(57)【要約】【課題】人の指や手のひらを擬した人工物が用いられた場合の誤認証を確実に防止でき、認証精度が高く、薄型化が容易な個人認証装置を提供する。【解決手段】複眼光学系を用いた撮像光学系１００ａにより静脈パターンを所定の時間間隔で連続的に撮像して時系列の複眼画像を画像記憶部２０１に記憶する。脈拍情報検出部２０４により時系列複眼画像から脈拍情報を求め、画像再構成部２０５により１コマの複眼画像から高解像の単一画像を再構成する。再構成画像中の静脈パターン又はその特徴と静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている登録者の静脈パターン又はその特徴との照合による個人認証を認証部２０８で行い、認証された特定の登録者についての脈拍情報部２０３に記憶されている脈拍情報と脈拍情報検出部２０４で検出された脈拍情報との照合による個人認証を認証部２０７で行う。【選択図】図１
2008181220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体の静脈パターンを読み取る静脈パターン読み取り手段、
前記被検体より、静脈パターン以外の、生体に特有で個人差のある所定の種類の生体情報を検出する生体情報検出手段、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての前記所定の種類の生体情報を記憶する生体情報記憶手段、
前記静脈パターン読み取り手段により読み取られた静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記生体情報記憶手段に記憶されている生体情報と、前記生体情報検出手段により検出された生体情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項２】
前記生体情報検出手段は所定の複数種類の生体情報を検出し、
前記生体情報記憶手段は前記所定の複数種類の生体情報を記憶し、
前記第２の認証手段は、前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記生体情報記憶手段に記憶されている複数種類の生体情報と、前記生体情報検出手段により検出された複数種類の生体情報とを、同種類の生体情報間で照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行うことを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。
【請求項３】
前記静脈パターン読み取り手段は、
前記被検体に光を照射する光源と、
前記被検体に対向するレンズアレイと、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段と、
とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の個人認証装置。
【請求項４】
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記被検体の静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
前記撮像手段により所定の時間間隔で連続的に撮像された複数の複眼画像又はその一部の個眼画像に基づいて前記被検体の脈拍情報を検出する脈拍情報検出手段、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての脈拍情報を記憶する脈拍情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記脈拍情報記憶手段に記憶されている脈拍情報と、前記脈拍情報検出手段により検出された脈拍情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項５】
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に近赤外光及び可視光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイのレンズ群のうちの所定のレンズ以外のレンズへの可視光の入射を防止する可視光カットフィルタと、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で、前記レンズアレイの前記所定のレンズ以外のレンズにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する第１の撮像手段、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で、前記レンズアレイの前記所定のレンズにより結像される像をカラー画像として撮像する第２の撮像手段、
前記第１の撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
前記第２の撮像手段により撮像されたカラー画像から前記被検体の表皮色情報を検出する表皮色情報検出手段と、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての表皮色情報を記憶する表皮色情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記表皮色情報記憶手段に記憶されている表皮色情報と、前記表皮色情報検出手段により検出された表皮色情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項６】
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
温度センサを用いて前記被検体より体温情報を検出する体温情報検出手段と、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての体温情報を記憶する体温情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記体温情報記憶手段に記憶されている体温情報と、前記体温情報検出手段により検出された体温情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項７】
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
血流センサを用いて前記被検体より血流量情報を検出する血流量情報検出手段と、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての血流量情報を記憶する血流量情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記血流量情報記憶手段に記憶されている血流量情報と、前記血流量情報検出手段により検出された血流量情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項８】
血流センサを用いて前記被検体より血流量情報を検出する血流量情報検出手段、
１以上の登録者についての血流量情報を記憶する血流量情報記憶手段、
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記血流量情報記憶手段に記憶されている血流量情報と、前記血流量情報検出手段により検出された血流量情報とを照合することにより、前記被検体に対する第３の個人認証を行う第３の認証手段をさらに有することを特徴とする請求項４記載の個人認証装置。
【請求項９】
温度センサを用いて前記被検体より体温情報を検出する体温情報検出手段、
１以上の登録者についての体温情報を記憶する体温情報記憶手段、
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記体温情報記憶手段に記憶されている体温情報と、前記体温情報検出手段により検出された体温情報とを照合することにより、前記被検体に対する第３の個人認証を行う第３の認証手段をさらに有することを特徴とする請求項４記載の個人認証装置。
【請求項１０】
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証方法であって、
前記被検体の静脈パターンを読み取る静脈パターン読み取り工程、
脈拍、表皮色、体温、血流量のうちのいずれか１に関する情報（以下、生体情報と記す）を前記被検体より検出する生体情報検出工程、
前記静脈パターン読み取り工程により読み取られた静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶手段に記憶されている１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証工程、
及び
前記生体情報検出手段により検出された生体情報と、前記第１の個人認証により認証された登録者についての生体情報記憶手段に記憶されている生体情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証工程、
を有することを特徴とする個人認証方法。
【請求項１１】
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証方法であって、
前記被検体の静脈パターンを読み取る静脈パターン読み取り工程、
脈拍、表皮色、体温、血流量のうちのいずれか２以上に関する情報（以下、生体情報と記す）を前記被検体より検出する生体情報検出工程、
前記静脈パターン読み取り工程により読み取られた静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶手段に記憶されている１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証工程、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての生体情報記憶手段に記憶されている前記生体情報と、前記生体情報検出工程により検出された生体情報とを、同じ種類の生体情報間で照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証工程、
を有することを特徴とする個人認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている個人認証置は、画像採取面上で指を移動させて読み取った生体外皮表面の画像から指外皮の外分泌線から分泌される分泌物の存在を検出する分泌物検出手段を備え、グミ製人工指等を識別する。
【０００３】
特許文献２に記載されている個人認証装置は、偽造された指紋による不正アクセスができないようにするために、圧力センサを用いて指から脈拍を測定し、脈拍が条件に一致したときに指を生体であると判定し、認証作業を行う。
【０００４】
特許文献３に記載されている個人識別装置は、光源と可視光カットフィルタと結合レンズ群と受像素子とから成る受像手段と、この受像手段からの出力を処理するコンピュータとを備え、コンピュータは、手の皮下にある血管のパターンを画像化して血管透視像を得る画像処理手段と、血管透視像から個人の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、登録時に特徴量を個人識別情報として記憶する記憶手段と、照合時に、前記記憶手段に記憶された特徴量と、前記受像手段から出力される血管透視像に基づいて抽出される特徴量とが一致するか否かを判断する判別手段として機能する。
【０００５】
非特許文献１に、レンズアレイを用いた複眼光学系により近接した被写体を撮影する薄型画像入力装置が記載されている。透明フィルムに複写した指紋画像を入力する実験例が示されている。
【０００６】
非特許文献２に、小型化したレーザ血流計が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０２３９９９号公報
【特許文献２】特開平６−１８７４３０号公報
【特許文献３】特開平７−２１３７３号公報
【非特許文献１】生源寺ほか，「複眼光学系を用いた薄型画像入力装置の開発」，映像情報メディア学会誌，Vol．57，No．9，pp．1135−1141（２００３）
【非特許文献２】清倉ほか，「常時携帯可能な超小型レーザ血流計」，NTT技術ジャーナル  ２００５年１１月号，pp．２４−２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
指紋パターンや指又は手のひらの静脈パターンを読み取って個人認証に利用する個人認証装置では、人工の指や手のひら、あるいは、指紋や静脈のパターンが描かれたフィルム等を読み取った場合でも、そのパターンさえ登録パターンと一致すると誤認証されてしまう。
【０００９】
特許文献１では、生体外皮の外分泌腺からの分泌物が検出されない場合に人工指等であると判断し、認証作業を行わないようにしている。しかしながら、人工指に予め分泌物に模した液滴を付着させた場合には、人工指と判断されずに認証作業が行われ、人工指から読み取られた指紋等のパターンが登録されているパターンと一致したならば誤認証が起きる可能性がある。
【００１０】
また、特許文献２の個人認証装置では、圧力センサを用いて指の脈拍を検知し、検知した脈拍が条件に一致しないときに人工指等であると判断し、認証作業を行わない。しかし、人の脈拍は個人差がかなり大きい（例えば５０〜１００回／分）。したがって、脈拍の判定はかなり緩やかな条件で行わざるを得ず、例えば人工指をバイプレータ等で振動させたような場合に、人工指とは判断されずに認証作業が行われ誤認証が起きる可能性がある。
【００１１】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その主要な目的は、人の指又は手のひらを模した人工物が用いられた場合の誤認証を確実に防止できるとともに認証精度の高い個人認証装置及び個人認証方法を提供することにある。
【００１２】
個人認証装置は、携帯電話やノートＰＣに代表されるモバイル機器にも搭載され始めている。このような用途では、個人認証装置の小型化、特に薄型化が重要である。
【００１３】
よって、本発明のもう１つの主要な目的は、個人認証装置の小型化、特に薄型化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明においては、指又は手のひら（被検体）の静脈パターンを読み取るとともに、被検体より、静脈パターン以外の、生体特有で個人差のある所定の１種類又は複数種類の生体情報（具体的には脈拍、表皮色、体温、血流量のうちのいずれか１又は２以上についての情報）を検出する。そして、検出した静脈パターン又はその特徴と、１以上の登録者についての記憶されている静脈パターン又はその特徴との照合による個人認証を行い、これにより認証された登録者について記憶されている生体情報と、検出した生体情報との照合による個人認証を行う。また、静脈パターンの読み取りのための光学系として、結像距離が短く薄型化の容易なレンズアレイを用いた複眼光学系を採用する。各請求項に係る発明の特徴は以下の通りである。
【００１５】
請求項１記載の発明の個人認証装置は、
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体の静脈パターンを読み取る静脈パターン読み取り手段、
前記被検体より、静脈パターン以外の、生体に特有で個人差のある所定の種類の生体情報を検出する生体情報検出手段、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての前記所定の種類の生体情報を記憶する生体情報記憶手段、
前記静脈パターン読み取り手段により読み取られた静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記生体情報記憶手段に記憶されている生体情報と、前記生体情報検出手段により検出された生体情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする。
生体情報検出手段により検出される生体情報としては、具体的には例えば脈拍、表皮色、体温、血流量等に関する情報を用いることができる。
被検体として人工物が用いられた場合、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有でかつ個人差のある生体情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、当該登録者に固有の脈拍、表皮色、体温あるいは血流量等に関する生体情報を検出させることは困難である。したがって、請求項１記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある生体情報による第２の個人認証までも成功する確率は低い。このように静脈パターンと個人差のある生体情報による２段階の個人認証を行うため、請求項１記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
【００１６】
請求項２記載の発明の個人認証装置は、請求項１記載の発明の個人認証装置の構成において、
前記生体情報検出手段が所定の複数種類の生体情報を検出し、
前記生体情報記憶手段が前記所定の複数種類の生体情報を記憶し、
前記第２の認証手段が、前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記生体情報記憶手段に記憶されている複数種類の生体情報と、前記生体情報検出手段により検出された複数種類の生体情報とを、同種類の生体情報間で照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行うことを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有でかつ個人差のある複数種類の生体情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、当該登録者に固有の脈拍、表皮色、体温あるいは血流量等に関する複数種類の生体情報を検出させることは極めて困難である。したがって、請求項２記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を、より確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある複数種類の生体情報による第２の個人認証までも成功する確率は低い。このように静脈パターンと個人差のある複数種類の生体情報による２段階の個人認証を行うため、請求項２記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
また、第２の個人認証では複数種類の生体情報を用いるため、複数種類の生体情報すべてについて第２の個人認証が成功した場合と、いずれか１種類の生体情報について第２の個人認証が成功した場合のいずれを最終的に個人認証が成功したものとするかの制御も可能になる。
【００１７】
請求項３記載の発明の個人認証装置は、請求項１又は２記載の発明の個人認証装置の構成において、前記静脈パターン読み取り手段が、
前記被検体に光を照射する光源と、
前記被検体に対向するレンズアレイと、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段とからなることを特徴とする。
このような構成によれば、静脈パターン読み取りのための光学系を容易に薄型化することができる。したがって、請求項３記載の発明によれば個人認証装置を薄型化することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明の個人認証装置は、
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記被検体の静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
前記撮像手段により所定の時間間隔で連続的に撮像された複数の複眼画像又はその一部の個眼画像に基づいて前記被検体の脈拍情報を検出する脈拍情報検出手段、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての脈拍情報を記憶する脈拍情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記脈拍情報記憶手段に記憶されている脈拍情報と、前記脈拍情報検出手段により検出された脈拍情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有でかつ個人差のある脈拍情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、当該登録者に固有の脈拍情報を検出させることは困難である。したがって、請求項４記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある脈拍情報による第２の個人認証までも成功する確率は低い。このように静脈パターンと個人差のある脈拍情報による２段階の個人認証を行うため、請求項４記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
静脈パターン読み取りのためのレンズアレイを用いる複眼光学系は薄型化が容易であり、また、脈拍情報の検出のために特許文献２のように圧力センサを設ける必要もないので、請求項４記載の発明によれば個人認証装置の薄型化、小型化が容易になる。
【００１９】
請求項５記載の発明の個人認証装置は、
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に近赤外光及び可視光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイのレンズ群のうちの所定のレンズ以外のレンズへの可視光の入射を防止する可視光カットフィルタと、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で、前記レンズアレイの前記所定のレンズ以外のレンズにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する第１の撮像手段、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で、前記レンズアレイの前記所定のレンズにより結像される像をカラー画像として撮像する第２の撮像手段、
前記第１の撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
前記第２の撮像手段により撮像されたカラー画像から前記被検体の表皮色情報を検出する表皮色情報検出手段と、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての表皮色情報を記憶する表皮色情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記表皮色情報記憶手段に記憶されている表皮色情報と、前記表皮色情報検出手段により検出された表皮色情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有で個人差のある表皮色情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、当該登録者に固有の表皮色情報を検出させることは困難である。したがって、請求項５記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある表皮色情報による第２の個人認証までも成功する確率は低い。このように静脈パターンと個人差のある表皮色情報による２段階の個人認証を行うため、請求項５記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
静脈パターン読み取りのためのレンズアレイを用いる複眼光学系は薄型化が容易であり、また、表皮色情報を検出するための色センサ等を別途設ける必要がないため、請求項５記載の発明によれば個人認証装置の小型化、薄型化が容易である。
【００２０】
請求項６記載の発明の個人認証装置は、
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
温度センサを用いて前記被検体より体温情報を検出する体温情報検出手段と、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての体温情報を記憶する体温情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記体温情報記憶手段に記憶されている体温情報と、前記体温情報検出手段により検出された体温情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有でかつ個人差のある体温情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、当該登録者に固有の体温情報を検出させることは困難である。したがって、請求項６記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある体温情報による第２の個人認証までも成功する確率は低い。このように静脈パターンと個人差のある体温情報による２段階の個人認証を行うため、請求項６記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
また、静脈パターン読み取りのためのレンズアレイを用いる複眼光学系は薄型化が容易であるので、請求項６記載の発明によれば個人認証装置の薄型化が容易である。
【００２１】
請求項７記載の発明の個人認証装置は、
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証装置であって、
前記被検体に光を照射する光源、
前記被検体に対向するレンズアレイ、
前記レンズアレイの像面側に位置し、前記被検体に前記光源により光が照射された状態で前記レンズアレイにより結像される前記被検体の静脈パターンの複眼画像を撮像する撮像手段、
前記撮像手段により撮像された複眼画像から前記静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成手段、
血流センサを用いて前記被検体より血流量情報を検出する血流量情報検出手段と、
１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶手段、
１以上の登録者についての血流量情報を記憶する血流量情報記憶手段、
前記画像再構成手段により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、前記静脈パターン情報記憶手段に記憶されている静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証手段、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記血流量情報記憶手段に記憶されている血流量情報と、前記血流量情報検出手段により検出された血流量情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証手段、
を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有でかつ個人差のある血流量情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、当該登録者に固有の血流量情報を検出させることは極めて困難である。したがって、請求項７記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある血流量情報による第２の個人認証までも成功する確率は極めて低い。このように静脈パターンと個人差のある血流量情報による２段階の個人認証を行うため、請求項７記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
また、静脈パターン読み取りのためのレンズアレイを用いる複眼光学系は薄型化が容易であるので、請求項７記載の発明によれば個人認証装置の薄型化が容易である。
【００２２】
請求項８記載の発明の個人認証装置は、請求項４記載の発明の個人認証装置の構成に加え、
血流センサを用いて前記被検体より血流量情報を検出する血流量情報検出手段、
１以上の登録者についての血流量情報を記憶する血流量情報記憶手段、
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記血流量情報記憶手段に記憶されている血流量情報と、前記血流量情報検出手段により検出された血流量情報とを照合することにより、前記被検体に対する第３の個人認証を行う第３の認証手段を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証、生体特有でかつ個人差のある脈拍情報と血流量情報による第２と第３の個人認証の全てが成功する確率は極めて低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２と第３の個人認証をも成功させるような、脈拍情報と血流量情報を検出させることは極めて困難である。したがって、請求項８記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある脈拍情報と血流量情報による第２と第３の個人認証までも成功する確率は極めて低い。このように静脈パターンと個人差のある脈拍情報及び血流量情報による２段階の個人認証を行うため、請求項８記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
また、第２の個人認証と第３の個人認証が両方が成功した場合と、その一方が成功した場合のいずれを最終的に個人認証が成功したものとするかの制御も可能になる。
【００２３】
請求項９記載の発明の個人認証装置は、請求項４記載の発明の個人認証装置の構成に加え、
温度センサを用いて前記被検体より体温情報を検出する体温情報検出手段、
１以上の登録者についての体温情報を記憶する体温情報記憶手段、
前記第１の個人認証により認証された登録者についての前記体温情報記憶手段に記憶されている体温情報と、前記体温情報検出手段により検出された体温情報とを照合することにより、前記被検体に対する第３の個人認証を行う第３の認証手段を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証、生体特有でかつ個人差のある脈拍情報と体温情報による第２と第３の個人認証の全てが成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２と第３の個人認証をも成功させるような、脈拍情報と体温情報を検出させることは極めて困難である。したがって、請求項９記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある脈拍情報と体温情報による第２と第３の個人認証までも成功する確率は極めて低い。このように静脈パターンと個人差のある脈拍情報及び体温情報による２段階の個人認証を行うため、請求項９記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
また、第２の個人認証と第３の個人認証が両方が成功した場合と、その一方が成功した場合のいずれを最終的に個人認証が成功したものとするかの制御も可能になる。
【００２４】
請求項１０記載の発明の個人認証方法は、
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証方法であって、
前記被検体の静脈パターンを読み取る静脈パターン読み取り工程、
脈拍、表皮色、体温、血流量のうちのいずれか１に関する情報（以下、生体情報と記す）を前記被検体より検出する生体情報検出工程、
前記静脈パターン読み取り工程により読み取られた静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶手段に記憶されている１以上の個登録者についての静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証工程、
及び
前記生体情報検出手段により検出された生体情報と、前記第１の個人認証により認証された登録者についての生体情報記憶手段に記憶されている生体情報とを照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証工程、
を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有でかつ個人差のある生体情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、当該登録者に固有の脈拍、表皮色、体温あるいは血流量に関する生体情報を検出させることは極めて困難である。したがって、請求項１０記載の発明の個人認証方法によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある生体情報による第２の個人認証までも成功する確率は低い。このように静脈パターンと個人差のある生体情報による２段階の個人認証を行うため、請求項１０記載の発明の個人認証方法によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
【００２５】
請求項１１記載の発明の個人認証方法は、
人の指又は手のひらを被検体として個人認証を行う個人認証方法であって、
前記被検体の静脈パターンを読み取る静脈パターン読み取り工程、
脈拍、表皮色、体温、血流量のうちのいずれか２以上に関する情報（以下、生体情報と記す）を前記被検体より検出する生体情報検出工程、
前記静脈パターン読み取り工程により読み取られた静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶手段に記憶されている１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、前記被検体に対する第１の個人認証を行う第１の認証工程、
及び
前記第１の個人認証により認証された登録者についての生体情報記憶手段に記憶されている前記生体情報と、前記生体情報検出工程により検出された生体情報とを、同じ種類の生体情報間で照合することにより、前記被検体に対する第２の個人認証を行う第２の認証工程、
を有することを特徴とする。
被検体として人工物が用いられた場合に、静脈パターンによる第１の個人認証と、生体特有でかつ個人差のある複数種類の生体情報による第２の個人認証の両方が成功する確率は低い。例えば、登録者の静脈パターンを記録した透明フィルム等を被検体として用い、仮に第１の個人認証を成功させることができたとしても、第２の個人認証をも成功させるような、脈拍、表皮色、体温あるいは血流量に関する複数種類の生体情報を検出させることは極めて困難である。したがって、請求項１１記載の発明の個人認証装置によれば、人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止することができる。
また、被検体が登録者以外の人の指又は手のひらであり、その静脈パターンが偶然にも登録者の静脈パターンと極めて類似しているために第１の個人認証が成功した場合であっても、個人差のある複数種類の生体情報による第２の個人認証までも成功する確率は極めて低い。このように静脈パターンと個人差のある複数種類の生体情報による２段階の個人認証を行うため、請求項１１記載の発明の個人認証装置によれば、被検体が人の指又は手のひらである場合における認証精度も向上する。
また、第２の個人認証では複数種類の生体情報を用いるため、複数種類の生体情報すべてについて第２の個人認証が成功した場合と、いずれか１種類の生体情報について第２の個人認証が成功した場合のいずれを最終的に個人認証が成功したものとするかの制御も可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、人の指又は手のひらを模した人工物が被検体として用いられた場合の誤認証を確実に防止でき、かつ、被検体が人の指又は手のひらの場合における認証精度も高い個人認証装置及び個人認証方法を実現することができる。また、個人認証装置の小型化、特に薄型化を図ることができるため、モバイル機器等への搭載に好適な個人認証装置を実現することができる、等の効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を、個人認証装置に関して詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の個人認証方法の実施形態の説明を兼ねるものである。以下の説明中で参照される複数の図面において、説明の重複を減らすため、同一要素又は同様要素に対し同一又は同様の参照番号が用いられる。
【００２８】
［第１の実施形態］
【００２９】
図１は本発明の第１の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。図１には、被検体（人の指又は手のひら）１３が模式的に示されている。この個人認証装置では、個人認証のための情報として、被検体１３より、その内部の静脈１４の像（静脈パターン）と、それ以外の個人差のある生体情報の一種である脈拍情報を検出する。
【００３０】
１００ａは静脈パターンの読み取りのための撮像光学系である。本実施形態では、撮像光学系１００ａによる撮像画像は脈拍情報検出にも利用される。撮像光学系１００ａにおいて、１は被検体１３に光を照射する光源である。２は可視光カットフィルタ、３は略平面状に並べられた２個以上のレンズ３ａからなるレンズアレイ、４はレンズアレイ３の各レンズ３ａ間での光線のクロストークを防止するための遮光部材である。５はレンズアレイ３により結像された画像を撮像するための撮像素子である。この撮像素子５としては、受光素子が二次元アレイ配列されたＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子等を用いることができる。このような撮像光学系１００ａは、扁平なレンズアレイを用いた複眼光学系からなるため全体を容易に薄型化することができる。
【００３１】
光源１により被検体１３に光が照射されるが、その照射される光は被検体内部の静脈パターンを撮像するためには近赤外光であることが望ましい。近赤外光は、静脈血液に含まれる還元ヘモグロビンにより吸収されるが、それ以外の組織部分では吸収されにくいため、他の波長の光を用いた場合に比較し、より鮮明な静脈パターンを撮像できる。図１では、光源１はレンズアレイ３や撮像素子５に対向した位置に配置されているが、これは一例であって、被検体１３の側方あるいはレンズアレイ３側から光を照射するように光源１を配置してもよい。そのような配置でも、生体は強散乱体であるため、静脈パターンを撮像可能である。静脈パターンはレンズアレイ３によって結像され、撮像素子５により撮像される。遮光部材４により、各レンズ３ａを通過する光線の撮像位置におけるクロストークが抑制される。可視光カットフィルタ２は、レンズアレイ３への可視光成分の入射を防止し、より鮮明な静脈パターンの撮像を可能にするために設けられている。光源１から照射される光に可視光成分が含まれておらず、外部からの可視光の入射が無い場合には、可視光カットフィルタ２を省いてよい。撮像素子５によって撮像される画像は、レンズアレイ３の各レンズ３ａにより結像された静脈パターンの個眼画像が並んだ複眼画像である。
【００３２】
図２に撮像される複眼画像のシミュレーション例を示す。図２の（ａ）は被写体像、（ｂ）は撮像される複眼画像である。複眼画像において、個眼画像間に存在する格子状の黒部分は遮光部材４の影である。各レンズ３ａにより結像される個眼画像には、レンズ位置に応じて静脈パターンの異なる部分が含まれる。なお、図１中のＡは１つのレンズ３ａによる視野を表しており、個眼画像として観察される領域に相当する。また、図１中のＢは隣接するレンズ３ａの視野が重なる部分であり、これは複眼画像中の隣接した個眼画像で共通する重複領域を表す。
【００３３】
図１に戻って説明する。２０１は撮像素子５により撮像された画像を一時的に記憶する画像記憶部である。２０５は画像記憶部２０１に記憶されている静脈パターンの複眼画像から静脈パターンの単一画像を再構成する画像再構成部である。この単一画像の再構成については後に詳細に説明する。この画像再構成部２０５は、撮像光学系１００ａとともに被検体１３の静脈パターンの読み取り手段を構成する。２０４は画像記憶部２０１に記憶されている画像に基づいて被検体１３の脈拍情報を検出する脈拍情報検出部であり、その詳細については後述する。２０２は１以上の登録者についての静脈パターン又はその特徴を記憶する静脈パターン情報記憶部である。２０３は１以上の登録者についての脈拍情報を記憶する脈拍情報記憶部である。２０６は静脈パターンによる個人認証を行う認証部、２０７は脈拍情報による個人認証を行う認証部である。認証部２０６は、画像再構成部２０５により再構成された単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている登録者についての静脈パターン又はその特徴とを照合することにより、個人認証を行う。認証部２０７は、認証部２０７により認証された特定の登録者についての脈拍情報記憶部２０３に記憶されている脈拍情報と、検出部２０４により検出された脈拍情報とを照合することにより、個人認証を行う。２０８は装置各部の動作の制御及び装置全体の処理フローの制御を行う制御部である。
【００３４】
次に、この個人認証装置の全体的な動作について説明する。図３は、その説明のためのフローチャートである。
【００３５】
撮像光学系１００ａにより、被検体１３の静脈パターンの撮像が所定の時間間隔で連続的に行われ、撮像された時系列の画像（静脈パターンの複眼画像）が画像記憶部２０１に記憶される（ステップＳ１）。この撮像時間間隔と撮像コマ数は、後述の脈拍情報検出を考慮して決定される。
【００３６】
次に、脈拍情報検出部２０４において、画像記憶部２０１より時系列画像が読み込まれ、脈拍情報の検出が行われる（ステップＳ２）。脈拍情報検出部２０４では、検出した脈拍情報が人の脈拍情報としては明らかに異常であるか否かの判定も行われ、その判定結果が制御部２０８に通知される（ステップＳ３）。この判定結果がＹｅｓのとき、つまり被検体１３が明らかに非生体（人工物）であると判断されるときには、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。判定結果がＮｏの場合、被検体１３は生体の可能性があるので、制御部２０８は次ステップＳ４へ処理を進める制御を行う。脈拍情報の検出とその異常判定の詳細については後述する。
【００３７】
ステップＳ３の判定結果がＮｏの場合、画像再構成部２０５において、画像記憶部２０１に記憶されている時系列画像の１コマが読み込まれ、この画像（静脈パターンの複眼画像）を高解像な単一画像へ再構成する処理が行われる（ステップＳ４）。この画像再構成処理の詳細については後述する。
【００３８】
次に、認証部２０６において、画像再構成部２０５で複眼像から再構成された高解像な単一画像中の静脈パターン又はその特徴と、静脈情報記憶部２０２に記憶されている登録者の静脈パターン又はその特徴とを照合することにより個人認証を行う（ステップＳ５）。静脈情報記憶部２０２に登録者の静脈パターンが記憶されている場合には、認証部２０６はパターンマッチングにより類似度（あるいは相違度）を求め、ある登録者について類似度が所定の閾値以上（あるいは相違度が所定の閾値以下）となったときに個人認証を成功したと判断する。ただし、静脈パターン同士のパターンマッチングではなく、再構成画像中の静脈パターンと静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている静脈パターンより特徴点などを抽出し、両静脈パターンの特徴点などの対応を求める特徴ベースのマッチングを用いてもよい。静脈パターン情報記憶部２０２に静脈パターンの特徴点のような特徴情報が記憶されている場合には、後者の特徴ベースのマッチングが用いられることになる。この個人認証の正否は制御部２０８に通知される。
【００３９】
認証部２０６は、個人認証に成功した場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、認証された特定の登録者を認証部２０７へ通知する。個人認証が失敗した場合（ステップＳ６，Ｎｏ）、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。
【００４０】
認証部２０６での個人認証が成功した場合、認証部２０７において脈拍情報による個人認証を行う（ステップＳ７）。すなわち、認証部２０６では、認証部２０６より通知された登録者についての脈拍情報を脈拍情報記憶部２０３より読み込み、この脈拍情報と、脈拍情報検出部２０４より受け取った脈拍情報とを照合し、一定以上の類似度（あるいは一定以下の相違度）が得られたならば認証を成功したと判断し、そうでなければ失敗と判断する。例えば、脈拍情報として脈拍周期又は脈拍数が用いられる場合には、脈拍周期又は脈拍数の差を計算し、この差の絶対値が所定の閾値以下ならば成功、そうでなければ失敗と判断する。脈拍情報として脈拍パターンが用いられる場合には、脈拍パターン間のパターンマッチングを利用することができる。この個人認証が失敗した場合、被検体１３は、人工物であるか、あるいは、静脈パターンによる個人認証によって認証された登録者以外の指又は手のひらである可能性が高い。
【００４１】
認証部２０７の個人認証が失敗した場合（ステップＳ８，Ｎｏ）、制御部２０８で処理を中止させる制御が行われる。認証部２０７の個人認証が成功した場合（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、制御部２０８へ成功が通知され、制御部２０８は最終的に個人認証が成功したと判断し、その旨の信号を外部へ出力する（ステップＳ９）。例えば、この個人認証装置が電子機器のログイン管理や入室管理などに利用される場合には、制御部２０８より電子機器へのログイン許可信号や扉の解錠許可信号などが出力される。
【００４２】
このように、静脈パターンによる個人認証により認証された登録者について、さらに個人差のある生体情報の一種である脈拍情報による個人認証を行うことにより、被検体１３として例えば登録者の指や手のひらを擬した人工物が用いられ、その人工物に脈拍を擬した振動が加えられたような場合にも、誤認証を確実に防止することができる。また、静脈パターンと脈拍情報による二重の個人認証を行うため、登録者と静脈パターンが極めて類似した者を登録者本人として認証する危険が減り、静脈パターンのみによる個人認証に比べ認証精度が向上する。なお、脈拍情報による個人認証の成否を判定するための閾値を変更可能にしてもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。
【００４３】
また、本実施形態では、静脈パターン読み取りのための撮像光学系１００ａにより撮像された画像に基づいて脈拍情報を検出し、特許文献２のように脈拍検知用の圧力センサを別途設けない構成であり、これは個人認証装置の低コスト化及び小型化に有利である。
【００４４】
なお、登録者の指又は手のひらを被検体１３として静脈パターン読み取りを行い、画像再構成部２０５による再構成画像の静脈パターン又はその特徴を静脈パターン情報記憶部２０２に記憶させ、脈拍情報検出部２０４で検出された脈拍情報を脈拍情報記憶部２０３に記憶させる登録処理手段を追加してもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。ただし、当該個人認証装置とは別の装置によって、登録者の静脈パターン（又はその特徴）及び脈拍情報を取得し、それを各記憶部２０２，２０３に記憶させてもよいことは云うまでもない。
【００４５】
ここまでの説明から明らかなように、本実施形態は、請求項１，３，４，１０記載の発明の一実施形態に相当する。
【００４６】
次に、脈拍情報検出部２０４による脈拍情報の検出について説明する。
【００４７】
脈拍情報検出部２０４では、画像記憶部２０１に記憶されている時系列画像より各時刻の静脈部の画素数を求める。前述したように、静脈部はその他の生体組織部に比べて近赤外光を吸収するため、撮像された画像では静脈部は周囲の生体組織よりも暗く映る。そこで、適当な閾値により画像の二値化を行うことにより、静脈部分を黒の画素、静脈以外の生体組織部を白の画素として検出することができる。このようにして検出した黒画素すなわち静脈部画素の個数を時系列に並べると、図４に模式的に示すような脈拍パターン１５を得ることができる。脈拍情報検出部２０４は、このような脈拍パターン１５、あるいは、脈拍パターンの山同士あるいは谷同士の間隔１６すなわち脈拍周期、あるいは、脈拍周期の逆数すなわち脈拍数を脈拍情報として求め出力する。上に述べた脈拍パターンを得るための脈拍部画素の検出処理を複眼画像全体を対象として行うことも可能であるが、演算時間の短縮のためには、複眼画像中の特定の個眼画像のみを対象として処理を行うのが望ましい。
【００４８】
図５は、脈拍情報検出部２０４の処理フローの一例を示すフローチャートである。この例では、画像記憶部２０１より複眼画像が１コマずつ読み出され（ステップＳ１１）、特定位置の１つの個眼画像が抽出される（ステップＳ１２）。その個眼画像は所定の閾値により二値化され（ステップＳ１３）、２値化画像の黒画素画がカウントされ、カウント値が時系列に保存される（ステップＳ１４）。ただし、遮光部材４の影部分の黒画素はカウントから除外するのが好ましい。同様の処理が画像記憶部２０１に記憶されている時系列画像の各コマについて繰り返される。最終コマまで処理が終了すると（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、脈拍パターンが得られる。この例では、この脈拍パターンから脈拍周期もしくは脈拍数を脈拍情報として検出する（ステップＳ１６）。ただし、脈拍パターンそのものを脈拍情報として検出することも可能であることは前述した通りである。
【００４９】
次に、画像再構成部２０５の画像再構成処理について説明する。
【００５０】
レンズアレイを用いた複眼光学系はバックフォーカスが短くなり光学系の薄型化を実現できるが、レンズアレイの個々のレンズで結像される像を構成する画素数が少なくなるため、単一のレンズにより結像した場合に比べ、画像の解像度が低下するというデメリットがある。しかしながら、複眼画像に含まれる視差を利用して複眼画像を単一画像に再構成することにより、このデメリットを補って高解像度の画像を得ることが可能である。この視差を利用した画像再構成の処理フローを図６に示し、処理の詳細について以下に説明する。
【００５１】
最初のステップＳ２１で、画像記憶部２０１より、ある時刻に撮像された１コマの複眼画像を読み込む。この複眼画像から高解像度の単一画像を再構成する。
【００５２】
複眼画像は一見同じ個眼画像が並んでいるように見えるが、各個眼画像は被写体を異なる位置から撮像したものであるから各レンズ３ａと被写体との位置関係に起因した視差があり、各個眼画像は視差に伴い少しずつシフトした画像となる。ステップＳ２２で、このような視差による個眼画像間のシフトを算出する。シフトの算出には例えばパターンマッチングを利用することができる。複眼画像からシフトの基準となる個眼画像（基準個眼画像）を任意に選択し、この個眼画像の一部をテンプレートとする。基準個眼画像のシフトは（０，０）である。シフト検出の対象となる個眼画像（被シフト検出個眼画像）を選択して、基準個眼画像と被シフト検出個眼画像間の類似度あるいは相違度からシフトを算出する。よく知られているように、類似度としては相互相関関数、相違度としてはＳＳＤ（画素値の差の二乗和）やＳＡＤ（画素値の絶対値和）を利用することができる。パターンマッチングで算出した相違度の一例を図７に示す。相違度の指標はSSDとした。
ＳＳＤを用いた相違度は次式で表される。
【００５３】
【数１】
2008181220.tif 000003
ここで、RはＳＳＤで算出される相違度、Ｉは被シフト検出個眼画像の一部、Ｔはテンプレートとした基準個眼画像の一部である。ｉ，jはそれぞれテンプレートの横方向と縦方向の画素数、ｘ，ｙはシフトの探索範囲内で変化する値である。すなわち、Rが最小となる（ｘ，ｙ）が、二つの個眼画像間のシフトである。図７に画像シフトとパターンマッチングの相違度を例示する。図７において、ｘ軸およびy軸はｘ，ｙ方向の画像のシフト、ｚ軸は相違度である。
【００５４】
複眼画像を再構成して高解像な単一像にするには、1画素単位よりも細かい単位すなわちサブピクセルオーダでのシフト算出が必要になるが、ピクセルオーダで算出した相違度や類似度を関数フィッティングする手法や、テンプレートあるいは被シフト検出個眼画像のどちらかを補間してパターンマッチングする手法により、サブピクセルオーダでのシフト検出が可能である。
【００５５】
また、レンズアレイ３を構成する各レンズ３ａの配置は既知であるから、複眼画像中の全ての個眼画像についてシフト算出を行う必要はなく、基準個眼画像と、ある被シフト検出個眼画像の1組についてシフトを算出し、そのシフトから残りの個眼画像のシフトを推定することができる。例えば、個眼画像数が横方向、縦方向にそれぞれM個、N個並んだ正方格子状の複眼画像において、左上端の個眼画像を基準個眼画像とし、右端下の個眼画像を被シフト検出個眼画像とする。パターンマッチングの結果、その被シフト検出個眼画像のシフトが（ｘ，ｙ）と算出された場合、隣接する個眼像画間には横方向、縦方向それぞれにｘ／(M−１)、ｙ／(N−1）のシフトが存在すると推定できる。このようにシフト算出の演算を1組の個眼画像に限定し、残りの個眼画像のシフトを推定する手法を採ることで演算時間の短縮を図ることが可能である。
【００５６】
次のステップＳ２３において、複眼画像を再構成して高解像な単一画像を生成する。この再構成は、前ステップで算出された個眼画像のシフトに基づき画素を再配置することで行われる。図８は画像再構成の説明のための模式図である。図示のたように、再構成する単一画像のために予め仮想のデジタル画像領域１７を確保しておき、複眼画像１８の各個眼画像１８ａの各画素輝度を、それぞれの画像シフトに基づいてデジタル画像領域１７に再配置する処理を繰り返すことによって、単一画像を再構成することができる。この処理が終了すると、再構成された単一画像を出力する（ステップＳ２４）。
【００５７】
［第２の実施形態］
【００５８】
図９は本発明の第２の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。本実施形態に係る個人認証装置では、個人認証のための情報として、被検体１３より、その内部の静脈１４の像（静脈パターン）と、それ以外の個人差のある生体情報の一種である表皮色情報を検出する。
【００５９】
１００ｂは静脈パターンの読み取りのための撮像光学系である。本実施形態では、撮像光学系１００ｂによる撮像画像は表皮色情報検出にも利用される。撮像光学系１００ｂの構成は、基本的には前記第１の実施形態に係る撮像光学系１００ａと同様であるが、次に述べる点で構成が異なる。すなわち、撮像光学系１００ｂにおいては、撮像される一部の特定の個眼画像（ここでは図８の右端のレンズ３ａにより結像される個眼画像）に対しては可視光成分がカットされないように可視光カットフィルタ２が配置され、かつ、撮像素子５の当該特定の個眼画像が結像される部分の受光素子上に色分解のためのＲＧＢカラーフィルタ２０が設けられている。また、光源１として近赤外光及び可視光を発するものが用いられるが、これは近赤外光及び可視光を発光する単体の光源であっても、近赤外光を発する光源と可視光を発する光源とを組み合わせた光源であってもよい。
【００６０】
また、本実施形態に係る個人認証装置は、撮像光学系１００ｂにより撮像されて画像記憶部２０１に記憶されている複眼画像中の特定の個眼画像（ＲＧＢ成分からなるカラー画像）から表皮色情報を検出する表皮色情報検出部２１０、１以上の登録者についての表皮色情報を記憶する表皮色情報記憶部２１１、表皮色情報による個人認証を行う認証部２１２を備える。
【００６１】
次に、この個人認証装置の全体的な動作について説明する。図１０は、その説明のためのフローチャートである。
【００６２】
撮像光学系１００ｂによって複眼画像が撮像され、その画像は画像記憶部２０１に記憶される。ここでは１コマの複眼画像が撮像され記憶される（ステップＳ３１）。この複眼画像中の特定の個眼画像はＲＧＢカラー画像である。ここまでの説明から理解されるように、撮像素子５は、静脈パターンを撮像するための撮像手段と、可視光を照射される被検体の一部のカラー像を撮像する撮像手段とを兼ねのもので、カラーフィルタ２０が設けられた受光素子は後者の撮像手段のための受光素子として作用する。
【００６３】
表皮色情報検出部２１０において、画像記憶部２０１より複眼画像が読み込まれ、その特定のＲＧＢカラー個眼画像から表皮色情報が検出される（ステップＳ３２）。具体的には例えば、ＲＧＢカラー個眼画像を構成する画素をＲＧＢ色空間に写像し、その色領域を表す情報を表皮色情報として検出する。この場合、表皮色情報記憶部２１１にも、登録者について予め求められた同様のＲＧＢ色空間における色領域の情報が表皮色情報として記憶されている。
【００６４】
表皮色情報検出部２１０において、検出した色領域が、人間の表皮色の色領域として明らかに異常であるか否かの判定も行われる（ステップＳ３３）。この判定結果がＹｅｓのとき、つまり被検体１３が明らかに非生体（人工物）であると判断されるときには、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。判定結果がＮｏの場合、被検体１３は生体の可能性があるので、制御部２０８は次ステップＳ３４へ処理を進める制御を行う。
【００６５】
ステップＳ３３の判定結果がＮｏの場合、画像再構成部２０５において、画像記憶部２０１より複眼画像が読み込まれ、単一画像への再構成処理が行われる（ステップＳ３４）。この画像再構成処理は前記第１の実施形態で説明した通りであるが、複眼画像中の特定のカラー個眼画像は、可視光を結像しているので静脈パターンを抽出するときにノイズとなるおそれがあるので、画像再構成に利用しないほうが望ましい。
【００６６】
次に、認証部２０６において、画像再構成部２０５による再構成画像中の静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている１以上の登録者の静脈パターン又はその特徴との照合による個人認証が行われる（ステップＳ３５）。認証部２０６による個人認証が失敗した場合（ステップＳ３６，Ｎｏ）、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。
【００６７】
認証部２０６による個人認証が成功した場合（ステップＳ３６，Ｙｅｓ）、認証部２１２において、表皮色情報検出部２１０より受け取った色領域情報（被検体１３より検出された表皮色情報）と、認証部２０６により認証された特定の登録者についての表皮色情報記憶部２１１に記憶されている色領域情報とを照合し、色領域間の類似度もしくは相違度による個人認証が行われる（ステップＳ３７）。色領域間の類似度が所定の閾値以上、あるいは、色領域間の相違度が所定の閾値以下の場合、個人認証は成功と判定され（ステップＳ３８，Ｙｅｓ）、そうでない場合は個人認証は失敗と判定される（ステップＳ３８，Ｎｏ）。失敗の場合、制御部２０８は処理を中止する制御を行う。
【００６８】
認証部２１２の個人認証が成功した場合（ステップＳ３８，Ｙｅｓ）、制御部２０８は最終的に個人認証が成功したと判断し、その旨の信号を外部へ出力する（ステップＳ３９）。例えば、この個人認証装置が電子機器のログイン管理や入室管理などに利用される場合には、制御部２０８より電子機器へのログイン許可信号や扉の解錠許可信号などが出力される。
【００６９】
このように、静脈パターンによる個人認証により認証された登録者について、さらに個人差のある生体情報の一種である表皮色情報による個人認証を行うことにより、被検体１３として例えば登録者の指や手のひらを擬した人工物が用いられた場合にも、誤認証を確実に防止することができる。また、静脈パターンと表皮色情報による二重の個人認証を行うため、登録者と静脈パターンが極めて類似した者を登録者本人として認証する危険が減り、静脈パターンのみによる個人認証に比べ認証精度が向上する。なお、表皮色情報による個人認証の成否を判定するための閾値を変更可能にしてもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。
【００７０】
また、本実施形態では、静脈パターン読み取りのための撮像光学系１００ｂにより撮像された画像に基づいて表皮色情報を検出する構成であるため、表皮色検出用の色センサを別途設ける必要がなく、これは個人認証装置の低コスト化及び小型化に有利である。
【００７１】
なお、登録者の指又は手のひらを被検体１３として静脈パターン読み取りを行い、画像再構成部２０５による再構成画像の静脈パターン又はその特徴を静脈パターン情報記憶部２０２に記憶させ、表皮色情報検出部２１０で検出された表皮色情報を表皮色情報記憶部２１１に記憶させる登録処理手段を追加してもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。ただし、当該個人認証装置とは別の装置によって、登録者の静脈パターン（又はその特徴）及び表皮色情報を取得し、それを各記憶部２０２，２１１に記憶させてもよいことは云うまでもない。
【００７２】
ここまでの説明から明らかなように、本実施形態は、請求項１，３，５，１０記載の発明の一実施形態に相当する。
【００７３】
［第３の実施形態］
【００７４】
図１１は本発明の第３の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。本実施形態に係る個人認証装置では、個人認証のための情報として、被検体１３より、その内部の静脈１４の像（静脈パターン）と、それ以外の個人差のある生体情報の一種である体温情報を検出する。体温情報検出部２２０は、被検体１３より温度センサ３０を用いて体温を検出する手段である。本実施形態では、温度センサ３０として、被検体１３から発せられる赤外線を検知する赤外線センサが用いられる。赤外線センサは、非接触での温度測定が可能であるので、被認証者の心理的負担が小さく接触式の温度センサよりも好ましい。本実施形態の個人認証装置は、１以上の登録者についての体温情報を記憶する体温情報記憶部２２１、体温情報検出部２２０により検出された体温情報と体温情報記憶部２２１に記憶されている体温情報との照合により個人認証を行う認証部２２２を備える。
【００７５】
この個人認証装置の全体的な動作について説明する。図１１は、その説明のためのフローチャートである。
【００７６】
まず、体温情報検出部２２０で温度センサ３０を用いて被検体１３より体温が検出され、検出した体温の情報が出力される（ステップＳ４１）。ここでは温度センサ３０として赤外線センサが用いられているので、撮像光学系１００ａの光源１を発光させない状態で体温検出が行われる。
【００７７】
体温情報検出部２２０において、検出した体温が、人間の体温として明らかに異常であるか否かの判定も行われる（ステップＳ４２）。この判定結果がＹｅｓのとき、つまり被検体１３が明らかに非生体（人工物）であると判断されるときには、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。判定結果がＮｏの場合、被検体１３は生体の可能性があるので、制御部２０８は次ステップＳ４３へ処理を進める制御を行う。
【００７８】
ステップＳ４２の判定結果がＮｏの場合、撮像光学系１００により静脈パターンの撮像が行われ、撮像された複眼画像は画像記憶部２０１に記憶される（ステップＳ４３）。そして、画像再構成部２０５において、画像記憶部２０１より複眼画像が読み込まれ、単一画像への再構成処理が行われる（ステップＳ４４）。
【００７９】
次に、認証部２０６において、画像再構成部２０５による再構成画像中の静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている１以上の登録者の静脈パターン又はその特徴との照合による個人認証が行われる（ステップＳ４５）。認証部２０６による個人認証が失敗した場合（ステップＳ４６，Ｎｏ）、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。
【００８０】
認証部２０６による個人認証が成功した場合（ステップＳ４６，Ｙｅｓ）、認証部２２２において、体温情報検出部２２０より受け取った体温情報と、認証部２０６により認証された特定の登録者についての体温情報記憶部２２１に記憶されている体温情報との照合による個人認証が行われる（ステップＳ４７）。体温の差の絶対値が所定の閾値以下の場合、個人認証は成功と判定され（ステップＳ４８，Ｙｅｓ）、そうでない場合は個人認証は失敗と判定される（ステップＳ４８，Ｎｏ）。失敗の場合、制御部２０８は処理を中止する制御を行う。
【００８１】
認証部２２２の個人認証が成功した場合（ステップＳ４８，Ｙｅｓ）、制御部２０８は最終的に個人認証が成功したと判断し、その旨の信号を外部へ出力する（ステップＳ４９）。例えば、この個人認証装置が電子機器のログイン管理や入室管理などに利用される場合には、制御部２０８より電子機器へのログイン許可信号や扉の解錠許可信号などが出力される。
【００８２】
このように、静脈パターンによる個人認証により認証された登録者について、さらに個人差のある生体情報の一種である体温情報による個人認証を行うことにより、被検体１３として例えば登録者の指や手のひらを擬した人工物が用いられた場合にも、誤認証を確実に防止することができる。また、静脈パターンと体温情報による二重の個人認証を行うため、登録者と静脈パターンが極めて類似した者を登録者本人として認証する危険が減り、静脈パターンのみによる個人認証に比べ認証精度が向上する。なお、体温情報による個人認証の成否を判定するための閾値を変更可能にしてもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。
【００８３】
なお、登録者の指又は手のひらを被検体１３として静脈パターン読み取りを行い、画像再構成部２０５による再構成画像の静脈パターン又はその特徴を静脈パターン情報記憶部２０２に記憶させ、体温情報検出部２２０で検出された体温情報を体温情報記憶部２１１に記憶させる登録処理手段を追加してもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。ただし、当該個人認証装置とは別の装置によって、登録者の静脈パターン（又はその特徴）及び体温情報を取得し、それを各記憶部２０２，２２１に記憶させてもよいことは云うまでもない。
【００８４】
ここまでの説明から明らかなように、本実施形態は、請求項１，３，６，１０記載の発明の一実施形態に相当する。
【００８５】
［第４の実施形態］
【００８６】
図１３は本発明の第４の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。本実施形態に係る個人認証装置では、個人認証のための情報として、被検体１３より、その内部の静脈１４の像（静脈パターン）と、それ以外の個人差のある生体情報の一種である血流量情報を検出する。
【００８７】
本実施形態に係る個人認証装置は、血流量情報の検出のために血流センサ４０と血流量情報検出部２３０とを備える。血流センサ４０は、被検体１３にレーザ光を照射し、被検体１３の内部からの散乱光を電気信号に変換して出力するものである。被検体内部からの散乱光には、生体内部の毛細血管内の血球の移動によりドップラーシフトを生じた散乱光と、静止した組織で散乱されたドップラーシフトを生じていない散乱光とがあり、両散乱光の干渉によるビート信号成分が血流センサ４０の出力信号に含まれている。血流量検出部２３０は、そのビート信号のパワースペクトルを求め、周波数を掛け積分することにより血流量を求める。このようなレーザ光を利用した血流量測定の原理は周知であるので、これ以上の詳細は省略する。
【００８８】
また、本実施形態に係る個人認証装置は、１以上の登録者についての血流量情報を記憶する血流量情報記憶部２３１、血流量情報検出部２３０により検出された血流量情報と血流量情報記憶部２３１に記憶されている血流量情報との照合により個人認証を行う認証部２３２を備える。
【００８９】
次に、この個人認証装置の全体的な動作を説明する。図１４は、その説明のためのフローチャートである。
【００９０】
撮像光学系１００ａにより被検体１３の静脈パターンを撮像し、撮像した複眼画像を画像記憶部２０１に記憶し（ステップＳ５１）、これと並行して血流量情報検出部２３０で血流センサ４０を利用し血流量を検出する（ステップＳ５２）。
【００９１】
血流量情報検出部２３０において、検出した血流量が人間の血流量として明らかに異常であるか否かの判定を行う（ステップ５３）。血流量が人間の血流量として明らかに異常である、すなわち被検体１３が明らかに非生体であると判断される場合（ステップＳ５３，Ｙｅｓ）、制御部２０８は処理を中止する制御を行う。そうでない場合（ステップＳ５３，Ｎｏ）、制御部２０８は次ステップＳ５４へ処理を進める制御を行う。なお、ステップＳ５３の判定を、血流センサ４０の出力信号の波形に基づいて行うことも可能である。すなわち、被検体１３が生体の場合、血流センサ４０の出力信号は血流の多少を示す大きな周期の波と脈拍に対応する細かい周期の波が混在したものとなるが、被検体１３が非生体の場合、血流センサ４０の出力信号は平坦な波形となるため、非生体であることを容易に判定することができる。
【００９２】
ステップＳ５３の判定結果がＮｏの場合、画像再構成部２０５において、画像記憶部２０１より複眼画像が読み出され、高解像な単一画像への再構成処理が行われる（ステップＳ５４）。次に、認証部２０６において、静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている登録者についての静脈パターン又はその特徴と、画像再構成部２０５による再構成画像中の静脈パターン又はその特徴との照合による個人認証が行われる（ステップＳ５５）。この個人認証が不成功の場合（ステップＳ５６，Ｎｏ）、制御部２０８は処理を中止する制御を行う。
【００９３】
認証部２０６による個人認証が成功した場合（ステップＳ５６，Ｙｅｓ）、認証部２３２において、認証部２０６で認証された特定の登録者についての血流量情報記憶部２３１に記憶されている血流量情報と、血流量情報検出部２３０より渡された血流量情報との照合による個人認証が行われる（ステップＳ５７）。照合された血流量の差の絶対値が所定の閾値以上ならば個人認証は不成功と判定され（ステップＳ５８，Ｎｏ）、制御部２０８は処理を中止する制御を行う。血流量の差の絶対値が所定の閾値未満ならば個人認証は成功と判定され（ステップＳ５８，Ｙｅｓ）、制御部２０８は最終的に個人認証が成功したと判断し、その旨の信号を外部へ出力する（ステップＳ５９）。例えば、この個人認証装置が電子機器のログイン管理や入室管理などに利用される場合には、制御部２０８より電子機器へのログイン許可信号や扉の解錠許可信号などが出力される。
【００９４】
このように、静脈パターンによる個人認証により認証された登録者について、さらに個人差のある生体情報の一種である血流量情報による個人認証を行うことにより、被検体１３として例えば登録者の指や手のひらを擬した人工物が用いられた場合にも、誤認証を確実に防止することができる。また、静脈パターンと血流量情報による二重の個人認証を行うため、登録者と静脈パターンが極めて類似した者を登録者本人として認証する危険が減り、静脈パターンのみによる個人認証に比べ認証精度が向上する。なお、血流量情報による個人認証の成否を判定するための閾値を変更可能にしてもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。
【００９５】
また、登録者の指又は手のひらを被検体１３として静脈パターン読み取りを行い、画像再構成部２０５による再構成画像の静脈パターン又はその特徴を静脈パターン情報記憶部２０２に記憶させ、血流量情報検出部２３０で検出された血流量情報を血流量情報記憶部２３１に記憶させる登録処理手段を追加してもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。ただし、当該個人認証装置とは別の装置によって、登録者の静脈パターン（又はその特徴）及び血流量情報を取得し、それを各記憶部２０２，２３１に記憶させてもよいことは云うまでもない。
【００９６】
ここまでの説明から明らかなように、本実施形態は、請求項１，３，７，１０記載の発明の一実施形態に相当する。
【００９７】
なお、人間として適当な血流量が検出されるような人工物の作成は容易でないと考えられるため、ステップＳ５３で異常ではないと判定された場合に静脈パターンによる個人認証のみを行う構成としても、人工物が用いられた時の誤認証の防止という目的は達成されるであろう。そして、この場合、血流量情報検出部２３０では血流量の算出を行わず、ステップＳ５３の判定を血流センサ４０の出力信号に基づいて行うようにしてもよい。かかる構成の個人認証装置も本発明に包含される。
【００９８】
［第５の実施形態］
【００９９】
図１５は本発明の第５の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。本実施形態では、個人認証のための情報として、被検体１３より、その内部の静脈１４の像（静脈パターン）と、それ以外の個人差のある生体情報である脈拍情報及び血流量情報を検出する。
【０１００】
この個人認証装置は、前記第１の実施形態に係る個人認証装置に、前記第４の実施形態における血流センサ４０，血流量情報検出部２３０、血流量情報記憶部２３１及び血流量情報による個人認証を行う認証部２３２を追加した構成である。装置各部については説明済みであるので、この個人認証装置の全体的動作について以下に説明する。図１６は、その説明のためのフローチャートである。
【０１０１】
撮像光学系１００ａによって被検体１３の静脈パターンの撮像が所定時間間隔で連続的に行われ、撮像された時系列の複眼画像が画像記憶部２０１に記憶され（ステップＳ６１）、脈拍情報検出部２０４で画像記憶部２０１内の時系列画像に基づいて脈拍情報の検出が行われる（ステップＳ６２）。このような動作と並行して、血流量情報検出部２３０において血流センサ４０を利用した血流量情報の検出が行われる（ステップＳ６３）。
【０１０２】
脈拍情報検出部２０４において検出した脈拍情報が人間の脈拍情報として明らかに異常であるか否かの判定が行われ、また、血流量情報検出部２３０において検出した血流量が人間の血流量として明らかに異常であるか否かの判定が行われる。制御部２０８は、脈拍情報検出部２０４又は血流量情報検出部２３０のいずれかで異常と判定された場合（ステップＳ６４，Ｙｅｓ）、被検体１３は明らかに非生体であると判断して処理を中止する制御を行う。一方、脈拍情報検出部２０４及び血流量情報検出部２３０の両方で異常でないと判定された場合（ステップＳ６４，Ｎｏ）、制御部２０８は被検体１３が生体である可能性が高いと判断して次ステップＳ６５の処理へ進める制御を行う。なお、前記第４の実施形態に関連して説明したように、血流量情報検出部２３０において上記判定を血流センサ４０の出力信号に基づいて行ってもよい。
【０１０３】
ステップＳ６４の判定結果がＮｏの場合、画像再構成部２０５において画像記憶部２０１に記憶されている１コマの複眼画像から高解像な単一画像を再構成する処理が行われる（ステップＳ６５）。この再構成画像中の静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている登録者の静脈パターン又はその特徴との照合による個人認証が認証部２０６で行われる（ステップＳ６６）。この個人認証が失敗した場合、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。
【０１０４】
認証部２０６による個人認証が成功した場合（ステップＳ６７，Ｙｅｓ）、該個人認証により認証された特定の登録者についての脈拍情報記憶部２０３及び血流量情報記憶部２３１に記憶されている脈拍情報及び血流量情報と、脈拍情報検出部２０４で検出された脈拍情報及び血流量情報検出部２３０で検出された血流量情報との照合による個人認証が認証部２０７及び認証部２３２でそれぞれ実行される（ステップＳ６８）。
【０１０５】
制御部２０８は、２つのモードを選択可能である。第１のモードが選択された場合、認証部２０７と認証部２３２の両方の個人認証が成功したときに（ステップＳ６９，Ｙｅｓ）、制御部２０８は最終的に個人認証が成功したと判断し、その旨の信号を出力する（ステップＳ７０）。それ以外の場合、制御部２０８は最終的に個人認証に失敗したと判断し処理を中止する制御を行う。このように、静脈パターンによる個人認証が成功した上にさらに２種類の生体情報による個人認証が成功した場合に最終的に個人認証を成功したと判断するため、非生体が用いられた場合の誤認証をより確実に防止でき、かつ、生体が用いられた場合における認証精度もさらに向上し、極めて強固なセキュリティを達成することができる。
【０１０６】
第２のモードが選択された場合、図１６のステップＳ６９に括弧書きしたように、制御部２０８では、認証部２０７，２３２の少なくとも一方による個人認証が成功したときに最終的に個人認証が成功したと判断し、認証部２０７，２３２による個人認証が両方とも失敗したときに最終的に個人認証を失敗したと判断する。したがって、この第２のモードは、第１のモードに比べてセキュリティ強度が緩和されることになる。このように２つのモードの切り替えによりセキュリティ強度を調節することができる。
【０１０７】
なお、脈拍情報又は血流量情報のいずれか一方のみが異常でないと判定された場合にもステップＳ６４の判定結果をＮｏとして処理を進め、ステップＳ６８では、異常でないと判定された脈拍情報又は血流量情報による個人認証のみを行い、その個人認証が成功したときに最終的に個人認証が成功したと判断するような態様をとることも可能である。係る態様も本発明に包含される。
【０１０８】
ここまでの説明から明らかなように、本実施形態は、請求項２，３，８，１１記載の発明の一実施形態に相当する。
【０１０９】
［第６の実施形態］
【０１１０】
図１７は本発明の第６の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。本実施形態では、個人認証のための情報として、被検体１３より、その内部の静脈１４の像（静脈パターン）と、それ以外の個人差のある生体情報である脈拍情報及び体温情報を検出する。
【０１１１】
この個人認証装置は、前記第１の実施形態に係る個人認証装置に、前記第３の実施形態における温度センサ３０、体温情報検出部２２０、体温情報記憶部２２１及び体温情報による個人認証を行う認証部２２２を追加した構成である。装置各部については説明済みであるので、この個人認証装置の全体的動作について以下に説明する。図１８は、その説明のためのフローチャートである。
【０１１２】
体温情報検出部２２０において、温度センサ３０を用いて体温情報が検出され、検出された体温情報が人間の体温情報として明らかに異常であるか否かが判定される（ステップＳ８１）。体温情報が明らかに異常であるならば（ステップＳ８２，Ｙｅｓ）、被検体１３は非生体と判断されるので制御部２０８は処理を中止する制御を行う。体温情報が異常でないときには（ステップＳ８２，Ｎｏ）、被検体１３は生体である可能性が高いので、制御部２０８は次ステップＳ８３へ処理を進める。
【０１１３】
ステップＳ８２の判定結果がＮｏの場合、撮像光学系１００ａによって被検体１３の静脈パターンの撮像が所定時間間隔で連続的に行われ、撮像された時系列の複眼画像が画像記憶部２０１に記憶される（ステップＳ８３）。
【０１１４】
脈拍情報検出部２０４において、画像記憶部２０１内の時系列画像に基づいて脈拍情報が検出され、検出した脈拍情報が人間の脈拍情報として明らかに異常であるか否かの判定が行われる（ステップＳ８４）。制御部２０８は、脈拍情報検出部２０４で異常と判定された場合（ステップＳ８５，Ｙｅｓ）、被検体１３は明らかに非生体であると判断して処理を中止する制御を行う。一方、脈拍情報検出部２０４で異常でないと判定された場合（ステップＳ８５，Ｎｏ）、制御部２０８は被検体１３が生体である可能性が高いと判断して次ステップＳ８６へ処理を進める制御を行う。
【０１１５】
ステップＳ８５の判定結果がＮｏの場合、画像再構成部２０５において画像記憶部２０１に記憶されている１コマの複眼画像から高解像な単一画像を再構成する処理が行われる（ステップＳ８６）。この再構成画像中の静脈パターン又はその特徴と、静脈パターン情報記憶部２０２に記憶されている登録者の静脈パターン又はその特徴との照合による個人認証が認証部２０６で行われる（ステップＳ８７）。この個人認証が失敗した場合（ステップＳ８８，Ｎｏ）、制御部２０８は処理を中止させる制御を行う。
【０１１６】
認証部２０６による個人認証が成功した場合（ステップＳ８８，Ｙｅｓ）、該個人認証により認証された特定の登録者についての脈拍情報記憶部２０３及び体温情報記憶部２２１に記憶されている脈拍情報及び体温情報と、脈拍情報検出部２０４で検出された脈拍情報及び体温情報検出部２２０で検出された体温情報との照合による個人認証が認証部２０７及び認証部２２２でそれぞれ実行される（ステップＳ８９）。
【０１１７】
制御部２０８は、２つのモードを選択可能である。第１のモードが選択された場合、認証部２０７と認証部２２２の両方の個人認証が成功したときに（ステップＳ９０，Ｙｅｓ）、制御部２０８は最終的に個人認証が成功したと判断し、その旨の信号を出力する（ステップＳ９１）。それ以外の場合、制御部２０８は最終的に個人認証に失敗したと判断し処理を中止する制御を行う。このように、静脈パターンによる個人認証が成功した上にさらに２種類の生体情報による個人認証が成功した場合に最終的に個人認証を成功したと判断するため、非生体が用いられた場合の誤認証をより確実に防止でき、かつ、生体が用いられた場合における認証精度もさらに向上し、極めて強固なセキュリティを達成することができる。
【０１１８】
第２のモードが選択された場合、図１８のステップＳ９０に括弧書きしたように、制御部２０８では、認証部２０７，２２２の少なくとも一方による個人認証が成功したときに最終的に個人認証が成功したと判断し、認証部２０７，２２２による個人認証が両方とも失敗したときに最終的に個人認証を失敗したと判断する。したがって、この第２のモードは、第１のモードに比べてセキュリティ強度が緩和されることになる。このように２つのモードの切り替えによりセキュリティ強度を調節することができる。
【０１１９】
なお、ステップＳ８２で非生体か否かの判定を行わず、判定脈拍情報又は体温情報のいずれか一方のみが異常でないと判定された場合にもステップＳ８５の判定結果をＮｏとして処理を進め、ステップＳ８９では、異常でないと判定された脈拍情報又は体温情報による個人認証のみを行い、その個人認証が成功したときに最終的に個人認証が成功したと判断するような態様をとることも可能である。係る態様も本発明に包含される。
【０１２０】
ここまでの説明から明らかなように、本実施形態は、請求項２，３，９，１１記載の発明の一実施形態に相当する。
【０１２１】
［他の実施形態］
【０１２２】
本発明には、個人認証のための情報として、静脈パターンと、それ以外の個人差のある生体情報である脈拍情報及び表皮色情報を検出する実施形態も含まれる。このような実施形態に係る個人認証装置は、例えば前記第２の実施形態に係る構成に、前記第１の実施形態に係る脈拍情報検出部２０４、脈拍情報記憶部２０３、脈拍情報による個人認証を行う認証部２０７を追加した構成とすることができる。
【０１２３】
本発明には、個人認証のための情報として、静脈パターンと、それ以外の個人差のある生体情報である表皮色情報及び体温情報を検出する実施形態も含まれる。このような実施形態に係る個人認証装置は、例えば前記第２の実施形態に係る構成に、前記第３の実施形態に係る温度センサ３０、体温情報検出部２２０、体温情報記憶部２２１、体温情報による個人認証を行う認証部２２２を追加した構成とすることができる。
【０１２４】
本発明には、個人認証のための情報として、静脈パターンと、それ以外の個人差のある生体情報である表皮色情報及び血流量情報を検出する実施形態も含まれる。このような実施形態に係る個人認証装置は、例えば前記第２の実施形態に係る構成に、前記第４の実施形態に係る血流センサ４０、血流量情報検出部２３０、血流量情報記憶部２３１、血流量情報による個人認証を行う認証部２３２を追加した構成とすることができる。
【０１２５】
本発明には、個人認証のための情報として、静脈パターンと、それ以外の個人差のある生体情報である体温情報及び血流量情報を検出する実施形態も含まれる。このような実施形態に係る個人認証装置は、例えば前記第３の実施形態に係る構成に、前記第４の実施形態に係る血流センサ４０、血流量情報検出部２３０、血流量情報記憶部２３１、血流量情報による個人認証を行う認証部２３２を追加した構成とすることができる。
【０１２６】
また、３種類以上の生体情報を検出して個人認証に利用する実施形態も当然に本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。
【図２】撮像される複眼画像のシミュレーション例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る個人認証装置の全体的動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】時系列画像中の静脈部の画素数をプロットした脈拍パターンを示す図である。
【図５】脈拍情報検出処理のフローチャートである。
【図６】複眼画像から単一画像への再構成する処理のフローチャートである。
【図７】画像のシフトを検出するためのブロックマッチングの相違度を説明する図である。
【図８】画像シフトに基づき複眼画像から単一画像を再構成する手法を模式的に示した図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る個人認証装置の全体的動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る個人認証装置の全体的動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る個人認証装置の全体的動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態に係る個人認証装置の全体的動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る個人認証装置の構成説明図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態に係る個人認証装置の全体的動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２８】
１    光源
２    可視光カットフィルタ
３    レンズアレイ
４    遮光部材
５    撮像素子
１３    被検体（指や手のひら）
１４    静脈
２０    ＲＧＢフィルタ
３０    温度センサ
４０    血流センサ
１００ａ，１００ｂ    撮像光学系
２０１    画像記憶部
２０２    静脈パターン情報記憶部
２０３    脈拍情報記憶部
２０４    脈拍情報検出部
２０５    画像再構成部
２０６，２０７，２１２，２２２，２３２    認証部
２０８    制御部
２１０    表皮色情報検出部
２１１    表皮色情報記憶部
２２０    体温情報検出部
２２１    体温情報記憶部
２３０    血流量情報検出部
２３１    血流量情報記憶部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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