JP2006141589A - 個人認証装置及び個人認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 囲いおよびガイドといった装置を外部に設けることなく、携帯情報端末に適用することが可能である静脈による個人認証装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 所定の波長の光を発光する発光ダイオード２３と、前記所定の波長の光のみを透過するバンドパスフィルタ２２と、バンドパスフィルタ２２を透過した光をカメラにより撮像した画像を画面に表示する表示用画面２と、画像の位置と距離とをガイド表示するガイド形状３１とを含む。これにより、囲いおよびガイドといった装置を外部に設けることなく、静脈による個人認証装置を提供できる。またこのことにより、携帯電話をはじめとする各種携帯情報端末に適用することが可能である。
【選択図】 図４

Description

本発明は、携帯電話に代表される移動可能な情報端末に内蔵可能な静脈による個人認証装置に関するものである。

生体情報（バイオメトリックス）による個人認証は、究極の認証手段として期待されている。その主流は、センサとしてＣＣＤやＭＯＳイメージセンサを用いる静脈パターン、手形、顔、指紋、虹彩、網膜パターンなどの視覚センシングである。中でも、手、指などの静脈パターンによる非接触式の認証は精度、コスト、使いやすさなど総合的に最も発展性がある。この静脈パターンの検出は、外部から照射した近赤外光（波長８００ｎｍ〜９００ｎｍ）が血中のヘモグロビンにおいては吸収され、生体組織においては高い透過性をもって透過されるという性質を利用する。すなわち、近赤外光を照射した状態でイメージセンサによる撮像を行うと静脈パターンを撮像することができ、静脈パターンを検出することが可能となる。

しかしこの方式には、画像の取り込み時に外部光がノイズとして入り込むため信号のＳＮ比が低下するという問題がある。更に、画像の焦点が合わせにくいという問題もある。これらの問題に対応するため、従来の静脈パターンを用いた認証装置では図１２に示すように外部光が入り込まないように囲いを設け、さらに画像の焦点を合わすために認証の対象となる指の位置を固定するガイドを設けている（たとえば特許文献１）。
特開２００４−４９７０５号公報

しかしながら、特許文献１において開示されている装置では、外部光が入り込まないように囲いが設けられ、また画像の焦点を合わすためのガイドが設けられている。これらの装置は、装置の大きさを大きくしてしまう要因となる。近年の電子ショッピングの普及に伴い携帯電話で商品の購入も行うことが可能となってきている。これらの携帯電話において個人を認証する方法として静脈パターンによる個人認証を採用することは、従来技術においては装置を大きくするという面から困難である。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、携帯電話等の携帯情報端末に適用可能な静脈パターンによる個人認証装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の個人認証装置では、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像の位置をガイドするガイド手段と、前記撮像手段により撮像される画像を画面に表示する表示手段と、前記撮像手段により撮像される画像を基に静脈パターンを取得する取得手段とを含むことを特徴としている。

このように、本発明の個人認証装置では、撮像手段により撮像した画像より個人認証を行う。このため、撮像装置を備えた携帯電話等の携帯情報端末に対しても適用することが可能とされる。

ここで、前記ガイド手段は、撮像される生体の部位のモデル形状と、撮像される生体の部位の位置と焦点位置との距離差とを前記画面に表示するものであってよい。

この構成によれば、モデル形状と、距離差を参照して適正な位置関係で静脈パターンを撮像することが可能とされる。したがって、外部にガイドを設けることが不要とされ、認証装置が大型化することが回避される。

ここで、前記ガイド手段は、サークル状の光を発光するものであってよい。
この構成によれば、サークル状の光に焦点を合わせ、その位置に撮像の対象となる生体の部位を置いて撮像することで、適正な位置関係で静脈パターンを撮像することが可能とされる。したがって、外部にガイドを設けることが不要とされ、認証装置が大型化することが回避される。

ここで、前記表示手段は、前記撮像手段より撮像された画像の輪郭を強調して表示するものであってよい。

この構成によれば、画像の輪郭が強調され、撮像する位置を調整することが容易とされる。

ここで、前記取得手段は、さらに、静脈パターンの特定を行う特定手段を含み、前記特定手段は、前記撮像手段により撮像された画像から静脈パターンを特定してもよい。

この構成によれば、撮像された画像より静脈パターンが特定できる。
ここで、さらに、所定の波長の光を発光する発光手段を含み、前記発光手段は近赤外光を発光する半導体素子であって、前記半導体素子は直線状に並べられていてよい。

この構成によれば、近赤外光が光源とされる。近赤外光は、血中のヘモグロビンに吸収されるが、生体組織に対しては透過性が高く、静脈パターンの検出に利用可能である。また、直線状に半導体素子が並べられているため、対象となる生体部位の形状に合わせて、個々の半導体素子の発光強度を調整することが可能とされる。

ここで、前記特定手段は、前記発光手段により発光を行う前後に各々前記撮像手段において撮像した画像の差分より、静脈パターンの特定をおこなってもよい。

この構成によれば、近赤外光の発光前後の画像の差分を取ることにより、発光手段以外からの光によるノイズ成分を除去することができる。

ここで、さらに、所定の波長の光のみを透過する透過手段を含み、前記透過手段は、前記撮像手段の前に設置され、発光手段の光を透過するバンドパスフィルタであってもよい。

この構成によれば、近赤外光のみを透過させ、撮像することが可能とされる。すなわち、外部光の影響を避けて静脈パターンを撮像することが可能とされる。このため、外部に囲いを設けることが不要とされる。

ここで、前記透過手段は、非使用時には前記撮像手段の前から他所へ移動可能であってもよい。

この構成によれば、非使用時には、バンドパスフィルタを撮像手段前から他所へ移動できるため、本装置におけるカメラは通常のカメラとしても利用することが可能である。

ここで、さらに、静脈パターンを認証する認証手段を含んでよい。
この構成によれば、特定された静脈パターンを基に認証が行われる。

ここで、前記認証手段は前記特定手段において特定された静脈パターンと、登録されている静脈パターンとを各々複数のブロック分割し、そのうち所定の割合以上のブロックが一致した場合に同一と認証するものであってよい。

この構成によれば、特定された静脈パターンと登録されている静脈パターンとをブロックに分割し、個々のブロックの比較結果により認証を行うことができる。

ここで、前記認証手段は前記特定手段において特定された静脈パターンの総延長と、登録されている静脈パターンの総延長とを比較し、両者の誤差が所定の範囲内の場合に同一と認証するものであってよい。

この構成によれば、特定された静脈パターンの総延長と登録されている静脈パターンの総延長とを比較した比較結果により認証を行うことができる。

ここで、さらに、前記認証手段おける認証結果をホストコンピュータの要求により前記ホストコンピュータに送信する送信手段を備えてよい。

この構成によれば、認証結果をホストコンピュータに送信することができる。
ここで、前記認証結果は暗号化されて送信されてもよい。

この構成によれば、安全に認証結果を送信することができる。
なお、個人認証を行う方法、プログラムにおいても同様の手段、効果を有している。

本発明は、囲いおよびガイドといった装置を外部に設けることなく、静脈による個人認証装置を提供できる。そのため、携帯電話等の携帯情報端末に適用することが可能である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の個人認証装置の外観図である。個人認証装置は、携帯電話に部品等を付加して静脈パターンによる個人認証を行う装置であって、大きさは通常の携帯電話と変わらない。構成は、携帯電話１、表示用画面２、モード切替スイッチ３、撮像ボタン４によりなされている。また図２は、図１の静脈パターンによる個人認証装置を背面から見た外観図である。背面には、カメラ用レンズ２１、バンドパスフィルタ２２、発光ダイオード２３が備えられている。

携帯電話１は通常の携帯電話に静脈パターンによる個人認証機能を付加したもので、通常の携帯電話としても使用可能である。表示用画面２は、通常の携帯電話の画面であって、カメラより送られる画像等をモニタ表示することができる。モード切替スイッチ３は、このスイッチをｏｎにすることにより、静脈パターン撮像モードにするスイッチである。撮像ボタン４は、いわゆるシャッタボタンであり、このボタンを押すことにより撮像が行われる。カメラ用レンズ２１は通常の携帯電話のカメラレンズそのものである。バンドパスフィルタ２２は近赤外光のみを透過するバンドパスフィルタであって、静脈パターン撮像モード切替スイッチ３がｏｎとされたときにカメラレンズ５の前に移動する。発光ダイオード２３は、近赤外光を発光する発光ダイオードであって、バンドパスフィルタ２２を透過する波長を発光するものである。この発光ダイオード２３は、直線状に複数個配置されており、撮像の対象となる生体の部位の形状に合わせて個々の発光ダイオード２３の発光強度が調整されるようになっている。

静脈パターンの撮影を行う場合においては、モード切替スイッチ３をｏｎにする。このことにより、バンドパスフィルタ２２がカメラ用レンズ２１の前に移動する。また、発光ダイオード２３が発光を開始する。ここで、表示用画面２には、図３に示すようなガイドとなる形状３１が表示される。ここでは、一例として指を撮像の対象とする場合を考えており、指の形状３１が表示される。この形状３１に、撮像の対象となる指が重なるように調整することで水平方向の位置あわせができる。また、画面上には垂直方向の位置あわせのために、適正な撮像位置と、現在の撮像対象が存在する位置との差を示す距離表示３２がなされる。距離表示が０ｃｍとなるように調整することで垂直方向の位置あわせができる。

この際、図４に示すように表示用画面２に表示されるモニタ画像４１は輪郭が強調されるように処理された上で表示される。これにより、撮像の対象となる指の位置を調整することが容易とされる。

図５を用いて、本実施の形態における静脈パターンの撮像のフローを説明する。使用者は、モード切替スイッチ３を押す（Ｓ５１）。ボタンが押されることにより、バンドパスフィルタ２２がカメラレンズ２１の前に移動される（Ｓ５２）。さらに、発光ダイオード２３を発光させる（Ｓ５３）。次に、指の形状３１と距離差３２がガイドとして表示される（Ｓ５４）。使用者は指の形状３１に、撮像対象となる指を重なり、かつ距離差３２が０ｃｍとなるように合わせる（Ｓ５５）。このことにより、焦点が合うようになっている。この状態で撮像ボタン４を押すことにより（Ｓ５６）、静脈パターンを撮影することができる。

またここで、発光ダイオード以外からの光の影響を除去するため、発光ダイオードを発光させない状態で撮像をいったん行い、改めて発光ダイオードを発光させた状態で撮像を行ってもよい。両者の画像を比較し差分を取ることで発光ダイオード以外からの光の影響を除去することができる。

ここで、本個人認証装置での静脈パターンの認証を図６の機能ブロック図により説明する。携帯電話１内部は、電話部６１、認証部６４により構成される。認証部６４内には、制御部６５、発光部６６、撮像部６７、照合部６８、記憶部６９が備えられる。認証を行う場合において、まず制御部６５からの指令により発光部６６が発光する。制御部６５の指令により撮像の対象となる指６２に発光部６６から照射された光の反射光を撮像部６７が撮像する。撮像された画像より静脈パターンを特定し、特定された静脈パターンは記憶部６９に記憶されている静脈パターンのデータと照合部６８において照合される。

照合部６８においては、特定された静脈パターンと登録されている静脈パターンを、例えば各々１００以上のブロックに分割し、そのうち８０％以上のブロックが一致した場合に同一と認証される。なお、照合部６８においては、特定された静脈パターンの総延長と登録されている静脈パターンの総延長とを比較し、例えば両者の誤差が５％以内であるときに同一と認証されてもよい。以上によって静脈パターンの認証が行われる。認証された情報は、ホストコンピュータ（不図示）の要求により、アンテナ６３より暗号化され送信される。

図７は、本個人認証装置を用いた電子ネットショッピングの模式図である。電子ショッピングサイトのホストコンピュータ７１とユーザの持つ個人認証装置７４は、ネットワーク７２、中継アンテナ７３を経由して結ばれている。電子ショッピングサイトのホストコンピュータ７１とユーザの持つ個人認証装置７４との間には、図８に示す通信シーケンスに示すような通信がなされる。ユーザは商品の購入を電子ショッピングサイトに申し込む（Ｓ８１）。電子ショッピングサイトから認証結果を送信するよう要求がなされる（Ｓ８２）。ユーザは認証を行いその結果が電子ショッピングサイトに送信される（Ｓ８３）。以上により電子ネットショッピングが成立する。

以上のように実施の形態１によれば使用者は、撮像することにより携帯電話１内に取り込まれた静脈データを認証することができ、この携帯電話を静脈パターンによる個人認証装置として使用することができる。

なお、本実施の形態においては携帯電話を対象としたが、カメラが内蔵されたＰＤＡ等に対して適用することも可能である。また、据え置き型の静脈パターンによる個人認証装置にも適応可能である。この場合においても、外部光が入り込まないようにするための囲い、及び画像の焦点を合わすためのガイドを設ける必要がなく、装置を小型化でき、さらに静脈パターンによる個人認証装置として使用しないときは監視カメラ等としても使用できる。

また、本実施の形態では、指を撮像の対象としたが手、口腔内等の部位を対象としてもかまわない。対象となる体の部位に対応するガイドとなる形状３１を表示させることにより実現できる。

また、本実施形態では発光ダイオードを近赤外光の発光手段として使用したが、レーザダイオード等ほかの半導体素子でもかまわない。また、本実施の形態ではカメラレンズの前にバンドパスフィルタを設置したがカメラレンズの後ろなどでもよい。さらに本実施の形態においては、作業者が位置あわせが完了した際に撮像ボタン４を押し撮像を行うとしたが、位置あわせが完了したことを自動認識して、自動的に撮像が行われてもよい。

（実施の形態２）
次に実施の形態２の個人認証装置について説明する。本実施の形態が、実施の形態１と異なる点は、図９に示すように、ガイド表示用のレーザダイオード９１が追加されたことにある。このレーザダイオードはサークル状の光を照射し、このサークル状の光に焦点があう位置に撮像対象となる生体の部位を置くことで、静脈パターンを撮像することができる。

図１０および図１１を用いて、本実施の形態における静脈パターンの撮像のフローを説明する。Ｓ５１からＳ５３間でのステップは、実施の形態１と同様である。次に、レーザダイオード６１よりサークル状のガイド光を照射させる（Ｓ１０１）。使用者は図１１（ａ）に示すように指の中心にサークル状のガイド光が来るように水平方向の位置合わせを行う（Ｓ１０２）。次に図１１（ｂ）に示すようにレーザ光の焦点があい、レーザ光が点に見える位置に垂直方向の位置合わせを行う（Ｓ１０３）。この状態で撮像ボタン４を押すことにより、静脈パターンを撮影することができる（Ｓ５６）。

以上のように実施の形態２によれば、使用者は実施の形態１と同様に撮像することにより携帯電話１内に取り込まれた静脈データを認証することができ、この携帯電話を静脈パターンによる個人認証装置として使用することができる。

本発明にかかる静脈パターンによる個人認証装置は、携帯情報端末に適用することができ、特に携帯電話に対して携帯電話の大きさを大きくさせることなく適用することが可能である。

実施の形態１及び２の静脈パターンによる個人認証装置の外観図である。 実施の形態１の静脈パターンによる個人認証装置を背面から見た外観図である。 実施の形態１のガイドの形状の一例を示す図である。 実施の形態１の撮像対象となる生体部位の輪郭が強調される一例を示す図である。 実施の形態１の静脈パターンの撮像のフローチャートである。 実施の形態１の機能ブロック図を示す図である。 電子ショッピングを行う際の模式図である。 電子ショッピングを行う際の通信シーケンスを示す図である。 実施の形態２の静脈パターンによる個人認証装置を背面から見た構成図である。 実施の形態２の静脈パターンの撮像のフローチャートである。 実施の形態２の撮像の位置合わせを行う際の模式図である。 従来の静脈パターンによる個人認証装置の外観図である。

符号の説明

１ 携帯電話
２ 表示用画面
３ モード切替スイッチ
４ 撮像ボタン
２１ カメラ用レンズ
２２ バンドパスフィルタ
２３ 発光ダイオード
３１ ガイド形状
３２ 距離表示
４１ 輪郭が強調された画像
６１ 電話部
６２ 指
６３ アンテナ
６４ 認証部
６５ 制御部
６６ 発光部
６７ 撮像部
６８ 照合部
６９ 記憶部
７１ ホストコンピュータ
７２ ネットワーク
７３ 中継アンテナ
７４ 個人認証装置
９１ レーザダイオード

Claims (16)

1. 被写体を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段による撮像の位置をガイドするガイド手段と、
   前記撮像手段により撮像される画像を画面に表示する表示手段と、
   前記撮像手段により撮像される画像を基に静脈パターンを取得する取得手段と
   を含むことを特徴とする個人認証装置。
2. 前記ガイド手段は、撮像される生体の部位のモデル形状と、撮像される生体の部位の位置と焦点位置との距離差とを前記画面に表示することを特徴とする請求項１に記載の個人認証装置。
3. 前記ガイド手段は、サークル状の光を発光することを特徴とする請求項１に記載の個人認証装置。
4. 前記表示手段は、前記撮像手段より撮像された画像の輪郭を強調して表示することを特徴とする請求項１に記載の個人認証装置。
5. 前記取得手段は、さらに、
   静脈パターンの特定を行う特定手段を含み、
   前記特定手段は、前記撮像手段により撮像された画像から静脈パターンを特定することを特徴とする請求項１に記載の個人認証装置。
6. さらに、所定の波長の光を発光する発光手段を含み、
   前記発光手段は近赤外光を発光する半導体素子であって、前記半導体素子は直線状に並べられていることを特徴とする請求項５に記載の個人認証装置。
7. 前記特定手段は、前記発光手段による発光前と発光時に各々前記撮像手段において撮像した画像の差分より、静脈パターンの特定をおこなうことを特徴とする請求項６に記載の個人認証装置。
8. さらに、所定の波長の光のみを透過する透過手段を含み、
   前記透過手段は、前記撮像手段の前に設置され、発光手段の光を透過するバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項５に記載の個人認証装置。
9. 前記透過手段は、非使用時には前記撮像手段の前から他所へ移動可能であることを特徴とする請求項８の個人認証装置。
10. さらに、静脈パターンを認証する認証手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の個人認証装置。
11. 前記認証手段は前記特定手段において特定された静脈パターンと、登録されている静脈パターンとを各々複数のブロック分割し、そのうち所定の割合以上のブロックが一致した場合に同一と認証するものであることを特徴とする請求項１０に記載の個人認証装置。
12. 前記認証手段は前記特定手段において特定された静脈パターンの総延長と、登録されている静脈パターンの総延長とを比較し、両者の誤差が所定の範囲内の場合に同一と認証するものであることを特徴とする請求項１０に記載の個人認証装置。
13. さらに、前記認証手段おける認証結果をホストコンピュータの要求により前記ホストコンピュータに送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の個人認証装置。
14. 前記認証結果は暗号化されて送信されること特徴とする請求項１３に記載の個人認証装置。
15. 携帯型の撮像手段により画像を撮像する撮像ステップと、
    前記撮像手段による撮像の位置と距離とをガイドするガイドステップと、
    前記撮像手段により撮像した画像を画面に表示する表示ステップと、
    前記撮像手段により撮像した画像を基に静脈パターンを取得する取得ステップと、
    を含むことを特徴とする個人認証方法。
16. 請求項１５に記載の個人認証方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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