(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化の達成及び認証精度を向上させることができる指静脈認証装置及び指静脈認証方法を提供する。【解決手段】載置部１２と、載置部１２に載置された指の右側及び左側に各々配置された光源と、載置部１２に載置された指１００の腹側及び背側に各々配置された腹側撮像部１６Ａ及び背側撮像部と、腹側撮像部１６Ａで撮像された画像から抽出された抽出腹側指静脈パターンと、予め登録されている登録腹側指静脈パターンとを照合し且つ背側撮像部で撮像された画像から抽出された抽出背側指静脈パターンと、予め登録されている登録背側指静脈パターンとを照合する画像処理部と、画像処理部で得られた照合結果に応じて個人認証を行うか否かを判断する判断部を備えた指静脈認証装置１である。【選択図】図１
2012252607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指を載置させる載置部と、
前記載置部に載置された指の右側及び左側に各々配置され、当該指を照射する光源と、
前記載置部に載置された指の腹側に配置され、当該指の腹側から透過した光を撮像する腹側撮像部と、
前記載置部に載置された指の背側に配置され、当該指の背側から透過した光を撮像する背側撮像部と、
前記腹側撮像部により撮像された画像から抽出された抽出腹側指静脈パターンと、予め登録されている登録腹側指静脈パターンとを照合し、且つ、前記背側撮像部により撮像された画像から抽出された抽出背側指静脈パターンと、予め登録されている登録背側指静脈パターンとを照合する画像処理部と、
前記画像処理部から得られた照合結果に応じて個人認証を行うか否かを判断する判断部と、
を備えた指静脈認証装置。
【請求項２】
前記指の右側に配置された光源から放射された光を集光し、前記指の右側の特定部位に誘導する右側光ガイドと、
前記指の左側に配置された光源から放射された光を集光し、前記指の左側の特定部位に誘導する左側光ガイドと、
をさらに備えた請求項１記載の指静脈認証装置。
【請求項３】
前記特定部位が、前記指の厚さ方向略中央部である請求項２記載の指静脈認証装置。
【請求項４】
前記腹側撮像部は、指の腹側から放射された光を集光する腹側集光レンズと、当該腹側集光レンズから放射された光を撮像する腹側撮像センサと、を有し、
前記背側撮像部は、指の背側から放射された光を集光する背側集光レンズと、当該背側集光レンズから放射された光を撮像する背側撮像センサと、を有し、
前記腹側集光レンズは、指の腹側から当該腹側集光レンズに入射する光の光軸中心が前記指の第一関節と第二関節との中央部よりも第一関節側となる位置に配設され、
前記背側集光レンズは、指の背側から当該背側集光レンズに入射する光の光軸中心が前記指の第一関節と第二関節との中央部近傍に配設されている、
請求項１記載の指静脈認証装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記抽出腹側指静脈パターンの面積と、前記抽出背側指静脈パターンの面積との比率に応じて、当該抽出腹側指静脈パターンと抽出背側指静脈パターンに重み付けを行う請求項１記載の指静脈認証装置。
【請求項６】
前記画像処理部は、
記憶部と、
前記腹側撮像部及び背側撮像部で撮像された画像から指静脈パターンを抽出する指静脈パターン抽出部と、
前記指静脈パターン抽出部で抽出された指静脈パターンと、前記記憶部に予め登録されている指静脈パターンとを照合する照合部と、
前記照合部で得られた照合結果に基づいて演算を行う演算部と、
を備え、
前記判断部は、前記演算部で得られた演算結果に基づいて個人認証を行うか否かを判断する請求項1記載の指静脈認証装置。
【請求項７】
指の右側及び左側の各々に光を照射する光照射工程と、
前記指の腹側から透過した光を撮像し、撮像された画像から腹側指静脈パターンを抽出する腹側指静脈パターン抽出工程と、
前記指の背側から透過した光を撮像し、撮像された画像から背側指静脈パターンを抽出する背側指静脈パターン抽出工程と、
前記腹側指静脈パターン抽出工程で抽出された抽出腹側指静脈パターンと、予め登録されている登録腹側指静脈パターンとを照合する腹側指静脈パターン照合工程と、
前記背側指静脈パターン抽出工程で抽出された抽出背側指静脈パターンと、予め登録されている登録背側指静脈パターンとを照合する背側指静脈パターン照合工程と、
前記腹側指静脈パターン照合工程と背側指静脈パターン照合工程による照合結果に応じて個人認証を行うか否かを判断する判断工程と、
を備えた指静脈認証方法。
【請求項８】
前記光照射工程は、
前記指の右側に照射される光を集光し、当該指の右側の特定部位に誘導する右側光誘導工程と、
前記指の左側に照射される光を集光し、当該指の左側の特定部位に誘導する左側光誘導工程と、
をさらに備えた請求項７記載の指静脈認証方法。
【請求項９】
前記右側光誘導工程及び左側光誘導工程は、前記指の厚さ方向略中央部に前記光を誘導する請求項８記載の指静脈認証方法。
【請求項１０】
前記腹側指静脈パターン抽出工程は、前記指の腹側から透過した光の光軸中心が、当該指の第一関節と第二関節との中央部よりも第一関節側となる位置であり、
前記背側指静脈パターン抽出工程は、前記指の背側から透過した光の光軸中心が、当該指の第一関節と第二関節との中央部近傍となる位置である、
請求項７記載の指静脈認証方法。
【請求項１１】
前記抽出腹側指静脈パターンの面積を算出する腹側面積算出工程と、
前記抽出背側指静脈パターンの面積を算出する背側面積算出工程と、
前記腹側面積算出工程で算出した面積と、前記背側面積算出工程で算出した面積との比率を算出し、重み付け係数を算出するする重み付け係数算出工程と、
前記抽出腹側指静脈パターンと登録腹側指静脈パターンとの差異を数値化する腹側差異数値化工程と、
前記抽出背側指静脈パターンと登録背側指静脈パターンとの差異を数値化する背側差異数値化工程と、
前記腹側差異数値化工程で得られた値に、前記比率算出工程で算出した抽出腹側指静脈パターンの比率を乗じた値と、前記背側差異数値化工程で得られた値に、前記比率算出工程で算出した抽出背側指静脈パターンの比率を乗じた値と、を加算して総合差異値を算出する総合差異値算出工程と、
をさらに有し、
前記判断工程は、前記総合差異値算出工程で算出した総合差異値と、予め設定されている所定の閾値とを比較し、当該比較結果に応じて個人認証を行うか否かを判断する、
請求項７記載の指静脈認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指静脈パターンを使用して個人認証を行う指静脈認証装置及び指静脈認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な方法で個人認証を行う装置が使用されている。そのなかでも、指静脈パターンを使用して個人認証を行う指静脈認証装置は、優れた認証精度を有していることに加え、身体内部の指静脈パターンを使用するため、偽造が困難であり、なりすましに対する高度なセキュリティーを実現することができる。
【０００３】
近年では、電子商取引の普及や個人情報の取り扱いが重要となっており、指静脈認証装置には、さらなる認証精度の向上が望まれている。また、指静脈認証装置が搭載される機器の小型化から、指静脈認証装置のさらなる小型化も要求されている。
【０００４】
指静脈認証装置としては、例えば、指に光を照射し、当該指から透過された光を受光して撮像する時の露出時間を変化させることで、大きな指や子供のような小さな指でも問題なく認証できるようにした装置が紹介されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、非接触に指静脈パターン画像を獲得する手段と、指の輪郭を用いて回転補正を行う手段と、指先を基準として指画像の位置を正規化する手段と、画像の任意の位置から任意の長さだけ輝度値の暗い部分をたどることを繰り返すことで統計的に全体の指静脈パターンを獲得する手段と、指静脈パターンに強い特徴が表れている部分だけを比較するマッチング手段と、画像を小領域に分割し、各小領域ごとに独立してマッチングを行い、マッチしたときの位置ずれ量を評価する手段と、を設けた個人認証装置も紹介されている。（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４６５３３号公報
【特許文献２】特許第３５５８０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、指静脈認証装置を小型の機器に搭載するため、指静脈認証装置を小型化すると、指の撮像範囲も小さくなるため、撮像によって得られる指静脈の情報量が少なくなり、認証精度が低下したり、指静脈認証に対応できない指が増加する虞がある。
【０００８】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、小型化を達成することができると共に、認証精度を向上させることができ、撮像によって得られる指静脈の情報量が少ない場合や、指静脈パターンが少ない指であっても、指静脈認証が可能な指静脈認証装置及び指静脈認証方法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】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明に係る指静脈認証装置は、指を載置させる載置部と、前記載置部に載置された指の右側及び左側に各々配置され、当該指を照射する光源と、前記載置部に載置された指の腹側に配置され、当該指の腹側から透過した光を撮像する腹側撮像部と、前記載置部に載置された指の背側に配置され、当該指の背側から透過した光を撮像する背側撮像部と、前記腹側撮像部により撮像された画像から抽出された抽出腹側指静脈パターンと、予め登録されている登録腹側指静脈パターンとを照合し、且つ、前記背側撮像部により撮像された画像から抽出された抽出背側指静脈パターンと、予め登録されている登録背側指静脈パターンとを照合する画像処理部と、前記画像処理部から得られた照合結果に応じて個人認証を行うか否かを判断する判断部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係る指静脈認証方法は、指の右側及び左側の各々に光を照射する光照射工程と、前記指の腹側から透過した光を撮像し、撮像された画像から腹側指静脈パターンを抽出する腹側指静脈パターン抽出工程と、前記指の背側から透過した光を撮像し、撮像された画像から背側指静脈パターンを抽出する背側指静脈パターン抽出工程と、前記腹側指静脈パターン抽出工程で抽出された抽出腹側指静脈パターンと、予め登録されている登録腹側指静脈パターンとを照合する腹側指静脈パターン照合工程と、前記背側指静脈パターン抽出工程で抽出された抽出背側指静脈パターンと、予め登録されている登録背側指静脈パターンとを照合する背側指静脈パターン照合工程と、前記腹側指静脈パターン照合工程と背側指静脈パターン照合工程による照合結果に応じて個人認証を行うか否かを判断する判断工程と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型化を達成することができると共に、認証精度を向上させることができ、撮像によって得られる指静脈の情報量が少ない場合や、指静脈パターンが少ない指であっても、正確な指静脈認証を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る指静脈認証装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す指静脈認証装置の内部を模式的に示す正面図である。
【図３】図１に示す指静脈認証装置の内部を模式的に示す側面図である。
【図４】図１に示す指静脈認証装置の内部を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る指静脈認証装置の一部を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る指静脈認証装置の個人認証を行うための機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る指静脈認証装置の具体的動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る指静脈認証装置において、予め登録されている指静脈パターン（指Ａ）と、撮像により抽出された指静脈パターン（指Ｂ）を模式的に示す図である。
【図９】指に照射される光の形状が指の厚さ方向に拡がりを持つ場合を示す側面図である。
【図１０】指に照射される光が指の背側に偏った位置に照射された場合を示す側面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態において、予め登録されている指静脈パターン（指Ｂ）と、予め登録されている別指（指Ｃ）の指静脈パターンを模式的に示す図である。
【図１２】指Ｂの指静脈パターンから指Ｃの指静脈パターンを得るための変形シミュレーションを示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示す予め登録されている指Ｂの指静脈パターンから指Ｃの指静脈パターンへの変形の途中過程と、撮像により抽出された指Ｃの指静脈パターンを模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態に係る指静脈認証装置について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る指静脈認証装置の全体構成を示す斜視図、図２は、図１に示す指静脈認証装置の内部を模式的に示す正面図、図３は、図１に示す指静脈認証装置の内部を模式的に示す側面図、図４は、図１に示す指静脈認証装置の内部を模式的に示す平面図、図５は、本発明の実施形態に係る指静脈認証装置の一部を模式的に示す側面図、図６は、本発明の実施形態に係る指静脈認証装置の個人認証を行うための機能ブロック図である。
【００１５】
図１〜図４に示すように、本実施形態に係る指静脈認証装置１は、指１００を挿入する挿入部１１が形成された筐体１０を備えている。この筐体１０内には、挿入部１１に挿入された指１００を載置する載置部１２と、載置部１２に載置された指１００の右側に配置され、指１００に光を照射する光源４Ｒと、載置部１２に載置された指１００の左側に配置され、指１００に光を照射する光源４Ｌと、光源４Ｒから放射された光を集光し、指１００の右側の特定部位に誘導する右側光ガイド５Ｒと、光源４Ｌから放射された光を集光し、指１００の左側の特定部位に誘導する左側光ガイド５Ｌと、を備えている。
【００１６】
挿入部１１の指挿入方向端には、挿入部１１に挿入された指１００の先端が当接する壁部１３（図１参照）が形成されており、指１００の先端を壁部１３に当接させることで、指１００の撮影の位置決めができるようになっている。また、挿入部１１を画定する壁部の一部によって、載置部１２が形成されている。
【００１７】
光源４Ｒは、挿入部１１に挿入された指１００の長手方向（長さ方向）に沿って互いに間隔をおいた複数カ所（本実施形態では、指先側と指根元側の２カ所）に配設され、光源４Ｌも同様に、指１００の長手方向に沿って互いに間隔をおいた複数カ所に配設されている。なお、光源４Ｒ及び４Ｌは、例えば、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）から構成されている。
【００１８】
右側光ガイド５Ｒは、指１００と所定の間隔をおいて配置され、光源４Ｒから放射された光を集光し、挿入部１１に挿入された指１００の右側の特定部位に誘導する。また、左側光ガイド５Ｌは、指１００と所定の間隔をおいて配置され、光源４Ｌから放射された光を集光し、指１００の左側の特定部位に誘導する。なお、本実施形態では、図３及び図４に示すように、指先側に配置された光源４Ｒ及び４Ｌから各々照射され、右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌによって各々集光された光は、指１００の厚さ方向略中央部且つ第一関節付近に集光し、指根元側に配置された光源４Ｒ及び４Ｌから各々照射され、右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌによって各々集光された光は、指１００の厚さ方向略中央部且つ第二関節付近に集光するように、光源４Ｒ及び光源４Ｌの位置、右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌの位置及び形状を決定した。右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌによる集光により、指１００に照射された光は、指１００の長手方向に拡がるが、厚さ方向には拡がらず、図３に示すような長円形状１４（図２及び図３参照）となる。
【００１９】
右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌは、シリンドリカルレンズからなり、図５に示すように、光源４Ｒ及び光源４Ｌの発光点から出た光が、距離Ｄだけ離れた右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌに当たり、これらを透過する光はスネルの法則、
ｎ１・ｓｉｎθ１＝ｎ２・ｓｉｎθ２
但し、ｎ１は空気の屈折率、ｎ２は光ガイドの屈折率
にしたがう。
【００２０】
即ち、図５に示すように、入射角度θ１で照射された光は、右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌの中をθ２の角度に屈折し、ｒ面の界面でｒの法線に対してθ３の角度となる。ここで再びスネルの法則によりｒの法線に対してθ４の角度で右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌから指１００へ放出される。
【００２１】
一例として、図５では、右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌの屈折率ｎ２を一般的な透明なポリカーボネートの１．５８とし、Ｄ（レンズ形状後ろ主点Ｐと見かけの発光点間の距離）＝０．７ｍｍ、ｒ＝１．５ｍｍとしている。この場合、θ１＝２０°、θ２＝１２．５°、θ３＝２２．２７°、θ４＝３６．７８°である。（但し、小数点以下３桁で四捨五入してある）。
【００２２】
ｎ２、Ｄ、ｒの値と、右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌの光源４Ｒ及び光源４Ｌ側の形状（図５では平面で示されている）と、レンズ後ろ主点位置Ｐ（図５では半円筒形であるためｒの中心）のパラメータを操作して右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌからの射出光の集光度合いを設計する。
【００２３】
なお、指１００に照射される光の形状が、図９に示すように指１００の厚さ方向に拡がりを持つ場合、指１００の腹側表面及び背側表面に光が直接当たり、指表面で反射した反射光が撮像に影響を及ぼすことになる。この反射光は、指１００の内部を透過した透過光（即ち、指静脈情報を含む光）に比べ、非常に強い光であるため、透過光を撮像し難くなる、あるいは撮像したとしても撮像画像が不鮮明となる虞がある。また、図１０に示すように、指１００の背側や腹側に偏った位置に光が照射された場合も同様に、透過光を撮像し難くなる、あるいは撮像したとしても撮像画像が不鮮明となる虞がある。したがって、指１００に照射される光は、指１００の厚さ方向略中央部に集光することが好ましい。なお、指１００に照射される光は、一点に集光する必要はない。
【００２４】
また、筐体１０内には、図１〜図３に示すように、載置部１２に載置された指１００の腹側に指１００と所定の間隔をおいて配置され、指１００の腹側から透過した光を撮像する腹側撮像部１６Ａと、載置部１２に載置された指１００の背側に指１００と所定の間隔をおいて配置され、指１００の背側から透過した光を撮像する背側撮像部１６Ｂが配設されている。
【００２５】
腹側撮像部１６Ａは、載置部１２に載置された指１００の第一関節と第二関節との中央部よりも第一関節側となる位置に配設されており、指１００の腹側から放射された光を集光する腹側集光レンズ１７と、腹側集光レンズ１７から放射された光を撮像する腹側撮像センサ１８とを備えている。即ち、腹側集光レンズ１７は、指１００の腹側から腹側集光レンズ１７に入射する光の光軸中心７１（図２及び図３参照）が、指１００の第一関節と第二関節との中央部よりも第一関節側となるように配設されている。
【００２６】
ここで、腹側の第一関節のくびれ部１０１（図３参照）は、一般的に、指表面と静脈２との距離が近いと共に、指根元側よりも指先側の静脈形状が複雑である。したがって、腹側撮像部１６Ａを前記位置に配設することで、より鮮明且つ静脈情報が多い画像を得ることができる。なお、撮像範囲が、腹側の第一関節及び腹側の第二関節を包括する広い範囲である場合は、腹側撮像部１６Ａを第一関節と第二関節の指１００の長手方向略中央部に配設することができる。
【００２７】
背側撮像部１６Ｂは、載置部１２に載置された指１００の第一関節と第二関節との中央部近傍（略中央部）に配設されており、指１００の背側から放射された光を集光する背側集光レンズ１９と、背側集光レンズ１９から放射された光を撮像する背側撮像センサ２０とを備えている。即ち、背側集光レンズ１９は、指１００の背側から背側集光レンズ１９に入射する光の光軸中心９１（図２及び図３参照）が、指１００の第一関節と第二関節との中央部近傍となるように配設されている。
【００２８】
ここで、背側の第一関節の盛り上がり部１０３（図３参照）と、第二関節の盛り上がり部１０４（図３参照）は、一般的に、瘤状やひだ状となっており、指表面と静脈３との距離が遠いため、静脈情報が得られ難い、背側撮像部１６Ｂを前記位置に配設することで、より鮮明且つ静脈情報が多い画像を得ることができる。
【００２９】
このように、腹側撮像部１６Ａと背側撮像部１６Ｂとを互いにオフセットされた位置に配置することで、個人認証精度を向上させることができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る指静脈認証装置１は、個人認証を行うための個人認証部５０を備えている。個人認証部５０は、図６に示すように、撮像された画像から指静脈パターンを抽出する指静脈パターン抽出部６２と、指静脈パターン抽出部６２で抽出された指静脈パターンと、記憶部６６に予め登録（記憶）されている指静脈パターンとを照合する照合部６４と、照合部６４で得られた照合結果に基づいて各種演算を行う演算部６８と、演算部６８で得られた演算結果に基づいて個人認証を行うか否かを判断する判断部７０と、を備えている。なお、指静脈パターン抽出部６２、照合部６４、記憶部６６及び演算部６８により画像処理部６０が構成される。
【００３１】
指静脈パターン抽出部６２は、腹側撮像部１６Ａで撮像された画像から抽出腹側指静脈パターンを抽出し、背側撮像部１６Ｂで撮像された画像から抽出背側指静脈パターンを抽出する。
【００３２】
記憶部６６には、個人認証すべきユーザの腹側指静脈パターン及び背側指静脈パターンが、登録腹側指静脈パターン及び登録背側指静脈パターンとして登録（記憶）されている。
【００３３】
照合部６４は、指静脈パターン抽出部６２で抽出された抽出腹側指静脈パターンと記憶部６６に予め登録されている登録腹側指静脈パターンとを照合し、且つ、指静脈パターン抽出部６２で抽出された抽出背側指静脈パターンと記憶部６６に予め登録されている登録背側指静脈パターンとを照合する。
【００３４】
演算部６８は、抽出腹側指静脈パターンの面積、抽出背側指静脈パターンの面積、抽出腹側指静脈パターンと抽出背側指静脈パターンの面積比、抽出腹側指静脈パターンと登録腹側指静脈パターンとの差異の数値化、抽出背側指静脈パターンと登録背側指静脈パターンとの差異の数値化、前記腹側の数値化された値に腹側の面積比を乗じた値と前記背側の数値化された値に背側の面積比を乗じた値とを加算した総合差異値を演算により求める。
【００３５】
判断部７０は、総合差異値と、予め設定されている所定の閾値とを比較し、当該比較結果に応じて個人認証を行うか否かを判断する。
【００３６】
次に、指静脈認証装置１の具体的動作について図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
先ず、ステップＳ１０１では、指静脈認証装置１の挿入部１１に指１００が挿入され、載置部１２に載置されたか否かを判断する。載置部１２に指１００が載置された（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）場合は、ステップＳ１０２に進む。一方、載置部１２に指１００が載置されていない（ステップＳ１０１：ＮＯ）場合は、この状態のまま待機する。
【００３８】
次に、ステップＳ１０２では、光源４Ｒ及び４Ｌから光を照射し、右側光ガイド５Ｒ及び左側光ガイド５Ｌによって、光を指１００の厚さ方向略中央部且つ第一関節付近と、指１００の厚さ方向略中央部且つ第二関節付近に集光させる。このように指１００に集光した光は、指１００の内部を透過及び／または散乱し、指１００から外部に放射される。次いで、この放射された光を、腹側集光レンズ１７で集光し、腹側集光レンズ１７から放射された光を腹側撮像センサ１８により撮像し、且つ、背側集光レンズ１９で集光し、背側集光レンズ１９から放射された光を背側撮像センサ２０により撮像する。このように、指１００の腹側と背側の両方から放射された２つの異なる画像を撮像し、ステップＳ１０３に進む。
【００３９】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で腹側撮像センサ１８により撮像された画像から、指静脈パターン抽出部６２が腹側指静脈パターン（抽出腹側指静脈パターン）を抽出し、且つ背側撮像センサ２０により撮像された画像から背側指静脈パターン（抽出背側指静脈パターン）を抽出する。その後、ステップＳ１０４に進む。
【００４０】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３において抽出された抽出腹側指静脈パターンから、演算部６８が抽出腹側指静脈パターンの面積を算出し、ステップＳ１０５に進む。
【００４１】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３において抽出された抽出背側指静脈パターンから、演算部６８が抽出背側指静脈パターンの面積を算出し、ステップＳ１０６に進む。
【００４２】
ステップＳ１０６では、演算部６８が、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５において各々算出された抽出腹側指静脈パターンの面積と抽出背側指静脈パターンの面積との面積比を算出する。この面積比が、抽出腹側指静脈パターンと背側指静脈パターンに重み付けを行うための係数（重み付け係数）となる。なお、本実施形態では、腹側指静脈パターンの重み付け係数をＡＸとし、背側指静脈パターンの重み付け係数をＢＸとする。その後、ステップＳ１０７に進む。
【００４３】
ステップＳ１０７では、照合部６４が、ステップＳ１０３において抽出された抽出腹側指静脈パターンと、予め記憶部６６に登録されている登録腹側指静脈パターンとの照合を行い、且つ、ステップＳ１０３において抽出された抽出背側指静脈パターンと、予め記憶部６６に登録されている登録背側指静脈パターンとの照合を行う。その後、ステップＳ１０８に進む。
【００４４】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７において得られた照合結果から、演算部６８が、抽出腹側指静脈パターンと登録腹側指静脈パターンとの差異を数値化し、且つ抽出背側指静脈パターンと登録背側指静脈パターンとの差異を数値化する。なお、本実施形態では、腹側指静脈パターンの差異を数値化した値（ミスマッチ数）をＡ、背側指静脈パターンの差異を数値化した値（ミスマッチ数）をＢとする。その後、ステップＳ１０９に進む。
【００４５】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０６において得られた重み付け係数をＡＸ及びＢＸと、ステップＳ１０８において得られたミスマッチ数Ａ及びミスマッチ数Ｂから腹側指静脈パターンの差異と、背側指静脈パターンの差異とを総合した総合ミスマッチ数Ｙ（総合差異値）を、以下の式（１）から算出し、ステップＳ１１０に進む。
Ｙ＝Ａ・ＡＸ＋Ｂ・ＢＸ          式（１）
【００４６】
ここで、総合ミスマッチ数Ｙを算出する具体例について、図８を参照して説明する。図８において、符号２Ｂ１は、予め記憶部６６に登録されている登録腹側指静脈パターン（指Ａ）を示しており、符号３Ｂ１は、登録背側指静脈パターン（指Ａ）を示している。また、符号２ｄ１は、指静脈パターン抽出部６２で抽出された抽出腹側指静脈パターン（指Ｂ）を示しており、符号３ｄ１は、抽出背側指静脈パターン（指Ｂ）を示している。説明では、同一指であるか別指であるかをわかり易くするため、対応する指について、指Ａ、指Ｂ、指Ｃなどと付記する。
【００４７】
具体例として、ステップＳ１０６で算出された抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）と抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）との面積比が３：７であるとする。抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）と抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）との合計面積を１とすると、抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）と抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）との面積比は、０．３：０．７となり、この値を重み付け係数とする。即ち、ＡＸ＝０．３、ＢＸ＝-０．７となる。一方、腹側指静脈パターンのミスマッチ数Ａを１５０００、背側指静脈パターンのミスマッチ数Ｂを３００００とすると、上記式（１）から、
総合ミスマッチ数Ｙ＝１５０００×０．３＋３００００×０．７＝２５５００
となる。
【００４８】
なお、図８に示すように、登録腹側指静脈パターン２Ｂ１（指Ａ）と抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）、及び登録背側指静脈パターン３Ｂ１（指Ａ）と抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）は、非常に似通っているが、抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）及び抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）は、登録腹側指静脈パターン２Ｂ１（指Ａ）及び登録背側指静脈パターン３Ｂ１（指Ａ）とは別人の指のものである。
【００４９】
次に、ステップＳ１１０では、判断部７０が、ステップＳ１０９で算出した総合ミスマッチ数Ｙが、予め記憶部６６に記憶されている所定の閾値（本実施形態では、２００００）より大きいか否かを判断する。総合ミスマッチ数Ｙが閾値より大きい場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）は、ステップ１１１に進み、載置部１２に載置された指１００が認証されるべき人物のものではないとして個人認証を行わない。一方、総合ミスマッチ数Ｙが閾値以下の場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）は、ステップ１１２に進み、載置部１２に載置された指１００が認証されるべき人物のものであるとして、個人認証を行う。本例の場合、総合ミスマッチ数Ｙが２５５００であり、閾値が２００００（即ち、ステップＳ１１０：ＹＥＳ）であることから、ステップ１１１に進み、個人認証がなされない。
【００５０】
なお、従来の指静脈認証装置のように、登録腹側指静脈パターン２Ｂ１（指Ａ）と抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）のみを比較した結果に基づいて個人認証するか否かを決定する場合は、載置部１２に載置された指が別指であっても、登録腹側指静脈パターン２Ｂ１（指Ａ）と抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）が酷似していると、ミスマッチ数が低い値となり、予め設定されている閾値を下り、誤判定する可能性が高くなる虞がある。
【００５１】
本実施形態に係る指静脈認証装置１では、抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）及び抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）の両方について照合を行い、さらに指静脈パターンの面積に応じて重み付けを行うため、抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）または抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）のいずれか一方の指静脈パターンが予め登録されている指静脈パターンと酷似していても誤判定が生じる可能性を低くすることができ、高精度な個人認証を行うことができる。また、抽出腹側指静脈パターン２ｄ１（指Ｂ）及び抽出背側指静脈パターン３ｄ１（指Ｂ）の両方の画像を撮像することができるため、撮像範囲が実際には狭くても、指の広範囲にわたって撮像が可能となる。したがって、指静脈のパターンの情報量を増加させることができるため、小型化することが可能となる。
【００５２】
次に、本発明の有効性を示す別の具体例として、仮想的なある登録指（指Ｃ）において、腹側指静脈パターンの面積が少なく、個人認証時にさらにそのパターンが少なくなった場合の動作を図１１、図１２及び図１３を参照して説明する。貧血気味などの理由により指静脈パターンの面積が少ない指については、被験者の体調などの条件により、指静脈パターンの面積が減少することが経験的な事実として判明している。図１１は指Ｂと指Ｃについて、登録指静脈パターンの関係を示す図、図１２は指Ｂの指静脈パターンから指Ｃの指静脈パターンを得るための変形シミュレーションを示すフローチャート、図１３は指Ｂの登録指静脈パターンから指Ｃの登録指静脈パターンへの変形の途中過程と、撮像により抽出されるであろう指Ｃの指静脈パターンを模式的に示す説明図である。
【００５３】
指Ｂについて指腹側と背側の指静脈パターンの面積比は３：７である。指Ｃについては、腹側の面積が少ない条件であるので、面積比は２：７とし、この面積比となる変形シミュレーションについて考える。図１２により変形シミュレーションの手順について詳細に説明する。
【００５４】
ステップＳ２０１（変形１）では、登録腹側指静脈パターン２Ｂ３（指Ｂ）を、指先側と指元側の中心線Ｖ（図１３参照）を基準として反転し、反転登録腹側指静脈パターン２Ｂ４を得る。なお、この反転登録腹側指静脈パターン２Ｂ４の面積は、登録腹側指静脈パターン２Ｂ３（指Ｂ）の面積と同じである。その後、ステップＳ２０２に進む。
【００５５】
ステップＳ２０２（変形２）では、反転登録腹側指静脈パターン２Ｂ４の面積が２／３となるように、反転登録腹側指静脈パターン２Ｂ４の指先側と指元側を消去し、消去済み登録腹側指静脈パターン２Ｂ５（図１３参照）を得る。なお、この方法は、指静脈パターンが見えにくい場合、撮像範囲が狭い場合、指静脈パターンが少ない場合等をシミュレートしている。その後、ステップＳ２０３に進む。
【００５６】
ステップＳ２０３では、消去済み登録腹側指静脈パターン２Ｂ５を新たな登録腹側指静脈パターン２Ｂ６（指Ｃ）とし、記憶して、ステップＳ２０４に進む。
【００５７】
ステップＳ２０４（変形３）では、登録背側指静脈パターン３Ｂ３（指Ｂ）を、指１００の右側と左側の中心線Ｈ（図１３参照）を基準として反転し、反転登録背側指静脈パターン３Ｂ４を得る。なお、この反転登録背側指静脈パターン３Ｂ４の面積は、登録背側指静脈パターン３Ｂ３（指Ｂ）の面積と同じである。その後、ステップＳ２０５に進む。
【００５８】
ステップＳ２０５では、反転登録背側指静脈パターン３Ｂ４を新たな登録背側指静脈パターン３Ｂ６（指Ｃ）とし、記憶して、ステップＳ２０６に進む。
【００５９】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０３で新たに登録された登録腹側指静脈パターン２Ｂ６（指Ｃ）と、ステップＳ２０５で新たに登録された登録された登録背側指静脈パターン３Ｂ６（指Ｃ）を指Ｃの登録静脈パターンとして出力する。以上の手順により、図１１に示す仮想的な指Ｃの登録静脈パターンが得られる。
【００６０】
この具体例の場合の重み付け係数ＡＸ及びＢＸを求める。個人認証時の撮像では、抽出腹側指静脈パターン２ｄ３（指Ｃ）の面積が、登録腹側指静脈パターン２Ｂ６（指Ｃ）の面積の１／２であるが、抽出背側指静脈パターン３ｄ３（指Ｃ）の面積は、登録背側指静脈パターン３Ｂ６（指Ｃ）の面積と同じであるため、抽出腹側指静脈パターン２ｄ３（指Ｃ）と抽出背側指静脈パターン３ｄ３（指Ｃ）との面積比は、１：７となる。抽出腹側指静脈パターン２ｄ３（指Ｃ）と抽出背側指静脈パターン３ｄ３（指Ｃ）との合計面積を１とすると、抽出腹側指静脈パターン２ｄ３（指Ｃ）と抽出背側指静脈パターン３ｄ３（指Ｃ）との面積比は、  ０．１：０．７となり、この値を重み付け係数とする。即ち、ＡＸ＝０．１２５、ＢＸ＝-０．８７５となる。
【００６１】
ここで、上記と同様の方法で、抽出腹側指静脈パターン２ｄ３（指Ｃ）と登録腹側指静脈パターン２Ｂ６（指Ｃ）とのミスマッチ数Ａと、抽出背側指静脈パターン３ｄ３（指Ｃ）と登録背側指静脈パターン３Ｂ６（指Ｃ）とのミスマッチ数Ｂを算出する。例えば、ミスマッチ数Ａが３００００であり、ミスマッチ数Ｂが５０００であり、閾値が２００００であるとすると、上記式（１）から、
総合ミスマッチ数Ｙ＝３００００×０．１２５＋５０００×０．８７５＝８１２５
となり、閾値以下であるため、個人認証（同一指と判定）がなされる。
【００６２】
なお、従来の指静脈認証装置のように、腹側の指静脈パターンを利用して個人認証を行う装置では、この具体例を計算すれば、腹側の指静脈パターンのミスマッチ数Ａが３００００の場合、閾値２００００を超えているため、同一指であっても、別指であると判断され、個人認証がなされず、誤判定されることになる。
【００６３】
本実施形態に係る指静脈認証装置１では、腹側または背側の指静脈情報が少なくても、指静脈情報の量に応じて重み付けすることで、誤判定が生じる可能性を低くすることができ、高精度な個人認証を行うことができる。また、載置部１２に対し、間違った方向から指１００を載置しても、登録されている指静脈パターンを上記方法で変更することで、誤判定が生じる可能性を低くすることができ、高精度な個人認証を行うことができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、光源４Ｒ及び右側光ガイド５Ｒ、光源４Ｌ及び左側光ガイド５Ｌを２カ所ずつ配設した場合について説明したが、これに限らず、光源４Ｒ及び右側光ガイド５Ｒと、光源４Ｌ及び左側光ガイド５Ｌは、左右一対以上あれば、配設数は任意に決定することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…指静脈認証装置、４Ｒ、４Ｌ…光源、５Ｒ…右側光ガイド、５Ｌ…左側光ガイド、１０…筐体、１２…載置部、１６Ａ…腹側撮像部、１６Ｂ…背側撮像部、１７…腹側集光レンズ、１８…腹側撮像センサ、１９…背側集光レンズ、２０…背側撮像センサ、５０…個人認証部、６０…画像処理部、６２…指静脈パターン抽出部、６４…照合部、６６…記憶部、６８…演算部、７０…判断部、１００…指
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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