(57)【要約】【課題】  被写体２８の希望に応じ，自動的に撮影ユニットが回転し認証してくれることのできるマルチモーダル生体認証装置を提供する。【解決手段】  被写体２８の少なくとも眼を撮影する虹彩撮影ユニット３と，被写体２８までの距離を繰り返し測定する距離測定部６と，被写体２８の眼が虹彩撮影ユニット３の合焦範囲にあるか否かを判定する判定部７と，被写体２８の少なくとも手のひらを撮影する静脈撮影ユニット５と，被写体２８の少なくとも指を撮影する指紋撮影ユニット４と，静脈撮影ユニット５で撮影された画像を２値化（白黒）し，２値化した画像から，画像の黒部分の面積の大小を固定閾値に基づいて，被写体２８の手のひらかもしくは被写体２８の指を判定する画像処理部１０と，虹彩撮影ユニット３あるいは，静脈撮影ユニット５あるいは，指紋撮影ユニット４を選択する制御部８とを備えた。【選択図】図１
2007328571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の少なくとも眼を撮影する虹彩撮影ユニットと，
前記被写体までの距離を繰り返し測定する距離測定部と，
前記距離測定部によって測定された前記被写体までの距離に基づいて，前記被写体の眼が前記虹彩撮影ユニットの合焦範囲にあるか否かを判定する判定部と，
被写体の少なくとも手のひらを撮影する静脈撮影ユニットと，
被写体の少なくとも指を撮影する指紋撮影ユニットと，
前記静脈撮影ユニットで撮影された画像を２値化（白黒）し，２値化した画像から，画像の黒部分の面積の大小を固定閾値に基づいて，前記被写体の手のひらかもしくは前記被写体の指を判定する画像処理部（面積判定部）と，
前記判定部あるいは，前記画像処理部で判断された結果に基づいて，前記虹彩撮影ユニットあるいは，前記静脈撮影ユニットあるいは，前記指紋撮影ユニットを選択する各撮影ユニットの制御部とを備えたことを特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
前記判定部は，前記被写体の眼が前記虹彩撮影ユニットの前記合焦範囲より近くにいるのかまたは遠くにいるのかをさらに判定し，
前記各撮影ユニットの制御部は，前記判定部において前記被写体の眼が前記合焦範囲より遠くにいると判定された場合には，前記虹彩撮影ユニットを選択することを特徴とする請求項１記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記判定部は，前記被写体の眼が前記虹彩撮影ユニットの前記合焦範囲より近くにいるのかまたは遠くにいるのかをさらに判定し，
前記各撮影ユニットの制御部は，前記判定部において前記被写体の眼が前記合焦範囲より近くにいると判定された場合には，前記静脈撮影ユニットを選択することを特徴とする請求項１記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記各撮影ユニットの制御部で選択した前記静脈撮影ユニットが，前記被写体の手のひらかもしくは前記被写体の指を撮影し，前記撮影した画像を，前記画像処理部によって２値化し，２値化した画像の黒部分の面積が固定閾値より大きい場合，前記被写体の手のひらを判定することを特徴とする請求項３記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記各撮影ユニットの制御部で選択した前記静脈撮影ユニットが，前記被写体の手のひらかもしくは前記被写体の指を撮影し，前記撮影した画像を，前記画像処理部によって２値化し，２値化した画像の黒部分の面積が固定閾値より小さい場合，前記被写体の指を判定することを特徴とする請求項３記載の生体認証装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の撮影装置と，
前記撮影装置の前記虹彩撮影ユニットあるいは，前記静脈撮影ユニットあるいは，前記指紋撮影ユニットで撮影された画像に対して認証処理を行う認証処理部と，
を備えたことを特徴とする認証装置。
【請求項７】
前記虹彩撮影ユニット，前記静脈撮影ユニット，前記指紋撮影ユニットの撮影用ＣＣＤを共用することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，被写体の眼，手のひら，指のいずれを用いて，個人認証を行う認証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，ゲート例えば部屋の出入り口等にゲート開閉手段として，指紋認証付き非接触ＩＣカードゲート装置を設け，指紋またはＩＣカードを利用することで，ゲート装置の施錠・開錠が自動的に行われ，人の出入りを許容または禁止するようにしたものが提案されている（例えば，特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３５０９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，従来の指紋認証付き非接触ＩＣカードゲート装置においては，ＩＣカードのデータ読取または指紋情報にて本人を特定し，ゲート自動開閉できるが，ＩＣカードは携帯品のため，紛失しやすい恐れがあり，また，ＩＣカードと指紋認証の複合認証方式だと，被写体のある身体事情（例えば指紋の薄い，指切断などの人は，指紋認証の利用は困難）により，所定の生体認証では利用できない欠点がある。もちろん，何かの身体障害で虹彩・手の静脈・音声などの生体認証が利用できない人も存在する。このように，ユーザーに対応した生体認証が自由選択できないという問題点があった。
【０００４】
本発明は，従来の問題を解決するためになされたもので，ＩＣカードなどの携帯品は不要で，複数の生体認証のいずれを自由選択が可能である，利便性の優れたマルチモーダル生体認証装置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】
【０００５】
本発明のマルチモーダル生体認証装置は，被写体の少なくとも眼を撮影する虹彩撮影ユニットと，前記被写体までの距離を繰り返し測定する距離測定部と，前記距離測定部によって測定された前記被写体までの距離に基づいて，前記被写体の眼が前記虹彩撮影ユニットの合焦範囲にあるか否かを判定する判定部と，被写体の少なくとも手のひらを撮影する静脈撮影ユニットと，被写体の少なくとも指を撮影する指紋撮影ユニットと，前記静脈撮影ユニットで撮影された画像を２値化（白黒）し，２値化した画像から，画像の黒部分の面積の大小を固定閾値に基づいて，前記被写体の手のひらかもしくは前記被写体の指を判定する画像処理部（面積判定部）と，前記判定部あるいは，前記画像処理部で判断された結果に基づいて，前記虹彩撮影ユニットあるいは，前記静脈撮影ユニットあるいは，前記指紋撮影ユニットを選択する制御部とを備えた構成を有している。
【０００６】
この構成により，ユーザー行動による認証装置の選択意図に応じて，自動的に目的の認証装置が認証動作することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は，ユーザーの好みで自由選択するという効果を有するマルチモーダル生体認証装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下，本発明の実施の形態のマルチモーダル生体認証装置について，図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
【０００９】
本発明の第１実施形態の認証装置１の機能的構成を図１に示す。図１において，認証装置１は，被写体２８の手のひらを撮影する静脈撮影ユニット５・被写体２８の指を撮影する指紋撮影ユニット４・被写体２８の眼を撮影する虹彩撮影ユニット３を円周に移動するための回転式パン２と，被写体２８までの距離を繰り返し測定する距離測定部６と，静脈撮影ユニット５から得られた画像に２値化処理およびその２値化画像の面積を算出する処理をかけ，面積の総和が固定の閾値に基づいて，手のひらかあるいは指紋を判定する画像処理部１０と，画像処理部１０で判断した結果に基づいて，各撮影ユニットを選択する制御部８とを有する。
【００１０】
以上のように構成された認証装置１について，図２〜図８を用いてその動作を説明する。
【００１１】
まず，図２（ａ）において，距離測定部６で，被写体２８と認証装置１との距離Ｌ１が３５ｃｍ以上の場合，虹彩モードとなり，虹彩撮影ユニット３が撮影・認証が動作する。
【００１２】
図２（ｂ）において，距離測定部６で，被写体２８と認証装置１との距離L２が３５ｃｍ未満の場合，距離測定部６から得られた結果に基づいて，判定部７が，静脈撮影ユニット５に切り替えるようにと，回転式パン２に指示をし，静脈モードとなり，静脈撮影ユニット５が撮影・認証が動作する。その際に，図３（ａ）に示したように，静脈撮影ユニット５が撮影した画像を用いて，画像処理部１０で２値化後，固定位置の平行線上で抽出した２値画像の面積の総和を算出し，その面積の総和が固定閾値以上の場合，静脈認証開始する。
【００１３】
また，図２（ｂ）により動作中の静脈撮影ユニット５が撮影した画像を用いて，画像処理部１０で２値化後，固定位置の平行線上で抽出した２値画像の面積の総和を算出し，その面積の総和が固定閾値未満の場合，画像処理部１０から得られた結果に基づいて，判定部７が，指紋撮影ユニット４に切り替えるようにと，回転式パン２に指示をし，指紋モードとなり，指紋撮影ユニット４が撮影・認証が動作する。その際に，指紋撮影ユニット４が指を撮影・認証した状況を図２（ｃ）に示す。
【００１４】
次に，図４は，認証装置１の動作フロー図である。
【００１５】
図４に示したように，まず，距離測定部６が認証装置１から被写体２８までの距離の測定を開始し，被写体２８までの距離の測定を繰り返して行い，測定結果を判定部７に出力する（Ｓ１）。そして，判定部７は，距離測定部６からの出力を判断し，判定部７の判定結果はの制御部８に送られる。
【００１６】
判定部７の判定結果では，距離測定部６の測定可能範囲が３５ｃｍ以上の場合，制御部８が虹彩撮影ユニット３が動作し（Ｓ３），認証開始とする（Ｓ９）。
【００１７】
一方，判定部７の判定結果では，距離測定部６の測定可能範囲が３５ｃｍ未満の場合，制御部８が回転式パン２を回転させ，静脈撮影ユニット５が動作する（Ｓ４）。
【００１８】
次に，静脈撮影ユニット５が撮影した画像を用いて，画像処理部１０で２値化後，２値画像の面積の総和を算出し，その面積の総和が固定閾値以上かあるいは固定閾値未満かを判定する（Ｓ５）。
【００１９】
続いて，面積の総和が固定閾値未満の場合，画像処理部１０の判定結果が制御部８に送
られ，回転式パン２を回転させ，指紋撮影ユニット４が動作し（Ｓ６），認証開始とする（Ｓ８）。
【００２０】
続いて，面積の総和が固定閾値以上の場合，画像処理部１０の判定結果が制御部８に送られ，そのまま静脈撮影ユニット５が認証開始とする（Ｓ７）。
【００２１】
このような本発明の第１実施形態の認証装置１の機能的構成によれば，被写体２８のどの認証装置を選択しようとするしぐさを距離測定部６および画像処理部１０の並行作動で読み取る機能を設けることにより，被写体２８の希望に応え，静脈撮影ユニット５または指紋撮影ユニット４または虹彩撮影ユニット３が自動的に回転し，認証動作することができる。
【００２２】
次に，本発明の撮影仕様を図５に示す。虹彩，静脈，指紋それぞれの場合における，ガラスからの距離と，撮影範囲は以下のようになる。
指紋の場合・・・ガラスからの距離＝０ｃｍ，撮影範囲＝５ｃｍ
静脈の時・・・・ガラスからの距離＝５ｃｍ，撮影範囲＝３０ｃｍ
虹彩の時・・・・ガラスからの距離＝３０ｃｍ，撮影範囲＝１０ｃｍ
図５は，撮影対象物５１と，レンズ５２，ＣＣＤ９の関係を示したものである。撮影対象物５１の大きさをａ，ＣＣＤの大きさをｃとすると，撮影対象物５１をＣＣＤ９で撮影した場合の視野角をαとする。また，撮影対象物とレンズの距離をｕ，ＣＣＤとレンズの距離をｖとし，撮影対象物とＣＣＤの距離をｌとすれば，以下の式が成り立つ。
【００２３】
【数１】
2007328571.tif 000003
・・・（１）
【００２４】
式（１）より，式（２）のように，ｕ，ｖ，αを求めることが出来る。
【００２５】
【数２】
2007328571.tif 000004
・・・（２）
【００２６】
また，レンズに対するガウスの公式よりがなりたつので，レンズの焦点距離ｆを求めることが出来る。
【００２７】
【数３】
2007328571.tif 000005
・・・（３）
【００２８】
物体とガラスの距離を，指紋の時０ｃｍ，静脈の時５ｃｍ，虹彩の時３０ｃｍとした場合の，各々値を計算したものを図６に示す。
【００２９】
撮影対象物によって，レンズの焦点距離ｆ，レンズとＣＣＤの距離ｖなどが異なっている。
（第２実施形態）
【００３０】
図７に示す，指紋撮影ユニット４，静脈撮影ユニット５，虹彩撮影ユニット３は，それぞれ，図６の条件を満たすように構成されている。回転式パン２には，静脈撮影ユニット５と指紋撮影ユニット４と虹彩撮影ユニット３が設けられる。
【００３１】
以上のように構成された各撮影ユニットについて，図７（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する（図７上面図（ａ）〜（ｃ）および図８斜面図（ａ）〜（ｃ）の説明は省く）。
【００３２】
まず，図７側面図（ａ）において，被写体２８の眼を撮影する虹彩撮影ユニット３の虹彩用レンズ１７を用い，ＣＣＤ９から通して，被写体２８の眼を撮影する。
【００３３】
続いて，図７側面図（ｂ）において，被写体２８の手のひらを撮影する静脈撮影ユニット５の静脈用レンズ１８を用い，ＣＣＤ９から通して，被写体２８の手のひらを撮影する。
【００３４】
続いて，図７側面図（ｃ）において，被写体２８の指を撮影する指紋撮影ユニット４の指紋用レンズ１９を用い，ＣＣＤ９から通して，被写体２８の指を撮影する。
【００３５】
そして，ＣＣＤ９は，静脈撮影ユニット５，指紋撮影ユニット４，虹彩撮影ユニット３が撮影する時に使うＣＣＤの種類が同じであるため，ＣＣＤ９を共用とする。ただし，虹彩用ガラス２０と虹彩用レンズ１７との距離と，静脈用ガラス２１と静脈用レンズ１８との距離とは同様であるが，指紋用ガラス２２と指紋用レンズ１９との距離は異なる。
【００３６】
したがって，虹彩用ガラス２０と虹彩用レンズ１７，静脈用ガラス２１と静脈用レンズ１８，指紋用ガラス２２と指紋用レンズ１９をそれぞれセットし，被写体２８を撮影するためのＣＣＤ９を共用する。
【００３７】
最後に，図９は，被写体２８を撮影する際の認証装置１の形状である。認証装置１に付加した回転式パン２の上に，静脈撮影ユニット５，指紋撮影ユニット４，虹彩撮影ユニッ
ト３が配置されている。そして，見栄えをよくするため，回転式パン２を，ユニット用窓１６と距離測定部６を付加したカバー２５で覆っている。
【００３８】
以上のように本発明の第２実施形態の各撮影ユニットによれば，回転式パン２上に静脈撮影ユニット５，指紋撮影ユニット４，虹彩撮影ユニット３を設けることにより，静脈撮影ユニット５，指紋撮影ユニット４，虹彩撮影ユニット３が撮影する時に使うＣＣＤ９を共用することで，コストの低減化かつ，認証装置の構成簡略化が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように，本発明にかかるマルチモーダル生体認証装置は，利用者の希望に応じて自動的に撮影ユニットが回転し認証してくれるので，身体障害者への対応かつ利用者の手を煩わさせないという効果を有し，被写体の眼，手のひら，指のいずれを用いて，個人認証を行う認証装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態における認証装置１の機能的構成のブロック図
【図２】本発明の第１実施形態における認証装置１の撮影手法図
【図３】本発明の第１実施形態における認証装置１の画像処理部の手順図
【図４】本発明の第１実施形態における認証装置１の機能的構成のフロー図
【図５】本発明の第１実施形態における認証装置１の撮影対象物５１と，レンズ５２，ＣＣＤ９の関係を示した説明図
【図６】本発明の第１実施形態における認証装置１の指紋撮影ユニット４，静脈撮影ユニット５，虹彩撮影ユニット３の撮影条件図
【図７】本発明の第２実施形態における各撮影ユニットの側面図
【図８】本発明の第２実施形態における各撮影ユニットの斜面図
【図９】本発明の第１実施形態における認証装置１の形状図
【符号の説明】
【００４１】
１  認証装置
２  回転式パン
３  虹彩撮影ユニット
４  指紋撮影ユニット
５  静脈撮影ユニット
６  距離測定部
７  判定部
８  制御部
９  ＣＣＤ
１０  画像処理部（面積判定部）
１１  認証処理部
１２  切り替え部
１３  虹彩認証処理部
１４  指紋認証処理部
１５  静脈処理部
１６  ユニット用窓
１７  虹彩用レンズ
１８  静脈用レンズ
１９  指紋用レンズ
２０  虹彩用ガラス
２１  静脈用ガラス
２２  指紋用ガラス
２３  ＬＥＤ
２４  赤外線ＬＥＤ
２５  カバー
２６  軸
２８  被写体
５１  撮影対象物
５２  レンズ
【図１】
2007328571.tif 000006
【図２】
2007328571.tif 000007
【図３】
2007328571.tif 000008
【図４】
2007328571.tif 000009
【図５】
2007328571.tif 000010
【図６】
2007328571.tif 000011
【図７】
2007328571.tif 000012
【図８】
2007328571.tif 000013
【図９】
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