(57)【要約】【課題】血流認証を用いて個人認証を行う場合において、従来に比べてより鮮明な画像を安定して得ることができる血流認証用端末器及び血流認証システムを提供する。【解決手段】被認証指を透過した光にて当該指の血管像を撮像する血流認証用端末器であって、被認証指１９０を載置する基台１５０と、基台に載置した被認証指に光を照射する光源で、指先の前方で基台に配置され、指先前方から指の甲に向けて指先から指元まで光を照射する光源１１０と、被認証指の腹側で直下で基台に設置され、指の甲に照射された光が指を透過して得られる血管像を撮像する撮像装置１２０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証指（１９０）を透過した光にて当該指の血管像を撮像する血流認証用端末器であって、
上記被認証指を載置する基台（１５０）と、
被認証指を透過する光を発する光源であり、上記基台の一端に位置し上記基台に載置した被認証指の指先の前方に設置され、指先前方から被認証指の甲に向けて指先から指元まで光を照射する光源（１１０）と、
上記基台に載置した被認証指の腹側で該指の直下に対応して上記基台に設置され、上記光源から出射した照射光が被認証指を透過して得られるこの指の血管像を撮像する撮像装置（１２０）と、
を備えたことを特徴とする血流認証用端末器。
【請求項２】
上記基台は、指ガイド部（１３０）を有し、該指ガイド部は、被認証指を載置し、載置した被認証指を指先から指元にかけて流線型状に湾曲させて当該指の腹を支持し、かつ指の腹から上記撮像装置への上記照射光の入射を遮断する、請求項１記載の血流認証用端末器。
【請求項３】
上記指ガイド部の一端部で指ガイド部に載置される被認証指の指先に対応した位置に設置され、指先の当接により指先の位置決めを行うとともに指先の接触を検知する指先検知センサ（１４１）と、上記指ガイド部の他端部で指元部分に対応した位置に設置され指元部分の接触を検知する指元検知センサ（１４２）とをさらに備えた、請求項２記載の血流認証用端末器。
【請求項４】
上記指先検知センサは、被認証指の指先が当接しかつ当該指の爪が当接しない高さ（１４３）を有し、上記光源は、上記指先検知センサから規定距離（１５６）をあけて指先前方に設置され、この規定距離は、上記指先検知センサを超えて延在する爪の長さを超える距離に相当する、請求項３記載の血流認証用端末器。
【請求項５】
上記基台は、被認証指の隣の指を載置して被認証指のローリングを抑える基台面（１５１）を有し、上記光源は基台面より上方に配置され、上記撮像装置は基台面より下方に配置される、請求項１から４のいずれかに記載の血流認証用端末器。
【請求項６】
上記基台は、被認証指を載置し当該指を指先から指元にかけて流線型状に湾曲させて当該指の腹を支持し、かつ指の腹から上記撮像装置への上記照射光の入射を遮断する指ガイド部（１３０）を有し、この指ガイド部は、互いに対向して上記基台面に立設された一対の板材（１３１）から構成され、各板材は、上記基台において一方向に沿って配置される被認証指に沿って延在し、互いに被認証指の腹を支持可能とする支持間隔（１３８）にて対向して配置され、被認証指の腹に接して腹を支持し指先から指元に向かい上記基台面に対して登り傾斜となる支持縁（１３２）を有するくさび形状にてなる、請求項５記載の血流認証用端末器。
【請求項７】
各板材におけるそれぞれの支持縁の内側には、指腹を載置する面取り部（１３３）を有し、該面取り部の面取り角度は、被認証指の指先から指元にかけて指外形に対応して変化する、請求項６記載の血流認証用端末器。
【請求項８】
上記指ガイド部に載置される被認証指の指先の位置に設置され、指先の当接により指先の位置決めを行うとともに指先の接触を検知する指先検知センサ（１４１）をさらに備え、この指先検知センサは、一対の上記板材における支持間隔内に設置され、被認証指の指先の形状に沿う湾曲面を設けた窪み（１４１ａ）を有する、請求項６又は７記載の血流認証用端末器。
【請求項９】
上記基台は、被認証指の隣の指を載置して被認証指のローリングを抑える基台面（１５１）を有し、
上記指ガイド部は、上記基台面に立設された一対の板材（１３１）から構成され、
上記指先検知センサは、上記板材間に挟まれて各板材に対して直角に配置され、
上記基台は、上記板材及び上記指先検知センサに隣接した領域に、上記板材及び上記指先検知センサと被認証指の指先との隙間から侵入する上記光源からの光が上記撮像装置へ入射するのを防止する遮光部（１５５）をさらに備えた、請求項３から８のいずれかに記載の血流認証用端末器。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の血流認証用端末器（１００）と、
上記血流認証用端末器と接続される認証制御装置であって、上記血流認証用端末器に備わる光源及び撮像装置の動作制御、並びに撮像装置から供給される撮像画像を用いた血流認証により個人認証を行う認証制御装置（２００）と、
を備えたことを特徴とする血流認証システム。
【請求項１１】
上記認証制御装置はパーソナルコンピュータであり、このパーソナルコンピュータと上記血流認証用端末器とを電気的に接続するＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ケーブル（１６０）をさらに備える、請求項１０記載の血流認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管形状をパターン抽出して個人認証を行うための血流認証用端末器、及び該血流認証用端末器を備えた血流認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象の個体から取得した生体情報が、予め設定された生体情報に等しいか否かの判定に基づいて、検査対象の個体を他の個体から識別する技術、つまり生体認証と呼ばれる技術が存在する。上記生体情報としては、例えば、人の瞳の虹彩に基づくもの、人の指等の静脈パターンに基づくもの、指の指紋パターンに基づくものがある。
【０００３】
このような生体認証の内、静脈パターンに基づくものは血流認証と呼ばれる。この血流認証は、静脈パターンがひとりひとり独立し同形状のものが存在しないとされ、かつ静脈が外見から判断し難いことから偽造が困難であり、高い認証精度を得ることができる点で優れる。このような血流認証を用いた認証システムでは、血管つまり静脈を撮像し、この撮像画像から静脈形状をパターン抽出して画像処理を施し、特徴点抽出および特徴点マッチングを用いて血流認証が実行される（例えば、特許文献１参照）。このような血流認証システムは、例えば入室管理等に既に適用されている。
【０００４】
また、多量の情報を記憶したコンピュータ等の電子機器に対して複数者がアクセス可能である構成を採る場合には、各情報にアクセス可能な個人を認証することで、各情報のセキュリティーを高めることが強く要求されている。このような電子機器へのアクセスに関しても、血流認証システムは有益となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２３６２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、例えば指等の静脈パターンに基づく血流認証では、以下のような問題が発生する。即ち、人体の構成要素の特徴として、水分が７０％以上を占めるため、指にＬＥＤ光を照射した場合、指内でハレーションが発生し、得られる撮像画像全体は白っぽくなる。このため、特に血管が細い場合には、鮮明な血管画像が得られ難いという問題がある。
【０００７】
また、従来の血流認証装置では、指の上方又は側方から光を照射し血管像を撮像する構成を採っている。よって、被認証指の周りには、光源や撮像素子等の、認証装置を構成する何らかの構成要素が配置されており、被験者の指の大きさや太さ等に起因して、物理的な理由から、指の検出自体が不可能な状況もあった。
【０００８】
さらに、指による血流認証装置では、上述したように、血管画像の特徴点抽出及び特徴点マッチングを用いて血流認証が実行される。よって、同条件の画像を得る必要性から、認証用の指について、血管画像を登録するときの指の配置状態と、血流認証を行うときの指の配置状態とは、同じ配置状態にする必要がある。したがって、指による血流認証装置では、指を位置決めするためのガイド部材が設けられている。
【０００９】
しかしながら、従来のガイド部材では、指の配置が不安定であり、安定した画像の取り込みが困難な場合があった。さらに、指に対する上方又は側方からのＬＥＤ光の照射方向の関係から、撮像素子に照射光が入り込み易く、その結果、撮像画像が白っぽくなる場合もあった。いずれの場合も、鮮明な血管画像が得られないという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、血流認証を用いて個人認証を行う場合において、従来に比べてより鮮明な画像を安定して得ることができる血流認証用端末器、及びこの血流認証用端末器を備えた血流認証システム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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様における血流認証用端末器は、被認証指を透過した光にて当該指の血管像を撮像する血流認証用端末器であって、
上記被認証指を載置する基台と、
被認証指を透過する光を発する光源であり、上記基台の一端に位置し上記基台に載置した被認証指の指先の前方に設置され、指先前方から被認証指の甲に向けて指先から指元まで光を照射する光源と、
上記基台に載置した被認証指の腹側で該指の直下に対応して上記基台に設置され、上記光源から出射した照射光が被認証指を透過して得られるこの指の血管像を撮像する撮像装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記基台は、指ガイド部を有し、該指ガイド部は、被認証指を載置し、載置した被認証指を指先から指元にかけて流線型状に湾曲させて当該指の腹を支持し、かつ指の腹から上記撮像装置への上記照射光の入射を遮断するように構成してもよい。
【００１３】
また、上記指ガイド部の一端部で指ガイド部に載置される被認証指の指先に対応した位置に設置され、指先の当接により指先の位置決めを行うとともに指先の接触を検知する指先検知センサと、上記指ガイド部の他端部で指元部分に対応した位置に設置され指元部分の接触を検知する指元検知センサとをさらに備えてもよい。
【００１４】
また、上記指先検知センサは、被認証指の指先が当接しかつ当該指の爪が当接しない高さを有し、上記光源は、上記指先検知センサから規定距離をあけて指先前方に設置され、この規定距離は、上記指先検知センサを超えて延在する爪の長さを超える距離に相当するように構成してもよい。
【００１５】
また、上記基台は、被認証指の隣の指を載置して被認証指のローリングを抑える基台面を有し、上記光源は基台面より上方に配置され、上記撮像装置は基台面より下方に配置されるように構成してもよい。
【００１６】
また、上記指ガイド部は、互いに対向して上記基台面に立設された一対の板材から構成され、各板材は、上記基台において一方向に沿って配置される被認証指に沿って延在し、互いに被認証指の腹を支持可能とする支持間隔にて対向して配置され、被認証指の腹に接して腹を支持し指先から指元に向かい上記基台面に対して登り傾斜となる支持縁を有するくさび形状にて構成することができる。
【００１７】
また、各板材におけるそれぞれの支持縁の内側には、指腹を載置する面取り部を有し、該面取り部の面取り角度は、被認証指の指先から指元にかけて指外形に対応して変化するように構成してもよい。
【００１８】
また、上記指先検知センサは、一対の上記板材における支持間隔内に設置され、被認証指の指先の形状に沿う湾曲面を設けた窪みを有してもよい。
【００１９】
また、上記基台は、被認証指の隣の指を載置して被認証指のローリングを抑える基台面を有し、
上記指ガイド部は、上記基台面に立設された一対の板材から構成され、
上記指先検知センサは、上記板材間に挟まれて各板材に対して直角に配置され、
上記基台は、上記板材及び上記指先検知センサに隣接した領域に、上記板材及び上記指先検知センサと被認証指の指先との隙間から侵入する上記光源からの光が上記撮像装置へ入射するのを防止する遮光部をさらに備えることもできる。
【００２０】
さらに、本発明の第２態様における血流認証システムは、上記第１態様の血流認証用端末器と、上記血流認証用端末器と接続される認証制御装置であって、上記血流認証用端末器に備わる光源及び撮像装置の動作制御、並びに撮像装置から供給される撮像画像を用いた血流認証により個人認証を行う認証制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、上記認証制御装置はパーソナルコンピュータであり、このパーソナルコンピュータと上記血流認証用端末器とを電気的に接続するＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ケーブルをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１態様における血流認証用端末器、及び第２態様における血流認証システムによれば、被認証指の指先前方に光源を配置し、被認証指の指先から指元の甲へ光源から光を照射して血管像の撮像を行うように構成した。よって、被認証指の側方及び上方には、光源や撮像素子等の構成要素が存在せず、被認証指の側方及び上方はオープンスペースとなる。したがって、指の大きさや太さ等に関係なく、万人に対しての血流認証が可能である。
【００２３】
また、本発明の第１態様における血流認証用端末器、及び第２態様における血流認証システムによれば、指先前方から、被認証指の指先から指元の甲へ光を照射し、被認証指の直下に配置した撮像装置にて血管像を撮像することから、従来に比べて、光源からの光の撮像装置への回り込みを少なくすることができる。したがって、撮像画像におけるハレーションの発生が従来に比べて抑制され、鮮明な血管画像を安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態における血流認証用端末器の一構成例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す血流認証用端末器の指ガイド部付近の平面図である。
【図３】図２に示す指ガイド部のＡ−Ａ部における断面の一部を示す図である。
【図４】図２に示す指ガイド部のＢ−Ｂ部における断面の一部を示す図である。
【図５】図１に示す血流認証用端末器の斜視図である。
【図６】図１に示す血流認証用端末器を備えた、本発明の実施形態における血流認証システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す指ガイド部の一変形例を示す図である。
【図８】従来の血流認証装置にて撮像された血管画像を示す写真である。
【図９】図１に示す血流認証用端末器にて撮像された血管画像を示す写真である。
【図１０】図６に示す血流認証システムにて実行される血流認証動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１に示す血流認証用端末器の変形例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態である血流認証用端末器、及び該血流認証用端末器を備えた血流認証システムについて、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
【００２６】
本実施形態の血流認証用端末器及び血流認証システムでは、被験者の被認証指における静脈パターンを撮像することによる血流認証が実行される。
図６に示すように、本実施形態の血流認証システム３００は、血流認証用端末器１００と、血流認証用端末器１００に接続される認証制御装置２００とを備える。尚、両者間の接続は、有線、無線を問わない。本実施形態では、有線で電気的に接続されている。また、本実施形態では、血流認証システム３００は、複数の作業者が使用可能あるいはアクセス可能なコンピュータに対して、当該コンピュータへのユーザ認証、及び当該コンピュータに格納されている各情報へアクセス可能な個人を認証するシステムを例に採る。ここで、血流認証用端末器１００は、情報へアクセスしようとする被験者の被認証指に光を照射し、この指を透過した光にて当該指の血管像を撮像する血流認証用端末器であり、認証制御装置２００は、血流認証用端末器１００と接続され、取得した血管像の認証判断を行うとともに、血流認証用端末器１００の動作制御を行う装置である。尚、上記コンピュータとしては、いわゆるパソコンや、サーバーのような大型コンピュータが相当する。
【００２７】
まず、血流認証用端末器１００について説明する。図１には、本実施形態の血流認証用端末器１００の構成の概略が示されている。一方、図５には、血流認証用端末器１００の一形態例を斜視図にて示している。このような血流認証用端末器１００は、被認証指１９０を透過した光にて当該指の血管像を撮像する血流認証用端末器であり、基本的構成部分として、基台１５０と、光源１１０と、撮像装置１２０とを備える。また、本実施形態の血流認証用端末器１００では、上記基本的構成部分に加えてさらに、指ガイド部１３０、及び指検知センサ１４０を備えている。
【００２８】
まず血流認証用端末器１００の概略形態を説明する。本実施形態の血流認証用端末器１００は、一例として図５に示すように、パソコンに接続されるマウスに似た形状にてなるケーシングの基台１５０で構成され、基台１５０の上面には平坦な基台面１５１が形成されている。基台１５０の一方向に相当する長手方向１５８における一端部分で先端部分には、光源１１０を格納した光源格納部１５２が基台面１５１に突設されている。一方、基台面１５１の下方には、撮像装置１２０が基台１５０に格納されている。さらに、基台面１５１の中央部には、基台１５０の長手方向１５８に沿って指ガイド部１３０が設けられている。指ガイド部１３０の一端部には、指検知センサ１４０を構成する指先検知センサ１４１が、他端部には、指元検知センサ１４０を構成する指元検知センサ１４２が、それぞれ基台面１５１から突設して設置されている。尚、詳細後述するが、基台１５０及び光源格納部１５２において光源１１０が出射する光の光路には近赤外線透過フィルタを設置するが、それ以外の基台１５０、光源格納部１５２、指ガイド部１３０は、可視光及び近赤外光を遮光する材料にて作製されている。
上述の概略構成における各構成部分について、以下に詳しく説明する。
【００２９】
指ガイド部１３０は、血流認証を行う一本の被認証指１９０を載置する部分であり、図１に示すように、載置した被認証指１９０が指先１９１から指元１９２にかけて流線形状に湾曲するように、被認証指１９０のほぼ全長に対応した長さにて延在し、被認証指１９０の腹１９４を支持するとともに、撮像装置１２０に対して被認証指１９０の位置決めを行う部分である。さらにまた、指ガイド部１３０は、被認証指１９０の腹１９４を支持することで、腹１９４から撮像装置１２０への光源１１０からの照射光の入射を遮断する。
【００３０】
具体的には、指ガイド部１３０は、本実施形態では図１及び図２に示すように、互いに対向して基台面１５１に対して垂直方向に立設された一対の板材１３１から構成される。各板材１３１は、基台１５０の長手方向１５８に沿って、被認証指１９０のほぼ全長に対応した長さにて平行に延在し、かつ、図２〜図４に示すように、互いに被認証指１９０の腹１９４を支持可能とする支持間隔１３８にて対向して配置される。さらに、各板材１３１は、図１に示すように、基台面１５１とは反対側に位置し被認証指１９０の腹１９４に接して腹１９４を支持する支持縁１３２を有する。支持縁１３２は、被認証指１９０の指先１９１から指元１９２に向かって、基台面１５１に対して登り傾斜となる。よって、各板材１３１は、図１に示すように、長手方向１５８に沿ってくさび形状にてなる。尚、登り傾斜とは、円弧状であっても、直線状であっても良い。好ましくは、自然に指を少し曲げたときの形態に沿うように、支持縁１３２は、被認証指１９０の指先１９１から第２関節辺りまでの傾斜変化を大きく、第２関節近傍から指元１９２辺りまでの傾斜変化を小さくする。
【００３１】
指ガイド部１３０を上述のような形状に設定することで、被認証指１９０に対する、詳細後述する光源１１０の配置関係、つまり指先前方からの光照射、との相乗効果により、指ガイド部１３０に載置された被認証指１９０の第２関節付近を中心として指先１９１から指元１９２までの被認証指１９０のほぼ全体に渡り、光源１１０からの光を照射することが可能となる。その結果、被認証指１９０全体の撮像が可能となり、従来、指の一部分のみを撮像していた場合に比べて、得られる血管（静脈）の情報量を飛躍的に増すことができる。したがって、当該血流認証用端末器１００は、従来に比べてより高い精度で血管認証を可能とする。
【００３２】
上記支持間隔１３８は、当該血流認証用端末器１００を万人に適用可能とするため、出願人による計測結果等に基づき、本実施形態では、被認証指１９０の幅の約７〜約９割の範囲の適宜な間隔に設定している。つまり、支持間隔１３８内に被認証指１９０が入り込むことはない。このような支持間隔１３８にて各板材１３１を対向して配置したことで、図３及び図４に示すように、板材１３１、１３１の間上に被認証指１９０を載置することが可能となる。よって、例えば、被認証指１９０が各板材１３１間に挟まれてしまい、血流が停滞し血流認証ができなくなるという現象を防止することができる。さらに、撮像装置１２０に対する光源１１０からの光の回り込みが防止でき、従来に比べてより鮮明な画像を安定して得ることが可能となる。尚、本実施形態では、板材１３１、１３１の間の寸法は、一実施例として約１６ｍｍ〜約２０ｍｍ内の適宜な値に設定している。
【００３３】
また、各板材１３１がくさび形状であり、被認証指１９０の指先１９１から指元１９２に向かって基台面１５１に対して登り傾斜となる支持縁１３２を有することで、被認証指１９０を真っ直ぐに伸ばしたり、逆に大きく屈曲させたり等、指に特別な力を入れることなく、被認証指１９０を自然な形で、両方の支持縁１３２に載せることができる。このことは、一般の健常者のみならず、特に、疾病に起因して指をのばすのが困難な人や、指に例えば震え等がある人等に対しても、容易に認証動作を可能にする点で好ましい。
【００３４】
さらに、各板材１３１におけるそれぞれの支持縁１３２の内側には、図３及び図４に示すように、被認証指１９０の腹１９４に接触し載置する面取り部１３３を設けている。面取り部１３３の面取り角度は、被認証指１９０の指先１９１から指元１９２にかけて当該指の外形に対応して変化させている。ここで、面取り角度とは、基台面１５１に対する垂直方向の面と面取り部１３３の傾斜面とがなす角度θ（図３）である。本実施形態では、図４に示すように、指元１９２側では、面取り部１３３の傾斜角度は大きく、図３に示すように、指先１９１側では小さくしている。また、面取り角度は、指先１９１から指元１９２にかけて連続的に徐々に変化させている。特に指先１９１側では、指元１９２に比べて指幅が徐々に小さくなることから、面取り部１３３もこれに追従可能なように、面取り角度をより細かく変化させている。
【００３５】
このような面取り部１３３を設けることで、板材１３１の支持縁１３２と被認証指１９０との接触面積を増すことができる。その結果、支持縁１３２と被認証指１９０との間に隙間が生じるのを抑制でき、以下に説明する光源１１０による指先前方からの光照射とも相まって、撮像装置１２０への照射光の侵入を効率的に防ぐことができ、より鮮明な血管画像を安定して得ることに寄与することができる。
【００３６】
本実施形態では上述のように、指ガイド部１３０は一対の板材１３１にて構成しているが、この形態に限定するものではない。例えば図７に示すように、両方の板材１３１及び板材１３１間の空間を透光性の部材で充填した指ガイド部１３０−１でも良い。但し、このような指ガイド部１３０−１では、指の腹部を載置する部分は、近赤外光が透光可能な材料で作製され、一方、板材１３１に相当する部分は、可視光及び近赤外光ともに遮光性を有する。
【００３７】
また、上述のように指ガイド部１３０には、一本の被認証指１９０が載置される。一方、本実施形態では、基台１５０は、図５に示すように、長手方向１５８に直交する基台１５０の幅方向１５９において指ガイド部１３０の両側にも基台面１５１を有する。このように、指ガイド部１３０の両側にも基台面１５１を形成することで、基台面１５１には、被認証指１９０に隣接する他の指が載置可能となる。被験者の手には、通常、被認証指１９０に隣接して他の指が存在することから、指ガイド部１３０の両側あるいは片側に基台面１５１をさらに設けることで、他の指は基台面１５１に支持される。よって、指ガイド部１３０に載置された被認証指１９０が当該指の軸周り方向に回転する、いわゆるローリングを抑制することができる。このように被認証指１９０のローリングが抑制されることで、撮像画像の一定化を図ることができ、より鮮明な血管画像を安定して得ることに寄与することができる。
【００３８】
基台１５０において、基台面１５１には指ガイド部１３０等が設置されるが、基台面１５１の上方には、図５に示すように、何の構成物も設置していない。したがって、指ガイド部１３０へ被認証指１９０を載置するための被認証指１９０の進入経路は自由であり、この点においても、当該血流認証用端末器１００は、被験者の指幅の大小に関係しない万人向けの仕様となっている。
【００３９】
さらに基台１５０において、指ガイド部１３０を構成する一対の板材１３１の内側に対応して、図１に示すように、基台面１５１より掘り下げられた凹状の溝１５３が形成されている。溝１５３は、長手方向１５８に沿って、ほぼ板材１３１と同じ長さにて延在する。また、溝１５３の底部には、以下に説明する光源１１０からの近赤外光で被認証指１９０を透過した近赤外光を透過可能とする近赤外光透過フィルタ１５４が取り付けられ、溝１５３の底板を構成している。尚、近赤外光透過フィルタ１５４は、近赤外光以外の光を遮断する。
【００４０】
また、溝１５３は、長手方向１５８における溝１５３の一端部に、図２及び図５に示すように遮光部１５５を有する。上記一端部は、指ガイド部１３０に載置された被認証指１９０の指先１９１側に対応する。遮光部１５５は、溝１５３の一端部壁面１５３ａを、本実施形態では半円形状あるいは半楕円形状にて形成した部分であり、その結果、一端部壁面１５３ａの形状に対応して、基台面１５１も円弧状に凹む。つまり、溝１５３の一端部壁面１５３ａに対応する基台面部分には、指先１９１の丸みに対応した円弧状の領域が基台面１５１に形成される。この円弧状の領域が遮光部１５５に相当する。このような形状を有する遮光部１５５を設けることで、以下の効果を得ることができる。
【００４１】
即ち、溝１５３の一端部壁面が単に平坦面で構成される場合、この平坦な一端部壁面は、幅方向１５９に沿って一対の板材１３１間に形成されることになる。よって、平坦な一端部壁面と、溝１５３の長手方向１５８に沿った各側壁との各角部は、互いに直角に交差する。よって、各角部の形状は、丸みを有する指先１９１の形状に一致せず、各角部には隙間が生じることになる。したがって、この隙間から光が侵入してしまう。
【００４２】
これに対して遮光部１５５を設けることで、一端部壁面が単に平坦面である構成に比べて、指先１９１から溝１５３内へ侵入しようとする光、つまり回り込む光を遮光部１５５にて遮断することができる。詳しく説明すると、特に指先部分、具体的には、指の第１関節近傍から指先先端に至る部分は、毛細血管が多い箇所であり、血流情報量を多く得ることができる箇所である。よって、この指先部分において、より鮮明な血管画像を安定して得ることができることは、従来に比べてより高い精度で血管認証を可能とする。即ち、遮光部１５５を形成することは、従来に比べてより高い精度での血管認証に寄与することを可能にする。
【００４３】
さらに、上述した指ガイド部１３０、基台１５０の特に基台面１５１、及び、遮光部１５５を含めて基台１５０が有する溝１５３は、近赤外光の反射を抑える、好ましくは防止する塗料にて塗装されている。勿論、塗装色は黒色である。尚、このような塗装に代えて、近赤外光の反射を抑制あるいは防止する表面処理又は表面加工を、指ガイド部１３０、基台１５０の特に基台面１５１、及び、遮光部１５５を含めて基台１５０が有する溝１５３に施しても良い。
【００４４】
次に、光源１１０は、血流認証を行う被認証指１９０に対して、当該指を透過可能な所定波長の光を照射する光源であり、上記所定波長の光を発するＬＥＤ１１１と、このＬＥＤ１１１を実装した基板１１２とを有する。ＬＥＤ１１１が発する所定波長の光とは、本実施形態では橙色〜近赤外領域の光であり、波長として５８０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは６００ｎｍ〜８６０ｎｍの波長を有する光である。このような光源１１０は、図１に示すように、長手方向１５８において指ガイド部１３０の一端の前方、つまり指ガイド部１３０に載置された被認証指１９０の指先１９１の前方で、かつ基台面１５１より上方に配置される。
【００４５】
本実施形態では、光源１１０ここではＬＥＤ１１１は、２つ使用され、指ガイド部１３０を構成する一対の板材１３１間の中央で板材１３１に沿って位置する中心軸に対して対称位置で、上記幅方向１５９に沿って基台面１５１から互いに同じ高さにて設置される。一実施例として、各ＬＥＤ１１１は、基台面１５１の上方、約１７ｍｍの位置に、約１０ｍｍの間をあけて、かつビーム中心が基台面１５１に対して平行ではなく僅かに基台面１５１側へ傾斜するように基板１１２を傾斜させて配置される。また、ビーム中心の向きは、長手方向１５８に沿った方向、つまり被認証指１９０の延在方向である。このように配置した光源１１０のＬＥＤ１１１、１１１は、ビーム中心が、指ガイド部１３０に載置された被認証指１９０の第２関節及びその近傍に位置し、ビームが指先１９１から指元１９２までの被認証指１９０の甲１９３へ照射されるように、指先１９１の前方から光を照射する。
【００４６】
また、図５及び図１に示すように、光の進行方向におけるＬＥＤ１１１の前方には、光源格納部１５２の一側面を形成して近赤外光透過フィルタ１１３が設けられている。近赤外光透過フィルタ１１３は、近赤外光以外の光を遮断する。
【００４７】
このように、指ガイド部１３０に載置した被認証指１９０の指先１９１の前方から、被認証指１９０の甲１９３に向けて、指先１９１から指元１９２まで光を照射可能なように光源１１０を配置することで、以下のような効果を得ることができる。即ち、血流認証を行うに当たり、これに使用する血管画像で特に問題となるのは、ハレーションの発生である。指の関節部分は、指表面に窪みが存在することから、ハレーションが発生し易い箇所であり、従来の認証装置のように、指の上方あるいは側方から光を照射する形態では、上記窪みを介する光の回り込みが避けられず、関節部分でのハレーションを防止するのが困難であった。よって、図８に示すように、ハレーション４１０が生じ、画像全体が白っぽくなり、血管認識が困難になる。
【００４８】
これに対し本実施形態では、上述したように、指ガイド部１３０に載置した被認証指１９０の指先１９１の前方から、被認証指１９０の甲１９３に向けて、指先１９１から指元１９２まで光を照射するように構成した。これにより、関節部分においても光の回り込みを低減することができ、ハレーションの発生を抑えることができる。よって、従来に比べてより鮮明な血管画像を得ることができる。例えば、図９に示すように、ハレーションの低減により、従来に比べて血管認識が容易になっているのがわかる。尚、図８及び図９において、４００の符号を付した部分が血管（静脈）の一部に相当する。
【００４９】
さらに、指先１９１の前方からの照射、及び上述した指ガイド部１３０との相乗効果により、本実施形態では、指先１９１から指元１９２までを撮像することが可能である。これにより、得られる血管の情報が従来に比べて増し、認証精度の向上に寄与することができる。
【００５０】
次に、指先検知センサ１４１は、上述のように、指ガイド部１３０の一端部にて基台面１５１から突出して配置される。即ち、指先検知センサ１４１は、指ガイド部１３０に載置された被認証指１９０の指先１９１に対応する位置に設置され、短冊状の金属板にてなり、指先１９１の先端と当接する。この当接により、指先検知センサ１４１は、指先１９１の位置決めを行うとともに、指先１９１が接触したことを電気的に検知する。具体的には、静電容量変化により、接触が検知される。
【００５１】
このような指先検知センサ１４１は、図１及び図５に示すように、その上端部分に、指先先端の形状に沿うような湾曲面を有し、指先１９１の先端を受け入れる窪み１４１ａを有する。このような窪み１４１ａを設けることで、指先先端を指先検知センサ１４１にフィットさせることができ、指先先端と指先検知センサ１４１との間に隙間が形成されるのを防止することができる。これにより、光源１１０からの照射光が指先１９１から撮像装置１２０へ侵入するのを防止でき、より鮮明な血管画像を安定して得ることに寄与することができる。
【００５２】
また、上述した、指ガイド部１３０を構成する板材１３１における面取り部１３３、基台１５０に形成した遮光部１５５、及び、指先検知センサ１４１に形成した窪み１４１ａによって、迷光遮断部が構成される。即ち、この迷光遮断部により、指ガイド部１３０の板材１３１に支持される被認証指１９０の指先１９１と、板材１３１及び指先検知センサ１４１とによって形成される隙間を通して侵入する、光源１１０からの光が、撮像装置１２０へ入射するのを防止することができる。
【００５３】
さらに、指先検知センサ１４１において、窪み１４１ａを形成した指側側面１４１ｂは、図５に示すように、基台１５０に形成した溝１５３における一端部壁面１５３ａの中央部分と、同一面又はほぼ同一面となるように、配置している。このような配置形態を採ることで、一端部壁面１５３ａを有する遮光部１５５、及び指先検知センサ１４１の窪み１４１ａの相乗効果により、光源１１０からの照射光が指先１９１から撮像装置１２０へ侵入するのを防止でき、より鮮明な血管画像を安定して得ることに寄与することができる。
【００５４】
また、指先検知センサ１４１は、図１に示すように、被認証指１９０の指先１９１が当接しかつ被認証指１９０の爪が当接しない、基台面１５１からの高さ１４３を有する。指先検知センサ１４１の高さ１４３をこのように設定する理由は、爪を長く伸ばした被験者に対しても、指先１９１の検知、位置決め、及び指先１９１における遮光を確実に実行するためである。
【００５５】
さらに、爪を長く伸ばした被験者にも対応可能とするため、光源１１０を格納した光源格納部１５２の一側面を形成する近赤外光透過フィルタ１１３に対して、長手方向１５８において規定距離１５６をあけて指先検知センサ１４１を配置している。この規定距離１５６により、爪を長く伸ばした被験者においても、爪が近赤外光透過フィルタ１１３に当接することを防止でき、指先１９１の検知、位置決め、及び指先１９１における遮光を確実に実行することができる。
【００５６】
次に、指元検知センサ１４２は、上述のように、指ガイド部１３０の他端部にて基台面１５１から突出して配置される。即ち、指元検知センサ１４２は、指ガイド部１３０の他端部に載置された被認証指１９０の指元１９２に対応する位置に設置され、短冊状の金属板にてなり、指元１９２を載置する。この載置により、指元検知センサ１４２は、指元１９２が接触したことを電気的に検知する。具体的には、静電容量変化により、接触が検知される。また、指元検知センサ１４２において指元１９２が接触する上端面は、指元１９２の形状に合うように、図５に示すように円弧状に凹んで形成されている。凹状の円弧形状とすることで、指元検知センサ１４２における被認証指１９０の支持を確実に行うことができ、指検知動作を確実に行うことができる。
後述するが、指先検知センサ１４１及び指元検知センサ１４２の両方が被認証指１９０を検知することで、血流認証動作が開始可能となる。
【００５７】
次に、撮像装置１２０は、図１に示すように、指ガイド部１３０の一対の板材１３１の間で、板材１３１に支持される被認証指１９０の腹側で被認証指１９０の直下の位置に、基台１５０に格納され、固定して設置される。また、撮像装置１２０は、光源１１０からの照射光ビームの中心の進行方向に対して、直角方向又は略直角方向に屈曲した透過光を撮像する位置に配置され、上記照射光が被認証指１９０及び近赤外光遮光フィルタ１５４を透過して得られる血管像を撮像する。
【００５８】
このような撮像装置１２０は、撮像素子、レンズを含む光学系、撮像駆動用回路を備える。また、撮像装置１２０における光軸が、本実施形態では、被認証指１９０の第２関節を中心とした第２関節の近傍箇所に対応するように、撮像装置１２０は配置される。また、撮像装置１２０は、被認証指１９０の腹側の表皮から僅かに指内側に合焦している。尚、本実施形態では焦点位置は固定である。また、指内側に合焦させているのは、指表皮の指紋等を認識させないためである。さらにまた、撮像装置１２０は、指ガイド部１３０に載置した被認証指１９０の腹１９４から、本実施形態では一例として約２０数ｍｍの位置にレンズ表面を配置しているが、広角で低い歪みのレンズを有することで、指ガイド部１３０に支持された被認証指１９０の指先１９１からほぼ指元１９２までを撮像することができる。
【００５９】
次に、以上のように構成された血流認証用端末器１００を備えた血流認証システム３００について説明する。
図６に示すように、また既に説明したように、血流認証システム３００は、血流認証用端末器１００と、血流認証用端末器１００に接続される認証制御装置２００とを備える。ここでは、認証制御装置２００は、いわゆるパソコンに相当し、血流認証システム３００は、当該パソコンにアクセス可能なユーザ認証、及び当該パソコンに格納されている各情報へアクセス可能な個人を認証するシステムを例に採る。血流認証用端末器１００と認証制御装置２００とは、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）１６０にて接続されている。
【００６０】
認証制御装置２００は、血流認証用端末器１００にて取得した血管像の認証判断を行うとともに、血流認証用端末器１００に備わる光源１１０及び撮像装置１２０の動作制御を行う装置である。このような認証制御装置２００は、実際にはパソコン内に備わるＣＰＵ等を有する演算処理部が相当するが、血流認証動作を実行する機能面から、認証部２１０、制御部２２０、及び記憶部２３０を有する。
【００６１】
記憶部２３０は、ハードディスク、半導体メモリ（ＤＲＡＭ又はＳＲＡＭ）といった記憶装置である。記憶部２３０には、血流認証を実行するための認証動作用プログラム、画像構成を実現するための血流認証プログラム、認証時に用いられる予め登録された血管（静脈）画像、及び認証履歴といった情報が格納される。
【００６２】
制御部２２０は、記憶部２３０に格納された認証動作用プログラムに基づいて、情報（信号）の演算処理、情報伝送といった各種の処理を実行する。制御部２２０の機能は、演算処理部によって認証動作用プログラムが順次実行されることによって具現化される。また、制御部２２０は、認証動作用プログラムの実行により、指先検知センサ１４１及び指元検知センサ１４２への被認証指１９０の接触有無の確認、ＬＥＤ１１１の発光及び消灯、撮像装置１２０に対する撮像動作及び撮像画像転送の各動作の制御を行う。
【００６３】
認証部２１０は、記憶部２３０に格納された血流認証プログラムに基づいて取得画像と、予め登録された登録画像とに基づいて、血流認証を実行する。認証部２３０による具体的な血流認証方法は任意であり、例えば血管パターンの類似性を判別する各種方法を適用することができる。
【００６４】
次に、血流認証システム３００において実行される血流認証動作について、図１０を参照して説明する。
まずステップＳ１０では、被験者は、指ガイド部１３０を構成する一対の板材１３１の支持縁１３２に被認証指１９０を載置する。
【００６５】
次のステップＳ１１では、被認証指１９０の載置動作により、指先検知センサ１４１及び指元検知センサ１４２の両方にて被認証指１９０の接触を検知しているか否かが判断される。この判断は、認証制御装置２００の制御部２２０にて行われ、指先検知センサ１４１及び指元検知センサ１４２のいずれか一方のみが被認証指１９０を検知している場合、指先検知センサ１４１及び指元検知センサ１４２の両方とも被認証指１９０を検知していない場合、さらに指先検知センサ１４１及び指元検知センサ１４２の両方で検知されているが静電容量値が基準値を満たさない場合には、血流認証動作を開始しない。一方、指先検知センサ１４１及び指元検知センサ１４２の両方にて被認証指１９０の接触を検知しており、かつ静電容量値が基準値を満たす場合には、次のステップＳ１２に進む。
【００６６】
ステップＳ１２では、制御部２２０は、ＬＥＤ１１１を発光させ、被認証指１９０へ光を照射する。そして、規定時間経過によりＬＥＤ１１１の照度が安定したところで、次のステップＳ１３に進む。
【００６７】
ステップＳ１３では、制御部２２０は、撮像装置１２０を駆動し、被認証指１９０の撮像を行う。血流認証動作時では、撮像回数は１回である。撮像された画像は、撮像装置１２０から認証制御装置２００へ供給される。また、撮像後、制御部２２０は、ＬＥＤ１１１を消灯する。
【００６８】
次のステップＳ１４では、認証制御装置２００の認証部２１０は、ステップＳ１３にて撮像した取得画像と、記憶部２３０から読み出した被験者の登録画像との血流認証を血流認証プログラムに従い実行し、両者が一致しているか否かを判断する。この血流認証は、本実施形態では従来と同様に、静脈形状をパターン抽出し画像処理を施して、特徴点抽出及び特徴点マッチングを用いて実行される。
【００６９】
血流認証の結果、取得画像と登録画像とが一致した場合には、認証部２１０は、当該被験者を適合者と判断し、例えば当該パソコンの使用を許可したり、当該パソコン内の情報へのアクセスを可能とする。一方、取得画像と登録画像とが一致しない場合には、認証部２１０は、当該被験者を不適合者と判断し、当該パソコンへのアクセスを許可しない。
【００７０】
ここで、上述の登録画像の撮像及び記憶について略説する。登録する被認証指１９０を決めた後、指ガイド部１３０にその登録用の被認証指１９０を載置する。例えば登録ボタンの押下により、撮像装置１２０にて被認証指１９０の撮像が２回行われる。２つの撮像画像が一致しているときのみ、この画像が登録画像として記憶部２３０に記憶される。尚、血流認証の際には、登録した被認証指１９０について、上述したように１回の撮像が行われ、血流認証が実行される。
【００７１】
尚、上述の本実施形態における血流認証用端末器１００では、被認証指１９０は、一本にて説明したが、基台１５０に複数の指ガイド部１３０及び撮像装置１２０を設けることで、複数本の被認証指１９０で血流認証を実行してもよい。このような構成を採ることで、より認証精度の向上を図ることが可能になる。
【００７２】
また、本実施形態における血流認証用端末器１００では、上述したように、基台１５０の基台面１５１を平坦面とし、指ガイド部１３０は、基台面１５１より突出する形態で構成した。しかしながら、このような形態に限定されず、例えば、図１１に示すように、上述した支持縁１３２に一致するように基台面１５１の全体を湾曲させるとともに溝１５３を有する基台１５０−１を構成してもよい。このように構成することで、基台面１５１と指ガイド部１３０とを一体化でき、基台面１５１は、指ガイド部１３０の機能も兼有することができる。
【００７３】
さらにまた、基台面１５１より突出する形態で指ガイド部１３０を構成するのでなく、平坦な基台面１５１に対して凹んだ溝内に指ガイド部１３０の支持縁１３２を形成してもよい。このように構成することで、上記溝は、指ガイド部１３０の機能を果たすことができる。
【００７４】
また、本実施形態における血流認証用端末器１００では、上述したように、基台１５０には溝１５３を形成したが、この形態に限定されない。即ち、本実施形態において溝１５３は、撮像装置１２０が被認証指１９０を撮像するために必要な距離を確保するために設けたものであり、この必要距離が確保されれば溝１５３は必要ではない。
また、血流認証用端末器１００における各部の形状は、図示する形状に限定されるものではない。上述の説明及び請求項の記載を満足する範囲で当業者が想到可能な形状は、本発明に含まれる。
【００７５】
また、上述のように本実施形態では、血流認証システム３００は、コンピュータ及びコンピュータ内情報へのアクセス認証を例に採るが、その適用例は、これに限定されるものではない。例えば、入退室管理用として、血流認証用端末器１００及び血流認証システム３００を使用することも可能である。尚、この構成では、さらに例えば部屋番号入力装置等の追加構成が必要となる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、血管形状をパターン抽出して個人認証を行うための血流認証用端末器、及び該血流認証用端末器を備えた血流認証システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００…血流認証用端末器、１１０…光源、１２０…撮像装置、１３０…指ガイド部、
１３１…板材、１３２…支持縁、１３３…面取り部、１４１…指先検知センサ、
１４１ａ…窪み、１４２…指元検知センサ、１５０…基台、１５１…基台面、
１５５…遮光部、１９０…被認証指、
２００…認証制御装置、３００…血流認証システム。
【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１０】
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【図１１】
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【図８】
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【図９】
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