JP2019102036A - カード型指静脈認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自由に携帯してどこでも本人確認が確実にできる指静脈認証技術を利用したカード型指静脈認証装置、特に前段で述べている前者の外光遮光の装置は、遮光手段が邪魔になりカード型には利用困難であるので遮光手段を必要としない後者のタイプの認証技術を利用して携帯可能なカード型指静脈認証装置を提供する。【解決手段】カード本体の表面に接触した指の側面に、前記表面と同じ高さ位置から光を照射するよう構成し、前記照射された光が指表面を伝わるのを防止する手段を備えたことを特徴とするカード型指静脈認証装置。【選択図】図１

Description

本発明は、指に光を当てて指の静脈画像を撮像し、この撮像した画像を分析して個々人を認証する指静脈認証装置、特に携帯可能なカード型の指静脈認証装置に関する。

従来の指静脈認証装置は、大きく分けた２つのタイプの認証装置がある。一つは、特開２００３−３０６３２５号公報に記載されたタイプの指静脈認証装置である。もう一つは、特許第４９９６３９４号に記載された映像の解析技術を用いた指静脈認証装置である。

前者の指静脈認証装置は、指内部の静脈の形態を鮮明に撮像して、認証するものであり、静脈の形態を鮮明に撮像するために、外光が指内部に入射しないよう外光を遮蔽して、指をはさんで撮像部と対抗する側に光源を配置して特定の光を指内部に入射させるものである。

一方、後者の指静脈認証装置は、指内部の静脈の形態を鮮明に撮像は必要とせず多少不鮮明であっても、特許第４９９６３９４号の技術を利用し、独自アルゴリズムを利用して不鮮明な撮像を補正して映像を作成し認証するものであり、外光を遮光する手段は不要となる。このタイプの装置は、撮像の映像を補正するための特別なアルゴリズムに基づいたソフトが必要となるものである。

どちらのタイプの認証装置が優れているかは、一概には言えず、夫々長所と短所とがあり、認証装置を必要とするＴＰＯに応じて選択すれば良いのである。しかしながら、カードによって代金を支払う、カードによって預貯金を操作するにあたって、カードを使用する本人認証が、最も信頼性の高い指静脈認証がカード自体に組み込まれていれば、別置きの認証装置は不要となり、カードがさらに利用しやすいものとなる。ところが、前者タイプのものは、外光遮蔽手段等の鮮明な映像を撮像するための手段が必要となり、指の太さより薄くなるカード型の装置を提供するのは、技術常識からして困難である。

ところが、前者タイプのカード型の装置が特開２０１７−１０７３０９号公報に記載されている。ところがこの公報の記載内容を見ると、鮮明な指静脈の映像を撮像する旨は記載されているものの、外光を遮光する手段のように、撮像を鮮明にするための具体的手段については全く示唆されておらず、この技術が完成されているとは理解できない。仮に、後者タイプの技術を利用して開発したものであれば、外光を遮光するための手段のような撮像を鮮明にするための手段は不要となることは、容易に推測できる。

後者のタイプを利用したものであっても、特開２０１７−１０７３０９号公報に記載されているようにカードを薄くするためにカード表面と同じ位置に光源を於いて指に光を照射しただけでは、認証が可能となる補正を行うことが困難な程映像が不鮮明となっている。

特開２００３−３０６３２５号公報 特開２０１７−１０７３０９号公報

特許分権３

特許第４９９６３９４号公報

発明者は、光源から照射された光は皮膚の表面を伝わって撮像部まで達するという現象を見出し、この現象が映像をより不鮮明にして補正よっても認証が不可能となることが分かった。そこで本発明は、遮光手段を必要としないかつ上記の課題点を解消した後者のタイプでのカード型指静脈認証装置を提供することを目的としてなされたものである。

本発明は、上記目的を達成させるため、カード本体の表面に接触した指の側面に、前記表面と同じ高さ位置から光を照射するよう構成し、前記照射された光が指表面を伝わるのを防止する手段を備えたことを特徴とするカード型指静脈認証装置を提供する。

本発明は、上記の構成により、特許第４９９６３９４号の技術を利用し、指内部の静脈の形態を鮮明に撮像は必要とせず多少不鮮明であっても、独自アルゴリズムを利用して不鮮明な撮像を補正して映像を作成でき、遮光手段を必要としない。かつ、光は皮膚の表面を伝わって撮像部まで達するという現象の課題点を解消することにより、光源の面と撮像側の面とを同一の面に配置したカード型指静脈認証装置という効果が得られるものである。

本発明の一実施例であるカード型指静脈認証装置の平面図。 図１の底面図。 図１中のａ―ａ矢視断面図。 図１中のｂ―ｂ矢視断面図。 読み取り装置にカード型指静脈認証装置を設置した後のカード本体１に指を押圧した状態を示す図。 図１乃至図４に本発明の１実施例のカード型指静脈認証装置を読み取り装置に設置して使用する状態を示した図。

本発明を、図１乃至図６に示す本発明の一実施例及び実施の形態に基づいて、具体的に説明する。
図１中の１は、樹脂製のカード本体で、カード本体１の表面と裏面には透明のＰＥＴカバーレイ９が接着されて、長辺が８３ｍｍ、短辺が４５ｍｍ、厚みが０．７６ｍｍの板状に形成されたものである。

２はセンサー部で、カード本体１の表面側の透明なＰＥＴカバーレイ９に指Ｆの指紋のある腹側が載せられる長方形の部分であり、３は、センサー部２に腹側が接触して乗せられた指Ｆの中央側部に光を照射するよう斜め上方に向かって光を照射させるＬＥＤ光源で、カード本体１に固着されている。

４は、樹脂製の四角柱で形成されたフィンガーバリアで、センサー部２の両長辺に接してカード本体１に固着されている。フィンガーバリア４は指Ｆの側部を押し付けて僅かに凹ませるよう構成されたものであり、四角柱や角部がＲで形成されていても良い。フィンガーバリア４はフィンガーバリア４を両方に配置することで、指Ｆが挿入される間隔が一定に形成され、指Ｆがセンサー部２への接触圧は、常に一定となり、静脈の形態が指Ｆの接触強さで変わるのを防いでいる。指Ｆのセンサー部２への接触圧が一定となって、計測静脈の形状のバラつきを防ぎ、より正確な静脈の形態の計測が可能となるよう構成されているが、ＬＥＤ光源３が配置された側だけに設けられても良い。

５はセンサー部２を構成するセンサー素子であり、センサー素子５は、光を透過する透光部と、透光部を透過した光を受光し、受光した光の照度データを作成するシリコンからなる受光部とから構成され、カード本体１に固着されている。なお、透光部の光が通過する穴は、空気層或いは透明な導光材からなる層で形成されていて、光が通過する穴は例えば径が５０μｍの穴を縦横に２１０×４２０個設けた透光部である。

６はカード本体１に設けられたＣＰＵ保持電源回路を裏面側に持つ電源接点であり、電源接点６を押すことによりＣＰＵ保持電源回路を介して、各機器に電力が流れる。

７はカード本体１に固着されたＣＰＵチップであり、ＣＰＵチップ７は、特許第４９９６３９４号公報の特許発明技術の画像解析技術を実行するプログラムを備え、センサー素子５から送られてくる光のデータを解析して、指静脈の形態を映像化し、この映像化した映像と、あらかじめ蓄積した映像とを対比させて本人か否かを判断するものである。即ちプログラムは、次の技術を実行するプログラムである。

（プログラムの説明）指に赤外光を照射する光源と、透過光によって撮影し、画像信号を出力する撮像手段と、低域通過型フィルタを用いて、前記画像信号から低周波輝度成分信号を抽出する低周波輝度成分抽出手段と、中域通過型フィルタを用いて、前記画像信号から中周波輝度成分信号を抽出する中周波輝度成分抽出手段と、前記低周波輝度成分信号を用いて、前記中周波輝度成分信号を補正する補正手段と、補正された前記中周波輝度成分信号を４値の分布が所定の比率になるように４値化する４値化手段と、前記４値化手段によって４値化された４値化画像の複数セルを畳み込んで縮小４値化画像を生成する縮小４値化画像生成手段と、前記４値化画像及び前記縮小４値化画像を記憶しておく記憶手段と、前記４値化手段によって４値化された評価対象となる評価４値化画像から生成された評価縮小４値化画像と、前記記憶手段に記憶されている登録縮小４値化画像との１次相関係数を、正規化相関法によるパターンマッチング方式を用いて算出し、前記１次相関係数が所定値以上となった場合に限り、前記評価縮小４値化画像に関連付けられている評価４値化画像と、前記登録縮小４値化画像に関連付けられている登録４値化画像との相関係数を、正規化相関法によるパターンマッチング方式を用いて算出する相関係数算出を実行させる手段である。

８はカード本体１に固着された制御回路で、制御回路８は、指Ｆがセンサー部２に接触するのを感知してＬＥＤ光源３を発光させ、所定時間後にＬＥＤ光源３の発光をストップさせるものである。

次に、図１から図４に示す本実施例のカード型指静脈認証装置を読み取り機１０に、設置して、認証を実行する認証操作について説明する。なお、本例の読み取り機１０は、表面にキーボードが形成されて情報が入力できる型式のものであるが、キーボードを備えないものでも良い。

金銭等の支払いを、カードを使用して行う際の認証操作であり、カード支払い金額を入力した後、本人確認のためカード本体１を読み取り機１０に挿入すると、電源接点６が押され、電源がオンとなりカード型指静脈認証装置が作動する。電源がオンなって制御回路８に通電され、センサー部２に指Ｆが乗せられて指Ｆの腹部がセンサー部に接触すると、制御部回路８が指Ｆの接触を感知してＬＥＤ光源３に通電してＬＥＤ光源３を発光させる。ＬＥＤ光源３から、光が指Ｆの側部に照射され、一部は指Ｆの内部に入り一部は指Ｆの皮膚を伝わって流れる。ＬＥＤ光源３で所定時間だけ光を照射し、所定時間が経過すると制御回路８が作動してＬＥＤ光源３への通電をストップさせて光の照射を止める。

ＬＥＤ光源３から照射された光で、指Ｆの皮膚に伝わった光は、フィンガーバリア４によりセンサー部２に伝わるのを防ぎ、指Ｆの内部に入った光は、指Ｆの肉組織で乱反射して光の膜を形成し、光がセンサー部２に伝わる。これにより、指Ｆ内部の静脈の形態に対応した照度の光がセンサー部２に達する。

センサー部２に達した光は、センサー素子５の透光部の穴を通過し、受光部に達して受光部で光の照度データが作成されて、２１０×４２０の照度データをＣＰＵチップ７に送る。ＣＰＵチップ７に送られたデータは、特許第４９９６３９４号の特許発明技術の画像解析技術を利用して複数回補正して指Ｆの静脈の映像を作成し、蓄積している映像と対比して同一否かを判定して本人を認証する。

本実施例のカード型指静脈認証装置によれば、外光を遮光するためのセンサー部２を覆う遮光壁は不要となり、カードを通常のクレジットカードの厚さと遜色ない厚さに抑えることができ、ＬＥＤ光源３から照射された光が、フィンガーバリア４により外皮を伝わってセンサー部２に伝わるのをフィンガーバリア４により防ぐことができるので、精度の高い認証が可能となる。

以上本発明を１実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明はこの実施例だけに限定されるものではなく、カード本体１の材質は、樹脂だけに限定されるものではなく、紙製のもの、木製のもの、その他電導質以外のものであればよく、カードの大きさ、厚みも、カード入れ等に入れて持ち運び容易な大きさ厚みであれば良い。更には、各要素部材も上記だけに限らず、要は、本発明は請求項記載の要旨を逸脱しなければ、どんなものでも良い。

１：カード本体
２：センサー部
３：ＬＥＤ光源
４：フィンガーバリア
５：センサー素子
６：電源接点
７：ＣＰＵチップ
８：制御回路
９：ＰＥＴカバーレイ
１０：読み取り機
Ｆ：指

Claims (1)

1. カード本体の表面に接触した指の側面に、前記表面と同じ高さ位置から光を照射するよう構成し、前記照射された光が指表面を伝わるのを防止する手段を備えたことを特徴とするカード型指静脈認証装置。

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