(57)【要約】【課題】認証性能を保ちつつ、小型化可能な指静脈認証装置およびこれを用いた情報処理装置を提供する。【解決手段】指静脈認証装置は、指に向けて光を射出する光源と、前記光によって前記指の内部を撮像する撮像素子を複数備えた撮像部と、前記指からの前記光を前記撮像素子に結像する複数のレンズで構成されたレンズアレイを備えたレンズ部と、前記撮像素子によって撮像された画像から前記指の静脈パターンを抽出する画像処理部とを備え、前記複数のレンズは前記レンズアレイにおける位置に応じて物点距離が異なることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指に向けて光を射出する光源と、
前記光によって前記指の内部を撮像する撮像素子を複数備えた撮像部と、
前記指からの前記光を前記撮像素子に結像する複数のレンズで構成されたレンズアレイを備えたレンズ部と、
前記撮像素子によって撮像された画像から前記指の静脈パターンを抽出する画像処理部と、を備え、
前記複数のレンズは前記レンズアレイにおける位置に応じて物点距離が異なることを特徴とする指静脈認証装置。
【請求項２】
前記複数のレンズは、前記レンズアレイにおける指幅方向の位置が中心部から離れるに従って物点距離が長くなっていることを特徴とする請求項１記載の指静脈認証装置。
【請求項３】
前記複数のレンズは、前記レンズアレイにおける指長手方向の位置が中心部から離れるに従って物点距離が短くなっていることを特徴とした請求項１に記載の指静脈認証装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の指静脈認証装置は、指が搭載されるガイド部を備え、前記レンズアレイの指長手方向の形状は前記ガイド部の形状に沿って歪曲していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の指静脈認証装置。
【請求項５】
前記撮像部の形状は前記ガイド部の形状に沿って歪曲していることを特徴とする請求項４記載の指静脈認証装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の指静脈認証装置を備えた情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は指静脈認証装置およびこれを用いた情報処理装置に係わり、特に、指静脈認証装置を小型化するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
さまざまなセキュリティ技術の中でも、指静脈は高精度な認証を実現できるものとして知られている。指静脈認証は、身体内部の指静脈パターンを使用するために優れた認証精度を実現し、かつ指紋認証に比べて偽造・改ざんが困難であることにより高度なセキュリティを実現できる。
【０００３】
この種の指静脈認証の従来例として、例えば、特許文献１に記載の生体認証装置が知られている。この生体認証装置は、指を通過する光を照射する光源と、指を透過した光を撮像する撮像部と、指が所定位置に存在することを検知する指検知手段と、撮像部によって撮影された画像の中から指の占める領域を抽出する指領域抽出手段と、抽出された領域内部の特定部位の画質により撮像部における撮像素子の増幅率を変化させる利得変化手段と、を備えている。
【０００４】
更に、生体認証装置の小型化を図るために、マイクロレンズアレイを用いた例が特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５５５７５号公報
【特許文献２】特開２００８−３６０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
指静脈認証は、掌静脈認証に比較して認証装置を小型化できる利点がある。しかしながら、近年では、携帯電話などの小型の情報処理装置を利用した電子商取引やオンラインバンクの普及により、指静脈認証装置をさらに小型化して装置に適用できるようにすることが望まれている。
【０００７】
特許文献２に記載のように、小型化を実現するためにマイクロレンズを用いた場合、１つ１つのレンズの大きさが小さいために焦点深度が浅くなる。このように焦点深度が浅いレンズでは、鮮明な画像が得られる物点距離の範囲が狭くなるため、曲面により構成された被写体を撮影する場合、例えばマイクロレンズアレイの中心部のレンズと被写体との距離に物点距離をあわせたマイクロレンズアレイを用いると、周辺部の画像が不鮮明になってしまうという問題がある。このように一部が不鮮明な画像を用いて認証を行うと、認証性能が落ちてしまうため、撮像領域全体に渡って良好な解像度を得ることが求められる。
【０００８】
そこで、本発明は、認証性能を保ちつつ、小型化可能な指静脈認証装置及びこれを備える情報処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る指静脈認証装置は、指に向けて光を射出する光源と、前記光によって前記指の内部を撮像する撮像素子を複数備えた撮像部と、前記指からの前記光を前記撮像素子に結像する複数のレンズで構成されたレンズアレイを備えたレンズ部と、前記撮像素子によって撮像された画像から前記指の静脈パターンを抽出する画像処理部とを備え、前記複数のレンズは前記レンズアレイにおける位置に応じて物点距離が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、認証性能を保ちつつ、小型化可能な指静脈認証装置及びこれを備える情報処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、携帯電話やＰＣ（Personal Computer）などの小型の情報処理装置に搭載される指静脈認証装置の一例を示す概略図である。この図は、指静脈認証装置に指が搭載されている場合に、指先の方向から見た図を示している。図１において、指１の側面あるいは下方（指腹側）に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）２１、２１から光を指１内に照射される。指１の内部で拡散した光のうち静脈３を透過するか又は静脈３から反射する等して、指１の静脈３の形態（静脈パターン）を含む指の内部環境の影響を受けて、指３の外部に光（以下、この光を「透過光」という）が放出される。この透過光に基づく画像を、複数のレンズで構成されるマイクロレンズアレイ４を通し、撮像部５に結像させ、画像処理部（図示せず）において撮像部５によって撮像された画像から静脈パターンを抽出し、本人認証を行う。なお、撮像部５は、マイクロレンズアレイ４の複数のレンズ位置に対応して配置された複数のＣＭＯＳ等の撮像素子により構成される。
【００１２】
また、静脈３は指１の表皮から２ｍｍ〜４ｍｍの位置にあり、指１の横断面形状は上下につぶれた略楕円形状になっている事が一般的である。従って、静脈３の形状も略楕円形状となっている。そのため、マイクロレンズアレイ４の中心部のレンズと静脈３との距離だけに物点距離をあわせたレンズを用いると、周辺部の画像が不鮮明になってしまう。特に、指先から第１関節までは、第１関節から指の付根部分に比べて横断面の曲率が大きいため、この影響が大きくなるという問題がある。本例ではこの点を考慮し、マイクロレンズアレイ４における単レンズの物点距離が中心部と周辺部で異なるレンズで構成としている。以下図２を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図２は、マイクロレンズアレイ４、撮像部５と指１の関係を示した図である。マイクロレンズアレイ４において、指１の中央部に位置する単レンズ４１の物点距離に比べ、指幅方向の周辺部に位置する単レンズ４２の物点距離を長くしている。例えば、周辺部に位置する単レンズ４２の結像位置Ｚ1は中央部に位置する単レンズ４１の結像位置Ｚ0に比べ遠くなっている。つまり、単レンズから撮像部５までの像点距離ｂは中央部及び周辺部全領域に渡って等しく、一方静脈３の位置Ｚから単レンズまでの物点距離ａは中心部に比べ周辺部では長くしたレンズで構成している。これにより、中心部だけでなく周辺部も含め、撮像領域全体に渡って良好な解像度を得ることができる。なお、中心部に比べ周辺部で物点距離を長くするために、例えば、中心部から離れるに従って単レンズの曲率を小さくし、レンズ形状がなだらかになるように構成する。また、レンズ形状を変えずに、屈折率を変えることにより、物点距離を長くするようにしても良い。
【００１４】
一方、このように物点距離を中心部に比べて長くしたレンズを周辺部で用いることにより、周辺部での倍率が中央部での倍率に比べ小さくなってしまうため、周辺部での輝度が劣化するという問題が発生する。この問題を解決するために、周辺部のレンズの口径を中央部のレンズの口径より大きくする。図３は、マイクロレンズアレイ４の上面斜視図の一例であり、指幅方向において中央部から周辺部に行くに従って、単レンズ口径Dは大きくなっている。このようにすることにより、撮像画面全領域に渡って均一な画像が得られる。
【００１５】
以上説明したようにマイクロレンズアレイ４を構成することにより、指幅方向において中心部から周辺部にわたり、良好な解像度を得ることができる。しかし、静脈３をさらに鮮明に映し出すには、指１全体に力を入れず弛緩状況に近い状態にし、撮影することが理想的である。そのため、本例では、例えば図４に示すように、指長手方向で指中央部が高くなるように歪曲した指ガイド７を設け、ユーザが指ガイド７上に指１を載せることで、上述した理想形状に近い状態になるように促すことができる。なお、図４は、指静脈認証装置を指長手方向から見た図である。
【００１６】
ここで、図４に示すように指ガイド７を設けた場合、マイクロレンズアレイ４の指長手方向の中央部に位置する単レンズ４１‘から静脈３までの距離に比べ、周辺部に位置する単レンズ４２’から静脈３までの距離が短くなり、周辺部に位置する単レンズ４２‘の結像位置Ｚ1’は中央部に位置する単レンズの結像位置Ｚ0 ‘に比べ撮像部５に近くなる。このため、指幅方向における単レンズと静脈３の距離だけを考慮して物点距離を設定すると、画像が不鮮明になる部分が出てくる可能性がある。また、一般的に、指の第１関節から指の付根部分は、指先から第１関節までと比べて、曲率が小さく、ほぼ平面になっている。そのため、第１関節から指の付根部分に対応する部分については、指長手方向における単レンズと静脈３の距離だけを考慮して物点距離を設定するようにしても良い。例えば、図４に示すように、単レンズから撮像部５までの像点距離ｂは中央部及び周辺部全領域に渡って等しく、一方静脈３の結像位置Ｚから単レンズまでの物点距離ａは中心部に比べ周辺部では短くしたレンズでマイクロレンズアレイ４を構成する。これにより、指１の形状を理想的な状態に保ちつつ、鮮明な静脈画像を得ることができ、認証性能を向上することができる。
【００１７】
なお、指ガイド７は、例えば透明プラスチック材により構成される。この指ガイド７は、認証を行う際にユーザが指を理想的な形状に保つように促す機能を備えるだけでなく、マイクロレンズアレイ４を保護する機能を備える。また、所望の波長領域以外の光線を遮断するIRフィルタとして用いても良い。
【００１８】
また、マイクロレンズアレイ４の指長手方向の構成は図４の例に限定するものではなく、例えば図５に示すように構成しても良い。図５の例では、マイクロレンズアレイ４全体の形状が指長手方向で指中央部が面頂となり、周辺に行くに従って低くなる歪曲した形状とし、指ガイド７の形状に沿って変化した形状としている。そして、静脈３の結像位置Ｚから単レンズまでの物点距離ａは中央部及び周辺部全領域に渡って等しく、一方、単レンズから撮像部５までの像点距離ｂは中心部に比べ周辺部では短くしたレンズでマイクロレンズアレイ４を構成している。本例では、マイクロレンズアレイ４の形状が指１の形状に沿った形状となっているため、指１の関節部の折り曲げ角度が大きい状態でも、静脈３をより鮮明に映し出すことができる。また、マイクロレンズアレイ４だけでなく、撮像部５を、指ガイド７の形状に沿って歪曲した形状としても良い。
【００１９】
なお、図１や図４の例では、撮像部５はマイクロレンズアレイ４に対し単数の撮像素子で区切られた構成となっているが、撮像素子が複数で構成されていても良い。また、撮像部５はマイクロレンズアレイ４において、周辺部に位置する単レンズの光軸は中央部の単レンズ４とは平行で軸が揃っているが、これに限定するものではなく、内側に傾いていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】指静脈認証装置の一例を示す概略図である。
【図２】マイクロレンズアレイ４、撮像部５と指１の関係を示した図である。
【図３】マイクロレンズアレイ４の上面斜視図の一例である。
【図４】指静脈認証装置の指長手方向から見た図である。
【図５】指静脈認証装置の指長手方向から見た図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  指、２１  ２２  光源、３  静脈、４  マイクロレンズアレイ、
４１  ４２  単レンズ、５  撮像部、６  筐体、７  指ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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