(57)【要約】【課題】個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型の構成を持つ個人認証装置を提供することにある。【解決手段】赤外光源３２と、複数の受光素子を格子状に配置した受光素子群５０と、赤外光源から生体に赤外光を照射し、生体より再放射される血管パターンが含まれる画像を複数の受光素子にそれぞれ結像するための複数のレンズ６０と、受光素子群により取得した、血管パターンの特徴量を用いて個人認証を行なうマイコン２０を有する。複数のレンズ５０は、焦点位置の異なるレンズから構成され、焦点位置の異なるレンズを一方向に、順次繰り返して配置し、一方向と直交する方向には同じ焦点位置を有するレンズを配置したものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光源と、複数の受光素子を格子状に配置した受光素子群と、前記赤外光源から生体に赤外光を照射し、前記生体より再放射される血管パターンが含まれる画像を前記複数の受光素子にそれぞれ結像するための複数のレンズと、前記受光素子群により取得した、前記血管パターンの特徴量を用いて個人認証を行なう処理手段とを有する個人認証装置において、
前記複数のレンズは、焦点位置の異なるレンズから構成され、前記焦点位置の異なるレンズを一方向に、順次繰り返して配置し、前記一方向と直交する方向には同じ焦点位置を有するレンズを配置したことを特徴とする個人認証装置。
【請求項２】
請求項１記載の個人認証装置において、
前記生体として指を用いることを特徴とする個人認証装置。
【請求項３】
請求項２記載の個人認証装置において、
前記指の根元から指先方向に対応する方向のレンズ列は異なる焦点位置を有し、
その方向に直交する方向のレンズ列は同じ焦点位置を有することを特徴とする個人認証装置。
【請求項４】
請求項１記載の個人認証装置において、
前記処理手段は、前記受光素子群から取得した複数の画像から焦点の合っている領域を選択して１枚の画像を取得することを特徴とする個人認証装置。
【請求項５】
赤外光源と、複数の受光素子を格子状に配置した受光素子群と、前記赤外光源から生体に赤外光を照射し、前記生体より再放射される血管パターンが含まれる画像を前記複数の受光素子にそれぞれ結像するための複数のレンズと、前記受光素子群により取得した、前記血管パターンの特徴量を用いて個人認証を行なう処理手段とを有する個人認証装置において、
前記複数のレンズは、１つのレンズに複数の焦点位置を持つレンズを格子状に配置したことを特徴とする個人認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報を利用した個人認証装置に係り、特に、生体情報として指の血管パターンを利用した個人認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドアロック解除やエンジンを始動させるため、従来から鍵が用いられている。しかしながら、鍵を用いる方法では、鍵を盗難された場合や鍵穴のピッキング等により、自動車のオーナー以外の悪意を持った人物に運転されてしまう可能性がある。
【０００３】
そこで、セキュリティを高めるため、鍵の代わりに生体情報である指紋を個人認証の手段として利用して自動車のドアロック解除やエンジンを始動させることが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかしながら、指紋は偽造することが可能であるため、よりセキュリティを高める方法として、生体情報として個人によって異なる指の血管パターンを含む画像を利用する個人認証の方法が提案されている（例えば、特許文献３，４，５参照）。この方法は、指に近赤外光の成分を含む光源（以下、「赤外光源」と称する）から光を照射すると、指を透過して指から再放射される近赤外光の強度分布に指の血管パターン（主として静脈のパターン）の情報が含まれるので、これを撮像手段により検出し、検出した指血管パターンとあらかじめ登録した指血管パターンとの一致、不一致を判定することにより、一致すれば、指血管パターンを登録した個人と特定し、認証するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−５３９７２号公報
【特許文献２】特開平６−７２２９１号公報
【特許文献３】特開２００１−１８４５０７号公報
【特許文献４】特開２００３−３０６３２号公報
【特許文献５】特開２００４−２６５２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３，４，５に記載された方法では、２次元の血管パターンを、正確にイメージセンサに結像させる必要があるため、イメージセンサの前方に配置するレンズとしては、像歪みの少ないレンズを用いる必要がある。歪みの少ないレンズとしては、例えば、７群８枚構成のような複雑なレンズを用いる必要があり、このようなレンズは大型であるため、装置を薄型化できないという問題があった。したがって、自動車等のスペースに余裕が無い場合には、搭載し難いという問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型の構成を持つ個人認証装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、赤外光源と、複数の受光素子を格子状に配置した受光素子群と、前記赤外光源から生体に赤外光を照射し、前記生体より再放射される血管パターンが含まれる画像を前記複数の受光素子にそれぞれ結像するための複数のレンズと、前記受光素子群により取得した、前記血管パターンの特徴量を用いて個人認証を行なう処理手段とを有する個人認証装置において、前記複数のレンズは、焦点位置の異なるレンズから構成され、前記焦点位置の異なるレンズを一方向に、順次繰り返して配置し、前記一方向と直交する方向には同じ焦点位置を有するレンズを配置したものである。  
かかる構成により、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型化し得るものとなる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記生体として指を用いるものである。
【００１０】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記指の根元から指先方向に対応する方向のレンズ列は異なる焦点位置を有し、その方向に直交する方向のレンズ列は同じ焦点位置を有するものである。
【００１１】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記処理手段は、前記受光素子群から取得した複数の画像から焦点の合っている領域を選択して１枚の画像を取得するようにしたものである。
【００１２】
（５）上記目的を達成するために、本発明は、赤外光源と、複数の受光素子を格子状に配置した受光素子群と、前記赤外光源から生体に赤外光を照射し、前記生体より再放射される血管パターンが含まれる画像を前記複数の受光素子にそれぞれ結像するための複数のレンズと、前記受光素子群により取得した、前記血管パターンの特徴量を用いて個人認証を行なう処理手段とを有する個人認証装置において、前記複数のレンズは、１つのレンズに複数の焦点位置を持つレンズを格子状に配置したものである。  
かかる構成により、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型化し得るものとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型化し得るものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の第１の実施形態による個人認証装置の構成及び動作について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態による個人認証装置の全体構成について説明する。  
図１は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。
【００１５】
個人認証装置１０は、マイコン２０と、光源駆動回路２２，２３と、不揮発性メモリ２４と、赤外光源３２，３３と、受光素子ドライバー回路２５と、レンズ群６０と、受光素子群５０と、窓７０とを備えている。
【００１６】
マイコン２０は、駆動回路２２，２３を介して赤外光源３２，３３に通電して発光させ、指Ｆの側面から赤外光を照射する。赤外光源３２，３３としては、発光ダイオードなどを用いることができる。なお、赤外光源とは、近赤外光の成分を含む光源である。
【００１７】
指Ｆの内部で散乱，吸収された赤外光は、指Ｆの掌面（屈側面）から再び放射する。血管Ｖのパターンを含む再放射した光は、窓７０を透過し、レンズ群６０を構成する個々のレンズ６１ａ，６１ｂ，…により、指の表面で散乱した光を集光し、受光素子群５０を構成する個々の受光素子５１ａ，５１ｂ，…に入射する。ここで、受光素子群５０の面積は、前記生体を読み取る領域とほぼ同じ面積を有している。例えば、受光素子群５０の大きさは、２４ｍｍ×３６ｍｍ程度である。
【００１８】
ここで、図２を用いて、本実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群６０の構成について説明する。  
図２は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群の構成を示す平面図である。
【００１９】
レンズ群６０は、焦点距離Ｚ１のレンズ６１ａ，６１ｂ，…と、焦点距離Ｚ２（≠Ｚ１）のレンズ６２ａ、６２ｂ、……の２種類の焦点位置をもつレンズから構成される。ここで、ｙ軸方向を指の軸方向（指の長手方向）とし、ｘ軸方向を指の幅方向とする。また、個々のレンズは、丸で図示しているが、丸の大きさが同じ物は焦点距離が同じであるレンズを示している。
【００２０】
すなわち、ｙ軸方向についてみると、第１行目のレンズ６１ａ，６１ｂ，…は、ｘ軸方向に並んでおり、それぞれ、同じ焦点距離Ｚ１を有している。また、第３行目のレンズもｘ軸方向に並んでおり、それぞれ、同じ焦点距離Ｚ１を有している。一方、第２行目のレンズ６２ａ，６２ｂ，…は、ｘ軸方向に並んでおり、それぞれ、同じ焦点距離Ｚ２を有している。焦点距離Ｚ２は、前述の焦点距離Ｚ１とは異なっている。また、第４行目のレンズもｘ軸方向に並んでおり、それぞれ、同じ焦点距離Ｚ２を有している。以上のように、図示の例では、ｙ軸方向の奇数行のレンズは、全て焦点距離Ｚ１のレンズであり、一方、ｙ軸方向の偶数行のレンズは、全て焦点距離Ｚ２のレンズである。
【００２１】
すなわち、ｙ軸方向（指の長手方向）についてみると、焦点距離Ｚ１のレンズと焦点距離Ｚ２のレンズが交互に配置されている。また、ｘ軸方向には、それぞれ同じ焦点距離のレンズが配置されている。ｙ軸方向（指の長手方向）に配置されるレンズの数は、例えば、２００個であり、ｘ軸方向（指の幅方向）に配置されるレンズの数は、例えば、１４０個である。
【００２２】
ここで、図３を用いて、本実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群６０が構成する焦点面について説明する。  
図３は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群が構成する焦点面の説明図である。
【００２３】
図３において、図２のｘ方向の位置を横軸とし、レンズの個々のレンズの光軸中心をx方向の目盛り線の位置とする。図３の縦軸は、焦点位置を示している。
【００２４】
レンズ６１ａ，６１ｂ，…の焦点位置ＰＬ１は、焦点面ＦＰＬ１に含まれる。レンズ６２ａ，６２ｂ，…の焦点位置ＰＬ２は、焦点面ＦＰＬ２に含まれる。焦点位置ＰＬ１と、焦点位置ＰＬ２の間の距離は、１〜２ｍｍ程度とする。
【００２５】
図１に示した構成において、レンズ群６０を構成する個々のレンズ６１ａ，６１ｂ，…，６２ａ，６２ｂ，…に１対１に対応して、受光素子群５０の各受光素子５１ａ，５１ｂ，が設けられている。また、受光素子群５０は、複数の受光素子５１ａ，５１ｂ，…で光を電気信号に変換する光電変換素子を用いた２次元の格子状の集合体である。
【００２６】
これによって、焦点面ＦＰＬ１にある像は、レンズ６１ａ，６１ｂ，…によって受光素子群５０の個々の受光素子に結像し、焦点面ＦＰＬ２にある像は、レンズ６２ａ，６２ｂ，…によって受光素子群５０の個々の受光素子に結像する。
【００２７】
図１において、窓７０はレンズ群６０を保護するためのものである。なお、図示は省略しているが、窓７０と受光素子群５０の間に、赤外光源の波長帯付近の光のみを透過する特性を有するフィルタを設けたり、窓７０に赤外光源の波長帯付近の光のみを透過する特性を持たせることができる。さらに、窓７０には、外側から内部が見えないような機能を持たせることもできる。
【００２８】
受光素子群５０により撮像した血管パターンを含む画像は光電変換されて電気信号となり、マイコン２０に取り込まれる。ドライバ回路２５は、マトリックス状に配置された受光素子群の個々の受光素子から順番に電気信号を取り込むためのものである。例えば、図２に示したマトリックス状のレンズ群６０に対して設けられた受光素子群５０において、図２のｙ軸方向の奇数行目（第１行，第３行，…）のｘ軸方向に配置された複数の受光素子からの信号を順番に読み出すことで、焦点距離Ｚ１のレンズ６１ａ，６１ｂ，…に対応する像の信号を得ることができる。また、図２に示したマトリックス状のレンズ群６０に対して設けられた受光素子群５０において、図２のｙ軸方向の偶数行目（第２行，第４行，…）のｘ軸方向に配置された複数の受光素子からの信号を順番に読み出すことで、焦点距離Ｚ２のレンズ６２ａ，６２ｂ，…に対応する像の信号を得ることができる。どの受光素子の電気信号を取り込むかは、マイコン２０によりドライバ回路２５を駆動制御することで行える。
【００２９】
マイコン２０は、照合時における認証パターンと登録パターンの一致・不一致の判定、および、個人認証装置１０の全体の制御なども行なう。
【００３０】
個人認証装置１０による認証の動作は、図１に示したマイコン２０に記憶されたプログラムにより制御される。
【００３１】
次に、図４を用いて、本実施形態による個人認証装置の外観構成について説明する。  
図４は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置の外観構成を示す斜視図である。
【００３２】
個人認証装置１０の上面には、窪みが設けられ、その窪みの底面に前述の窓７０が位置している。指Ｆは、この窪みに置かれ、血管パターンから個人認証が行われる。
【００３３】
次に、図５〜図７を用いて、本実施形態による個人認証装置における個人認証方法について説明する。  
図５は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置における個人認証方法の内容を示すフローチャートである。図６及び図７は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置によって得られた撮像の説明図である。
【００３４】
個人認証装置１０による認証の動作は、図１に示したマイコン２０に記憶されたプログラムにより制御される。図５を用いて、マイコン２０による個人認証動作について説明する。
【００３５】
プログラムが開始されると、ステップＳ１０において、マイコン２０は、個人認証装置１０の初期化処理を行なう。
【００３６】
次に、ステップＳ２０において、マイコン２０は、指検出と、光量制御処理を実行する。最初にステップＳ２２において、マイコン２０は、所定の範囲内に指Ｆが置かれているか検出する。指が置かれているかどうかの判定は、図１や図４には図示してないが、図４の指を載置する位置にスイッチ等を設ける。スイッチとしては、例えば、図１に示した指Ｆが置かれる位置の左右の壁の一方（例えば、赤外光源３２が配置される位置）に、発光ダイオードが設置され、他方の壁（例えば、赤外光源３３が配置される位置）に、フォトダイオードが設置される。指Ｆが置かれてない状態では、発光ダイオードの光がフォトダイオードに入射し、指Ｆが置かれている状態では、発光ダイオードの光が指に遮られてフォトダイオードに入射しないため、フォトダイオードの出力電気信号のレベルで、指の存在の有無が検出できる。なお、特定のスイッチを設けることなく、指が置かれた場合と、置かれてない場合では、受光素子群５０の出力信号のレベルが変化するので、これにより、指の存在の有無を検出できる。
【００３７】
指が検出されると、ステップＳ２３において、マイコン２０は、赤外光源の光量を制御する。具体的には、マイコン２０は、受光素子群５０の出力信号のレベルが所定範囲になるように、赤外光源３２，３３の電圧を可変して、光源の光量をフィードバック制御する。
【００３８】
指が検出され、赤外光源の光量が所定の範囲に収まるまで、ステップ２０の処理が繰り返される。
【００３９】
ステップＳ２０の処理が終了すると、次に、ステップＳ３０において、マイコン２０は、認証開始か否かを判定する。認証開始の判定では、マイコン２０は、例えば、受光素子群５０によって検出された指の輪郭の画像の着目し、この輪郭が動いてない時は、認証開始と判定する。指の輪郭の動きが止まるまで、ステップＳ２０，Ｓ３０を繰り返す。また、認証開始は、例えば図示しない認証開始スイッチの操作により行なってもよく、または、ステップＳ２４にて適切に光量制御されたら自動的に認証開始としてもよいものである。
【００４０】
認証開始となると、ステップＳ４０に進み、マイコン２０は、照合処理を実行する。
【００４１】
まず、ステップＳ４１において、マイコン２０は、指Ｆから放射される光の強度分布画像を受光素子群５０からマイコン２０に取り込む。ここで得る画像は、レンズの焦点位置Ｚ１と焦点位置Ｚ２のそれぞれに対応する２枚の画像となる。
【００４２】
ここで、図６及び図７を用いて、得られる２枚の画像データについて説明する。
【００４３】
図６は指の掌面全体が焦点位置Ｚ１に合っている場合の画像であり、図６（Ａ）は、レンズの焦点位置Ｚ１に対応する画像であり、図６（Ｂ）は、焦点位置Ｚ２に対応する画像である。画像には、指Ｆの輪郭ＣＦ１，ＣＦ２と、その間の血管パターンＢＶが含まれる。
【００４４】
図６（Ａ）に示す焦点位置Ｚ１の画像は焦点位置が合っているので、血管パターンＢＶが鮮明に撮影できるが、図６（Ｂ）に示す焦点位置Ｚ２の画像は焦点位置が合っていないので、図６（Ａ）と比較して鮮明でない画像となる場合を示している。
【００４５】
図７は指先の掌面が焦点位置Ｚ１に、根元の掌面が焦点位置Ｚ２に合っている場合の画像であり、図７（Ａ）は、レンズの焦点位置Ｚ１に対応する画像であり、図７（Ｂ）は、焦点位置Ｚ２に対応する画像である。図７（Ａ）に示す焦点位置Ｚ１の画像は指先に焦点位置が合っているので、指先側の血管パターンＢＶが鮮明に撮影できるが、根元側は焦点位置が合っていないので、鮮明でない画像となる。逆に、図７（Ｂ）に示す焦点位置Ｚ２の画像は根元側に焦点位置が合っているので、指先側の血管パターンＢＶは鮮明でない画像に、根元側は鮮明な画像となる場合を示している。
【００４６】
次に、図５のステップＳ４２において、マイコン２０は、赤外光源３２，３３を消灯する。
【００４７】
次に、ステップＳ４３において、マイコン２０は、ステップＳ４１で取得した２枚の画像の前処理を行なう。ここでは、画像の鮮明度に応じて、（１）図６（Ａ）のように焦点の合っている画像を選択する、（２）図７（Ａ）の領域Ａ１と、図７（Ｂ）の領域Ａ２のように、焦点の合っている領域を選択し、合成して図７（Ｃ）の画像を得る、などの方法をとる。このように、鮮明な画像を選択できるので、ステップＳ４４における特徴パターンの抽出処理がより容易となる。
【００４８】
鮮明度の判定は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により行える。例えば、図２に示した図は、レンズの配置に関するものであるが、レンズに対して受光素子が１対１に対応するので、ここでは、受光素子の配置と考えて説明する。マイコン２０は、ｙ軸方向に受光素子が２００個あるとすると、２１番目の行のｘ軸方向の全ての受光素子の信号，２０番目の行のｘ軸方向の全ての受光素子の信号，６１番目の行のｘ軸方向の全ての受光素子の信号，６０番目の行のｘ軸方向の全ての受光素子の信号，１０１番目の行のｘ軸方向の全ての受光素子の信号，１００番目の行のｘ軸方向の全ての受光素子の信号というように、所定間隔毎に、ｘ軸方向の全ての受光素子の信号をサンプリングする。ここで、２１番目，６１番目，１０１番目は、焦点距離Ｚ１のレンズに対する受光素子の信号となり、２０番目，６０番目，１００番目は、焦点距離Ｚ２のレンズに対する受光素子の信号となる。例えば、１番目の行のｘ軸方向の全ての受光素子の信号を高速フーリエ変換すると、周波数分布がわかる。ここで、周波数分布に高域成分が多いほど、鮮明な画像であることが判定できる。従って、所定の間隔でサンプリングした各行のｘ軸方向の高速フーリエ変換の結果から、どの領域で、焦点距離Ｚ１に対する画像が鮮明か、または、焦点距離Ｚ２に対する画像が鮮明かが判定できる。全ての領域で、焦点距離Ｚ１に対する画像が鮮明である場合は、図６（Ａ）の場合であり、図６（Ａ）のように焦点の合っている画像を選択する。また、図７（Ａ）の領域Ａ１と、図７（Ｂ）の領域Ａ２のように、焦点の合っている領域を選択し、合成する。このとき、図７の例では、領域Ａ１，Ａ２がそれぞれ全体の５０％の領域のように示しているが、必ずしも５０％ずつとなるものではない。なお、焦点距離Ｚ１，Ｚ２のいずれについても、全体的に鮮明度が低いときは、（３）２枚の画像をそのまま合成するという処理を取ることも可能である。
【００４９】
次に、図５のステップＳ４４において、マイコン２０は、取得された強度分布に対して、演算処理を行ない、血管パターンＢＶの特徴パターンを算出する。この特徴パターンを照合パターンとする。なお、本ステップにおける処理の方法については、例えば、特開２００１−１８４５０７号公報に開示されているように、積分処理、微分処理を組み合わせたフィルタ処理を行うことにより実現可能である。
【００５０】
次に、ステップＳ４５において、マイコン２０は、抽出した照合パターンと、あらかじめ不揮発性メモリ２４に記憶された単数、もしくは複数の登録パターンとの照合を行なう。ここでは、ステップＳ４３で抽出した照合パターンと、不揮発性メモリ２４から呼び出した登録パターンを比較して、両者の相違の程度を算出する。
【００５１】
次に、ステップＳ４６において、マイコン２０は、ステップＳ４５で算出された相違の程度から、照合結果の判定を行なう。もし、相違の程度が小さい結果があれば、登録されている本人であると判断し、ステップＳ５０へ移行する。また、相違の程度が大きければ、未登録者、または照合失敗として、ステップＳ４７へ移行する。
【００５２】
ステップＳ４７では、マイコン２０は、全登録パターンを照合したか判断し、全パターンが照合されていなければ、該当登録パターン無しと判断してステップＳ２０へ戻る。照合していない登録パターンがあれば、ステップＳ４５へ戻り、照合を繰り返す。
【００５３】
なお、以上の説明では、レンズは焦点距離Ｚ１，Ｚ２の２種類としているが、３種類以上であってもよい。例えば、３種類の場合、図２に示した例では、ｙ軸方向の１番目，４番目，７番目の全てのｘ軸方向のレンズを焦点距離Ｚ１のものとし、ｙ軸方向の２番目，５番目，８番目の全てのｘ軸方向のレンズを焦点距離Ｚ２のものとし、ｙ軸方向の３番目，６番目，９番目の全てのｘ軸方向のレンズを焦点距離Ｚ３のものとする。すなわち、ｙ軸方向では、焦点距離の異なるレンズを、順次繰り返して配置し、ｘ軸方向では、同じ焦点距離のレンズを配置する。
【００５４】
生体として指を用い、その血管パターンにより個人認証する場合、血管パターンの空間周波数は指の軸方向（図２のｙ軸方向）では低く、軸に直角方向（図２のｘ軸方向）では高いので、この空間周波数特性に合わせて、各々のレンズを、指の軸に直角方向（ｘ方向）のレンズの焦点距離は同じとし、指の軸方向（ｙ方向）におけるレンズは、焦点距離の異なるもの（焦点位置の異なるもの）を、順次繰り返して配置するようにすることで、解像度を向上することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、指の血管パターンを撮像する際に、焦点位置の異なる複数の画像を得ることができ、焦点が合っている適切な画像、あるいは領域を選択することで、登録時と認証時でレンズと指の距離が異なっても、鮮明な画像を得ることが可能となるので、認証処理が容易となる。したがって、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型化することができる。
【００５６】
次に図８を用いて、本発明の第２の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。なお、本実施形態による個人認証装置の全体構成は、図１に示したものと同様である。
【００５７】
本実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群の構成も、図２に示したものと同様であるが、ｘ軸方向における各レンズの焦点距離を連続的に変えるようにしている。
【００５８】
図８は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群が構成する焦点面の説明図である。
【００５９】
図３に示した例で、ｙ軸方向の第１行目のレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，…は、ｘ軸方向に対して焦点距離が順次異なっており、これらのレンズの焦点位置は、図８の焦点ＦＰ１Ａの位置となり、これらの焦点が含まれる焦点面はＦＰＬ１Ａのように、湾曲した形状となる。
【００６０】
また、ｙ軸方向の第２行目のレンズ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，…は、ｘ軸方向に対して焦点距離が順次異なっており、これらのレンズの焦点位置は、図８の焦点ＦＰ２Ａの位置となり、これらの焦点が含まれる焦点面はＦＰＬ２Ａのように、湾曲した形状となる。
【００６１】
そして、焦点面ＦＰＬ１Ａと、焦点面ＦＰＬ２Ａを異なるようにすることで、被写体である指が太い人のときには、焦点面ＦＰＬ２Ａ側の画像を採用し、指の細い人のときには焦点面ＦＰＬ１Ａ側の画像を採用することで太い指から細い指まで鮮明な画像を得て、認証処理を行うことができる。また、指先端と指の根元で太さが極端に変わっても、第１の実施形態と同様に焦点の合っている領域を選択し、鮮明な画像を得て、認証処理を行うことができる。
【００６２】
次に、図９を用いて、本発明の第３の実施形態による個人認証装置の構成及び動作について説明する。  
図９は、本発明の第３の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００６３】
本実施形態の個人認証装置１０Ａが、図１に示した個人認証装置１０と相違する点は、レンズ群６０Ａの構成にある。その他の構成は、図１に示したものと同様である。
【００６４】
レンズ群６０Ａは、図示の状態では、図２のｘ軸方向の断面を示している。そして、ｘ軸方向には、焦点距離Ｚ１のレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，…と、焦点距離Ｚ２のレンズ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，…とが交互に配置されている。一方、紙面に直交する方向（図２におけるｙ軸方向）には、レンズ６１ａのｙ軸方向には、レンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，…と同じ焦点距離Ｚ１のレンズが配置され、また、レンズ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，…のｙ軸方向には、レンズ６２ａと同じ焦点距離Ｚ２のレンズが配置されている。
【００６５】
なお、レンズ群を構成するレンズの焦点距離は、前述したように、３種類以上のものとし、ｘ軸方向の１番目，４番目，７番目の全てのｙ軸方向のレンズを焦点距離Ｚ１のものとし、ｘ軸方向の２番目，５番目，８番目の全てのｙ軸方向のレンズを焦点距離Ｚ２のものとし、ｘ軸方向の３番目，６番目，９番目の全てのｙ軸方向のレンズを焦点距離Ｚ３のものとする。すなわち、ｘ軸方向では、焦点距離の異なるレンズを、順次繰り返して配置し、ｙ軸方向では、同じ焦点距離のレンズを配置してもよいものである。
【００６６】
本実施形態によっても、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型化することができる。
【００６７】
次に、図１０を用いて、本発明の第４の実施形態による個人認証装置の構成及び動作について説明する。  
図１０は、本発明の第４の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。なお、図１及び図９と同一符号は、同一部分を示している。
【００６８】
本実施形態の個人認証装置１０Ｂが、図９に示した個人認証装置１０Ａと相違する点は、受光素子群５０Ａの構成にある。その他の構成は、図９に示したものと同様である。
【００６９】
受光素子群５０Ａは、受光素子５２ａ，５２ｂ，…から構成されている。受光素子５２ａ，５２ｂ，…は、レンズ群６０の裏面に直接形成されている。図１に示した受光素子５２ａ，５２ｂ，…としては、例えば、シリコンフォトダイオードアレイを用いるのに対して、本例の受光素子５２ａ，５２ｂ，…としては、アモルファス太陽電池をアレイ状に形成したものを用いることができる。
【００７０】
本実施形態によっても、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型化することができる。
【００７１】
次に、図１１及び図１２を用いて、本発明の第５の実施形態による個人認証装置の構成及び動作について説明する。  
図１１は、本発明の第５の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。図１２は、本発明の第５の実施形態による個人認証装置に用いるレンズの断面図である。
【００７２】
本実施形態の個人認証装置１０Ｃが、図１に示した個人認証装置１０と相違する点は、レンズ群６０Ｂの構成にある。その他の構成は、図１に示したものと同様である。
【００７３】
図１１に示すレンズ群６０Ｂは、図示の状態では、図２のｘ軸方向の断面を示している。そして、ｘ軸方向には、焦点距離Ｚ１と焦点距離Ｚ２と焦点距離Ｚ３の複合した焦点距離を有するレンズ６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，…が配置されている。一方、紙面に直交する方向（図２におけるｙ軸方向）においても、同様に、焦点距離Ｚ１と焦点距離Ｚ２と焦点距離Ｚ３の複合した焦点距離を有するレンズ６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，…が配置されている。
【００７４】
ここで、図１２を用いて、レンズ群６０Ｂの詳細構成について説明する。レンズ６６ａは、１つのレンズに複数の曲率を持たせて、複数の焦点位置を持たせたものであり、レンズ部６６ａ１，６６ａ２，６６ａ３から構成されている。レンズ部６６ａ１の焦点距離はＺ１であり、レンズ部６６ａ２の焦点距離はＺ２であり、レンズ部６６ａ３の焦点距離はＺ３である。すなわち、個々のレンズ光軸を中心とする輪帯毎に焦点位置を複数持たせたレンズ群である。複数の焦点位置を持つことで、単焦点レンズと比較して、焦点が合う範囲が広くなる。つまり、レンズ面から指までの高さが変化しても焦点が合うため、指の位置が所定の位置より多少ずれても、鮮明な画像を得ることができる。
【００７５】
本実施形態によっても、個人認証に重要な取得する画像の質を最適化しつつ、薄型化することができる。
【００７６】
なお、以上説明した各実施形態の個人認証装置は、自動車のみならず、電車や船舶などの輸送機器、パソコンなどのキーボード、マウスなどの入力機器、金融機関における現金自動預払機（ＡＴＭ）や現金自動支払機（ＣＤ）、携帯電話、ビルや家屋などのドア、など入退室や計算機への認証が必要な多種の機器への組み込みが可能である。そして、個人を認証した結果を利用して自動車のドアロック解除やエンジン始動許可のコマンドを発行、あるいは、自動料金収受システム（ＥＴＣ）における本人認証に利用可能である。さらには、ビルなどの入退室管理や計算機などのログイン認証などにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群が構成する焦点面の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による個人認証装置の外観構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による個人認証装置における個人認証方法の内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態による個人認証装置によって得られた撮像の説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による個人認証装置によって得られた撮像の説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いるレンズ群が構成する焦点面の説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態による個人認証装置の全体構成を示すシステム構成図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態による個人認証装置に用いるレンズの断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０…個人認証装置
２０…マイコン
３２，３３…赤外光源
５０…受光素子群
６０…レンズ群
６１，６２，６６…レンズ
【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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