(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストでありつつ、高精度な生体認証装置およびこれを用いる解錠システムを提供する。【解決手段】生体認証装置１は、利用者の所定部位として手のひらｈがかざされたことを検知するとともに当該所定部位の情報として静脈パターンを認識する発光ＬＥＤ３および受光ＬＥＤ４と、予め静脈パターンの内容が記憶された記憶手段としてのメモリ４０と、発光ＬＥＤ３および受光ＬＥＤ４に認識された静脈パターンとメモリ４０に予め記憶された静脈パターンとを比較して双方が一致すると判断された場合に利用者が本人であることを認証する制御手段としての中央処理装置（ＣＰＵ）３０と、を有する。【選択図】図１
2015038701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の所定部位の情報により本人確認を行うための生体認証装置であって、
前記利用者の前記所定部位が装置にかざされたことを検知するとともに当該所定部位の情報を取得する複数の発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）と、予め前記所定部位の情報が記憶された記憶手段と、ＬＥＤにより取得された前記利用者の前記所定部位の情報と前記記憶手段に記憶された当該所定部位の情報とを比較して双方の情報が一致すると判断された場合に前記利用者が本人であると認証する制御手段と、を有することを特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
ＬＥＤは、発光用のＬＥＤと受光用のＬＥＤとで、それぞれ対をなして平面状に複数配置されるとともに、これらのＬＥＤのうち、
赤外線を発するＬＥＤ（赤外線ＬＥＤ）であって、
前記発光用のＬＥＤを発光させ、前記利用者の前記所定部位に反射した光を前記受光用のＬＥＤで受けることにより、当該所定部位がかざされたことを検知する検知ＬＥＤと、
前記検知ＬＥＤにより前記所定部位がかざされたことが検知されたならば前記発光用のＬＥＤを発光させ、当該所定部位により反射した光を前記受光用のＬＥＤで受けることにより、前記所定部位の情報を取得する情報取得ＬＥＤと、を備える請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記所定部位は手のひらであり、当該所定部位の情報は静脈パターンであって、
前記情報取得ＬＥＤが相対的に前記手のひらの面積より大きい面積を占めるように配置されるとともに、その中心位置に前記検知ＬＥＤが配置され、
さらに、前記検知ＬＥＤおよび前記情報取得ＬＥＤが配置された装置平面の各角および各辺の中央部の少なくともいずれかの付近に、前記発光用のＬＥＤを発光させ、前記利用者の手のひらまたはそれから伸びる指に反射した光を前記受光用のＬＥＤで受けることにより、該当箇所に前記利用者の手のひらまたはそれから伸びる指がかざされたとして装置平面に対する手のひらの角度を検知する角度検知ＬＥＤが配置される請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記所定部位は手の指であり、当該所定部位の情報は静脈パターンであって、
前記情報取得ＬＥＤが前記指よりも相対的に大きい面積を占めるように形成されるとともに、前記情報取得ＬＥＤの外側に前記指の先および付け根の少なくともいずれかを検知するように前記検知ＬＥＤが配置される請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記角度検知ＬＥＤは赤外線ＬＥＤである請求項３または４に記載の生体認証装置。
【請求項６】
前記情報取得ＬＥＤは、前記所定部位からの反射光を受けた前記受光用のＬＥＤから、電圧が出力されない場合には当該情報取得ＬＥＤの位置に静脈が存在し、電圧が出力される場合には当該情報取得ＬＥＤの位置に静脈が存在しないと判断することにより、前記静脈パターンを取得する請求項１から５のいずれかに記載の生体認証装置。
【請求項７】
前記受光用のＬＥＤが、前記発光用のＬＥＤの間に架設される請求項２から６のいずれかに記載の生体認証装置。
【請求項８】
各ＬＥＤ上にレンズが設けられる請求項１から７のいずれかに記載の生体認証装置。
【請求項９】
前記レンズは平凸レンズであり、前記発光用のＬＥＤに対して凸面を、前記受光用のＬＥＤに対して平面を、それぞれ向けて配置される請求項８に記載の生体認証装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の生体認証装置を用いる解錠システムであって、前記制御手段により前記利用者が本人であると認証された場合に解錠されることを特徴とする解錠システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者の所定部位の情報により本人確認を行うための生体認証装置およびこれを用いる解錠システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
セキュリティを高める目的から、各利用者の生体情報が固有であることに着目し、その中でも認識しやすい、静脈の情報により本人確認を行う生体認証装置が普及しつつある。
【０００３】
この生体認証装置においては、指の静脈により認証する装置（例えば特許文献１参照）と、手のひらの静脈により認証する装置（例えば特許文献２参照）とが知られているが、指では情報量が少なく精度が低いことがあるため、高いセキュリティが要求される場合には手のひらの静脈を認識できる装置の方が望ましい。
【０００４】
ここで、上記の各装置では、静脈の情報の取得をＣＣＤ等のイメージセンサにより画像を得て行っており、これが現在の装置では一般的な手法となっている。
【０００５】
一方、特許文献３に記載の血管像入力装置では、利用者の指や手のひらに当てた光をレンズで集光して光センサで静脈の情報を取得可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１６４０４３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９８８１７号公報
【特許文献３】特開２００９−２６２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１または２に記載の静脈認証装置のようにＣＣＤ等のイメージセンサを用いると、その単価が高くコストが嵩んでしまい、高精度な装置は、例えば、大手銀行や大企業、富裕層向け商業・サービス施設といった資金力がある者でないと設置することが困難であった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の血管入力装置でも、光センサとレンズを用いるとコスト削減効果は十分でないし、この装置においてもイメージセンサを用いることを排除しているわけではない。
【０００９】
本発明の目的は、低コストでありつつ、高精度な生体認証装置およびこれを用いる解施システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
＜１＞  利用者の所定部位の情報により本人確認を行うための生体認証装置であって、前記利用者の前記所定部位が装置にかざされたことを検知するとともに当該所定部位の情報を取得する複数の発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）と、予め前記所定部位の情報が記憶された記憶手段と、ＬＥＤにより取得された前記利用者の前記所定部位の情報と前記記憶手段に記憶された当該所定部位の情報とを比較して双方の情報が一致すると判断された場合に前記利用者が本人であると認証する制御手段と、を有することを特徴とする生体認証装置である。
【００１１】
＜２＞  ＬＥＤは、発光用のＬＥＤと受光用のＬＥＤとで、それぞれ対をなして平面状に複数配置されるとともに、これらのＬＥＤのうち、赤外線を発するＬＥＤ（赤外線ＬＥＤ）であって、前記発光用のＬＥＤを発光させ、前記利用者の前記所定部位に反射した光を前記受光用のＬＥＤで受けることにより、当該所定部位がかざされたことを検知する検知ＬＥＤと、前記検知ＬＥＤにより前記所定部位がかざされたことが検知されたならば前記発光用のＬＥＤを発光させ、当該所定部位により反射した光を前記受光用のＬＥＤで受けることにより、前記所定部位の情報を取得する情報取得ＬＥＤと、を備える＜１＞に記載の生体認証装置である。
【００１２】
＜３＞  配置されたＬＥＤが枠に収容される＜１＞または＜２＞に記載の生体認証装置である。
【００１３】
＜４＞  前記枠の前記受光用のＬＥＤを囲む側には外乱を反射させる突起が形成される＜３＞に記載の生体認証装置である。
【００１４】
＜５＞  前記所定部位は手のひらであり、当該所定部位の情報は静脈パターンであって、前記情報取得ＬＥＤが相対的に前記手のひらの面積より大きい面積を占めるように配置されるとともに、その中心位置に前記検知ＬＥＤが配置され、さらに、前記検知ＬＥＤおよび前記情報取得ＬＥＤが配置された装置平面の各角および各辺の中央部の少なくともいずれかの付近に、前記発光用のＬＥＤを発光させ、前記利用者の手のひらまたはそれから伸びる指に反射した光を前記受光用のＬＥＤで受けることにより、該当箇所に前記利用者の手のひらまたはそれから伸びる指がかざされたとして装置平面に対する手のひらの角度を検知する角度検知ＬＥＤが配置される＜２＞から＜４＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００１５】
＜６＞  前記角度検知ＬＥＤにより検知された角度に基づいて、前記情報取得ＬＥＤにより取得された前記静脈パターンについてアフィン変換を行い、予め前記記憶手段に記憶された前記静脈パターンとの照合を行う＜５＞に記載の生体認証装置である。
【００１６】
＜７＞  前記所定部位は手の指であり、当該所定部位の情報は静脈パターンであって、前記情報取得ＬＥＤが前記指よりも相対的に大きい面積を占めるように形成されるとともに、前記情報取得ＬＥＤの外側に前記指の先および付け根の少なくともいずれかを検知するように前記検知ＬＥＤが配置される生体認証装置＜２＞から＜４＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００１７】
＜８＞  前記角度検知ＬＥＤは赤外線ＬＥＤである＜５＞から＜７＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００１８】
＜９＞  前記検知ＬＥＤおよび前記角度検知ＬＥＤの発光はパルス発光である＜５＞から＜８＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００１９】
＜１０＞  前記情報取得ＬＥＤは、前記所定部位からの反射光を受けた前記受光用のＬＥＤから、電圧が出力されない場合には当該情報取得ＬＥＤの位置に静脈が存在し、電圧が出力される場合には当該情報取得ＬＥＤの位置に静脈が存在しないと判断することにより、前記静脈パターンを取得する＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００２０】
＜１１＞  前記受光用のＬＥＤが、前記発光用のＬＥＤの間に架設される＜２＞から＜１０＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００２１】
＜１２＞  各ＬＥＤ上にレンズが設けられる＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００２２】
＜１３＞  前記レンズは、凸レンズまたは平凸レンズである＜１２＞に記載の生体認証装置である。
【００２３】
＜１４＞  前記平凸レンズは、前記発光用のＬＥＤに対して凸面を、前記受光用のＬＥＤに対して平面を、それぞれ向けて配置される＜１３＞に記載の生体認証装置である。
【００２４】
＜１５＞  前記レンズは非球面レンズである＜１２＞から＜１４＞のいずれかに記載の生体認証装置である。
【００２５】
＜１６＞  ＜１＞から＜１５＞のいずれかに記載の生体認証装置を用いる解錠システムであって、前記制御手段により前記利用者が本人であると認証された場合に解錠されることを特徴とする解錠システムである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の生体認証装置によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）により利用者の所定部位の情報を取得するので、ＬＥＤは相対的に安価であることからコストの低減を図ることができ、大量の情報が必要となる高精度な装置であっても広く一般的に用いることが可能となる。
【００２７】
本発明の解錠システムによれば、本発明の生体認証装置を用いるので大量の情報が必要となる高精度なシステムであっても広く一般的に用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の生体認証装置のシステム概要を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の一形態の生体認証装置の平面図である。
【図３】図３（ａ）は発光用のＬＥＤと受光用のＬＥＤの配置を示す側面図であり、（ｂ）は発光用のＬＥＤから発するパルスパターンの一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の生体認証装置の動作手順の概要を説明する図であり、（ｂ）は当該装置によるアフィン変換について説明する図である。
【図５】図５は、本発明の解錠システムの解錠の流れの一例を示すフロー図である。
【図６】図６は、本発明の他の形態の生体認証装置の平面図である。
【図７】図７は、指で認証する形態の本発明の生体認証装置の平面図である。
【図８】図８は、受光用のＬＥＤを発光用のＬＥＤ間に架設した場合の配置を示す側面図である。
【図９】図９はＬＥＤ上にレンズを設けた場合の配置を示す側面図であり、それぞれ、（ａ）はＬＥＤ上に凸レンズを設けた場合、（ｂ）は平凸レンズを設けた場合、（ｃ）は平凸の非球面レンズを設けた場合である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。また、各ＬＥＤの大きさは、図面の制約上、適宜縮小して描いてある。
【００３０】
図１は本発明の生体認証装置のシステム概要を説明する図であり、図２は本発明の一形態の生体認証装置の平面図である。図３（ａ）は発光用のＬＥＤと受光用のＬＥＤの配置を示す側面図、図３（ｂ）は発光用のＬＥＤから発するパルスパターンの一例を示す図、図４（ａ）は本発明の生体認証装置の動作手順の概要を説明する図、図４（ｂ）は当該装置によるアフィン変換について説明する図である。
【００３１】
図１に示すように、本発明の生体認証装置１は、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）２と、信号増幅器（以下「アンプ」という。）２０と、制御手段としての中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）３０と、記憶手段としてのメモリ４０と、周辺機器５０と、通信手段６０とから主に構成されている。
【００３２】
ＬＥＤ２は、発光用のＬＥＤ（以下「発光ＬＥＤ」という。）３と、受光用のＬＥＤ（以下「受光ＬＥＤ」という。）４とを備えている。そして、発光ＬＥＤ３を発光させ、手のひらｈにより反射した光を受光ＬＥＤ４で受けることにより、生体認証装置１の利用者の所定部位としての図示の例では手のひらｈがかざされたことを検知するとともに、この手のひらｈの情報を取得するようになっている。
【００３３】
ＣＰＵ３０は、発光ＬＥＤ３の発光パターンを制御する一方、受光ＬＥＤ４で受けた光が、アンプ２０によって増幅され、ＣＰＵ３０に伝えられる。アンプ２０は、受光ＬＥＤ４で受けた光の量が十分であれば、なくてもよい。
【００３４】
また、ＣＰＵ３０は、メモリ５０および通信手段６０と、有線または無線により双方向接続されている。
【００３５】
通信手段６０は、図示の例では、新たに登録された利用者の所定部位の情報として、手のひらの静脈のパターン情報をリアルタイムでＣＰＵ３０に送信して装置のメンテナンスを行う。
【００３６】
メモリ４０は、ＣＰＵ３０から提供された上述の新たな利用者の情報をテンプレートとして記憶しておき、利用者を認証する際には、その情報をＣＰＵ３０に提供する。
【００３７】
また、ＣＰＵ３０は、周辺機器５０として、例えば、ディスプレイ、キーボード、プリンタ、マウス等の入出力装置（Ｉ／Ｏ）や、例えば解錠システムのように、装置による認証に基づき作動する外部駆動システムを制御する。
【００３８】
図２に示すように、生体認証装置１は、手のひらをかざす面となる上面が正方形状に形成されている。なお、この面には、ＬＥＤを保護する目的で、例えば、透明プラスチック板、アクリル板等の赤外線を透過する材料からなる、図示しないカバーを被せてある。
【００３９】
ＬＥＤは、発光ＬＥＤ３と受光ＬＥＤ４とが対をなして配置されており、検知ＬＥＤ５と情報取得ＬＥＤ６と角度検知ＬＥＤ７とから構成されている。
【００４０】
検知ＬＥＤ５は、装置平面の中心部に正方形をなすように配置された二対の発光ＬＥＤ３と受光ＬＥＤ４である。なお、図中では、検知ＬＥＤ５は情報取得ＬＥＤ６との区別の便宜のために斜線を付してある。
【００４１】
情報取得ＬＥＤ６は、この生体認証装置１の内周であって検知ＬＥＤを除く部分に、少なくとも一般的男性の手のひらの面積よりは広く（通常は女性より男性の方が大きいため）、装置平面の内周を埋めるように、多数個が正方形状に配置されている。
【００４２】
この情報所得ＬＥＤ６により形成される正方形の辺長は、例えば９０〜１３０ｍｍであることが好ましい。したがって、ＬＥＤを、ある程度の隙間を持たせながらこの大きさとなるように配置することになる。ＬＥＤは、多数個を配置して精度を高めるためには多いことが好ましい。そのため、ＬＥＤは径が小さいほど好ましく、具体的には３ｍｍ以下とすることが好ましい。ここで、図示の例は、２ｍｍの径のＬＥＤを２．５ｍｍ四方の枠８に入れて９５ｍｍ×９５ｍｍとなるように配置した場合を想定したものであり、検知ＬＥＤ５と情報取得ＬＥＤ６とで３８個×３８個が配置されている。
【００４３】
角度検知ＬＥＤ７は、装置上面の角部および辺の中央部付近に、正方形をなすように配置された二対の発光ＬＥＤ３と受光ＬＥＤ４である。
【００４４】
これらのＬＥＤは、いずれも赤外線ＬＥＤを使用している。これは、生体組織が７００〜１２００ｎｍの近赤外光領域の光を吸収しやすいためである。ただし、角度検知ＬＥＤ７については、手のひらがかざされたことが判ればよいので、可視光ＬＥＤを用いてもよい。なお、可視光ＬＥＤを用いる場合には、対応するＬＥＤが吸収しやすい色をマーカとして利用者につけてもらってもよい。また、角度検知ＬＥＤ７は、同様の理由から、光センサ等を用いてもよい。
【００４５】
ＬＥＤの形状は、例えば、砲弾型、帽子型、凹型等の様々なものが挙げられるが、これらの中でも砲弾型、つまり先端が略円形に尖った形状のものが、発光が直線指向であり、受光ＬＥＤ４に８割程度の光が届き、アンプ２０等の光量を増やす部材を設ける必要がなくなることから好ましい。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、各ＬＥＤ２は、発光ＬＥＤ３の光を直接、受光ＬＥＤ４が受けてしまうことを防ぐために、いずれも枠８内に収容されている。受光ＬＥＤ４が収容される枠８においては、自然光等の外乱による受光ＬＥＤ４の誤作動を防ぐために一対の突起９が枠壁から内側へ突出して形成されている。この突起９は、外乱の侵入を防ぎつつ、手のひらからの反射光を受光ＬＥＤ４で確実に受けられるようにするために、内側に向けて下方に傾斜させている。
【００４７】
検知ＬＥＤ５は、図３（ｂ）に示すように、例えば８回程度の任意のパルスを１パターンとして、このパルスパターンで反復的に発光ＬＥＤが常時発光する。手のひらがかざされた場合には、このパルスパターンを受光ＬＥＤで受けることにより、情報取得ＬＥＤが発光して静脈認証を行うようにＣＰＵにより制御される。なお、パルス発光とするのは、自然光と区別しやすくするためである。
【００４８】
角度検知ＬＥＤ７は、発光ＬＥＤ３から発したパルスを受光ＬＥＤ４で受けることにより、その位置において、はみ出た手のひら、あるいは手のひらから伸びる指の存在を認識し、その情報に基づき、どの角度で手のひらがかざされたかを検知する。
【００４９】
つまり、角度検知ＬＥＤ７は、例えば、買い物袋を手にかけている場合等のように手の動作に制約があっても認証できるように、手をかざす条件を軽減あるいは不要とするためのＬＥＤであり、銀行のＡＴＭで一般的な方式のように、手のひらをかざす位置を固定させれば、省略することもできる。
【００５０】
なお、検知ＬＥＤ５および角度検知ＬＥＤ７は、一対のみでは手のひらや指の存在を十分認識できないおそれがあることから、図示のように正方形をなすように二対で配置されている。また、図２の例とは異なる位置に備えてもよいが、精度を考慮すると図示した位置に備えることが好ましい。
【００５１】
情報取得ＬＥＤ６は、各発光ＬＥＤ３からの発光を受光ＬＥＤ４により受け、出力される電圧がなければ、赤外線が静脈に吸収されたと推測できるので、その位置に静脈があると判断する一方、電圧があれば、その位置に静脈がないと判断する。そして、例えば、電圧が０Ｖならば「１」（静脈あり）、０Ｖ以外であれば「０」（静脈なし）というように二値化し、静脈のパターンデータとして認識する。この際に、情報取得ＬＥＤ６は、発光ＬＥＤ３の全てを一気に光らせて認識してもよいが、精度を考慮すると、端から、あるいは中心から一列ずつ光らせて認識することが好ましい。この際に双方向から一列ずつ認識して行くと高精度を維持しつつ速度が向上するので、より好ましい。なお、情報取得ＬＥＤ６においては、発光させるＬＥＤの数が多いため、自然光と誤認することは少ないと推測される一方、発光量が多い方が高精度となり得ることから連続発光が好ましいが、パルス発光で情報を認識することも可能である。
【００５２】
情報取得ＬＥＤ６は、手のひらの大きさを確保できれば、正方形のみならず、例えば菱形、台形等の他の方形状に配置してもよいし、円形や多角形状に配置してもよいが、発光ＬＥＤ３と受光ＬＥＤ４とで対をなすこと、手のひらの静脈を認識するに際して最小面積で済むことから、正方形状に配置することが好ましい。また、検知ＬＥＤ５および角度検知ＬＥＤ７も、同様に精度と面積効率を考慮すると、正方形状に配置することが好ましい。
【００５３】
検知ＬＥＤ５、角度検知ＬＥＤ７および情報取得ＬＥＤ６による手のひらの認識手順を図解すると、図４（ａ）に示すように、手のひらｈがかざされたならば、まず検知ＬＥＤ５により、そのことを検知し（図中（１））、次に角度検知ＬＥＤ７により手のひらがかざされた角度を認識する（図中（２））。つづいて、情報取得ＬＥＤ６により静脈のパターンを認識する（図中（３））。なお、図４（ａ）においては、理解の便宜のために、ＬＥＤの数を少なくし、かつＬＥＤに色をつけたり斜線を付したりしている。
【００５４】
ここまでの手順を終えたならば、角度検知ＬＥＤで検知された角度を基に、メモリに記憶されているテンプレートの基準角度や位置に対応するようにアフィン変換を行う。アフィン変換は、例えば、図４（ｂ）に示すように、認識された静脈パターンｐをＣＰＵ３０とつながるディスプレイで可視化して行う。図４（ｂ）では、角度α，β間におけるアフィン変換を行う場合を説明している。
【００５５】
本発明の生体認証装置１では、生体情報の取得にＬＥＤを用いることでイメージセンサや光センサを用いずに、低コストで高精度な認証が可能となる。つまり、ＬＥＤは半導体の一種であるため、安価でありつつも、ある程度の情報取得能力を有する。このことに着目し、ＬＥＤを生体情報の取得に利用することで当該効果を引き出したのである。
【００５６】
また、角度検知ＬＥＤ７により手のひらの角度を検知できるようにしたため、アフィン変換によりメモリ４０に記憶されたテンプレートの静脈パターンの基準角度や位置に合わせることにより、手のひらｈをかざす角度や位置が一定でなくても利用者の認証が可能となる。つまり、角度検知ＬＥＤ７を配置することにより、イメージセンサに比べれば情報量が少なくならざるを得ないＬＥＤにおいても、イメージセンサを用いた場合に比して遜色ない精度を実現可能としたのである。なお、角度検知ＬＥＤ７により検知された角度がテンプレートの静脈パターンの基準角度と一致し、そのまま認証可能な場合は、アフィン変換を行わなくてもよいことは言うまでもない。
【００５７】
本発明の生体認証装置１は、例えば、解錠システム、銀行のＡＴＭ、犯人特定時の鑑定や出入国管理といった治安維持等の静脈パターンによる認証が想定される様々な用途に適用することができる。これらの中でも、低コストで入手が可能なことから、例えば解錠装置のように、広く一般家庭でも設置されることが多い解錠システムに好適に用いることができる。
【００５８】
そこで、この生体認証装置１の適用例として、解錠システムに適用した場合の解錠までの手順を、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の解錠システムの解錠の流れの一例を示すフロー図である。
【００５９】
まず、Ｓ１において装置を作動させると、検知ＬＥＤの発光ＬＥＤがパルス発光する（Ｓ２）。Ｓ３において、このパルスを受光ＬＥＤにより受光したならば、角度検知ＬＥＤの発光ＬＥＤがパルスを発光し（Ｓ４）、その受光ＬＥＤにより受光する（Ｓ５）。一方、Ｓ３において検知ＬＥＤの発光ＬＥＤが発光するパルスの受光が無かった場合は、角度検知ＬＥＤは発光せず、検知ＬＥＤの発光ＬＥＤがパルス発光するＳ２の状態に戻る。
【００６０】
つづいて、Ｓ６において全てのＬＥＤでパルスの受光が無い場合以外は、情報取得ＬＥＤを順次発光させる（Ｓ７）。発光順序としては、図示の例では、列をＮと定義するとともに、その最も端にある列をＮ＝１とし、この１列目の情報取得ＬＥＤの発光ＬＥＤを最初に発光させるように設定する（Ｓ８）。その後、Ｎ列目の発光ＬＥＤが発光し（Ｓ９）、それを対応する受光ＬＥＤで受光する（Ｓ１０）。これら各列における受光ＬＥＤによるデータをメモリに保存する（Ｓ１１）。一方、Ｓ６において全てのＬＥＤでパルスの受光が無かった場合は、情報取得ＬＥＤは発光せず、検知ＬＥＤの発光ＬＥＤがパルス発光するＳ２の状態に戻る。
【００６１】
Ｓ１２においてＣＰＵにより全ての列で認識を終えたと判断したならば、角度検知ＬＥＤにより検知された角度を基に得られた静脈データについてアフィン変換を行う（Ｓ１３）。一方、Ｓ１２において途中であると判断したならば、Ｓ９に戻り、一列ずつ全ての列で認識を終えるまでＳ８−Ｓ１２間のステップを繰り返す。なお、図５の例では列ごとに静脈パターンを認識しているが、行ごとに同様な認識をしてもよい。
【００６２】
Ｓ１３のアフィン変換までを終えたならば、上述のＮ＝１の列におけるテンプレートを設定する（Ｓ１４）。これをＳ１４においてメモリにある対応するテンプレートの列のデータと比較し（Ｓ１５）、一致したならば、その利用者が本人であると認証する（Ｓ１６）。一方、一致しない場合には一列ずつずらして再度Ｓ１５の比較を行い認証を試みる。Ｓ１５で最後の列（Ｎ＝ＭＡＸ）まで比較してもテンプレートとの一致がない場合には、エラーが生じたと判断し、管理者への通報、映像保存等の措置を採り（Ｅ）、Ｓ２の状態に戻る。
【００６３】
そして、Ｓ１６で静脈データの認証ができたならば、ＣＰＵにより解錠制御をする（Ｓ１７）。このようにして解錠操作を終えると、再びスタート状態に戻る。
【００６４】
ところで、本発明の生体認証装置は、ＬＥＤの数を増やせば、精度が向上するし、その際に用いるＬＥＤの大きさが同じであれば、より情報取得ＬＥＤによる認識可能領域を広く取れるので大柄な人であっても認識範囲の漏れを少なくすることができる。図６は、そのような本発明の他の形態の生体認証装置の平面図である。
【００６５】
図６に示す生体認証装置１００は、図２で示した生体認証装置１と同じ大きさのＬＥＤを１２５ｍｍ×１２５ｍｍとなるように検知ＬＥＤ５と情報取得ＬＥＤ６とで計５０個×５０個が配置されている。
【００６６】
また、所定部位として手のひら以外を認識し、その情報を取得するようにすることもできる。例えば、所定部位として手の指を認識し、その静脈パターンを取得する態様が挙げられる。図７は、そのような、指で認証する形態の本発明の生体認証装置の平面図である。
【００６７】
図７に示すように、生体認証装置２００は、平面形状が、一般的な男性の手の指ｆより相対的に長い長方形をなしており、その縦（長手）方向両端中心に検知ＬＥＤ５が配置されるとともに、この検知ＬＥＤ５，５間に挟まれた範囲で装置の内周を埋めるように情報取得ＬＥＤ６が配置されている。情報取得ＬＥＤ６の配置数は、図７に示した例では、縦方向が図２の生体認証装置１と同じ３８個であり、横方向が１６個である。
【００６８】
生体認証装置２００では、検知ＬＥＤ５により指ｆの指先および付け根（指の基端部）の一方または双方において、指がかざされたことを検知したならば、情報取得ＬＥＤ６により指ｆの静脈パターンを認識する。なお、これらのＬＥＤによる認識手順については、既に述べた生体認証装置１とほぼ同様であるので、説明は省略する。
【００６９】
本発明の生体認証装置では、既に述べた通り、ＬＥＤの数を多くするほど精度の向上を図れるので、ＬＥＤを詰めて配置してもよい。図８は、そのような一例として、受光ＬＥＤを発光ＬＥＤ間に架設した場合の配置を示す側面図である。
【００７０】
図８に示した例では、発光ＬＥＤ３，３の中間に、受光ＬＥＤ４を積み上げるように架設している。枠８は、一方の壁面が発光ＬＥＤ３の上方から発光ＬＥＤ３からの光を遮らないように隙間ｃを残しつつ形成され、これらにより受光ＬＥＤ４を囲いつつ、突起９が形成される。このようにＬＥＤを詰めて配置することにより、同じ面積でＬＥＤの密度を１．５×１．５倍程度、増やすことが可能となり、これにより静脈パターンの認識の精度向上を図ることができる。
【００７１】
また、発光ＬＥＤからの光を、レンズを用いて集束させると、手のひらや指（以下、「手のひら等」と言うことがある。）に当てる光の照度が強くなり、反射により受光ＬＥＤで受けた光に基づき生ずる電圧が高く、感度のよい測定が可能となる。
【００７２】
図９はＬＥＤ上にレンズを設けた場合の配置を示す側面図であり、それぞれ、（ａ）はＬＥＤ上に凸レンズを設けた場合、（ｂ）は平凸レンズを設けた場合、（ｃ）は平凸の非球面レンズを設けた場合である。
【００７３】
図９（ａ）に示すように、各ＬＥＤ上に枠８，８間の隙間を覆って凸レンズ１１を設けた場合、発光ＬＥＤ３からの光が集束して照度が強くなった状態で手のひら等に当たるとともに、反射して受光ＬＥＤで受ける際にも凸レンズ１１により集束して照度の強い状態とすることができ、感度の向上を図ることができる。
【００７４】
また、発光ＬＥＤ３からの光は手のひら等に当てる際に強くできればよく、受光ＬＥＤ４では受ける際に強くできればよい。そこで、図９（ｂ）に示すように、平凸レンズ１２を設けてもよい。平凸レンズ１２は、そのように機能させるために、発光ＬＥＤ３の配置箇所では、上方つまり手のひら等に光を当てる側に平面を向けて発光ＬＥＤ３の側へ凸面を向ける一方、受光ＬＥＤ４の配置箇所では、下方つまり受光ＬＥＤ４で受ける側に平面を向けて配置される。このように、平凸レンズ１２を用いることで収差を少なくできるとともに、コスト軽減を図ることが可能となる。さらに、図９（ｃ）に示すように、収差をより少なくする目的で、平凸の非球面レンズ１３を、図９（ｂ）と同様な配置で設けてもよい。また、図９（ａ）に示した凸レンズ１１を両凸の非球面に変更してもよい。
【００７５】
いずれのレンズを用いる場合であっても、手のひら等に当てる光を強める場合には手のひら等の位置に、受光ＬＥＤ４で受ける光を強める場合には受光ＬＥＤ４の位置に、レンズの焦点が一致することが重要である。なお、装置に被せる透明カバーに、上述したレンズを予め備えておいてもよい。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明の生体認証装置は、上記各実施の形態に限定されず、その範囲内で想定されるあらゆる技術的思想を含んでもよい。
【００７７】
上記各実施例では、手のひらや指に赤外線を反射させて静脈認証を行う場合について説明してきたが、例えば、これらに赤外線を透過させることにより静脈認証を行ってもよい。この場合には、手のひらや指を赤外線が透過した箇所には静脈がないと判断することにより静脈認証を行う。
【００７８】
また、静脈認証以外にも、例えば、指先の酸素飽和度の測定に用いることもできる。指先の酸素飽和度が９７％以下に下がると呼吸機能が危険な状態にあると言われており、これを測定することにより呼吸疾患を早期に発見して治療することが可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１，１００，２００
生体認証装置
２      ＬＥＤ
３      発光ＬＥＤ
４      受光ＬＥＤ
５      検知ＬＥＤ
６      情報取得ＬＥＤ
７      角度検知ＬＥＤ
８      枠
９      突起
１１      凸レンズ
１２      平凸レンズ
１３      非球面レンズ
２０      アンプ
３０      ＣＰＵ
４０      メモリ
５０      周辺機器
６０      通信手段
ｈ      手のひら
ｐ      静脈パターン
ｆ      指
ｃ      隙間
α，β  角度
【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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【図９】
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