JP2004049705A - Personal authenticator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指静脈画像データを利用して個人又は複数人のグループを認証する新規な個人認証装置と個人認証方法及びその光源に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、指静脈画像データを用いて個人認証を行なうにあたって、同一人物にあっては、再現性よく指画像を取得する必要があるため、特開2001−184507号公報では、複数の指でドアの取ってなどを握る際には手の形がほぼ一意に決まることを利用して、データ取得部に平面的な指の回転を抑える為にト゛アの取って形状等の曲率を持ったデータ取得部を使い、空間的な指の移動をおさえるために複数指でデータ取得部を握って撮像し、指の移動度を並進に限定することを可能にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開2001−184507号公報においては、指の前後方向の回転は抑えることが出来ないため再現性よく指静脈画像データを取得できないため個人認証精度が低くなると同時に、取っ手形状のデータ取得部を手全体で握る構成のため、装置全体が大きくなり認証装置設置用スペースが広く必要という欠点があった。
本発明の目的は、指の静脈画像を利用して個人又は複数人のグループにおける個人認証において、予め記憶されたデータに対して指の照合が左右どちらの手の指に対しても容易に設定でき、高い再現性を持って指静脈画像を取得できると共に、高い認証精度を有する個人認証装置と個人認証方法及びその光源を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、1本の指の指紋を下面に向けて挿入できる挿入部を設けたケースと、前記指に対してその上面から透過光を発生する光源部と、任意波長に対して光透過性を有する干渉フィルタ部と、該干渉フィルタ部を透過した透過光を撮像する撮像部と、該撮像部から出力される前記指の静脈画像データを予め記憶部された画像データと照合できる照合用データを作成する画像処理部とを有することを特徴とする個人認証装置にある。
【0005】
前記指挿入部は、前記指の先端位置を規制する指押し当て部と、前記挿入後の前記指挿入部の入口における前記指の上下位置の少なくとも一方を設定する指位置規制部を有すること、干渉フィルタ部は光源部から発せられる前記透過光と他の光とを分離するものであること、又、前記指押し当て部は手のひらから最初の関節までの間に止まる位置に挿入できるように設けられることが好ましい。
【0006】
即ち、個人認証装置の指挿入部に指を挿入する際の指長軸方向ずれ、指短軸方向のずれ、指長軸を軸とした回転、指の静脈画像撮像部との位置ずれを防止し、指の画像撮像面を同一化し毎回の指挿入動作時の指挿入状態を同一にし、指静脈データ読取りの再現性を高める必要がある。そこで、指長軸方向のずれを防止する為に指挿入口の最奥に指先端が突き当たる壁を設け、指短軸方向のずれ及び指長軸を軸とした回転を防止する為にケースの指挿入部の入口部に挿入指の中心を示す三角マークを設け、指の画像撮像部との位置ずれを防止する為に指挿入部の入口上部に指付け根押し当て部と指先端が突き当たる壁の手前に突起部を設け、指挿入部に指を挿入する際、指挿入口の最奥にある指突き当て部に指先端をつけ、指長軸方向の中心をケースの指挿入部の入口部の三角マークに合せ、指付け根部分を指付け根押し当て部に接触させ、人がボタンを押す際、指の形がほぼ一義的に決まることを利用して指腹部で突起部を押す行為を行うことで達成される。
【0007】
指挿入部の最奥に指先端が突き当て部を設け、指を挿入した際の指腹部の位置に突起部を設け、指挿入部の入口上部に上部指付け根押し当て部を設ける。これにより、指短軸の中心をケースの指挿入部の入口部のマークに合せ指を挿入し、指挿部の最奥に指先端を指突き当て部につけ、指付け根部を指挿入部の入口上部の上部指付け根押し当て部につけ、指腹部を突起部に当てる指挿入動作により、指を挿入した際の指長軸を軸とした平面的回転及び空間的回転及び、前後左右の位置ずれを抑制し、さらに指と撮像部との位置規定を行なうことが出来、再現性良く指静脈画像データを取得することができる。
【0008】
更に、本発明は、1本の指の指紋を下面にし、前記指に対してその上面から透過光を照射する工程と、前記指を透過した透過光を撮像する工程と、該撮像された前記指の静脈画像データを予め記憶部された画像データと照合する認証工程とを有すること、又、一本の指に対して透過光を照射し、前記指を透過した透過光によって撮像された前記指の第1関節と第2関節との間の静脈画像データを予め記憶部された画像データと照合すること特徴とする個人認証方法にある。後者の方法においても、指の指紋を下面にし、前記指に対してその上面から透過光を照射するのが好ましく、このようにすることによって左右どちらの指でも容易に挿入でき、個人認証が容易にできるものである。
【0009】
前記透過光の照射位置に対する前記指の挿入位置の設定を前記指の先端と手のひらから最初の関節の間における上下の少なくとも一方とで行うこと、前記指の挿入後、該挿入された指によって前記透過光の照射の開始を指示すること、認証の指として特に指の先端から第1関節までの距離はどの指でもほぼ等しいことからどの指でも良く、人差指の挿入が容易であることから好ましい。
【0010】
又、本発明は、絶縁基板上に一列に少なくとも5個の遠赤外線を発光する発光ダイオードを有し、該発光ダイオードが少なくとも指の第1関節と第2関節との間に対応して等間隔に配置されていることを特徴とする個人認証装置用光源にある。好ましくは、更に両側に同じ間隔で1〜3個設けることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
図1は、本発明の個人認証装置の正面図(a)及び側面図(b)である。図2は、本発明の回路ブロック図である。図1に示すように、個人認証装置は、ケース9内に指の指紋を下面にして指挿入部2に挿入された1本の指に対しその上面から透過光30を発する遠赤外線を発光する一列に等間隔に配置された9個の発光ダイオード(LED)10を光源とした光源部22、光源部22から発せられる遠赤外線光の透過光30と室内環境に存在する蛍光灯の光等の人工光や自然光を分離するための干渉フィルタ部23、指を透過した光を撮像するCMOSカメラモジュールあるいはCCDカメラモジュール等で構成される撮像部24、光源22から発せられる光が撮像部24に入光される際、指の第1関節部の画像がさえぎられないような大きさで構成された画像処理のスタートを示す信号を作成するためのスイッチ部5、撮像部24で撮像された画像のデータ処理を行なうデータ処理部32で構成される。
【0012】
光源部22は絶縁基板上に9個の発光ダイオード(LED)10が配置されて指7との間にガラスでカバーされており、少なくとも5個が指の第1関節と第2関節との間に対応して等間隔に配置し、その両側に同じ間隔で指の長い人にも対応できるようにしている。このように等間隔で配置することによって均一な光の照射ができ、精度の高い認証が得られる。
【0013】
上部指付け根押し当て部3は、指7の挿入の入り口側に設けられ、指7の挿入位置を決めるのに指7の太さに対応させた凹部を有し、正確な位置決めができる。指7の下部は、干渉フィルタ23を覆うカバーに指7が接して静脈画像の変形が生じないように直接接しないように若干の空間が形成される。又、上部指付け根押し当て部3は点線のように両側を長くさせることによりより正確な位置決めができる。更に、上部指付け根押し当て部3の対応する下部に前述の空間を形成するのに指挿入部2の空間のほぼ全長さに亙ってそれと同様の突起を設けることができる。その突起はその長さの中心部に指7の太さより小さい幅の溝又は凹部を設け、ゴミの排除を容易にすることができる。
【0014】
データ処理部32は、撮像部24から出力される1本の指の静脈画像データを予め記憶部28に保存されたデータと照合できるようにするために照合用データを作成する画像処理部25、予め登録された照合データを保存する記憶部28、画像処理部25で作成された指静脈画像データと予め記憶部28に保存されている指の静脈画像データを照合する照合部29、個人認証装置21内の制御を行う制御部27、照合結果を入退出管理コントローラ等の他機器31に送信する通信処理部26で構成されている。
【0015】
また、個人認証装置の指挿入部2には、指挿入時の指7の挿入長を規制し、指の画像撮像時の指の位置を規制し指静脈画像の再現性を高めることを目的として、指長軸方向のずれを防止する為に指挿入部の最奥に指先端を突き当てる指突き当て部4、指短軸方向のずれ及び指長軸を軸とした回転を防止する為にケースの指挿入部の入口部に挿入指の中心を示す三角マーク1、指7の画像撮像部との位置ずれを防止する為に指挿入部の入口上部に指付け根部分を押し当てる上部指付け根押し当て部3と指突き当て部4の手前に突起部5が設けられ、これらの各部によって指の設定が正しく行われる。上部指付け根押し当て部3の延長として点線で示したようにその両端を若干長くすることによって指7の挿入時の位置をより正確に設定することができる。
【0016】
認証は、左右の手の10本内の1本を用い、図1−(b)の斜線部に示す指の第1関節部から第2関節部までの指のひら面に近い静脈の形状データを使用して行なわれ、認証対象指7を個人認証装置の指挿入部2に挿入することから開始され、以下の動作で行なわれる。尚、指は、左右の手の10本内どの指でも良い。
【0017】
まず、指挿入部2に指を挿入する際、指短幅の中心を視角的マークである三角マーク1に合せ、指先端を指挿入部2の指突き当て部4に当てると同時に指の付け根部分を上部指付け根押し当て部3につけるように指を挿入する。これらの指挿入動作が完了した時点で指先の腹部で突起部5を押下する。突起部5を押下することでスイッチ6がONし、光源部22が点灯、光源部22からの透過光31が指を通過し、指静脈データが撮像部24に撮像される。撮像された指静脈画像データは、画像処理部25において、位置ずれ補正処理等を行ない指静脈画像データを作成する。作成された指静脈画像データは、照合部29において、予め記憶部28に記憶されている指静脈画像データと照合処理が行なわれ、照合結果が通信処理部26を経由し入退出管理コントローラ等の他機器31に送信される。
【0018】
このような認証動作において、指短幅の中心を三角マーク1に合せ、指先の腹部を突起部5に乗せることで指長手方向を軸とした指の平面的回転及び空間的回転を抑制し、指先端を指挿入部2の指突き当て部4に当てることで指挿入口から見て指の前後方向のずれを抑制すると同時に使用する静脈画像データの撮像位置を規定し、指根元部を上部指付け根押し当て部3につけ指先の腹部を指挿入面基準突起部5に乗せることで撮像部24と指の位置関係が正しく設定され、又指の形がほぼ一義的に決まるので撮像部24に撮像される指静脈画像データが再現性よく取得でき、精度の高い個人認証ができる。
【0019】
本実施例においては、個人認証、又は登録にも用いられ、又、本装置は、認識コードを入力する入力部を設けることができる。
【0020】
(実施例2)
図3は、本発明の個人認証装置の正面図(a)及び側面図である。本実施例は、指挿入部2を、図3に示すように指の上下及び左右のずれを制限した丸型の開口形状にしたものであり、図1では点線で示すように指根元部を上部指付け根押し当て部3の両端を長くするのに対してこの丸型の開口形状によって更に指の挿入による左右ずれを防止することができる。他の構成は、実施例1と同じである。又、指挿入部2の上部は実施例1の上部指付け根押し当て部3に対応しており、又その下部は実施例1と同様に構成することができる。
【0021】
(実施例3)
図4は、本発明の個人認証装置の正面図(a)及び側面図である。本実施例においては、図4に示すように、実施例1の上部指付け根押し当て部3の代わりに下部指付け根押し当て部8を設けることにより、挿入指の左右ずれを防止することができ、本構成によっても本発明が達成できる。他の構成は、実施例1と同じである。また、指突き当て部4と突起部5は、合体させた構造でも達成できる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、指の静脈画像を利用して個人又は複数人のグループにおける個人認証において、予め記憶されたデータに対して指の照合が左右どちらの手の指に対しても容易に正確な位置に設定できるので、高い再現性を持って指静脈画像を取得できると共に、高い認証精度を有する個人認証装置と個人認証方法及びその光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の個人認証装置の構成図である。
【図2】本発明の個人認証装置の回路ブロックを示す図である。
【図3】本発明の個人認証装置の他の例を示す構成図である。
【図4】本発明の個人認証装置の他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
1…三角マーク、2…指挿入部、3…上部指付け根押し当て部、4…指突き当て部、5…突起部、6…スイッチ、7…認証対象指、8…下部指付け根押し当て部、9…ケース、21…個人認証装置、22…光源部、23…干渉フィルタ部、24…撮像部、25…画像処理部、26…通信処理部、27…制御部、28…記憶部、29…照合部、30…光源から発せられる光、31…他機器、32…データ処理部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel personal authentication device, a personal authentication method, and a light source for authenticating an individual or a group of a plurality of persons using finger vein image data.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when performing personal authentication using finger vein image data, it is necessary to obtain a finger image with high reproducibility for the same person. The data acquisition unit uses the fact that the shape of the hand is almost uniquely determined when grasping, etc., and the data acquisition unit has a curvature, such as the shape of the door, in order to suppress the rotation of the planar finger. In order to suppress the spatial movement of the finger, the data acquisition unit is grasped with a plurality of fingers and an image is taken, whereby the mobility of the finger can be limited to translation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-184507, the finger vein image data cannot be acquired with high reproducibility because the rotation of the finger in the front-rear direction cannot be suppressed. Has a drawback that the entire device becomes large and a large space for installing the authentication device is required.
An object of the present invention is to perform personal authentication in an individual or a group of a plurality of persons by using a vein image of a finger, and to easily set a finger collation with data stored in advance for both right and left fingers. An object of the present invention is to provide a personal authentication device, a personal authentication method, and a light source thereof that can obtain a finger vein image with high reproducibility and have high authentication accuracy.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a case provided with an insertion portion through which a fingerprint of one finger can be inserted toward the lower surface, a light source unit that generates transmitted light from the upper surface of the finger, and a light transmitting unit that transmits light at an arbitrary wavelength. , An imaging unit that captures transmitted light transmitted through the interference filter unit, and matching data that allows the vein image data of the finger output from the imaging unit to be matched with previously stored image data And an image processing unit for creating a personal authentication device.
[0005]
The finger insertion unit has a finger pressing unit that regulates the tip position of the finger, and a finger position regulation unit that sets at least one of the vertical position of the finger at the entrance of the finger insertion unit after the insertion. The interference filter section separates the transmitted light emitted from the light source section from other light, and the finger pressing section is provided so as to be inserted at a position where it stops between the palm and the first joint. Preferably.
[0006]
In other words, when the finger is inserted into the finger insertion unit of the personal authentication device, the displacement in the finger long axis direction, the displacement in the finger short axis direction, the rotation around the finger long axis, and the displacement of the finger from the vein image capturing unit are prevented. In addition, it is necessary to make the image capturing surfaces of the fingers the same, to make the finger insertion state the same at each finger insertion operation, and to improve the reproducibility of reading the finger vein data. Therefore, in order to prevent the displacement in the finger axis direction, a wall in which the finger tip abuts is provided at the innermost part of the finger insertion slot, and the case is provided to prevent displacement in the finger short axis direction and rotation around the finger axis. A triangular mark indicating the center of the insertion finger is provided at the entrance of the finger insertion unit, and a wall where the finger base pressing part and the finger tip abut on the upper part of the entrance of the finger insertion unit to prevent the finger from being displaced from the image pickup unit When inserting a finger into the finger insertion part, attach the tip of the finger to the finger butting part at the innermost part of the finger insertion port, and set the center of the finger long axis direction to the entrance of the finger insertion part of the case. When the person presses the button, the shape of the finger is almost uniquely determined when the person presses the button. Achieved by doing.
[0007]
A finger tip abutment part is provided at the innermost part of the finger insertion part, a projection part is provided at the position of the finger pad when the finger is inserted, and an upper finger base pressing part is provided at the upper part of the entrance of the finger insertion part. Thereby, the center of the short axis of the finger is aligned with the mark at the entrance of the finger insertion portion of the case, the finger is inserted, the tip of the finger is attached to the finger abutment portion at the back of the finger insertion portion, and the base of the finger is inserted into the finger insertion portion. By the finger insertion operation that attaches to the upper finger base pressing part at the upper part of the entrance and touches the finger pad to the protrusion, planar rotation and spatial rotation around the long axis of the finger when the finger is inserted, and positional deviation in front, rear, left and right Can be suppressed, and the position between the finger and the imaging unit can be defined, so that finger vein image data can be obtained with high reproducibility.
[0008]
Further, the present invention provides a step of irradiating the fingerprint of one finger with the lower surface, irradiating the finger with transmitted light from the upper surface thereof, imaging the transmitted light transmitted through the finger, and Having an authentication step of comparing the vein image data of the finger with the image data stored in advance, and irradiating transmitted light to one finger, and imaging the transmitted light transmitted through the finger. An individual authentication method is characterized in that vein image data between a first joint and a second joint of a finger is compared with image data stored in advance. Also in the latter method, it is preferable that the fingerprint of the finger is set to the lower surface and the transmitted light is radiated to the finger from the upper surface. Can be done.
[0009]
The setting of the insertion position of the finger with respect to the irradiation position of the transmitted light is performed by at least one of the top and bottom between the tip of the finger and the first joint from the palm, after the insertion of the finger, the inserted finger It is preferable to instruct the start of the transmission of the transmitted light and to use any finger since the distance from the tip of the finger to the first joint is almost the same as the authentication finger, and any finger may be used.
[0010]
The present invention also has at least five light emitting diodes that emit at least five far-infrared rays in a row on an insulating substrate, wherein the light emitting diodes are at least equally spaced between the first and second joints of the finger. A light source for a personal authentication device, wherein Preferably, one to three can be further provided at the same interval on both sides.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example 1)
FIG. 1 is a front view (a) and a side view (b) of the personal authentication device of the present invention. FIG. 2 is a circuit block diagram of the present invention. As shown in FIG. 1, the personal authentication device emits far-infrared rays that emit transmitted
[0012]
The
[0013]
The upper finger
[0014]
The
[0015]
Further, the
[0016]
The authentication uses one of the ten right and left hands, and the shape data of the vein close to the palm surface of the finger from the first joint to the second joint of the finger shown by the hatched portion in FIG. And is started by inserting the authentication target finger 7 into the
[0017]
First, when a finger is inserted into the
[0018]
In such an authentication operation, the center of the finger short width is aligned with the
[0019]
In the present embodiment, it is also used for personal authentication or registration, and the present apparatus can be provided with an input unit for inputting a recognition code.
[0020]
(Example 2)
FIG. 3 is a front view (a) and a side view of the personal authentication device of the present invention. In the present embodiment, the
[0021]
(Example 3)
FIG. 4 is a front view (a) and a side view of the personal authentication device of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, by providing the lower finger
[0022]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in personal authentication in an individual or a group of a plurality of persons using a vein image of a finger, the collation of a finger against data stored in advance is easily and accurately performed on the left or right hand. Since the finger vein image can be acquired with high reproducibility, a personal authentication device and a personal authentication method having high authentication accuracy and a light source thereof can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a personal authentication device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit block of the personal authentication device of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing another example of the personal authentication device of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing another example of the personal authentication device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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