(57)【要約】      （修正有）【課題】特別な操作部を設置することなく、明瞭に、認証に用いられている指が生体の指であるか偽造による指であるかを確認することができ、さらに、装置における物理的要素を削減して装置を複雑化させず故障の可能性を低減することができる血流認証システムを提供する。【解決手段】指の動脈及び静脈を撮影する撮影部１と、撮影部１に指を透過して光を届け、ピーク波長が異なる２種以上の光源２と、指を載置する載置部３と、指の血流データが保存された記録部４と、撮影部１で撮影された画像に基づいて血流データを作成し、登録された血流データとの照合を行う制御部５を備え、制御部５が、光源２の異なる波長で撮影された複数の画像を時系列で対比することにより生体であることを確認する生体検知手段を備える。【選択図】図１
2015217013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の動脈及び静脈を撮影する撮影部と、
前記撮影部に指を透過して光を届け、ピーク波長が異なる２種以上の光源と、
指を載置する載置部と、
指の血流データが保存された記録部と、
前記撮影部で撮影された画像に基づいて血流データを作成し、前記登録された血流データとの照合を行う制御部を備え、
前記制御部が、前記光源の異なる波長で撮影された複数の画像を時系列で対比することにより生体であることを確認する生体検知手段を有することを特徴とする血流認証システム。
【請求項２】
前記生体検知手段において、血管の形状又は濃淡の少なくとも一方に変化があることで生体であることを確認することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記載置部に磁石が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の血流認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指の動脈や静脈である血流による生体認証を用いて、ドアの施錠及び開錠など外部機器の動作制御を行う血流認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、指静脈パターンを利用して個人を識別して、銀行のＡＴＭで個人の口座の利用を認めたり、建物への入室を認めたりするシステムが知られている。
【０００３】
指静脈は、指紋などの体表面に現れている生体情報とは異なり、体内部の個人情報であるため、生体認証の中でも偽造、模倣、複製などが本来的に難しいため、個人を認証するために非常に優れた生体情報である。ところが、従来の静電容量方式やスイッチ方式等では偽造指を作られ、登録を可能にしてしまう可能性がある。そのため、指静脈に基づいて認証に用いられた指が生体の指であるか偽造された指であるかを判定する個人認証装置も知られている。
【０００４】
そのような入退出制御システムをはじめとする様々な個人認証システムとして、例えば、特許文献１に、図６、図７、図８に示されているように、受光素子５０、生体検知用光源５１を用いて、認証スイッチ８を指で押すときの静脈の圧迫及び開放による血量の増減を検知することにより、認証に用いられている指が生体の指であるか偽造された指であるかを判定する手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７１１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、先行特許文献１に記載の個人認証装置では、認証スイッチ８なる操作部位が存在することを前提に、使用者が無意識に静脈の圧迫及び開放により血流の増減を行いえたのであり、そのような操作部位のない装置では、使用者が意図的に静脈の圧迫及び開放による血流の増減を行う必要があり、そのような動作を行わせる目的が知られると、認証装置のセキュリティ性が損なわれるため、汎用的に用いることができなかった。
【０００７】
そして、そもそも指の静脈では血流量が少なく、認証スイッチ８なる操作部位を用いても静脈の圧迫及び開放により血流の増減の差は微小であり、個人認証装置が設置されている環境においては十分に生体の指であるか偽造による指であるかを判断することが難しかった。
【０００８】
また、先行特許文献１の個人認証装置では、静脈パターンを撮影する光源３及び撮影部２とは別に、受光素子５０及生体検知用光源５１を設置する必要があり、装置そのものが複雑化、重量化する傾向にあり、さらには、その個人認証装置を小型化、スリム化するときには、受光素子５０及生体検知用光源５１が存在するために制限されるものであった。
【０００９】
そのため、本発明において、血流を用いた個人認証であって、特別な操作部を設置することなく、明瞭に、認証に用いられている指が生体の指であるか偽造による指であるかを確認することができ、さらに、装置における物理的要素を削減して装置を複雑化させず故障の可能性を低減することができる血流認証システムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、別途、生体の指の血流は夏季と冬季では変動し、とりわけ日本では冬季において血管が収縮し認証精度に影響を及ぼすことがあるため、夏季でも冬季でも安定して認証することができる血流認証システムを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔１〕すなわち、本発明は、指の動脈及び静脈を撮影する撮影部と、前記撮影部に指を透過して光を届け、ピーク波長が異なる２種以上の光源と、指を載置する載置部と、指の血流データが保存された記録部と、前記撮影部で撮影された画像に基づいて血流データを作成し、前記登録された血流データとの照合を行う制御部を備え、前記制御部が、前記光源の異なる波長で撮影された複数の画像を時系列で対比することにより生体であることを確認する生体検知手段を有することを特徴とする血流認証システムである。
【００１２】
〔２〕そして、前記生体検知手段において、血管の形状又は濃淡の少なくとも一方に変化があることで生体であることを確認することを特徴とする前記〔１〕に記載のシステムである。
【００１３】
〔３〕そして、前記載置部に磁石が設けられていることを特徴とする前記〔１〕又は前記〔２〕に記載の血流認証システムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の血流認証システムによれば、血流を用いた個人認証であって、特別な操作部を設置することなく、明瞭に、認証に用いられている指が生体の指であるか偽造による指であるかを確認することができ、さらに、装置における物理的要素を削減して装置を複雑化させず故障の可能性を低減することができる。
【００１５】
そして、前記〔３〕の発明においては、さらに、とりわけ寒い時期に血管が収縮していたとしても認証精度に影響を及ぼさずに安定して認証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の血流認証システムにおけるシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の血流認証システムにおける血流認証の処理手順の一例を示すフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る血流認証システムに関する実施の形態について、添付の図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。なお、数値範囲を示す表現については上限と下限を含むものである。
【００１８】
図１に示すように、本発明に係る血流認証システムの一実施形態において、使用者の血流を撮像する撮像部Ａと、予め血流パターン等が保存されている記録部４と、撮像部Ａによって撮像された画像に基づいて血流データを作成し、記録部４に登録された血流データとの照合を行う制御部５と、ドアの開閉制御を行うドア電子錠などの外部機器６を備えている。
【００１９】
撮像部Ａは、玄関などの建物の屋外に設置され、図１に示すように、照合しようとする指の動脈及び静脈の血流を撮影する撮影部１と、光源２として、互いにピーク波長が異なる第一光源２１、第二光源２２を備えており、さらに、撮像部１と第一光源２１、第二光源２２をとの間に指を載置する載置部３を備えている。撮像部Ａは、第一光源２１、第二光源２２により照射された光が、照合しようとする指を透過することによって、指の静脈や動脈の血流のパターンを撮像部１にて撮影する。指の血流は、指の表面にある指紋とは異なり、指の内部にある個々人特有のデータである。このため、指紋認証における残留指紋から複製されるような問題はない。さらに、指紋認証においては、認証しようとする指紋が生体のものであるか否かを判別することは困難であるが、血流のパターンだけでなく実際の血の流れを確認することで生体か否かを判別することができる点において、血流を認証するシステムは指紋を認証するシステムより生体検知を高い精度で実現することができる。
【００２０】
撮像部１は、第一光源２１、第二光源２２より照射される光のうち、指を透過して得られる動脈及び静脈の血流のパターン画像を撮影する部材である。撮像部１として、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、ＣＩＧＳなどの光電変換素子が使用されることが好ましい。撮像部１は、制御部４からの指示により所定の時間間隔で血流のパターンを複数枚撮影し、撮影した血流のパターン画像のデータを制御部４に送信する。
【００２１】
第一光源２１、第二光源２２としては、光量のピークとなる波長であるピーク波長が６２０〜７５０ｎｍの範囲の赤色光、８００〜１０００ｎｍの範囲の赤外光であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が好ましい。ピーク波長が異なる２種の光源を用いることにより、静脈だけでなく動脈も適切に撮影することができる。具体的には、６２０〜７５０ｎｍの範囲の赤色光を用いると、酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）が６６０ｎｍ程度の光をよく透過するため、動脈像を撮影することができ、８００〜１０００ｎｍの範囲の赤外光を用いると、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）が８８０ｎｍ程度の光をよく透過するため、静脈像を撮影することができる。こうして、異なる２種の光源を交互に発光させるなどして指を撮影することで、指の動脈と静脈の脈流などの状態を検出することができる。第一光源２１、第二光源２２は、撮影される指に対して、撮影部１とは反対側に位置しており、それぞれ１個又は２以上の複数個設けられる。なお、本実施例において、ピーク波長が異なる２種の光源を用いているが、動脈及び静脈を鮮明に撮影するために、さらに異なるピーク波長を有する光源を２個以上など複数個使用し、ピーク波長が異なる光源を３〜５種類など２種以上用いても良い。
【００２２】
載置部３は、認証しようとする指を載置する部材である。載置部３の指と接触する部材は、第一光源２１、第二光源２２から照射され、認証しようとする指を透過した光を撮影部に届かせるために、少なくとも赤色域及び近赤外域において透明である部材からなっている。そして、載置部３における指先が触れる位置などに、指が近づくと静電結合が生じることを利用した表面型又は投影型の静電容量方式などの指検知センサが設けられており、この指検知センサが指を検知すると、載置部３又は載置部３と接続されて撮像部Ａ内に設置された処理部は、載置部３に指が載置された情報を制御部４に送信する。
【００２３】
さらに、載置部３には、指が接触する部材の縁部に磁石を設けることができる。血流に含まれる鉄成分が磁石に引き付けられることにより、血管が収縮して血流を撮影しにくくなる日本の冬季などにおいても血流を抹消に集めて認証精度を安定させることができる。磁石としては、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石などの永久磁石、電磁石などが好ましい。
【００２４】
記録部４は、認証を受けようとする使用者の指の血流のパターンを血流データとして保存されている部材である。記録部４としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、フラッシュＲＯＭなどの記憶装置が単体で又は併用して用いられることが好ましい。記録部４は、撮像部Ａの内部に組み込まれていてもよいが、血流データの重要性から撮像部Ａの内部には組み込まれず、他の筐体に位置していることが好ましい。
【００２５】
制御部５は、撮像部１の内部又は外部に位置しており、撮像部Ａによって撮影された指が生体であるかどうかを判断し、撮影された血流のパターン画像から予め登録された指であるかどうかなどを判断する部材である。具体的には、指が生体であるか否かについては、所定の時間間隔で撮影した血流のパターン画像から任意の血管の場所における血管幅などの形状の変化、赤血球の通過による濃淡の変化などの脈動による一又は複数の変化を時系列で対比することにより判断する。そして、登録された指であるか否かの判断は、任意の血管の場所を複数設定して血流のパターン画像が予め登録された指の血流のパターン画像と一致するかなどを判断する。
【００２６】
図２に示すように、制御部５における処理は、以下のように行われる。すなわち、制御部５は、起動した状態で待機しており、まず、載置部３に設けられた指検知センサに指が載置されたことの情報を取得する（ステップＳ１０１）。そして、撮像部Ａに対して動脈及び静脈の血流のパターンを撮影する指示を行う（ステップＳ１０２）。そして、第一光源２１による撮影データの取得（ステップＳ１０３）、第二光源２２による撮影データの取得（ステップＳ１０４）を行う。そして、撮像部Ａが所定の回数に亘り撮影しているかを判断する（ステップＳ１０５）。必要回数に達していないときには、再度撮像部Ａに対して動脈及び静脈の血流のパターンを撮影する指示を行う（ステップＳ１０２）。必要回数に達しているときには、それらの画像データを時系列で比較して（ステップＳ１０６）、撮影した対象が生体であるかどうかを判断する（ステップＳ１０７）。そして、撮影した対象が生体であるとき、撮影した血流パターンの複数枚の画像を重ね合わせる合成処理、この合成画像について局所的な濃淡変化を強調するための強調フィルタ処理、強調後の画像について細かいノイズを取り除くためのノイズ除去フィルタ処理などの画像を処理し（ステップＳ１０８）、登録された指であるかどうかを判断する（ステップＳ１０９）。そして、登録された指であるとき、外部機器６であるドア電子錠の開錠又は施錠を行う（ステップＳ１１０）。なお、撮影した対象が生体でないとき、また、生体であっても登録された指の血流でないとき、終了する。
【００２７】
外部機器６は、制御部４と接続されており、制御部４が予め登録された指であると認証されたときに動作が可能となる機器である。例えば、玄関に設置されたドア電子錠などである。ドア電子錠に設けられた閂が、玄関扉と係止することにより施錠を行い、玄関扉との係止を解除することにより開錠を行う。また、停電が起こり、予備電源が作動しないなどの予期せぬ不具合のために血流の認証が行われないときのために、ドア電子錠の閂と玄関扉に設けられた錠前との係止を鍵で操作することにより、施錠、開錠を行えるようにしておくこともできる。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・撮影部
２・・・光源
２１・・第一光源
２２・・第二光源
３・・・載置部
４・・・記録部
５・・・制御部
６・・・外部機器
７・・・磁石
Ａ・・・撮像部
【図１】
2015217013.tif 000003
【図２】
2015217013.tif 000004