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1、10申请公布号CN104063679A43申请公布日20140924CN104063679A21申请号201410043140722申请日20140129201305928320130322JPG06K9/00200601A61B5/11720060171申请人株式会社日立制作所地址日本东京都72发明人清水春美三浦直人长坂晃朗宫武孝文松田友辅74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人齐秀凤54发明名称血管图像拍摄装置57摘要本发明提供一种血管图像拍摄装置，为实现高精度且薄型的认证装置，本发明目的在于提供即使在摄像图像内未映出手指轮廓的状况下也可检测出手指的位置或形状的个人认证。
2、装置及系统、执行个人认证的运算装置。血管图像拍摄装置特征在于具备手指出示区域；多个光源；光量控制单元；开口部；摄像部，手指出示区域的一部分是前端出示区域和根部出示区域，在将从前端出示区域侧朝向根部出示区域侧的方向定义为纵向的情况下，多个光源在开口部的侧方沿横向排列，光量控制单元改变定时地照射来自多个光源的光，摄像部基于来自多个光源的各光源的光分别拍摄图像，血管图像拍摄装置基于多个图像各自的亮度值，检测手指出示区域中的所出示的手指的轮廓位置。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书16页附图18页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书16页附图18页10申请。
3、公布号CN104063679ACN104063679A1/2页21一种血管图像拍摄装置，其特征在于，具有手指出示区域，其形成于框体表面；多个光源，配置于所述手指出示区域，对所出示的手指照射光；光量控制单元，其控制所述多个光源的光量；开口部，其形成于所述手指出示区域；和摄像部，其对通过了所述开口部的来自照射到所述手指的光源部的光进行拍摄，所述手指出示区域的一部分是用于出示手指的前端侧的前端出示区域和用于出示手指的根部侧的根部出示区域，在将从所述前端出示区域侧朝向所述根部出示区域侧的方向定义为纵向的情况下，所述多个光源在所述开口部的侧方沿横向排列，所述光量控制单元改变定时地使来自所述多个光源的光进。
4、行照射，所述摄像部基于来自所述多个光源的各光源的光，分别拍摄所述图像，所述血管图像拍摄装置基于所述多个图像的各自的亮度值，来检测所述手指出示区域中的所出示的手指的轮廓位置。2一种血管图像拍摄装置，其特征在于，具有手指出示区域，其形成于框体表面；开口部，其形成于所述手指出示区域；多个光源，被排列在所述开口部的侧方，对所述手指出示区域所出示的手指照射光；光量控制单元，其控制所述多个光源的光量；和摄像部，其对通过了所述开口部的来自光源部的光进行拍摄，所述手指出示区域的一部分是用于出示手指的前端侧的前端出示区域和用于出示手指的根部侧的根部出示区域，在将从所述前端出示区域侧朝向所述根部出示区域侧的方向定。
5、义为出示轴的情况下，所述多个光源按照该多个光源的排列轴和所述出示轴相交叉的方式在所述手指出示区域上进行排列，所述光量控制单元改变定时地使来自所述多个光源的光进行照射，所述摄像部基于来自所述多个光源的各光源的光，分别拍摄所述图像，所述血管图像拍摄装置基于所述多个图像的各自的亮度值来检测所出示的手指的轮廓位置。3根据权利要求1或2所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，所述多个光源由分别排列在所述开口部的两侧的第1光源群以及第2光源群形成。4根据权利要求1至3中任意一项所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，所述光量控制单元从离所述开口部的距离长的位置所配置的光源侧起依次使来自所述多个光源的光进行照射。5。
6、根据权利要求1至4中任意一项所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，基于所检测出的所述轮廓位置，来判定所述多个光源当中的朝向所述手指的轮廓位置照射光的光源，所述摄像部基于来自朝向所述轮廓位置照射光的光源的光，来拍摄血管图像。6根据权利要求5所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，权利要求书CN104063679A2/2页3所述光量控制单元控制所述多个光源当中的所述血管拍摄用光源的光量、和在较该血管拍摄用光源而离所述开口部的距离短的位置所配置的光源的光量，使得离所述开口部的距离短的光源的光量比离所述开口部的距离长的光源的光量小，所述摄像部基于来自被所述光量控制单元控制了光量的光源的光，来拍摄所述血管图像。
7、。7根据权利要求1或2所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，还具备至少两个血管拍摄用光源，该两个血管拍摄用光源隔着所述开口部而在对角上分别配置，所述两个血管拍摄用光源分别朝向所述对角的方向照射光，所述摄像部基于所照射的来自所述两个血管拍摄用光源的光，来拍摄血管图像。8根据权利要求1所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，具有多个光源部，各光源部由所述多个光源构成，所述多个光源部在所述纵向上排列。9根据权利要求8所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，所述多个光源部至少包含第1光源部和第2光源部，在形成所述第1光源部的多个光源当中的相邻的光源各自的中心位置之间，配置形成所述第2光源部的多个光源当中的任意一。
8、个光源的中心位置。10根据权利要求1或2所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，相对于在所述开口部的侧方形成的所述光源部，在隔着所述开口部而对置的一侧，具有在手指的单个侧面的出示位置所配置的突起。11根据权利要求1至10中任意一项所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，在较所述开口部而靠所述根部区域侧，形成所述多个光源。12根据权利要求1至11中任意一项所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，根据所检测出的所述轮廓位置，来获取所出示的手指的指宽信息，利用该指宽信息来进行个人的认证。13根据权利要求5至7中任意一项所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，利用所述血管图像来执行个人的认证。14根据权利要求1至13。
9、中任意一项所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，按照在手指所出示的出示空间中所述多个光源各自的光轴不交叉的方式配置所述多个光源。15根据权利要求1至14中任意一项所述的血管图像拍摄装置，其特征在于，还具有高度检测用光源部，其由用于检测手指出示区域所出示的手指的自该手指出示区域起的高度的多个光源形成，所述摄像部基于来自形成所述高度检测用光源部的多个光源的光，分别拍摄所述图像，所述血管图像拍摄装置基于所述多个图像的各自的亮度值，来检测所出示的手指的自所述手指出示区域起的高度。权利要求书CN104063679A1/16页4血管图像拍摄装置技术领域0001本发明涉及利用了生物体的个人认证装置，尤其是涉及。
10、利用对透过了生物体的光进行摄像而获得的血管图案来进行认证的技术。背景技术0002近年来，重视针对个人信息的安全。作为维护安全的个人认证技术，生物测定学认证受到关注。生物测定学认证是利用人的生物体信息进行认证的技术，便利性以及机密性优异。0003作为现有的生物测定学认证技术，已知有利用指纹、虹彩、声音、脸、手背的静脉或者手指静脉的认证。其中，在利用静脉的生物测定学认证中，由于利用生物体的内部信息，防伪造性优异。0004以下，特别对利用了手指的静脉的个人认证装置进行记载。在利用手指静脉认证装置进行个人认证时，利用者首先在认证装置上出示手指。手指静脉认证装置对手指照射红外光。红外光在手指内部散射后透。
11、射至外部。而且，手指静脉认证装置对透射到手指的手掌侧的红外光进行摄像。此时，血液中的血红蛋白比周围的组织更多地吸收红外光。因此，透射至手指的手掌侧的光，具有因穿过了静脉部分而衰减的弱的光和穿过了无静脉部分的未衰减的强的光之间的对比度差。因此，手指静脉认证装置所摄像的图像中，分布于手指的手掌侧的皮下的血管手指静脉作为较暗的影的图案手指静脉图案而被可视化。手指静脉认证装置中预先登记该手指静脉图案的特征，认证时通过将所出示的利用者的手指静脉图案和预先登记的特征之间的相关，来进行个人认证。0005作为这种手指静脉认证装置的现有例，例如专利文献1中记载了为了实现高精度的认证装置而提取手指轮廓位置，并进行。
12、手指的位置补正或旋转补正这样的手法。另外，专利文献2中记载了为了计算出手指的粗细度，在装置内设置棒状的记号MARKING，对被手指隐蔽的标记的面积进行测定这样的手法。另外，专利文献3记载了在手指的下面和侧面设置照相机，通过利用从不同位置所拍摄到的图像，来计算出手指的位置的情形。另外，专利文献4中记载了为了使认证装置薄型化而利用微透镜阵列的示例。0006在先技术文献0007专利文献0008专利文献1JP特开2002083298号公报0009专利文献2JP特开2009289287号公报0010专利文献3JP特开2008065570号公报0011专利文献4JP特开2008036058号公报0012如。
13、上所述，作为手指静脉认证中的位置补正手法，已知有利用了手指轮廓信息的位置补正手法。在现有的认证装置中，在拍摄静脉图像时，不仅拍摄静脉图案，还包含手指的轮廓地进行拍摄，通过从所拍摄的图像中提取轮廓信息来确定手指的位置。因此，在现有的认证装置中需要对映现了认证对象的整个手指的较宽的范围进行拍摄。为了拍摄较宽的说明书CN104063679A2/16页5范围，由于需要使被摄体和照相机之间的距离远离一定距离以上，故现有的认证装置存在装置尺寸变大这样的课题。作为使被摄体和照相机的距离接近来实现小型化的方法，虽然有利用微透镜阵列的方法、利用广角透镜的方法，但会存在透镜价昂、图像变形等课题。发明内容0013为。
14、了以低成本实现高精度且薄型的认证装置，本发明的目的在于提供一种即使摄像图像内未映出手指轮廓也可检测手指的位置或形状的个人认证装置、个人认证系统、以及执行个人认证的运算装置。0014为了解决上述课题，例如采用专利请求的范围中所述的构成。本申请包含用于解决上述课题的多个手段，作为其中的一个示例，本发明的血管图像拍摄装置特征在于，具有手指出示区域，其形成于框体表面；多个光源，其配置于所述手指出示区域，对所出示的手指照射光；光量控制单元，其控制所述多个光源的光量；开口部，其形成于所述手指出示区域；和摄像部，其对通过了所述开口部的来自照射到所述手指的光源部的光进行拍摄，所述手指出示区域的一部分是用于出示。
15、手指的前端侧的前端出示区域和用于出示手指的根部侧的根部出示区域，在将从所述前端出示区域侧朝向所述根部出示区域侧的方向定义为纵向的情况下，所述多个光源在所述开口部的侧方沿横向排列，所述光量控制单元改变定时地使来自所述多个光源的光进行照射，所述摄像部基于来自所述多个光源的各光源的光，分别拍摄所述图像，所述血管图像拍摄装置基于所述多个图像的各自的亮度值，来检测所述手指出示区域中的所出示的手指的轮廓位置。0015发明效果0016根据本发明，能够以低的运算负荷来计算出认证对象的手指的位置或形状，即使发生了手指位置偏离的情况下，也能够补正图像内的手指的位置。由此能进行高精度的认证。另外，能够使装置实现小型。
16、、薄型化，可期待便利性提高、用途多样化。附图说明0017图1是手指静脉认证系统的构成概略图。0018图2是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0019图3是点亮了光源时所拍摄的图像的一个示例。0020图4是点亮了光源时所拍摄的图像的亮度变化的一个示例。0021图5是登记处理的流程图的一个示例。0022图6是认证处理的流程图的一个示例。0023图7是手指位置检测处理的流程图的一个示例。0024图8是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0025图9是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0026图10是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0027图11是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0028图。
17、12是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0029图13是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0030图14是认证处理的流程图的一个示例。说明书CN104063679A3/16页60031图15是光量调整处理的流程图的一个示例。0032图16是手指静脉数据获取装置形状的一实施例。0033图17是手指静脉认证系统的构成说明图。0034图18是认证处理的流程图的一个示例。0035符号说明00361手指，2静脉数据获取装置，4摄像部，5手指载放台，6声音输出部，7手指出示区域，8前端出示区域，9根部出示区域，10认证处理部，11CPU，12存储器，13接口IF，14存储装置，15电源部，17显示部，。
18、18图像输入部，19信息输入部，20开口部，21红外透过滤光器，23触碰传感器，24定位用突起，25侧壁，28摄像图像的部分区域，30登记数据，40认证数据，50静脉拍摄用光源、光源部，60手指位置测定用光源部，100程序，S101手指出示探测，S102手指位置测定处理，S103光量调整，S108图案提取处理，S109特征数据制作处理，S110登记数据的保存，S112比对处理，S114认证后的处理，S1031初始光量点亮，S1032图像拍摄，S1033平均亮度计算，S1035下一光量值的计算，S1021光源点亮，S1023图像拍摄，S1025亮度计算，S1027轮廓位置计算具体实施方式0037。
19、以下，利用附图对实施例进行说明。此外，对各实施例中特别是对利用了手指的静脉的认证方法进行说明，当然在手掌或手腕等生物体的认证对象部位不同的情况下也可应用。0038实施例10039本实施例中，对具有用于测定手指轮廓位置的单元的手指静脉认证装置的示例进行说明。图1A是本发明的第一实施方式的认证系统的构成图。图1B是表示认证系统内的存储器12和存储装置14的内部的图。0040认证系统包括用于获取个人认证所需图像的手指静脉数据获取装置2、图像输入部18、认证处理部10、存储装置14、显示部17、信息输入部19、声音输出部6以及电源部15。0041在手指静脉数据获取装置2的框体表面形成用于出示用来获取血。
20、管图像的手指的手指出示区域7，该手指出示区域7由手指静脉拍摄用的光源50、手指位置测定用的光源部60、摄像装置4、用于出示手指的手指载放台5构成。0042另外，在手指出示区域7的一部分，如图17所示，与手指载放台5一体地设有可出示手指的前端侧的前端出示区域8和可出示手指的根部侧的根部出示区域9。本实施例中，开口部20为了避免与手指的接触而成为相对于框体平面具有高低差的构成，但也可以消除开口部20的高低差，将开口部20、前端出示区域7、根部出示区域8、手指载放台5作为平坦的一面而一体地形成。0043光源50例如是红外线发光二极管LIGHTEMITTINGDIODELED，对于在手指载放台5所形成。
21、的手指出示区域7上所出示的手指1照射红外光。光源部60由1个或者多个光源构成。作为光源，例如利用红外线发光二极管。另外在与便携式电话等液晶画面内置的终端相组合而利用的情况下，可将从液晶画面上输出的光作为光源进行利用。摄像装说明书CN104063679A4/16页7置4对所出示的手指1进行摄像。0044图像输入部18将通过摄像装置4所摄像得到的图像向作为处理部而发挥作用的认证处理部10输入。此外，图像输入部18也可设为如下构成，即，进行从摄像装置4所摄像得到的图像中提取血管图案像的处理，将提取的血管图案图像输入认证处理部10这样的构成。0045另外，不用说也可以将该图像输入装置18和手指静脉数据。
22、获取装置2作为一体而构成为血管图像提取装置，也可将图像输入装置18与认证处理部10构成为一体。0046认证处理部10包含中央处理部CENTRALPROCESSINGUNITCPU11、存储器12、各种接口INTERFACEIF13。CPU11通过执行存储器12所存储的程序100来进行各种处理。存储器12临时性存储CPU所执行的认证程序100。另外，存储器12存储从图像输入部18所输入的图像。接口13与认证处理部10的外部的装置连接。具体而言，接口13与手指静脉数据获取装置2、存储装置14、显示部17、信息输入部19、声音输出部6、图像输入部18等相连接。0047存储装置14预先存储利用者的登记。
23、数据30和程序100。登记数据30是用于比对利用者的信息，例如是手指静脉图案的图像等。手指静脉图案的图像是将分布于手指的手掌侧的皮下的血管手指静脉作为暗影的图案而摄像得到的图像。0048显示部17例如是液晶显示器等，显示出从认证处理部10接收的信息。信息输入部19例如是键盘等，将利用者所输入的信息发送给认证处理部10。声音输出部6是扬声器等，将从认证处理部10接收的信息以声音发出。电源部15是干电池或外部电源，供给用于驱动手指静脉数据获取装置2、认证处理部10的电力。0049本认证系统中，在利用者对手指静脉数据获取装置2出示手指1时，从手指位置测定用的光源部60照射光，并通过摄像部4来拍摄图像。
24、。拍摄到的图像取入到认证处理部10内，认证处理部根据所输入的图像来计算出手指1的出示位置。0050手指位置测定完成时，静脉拍摄用的光源50点亮，拍摄手指的静脉图像。光源50对手指1照射光。所照射的光在手指1的内部散射，透过了手指1的光入射至摄像部4。入射的光通过摄像部4而变换为电信号，并作为图像而被认证处理部10所取入。所取入的图像被存储到存储器12中。0051然后，存储装置14所保存的登记数据30和程序100从存储装置14存储到存储器12中图1B。另外，CPU11根据存储器12所存储的程序100，基于输入图像来制作认证数据40，进行与登记数据30的比对。0052比对处理中，以认证处理部10所。
25、求取的手指出示位置的结果为基础，对登记数据和认证数据的位置偏离进行补正。其后，求取登记数据和认证数据的相关。根据所求取的相关的值，对是否与登记的数据一致进行判定。利用该判定结果来进行个人的认证。认证结果将在显示部17上进行显示或者从声音输出部6以声音进行通知。0053图2是表示第一实施例中的手指静脉数据获取装置2的外观的图。图2A是手指静脉数据获取装置2的俯视图，图2B是在装置2上出示了手指时的俯视图，图2C是图2B的AA截面图，图2D是图2B的BB截面图。0054在手指静脉数据获取装置2的上表面，设有利用者出示认证对象的手指用的手指载放台5。在手指载放台5的中央设有开口部20。在开口部20也。
26、可按照覆盖开口部20的说明书CN104063679A5/16页8方式设置红外透过滤光器21。通过设置红外透过滤光器21，能够防止红外光以外的不需要的光进入到装置内。而且还能够防止灰尘、垃圾等异物进入到装置内。滤光器21设置在较手指载放台5低数毫米左右的位置，优选设为手指1和滤光器21不接触。由此，能够防止因手指按压而血管图案消失或发生变形。另外能够防止滤光器21上附着污物。0055在开口部的周围设有手指静脉拍摄用的光源50。而且，在开口部20的正下方设置有摄像部4。在出示了手指1时，由一个或者多个光源元件构成的光源50对手指1照射红外光。所照射的光到达手指内部后向各个方向散射。在手指内部所散射。
27、的光的一部分到达开口部20的上方附近，进而该一部分从手指的内部朝向手指的外部前进。该光穿过开口部20、滤光器21后由摄像部4拍摄。该光从手指1的内部透过手指1的手掌侧的表面，因此，具有因穿过静脉部分而发生了衰减的弱的光和穿过没有静脉的部分而未发生衰减的强的光之间的对比度差。因此，对该光进行摄像时，在该影像上将映出位于开口部20正上方的部分区域的手指静脉图案图像。由此来获得手指1的手指静脉图案。0056为了清晰拍摄位于开口部20的上方的手指1的部分区域即被摄像部分的手指静脉图案，需要满足以下的光学条件。首先，不拍摄从手指外部对被摄像部分的皮肤表面照射的光的反射光，即，不拍摄未到达手指静脉所存在的。
28、深度的散射光。在不满足该条件的情况下，不具有手指静脉图案的信息的光将使手指静脉部分和其以外的生物体组织之间的对比度降低。而且，由于手指表面的皱纹等无用影像被清晰摄入，将导致手指静脉图案难以观察。于是，本实施例中开口部20的大小设为比手指1的宽度、长度要小，利用者出示手指1时，开口部20完全被手指1所覆盖。由此，能够防止不透过手指的光直接进入到装置内。通过缩窄开口部20，缩小拍摄范围，从而能够使照相机和被摄体之间的距离接近。也就是说，缩窄开口部20也具有使静脉数据获取装置2达到薄型的效果。0057静脉拍摄用的光源50的设置位置是出示手指1的区域手指的长轴方向的左右侧。进而，若在开口部20的周围的。
29、4个方向设置光源50，则能够更无遗漏地照射光。另外，在要使从开口部取入的透过光的光量增大的情况下，可使对角上所设置的光源50朝向开口部20侧而朝向相对地进行照射。0058将设置的高度设为与手指载放台5相同的高度或者比手指载放台5低的位置。另外，光源50的设置角度在手指出示区域7侧设为0度90度的范围，朝斜上方照射光图2D。0059如以上那样，通过较低设置光源的设置位置，能够使装置实现薄型。另外，在手指的左右侧向斜上倾斜地设置，能够使光照射到手指的高的位置，因此，能够拍摄清晰的静脉图像。此外，光源的设置位置优选设置于较手指1的指宽而靠外侧。由此，能够对手指1的上半面即手背侧照射光。如果将光源设置。
30、在较指宽而靠内侧，由于对手指1的手指的下反面即手指的手掌侧照射光，故而摄像图像的清晰度降低。0060在手指载放台5的内部也可设置触碰传感器。由此，能够容易地探测到利用者的手指被出示的情况。0061在开口部的两侧设置手指位置测定用的光源部60。光源部60由多个光源构成。多个光源在手指1的指宽方向上排成一列设置。而且，如图2C所示，光源部60内的光源朝向正上方设置。这些光源优选如图2A那样，在整个手指载放台5无间隙地排列。通过在宽的范围配置光源，即使手指的出示位置在左右较大偏离的情况下，也能测定手指的出说明书CN104063679A6/16页9示位置。而且也能够进行粗手指的出示位置探测。“无间隙地。
31、使相邻的光源彼此相接地排列光源”具有提高手指位置测定的分辨率的效果。0062下面，关于形成光源部60的多个光源的配置，利用图17进行说明。0063图17中，如箭头所示，在将前端出示区域8和根部出示区域9连接的方向定义为纵向出示轴的情况下，形成光源部60的多个光源在横向上配置成横列。以所出示的手指1为基准来换而言之，是相对于手指的长度方向而言在宽度方向配置多个光源的构成。0064虽期望横列与纵向出示轴垂直，但在获得本发明的效果上，至少纵向的出示轴和多个光源的排列轴或者该排列轴的延长线进行交叉地排列即可。0065另外，如图17所示，多个光源隔着开口部20而在两侧分别形成为第1光源群、第2光源群。0。
32、066以下，利用图5，对通过CPU11所执行的程序100所实施的登记处理步骤的一实施例进行说明。登记处理中，首先，实施对装置上是否出示载放了手指进行判定的手指出示探测处理S101，在出示了手指的情况下，利用光源部60，对手指的位置进行测定S102。其后，实施用于使得从光源50照射恰当的光量的光量调整处理S103。光量的调整完成后，进行图案提取处理S108、特征数据制作处理S109。最后，将特征数据保存到存储装置14中，完成登记处理。换而言之，CPU11是不仅作为特征提取单元、特征比对单元，还作为光量控制单元、测定手指的位置的单元而发挥作用的处理部。0067以下，记述上述登记流程的详细情况。00。
33、68首先，对手指出示探测处理S101进行说明。手指出示探测处理是判定在装置2上是否载放了手指的处理。关于判定的方法，可采用利用设置于手指载放台5内部的触碰传感器的方法、基于图像处理的方法、将触碰传感器和图像处理组合的方法等。0069在此叙述基于图像处理的方法的一个示例。基于图像处理的方法由于无需手指探测专用的传感器而具有可减少部件件数进而可削减成本的优点。首先，以一定周期使作为手指静脉图案拍摄的照明而利用的前述的光源50闪烁。在手指1未出示于手指载放台5的情况下，光源50即使点亮或熄灭，由于没有使光发生散射的物体，从光源50所发出的光也不会映入到摄像部4。由此，在进行光源50点亮中的状态和熄灭。
34、中的状态下的摄像部4的图像的比较的情况下，其亮度值上没有大的变化。0070另一方面，在手指1出示于装置上的情况下，从光源50所照射的光通过手指1进行散射进而映入到摄像部4中。因此，光源50点亮中的状态和熄灭中的状态之间的图像的亮度值上将产生大的变化。于是，将点亮时和熄灭时所拍摄的图像的变化量经由图像输入部18而发送至认证处理部10，通过CPU11进行计算并保持，由此，能够探测到手指的出示。0071在探测到手指的出示时，实施手指的出示位置测定处理。以下，利用图3、图4来说明手指的出示位置测定的原理。0072如上所述，在静脉数据获取装置2设有手指位置测定用的光源部60。光源部60由多个光源6170。
35、构成。如图3A所示，光源6170在手指载放台5之下呈一列且等间隔地排列配置。另外，光源6170以相对于手指载放台5的上表面垂直的方向进行设置。0073图3A是表示光源部60所含的光源之中的位于手指1的正下方的光源68点亮时的光的去路的图。图3B是表示较手指1的轮廓而被设置于外侧的光源70点亮时的光的去路的图。说明书CN104063679A7/16页100074如图3A所示那样，手指1被载放到手指载放台的状态下光源68点亮时，对手指1照射光。对手指1所照射的光到达手指1内部后，向各个方向散射。散射的光的一部分将通过开口部20而被摄像部4所拍摄。图3C示出了摄像部4所拍摄的图像的一个示例。来自光源。
36、68的光经由手指1而到达摄像部4，因此，所拍摄的图像的亮度值与手指1未被放置时的图像的亮度值相比表现出高的值。另一方面，在光源70点亮的情况下，由于光源70的上方不存在手指1，光不会照到手指1图3B。由此，光源70所发出的光不会映入摄像部4。光源70点亮时所拍摄的图像成为如图3D那样的亮度低的图像。因此，通过依次使光源61光源70点亮并确认摄像部4所拍摄的图像的亮度，能够判定在各光源的上方是否存在手指，而且也可检测出手指的轮廓位置。0075利用图4，对手指的轮廓位置的确定方法更详细地说明。图4A是静脉数据获取装置2的截面图。图4B是表示在手指1如图4A那样被出示的状态下，光源61光源70点亮而。
37、拍摄的图像的亮度值和光源61光源70的位置之间的关系的曲线图。横轴是光源的位置，纵轴表示图像的亮度值。此外，图4中，分别以X1、X2、X10表现手指位置测定用的光源61、光源62、光源70的设置位置。详细情况将后述，由于在手指的轮廓位置的判定，即配置于手指载放台5的手指的位置的检测中利用各光源，所以，各光源的光轴至少在手指被出示的出示空间各图中所示的手指1被出示的空间中不交叉地进行配置。为了更严格配置，期望各光源的光轴朝向相对于手指载放台5的平面而垂直的垂直方向地配置。0076另外，相对于手指载放台5的平面，也可使各光源的照射轴倾斜向与开口部20被配置的一侧相反侧地进行配置。换而言之，按照通过。
38、图2B说明的角度的值成为90度180度地进行配置。根据该构成，检测手指的出示位置的区域能与垂直配置时同等地得到确保，且能使光源的配置空间狭小，由此，能够实现薄型、小型化。0077观察图4B的曲线图可知光源62光源68点亮时摄像图像的亮度值变高，光源61、光源69、光源70点亮时摄像图像的亮度值变低。据此，能够判定在光源62光源68所设置的位置，即在X2至X8的范围出示了手指1。此时，手指的左右的轮廓被检测为分别位于从手指起的距离最远的X2和X8的位置，能够判定手指轮廓位置。0078关于手指的轮廓位置的判定方法，可如图4B那样地对亮度值设定用于判定手指的有无的阈值，也可针对与前后的光源处的亮度值。
39、之间的变化率来设定阈值，例如若为X2则针对与X1或X3处的亮度值之间的变化率来设定阈值。0079另外，本实施例中，主要对开口部20的两侧配置了光源部60的构成进行说明，但是也可如实施例5中详细后述的那样，仅在开口部的一侧配置光源部60。例如，仅配置光源部60之中的光源6165，而在光源6670所配置的一侧，在规定位置配置用于进行手指的位置对准的边界等的记号。0080如上所述，通过对光源点亮时的亮度值和光源的位置进行测定，能够确定所出示的手指的轮廓位置。0081本发明中，为了确定手指1的位置，关注图像的亮度值。在此，关于亮度值，可观察拍摄的整个图像的平均亮度，也可如图3C的以虚线包围的区域28那。
40、样，利用部分区域的平均亮度值。0082在此，为了更高精度且快速进行认证，关于用于计算平均亮度的区域，也可利用因说明书CN104063679A108/16页11来自光源的光而亮度较大程度地发生变化的图像区域。0083例如，图3中的区域28附近的图像区域是拍摄更靠近光源的部位的区域，因此，亮度的变化大，所拍摄的图像如图3C的示例那样，离光源68近的区域图像的右侧区域的亮度高，相对于光源68远的区域图像的左侧区域的亮度变低。0084于是，若将该亮度的变化大的部分区域的图像的平均亮度值作为用于判定轮廓位置的值来利用，则由于基于手指设置的亮度值的变化将更显著，故而能够提高判定精度。另外，不是利用整个图像。
41、而是利用部分区域的图像进行判定，因此能够减轻平均亮度值的运算负荷，能够更快速进行判定。0085图7是手指位置检测处理S102流程图的一个示例。在探测手指的轮廓位置时，首先使光源部60所含的光源之中的1个光源点亮S1021。拍摄光源I点亮时的图像S1023，计算所希望的整个图像或者一部分的图像区域的平均亮度S1025。一边改变进行点亮的光源一边反复进行S1021、S1023、S1025的流程。0086改变定时地使光源部60所含的全部的光源点亮，来获得与各光源对应的亮度值。通过对所获得的亮度值是否超过事前决定的阈值进行确认，由此，来判定所对应的光源上是否有手指。根据所获得的结果，来求取手指的轮廓位。
42、置S1027。0087光源的点亮顺序期望是从离开口部20的距离长的光源侧起向距离短的光源侧依次点亮来照射光、或从离开口部20近的一侧的光源向远的一侧的光源依次点亮来照射光。若以光源部60当中的光源6165为例进行说明，以光源61、62、63、64、65的顺序点亮或相反以65、64、63、62、61的顺序进行点亮。鉴于整个装置的小型化，手指出示区域7中的手指所占的区域变大，因此，从离开口部20的距离长的光源侧依次点亮的情形能够更快速地检测手指的轮廓位置。0088若与该点亮方法并行进行基于各光源的图像的亮度值或各图像间的亮度值的变化率的运算，则即便未使全部的光源点亮来获得全图像，在亮度值或变化率超。
43、过了阈值的阶段，就能判定手指的有无、轮廓位置。根据该手法，能够更快速确定轮廓位置，同时能够降低基于光源的功耗。0089而且在快速判定手指的有无、轮廓位置的情况下，对于隔着开口部21而配置的左右两侧的光源群的各个光源群，可并行地依次使其点亮。0090为了说明本点亮方法，将光源6165作为第1光源群，将光源6670作为第2光源群来进行说明。0091首先，将通过摄像部4所拍摄得到的图像分割为拍摄离第1光源群近的一侧的手指所得到的第1图像区域和拍摄离第2光源群近的一侧的手指的第2图像区域这两个。0092然后，第1图像区域的亮度值视为起因于第1光源群的光源的亮度值，计算光源6165分别点亮时的第1图像区。
44、域的亮度值，通过上述方法来判定手指的有无、轮廓位置。同样地，第2图像区域的亮度值视为起因于第2光源群的光源的亮度值，进行同样的判定。0093这样一来，对左右两侧的光源群并行地分别控制，图像处理的运算也分别进行处理，由此，能够更快速地执行手指的有无、轮廓位置的判定。0094处理流程S1021中，期望将全部的光源点亮为相同的明亮度。这是由于若按每一光源而明亮度为不同时，则成为不能区分是光未照到手指而亮度下降还是该光源的发光量低而亮度下降的情况。但是，在作为光源而利用了LED的情况下，由于LED的个体差，有时说明书CN104063679A119/16页12即使流过相同的电流也会以不同明亮度发光。因此。
45、，事前调查全部的LED的偏差，以使全部的LED能以相同的明亮度进行发光地预先决定每一个LED中流动的电流的量为好。0095手指出示位置测定处理S102完成后，从光源50输出静脉拍摄的照明用的光。根据所出示的手指的粗细度、皮肤的厚度等不同，静脉拍摄所需的光量也不同。于是，调整静脉拍摄用光源50的光量，以获得最清晰的图像S103。手指静脉的拍摄中，在摄像图像的平均亮度值成为了亮度等级的中心附近的值的情况下，能够获得清晰的静脉的图像。例如，在图像的平均亮度过低时，由于血管和血管以外的对比度较差，故不清晰。相反，如平均亮度过高时，产生饱和的部分，不能提取血管图案。也就是说，在光量调整处理S103中，将。
46、亮度等级的中央值作为目标亮度值，按照使摄像图像的平均亮度值接近目标值的方式调整光量。作为该光量调整手法，在本实施例中利用如下的手法，即，始终监视图像的平均亮度值，根据其值，一边反馈控制光量，一边使其接近目标亮度值这样的手法。0096图15示出了光量调整处理S103的流程图的一个示例。光量调整处理中，首先以预先设定的初始光量值L0使光源50点亮S1031。预先测定在放置了标准手指时可拍摄到目标亮度值的图像的光量值，将初始光量L0设为该值。然后，通过摄像部4拍摄图像S1032。计算出该图像的平均亮度值V0S1033。判别计算出的平均亮度值V0是否是目标亮度值S1034。在未达到目标亮度值的情况下，。
47、再设定下一光量值LN，使光源50点亮S1035。下一光量值LN的计算利用光量值和摄像图像的平均亮度值存在比例关系这样的特征来进行。光量值再设定后，再次进行图像拍摄S1032、平均亮度值计算S1033、平均亮度值的判定S1034。反复进行该流程，使得向目标的亮度值接近。通过S1034的平均亮度值的判定而判定为达到目标亮度值的情况下，完成光量调整。此外，为了控制光源50的光量，控制对光源部60所供给的电力即可。作为电力控制方法，例如，可利用如下的高速开关控制，该开关控制是利用了功率晶体管的PWMPULSEWIDTHMODULATION脉冲宽度调制等的高速开关控制。0097然后，实施血管图案的提取处。
48、理S108。血管图案的提取处理S108是指，从摄像部4所拍摄得到的图像中，将认证所不必要的信息噪声、皱纹等除去，对血管图案部分进行检测的处理。作为血管图案的提取方法，能够利用用于强调线段的边缘强调滤波器或匹配滤波器的方法、通过追踪线段来提取线图案的方法、或提取出图像的截面分布图中的亮度值的局部性凹陷位置的方法等。0098其后，根据提取的结果来制作特征数据S109。作为特征数据，能利用将特征提取处理结果的图像本身作为特征量的方法、或检测分支点或端点的方法等。在将图像本身作为特征量的情况下，为了减小数据尺寸，也可对特征提取后的图像应用缩小处理。在将提取的血管图案的形状作为特征数据来利用的情况下，使。
49、提取后的图案细线化，可将全部血管宽度一致成为相同宽度，也可不变更血管宽度，在保留血管宽度的信息的状态下来制作特征数据。在将血管宽度细线化的情况下，即使因认证时的坏境变化而血管发生了收缩、扩张的情况下，也能够生成与登记时相同的血管宽度的图案，故能够实现对于坏境变化而言较强的认证装置。另一方面，不使血管宽度标准化而保留血管宽度的信息地生成特征数据时，由于增加了个人识别用的信息量，能够实现不易发生接受他人的高精度的认证装置。此外，在利用血管宽度信息进行认证时，由于血管收缩时存在对于同一手指误判断为不同手指的可能性，因此，追加用于避免该情况的对策为好。例如，以特征提取处理后的图像为基础，生说明书CN104063679A1210/16页13成以一定比例使血管图案的线宽度变细后的图像，将此包含在登记数据中这样的方法。在制作了这样的登记数据的情况下，在认证处理中，进行通常的血管宽度的血管图案和通过图像处理而使血管宽度变细后的血管图案的两方的比对，如与任意一个血管图案的一致率变高则判定为本人。如上所述，通过图像处理，生成改变了血管宽度的血管图案，并进行登记，由此，成为对于血管宽度的变动而言较强的认证。登记数据的保存处理S110中，将特征数据制作处理S109中所生成的特征数据和手指位置测定处理S102中所计算出的手指的出示位置信息保存到存储装置14中。。