皮肤模式图像采集设备、采集方法及皮肤模式匹配系统

摘要

本发明提供了一种皮肤模式图像采集设备，能够获得高对比度小失真的指纹图像。皮肤模式图像采集设备具有：接触装置，其中重叠了两个透明薄片，在透明薄片的一个表面上形成有以单一方向排列的相同形状的多个沟槽；以及成像装置，被布置为从接触装置的形成有沟槽的表面接收光。接触装置利用接触装置上布置的两个透明薄片中离成像装置更近的透明薄片，沿着近似法线方向对从离成像装置更远的透明薄片输出的光进行折射，从而采集与离成像装置更远的透明薄片相接触的皮肤的模式。

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为图像采集凹凸皮肤表面的模式的皮肤模式图像采集设备及采集方法，以及一种对所采集的皮肤模式执行匹配的皮肤模式匹配系统，更具体地，涉及一种作为图像采集诸如指纹和掌纹之类的皮肤表面的条状模式的皮肤模式图像采集设备及采集方法，以及一种对所采集的条状皮肤模式执行匹配的皮肤模式匹配系统。

背景技术

作为一种光学地采集皮肤表面凹凸模式的装置，存在一种使用三角棱镜的装置。皮肤表面的凹凸包括例如指纹和掌纹。在下文中，将描述使用棱镜的指纹图像采集设备。

图22是示出了使用棱镜的指纹图像采集设备的结构图。光以等于或大于空气中临界角的角度从光源3经由棱镜2的一面投射到棱镜2的另一面上(假设是上表面)。当沿着所投射光被上表面全反射的方向放置图像传感器4时，图像传感器4经由棱镜2的另一不同表面接收被上表面全反射的光。当手指1接触棱镜2的上表面时，指纹谷部中手指皮肤表面没有接触到棱镜2。因此，投射到指纹谷部上的光被棱镜2的上表面全反射。另一方面，指纹脊部中手指皮肤表面接触到棱镜2。相应地，投射到指纹脊部的光在接触区域处被漫射，而没有被反射。因此，当手指接触棱镜2的上表面时，可以在图像传感器4处获得指纹图像，在该指纹图像中，光被全反射的指纹谷部是亮的，而对光被漫射的脊部是暗的。

此外，在专利文献1中，描述了一种使用薄膜(即，使用棱镜片而非上述棱镜)的身体特征输入装置的示例，其中在所述薄膜上形成有形状相同的多个V形沟槽。专利文献1中的身体特征包括指纹、掌纹、掌型及脚印等。

图23是示出了该文献的身体特征输入设备的结构图。

该身体特征输入设备是通过用棱镜片5更换图22中所示的上述指纹图像采集设备的棱镜2而得到的设备。相对于棱镜片5的平坦面(假定是上表面)以等于或大于空气中临界角的角度形成V形沟槽。经由其上形成沟槽的面投射来自光源3的光。当沿所投射光被上表面全反射的方向放置图像传感器4时，图像传感器4接收被上表面全反射的光。当手指1接触棱镜片5的上表面时，指纹谷部中手指皮肤表面没有接触到棱镜片5。因此，投射到指纹谷部上的光被棱镜片5的上表面全反射。另一方面，指纹脊部中手指皮肤表面接触到棱镜片5。因此，投射到指纹脊部上的光在接触区域处被漫射，而没有被反射。相应地，当手指接触棱镜片5的上表面时，可以在图像传感器4处获得指纹图像，在该指纹图像中，光被全反射的指纹谷部是亮的，而光被漫射的脊部是暗的。

同时，在专利文献1中，建议了配置指纹图像采集设备，使得其通过薄膜与手指之间接触表面的漫射光而非反射光来获得指纹图像。如果通过漫射光获得指纹图像，则通过传感器4对手指中接触薄膜的部分进行拍摄，获得由于薄膜与手指之间接触表面的漫射光的强度与皮肤中不接触薄膜的区域中手指皮肤的透过薄膜的漫射光的强度之间的差异而导致的模式，作为指纹图像。(接触薄膜的手指皮肤凸部和指纹图像中与这种凸部相对应的部分称作脊线。此外，不接触薄膜的手指皮肤凹部和指纹图像中与这种凹部相对应的部分称作谷线)。在这种情况下，传感器4的位置不限于能够观察到被棱镜片的上表面全反射的照射光的位置。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利公开No.2568310

发明内容

[本发明要解决的问题]。

因为使用棱镜片的指纹图像采集设备利用了厚三角棱镜，所以存在如下问题：设备尺寸变大。

另一方面，在专利文献1中描述的身体特征输入设备中，解决了由于厚三角棱镜的使用而导致的设备尺寸变大的问题。然而，对于上述指纹图像采集设备，存在如下问题：能够通过反射光对指纹图像进行拍摄的角度局限于投射到传感器面上的光被全反射的等于或大于临界角的角度。

此外，因为能够观察到被传感器面全反射的光的方向与传感器面的法线方向之间的角度是等于或大于临界角的角度，因而角度变大，也必须类似地将图像传感器的光学轴方向和传感器面的法线方向之间的角度设置得大。因为图像传感器以等于或大于临界角的角度，作为发射光与漫射光的对比，对传感器面上出现的指纹进行拍摄，所以与从传感器面的法线方向拍摄得到的指纹图像相比，所获得的指纹图像是显著变换后的指纹图像。因此，当尝试校正拍摄得到的指纹图像的指纹使得其可以形同从传感器面的法线方向看的指纹时，因为指纹失真大，所以存在大的误差。

此外，可以想到一种使用专利文献1中描述的指纹图像采集设备来通过漫射光采集指纹图像的方法。在这种情况下，通过将用于安装传感器4的位置设置为能够在薄膜前方直接拍摄的位置，或者将位置设置为通过反射光采集指纹图像的位置，可以获得指纹图像。然而，当从薄膜前方(沿薄膜表面的近似法线方向)看时，手指与薄膜之间的接触表面的漫射光的强度与不接触薄膜的谷线处手指皮肤的穿透薄膜的漫射光的强度之间，仅存在小差异。因此，如果专利文献1的指纹图像采集设备在薄膜前方(沿薄膜的近似法线方向)拍摄，则因为对比度不好并由此脊线不清楚，所以存在无法获得优质指纹图像的问题。

同时，当以超过薄膜的透射光的临界角的角度进行拍摄时，因为超过了临界角，所以不会观察到手指皮肤中不接触薄片的谷线处漫射的穿透薄膜的光。另一方面，在手指皮肤接触薄膜的部分，一般存在汗和皮脂。与空气的折射率相比，手指皮肤、汗和皮脂的折射率更接近薄膜的折射率。因此，除非在接触部分中超过临界角，否则甚至在谷线中超出了临界角的位置处，也观察到传感器面的脊部的漫射光。因此，可以在谷线中超过了临界角，但是在接触传感器面的脊线中不超过临界角的角度上，获得具有清晰脊线的指纹。

然而，因为沿着与薄膜的法线形成大角度的方向执行拍摄，所以存在如下问题：与沿着薄膜的近似法线方向进行拍摄得到的图像相比，获得的指纹图像失真很大。此外，在这种情况下，当尝试将获得的指纹图像校正为从传感器面的法线方向看的指纹图像的形状时，存在由于失真大而导致误差的问题。

此外，因为上述指纹图像采集设备的传感器面是平面形状且是坚硬的，而另一方面，手指是软的且具有三维形状，所以即使在指纹图像采集时将手指按压到传感器面上，能够接触传感器面的部分也仅限于手指表面的一部分。因此，存在如下问题：仅能采集到能够接触到传感器面的小范围指纹。此外，当尝试使手指接触的范围变大时，需要猛烈地按压手指，因而存在指纹失真变大的问题。

因此，存在如下情况，其中通过在对着传感器表面推手指的同时转动手指，对多个指纹图像进行拍摄并将其合成，来采集宽范围的指纹图像。然而，当对着传感器面推手指的同时转动手指时，用于对着传感器表面推手指的力量随手指部位而不同，并且在对着传感器面推手指时手指变形的方式也随手指部位而不同。因此，存在如下问题：当将多个指纹图像合成为一个指纹图像时，图像无法很好地连接。

本发明的目的在于，提供一种皮肤模式图像采集设备，能够获得小失真高对比度的指纹图像。

[解决问题的手段]

本发明的皮肤模式图像采集设备，包括：接触装置，其中重叠了两个透明薄片，使得所述透明薄片之一的近似平坦表面与另一透明薄片的其上形成有沟槽的表面彼此面对，每个透明薄片均具有近似平坦表面，并且在每个透明薄片的另一表面上形成有以单一方向排列的相同形状的多个沟槽；以及成像装置，布置为从接触装置的其上形成有沟槽的表面接收光，其中接触装置利用所述两个透明薄片中离成像装置更近的透明薄片，沿着近似法线方向，对从接触装置的所述两个透明薄片中离成像装置更远的透明薄片输出的光进行折射，以及成像装置通过对光进行拍摄，来采集与离成像装置更远的透明薄片相接触的皮肤的凹凸模式。

本发明的皮肤模式匹配系统包括皮肤模式图像采集设备和皮肤模式匹配设备。所述皮肤模式图像采集设备包括：接触装置，其中重叠了两个透明薄片，使得所述透明薄片之一的近似平坦表面与另一透明薄片的其上形成有沟槽的表面彼此面对，每个透明薄片均具有近似平坦表面，并且在每个透明薄片的另一表面上形成有以单一方向排列的相同形状的多个沟槽；以及成像装置，布置为从接触装置的其上形成有沟槽的表面接收光，其中接触装置利用所述两个透明薄片中离成像装置更近的透明薄片，沿着近似法线方向，对从接触装置的所述两个透明薄片中离成像装置更远的透明薄片输出的光进行折射，以及成像装置通过对光进行拍摄，来采集与离成像装置更远的透明薄片相接触的皮肤的凹凸模式。所述皮肤模式匹配设备包括：控制装置，用于控制皮肤模式图像采集设备，并从皮肤模式图像采集设备读取由皮肤模式图像采集设备采集的皮肤模式图像；图像校正装置，用于校正由控制装置读取的皮肤模式图像；特征提取装置，用于从皮肤模式图像提取用于匹配的特征，并产生特征数据；以及匹配装置，用于基于由特征提取装置产生的特征数据，执行皮肤模式匹配。

本发明的皮肤模式采集方法包括：重叠两个透明薄片，使得所述两个透明薄片之一的近似平坦表面与另一透明薄片的其上形成有沟槽的表面彼此面对，其中每个透明薄片均具有近似平坦表面，并且在每个透明薄片的另一表面上形成有以单一方向排列的相同形状的多个沟槽；利用从接触装置的所述两个透明薄片的视点来看离成像装置更近的透明薄片，沿着近似法线方向，对从离得更远的透明薄片输出的光进行折射，以及通过折射光，采集与从所述视点来看离得更远的透明薄片相接触的皮肤的凹凸模式。

本发明的匹配方法包括：重叠两个透明薄片，使得所述两个透明薄片之一的近似平坦表面与另一透明薄片的其上形成有沟槽的表面彼此面对，其中每个透明薄片均具有近似平坦表面，并且在每个透明薄片的另一表面上形成有以单一方向排列的相同形状的多个沟槽；利用从接触装置的所述两个透明薄片的视点来看离成像装置更近的透明薄片，沿着近似法线方向，对从离得更远的透明薄片输出的光进行折射；通过折射光，采集与从所述视点来看离得更远的透明薄片相接触的皮肤的凹凸模式；读取皮肤模式采集设备采集的皮肤模式图像；校正所采集的皮肤模式图像；从皮肤模式图像采集用于匹配的特征，并产生特征数据；以及基于所产生的特征数据执行皮肤模式匹配。

[有益效果]

本发明的效果在于，可以获得小失真高对比度的指纹图像。

具体实施方式

[第一示例性实施例]

接下来，将参考附图详细地描述本发明示例性实施例。

图1是示出了根据本发明第一示例性实施例的皮肤模式图像采集设备的结构的正视图。

参见图1，根据本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备100包括：一对薄片，薄片11和薄片12，是用于接触手指皮肤等的接触单元；和成像单元20。

薄片11和薄片12是透明薄片，分别具有近似平坦的一个面和在其上近似平行地形成大量相同形状的线状沟槽的另一面。作为这种薄片，例如存在一种棱镜片，其中，在棱镜片的一面上近似平行地形成大量V形沟槽。棱镜片包括具有聚光性质的棱镜片，入射以特定范围的角度散布的入射光，而出射以更小范围的角度散布的光。例如在液晶显示装置中，这种棱镜片用于背光，以提高从液晶正面观看的亮度。这种棱镜片也用于改善光伏电池的光接收表面上的聚光效率。

专利文献2中公开了一种示例，为了改善光伏电池的聚光效率而使用棱镜片。此外，专利文献3中公开了一种用于背光的棱镜片的示例。

[专利文献2]日本专利申请特开No.2007-73774

[专利文献3]日本专利申请特开No.2009-266792

图2是示出了本发明第一示例性实施例中使用的棱镜片的示例的透视图。在图2中，指示了其上形成棱镜片沟槽的一面被向上翻转。

图2所示的这种棱镜片具有如下效果：使得沿相对于棱镜片的法线呈较大角度的方向进入棱镜片中没有沟槽的一面并穿透棱镜片的光被折射，从而使得光具有更接近于法线方向(即，棱镜片的厚度方向)角度的出射角。为了使棱镜片具有这种效果，应该利用折射率大于空气的折射率并使得光能够穿透的材料来制造棱镜片。在下文中，薄片中形成这种沟槽的一面称作棱镜平面，以及没有形成这种沟槽的一面称作平坦平面。在以下描述中，假设薄片的法线表示薄片平坦平面的法线。

在下文中，将描述这种透明薄片(薄片11和薄片12)是棱镜片的示例。然而，当这种透明薄片是具有如下效果的薄片时，在薄片上形成的沟槽的形状将是无关紧要的，该效果是使得沿较大入射角方向进入薄片并穿透薄片的光线被折射到更接近薄片法线方向的角度，然后被射出。即使当薄片是棱镜片时，当棱镜片是具有如下效果的棱镜片时，在薄片上形成的V型沟槽的形状也是无关紧要的，该效果是使得沿较大入射角方向进入薄片并穿透薄片的光线被折射到更接近薄片法线方向的角度，然后被射出。

如图1所示，在薄片11和薄膜12的一侧安装成像单元20，其中按照薄片11与薄膜12彼此面对的方式重叠薄片11和薄膜12，使得薄片11和薄膜12彼此相邻。使薄片11和薄膜12重叠，使得两者的棱镜平面可以一起朝向成像单元20侧。薄片11和薄膜12可以或者可以不彼此接触，或者可以彼此部分地接触。在图1或后续附图中，为了容易理解薄片是两层，将以两个薄片略微分开的形式描述两个薄片。

例如，成像单元20是诸如CCD传感器和CMOS传感器之类的能够获得图像的传感器，或者配备有这种传感器的摄像机。成像单元20从薄片11和薄片12的棱镜平面侧对重叠的薄片11和薄片12进行拍摄。成像单元20执行拍摄的位置也称作视点位置。

尽管稍后将进行详细描述，但是当通过反射光获得皮肤模式图像时，在薄片12的棱镜平面侧、被薄片11的平坦平面全反射的光进入到成像单元20中的位置处，提供未示出的发光装置。当通过漫射光获得皮肤模式图像时，可以在薄片11的平坦平面侧的位置之一安装未示出的发光装置，或者不必安装专门的发光装置。在通过漫射光获得皮肤模式图像且安装了发光装置的情况下，来自发光装置的光穿过手指、手掌等，并在皮肤表面处被漫射。当未安装专门的发光装置时，环境光穿过手指、手掌等，并在皮肤表面处被漫射。当通过漫射光获得指纹图像时，在皮肤接触薄片一侧的表面处的漫射光进入到成像单元20中。

接下来，将参考附图详细地描述本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备100的操作。在下文中，在假定身体中据以采集皮肤模式图像的部位是手指的情况下进行描述。然而，如果身体部位具有能够采集模式的皮肤表面凹凸，比如手掌和脚底，则身体中据以采集皮肤模式图像的部位并不限于手指。当身体中据以采集皮肤模式图像的部位是手指时，皮肤模式图像是指纹图像。

图3是示出了根据本示例性实施例的采集皮肤模式图像时状态的图。据以采集模式的手指1的皮肤与薄片11的平坦平面接触。成像单元20对从薄片12发出的光进行拍摄作为图像，并将其输出，作为皮肤模式图像。

在皮肤模式图像采集时，当手指、手掌等的皮肤表面上的凹凸部分接触重叠薄片11和薄片12的平坦平面时，皮肤的凸部接触到平坦平面。另一方面，因为皮肤的凹部没有接触到平坦平面，所以在平坦平面中被凸部接触的区域之间与凹部相对应的区域暴露在空气中。

成像单元20对皮肤接触到平坦平面的凸部的亮度与平坦平面被暴露到空气中的凹部的亮度之间的差异进行拍摄，作为皮肤模式。

如上所述，在专利文献1中，公开了一种身体特征输入装置，仅使用一个棱镜片用作手指接触的部分。当专利文献1中描述的身体特征输入装置通过反射光获得指纹图像时，采用如下结构：来自安装在棱镜片的棱镜平面侧的光源的光被棱镜片中暴露在空气中的平坦平面部分全反射，并进入拍摄设备。当利用这种配置对指纹图像进行拍摄时，来自光源的光被平坦平面中皮肤不接触的区域全反射而得到的光的强度与来自光源的光被平坦平面中皮肤凸部接触的区域中的皮肤凸部漫射而得到的光的强度之间的差异将是指纹模式。因而，获得清晰对比度的指纹图像。

另一方面，当通过漫射光获得指纹图像时，采用如下布置对指纹图像进行拍摄：布置光源、棱镜片和拍摄设备，使得来自光源并被棱镜片全反射的光所导致的光不到达拍摄设备。在这种情况下，皮肤凸部的漫射光的强度与皮肤凹部的漫射光穿透棱镜片而导致的光的强度之间的差异表现为指纹图像。当专利文献1中描述的身体特征输入装置通过漫射光获得指纹图像时，图像传感器应该从使得能够至少接收皮肤凸部漫射光或皮肤凹部漫射光的角度来进行拍摄。

当从与棱镜片法线的角度小于临界角的方向看时，皮肤模式图像的失真小。然而，因为皮肤凸部的漫射光的强度与皮肤凹部的漫射光穿透棱镜片而导致的光的强度之间的差异小，所以所获得的模式图像的对比度小。

另一方面，当从等于或大于临界角的角度(在该角度上，从棱镜片的棱镜平面进入的光被棱镜片的平坦平面全反射)看时，因为超过了临界角，所以皮肤凸部的漫射光穿透棱镜片而导致的光未抵达。因此，除非存在反射光，否则来自平坦平面中与皮肤凹部相对应的区域的光不抵达。

同时，棱镜片中手指凸部要接触的区域被皮肤表面触摸，或者皮肤表面的汗和皮脂附着到该区域。因为皮肤、汗和皮脂的折射率大于空气，所以与皮肤凸部相对应的区域的临界角大于与皮肤凹部相对应的区域的临界角。(同时，当棱镜片的折射率小于皮肤、汗和皮脂的折射率时，不存在临界角)。

相应地，即使从皮肤凹部对应区域中的临界角的角度看时，除非角度不超过皮肤凸部所接触区域的临界角，皮肤凸部的漫射光才抵达。因此，当以等于或大于皮肤凹部对应区域中的上述临界角的角度进行拍摄时，可以获得高对比度的皮肤模式图像。

在一个棱镜片的情况下，即，与上述专利文献1中描述的身体特征输入设备的情况类似，当从等于或大于棱镜片中皮肤不接触区域的临界角的角度进行拍摄时，通过反射光和透射光获得高对比度皮肤模式图像。

本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备100对应于如下皮肤模式图像采集设备：在引用文献1的身体特征输入设备的棱镜片上堆叠了另一棱镜片。如上所述，棱镜片具有如下效果：通过折射，使与棱镜片法线的角度较大的光线的方向离法线方向更近。在图24和图25中，示出了光的光学路径的示意图，其中，所述光通过折射而更接近于前述法线的方向。

图24是示出了本示例性实施例中被谷线区域全反射的光的光学路径的示例图。

如图24所示，以等于或大于临界角的角度进入谷线区域(在该区域处，薄片11的平坦平面中暴露于空气中)的光被薄片11的平坦平面全反射。薄片12以接近于薄片11和薄片12法线方向的角度对全反射光进行折射。

相应地，可以通过从薄片11和薄片12的近似法线方向对手指接触的薄片11、以及薄片12进行拍摄，来获得通过反射光得到的高对比度指纹图像，其中薄片11的全反射光沿着所述薄片11和薄片12的近似法线方向抵达。

在本示例性实施例中，图25是示出了脊线区域处漫射光的光学路径的示例图。

如图25所示，在脊线区域(其中，皮肤表面接触薄片11的平坦平面)处，发射从薄片11的棱镜平面进入并在手指皮肤内漫射的光、或者落在手指上部然后穿透到手指内的漫射光。与上述棱镜片的情况一样，在手指接触薄片11的区域处，皮肤表面接触到薄片11，或者汗和皮脂附着于薄片11上。因为皮肤、汗和皮脂的折射率大于空气的折射率，所以脊线区域的临界角大于谷线区域的临界角。然而，当薄片11的折射率小于皮肤、汗和皮脂的折射率时，不存在临界角。无论如何，都存在一种光，该光是脊线区域的漫射光，且以大于谷线区域的临界角的角度从薄片11的平坦平面出射。

另一方面，从手指谷线区域发射的漫射光经由手指皮肤与薄片之间的空气进入薄片11的平坦平面，且以谷线区域的临界角以下的角度出射。不存在如下漫射光：来自皮肤的谷线部分并以等于或大于谷线区域的临界角的角度从薄片11的平坦平面的谷线区域出射。

因此，可以通过对以等于或大于薄片11的谷线区域的临界角且小于脊线区域的临界角的角度，从薄片11平坦平面的脊线区域出射的光进行拍摄，来获得高对比度皮肤模式图像。

图25中描述的带箭头的线示出了以大于谷线区域临界角的角度出射的光的光学路径示例。如图25的示例所示，从薄片11出射并以较大角度进入薄片12的光，通过折射，以比入射角更接近于薄片12法线方向的角度出射。通过薄片12的效果，以等于或大于薄片11谷线区域的临界角且小于脊线区域的临界角的角度从薄片11平坦平面的脊线区域出射的光被折射，并以接近于薄片12法线方向的角度从薄片12的棱镜平面出射。相应地，可以通过成像单元20从薄片11和薄片12的近似法线方向对薄片11和薄片12进行拍摄，来获得高对比度皮肤模式图像。

因此，当像本示例性实施例一样重叠两个棱镜片时，可以通过从棱镜片的近似法线方向对其平坦平面被皮肤接触的棱镜片进行拍摄，来获得高对比度皮肤模式图像。因为从棱镜片的近似法线方向执行拍摄，所以所获得的皮肤模式图像的失真也小。

如上所述，本示例性实施例具有的效果在于，可以获得高对比度小失真的皮肤模式图像。

原因在于，在结构上，本示例性实施例具有两个重叠棱镜片。通过在结构上具有两个重叠棱镜片，如上所述，可以从棱镜片的近似法线方向拍摄到高对比度皮肤模式图像。通过从棱镜片的近似法线方向执行拍摄，相比于从棱镜平面侧进入单个棱镜片的光被棱镜片的平坦平面全反射的角度进行拍摄的皮肤模式图像而言，可以获得失真小的皮肤模式图像。

[第二示例性实施例]

接下来，将参考附图详细描述本发明第二示例性实施例。

图4是示出了本示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。

参考图4，本示例性实施例的指纹图像匹配系统包括第一示例性实施例的皮肤模式图像采集设备100和皮肤模式匹配设备200。

因为本皮肤模式图像采集设备100与图1所示的第一示例性实施例的皮肤模式图像采集设备100相同，所以将省略描述。

皮肤模式匹配设备200包括控制单元50、图像校正单元60、特征提取单元70、匹配单元80和存储单元90。

控制单元50控制皮肤模式图像采集设备100，以使皮肤模式图像采集设备100采集皮肤模式图像，并从皮肤模式图像采集设备100读取皮肤模式图像采集设备100已经采集的皮肤模式图像。

图像校正单元60通过图像处理校正从控制单元50接收的皮肤模式图像，使得皮肤模式图像是适于特征提取的图像。

特征提取单元70从自图像校正单元60接收的皮肤模式图像提取用于匹配的特征。

匹配单元80执行匹配，以确定两个特征数据是否是从相同皮肤采集的皮肤模式图像中提取的特征数据。

接下来，将参考附图详细描述本示例性实施例的操作。

图5是示出了本示例性实施例的指纹图像匹配系统的操作的示例图。

首先，控制单元50控制皮肤模式图像采集设备100，并使其采集皮肤模式图像。然后，控制单元50从皮肤模式图像采集设备100读取皮肤模式图像采集设备100已经采集的皮肤模式图像(步骤A1)。控制单元50向图像校正单元60发送所读取的皮肤模式图像。如果控制单元50存储所读取的皮肤模式图像，则控制单元50在存储单元90中存储所读取的皮肤模式图像。控制单元50向图像校正单元60发送的皮肤模式图像或者在存储单元90中存储的皮肤模式图像是数字化图像数据，使得可以由计算机等进行处理。可以通过皮肤模式图像采集设备100或控制单元50执行数字化。

接下来，图像校正单元60通过图像处理校正从控制单元50接收的皮肤模式图像，使得皮肤模式图像可以变为适于特征提取的图像(步骤A2)。图像校正单元60执行的图像处理是现有图像处理，例如降噪、平滑、对比度校正和失真校正。图像校正单元60可以是如下结构：其中，图像校正单元60从存储单元90读取存储单元90中存储的皮肤模式图像，而不是从控制单元50接收皮肤模式图像。

图像校正单元60向特征提取单元70发送已校正皮肤模式图像。在存储了皮肤模式图像的情况下，图像校正单元60在存储单元90中存储已校正皮肤模式图像。

接下来，特征提取单元70从自图像校正单元60接收的皮肤模式图像提取用于匹配的特征(步骤A3)。特征提取单元70通过现有特征提取方法执行特征提取。此外，特征提取单元70可以是如下结构：其中，从存储单元90读取用于执行特征提取的皮肤模式图像。

特征提取单元70向匹配单元80发送从皮肤模式图像提取的特征数据。如果必要，特征提取单元70在存储单元90中存储从皮肤模式图像提取的特征数据。

接下来，匹配单元80通过现有匹配方法执行匹配，以确定从特征提取单元70接收的两个特征数据是否是从相同皮肤采集的皮肤模式图像中提取的皮肤模式图像(步骤A4)。匹配单元80可以从存储单元90读取用于执行匹配的两个特征数据，而不是从特征提取单元70接收两个特征数据。此外，匹配单元80可以对从特征提取单元70接收的特征数据与从存储单元90读取的数据执行匹配。

根据目的来选择由匹配单元80执行匹配的两个特征数据的组合。例如，当想要识别人时，匹配单元80针对皮肤模式图像采集设备100已经采集且匹配单元80已经执行特征提取的特征数据、以及在存储单元90中例如按照与期望被识别的人相关联的方式存储的特征数据，执行匹配。当想要区分人时，匹配单元80例如针对皮肤模式图像采集设备100已经采集且匹配单元80已经执行特征提取的特征数据、以及存储单元90中存储的每个特征数据，执行匹配。作为匹配结果，认为与最有可能是从相同皮肤采集的皮肤模式图像中提取的数据的特征数据相关联的个人，是作为上述皮肤模式图像采集设备100已经采集且匹配单元80已经执行特征提取的皮肤模式图像的来源的个人。匹配单元80可以执行存储单元90中存储的特征数据之间的匹配，或者可以对特征数据的其它组合执行匹配。

如上所述，本示例性实施例具有的效果在于，因为基于高对比度小失真的条形模式图像执行匹配，所以匹配精度提高。

原因在于，皮肤模式图像采集设备100在其结构上具有两个重叠棱镜片。通过在结构上具有两个重叠棱镜片，如上所述，可以从棱镜片的近似法线方向拍摄高对比度皮肤模式图像。通过从棱镜片的近似法线方向执行拍摄，相比于从棱镜平面侧进入单个棱镜片的光被棱镜片的平坦平面全反射的角度进行拍摄的皮肤模式图像而言，可以获得失真小的皮肤模式图像。

为了通过皮肤模式图像执行皮肤模式匹配，在通过图像处理产生所获得的皮肤模式图像中拍摄到的皮肤模式的皮肤模式图像(就好像所产生的皮肤模式图像是从棱镜片的法线方向看的皮肤模式图像一样)之后，需要使用所产生的皮肤模式图像执行特征提取。对于从棱镜片平坦平面导致全反射的角度进行拍摄而得到的皮肤模式图像而言，因为失真大，所以通过图像处理产生的如同从棱镜片的法线方向看的皮肤模式图像的误差很大。另一方面，对于从棱镜片的近似法线方向进行拍摄而得到的皮肤模式图像而言，因为失真小，所以根据拍摄的皮肤模式图像产生的如同从棱镜片的法线方向看的皮肤模式图像的误差将较小。通过从误差小的皮肤模式图像提取特征数据，从相同皮肤采集的皮肤模式图像中提取的特征数据之间的差异减小，并且可以提高匹配精度。

[第三示例性实施例]

接下来，将参考附图详细描述本发明第三示例性实施例。

图6是示出了本示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。在下文中，将围绕本示例性实施例与第二示例性实施例之间的不同点进行描述。

参考图6，本示例性实施例的指纹图像匹配系统包括皮肤模式图像采集设备101和皮肤模式匹配设备200。

因为本示例性实施例的皮肤模式匹配设备200的结构与根据第二示例性实施例的皮肤模式匹配设备200的结构相同，所以省略描述。

当将本示例性实施例与第二示例性实施例相比较时，皮肤模式图像采集设备101的结构是不同的。

图7是示出了本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备101的结构图。在下文中，将围绕皮肤模式图像采集设备101与第一示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备100之间的不同点进行描述。此外，将在假定据以采集皮肤模式的部位是手指且所采集图像是指纹图像的情况下进行描述。然而，如上所述，据以采集皮肤模式的部位并非限于手指，只要部位存在皮肤凹凸且能够据以采集皮肤模式即可。

参考图7，本示例性实施例中的皮肤模式采集设备101包括两层薄片13、成像单元20、保持薄片13的保持单元30和反射单元40。

薄片13与通过堆叠第一示例性实施例的薄片11和薄片12而得到的薄片相同。因此，省略薄片13的详细描述。薄片13的平坦平面是薄片11的平坦平面。薄片13的棱镜平面是薄片12的棱镜平面。然而，薄片13具有柔性。

保持单元30以薄片13可移动的方式在薄片13的周围加以保持。以可移动方式保持意味着保持单元30支撑在薄片13的周围而没有使薄片13固定，从而使得薄片13可以在固定范围内移动。如稍后所述，薄片13的可移动范围应该是足以供薄片13弯曲和接触手指的范围。期望在薄片13和保持单元30中的一个或两者中提供用于阻止薄片13从保持单元30上掉下的机制。对于这种机制，例如可想到如下一种机制：在薄片13和保持单元30的端部提供突起物，且这两个突起物阻止薄片13从保持单元30上掉下。当薄片13由于诸如形变等而移动时，通过薄片13中提供的突起物被保持单元30中提供的突起物卡住，这些突起物阻止薄片13从保持单元30上掉下。保持单元30所保持的部分可以是薄片13中彼此面对的两面，可以是任何三面或者可以是四面。保持单元30可以保持住薄片13的角。这适用于薄片13的形状不是四边形的情形。在这种情况下，保持单元30可以在不小于5个的位置处保持薄片13。

当例如在薄片13的法线方向上向薄片13施力时，与外围被固定的情形相比，薄片13弯曲更大，原因在于薄片13的外围没有被固定。因此，例如，当用手指等接触薄片13并推进手指等时，与薄片是刚性而不能弯曲的情况相比，或者与通过固定薄片外围而使得薄片难以弯曲的情况相比，薄片13与手指等的表面相接触的区域更宽。

反射单元40通过对皮肤接触的薄片13的多个部分之中，由于向薄片13施力时薄片13弯曲而导致的成像单元20难以进行拍摄的部分中的模式进行反射，使得该模式由成像单元20拍摄。对于反射单元40，例如可以使用镜子。在图7的示例中，尽管具有在两个位置反射图像的结构，但是可以配置图7的示例，使得其可以根据薄片13弯曲的方式而在不小于3个的位置处反射图像。此外，安装反射单元40的位置应该简单地为如下位置：使得薄片13的近似法线方向的图像在形变时朝着成像单元20反射。例如，应该通过使用现有方法测量薄片3弯曲时的典型形变，来推断薄片13形变时的形状。

成像单元20同时对薄片13和反射单元40进行拍摄。成像单元20通过对反射单元40进行拍摄，拍摄到反射单元40对由于向薄片13施力时薄片13弯曲而导致的成像单元20难以拍摄的部分的模式(是从薄片13的近似法线方向上看的模式)进行反射而得到的图像。

图8是示出了本示例性实施例中的皮肤模式采集设备示例中的薄片13、成像单元20、保持单元30和反射单元40的布置的透视图。

接下来，将参考附图详细描述本示例性实施例的操作。

图9是示出了当通过手指1使薄片13弯曲来对指纹进行拍摄时反射单元40进行反射的示例的正视图。

图10是示出了手指1使薄片13弯曲的状态下本示例性实施例的皮肤模式采集设备的透视图。尽管本示例性实施例的皮肤模式采集设备包括成像单元20，但是因为图10的目的在于指示手指1与薄片13的弯曲之间的关系，所以图10中没有示出成像单元20。在下文中，将基于图9进行描述。

参考图9，当使手指接触薄片13且朝着图9的下方施力时，薄片13弯曲。通过成像单元20直接对薄片13中心附近弯曲的部分进行拍摄。因为弯曲薄片13的端部的法线与成像单元20的光轴之间的角度较大，所以如果成像单元20对端部进行直接拍摄，则与从端部的近似法线方向对端部进行拍摄的情况相比，失真变大。

对于将薄片13中形变较大部分的指纹校正为从正面观看的指纹的方法而言，例如存在如下方法：根据成像单元20拍摄的图像推断薄片13的形变，并执行校正。然而，因为端部的形变较大，所以校正图像的误差也变得较大。

另一方面，如图9所示，可以通过如下方式获得小失真的指纹图像：反射单元40对薄片13中在通过成像单元20直接拍摄的情况下失真变得较大的部分进行反射，且成像单元20对反射图像进行拍摄。为了从通过对薄片13直接拍摄而获得的指纹图像和通过反射单元40反射的图像中产生一个指纹图像，应该简单地通过现有图像合成方法将直接对薄片13进行拍摄的部分和对反射单元40进行拍摄的部分连接。例如，可以通过一次拍摄获得小失真的指纹图像，即，同时对薄片13和反射单元40进行拍摄，且将拍摄的图像分别切割为对薄片13进行直接拍摄的部分和对反射单元40进行拍摄的部分，并将它们连接。应该简单地通过图6所示的皮肤模式匹配设备200的图像校正单元60执行指纹图像的合成和连接。

因为本示例性实施例的指纹图像匹配系统的全部操作与图5所示的第二示例性实施例的指纹图像匹配系统的全部操作相同，所以省略描述。

如上所述，除了第二示例性实施例的效果之外，本示例性实施例还具有如下显著效果：通过采集手指宽范围上的指纹并执行匹配，提高了匹配精度。

原因在于，通过具有以可移动方式保持柔性薄片13的结构的保持单元30，相比于比薄片13不弯曲的情况或者比难以弯曲的情况，手指接触到薄片13的范围要大。如果所采集指纹的范围较小，则匹配精度将下降，原因在于在所述范围内没有包括许多特征。如果所采集指纹的范围较小，则存在如下情况：用于执行匹配的两个指纹之间的公共区域不存在或者较小。在这些情况下，即使指纹是相同手指的，它们也通常被确定为不同手指的。另一方面，当所采集指纹的范围较大时，因为用于执行匹配的两个指纹之间的公共区域变得较大，并且除此之外，所提取的指纹特征的数目也增多，所以提高了匹配精度。本示例性实施例对于如下情况具有类似效果：代替指纹而采集诸如手掌之类的具有弯曲表面的皮肤表面的模式。

此外，本示例性实施例具有如下显著效果：通过采集手指形变导致的失真小的指纹用于执行匹配，提高了匹配精度。

原因在于，通过具有保持单元30按照可移动方式保持柔性薄片13的结构，在使据以采集指纹的手指在指纹采集时接触薄片13而向薄片13施力时，薄片13弯曲，使得薄片13变为与手指形状近似的弯曲表面，即使在施加弱力时，也是如此。当通过平面形状不弯曲的普通指纹传感器采集的指纹时，通过对着平面指纹传感器按压三维手指而造成手指变形。此外，当尝试采集尽可能大的范围的指纹时，手指变形变大，原因在于需要对着传感器用强力按压手指。此外，因为手指并非变形为相同形状，且变形方式随着施力方式而不同，所以对于每个指纹图像，指纹变形是不同的。因此，对于这种普通指纹传感器所采集的指纹图像，由手指变形导致的指纹失真的变化变大。另一方面，在本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备中，手指不需要用强力按压在薄片13上，以及薄片13也将弯曲到曲形表面状态。因此，在本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备中，在通过上述平面传感器采集指纹的情况下发生的指纹的较大失真将不会发生。因此，可以采集到由手指变形导致的失真小的指纹图像。当在指纹采集时手指变形小时，匹配精度就提高了，原因在于如果所采集指纹图像是相同手指的指纹图像，则其间的差异变小了。

此外，本示例性实施例具有如下效果：因为即使当薄片13是曲形表面时，将所采集指纹图像校正为从传感器正面看的图像的误差也少，所以匹配精度提高了。

原因在于，本示例性实施例在其结构上具有反射单元40和拍摄单元20，其中，反射单元40反射薄片13的图像，而拍摄单元20对薄片13和反射单元40的图像进行拍摄。对于在成像单元20直接对薄片13进行拍摄的情况下薄片13的法线与成像单元20的光学轴之间的角度较大的部分，在反射单元40对该部分进行反射之后，成像单元20对该部分进行拍摄。据此，成像单元20可以获得从该部分的近似法线方向看的图像。此外，通过在成像单元20对薄片13进行直接拍摄时对薄片13的近似法线方向的部分进行直接拍摄，成像单元20获得从该部分的近似法线方向看的图像。因此，通过在结构上具有反射单元40，即使薄片13是曲形表面，对于薄片13的每个部分，也可以获得从薄片13的近似法线方向看的图像。因此，因为可以使得在将所采集指纹图像校正为从传感器正面看的图像时的误差少，所以使用指纹图像进行匹配的匹配精度提高了。

[第四示例性实施例]

接下来，将参考附图详细描述本发明第四示例性实施例。

图11是示出了本示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构图。在下文中，将围绕本示例性实施例与第二示例性实施例之间的不同点进行描述。

参考图11，本示例性实施例的指纹图像匹配系统包括皮肤模式图像采集设备102和皮肤模式匹配设备200。

因为本示例性实施例中的皮肤模式匹配设备200的结构与第二示例性实施例中的皮肤模式匹配设备200的结构相同，所以省略描述。

当将本示例性实施例与第二和第三示例性实施例相比时，皮肤模式图像采集设备102的结构上存在不同之处。

图12是示出了本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备102的结构的正视图。在下文中，将围绕本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备102与第三示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备101之间的不同点进行描述。

参考图12，本示例性实施例包括具有切口的两层薄片14、成像单元20、对薄片14进行保持的保持单元31和反射单元40。

因为成像单元20和反射单元40与第三示例性实施例中的成像单元和反射单元相同，所以省略详细描述。

通过在薄片13中提供切口来制造薄片14，以使其容易弯曲。

图14是示出了薄片14的示例的顶视图。薄片14在图14所示的薄片14的上部附近的部分142处弯曲，使得纵向曲率可以变得较大。薄片14在薄片14左部附近的部分141处和右部附近的部分143处弯曲，使得横向曲率可以变得较大。如果薄片14在上部附近的部分处和左部附近的部分处像以上一样弯曲，则薄片14并非必须是图14所示的形状。

图13是示出了从斜上方看的皮肤模式图像采集设备102的示例的薄片14、成像单元20、保持单元31和反射单元40的布置关系的图。

图13所示的保持单元31是在三个位置处保持薄片14的保持单元31的示例。保持单元31的形状并非限于图13的形状。对于保持单元31而言，如果其是一种用于保持薄片14使得薄片14可以如上一样弯曲的保持单元，则保持单元31的形状以及保持单元31对薄片14加以保持的位置的数目是无关紧要的。

在图14所示的薄片14的示例中，保持单元31以可移动的方式保持薄片14左部附近的部分141、上部附近的部分142和右部附近的部分143。

接下来，将描述本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备102的操作。

图15是示出了根据本示例性实施例当对指纹进行拍摄时薄片14的形变的示例。为了清楚地表示薄片14的形状，图15中没有示出成像单元20、保持单元31和反射单元40。

参见图15，当手指按压薄片14时，薄片14弯曲，使得薄片14绕在手指周围，并且左部附近的部分141中的一部分和右部附近的部分143中的一部分接触到手指的侧面。另一方面，在上部附近的部分142中的一部分处，薄片14弯曲，使得手指指尖周围可以接触到薄片14。

因为本示例性实施例的指纹图像匹配系统的全部操作与图5所示的第二示例性实施例的指纹图像匹配系统的操作相同，所以省略描述。

如上所述，除了第三示例性实施例的效果之外，本示例性实施例还具有如下效果：因为可以采集到更宽范围的具有手指指尖部分的指纹，所以匹配精度提高了。

原因在于，本示例性实施例具有如下结构：其中，薄片14上部部分中与薄片14左部和右部部分中容易弯曲的方向不同。因此，如图15所示，在手指侧面的皮肤宽范围地接触薄片14的同时，手指指尖部的皮肤也宽范围地接触薄片14。因此，在本示例性实施例中，因为可以采集到更宽范围的指纹图像，且用于执行匹配的两个指纹图像之间的公共区域变大，且除此之外，所提取的指纹特征的数目也增加了，所以匹配精度提高了。

[第五示例性实施例]

接下来，将参考附图详细描述本发明第五示例性实施例。

图16是示出了本示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。在下文中，将围绕本示例性实施例与第三示例性实施例之间的不同点进行描述。

参考图16，本示例性实施例的指纹图像匹配系统包括皮肤模式图像采集设备103和皮肤模式匹配设备200。

因为本示例性实施例的皮肤模式匹配设备200的结构与根据第三示例性实施例的皮肤模式匹配设备200的结构相同，所以将省略描述。

当将本示例性实施例与第三示例性实施例相比较时，不同之处在于皮肤模式图像采集设备103的结构。

图17是本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备103的结构的正视图。在下文中，将围绕本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备103与第三示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备101的不同点进行描述。

参见图17，皮肤模式图像采集设备103包括薄片13、成像单元21和对薄片13加以保持的保持单元30。在下文中，将集中于本示例性实施例与第三示例性实施例之间的差异进行描述。同时，皮肤模式图像采集设备103可以包括第四示例性实施例中的薄片14和保持单元31，用于代替薄片13和保持单元30。在这种情况下，在以下描述中，将薄片13和保持单元30改变为薄片14和保持单元31。进一步地，以下描述变为围绕本示例性实施例与第四示例性实施例之间的不同点的描述。

因为薄片13和保持单元30与第三示例性实施例相同，所以省略描述。

成像单元21包括从多个方向对薄片13进行拍摄的多个成像单元。通过多个成像单元，成像单元21相应地对薄片13中由第三示例性实施例的成像单元20进行拍摄的部分和薄片13中通过对反射单元40反射的图像进行拍摄的部分进行直接拍摄。

接下来，将参考附图描述本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备103的操作。

图18是示出了当采集指纹时本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备的结构的正视图。

参见图18，成像单元21中的每个成像单元分离地从不同方向对通过手指接触而弯曲的薄片13进行拍摄。成像单元21中的每个成像单元的位置是如下位置：在该位置处，可以沿着弯曲薄片13的法线方向对薄片13进行尽可能精确的拍摄。安装成像单元21中的每个成像单元的位置应该是从如下位置中选择和决定的位置：在这些位置处能够沿着近似法线方向对弯曲时的薄片13进行拍摄，并且这些位置是能够例如通过测量薄片13弯曲时的典型形变而预先获得的。

通过现有任意图像合成方法对成像单元21中包括的多个成像单元分离地进行拍摄而得到的指纹图像进行合成，可以获得包括宽范围手指表面模式的指纹图像。

因为本示例性实施例的指纹图像匹配系统的全部操作与图5所示的第二示例性实施例的指纹图像匹配系统的操作相同，所以省略描述。

如上所述，除了第二示例性实施例的效果之外，本示例性实施例具有如下显著效果：如同第三示例性实施例一样，通过采集由手指变形导致的失真小的指纹图像且使用所采集指纹图像执行匹配，匹配精度提高。

原因在于，保持单元30具有以可移动方式对柔性薄片13加以保持的结构。因为薄片13具有柔性且弯曲，所以手指变形变小。当手指变形变小时，在所获得的指纹图像中，由手指变形导致的每个图像的指纹间的差异也变小。因此，在本示例性实施例中，匹配精度提高。

本示例性实施例还具有如下效果：即使薄片13是曲形表面的，但是因为可以使得在将所采集指纹图像校正为从传感器正面看的图像时产生的误差变得更小，所以匹配精度提高。此外，本示例性实施例具有如下显著效果：通过采集手指宽范围的指纹来执行匹配，匹配精度提高。

原因在于，本示例性实施例具有如下结构：其中，成像单元21中的多个成像单元中的每个沿着薄片13的不同部分的近似法线方向对薄片13进行拍摄。通过对沿着近似法线方向拍摄得到的多个图像进行合成，对于在沿着相对于法线方向呈大角度的方向进行拍摄得到的图像进行转换的情况下导致的从近似法线方向看的图像的误差，可以使得该误差较小。在本示例性实施例中，因为基于减少了误差的指纹图像执行匹配，所以匹配目标的指纹图像之间的差异较小，并且匹配精度提高。通过使用多个成像单元对弯曲薄片13的不同部分进行拍摄，所以可以获得宽范围的指纹图像。

[第六示例性实施例]

接下来，将参考附图详细描述本发明第六示例性实施例。

图19是示出了本示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。在下文中，将围绕本示例性实施例与第三示例性实施例之间的不同点进行描述。

参考图19，本示例性实施例的指纹图像匹配系统包括皮肤模式图像采集设备104和皮肤模式匹配设备200。

因为本示例性实施例的皮肤模式匹配设备200的结构与根据第三示例性实施例的皮肤模式匹配设备200的结构相同，所以将省略描述。

当将本示例性实施例与第三示例性实施例相比较时，不同之处在于皮肤模式图像采集设备104的结构。

图20是示出了本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备104的结构的示例图。

参见图20，皮肤模式图像采集设备104包括薄片13、成像单元22、对薄片13加以保持的保持单元30和用于使成像单元22移动的移动单元221。在下文中，将围绕本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备104与第三示例性实施例的皮肤模式图像采集设备101之间的不同之处进行描述。同时，皮肤模式图像采集设备104可以包括第四示例性实施例中的薄片14和保持单元31，用于代替薄片13和保持单元30。在这种情况下，在以下描述中，将薄片13和保持单元30改变为薄片14和保持单元31。进一步地，以下描述变为围绕本示例性实施例与第四示例性实施例之间的不同点的描述。

因为薄片13和保持单元30与第三示例性实施例相同，所以省略描述。

通过移动单元221，成像单元22可以在移动的同时以多种角度对薄片13进行拍摄。

移动单元221是用于移动成像单元22的单元。例如，移动单元221是轨道。

接下来，将参考附图描述本示例性实施例的皮肤模式图像采集设备104的操作。

图21是示出了当本示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备对指纹图像进行拍摄时的结构的示例的正视图。

参见图21，皮肤模式图像采集设备104的成像单元22在移动单元221上移动。成像单元22在移动单元22上移动的同时从多种角度对薄片13进行拍摄。尽管图21描述了成像单元22在是轨道的移动单元221上移动的示例，但是移动方法不限于轨道。此外，移动路线可以不是一个路线，而是例如彼此成直角相交的两个路线，或者多个路线。可以例如通过机械臂移动成像单元22。

然而，在每种情况下，成像单元22都可以移至能够沿着薄片13的近似法线方向对薄片13进行拍摄的多个不同位置。对于从特定位置进行拍摄的情况下弯曲的薄片13中法线方向与成像单元22的光学轴方向之间的角度较大的部分，成像单元22可以移至能够沿着该部分的近似法线方向对该部分进行拍摄的位置，并可以对该部分进行拍摄。

例如，皮肤模式匹配设备的控制单元50可以执行对成像单元22的控制，其中成像单元22通过移动单元221进行移动。

如图21所示，通过手指接触薄片13并施力，使薄片13弯曲。在移动的同时，成像单元22从被手指接触并弯曲的薄片13的近似法线方向进行多次拍摄。成像单元22进行拍摄的位置应该是从如下位置中选择和决定的位置：在这些位置处能够沿着近似法线方向对弯曲时的薄片13进行拍摄，并且这些位置是例如通过测量薄片13弯曲时的典型变形来预先获得的。

如果根据多个所获得的指纹图像合成一个指纹图像，则可以使用现有方法将其连接来产生所述一个指纹图像。可以通过条形模式图像匹配设备的图像校正单元60产生连接的图像。

可以通过多次获取静止图片，或者记录运动图片，来执行拍摄。对于成像单元22，可以使用平面传感器之外的其他传感器，例如条型传感器和线性型传感器。于是，可以使用现有方法，其根据所获得的条型或线性型的图像或运动图片来合成指纹图像。

因为本示例性实施例的指纹图像匹配系统的全部操作与图5所示的第二示例性实施例的模式图像匹配系统的全部操作相同，所以省略描述。

如上所述，除了第二示例性实施例的效果之外，本示例性实施例具有如下显著效果：正如第三示例性实施例的情形，通过采集手指变形导致的失真小的指纹图像执行匹配，匹配精度提高。

原因在于，保持单元30具有以可移动方式保持柔性薄片13的结构。因为薄片13具有柔性，并且薄片13弯曲，所以手指变形变小。如果手指变形小，则在所获得的指纹图像中，每个图像的指纹之间的由手指变形导致的差异也小。因此，在本示例性实施例中，匹配精度提高。

此外，本示例性实施例具有如下效果：即使薄片13是曲形表面的，但是因为使得在将采集的指纹图像校正为从传感器正面看的图像时的误差小，所以匹配精度提高。此外，本示例性实施例具有如下显著效果：通过采集手指宽范围的指纹并使用指纹执行匹配，匹配精度提高。

原因在于，本示例性实施例具有如下结构：其中，通过成像单元22移动，对于薄片13的多个不同部分，成像单元22沿着这些部分的近似法线方向对这些部分进行拍摄。即使存在成像单元22从给定位置对薄片13进行拍摄时法线方向与成像单元22的光学轴方向之间的角度较大的部分，成像单元22也能够通过移动而沿着近似法线方向对该部分进行拍摄。因此，在从薄片的法线方向看指纹时，根据拍摄图像产生的指纹图像的失真小。此外，可以通过移动成像单元22并对弯曲薄片13的不同部分进行拍摄来获得宽范围的指纹图像。

尽管已经参考以上示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述示例性实施例。可以在本发明的范围内实现本领域技术人员能够理解的本发明组成和细节上的多种改变。

本申请基于2010年1月20日提交的日本专利申请No.2010-009747，并要求享有其优先权权益，在此并入其公开的全部。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一示例性实施例的皮肤模式图像采集设备的结构的正视图。

图2是示出了棱镜片示例的透视图。

图3是示出了第一示例性实施例的采集皮肤模式图像时的布置的正视图。

图4是示出了根据本发明第二示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。

图5是示出了根据本发明第二、第三、第四、第五和第六示例性实施例的操作的流程图。

图6是示出了根据本发明第三示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。

图7是第三示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的结构的正视图。

图8是示出了第三示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的透视图。

图9是示出了在采集皮肤模式图像时第三示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的状态的正视图。

图10是示出了在采集皮肤模式图像时第三示例性实施例中的皮肤模式图像采集设备的状态的透视图。

图11是示出了根据本发明第四示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。

图12是示出了第四示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的结构的正视图。

图13是示出了第四示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的状态的透视图。

图14是示出了第四示例性实施例中使用的薄片示例的顶视图。

图15是示出了第四示例性实施例中皮肤模式图像采集设备采集皮肤模式图像时薄片和手指的状态的透视图。

图16是示出了根据本发明第五示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。

图17是示出了第五示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的结构的正视图。

图18是示出了当采集皮肤模式图像时第五示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的状态的正视图。

图19是示出了根据本发明第六示例性实施例的指纹图像匹配系统的结构的框图。

图20是示出了第六示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的结构的正视图。

图21是示出了当采集皮肤模式图像时第六示例性实施例中皮肤模式图像采集设备的状态的正视图。

图22是示出了使用三角柱棱镜的指纹采集设备的结构示例的图。

图23是示出了使用棱镜片的指纹采集设备的结构示例的图。

图24是示出了第一示例性实施例中由谷线部分全反射的光的光路示例的图。

图25是示出了第一示例性实施例中脊线部分中漫射光的光路示例的图。

标记说明

1手指

2棱镜

3光源

4图像传感器

5棱镜片

11，12薄片

13两层薄片

14具有切口的两层薄片

20，21，22成像单元

30，31保持单元

40反射单元

50控制单元

60图像校正单元

70特征提取单元

80匹配单元

90存储单元

100，101，102，103皮肤模式图像采集设备

141左部附近的部分

142上部附近的部分

143右部附近的部分

200皮肤模式匹配设备

221移动单元