(57)【要約】【課題】ＬＥＤ基板とイメージセンサ基板とを指を置くスペースを挟んで対峙させて実装する必要がある指静脈認証装置において、２つの基板間距離が広まるために電気的な接続をとりつつ、コスト低減のために簡単に組み立てが可能な実装方法が望まれる。【解決手段】ＬＥＤ基板とイメージセンサ基板と演算処理手段を有するメイン基板とから構成されている静脈認証装置において、ＬＥＤ基板はスナップフィット構造を持つ杭とメイン基板との電気的な接続を取るコネクタとを備え、かつ、メイン基板は杭のスナップフィット構造を貫通固定する孔とＬＥＤ基板との電気的な接続を取るコネクタとを備え、互いに垂直固定するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に赤外光を照射する赤外光源を有する第１の基板と、
生体特徴情報が含まれる生体からの透過光の画像情報を取得する撮像手段を有する第２の基板と、
さらに別の第３の基板とから構成された静脈認証装置において、
前記第１の基板はスナップフィット構造を持つ第１の杭と第３の基板との電気的な接続を取る第１のコネクタとを備え、かつ、前記第３の基板は前記第１の杭の前記スナップフィット構造を貫通固定する孔と前記第１の基板との電気的な接続を取る第２のコネクタとを備たことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の基板はスナップフィット構造を持つ第２の杭と第３の基板との電気的な接続を取る第３のコネクタとを備え、かつ、前記第３の基板は前記第２の杭の前記スナップフィット構造を貫通固定する孔と前記第２の基板との電気的な接続を取る第４のコネクタとを備えたことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項３】
生体に赤外光を照射する赤外光源を有する第１の基板と、
生体特徴情報が含まれる生体からの透過光の画像情報を取得する撮像手段を有する第４の基板とから構成されている静脈認証装置において、
前記第１の基板はスナップフィット構造を持つ第３の杭と第４の基板との電気的な接続を取る第５のコネクタとを備え、かつ、前記第４の基板は前記第３の杭の前記スナップフィット構造を貫通固定する孔と前記第１の基板との電気的な接続を取る第６のコネクタとを備えたことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第１の基板は前記第３の基板に垂直固定されたことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記第２の基板は前記第３の基板に垂直固定されたことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項６】
請求項３において、
前記第１の基板は前記第４の基板に垂直固定されたことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項７】
請求項１または請求項４において、
前記第１の基板は前記第３の基板との接続端面と違う端面で固定具により固定される構造を有したことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項８】
請求項２または請求項５において、
前記第２の基板は前記第３の基板との接続端面と違う端面で固定具により固定される構造を有したことを特徴とする静脈認証装置。
【請求項９】
請求項３または請求項６において、
前記第１の基板は前記第４の基板との接続端面と違う端面で固定具により固定される構造を有したことを特徴とする静脈認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体特徴情報のひとつである静脈パターンを用いて本人認証を行う静脈認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のドアロック解除やエンジンを始動させるため、従来から鍵が用いられている。この従来から用いられている鍵においては、鍵を盗難された場合や鍵穴のピッキングなどにより、自動車のオーナー以外の悪意を持った人物に運転されてしまう可能性がある。
【０００３】
そこで、セキュリティーを高めるため、鍵の代わりに生体特徴情報のひとつである指紋を個人認証の手段として利用して自動車のドアロック解除やエンジンを始動させることが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかしながら、指紋は偽造することが可能であるため、よりセキュリティーを高める方法として、生体特徴情報として個人によって異なる指の血管パターンを含む画像を利用する指静脈認証技術が実用化されている（例えば、特許文献３，４参照）。
【０００５】
この方法は、指に近赤外光の成分を含む光源（本明細書及び請求の範囲において、赤外光源と定義する）から光を照射すると、指を透過して指から再放射される近赤外光の強度分布に指の血管パターン（主として静脈のパターン）の情報が含まれるので、これをイメージセンサにより検出し、検出した指の血管パターンとあらかじめ登録した指の血管パターンとの一致，不一致を判定することにより、指の血管パターンを登録した個人を特定し認証するものである。
【０００６】
さらに、自動車に静脈認証装置を搭載する場合、搭載位置が限られることから、より小型・薄型の実装構造が望まれている。そこで、指の側面にある静脈パターンに着目することで、指を横から光源とイメージセンサとで挟み込む構造とし、配置の自由度を高めた指静脈認証装置が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−５３９７２号公報
【特許文献２】特開平６−７２２９１号公報
【特許文献３】特開２００１−１８４５０７号公報
【特許文献４】特開２００３−３０６３２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】日立製作所ニュースリリース「自動車のハンドルを握ったままで本人認証ができるハンドル一体型指静脈認証技術の開発に成功」２００７年１０月２２日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非特許文献１に記載された指静脈認証装置において、光源基板とイメージセンサ基板とを指を置くスペースを挟んで対峙させる必要があり、２つの基板間距離が広まるため、これらの電気的な接続をとりつつ、コスト低減のために簡単に組み立てが可能な実装方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記目的を達成するために、本発明では、生体に赤外光を照射するＬＥＤ（赤外光源）を有するＬＥＤ基板と、生体特徴情報が含まれる生体からの透過光の画像情報を取得する撮像手段を有するイメージセンサ基板と、演算処理手段を有するメイン基板とから構成された静脈認証装置において、ＬＥＤ基板はスナップフィット構造を持つ杭とメイン基板との電気的な接続を取るコネクタとを備え、かつ、メイン基板は杭のスナップフィット構造を貫通固定する孔とＬＥＤ基板との電気的な接続を取るコネクタとを備えている。
（２）さらに、イメージセンサ基板はスナップフィット構造を持つ杭とメイン基板との電気的な接続を取るコネクタとを備え、かつ、メイン基板は杭のスナップフィット構造を貫通固定する孔とイメージセンサ基板との電気的な接続を取るコネクタとを備えている。
（３）あるいは、ＬＥＤ基板と、撮像手段を有するイメージセンサ基板とから構成された静脈認証装置において、ＬＥＤ基板はスナップフィット構造を持つ杭とイメージセンサ基板との電気的な接続を取るコネクタとを備え、かつ、イメージセンサ基板は杭のスナップフィット構造を貫通固定する孔とＬＥＤ基板との電気的な接続を取るコネクタとを備えている。
【００１１】
これにより、各基板を互いに垂直に容易に固定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本実施例によれば、静脈認証装置の組み立てにおいて、容易に各基板の実装を行うことが可能となり、コスト低減に結びつく。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例における指静脈認証装置の断面構成の一例を示す図。
【図２】本発明の実施例における指静脈認証装置のＬＥＤ基板サブアセンブリの固定構成の一例を示す図。
【図３】本発明の実施例における指静脈認証装置のイメージセンサ基板サブアセンブリの固定構成の一例を示す図。
【図４】指静脈認証装置の回路ブロック構成の一例を示す図。
【図５】指と血管パターンの撮像例を示す図。
【図６】マイクロコンピュータのプログラム動作フローチャートの一例を示す図。
【図７】本発明の実施例における指静脈認証装置の断面構成の別の一例を示す図。
【図８】本発明の実施例における指静脈認証装置の断面構成の別の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１から図６を用いて静脈認証装置の構成について説明する。
【００１５】
図１，図２，図３，図４はそれぞれ静脈認証装置１の断面図の一例、ＬＥＤ基板サブアセンブリの一例、イメージセンサ基板サブアセンブリの一例、回路の概略ブロック図である。
【００１６】
静脈認証装置１はメイン基板４０，ＬＥＤ（発光ダイオード）基板サブアセンブリ５，イメージセンサ基板サブアセンブリ６，カバー３，ベース２から組み立てられる。
【００１７】
メイン基板４はマイクロコンピュータ４３と、ＬＥＤ５１を駆動する駆動回路４４と、不揮発性メモリ４５と、電源回路４６と、ＬＥＤ基板５０とを接続するためのコネクタ４１と、イメージセンサ基板６０とを接続するためのコネクタ４２と、外部との通信を行うための通信路４７などを備えている。
【００１８】
また、ＬＥＤ基板サブアセンブリ５はＬＥＤ基板５０上に赤外光源となるＬＥＤ５１と、ＬＥＤカバー５２と、遮光カバー５３と、メイン基板上に固定する杭５４と、メイン基板４０と電気的・機械的に接続するコネクタ５５と、ＬＥＤカバー５２，遮光カバー５３や杭５４をＬＥＤ基板５０上に固定するねじ５６，５７とからなる。なお、ＬＥＤカバー５２はＬＥＤ５１に直接触れさせないようにする部品であるが、可視光成分をカットする樹脂を用いることによりＬＥＤ５１を直接見えないようにすることも可能である。また、遮光カバー５３は、静脈認証装置１の組み立ての際に生じるカバー３とＬＥＤカバー５２の隙間を塞ぐ部品である。さらに、杭５４はスナップフィット構造５４１を有している。なおこの杭５４のＬＥＤ基板５０上の位置はＬＥＤ５１が搭載されている側の面に配置されても良い。
【００１９】
また、イメージセンサ基板サブアセンブリ６はイメージセンサ基板６０上にイメージセンサ６８と、レンズ６１と、レンズカバー６２と、レンズカバーホルダー６３と、メイン基板４０と電気的・機械的に接続するコネクタ６４と、メイン基板上に固定する杭６５と、イメージセンサ基板６０にレンズカバーホルダー６３や杭６５を固定するねじ６６，６７とからなる。なお、イメージセンサ６８として、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどを用いる。ここで指Ｆを撮像部の撮像範囲ＩＡの中心付近に置いて、ＬＥＤ５１から照射される光量を適正に制御すると、イメージセンサ６８では図５に示すように指Ｆの輪郭ＣＦと、血管パターンＢＶを含む像が撮像できる。この血管パターンＢＶは個人により異なっている。この血管パターンＢＶを画像処理して特徴抽出処理したパターンをあらかじめ不揮発性メモリ４５に登録しておき、照合時の登録特徴パターンとして用いる。また、レンズカバー６２はレンズ６１に直接触れさせないようにする部品であるが、ＬＥＤ５１の発光波長付近のみを透過させる光学波長フィルタ特性を持たせても良い。また、杭６５はスナップフィット構造６５１を有している。なおこの杭６５のイメージセンサ基板６０上の位置はイメージセンサ６８が搭載されている側の面に配置されても良い。
【００２０】
静脈認証装置１を組み立てるには、最初にベース２上にメイン基板４０を固定する。次に、ＬＥＤ基板サブアセンブリ５のスナップフィット構造５４１をメイン基板４０の孔１４３に垂直方向に差し込むと同時に、コネクタ５５をコネクタ４１に差し込む。これにより、簡単にＬＥＤ基板サブアセンブリ５はメイン基板４０に垂直に固定される。同様に、イメージセンサ基板サブアセンブリ６のスナップフィット構造６５１をメイン基板４０の孔１４４に垂直方向に差し込むと同時に、コネクタ６４をコネクタ４２に差し込む。これにより、簡単にイメージセンサ基板サブアセンブリ６はメイン基板４０に垂直に固定される。最後にカバー３を組み込む。この際に基板押さえ構造３１，３２を使用することにより、ＬＥＤ基板サブアセンブリ５とイメージセンサ基板サブアセンブリ６をより強固に固定することもできる。この基板押さえ構造３１，３２は凹形状のゴムブッシュ、あるいはカバー３内に凹形状をあらかじめ設けた構造などとする。なお、カバー３の指置き部３０には指Ｆの軸方向にそって２つの凸形状３０ａ，３０ｂが平行に配置されている。これらの凸形状は指の置く位置を凸形状に平行に常に同じ位置に置くことが可能となるように明示するとともに、カバー３の指置き部３０と指Ｆとの隙間から漏れ出る光を遮光させるためのものである。２つの凸形状３０ａと３０ｂの間隔は５〜１０mm程度とするとよい。
【００２１】
静脈認証装置１によるユーザー認証手順は、図４に示したマイクロコンピュータ４３に記憶されたプログラムにより制御される。マイクロコンピュータ４３の動作を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００２２】
プログラムが開始されると、まず、ステップＳ１０に移行し、マイクロコンピュータ４３は静脈認証装置１の初期化処理を行う。
【００２３】
次に、ステップＳ２０へ移行する。ステップＳ２２において、マイクロコンピュータ４３は所定の範囲内に指Ｆが置かれているか検出する。指Ｆが置かれていれば、さらにステップＳ２４に移行して、駆動回路４４を介してＬＥＤ５１に通電して赤外光を指Ｆに向かって照射する。照射された赤外光は、指Ｆ内部で散乱し、また血管内の血液のヘモグロビンで吸収される。指Ｆを透過した血管パターンを含む再放射した光はレンズ６１を通過してイメージセンサ６８に入射する。イメージセンサ６８により撮像した血管パターンを含む画像は光電変換されて電気信号となり、マイクロコンピュータ４３に取り込まれる。なお、ステップＳ２４では、取り込んだ画像が適正な露出となるように、マイクロコンピュータ４３の演算処理によるフィードバック制御により発光光量の制御も行われる。
【００２４】
次に、ステップＳ３０において、マイクロコンピュータ４３は、認証処理開始かどうか判定する。この判定はステップＳ２４にて適切に光量制御されたら自動的に認証処理開始とする。もし、認証処理開始でなければ、ステップＳ２０に戻り、認証処理開始と判定された場合は、ステップＳ４０に移行する。
【００２５】
ステップＳ４０では、取り込んだ画像を用いて照合処理を行う。
【００２６】
まず、ステップＳ４１において、指Ｆから放射される光の強度分布画像をイメージセンサ６８からマイクロコンピュータ４３に取り込む。
【００２７】
次に、ステップＳ４２において、ＬＥＤ５１を消灯する。
【００２８】
次に、ステップＳ４３において、取得された強度分布に対して、演算処理を行い、血管パターンＢＶの認証用特徴パターンを抽出する。なお、本ステップにおける処理の方法については、特開２００１−１８４５０７号公報に開示されているように、積分処理，微分処理を組み合わせたフィルタ処理を行うことにより実現可能である。
【００２９】
次に、ステップＳ４４において、認証用特徴パターンと、あらかじめユーザーが不揮発性メモリ４５に保存した単数、もしくは複数の登録特徴パターンとの照合を行う。ここでは、ステップＳ４３で抽出した認証用特徴パターンと、不揮発性メモリ４５から呼び出した登録特徴パターンを比較して、両者の相違の程度を算出する。
【００３０】
次に、ステップＳ４５において、ステップＳ４４で算出された相違の程度から、照合結果の判定を行う。もし、相違の程度が小さければ、登録されているユーザーであると判断し、ステップＳ５０へ移行する。また、相違の程度が大きければ、未登録者、または照合失敗として、ステップＳ４６へ移行する。
【００３１】
ステップＳ４６では、全登録パターンを照合したか判断し、全登録パターンが照合されていれば、該当登録特徴パターン無しと判断して終了する。照合していない登録特徴パターンがあれば、ステップＳ４４へ戻り、照合を繰り返す。
【００３２】
そして、ステップＳ５０において、通信路４７を介して使用許可通知を発行する。これにより、エンジン始動許可の発行などを行うことができる。
【００３３】
なお、図１の構成においては、ＬＥＤ基板サブアセンブリ５，イメージセンサ基板サブアセンブリ６いずれもが、メイン基板４０上に杭５４，６５、およびコネクタ５５，６４とで固定する構成をとっているが、図７に示すように、ＬＥＤ基板サブアセンブリ５のみを杭５４とコネクタ５５で固定し、イメージセンサ基板サブアセンブリをなくした構成をとっても良い。ＬＥＤ基板サブアセンブリ５の固定方法は上述に示した方法と同じである。なお、メイン基板４０上にイメージセンサ６８を配置し、ミラー６９により光学系を曲げることによって、図１と同様の指側面画像を取得することが可能となる。ここで、６２１はミラー６９を外部から保護し、かつ、光学的にバンドパス特性を持つフィルタであり、また６３５はミラー６９やフィルタ６２１をメイン基板４０に固定するための固定枠である。
【００３４】
また、別の構成として図８に示す構成としても良い。これは、イメージセンサ基板サブアセンブリにおいて、レンズカバーホルダー６３１にスナップフィット構造６３３を持つ杭構造６３２を一体にしたものである。なおＬＥＤ基板サブアセンブリにおいても、本構成方法と同様に、杭構造をＬＥＤカバーや遮光カバーと一体化するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  静脈認証装置
２  ベース
３  カバー
３１，３２  基板押さえ構造
４０  メイン基板
４１，４２，５５，６４  コネクタ
５０  ＬＥＤ基板
５４，６５  杭
５６，５７，６６，６７  ねじ
６０  イメージセンサ基板
５４１，６３３，６５１  スナップフィット構造
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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