(57)【要約】【課題】自動車の盗難防止装置などに用いられる生体情報を利用した個人認証装置に関し、従来は自動車における使用環境が十分に考慮されておらず、使い勝手の点で問題があった。そこで本発明は、使い勝手の高い自動車用個人認証装置を提供することを目的とする。【解決手段】第一に指などを置くべき部分に対して照明を行い、第二に皮脂等の汚れに対処すべく、光学センサ部に光触媒によりコーティングを行い、第三に認証装置の状態、あるいは指示を音声・視覚表示などで行うことにより、本発明の目的を達成するようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体情報を光学的な手段により映像化して取得し、前記映像より、特徴パラメータを抽出し、予め記憶されている認証データと比較することにより個人照合を行う個人認証装置において、
生体情報である画像を取得するセンサ部周辺を可視光により照明を行うことを特徴とする自動車用個人認証装置。
【請求項２】
生体情報を光学的な手段により映像化して取得し、前記映像より、特徴パラメータを抽出し、あらかじめ記憶されている認証データと比較することにより個人照合を行う個人認証装置において、
生体情報である画像を取得するセンサ部の生体接触部に光触媒をコーティングすることを特徴とする自動車用個人認証装置。
【請求項３】
生体情報を光学的な手段により映像化して取得し、前記映像より、特徴パラメータを抽出し、あらかじめ記憶されている認証データと比較することにより個人照合を行う個人認証装置において、
認証装置の動作状態を聴覚情報により案内することを特徴とする自動車用個人認証装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記聴覚情報は、音声である事を特徴とする自動車用個人認証装置。
【請求項５】
生体情報を光学的な手段により映像化して取得し、前記映像より、特徴パラメータを抽出し、あらかじめ記憶されている認証データと比較することにより個人照合を行う個人認証装置において、
認証装置の動作状態を視覚情報により案内することを特徴とする自動車用個人認証装置。
【請求項６】
前記視覚情報の表示方法が、新たに取得した生体情報の特徴パラメータを、あらかじめ記憶されている認証データとの相関をとり、一致度を求め、一致度を表示させることを特徴とする請求項５に記載の自動車用個人認証装置。
【請求項７】
生体情報を光学的な手段により映像化して取得し、前記映像より、特徴パラメータを抽出し、あらかじめ記憶されている認証データと比較することにより個人照合を行う個人認証装置において、
新たに取得した生体情報の特徴パラメータを、あらかじめ記憶されている認証データとの相関をとり、一致度を求め、認証が成功した時の前記一致度をサンプリングして平滑化を行い、平滑化された値が所定の基準値と比較し、経年変化が判断された場合、前記新たに取得された特徴パラメータを前記認証データと置換える事を特徴とする自動車用個人認証装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかにおいて、
生体情報が指の静脈網である事を特徴とする自動車用個人認証装置。
【請求項９】
赤外照明光源と、
前記赤外照明光源の発する近赤外光を透過させるフィルタと、
そこに指が置かれるカバーであって、可視光及び近赤外光を透過し前記フィルタを覆うカバーと、
前記フィルタを透過した近赤外光に基づいて前記指から生成される生体情報と認証データとを対比して認証処理を行うマイコン回路と、
前記フィルタから見て前記カバーとは反対側から、前記カバーに対して可視光によって照明を行う可視光照明光源と、を有し、
前記マイコン回路による認証処理の結果をドライバーに直接報知し、又は、ドライバーに報知する為ヒューマン・マシン・インターフェースを備えた機器に前記マイコン回路による認証処理の結果を送信する自動車用個人認証装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記可視光照明光源は、自動車のライト点灯信号に連動して前記カバーに対して照明を行うことを特徴とする自動車用個人認証装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍵と人間の生体情報とを利用し、自動車のエンジンを始動するシステムなどに応用できる個人認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の盗難が増加傾向にあり、それに対して様々な盗難防止装置の検討が為されている。例えば、ピッキング又は複製鍵使用の防止の為、特開２０００−０８５５３６号公報には生体情報である指指紋を使った自動車用の個人認証の方法が開示されている。また、特開２００１−１８４５０７号公報には、生体情報である指静脈パターンを使った個人認証の方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来例においては、以上について自動車での使い勝手に関しては必ずしも十分な考慮が為されていなかった。例えば、自動車においては、光学センサ部には指の皮脂・水滴などが付着する可能性があり、そのような状態でも認証が正しく行われなければならない。また、夜間においては、センサ部の位置が直ちに分からなければならない。また、認証装置の状態がドライバーに理解できなければならない。
【０００４】
本発明は、以上のような従来例における問題を解決するためになされたものであり、自動車での使用環境下で、使い勝手の良い個人認証装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第一に、認証装置の光学センサ部、即ち、指などを置くべき部分に対して照明を行い、
第二に、皮脂等の汚れに対処するべく、光触媒を用いて光学センサ部のコーティングを行い、
第三に、認証装置の状態あるいは指示を音声や視覚表示などを用いて乗員に知らせる
ことにより、本発明の目的を達成するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図１を用いて本発明の実施例について説明する。
【０００７】
図１は、指静脈を例に取った個人認証装置を使った盗難防止システムを示す。
【０００８】
システムは個人認証装置１とエンジン制御装置（ＥＣＵ）２と音声合成回路３とスピーカ４とから構成されている。個人認証装置１の設置場所としては、インパネ近辺，パワーウィンドウの操作スイッチ近辺などが考えられ、ドライバーの周辺に設置すれば良い。
【０００９】
個人認証装置１は、指の静脈網を認識するものであり、近赤外光を発する赤外照明光源１３０，少なくとも可視光および近赤外光を透過するカバー１５，赤外照明光源１３０の発する近赤外光を透過させるフィルタ１７，赤外照明光源１３０を駆動する駆動回路１２２，フィルタ１７を透過した近赤外光を集光し結像させるレンズ１６，結像した映像を電気信号に変換するイメージセンサ１１，イメージの認識処理および各種の制御を行うマイコン回路１０，可視光を発する可視光照明光源１３１，１３２，表示灯１３３，これら光源・表示灯を駆動する駆動回路１２０，１２１，１２３，帯状の表示を行うことができるバー表示器１３４（図２参照）、及びケース１４とから構成されている。以下の説明においては近赤外を単に赤外と表現する。
【００１０】
認識対象である指５が個人認証装置１に挿入される、例えば図２のように赤外照明光源１３０とカバー１５との間に指５が挿入されると、赤外線を発光する赤外照明光源１３０から出た光の一部は指５を透過する。一方、静脈に含まれるヘモグロビンにより、赤外線の一部は吸収される。透過した赤外光は、イメージセンサ１１上に結像して、電気信号に変換される。イメージセンサ１１は赤外光に対しても感度を有する物であれば良く、通常のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）によるもので十分である。
【００１１】
マイコン回路１０は内蔵されたプログラムにより動作を行い、必要なタイミングで駆動回路１２２を経由して赤外照明光源１３０を駆動することができる。また、マイコン回路１０はイメージセンサ１１により取り込まれた画像情報に対して演算処理を行い、静脈網の特徴パラメータを抽出する。これらの処理については、前出の公報などに詳しい。
【００１２】
マイコン回路１０は必要に応じて、音声合成回路３，スピーカ４を介して、音声などで車両乗員にメッセージを伝達することができるようにしてある。音声合成回路３は、ナビゲーション装置に内蔵される音声合成機能を利用することで実現できる。即ち、ヒューマン・マシン・インターフェースを備えた機器を利用することで実現するものである。音声情報だけでなく、視覚情報についても当該機器を利用することができる。音声合成方式には編集合成方式と文字変換合成方式があるが、後者の方がメモリを多く使わずに様々な内容を伝達できる。
【００１３】
マイコン回路１０には例えばライト点灯信号が入力される。マイコン回路１０はライト点灯信号がオンになった場合には駆動回路１２０，１２１を制御して可視光照明光源１３１，１３２を点灯させる。ケース１４と赤外線フィルタ１７の間から、可視光照明光源１３１，１３２からの光が漏れ出てくる構造になっており、夜間など暗闇の中でも、ドライバーは個人認証装置１の在処を容易に確認することができる。ここではライト信号を用いたが、最近の自動車で多用されているように、ドアが開けられたときに一定時間タイマで明るさを保持することができるようなものもあり、ライト点灯信号の代わりにこれを利用することができる。このように一定時間タイマで明るさを保持する信号が利用した場合には、昼夜に関わらず可視光照明光源１３１，１３２が点灯されるが、点灯時間が短いので消費電力などの悪影響はない。また消費電力の問題がなければ、キースイッチに連動して点灯させるようにし、ライトスイッチの回路を省略することもできる。
【００１４】
マイコン回路１０の内部メモリは、予め個人の指の特徴パラメータ（例えば、指指紋や指静脈網）を認証データとして記憶あるいは登録しており、新たに取得した指の特徴パラメータを記憶・登録している認証データと照合し、それらの相関度、即ち一致度が既定値を超えた場合には、エンジン制御装置２へエンジン始動許可のデータを送信する。スタータが回された場合において、エンジン始動許可が得られているときは、エンジン制御装置２は正規の仕様に従い、点火装置，燃料噴射装置などを制御しエンジンを始動する。
【００１５】
図２には、個人認証装置１の外観例を示す。赤外照明光源１３０はケースの上に設置されており、個人認証装置１の下部には受光部（即ち、カバー１５，赤外線フィルタ１７，レンズ１６など）が設置されている。夜間などには、上述したようにケース１４と赤外線フィルタ１７との間から、可視光照明光源１３１，１３２からの光が漏れ出てくる構造になっており、容易に位置を視認できる。
【００１６】
またバー表示器１３４と表示灯１３３がケース１４の上部に取り付けられている。表示灯１３３は２色の発光ができるものであり、発光ダイオード（ＬＥＤ）では、単体で二色発光できるものがあるのでそれを利用すればよい。表示灯１３３は、電源投入時には例えば燈色に光り、認証が完了すると緑色で光るように制御される。このように信号機と同様の色使いをすれば直感的にも分かり易いシステムが提供できる。制御の詳細は後に説明する。
【００１７】
バー表示器１３４は例えば、ＬＥＤを直線状に並べたものであり、後に説明するように認証の一致度を表示するようにしてある。このようにするとドライバーは容易に個人認証装置１の動作状態を把握できるので、イライラしたり操作に迷うような事を防止することができる。駆動回路１２３は、表示灯１３３とバー表示器１３４とを駆動する回路である。
【００１８】
次に図３を用いて、個人認証装置１のプログラム動作について説明する。電源が投入されるとステップＳ１に入り、必要な初期化処理を行う。例えば、メモリクリア，マイコンのポートの設定，タイマの設定、後に説明する照合失敗カウンタのクリアなどである。
【００１９】
次いで、ステップＳ２において表示灯１３３を点灯する。上述したように表示灯１３３は緑と燈色の二色発光するものであり、ここでは個人認証装置１が動作状態になったことを表すため燈色に点灯させるように制御する。
【００２０】
次にステップＳ３においてライト信号のオンオフを判定する。ライト信号がオンの場合は、ステップ４において可視光照明光源１３１，１３２を点灯させステップＳ５に移行する。ライト信号がオフであればステップＳ５に直接移行する。
【００２１】
ステップＳ５においては、例えば、“指を入れて下さい”という音声案内を行うように音声合成回路３へコマンドを発行する。
【００２２】
次にステップＳ６において、指静脈網の映像を取得するため指５の照明用赤外線の赤外照明光源１３０を点灯させる。
【００２３】
次にステップＳ７において、イメージセンサ１１からの信号をマイコン回路
１０に取り込む。
【００２４】
次にステップＳ８において、赤外線の赤外照明光源１３０を消灯する。
【００２５】
次にステップＳ９において、取得された画像に対して、演算処理を行い静脈網の特徴パラメータを抽出する。本ステップにおける処理の方法については、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が可能である。
【００２６】
次にステップＳ１０において、予めマイコン回路１０の内部に記憶されている照合用データと上記の新たに取得された特徴パラメータと比較する。
【００２７】
ステップＳ１１において、バー表示器１３４に一致度のレベルを表示する。すなわち一致度が１００％であれば表示器全体を点灯させ、一致度が０％であれば全消灯する。
【００２８】
これにより、ドライバーは指を置く場所，置き方についてのフィードバックを得ることができ、速やかに認証を終えるようにすることができる。
【００２９】
次にステップＳ１２において、一致判定を行い、一致度が既定値以上であれば、ステップＳ１４に移り、表示灯１３３の表示色を燈色から緑色に変更する。これにより、ドライバーは認証が完了したことを認識できる。認証が完了すれば、ステップＳ１８において、エンジン制御装置２に対して、エンジン始動許可を通信により発行し、ステップＳ１９へ移行する。
【００３０】
ステップＳ１２において照合が失敗するとステップＳ１３に移り、照合失敗カウンタをインクリメントする。次にステップＳ１５において、照合失敗カウンタの内容をチェックし予め決められた上限の回数Ｎ以下かどうかを判断する。所定回数Ｎ未満であればステップＳ１６において、例えば“もう一度やり直して下さい”と音声案内を行い、再試行のためにステップＳ６に戻る。
【００３１】
ステップＳ１５において、規定回数Ｎ以上と判断されれば、ステップＳ１７において、例えば、“本人と確認できませんので、始動できません”と音声案内を行う。次に、各光源１３０，１３１，１３２を消灯し、何も実行しない無限ループに入る。
【００３２】
以上説明した指静脈を使った認証装置は個人の静脈網が経時的に変化しない場合には非常に有効に働くが、同じ時期（昨日と今日など）に認証を試行しても、一致度は様々な要因、例えば指の回転（ローリング，ピッチング，ヨーイング）により一致度はバラつくこととなる。また、別の要因によってバラつくことが考えられる。例えば、成長期にあるドライバーが長年使っていると、以前登録した個人の照合データと生態情報が次第に変化して、相関度が低くなって行くということが考えられるからである。その場合には再登録という手段が考えられるが、手続きが面倒である。
【００３３】
そこで本発明では、学習による考案を行った。
【００３４】
図４には、縦軸に登録してある認証データと照合すべき特徴パラメータすなわち、個人認証装置１で得られた特徴パラメータとの相関（一致度）を示し、横軸は、成功した回数を示す。当初、本人であれば一致度は当然１００％付近に集中するはずであるが、長期的な傾向として経時的に次第に一致度が低下する様子を図４に例示してある。ここで、各サンプルデータを平滑化した曲線を求め、その平滑化曲線が再登録が必要と判断する閾値Ａに達すると本人データを再登録するようにしてある。再登録の判断を行う閾値Ａは当然本人であると判断する閾値Ｂより大きな値である。
【００３５】
図５により、以上述べた処理を図３の照合処理Ｓ１０に埋め込んだ例について説明する。
【００３６】
ステップＳ１０１においては、予め登録されているデータと抽出された特徴パラメータとの一致度を算出する。次にステップＳ１０２において、一致度の過去の履歴を踏まえて平滑化計算を行う。その内容については図４を用いて説明した。
【００３７】
次にステップＳ１０３において、平滑化計算の結果が閾値Ａ以上か未満かの判定を行う。以下であれば、一致度が低く経年変化が発生したと判断し、ステップＳ１０４において新たに取得した特徴パラメータを認証データとして登録し、次回からの認証に備える。このようにすることにより、指静脈の経年変化が発生しても、認証性能の低下を防ぐことができる。
【００３８】
指の回転による一致度の変化については、図４は右下がりというわけではないであろうが以上の考え方としては同様である。特にヨーイング，ローリングについては一致度が閾値Ａ未満閾値Ｂ以上となったら、新たに当該データを記憶しておけば指の回転に対しても対応可能となる。
【００３９】
次に図６を用いて、光学面への指などの皮脂等が付着することにより、認証性能が劣化する事を防止する方法について説明する。
【００４０】
カバー１５の指が接触する表面には、いわゆる光触媒１８が塗布されている。光触媒の効果により、カバー１５の表面に付いた指の油脂類は、太陽光等に含まれる紫外線などにより、分解されて清浄される。また光触媒は、いわゆる親水機能も有していることが知られている。よって水滴によるレンズ効果を抑制することができる。即ち、たまたま指についた水滴をカバー１５上（光触媒１８上）に押し広げ、水滴のレンズを作らせることなく静脈網の画像が歪むことを防止できる。これらの光触媒の材料としては、良く知られているものに酸化チタン系のものがある。
【００４１】
【発明の効果】
認証装置の在処をＬＥＤなどにより照明する、光触媒によりセンサ表面の汚れ蓄積を防止する、個人の生体情報の経年変化を学習させる、認証装置の状態を音声や視覚情報で表示することにより、自動車における使い勝手を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による個人認証装置を応用した盗難防止システムを説明する図。
【図２】本発明による個人認証装置の構造を説明する図。
【図３】本発明による個人認証装置に内蔵されるマイクロプロセッサ（マイコン）のプログラム動作を説明する図。
【図４】本発明による個人認証装置において、静脈網などの生体情報の経年変化に対応する学習アルゴリズムを説明する図。
【図５】学習アルゴリズムを実行するマイコンのプログラム動作を説明するフローチャート。
【図６】個人認証装置のカバーの表面を光触媒をコーティングした例を説明する図。
【符号の説明】
１…個人認証装置、２…エンジン制御装置、３…音声合成回路、４…スピーカ、５…指、１０…マイコン回路、１１…イメージセンサ、１４…ケース、１５…カバー、１６…レンズ、１７…赤外線フィルタ、１８…光触媒、１２０，１２１，１２２，１２３…駆動回路、１３０…赤外照明光源、１３１，１３２…可視光照明光源、１３３…表示灯、１３４…バー表示器。
【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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