(57)【要約】      （修正有）【課題】使用者に不快感を与えることなく認証が行え、認証精度の向上を図る。【解決手段】指静脈認証装置１は、個人を特定する生体情報である指の静脈情報に基づいて認証を行うものであって、センサ部４と制御部６を具備する。センサ部４は、認証指と認証指の両脇の指とが載置される指載置部と、指載置部に載置された認証指を検知する認証指検知部１１と、指載置部に載置された認証指の両脇の指を検知する両脇指検知部１２と、認証指検知部１１が認証指を検知し、かつ両脇指検知部１２が両脇の指を検知したときに、認証指の静脈パターンを検出する静脈検出部１３とを有する。制御部６は、静脈検出部１３が検出した認証指の静脈パターンと、予め登録された照合用静脈パターンとを照合して認証判別する。【選択図】図１
2008158780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人を特定する生体情報である指の静脈情報に基づいて認証を行う指静脈認証装置において、
認証対象の指と該認証対象の指の両脇の指とが載置される指載置部と、該指載置部に載置された前記認証対象の指を検知する認証指検知部と、前記指載置部に載置された前記認証対象の指の両脇の指を検知する両脇指検知部と、前記認証指検知部が前記認証対象の指を検知し、かつ前記両脇指検知部が前記両脇の指を検知したときに、前記認証対象の指の静脈パターンを検出する静脈検出部とを有するセンサ部と、
前記静脈検出部が検出した前記認証対象の指の静脈パターンと、予め登録された照合用静脈パターンとを照合して認証判別する制御部とを備えたことを特徴とする指静脈認証装置。
【請求項２】
利用者の認証対象の指を特定するための識別情報を入力する入力部と、
前記識別情報毎に照合用静脈パターンを対応付けて予め登録記憶する情報記憶部とを更に備え、
前記制御部は、前記入力部から入力される識別番号と対応する前記情報記憶部の照合用静脈パターンと、前記静脈検出部が検出した前記認証対象の指の静脈パターンとを照合して認証判別することを特徴とする請求項１記載の指静脈認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人を特定する生体情報として、特に指の静脈パターン（血管パターン）に基づいて認証を行う指静脈認証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
身体の一部位を鍵として利用する個人認証技術としては、例えば指や掌の紋様をはじめ、顔や虹彩、手や指の血管パターンなどの生体情報を用いた様々な方式が提案されている。その中でも指静脈認証装置は、指の静脈パターン（血管パターン）を個人識別情報として用いる方式である。
【０００３】
従来より一般的に知られている指静脈認証装置は、近赤外光を出射する光源と、この光源と所定間隔をおいて対向配置される撮像装置（カメラ）との間に指を配置し、光源から指に近赤外光を照射したときの指の画像を撮像装置で撮り、撮像装置が撮像した指の静脈パターンの画像と、予め登録されている指の静脈パターンの画像とを照合し、両者の相関性に基づいて認証判別を行っている。なお、撮像装置で撮った指の血管部分の画像は、血液中の成分が近赤外光を良く吸収するために、光が透過しにくく暗く映る。
【０００４】
ところで、この種の指静脈認証装置では、照合時に取得する指の静脈パターンが登録時と同じになるように、例えば下記特許文献１に開示される指認証装置をはじめ、手や指の置き場所であるセンサ部の形状や機構に様々な工夫がなされている。
【特許文献１】特開２００３−３０６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この種の従来の指静脈認証装置のセンサ部の形状としては、指を真っ直ぐ挿入する形状や指と指を広げて照合する方式が一般的であった。図４は１本の指を真っ直ぐ挿入して載置する指載置部２４ａを有する形状のセンサ部２４の構成の一例を示している。また、図５（ａ），（ｂ）は図４のセンサ部２４において、指を伸ばした方向を中心軸（Ａ−Ａ’）として指を９０°回転する前後での静脈パターンの変化の一例を示している。
【０００６】
この種の指静脈認証装置では、３次元パターンである指静脈を、平面画像の２次元パターンとして取得している。そして、図４に示す形状の指載置部２４ａを有するセンサ部２４を採用した指静脈認証装置では、指を伸ばした方向を中心軸（図４におけるＡ−Ａ’）として指が回転（ローリング）すると、指が回転する前の図５（ａ）に示す静脈パターンと、指が９０°回転した後の図５（ｂ）に示す静脈パターンとでは、取得する２次元パターンが違って見えてしまう。その結果、検出誤差（以下、ローリング誤差と言う）が生じる。
【０００７】
しかし、従来の指静脈認証装置では、上述したローリング誤差について有効な手段が無く、ローリング誤差や指の置き方不良による照合ＮＧが発生する可能性が高かった。そして、上記照合ＮＧにより、照合時間内に何度も静脈パターン（血管パターン）を検出することになり、応答遅れや装置に対する信頼感の低下を招き、操作性を低下させていた。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、使用者に不快感を与えることなく認証が行え、認証精度の向上を図ることができる指静脈認証装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載された指静脈認証装置は、個人を特定する生体情報である指の静脈情報に基づいて認証を行う指静脈認証装置において、
認証対象の指と該認証対象の指の両脇の指とが載置される指載置部と、該指載置部に載置された前記認証対象の指を検知する認証指検知部と、前記指載置部に載置された前記認証対象の指の両脇の指を検知する両脇指検知部と、前記認証指検知部が前記認証対象の指を検知し、かつ前記両脇指検知部が前記両脇の指を検知したときに、前記認証対象の指の静脈パターンを検出する静脈検出部とを有するセンサ部と、
前記静脈検出部が検出した前記認証対象の指の静脈パターンと、予め登録された照合用静脈パターンとを照合して認証判別する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載された指静脈認証装置は、請求項１の指静脈認証装置において、
利用者の認証対象の指を特定するための識別情報を入力する入力部と、
前記識別情報毎に照合用静脈パターンを対応付けて予め登録記憶する静脈情報記憶部とを更に備え、
前記制御部は、前記入力部から入力される識別番号と対応する前記静脈情報記憶部の照合用静脈パターンと、前記静脈検出部が検出した前記認証対象の指の静脈パターンとを照合して認証判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の指静脈認証装置によれば、認証対象の指と、この認証対象の指の両脇の指とを固定した状態で照合が行え、登録時と照合時の指静脈の血管パターンの差異がほとんど無く、従来に比べて認証精度が向上する。しかも、照合時間内に何度も静脈パターンを検出する必要がなく認証時間に遅れが生じないので、応答性の良い認証を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の形態について、添付した図面を参照しながらそれぞれ詳細に説明する。図１は本発明に係る指静脈認証装置の概略構成を示すブロック図、図２は本発明に係る指静脈認証装置の指載置部を備えた筐体の概略構成図、図３は本発明に係る指静脈認証装置の動作フローチャートである。
【００１３】
図１に示すように、本例の指静脈認証装置１は、指静脈検知部２と情報処理部３とを備えて大別構成される。以下、各部の構成について説明する。
【００１４】
まず、指静脈検知部２は、センサ部４、静脈情報記憶部５、センサ制御部６、状態表示部７を備えて構成される。
【００１５】
センサ部４は、図２に示すような筐体８に組み込まれている。この筐体８には、指を載置するための指載置部９が設けられている。指載置部９の載置面には、図２に示すように、認証対象の指（以下、認証指とも言う）が載置される部分に認証指の腹側の先端部及び基端部を支持する支持部９ａが設けられている。この支持部９ａは、位置ずれが生じないように支持面を指の腹側の形状に合わせて形成したり、指を支持する際に余計な圧迫感を与えないような材料で形成するのが好ましい。
【００１６】
また、認証指の両脇の指が載置される部分の載置面は、溝や窪みを設けた場合、この溝や窪みが指の長さや太さに合わないと、使用者が不快感を覚え、指の固定自体に抵抗を持つことが実験で分かったため、溝や窪みによって利用者に不快感や抵抗を与えないように平坦面９ｂを形成している。
【００１７】
上記構成による指載置部９では、中指を認証指として登録や照合を行う場合、中指の腹側の先端部及び基端部を支持部９ａに支持させた状態で図２のＡ−Ａ’（指を伸ばした方向の中心軸）に載置するとともに、認証指である中指の両脇の指の人指し指の腹側を平坦面９ｂ上の図２のＢに載置し、かつ薬指の腹側を平坦面９ｂ上の図２のＣに載置する。
【００１８】
このように、登録や照合を行う認証指及び認証指の両脇の指の腹側を指載置部９に載置して固定することで認証指を支え、認証指のローリングを防止している。
【００１９】
なお、図２では図示していないが、筐体８は、指載置部９との間に指が挿入される空間を形成し、空間への外光の侵入を阻止するように上部が覆われている。また、認証指が載置される指載置部９の上部には、認証指に近赤外光を照射するための後述する静脈検出部１３の一構成要素である光源が設けられる。さらに、認証指が載置される指載置部９の支持部９ａ，９ａ間には、光源から認証指を透過した光を通過させつつ筐体８内への異物の侵入を防止するためのガラス板やアクリル板などの透光板、光源から認証指を透過した光の近赤外波長域の光のみを透過する光学フィルタが設けられる。
【００２０】
図１に示すように、センサ部４は、認証指検知部１１、両脇指検知部１２、静脈検出部１３から構成される。認証指検知部１１は、指載置部９に載置される認証指の有無を検知するもので、例えば静電容量式や感圧式の周知のセンサで構成され、検知信号をセンサ制御部６に入力している。また、両脇指検知部１２は、認証指とともに指載置部９に載置される認証指の両脇の指の有無を検知するもので、認証指検知部１１と同様、例えば静電容量式や感圧式の周知のセンサで構成され、検知信号をセンサ制御部６に入力している。
【００２１】
静脈検出部１３は、指載置部９に載置された認証指の静脈パターン（血管パターン）を検出するもので、例えば光源と撮像装置とから構成される。光源は、静脈情報の登録時や照合時に、指載置部９に載置された認証指に対して近赤外光を照射している。撮像装置は、例えばカメラ等で構成され、認証指が載置される指載置部９の直下に位置して光源と対向配置され、光源から認証指に近赤外光を照射したときの認証指の画像を撮像し、この撮像した画像から認証指の静脈パターン（血管パターン）を静脈情報を検出している。この静脈情報検出部１３は、後述するセンサ制御部６からの検出タイミングにより、指載置部９に載置された認証指から検出した静脈情報をセンサ制御部６に入力している。
【００２２】
静脈情報記憶部５は、例えば磁気的、光学的記憶媒体、電気的に書き換え可能なＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリで構成され、各利用者の認証指を特定する識別情報として各利用者の認証対象の指毎に事前に割り当てられたＩＤ番号を用い、このＩＤ番号毎に照合用静脈情報（照合用血管パターン）を対応付けて予め登録記憶している。
【００２３】
なお、図１では、機能実現手段として静脈情報記憶部５と静脈検出部１３とを分けた構成としているが、静脈検出部１３の一構成要素である撮像装置に静脈情報記憶部５を備えた構成とすることもできる。
【００２４】
センサ制御部６は、後述するリーダー制御部１５との間での信号のやり取り、認証指検知部１１及び両脇指検知部１２からの検知信号の入力に基づく静脈検出部１３の検出タイミングの制御、状態表示部７の表示制御を行っている。
【００２５】
その主な制御内容について説明すると、センサ制御部６は、後述するリーダー制御部１５から照合動作の要求を受けたときに、ＩＤ番号に対応する静脈情報（照合用血管パターン）を静脈情報記憶部５から検索し、この検索された静脈情報を照合元データとしている。また、センサ制御部６は、認証指検知部１１及び両脇指検知部１２から認証指及びこの認証指の両脇の指が載置された旨の検知信号が入力されたときに、認証指の静脈情報を検出するべく静脈検出部１３に検出タイミングを出力している。さらに、センサ制御部６は、上記検出タイミングで検出した静脈検出部１３からの静脈情報と照合元データとを照合して認証判別し、その結果を後述するリーダー制御部１５に出力している。また、センサ制御部６は、静脈情報と照合元データとの照合時に、照合可能状態や照合中状況を識別可能に状態表示部７の表示を制御している。
【００２６】
ここで、静脈検出部１３によって検出される静脈情報について簡単に説明する。静脈検出部１３の撮像装置によって撮像される２次元パターンにおいて、静脈パターンは血管の無い周囲に比べて暗い輝度値となり、血管の走行方向に垂直な断面の輝度値プロファイルには血管の中心をピークとした谷あるいは窪みが見られる。そこで、撮像した２次元パターンの画像の縦方向、横方向の全プロファイルについて、輝度値の谷あるいは窪みの中心を検出する。この検出方法は、プロファイル曲線の開き角や曲率を算出すれば良く、平均値の定理に基づいて窪みを検出しても良い。そして、検出点のみが強調されるようにその位置の輝度値を高くすれば、画像全体の暗線の中心が強調され、指静脈パターンを抽出でき、認証指の静脈情報を検出することができる。
【００２７】
状態表示部７は、例えば半導体発光素子（ＬＥＤ）で構成され、センサ制御部６の制御により、照合状態として、照合可能状態や照合中状況を識別表示している。例えば照合可能状態であれば緑色発光し、照合中状況であれば赤色発光する。
【００２８】
次に、情報処理部３は、図１に示すように、入力部１４、リーダー制御部１５、表示部１６、データ出力部１７、電源部１８を備えて構成される。
【００２９】
入力部１４は、認証指の静脈情報の登録時や照合時に利用者が操作するテンキーを含む各種入力キーによる操作キーで構成される。入力部１４は、認証指の静脈情報の登録時や照合時に、利用者本人の認証指を特定する識別情報として予め指定されたＩＤ番号（利用者毎に事前に割り当てられた固定番号）が利用者のキー操作によって入力されると、このときの入力情報（ＩＤ番号）をリーダー制御部１５に入力している。また、入力部１４は、認証指の静脈情報を登録する登録モードと認証指の静脈情報の照合を行う照合モードとによる入力モードのモード選択画面が表示部１６に表示されるときに、何れかのモードを選択する際に用いられる。
【００３０】
リーダー制御部１５は、図３に示す処理を実行するべく、センサ制御部６との間の信号のやり取りを含め、装置全体の動作を統括制御している。その主な制御内容について説明すると、リーダー制御部１５は、認証指の静脈情報の登録時や照合時に、入力部１４からのＩＤ番号の入力要求を行うべく、その旨を表示部１６に表示制御している。また、リーダー制御部１５は、入力部１４からのＩＤ番号の入力を取得し、センサ制御部６にＩＤ番号に応じた照合動作を要求し、この照合動作の要求に応じてセンサ制御部６からの認証判別結果を取得し、取得した認証判別結果に応じた表示やデータ出力を行うべく表示部１６やデータ出力部１７を制御している。
【００３１】
表示部１６は、所定の表示画面を有する液晶表示装置等で構成され、リーダー制御部１５からの制御により、入力部１４からのＩＤ番号の入力要求を促す表示、指載置部９に認証指や認証指の両脇の指の載置を促す表示、認証指の静脈情報を登録する登録モードと認証指の静脈情報の照合を行う照合モードとのモード選択画面表示、認証判別結果表示などを行っている。
【００３２】
データ出力部１７は、リーダー制御部１５の制御により、照合結果や照合結果に応じた情報を出力している。
【００３３】
電源部１８は、ＡＣ１００Ｖ（商用電源）やＤＣ２４Ｖを入力し、装置を構成する各部に必要な駆動電源（電圧）を供給している。
【００３４】
次に、上記構成による指静脈認証装置１の指静脈の認証時の動作について図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３５】
認証指及び認証指の両脇の指を指載置部９に載置する指待ち受け状態（ＳＴ１）において、入力部１４からＩＤ番号が入力されると、指載置部９に認証指及び認証指の両脇の指の載置を促す表示が表示部１６になされる。例えば「センサ部に指を置いて下さい。」と表示部１６に表示する（ＳＴ２）。
【００３６】
これにより、利用者は、上記表示部１６の表示を見て、認証指及び認証指の両脇の指の腹側を指載置部９に載置する。その後、認証指検知部１１が認証指の有無を検出し、センサ制御部６が認証指検知部１１からの検知信号によって認証指が指載置部９に載置されたか否か、すなわち図２のＡ−Ａ’に認証指が置かれたか否かを判別する（ＳＴ３）。そして、認証指が指載置部９に載置されていない（図２のＡ−Ａ’に認証指が置かれていない）と判別すると、ＳＴ２の処理に戻る。
【００３７】
認証指が指載置部９に載置された（図２のＡ−Ａ’に認証指が置かれた）と判別すると、両脇指検知部１２が認証指の両脇の指の有無を検出し、センサ制御部６が両脇指検知部１２からの検知信号によって両脇指が指載置部９に載置されたか否か、すなわち図２のＢとＣに両脇の指が置かれたか否かを判別する（ＳＴ４）。そして、両脇の指が指載置部９に載置された（図２のＢとＣに両脇の指が置かれた）と判別すると、照合動作を開始する（ＳＴ５）。
【００３８】
この照合動作（ＳＴ５）では、リーダー制御部１５がセンサ制御部６に対して照合動作を要求する。センサ制御部６は、リーダー制御部１５からの照合動作の要求を受けて、ＩＤ番号に対応する照合用静脈情報を静脈情報記憶部５から検索し、この検索された照合用静脈情報を照合元データとする。その後、センサ制御部６は、認証指及び両脇の指を検知したときの検出タイミングで静脈検出部１３が検出した静脈情報と照合元データとを照合して認証判別し、その結果をリーダー制御部１５に出力する。リーダー制御部１５は、照合動作の要求に応じてセンサ制御部６から認証判別結果を取得し、取得した認証判別結果に応じた表示やデータ出力を行うべく表示部１６やデータ出力部１７を制御する。
【００３９】
ＳＴ４において、両脇の指が指載置部９に載置されていない（図２のＢとＣに指が置かれていない）と判別すると、指載置部９に両脇の指の載置を促す表示が表示部１６になされる。例えば「両脇に指を置いて下さい。」と表示部１６に表示する（ＳＴ６）。その後、センサ制御部６は、この表示が一定時間続いているか否かを判別する（ＳＴ７）。そして、センサ制御部６は、一定時間が経過したと判別すると、表示部１６の表示、すなわち「両脇に指を置いて下さい。」の表示を消去してタイマー（計時手段）を解除し（ＳＴ８）、ＳＴ２の処理に戻る。
【００４０】
なお、表示部１６に「両脇に指を置いて下さい。」が表示されている状態で、一定時間内に両脇の指が指載置部９に載置された（図２のＢとＣに両脇の指が置かれた）と判別すると、上述した照合動作を開始する。
【００４１】
また、利用者が認証指の登録を行う場合には、表示部１６にモード選択画面が表示された状態で入力部１４から登録モードを選択した後、認証指及び認証指の両脇の指が指載置部９に載置されたことを認証指検知部１１及び両脇指検知部１２が検知すれば、静脈検出部１３が認証指の静脈情報を検出し、この検出した静脈情報を照合元データとして所定のＩＤ番号（未登録のＩＤ番号）と対応付けして静脈情報記憶部５に登録記憶することができる。
【００４２】
ところで、上述した実施形態では、識別情報としてのＩＤ番号毎に照合用静脈情報が予め静脈情報記憶部５に登録記憶され、入力部１４からのＩＤ番号に対応する照合用静脈情報を静脈情報記憶部５から検索して照合元データとし、静脈検出部１３が検出した認証指の静脈情報と照合する１：１認証の構成としているが、この構成に限定されるものではない。
【００４３】
例えば本装置を利用する全ての利用者の指の静脈パターンを照合元データとして予め静脈情報記憶部５に登録記憶しておき、静脈検出部１３が検出した静脈情報と、静脈情報記憶部５に登録記憶された全ての利用者の照合元データとを照合する、所謂１：ｎ認証の構成としても良い。この場合、認証前の入力部１４からのＩＤ番号の入力の手間を省くことができる。
【００４４】
また、利用者の認証指の登録は、表示部１６にモード選択画面が表示された状態で入力部１４から登録モードを選択した後、認証指及び認証指の両脇の指が指載置部９に載置されたことを認証指検知部１１及び両脇指検知部１２が検知すれば、静脈検出部１３が認証指の静脈情報を検出し、この検出した静脈情報を照合元データとして静脈情報記憶部５に登録順に記憶することができる。
【００４５】
さらに、図１では、制御部がセンサ制御部６とリーダー制御部１５とに分かれた構成としているが、このセンサ制御部６とリーダー制御部１５とを一つの制御部で構成することもできる。
【００４６】
このように、本例の指静脈認証装置１では、認証に使う指のローリング防止に着目し、認証指と、この認証指の両脇の指とを固定することで認証指がローリングしにくい構成とし、認証指及び認証指の両脇の指が固定されたことを検知する方式を採用している。そして、この検知方式により認証指及び認証指の両脇の指の固定を検知した後、認証指から静脈情報（血管パターン）を取得して照合し、認証指及び認証指の両脇の指の固定が検知できなければ正しい位置に指を置くように注意を促すようにしている。
【００４７】
これにより、認証指と、この認証指の両脇の指とを固定した状態で照合が行え、登録時と照合時の指静脈の血管パターンの差異がほとんど無いため、従来に比べて認証精度が向上する。しかも、照合時間内に何度も静脈パターンを検出する必要がなく認証時間に遅れが生じないので、応答性の良い認証を実現できる。
【００４８】
また、従来に比べて認証精度が向上し、遅延が無く応答性も良くなるので、上述した１：ｎ認証も実用可能となり、認証方式のバリエーションが増すという相乗効果を奏することができる。
【００４９】
さらに、センサ部４が具備する状態表示部７に指の正しい置き方を表示する機能を付加する構成とすれば、センサ部４のみを本体から分離して配置できる分離型の装置が可能となり、利用場所が限定されず利用範囲も広がる。その際、利用者に対しては、指の置き方が適正でない場合のガイダンス表示も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る指静脈認証装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る指静脈認証装置の指載置部を備えた筐体の概略構成図である。
【図３】本発明に係る指静脈認証装置の動作フローチャートである。
【図４】従来の指静脈認証装置において、１本の指を真っ直ぐ挿入して載置する形状のセンサ部の構成の一例を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）  図４のセンサ部において、指を伸ばした方向を中心軸（Ａ−Ａ’）として指を９０°回転する前後での静脈パターンの変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  指静脈認証装置
２  指静脈検知部
３  情報処理部
４  センサ部
５  静脈情報記憶部
６  センサ制御部
７  状態表示部
８  筐体
９  指載置部
９ａ  支持部
９ｂ  平坦面
１１  認証指検知部
１２  両脇指検知部
１３  静脈検出部
１４  入力部
１５  リーダー制御部
１６  表示部
１７  データ出力部
１８  電源部
【図１】
2008158780.tif 000003
【図２】
2008158780.tif 000004
【図３】
2008158780.tif 000005
【図４】
2008158780.tif 000006
【図５】
2008158780.tif 000007