(57)【要約】【課題】小型かつ認証精度の高い指静脈認証装置を提供すること。【解決手段】本発明の第１の形態に係る指静脈認証装置は、光源と、撮像素子と、前記光源及び撮像素子を覆う筐体とを備え、前記筐体の一部に形成された撮像用窓上に指を配置し、前記光源からの光を照射した当該指内部の静脈パターンを撮像する指静脈認証装置であって、前記撮像用窓上に配置される指の第１関節から第２間接までの間の側面に当接するように、前記撮像用窓の外周部に形成された凸部を備えるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、撮像素子と、前記光源及び撮像素子を覆う筐体とを備え、
前記筐体の一部に形成された撮像用窓上に指を配置し、前記光源からの光を照射した当該指内部の静脈パターンを撮像する指静脈認証装置であって、
前記撮像用窓上に配置される指の第１関節から第２間接までの間の側面に当接するように、前記撮像用窓の外周部に形成された凸部を備える指静脈認証装置。
【請求項２】
前記凸部は、前記撮像用窓の外周部において対向して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の指静脈認証装置。
【請求項３】
前記撮像用窓の外周部において、配置される指の長手方向に形成された指配置用ガイドを備え、
前記凸部が当該指配置用ガイドに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の指静脈認証装置。
【請求項４】
前記指配置用ガイドがライトガイドの機能を有することを特徴とする請求項３に記載の指静脈認証装置。
【請求項５】
前記光源が波長６００ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外光源であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の指静脈認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指静脈認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報セキュリティーの保護強化に伴って、生体認証に関する技術開発の進展が著しい。生体認証とは、検査対象の個体から取得した生体情報が、あらかじめ登録された生体情報に等しいかどうかという判定に基づいて、ある個体を他の個体から識別する技術である。例えば、ヒトの瞳の虹彩、ヒトの指等の静脈パターン、指の指紋パターンなどに基づいて個体を特定する方法が挙げられる。
【０００３】
生体認証においては、認証に利用する生体情報に応じて様々な得失がある。例えば、静脈パターンを活用した生体認証は、指紋パターンを活用した生体認証よりも認証の偽造が困難であるという利益がある。そのため、生体認証の中でも指静脈認証が、特に注目されている。
【０００４】
この指静脈認証装置の例が、特許文献１や特許文献２に開示されている。特許文献１の指静脈認証装置には、指を置く際の位置決めとして、指と指の付け根の「また」の位置を基準とするガイドが設けられている。これにより、認証対象指の前後左右方向のずれや回転を抑制し、認証精度の向上を図っている。また、特許文献２指静脈認証装置には、摺動可能な指先ガイドが設けられている。この指静脈認証装置は、指の長さの個体差を考慮したものである。
【０００５】
ところで、モバイル機器の普及に伴い、金融決済を銀行や事務所以外で行うニーズが高まってきている。例えば、携帯電話は、金融決済端末の候補の１つに挙げられている。ここで、携帯電話では、電話機能以外にメール、ブラウザー機能はもとより、音楽プレーヤやテレビ映像の受信（ワンセグ）機能、ＧＰＳ機能など多機能、高機能化が進んでいる。また、携帯電話の筐体自体も薄型化が進んでいる。そのため、指静脈を撮像する装置、並びに認証装置には、小型化と高精度化が求められている。
【特許文献１】特開２００７−３０１０５８号公報
【特許文献２】特開２００７−０５８６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、指の第２関節から根元までの部分を干渉フィルタ部の真上に配置する。そのため、指の半分程度の長さの撮像範囲が必要となり、小型化が困難である。また、第２関節から指の根元は、指の太さが指の第１関節部に比べ太いため、鮮明な映像を得ることが難しい。特許文献２でも、やはり指の半分程度の長さの撮像範囲が必要となり、小型化が難しい。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、小型かつ認証精度の高い指静脈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】
【０００８】
本発明の第１の形態に係る指静脈認証装置は、光源と、撮像素子と、前記光源及び撮像素子を覆う筐体とを備え、前記筐体の一部に形成された撮像用窓上に指を配置し、前記光源からの光を照射した当該指内部の静脈パターンを撮像する指静脈認証装置であって、前記撮像用窓上に配置される指の第１関節から第２間接までの間の側面に当接するように、前記撮像用窓の外周部に形成された凸部を備えるものである。
【０００９】
本発明の第２の形態に係る指静脈認証装置は、上記指静脈認証装置において、前記凸部は、前記撮像用窓の外周部において対向して形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第３の形態に係る指静脈認証装置は、上記指静脈認証装置において、前記撮像用窓の外周部において、配置される指の長手方向に形成された指配置用ガイドを備え、前記凸部が当該指配置用ガイドに形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第４の形態に係る指静脈認証装置は、上記指静脈認証装置において、前記指配置用ガイドがライトガイドの機能を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第５の形態に係る指静脈認証装置は、上記指静脈認証装置において、前記光源が赤外光源であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型かつ認証精度の高い指静脈認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１５】
実施の形態１
図１〜３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る指静脈認証装置について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る指静脈認証装置の外観斜視図である。図２は、図１の指静脈認証装置に指を置いた状態で真上から見た平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【００１６】
図１に示すように、外観上、本発明の第１の実施の形態に係る指静脈認証装置は筐体１０１、撮像用窓１０２、ライトガイド１０３、指位置合わせ用凸部１０４を備えている。また、図２に示すように、筐体１０１の一部に形成された撮像用窓１０２上に、認証対象指２０１の第１関節から第２関節までの部分が配置され、認証対象指２０１内部の静脈２０２が撮像される。さらに、図３（ａ）に示すように、指静脈認証装置は筐体１０１内部に、基板１０５、発光素子１０６、撮像素子１０７、光学素子１０８、マイコン１０９、メモリ１１０を備える。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る指静脈認証装置では、撮像用窓１０２上に配置された認証対象指２０１に対し、発光素子１０６から出射された光がライトガイド１０３を介して照射される。認証対象指２０１内部を透過した光が、光学素子１０８を介し、撮像素子１０７により検出される。ここで、静脈２０２では光が吸収されるため、黒いパターンの指静脈画像が得られる。
【００１８】
筐体１０１は、例えば、携帯電話の筐体であって、例えば、樹脂や金属からなる。
図１に示すように、筐体１０１の一部には、撮像用窓１０２が形成されている。図２に示すように、この撮像用窓１０２上に認証対象指２０１を配置し、認証対象指２０１内部の静脈２０２を撮像する。
【００１９】
ライトガイド１０３は、光源である発光素子１０６からの光を導くための板状部材であり、撮像する際に認証対象指２０１に光を効率的に照射するために配置されている。例えば、ライトガイド１０３は、ポリイミド等の樹脂材料から構成される。ライトガイド１０３は、発光素子１０６からの光の透過率が９０％以上であることが好ましい。また、ライトガイド１０３は、図１に示すように、矩形上の撮像用窓１０２の外周において、対向する２辺に沿って形成されている。そのため、認証対象指２０１を配置する方向を定めるガイドとしても機能する。
【００２０】
図１及び２に示すように、指位置合わせ用凸部１０４は、対向配置された２つのライトガイド１０３の各々の上に対向して形成されている。この指位置合わせ用凸部１０４は、撮像用窓１０２上に配置される指の第１関節から第２間接までの間の側面に当接するように形成されている。
【００２１】
ここで、指静脈認証において、撮像領域を小さくするためには、指の第１関節から第２間接までの間の指静脈を撮像対象とするのが最も好ましい。指の第１関節よりも指の先端側であると、像に現れない毛細血管が多くなり、認証に用いることができない。一方、第２関節よりも指のつけ根側であると、指が太くなることにより鮮明な画像を得ることが難しくなる。
【００２２】
指の第１関節から第２間接までの間の指静脈を撮像対象とすることにより、指の４分の１程度の長さの静脈画像データを取得することで、個人の身体的バラツキ、すなわち指や爪の長さや指の太さによらず、高い再現性を持って指静脈画像を取得できる。
【００２３】
ここで、指の第１関節から第２間接までの間はくびれている。この「くびれ」と指位置合わせ用凸部１０４とを当接することにより、指の長手方向と指の幅方向の位置が決定されるため、利用者にとって指を置く位置が判断し易い。
また、この「くびれ」と指位置合わせ用凸部１０４とを当接することにより、で外乱光の侵入を防止し、認識率の低下を抑止することができる。
【００２４】
このように、指位置合わせ用凸部１０４に指の第１関節から第２間接までの間の「くびれ」を合わせて指を置くだけで、指の長い人や短い人、爪の長い人や短い人等、個人の身体的バラツキによらず、認証装置の指設置部に指を置く際の指長手方向のずれ、指幅方向のずれを防止することができる。これにより、指静脈２０２の位置、分岐点などのずれを防止し、指静脈認証の再現性を高めることができる。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、基板１０５は、例えば、プリント基板である。発光素子１０６は、基板１０５上に形成され、かつ、電気的に接続されている。ここで、発光素子１０６は、例えば、半導体発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や半導体レーザ素子（ＬＤ：Laser Diode）などの半導体発光素子である。発光素子１０６の電極間に電流を流すことにより、発光素子１０６から近赤外領域の波長（波長：６００ｎｍ〜１０００ｎｍ）の光が出射される。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、撮像素子１０７は、基板１０５上に形成され、かつ、電気的に接続されている。ここで、撮像素子１０７は、例えば、複数のフォトダイオードがマトリクス状に配置されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどである。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、光学素子１０８は、撮像素子１０７上に形成されている。また、光学素子１０８は、筐体１０１の撮像用窓１０２から突出することはなく、筐体１０１内部に収納されている。ここで、光学素子１０８は、撮像素子１０７を構成する各画素に結像させる機能を有する。また、光学素子１０８は近赤外光のみを透過し、それ以外の不要な光を遮断する。光学素子１０８としては、赤外光のみを透過するバンドパスフィルタを備えたマイクロレンズアレイなどを挙げることができる。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、マイコン１０９は、基板１０５上に形成され、かつ、電気的に接続されている。マイコン１０９は、撮像素子１０７を制御し、撮像を行う。また、撮像素子１０７により撮影された画像をメモリ１１０に格納する。さらに、メモリ１１０に格納された認証用の画像と、撮像した画像とを比較して、認証処理を行う。
【００２９】
なお、図３（ｂ）に示すように、撮像素子１０７に代えて、カメラモジュール１０７ａを用いてもよい。ここで、カメラモジュール１０７ａはレンズ及び撮像素子を備えるものである。また、この場合、光学素子１０８は、撮像素子１０７を構成する各画素に結像させる機能を有する必要はなく、近赤外光のみを透過させる機能を有すればよい。例えば、光学素子１０８として、近赤外光透過膜をコーティングしたガラスや近赤外光透過樹脂を用いることができる。ただし、薄型化の観点からは、撮像素子１０７を用いた方が好ましい。
【００３０】
また、図４に示すように、指位置合わせ用凸部１０４を一方のライトガイド上のみに形成しても良い。１つの指位置合わせ用凸部１０４であっても、対向して２つ配置された上記の場合と同様の効果を奏する。
【００３１】
実施の形態２
図５及び６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る指静脈認証装置について説明する。実施の形態１と同一の構成要素には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図５は、第２の実施の形態に係る指静脈認証装置の外観斜視図である。図６は、図５の指静脈認証装置に指を置いた状態でのＶＩ−ＶＩ断面図である。
【００３２】
実施の形態１では、指位置合わせ用凸部１０４がライトガイド３上に形成されていたのに対し、実施の形態２では、図５に示すように、直接筐体１上に形成されている。指位置合わせ用凸部１０４は、実施の形態１と同様、矩形上の撮像用窓１０２の外周において、対向する２辺に１つずつ形成されている。また、ライトガイド３は、矩形上の撮像用窓１０２の外周において、指位置合わせ用凸部１０４が形成された２辺とは異なる対向する２辺に１つずつ筐体１０１から露出している。
【００３３】
図６に示すように、ライトガイド１０３は光源である発光素子１０６からの光を導くための円柱状部材であり、撮像する際に認証対象指２０１に光を効率的に照射するために配置されている。その他の構成は実施の形態１における図３（ｂ）と同様である。
【００３４】
また、図７に示すように、指位置合わせ用凸部１０４を一方のみに形成しても良い。１つの指位置合わせ用凸部１０４であっても、対向して２つ配置された上記の場合と同様の効果を奏する。
【００３５】
以上説明した構成では、撮像素子が固定されているが、撮像素子をより小型化し、これをスキャンさせる構成であってもよい。また、指を指位置合わせ用凸部１０４に当接させた状態で、指をスライドさせて撮像する構成でもよい。
【００３６】
本発明に係る指静脈認証装置は、例えば、携帯電話に搭載され、本人の確認、あるいは、携帯電話の通信機能を用いた金融決済などの個人認証に用いる。また、例えば、銀行、郵便局、消費者金融会社等の金融機関の支店等に配設されたＡＴＭ（Automatic Teller Machine：現金自動預払機）、ＣＤ（Cash Dispenser：現金自動支払機）等の自動取引装置に用いられる。
【００３７】
さらに、鉄道の駅、道の駅、バスの停留所、高速道路のサービスエリアやパーキングエリア、遊技場、劇場、博物館、駐車場、食堂、スポーツ施設等に配設された自動券売機でのクレジット利用の個人認証として用いてもよい。また、自動機以外では金融営業店内の金庫入り口や、住居入り口等の不当な入退室を防止する必要のある場所に設置して、個人を認証する形態で使用するのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る指静脈認証装置の外観斜視図である。
【図２】図１の指静脈認証装置に指を置いた状態で真上から見た平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る指静脈認証装置の変形例の外観斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る指静脈認証装置の外観斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る指静脈認証装置の変形例の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１  筐体
１０２  撮像用窓
１０３  ライトガイド
１０４  指位置合わせ用凸部
１０５  基板
１０６  発光素子
１０７  撮像素子
１０７ａ  カメラモジュール
１０８  光学素子
１０９  マイコン
１１０  メモリ
【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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