JP2009026220A - Vascular image input apparatus and vascular image reading apparatus - Google Patents
Vascular image input apparatus and vascular image reading apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009026220A JP2009026220A JP2007191114A JP2007191114A JP2009026220A JP 2009026220 A JP2009026220 A JP 2009026220A JP 2007191114 A JP2007191114 A JP 2007191114A JP 2007191114 A JP2007191114 A JP 2007191114A JP 2009026220 A JP2009026220 A JP 2009026220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- blood vessel
- lens array
- light
- vessel image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002792 vascular Effects 0.000 title abstract 4
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims abstract description 93
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 82
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 18
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 3
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 3
- 101001136140 Pinus strobus Putative oxygen-evolving enhancer protein 2 Proteins 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 3
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 208000016339 iris pattern Diseases 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Image Input (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
この発明は血管像入力装置および血管像読取装置に関する。 The present invention relates to a blood vessel image input device and a blood vessel image reading device.
金融機関のATM(自動取引装置)等に関連して、本人確認の手段として生体認証が実用化されつつある。生体認証は、個人の身体的な個体差を利用するものであり、個人ごとの固有の特徴である指紋や静脈パターン、虹彩パターン等が検出対象となることが多い。なかでも、掌や指の静脈パターンは、掌や指を検出装置の上に置くだけで検出でき、検出動作が容易であるところから広く普及しつつある。 In connection with ATMs (automatic transaction devices) of financial institutions, biometric authentication is being put into practical use as a means for identity verification. Biometric authentication uses physical differences between individuals, and fingerprints, vein patterns, iris patterns, and the like that are unique to each individual are often detected. In particular, the vein pattern of the palm or finger can be detected simply by placing the palm or finger on the detection device, and is becoming widespread because of its easy detection operation.
静脈パターンを検出する方法としては、指の静脈パターンの3次元画像を透視撮影するものが特許文献1に開示されている。また、被写体である静脈パターンに対する撮影焦点を自動的に調整して撮影を行うものが特許文献2に開示されている。 As a method for detecting a vein pattern, Patent Document 1 discloses a method of fluoroscopically capturing a three-dimensional image of a finger vein pattern. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a technique for automatically adjusting an imaging focus with respect to a vein pattern as a subject.
特許文献1、2に開示された方法は、何れも静脈パターンの高精度な検出を課題としており、装置が複雑・高価になり易い。特許文献2記載のものは、検出対象の像を単一のレンズ系により撮像手段上に結像するものであるので、被写体から撮像面までの光学距離が長く装置の小型化が難しい。 The methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 each have a problem of highly accurate detection of a vein pattern, and the apparatus tends to be complicated and expensive. In the device disclosed in Patent Document 2, an image to be detected is formed on an image pickup means by a single lens system, so that the optical distance from the subject to the image pickup surface is long and it is difficult to reduce the size of the apparatus.
一方において、静脈パターンの検出に求められる精度としては、例えば「指表面から1mm程度の位置にある太さ:1mm程度の静脈」を読取ることができれば十分である場合が殆どであり、このような場合にはより簡便な検出が求められる。 On the other hand, as the accuracy required for detecting the vein pattern, for example, it is almost sufficient to be able to read “a vein with a thickness of about 1 mm at a position of about 1 mm from the finger surface”. In some cases, simpler detection is required.
この発明は上述した事情に鑑み、小型に構成でき、静脈像を簡便に画像情報として入力できる新規な血管像入力装置および血管像読取装置の実現を課題とする。 In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to realize a novel blood vessel image input device and blood vessel image reading device that can be configured in a small size and can easily input a vein image as image information.
この発明の血管像入力装置は「静脈認証用の血管像入力装置」である。
即ち、静脈パターンにより個人を特定するために、血管像(静脈像)を画像情報として入力する装置である。
請求項1記載の血管像入力装置は、レンズアレイと、受光手段と、遮光手段と、照明手段とを有し、位置決め部が形成されている。
The blood vessel image input device of the present invention is a “blood vessel image input device for vein authentication”.
That is, it is a device that inputs a blood vessel image (vein image) as image information in order to identify an individual by a vein pattern.
A blood vessel image input apparatus according to a first aspect includes a lens array, a light receiving means, a light shielding means, and an illumination means, and a positioning portion is formed.
「レンズアレイ」は、平行平板状で、微小な凸レンズを200dpi〜500dpiの配列密度でアレイ配列してなる。
「受光手段」は、受光面上に、レンズアレイの各凸レンズに1:1に対応する微小受光領域を有する。受光面は平面である。
The “lens array” has a parallel plate shape and is formed by arraying minute convex lenses at an array density of 200 dpi to 500 dpi.
The “light receiving means” has a minute light receiving area corresponding to 1: 1 on each convex lens of the lens array on the light receiving surface. The light receiving surface is a flat surface.
「遮光手段」は、レンズアレイと受光手段との間に配設され「レンズアレイの各凸レンズとこれに対応する微小受光領域との間の非反射性導光路を形成する孔」が、レンズアレイの凸レンズの配列に対応して形成され、レンズアレイにおける「凸レンズごとの視野領域を微小受光領域ごとに独立」させる。
「照明手段」は、画像として取込むべき静脈部分を近赤外光により照明する。従って、遮光手段は少なくとも「照明手段の放射する近赤外光に対して遮光性」であることが必要である。
The “light-shielding means” is disposed between the lens array and the light-receiving means, and “a hole forming a non-reflective light guide path between each convex lens of the lens array and the corresponding minute light-receiving area” is provided in the lens array. Are formed corresponding to the arrangement of the convex lenses, and “a visual field region for each convex lens is independent for each minute light receiving region” in the lens array.
The “illuminating means” illuminates a vein portion to be captured as an image with near infrared light. Therefore, it is necessary that the light shielding means is at least “light shielding against near infrared light emitted by the illumination means”.
「位置決め部」は、レンズアレイにおけるレンズ面のアレイから所定の近接位置に形成され、認証すべき静脈部分に近い人体表面を位置決めする部分である。
この位置決め部により位置決めされた人体表面の内部の「静脈部分を含む面」からの近赤外光は、レンズアレイの個々の凸レンズにより、対応する微小受光領域へ伝送される。そして、受光手段の微小受光領域ごとの受光量が「1画素情報として、認証すべき静脈部分の画像情報」を構成する。
The “positioning portion” is a portion that is formed at a predetermined proximity position from the lens surface array in the lens array and positions the human body surface close to the vein portion to be authenticated.
Near-infrared light from the “surface including the vein portion” inside the human body surface positioned by the positioning unit is transmitted to the corresponding minute light receiving region by the individual convex lenses of the lens array. The amount of light received for each minute light receiving region of the light receiving means constitutes “image information of the vein portion to be authenticated as one pixel information”.
若干補足すると、レンズアレイにおける凸レンズの配列ピッチは、上記の如く200dpi〜500dpiである。200dpiはレンズの配列ピッチにして0.125mmであり、配列密度が高くなるとレンズの配列ピッチはより小さくなる。この発明の血管入力装置では、レンズの配列ピッチが200dpi程度であれば「0.1mm程度の太さの静脈」を実用的には十分に読取ることができる。レンズアレイの配列密度が大きくなればそれだけ、入力する血管像の解像度が高くなるが、個々の凸レンズの開口数が小さくなり、レンズアレイの各凸レンズが「暗いレンズ」となって個々の微小受光領域が受光する光量が落ちるので、血管像入力に時間を要することとなって好ましくない。このような観点からして、凸レンズの配列ピッチの上限は500dpi程度である。 Supplementing a little, the arrangement pitch of the convex lenses in the lens array is 200 dpi to 500 dpi as described above. 200 dpi is 0.125 mm in the lens arrangement pitch, and the lens arrangement pitch becomes smaller as the arrangement density increases. In the blood vessel input device according to the present invention, if the lens arrangement pitch is about 200 dpi, “a vein having a thickness of about 0.1 mm” can be practically read sufficiently. The higher the array density of the lens array, the higher the resolution of the input blood vessel image, but the numerical aperture of each convex lens will be reduced, and each convex lens of the lens array will become a “dark lens” and each minute light receiving area Since the amount of light received decreases, it takes time to input a blood vessel image, which is not preferable. From such a viewpoint, the upper limit of the arrangement pitch of the convex lenses is about 500 dpi.
「視野領域」は、検出の対象である「生体内の血管の状態」に対して、1個の凸レンズが対応する領域であり、遮光手段が「視野領域を微小受光領域ごとに独立させる。」とは、遮光手段による遮光により「1個の凸レンズに対応する微小受光領域には、この1個の凸レンズの視野領域からの光のみが導光される」ことを意味する。 The “field region” is a region corresponding to one “convex lens” corresponding to the “blood vessel state in the living body” to be detected, and the light shielding means “makes the field region independent for each minute light receiving region”. Means that only the light from the field area of the single convex lens is guided to the minute light receiving area corresponding to the single convex lens by the light shielding by the light shielding means.
照明手段が放射する「近赤外光」は波長にして凡そ700〜1000nmの光である。この波長領域の近赤外光は「血管(静脈)中を流れる血液中のヘモグロビン」により良く吸収される一方、生体中の筋肉や脂肪、骨組織等により良く散乱されるので、生体中の静脈の「他の組織に対するコントラスト」を大きくできる。照明手段による近赤外光の照射は、例えば、指の静脈パターンを血管像として入力する場合であれば、上記接触面の側から照射して指の内部により散乱させて「検出するべき静脈パターンを照明」してもよいし、指の背面から指を透過させるように照射してもよい。 “Near-infrared light” emitted by the illumination means is light having a wavelength of about 700 to 1000 nm. Near-infrared light in this wavelength region is well absorbed by “hemoglobin in blood flowing in blood vessels (veins)”, but is well scattered by muscles, fats, bone tissues, etc. in the living body. The “contrast with other tissues” can be increased. For example, in the case of inputting a finger vein pattern as a blood vessel image, the illumination means irradiates near-infrared light by irradiating from the side of the contact surface and scattering from the inside of the finger. May be “illuminated”, or irradiation may be performed so that the finger is transmitted from the back of the finger.
「非反射性導光路」は、これを形成する孔の周壁が非反射性であることを意味する。即ち、レンズアレイの各凸レンズとこれに対応する微小受光領域との間の非反射性導光路を形成する孔は、孔に対応する凸レンズからの光を孔の周壁で反射させることなく、対応する微小領域に導光するのが理想であり、また、孔に対応しない他の凸レンズからの光を孔の周壁で、吸収して「孔に対応する微小領域」に対して遮光する。このようにして「凸レンズごとの視野領域を微小受光領域ごとに独立」させるのである。 “Non-reflecting light guide” means that the peripheral wall of the hole forming it is non-reflective. That is, the hole forming the non-reflecting light guide path between each convex lens of the lens array and the minute light receiving region corresponding thereto corresponds to the light from the convex lens corresponding to the hole without being reflected by the peripheral wall of the hole. Ideally, the light is guided to a minute area, and light from another convex lens that does not correspond to the hole is absorbed by the peripheral wall of the hole and shielded against the “minute area corresponding to the hole”. In this way, “the visual field area for each convex lens is independent for each minute light receiving area”.
また「位置決め部」は、認証すべき静脈部分に近い人体表面を位置決めする部分であり、後述する実施例の場合のように、レンズアレイにおけるレンズ面のアレイから所定の近接位置に「上記人体表面を接触させて位置決めする接触面」として形成することができるが、これに限らず、レンズ面のアレイから所定の位置に上記人体表面を位置決めするように、例えば、レンズアレイの透明カバーの周囲に位置決め用のガイド部を設け、このガイド部により、上記人体表面が透明カバー表面に非接触で位置決めされるようにすることもできる。 The “positioning part” is a part for positioning the human body surface close to the vein part to be authenticated. As in the case of the embodiments described later, the “surface of the human body” is placed at a predetermined proximity position from the lens surface array in the lens array. However, the present invention is not limited to this. For example, around the transparent cover of the lens array, the human body surface may be positioned at a predetermined position from the lens surface array. It is also possible to provide a positioning guide portion, and the human body surface can be positioned without contact with the transparent cover surface by this guide portion.
請求項1記載の血管像入力装置において、レンズアレイの各凸レンズに1:1に対応する微小受光領域の個々は「1個の受光部で構成し、この1個の受光部の出力が1画素情報を構成する」ようにしてもよいし(請求項2)、レンズアレイの各凸レンズに1:1で対応する微小受光領域の個々を「複数の受光部で構成し、これら複数の受光部の出力和が1画素情報を構成」するようにしてもよい(請求項3)。 2. The blood vessel image input device according to claim 1, wherein each of the minute light receiving areas corresponding to 1: 1 for each convex lens of the lens array is composed of “one light receiving portion, and the output of this one light receiving portion is one pixel. (Claim 2), each of the minute light receiving areas corresponding 1: 1 to the convex lenses of the lens array may be “consisting of a plurality of light receiving parts, The output sum may constitute one pixel information ”(claim 3).
この請求項3記載の血管像入力装置における受光手段を「レンズアレイにおける凸レンズの配列ピッチに比して小さいピッチで微小な受光部を均一に配列したもの」とし、遮光手段の「非反射性導光路を形成する各孔の受光手段側における開口部」が、個々の微小受光領域を構成する受光部の配列領域を画定するようにしてもよい(請求項4)。 The light receiving means in the blood vessel image input apparatus according to claim 3 is defined as “a small light receiving portion arranged uniformly at a pitch smaller than the arrangement pitch of the convex lenses in the lens array”. The “opening on the light receiving means side of each hole forming the optical path” may define an array region of the light receiving portions constituting the individual micro light receiving regions (claim 4).
請求項1〜4の任意の1に記載の血管像入力装置において、レンズアレイの各凸レンズは「視野領域における静脈部の1倍以下の像」を受光手段の微小受光領域上もしくはその近傍に結像させることが好ましい(請求項5)。 The blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 4, wherein each convex lens of the lens array connects "an image that is less than or equal to one time the vein part in the visual field region" on or near the minute light receiving region of the light receiving means. It is preferable to form an image (claim 5).
請求項1〜5の任意の1に記載の血管像入力装置における「レンズアレイ」は平行平板状であるが、その一方の面が平面に形成され、他方の面に微小な凸レンズのレンズアレイが形成され、レンズアレイの形成された側の面が受光手段側に向けられ、上記平面に形成された面が「認証すべき静脈部分に近い人体表面を接触させて位置決めする位置決め部」をなすように構成することができる(請求項6)。 The “lens array” in the blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 5 has a parallel plate shape, and one surface thereof is formed into a flat surface, and a lens array of minute convex lenses is formed on the other surface. The formed surface of the lens array is directed to the light receiving means, and the surface formed on the flat surface forms a “positioning portion for positioning the human body surface close to the vein portion to be authenticated”. (Claim 6).
このように、レンズアレイに形成される凸レンズのアレイは「レンズアレイの片面のみに形成」することもできるが、全体として凸レンズの作用をなす2面のレンズ面を平板状の基板の両面に光軸を共有させて形成しても良い。このような場合には、例えば、受光手段とは逆側のレンズ面のアレイの上に「レンズアレイとは別体の薄い平行平板」を配置してその表面を接触面とするか、あるいは「受光手段とは逆側の面」自体を接触面とすれば良い。 As described above, the convex lens array formed on the lens array can be “formed only on one side of the lens array”, but the two lens surfaces that function as a convex lens as a whole are applied to both sides of the flat substrate. The shaft may be shared. In such a case, for example, a “thin parallel plate separate from the lens array” is arranged on the lens surface array opposite to the light receiving means, and the surface thereof is used as a contact surface. The “surface opposite to the light receiving means” itself may be the contact surface.
請求項1〜6の任意の1に記載の血管像入力装置における「レンズアレイと受光手段との間に配設される遮光手段」は、光軸方向の一端をレンズアレイに当接させ、他端を受光手段の受光面に当接させ、レンズアレイと受光手段との間隔を保持するスペーサとして機能することができる(請求項7)。遮光手段における光軸方向は、非反射性導光路を形成する孔に対応する凸レンズの光軸方向である。 The blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 6, wherein the “light-shielding means disposed between the lens array and the light-receiving means” has one end in the optical axis direction in contact with the lens array, and the like. The end can be brought into contact with the light receiving surface of the light receiving means to function as a spacer for maintaining a distance between the lens array and the light receiving means. The optical axis direction in the light shielding means is the optical axis direction of the convex lens corresponding to the hole forming the non-reflective light guide.
請求項1〜7の任意の1に記載の血管像入力装置は、レンズアレイにおける凸レンズの配列および受光手段における微小受光領域の配列が2次元的である(勿論、遮光手段における非反射性導光路用の孔の配列も2次元的となる。)ことができるが(請求項8)、レンズアレイにおける凸レンズの配列および受光手段における微小受光領域の配列を1次元的とする(勿論、遮光手段における非反射性導光路用の孔の配列も1次元的とする。)こともできる(請求項9)。 The blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 7, wherein the arrangement of the convex lenses in the lens array and the arrangement of the micro light receiving areas in the light receiving means are two-dimensional (of course, a non-reflective light guide in the light shielding means). However, the arrangement of the convex lenses in the lens array and the arrangement of the micro light receiving areas in the light receiving means are one-dimensional (of course in the light shielding means). (The arrangement of the holes for the non-reflective light guide is also one-dimensional.) (Claim 9).
この発明の血管像読取装置は、請求項1〜9の任意の1に記載の血管像入力装置におけるレンズアレイおよび受光手段および遮光手段を有し、レンズアレイにおけるレンズ面のアレイから所定の近接位置に、認証すべき静脈部分に近い人体表面を位置決めする位置決め部が形成されていることを特徴とする(請求項10)。即ち、血管像読取装置は、上に説明した請求項1〜9の任意の1に記載の血管像入力装置から照明手段を除いたものである。 The blood vessel image reading device according to the present invention includes the lens array, the light receiving unit, and the light shielding unit in the blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 9, and a predetermined proximity position from the lens surface array in the lens array. Further, a positioning part for positioning the human body surface close to the vein part to be authenticated is formed (claim 10). That is, the blood vessel image reading device is obtained by removing the illumination unit from the blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 9 described above.
請求項11記載の血管像入力装置は、請求項10記載の血管像読取装置を複数個「認証すべき静脈部分を有する人体表面の所望の領域」に合わせて配列し、読取るべき領域を1以上の照明手段により近赤外光で照明するように構成されたことを特徴とする。
The blood vessel image input device according to
上記の如く、この発明の血管像入力装置では、静脈内を流れる血液中のヘモグロビンにより良く吸収される波長領域の近赤外光が「認証すべき静脈部分を有する人体部分」に照射されるが、生体内の筋肉や脂肪、骨組織は近赤外線を良く散乱させるので、結局、接触面に接触させた人体表面(例えば掌面や指の表面)に最も近い部分(皮膚表面から1〜2mmの位置)にある静脈以外の部分は、散乱により「略均一な背景」と化し、接触面に最も近い静脈の状態が検出の対象となる。検出対象となる「接触面に最も近い静脈の状態」を、便宜上「被検静脈パターン」と呼ぶことにする。 As described above, in the blood vessel image input device of the present invention, near infrared light in a wavelength region that is well absorbed by hemoglobin in blood flowing in a vein is irradiated to a “human body part having a vein part to be authenticated”. The muscle, fat, and bone tissue in the body scatters near-infrared rays well. Eventually, the portion closest to the human body surface (for example, palm surface or finger surface) in contact with the contact surface (1-2 mm from the skin surface) The portion other than the vein at the position) becomes a “substantially uniform background” by scattering, and the state of the vein closest to the contact surface is the object of detection. The “state of the vein closest to the contact surface” to be detected is referred to as “test vein pattern” for convenience.
すると、この被検静脈パターンは、レンズアレイを構成する凸レンズごとの視野領域に分割され、このように分割された視野領域ごとの「被検静脈パターン部分」からの近赤外光が、凸レンズにより「この凸レンズに対応する微小受光領域」へ導光されて電気信号に変換される。このとき、遮光手段が「視野領域を微小受光領域ごとに独立」させるので、遮光手段による遮光により「1個の凸レンズに対応する微小受光領域には、この1個の凸レンズの視野領域からの光のみが導光される」ことになる。 Then, this test vein pattern is divided into field regions for each convex lens constituting the lens array, and near-infrared light from the "test vein pattern portion" for each field region thus divided is converted by the convex lens. It is guided to “a small light receiving area corresponding to this convex lens” and converted into an electric signal. At this time, since the light shielding means makes the visual field area independent for each minute light receiving area, the light from the visual field area of the single convex lens is displayed in the minute light receiving area corresponding to one convex lens by the light shielding by the light shielding means. Only light is guided. "
即ち、被検静脈パターンは「レンズアレイを構成する各凸レンズの視野領域」を1画素として電気信号化される。このように、この発明の血管像入力装置において入力画像となるのは、視野領域の一つ一つから対応する微小受光領域へ導光される光量の「全ての微小受光領域における分布」である。従って、レンズアレイの個々の凸レンズにより導光される光は、必ずしも「凸レンズに対応する微小受光領域に結像」する必要はなく、仮に結像していたとしても、結像された像が入力画像に反映されるわけではなく、1つの微小受光領域に導光される光量が「1画素を表す情報」とされるのである。 In other words, the vein pattern to be examined is converted into an electrical signal with the “field region of each convex lens constituting the lens array” as one pixel. Thus, in the blood vessel image input device of the present invention, the input image is the “distribution in all the micro light receiving areas” of the light amount guided from each of the visual field areas to the corresponding micro light receiving area. . Therefore, the light guided by the individual convex lenses of the lens array does not necessarily have to be “imaged on the minute light receiving area corresponding to the convex lens”. Instead of being reflected in the image, the amount of light guided to one minute light receiving area is used as “information representing one pixel”.
このように、レンズアレイの各凸レンズは被検情報パターンの「視野領域の像を微小受光領域に結像」させる必要は必ずしもないが、請求項5に記載されたように「レンズアレイの各凸レンズが、視野領域における静脈部の1倍以下の像を受光手段の微小受光領域上もしくはその近傍に結像させる」ようにすると、微小受光領域へ導光される光の集光性が高まるので、入力する画像のコントラストを高くし易い。また、このようにすると、レンズアレイと受光手段との間隔を短縮できる。 In this way, each convex lens of the lens array is not necessarily required to “form an image of the visual field region on the minute light receiving region” of the test information pattern, but as described in “5, each convex lens of the lens array”. However, if the image is formed on or near the minute light receiving region of the light receiving means, the light condensing property of the light guided to the minute light receiving region is increased. It is easy to increase the contrast of the input image. In this way, the distance between the lens array and the light receiving means can be shortened.
以上の説明から明らかなように、この発明の血管像入力装置で入力される画像情報は、レンズアレイにおける「1個の凸レンズに対応する視野領域の情報を1画素情報として単純化したもの」であるから、入力される画像情報の解像度はレンズアレイにおける凸レンズの配列密度に依存するが、凸レンズの配列密度は200dpi〜500dpi程度であり、この範囲の配列密度であれば実用上十分な解像度を持った画像情報を構成することができる。 As is apparent from the above description, the image information input by the blood vessel image input device of the present invention is “simplified information of the visual field area corresponding to one convex lens as one pixel information” in the lens array. Therefore, the resolution of the input image information depends on the arrangement density of the convex lenses in the lens array, but the arrangement density of the convex lenses is about 200 dpi to 500 dpi, and if the arrangement density is within this range, the resolution is practically sufficient. Image information can be configured.
以上に説明したように、この発明によれば新規な血管像入力装置・血管像読取装置を実現できる。この発明の血管像読取装置は200dpi〜500dpiの配列密度をもった微小な凸レンズのレンズアレイを用いるので、生体表面を接触させる接触面から受光手段に至る距離を小さくでき、従って薄型すなわち小型に構成でき、静脈像を簡便に画像情報として入力できる。また、1個の凸レンズに対する視野領域の情報を1画素情報に単純化するので「個々の凸レンズにより結像された画像を画像処理する場合」とは異なり、複雑な画像処理を必要としない。 As described above, according to the present invention, a novel blood vessel image input device / blood vessel image reading device can be realized. Since the blood vessel image reading device of the present invention uses a lens array of minute convex lenses having an array density of 200 dpi to 500 dpi, the distance from the contact surface that contacts the surface of the living body to the light receiving means can be reduced, and therefore, it is thin, that is, small in size. The vein image can be easily input as image information. In addition, since the information on the field of view for one convex lens is simplified to one pixel information, unlike “when image processing is performed on images formed by individual convex lenses”, complicated image processing is not required.
以下、実施の形態を説明する。
図1は血管像入力装置の実施の1形態を説明するための図である。この例では、指の静脈パターンを画像入力の対象としている。
図1(a)において、符号10はレンズアレイ、符号20は遮光手段、符号30は受光手段、符号41、42は照明手段を示し、符号0は指、符号01は「画像として取込むべき静脈部分(即ち、認証すべき静脈部分)」をそれぞれ示している。
Hereinafter, embodiments will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of a blood vessel image input apparatus. In this example, the finger vein pattern is the target of image input.
In FIG. 1A,
レンズアレイ10は平行平板状であって、微小な凸レンズLを200dpi〜500dpi程度の適宜の配列密度で2次元的に配列してなる。凸レンズLの2次元配列は正方配列(互いに直交する方向へ、同一ピッチで碁盤の目のように配列した配列形態)である。この実施の形態においては、凸レンズLは平行平板状のレンズアレイ10の片面(図で下方の面)のみに形成されており、反対側の面(図で上方の面)は「認証すべき静脈部分01に近い人体表面(指0の表面)」を接触させて位置決めする位置決め部としての接触面11となっている。
The
受光手段30は、微小な光センサPSを「レンズアレイ10の個々の凸レンズLと1:1で対応させて、2次元の正方配列で配列」し、各光センサPSの微小なセンサ面が「受光面31である共通の平面上に配列される」ように一体化した構成のものである。図に示すように、各光センサPSは、対応する凸レンズLの光軸上に位置する。この例では各光センサPSの微小なセンサ面が「微小受光領域」である。
The light receiving means 30 arranges the minute photosensors PS in a two-dimensional square arrangement “corresponding 1: 1 with the individual convex lenses L of the
遮光手段20は平行平板状であって、レンズアレイ10と受光手段30との間に配設され、各凸レンズLとこれに対応する「微小受光領域(光センサPSの微小なセンサ面)」との間の「非反射性導光路を形成する孔」が、レンズアレイ10の凸レンズLの配列に対応して形成され、レンズアレイ10における凸レンズLごとの視野領域を、微小受光領域ごとに独立させる。図1(a)において符号Hは非反射性導光路を形成する孔を相互に隔てる壁部を示す。「孔の周壁」である壁部Hは遮光性である。遮光手段20を遮光性とするには、遮光手段20を遮光性材料で形成してもよいし、他の材料で形成して孔部や他の部分に遮光性の塗料を塗布しても良い。
The light shielding means 20 has a parallel plate shape, and is disposed between the
図1(b)は、レンズアレイ10における凸レンズLの正方配列の一部として、4個の凸レンズLの配列と、これら4個の凸レンズに対応する「非反射性導光路を形成する孔」を持つ遮光手段20の関係を示している。遮光手段20の壁部は、凸レンズLの光軸方向から見ると、孔の周面が図の如く、凸レンズLのレンズ周縁に近接するように構成されている。これは、1つの凸レンズに対して、隣接する凸レンズに対応する視野領域からの光が迷光として作用しないようにするための方策であり「凸レンズLごとの視野領域を微小受光領域ごとに独立させる」ための方策の1つである。このようにするかわりに、遮光手段20の孔の長さを長くすることによっても、隣接する凸レンズに対応する視野領域からの光が迷光として作用しないようにすることができる。
FIG. 1B shows an arrangement of four convex lenses L as a part of a square arrangement of convex lenses L in the
図1(c)は、レンズアレイ10における凸レンズLの「正方配列の一部」として、4個の凸レンズLの配列と、これら4個の凸レンズに対応する「視野領域」との関係を示している。符号Sで示す視野領域は、凸レンズLの2次元配列に対応して「互いに密」に設定されている。図1(c)に示す1つの凸レンズL1とこれに対応する視野領域S1を例にとって説明すると、視野領域S1は対応する凸レンズL1の光軸上にあり、視野領域L1からの光(近赤外光)は、この視野領域S1に対応する凸レンズL1のみにより受光手段へ導光される。これを実現するために遮光手段20が用いられるのである。
FIG. 1C shows the relationship between the arrangement of the four convex lenses L and the “field of view” corresponding to these four convex lenses as “a part of the square arrangement” of the convex lenses L in the
光源手段41、42は、略700〜1000nmの波長領域内に発光波長を持つ適宜の光源、例えば、半導体レーザや固体レーザ、LED等を用いることができ、指0を接触面11の側から照明する。この例では光源手段を2個としているが、さらに多くの照明手段を設けても良い。また、1以上の照明手段を、図1における指0よりも上方に設け、接触面11上におかれた指0を上方から照明するようにしてもよい。
As the light source means 41 and 42, an appropriate light source having a light emission wavelength in a wavelength region of about 700 to 1000 nm, for example, a semiconductor laser, a solid-state laser, an LED, or the like can be used, and the
図1(a)に示すように、生体認証を受ける被認証者が指0を接触面11上に接触させた状態で光源手段41、42を発光させると、放射された近赤外光は指0の内部に入り込み、指10の内部で筋肉、脂肪、骨組織等で一様に散乱された状態となるが、静脈部分ではヘモグロビンに吸収される。その結果、接触面11に接触した指0の表面から1〜2mmのところにある静脈部分01が、位置決めされて読取り得る状態となり、静脈部分01よりも指の内部(図1(a)で上方)にある静脈は近赤外光の散乱で「静脈部分01に対する略均一な濃度をもった背景」になってしまう。
As shown in FIG. 1A, when a person to be authenticated who receives biometric authentication causes the light source means 41 and 42 to emit light with the
静脈部分01は検出対象となる「接触面に最も近い静脈の状態」であり、先に「被検静脈パターン」と呼んだものであり、以下、被検静脈パターン01と呼ぶことにする。
The
図1(d)は、被検静脈パターン01を含む面からの近赤外光が、レンズアレイの各凸レンズにより微小受光領域へ導光される状態を説明図的に示している。符号L11、L12はレンズアレイ10において隣接する2個の凸レンズ、符号PS11、PS12は、凸レンズL11、L12にそれぞれ対応する光センサ(その微小なセンサ面が微小受光領域である。)を示している。
FIG. 1D schematically illustrates a state in which near-infrared light from the surface including the
符号S11、S12は凸レンズL11、L12にそれぞれ対応する視野領域であり、被検静脈パターン01の視野領域S11に位置する部分からの光は、凸レンズL11により対応する光センサPS11に導光され、被検静脈パターン01の視野領域S12に位置する部分からの光は、凸レンズL12により対応する光センサPS12に導光される。その際、遮光手段20の作用により「凸レンズごとの視野領域が、微小受光領域ごとに独立」したものとなるので、視野領域S11からの光が光センサPS12に導光されることはなく、視野領域S12からの光が光センサPS11に導光されることもない。
Reference numerals S11 and S12 are visual field regions corresponding to the convex lenses L11 and L12, respectively. Light from a portion located in the visual field region S11 of the
この実施の形態例においては、図1(d)に示すように、各視野領域からの光は、対応する凸レンズにより、微小受光領域上に縮小像を結像するようになっている。
なお、図1(d)において符号Pは光センサ配列ピッチであり、凸レンズの配列ピッチ、非反射性導光路を形成する孔の配列ピッチと同一である。
In this embodiment, as shown in FIG. 1D, the light from each field area forms a reduced image on the minute light receiving area by the corresponding convex lens.
In FIG. 1 (d), reference symbol P denotes an optical sensor arrangement pitch, which is the same as the arrangement pitch of convex lenses and the arrangement pitch of holes forming a non-reflective light guide.
こうして、受光手段30の全ての光センサPSから「受光量に応じた出力信号」が得られる。かりに、受光手段30における光センサの配列をマトリックスとしてPSijと表し、光センサの個々に対応する視野領域の配列をマトリックスとしてSij、光センサ:PSijから出力される出力信号をSGijとしてそれぞれ表し、i=1〜n、j=1〜mとすると、被検静脈パターン01の「読取り領域(画像情報として入力される領域)」は「視野領域のマトリックス:Sijの全体」に対応し、受光手段の出力信号:SGij(i=1〜n、j=1〜m)に対応する。
In this way, “an output signal corresponding to the amount of received light” is obtained from all the optical sensors PS of the light receiving means 30. The optical sensor array in the light receiving means 30 is expressed as PSij as a matrix, the visual field array corresponding to each of the optical sensors is expressed as Sij, and the output signal output from the optical sensor: PSij is expressed as SGij, i = 1 to n, j = 1 to m, “reading area (area inputted as image information)” of the
受光手段30から得られる出力信号の総数は「n×m個」である。
従って、接触面11に接触された人体表面内部の被検静脈パターン01を含む面からの近赤外光は、レンズアレイ10の個々の凸レンズにより対応する微小受光領域へ伝送され、微小受光領域ごとの受光量が1画素情報SGijとして、認証すべき静脈部分01の画像情報を構成することになる。即ち、被検静脈パターンの視野領域:Sijごとの情報を1画素分の情報として「出力信号:SGijの総体で表される画像情報」として入力されるのである。
The total number of output signals obtained from the light receiving means 30 is “n × m”.
Accordingly, near-infrared light from the surface including the
即ち、図1を参照して実施の形態を説明した血管像入力装置は、静脈認証用の血管像入力装置であって、微小な凸レンズLを200dpi〜500dpiの配列密度でアレイ配列してなる平行平板状のレンズアレイ10と、受光面31上に、レンズアレイ10の各凸レンズLに1:1に対応する微小受光領域(光センサSPの微小なセンサ面)を有する受光手段30と、レンズアレイ10と受光手段30との間に配設され、各凸レンズとこれに対応する微小受光領域との間の非反射性導光路を形成する孔が、レンズアレイ10の凸レンズLの配列に対応して形成され、レンズアレイ10における凸レンズLごとの視野領域を微小受光領域ごとに独立させる遮光手段20と、画像として取込むべき静脈部分01を近赤外光により照明する照明手段41、42とを有し、レンズアレイ10におけるレンズ面のアレイから所定の近接位置に、認証すべき静脈部分01に近い人体表面を位置決めする位置決め部として接触面11が形成され、接触面11に接触された人体表面内部の静脈部分01を含む面からの近赤外光が、レンズアレイ10の個々の凸レンズにより対応する微小受光領域へ伝送され、微小受光領域ごとの受光量が1画素情報として、認証すべき静脈部分01の画像情報を構成するもの(請求項1)である。
In other words, the blood vessel image input apparatus described with reference to FIG. 1 is a vein authentication blood vessel image input apparatus, and is formed by arraying minute convex lenses L in an array density of 200 dpi to 500 dpi. A light receiving means 30 having a
また、レンズアレイ10の各凸レンズLに1:1に対応する微小受光領域の個々が1個の受光部(光センサPSのセンサ面)で構成され、1個の受光部の出力が1画素情報を構成する(請求項2)。
レンズアレイの各凸レンズLは、視野領域における静脈部の1倍以下の像を受光手段30の微小受光領域SP上に結像させ(請求項5)、レンズアレイ10の一方の面が平面に形成され、他方の面に微小な凸レンズLのレンズアレイが形成され、レンズアレイの形成された側の面が受光手段30の側に向けられ、平面に形成された面が、認証すべき静脈部分に近い人体表面を位置決めする位置決め部11をなし(請求項6)、レンズアレイ10と受光手段30との間に配設される遮光手段20は、光軸方向(図1(a)の上下方向)の一端をレンズアレイ10に当接させ、他端を受光手段30の受光面31に当接させ、レンズアレイ10と受光手段30との間隔を保持するスペーサとして機能し(請求項7)、レンズアレイ10における凸レンズの配列および受光手段30における微小受光領域の配列が2次元的である(請求項8)。
Further, each of the minute light receiving regions corresponding to 1: 1 for each convex lens L of the
Each convex lens L of the lens array forms an image that is not more than 1 times as large as the vein in the field of view on the minute light receiving area SP of the light receiving means 30 (Claim 5), and one surface of the
また、レンズアレイ10および受光手段30および遮光手段20は、レンズアレイ10におけるレンズ面のアレイから所定の近接位置に、認証すべき静脈部分に近い人体表面を接触させる接触面11が形成されて請求項10記載の「血管像読取装置」を構成する。
Further, the
図3に、図1の実施の形態の変形例を2例示す。繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては図1におけると同一の符号を付して上記説明を援用する。 FIG. 3 shows two examples of modifications of the embodiment of FIG. In order to avoid confusion, the above description is used with the same reference numerals as those in FIG.
図3に示す実施の形態と図1に示した実施の形態との差異は、主として受光手段と遮光手段の形態にある。
図3(a)、(b)に示す実施の形態とも、受光手段32が用いられているが、この受光手段32は、レンズアレイ10における凸レンズL11、L12・・の配列ピッチ:Pに比して小さいピッチで微小な受光部PS1を均一に配列したものである。このような受光手段は通常のCCDエリアセンサ、CMOSセンサ等を用いることができる。
The difference between the embodiment shown in FIG. 3 and the embodiment shown in FIG. 1 is mainly in the form of light receiving means and light shielding means.
3 (a) and 3 (b), the light receiving means 32 is used. This light receiving means 32 is compared with the arrangement pitch P of the convex lenses L11, L12,. The small light receiving portions PS1 are uniformly arranged at a small pitch. As such light receiving means, a normal CCD area sensor, CMOS sensor or the like can be used.
このように、微小な受光部PS1の配列ピッチは、レンズアレイ10における凸レンズL11、L12・・の配列ピッチ:Pに比して小さいので、レンズアレイ10の各凸レンズに1:1で対応する微小受光領域の個々は「複数の受光部PS1で構成」される。
Thus, since the arrangement pitch of the minute light receiving portions PS1 is smaller than the arrangement pitch P of the convex lenses L11, L12,... In the
一方、図3(a)に示す例では、遮光手段21の「受光面31に接する側」が板状となっており、この板状部分の「非反射性導光路を形成する各孔の、受光手段側における開口部」の大きさは、レンズアレイ10側の開口部に比して小さくなっている。また、図3(b)に示す例では、遮光手段22における「非反射性導光路を形成する各孔」は、孔の周面が、レンズアレイ10側から受光手段32の側に向かって、孔径が小さくなるようにテーパを形成されている。
On the other hand, in the example shown in FIG. 3A, the “side in contact with the
図3(a)、(b)に示す例は何れも、遮光手段の非反射性導光路を形成する各孔の、受光手段32側における開口部が「個々の微小受光領域を構成する受光部PS1の配列領域」を画定する。なお、遮光手段の非反射性導光路を形成する各孔の「受光手段側の開口部」を、レンズアレイ側の開口部よりも小さくする理由は、レンズアレイ10の個々の凸レンズL11、L12・・が被検静脈パターン01の各視野領域S11、S12・・の縮小像を受光面上に結像させるようになっているからである。しかしこのことは必要条件というわけではなく「非反射性導光路を形成する孔の孔径は光軸方向に一様」であってもよい。
In each of the examples shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the opening on the light receiving means 32 side of each hole forming the non-reflecting light guide path of the light shielding means is “a light receiving portion constituting each minute light receiving area”. The “PS1 sequence region” is defined. The reason why the “opening portion on the light receiving means side” of each hole forming the non-reflecting light guide path of the light shielding means is smaller than the opening portion on the lens array side is that each convex lens L11, L12,. This is because a reduced image of each visual field region S11, S12,... Of the
図3に示す例では、微小受光領域が「複数の受光部PS1の配列」で構成されるが、1個の微小受光領域に導光される光量はあくまでも、1画素分の情報として用いられるので、これらの例では「1つの微小受光領域を構成する複数の受光部PS1の出力和が1画素情報を構成する」ことになる。 In the example shown in FIG. 3, the micro light receiving area is configured by “an array of a plurality of light receiving portions PS <b> 1”, but the amount of light guided to one micro light receiving area is only used as information for one pixel. In these examples, "the output sum of the plurality of light receiving portions PS1 constituting one minute light receiving region constitutes one pixel information".
即ち、図3に実施の形態を示す血管像入力装置(図には血管像読取装置の部分が示されている。)は、その特徴部分として、レンズアレイ10の各凸レンズに1:1で対応する微小受光領域の個々が、複数の受光部PS1で構成され、これら複数の受光部の出力和が1画素情報を構成するものであり(請求項3)、受光手段32は、レンズアレイ10における凸レンズL11、L12・・の配列ピッチ:Pに比して小さいピッチで微小な受光部PS1を均一に配列したものであり、遮光手段21、22の、非反射性導光路を形成する各孔の、受光手段32側における開口部が、個々の微小受光領域を構成する受光部PS1の配列領域を画定する(請求項4)。
That is, the blood vessel image input device (the portion of the blood vessel image reading device is shown in the figure) showing the embodiment in FIG. 3 has a 1: 1 correspondence with each convex lens of the
上に説明した実施の各形態では「指の被検静脈パターン」を画像入力の対象とするものであり、血管像読取装置のサイズは、厚みは高々2mm弱程度、面積は15mm×10mm程度のものである。 In each of the embodiments described above, the “finger test vein pattern” is an object of image input. The size of the blood vessel image reading apparatus is about 2 mm at most and the area is about 15 mm × 10 mm. Is.
図4に示す実施の形態では、被検静脈パターンが手HNの「掌の静脈パターン」である場合であり、検出面積が大きいことに対応して面積が例えば40mm×50mm程度と大きい血管像読取装置100を用いている。この場合、照明は、例えば、図示されない単数個もしくは複数個の照明光源を有するものを「手の甲の側」に設けて、手の甲の側から照射するようにすればよい。
In the embodiment shown in FIG. 4, the vein pattern to be examined is the “palm vein pattern” of the hand HN, and the blood vessel image reading having a large area of, for example, about 40 mm × 50 mm corresponding to the large detection area. The
この場合のように「検出面積が大きい」場合、図4に示すように「大面積の単一の血管像読取装置100」を用いる代わりに、図5に示す例のように、図1の例で説明したような比較的小面積の血管像読取装置101、102、・・10i、・・10Nを併設して、検出面積をカバーするようにしてもよい。この場合も照明は例えば、図示されない単数個もしくは複数個の照明光源を有するものを「手の甲の側」に設けて、手の甲の側から照射するようにすればよい。また、血管像読取装置101、102、・・10i、・・10Nは掌の凹凸に合わせて図面に直交する方向への高さが異なっていても良い。
In the case where “the detection area is large” as in this case, instead of using the “single blood vessel
また、比較的小面積の血管像読取装置を複数用いる場合には、図6に示すように、血管像読取装置101、102、103、104を用いて「2指の異なる部分の被検静脈パターン」を入力するようにしたり、図7に示すように、血管像読取装置101、102、103を用いて「1指の異なる部分の被検静脈パターン」を入力するようにしたりすることができる。
Further, when a plurality of blood vessel image reading devices having a relatively small area are used, as shown in FIG. 6, the blood vessel
図7の例では、血管像読取装置101、102、103を用いて、1指の「長さ方向の異なる部分」の被検静脈パターンを入力するようにしているが、例えば、図8に示す例のように、血管像読取装置111、112、113を、指0の正面および両側面に合わせて傾けて配置し、広い範囲の被検静脈パターン011、012、013を読取るようにしても良い。図6、図7、図8の何れの場合も、照明は指の甲の側から行うようにしても良いし、図1で説明した例のように接触面の側から行っても良い。
In the example of FIG. 7, the blood
即ち、図5、図6、図7、図8に示した実施の形態では、血管像読取装置が複数個、認証すべき静脈部分を有する人体表面の所望の領域に合わせて配列され、読取るべき領域が1以上の照明手段により近赤外光で照明される(請求項10)。 That is, in the embodiment shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8, a plurality of blood vessel image reading devices are arranged and read according to a desired region on the human body surface having a vein portion to be authenticated. The region is illuminated with near infrared light by one or more illumination means.
上には、レンズアレイにおける凸レンズの配列および受光手段における微小受光領域の配列が2次元的である場合を説明したが、図9に示す実施の形態のように、血管像入力装置105として「レンズアレイにおける凸レンズの配列および受光手段における微小受光領域の配列を1次元的としたもの」を用い、指0を矢印方向へシフトさせつつ、2次元領域の被検静脈パターンを読取り・入力するようにできる。照明は、1以上の光源を用い、指の腹の側から照明しても良いし、指の甲の側から照明しても良い。
In the above description, the case where the arrangement of the convex lenses in the lens array and the arrangement of the micro light receiving areas in the light receiving means are two-dimensional has been described. However, as in the embodiment shown in FIG. Using the one-dimensional arrangement of the convex lenses in the array and the minute light-receiving areas in the light receiving means, the
補足すると、レンズアレイにおける凸レンズの2次元的な配列は、上に説明した正方配列に限らず、千鳥状配列でもよい。また、視野領域の形状は凸レンズの配列形態により定まるから、例えば、凸レンズの配列を稠密6方状(ハニカム状)にすれば視野領域の形状もハニカム状になる。凸レンズのレンズ面の周縁部形状は、円形に限らず、6角形形状や三角形状、あるいは四角形状とし、遮光部材の「非反射性導光路を形成する孔の形状」も、レンズ面の周縁部の形状と合わせることができる。 Supplementally, the two-dimensional arrangement of the convex lenses in the lens array is not limited to the square arrangement described above, but may be a staggered arrangement. In addition, since the shape of the viewing area is determined by the arrangement form of the convex lenses, for example, if the arrangement of the convex lenses is a dense hexagonal shape (honeycomb shape), the shape of the viewing area also becomes a honeycomb shape. The peripheral shape of the lens surface of the convex lens is not limited to a circular shape, but a hexagonal shape, a triangular shape, or a quadrangular shape, and the “shape of the hole forming the non-reflecting light guide path” of the light shielding member is also the peripheral portion of the lens surface. It can be matched with the shape.
そのほか、入力画像情報として出力されるデータに対してビニング処理を行い、データサイズを低減したり処理時間の短縮を図ったりすることもできる。 In addition, a binning process can be performed on data output as input image information to reduce the data size and the processing time.
最後に、図1に示した実施の形態における血管像読取装置の部分に関する具体的な例を実施例として挙げる。 Finally, a specific example regarding the portion of the blood vessel image reading apparatus in the embodiment shown in FIG. 1 will be given as an example.
レンズアレイ10として凸レンズの配列ピッチ:P=0.1mmのものを用い、各凸レンズの結像倍率を0.25倍に設定した。凸レンズの配列は2次元正方配列とし、凸レンズの有効レンズ領域を直径:0.08mmの円形状領域とした。被検静脈パターン01に対する凸レンズの視野領域は1辺が0.1mmの正方形状とした。
遮光手段20における非反射性導光路を形成する孔は、光軸方向から見た孔の形状が直径:0.082mmの円形とし、凸レンズの配列に対応させて配列ピッチ:0.1mmで2次元正方配列とした。非反射性導光路を形成する孔の孔径は光軸方向に一様である。
A
The holes forming the non-reflective light guide in the light shielding means 20 are two-dimensional with an arrangement pitch of 0.1 mm corresponding to the arrangement of the convex lenses, and the shape of the hole viewed from the optical axis direction is a circle having a diameter of 0.082 mm. Square array. The hole diameter of the hole forming the non-reflecting light guide is uniform in the optical axis direction.
受光手段30における受光部PSの微小受光面は「1辺0.025mmの正方形形状」とし、凸レンズの配列に対応させて配列ピッチ:0.1mmで2次元正方配列とした。受光手段30の受光面31から接触面11までの距離は0.76mmであり、被検静脈パターン01は「レンズアレイ10に対する物体距離」が1mm(指0の内部の位置)であるとした。また、可視光が迷光として作用するのを防ぐために、接触面11には近赤外光を透過させ、可視光を遮断するフィルタ膜を形成した。
The small light receiving surface of the light receiving part PS in the light receiving means 30 is a “square shape with a side of 0.025 mm”, and a two-dimensional square array with an array pitch of 0.1 mm corresponding to the array of convex lenses. The distance from the
以上の条件を基に、シミュレーションにより静脈太さが1mmの場合と0.1mmの場合につき、被検静脈パターンからの光が、個々の微小受光領域にどのように導光されるかをシミュレーションにより調べた。結果を図2(a)、(b)に示す。 Based on the above conditions, the simulation shows how the light from the vein pattern to be examined is guided to each minute light receiving region when the vein thickness is 1 mm and 0.1 mm by simulation. Examined. The results are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
図2(a)は血管太さ:1mmの場合、(b)は血管太さ:0.1mmの場合である。これらの図における横軸は「静脈太さ方向の距離」をmm単位で示し、静脈太さ方向中央部に対応する位置を0としている。また、縦軸は微小受光領域である受光部PSが受光する受光量を示し、上方へ向かって減少し、縦軸最上の光量を0.0、最下の光量を1としている。 2A shows a case where the blood vessel thickness is 1 mm, and FIG. 2B shows a case where the blood vessel thickness is 0.1 mm. The horizontal axis in these figures indicates “distance in the vein thickness direction” in mm, and the position corresponding to the central portion in the vein thickness direction is set to zero. Further, the vertical axis indicates the amount of light received by the light receiving unit PS, which is a minute light receiving area, and decreases upward, with the light amount on the vertical axis being 0.0 and the light amount on the bottom being 1.
図から明らかなように、直径:1mm、0.1mmの静脈とも、極めて解像度良く読取ることができている。 As can be seen from the figure, the veins with diameters of 1 mm and 0.1 mm can be read with extremely high resolution.
0 指
01 認証すべき静脈部分(被検静脈パターン)
10 レンズアレイ
20 遮光手段
30 受光手段
L 凸レンズ
PS 微小受光領域(光センサ)
S 視野領域
0
10 Lens array
20 Shading means
30 Light receiving means
L convex lens
PS Micro light receiving area (optical sensor)
S field of view
Claims (11)
微小な凸レンズを200dpi〜500dpiの配列密度でアレイ配列してなる平行平板状のレンズアレイと、
受光面上に、上記レンズアレイの各凸レンズに1:1に対応する微小受光領域を有する受光手段と、
上記レンズアレイと受光手段との間に配設され、上記各凸レンズとこれに対応する微小受光領域との間の非反射性導光路を形成する孔が、上記レンズアレイの凸レンズの配列に対応して形成され、上記レンズアレイにおける凸レンズごとの視野領域を上記微小受光領域ごとに独立させる遮光手段と、
画像として取込むべき静脈部分を近赤外光により照明する照明手段とを有し、
上記レンズアレイにおけるレンズ面のアレイから所定の近接位置に、認証すべき静脈部分に近い人体表面を位置決めする位置決め部が形成され、
上記位置決め部により位置決めされた人体表面の内部の上記静脈部分を含む面からの近赤外光が、上記レンズアレイの個々の凸レンズにより対応する上記微小受光領域へ伝送され、微小受光領域ごとの受光量が1画素情報として、上記認証すべき静脈部分の画像情報を構成することを特徴とする血管像入力装置。 A blood vessel image input device for vein authentication,
A parallel plate lens array in which minute convex lenses are arrayed at an array density of 200 dpi to 500 dpi;
A light receiving means having a minute light receiving area corresponding to 1: 1 on each convex lens of the lens array on the light receiving surface;
A hole disposed between the lens array and the light receiving means and forming a non-reflective light guide path between each convex lens and the corresponding minute light receiving region corresponds to the arrangement of the convex lenses of the lens array. A light-shielding means for independently forming a field area for each convex lens in the lens array for each minute light-receiving area,
Illuminating means for illuminating a vein portion to be captured as an image with near infrared light,
A positioning part for positioning the human body surface close to the vein part to be authenticated is formed at a predetermined proximity position from the lens surface array in the lens array,
Near-infrared light from the surface including the vein portion on the surface of the human body positioned by the positioning unit is transmitted to the corresponding minute light receiving region by the individual convex lenses of the lens array, and received by each minute light receiving region. A blood vessel image input device, characterized in that the image information of the vein portion to be authenticated is configured as one pixel information.
レンズアレイの各凸レンズに1:1に対応する微小受光領域の個々が1個の受光部で構成され、上記1個の受光部の出力が1画素情報を構成することを特徴とする血管像入力装置。 The blood vessel image input device according to claim 1.
A blood vessel image input characterized in that each convex light-receiving area corresponding to 1: 1 is composed of a single light-receiving unit on each convex lens of the lens array, and the output of the single light-receiving unit constitutes one pixel information. apparatus.
レンズアレイの各凸レンズに1:1で対応する微小受光領域の個々が、複数の受光部で構成され、これら複数の受光部の出力和が1画素情報を構成することを特徴とする血管像入力装置。 The blood vessel image input device according to claim 1.
Each of the minute light receiving areas corresponding to each convex lens of the lens array 1: 1 is composed of a plurality of light receiving parts, and the blood vessel image input is characterized in that the output sum of these light receiving parts constitutes one pixel information apparatus.
受光手段が、レンズアレイにおける凸レンズの配列ピッチに比して小さいピッチで微小な受光部を均一に配列したものであり、
遮光手段の、非反射性導光路を形成する各孔の、受光手段側における開口部が、個々の微小受光領域を構成する受光部の配列領域を画定することを特徴とする血管像入力装置。 The blood vessel image input device according to claim 3,
The light receiving means is a uniform array of minute light receiving portions at a pitch smaller than the arrangement pitch of convex lenses in the lens array,
A blood vessel image input device characterized in that the opening on the light receiving means side of each hole forming a non-reflective light guide path of the light shielding means defines an array region of the light receiving portions constituting each minute light receiving region.
レンズアレイの各凸レンズが、視野領域における静脈部の1倍以下の像を受光手段の微小受光領域上もしくはその近傍に結像させることを特徴とする血管像入力装置。 The blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 4,
A blood vessel image input device, wherein each convex lens of a lens array forms an image of a vein portion or less in a visual field region on or near a minute light receiving region of a light receiving means.
レンズアレイの一方の面が平面に形成され、他方の面に微小な凸レンズのレンズアレイが形成され、レンズアレイの形成された側の面が受光手段の側に向けられ、上記平面に形成された面が、認証すべき静脈部分に近い人体表面を位置決めする位置決め部をなすことを特徴とする血管像入力装置。 The blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 5,
One surface of the lens array is formed in a plane, a lens array of minute convex lenses is formed on the other surface, and the surface on which the lens array is formed is directed toward the light receiving means, and is formed on the plane. A blood vessel image input device, wherein the surface forms a positioning unit for positioning a human body surface close to a vein portion to be authenticated.
レンズアレイと受光手段との間に配設される遮光手段が、光軸方向の一端をレンズアレイに当接させ、他端を受光手段の受光面に当接させ、上記レンズアレイと受光手段との間隔を保持するスペーサとして機能することを特徴とする血管像入力装置。 In the blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 6,
A light blocking means disposed between the lens array and the light receiving means makes one end in the optical axis direction contact the lens array and the other end contact the light receiving surface of the light receiving means. It functions as a spacer which keeps the space | interval of the blood vessel image input device characterized by the above-mentioned.
レンズアレイにおける凸レンズの配列および受光手段における微小受光領域の配列が2次元的であることを特徴とする血管像入力装置。 In the blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 7,
A blood vessel image input device characterized in that the arrangement of convex lenses in the lens array and the arrangement of minute light receiving areas in the light receiving means are two-dimensional.
レンズアレイにおける凸レンズの配列および受光手段における微小受光領域の配列が1次元的であることを特徴とする血管像入力装置。 In the blood vessel image input device according to any one of claims 1 to 7,
A blood vessel image input device characterized in that the arrangement of convex lenses in the lens array and the arrangement of minute light receiving areas in the light receiving means are one-dimensional.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007191114A JP4954819B2 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Blood vessel image input device and blood vessel image reading device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007191114A JP4954819B2 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Blood vessel image input device and blood vessel image reading device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009026220A true JP2009026220A (en) | 2009-02-05 |
JP4954819B2 JP4954819B2 (en) | 2012-06-20 |
Family
ID=40397952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007191114A Active JP4954819B2 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Blood vessel image input device and blood vessel image reading device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4954819B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2216530A2 (en) | 2009-02-06 | 2010-08-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Aircraft electric generation system |
CN101884537A (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-17 | 索尼公司 | Vein imaging apparatus, positional displacement interpolation method and program |
EP2320067A2 (en) | 2009-11-04 | 2011-05-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Aircraft starter generator |
JP2017073110A (en) * | 2016-05-02 | 2017-04-13 | 株式会社ナガハラヘルシーカンパニー | Vein authentication device |
JPWO2020213619A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-22 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61177580A (en) * | 1985-08-19 | 1986-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | Fingerprint discriminating device |
JPH03157602A (en) * | 1989-11-16 | 1991-07-05 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Image transmission element and production of light shielding plate used for this element |
JP2001061109A (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Japan Science & Technology Corp | Image input device |
JP2001223846A (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-17 | Sharp Corp | Image sensor and it manufacturing method |
WO2006038276A1 (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Hitachi, Ltd. | Personal identification device |
-
2007
- 2007-07-23 JP JP2007191114A patent/JP4954819B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61177580A (en) * | 1985-08-19 | 1986-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | Fingerprint discriminating device |
JPH03157602A (en) * | 1989-11-16 | 1991-07-05 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Image transmission element and production of light shielding plate used for this element |
JP2001061109A (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Japan Science & Technology Corp | Image input device |
JP2001223846A (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-17 | Sharp Corp | Image sensor and it manufacturing method |
WO2006038276A1 (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Hitachi, Ltd. | Personal identification device |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2216530A2 (en) | 2009-02-06 | 2010-08-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Aircraft electric generation system |
CN101884537A (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-17 | 索尼公司 | Vein imaging apparatus, positional displacement interpolation method and program |
EP2320067A2 (en) | 2009-11-04 | 2011-05-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Aircraft starter generator |
US8500583B2 (en) | 2009-11-04 | 2013-08-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Aircraft starter generator |
JP2017073110A (en) * | 2016-05-02 | 2017-04-13 | 株式会社ナガハラヘルシーカンパニー | Vein authentication device |
JPWO2020213619A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-22 | ||
CN113711266A (en) * | 2019-04-17 | 2021-11-26 | 株式会社日本显示器 | Detection device |
JP7253751B2 (en) | 2019-04-17 | 2023-04-07 | 株式会社ジャパンディスプレイ | detector |
US11854299B2 (en) | 2019-04-17 | 2023-12-26 | Japan Display Inc. | Detection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4954819B2 (en) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7177451B2 (en) | Fingerprint input apparatus | |
WO2020073900A1 (en) | Lens-pinhole array designs in ultra thin under-screen optical sensors for on-screen fingerprint sensing | |
WO2019184341A1 (en) | 3-dimensional optical topographical sensing of fingerprints using under-screen optical sensor module | |
US7925056B2 (en) | Optical speckle pattern investigation | |
TW521214B (en) | Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system | |
CN111801684B (en) | Fingerprint detection device and electronic equipment | |
CN109154869A (en) | The optics collimator of optical sensor module under screen for shielding upper fingerprint induction | |
EP3319009B1 (en) | Living body recognition apparatus, living body recognition method and living body authentication system | |
JP4954819B2 (en) | Blood vessel image input device and blood vessel image reading device | |
JP2006519986A (en) | Multitask radiation sensor | |
KR20140092220A (en) | Biometric information image-capturing device, biometric authentication apparatus and manufacturing method of biometric information image-capturing device | |
CN111727439A (en) | Device for direct optical capture of skin prints and documents | |
CN112955854B (en) | Display with integrated matrix sensor and method for capturing finger nipple structure | |
Saggese et al. | Biometric recognition of newborns and infants by non-contact fingerprinting: Lessons learned | |
JP6586729B2 (en) | Illumination device and biometric authentication device | |
JP2008217358A (en) | Biometric authentication device, and authentication method using biometric authentication device | |
CN211319244U (en) | Fingerprint detection device and electronic equipment | |
RU157473U1 (en) | OPTICAL-ELECTRONIC DEVICE FOR QUALITY CONTROL OF DIFFRACTION AND HOLOGRAPHIC ELEMENTS | |
JP2009043138A (en) | Biological information acquisition device | |
US11068684B2 (en) | Fingerprint authentication sensor module and fingerprint authentication device | |
CN117253296B (en) | 3D imaging system for identity authentication | |
CN113994393A (en) | Multi-color illumination in optical fingerprint sensors for anti-counterfeiting | |
EP3948658A1 (en) | Presentation attack detection | |
KR101733640B1 (en) | Mobile device, non-contact type apparatus of finger vein authentication and measuring method of finger vein the same | |
RU2718149C2 (en) | Scanning illumination for digital pathology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100705 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111101 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120214 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4954819 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150323 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |