(57)【要約】【課題】血管パターンを利用した個人認証装置において、特に装置の小型化が可能な手段を提供する。【解決手段】個人認証装置は、赤外光源と複数の受光素子を含む受光素子列とを有する。認証時には、指を受光素子列上を走査させる。受光素子列の出力と前記走査による変位情報とから指の２次元の血管パターンを含む画像を生成する。こうして得られた血管パターンと予め登録されているパターンとを照合し、個人認証を行う。装置の小型化が可能となり、自動車、携帯電話などの搭載スペースが限られる場所に搭載しやすくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証体に光を照射する光源と、該光源からの光を受光する複数の受光素子を含む受光素子列とを有し、前記受光素子列の出力より被認証体の生体特徴情報を生成し、それによって個人認証を行うように構成された個人認証装置。
【請求項２】
被認証体に光を照射する光源と、該光源からの光を受光する複数の受光素子を含む受光素子列とを有し、被認証体が前記受光素子列に対して相対的に走査されたとき、前記受光素子列の出力と前記被認証体の相対的な変位情報から前記被認証体の２次元の生体特徴画像を生成し、それによって個人認証を行うように構成された個人認証装置。
【請求項３】
被認証体に赤外光を照射する赤外光源と、該赤外光源からの光を受光する複数の受光素子を含む受光素子列とを有し、被認証体が前記受光素子列に対して相対的に走査したとき、前記受光素子列の出力と前記被認証体の相対的な変位情報から前記被認証体の２次元の血管パターン画像を生成し、それによって個人認証を行うように構成された個人認証装置。
【請求項４】
請求項３に記載の個人認証装置において、前記被認証体は人の手又は指であることを特徴とする個人認証装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記受光素子列は１列に配置された受光素子を含むことを特徴とする個人認証装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記被認証体の位置を検出する位置検出素子を配置し、前記受光素子列の出力と前記位置検出素子からの位置情報より前記被認証体の２次元の画像を生成することを特徴とする個人認証装置。
【請求項７】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記受光素子列から離れた位置に前記被認証体の有無を検出する被認証体検出素子を配置したことを特徴とする個人認証装置。
【請求項８】
請求項７に記載の個人認証装置において、前記被認証体検出素子は複数であり、該複数の被認証体検出素子によって検出した前記被認証体の端の通過した時刻の差から前記被認証体の速度を計算し、該被認証体の速度から前記画像の走査方向の距離補正を行うことを特徴とする個人認証装置。
【請求項９】
請求項７に記載の個人認証装置において、前記受光素子列、及び、１又は複数の前記被認証体検出素子によって検出した前記被認証体の端の通過した時刻の差から前記被認証体の速度を計算し、該被認証体の速度から前記画像の走査方向の距離補正を行うことを特徴とする個人認証装置。
【請求項１０】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記受光素子列は直線に沿って配列された複数の受光素子を含むことを特徴とする個人認証装置。
【請求項１１】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記受光素子列は曲線に沿って配列された複数の受光素子を含むことを特徴とする個人認証装置。
【請求項１２】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記受光素子列は複数の受光素子列からなり、該複数の受光素子列は曲線に沿って配置されていることを特徴とする個人認証装置。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記受光素子列の隣接する２つの受光素子間の間隔は０．０２ｍｍから０．５ｍｍであることを特徴とする個人認証装置。
【請求項１４】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の個人認証装置において、前記受光素子列は光がほぼ垂直に入射する成分のみを透過させるフィルタ部材を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項１５】
ケーシングと、該ケーシング内に設けられた赤外光源及び受光素子列と、を有し、指が前記ケーシング内に挿入されると、前記赤外光源からの光を指に照射させ、該指を透過した光を前記受光素子列によって受光し、その出力より指の血管パターンを生成し、それによって個人認証を行うように構成された個人認証装置において、前記ケーシングは指を挿入するための穴を有し、前記受光素子列は前記穴の深さ方向に対して直交するように配置されていること特徴とする個人認証装置。
【請求項１６】
第１の部材と第２の部材と該第１及び第２の部材を接続する第３の部材とを含むＣ字形の支持部材と、前記第１の部材に設けられた赤外光源と前記第２の部材に設けられた受光素子列と、を有し、指が前記受光素子列の上を走査されると、前記赤外光源からの光を指に照射させ、該指を透過した光を前記受光素子列によって受光し、その出力より指の血管パターンを生成し、それによって個人認証を行うように構成された個人認証装置。
【請求項１７】
底部材と、該底部材の３辺を囲むように配置された枠部材と、該枠部材に設けられた赤外光源と前記底部材に設けられた受光素子列と、を有し、指が前記受光素子列の上を走査されると、前記赤外光源からの光を指に照射させ、該指を透過した光を前記受光素子列によって受光し、その出力より指の血管パターンを生成し、それによって個人認証を行うように構成された個人認証装置。
【請求項１８】
ケーシングと、該ケーシング内に設けられた赤外光源及び受光素子列と、を有し、指が前記ケーシング内に挿入されると、前記赤外光源からの光を指に照射させ、該指を透過した光を前記受光素子列によって受光し、その出力より指の血管パターンを生成し、それによって個人認証を行うように構成された個人認証装置において、前記赤外光源からの光のうち前記指を反射した光が前記受光素子列に入射しないように、前記ケーシングの内面が平滑になっていることを特徴とする個人認証装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載の個人認証装置において、予め登録された画像の特徴パラメータと前記受光素子列の出力より得た画像の特徴パラメータとを照合することによって個人の認証を行うことを特徴とする個人認証装置。
【請求項２０】
請求項６に記載の個人認証装置において、前記位置検出素子に指で押すことが可能なボタンが配置されており、前記ボタンには清掃手段が装着されており、前記ボタンの走査により前記受光素子列の表面を清掃可能であることを特徴とする個人認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体情報を用いて個人を認証する個人認証装置に関し、特に指の血管パターンに基づいて個人を認証する個人認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
財産や情報の安全な管理を目的として、個人認証技術への期待が高まっている。特に、人体の一部を鍵として利用する生体認証技術は、従来の暗証番号や暗号鍵を使用する方法に比べて、遺失や盗難等による不正行使の恐れが少ないことから注目を集めている。生体認証技術としては、指紋、顔、虹彩、手や指の血管パターンなどを用いた様々な手法が研究されている。中でも、指の血管パターンを用いた認証方法は、指紋のように犯罪を連想させることもなく、虹彩のように直接眼球に光を照射することがないので心理的抵抗感が少ない。また、生体の表面ではなく内部の特徴を取り扱うため、偽造が困難という利点がある。
【０００３】
指の血管パターンを用いた認証方法の例として、特開２００３−３０６３２号公報に開示されている方法がある。この公報の例では、近赤外光を発する光源を用意し、それに対峙するようにカメラを設置する。カメラには、近赤外域の波長だけを通す光学フィルタを装着する。認証時には、カメラと光源の間に指を挿入し、指の画像を撮影する。血液中の成分は近赤外光を良く吸収するため、血管部分は光が透過せずに暗く映る。このようにして撮影された血管パターンの特徴をパラメータ化処理し、予め登録したパラメータとの間で照合を行い、個人認証を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特開２００３−３０６３２号公報に開示されている装置では、撮影するカメラにレンズが備えてあり、装置を小型化するのが困難である。例えば、レンズを広角化すればよいが、限界がある。また、広角化すれば画像に歪みが生じ易くなる。登録した際に撮像した指の位置と認証時に撮像した指の位置は異なることがある。例えば、登録時の撮影では、指を画像範囲の中心に配置したが、認証時の撮像では、指を画像範囲の端に配置した場合、認証時の画像が歪曲する。したがって、認証時の血管パターンは登録時の血管パターンと同一でないと判断される。
【０００６】
一方、個人認証装置は自動車、携帯電話などの搭載スペースが限られる場所に搭載したいとの要求がある。
【０００７】
そこで本発明は、血管パターン等の生体情報を利用した個人認証装置において、装置の小型化を可能にする手段を提供することを目的とする。また、低消費電力化する手段を提供することを目的とする。また、指の中心軸線まわりの回転の影響を小さくする手段を提供することを目的とする。さらに、撮像する受光素子列につくゴミ、ほこりなどの影響を低減する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では上記目的を達成するために、概略、以下に示す構成とした。
（１）赤外光源と複数の受光素子を含む受光素子列とを配置する。被認証体、好ましくは指、又は、手を受光素子列に対して相対的に走査させる。即ち、被認証体を走査させてもよいが、受光素子列を走査させてもよい。受光素子列の出力と前記走査による変位情報とから指、又は手の２次元の血管パターン画像を生成し、それによって個人認証を行う。
（２）変位情報を得るために、指、又は手の有無を検出するセンサを設ける。又は、変位情報を得るための変位センサを設けてもよい。
（３）受光素子列は曲線上に配置されてよい。
（４）指の走査により、受光素子列についたゴミやほこりを取り除く機構を配置する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、血管パターン等の生体情報より個人を認証する個人認証装置を、赤外光源と受光素子列より構成するから、装置の小型化と低消費電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明による個人認証装置の外観を示す図である。
【図２】図２は、指の血管パターンの例を示す図である。
【図３】図３は、本発明による個人認証装置の第１の構成例を示す図である。
【図４】図４は、本発明による赤外光源駆動回路の例を示す図である。
【図５】図５は、指に反射した光を説明するための説明図である。
【図６】図６は、本発明による受光素子列の第１の例を示す図である。
【図７】図７は、本発明による受光素子列の第２の例を示す図である。
【図８】図８は、本発明による個人認証装置における個人認証処理を説明するための流れ図である。
【図９】図９は、本発明による個人認証装置の第２の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明による個人認証装置の第３の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明による個人認証装置の赤外光源の位置を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、本発明による個人認証装置の第４の構成例の外観を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明による個人認証装置の第５の構成例の外観を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明による個人認証装置の受光素子列の位置を説明するための説明図である。
【図１５】図１５は、本発明による個人認証装置の第６の構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明による個人認証装置の第７の構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明による個人認証装置の第８の構成例の外観を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明による個人認証装置の第９の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照して本発明による指の血管パターンを利用した認証装置１の概略構成を説明する。認証装置１は、略直方体のケーシング２０を有し、ケーシングの前面には指２００を挿入するための穴２１が設けられている。ケーシング２０の内側の天井部２２には、赤外線を発生する赤外光源１２が設けられ、ケーシングの内側の底面部２３には、１列に配置された受光素子を含む受光素子列１０が配置されている。認証装置１は、更に、受光素子列１０からの信号を処理し、血管パターンを認識する信号処理装置１３及び外部機器との間で情報の交信を行う入出力端子１４を有する。
【００１２】
赤外光源１２及び受光素子列１０は、互いに対峙するように、ケーシング２０内の穴２１の入口付近に設けられている。受光素子列１０は、指２００の挿入方向と直交するように配置されている。指２００の先端をケーシング２０の穴２１に挿入すると、赤外光源１２から指２００の甲の表面に赤外光が照射される。赤外光の一部は指２００を透過し、指の腹の表面から外へ出て、受光素子列１０によって受光される。指２００を、受光素子列１０上を走査させ、ケーシング２０の穴２１の奥に挿入すると、受光素子列１０によって赤外光による指の像が得られる。赤外光は血管を流れる血液に吸収されるため、受光素子列によって得られる赤外線の像は、血管による影を含み、輝度分布が生じる。
【００１３】
図２は、受光素子列１０によって得られた血管パターンの像を示す。受光素子列に対する指の相対的な変位を横軸に、受光素子列の出力を縦軸に取る。図示のように、指の像２０２と共に血管パターン２０１が暗い線によって示される。
【００１４】
信号処理装置１３は、受光素子列によって得られた血管パターンと予め登録されているパターンとを照合し、照合結果を入出力端子１４を介して出力する。
【００１５】
尚、本例の認証装置１は、基本的には、光源として１個の赤外光源１２があればよく、従来のように複数の赤外光源を用いる必要がなく、低消費電力化が可能となる。
【００１６】
図３を参照して本発明による認証装置１の第１の例を説明する。認証装置１は、赤外光源１２、受光素子列１０、指検出素子１８５、１８６、インターフェイス回路１６、マイクロコンピュータ１５、電源回路１７及び入出力端子１４を有し、これらはケーシング２０に装着されている。
【００１７】
赤外光源１２は、ケーシング２０内の天井部２２に装着され、受光素子列１０及び指検出素子１８５、１８６はケーシング２０内の底面部２３に装着されている。赤外光源１２及び受光素子列１０は、ケーシング２０内の穴２１の入口付近に配置されている。指検出素子１８５、１８６の一方１８５は、穴の入口付近に配置され、他方１８６は、穴の奥に配置されている。受光素子列１０及び指検出素子１８５、１８６は、図示のように、指２００の挿入方向に直交するように配置されている。
【００１８】
図示の例では、入口側の指検出素子１８５と受光素子列１０は別個のものとして設けられているが、両者を１つの素子によって兼用してもよい。
【００１９】
赤外光源１２は、例えばＧａＡｓ系の素子を利用したモールドタイプのＬＥＤ（発光ダイオード）であってよい。受光素子列１０は、一列に配列された複数の受光素子を有し、各受光素子は、受光した光を電気信号に変換する。
【００２０】
指検出素子１８５、１８６は指２００が存在するか否かを判定する。指検出素子１８５、１８６として、フォトダイオードなどの光学素子、静電容量素子、電極などを用いることができる。
【００２１】
指２００を穴２１に挿入すると、先ず、入口側の指検出素子１８５が指を検出する。マイクロコンピュータ１５は受光素子列１０からの出力の取り込みを開始する。指２００を更に穴２１の奥に挿入すると、奥の指検出素子１８６が指を検出する。マイクロコンピュータ１５は受光素子列１０からの出力の取り込みを終了する。２つの指検出素子１８５、１８６の間の距離Ｌと、出力の取り込み開始から終了までの時間ｔを測定することより、指の平均移動速度ｖを求めることができる。指の移動速度より、受光素子列１０からの出力の取り込みピッチを求めることができる。
【００２２】
マイクロコンピュータ１５は、赤外光源１２の光量の制御、指検出素子１８５、１８６からの指検出信号及び受光素子列１０からの光強度信号の処理、及び、血管パターンの照合処理による個人認識処理を行う。インターフェイス回路１６は、赤外光源１２、受光素子列１０、及び指検出素子１８５、１８６とマイクロコンピュータ１５との間を接続する。電源回路１７は、認証装置１の各要素へ必要な電力を供給する。
【００２３】
図４を参照して、赤外光源１２１を駆動するための駆動回路の例を説明する。本例の駆動回路１６０は抵抗１６１、１６２、１６３、及びＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ１６４を有する。マイクロコンピュータ１５は、デューティ比制御可能なＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力し、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ１６４を駆動する。この駆動周波数として、数１０〜数１００ｋＨｚを用いる。図３に示した受光素子列１０の各受光素子の受光の積分時間が、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ１６４の駆動周期よりも充分に大きければ、受光素子列１０の各受光素子は低域通過型となる。即ち、ＤＣ成分のみが受光されることになり、ムラのない画像が得られる。なお、駆動信号としては、ＰＷＭ信号のほかに、直流電圧信号、ＰＡＭ（ＰｕｌｓｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号などを用いることも可能である。
【００２４】
図５を参照して、赤外光源１２１、指２００、及び受光素子列１０の間の位置関係を説明する。本例では、赤外光源１２１からの光は、ケーシングの天井部２２の窓２５を通って、指２００の甲２００ａに照射される。指２００は、照射された赤外光が指の甲２００ａの表面内に指向特性の半値角θ１／２内に照射されるように配置される。指の甲２００ａの表面に照射された赤外光の一部は、指２００を透過し、指の腹２００ｂの表面から出てきて、受光素子列１０によって受光される。指の甲２００ａの表面に照射された赤外光の残りの部分は、指の甲２００ａの表面で反射する。反射した光の一部は、ケーシングの天井部２２にて反射する。
【００２５】
本例によると、天井部２２の表面は、好ましくは、図５（ａ）に示すように平滑である。天井部２２の表面が平滑面であれば、天井部２２を反射した光は、指より離れる方向に進み、受光素子列１０へ行かない。したがって、反射光はノイズとならない。
【００２６】
図５（ｂ）に示すように、天井部２２の表面が非平滑であれば、天井部２２を反射した光は、様々な方向に反射し、その一部が受光素子列１０に到達する。この反射光は、指の血管パターンの撮像に対するノイズとなる。
【００２７】
図６を参照して、受光素子列１０の構成の例を説明する。受光素子列１０は、表面に配置された保護膜１０３と、その下側に配置された第１のフィルタ１０２と、更にその下側に配置された第２のフィルタ１０１と、その下側に配置された光を電気信号に変換する１列に配置された複数の受光素子１０ａ、１０ｂ、、、とを有する。
【００２８】
第１のフィルタ１０２は、可視光をカットし、赤外光成分のみを透過させる。一方、受光素子１０ａ、１０ｂはある波長より長い波長に対して感度を有さない特性を持つ。つまり、フィルタ１０２の透過特性と受光素子１０ａ、１０ｂ、、、の波長感度特性から、受光素子１０ａ、１０ｂ、、、は任意波長幅のみに感度を有する。これにより、コントラストが良い血管パターンを撮像することができる。
【００２９】
第２のフィルタ１０１は、入射する光のうち垂直に入射する成分のみを透過させる。このフィルタ１０１を配置する理由を説明する。赤外光は、指２００の血管によって吸収されるが、指の内部で散乱し、あらゆる方向の成分を持つことになる。従って、受光素子１０は、様々な入射角を持った成分を受光する。第２のフィルタ１０１を設けないと、受光素子１０ａ、１０ｂ、、、は、指の腹の表面の広範囲な部分から放射される光の成分の和を検出し、血管パターンのコントラストが低下する。本例では、第２のフィルタ１０１を設けることにより、受光素子は、垂直方向に入射する成分のみを受光する。
【００３０】
受光素子１０ａ、１０ｂとして、シリコン基板上に集積されたフォトダイオードなどが用いられてよい。隣接する受光素子１０ａ、１０ｂ、、、の間隔は、指の血管の太さに基づいて決められる。この間隔を、０．０２ｍｍから０．５ｍｍ程度にすると、認証に充分な血管パターン画像を得ることができる。
【００３１】
図７は受光素子列１０の他の例を示す。本例では、図６の第２のフィルタ１０１の代わりにレンズアレイ１０４を用いる。レンズアレイ１０４によって、指の表面で散乱した光を集光させることにより、コントラストの良い画像を得ることが出来る。
【００３２】
図８を参照して、認証処理の動作を説明する。認証動作は、マイクロコンピュータ１５のメモリに記憶されたプログラムによって実行される。まず、ステップＳ１において、入口側の指検出素子１８５が、指２００を検出したか否かを判定する。検出していなければ、ステップＳ１に戻り、検出した場合は、ステップＳ２に進む。
【００３３】
ステップＳ２にて、マイクロコンピュータ１５は、血管パターンの画像の取り込みを開始する。ステップＳ３にて、マイクロコンピュータ１５は、受光素子列１０から画像の１ライン分の信号を取り込む。マイクロコンピュータ１５は、受光素子列１０からの光強度信号に基づいて、赤外光源１２が発する光量を、血管パターンの部分とそれ以外の部分とのコントラストが最適になるように制御する。ステップＳ４にて、マイクロコンピュータ１５は、受光素子列１０から画像の全ライン分の信号を取り込んだか否かを判定する。
【００３４】
全ライン分の信号の取り込みが完了したかは、図３の例では、奥の指検出素子１８６が指を検出することによって、判る。尚、図９に示す例のように、ボタンの移動量をリニアエンコーダ１８３により検出することによって、全ライン分の信号の取り込みが完了したかを検出してもよい。
【００３５】
全ライン分の画像を取り込んでいない場合には、ステップＳ３に戻り、全ライン分の画像を取り込んだ場合には、ステップＳ５に進む。
【００３６】
ステップＳ５にて、マイクロコンピュータ１５は血管パターンを生成する。先ず、画像の取り込みの開始から終了までの時間と指の移動距離より指の移動速度を計算する。次に、指の移動速度より、画像の取り込みピッチを計算する。取り込み時間と取り込みピッチから、指の中心軸線方向に沿った、取り込んだデータの絶対位置を求め、画像となる輝度の２次元分布を得る。
【００３７】
ステップＳ６にて、指の血管パターンの特徴パラメータ抽出処理を行う。次にステップＳ７にて、抽出された特徴パラメータと、予め記憶された単数又は複数の特徴パラメータとの照合を行う。自動車の使用者を認証する場合のように、特定の者を識別する場合には、単数の特徴パラメータを用意すればよい。建物に入室する者を認証する場合のように、複数の有資格者を識別する場合には、複数の特徴パラメータを用意する。
【００３８】
ステップＳ８において、照合結果の判定を行う。照合結果が合致すれば、登録者として所定の出力がされ、合致する特徴パラメータが無ければ、未登録者、又は照合失敗の出力がされる。
【００３９】
図９を参照して本発明による認証装置の第２の例を説明する。本例の認証装置１は、赤外光源１２、受光素子列１０、ボタン１８１、ばね１８２、リニアエンコーダ１８３、インターフェイス回路１６、マイクロコンピュータ１５、電源回路１７及び入出力端子１４を有し、これらはケーシング２０に装着されている。本例の認証装置は図３に示した認証装置と比較して、指検出素子１８５、１８６の代わりに、ボタン１８１、ばね１８２、リニアエンコーダ１８３が設けられている点が異なる。ここでは、ボタン１８１、ばね１８２、及びリニアエンコーダ１８３の動作を説明する。
【００４０】
指２００を穴２１に挿入すると、ボタン１８１に当接する。指２００を更に挿入すると、ボタン１８１が移動する。ボタン１８１の位置は、リニアエンコーダ１８３によって検出される。リニアエンコーダ１８３が、ボタン１８１の移動開始を検出すると、マイクロコンピュータ１５は、受光素子列１０から光強度信号の読み取りを開始する。リニアエンコーダ１８３は、ボタン１８１の位置を検出し、それをマイクロコンピュータ１５に送信する。マイクロコンピュータ１５は、リニアエンコーダ１８３からのボタン１８１の位置と受光素子列１０から光強度信号に基づいて、図２に示した画像となる輝度の２次元分布を得る。指２００を穴から取り出すと、ばね１８２によって、ボタン１８１は元の位置に戻る。
【００４１】
図１０を参照して本発明による認証装置の第３の例を説明する。図１０は、本例の認証装置が自動車のドアに設けられた状態を示す。本例の認証装置は、赤外光源１２、受光素子列１０、シャッタ１８７、インターフェイス回路１６、マイクロコンピュータ１５、電源回路１７及び入出力端子１４を有する。
【００４２】
赤外光源１２は、自動車のドア５に設けられ、透明な保護膜１２Ａによって覆われている。受光素子列１０は、ドアハンドル４の内側に、赤外光源１２と対峙するように設けられている。ドアハンドル４には凹部が形成され、この凹部に受光素子列１０が配置されている。受光素子列１０は、透明な保護膜１０Ａによって覆われている。ドアハンドルの内側には、移動可能なシャッタ１８７が配置されている。シャッタ１８７の移動は、図示しないリニアエンコーダによって検出される。指２００でシャッタ１８７を動かすと、リニアエンコーダはトリガを発生させる。マイクロコンピュータ１５は、リニアエンコーダからのトリガにより、画像の取り込みを開始する。
【００４３】
図１１、図１２及び図１３を参照して、赤外光源と受光素子列１０の位置関係を説明する。図１１（ａ）に示す例では、指の甲２００ａ側に赤外光源１２１が配置され、指の腹２００ｂ側に受光素子列１０が配置されている。これは、図１及び図３の例と同様である。しかしながら、例えば、図１１（ｂ）に示す例のように、２個の赤外光源１２１ａ、１２１ｂを互いに隔てて配置し、斜め上方から下方に向けて互いに異なる角度にて、光を照射してもよい。これにより、最大光量を大きくすることができる。
【００４４】
図１１（ｃ）に示す例のように、２個の赤外光源１２１ａ、１２１ｂを指の両側に配置し、指の腹２００ｂ側の斜め下方から上方に向けて互いに異なる角度にて、光を照射してもよい。この場合、受光素子列１０は、反射又は散乱光成分を受光する。図１２は、２個の赤外光源１２１ａ、１２１ｂを、指の腹２００ｂ側の斜め下方から上方に照射するように構成された認識装置の例を示す。本例の認識装置は、底面部３１とその３辺に設けられた枠部材３２とを有する。赤外光源１２１ａ、１２１ｂは枠部材３２の内側に装着されている。受光素子列１０は底面部３１上に設けられている。本例では、図１に示したようなケーシング２０を用いないため、赤外光源によって指の甲２００ａ部が隠されることがなく、認証時に指２００を置いた場合、開放感があり、また認証装置１の小型化が可能となる。
【００４５】
図１１（ｄ）に示す例では、チップタイプの赤外光源１２２を使用する。これにより、赤外光源の部分の厚さを小さくすることができる。図１３に示す例では、チップタイプの赤外光源１２２が折り曲げ可能な片持ち梁１９１に装着されている。図１３（ａ）に示すように、使用するときは、片持ち梁１９１を立て、図１３（ｂ）に示すように、使用しないときには、片持ち梁１９１を折り曲げる。本例の認識装置は、小型であり、携帯に便利である。
【００４６】
図１４を参照して、受光素子列１０の形状について説明する。図１４（ａ）に示す例では、受光素子列１０は直線状である。これは、図１及び図３の例と同様である。しかしながら、図１４（ｂ）に示すように、複数の受光素子列１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、、、を設け、これらを指を取り囲むように配置してもよい。また、図１４（ｃ）に示す例のように、曲線状に形成された受光素子列１１ｄを用いてもよい。また、図１４（ｄ）に示す例のように、受光素子列１０上に凹レンズ１１１を配置してもよい。
【００４７】
図１４（ｂ）、図１４（ｃ）、及び図１４（ｄ）の例では、受光素子列が周方向に沿って配置されているので、指２００の挿入時に指の中心軸線まわりの回転があっても、位置補正は必要であるが、指の中心軸線まわりの回転による画像の歪みが少ない。血管パターンの誤差を小さくすることができる。つまり、指の中心軸線周りの回転があっても、得られたデータと登録したデータとの照合が可能となる。
【００４８】
図１５及び図１６は、図９に示した本発明による認証装置の第２の例の変形例を示す。図１５の例では、ボタン１８１の端面に刷毛８１が設けられている。ボタン１８１が移動すると、刷毛８１によって受光素子列１０の表面が清掃される。それによって、受光素子列１０の表面に付着した埃、ゴミ、汚れが除去される。従って、受光素子列１０の表面の汚れに起因する画像の乱れを低減できる。また、図１６の例では、穴の入口に刷毛８２が設けられている。指２００を穴に挿入すると、刷毛８２によって指の表面の清掃され、指に付着した埃、ゴミ、汚れが除去される。従って、指２００の表面の汚れに起因する画像の乱れを低減できる。また、穴の内部に埃、ゴミが侵入することが防止され、受光素子列１０の表面が汚れることが防止される。
【００４９】
図１７に本発明による個人認証装置の他の例を示す。本例の個人認証装置は、略Ｃ字形の支持部材４０を有し、支持部材４０は屋根部４１と底面部４２と支持部４３とを有する。屋根部４１と底面部４２の間の３面が開放されている。屋根部４１に赤外光源１２が装着され、底面部４２上の縁付近に受光素子列１０が装着されている。認証時には、指２００を、受光素子列１０の配置方向に直交する方向に、受光素子列１０上を走査させる。即ち、指を指の中心軸線方向に垂直な方向に水平に走査させる。本例では、受光素子列１０に受光される光の輝度の変化により光強度信号の取り込み開始、終了のトリガをかけることができる。尚、図１７に例にて、屋根部４１と底面部４２の間に側面部を設け、屋根部４１と底面部４２の間の２面が開放されるように構成してもよい。
【００５０】
図１８に示す例では、受光素子列１０が可動である。受光素子列１０の移動及び位置はリニアエンコーダ１８３によって検出される。図１８ａに示す例では、複数の赤外光源１２を用いる。指２００を赤外光源１２と受光素子列１０の間に配置すると、受光素子列１０は、指の中心軸線方向に沿って走査する。この場合、赤外光源１２の点灯の制御は、受光素子列１０の位置に応じて、１つずつ点灯を制御するか、全て同時に制御するか、いずれの方法でもよい。図１８ｂに示す例では、赤外光源１２は、受光素子列１０と共に移動する。いずれの場合も、リニアエンコーダ１８３によって得られる受光素子列１０の位置と光強度信号によって、２次元の画像が得られる。光強度信号の取り込みの開始は、受光素子列１０に入射される明るさの変化から指が置かれたことを判断して開始する。
【００５１】
図１８ｃに示す例は、図１８ｂに示す例の変形例である。図１８ｃに示す例では、押しボタンスイッチ１８１が設けられている。指２０を、赤外光源１２と受光素子列１０の間に挿入し、押しボタンスイッチ１８１を押す。押しボタンスイッチ１８１はトリガを生成し、赤外光源１２と受光素子列１０の両者は移動を開始し、光強度信号の取り込みを開始する。
【００５２】
上述の本発明の個人認証装置では、手の指の血管パターンを照合データとして用いた。しかしながら、指の血管パターンの代わりに、手の甲や手のひらの血管パターンを照合データとして用いてもよい。手の血管パターンを照合する場合には、装置がより大きくなるが、その構造は基本的には、同様である。
【００５３】
以上、本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。
【００５４】
本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。
【符号の説明】
【００５５】
１…認証装置、３…外部入出力ライン、１０…受光素子列、１２…赤外光源、１３…信号処理装置、１４…入出力端子、１５…マイクロコンピュータ、１６…インターフェイス回路、１７…電源回路、２０…ケーシング、２１…穴、２２…天井部、２３…底面部、３１…底面部、３２…枠部材、４０…支持部材。４１…屋根部、４２…底面部、４３…支持部、２００…指、２０１…血管パターン
【図１】
2010191979.tif 000003
【図２】
2010191979.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2010191979.tif 000019
【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシング内に互いに対抗するように設けられた赤外光源及び受光素子列と、を有し、指が前記ケーシング内の前記赤外光源と前記受光素子列の間に挿入されると、前記受光素子列からの出力より指の血管パターンを生成し、該血管パターンを予め記憶された血管パターンと照合することによって個人認証を行うように構成されたマイクロコンピュータと、を有する個人認証装置において、
前記受光素子列は前記指の挿入方向に対して直交するように配置されており、前記受光素子列は、可視光をカットし、赤外光成分のみを透過させるフィルタと、該フィルタの下側に配置され、光を集光させるレンズアレイと、該レンズアレイの下側に配置され、光を電気信号に変換する１列に配置された複数の受光素子と、を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項２】
請求項１記載の個人認証装置において、前記受光素子は所定の波長より長い波長に対して感度を有さない特性を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項３】
請求項１記載の個人認証装置において、前記受光素子列の隣接する２つの受光素子間の間隔は０．０２ｍｍから０．５ｍｍであることを特徴とする個人認証装置。
【請求項４】
請求項１記載の個人認証装置において、
前記ケーシング内に、指の有無を検出する指検出素子が配置され、該指検出素子は、前記ケーシングの入口付近に配置された第１の指検出素子と、前記ケーシングの奥に配置された第２の指検出素子を有し、
前記２つの指検出素子の間の距離Ｌと、前記受光素子列からの出力の取り込み開始から終了までの時間ｔを測定することより、前記ケーシングに挿入された指の平均移動速度ｖを求め、該指の移動速度より、前記受光素子列からの出力の取り込みピッチを求めることを特徴とする個人認証装置。
【請求項５】
ケーシングと、該ケーシング内に互いに対抗するように設けられた赤外光源及び受光素子列と、前記ケーシング内に配置され指の有無を検出する指検出素子と、前記受光素子列からの出力より指の血管パターンを生成し、該血管パターンを予め記憶された血管パターンと照合することによって個人認証を行うように構成されたマイクロコンピュータと、を有する個人認識装置において、
前記指検出素子は、前記ケーシングの入口付近に配置された第１の指検出素子と、前記ケーシングの奥に配置された第２の指検出素子を有し、
前記２つの指検出素子の間の距離Ｌと、前記受光素子列からの出力の取り込み開始から終了までの時間ｔを測定することより、前記ケーシングに挿入された指の平均移動速度ｖを求め、該指の移動速度より、前記受光素子列からの出力の取り込みピッチを求めることを特徴とする個人認証装置。
【請求項６】
請求項５記載の個人認証装置において、
前記受光素子列は前記指の挿入方向に対して直交するように配置されており、前記受光素子列は、可視光をカットし、赤外光成分のみを透過させるフィルタと、該フィルタの下側に配置され、光を集光させるレンズアレイと、該レンズアレイの下側に配置された光を電気信号に変換する１列に配置された複数の受光素子と、を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項７】
請求項５記載の個人認証装置において、前記受光素子は所定の波長より長い波長に対して感度を有さない特性を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項８】
請求項５記載の個人認証装置において、前記受光素子列の隣接する２つの受光素子間の間隔は０．０２ｍｍから０．５ｍｍであることを特徴とする個人認証装置。
【請求項９】
請求項５記載の個人認証装置において、
前記マイクロコンピュータは、前記赤外光源の光量の制御、前記指検出素子からの指検出信号及び前記受光素子列からの光強度信号の処理、及び、血管パターンの照合処理による個人認識処理を行うように構成されていることを特徴とする個人認識装置。