(57)【要約】本発明は、指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に、指の配置位置のずれを検出する指先端センサを設け、指の腹先端の位置のずれを検出する生体認証装置である。
2012043299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に、指の配置位置のずれを検出する指先端センサを設け、指の腹先端の位置のずれを検出する生体認証装置。
【請求項２】
前記指先端センサの検出結果に基づいて、指の配置位置のずれを教示するガイダンス手段を有する請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記指先端センサは、指の配置位置に応じて出力が変化するセンサである請求項１又は請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
指の腹の付け根を載せる付け根載置部に指の付け根が配置されたことを検出する指付け根センサを設け、
前記指付け根センサにより指の付け根が前記付け根載置部に配置されたことが検出され、かつ、前記指先端センサにより指の先端部が正しく配置された場合に、認証対象の部位の撮像を開始する
請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体認証装置。
【請求項５】
指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に、指の配置位置のずれを検出する指先端センサを設け、指の腹先端の位置のずれを検出し、
指の配置位置のずれを利用者に教示する
生体認証方法。
【請求項６】
前記指先端センサは、電気的な出力の変化により、指の配置位置を検出する
請求項５に記載の生体認証方法。
【請求項７】
指の腹の付け根を載せる付け根載置部に指の付け根が配置されたことを検出する指付け根センサを設け、
前記指付け根センサにより指の付け根が前記付け根載置部に配置されたことが検出され、かつ、前記指先端センサにより指の先端部が正しく配置された場合に、認証対象の部位の撮像を開始する
請求項５又は請求項６に記載の生体認証方法。
【請求項８】
指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に設けられた、指の配置位置のずれを検出する指先端センサからの信号を受信し、指の腹先端の位置のずれを検出する検出処理と、
指の配置位置のずれを利用者に教示する教示処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項９】
前記検出処理は、前記指先端センサの電気的な出力の変化により、指の配置位置を検出する処理である
請求項８に記載のプログラム。
【請求項１０】
指の腹の付け根を載せる付け根載置部に設けられた、指の付け根が配置されたことを検出する指付け根センサからの信号により、前記指付け根センサにより指の付け根が前記付け根載置部に配置されたことが検出され、かつ、前記指先端センサにより指の先端部が正しく配置された場合に、認証対象の部位の撮像する撮像処理
をコンピュータに実行させる請求項８又は請求項９に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体認証装置、及び生体認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
指の撮像画像を用いて個人を認証する生体認証技術は、指の指紋等の表皮の紋様や血管のパターンを、予め登録された情報と照合する方式として知られている。【０００３】
これらの技術を用いた生体認証装置は、認証対象となる指紋等が生体認証装置に正しい位置に配置された状態で撮像されなければ、正しい認証は得られず、本人認証がＮＧとなったり、認証に多くの時間を要していた。【０００４】
そこで、使用者が指の置き位置を確認しやすくすることを目的とした指静脈の個人認証装置が、特許文献１に記載されている。【０００５】
特許文献１に記載された個人認証装置は、指の置き位置を発光させて使用者に知らせ、発光部に合わせて指の位置を確認しながらデータ取込みスイッチを押す事により、指のずれを低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２３８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された発明は、以下の課題があった。【０００８】
特許文献１の発明は、発光部に合わせて指の位置を確認するが、指が回転して置かれたり、左右にずれて置かれても、利用者は確認できないという問題があった。【０００９】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、利用者が指を回転して置いたり、左右にずらして置いた場合に生ずる撮像対象の位置ずれを検出する生体撮像装置、及び生体撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明は、指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に、指の配置位置のずれを検出する指先端センサを設け、指の腹先端の位置のずれを検出する生体認証装置である。【００１１】
上記課題を解決する本発明は、指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に、指の配置位置のずれを検出する指先端センサを設け、指の腹先端の位置のずれを検出し、指の配置位置のずれを利用者に教示する生体認証方法である。【００１２】
上記課題を解決する本発明は、指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に設けられた、指の配置位置のずれを検出する指先端センサからの信号を受信し、指の腹先端の位置のずれを検出する検出処理と、指の配置位置のずれを利用者に教示する教示処理とをコンピュータに実行させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、利用者が指を回転して置いたり、左右にずらして置いた場合に生ずる撮像対象の位置ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は第１の実施の形態における個人認証装置のブロック図である。
【図２】図２は先端載置部１に設けられるセンサを説明するための図である。
【図３】図３はガイダンスランプ１４によるガイダンスの一例を示す図である。
【図４】図４は第１の実施の形態における動作の動作フローチャートである。
【図５】図５は第２の実施の形態のブロック図である。
【図６】図６は実施例１の個人認証装置の外観図である。
【図７】図７は実施例１におけるセンサ１２の配線パターンとその出力を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係わる生体認証装置は、ユーザの指の指紋及びその内部に在る静脈の画像を同時に撮像する装置であり、例えば、撮像された指の指紋や静脈の画像を利用して個人を認証する個人認証装置（生体認証装置）として利用できる。撮像する指はいずれの指（母指、示指、中指、薬指、小指）であっても構わないが、ここでは示指（以後、単に「指」という）の指紋及び静脈を撮影する場合を例に取り説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態における個人認証装置のブロック図である。図１に示される如く、第１の実施の形態における個人認証装置は、指ＦＧの腹の先端を載せる先端載置部１と、指ＦＧの腹の付け根を載せる付け根載置部２、スポット光発生光源３と、撮像部４と、撮像制御部５と、画像処理部６と、照合部７と、表示部８とを有する。
【００１７】
先端載置部１は、図２に示す如く、指先の腹の先端を載せる先端載置面部１１と、電気的な変化から指の配置位置を検出するセンサ１２とを備える。
【００１８】
先端載置面１１は指の腹の先端が接触する面であり、指ＦＧの腹の先端に馴染むような凹曲面の形状を有する。センサ１２は、先端載置面１１の内部に配置され、撮像対象となる指ＦＧの回転や、左右方向（先端載置部１及び付け根載置部２を結ぶ線に垂直な方向）の位置ずれを検出する。そして、センサ１２の出力を個人認証装置の内部に設けられた検出部１３を供給する。
【００１９】
検出部１３による指の位置ずれの検出方法であるが、指が先端載置面１１に接触する位置に応じて出力が変化する配線パターンや、指が先端載置面１１に接触することによりＯＮするスイッチをセンサ１２として用い、その信号により位置ずれを検出することができる。
【００２０】
ガイダンスランプ１４は、検出部１３の検出結果に基づいて、指の位置ずれをガイダンスするものである。例えば、検出部１３の検出結果に基づいて、指が先端載置面１１のどこに位置しているかを、ランプを点灯・点滅などさせることにより指の先端を配置すべき位置をユーザに教示する。図３はガイダンスランプ１４によるガイダンスの一例を示すものである。図３では、二つのガイダンスランプ１４によるガイダンス例を示した図であり、指ＦＧが先端載置面１１に正しく配置されていれば、ふたつのガイダンスランプ１４を双方共に点灯させる。一方、指ＦＧが先端載置面１１の左側に配置されて正しい位置から左側にずれている場合には、左側のガイダンスランプ１４のみを点滅させ、指ＦＧが先端載置面１１の右側に配置されて正しい位置から右側にずれている場合には、右側のガイダンスランプ１４のみを点滅させる。このようにして、指ＦＧの配置する位置を正しい位置に導く。
【００２１】
スポット光発生光源３は、指ＦＧと接触しない位置に設置され、指ＦＧの遠位指節間関節（第一関節）と指先端との間の指紋部位全体を概均一な輝度で、指紋部位に対してスポット的に平行光を照射する。ここで、平行光とは、指紋部位（指紋部位の表面）に対して、ほぼ同じ角度で均一にあたる光をいう。また、スポット光発生光源３は、好ましくは、指ＦＧの皮膚表面の凹凸である指紋を撮像するために、なるべく皮膚表面の凹凸による影ができた方が望ましいため、一方向から照射を行う。
【００２２】
スポット光発生光源３のスポット光は人間の骨以外の体組織を透過しやすいとして知られている波長１０００から６００ｎｍ付近の波長成分であることが好ましく、スポット光発生光源は、例えば、ハロゲンランプや、キセノンランプとレンズ、あるいはレンズが付属した該当波長内の発光特性を持つＬＥＤなどで構成される。
【００２３】
撮像部４は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサおよび制御系、イメージセンサに指の指紋画像と血管画像とを結像するレンズ光学系などで構成される。ここで、撮像部４は、指ＦＧの遠位指節間関節（第一関節）と指先端との間の指紋部位へのスポット光発生光源３からの照射光による反射光を主として、指ＦＧの遠位指節間関節（第一関節）と指先端との間の指紋部位の指紋を撮像し、スポット光発生光源３から指紋部位に照射された光が指ＦＧ内部で散乱して伝播し、遠位指節間関節（第一関節）と近位指節間関節（第二関節）との間の表皮からもれ出る（放射される）散乱光によって血管像を撮像する。尚、指紋画像と血管画像とは同時に、撮像部４により撮像される。尚、撮像部４は、スポット光発生光源３と同様に、指ＦＧと接触しない位置に設置される。
【００２４】
撮像制御部５は、撮像部４の撮像を制御するとともに撮像部４の信号をデータ化し、画像処理部６に指紋画像と血管画像とを送る。
【００２５】
画像処理部６は、撮像制御部５から取得した指紋の画像データから指紋の中心を抽出し、指ＦＧの外形から指の中心のずれを測定する。そして、指の回転量を検出してその回転量によって表示部８に指の正しい位置修正情報を表示し、認証を受ける被認証者に指の正しい位置修正を促す。更に、画像処理部６は、指ＦＧが正しい位置に修正されて撮像部４により撮像された画像データから、指紋及び指血管の画像特徴を抽出し、抽出された画像特徴データを照合部７に出力する。
【００２６】
照合部７は、被認証者の指紋及び指血管の画像特徴が記憶されており、記憶されている被認証者の指紋及び指血管の画像特徴と画像処理部６からの指紋及び指血管の画像特徴とを照合し、認証を行う。
【００２７】
尚、画像処理部６又は照合部７において、被認証者の指をあらかじめ回転させて登録しておいた複数の参照データ（指紋及び指血管の画像特徴）を記録しておき、画像処理部６で抽出された指紋及び指血管の画像特徴と近似した回転量のものを選び出し、その指紋及び指血管の画像特徴と照合を行うようにしても良い。
【００２８】
次に、第１の実施の形態における指紋及び血管の撮像及び照合の動作を説明する。
【００２９】
図４は第１の実施の形態における指紋及び血管の撮像及び照合の動作フローチャートである。
【００３０】
まず、指ＦＧが先端載置部１と付け根載置部２とに配置される（Ｓｔｅｐ  １００）。
【００３１】
センサ１２は、配置された指ＦＧの先の腹の先端の位置に応じた出力を行う（Ｓｔｅｐ  １０１）。
【００３２】
検出部１３は、センサ１２の出力をうけ、指が先端載置面１１のどこに配置されているかを検出する。そして、検出された位置が正しい配置位置ならば（Ｓｔｅｐ  １０２）、ふたつあるガイダンスランプ１４の両方を点灯することにより、指ＦＧが正しく配置されていることを教示する（Ｓｔｅｐ  １０３）。
【００３３】
一方、検出された位置が正しく配置されていないならば（Ｓｔｅｐ  １０２）、ふたつあるガイダンスランプ１４のうち、正しい配置位置を中心としてずれている方向のガイダンスランプ１４を点滅させることにより、ガイダンスランプ１４が点滅している側に指ＦＧがずれて配置されていることを教示する（Ｓｔｅｐ  １０４）。
【００３４】
指ＦＧが正しく配置されていることが確認されると、スポット光発生光源３は、指ＦＧの遠位指節間関節（第一関節）より上の指紋部位全体に対して、均一な輝度で、スポット的に平行光を照射する（Ｓｔｅｐ  １０５）。
【００３５】
撮像部４は、撮像制御部５により、指ＦＧの近位指節間関節（第二関節）より指先までの指紋、血管を含む部分を撮像する（Ｓｔｅｐ  １０６）。ここで、指ＦＧの遠位指節間関節（第一関節）と指先端との間の指紋部位は、照射光による反射光を主として撮像される。一方、指ＦＧの遠位指節間関節（第一関節）と近位指節間関節（第二関節）との間および関節付近の皮膚直下には比較的太い血管が存在する。この部位にはスポット光発生光源３によって指紋部位に照射された光が指内にて散乱して指内を伝播し表皮より放射され、血管像が撮像される。尚、指紋画像と血管画像とは同時に撮像される。
【００３６】
撮像制御部５は、撮像部４の信号をデータ化し、画像処理部６に指紋画像と血管画像とを出力する（Ｓｔｅｐ  １０７）。
【００３７】
画像処理部６は、撮像部４により撮像された画像データから指紋及び指血管の画像特徴を抽出し、抽出された画像特徴データを照合部７に出力する（Ｓｔｅｐ  １０８）。
【００３８】
照合部７は、画像処理部６からの指紋及び指血管の画像特徴に基づいて、照合を行う（Ｓｔｅｐ  １０９）。
【００３９】
以上説明したように、第１の実施の形態は、以下に記載するような効果を奏する。
【００４０】
第１の実施の形態では、指の認証部分の画像に影響を及ぼす指の位置ずれ、特に、指先の位置ずれを起因とする指の回転や、左右方向の位置ずれを検出することができ、認証に必要な正しい画像を撮像することができる。
【００４１】
更に、第１の実施の形態では、指の指紋部位にスポット的に平行光を照射して、指紋部位から指内部で散乱して伝播し、遠位指節間関節（第一関節）と近位指節間関節（第二関節）との間の表皮からもれ出る（放射される）散乱光による血管像と、指の指紋部位にスポット的に平行光による指紋像とを一つの撮像部によって同時に撮像しているので、簡単な構造で短時間に照合処理（個人認証）ができることである。
【００４２】
また、指紋部位にスポット的に照射される平行光によって、指紋の凹凸により影が出来やすく、散乱光より良好なコントラストの指紋画像が得られる。
（第２の実施の形態）
第２の実施形態を説明する。
【００４３】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態に加えて、指の腹の付け根を載せる付け根載置部２に指の付け根が配置されたことを検出するセンサを設け、指の付け根が付け根載置部２に配置されたことが検出され、かつ、指の先端部が正しく配置された場合に、撮像を開始する例を説明する。
【００４４】
図５は第２の実施の形態のブロック図である。尚、第１の実施の形態と同様な部については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４５】
図５に示す如く、付け根載置部２には、センサ２１が設けられている。センサ２１は、付け根載置部２に指の付け根部が接触すると、スイッチがＯＮする圧力センサである。
【００４６】
検出部２３は、センサ１２の出力とセンサ２１の出力とを入力する。そして、センサ１２により、指ＦＧの先端部が正しい位置に置かれたことが検出され、指ＦＧの付け根が付け根載置部２に配置されたことが検出されると、撮像制御部５に撮像の開始を指示する。
【００４７】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、指の付け根が付け根載置部２に配置されたことを検出しているので、指の先端部分のみが先端載置部１に配置された状態で撮像されることがなく、認証に必要な指の指紋及び血管の撮像の失敗が防止できる。
【実施例１】
【００４８】
次に、本発明の具体的な実施例１を説明する。【００４９】
図６は実施例１の個人認証装置の外観図である。【００５０】
実施例１の個人認証装置は、図６に示すように、指ＦＧの腹の先端を載せる先端載置部１と、指ＦＧの腹の付け根を載せる付け根載置部２とを備え、先端載置部１の先端載置面部１１の内部には電気的な変化から指の配置位置を検出するセンサ１２とを備える。また、付け根載置部２の内部には、圧力センサであるセンサ２１を備える。【００５１】
先端載置面部１１の内部に設けられるセンサ１２の一例を図７に示す。【００５２】
センサ１２は、図７に示すような配線パターンになっており、センサ１２に接する指の位置に応じて通電する電流が変化してその出力も変化する。図７に示す配線パターンでは、検出部１３への出力値は、指が位置Ａ−位置Ｂ間に配置されている場合が最大となり、指が位置Ａの近傍や、位置Ｂの近傍に配置されている場合にはセンサの出力が最大値の１／３となる。【００５３】
このようなセンサ１２の出力を受けて、検出部２３は指の配置された位置を検出し、ガイダンスランプ１４を点灯又は点滅させる。例えば、指が先端載置面１１に正しく配置されていれば、ふたつのガイダンスランプ１４を双方共に点灯させる。一方、指が先端載置面１１の左側に配置されて正しい位置から左側にずれている場合には、左側のガイダンスランプ１４のみを点滅させ、指ＦＧが先端載置面１１の右側に配置されて正しい位置から右側にずれている場合には、右側のガイダンスランプ１４のみを点滅させる。このようにして、指の配置する位置を正しい位置に導く。【００５４】
一方、指の付け根部が付け根載置部２に接触して配置されると、付け根載置部２に設けられたセンサ２１の圧力センサにより、指の付け根部の接触が検出され、この検出結果が検出部２３に出力される。【００５５】
検出部２３は、センサ１２の出力とセンサ２１の出力とが入力され、センサ１２の出力が指の先端が正しい位置に配置されたことを示し、かつ、センサ２１の出力により指の付け根部の付け根載置部２への接触が検出された場合、撮像制御部５に撮像の開始を指示する。【００５６】
尚、上述した説明からも明らかなように、各部をハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。この場合、プログラムメモリに格納されているプログラムにより動作するプロセッサによって、上述した実施の形態及び実施例と同様の機能、動作を実現させる。【００５７】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。【００５８】
（付記１）  指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に、指の配置位置のずれを検出する指先端センサを設け、指の腹先端の位置のずれを検出する生体認証装置。【００５９】
（付記２）  前記指先端センサの検出結果に基づいて、指の配置位置のずれを教示するガイダンス手段を有する付記１に記載の生体認証装置。【００６０】
（付記３）  前記指先端センサは、指の配置位置に応じて出力が変化するセンサである付記１又は付記２に記載の生体認証装置。【００６１】
（付記４）  指の腹の付け根を載せる付け根載置部に指の付け根が配置されたことを検出する指付け根センサを設け、
前記指付け根センサにより指の付け根が前記付け根載置部に配置されたことが検出され、かつ、前記指先端センサにより指の先端部が正しく配置された場合に、認証対象の部位の撮像を開始する
付記１から付記３のいずれかに記載の生体認証装置。【００６２】
（付記５）  指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に、指の配置位置のずれを検出する指先端センサを設け、指の腹先端の位置のずれを検出し、
指の配置位置のずれを利用者に教示する
生体認証方法。【００６３】
（付記６）  前記指先端センサは、電気的な出力の変化により、指の配置位置を検出する
付記５に記載の生体認証方法。【００６４】
（付記７）  指の腹の付け根を載せる付け根載置部に指の付け根が配置されたことを検出する指付け根センサを設け、
前記指付け根センサにより指の付け根が前記付け根載置部に配置されたことが検出され、かつ、前記指先端センサにより指の先端部が正しく配置された場合に、認証対象の部位の撮像を開始する
付記５又は付記６に記載の生体認証方法。【００６５】
（付記８）  指の腹の先端を載せる先端載置部の先端載置面部に設けられた、指の配置位置のずれを検出する指先端センサからの信号を受信し、指の腹先端の位置のずれを検出する検出処理と、
指の配置位置のずれを利用者に教示する教示処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。【００６６】
（付記９）  前記検出処理は、前記指先端センサの電気的な出力の変化により、指の配置位置を検出する処理である
付記８に記載のプログラム。【００６７】
（付記１０）  指の腹の付け根を載せる付け根載置部に設けられた、指の付け根が配置されたことを検出する指付け根センサからの信号により、前記指付け根センサにより指の付け根が前記付け根載置部に配置されたことが検出され、かつ、前記指先端センサにより指の先端部が正しく配置された場合に、認証対象の部位の撮像する撮像処理
をコンピュータに実行させる付記８又は付記９に記載のプログラム。【００６８】
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。【００６９】
本出願は、２０１０年９月２８日に出願された日本出願特願２０１０−２１６３７８号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００７０】
１          先端載置部
２          付け根載置部
３          スポット光発生光源
４          撮像部
５          撮像制御部
６          画像処理部
７          照合部
８          表示部
１１        先端載置面
１２，２１  センサ
１３，２３  検出部
１４        ガイダンスランプ
【図１】
2012043299.tif 000003
【図２】
2012043299.tif 000004
【図３】
2012043299.tif 000005
【図４】
2012043299.tif 000006
【図５】
2012043299.tif 000007
【図６】
2012043299.tif 000008
【図７】
2012043299.tif 000009
【国際調査報告】
2012043299.tif 000010
2012043299.tif 000011
2012043299.tif 000012
2012043299.tif 000013