등록 이용자의 생체 정보가 일치한다고 판정하고, 처리부(106)는 이용자를 등록 이용자로서 인증한다.
처리부(106)는, 대조 스코어가 인증 판정에 대한 임계값 미만이 되는 경우, 이용자의 생체 정보와 대조 대상이 된 등록 이용자의 생체 정보가 일치하지 않는다고 판정한다. 이 경우에, 처리부(106)는 이용자를 인증하지 않고, 표시부에 인증 결과를 나타내는 인증 결과 정보를 표시한다.
인증 판정에 대한 임계값은, 등록 이용자 본인이 이용자인 경우에만, 처리부(106)가 인증에 성공하는 값으로 설정될 수도 있다. 또한, 인증 판정에 대한 임계값은, 등록　이용자와는 다른 타인이 이용자인 경우에, 처리부(106)가 인증에 실패하는 값으로 설정될 수도 있다. 예컨대, 인증 판정에 대한 임계값은 대조 스코어의 최대값과 최소값 사이의 차에 0.7을 곱하여 얻어진 값을, 대조 스코어의 최소값에 더하여 얻어진 값으로 설정될 수도 있다.
본 실시형태에서는, 생체 화상상에서, 생체 정보를 포함하는 부위에 의해 경면 반사된 광이 닿는 영역이 없기 때문에, 생체 화상상의 휘도 불균일이 작다. 그 때문에, 생체 화상상에서 생체 정보가 명료하게 나타나고, 본 실시형태에 따른 생체 인증 장치는, 생체 정보의 특징점의 대부분을 대조에 이용할 수도 있다. 따라서, 본 실시형태의 생체 인증 장치는, 인증 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본원에 인용된 모든 일례 및 조건부의 언어는, 독자가 본 발명 및 상기 기술의 촉진에 대한 본 발명자에 의해 기여된 개념을 이해하는 것을 돕는 교시적인 목적에서 의도된 것이며, 본 발명의 우위성 및 열등성을 나타내는 것에 관한, 본 명세서의 어떠한 예의 구성, 그와 같은 특정의 예시된 예 및 조건에 한정되지 않도록 해석되어야 할 것이다. 본 발명의 실시형태를 상세히 설명하였지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여러가지 변경, 대체 및 교체가 본원에서 행해질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (8)

  1. 생체 정보를 포함하는 부위를 촬영하여, 생체 정보를 나타낸 생체 화상을 생성하도록 구성되는 촬상부와,
    상기 촬상부의 주위에 배치되어, 상기 촬상부의 촬영 범위를 향해서 광을 조사하도록 구성되는 적어도 하나의 광원과,
    상기 촬상부의 주위에, 상기 적어도 하나의 광원과 대향하도록 배치되어, 상기 적어도 하나의 광원보다 상기 촬상부측에 더 가까운 표면에 오목부를 갖는 도광 부재(light guide member)
    를 구비하는 생체 정보 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오목부는 상기 적어도 하나의 광원과 대향하는 상기 도광 부재측의 표면에 형성되는 것인 생체 정보 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오목부는 상기 적어도 하나의 광원과 대행하는 상기 도광 부재측의 면들 중 한면에 형성되며, 상기 도광 부재의 면들 중 다른 면은 상기 부위와 대향하도록 배치되는 것인 생체 정보 촬상 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 오목부는, 상기 적어도 하나의 광원으로부터 발한 광선 중 미리 정해진 광선이, 미리 정해진 위치에 배치된 상기 부위의 표면에서 경면 반사하여 상기 촬상부에 입사하기 위하여, 상기 오목부에 입사하는 방향보다, 상기 광선과 상기 오목부의 교점에서의 상기 오목부의 표면의 법선이 상기 촬상부로부터 더 멀리 떨어져 경사지도록 하는 방식으로 형성되는 것인 생체 정보 촬상 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 도광 부재는 상기 오목부에 의해 굴절된 광을 확산시키는 확산층을 포함하는 것인 생체 정보 촬상 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 도광 부재는 상기 촬상부에 근접할수록 상기 촬상부의 광축 방향을 따른 상기 도광 부재의 두께가 두꺼워지도록 형성되는 것인 생체 정보 촬상 장치.
  7. 생체 인증 장치로서,
    등록 이용자의 생체 정보의 특징을 나타내는 등록 대조용 데이터를 기억하도록 구성되는 기억부와,
    이용자의 생체 정보를 나타낸 생체 화상을 생성하도록 구성되는 제1항에 기재된 생체 정보 촬상 장치와,
    상기 생체 화상으로부터 상기 이용자의 생체 정보의 특징을 나타내는 대조용 데이터를 생성하여, 상기 대조용 데이터와 상기 등록 대조용 데이터를 대조함으로써 상기 이용자를 상기 등록 이용자로서 인증하는지 여부를 판정하는 처리부를 구비하는 생체 인증 장치.
  8. 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법으로서,
    생체 정보를 포함하는 부위를 촬영하여, 상기 생체 정보를 나타낸 생체 화상을 생성하도록 구성되는 촬상부를 배치하는 단계와,
    상기 촬상부의 촬영 범위를 향해서 광을 조사하는 적어도 하나의 광원을, 상기 촬상부 주위에 배치하는 단계와,
    표면에 오목부를 포함하는 도광 부재를, 상기 촬상부의 주위에, 상기 적어도 하나의 광원과 대향하고, 상기 오목부가 상기 적어도 하나의 광원보다 상기 촬상부측에 더 가까운 표면에 위치되도록 배치하는 단계
    를 포함하는 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법.
KR20130158403A 2013-01-15 2013-12-18 생체 정보 촬상 장치, 생체 인증 장치 및 생체 정보 촬상 장치의 제조 방법 KR101496586B1 (ko)

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