JP4631964B2 - 指認証装置 - Google Patents
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Description
具体的には、次のようにして、指の血管パターンによる認証が実現されている。まず近赤外光を発する光源を用意し、その光を撮影するように対峙させてカメラを設置する。カメラには、近赤外域の波長だけを通すような光学フィルタを装着する。認証時には、カメラと光源の間に指を挿入し、そのときの指の画像を撮る。血液中の成分は近赤外光を良く吸収するため、血管部分は光が透過せずに暗く映る。このようにして撮影された血管パターンの画像と、登録されている血管パターンの画像との間で照合を行い、個人認証を行う。
わせて置く方法も考えられるが、正しい置き方を学習する必要があり、誰でもが簡単に使えるとはいえない。
また、認証装置に挿入したときの指の姿勢によっても、得られる血管パターンは変化する。例えば、力を入れて過度に伸ばした状態にある指は、表皮の緊張によって血管が圧迫されて血管パターンが部分的に欠落する場合がある。さらに、認証装置全体を照らしている外光が変化するだけでも、得られる画像の明るさやコントラストが変わって、認証精度に影響を与える。通常の太陽光や照明光の中にも、近赤外域の光が含まれており、光が回り込んで血管パターンに影響を与えるからである。
本発明の目的は、従来の技術では同一性が保証できなかった、認証ごとの撮影条件を、ユーザにとって負担のない操作体系の中で低コストに均一化させることにある。
また、指を屈曲した姿勢で位置決めさせるためのガイド部と、指が配置される場所を挟むように設け指を透過する透過光を照射する光源と、撮像部と、撮像部で撮影された画像の認証動作を行う認証部とを有する指認証装置を提供する。これにより、指の位置を自然に特定の位置に誘導することが可能となり、さらに血管を圧迫することないため、撮影した画像に対して、安定した照合をおこなうことができ、結果として、認証の精度を著しく向上させることができる。
図1は、本発明を実現する認証装置100の概略図である。本体は、大きく分けて光源部102と撮像部104の2つに分けられる。光源部と撮像部の間には空間が設けられ、認証時には、その空間に指を挿入する。光源部は、指が挿入される空間の上部を屋根のようにして覆い、天井等からの照明が直接撮像部に侵入しないよう遮光の役割を果たす。ここでは空間の側壁が存在しない例を示しているが、側壁を設けて、横側からの外光の侵入も阻止するようにしてもよい。この場合、認証精度を向上させるため、側壁に近赤外線の乱反射を防止するための反射防止剤等の塗料を塗布するか、反射防止材料で側壁を構成することが望ましい。光源部には、波長810ナノメートル前後の近赤外光を発する光源106が、撮像部のカメラ114側に向けて光を放つように設置されている。光源とカメラとの間に指を挿入することで、指を近赤外光が透過し、それをカメラで撮影することによって指の血管パターン画像が得られる。ガイド溝112は、指の正しい挿入位置や向きを直感的に理解しやすい形で提示する。ガイド溝に合わせて指を置くと、指先にあたる部分にボタンスイッチ108があり、指の第1、第2関節前後の部分に開口部110が位置する。開口部110は、透明なガラスやアクリル板で覆われ、光は通しつつ、認証装置内部に異物が入り込むのを防止する。カメラ114には、近赤外波長域の光のみを透過する光学フィルタが必要なため、上記ガラスやアクリル板の替わりに、光学フィルタの板を用いることで、二つの機能を一つの板にまとめることもできる。
胴回りの回転によって撮影される指の面が変わってしまうこともない。
また、ボタンを押すときには、指は自然に曲がった状態になり、指先以外には不必要に表皮に緊張を与えることがないので、血管の圧迫によるパターンの欠落も起こりにくい。また、自然に曲がった状態であれば、開口部110のガラス面に指が触れることもなく、ガラス面との接触によって血管が圧迫されたり、汚れが付着したり、といったこともない。
等になり、より精度の高い認証をおこなうことが可能となる。
理結果に基づき、結果を表示器212に表示したり、制御対象216に適切な信号を送って扉を開閉したり、といった各種制御を行う。キーボード214は、例えば、暗証番号などの、認証に関する補助情報を入力するなどに用いる。
量を変化させる方向は、指の部分の画像領域が全体に明るい場合には、光量が強く飽和気味の傾向が予測されるので光量を下げる方向に、逆に全体に暗い場合には、光量が弱いために透過光のS/N比が下がっている傾向が予測されるので光量を上げる方向に操作する。指領域の全体の明るさは、その構成画素の平均値から容易に計測できる。そして、すでに登録してあるパターンと一致するものがないか照合探索を行い(ステップ914)、一致するパターンが存在すれば(ステップ916)、認証を必要としている機器やソフトウェアプログラム等の制御対象に対して、正当なアクセス権が認証された旨の信号、もしくは認証された個人の識別用データを送信する(ステップ918)。そして、次にスイッチがオンになるまで再び待機する。
がなくなる。すなわち、輝度差の大きい部分が、どこで途絶えたかの位置座標が指の外郭位置を与え、これは非常に簡単な差分処理で求められる。指の太さを求める分には、最低2点のマーキングがあればよいのだが、指は太さは節などがあって一様ではないので、図のように4点のマーキングを使うと、より正確な太さを決定できる。また4点使えば、指が若干傾いて挿入された場合でも、その傾き角度を求めることができる。
10に対して浮き上がるようにし、これによって開口部110と指が接触することによる血管圧迫をより確実に防ぐことができる。
こさないようにできる。また、図4でも示しているように、ボタンの高さは、ちょうど指先の腹部分が収まるだけに制限し、上部に空間を設けることで、爪を長く伸ばしていたり、付け爪をしていたりする人でも不自由なくボタンを押すことができる。図6は、指の付け根部分に設けた指置き台402の拡大図である。単なる板状の突起でも構わないが、図のように、指の太さよりもやや大きめ程度の半円形に加工することで、指を置いたときの横方向のずれを自然に防ぐことができる。この場合、指置き台402は、独立した手段というよりは、前述のガイド溝112の1バリエーションとなっており、どこに指を置けばよいのかガイドの役目も果たしている。
106…近赤外光源、108…ボタンスイッチ、110…光学開口部、112…
ガイド溝、114…カメラ、200…手、202…画像入力器、204…コンピ
ュータ、206…入出力インタフェース、208…中央演算装置、210…メモ
リ、212…表示器、214…キーボード、216…制御対象。
Claims (3)
- 指が設置される領域の上方一部が開放されるように斜め上方に配置され、当該領域に設置される指に対して光を照射する光源と、
当該指に照射され、当該指を透過する透過光を通過させる開口部と、
当該開口部を通過した前記透過光を撮像する撮像部と、
前記指の撮像面が非接触となるように前記指の一部に接触するガイド部と、
前記撮像部で撮影された画像から血管パターンを抽出し、前記抽出した血管パターンを予め登録された血管パターンと照合する認証部とを有し、
前記ガイド部は、前記設置される指の付け根側で支持する指置き台と、該指の先端側を支持する先端支持部とを有し、
前記指が設置される領域の側方に配置され、外光の侵入を防ぐ手段とを備え、
当該開口部は、前記指が設置される領域の一部に形成され、
前記光源による光の光軸と前記撮像部による撮像軸は、互いに交差することを特徴とする生体認証装置。 - 指が設置される領域を設定し、前記指の撮像面が非接触となるように指を保持するガイド部と、
当該指が設置される領域の上方一部が開放されるように斜め上方に配置され、指に対して光を照射する光源と、
当該指に照射され、当該指を透過する透過光を通過させる開口部と、
当該開口部を通過した前記透過光を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮影された画像から血管パターンを抽出し、前記抽出した血管パターンを
予め登録された血管パターンと照合する認証部とを有し、
前記ガイド部は、前記設置される指の付け根側で支持する指置き台と、該指の先端側を支持する先端支持部とを有し、
前記指が設置される領域の側方に配置され、外光の侵入を防ぐ手段とを備え、
当該開口部は、前記指が設置される領域の一部に形成され、
前記光源による光の照射方向と前記撮像部による撮像方向は同軸上に無いことを特徴とする生体認証装置。 - 請求項1または2に記載の生体認証装置において、
前記開口部は、設置される指で覆われる大きさであることを特徴とする生体認証装置。
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