(57)【要約】【課題】外光の影響を排除して適正な血管パターン画像が安定して取得できるようにしたドアグリップ型個人認証装置を提供すること。【解決手段】イメージセンサ３１とレンズ３２からなる撮像部３０の周辺に光吸収手段３６を設け、撮像部３０の周辺に外光が入射したとき、それを吸収し、それが反射されないようにしたもの。これにより、赤外光源２３から入射される光以外の外光がドア１０の表面と指Ｆで順次反射して撮像部３０に入射される虞がなくなるので、適正な血管パターン画像を安定して取得することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアグリップとドアの間に挿入された生体の一部を、ドアグリップ側の発光手段とドア側の撮像手段を用いて撮像し、当該撮像した画像に基づいて個人識別を行う方式のドアグリップ型個人認証装置において、
前記ドアの表面で前記撮像手段の周辺に光吸収手段が設けられていることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
【請求項２】
請求項１に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
前記撮像手段と前記光吸収手段を外界から保護し、且つ前記発光手段から照射される光の波長帯域で透明な特性を有する保護部材が設けられていることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
【請求項３】
請求項１に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
前記撮像手段の開口部に、特定の入射角度をもつ光のみを透過させ、且つ前記特定の入射角度以外の入射角度の光を遮断する特性をもつフィルタが設けられていることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
【請求項４】
請求項２に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
前記光吸収手段による光吸収波長特性を、前記保護部材が光を吸収する特性に合わせて設定したことを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
前記光吸収手段による光吸収波長特性を、前記撮像手段が感度を有する波長を含む波長帯域の光を吸収する特性に設定したことを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
前記光吸収手段による光吸収波長特性を、前記発光手段の発光波長を含む波長領域の光を吸収する特性に設定したことを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
【請求項７】
ドアのグリップ付近に発光手段と撮像手段を備え、前記発光手段により指を照明し、前記撮像手段により指の生体情報に関する画像を取得し、前記画像から特徴パラメータを抽出し、予め登録されている個人特徴パラメータと比較し、合致したとき前記ドアを開錠する演算制御手段を備えたドアグリップ型個人認証装置において、
前記撮像手段の開口部に、特定の入射角度をもつ光のみを透過させ、かつ、それ以外の入射角度の光を遮断する特性をもつフィルタを有することを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報により個人認証を行う装置に係り、特に自動車のドアロック解除に好適なドアグリップ型個人認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車においては、通常、悪意ある第三者による乗車や不正なエンジン始動を防ぐため、自動車のドアロックの解除やエンジンの始動には予め用意された鍵が必要とされる。しかし、この場合でも、鍵の盗難や鍵穴のピッキング等がなされる可能性があり、鍵だけでセキュリティが充分であるとはいえない。
【０００３】
そこで、安全性を高めるため、鍵の代わりに指紋などの生体特徴情報を個人認証の手段として利用し、自動車のドアロックの解除やエンジンの始動を行う方法が、従来から知られている(例えば、特許文献１、２参照。)。
【０００４】
ここで、指紋による個人認証は、撮像手段により取得した指紋を画像処理し、予め保持しておいた指紋の画像データと比較し、照合を行うものであるが、この場合、指紋は生体特徴情報であっても、生体の表面の情報であるため、偽造が可能であり、このため、よりセキュリティを高める方法として、生体特徴情報の中でも生体の内部の特徴情報であり、且つ、個人によって異なる指の血管パターンを含む画像を利用する個人認証装置が提案されている(例えば、特許文献３、４、５参照)。
【０００５】
この方法では、近赤外光による撮像が用いられる。これは、近赤外線が血管内の血液のヘモグロビンで吸収されるためで、この場合、近赤外光の成分を含む光源(以下、単に赤外光源と呼ぶ)から指に光を照射すると、指を透過する近赤外光の強度分布から指の血管のパターン(主として静脈のパターン)の情報を得ることができる。以下、この血管により光が透過しなかったために得られるパターンを、血管パターンと呼ぶ。
【０００６】
そこで、この方法では、撮像手段によって指を透過した近赤外光の強度分布から血管パターンを検出し、それを予め登録されている指の血管パターンと比較し、両者の一致、不一致を判定することにより、個人を認証するようになっている。
【特許文献１】特開昭６１−５３９７２号公報
【特許文献２】特開平６−７２２９１号公報
【特許文献３】特開２００１−１８４５０７号公報
【特許文献４】特開２００２−８３２９８号公報
【特許文献５】特開２００４−１３１９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術は、屋外での使用に配慮がされているとは言えず、個人認証に外光の存在が影響してしまうという問題があった。すなわち、従来技術による個人認証装置は、上記したように、赤外光を利用して画像の取得を行なっているため、自動車のドアグリップ部に個人認証装置を搭載した場合、太陽光などの外光が血管パターン画像の取得に対してノイズとなる可能性がある。
【０００８】
特に、図８に示すように、赤外光源２３をドアグリップ１２に配置し、指Ｆに赤外光を入射させ、イメージセンサ３１をドア１０に配置して、透過する光により指Ｆの血管パターンを撮像する構成では、太陽光Ｓなどからの外光がドア１０の表面で反射し、指Ｆに照射され、反射光ＬＮが現れてしまう場合がある。
【０００９】
この場合、血管パターンの情報を含む赤外光ＬＳに反射光ＬＮが合成されてしまうが、このとき、反射光ＬＮは、指Ｆを透過していないので、血管パターンの情報を含んでいないため、イメージセンサ３１で得られる画像が反射光ＬＮによるノイズによる影響を受けて、所望の血管パターンが得られ難くくなってしまう虞があり、従って、個人認証に外光の存在が影響してしまうという問題が生じてしまうのである。
【００１０】
本発明の目的は、外光の影響を排除して適正な血管パターン画像が安定して取得できるようにしたドアグリップ型個人認証装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、ドアグリップとドアの間に挿入された生体の一部を、ドアグリップ側の発光手段とドア側の撮像手段を用いて撮像し、当該撮像した画像に基づいて個人識別を行う方式のドアグリップ型個人認証装置において、前記ドアの表面で前記撮像手段の周辺に光吸収手段が設けられているようにして達成される。
【００１２】
このとき、前記撮像手段と前記光吸収手段を外界から保護し、且つ前記発光手段から照射される光の波長帯域で透明な特性を有する保護部材が設けられているようにしても、上記目的が達成される。
【００１３】
また、ここで、更に前記撮像手段の開口部に、特定の入射角度をもつ光のみを透過させ、且つ前記特定の入射角度以外の入射角度の光を遮断する特性をもつフィルタが設けられているようにしたり、前記光吸収手段による光吸収波長特性を、前記保護部材が光を吸収する特性に合わせて設定したり、前記光吸収手段による光吸収波長特性を、前記撮像手段が感度を有する波長を含む波長帯域の光を吸収する特性に設定したり、前記光吸収手段による光吸収波長特性を、前記発光手段の発光波長を含む波長領域の光を吸収する特性に設定したりしても、上記目的が達成される。
【００１４】
同じく、上記目的は、ドアのグリップ付近に発光手段と撮像手段を備え、前記発光手段により指を照明し、前記撮像手段により指の生体情報に関する画像を取得し、前記画像から特徴パラメータを抽出し、予め登録されている個人特徴パラメータと比較し、合致したとき前記ドアを開錠する演算制御手段を備えたドアグリップ型個人認証装置において、前記撮像手段の開口部に、特定の入射角度をもつ光のみを透過させ、かつ、それ以外の入射角度の光を遮断する特性をもつフィルタを有するようにしても上記目的を達成することができる。
【００１５】
なお、本発明の他の目的及び特徴については、以下に説明する実施形態例の中で明らかにする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外光の影響が排除できるので、適正な静脈パターン画像を取得することができ、この結果、太陽光などの外光にさらされる自動車などのドアのような屋外環境においてドアグリップ型個人認証装置の使用を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明によるドアグリップ型個人認証装置について、図示のいくつかの実施の形態により詳細に説明する。
【００１８】
ここで、まず、図１と図２は、本発明の一実施形態に係るドアグリップ型個人認証装置１を示したもので、このとき、図２は、図１の側面からみた断面図である。そして、このドアグリップ型個人認証装置１は、図１に示されているように、例えば自動車のドア１０にドアグリップ１２があり、これに発光手段として赤外光源２３が設けられ、ドア１０には撮像手段となる撮像部３０が設けられているもので、図２に示されているように、人がドア１０を開けようとして、ドアグリップ１２の内側に手先を入れ、掴むようにすると、指Ｆが赤外光源２３と撮像部３０の間に入るようになっている。
【００１９】
このとき撮像部３０は、イメージセンサ３１とレンズ３２で構成されるが、このイメージセンサ３１としては、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像デバイスを用いることができる。一方、赤外光源２３には発光ダイオードなどが用いられる。そして、これら撮像部３０と赤外光源２３は、ドアグリップ型個人認証装置１が屋外で使用される場合、防水されている必要がある。
【００２０】
そして、このドアグリップ型個人認証装置１には、マイクロコンピュータ２０が設けてあり、駆動回路２２を介して赤外光源２３に通電し、赤外光を指Ｆの掌面(屈側面)に向けて照射する。そこで、照射された赤外光が指Ｆを透過することになるが、このとき赤外光の一部が血管内の血液に含まれているヘモグロビンにより吸収され、この結果、指Ｆを透過した赤外光は血管パターンを含んだものとなり、これが指Ｆの背面(伸側面)からレンズ３２に入射され、イメージセンサ３１に結像される。
【００２１】
そこで、この血管パターンを含む画像は、イメージセンサ３１により光電変換され、電気信号としてマイクロコンピュータ２０に取り込まれる。このとき窓３３は、撮像部３０の内部を外界から隔離し、特に屋外で使用する場合における雨水などから保護したり、指Ｆが誤って撮像部３０内に入ることによる内部汚染などから保護するために設けられているもので、例えばポリカーボネートなどの合成樹脂部材やガラスで作ることができる。
【００２２】
このとき、窓３３の部材に、赤外光源２３の発光波長帯付近の光のみを透過する光バンドパス特性を持たせたり、外側から内部が見えないようにする機能を持たせたりしてもよい。また、この窓３３は、その表面に、雨天時に雨水の影響による画像の歪みを排除するため撥水処理がなされていたり、表面に傷がつかないようにハードコーティング処理がなされていても良い。
【００２３】
そして、この撮像部３０の周囲にあるのが光吸収手段３６で、この部分に光が入射したとき、当該入射された光をこの光吸収手段３６により吸収し、ここで反射される光が生じないようにする働きをする。
【００２４】
従って、この実施形態によれば、図８で説明したように、太陽光などの外光が入射されたとしても、光吸収手段３６により吸収されてしまうことになり、この結果、指Ｆの背面に外光が入射してしまうのが抑えられ、反射されてくる成分を減らすことができる。
【００２５】
これにより、指Ｆを透過した結果、血管パターンの情報を含む赤外光に、外光による反射光が混ざり込んでしまうのが抑えられ、従って、撮像部３０に入射する外光の影響が小さくなり、イメージセンサ３１において所望する血管パターンを取得することが可能となる。
【００２６】
このときの光吸収手段３６における光の吸収波長帯は、撮像部３０において感度を有する波長帯域、又は赤外光源２３の発光波長を含む波長帯域、或いは窓３３を透過する光の波長帯域と同じかそれよりも広い波長帯域とすればよい。
【００２７】
また、この実施形態では、光吸収手段３６を窓３３とドア１０本体との間に配置する構成としており、この構成により、光吸収手段３６が外界から保護され、特に雨水などに直接あたらずに済む。しかも、この結果、光吸収手段３６は水に弱い材料を使用することが可能となる。更に、窓３３が可視光を透過しない特性をもっていれば、窓３３と光吸収手段３６との継ぎ目が見えないため、外観上も優れたものとなる。
【００２８】
ここで、この光吸収手段３６に代えて、図３に示すように、箱形状の光吸収手段３７を設け、外光が内部で反射しながら徐々に吸収されるようにしてもよい。また、撮像部３０におけるレンズ３２に代えて、図４に示すように、平面レンズ３２０を用い、この平面レンズ３２０とイメージセンサ３１により、平面で薄型の撮像部３０としてもよい。
【００２９】
次に、イメージセンサ３１により撮像される血管パターンの一例について説明すると、いま、指Ｆを、例えば撮像部３０の撮像範囲の中心に置いたとする。そうすると、この場合、イメージセンサ３１では、図５に示すように、撮像範囲ＩＡの中に指Ｆの輪郭ＣＦと血管パターンＢＶの画像が得られる。
【００３０】
そして、この血管パターンＢＶは人によって異なっていて、同じものはない。そこで、この血管パターンＢＶをそのまま、又は画像処理して特徴抽出処理したパターンとした上で、これらを予め不揮発性メモリ２４に登録しておき、照合時の登録パターンとして用いれば、認証を得ることができる。
【００３１】
このため、照合時における被認証者の特徴パターンを、マイクロコンピュータ２０により、登録パターンと比較し、一致と不一致の判定を行なうが、このときドアグリップ型個人認証装置１全体の制御などについても、このマイクロコンピュータ２０が司るようになっている。そして、このときのドアグリップ型個人認証装置１による個人識別の動作は、このマイクロコンピュータ２０に記憶されたプログラムにより制御される。
【００３２】
そこで、次に、このときのマイクロコンピュータ２０による動作について、図６のフローチャートを用いて説明する。ここで、いま、プログラムが開始されたとする。そうすると、まず、ステップＳ１０に移行し、ここでマイクロコンピュータ２０はドアグリップ型個人認証装置１の初期化処理を行う。このときのプログラム開始のトリガは、マイクロコンピュータ２０の入力端子２１に入力される信号により与えられるようにしても良い。
【００３３】
このため、例えばドアグリップ付近にプログラム開始用のスイッチを設けておき、このスイッチの操作をトリガとする方法、ドアグリップを手前に引く操作を検知するセンサを設けておき、操作信号をトリガとする方法、車両の所有者が有する無線子機からの受信信号をトリガとする方法などがあり、これらの方法を取ることで、認証作業が不要な時間ではマイクロコンピュータ２０をスリープさせておくことが可能となり、待機電力の低減が可能となる。
【００３４】
ステップＳ１０を実行したら、ステップＳ２０の指検出・光量設定処理に移行する。ここでは、まずステップＳ２２として、マイクロコンピュータ２０が所定の範囲内に指Ｆが置かれているか否かを検出する。そして、指Ｆが置かれていれば更にステップＳ２４に移行し、適切な画像を取得できるように、赤外光源２３の光量制御を行う。
【００３５】
そして、この後、ステップＳ３０で、認証開始か否かをマイクロコンピュータ２０が判定する。この判定は、例えばステップＳ２４にて適切に光量制御されたら自動的に認証開始であるとし、ステップＳ４０の認証処理に進む。一方、認証開始でなければステップＳ２０に戻ることになる。
【００３６】
ステップＳ４０に移行したら、撮像した画像を用いて認証処理を行う。このため、まず、ステップＳ４１において、指Ｆから放射される光の強度分布画像をイメージセンサ３１からマイクロコンピュータ２０に取り込む。次いでステップＳ４２において、赤外光源２３を消灯し、この後、ステップＳ４３において、取得した強度分布に対して、演算処理を行い、血管パターンＢＶの特徴パターンを算出し、この特徴パターンを照合パターンとする。
【００３７】
なお、本ステップにおける処理の方法については、例えば特開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可能である。
【００３８】
次に、ステップＳ４４において、抽出した照合パターンと、予め不揮発性メモリ２４に記憶させてある単数、若しくは複数の登録特徴パターンとの照合を行う。ここでは、ステップＳ４３で抽出した特徴パターンと、不揮発性メモリ２４から呼び出した登録パターンを比較して、両者の相違の程度を算出する。
【００３９】
次に、ステップＳ４５において、ステップＳ４４で算出された相違の程度から、照合結果の判定を行う。もし、相違の程度が小さい結果があれば、登録されている本人であると判断し、ステップＳ５０へ移行する。そして、ステップＳ５０においては、ドアロック解除信号をドアロック制御回路２６に出力し、図示してないドアロックアクチュエータを作動させ、ドアロックを解除し、ここで認証が終り、自動車に乗れることになる。
【００４０】
このとき、他の制御装置に使用許可通知を発行することも可能であり、例えば図１に示してあるように、エンジンコントロールユニット２８にエンジン始動の許可信号を送信し、エンジンが始動できる状態にしたり、情報コンテンツなどへのアクセスにおける課金の制御などを行うことができる。また、更に家族間でも個人を特定することができるので、自動車に乗り込む前にシートポジションやミラーの位置などを個人の設定に合わせることも可能となる。
【００４１】
一方、ステップＳ４５において、相違が大きければ、未登録者、又は照合失敗と看做してステップＳ４６に移行する。このステップＳ４６では、全登録特徴パターンを照合したか判断し、全パターンが照合されていなければ、該当登録パターン無しと判断してステップＳ２０に戻るが、この場合、いつまで経っても認証は得られないことになる。一方、照合していない登録パターンがあれば、ステップＳ４４へ戻り、照合を繰り返す。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について、図７により説明する。ここで、この図７の実施形態でも、その基本的な構成は、図１と図２で説明した実施形態と同じであるので、異なる点についてのみ説明すると、この場合、相違点は、撮像部３０の開口部にフィルタ３４が追加されているだけである。
【００４３】
そして、このフィルタ３４は、光が入射されたとき、垂直方向を含む限定された範囲の入射角度をもつ光のみを透過させ、それ以外の入射角度の光は遮断するという特性を有するフィルタで、例えばライトコントロールフィルムと呼ばれている部材により実現が可能なフィルタである。
【００４４】
この実施形態に係る認証装置では、赤外光源２３と撮像部３０が基本的に向かい合って配置され、このため、血管パターンの情報は、主として撮像部３０に垂直に入射する光の成分に含まれる。一方、斜めに入射する光成分は、外光などがドア１０から指Ｆの順に反射して入射する成分で、血管パターンの情報には不要な成分である。
【００４５】
しかるに、この実施形態によれば、フィルタ３４が設けてあるので、このような不要な成分は排除されてしまうことになり、従って、この図７の実施形態によっても、図１などで説明した実施形態と同様、イメージセンサ３１が外光によるノイズの影響を受けることなく、所望の血管パターン画像を取得することが可能となる。
【００４６】
また、図１の実施形態と図７の実施形態を組み合わせることにより、外光がドア１０面にほぼ垂直に入射する場合には光吸収手段３６で、外光がドア面に斜め入射する場合にはフィルタ３４で、各々外光の影響を排除できることになり、外光に対する耐性を更に高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によるドアグリップ型個人認証装置は、上記実施形態で説明したように、自動車のドアロック解除に応用できるだけではなく、住居やビルなどのドアのロック解除にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるドアグリップ型個人認証装置の第１の実施形態を示す側断面図である。
【図２】本発明によるドアグリップ型個人認証装置の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明によるドアグリップ型個人認証装置の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明によるドアグリップ型個人認証装置の他の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】ドアグリップ型個人認証装置における血管パターンの撮像例を示す説明図である。
【図６】本発明によるドアグリップ型個人認証装置の一実施の形態におけるプログラム動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明によるドアグリップ型個人認証装置の更に別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図８】従来技術によるドアグリップ型個人認証装置の一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１：ドアグリップ型個人認証装置
１０：ドア
１２：ドアグリップ
２０：マイクロコンピュータ
２３：赤外光源
３０：撮像部
３１：イメージセンサ
３２：レンズ
３３：窓
３４：フィルタ
３６、３７：光吸収手段
３２０：平面レンズ
【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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