(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化・薄型化された生体認証装置を提供する。【解決手段】指２に光を照射するＬＥＤ光源部４と、指２の内部に含まれる血管３の像を撮像面６ｂ上に結像させかつ略平面状に２個以上の撮像レンズ７ａが並べられてなるレンズアレイ７と、このレンズアレイ７の隣接する撮像レンズ７ａ間での光線クロストークを防ぐために撮像レンズ７ａ間に設けられた遮光壁１０とによって構成された撮像光学系５と、画素６ａの画素アレイにより構成されかつ複数の撮像レンズ７ａにより得られる血管３の像を撮像する撮像素子６とを有する読み取り部１と、撮像された像から血管３が有する血管パターンを抽出するための個人情報抽出手段Ｉと、予め登録しておいた血管パターンと新たに取得した血管パターンとを照合することにより個人認証を行う認証演算部Ｂ７と、によって構成され、ＬＥＤ光源部４が接触面Ｆ側から指２側に向けて光を照射する。【選択図】図１
2008212311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体部位に光を照射する光源部と、前記生体部位の内部に含まれる内部部位の像を撮像面上に結像させかつ略平面状に２個以上の撮像レンズが並べられてなるレンズアレイと該レンズアレイの隣接する前記撮像レンズ間での光線クロストークを防ぐために前記撮像レンズ間に設けられた遮光壁とによって構成された撮像光学系と、受光素子の画素アレイにより構成されかつ前記複数の撮像レンズにより得られる前記内部部位の像を撮像する撮像手段と、を有する読み取り部と、
撮像された前記像から前記内部部位が有する個人情報を抽出するための個人情報抽出手段と、
予め登録しておいた前記個人情報と新たに取得した前記個人情報とを照合することにより個人認証を行う認証手段と、
によって構成された生体認証装置において、
前記光源部が前記撮像光学系の周囲に２個以上配置され、
前記生体部位が前記撮像光学系に対向して前記読み取り部に載置された際に前記生体部位と前記読み取り部との接触面側から前記生体部位側に向けて光を照射することを特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
前記撮像光学系と該撮像光学系の周囲に配置した前記光源部との間に遮光板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記光源部には該光源部の発光方向前方に集光レンズが配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記生体部位は指であり、前記光源部を構成する発光素子のうち少なくとも２つが光を前記指の短軸方向（太さ方向）に照射するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記内部部位が毛細血管或いはそれに相当する細い血管であることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の生体認証装置。
【請求項６】
前記生体部位は指であり、前記内部部位が前記指の第１関節より指先側部位の毛細血管或いはそれに相当する細い血管であることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の生体認証装置。
【請求項７】
前記光源部が近赤外光を発する発光素子と赤色光を発する発光素子とによって構成され、前記近赤外光を発する発光素子による照射と前記赤色光を発する発光素子による照射とを切替える光源部切替え手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の生体認証装置。
【請求項８】
前記読み取り部には、前記光源部から前記生体部位に向かう光を所定の偏光状態にする偏光化手段と、前記生体部位の表面近傍で反射されかつ前記所定の偏光状態を有する反射光が前記撮像面に入射するのを阻止する偏光フィルタとが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の生体認証装置。
【請求項９】
前記読み取り部が前記撮像光学系の前記接触面側に透明支持体を有し、
前記透明支持体に導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子を形成することによって前記偏光化手段と前記偏光フィルタとが前記透明支持体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の生体認証装置。
【請求項１０】
前記レンズアレイの一方側に前記撮像レンズとしてのレンズ部が形成され、前記レンズアレイの他方側に平坦面が形成されて、
前記平坦面に導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の生体認証装置。
【請求項１１】
前記読み取り部が前記撮像光学系の前記接触面側に透明支持体を有し、
前記透明支持体が可視光をカットする光学的バンドパスフィルタによって構成され、
前記光学的バンドパスフィルタが有する平坦面に導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の生体認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋真皮や静脈などの生体の皮下にある内部構造を被写体として撮像して、撮像された生体の内部構造の情報を個人認証などに利用する生体認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、指紋真皮や静脈などの生体の皮下にある内部構造を被写体として撮像して、撮像された生体の内部構造の情報を個人認証などに利用する生体認証装置が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００３】
特許文献１の生体認証装置は、認証対象となる人の指の腹側が載置されるガイド部と、この指を指の爪側から照明する光源部と、指とガイド部との接触部に設けられた窓部と、窓部から指の腹側に一定距離だけ離間した撮像部と、撮像部で撮像された画像に基づいて認証処理を行うための認証部とを有している。
【０００４】
この生体認証装置では、指をガイド部に載置すると、指が光源部によって爪側から照明され、指の血管パターンが撮像部により撮像されて、予め登録しておいた指の血管パターンと新たに撮像された指の血管パターンとを認証部により照合することによって個人認証が行われる。
【０００５】
また、特許文献２の生体認証装置は、特許文献１の生体認証装置と同様に、ガイド部と、窓部と、撮像部と、認証部とを有しているが、特許文献２の生体認証装置では、光源部が一対設けられており、これらの光源部によって指の両側部が照明される。
【０００６】
そして、特許文献３の生体認証装置は、特許文献２の生体認証装置と同様の構成に加えて、窓部と撮像部との間に、窓部から取り込まれた光を撮像部に反射させるためのミラー部が設けられている。
【特許文献１】特許第３６１７４７６号公報
【特許文献２】特許第３７７０２４１号公報
【特許文献３】特開２００６−９５０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、昨今の情報保護社会、或いはユビキタス社会では、携帯電話やノートパソコンなどの様々な情報機器に指紋認証装置などの生体認証装置を搭載するのが望ましい。
【０００８】
携帯電話やノートパソコンなどの情報機器は、年々、小型化・薄型化が進められており、これらの情報機器に内蔵可能で、しかも内蔵する際に場所を選ばずに搭載可能とするためには、生体認証装置自体にも更なる小型化・薄型化が要求される。
【０００９】
特許文献１の生体認証装置は、指を爪側から照明する光源部と、窓部から指の腹側に一定距離だけ離間した撮像部とが設けられているので、指を載置した際の指の短軸方向（太さ方向）についての装置の小型化が困難であった。
【００１０】
また、特許文献２の生体認証装置は、指の両側部を照明する一対の光源部が設けられているので、指の両側方向についての装置の小型化が困難であった。
【００１１】
さらに、特許文献３の生体認証装置は、特許文献２の生体認証装置と同様の構成に加えて、窓部と撮像部との間にミラー部が設けられ、ミラー部の搭載スペースを必要とするために、指の両側方向だけでなく、指を載置した際の指の短軸方向（太さ方向）についても装置の小型化が困難であるという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の生体認証装置を特許文献１〜特許文献３などの従来の生体認証装置に比べて一層の小型化・薄型化を図ることを本発明の第１の目的とする。
【００１３】
ところで、請求項１に記載の生体認証装置では、生体部位の光源部に近い部分ほど照射される光が強くなるために、生体部位の像は光源部に近いところと遠いところとでは明暗ムラが生じる。
【００１４】
そして、撮像素子によって取得される画像において、生体部位の光源部に近い部分では照射される光が強くなり、生体部位の表面で散乱される光の量の割合も多くなるので、血管などの内部部位の情報を含む光の量の割合が相対的に少なくなるおそれがある。
【００１５】
そこで、光源部に近い生体部位表面での散乱光が撮像手段に与える影響を低減させるために、撮像光学系の大きさは変えないで、撮像光学系と光源部との距離を大きくしたとすると、各光源部を含む読み取り部の大きさが全体として大きくなってしまう。
【００１６】
また、請求項１に記載の生体認証装置では、各光源部が撮像光学系の周囲に配置されているので、各光源部の位置を変えないで、光源部と撮像光学系との距離を相対的に大きくしようとすると、撮像光学系を小さくする必要が生じて、撮像光学系を小さくした場合には撮像される画像サイズが小さくなってしまうという問題があった。
【００１７】
そこで、必要以上に読み取り部の大きさを大きくしたり、或いは撮像光学系を小さくしたりせずに、取得画像の明暗ムラを低減し、しかも生体部位表面での散乱光による画像ノイズを低減して認証精度の高い生体認証装置を提供することを本発明の第２の目的とする。
【００１８】
ところで、光源部から放射された光が内部部位に到達するまでに広がり過ぎてしまうと、内部部位への照射光量が減少してしまい、撮像される画像のコントラストが落ちるために認証精度が低下してしまうおそれがある。
【００１９】
そこで、光を内部部位に効率的に照射して認証精度を向上させることを本発明の第３の目的とする。
【００２０】
一方、手のひらを認証対象としている装置では、手のひらを走行する血管パターンは指を走行する血管パターンに比べると多いため、多様な血管パターンを認証に利用できるのに対して、特許文献１〜特許文献３の生体認証装置のように指を認証対象としている生体認証装置では、認証に利用できる血管パターンの多様性が乏しく認証精度が低くなるおそれがある。
【００２１】
そこで、毛細血管などの微細な血管パターンを認証に利用しようとして、顕微鏡光学系のような高解像度の光学系を使用すると、この光学系自体が撮像手段などに比べて大型になり、しかも高コストになるので、携帯機器などの汎用機器に搭載することは望めない。
【００２２】
また、血管パターンから多くの情報を収集するために、指を一層広い範囲で撮像しようとして、指と撮像手段との距離を大きくすると、読み取り部全体の大きさが大きくなってしまうおそれがある。
【００２３】
指と撮像手段との距離を大きくせずに、指の一層広い範囲を撮像するためには、撮像したい指の面積と同程度の大きさの撮像素子が必要となり、小型化・高精細化が進んでいる撮像素子製品群に対し、特殊なサイズの撮像素子製品を用意する必要があるために製造コストが増大してしまうおそれがある。
【００２４】
そこで、毛細血管のような細かい血管の血管パターンを認証対象としても、小型にかつ低コストで製造でき、しかも認証精度の高い生体認証装置を提供することを本発明の第４の目的とする。
【００２５】
以下に、本発明の更なる目的を列挙する。
【００２６】
本発明の第５の目的は、認証対象とする毛細血管パターンとして、特に指の第１関節より指先側部位の毛細血管パターンを利用することにより、読み取り部への指の載置の操作性を向上させることとする。
【００２７】
本発明の第６の目的は、光源部から照射される光の波長を切り替えることにより、認証の汎用性を向上させることとする。
【００２８】
本発明の第７の目的は、生体部位の表面近傍で反射されるノイズとしての反射光を抑制し、生体内部の情報を効率的に抽出して、認証精度を向上させることとする。
【００２９】
本発明の第８の目的は、光源部のカバーガラス面やレンズアレイやバンドパスフィルターなどの透明支持体に、導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子を直接形成することによって、装置構成の簡略化およびコスト低減を図ることとする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、生体部位に光を照射する光源部と、前記生体部位の内部に含まれる内部部位の像を撮像面上に結像させかつ略平面状に２個以上の撮像レンズが並べられてなるレンズアレイと該レンズアレイの隣接する前記撮像レンズ間での光線クロストークを防ぐために前記撮像レンズ間に設けられた遮光壁とによって構成された撮像光学系と、受光素子の画素アレイにより構成されかつ前記複数の撮像レンズにより得られる前記内部部位の像を撮像する撮像手段と、を有する読み取り部と、
撮像された前記像から前記内部部位が有する個人情報を抽出するための個人情報抽出手段と、
予め登録しておいた前記個人情報と新たに取得した前記個人情報とを照合することにより個人認証を行う認証手段と、
によって構成された生体認証装置において、
前記光源部が前記撮像光学系の周囲に２個以上配置され、
前記生体部位が前記撮像光学系に対向して前記読み取り部に載置された際に前記生体部位と前記読み取り部との接触面側から前記生体部位側に向けて光を照射する生体認証装置を特徴としている。
【００３１】
そして、請求項２に記載の発明は、前記撮像光学系と該撮像光学系の周囲に配置した前記光源部との間に遮光板が配置されている請求項１に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３２】
また、請求項３に記載の発明は、前記光源部には該光源部の発光方向前方に集光レンズが配置されている請求項１または請求項２に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３３】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記生体部位は指であり、前記光源部を構成する発光素子のうち少なくとも２つが光を前記指の短軸方向（太さ方向）に照射するように配置された請求項１乃至請求項３に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３４】
そして、請求項５に記載の発明は、前記内部部位が毛細血管或いはそれに相当する細い血管である請求項１乃至請求項４に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３５】
また、請求項６に記載の発明は、前記生体部位は指であり、前記内部部位が前記指の第１関節より指先側部位の毛細血管或いはそれに相当する細い血管である請求項１乃至請求項４に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３６】
さらに、請求項７に記載の発明は、前記光源部が近赤外光を発する発光素子と赤色光を発する発光素子とによって構成され、前記近赤外光を発する発光素子による照射と前記赤色光を発する発光素子による照射とを切替える光源部切替え手段が設けられている請求項１乃至請求項６に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３７】
そして、請求項８に記載の発明は、前記読み取り部には、前記光源部から前記生体部位に向かう光を所定の偏光状態にする偏光化手段と、前記生体部位の表面近傍で反射されかつ前記所定の偏光状態を有する反射光が前記撮像面に入射するのを阻止する偏光フィルタとが設けられている請求項１乃至請求項７に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３８】
また、請求項９に記載の発明は、前記読み取り部が前記撮像光学系の前記接触面側に透明支持体を有し、
前記透明支持体に導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子を形成することによって前記偏光化手段と前記偏光フィルタとが前記透明支持体に形成されている請求項８に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００３９】
さらに、請求項１０に記載の発明は、前記レンズアレイの一方側に前記撮像レンズとしてのレンズ部が形成され、前記レンズアレイの他方側に平坦面が形成されて、
前記平坦面に導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子が形成されている請求項８に記載の生体認証装置を特徴としている。
【００４０】
そして、請求項１１に記載の発明は、前記読み取り部が前記撮像光学系の前記接触面側に透明支持体を有し、
前記透明支持体が可視光をカットする光学的バンドパスフィルタによって構成され、
前記光学的バンドパスフィルタが有する平坦面に導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子が形成されている請求項８に記載の生体認証装置を特徴としている。
【発明の効果】
【００４１】
このように構成された本発明の請求項１のものは、光を接触面側から生体部位側に向けて照射するので、接触面より生体部位側に光源部を配置する必要がなく、しかも、光源部が略平面状に並べられたレンズアレイからなる撮像光学系の周囲に配置されるので、光源部も略平面状に配置可能とされ、読み取り部の薄型化が可能となる。
【００４２】
また、仮に、撮像光学系を撮像面に沿った方向に縮小したとしても、光源部は接触面を挟んで撮像光学系側に配置されているので、光源部が生体部位と干渉することがなく、撮像面に沿った方向についての読み取り部の小型化が可能となり、例えば、認証対象となる生体部位の中で小さい部類に入る指の太さと同程度に読み取り部のサイズを小型化することができる。
【００４３】
さらに、撮像光学系を複眼化することにより、撮像光学系のバックフォーカスを短縮し、撮像面と直交する方向についての読み取り部のサイズを短縮、すなわち本発明の生体認証装置が搭載される携帯電話やノートパソコンなどの情報機器を薄型化できる。
【００４４】
しかも、実施例で後述するように、個人情報抽出手段において複眼像から単一像への画像再構成処理を行うことにより、複眼化に伴う解像力の低下を補償することができ、一層細い血管像を撮像することができるので、解像力を低下させずに、本発明の生体認証装置を一層小型化・薄型化することができる。
【００４５】
そして、請求項２のものは、撮像光学系と、撮像光学系の周囲に配置した光源部との間に遮光板が配置されているので、撮像光学系に入射する光のうち、光源部と撮像光学系とが近接していることが原因で光源部から撮像光学系に直接入射する光の量を、光源部と撮像光学系との撮像面に沿う方向についての距離を大きくすることなく低減させることができて、撮像光学系に直接入射するノイズとしての光を抑えることができる。
【００４６】
また、請求項３のものは、光源部の発光方向前方に集光レンズが配置され、光源部から放射される光を集光することにより、内部部位に到達するまでに光が広がるのを抑えて、内部部位に光を効率的に照射し、撮像される画像のコントラストを強くして、認証精度を向上させることができる。
【００４７】
さらに、請求項４のものは、生体部位を特に指としており、光源部としての少なくとも２つの発光素子が、指を載置した際の指の短軸方向（太さ方向）に光を照射するように配置されたものであり、その効果は請求項１と同様である。
【００４８】
そして、請求項５のものは、内部部位を特に毛細血管或いはそれに相当する細い血管としており、毛細血管のような細かい血管の血管パターンを認証対象とすることにより、指のような小さい生体部位を用いても多様な血管パターンを認証に使用でき、しかも、小さい生体部位を撮像するので、汎用の撮像手段を使用できるため、認証精度の確保と装置の小型化の両立、並びに装置の低コスト化を図ることができる。
【００４９】
また、請求項６のものは、内部部位を特に指の第１関節より指先側部位の毛細血管或いはそれに相当する細い血管としているので、神経が行き届き、しかも微妙な動きも可能な指の第１関節より指先側の部位を認証対象としているので、読み取り部に指の第１関節より指先側の部位を載置可能としたことにより本発明の生体認証装置への指の載置の操作性を向上させることができる。
【００５０】
さらに、請求項７のものは、光源部切替え手段により、血管パターンによる吸収が大きい近赤外の光と、血管パターンによる吸収が近赤外光に比べて小さくかつ生体透過率が高い赤色の光とを切替えて用いることによって、近赤外の光で血管パターンを撮像し、赤色の光で指の皮下にある指紋真皮のパターンを撮像することができる。
【００５１】
これらの血管パターンと指紋真皮のパターンとの認証結果を併用することにより、認証の受け入れ率の高さを調整でき、認証の汎用性を向上させることができる。
【００５２】
そして、請求項８のものは、偏光化手段により所定の偏光状態にされた光を生体部位に入射させると、生体部位の表面近傍で反射または散乱された光は所定の偏光状態を維持しているので偏光フィルタによって阻止され、生体内部を進行する光は生体内部で散乱されて偏光状態が消失しているので偏光フィルタを通過して撮像面に入射される。
【００５３】
これにより、生体部位の表面近傍でのノイズとしての反射光が抑制され、生体内部の情報が効率的に抽出されて、認証精度を向上させることができる。
【００５４】
また、請求項９〜１１のものは、読み取り部に設けられた透明支持体としてのレンズアレイや光学的バンドパスフィルタなどの平坦面に、導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子が形成されているので、装置構成に新たに偏光素子を付加する必要がなくなるため、装置構成の簡略化、およびコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の生体認証装置を実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００５６】
まず、実施例１を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、上述の特許文献１〜特許文献３の他に、下記の特許文献４〜特許文献８を引用する。
・特許文献４：ＷＯ２００４／０８８５８８
・特許文献５：特開２００３−３３１２７０号公報
・特許文献６：特許第３７７３５６３号公報
・特許文献７：特開平１０−１５３７０６号公報
・特許文献８：特開２００４−３０９９０３号公報
図１は、本発明の生体認証装置を説明する構成図であり、符号１は読み取り部、符号２は読み取り部１に載置された人の指、符号３は指２の内部に存在する内部部位としての血管、符号Ｂ１は読み取り部１によって取り込まれた血管３の画像信号を画像データに変換する画像入力部、符号Ｃは画像入力部Ｂ１によって変換された画像データ基づいて個人認証を行う演算部である。
【００５７】
図１は指２を指先側から見た図となっており、読み取り部１については断面構成図、その他の演算部Ｃなどについてはブロック構成図となっている。
【００５８】
本実施例の生体認証装置では、血管３が読み取り部１の主な被写体となる。
【００５９】
読み取り部１は、生体部位としての指２に光を照射する光源部としてのＬＥＤ光源部４と、撮像光学系５と、撮像素子６とによって構成されている。
【００６０】
撮像光学系５は、レンズアレイ７と、遮光壁８と、透明支持体としてのバンドパスフィルター９とを有しており、レンズアレイ７には、２個以上の非球面単レンズからなる撮像レンズ７ａがレンズ光軸と略直交する平面内に格子状に配置されており、レンズアレイ７は、血管３の像を撮像素子６の撮像面６ｂ上に結像させる。
【００６１】
レンズアレイ７は透明の樹脂やガラス材料で作られており、リフロー法や面積階調マスク法、研磨法などの加工法、或いは、それらの加工法で作製した型を用いた成形加工法などで作製される。
【００６２】
レンズアレイ７の撮像レンズ７ａには、球面単レンズや、両面とも球面レンズのレンズや、両面とも非球面レンズのレンズを用いてもよく、また、フレネルレンズのような回折型のレンズを用いてもよい。
【００６３】
遮光壁８は、レンズアレイ７の隣接する撮像レンズ７ａ，７ａ間での光線クロストークを防ぐと共にゴーストやフレアなどのノイズ光を抑制するために、隣接する撮像レンズ７ａ，７ａ間にそれぞれ設けられている。
【００６４】
また、遮光壁８は樹脂、ガラス、金属などを材料とした平板に、エッチングやレーザ加工等で穴あけすることにより形成され、遮光壁８の材料には、不透明材料を用いたり、透明材料にコーティングを施したりして、光の透過や反射を抑制する。
【００６５】
撮像素子６は、画素６ａの画素アレイにより構成されており、複数の撮像レンズ７ａにより得られる血管３の像を撮像する。この撮像素子６はＣＭＯＳ等、ＣＣＤ以外の受光素子であってもよい。
【００６６】
ＣＣＤ等の撮像素子には撮像面を保護するためのカバーガラスが設置されているものがあるが、本実施例ではカバーガラスがない状態のものが示してある。カバーガラスが付いた撮像素子を用いてもよいが、その場合は、カバーガラスによる光の屈折の影響を考慮して、レンズアレイ形状、位置を設計する必要がある。
【００６７】
また、撮像素子６にはエイリアジング防止のための光学的なローパスフィルタが撮像面付近に設けられたものがあるが、ここでは後に説明する超解像処理のためにローパスフィルタは設けていないものとする。
【００６８】
遮光壁８は、撮像面６ｂに接触して素子を壊してしまわないように、撮像面６ｂから僅かに浮かせて設置してあり、レンズアレイ７と遮光壁８は筐体１０によって保持されている。
【００６９】
レンズアレイ７と筐体１０とによって、撮像面６ｂは密閉されているので、これにより撮像面６ｂが保護され、ゴミ等が混入して撮像面６ｂに付着するのを防いでいる。
【００７０】
遮光壁８が撮像面６ｂから僅かに浮いているため、遮光壁８の底面と撮像面６ｂとの間の空間を光が通過してしまわないように、撮像面６ｂに平行な方向のレンズ間隔（ピッチ）を設定してある。
【００７１】
ＬＥＤ光源部４は、生体における吸収率が低い近赤外帯の波長の光を生体に照射するための光源部であり、レンズアレイ７の周囲を取り囲むように複数のＬＥＤ光源部４が設置されており、発光制御部１１により駆動・発光される。
【００７２】
なお、発光のＯＮ・ＯＦＦは生体認証装置の電源ＯＮ・ＯＦＦと連動させてもよいが、生体認証装置の電源がＯＮしている間に常時ＬＥＤ光が点灯しているのは安全上望ましくないため、認証開始スイッチ（図示省略）を読み取り部１に設けて、指２が読み取り部１に載置されたときにＯＮすることにより、ＬＥＤを発光させるようにすることが望ましい。
【００７３】
読み取り部１には、ＬＥＤ光源部４から放射される光の出射面を保護するための透明支持体が、読み取り部１の接触面１ａ側に設けられている。本実施例では、この透明支持体が可視光をカットする光学的バンドパスフィルター９によって構成されている。
【００７４】
バンドパスフィルター９は、血管パターンを検出する際には、ノイズとなる可視光線が撮像素子６に到達するのを防ぎ、血管パターン画像のコントラストを向上させる。
【００７５】
バンドパスフィルター９は、ＬＥＤ光源部４からの光と略同一波長の光のみを通過させる光学的なフィルターで、透明なガラス板に波長選択のための薄膜を蒸着することにより形成されている。
【００７６】
本実施例の生体認証装置では、光源部としてのＬＥＤ光源部４が撮像光学系５の周囲に２個以上配置されており、指２が撮像光学系５に対向して読み取り部１に載置された際に、指２と読み取り部１との接触面１ａ側から指２側に向けて光を照射する。すなわち、ＬＥＤ光源部４は、指２の延びる方向横断面の短軸方向に光を照射するように配置されている。
【００７７】
認証対象である指２は、バンドパスフィルター９および筐体１０に接触した状態で載置され、指２には、図１に矢印で示したように、一対のＬＥＤ光源部４から上方（爪側）に向かって近赤外光が照射される。
【００７８】
近赤外光は、生体に対して透過性を有するが、血液中の還元ヘモグロビンや酸化ヘモグロビンで吸収されることが知られている。このため、ＬＥＤ光源部４から出射された近赤外光は、生体内部を透過し、血管３などで散乱されて撮像素子６の撮像面６ｂに到達し、血管３により吸収を受けた部分のパターン像が撮像素子６によって撮像される。
【００７９】
演算部Ｃは、本発明の生体認証装置を搭載しているノートパソコンや携帯電話などの携帯端末機器に内蔵されているＣＰＵ（中央演算装置）などから構成されており、個人情報抽出手段Ｉと、登録／認証切替部Ｂ６と、認証演算部Ｂ７と、登録データ記憶部Ｂ７ａとを有している。
【００８０】
個人情報抽出手段Ｉは、視差推定用個眼画像抽出演算部Ｂ２と、視差推定演算部Ｂ３と、ＰＳＦパターン記憶部Ｂ３ａと、単一画像再構成演算部Ｂ４とによって構成されており、撮像された像から血管３が有する血管パターンを抽出する。
【００８１】
登録／認証切替部Ｂ６は、抽出された血管パターン画像を登録データ記憶部Ｂ７ａにデータベースとして登録するか、または、抽出された血管パターン画像をデータベースとして予め登録された血管パターンと比較照合するかを切り替える。
【００８２】
認証演算部Ｂ７は、予め登録しておいた血管パターンと新たに取得した血管パターンとを照合して個人認証を行う。
【００８３】
図１において、符号Ａは、レンズアレイ７を構成しているいずれか１個の撮像レンズ７ａにより観察可能とされる観察領域を表しており、符号Ｂは、隣接する撮像レンズ７ａが共有している共有領域を表している。
【００８４】
ところで、ＬＥＤ光源部４に近い位置では光量が強いため、取得される血管パターン画像において、ＬＥＤ光源部４に近い位置に相当する画像領域が明るく、指２の中心に相当する画像領域が相対的に暗くなる傾向がある。
【００８５】
このため、図１または図２に示したように、撮像光学系５と撮像光学系５の周囲に配置された複数のＬＥＤ光源部４との間に遮光板１２を配置することにより、ＬＥＤ光源部４に近い位置からの強い散乱光や反射光が撮像素子６の撮像面６ｂに直接入射しないようにして、ＬＥＤ光源部４に近い領域の光と、指２の中心付近の領域の光との明暗差を抑制する。
【００８６】
遮光板１２は黒色の樹脂等、ＬＥＤ光源部４の光を透過しない材料で作製された板状の部材で、レンズアレイ７と遮光壁８とで構成された撮像光学系５を囲むように、この撮像光学系５の側面に貼り付けてある。
【００８７】
図１では、ＬＥＤ光源部４からの光は、その発光光軸が撮像面６ｂに対して垂直になっているが、適正なコントラストの血管パターン画像が得られるように、指２の中心、或いは指２の側面側などに向かうように斜め上方に向けてもよい。
【００８８】
また、読み取り部１の変形例としての図３の構成では、筐体１０に設けられた複数のＬＥＤ光源部４の発光方向前方に集光レンズとしてのレンズ１３がそれぞれ配置されている。なお、図３の他の部品には図１と同一符号が付してある。
【００８９】
これらのレンズ１３は、光軸が各ＬＥＤ光源部４の発光光軸とそれぞれ略一致するように配置され筐体１０に保持されており、これらのレンズ１３によって血管３への照射光量を効率的に増加させている。
【００９０】
光の出射方向と血管パターン画像のコントラストとの関係は、事前に実験によって確認しておき、実験によって決定された方向に光が出射されるように読み取り部１を設計する。
【００９１】
図２は、指２を載置しない状態で、上方（レンズアレイ７の光軸方向かつ指が載置される側）から読み取り部１を見た図である。なお、図２における符号は図１と共通である。
【００９２】
図２に示すように、上方からＬＥＤ光源部４を見ると、ＬＥＤ光源部４はレンズアレイ７の周囲四辺に沿って、一辺につき８個ずつ計３２個並べられている。
【００９３】
ＬＥＤ光源部４の個数や設置位置は、血管パターン像のコントラストとの関係を事前に実験で確認して、適正な条件で設計する。
【００９４】
図１に示すように、本発明の生体認証装置では、認証対象である指２の短軸方向（太さ方向）（図１の上下方向）において、指２の太さより小さいサイズで読み取り部１を構成する。
【００９５】
レンズアレイ７により結像し、撮像素子６により撮像された血管パターンの複眼画像は、画像入力部Ｂ１によって取得されて、以下の手順で、複眼画像から単一画像に再構成される。
【００９６】
まず、レンズアレイ７により取得される複眼画像の様子を図４により説明する。図４（ａ）は被写体の元の様子を表しており、図４（ｂ）は、レンズアレイ７によって、図４（ａ）の被写体を観察したときの複眼像を表している。なお、説明の便宜のために、人物を被写体の例として説明する。
【００９７】
一般に、複眼光学系では、レンズアレイにおけるレンズの正のパワーを持つ面（例えば、平凸レンズの凸面）が被写体（実際には、血管）側に向けられる。
【００９８】
しかしながら、本実施例では、レンズアレイ７の撮像レンズ７ａには、被写体（血管３）側に０又は負のパワーを持つ面を有し、かつ、撮像面６ｂ側に正のパワーを持つ面を有するレンズ（例えば、撮像面６ｂ側に凸面を向けた平凸レンズ）を用いる。
【００９９】
このため、本実施例の生体認証装置では、被写体距離が小さい条件でも、被写体の見込み角（レンズへの光線の入射角）の違いに伴うＭＴＦの変化が小さくなり、また、歪曲や湾曲といった面内誤差も抑えられる。
【０１００】
図４（ｂ）において、符号１４は、レンズアレイ７を構成する１個のレンズによる像、すなわち個眼像を示しており、レンズ数と同じ数の個眼像が得られる。
【０１０１】
また、符号１５は、図１または図２における遮光壁８による影の像であり、遮光壁８の影に相当する領域は、単一画像の再構成には寄与しない無効領域になっている。
【０１０２】
図１に示すように、レンズアレイ７を構成している複数の撮像レンズ７ａは、それぞれの撮像レンズ７ａのレンズ位置に対応して観察領域Ａを有しており、個々の撮像レンズ７ａで観察される観察領域Ａでは、隣接する撮像レンズ７ａ間で共有される共有領域Ｂを有している。
【０１０３】
各撮像レンズ７ａによる観察領域Ａのサイズｓと、隣接する各撮像レンズ７ａ間での観察領域Ａのずれ（視差）Δと、共有領域Ｂのサイズｔとは、次の（１）〜（３）式により、撮像レンズ７ａのレンズ直径ｄと、レンズエッジから遮光壁８までの距離ｅと、レンズアレイ７（レンズ主平面）から被写体（血管３）までの距離ａ（被写体距離）と、レンズアレイ７から撮像面６ｂまでの距離ｂと、レンズピッチｐとによって決まる。
【０１０４】
【数１】
2008212311.tif 000003
図５は、被写体距離ａに伴い、観察領域Ａのサイズｓと、隣接する個眼像間で共有する共有領域Ｂのサイズｔとが変化する様子を図示したものであり、被写体距離ａが短いほど観察領域Ａのサイズｓと共有領域Ｂのサイズｔとは小さくなり、被写体距離ａが長いほど観察領域Ａのサイズｓと共有領域共有領域Ｂのサイズｔとは大きくなっている。
【０１０５】
血管パターンを用いた認証において、レンズアレイ７と、被写体となる血管パターンとの間にはヒトの皮膚が介在しており、皮膚の厚みには個人差があるため、レンズアレイ７から血管３までの距離、すなわち被写体距離ａは認証する個人によって変化し、これに伴い、観察領域Ａのサイズｓと共有領域Ｂのサイズｔとは変化する。
【０１０６】
観察領域Ａのサイズｓと共有領域Ｂのサイズｔとは、取得された複眼像における隣接、或いは近接する個眼像間での相対視差として求めることができるため、取得した複眼画像は、複眼画像から視差を推定するための２つの個眼画像を抽出するための視差推定用個眼画像抽出演算部Ｂ２に転送される。
【０１０７】
視差推定用個眼画像抽出演算部Ｂ２では、取得した複眼画像を画像輝度の所定閾値で二値化し、遮光壁８の影に相当する画像領域を除去するとともに、画像領域内に血管パターンを有する個眼像を抽出する。
【０１０８】
血管パターンがない画像領域では光が撮像面６ｂに到達して取得された画像は明るくなり、血管パターンがある画像領域では取得された画像が暗くなるため、二値化により血管パターンを抽出できる。
【０１０９】
遮光壁８の影部分の明るさと血管パターンの明るさとは一般に異なるため、遮光壁８の影を除去するための二値化閾値と、血管パターン抽出用の二値化閾値とは異なる値を用いる。また、個眼像ごとに明るさが異なる場合があるため、個眼像を構成する画素輝度全体の平均値を閾値にするなどして、個眼像ごとで異なる閾値を用いる。
【０１１０】
視差推定のための２つの個眼像は、距離が離れると共有する領域が全く無くなる恐れがあるため、なるべく隣接する撮像レンズ７ａによって２つの個眼像を抽出したほうがよいが、複眼画像内のどこにも隣接する２つの個眼像において血管パターンを抽出できない場合には、隣接しない２つの個眼像を抽出する。
【０１１１】
そして、視差推定用の個眼像を抽出できた場合には、次に、それら画像を視差推定演算部Ｂ３に転送する。視差推定演算には、例えば、特許文献６の００８７段落〜００９３段落に記載された処理を適用することができる。
【０１１２】
レンズアレイ７のピッチ誤差が、推定される視差に対して十分小さければ、２つの個眼画像から求めた視差と２つの個眼画像に対する位置関係に基づき、複眼画像を構成する全個眼画像の相対視差を算出する。
【０１１３】
レンズアレイ７の加工にエッチングや、それに類する加工法を用いる場合には、エッチングに用いるマスク作製時のステージ送り誤差がレンズアレイ７のピッチに影響を与えるが、レンズアレイ７のチップサイズは撮像素子６の撮像面積と同程度であり、ステージ送り誤差の影響を受けるほど大きくないため、レンズアレイ７のピッチ誤差は十分小さいとみなせる。
【０１１４】
プラスチック成形における膨張や収縮などにより、レンズアレイ７の加工時に比較的大きいピッチ誤差が生じる要因がある場合には、基準となる１つの個眼画像を抽出し、画像領域内に血管パターンが含まれる全ての個眼画像で視差推定演算を行い、また、画像領域内に血管パターンが含まれない個眼画像は、近い領域にある個眼画像の視差と位置関係とに基づき視差を算出することにより、全個眼画像の相対視差を求める。なお、視差推定演算の回数が少ないほど演算時間は短くてすむ。
【０１１５】
次に、視差の推定が完了したら、この推定された視差を利用して単一画像再構成演算部Ｂ４によって複眼画像から単一画像を再構成する。
【０１１６】
図８は単一画像の再構成方法の説明図である。以下、この図８に基づいて単一画像の再構成方法を説明する。
【０１１７】
図８において、複眼画像１６における各個眼画像１６ａから画素輝度を取得し、仮想空間における再構成画像１７の個眼画像の位置と視差とに応じて決まる位置に取得された画素輝度を配置する。
【０１１８】
各個眼画像の全画素について同様の画素輝度の配置を繰り返すことにより再構成画像１７を得ることができる。なお、視差の大きさや遮光壁８の影などの影響で再構成画像１７に輝度が欠失した画素が生じるときは、その隣接画素の輝度を参照して補間する。
【０１１９】
視差が画素サイズより小さいときは、視差の大きさが画素サイズ或いは画素サイズの整数倍になるように再構成画像を拡大し、再構成画像の構成画素数を増やしてから同様の画素輝度配置を行えばよい。
【０１２０】
図９に単一画像再構成演算部Ｂ４における処理フローの一例を示す。以下、この図９に基づいて単一画像再構成演算部Ｂ４の処理フローを説明する。
【０１２１】
まず、複眼画像を取得する（ステップＳ１）。
【０１２２】
次に、前処理で抽出された静脈パターンが含まれている個眼画像の中から視差検出のための基準個眼画像を設定する（ステップＳ２）。
【０１２３】
この基準個眼画像に対する各個眼画像の視差を検出する（ステップＳ３）。
【０１２４】
そして、視差を利用して複眼画像から単一画像への再構成演算を行い（ステップＳ４）。  再構成した単一画像を出力する（ステップＳ５）。
【０１２５】
このような単一画像再構成演算部Ｂ４による再構成処理により、画素に埋もれた被写体の構造を再現でき、被写体が遠くなって解像力が低下する場合でも解像力を向上させた単一像を取得することができる。
【０１２６】
複眼画像から単一画像の再構成には、推定した視差データを用いて、例えば、上述の処理方法や、個眼画像を低解像度画像、複眼画像から単一画像に再構成した画像を高解像度画像と置き換え、特許文献６の００９４段落〜０１２８段落に示された方法を適用することもできる。
【０１２７】
複眼画像から単一画像に再構成した画像を高解像度画像と置き換える超解像処理は、複数の低解像度画像と、それらの相対視差を利用して、低解像度画像における撮像素子６のナイキスト周波数を超える周波数成分を復元するため、レンズアレイ７による複眼化、つまり光学系薄型化に伴う光学倍率の縮小により解像度が低くなった個眼画像に対して解像力を向上させた単一画像を再構成できる。
【０１２８】
特許文献６の方法では、単眼の光学系により取得した複数枚の画像において、光学系と直交する面内での被写体とカメラとの相対位置ずれを検出し、それを利用して再構成しているが、本発明ではレンズアレイ７を用いた複眼像を利用する。
【０１２９】
レンズアレイ７の各撮像レンズ７ａによる像は、被写体との位置関係が異なり、相対的なずれがあるため、特許文献６において複数枚取得した画像と同様に扱うことができる。
【０１３０】
また、特許文献６では、視差が撮像素子の１画素より小さくなる場合を説明しているが、本発明では、被写体が撮像光学系に近接して存在するため、隣接個眼像間の視差が１画素より大きくなる、すなわち隣接個眼像間で被写体像を共有しない画素が生じる場合がある。
【０１３１】
特許文献６の処理は複数枚の画像の全画素が被写体像を共有することを前提としており、被写体像を共有しない画素ではノイズを生じさせるため、推定した視差を利用して被写体像を共有しない画素を求めておき、共有しない画素に対しては、広帯域補間や重み積算は行わないようにする必要がある。
【０１３２】
個眼像のつなぎ合わせ処理は，図１０に示すように，隣接する個眼像で共有する領域を重ね合わせながら個眼像をつなぎあわせていくものである。
【０１３３】
図１０は，複眼像から個眼像を抜出し，上下・左右反転された個眼像１，個眼像２の四角で囲んだ領域が共有領域を表しており，２つの共有領域がほぼ重なるように，個眼像１と個眼像２がつなぎあわされる様子が示されている。
【０１３４】
上述したように，被写体距離に応じて，隣接する個眼像間で共有する領域が変化するので，検出した視差，或いは視差から算出した被写体距離に基づいて隣接する個眼像間での共有領域を算出する。
【０１３５】
隣接する個眼像の一方の個眼像における共有領域は有効とし，他方の個眼像における共有領域は無効として，有効な領域をつなぎあわせていく。そして、全個眼像の有効領域をつなぎ合わせると単一像を再構成できる。
【０１３６】
被写体（血管３）が近く，共有領域が小さくなり視差検出を正確に行えなくなって，視差を利用した再配置処理が行えない場合には，視差を利用した画素の再配置処理を行い，逆に共有領域が大きくなり，無効領域が増えて解像力が低下してしまう場合には，個眼像のつなぎ合わせ処理を行うことにより，被写体距離変動に対応した複眼像から単一像への再構成処理が実施できる。
【０１３７】
視差が大きくなり、個眼像間で被写体像を共有する共有領域Ｂが小さくなる場合は、超解像効果を見込まず、上述した個眼像のつなぎ合わせ処理を実行したり、推定した視差の大きさに応じて超解像処理とつなぎあわせ処理を選択したりすると、処理のためのメモリの削減や演算時間の短縮につながる。
【０１３８】
超解像処理の効果を見込むには、撮像素子６に取り付けたローパスフィルタや光学系（各撮像レンズ７ａ）のカットオフ周波数などの帯域制限を取り除く必要があるため、上述したように撮像素子６にはローパスフィルタを設けず、また、装置で要求される空間周波数（撮像素子６のナイキスト周波数より高い周波数）に対してカットオフ周波数が高くなるように、光学系を設計しておく必要がある。
【０１３９】
レンズアレイ７を用いて薄型化した光学系は焦点距離が短く、また、面数が少ないことに起因して光学系の設計の自由度も低い。
【０１４０】
さらに、指２の静脈認証にレンズアレイ７の光学系を用いる場合は被写体距離が短く、かつ変動するため、個眼画像、或いは再構成した単一画像全体にわたって歪みやデフォーカスを抑えた画像を得ることは一般に難しい。
【０１４１】
ところで、本発明の生体認証装置では、補正演算部Ｂ５によってデコンボリューション演算が行われる。
【０１４２】
レンズへの光線の入射角に伴うＭＴＦの差異を抑え、差異の抑制に伴うＭＴＦの低下を、光学系の設計段階、或いは光学系の製造誤差を考慮し、装置製造後の評価や検査の段階で求めて、記憶しておいたＰＳＦパターンによるデコンボリューション演算で補正することにより、個眼画像、或いは再構成した単一画像全体にわたって歪みやデフォーカスを抑えた血管画像を取得する。
【０１４３】
ＭＴＦの差異を抑制しきれない場合は、被写体距離ごと、或いは光線入射角ごとにＰＳＦパターンを求めてＰＳＦパターン記憶部Ｂ３ａに記憶しておき、それらに応じて異なるＰＳＦパターンを用いてデコンボリューション演算を実行する。
【０１４４】
デコンボリューション演算は、再構成する前の各個眼画像に対して実行してもよいし、再構成後の単一画像に対して実行してもよい。
【０１４５】
各個眼画像に対してデコンボリューションを実行する場合は、撮像素子６のナイキスト周波数で適正に帯域制限したＰＳＦパターンを用い、再構成画像に対して実行する場合は、超解像処理により広げた帯域に対して適正に帯域制限したＰＳＦパターンを用いる。
【０１４６】
以上の再構成処理は、パソコンやマイコンによるソフトウェアで行ってもよいが、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の専用演算器を用いると処理を高速化できる。
【０１４７】
次に、再構成した血管パターンの単一画像を、あらかじめデータベースに登録した血管パターン画像と比較・照合することにより個人認証する。
【０１４８】
そして、血管パターン画像をデータベースに登録する際は、登録／認証切替部Ｂ６によって、登録／認証モードを登録モードに切替え、再構成した血管パターン画像をデータベースとして登録データ記憶部Ｂ７ａに記憶する。
【０１４９】
認証演算は、認証演算部Ｂ７によって行われ、上述した血管パターン画像そのものを用いるパターンマッチング演算の他に、画像から抽出した血管走行の分岐点座標などの数値データを個人の特徴情報としてデータベースに登録しておき、認証時に取得した血管パターン画像から個人の特徴情報を抽出して、それらを比較し照合してもよい。
【０１５０】
その場合、装置構成に特徴情報の抽出部が付加されるが、登録データ記憶部Ｂ７ａに記憶される登録データ量が少なくてすむなどのメリットがある。
【０１５１】
撮像の解像力は、撮像素子６のナイキスト周波数と光学倍率との積で表されるが、静脈認証のように、皮膚の厚みの個人差により被写体距離が変動すると、被写体が長くなるに従い光学倍率が低下し、その分解像力が低下していく。
【０１５２】
この解像力の低下に伴って、認証に用いる血管パターンが少なくなるため、認証精度が低下し、認証精度、認証のしやすさに個人差が生じて問題となる。
【０１５３】
このような解像力の低下を、被写体距離が長くなるに従い小さくなる（サンプリングが高密度化した）個眼像間での相対視差を用いて、上述の超解像処理により補償することで、被写体距離に伴う解像力変動を抑制でき、認証精度、認証のしやすさの個人差を抑えることができる。
【０１５４】
指２の静脈認証では、対象が小さいため装置の小型化を見込めるが、指を走行する太い血管が少ないため、血管パターンの多様性に欠けるという欠点がある。
【０１５５】
本発明の生体認証装置によると、撮像素子６のナイキスト周波数レベルの高解像の血管パターン画像が得られるため、太さ８〜２０μｍ（気温、体調等により変化する）の毛細血管のような細かい血管像を取得できる。
【０１５６】
細かい血管像は指２にも多く走行するため、それらを用いると多様な血管パターンを認証に利用でき、小型でかつ高精度な生体認証装置を実現できる。
【０１５７】
内部部位としての血管３が毛細血管或いはそれに相当する細い血管であっても撮像できる点を利用すると、指２の第１関節より指先側部位の毛細血管とすることができ、指先の神経の繊細さを活かして、指を装置に載置する際の操作性を向上させることができる。
【０１５８】
また、指の第一関節より指先の部分を対象部位とすることの別の応用として、指先には指紋があるため、指紋認証と静脈認証を併用させることができる。
【０１５９】
指紋認証と共に皮下にある指紋真皮パターンを検出すると、指紋表面を利用するより皮膚上のキズや湿度、乾燥の影響を低減した認証が可能であり、同様に皮膚上のキズや湿度、乾燥の影響を受けにくい静脈認証と併用することにより、一層汎用性のある認証を行える。
【実施例２】
【０１６０】
以下、実施例２を図面に基づいて説明する。なお、実施例１と同一乃至均等な部分については同一の符号を付すものとして、実施例１と異なる部分を中心に説明する。
【０１６１】
図６および図７に、指紋真皮認証と静脈認証の両機能をもつ生体認証装置の一構成例を示す。
【０１６２】
図６は、図１と同様に、読み取り部１に指２を載置した状態で、指２を指先側から見た図となっており、図７は図２と同様に、指２を載置しない状態で、上方（レンズアレイ７の光軸方向かつ指が載置される側）から読み取り部１を観察したものである。なお、図１または図２と共通する部品には共通の符号をつけてある。
【０１６３】
図６における符号１８は、指２の皮下にある指紋真皮を表しており、本実施例の生体認証装置では、静脈（血管３）と指紋真皮１８とが読み取り部１の主な被写体となる。
【０１６４】
図７における符号１９は、主に指紋真皮１８を照射するための赤色のＬＥＤ光源部（光源部）であり、ＬＥＤ光源部１９は、主に静脈（血管３）を照射するための近赤外のＬＥＤ光源部４（光源部）であり、ＬＥＤ光源部４とＬＥＤ光源部１９とは交互にレンズアレイ７の周囲に設置されている。
【０１６５】
図６における符号２０は赤色のＬＥＤ光源部１９の駆動部、符号２１は光源切替え部であり、光源切替え部２１は近赤外のＬＥＤ光源部４による照射と赤色のＬＥＤ光源部１９による照射とを切替える。
【０１６６】
赤色のＬＥＤ光源部１９は青や緑などの他の可視光に比べて生体の透過率を有し、また、血液中の還元ヘモグロビンによる吸収が近赤外光に比べて小さい。
【０１６７】
このため、赤色のＬＥＤ光源部１９の光を指２に向けて照射すると、指２の内部を透過して散乱された赤色光により、静脈（血管３）より表面に近い位置にある皮下の指紋真皮１８の像が、複眼画像として撮像素子６の撮像面６ｂ上に形成される。
【０１６８】
撮像された指紋真皮１８の複眼画像を血管パターンの複眼画像と同様に再構成処理し、単一像を再構成する。
【０１６９】
光源切替え部２１による切替え操作は、登録データ記憶部Ｂ７ａにも及んでおり、指紋真皮１８を用いた認証を行う場合には登録データ記憶部Ｂ７ａから指紋真皮１８の指紋データを呼び出し、静脈（血管３）認証を行う場合には登録データ記憶部Ｂ７ａから静脈データを呼び出して、これらに基づいて認証演算部Ｂ７により認証演算を実行する。
【０１７０】
認証対象を切替えながら、静脈（血管３）と指紋真皮１８との両者の画像データ取得及び認証演算を行い、両者の認証結果の論理積をとったり論理和をとったりして、生体認証装置の使用目的に応じて認証の受け入れ率を調整することが可能となり、認証の汎用性を高めることができる。
【０１７１】
図１，図３，図６の生体認証装置では、親指から小指まで、どの指を認証対象としてもよいが、親指を用いると、親指の幅方向に配置される光源部の設置スペースに余裕ができる。
【０１７２】
従来の指静脈による生体認証装置のように、指の第１関節と第２関節の間を認証対象とする場合には、親指を認証対象としたときに認証の操作性が悪くなってしまうのに対して、本発明の生体認証装置のように指の第１関節より指先の部位を用いると操作性の問題を解消することができる。
【０１７３】
一般に、光は生体の内部を進行するに伴って偏光性が消失するため、生体に直線偏光などの所定の偏光状態の光を照射して、この所定の偏光状態が失われた光を抽出すると、生体の内部を通過して血管３などの内部部位によって散乱された光は偏光状態が消失しているため、血管３の像を抽出できる確率が高くなる。
【０１７４】
言い換えると、直線偏光の光を生体に照射すると、生体の皮下のうち表面に近い部分で反射される光は、そのままの偏光状態を維持している確率が高いため、照射する光を所定の方向に直線偏光させて、生体の表面近傍で反射された光の偏光方位を阻止する方位に偏光フィルタの光学軸を設定しておくことにより、生体の表面近傍からの反射光をある程度阻止でき、ノイズ反射光を低減させた一層高精度な生体内部の像を抽出できる。
【０１７５】
そこで、本実施例の読み取り部１には、ＬＥＤ光源部４から指２に向かう光を所定の偏光状態にする偏光化手段（図示省略）と、指２の表面近傍で反射されかつ、その所定の偏光状態を有する反射光が撮像光学系５に入射するのを阻止する偏光フィルタ（図示省略）とが設けられている。
【０１７６】
特許文献７や特許文献８に開示されているように、導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子を透明体上に形成することによって、所定の偏光方向の光を抽出する作用を得られることが知られている。
【０１７７】
読み取り部１には、撮像光学系５の接触面１ａ側にＬＥＤ光源部４，１９から放射される光の出射面を保護する透明支持体としてのカバーガラスが設けられており、このカバーガラスに導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子を形成することによって、偏光化手段と偏光フィルタとがカバーガラスに形成されている。
【０１７８】
本実施例では、透明支持体が可視光をカットする光学的バンドパスフィルター９によって構成されており、このバンドパスフィルター９の平坦面に、導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子が形成されている。
【０１７９】
この方法では、既存部品に偏光素子を一体化できるため、偏光素子を構成に新たに加える必要がなく、装置構成を簡略化し、また、装置を小型化することができる。
【０１８０】
なお、図１などに示すように、レンズアレイ７の一方側には撮像レンズ７ａとしてのレンズ部が形成されており、レンズアレイ７の他方側には平坦面が形成されているので、この平坦面に、導電性材料からなる１次元ライン格子を配列した細線パターンによって構成された無機偏光子が形成されていてもよい。
【０１８１】
以上、本発明の生体認証装置を実施例に基づいて説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
携帯電話やノートパソコンなどの様々な携帯情報機器に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】実施例１の生体認証装置を説明する構成図であり、読み取り部については読み取り部に載置されている指の指先側から見た図である。
【図２】本発明の生体認証装置に係る読み取り部の構成図であり、指を載置しない状態で上方（レンズアレイの光軸方向かつ指が載置される側）から読み取り部を見た図である。
【図３】実施例１の生体認証装置の変形例を説明する構成図であり、指と読み取り部との接触面と、光源部との間の光路にレンズを配置した場合の読み取り部の構成図である。
【図４】本発明の生体認証装置で取得される複眼画像の様子を説明するための図であり、説明の便宜のために、人物を被写体の例として示した図である。
【図５】本発明の生体認証装置に係る読み取り部の構成図であり、レンズアレイから血管までの距離に応じて、レンズアレイを構成する１個の撮像レンズの観察領域のサイズと、隣接する撮像レンズ間で共有される共有領域のサイズとの変化する様子を説明する図である。
【図６】実施例２の生体認証装置を説明する構成図であり、静脈認証機能と指紋真皮認証機能との両方の機能を搭載する生体認証装置の構成例である。読み取り部については読み取り部に載置されている指の指先側から見た図である。
【図７】本発明の生体認証装置に係る読み取り部の構成図であり、指を載置しない状態で上方（レンズアレイの光軸方向かつ指が載置される側）から読み取り部を見た図である。光源部として赤色のＬＥＤ光源部と近赤外の光源部とが配置されている状態を示した図である。
【図８】複眼画像から単一像を再構成する処理における画素の配置法を説明するための模式図である。
【図９】複眼画像から単一像を再構成するために単一画像再構成演算部によって行われる処理のフローチャートである。
【図１０】個眼像のつなぎ合わせ処理を説明する図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１                      読み取り部
２                      指（生体部位）
３                      血管（内部部位）
４                      近赤外のＬＥＤ光源部（近赤外光を発する発光素子，光源部）
５                      撮像光学系
６                      撮像素子（撮像手段）
６ａ                    受光素子
６ｂ                    撮像面
７                      レンズアレイ
７ａ                    撮像レンズ
８                      遮光壁
９                      光学的バンドパスフィルタ（透明支持体）
１２                    遮光板
１３                    レンズ（集光レンズ）
１９                    赤色のＬＥＤ光源部（赤色光を発する発光素子、光源部）
２１                    光源切替え部（光源部切替え手段）
Ｉ                      個人情報抽出手段
Ｂ７                    認証演算部（認証手段）
【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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