(57)【要約】【課題】従来方式における第一赤外線ＬＥＤ２又は第二赤外線ＬＥＤ４のどちらか一方のみを照射した場合、撮像領域全体で品質の良い画像を取得するために必要な均等な明るさが得られず、個人認証を適切に行なうことが困難となってしまう。【解決手段】生体の静脈画像により認証を行なう生体認証装置であって、静脈画像を撮像する際に生体を設置する載置面と、前記載置面に設置された生体へ赤外光を照射する複数の光源と、前記複数の光源から照射された光によって、前記生体の静脈画像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記静脈画像を処理する画像処理部とを備え、前記複数の光源と前記撮像部とは、前記載置面に設置された前記生体に対して同一側に設けられ、前記複数の光源は、前記撮像部に対して同一側に設けられていることを特徴とする生体認証装置を用いる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の静脈画像により認証を行なう生体認証装置であって、
静脈画像を撮像する際に生体を設置する載置面と、
前記載置面に設置された生体へ赤外光を照射する複数の光源と、
前記複数の光源から照射された光によって、前記生体の静脈画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記静脈画像を処理する画像処理部とを備え、
前記複数の光源と前記撮像部とは、前記載置面に設置された前記生体に対して同一側に設けられ、
前記複数の光源は、前記撮像部に対して同一側に設けられていることを特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体認証装置であって、
前記複数の光源は少なくとも、第１の光源と、前記第１の光源よりも前記撮像部に近い位置に設置された第２の光源とを備え、
前記撮像部は前記生体の静脈画像を複数回撮像し、
前記画像処理部は、前記撮像部により撮像された複数の静脈画像を合成処理することを特徴とする生体認証装置。
【請求項３】
請求項２に記載の生体認証装置であって、
前記撮像部が撮像する複数の静脈画像のうち、第１の静脈画像は、前記第１の光源から照射された光により撮像され、第２の静脈画像は、前記第１の光源及び前記第２の光源から照射された光により撮像されることを特徴とする生体認証装置。
【請求項４】
請求項３に記載の生体認証装置であって、
前記第１の静脈画像を撮像する際の前記第１の光源の照射強度は、前記第２の静脈画像を撮像する際の前記第１の光源の照射強度よりも小さいことを特徴とする生体認証装置。
【請求項５】
請求項２に記載の生体認証装置であって、
前記撮像部が撮像する複数の静脈画像のうち、第１の静脈画像は、前記第１の光源から照射された光により撮像され、第２の静脈画像は、前記第２の光源から照射された光により撮像されることを特徴とする生体認証装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の生体認証装置であって、
静脈画像を撮像される前記生体は指であり、
前記複数の光源は、前記撮像部に対して前記生体の指先側に設けられていることを特徴とする生体認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人を認証する認証装置に関し、特に、生体の静脈情報を用いて認証を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体の静脈を認証して個人認証を行なう装置が開発されている。例えば、指静脈認証装置の例として特許文献１がある。特許文献１には、「生体の提示の際に生じる位置ずれを吸収するために、互いに撮像位置の異なる複数の登録データを複数回の生体の提示によって獲得することで、認証精度が高く、かつ小型で平面的な静脈認証装置を提供することを目的」とし、その解決手段として、「本発明の生体情報処理装置は、生体を設置する載置面と、上記生体に光を照射する光源と、該生体を透過した光を撮像し登録画像候補を取得する撮像部と、上記撮像された複数の登録画像候補から血管パターンを抽出し登録パターンとする処理部とを有し、上記処理部は上記登録画像の取得後に上記載置面から該生体が離れたかを検知し、更に、再度上記生体の上記載置面への設置後に上記撮像部で撮像された画像を上記登録画像候補とすることを特徴とする。」との記載がある（特許文献１の要約参照）。
【０００３】
ここで、それぞれ図１は従来方式における指静脈認証装置の構成、図２は従来方式における静脈画像、図３は従来方式の輝度分布の一例を示す概略図である。図１に示す従来方式は、指の側面に光源を設けず、光源と検出器とを測定対象である生体に対して同じ側に設けることで、装置の高さ方向の大きさを低減するシステムである（例えば、特許文献１等）。このような従来方式では、例えば図１の様に第一赤外線ＬＥＤ２と第二赤外線ＬＥＤ４が撮像部３を挟んで指先方向と指付け根方向に配置されている。装置の高さ方向の大きさを低減する当該方式では、この両方のＬＥＤ２、４を最適な明るさで照射することにより図３に示すような輝度分布が得られ、品質の良い画像領域７が撮像領域全体で得ることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８―１８１５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１の従来方式の構造は第一赤外線ＬＥＤ２と第二赤外線ＬＥＤ４が撮像部３を挟んで指先方向と指付け根方向に配置されている。ここで、図１の従来方式における第一赤外線ＬＥＤ２又は第二赤外線ＬＥＤ４のどちらか一方のみを照射した場合、撮像領域全体で品質の良い画像を取得するために必要な均等な明るさが得られず、個人認証を適切に行なうことが困難となってしまう。したがって当該従来方式では、第一赤外線ＬＥＤ２と第二赤外線ＬＥＤ４のいずれか一方を装置から削除することはできず、装置のさらなる小形化が難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、上記課題を改善するため、一例として特許請求の範囲に記載の構成を用いる。具体的には、例えば、生体の静脈画像により認証を行なう生体認証装置であって、静脈画像を撮像する際に生体を設置する載置面と、前記載置面に設置された生体へ赤外光を照射する複数の光源と、前記複数の光源から照射された光によって、前記生体の静脈画像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記静脈画像を処理する画像処理部とを備え、前記複数の光源と前記撮像部とは、前記載置面に設置された前記生体に対して同一側に設けられ、前記複数の光源は、前記撮像部に対して同一側に設けられていることを特徴とする生体認証装置を用いる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、認証性能に優れ且つ小型の生体認証装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の方式の生体認証装置の一例を示す図
【図２】従来の方式の静脈画像の一例を示す図
【図３】従来の方式の輝度分布の一例を示す図
【図４】本実施例における生体認証装置の一例を示す図
【図５】本実施例における一次撮像時の静脈画像の一例を示す図
【図６】本実施例における二次撮像時の静脈画像の一例を示す図
【図７】本実施例における一次撮像と二次撮像の合成画像の一例を示す図
【図８】本実施例における輝度分布の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図４に本実施例における生体認証装置の構成例を示す。
【００１０】
なお、本実施例では、指の静脈画像を取得して個人認証を行なう場合を例に説明をする。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、同様の装置構成で他の生体（例えば、手のひら等）に対して静脈画像の撮像を行なう個人認証装置にも適用可能である。
【００１１】
図４において、第一赤外線ＬＥＤ２及び第二赤外線ＬＥＤ４は、載置面１１に設置された指１に対し、赤外光を照射する光源である。撮像部３は、第一赤外線ＬＥＤ２または第二赤外線ＬＥＤ４から照射された赤外光によって、指１の静脈画像を撮像する。すなわち、当該赤外光は、指１で透過・散乱し、撮像部３はその光を検知して指の静脈画像を撮像する。そして、撮像部３により撮像された静脈画像は、画像処理部１０によって所定の処理が行なわれ、個人認証処理が行なわれる。
【００１２】
本実施例の装置では、赤外線ＬＥＤ２、４及び撮像部３が、載置面１１に設置された指１に対して同一側に設けられている。すなわち、赤外線ＬＥＤ２、４は、指の側面側や、上方側から赤外光を照射する方式とは異なり、下側（すなわち、撮像部３と同一側）から、指１へ向けて赤外光を照射する方式となっている。この方式により、装置の高さ方向の大きさを低減することが可能となるが、一方で撮影領域全体に渡って適切な輝度分布を得る必要がある。
【００１３】
そこで、本実施例における生体認証装置では、第一赤外線ＬＥＤ２及び第二赤外線ＬＥＤ４を撮像部３に対して指１の指先側に搭載する。そして、第二赤外線ＬＥＤ４は、第一赤外線ＬＥＤ２よりも撮像部３に近い位置に設けられている。ここで、本実施例では赤外線ＬＥＤ２、４を撮像部３に対して指１の指先側に搭載する例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、赤外線ＬＥＤ２、４が、撮像部３に対して同一側に設けられている構成であればよい。すなわち、撮像部３に対して指１の付け根側、あるいは指１側面の一方向側に、赤外線ＬＥＤ２、４が設けられた構成であってもよい。
【００１４】
次に、本実施例における静脈画像の撮像処理の流れを図５から７を用いて説明する。まず、第一赤外線ＬＥＤ２を照射し図５に示すような指先側半分の画像を取得し一次撮像時の画像とする。次に、指付け根側の画像を取得する為、第一赤外線ＬＥＤ２の輝度を上げ、図６に示す二次撮像時の静脈画像を取得する。この際、二次撮像時の静脈画像ではほとんどの場合、第一赤外線ＬＥＤ２の輝度が不足するため、第二赤外線ＬＥＤ４を照射し輝度を補い指付け根側半分の品質の良い画像を取得する。一次撮像時および二次撮像時のそれぞれの静脈画像は、画像処理部１０によって処理される。そして、一次撮像で得られた指先側の静脈画像と二次撮像で得られた指付け根側の静脈画像を使って図７に示すように１つの指静脈画像情報として合成され、個人認証処理が行なわれる。
【００１５】
次に、輝度分布の面から本実施例の効果を説明する。図８は、一次撮像と二次撮像で得られた静脈画像の輝度分布の一例を示す図である。撮像部３のセンサ許容量は、有限の範囲（レンジ）で決められるため、適切な静脈画像を得るためには、輝度分布を撮像領域内全体に渡って、センサ許容量のレンジ内に収まるよう、調整する必要がある。すなわち、ある撮像領域内において、光源から照射される赤外光の輝度が大きすぎると、撮像部３のセンサ許容量を越えてしまい輝度飽和が生じるため、適切な静脈画像を得られなくなる。一方、逆に照射される輝度が小さすぎても、撮像部３のセンサは赤外光を検知できないため、適切な静脈画像を得ることはできない。
【００１６】
例えば、一次撮像時では、撮像領域８の上側半分程度の領域において、輝度が品質の良い画像領域７内（すなわち、センサ許容量のレンジ内）に収まっているが、撮像領域８の下半分程度の領域においては赤外光の輝度値が足りず、適切な静脈画像が得られないことが分かる。そこで、二次撮像時では、当該下半分の領域について、輝度値が適切となるよう、赤外線ＬＥＤ２、４を制御する。すなわち二次撮像時では、第一赤外線ＬＥＤ２の輝度を上げ、さらに下側領域の輝度値を補うべく、第二赤外線ＬＥＤ４を照射する。これにより、二次撮像時の輝度分布は、撮像領域８の下側半分程度の領域において、輝度が品質の良い画像領域７内（すなわち、センサ許容量のレンジ内）に収まるようにすることができる。
【００１７】
上記二次撮像時の際、上側領域については輝度飽和が生じ、適切な静脈画像が得られないことになるが、当該輝度飽和領域が、一次撮像時における品質の良い画像領域７（すなわち、輝度分布が適切なレンジに収まる領域）に重なるため、問題は解消される。すなわち、このように撮像した一次撮像画像と、二次撮像画像とを合成することにより、撮像部３のセンサ許容量の問題を解消し、撮像領域内全体に渡って適切な静脈画像を得ることができる。
【００１８】
また、輝度不足にならなければ第一赤外線ＬＥＤ２だけを使った方が、撮像領域内８の輝度値の変化の少ない画像を得ることが出来る為、第二赤外線ＬＥＤ４は、輝度不足を補う為の補助的な役割とし、必要に応じ照射を行なう構成とすれば、より品質の良い画像を取得することが期待出来る。
【００１９】
また、他の実施の形態の例としては、輝度分布の状況に応じて、一次撮像時には第一赤外線ＬＥＤ２を、二次撮像時には第二赤外線ＬＥＤ４を用いて、それぞれのＬＥＤを一次と二次の撮像で排他的に制御する方式としても良い。
【００２０】
上述した本実施例によれば、認証性能に優れ、且つ小型の生体認証装置を提供することができる。すなわち、赤外線ＬＥＤを、撮像部３に対して一方側に集約することで、他方のスペースを削減することで装置を面方向に小型化できる。さらにその場合であっても、本実施例によれば、適切な静脈画像を得ることができ、認証性能にも優れた小型の生体認証装置を提供することができる。
【００２１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・指
２・・・第一赤外線ＬＥＤ
３・・・撮像部
４・・・第二赤外線ＬＥＤ
５・・・輝度飽和領域
６・・・輝度不足領域
７・・・品質の良い画像領域
８・・・輝度領域
９・・・カメラ
１０・・・画像処理部
１１・・・載置面
【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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