(57)【要約】  生体検出器は、手または指（１０１）が画像形成装置（１１）の前で所定高さ（Ｆ）に差し出されると、ユーザの手または指の内面における画像の形成を可能とする。高さは、適合され、生体検出画像は、十分に鮮明かつ手または指の外面に投影された標識（４０）を用いてユーザに示される。このような生体検出器は、手または指を支持面に当てる必要がなく、生体検出器における直感的に認識できかつ迅速な使用を可能とする。
2009527307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ（１００）の手または少なくとも１本の指（１０１）の画像が記録されることを可能な生体検出器であって、
−  前記手または前記指の第１面が実質的に画像捕捉面（Ｐ０）の所定部分内に配置されるときに、前記画像を記録するように設計された生体検出画像形成装置（１１）を備える生体検出器において、
前記画像捕捉面の所定部分は、前記手または前記指のための接触面のない配置空間内に位置しており、
当該生体検出器は、
−  視覚標識（４０）の２つの要素（４２、４３）を投影するための装置（２０、３０）であって、前記視覚標識が前記画像捕捉面と実質的に平行な配置面（Ｐ１）において前記要素から再構成され、生体検出画像が形成されるときに前記配置面が前記画像捕捉面から所定距離（ｅ）離間して位置しており、再構成された前記視覚標識（４０）が前記第１面とは反対の前記手または前記指の第２面に視認されるように構成された装置（２０、３０）を備えることを特徴とする生体検出器。
【請求項２】
前記画像捕捉面（Ｐ０）が、前記生体検出画像形成装置（１１）の上に位置している透過性の窓部から２ｃｍ未満の距離だけ離間して位置していることを特徴とする請求項１に記載の生体検出器。
【請求項３】
当該生体検出器は、前記画像捕捉面（Ｐ０）及び前記配置面（Ｐ１）の間の前記距離（ｅ）を調節するためのシステムであって、前記距離が前記ユーザの前記手または前記指（１０１）の寸法の関数として調節されるシステムをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の生体検出器。
【請求項４】
前記ユーザ（１０１）の前記手または前記指の前記寸法は、前記画像捕捉面（Ｐ０）と平行な方向における前記手または前記指の幅（ｌ）を含むことを特徴とする請求項３に記載の生体検出器。
【請求項５】
前記手または前記指の前記幅（ｌ）が前記生体検出画像形成装置（１１）により形成された準備画像に基づいて評価されるように設計されていることを特徴とする請求項４に記載の生体検出器。
【請求項６】
前記画像捕捉面（Ｐ０）は、固定され、
前記画像捕捉面及び前記配置面（Ｐ１）の間の前記距離（ｅ）は、前記配置面の移動により調節されることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項７】
前記視覚標識（４０）の２つの前記要素の投影のための前記装置は、それぞれ前記要素（４２、４３）を前記視覚標識が再構成される前記配置面（Ｐ１）に投影するために設計された２つの投影システム（２０、３０）を備え、
前記投影システムそれぞれの投影方向は、前記画像捕捉面（Ｐ０）と垂直な方向（Δ）に対して傾いており、前記配置面の所定点で交差することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項８】
前記配置面（Ｐ１）が前記視覚標識の２つの前記要素（４２、４３）それぞれにおける投影の方向の傾きを対称的に変化させることにより前記画像捕捉面（Ｐ０）と垂直な面で移動されるように設計されていることを特徴とする請求項６または７に記載の生体検出器。
【請求項９】
前記視覚標識の２つの前記要素（４２、４３）それぞれにおける投影の方向の傾きを修正するために配置された方向付け可能な２つのミラー（２３、３３）を備えることを特徴とする請求項８に記載の生体検出器。
【請求項１０】
前記視覚標識の２つの前記要素（４２、４３）それぞれにおける投影の方向の傾きを修正するために配置されたカットされたプリズムを備えることを特徴とする請求項８に記載の生体検出器。
【請求項１１】
前記視覚標識（４０）の再構成は、２つの前記要素（４２、４３）の重ね合わせ、２つの前記要素の相互補完または相互接続を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項１２】
再構成された前記視覚標識（４０）は、絵文字、幾何学パターン、少なくとも１つの文字及び／または前記手もしくは前記指（１０１）の少なくとも一部の表示を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項１３】
前記画像捕捉面（Ｐ０）及び前記配置面（Ｐ１）は、それらの間に、前記ユーザ（１００）の前記手の厚さの外形に対応する可変の厚さのギャップ（Ｗ）を形成することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項１４】
前記視覚標識（４０）は、前記ユーザの前記手の裏面に投影されるように設計された主視覚標識と、前記手のいくつかの指に投影されるように設計された第２視覚標識と、を備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項１５】
記録された前記生体検出画像の品質を改良するために設計された画像処理システムを備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項１６】
前記ユーザの前記手または前記指（１０１）と前記生体検出画像形成装置（１１）との間の距離を決定し、前記画像捕捉面に垂直な方向（Δ）における前記配置面（Ｐ１）の移動を制御するために設計された遠隔計測システムを備えることを特徴１から１５のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項１７】
前記生体検出画像形成装置（１１）は、自動焦点システムを備え、
当該生体検出器は、前記ユーザの前記手または前記指（１０１）と前記生体検出画像形成装置（１１）との間の距離を決定し、前記自動焦点システムの調節を制御するために設計された遠隔計測システムを備えることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の生体検出器。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の生体検出器を用いて行われることを特徴とする生体検出方法。
【請求項１９】
以下の工程、すなわち、
／ａ／  前記ユーザ（１００）により、手または指（１０１）を前記生体検出画像形成装置（１１）の領域に配置する工程と、
／ｂ／  前記生体検出画像形成装置（１１）とは反対側の前記ユーザの前記手または前記指に前記視覚標識の２つの前記要素（４２、４３）を投影する工程と、
／ｃ／  前記ユーザにより、前記視覚標識（４０）が前記生体検出画像形成装置とは反対側の前記手または指の面に再構成されるまで、前記生体検出画像形成装置上における彼の手または彼の指の高さ（Ｆ）を修正する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１８に記載の生体検出方法。
【請求項２０】
前記工程／ａ／及び前記工程／ｂ／の間に行われる以下の工程、すなわち、
／ａ１／  前記画像捕捉面（Ｐ０）及び前記配置面（Ｐ１）の間の距離（ｅ）を前記ユーザの前記手または前記指（１０１）の寸法の関数として調節する工程、
を備えることを特徴とする請求項１９に記載の生体検出方法。
【請求項２１】
前記寸法は、前記画像捕捉面（Ｐ０）と平行な方向における前記手または指（１０１）の幅（ｌ）を含み、
当該生体検出方法は、前記工程／ａ／及び前記工程／ａ１／の間に実行される以下の工程、すなわち、
／ａ１１／  前記生体検出画像形成装置（１１）を用いて前記ユーザの前記手または前記指の準備画像を形成する工程と、
／ａ１２／  前記準備画像から、前記手または前記指の前記幅（ｌ）を評価する工程と、
／ａ１３／  前記幅から、前記ユーザの手または指の厚さの値を導き出す工程と、
を備え、
前記画像捕捉面（Ｐ０）及び前記配置面（Ｐ１）の間の前記距離（ｅ）は、前記工程／ａ１／において前記工程／ａ１３／で推定された前記ユーザの前記手または前記指の前記厚さの値まで調節されることを特徴とする請求項２０に記載の生体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触なく、または遠隔で動作する、すなわち接触面に対して検出される身体を当てる必要性のない生体検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体検出器は、ユーザの掌紋の認識、手の輪郭の認識、指の形状（指骨の長さ、関節の位置もしくは指の皺など）や指紋の認識を用いて、またはこれらの処理のいくつかの組み合わせにより用いて存在している。このため、手または指の内面の画像は、画像捕捉装置により形成され、そして、画像は、画像処理システムにより解析され、生体検出データは、抽出される。これら生体検出データは、続いてデータベースに保存された認識及び／または識別データであってローカルまたは遠隔であるデータと比較される。
【０００３】
形成された画像は、ユーザの認識及び／または識別が可能であるように十分に高い解像度を有していなければならない。特に、手全体に基づいた認識及び／または識別及び指紋の捕捉を含む場合、指をわずかに広げると同時に指紋について十分に高い解像度を有する手の完全な画像を得るため、約１５×２２．５ｃｍ２の最小面積は、約０．１ｍｍまたはそれ未満の最小解像度で撮像されなければならない。２４×３６ｍｍ２の検出面積を有するセンサが使用される場合、約１／６．２５の倍率が必要とされ、センサは、６００万から１２００万ピクセルの間からならなければならない。このとき、ピクセルのサイズは、約８．５μｍであり、得られる解像度は、５０μｍに相当する。
【０００４】
さらに、画像が形成される手または指の表面は、画像捕捉面に正確に位置していなければならず、形成される画像は、検出器において可能な限りはっきりと焦点が合わせられる。しかしながら、生体検出器における画像形成装置の被写界深度(depth of field)は、検出器のピクセルのサイズ、手または指の面と検出器の画像面との間の倍率、さらには画像形成装置の開口部のサイズに依存する。上記倍率のため、画像形成装置の開口部を大きくすると、被写界深度が小さくなる。そして、装置は、それに応じてより高感度になり、手または指のための照明が低減されても十分である。
【０００５】
通常、ガラス面またはプリズムのような接触面は、基準位置としての役割を果たすための画像捕捉面に配置されている。このような接触面は一般的に透過性であり、特に画像が形成される手または指の表面は照明されることが可能となるが、センサは正確に動作することが可能となり、必要に応じてこの面に不正検出装置(fraud detection device)は組み込まれる。そして、生体検出画像のための捕捉条件は、ユーザが彼の手または彼の指を接触面に当てるとちょうど満たす。しかしながら、このような接触面は、使用されると特にユーザそれぞれにより残されるべとべとした皮膚面の付着物によって汚れる。その結果、ユーザは、このときこのような生体検出器を使用することを控える。また、ユーザが皮膚面を外面と接触させることを避けるようにする文化行為がある。したがって、接触式生体検出器のユーザの数は減少し、あるいは一部のユーザは検出器を正しく使用せずに誤りのある個々の認識結果を導く。個々の認識及び／または識別のための必要性が例えば安全の理由のために存在するにもかかわらず、いくつかの状況において、接触面を有する生体検出器の使用において観察される控えることは、このような生体検出器が導入されない結果に至る。
【０００６】
光学窓に触れずに光学窓の上に彼の手または彼の指を単に差し出すことをユーザに求めることは可能であり、生体検出画像捕捉装置はレンズと手または指との間の距離に応じて自動で焦点を合わせることを行う。このような自動焦点システムは、例えば赤外線による距離測定に基づいて存在する。しかしながら、これらは、複雑であり、生体検出画像形成装置のレンズが可動部分を備えることを必要とし、このためコストが高くなる。さらに、このような自動焦点装置は、ユーザが十分に開いた彼の手もしくは十分に伸ばした彼の指を差し出すこと、またはそれを画像捕捉面と平行に差し出すことを促さない。これらの理由のため、形成される画像は、低品質またはユーザの認識または識別を可能とするのに不十分な品質となりうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一目的は、ここで上述した欠点を有しない生体検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明は、例えばユーザのための認識または識別機能のために、ユーザの手または少なくとも１本の指の画像を記録することを可能な生体検出器を提供する。生体検出器は、手または指の第１面が実質的に画像捕捉面の所定部分内に配置されるときに、画像を記録するように設計された生体検出画像形成装置を備える。画像捕捉面のこの部分は、手または指のための接触面のない配置空間内に位置している。また、生体検出器は、視覚標識の２つの要素を投影するための装置であって、この視覚標識が画像捕捉面と実質的に平行な配置面で要素から再構成される装置を備える。生体検出画像が形成されると、この配置面は、画像捕捉面から所定距離離間して位置し、再構成された視覚標識は、第１面とは反対の手または指の第２面に視認される。
【０００９】
任意で、視覚標識は、特にユーザが十分に彼の手を広げることを促進するため、手の裏面及び１本以上の指の頂部の双方に投影されてもよい。
【００１０】
そのため、本発明における装置は、ユーザが彼の手または彼の指を接触面のない空間内で画像捕捉面に置かなければならないことを考えると、非接触タイプからなる。したがって、このような生体検出器は、意識してまたは無意識に外面との皮膚面の接触を恐れるユーザによるいかなる控えることを招かない。
【００１１】
接触面がないことにより、手または指の差し出しのための生体検出画像形成装置に対する好ましい距離は、手または指に投影される視覚標識により示される。この標識の２つの要素は、手または指の裏面に同時に投影される。これら要素は、手または指の厚さに対応する画像捕捉面から離間して位置する所定面に構成的に組み合わされるのみである。このようにして、ユーザは、彼が彼の手または彼の指の裏面で再構成された標識を見るまで生体検出画像形成装置の前で彼の手を前方または後方に移動させる。したがって、このような生体検出器は、使用の直感的に認識できるモードであってユーザの部分の迅速かつ単純な協働のみを必要とするモードを有する。
【００１２】
さらに、ユーザが彼の手または彼の指を既知の固定位置におく必要があることを考えると、生体検出画像形成装置は、自動焦点レンズを備えている必要がない。したがって、このような生体検出器は、簡素化された設計を有することができる。
【００１３】
好ましい位置をユーザに示すためにてまたは指の裏面に投影される再構成された視覚標識は、絵文字、幾何学パターン、少なくとも１つの文字及び／または手もしくは指の少なくとも１つの表示を含んでもよい。これは、例えば円または標識「ＯＫ」のような発光標識であってもよい。標識は、少なくとも２つの別個の要素であって、手または指が生体検出画像を捕捉できる位置にあると、手または指の裏面において重ね合わされ、互いに補完しまたは互いに接続する標識の異なる部分でありうる別個の要素で形成される。より一般的に、視覚標識は、図形的、英数字またはスペクトルの要素であって配置面のさまざまな領域内で非接続されまたはグループ化される要素の二次元の集合体であってもよく、その構造または分布が画像捕捉面に垂直な方向における手の移動に敏感な情報を含む。この図形的な要素のセットは、例えば並列することで、彼が彼の手を動かすと完全な集合体がユーザにより識別可能な形態に再構成されることが可能となる少なくとも２つのサブ集合体に分離される。
【００１４】
本発明の１つの好ましい形態において、視覚標識の２つの要素における投影のための装置は、それぞれ要素を視覚標識が再構成される配置面に投影するために設計された２つの投影システムを備える。これらシステムのそれぞれの投影方向は、画像捕捉面と垂直な方向に対して傾いており、配置面の所定点で交差する。そして、視覚標識の２つの要素は、分割した画像の一部であり、この分割した画像の一部は、生体検出画像形成装置に対して手または指が前方過ぎまたは後方過ぎであると、ずれて見え、手または指が生体検出画像を捕捉するための所要の位置にあると、整列され、重ね合わされ、または他に対して連続した１つの伸張であるように見える。
【００１５】
また、本発明の１つの改良において、生体検出器は、画像捕捉面及び配置面の間の距離を調節するためのシステムであって、距離がユーザの手または指の寸法の関数として調節されるシステムを備える。ユーザの手または指のこの寸法は、この手または指の厚さの表示を提供しうる。そして、画像捕捉面及び配置面の間の距離は、この厚さの値に調節されることができ、画像捕捉面に対するユーザの手または指の位置合わせ精度は、改良される。
【００１６】
また、本発明は、上述したような生体検出器を用いて行われる生体検出方法に関する。このような方法は、以下の工程、すなわち、
／ａ／  ユーザにより、手または指を生体検出画像形成装置の領域に配置する工程と、
／ｂ／  生体検出画像形成装置とは反対側のユーザの手または指に視覚標識の２つの要素を投影する工程と、
／ｃ／  ユーザにより、視覚標識が生体検出画像形成装置とは反対側の手または指の面に再構成されるまで、生体検出画像形成装置上における彼の手または彼の指の高さを修正する工程と、
を備える。
【００１７】
いったん視認可能な標識が生体検出画像形成装置とは反対側の手または指の面において再構成されて現れると、生体検出画像は、記録され、そしてユーザの認識及び／または識別を得るために解析されることができる。
【００１８】
また、任意で、方法は、工程／ａ／及び工程／ｂ／の間に行われる以下の工程、すなわち、
／ａ１／  画像捕捉面及び配置面の間の距離をユーザの手または指の寸法の関数として調節する工程、
を備える。
【００１９】
また、この寸法が手または指の幅を含むと、方法は、工程／ａ／及び工程／ａ１／の間に実行される以下の工程、すなわち、
／ａ１１／  生体検出画像形成装置を用いてユーザの手または指の準備画像を形成する工程と、
／ａ１２／  準備画像から、手または指の幅を評価する工程と、
／ａ１３／  幅から、ユーザの手または指の厚さの値を導き出す工程と、
を備える。
【００２０】
そして、画像捕捉面及び配置面の間の距離は、工程／ａ１／において工程／ａ１３／で推定されたユーザの手または指の厚さの値まで調節される。そして、生体検出画像形成装置は、手または指の準備画像を形成する追加の機能であってこれに基づいて手または指の幅が評価されることができる追加の機能を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の他の特徴及び有利点は、添付の図面を参照しながら提示されるいくつかの非限定的な例示の実施形態の以下の記載において明らかになるだろう。
【００２２】
これらの図において、方向Ｖ及びＡそれぞれは、図示の生体検出器において、垂直方向と、手または指のための配置領域の前方に向けられた方向と、を示す。方向Ｇ及びＤそれぞれは、生体検出器のユーザの左方と右方とに向けられている。さらに、種々の図示された生体検出器の部品の寸法及び位置は、単なる目安であって、実際の寸法及び寸法比に対応していない。最後に、本発明は、指紋検出器との関連で詳細に記載されているが、これは、例えば認識が掌紋に基づいているときに手の輪郭または指の形状など手の内面の一部または全体の画像を形成するように設計された生体検出器に容易に置換されてもよい。
【００２３】
図１において、生体検出器は、主部分１０と視覚標識の投影のための２つのシステムであって参照符号２０及び３０で示される２つのシステムと、を備える。部分１０は、生体検出画像の形成及び認識のための装置１１を備える。装置１１は、光学的に透明な窓部１２の下に配置されており、装置自体は、レンズ１３及び光検出器のマトリックス１４を備える。透明な窓部１２は、レンズ１３のための保護機能を果たしうる。レンズ１３及びマトリックス１４は、窓部１２を介したマトリックスにおいて、レンズの前に距離Ｆで配置された指の画像を形成するような方式で配置されている。距離Ｆは、装置１１の焦点距離である。これは、この記載の以下の部分において固定されていると考えられる。Δは、生体検出画像形成装置１１の視野軸を意味する。
【００２４】
マトリックス１４は、生体検出画像の寸法及び所望の解像度の間の比率にしたがって選択されうる。それは、例えば２４×３６ｍｍ２の寸法を有し、少なくとも１２５０万ピクセルからなる。距離Ｆは、手または指の十分に広い部分をカバーする画像に対応する倍率を得るため、それ自体が既知の方法で最適化されている。主として、５０μｍの解像度は、指紋に基づいた認識のために適している。
【００２５】
生体検出器を使用するため、ユーザ１００は実質的にレンズ１３から距離Ｆにおいて、彼の人差し指１０１の内面をレンズ１３の前に差し出す。彼の指１０１が的確に位置合わせされると、窓部１２から離間して、システム２０及び３０は、例えば爪の領域など彼の指の外面または上面に、再構成された標識４０を形成する。また、必要に応じて、標識は、指が軸Δに垂直、すなわち方向Ａ、Ｇ及びＤの面内に差し出されなければならない場所に表示してもよい。
【００２６】
あるいは、窓部１２及びレンズ１３は、指１０１が的確に位置合わせされて生体検出画像の捕捉ができると、指の内面が窓部１２から適度に短い距離で位置するような方法で、生体検出器の部分１０内に配置されている。一例として、この距離は、２ｃｍ以下であってもよく、好ましくは５ｍｍ及び１ｃｍの間の範囲にある。このようにして、ユーザが彼の指または彼の手を的確に伸ばしかつそれを窓部と平行に差し出すすることを促進されるため、ユーザ窓部１２に触れないが、指１０１の窓部１２への接近は、有利である。したがって、指または手の最も広い部分は、十分な品質のなす生体検出画像の認識を可能とするため、的確に配置される。
【００２７】
また、生体検出器は、十分に高いコントラストの生体検出画像を得るため、指の内面を照明するように位置している照明システム（図示略）を備えてもよい。有利には、照明システムは、生体検出器の部分１０内に位置しており、生体検出画像が捕捉されるときに窓部１２を介してユーザの指１０１を照明してもよい。あるいは、照明システムは、生体検出器の部分１０の両側に位置しており、指１０１の下面を照明するために適切なビーム操縦手段と関連されてもよい。照明方向は、特に例えば指紋の皮膚面の特徴であるシャドーイング効果によって捕捉された生体検出画像のコントラストを強めるため、軸Δに対して傾けられてもよい。
【００２８】
必要に応じて、外部の光によって捕捉された生体検出画像の干渉を避けるため、または判断力の理由のため、窓部１２の上方における手についての配置空間は、取り囲まれてもよい一方、ユーザ１００のための自由視野を手放し、彼は、彼の手または彼の指に投影された視覚標識を見ることができる。
【００２９】
図２は、方向Ｇ及びＤと平行な軸Δを含む面における生体検出器の素子を示す。距離Ｆは、Ｐ０で示されかつ軸Δに垂直な生体検出画像捕捉面を形成する。指１０１の内面がほぼ面Ｐ０に位置していると、装置１１は、焦点が合っている指紋の画像を捕捉、記録する。
【００３０】
投影システム２０及び３０それぞれは、プロジェクタ２１及び３１それぞれと、対応するシステムの出口であって窓部１２の上方におけるユーザの指または手のための配置空間の両側に配置されミラー２３及び３３それぞれと、を備える。２つのプロジェクタ２１及び３１は、それらそれぞれの方向によって描かれたビームＦ２及びＦ３それぞれを作り出す。ミラー２３及び３３それぞれは、ビームＦ２及びＦ３を反射し、ビームＦ２及びＦ３それぞれは、反射後に軸Δに対して例えば約４５°など２０から７０°の間の範囲の角度を形成する。ビームＦ２及びＦ３は、面Ｐ０から上方に距離ｅで位置している点で集光する。ユーザ１００の指１０１が的確な位置にあり、焦点が合っている生体検出画像が捕捉されることが可能となると、ビームＦ２及びＦ３は、指１０１の上面に集光し、ユーザ１００に視認可能な標識４０を形成する。
【００３１】
一例として、標識４０は、図３ａにおいて方向Ａと平行な２つの発光ラインで形成されうる。ラインそれぞれは、システム２０または３０の１つにより投影された標識の要素である。このため、ライン４２は、システム２０により投影されてもよく、ライン４３は、システム３０により投影されてもよい。ミラー２３及び３３は、標識４０が２つのライン４２及び４３の重ね合わせにより面Ｐ０から上方に距離ｅ離間して形成される方法で向けられてもよい。１つの特定の改良において、ビームＦ２は、赤色に着色されることができ、ビームＦ３は、青色に着色されることができる。これにより、ユーザ１００の指１０１が生体検出器の部分１０に近すぎると、赤色ライン４２は、指１０１の上面において青色ライン４３の右側に現れる。逆に、指が部分１０から離れすぎると、赤色ライン４２は、青色ライン４３の左側に現れる（図３ａに示される状況）。指１０１が生体検出器の部分１０から的確な距離にあると、２つのライン４２及び４３は、重ね合わされ、紫色の１本のラインを形成する。したがって、ユーザ１００は、彼が彼の指を窓部１２から上方に的確な高さに配置しているか迅速に判断し、必要に応じて彼の指の高さを修正することが可能となる。２本のライン４２及び４３が指１０１の上面において互いに重ね合わされて現れる面は、位置付け面として参照され、図２においてＰ１で示される。面Ｐ０及びＰ１間の距離は、指１０１の厚さに対応する。あるいは、面Ｐ０は、窓部１２から２ｃｍ未満離間して位置している。
【００３２】
発光円板または「ＯＫ」記号の形態の視覚標識のための図３ｂ及び３ｃは、図３ａを対応している。標識４０の要素４２、４３それぞれは、第１の場合において方向Ａと平行に切断された半円板であり、第２の場合において２つの文字ＯまたはＫの一方である。窓部１２の上方における指１０１の的確な高さは、２つの半円板を並べて完全かつ普通の円板を形成することにより、または２つの文字を並べて目印「ＯＫ」を形成することにより、表示される。他の可能性において、文字Ｏ及びＫは、４２及び４３それぞれにおいてそれぞれ左右２つの部分に切断され、指１０１の的確な高さは、それぞれの文字の２つの部分を接続することまたは当接することにより表示される（図３ｄ）。視覚標識のさらに他の例において、２つの要素は、それぞれ円４２と、指が窓部１２の上方の的確な高さに向けて移動されると円の中心に至らされるように設計された十字４３と、である（図３ｅ）。
【００３３】
生体検出器がいくつかの指の特徴に基づいていると、図４ａ及び図４ｂにおいて示されるように、視覚標識４０は、それぞれが配置面Ｐ１における指の位置とこの面における指を伸ばす方向とを指定する直線部分４４を備える。部分４４それぞれは、それ自身がいくつかの基本部分４５であって視覚標識４０の１または他の２つの要素４２及び４３に属する基本部分４５からなりうる。そして、ある部分４４の基本部分４５は、手が窓部１２上で的確な高さにないと、オフセットされて見え（図４ａ）、ユーザ１００が彼の指を窓部１２上で的確な高さに配置されかつ部分４４それぞれが指の伸張に沿って指に投影されるように彼が手を広げると、連続した部分４４を形成するように配列される（図４ｂ）。部分４４の形態のこのような要素４２、４３は、窓部１２と平行な指の適切な配置をより正確に指定する。
【００３４】
図２を再び参照すると、配置面Ｐ１は、標識４０の２つの要素における投影の方向の傾きを変化させることにより移動されてもよい。このため、２つの方向付け可能なミラー２３及び３３それぞれの傾きは、画像捕捉面Ｐ０と平行な面内でビームＦ２及びＦ３の傾きを対称に変化させることで修正される。このようにして、再構成された視覚標識４０の位置は、軸Δに沿ってシフトされることができる。
【００３５】
ステップモータ（図示略）は、連続的または不連続な変化にしたがってミラー２３及び３３を同時に方向付けるために使用されてもよい。２つのミラーの方向付けが同時に修正されると、視覚標識４０が再構成される配置面Ｐ１は、軸Δに沿って移動される。図２において、符号Ｐ１’は、符号Ｐ１で示された位置に対して上方にシフトされた配置面の位置を示す。
【００３６】
代替の実施形態において、投影ビームＦ２及びＦ３の方向は、カットされた円形プリズムを用いて変化されうる。当業者に知られている方法において、円形プリズムは、別に傾けられる面であってプリズムを回転させることにより一定の傾きのビームから投影される新たなビームの傾きを変化させる面を有する。このようなプリズムは、ミラー２３及び３３と同一面に配置される。
【００３７】
任意で、配置面及び画像捕捉面Ｐ０の間の距離は、指１０１が評価された寸法の関数として適合されてもよい。この寸法は、例えば方向Ｇ及びＤと平行な指１０１の幅ｌであってもよい。ユーザ１００が彼の指を窓部１２から任意の距離で窓部１２の上に最初に差し出したとき、指の最初の画像は、例えば装置１１を用いて捕捉され、そして輪郭検出処理により処理される。このような画像解析処理は、当業者に知られていると考えられる。このようにして、指１０１の幅ｌは、評価され、指の厚さｅは、これから算出される。厚さｅは、指の幅ｌ及びその厚さの間の変換のための実験に基づいた式を用いて、または記録された対応する曲線を用いて決定されることができる。一般に、指の断面は、楕円形を示し、指の厚さｅは、その幅ｌから比例関係を用いて計算されることができる。
【００３８】
したがって、装置１１により捕捉される指の最初の画像が不鮮明となりうるが、それにもかかわらず指１０１の幅を十分に高い精度で評価することができることは、注意すべきである。
【００３９】
あるいは、指１０１の幅の評価のための最初の画像のため、面Ｐ０及びＰ１間の距離ｅは、生体検出器が目的とするユーザの集団の指または手の平均評価にしたがって規定されてもよい。
【００４０】
そして、ミラー２３及び３３は、配置面を画像捕捉面Ｐ０から指１０１の厚さと等しい距離まで至らせるために方向付けられる。これにより、画像捕捉面Ｐ０は、生体検出器の部分１０に対して固定され、面Ｐ０及び配置面の間の距離は、配置面を移動することで調節される。図２ａにおいて、参照符号Ｐ１及びＰ１’は、厚さｅである薄い指と厚さｅ’である厚い指とのための配置面の２つの位置それぞれに対応している。配置面が画像捕捉面Ｐ０から指１０１の厚さと実質的に等しい所定距離に位置していると、指の内面の第２の画像は、装置１１により捕捉される。そして、この第２の画像は、ユーザ１００の認識及び／識別が可能なように十分に焦点が合わせられている。
【００４１】
面の高さを位置付けるための他の視覚装置であって当業者に知られた他の視覚装置を用いてもよいことは、理解すべきであろう。一般に言えば、このような装置は、面の高さを画像検出器の画像形成装置の被写界深度よりも高いまたは実質的に同一の精度で配置することができる限り本発明における生体検出器に用いられてもよい。
【００４２】
さらに、本発明における生体検出器の改良は、以上で詳細に記載された実施形態に対して追加してもよい。これらの改良の間において、下記が言及されうる。
−  生体検出画像捕捉のトリガのための特定のシステムの追加。生体検出器は、指の提示が窓部１２の上方で検出される限り連続的なモードで動的に捕捉し、そして十分に鮮明であり及び／または十分に高い解像度を有する画像の１つを選択することにより、操作してもよい。
−  プロジェクタ２１及び３１の適合であって標識４０の要素４２、４３それぞれの変形を低減することを可能な適合であって指１０１の面に対するビームＦ２及びＦ３の傾きにより引き起こされる適合。例えば、要素４２、４３それぞれのためのパターンであってプロジェクタ２１または３１の内側で照明されるパターンは、配置面Ｐ１における軸Δに対するビームＦ２、Ｆ３それぞれの傾きを相殺するため、投影の対応する方向に対して傾けられてもよい。プロジェクタ２１及び３１のこのような適合は、視覚標識の要素４２、４３それぞれの長さが重要な場合において、必要となりうる。特に、これによりそれを設計することが可能となり、画像捕捉面Ｐ０及び配置面Ｐ１は、図５に示すように、ユーザ１００の手の厚さの外形と対応する可変の厚さにおけるそれらの間において、ギャップＷを形成する。
−  生体検出画像形成装置１１のレンズ１３は、生体検出器の部分１０の上方における指の位置合わせに必要な精度を低減するため、自動焦点システムが備えられてもよい。この場合、画像捕捉面Ｐ０は、配置面Ｐ１の位置合わせの調節に替えてまたは調節と組み合わせて、指の厚さにしたがって移動されてもよい。
−  画像処理システムは、生体検出器と関連してもよく、記録された生体検出画像の品質を改良することができる。特に画像処理システムが生体検出器の部分１０内においていかなる可動部品を必要としないため、このような画像処理システムの使用は、自動焦点システムの使用より好ましくなりうる。
−  生体検出器は、手または指１０１と装置１１との間の距離を決定するように、及びユーザが彼の手または彼の指を窓部１２から的確な距離で置くことを可能とするために軸Δに沿う配置面Ｐ１の移動を制御するように設計された遠隔計測システムを備えてもよい。あるいは、遠隔計測システムは、自動焦点システムの調節を制御するように設計されてもよい。
−  光検出器のマトリックス１４は、光検出器のリニアアレイに置換されてもよい。この場合、ユーザ１００は、彼の手または彼の指を装置１１の領域内で異動させなければならず、生体検出画像は、リニアアレイの方向に垂直に手または指の内面を通過させる間において漸次捕捉されることが可能となる。このような光検出器のリニアアレイが使用されると、特に光検出器それぞれに自身の光学的またはマイクロ光学的システムが備えられていると、光学組立体は異なりうる。そして、生体検出画像形成装置１１は、その当業者に既知の方法において適合され、画像捕捉面Ｐ０は、２〜３ｍｍだけ窓部１２の上方において再び位置している。
−  視覚標識４０は、方向Ａにおいて大きな寸法を有してもよく、ユーザ１００は、彼の手または彼の指を窓部１２に平行に置いて適切な方法でそれを広げることを促進される。このようにして、手または指の内面の大部分は、生体検出画像捕捉面から被写界深度未満の距離だけ離間して位置している。
−  主視覚標識は、手の裏面に投影されてもよく、同時に第２視覚標識は、親指に加えていくつかの指に投影されてもよく、ユーザは、彼の手を完全に開き、手のための配置空間内で適切な傾きで手を差し出すことを促進される。
−  装置１１は、ユーザの指の厚さに関係なく画像捕捉面Ｐ０及び配置面の双方を固定したままとしている間、焦点が合わせられる指１０１の内面の画像のための十分な被写界深度を有してもよい。このような被写界深度は、検出器１４の感度、照明及びレンズ１３の開口のようなパラメータを詳説することにより既知の方法で得られうる。
【００４３】
最後に、本発明における生体検出器は、ユーザの手、手の一部または１以上の指の検出が可能なように、ユーザの認識及び／または識別に基づいた生体的なパラメータに応じて設計されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明における生体検出器の使用の一般的な方法を示す図である。
【図２】本発明における生体検出器の操作の原理を示す図である。
【図３ａ】図１及び図２における生体検出器で使用されうる視覚標識の例を示す図である。
【図３ｂ】図１及び図２における生体検出器で使用されうる視覚標識の例を示す図である。
【図３ｃ】図１及び図２における生体検出器で使用されうる視覚標識の例を示す図である。
【図３ｄ】図１及び図２における生体検出器で使用されうる視覚標識の例を示す図である。
【図３ｅ】図１及び図２における生体検出器で使用されうる視覚標識の例を示す図である。
【図４ａ】一部の指の画像に基づいた生体検出器のための本発明の改良を示す図である。
【図４ｂ】一部の指の画像に基づいた生体検出器のための本発明の改良を示す図である。
【図５】本発明の他の改良を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  主部分，部分、１１  生体検出画像形成装置，装置、１２  ユーザ窓部，窓部、１３  レンズ、１４  マトリックス，検出器、２０，３０  投影システム，システム、２１，３１  プロジェクタ、２３，３３  ミラー、４０  視覚標識，標識、４２  赤色ライン，ライン，円，要素、４３  青色ライン，ライン，十字，要素、４４  直線部分，部分、４５  基本部分、１００  ユーザ、１０１  指，手、Ｗ  ギャップ、ｅ，ｅ’  距離，厚さ、ｌ  幅、Ｆ  距離（高さ）、Ｐ０  画像捕捉面，面、Ｐ１，Ｐ１’  配置面、Δ  軸，方向
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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