(57)【要約】本発明は、プリズム体と、撮像部と、生体に可視光を照射する可視光源とを有し、プリズム体は、生体と接触する生体接触面と、生体接触面と接し、撮像部側の撮像面と、撮像面と対向し、生体接触面と接して生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、生体の凸部からの入射光を撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、撮像面と対向し、第１の反射面と接し、生体の凹部からの入射光と生体の凸部からの入射光とを撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面とを備え、撮像部は、撮像面を透過する、第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光と、第２の反射面により反射された生体の凹部からの光及び生体の凸部からの光とを撮像する認証装置である。
2013146760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズム体と、撮像部と、生体に可視光を照射する可視光源とを有し、
前記プリズム体は、
生体と接触する生体接触面と、
前記生体接触面と接し、前記撮像部側の撮像面と、
前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、
前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面と
を備え、
前記撮像部は、前記撮像面を透過する、前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光と、前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光とを撮像する
認証装置。
【請求項２】
前記可視光源を前記生体の上部に配置し、
前記撮像部は、前記生体内を透過する光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成され、
前記第１の側面及び前記第２の側面の下部に前記可視光源を配置し、
前記撮像部は、前記前記可視光源による可視光の前記生体の反射光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
請求項１に記載の認証装置。
【請求項４】
前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成され、
前記生体の上部に可視光を照射する第１の可視光源を配置し、前記第１の側面及び前記第２の側面の下部に可視光を照射する第２の可視光源を配置し、
前記撮像部は、前記第１の可視光源の可視光が前記生体内を透過する光及び前記第２の可視光源の可視光の前記生体の反射光が、前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
請求項１から請求項３のいずれかに記載の認証装置。
【請求項５】
前記生体に赤外光を照射する赤外光源を、前記生体の上部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを時間をずらして発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを時間をずらして行う
請求項１から請求項４のいずれかに記載の認証装置。
【請求項６】
前記赤外光を照射する赤外光源を前記生体の上部に配置し、
前記撮像装置の前面に赤外光カットする可視光透過フィルターを配置し、
前記生体の下部に可視光カットする赤外光透過フィルターを配置し、
前記赤外光透過フィルターの下部に、前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを同時に発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを同時に行う
請求項１から請求項５のいずれかに記載の認証装置。
【請求項７】
前記生体に赤外光を照射する赤外光源を、前記生体の下部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを時間をずらして発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを時間をずらして行う
請求項１から請求項６のいずれかに記載の認証装置。
【請求項８】
前記撮像装置の前面に赤外光カットする可視光透過フィルターを配置し、
前記赤外光を照射する赤外光源を前記生体の下部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記赤外光源及び第２の撮像部と、前記生体との間に可視光カットする赤外光透過フィルターを配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを同時に発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを同時に行う
請求項１から請求項７のいずれかに記載の認証装置。
【請求項９】
前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光を撮像した画像が生体認証用のコントラスト画像であり、
前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光を撮像した画像が偽造確認用の自然画像である
請求項１から請求項８のいずれかに記載の認証装置。
【請求項１０】
前記生体が人間の指である
請求項１から請求項９のいずれかに記載の認証装置。
【請求項１１】
生体認証用のプリズム体であって、
生体と接触する生体接触面と、
前記生体接触面と接し、生体認証用の画像を撮像する撮像部側の撮像面と、
前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、
前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面と
を備える生体認証用のプリズム体。
【請求項１２】
前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成されている
請求項１１に記載の生体認証用のプリズム体。
【請求項１３】
生体と接触する生体接触面と、
前記生体接触面と接し、生体認証用の画像を撮像する撮像部側の撮像面と、
前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、
前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面と
を備えるプリズム体の前記生体接触面に生体を接触させ、
前記生体に可視光を照射し、
前記撮像面を透過する、前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光と、前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光とを撮像する
認証方法。
【請求項１４】
可視光を前記生体の上部から照射し、
前記生体内を透過する光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
請求項１３に記載の認証方法。
【請求項１５】
前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成され、
前記第１の側面及び前記第２の側面の下部から、前記第１の側面及び前記第２の側面に可視光を照射し、
前記生体の反射光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
請求項１３に記載の認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証装置、認証用プリズム体及び認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、偽造判定用照明の可視光を被写体に反射させて取得された画像の色が、同様に取得されてデータ記録手段に予め登録されている指画像の色と一致しなければ、被写体を偽造指と判定する装置が記載されている。同装置は、個人識別用照明の近赤外光を指に照射して透過光から得た特徴点を、同様に取得されてデータ記録手段に予め登録されている指画像の特徴点と照合して個人識別を行う。【０００３】
特許文献２には、白色光と赤外光を選択的に切り替えて、白色光を指の表層部に反射させて指紋画像を取得し、赤外光を指内部に入射して散乱させ静脈画像を取得し、各々を登録指紋画像及び登録静脈画像と比較して、特定人物を認証する装置が記載されている。【０００４】
特許文献３には、高感度での指紋画像と低感度での指紋画像を比較して、偽造指を判定する装置が開示されている。【０００５】
特許文献４には、波長の異なる透過光で撮像した指静脈画像の差異に基づいて、該指静脈画像が生体のものであるかを判定する装置が記載されている。【０００６】
一方、特許文献５には、指紋認証用スキャナとしてプリズムを使用しコントラストを増強させる方式が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１２２２３７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７９４３４号公報
【特許文献３】特開２００７−２５９９６４号公報
【特許文献４】特開２００８−６７７２７号公報
【特許文献５】米国特許６３８１３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、シリコン等の樹脂で偽造された指を用いたり、凹凸を有する半透明な指紋の偽造フィルムを本物の指の先端に貼り付けて他人に「なりすます」等の犯罪的行為が多くなっている。【０００９】
このような行為を見破るためには、指紋等の照合を行うためのコントラストの高いハイコントラスト画像に加え、偽造を見破るための目視に近い指の自然画像を取得し、目視で確認することが考えられる。【００１０】
しかしながら、上述の特許文献１から４の技術は、いずれも同一の指から得られる反射光画像と透過光画像との比較により、当該指の偽造を高精度で検出出来ない。【００１１】
また、特許文献５の技術も、指紋の照合に必要なコントラストの高い画像が得られるが、プリズムに接触した部分の画像しか得られないため、上述の特許文献１から４の技術と同様に指の偽造を高精度で検出できない。【００１２】
更に、ハイコントラスト画像と、偽造を見破るための目視に近い指の自然画像とを撮像する場合、それぞれの画像を撮像装置が必要となり、認証装置が大型化するという課題があった。【００１３】
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、生体を照合するに十分なコントラストのあるハイコントラスト画像と、目視に近い生体の自然画像とを同時にひとつの撮像装置で取得できる認証装置、認証用プリズム体及び認証方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、プリズム体と、撮像部と、生体に可視光を照射する可視光源とを有し、前記プリズム体は、生体と接触する生体接触面と、前記生体接触面と接し、前記撮像部側の撮像面と、前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面とを備え、前記撮像部は、前記撮像面を透過する、前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光と、前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光とを撮像する認証装置である。【００１５】
本発明は、生体認証用のプリズム体であって、生体と接触する生体接触面と、前記生体接触面と接し、生体認証用の画像を撮像する撮像部側の撮像面と、前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面とを備える生体認証用のプリズム体である。【００１６】
本発明は、生体と接触する生体接触面と、前記生体接触面と接し、生体認証用の画像を撮像する撮像部側の撮像面と、前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面とを備えるプリズム体の前記生体接触面に生体を接触させ、前記生体に可視光を照射し、前記撮像面を透過する、前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光と、前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光とを撮像する認証方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、生体を照合するに十分なコントラストのあるハイコントラスト画像と、目視に近い生体の自然画像とを同時にひとつの撮像装置で取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明に係るプリズム１の構成を示す図である。
【図２】図２は本発明に係るプリズム１を説明する為の図である。
【図３】図３は本発明に係るプリズム１を説明する為の図である。
【図４】図４は本発明に係るプリズム１を説明する為の図である。
【図５】図５は第１の実施の形態における指紋認証装置の構成図である。
【図６】図６は撮像装置４により撮像されたハイコントラスト画像と自然画像の一例を示す図である。
【図７】図７は第２の実施の形態における認証装置の構成図である。
【図８】図８は第３の実施の形態における認証装置の構成図である。
【図９】図９は第４の実施の形態の認証装置におけるプリズム５の構成図である。
【図１０】図１０は第４の実施の形態における認証装置の構成図である。
【図１１】図１１は第５の実施の形態における認証装置の構成図である。
【図１２】図１２は第６の実施の形態における認証装置の構成図である。
【図１３】図１３は第７の実施の形態における認証装置の構成図である。
【図１４】図１４は第８の実施の形態における認証装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
まず、本発明に係るプリズムの原理を説明する。
【００２１】
図１は本発明に係るプリズム１の構成を示す図である。図１中、１０は生体（例えば、指）と接触する生体接触面、１１は生体接触面１０に接してカメラ等の撮像装置が配置される側の面である撮像面であり、１２は撮像面１１に対向して設けられ、生体接触面１０に接する第１の反射面、１３は撮像面１１に対向して設けられ、第１の反射面１２に接する第２の反射面である。
【００２２】
次に、生体接触面１０に生体２が接触している場合の光路について、図２を用いて説明する。尚、以下の説明では、生体を指の場合として説明するが、これに限られない。例えば、手のひらの掌紋認証にも用いることができる。また、本例では、可視光源３を指２の指先の爪上側に設置し、照射光が指先２の爪側から生体内部に侵入し、光が散乱しながら進むようにする。可視光源３の照射光の波長は、生体に対して透過率の高い波長を使用することが好ましい。
【００２３】
指２から生体内に侵入した可視光源３の光は、細胞などの組織によって吸収、散乱されながら生体接触面１０まで達し、生体凸部（指紋の隆線部）及び生体凹部（指紋の谷線部）より散乱光として放射される。このとき散乱光は、生体が優れた光散乱体であるため、ほぼ１８０度の全方位に放射される。従って、生体凸部（指紋の隆線部）から出射した散乱光は生体接触面１０より下側のすべての領域に達することができる。
【００２４】
一方、生体凹部（指紋の谷線部）から出射した散乱光は、空気層を介してプリズム１に入射する。しかし、空気の屈折率は１．０、ガラスは１．３〜１．５、水分と皮膚は１．３〜１．４で屈折率に違いがあるため、生体凹部からの光と生体凸部のからの光とは異なる反射と屈折現象とが生じ、生体凸部からの光は全方向から観測されるが、生体凹部からの光は一定の角度のみ観測される。
【００２５】
そこで、図３に示すように、生体凹部から空気層を通過してプリズムに入射される光が臨界反射角度以下になるように、生体接触面１０に接して第１の反射面１２を設ける。そして、第１の反射面１２にミラーコートを形成し、生体凸部から入射される光のみを撮像面１１に向けて反射させるようにする。一方、生体凹部からの光を観測できる位置に、生体凹部から入射される光及び生体凸部から入射される光の双方を撮像面１１に反射させる角度をもつ第２の反射面１３を、第１の反射面１２に接して設ける。そして、第２の反射面１３にミラーコートを形成し、生体凹部から入射される光及び生体凸部から入射される光の双方を撮像面１１に反射させる。
【００２６】
このようにすることにより、図４に示す如く、第１の反射面１２では、生体凹部からの光が反射せず、生体凸部から光が撮像面１１に反射されるため、撮像装置４では、生体凹部は暗く、生体凸部は明るい生体認証用のハイコントラストな画像（以下、ハイコントラスト画像と記載する）が得られる。一方、第２の反射面１３では、生体凹部から入射される光及び生体凸部から入射される光の双方の光が反射され、撮像装置４には、生体凹部と生体凸部とが写った自然な画像（自然画像）が得られる。
【００２７】
上記のようなプリズムを認証装置に用いることにより、撮像面にはハイコントラスト画像と自然画像とが一度に写されるので、一度の撮影でハイコントラスト画像と自然画像とを撮像することができる。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態を説明する。
【００２９】
図５は第１の実施の形態における指紋認証装置の構成図である。
【００３０】
第１の実施の形態における指紋認証装置において、上述したプリズム１は、生体接触面１０が装置上側に設けられて指２の指紋の載置面となる位置に設けられる。
【００３１】
そして、可視光源３を指２の指先の爪上側に設置し、照射光が指先２の爪側から生体内部に侵入し、散乱しながら進むようにする。可視光源３の照射光の波長は、生体に対して透過率の高い波長を使用すべきであることは言うまでもないが、例えば、波長０．６μｍ〜１．４μｍの範囲では比較的高い透過率を示し、本発明の光源波長として有効である。また、可視光源３の種類は特に限定しないが、ＬＥＤは安価で高輝度であることから、ＬＥＤを用いても良い。
【００３２】
また、プリズム１の撮像面１１側には、撮像面１１を介して、指紋の隆線部及び谷線部がはっきりとしたハイコントラスト画像と、指の指紋部の自然画像とを撮像する撮像装置４が設けられている。撮像装置４は、入力された画像をデジタル信号に変換して出力するものでＣＣＤ、あるいはＣＭＯＳ等からなるイメージセンサを使用することができる。
【００３３】
次に、上述した生体認証装置の動作を説明する。
【００３４】
まず、認証に際して、指２を積載面であるプリズム１の生体接触面１０に積載する。
【００３５】
指２の指紋部位がプリズム１の生体接触面１０に積載された状態で、可視光源３が発光し、指２に対して撮影用の光が照射される。
【００３６】
指２から生体内に侵入した可視光源３の光は、細胞などの組織によって吸収、散乱されながら生体接触面１０まで達し、指紋の隆線部及び指紋の谷線部より散乱光として放射される。
【００３７】
次に、指紋の隆線部から出射した散乱光は生体接触面１０より下側のすべての領域に達し、第１の反射面１２により撮像面１１に反射される。一方、指紋の谷線部から出射した光は、空気層を介してプリズム１に入射し、指紋の隆線部から出射した散乱光と共に、第２の反射面１３により撮像面１１に反射される。
【００３８】
撮像装置４は、プリズム１の撮像面１１を透過した光により、一度の撮影で、指２の指紋部のハイコントラスト画像及び自然画像を撮像する。撮像装置４により、撮影された画像の一例を図６に示す。図６からもわかるように、指紋部位のハイコントラスト画像及び指紋部位を含む指２の自然画像が撮像されることが分かる。
【００３９】
このようにして得られたハイコントラスト画像から特徴量を抽出・照合を行うことにより、指紋の照合、認証を行うことができる。また、自然画像については、撮像された画像を表示装置に表示して目視で確認したり、所定の照合アルゴリズムを用いることにより、照合に際して偽造した指紋フィルムやテープなどを使用しているかを判別することができる。
【００４０】
このように、第１の実施の形態の認証装置は、偽造した指紋フィルムやテープなどを使用しているかを判別するための目視に近い自然画像と、指紋を照合するために用いられるコントラストの高い画像とを、１個の撮像装置で、一回の指の撮影により得ることができる。
【００４１】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態を説明する。
【００４２】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の構成に加えて、赤外光光源を設けて、指内部で散乱し、透過する光により、指の血管パターンを撮像する例を説明する。
【００４３】
図７は第２の実施の形態における認証装置の構成図である。図７に示すように、指２の上部に赤外光の赤外光源２０に追加し、指の血管パターンを撮像する血管撮像用の撮像装置２１を指２の下部の位置に設ける。
【００４４】
第２の実施の形態では、白色光源である可視光源３と赤外光の赤外光源２０とを時間的に切り替えて撮影する。例えば、最初に白色光源である可視光源３を発光し、撮像装置４により、自然画像とハイコントラスト画像とを撮影する。次に、赤外光の赤外光源２０を発光し、撮像装置２１により、指の血管パターンを撮像する。
【００４５】
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、血流による拍動や皮下組織による画像の変化も観察でき、生体判別に使用してより高精度の生体判別を行うができる。
【００４６】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態を説明する。
【００４７】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態に構成に加えて、赤外光の赤外光源２０を設け、赤外光による指の血管パターンと、ハイコントラスト画像及び自然画像とを、同時に撮像する例を説明する。
【００４８】
図８は第３の実施の形態における認証装置の構成図である。図８に示すように、指２の上部に赤外光の赤外光源２０に追加し、指の血管パターンを撮像する血管撮像用の撮像装置２１を指２の下部の位置に設ける。そして、第２の実施の形態と異なる所は、透過する光のうち可視光をカットして赤外光を通過する可視光カット赤外光通過フィルター３０を指２の下部と撮像装置２１との間に設ける。これにより、撮像装置２１には可視光がカットされた透過光が入射される。また、撮像装置４の前には赤外光カットフィルター３１を設ける。これにより、撮像装置４には赤外光がカットされた透過光が入射される。
【００４９】
以上の構成によれば、可視光原である可視光源３と赤外光である赤外光源２０とを同時に発光させ、撮像装置４により、自然画像とハイコントラスト画像とを撮影し、撮像装置２１により、指の血管パターンを撮像することができ、１度の撮影で、自然画像及びハイコントラスト画像と指の血管パターンの画像とを同時に得ることができる。
【００５０】
また、指２の下部に設けられる赤外光カットフィルター３１により、認証装置内部にほこりやごみといった異物の侵入がなくなり、認証装置のメンテナンスも容易となる。
【００５１】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態を説明する。
【００５２】
第４の実施の形態の認証装置では、プリズムの形状が上述した実施の形態に用いられるプリズム１と異なる。
【００５３】
図９は第４の実施の形態の認証装置におけるプリズム５の構成図である。プリズム５がプリズム１の形状と異なる所は、図９に示されるように、プリズム５の第１の側面１５及び第２の側面１６は、生体接触面１０と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成されている。すなわち、生体接触面１０に対向する面に向かってテーパーが付けられている点である。第１の反射面１２及び第２の反射面１３については、その面積が小さくなるがプリズム１と同様な角度で設けられている。
【００５４】
プリズム５を上記構成にすることにより、透過光源ではなく、反射光源を用いることができ、その光源位置をプリズム５の下部に設けることができる。また、プリズム５の底面側に光源を配置するよりも、第２反射面からの反射光による自然画像への影響、例えば、自然画像への光源の写りこみを防止することができる。
【００５５】
図１０は第４の実施の形態における認証装置の構成図である。
【００５６】
プリズム５の第１の側面１５と第２の側面１６に光を照射する可視光原４０が設けられている。可視光原４０の照射光の波長は、生体に対して透過率の高い波長を使用すべきであることは言うまでもないが、例えば、波長０．６μｍ〜１．４μｍの範囲では比較的高い透過率を示し、本発明の光源波長として有効である。また、可視光源４０の種類は特に限定しないが、ＬＥＤは安価で高輝度であることから、ＬＥＤを用いても良い。
【００５７】
次に、上述した生体認証装置の動作を説明する。
【００５８】
まず、認証に際して、指２を積載面であるプリズム１の生体接触面１０に積載する。
【００５９】
指２の指紋部位がプリズム１の生体接触面１０に積載された状態で、可視光原４０が発光し、指２に対して撮影用の光が照射される。
【００６０】
照射された光はプリズム５内を進行し、生体接触面１０を透過して指紋の隆線部及び指紋の谷線部に反射される。
【００６１】
次に、指紋の隆線部から出射した散乱光は生体接触面１０より下側のすべての領域に達し、第１の反射面１２により撮像面１１に反射される。一方、指紋の谷線部から出射した光は、空気層を介してプリズム５に入射し、指紋の隆線部から出射した散乱光と共に、第２の反射面１３により撮像面１１に反射される。
【００６２】
撮像装置４は、プリズム５の撮像面１１を透過した光により、一度の撮影で、指２の指紋部のハイコントラスト画像及び自然画像を撮像する。
【００６３】
このようにして得られたハイコントラスト画像から特徴量を抽出・照合を行うことにより、指紋の照合、認証を行うことができる。また、自然画像については、撮像された画像を表示装置に表示して目視で確認したり、所定の照合アルゴリズムを用いることにより、照合に際して偽造した指紋フィルムやテープなどを使用しているかを判別することができる。
【００６４】
第４の実施の形態の認証装置は、第１の実施の形態の認証装置と同様な効果を有するが、生体に照射する光の光源をプリズム下部に設置することができるので、生体の上部に光源を設置するのに比べ、より認証装置の小型化を図ることができる。
【００６５】
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態を説明する。
【００６６】
第５の実施の形態は、第４の実施の形態に加えて、赤外光光源を設けて、指内部で散乱して反射する光により、指の血管パターンを撮像する例を説明する。
【００６７】
図１１は第５の実施の形態における認証装置の構成図である。図１１に示すように、赤外光の赤外光源４１と、指の血管パターンを撮像する血管撮像用の撮像装置２１を指２の下部の位置に設ける。
【００６８】
第５の実施の形態では、白色光源である可視光源３と赤外光の赤外光源４１とを時間的に切り替えて撮影する。例えば、最初に白色光源である可視光源３を発光し、撮像装置４により、自然画像とハイコントラスト画像とを撮影する。次に、赤外光の赤外光源４１を発光し、撮像装置２１により、指の血管パターンを撮像する。
【００６９】
第５の実施の形態によれば、第４の実施の形態の効果に加え、血流による拍動や皮下組織による画像の変化も観察でき、生体判別に使用してより高精度の生体判別を行うができる。
【００７０】
＜第６の実施の形態＞
第６の実施の形態を説明する。
【００７１】
第６の実施の形態は、第４の実施の形態に加えて、赤外光光源を設けて、指内部で散乱して反射する光により、指の血管パターンと、ハイコントラスト画像及び自然画像とを、同時に撮像する例を説明する。
【００７２】
図１２は第６の実施の形態における認証装置の構成図である。図１２に示すように、赤外光の赤外光源４１と、指の血管パターンを撮像する血管撮像用の撮像装置２１を指２の下部の位置に設ける。また、赤外光源４１と撮像装置２１との上部に可視光カット赤外光透過フィルター４２を設ける。尚、可視光カット赤外光透過フィルター４２は、光源が写りこむので、撮像装置２１の近傍に設置する。また、撮像装置４の前には赤外光カットフィルター４３を設ける。これにより、撮像装置４には赤外光がカットされた透過光が入射される。
【００７３】
以上の構成によれば、可視光原である可視光原４０と赤外光である赤外光源４１とを同時に発光させ、撮像装置４により、自然画像とハイコントラスト画像とを撮影し、撮像装置２１により、指の血管パターンを撮像することができ、１度の撮影で、自然画像及びハイコントラスト画像と指の血管パターンの画像とを同時に得ることができる。
【００７４】
＜第７の実施の形態＞
第７の実施の形態を説明する。
【００７５】
第７の実施の形態は、第４の実施の形態に加えて、指２の上部にも可視光源３が配置されている点で異なる。
【００７６】
図１３は第７の実施の形態における認証装置の構成図である。図１３に示す如く、７の実施の形態における認証装置では、可視光源３が指２の上側に配置され、可視光原４０が第１の側面１５及び第２の側面１６の下部に配置されている。そして、可視光源３と可視光原４０とを時間的にずらして発光させ、それぞれの光によって指２を撮像装置４により撮像する。
【００７７】
第７の実施の形態における認証装置では、可視光源３による透過光により指２内の構造を反映した画像が得られ、可視光原４０による反射光により指２の表面を中心とした画像が得られる。異なる２種類の照射光（透過光と反射光）によって得られた２種類の画像を分析することにより、高精度な認証を行うことができる。例えば、指にシールが貼ってあった場合などは、透過光は画像が二重になり、偽造を見破ることができる。
【００７８】
＜第８の実施の形態＞
第８の実施の形態を説明する。
【００７９】
第８の実施の形態は、上述した各実施の形態を組み合わせたものであり、複数の可視光源と複数の赤外光光源とを設けて、より高精度な認証を行うものである。
【００８０】
図１４は第８の実施の形態における認証装置の構成図である。
【００８１】
図１４に示すように、指２の上部に可視光源３及び赤外光の赤外光源２０を設ける。また、第１の側面１５と第２の側面１６とに光を照射する可視光原４０が設けられている。また、赤外光の赤外光源４１と、指の血管パターンを撮像する血管撮像用の撮像装置２１を指２の下部の位置に設ける。また、赤外光源４１と撮像装置２１との上部に可視光カット赤外光透過フィルター４２を設ける。尚、可視光カット赤外光透過フィルター４２は、光源が写りこむので、撮像装置２１の近傍に設置する。また、撮像装置４の前には赤外光カットフィルター４３を設ける。これにより、撮像装置４には赤外光がカットされた透過光が入射される。
【００８２】
以上の構成において、透過光である可視光源３と赤外光源２０とを同時に発光させ、それぞれの光によって指２を撮像装置４及び撮像装置２１により撮像する。続いて、反射光である可視光原４０と赤外光源４１とを同時に発光させ、それぞれの光によって指２を撮像装置４及び撮像装置２１により撮像する。
【００８３】
このようにして得られた４つの画像を用いれば、高精度な認証を行うことができる。
【００８４】
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。
【００８５】
（付記１）  プリズム体と、撮像部と、生体に可視光を照射する可視光源とを有し、
前記プリズム体は、
生体と接触する生体接触面と、
前記生体接触面と接し、前記撮像部側の撮像面と、
前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、
前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面と
を備え、
前記撮像部は、前記撮像面を透過する、前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光と、前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光とを撮像する
認証装置。
【００８６】
（付記２）  前記可視光源を前記生体の上部に配置し、
前記撮像部は、前記生体内を透過する光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
付記１に記載の認証装置。
【００８７】
（付記３）  前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成され、
前記第１の側面及び前記第２の側面の下部に前記可視光源を配置し、
前記撮像部は、前記前記可視光源による可視光の前記生体の反射光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
付記１に記載の認証装置。
【００８８】
（付記４）  前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成され、
前記生体の上部に可視光を照射する第１の可視光源を配置し、前記第１の側面及び前記第２の側面の下部に可視光を照射する第２の可視光源を配置し、
前記撮像部は、前記第１の可視光源の可視光が前記生体内を透過する光及び前記第２の可視光源の可視光の前記生体の反射光が、前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
付記１から付記３のいずれかに記載の認証装置。
【００８９】
（付記５）  前記生体に赤外光を照射する赤外光源を、前記生体の上部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを時間をずらして発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを時間をずらして行う
付記１から付記４のいずれかに記載の認証装置。
【００９０】
（付記６）  前記赤外光を照射する赤外光源を前記生体の上部に配置し、
前記撮像装置の前面に赤外光カットする可視光透過フィルターを配置し、
前記生体の下部に可視光カットする赤外光透過フィルターを配置し、
前記赤外光透過フィルターの下部に、前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを同時に発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを同時に行う
付記１から付記５のいずれかに記載の認証装置。
【００９１】
（付記７）  前記生体に赤外光を照射する赤外光源を、前記生体の下部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを時間をずらして発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを時間をずらして行う
付記１から付記６のいずれかに記載の認証装置。
【００９２】
（付記８）  前記撮像装置の前面に赤外光カットする可視光透過フィルターを配置し、
前記赤外光を照射する赤外光源を前記生体の下部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記赤外光源及び第２の撮像部と、前記生体との間に可視光カットする赤外光透過フィルターを配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを同時に発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを同時に行う
付記１から付記７のいずれかに記載の認証装置。
【００９３】
（付記９）  前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光を撮像した画像が生体認証用のコントラスト画像であり、
前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光を撮像した画像が偽造確認用の自然画像である
付記１から付記８のいずれかに記載の認証装置。
【００９４】
（付記１０）  前記生体が人間の指である
付記１から付記９のいずれかに記載の認証装置。
【００９５】
（付記１１）  生体認証用のプリズム体であって、
生体と接触する生体接触面と、
前記生体接触面と接し、生体認証用の画像を撮像する撮像部側の撮像面と、
前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、
前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面と
を備える生体認証用のプリズム体。
【００９６】
（付記１２）  前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成されている
付記１１に記載の生体認証用のプリズム体。
【００９７】
（付記１３）  生体と接触する生体接触面と、
前記生体接触面と接し、生体認証用の画像を撮像する撮像部側の撮像面と、
前記撮像面と対向し、前記生体接触面と接して前記生体の凹部からの入射光に対して臨界角度以下になる角度を成し、前記生体の凸部からの入射光を前記撮像面に反射する反射体が形成された第１の反射面と、
前記撮像面と対向し、前記第１の反射面と接し、前記生体の凹部からの入射光と前記生体の凸部からの入射光とを前記撮像面に反射する反射体が形成された第２の反射面と
を備えるプリズム体の前記生体接触面に生体を接触させ、
前記生体に可視光を照射し、
前記撮像面を透過する、前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光と、前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光とを撮像する
認証方法。
【００９８】
（付記１４）  可視光を前記生体の上部から照射し、
前記生体内を透過する光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
付記１３に記載の認証方法。
【００９９】
（付記１５）  前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成され、
前記第１の側面及び前記第２の側面の下部から、前記第１の側面及び前記第２の側面に可視光を照射し、
前記生体の反射光が前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
付記１３に記載の認証方法。
【０１００】
（付記１６）  前記プリズム体の第１の側面及び第２の側面は、前記生体接触面と成す角度が９０度よりも小さくなるように形成され、
前記生体の上部に可視光を照射する第１の可視光源を配置し、前記第１の側面及び前記第２の側面の下部に可視光を照射する第２の可視光源を配置し、
前記撮像部は、前記第１の可視光源の可視光が前記生体内を透過する光及び前記第２の可視光源の可視光の前記生体の反射光が、前記第１の反射面及び前記第２の反射面により反射された光を撮像する
付記１３から付記１５のいずれかに記載の認証方法。
【０１０１】
（付記１７）  前記生体に赤外光を照射する赤外光源を、前記生体の上部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを時間をずらして発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを時間をずらして行う
付記１３から付記１６のいずれかに記載の認証方法。
【０１０２】
（付記１８）  前記赤外光を照射する赤外光源を前記生体の上部に配置し、
前記撮像装置の前面に赤外光カットする可視光透過フィルターを配置し、
前記生体の下部に可視光カットする赤外光透過フィルターを配置し、
前記赤外光透過フィルターの下部に、前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを同時に発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを同時に行う
付記１３から付記１７のいずれかに記載の認証方法。
【０１０３】
（付記１９）  前記生体に赤外光を照射する赤外光源を、前記生体の下部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを時間をずらして発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを時間をずらして行う
付記１３から付記１８のいずれかに記載の認証方法。
【０１０４】
（付記２０）  前記撮像装置の前面に赤外光カットする可視光透過フィルターを配置し、
前記赤外光を照射する赤外光源を前記生体の下部に配置し、
前記生体を透過した赤外光を撮像する第２の撮像部を、前記生体の下部に配置し、
前記赤外光源及び第２の撮像部と、前記生体との間に可視光カットする赤外光透過フィルターを配置し、
前記可視光源と前記赤外光源とを同時に発光させ、
前記可視光源の可視光による生体の撮像と前記赤外光源の赤外光による生体の撮像とを同時に行う
付記１３から付記１９のいずれかに記載の認証方法。
【０１０５】
（付記２１）  前記第１の反射面により反射された前記生体の凸部の光を撮像した画像が生体認証用のコントラスト画像であり、
前記第２の反射面により反射された前記生体の凹部からの光及び前記生体の凸部からの光を撮像した画像が偽造確認用の自然画像である
付記１３から付記２０のいずれかに記載の認証方法。
【０１０６】
（付記２１）  前記生体が人間の指である
付記１３から付記２１のいずれかに記載の認証方法。
【０１０７】
以上好ましい実施の形態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。
【０１０８】
本出願は、２０１２年３月２７日に出願された日本出願特願２０１２−０７１９２０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】
【０１０９】
１      プリズム
２      指
３      可視光源
４      撮像装置
５      プリズム
１０    生体接触面
１１    撮像面
１２    第１の反射面
１３    第２の反射面
１５    第１の側面
１６    第２の側面
２０    赤外光源
２１    撮像装置
３０    可視光カット赤外光通過フィルター
３１    赤外光カットフィルター
４０    可視光源
４１    赤外光源
４２    可視光カット赤外光透過フィルター
４３    赤外光カットフィルター
【図１】
2013146760.tif 000003
【図２】
2013146760.tif 000004
【図３】
2013146760.tif 000005
【図４】
2013146760.tif 000006
【図５】
2013146760.tif 000007
【図６】
2013146760.tif 000008
【図７】
2013146760.tif 000009
【図８】
2013146760.tif 000010
【図９】
2013146760.tif 000011
【図１０】
2013146760.tif 000012
【図１１】
2013146760.tif 000013
【図１２】
2013146760.tif 000014
【図１３】
2013146760.tif 000015
【図１４】
2013146760.tif 000016
【国際調査報告】
2013146760.tif 000017
2013146760.tif 000018
2013146760.tif 000019
2013146760.tif 000020