JP2000005148A - 個人特徴パターン検出装置 - Google Patents
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Abstract
いて、測定部位と心臓の相対的高さの差による鬱血の影
響を防止して、血管パターンの再現性を高める個人特徴
パターン検出装置を提供する。 【解決手段】測定部位(手2)と心臓(水平軸Xと垂直
軸Yの交点)の相対的高さの差は、測定部位装着部5の
高さ、および心臓位置固定部を構成するアーム6と関節
部7を調整して腕固定部8の高さを調整すること等によ
り設定する。
Description
ーンの特徴を利用して、個人を識別するための個人特徴
パターン検出装置に関する。
端末やコンピュータの使用許可を与えたり、入室者に制
限のある部屋への入退室管理等で用いられていた。これ
らの場合、個人識別には暗証番号やパスワードを用いる
方法が主に用いられてきた。しかし、最近は生体の持つ
特徴を利用して個人識別を行う技術の開発が進められて
いる。
利用する方法が知られている。即ち、手の甲の血管パタ
ーンを利用する方法が英国特許2156127B号や雑誌「セン
サー・レビュー」12巻3号(1992年)19頁から
23頁に、透過光による手の甲の血管パターン写真が雑
誌「病態生理」11巻8号(1992年)620頁から
629頁に示されている。また、指の血管パターンを利
用する方法が特開平7−21373号に開示されている。
ンを利用する方法は盗難や偽造が難しいためにセキュリ
ティを高めるという利点がある。しかし、これらの公知
例では、比較的生体を透過しやすい近赤外の透過光や反
射光の強度測定(以下、この測定法を透過法,反射法と
呼ぶ)を用いて測定部位の体表面に近い血管パターンを
計測する。我々は、対象とする抹消血管およびその周辺
組織が、心臓との高さの関係により鬱血する場合があ
り、その高さの相対的関係が変化すると鬱血の程度が異
なり、透過法や反射法で再現性のよい血管パターンが得
られず、識別の精度が悪くなることを実験的に見出し
た。
ると抹消血管およびその周辺組織に鬱血は生じないが、
心臓より低い位置で血管を測定すると鬱血が生じ、両者
の間で血管パターンが異なるという問題が生じることが
分かった。しかし、前掲の従来技術には、この問題点は
記載されていなかった。
象とする個人識別において、測定部位と心臓の相対的高
さの差による鬱血が血管パターンの再現性に影響しない
個人特徴パターン検出装置を提供することにある。
高さの変化による血管パターンの変動防止のためには、
被測定者の測定部位と心臓の高さを一定距離以内に設定
するようにすれば解決する。即ち、個人特徴パターン検
出装置に、測定部位装着部,心臓位置固定部を取り入
れ、各々を一定の高さに固定する。測定部位の皮下にあ
る血管パターンを撮影する前に、被測定者の測定部位と
心臓の高さを各々の高さに設置して、両者の相対的高さ
を一定値以内にすることで、課題を解決できる。
体的方法については、雑誌「センサー・レビュー」12
巻3号(1992年)19頁から23頁、または特開平
7−21373 号等に詳述されており、これらの方法を用い
ればよい。
ーン検出装置の一実施形態を示す構成図であるが、右図
の円Aの部分を拡大したのが、左図の円Aの内部であ
る。測定部位の皮下にある血管パターンを対象として近
赤外光を用いて反射法で測定する装置の構成と動作につ
いて述べる。
着部5、並びにアーム6,関節部7,腕固定部8からな
る心臓位置固定部、および識別部(公知なので図示しな
い)から構成される。この他に、被測定者1,手2,前
腕3,上腕4,光源20,出射光21,光学レンズ2
2,光検出器23,反射光24,椅子30が図示されて
いる。
光による反射法を示したが、次の実施例で例示する近赤
外光による透過法の他、核磁気共鳴や超音波を用いるこ
とも可能である。測定部位は手(手の甲や指等)や耳朶
を初めとする任意の部位が可能であるが、ここでは手2
としている。測定部位装着部5は測定部位に合った形状
とするが、ここでは測定部位の手2を置きやすい平面的
な形状とした。光源20として、近赤外光用の発光ダイ
オードやレーザダイオード等の半導体素子を用いたが、
ハロゲンランプ等からの光を分光した近赤外光を出射光
21として用いたり、ハロゲンランプ等からの反射光2
4に対して光検出器23の前に近赤外光用フィルタを設
置してもよい。光検出器23にはCCDカメラのような
撮像素子を、識別部には雑誌「センサー・レビュー」1
2巻3号(1992年)19頁から23頁、または特開
平7−21373号等で公知の方法を用いた。
21は光学レンズ22で集光されて測定部位である手2
に照射される。照射側から手2へ入射した近赤外光は、
生体組織で散乱・吸収されながら体内を透過し、血管で
大きく吸収される。一方、生体組織や血管での反射光
は、往路と同様に、生体組織で散乱・吸収されながら体
内を透過して体表面に戻って来る。
管中のヘモグロビンによる吸収が大きいために、手2の
体表面から体外に出射される際、手2の出射側の表面近
くに血管があると、血管中のヘモグロビンで近赤外光が
大きく吸収され、手2の出射側表面には血管パターンの
影が投影される。体表面の血管パターンを含む反射光は
光学レンズ22で集光された後、反射光24として光検
出器23で検出される。
位置であり、厳密には最大動脈圧になる大動脈弓に近い
大動脈口周辺である。この図の場合、垂直方向には、水
平軸XとX1との差h1だけ、測定部位(手2)が心臓
よりも高い位置にある。相対的高さの差h1は、測定部
位装着部5の高さ、および心臓位置固定部を構成するア
ーム6と関節部7を調整して腕固定部8の高さを調整す
ることにより設定する。これらを動かして差h1を調整
するには、手動でもよいが、自動化することも可能であ
る。この差h1は、10cm以上,50cm以下の範囲であ
ればどの設定値でもよいが、少なくとも同一被測定者に
対してはほぼ一定値に保つ必要がある。
的高さの差による指の血管分布のデータを示す。同図
(a)はh1=20cm(指が心臓より上方)の場合、同
図(b)はh1=−20cm(指が心臓より下方)の場
合である。(a)で見えた血管領域12が(b)では見
えず、(a)で見えなかった血管領域10,11が
(b)では見えている。また、(a)で観察されなかっ
た血管13,14の拡張や鬱血領域15,16が(b)
では現れている。これらは差h1による鬱血の影響を示
すデータであり、差h1をほぼ一定に保つことの重要性
が分かる。
と心臓の相対的高さの差の影響を防止し、識別に必要な
データ再現性を高めた血管パターンの個人特徴パターン
検出装置を実現できる効果がある。
装置の一実施形態を示す構成図であるが、右図の円Aの
部分を拡大したのが、左図の円Aの内部である。測定部
位の皮下にある血管パターンを対象として近赤外光を用
いて透過法で測定する装置の構成と動作について述べ
る。
着部5、並びにアーム6,関節部7,腕固定部8からな
る心臓位置固定部、および識別部(公知なので図示しな
い)から構成される。この他に、被測定者1,上記被測
定者1の手2,前腕3,上腕4,光源20,出射光2
1,光学レンズ22,25,光検出器23,透過光2
6,椅子30が図示されている。
光による透過法を示したが、前の実施例で例示した近赤
外光による反射法の他、核磁気共鳴や超音波を用いるこ
とも可能である。測定部位は任意の部位が可能である
が、ここでは手2としている。測定部位装着部5は測定
部位に合った形状とするが、ここでは測定部位の手2を
置きやすい平面的な形状とした。光源20には近赤外光
用の発光ダイオードやレーザダイオード等の半導体素子
を用いたが、図1の実施例に示した方法でもよい。光検
出器23にはCCDカメラのような撮像素子を、識別部
には雑誌「センサー・レビュー」12巻3号(1992
年)19頁から23頁、または特開平7−21373号等で公
知の方法を用いた。
21は光学レンズ22で集光されて測定部位である手2
に照射される。照射側から手2へ入射した近赤外光は、
生体組織で散乱・吸収されながら体内を透過し、血管で
大きく吸収される。近赤外光は生体組織での吸収が少な
く、血管中のヘモグロビンによる吸収が大きいために、
手2の体表面から体外に出射される際、手2の出射側の
表面近くに血管があると、血管中のヘモグロビンで近赤
外光が大きく吸収され、手2の出射側表面には血管パタ
ーンの影が投影される。体表面の血管パターンを含む透
過光26は集光レンズ25で集光された後、光検出器2
3で検出される。図中の記号である水平軸XとX1、そ
の差h1,垂直軸Yの説明、および差h1の設定方法は
図1の実施例で述べた通りである。
要なデータ再現性を高めた血管パターンの個人特徴パタ
ーン検出装置を実現できる効果がある。
装置の一実施形態を示す部分構成図である。図中の円A
の拡大図は図1(反射法),図3(透過法)の両者が適
用できるので、測定部位の皮下にある血管パターンを対
象として近赤外光を用いて反射法や透過法で測定する構
成の説明は省略する。
測定部位装着部5、並びにアーム6,関節部7,腕固定
部8からなる心臓位置固定部、および計測部(前述した
ので図示しない)と識別部(公知なので図示しない)か
ら構成される。この他に、被測定者1,上記被測定者1
の手2,前腕3,上腕4,椅子30が図示されている。
計測部の計測法としては、近赤外光による反射法や透過
法の他に、核磁気共鳴や超音波を用いることも可能であ
る。測定部位,測定部位装着部,計測部,識別部は前述
の実施例に示した通りである。
法や透過法で測定する動作の説明は、前述の通りなので
省略する。図中の水平軸Xと垂直軸Yの交点は心臓の位
置であり、厳密には最大動脈圧になる大動脈弓に近い大
動脈口周辺である。この図の場合、垂直方向には、測定
部位(手2)と心臓が同じ高さになる。両者を同じ高さ
に設定するには、測定部位装着部5の高さ、および心臓
位置固定部を構成するアーム6と関節部7を調整して腕
固定部8の高さを調整する。これらを動かして調整する
には、手動でもよいが、自動化することも可能である。
絶対的高さはどこであってもよいが、少なくとも同一被
測定者に対しては両者をほぼ同じ高さに保つ必要があ
る。
とすることにより、識別に必要なデータの再現性を高め
た血管パターンの個人特徴パターン検出装置を実現でき
る効果がある。
装置のさらに他の実施例を示す部分構成図である。図中
の円Aの拡大図は図1(反射法),図3(透過法)の両
者が適用できるので、測定部位の皮下にある血管パター
ンを対象として近赤外光を用いて反射法や透過法で測定
する構成の説明は省略する。
着部5、並びにアーム6,関節部7,腕固定部8からな
る心臓位置固定部、および計測部(前述したので図示し
ない)と識別部(公知なので図示しない)から構成され
る。この他に、被測定者1,上記被測定者1の手2,前
腕3,上腕4が図示されている。計測部の計測法として
は、近赤外光による反射法や透過法の他に、核磁気共鳴
や超音波を用いることも可能である。測定部位,測定部
位装着部,計測部,識別部は前述の実施例に示した通り
である。
法や透過法で測定する動作の説明は、前述の通りなので
省略する。図中の水平軸Xと垂直軸Yの交点は心臓の位
置であり、厳密には最大動脈圧になる大動脈弓に近い大
動脈口周辺である。この図の場合、垂直方向には、水平
軸XとX2との差h2だけ、測定部位(手2)が心臓よ
りも低い位置にある。相対的高さの差h2は、測定部位
装着部5の高さ、および心臓位置固定部を構成するアー
ム6と関節部7を調整して腕固定部8の高さを調整する
ことにより設定する。これらを動かして差h2を調整す
るには、手動でもよいが、自動化することも可能であ
る。この差h2は、10cm以上,50cm以上の範囲であ
ればどの設定値でもよいが、少なくとも同一被測定者に
対してはほぼ一定値に保つ必要がある。
ることにより、識別に必要なデータ再現性を高めた血管
パターンの個人特徴パターン検出装置を実現できる効果
がある。
装置の一実施形態を示す部分構成図である。図中の円A
の拡大図は図1(反射法),図3(透過法)の両者が適
用できる。図中の(a)は図1と図3で示した、(b)
は図4で示した、(c)は図5で示したアーム6,関節
部7,腕固定部8からなる心臓位置固定部を簡略化した
ものであり、(a)と(b)は椅子30の高さh3と座
位部の高さh4を、(c)は立位部の高さh6を心臓位
置固定部として用いている。その他の構成は、該当する
各図で述べた通りなので、説明は省略する。
子30の高さh3を調整することと、座位部の姿勢をほ
ぼ一定に保つことで、h3+h4=h5をほぼ一定に保
つことができる。(c)は立位部の姿勢をほぼ一定に保
つことで、h6をほぼ一定に保つことができる。これら
により、h1またはh2は、少なくとも同一被測定者に
対してはほぼ一定値に保てる(h1またはh2=0を含
む)。その他の動作は、該当する各図で述べた通りなの
で、説明は省略する。
し、識別に必要なデータ再現性を高めた血管パターンの
個人特徴パターン検出装置を実現できる効果がある。
対的高さを一定距離以内に設定するため、鬱血状態の影
響を防止して血管パターンの再現性を高める個人特徴パ
ターン検出装置を提供することができる。
施例を示す構成図。
による指の血管分布図。
施例を示す構成図。
施例を示す部分構成図。
施例を示す部分構成図。
施例を示す部分構成図。
部位装着部、6…アーム、7…関節部、8…腕固定部、
10,11,12…血管領域、13,14…血管、1
5,16…鬱血領域、20…光源、21…出射光、2
2,25…光学レンズ、23…光検出器、24…反射
光、26…透過光、30…椅子。
Claims (9)
- 【請求項1】体表面下にある血管パターンを画像化して
個人識別に用いる装置において、少なくとも測定部位装
着部,心臓位置固定部を構成要素に含み、被測定者の測
定部位と心臓の高さを一定距離以内に設定する機能を有
することを特徴とする個人特徴パターン検出装置。 - 【請求項2】手の皮下にある血管パターンを、手に光を
照射して手を透過する近赤外光または手から反射する近
赤外光を用いて画像化して個人識別に用いる装置におい
て、少なくとも測定部位装着部,心臓位置固定部を構成
要素に含み、被測定者の測定部位と心臓の高さを一定距
離以内に設定する機能を有することを特徴とする個人特
徴パターン検出装置。 - 【請求項3】測定部位である手を装着する測定部位装着
部を一定の高さに設け、脇の下に腕固定部を挿入して脇
を固定することにより被測定者の心臓を他の一定の高さ
に設けることにより、被測定者の測定部位と心臓の高さ
を一定距離以内に設定する機能を有することを特徴とす
る請求項2に記載の個人特徴パターン検出装置。 - 【請求項4】測定部位である手を装着する測定部位装着
部を一定の高さに設け、被測定者の心臓を椅子の高さや
被測定者の姿勢で他の一定の高さに設けることにより、
被測定者の測定部位と心臓の高さを一定距離以内に設定
する機能を有することを特徴とする請求項2に記載の個
人特徴パターン検出装置。 - 【請求項5】測定部位装着部を、被測定者の心臓より高
い位置に設置する構造であることを特徴とする請求項1
ないし請求項4のいずれかに記載の個人特徴パターン検
出装置。 - 【請求項6】測定部位装着部を、被測定者の心臓と同じ
高さに設置する構造であることを特徴とする請求項1な
いし請求項4のいずれかに記載の個人特徴パターン検出
装置。 - 【請求項7】測定部位装着部を、被測定者の心臓より低
い位置に設置する構造であることを特徴とする請求項1
ないし請求項4のいずれかに記載の個人特徴パターン検
出装置。 - 【請求項8】体表面下にある血管パターンを画像化する
手段として核磁気共鳴または超音波を利用することを特
徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の個
人特徴パターン検出装置。 - 【請求項9】心臓の位置を大動脈口周辺とし、心臓と測
定部位の高さの差が50cm以下の一定値であることを特
徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の個
人特徴パターン検出装置。
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