(57)【要約】【課題】本発明は、指紋パターンと静脈パターンの読み取り精度を高めて、個人識別の精度を向上することが可能な個人識別装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る個人識別装置は、静脈パターンの読み取り時には波長λａの赤外光を発し、指紋パターンの読み取り時には波長λａよりも長い波長λｂの赤外光を発する光源部１と；光源部１から指先に照射された赤外光の反射成分を検出する受光センサ部２と；受光センサ部２で得られた検出信号を増幅する増幅部３と；増幅部３で得られたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部４と；Ａ／Ｄ変換部４で得られたディジタル信号を静脈パターンデータ及び指紋パターンデータとして２系統に分配するデータ分配部５と；データ分配部５で２系統に分配された静脈パターンデータ及び指紋パターンデータに基づいて個人の識別を行う処理部（６〜１１）と；を有して成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管パターンの読み取り時には第１波長の赤外光を発し、指紋パターンの読み取り時には第１波長よりも長い第２波長の赤外光を発する光源部と；前記光源部から指先に照射された赤外光の反射成分を検出する受光センサ部と；前記受光センサ部で得られた検出信号を増幅する増幅部と；前記増幅部で得られたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部と；前記アナログ／ディジタル変換部で得られたディジタル信号を血管パターンデータ及び指紋パターンデータとして２系統に分配するデータ分配部と；前記データ分配部で２系統に分配された血管パターンデータ及び指紋パターンデータに基づいて個人の識別を行う処理部と；を有して成ることを特徴とする個人識別装置。
【請求項２】
前記光源部は、血管パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における前記受光センサ部の感度差を補うように、その出力輝度を切り替える手段を有して成ることを特徴とする請求項１に記載の個人識別装置。
【請求項３】
前記増幅部は、血管パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における前記受光センサ部の感度差を補うように、そのゲインを切り替える手段を有して成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の個人識別装置。
【請求項４】
血管パターンの読み取り時には第１出力輝度の赤外光を発し、指紋パターンの読み取り時には第１出力輝度よりも弱い第２出力輝度の赤外光を発する光源部と；前記光源部から指先に照射された赤外光の反射成分を検出する受光センサ部と；前記受光センサ部で得られた検出信号を増幅する増幅部と；前記増幅部で得られたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部と；前記アナログ／ディジタル変換部で得られたディジタル信号を血管パターンデータ及び指紋パターンデータとして２系統に分配するデータ分配部と；前記データ分配部で２系統に分配された血管パターンデータ及び指紋パターンデータに基づいて個人の識別を行う処理部と；を有して成ることを特徴とする個人識別装置。
【請求項５】
前記増幅部は、血管パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における前記光源部の出力輝度差を補うように、そのゲインを切り替える手段を有して成ることを特徴とする請求項４に記載の個人識別装置。
【請求項６】
前記受光センサ部は、複数の受光素子を少なくとも１列以上直線状に配列して成るラインセンサであり、血管パターンの読み取りと指紋パターンの読み取りは、前記ラインセンサの時分割で交互に行われることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の個人識別装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記データ分配部で２系統に分配された血管パターンデータを蓄積する第１データ蓄積部と；前記データ分配部で２系統に分配された指紋パターンデータを蓄積する第２データ蓄積部と；第１データ蓄積部に蓄積された血管パターンデータから血管パターン特徴点を抽出する第１特徴点抽出部と；第２データ蓄積部に蓄積された指紋パターンデータから指紋パターン特徴点を抽出する第２特徴点抽出部と；予め登録された登録血管パターン特徴点を格納する第１登録部と；予め登録された登録指紋パターン特徴点を格納する第２登録部と；前記血管パターン特徴点と前記登録血管パターン特徴点を照合する第１照合部と；前記指紋パターン特徴点と前記登録指紋パターン特徴点を照合する第２照合部と；第１照合部で得られた照合結果から前記血管パターンの類似度を判定する第１判定部と；第２照合部で得られた照合結果から前記指紋パターンの類似度を判定する第２判定部と；第１判定部と第２判定部で得られた判定結果から個人の識別を行う総合判定部と；を有して成ることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の個人識別装置。
【請求項８】
前記光源部、前記受光センサ部、前記増幅部、及び、前記アナログ／ディジタル変換部は、一の半導体集積回路装置に集積化されて成ることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の個人識別装置。
【請求項９】
本人を確認するための手段として、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の個人識別装置を有して成ることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋パターン照合と静脈パターン照合とを併用して個人の識別を行う個人識別装置、及び、これを用いた電子機器（例えば、携帯電話端末）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、現金自動預払機や電子商取引システム、住宅や自動車のドアロックシステムのほか、携帯電話端末などの電子機器においても、本人を確認するための手段として、パスワードやＩＣカードの記録内容ではなく、人間に固有の生体情報（指紋パターンや静脈パターン、瞳の虹彩、声紋、顔、掌型など）を照合する個人識別装置が利用され始めている。
【０００３】
このように、パスワードやＩＣカードに比べて偽造しにくい生体情報の照合を行う個人識別装置であれば、悪意者による本人のなりすましを困難にすることができるので、これを搭載したシステムのセキュリティを大幅に向上することが可能となる。
【０００４】
なお、上記に関連する従来技術の一例として、特許文献１〜５には、指紋パターン照合と静脈パターン照合とを併用して個人の識別を行う個人識別装置が種々開示・提案されている。
【０００５】
上記従来の個人識別装置は、一般に、指先に照射された可視光の反射成分を検出して、指紋パターンを読み取るとともに、指先や手の甲に照射された近赤外光の透過成分を検出して、静脈パターンを読み取る構成とされていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１６８６２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４５４６号公報
【特許文献３】特開２００４−５４６９８号公報
【特許文献４】特開２００３−２６３６４０号公報
【特許文献５】特開２００２−２３０５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
確かに、指紋パターン照合と静脈パターン照合とを併用して個人の識別を行う個人識別装置であれば、指紋パターンと静脈パターンを各々単独で照合する構成に比べて、個人識別の精度を向上することが可能である。
【０００８】
しかしながら、上記従来の個人識別装置は、先述したように、赤外光を用いて静脈パターンを読み取る一方、可視光を用いて指紋パターンを読み取る構成とされていたため、受光センサが自然光（外乱光）に晒されるような状況下では、指紋パターンの読み取り精度が低下するおそれがあり、効率よく各パターンを認識できていなかった。
【０００９】
特に、設置スペースの関係上、受光センサを遮光カバーで覆うといった構造的な対策を採用しにくい小型の電子機器（例えば、携帯電話端末）では、指紋パターンの読み取りに際して、受光センサと指先との隙間などから受光センサに自然光が漏れ入りやすく、上記の課題が顕在化するおそれがあった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、指紋パターンと血管パターンの読み取り精度を高めて個人識別の精度を向上することが可能な個人識別装置、及び、これを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく、本発明に係る個人識別装置は、血管パターンの読み取り時には第１波長の赤外光を発し、指紋パターンの読み取り時には第１波長よりも長い第２波長の赤外光を発する光源部と；前記光源部から指先に照射された赤外光の反射成分を検出する受光センサ部と；前記受光センサ部で得られた検出信号を増幅する増幅部と；前記増幅部で得られたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部と；前記アナログ／ディジタル変換部で得られたディジタル信号を血管パターンデータ及び指紋パターンデータとして２系統に分配するデータ分配部と；前記データ分配部で２系統に分配された血管パターンデータ及び指紋パターンデータに基づいて個人の識別を行う処理部と；を有して成る構成（第１の構成）とされている。
【００１２】
なお、上記第１の構成から成る個人識別装置において、前記光源部は、血管パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における前記受光センサの感度差を補うように、その出力輝度を切り替える手段を有して成る構成（第２の構成）にするとよい。
【００１３】
また、上記第１または第２の構成から成る個人識別装置において、前記増幅部は、血管パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における前記受光センサの感度差を補うように、そのゲインを切り替える手段を有して成る構成（第３の構成）にするとよい。
【００１４】
また、本発明に係る個人識別装置は、血管パターンの読み取り時には第１出力輝度の赤外光を発し、指紋パターンの読み取り時には第１出力輝度よりも弱い第２出力輝度の赤外光を発する光源部と；前記光源部から指先に照射された赤外光の反射成分を検出する受光センサ部と；前記受光センサ部で得られた検出信号を増幅する増幅部と；前記増幅部で得られたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部と；前記アナログ／ディジタル変換部で得られたディジタル信号を血管パターンデータ及び指紋パターンデータとして２系統に分配するデータ分配部と；前記データ分配部で２系統に分配された血管パターンデータ及び指紋パターンデータに基づいて個人の識別を行う処理部と；を有して成る構成（第４の構成）としてもよい。
【００１５】
なお、上記第１の構成から成る個人識別装置において、前記増幅部は、血管パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における前記光源部の出力輝度差を補うように、そのゲインを切り替える手段を有して成る構成（第５の構成）にするとよい。
【００１６】
また、上記第１〜第５いずれかの構成から成る個人識別装置において、前記受光センサ部は、複数の受光素子を少なくとも１列以上直線状に配列して成るラインセンサであり、血管パターンの読み取り及び指紋パターンの読み取りは、前記ラインセンサの時分割で交互に行われる構成（第６の構成）にするとよい。
【００１７】
また、上記第１〜第６いずれかの構成から成る個人識別装置において、前記処理部は、前記データ分配部で２系統に分配された血管パターンデータを蓄積する第１データ蓄積部と；前記データ分配部で２系統に分配された指紋パターンデータを蓄積する第２データ蓄積部と；第１データ蓄積部に蓄積された血管パターンデータから血管パターン特徴点を抽出する第１特徴点抽出部と；第２データ蓄積部に蓄積された指紋パターンデータから指紋パターン特徴点を抽出する第２特徴点抽出部と；予め登録された登録血管パターン特徴点を格納する第１登録部と；予め登録された登録指紋パターン特徴点を格納する第２登録部と；前記血管パターン特徴点と前記登録血管パターン特徴点を照合する第１照合部と；前記指紋パターン特徴点と前記登録指紋パターン特徴点を照合する第２照合部と；第１照合部で得られた照合結果から前記血管パターンの類似度を判定する第１判定部と；第２照合部で得られた照合結果から前記指紋パターンの類似度を判定する第２判定部と；第１判定部と第２判定部で得られた判定結果から個人の識別を行う総合判定部と；を有して成る構成（第７の構成）にするとよい。
【００１８】
また、上記第１〜第７いずれかの構成から成る個人識別装置において、前記光源部、前記受光センサ部、前記増幅部、及び、前記アナログ／ディジタル変換部は、一の半導体集積回路装置に集積化されて成る構成（第８の構成）にするとよい。
【００１９】
また、本発明に係る電子機器は、本人を確認するための手段として、上記第１〜第８いずれかの構成から成る個人識別装置を有して成る構成（第９の構成）とされている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、指紋パターンと血管パターンの読み取り精度を高めて、個人識別の精度を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る個人識別装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００２２】
本図に示したように、本実施形態の個人識別装置は、光源部１と、受光センサ部２と、増幅部３と、アナログ／ディジタル変換部４（以下、Ａ／Ｄ変換部４と呼ぶ）と、データ分配部５と、静脈パターンデータ蓄積部６ａと、指紋パターンデータ蓄積部６ｂと、静脈パターン特徴点抽出部７ａと、指紋パターン特徴点抽出部７ｂと、静脈パターン登録部８ａと、指紋パターン登録部８ｂと、静脈パターン照合部９ａと、指紋パターン照合部９ｂと、静脈パターン判定部１０ａと、指紋パターン判定部１０ｂと、総合判定部１１と、制御部１２と、を有して成る。
【００２３】
なお、本実施形態の個人識別装置は、光源部１、受光センサ部２、増幅部３、及び、Ａ／Ｄ変換部４を一の半導体集積回路装置に集積化して成るが、以降の回路部についても、適宜集積化することは可能である。
【００２４】
光源部１は、静脈パターンの読み取り時には波長λａの赤外光を発し、指紋パターンの読み取り時には波長λａよりも長い波長λｂの赤外光を発する手段である。なお、光源部１の構成及び動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２５】
受光センサ部２は、光源部１から指先に照射された赤外光の反射成分を検出する手段である。なお、受光センサ部２の構成及び動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２６】
増幅部３は、受光センサ部２で得られた検出信号を増幅する手段である。なお、増幅部３の構成及び動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換部４は、増幅部３で得られたアナログ信号を後段回路での信号処理に適したディジタル信号に変換する手段である。
【００２８】
データ分配部５は、Ａ／Ｄ変換部４で得られたディジタル信号を静脈パターンデータ及び指紋パターンデータとして２系統に分配し、各々を静脈パターン蓄積部６ａ及び指紋パターンデータ蓄積部６ｂに送出する手段である。
【００２９】
静脈パターンデータ蓄積部６ａは、データ分配部５で２系統に分配された静脈パターンデータを一枚の静脈パターン画像として蓄積する手段である。また、指紋パターンデータ蓄積部６ｂは、データ分配部５で２系統に分配された指紋パターンデータを一枚の指紋パターン画像として蓄積する手段である。
【００３０】
静脈パターン特徴点抽出部７ａは、静脈パターンデータ蓄積部６ａに蓄積された静脈パターンデータから、静脈パターン特徴点を抽出する手段である。なお、静脈パターン特徴点としては、静脈の交点や分岐点、湾曲部の変化点などを一群として抽出すればよい。また、指紋パターン特徴点抽出部７ｂは、指紋パターンデータ蓄積部６ｂに蓄積された指紋パターンデータから、指紋パターン特徴点を抽出する手段である。なお、指紋パターン特徴点としては、指紋の隆線の端点や分岐点などを一群として抽出すればよい。
【００３１】
静脈パターン登録部８ａは、予め登録された登録静脈パターン特徴点を格納する手段である。また、指紋パターン登録部８ｂは、予め登録された登録指紋パターン特徴点を格納する手段である。
【００３２】
静脈パターン照合部９ａは、静脈パターン特徴点と登録静脈パターン特徴点との一致／不一致を各個に照合し、両者の照合率を算出する手段である。また、指紋パターン照合部９ｂは、指紋パターン特徴点と登録指紋パターン特徴点との一致／不一致を各個別に照合し、両者の照合率を算出する手段である。
【００３３】
静脈パターン判定部１０ａは、静脈パターン照合部９ａで得られた照合結果（照合率）と所定の閾値レベルとを比較することで、静脈パターンの類似度を判定する手段である。また、指紋パターン判定部１０ｂは、指紋パターン照合部９ｂで得られた照合結果と所定の閾値レベルとを比較することで、指紋パターンの類似度を判定する手段である。
【００３４】
総合判定部１１は、静脈パターン判定部１０ａ及び指紋パターン判定部１０ｂで得られた判定結果から個人の識別（本人認証）を行う手段である。なお、本人認証の判定基準としては、例えば、静脈パターン及び指紋パターンの類似度がいずれも７０％を超えているときや、一方の類似度が９０％を超えているときなど、セキュリティと利便性の双方を考慮して適切に設定するとよい。また、上記の判定基準については、ユーザの設定に応じてその高低を適宜調整可能としてもよい。
【００３５】
なお、上記した静脈パターンデータ蓄積部６ａ、指紋パターンデータ蓄積部６ｂ、静脈パターン特徴点抽出部７ａ、指紋パターン特徴点抽出部７ｂ、静脈パターン登録部８ａ、指紋パターン登録部８ｂ、静脈パターン照合部９ａ、指紋パターン照合部９ｂ、静脈パターン判定部１０ａ、指紋パターン判定部１０ｂ、並びに、総合判定部１１については、それぞれ、データ分配部５で２系統に分配された静脈パターンデータ及び指紋パターンデータに基づいて個人の識別を行う処理部の一構成要素であると考えることができる。
【００３６】
制御部１２は、個人識別装置の諸動作を統括的に制御する手段であり、特に、本願発明に関連する重要な動作としては、静脈パターンと指紋パターンのいずれを読み取るのかに応じて、光源部１の波長切替制御（発光素子切替制御）、増幅部３のゲイン切替制御、及び、データ分配部５の出力系統切替制御を行う機能を備えている。また、制御部１２は、増幅部３の出力信号レベルを所定の許容範囲内に収めるべく、光源部１の出力輝度や増幅部３のゲインを帰還制御する機能も備えている。
【００３７】
上記のように、本実施形態の個人識別装置であれば、指紋パターン照合と静脈パターン照合とを併用して個人の識別を行うことにより、他人受入率（他人を誤って本人と判定する確率）の低減と本人拒否率（本人を誤って他人と判定する確率）の低減を双方とも実現することが可能となる。また、本実施形態の個人識別装置であれば、パスワードやＩＣカードに比べて偽造しにくい生体情報の照合を行うことにより、悪意者による本人のなりすましを困難にすることができるので、これを搭載したシステムのセキュリティを大幅に向上することが可能となる。
【００３８】
次に、光源部１の構成及び動作について、図２を参照しながら詳細な説明を行う。図２は、光源部１の一構成例を示す回路図である。
【００３９】
本図に示すように、光源部１は、発光ダイオードＬＥＤａ〜ＬＥＤｂと、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ１ｂと、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂと、駆動回路ＤＲＶと、を有して成る。
【００４０】
発光ダイオードＬＥＤａ〜ＬＥＤｂのアノードは、いずれも電源ラインに接続されている。発光ダイオードＬＥＤａのカソードは、抵抗Ｒ１ａを介してトランジスタＱ１ａのコレクタに接続されている。発光ダイオードＬＥＤｂのカソードは、抵抗Ｒ１ｂを介してトランジスタＱ１ｂのコレクタに接続されている。トランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂのエミッタは、いずれも接地ラインに接続されている。トランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂのベースは、それぞれ、駆動回路ＤＲＶの制御信号出力端に接続されている。
【００４１】
発光ダイオードＬＥＤａは、静脈パターンの読み取り時に波長λａ（本実施形態では、７６０［ｎｍ］付近）の赤外光（近赤外光）を発する手段である。なお、７６０［ｎｍ］付近の波長を有する赤外光を静脈パターンの読み取りに用いた理由は、当該波長の赤外光が生体組織を透過しやすい反面、赤血球中の還元ヘモグロビン（酸素を失ったヘモグロビン）に吸収されやすい性質を有しており、静脈を読み取るのに適しているからである。
【００４２】
発光ダイオードＬＥＤｂは、指紋パターンの読み取り時に波長λｂ（本実施形態では９００［ｎｍ］付近）の赤外光を発する手段である。なお、９００［ｎｍ］付近の波長を有する赤外光は、リモコンなどの赤外線通信に広く用いられている。そのため、発光ダイオードＬＥＤｂとしては、赤外線通信用の発光ダイオード等を転用することが可能となる。
【００４３】
このように、指紋パターンの読み取りに際して、可視光ではなく、静脈パターン検出用の赤外光よりもさらに波長の長い赤外光を用いる構成であれば、受光センサ部２の受光可能範囲を赤外光波長範囲にのみ限定することができるので、受光センサ部２が自然光（外乱光）に晒されるような状況下であっても、指紋パターンの読み取り精度を維持することが可能となる。
【００４４】
特に、設置スペースの関係上、受光センサ部２を遮光カバーで覆うといった構造的な対策を採用しにくい小型の電子機器（例えば、携帯電話端末）では、指紋パターンの読み取りに際して、受光センサ部２と指先の隙間などから受光センサ部２に自然光が漏れ入りやすいが、本実施形態の個人識別装置であれば、そのような状況下でも、指紋パターンの読み取りを高精度に行うことが可能となる。
【００４５】
抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ１ｂは、発光ダイオードＬＥＤａ〜ＬＥＤｂに流れる駆動電流（延いては、発光ダイオードＬＥＤａ〜ＬＥＤｂそれぞれの出力輝度Ｌａ〜Ｌｂ）を調整する手段である。なお、本実施形態の個人識別装置では、静脈パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における受光センサ部２の感度差を補うように、発光ダイオードＬＥＤｂの出力輝度Ｌｂを発光ダイオードＬＥＤａの出力輝度Ｌａよりも高めるべく、抵抗Ｒ１ｂの抵抗値が抵抗Ｒ１ａの抵抗値よりも小さく設定されている。このような出力輝度の設定については、後ほど詳細に説明する。
【００４６】
駆動回路ＤＲＶは、制御部６からの指示に基づいて、トランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂのベースに制御信号を送出し、その開閉制御を行う手段である。より具体的に述べると、静脈パターンの読み取り時には、トランジスタＱ１ａをオン、トランジスタＱ１ｂをオフとすることで、発光ダイオードＬＥＤａにのみ駆動電流を供給する一方、指紋パターンの読み取り時には、トランジスタＱ１ａをオフ、トランジスタＱ１ｂをオンとすることで、発光ダイオードＬＥＤｂにのみ駆動電流を供給する。このような駆動電流制御により、静脈パターンの読み取り時には、発光ダイオードＬＥＤａが波長λａの赤外光を発し、指紋パターンの読み取り時には、発光ダイオードＬＥＤｂが波長λｂの赤外光を発することになる（図６を参照）。
【００４７】
次に、受光センサ部２の構成及び動作について、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、受光センサ部２の一構成例を示す回路図（ａ）、並びに、その使用状態を示す模式図（ｂ）である。
【００４８】
本図（ａ）に示すように、受光センサ部２は、ｎ個のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎを直線状に配列して成るラインセンサＬＳ（例えば１ライン２５６ビット）と、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎと増幅部３との間に各々接続されるスイッチＳＷ１〜ＳＷｎと、所定の通過波長範囲に属する入射光のみをラインセンサＬＳに選択通過させる光学フィルタＦＬＴと、を有して成る。なお、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎは、各々のアノードが共通の接地ラインに接続されたアノードコモン形式とされている。
【００４９】
光学フィルタＦＬＴは、受光センサ部２のモジュール化に際して、ラインセンサＬＳを被覆する形で設ければよく、本実施形態では、可視光を遮断して赤外光のみを通過させるべく、その通過波長範囲が７００［ｎｍ］〜９５０［ｎｍ］に設定されている（後出の図５（ａ）を参照）。なお、光学フィルタＦＬＴの特性については、これを形成する樹脂の配合等によって容易に調整することが可能である。
【００５０】
なお、受光センサ部２の受光感度ピークが赤外光波長範囲となるように、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎの作り込みを行うことができるのであれば、必ずしも光学フィルタＦＬＴを設ける必要はない。しかしながら、例えば、受光センサ部２の受光素子として、赤外線通信用のフォトダイオードを転用した場合、集積回路として形成されたフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎの分光感度特性を適正化するには、応答速度の低下など、数多くの排反事象を克服する必要があり、その開発には多大な労力やコストを要すると考えられるため、光学フィルタＦＬＴを用いて入射光の通過波長範囲を調整する方が望ましい。
【００５１】
上記構成から成る受光センサ部２は、光源部１から指先に照射された赤外光の反射成分を検出するものであり、静脈パターンの読み取り、並びに、指紋パターンの読み取りは、本図（ｂ）に示すように、ラインセンサＬＳの配列方向に直交してスライドされる指先に対して、所定の検出期間毎（例えば１［ｍｓ］毎）に、ライン毎の時分割で交互に行われる形となる（後出の図６を参照）。このように、受光センサ部２としてラインセンサＬＳを用いることにより、２次元のエリアセンサを用いる構成に比べて、チップ面積を削減してコストダウンが可能になるとともに、その設置スペースを縮小することができるので、携帯電話端末など小型の電子機器にも搭載しやすくなる。
【００５２】
なお、静脈パターンと指紋パターンという２種類の読み取り処理をいずれか１種類のみの読み取り処理と同様の時間で完了するためには、各々の検出時間を半分に短縮する必要があり、これに伴って受光センサ部２での受光量も当然に半減する。そのため、静脈パターン及び指紋パターンの読み取り時間を従来通りに維持すべき場合には、検出時間の短縮に伴う受光量の減少を補うべく、光源部１の出力輝度や増幅部３のゲインを従来の２倍程度に設定すればよい。
【００５３】
次に、増幅部３の構成及び動作について、図４を参照しながら詳細な説明を行う。図４は、増幅部３の一構成例を示す回路図である。
【００５４】
本図に示すように、増幅部３は、オペアンプＡＭＰと、抵抗Ｒ２ａ〜Ｒ２ｂ及び抵抗Ｒ３と、セレクタＳＥＬと、を有して成る非反転増幅回路である。
【００５５】
オペアンプＡＭＰの反転入力端（−）は、抵抗Ｒ２ａ〜Ｒ２ｂ及び抵抗Ｒ３の各一端に接続されている。オペアンプの非反転入力端（＋）は、受光センサ部２の出力端に接続されている。オペアンプＡＭＰの出力端は、Ａ／Ｄ変換部４の入力端に接続される一方、抵抗Ｒ３の他端にも接続されている。抵抗Ｒ２ａの他端は、セレクタＳＬＴの第１選択端に接続されている。抵抗Ｒ２ｂの他端は、セレクタＳＬＴの第２選択端に接続されている。セレクタＳＬＴの共通端は、接地ラインに接続されている。
【００５６】
上記構成から成る増幅部３のゲインは、抵抗Ｒ３ａ〜Ｒ３ｂと抵抗Ｒ４との比率で決定される。より具体的に述べると、静脈パターンの読み取り時には、セレクタＳＬＴで抵抗Ｒ２ａが選択されるため、増幅部３のゲインＧａは（１＋Ｒ３／Ｒ２ａ）に設定される。一方、指紋パターンの読み取り時には、セレクタＳＬＴで抵抗Ｒ２ｂが選択されるため、増幅部３のゲインＧｂは（１＋Ｒ３／Ｒ２ｂ）に設定される。
【００５７】
なお、本実施形態の個人識別装置では、静脈パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における受光センサ部２の感度差を補うように、指紋パターン読み取り時における増幅部３のゲインＧｂを静脈パターン読み取り時における増幅部３のゲインＧａよりも高めるべく、抵抗Ｒ２ｂの抵抗値が抵抗Ｒ２ａの抵抗値よりも小さく設定されている。このようなゲインの設定については、後ほど詳細に説明する。
【００５８】
続いて、図５及び図６を参照しながら、受光センサ部３の分光感度特性に関する説明を行うとともに、光源部１のＬＥＤ切替制御及び出力輝度制御、並びに、増幅部３のゲイン制御についての詳細な説明を行う。
【００５９】
図５は、受光センサ部２の分光感度特性を示す図（ａ）、並びに、増幅部３のアナログ出力特性を示す図（ｂ）である。また、図６は、光源部１のＬＥＤ切替制御及び出力輝度制御、並びに、増幅部３のゲイン制御を説明するためのタイミングチャートである。
【００６０】
なお、図５（ａ）において、実線Ｘは、光学フィルタＦＬＴを含めた受光センサ部２の分光感度特性を示しており、破線Ｙは、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎの分光感度特性を比較参照のために示している。
【００６１】
また、図５（ｂ）において、実線Ｚａ及び実線Ｚｂは、各々静脈パターン及び指紋パターンの読み取り時における増幅部３のアナログ出力特性を示しており、破線Ｚｏは、光源部１の出力輝度制御や増幅部３のゲイン制御を行わない場合のアナログ出力特性を比較参照のために示している。
【００６２】
本実施形態の個人識別装置において、受光センサ部２のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎは、スキャナ用やファックシミリ用に用いられる汎用ラインセンサＩＣと同様のプロセスで作り込まれており、その分光感度特性は、図５（ａ）の破線Ｙで示すように、可視光波長範囲に受光感度のピークを持ち、入射光の波長が長くなるにつれて受光感度が低下する傾向を示す。
【００６３】
すなわち、波長λｂ（＝９００［ｎｍ］）の赤外光が照射される指紋パターン読み取り時には、波長λａ（＝７６０［ｎｍ］）の赤外光が照射される静脈パターン読み取り時よりも、受光センサ部２の受光感度が低下してしまうことになる。
【００６４】
そこで、本実施形態の個人識別装置では、図５（ａ）の実線Ｘで示すように、光学フィルタＦＬＴによって可視光領域の受光感度を減衰させるとともに、図５（ｂ）の実線Ｚａ及び実線Ｚｂで示すように、静脈パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における受光センサ部２の感度差を補うように、光源部１のＬＥＤ出力輝度制御、並びに、増幅部３のゲイン制御が行われる。具体的に述べると、図５（ｂ）及び図６に示すように、指紋パターン読み取り時の出力輝度Ｌｂ及びゲインＧｂが静脈パターン読み取り時の出力輝度Ｌａ及びゲインＧａよりも高くなるように切り替えられる。
【００６５】
このような構成とすることにより、静脈パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における受光センサ部２の感度差を補い、増幅部３の出力信号レベルを所定の許容範囲内に収めることができるので、静脈パターンと指紋パターンの読み取り精度を高めて、個人識別の精度を向上することが可能となる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、静脈パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における受光センサ部２の感度差を補うべく、光源部１の出力輝度と増幅部３のゲインをいずれも切替制御する構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、出力輝度とゲインの一方のみを切替制御する構成としても構わない。
【００６７】
次に、図７及び図８を参照しながら、光源部１の一変形例を挙げるとともに、光源部１の出力輝度制御、並びに、増幅部３のゲイン制御について詳細な説明を行う。
【００６８】
図７は、光源部１の一変形例を示す回路図であり、図８は、光源部１の出力輝度制御、並びに、増幅部３のゲイン制御を説明するためのタイミングチャートである。
【００６９】
図７に示すように、本変形例の光源部１は、発光ダイオードＬＥＤａと、抵抗Ｒ４ａ〜Ｒ４ｂと、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂと、駆動回路ＤＲＶと、を有して成る。
【００７０】
発光ダイオードＬＥＤａのアノードは、電源ラインに接続されている。発光ダイオードＬＥＤａのカソードは、抵抗Ｒ４ａを介してトランジスタＱ１ａのコレクタに接続される一方、抵抗Ｒ４ｂを介してトランジスタＱ１ｂのコレクタにも接続されている。トランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂのエミッタは、いずれも接地ラインに接続されている。トランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂのベースは、各々駆動回路ＤＲＶの制御信号出力端に接続されている。
【００７１】
なお、発光ダイオードＬＥＤａは、先述と同様、静脈パターンの読み取りに適した波長λａ（本実施形態では７６０［ｎｍ］付近）の赤外光（近赤外光）を発する手段である。
【００７２】
抵抗Ｒ４ａ〜Ｒ４ｂは、発光ダイオードＬＥＤａに流れる駆動電流を調整する手段である。なお、本実施形態の個人識別装置では、指紋パターンの読み取り時における出力輝度Ｌｂを静脈パターンの読み取り時における出力輝度Ｌａよりも弱めるべく、抵抗Ｒ４ｂの抵抗値が抵抗Ｒ４ａの抵抗値よりも大きく設定されている。
【００７３】
駆動回路ＤＲＶは、制御部６からの指示に基づいて、トランジスタＱ１ａ〜Ｑ１ｂのベースに制御信号を送出し、その開閉制御を行う手段である。より具体的に述べると、静脈パターンの読み取り時には、トランジスタＱ１ａをオン、トランジスタＱ１ｂをオフとすることで、発光ダイオードＬＥＤａに抵抗Ｒ４ａを介して駆動電流を供給する一方、指紋パターンの読み取り時には、トランジスタＱ１ａをオフ、トランジスタＱ１ｂをオンとすることにより、発光ダイオードＬＥＤａに抵抗Ｒ４ｂを介して駆動電流を供給する。
【００７４】
若しくは、静脈パターンの読み取り時に、トランジスタＱ１ａ、Ｑ１ｂを共にオンする構成としてもよい。
【００７５】
このような駆動電流制御により、静脈パターンの読み取り時には、出力輝度Ｌａ（静脈からの反射成分を検出し得る出力輝度）の赤外光が発光され、指紋パターンの読み取り時には、出力輝度Ｌａよりも弱い出力輝度Ｌｂ（静脈からの反射成分が影響を及ぼさない出力輝度）の赤外光が発光されることになる（図８を参照）。
【００７６】
上記したように、本変形例では、異なる波長λａ〜λｂの赤外光を用いるのではなく、静脈パターンの読み取りに適した波長λａの赤外光のみを用い、その出力強度に強弱をつけることで、静脈パターンと指紋パターンの双方を読み取る構成とされている。このような構成とすることにより、光源部１の発光ダイオードを削減することができるので、装置の小型化やコストダウンに貢献することが可能となる。
【００７７】
なお、本変形例の個人識別装置において、増幅部３では、図８に示すように、静脈パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における光源部１の出力輝度差を補うように、そのゲインが切り替えられる。より具体的に述べると、指紋パターン読み取り時のゲインＧｂが静脈パターン読み取り時のゲインＧａよりも高くなるように切り替えられる。
【００７８】
このような構成とすることにより、静脈パターンの読み取り時と指紋パターンの読み取り時における光源部１の出力輝度差を補い、増幅部３の出力信号レベルを所定の許容範囲内に収めることができるので、静脈パターン及び指紋パターンの読み取り精度を高めて、個人識別の精度を向上することが可能となる。
【００７９】
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、受光センサ部２としてラインセンサＬＳを用いた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、２次元のエリアセンサを用いても構わない。また、ラインセンサＬＳを２列以上の構成とすれば、指先の動きを検出して、読み取り精度をより向上することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る個人識別装置は、現金自動預払機や電子商取引システム、住宅や自動車のドアロックシステム、及び、携帯電話端末などの本人確認手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】は、本発明に係る個人識別装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】は、光源部１の一構成例を示す回路図である。
【図３】は、受光センサ部２の一構成例を示す回路図（ａ）、並びに、その使用状態を示す模式図（ｂ）である。
【図４】は、増幅部３の一構成例を示す回路図である。
【図５】は、受光センサ部２の分光感度特性を示す図（ａ）、並びに、増幅部３のアナログ出力特性を示す図（ｂ）である。
【図６】は、光源部１のＬＥＤ切替制御及び出力輝度制御、並びに、増幅部３のゲイン制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】は、光源部１の一変形例を示す回路図である。
【図８】は、光源部１の出力輝度制御、並びに、増幅部３のゲイン制御を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１    光源部
２    受光センサ部
３    増幅部
４    アナログ／ディジタル変換部
５    データ分配部
６ａ    静脈パターンデータ蓄積部（第１データ蓄積部）
６ｂ    指紋パターンデータ蓄積部（第２データ蓄積部）
７ａ    静脈パターン特徴点抽出部（第１特徴点抽出部）
７ｂ    指紋パターン特徴点抽出部（第２特徴点抽出部）
８ａ    静脈パターン登録部（第１登録部）
８ｂ    指紋パターン登録部（第２登録部）
９ａ    静脈パターン照合部（第１照合部）
９ｂ    指紋パターン照合部（第２照合部）
１０ａ    静脈パターン判定部（第１判定部）
１０ｂ    指紋パターン判定部（第２判定部）
１１    総合判定部
１２    制御部
ＬＥＤａ    第１発光ダイオード（静脈パターン読み取り用）
ＬＥＤｂ    第２発光ダイオード（指紋パターン読み取り用）
Ｒ１ａ〜Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ〜Ｒ２ｂ、Ｒ３、Ｒ４ａ〜Ｒ４ｂ    抵抗
Ｑ１ａ〜Ｑ１ｂ    ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
ＤＲＶ    駆動回路
ＰＤ１〜ＰＤｎ    フォトダイオード
ＳＷ１〜ＳＷｎ    スイッチ
ＬＳ    ラインセンサ
ＦＬＴ    光学フィルタ
ＡＭＰ    オペアンプ
ＳＥＬ    セレクタ
λａ    第１波長（静脈パターン読み取り用：７６０［ｎｍ］）
λｂ    第２波長（指紋パターン読み取り用：９００［ｎｍ］）
【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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