JP2003187235A - 指静脈認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 認証に必要な指静脈部の撮影範囲を確保し、
被認証者が撮影のタイミングを知ることのできる指静脈
認識装置を提供すること。 【解決手段】 指静脈を用いて認証処理を行うための指
静脈認識装置であって、認識対象の指静脈を透過する方
向に赤外光を照射する赤外光発光素子と、この赤外光発
光素子に対し認識対象の指を挟む対向位置に撮像レンズ
の視線軸が直角に交わるように配置され、指静脈の像を
撮影するカメラとを備えることを特徴とする。また、前
記赤外光発光素子の発光領域に指の差し入れを誘導する
ための指差込み口から第２指長分の位置に、撮像開始ス
イッチを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、署名や暗証番号等
を認証の手段として用いる指静脈認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クレジットカードの利用や、銀行
預金の預け入れ、引き出しや特定の部屋に入るための個
人認証に際して、署名や暗証番号あるいは指紋照合など
を本人確認の手段として用いるシステムがある。署名や
暗証番号は見破られる可能性が高く、偽造されやすいと
いう問題がある。

【０００３】そこで、最近では各個人単位にユニークな
認証ができるバイオメトリックスを用いた個人認証が多
く用いられている、中でも指紋照合がバイオメトリック
スの認証手段においては主流になっている、これは指紋
が各個人単位にユニークなものであり、手軽で偽造がし
にくいという点に着目したものである。

【０００４】また、同じように各個人がユニークである
目の虹彩（アイリス）や顔の形、音声などを認証に用い
られることも一般には知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の指紋に
よる照合を行う場合、指紋自体が犯罪捜査などに利用さ
れていることはよく知られた事実であり、そのために指
紋を登録すること自体に嫌悪感を抱く人が多く、また物
理的に指を照合装置に接触させる必要があるため、心情
的に嫌がる人が多い。

【０００６】一方、虹彩を個人認証に使う場合、認証自
体に使われる装置類が非常に高額であり、手軽に設置す
ることは難しい。顔や音声による認証は認識率がそれほ
ど高いものではないので実用にはまだ時間がかかるとい
う問題点がある。さらに赤外線の透過光を使った静脈に
よる認識技術も知られており、静脈による認識も指紋や
虹彩と同じように、各個人でユニークなものであり、バ
イオメトリックスの認証として使用することができる。

【０００７】特開平１１−２０３４５２号公報及び特開
２００１−１８４５０７号公報には静脈パターンを利用
した認識技術が開示されている。

【０００８】図８は、従来の指静脈を利用した認証装置
を側面から見た図である。この図から明らかなように装
置は、ＬＥＤ照明部８１とカメラ部８２が別筐体に分離
されて構成されているため、それぞれの部材の間には空
間がある。この空間に指８３を差込み、自分の意志で適
当な位置に静止させ、その静止状態で赤外線を透過させ
指の静脈を撮影する。このような構造にあっては、基本
的に赤外線の透過光を用いるため、赤外線を照射するＬ
ＥＤ照明部８１やカメラ部８２に対しては非接触とな
る。指８３を差し込む空間には認証に必要な静脈範囲を
撮影するために指８３をどれくらい差し込めばいいのか
という基準やこの位置まで差し込んで欲しいという基準
位置を示すことができない。また、どのタイミングで撮
影が始まったのかユーザが知ることができない。そのた
め、認証に必要な血管投影の範囲が個人別にばらついた
り、指の表側から見た像であるのか、裏側から見た像で
あるのかが特定できなくなり、正確な個人認証ができな
くなるといった問題点があった。

【０００９】本発明の目的は、認証に必要な指静脈部の
撮影範囲を確保し、被認証者が撮影のタイミングを知る
ことのできる指静脈認識装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、指静脈を用いて認証処理を行うための指
静脈認識装置であって、認識対象の指静脈を透過する方
向に赤外光を照射する赤外光発光素子と、この赤外光発
光素子に対し認識対象の指を挟む対向位置に撮像レンズ
の視線軸が直角に交わるように配置され、指静脈の像を
撮影するカメラとを備えることを特徴とする。また、前
記赤外光発光素子の発光領域に指の差し入れを誘導する
ための指差込み口から第２指長分の位置に、撮像開始ス
イッチを備えることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の一実
施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の指静脈認識
装置を用いた個人認証システムの実施の形態を示す全体
構成図であり、認証処理装置１０１、個人識別情報デー
タベース（ＤＢ）１０２、指静脈認識装置１０３、ガイ
ダンス表示装置１０４、個人識別データ入力装置１０
５、認証結果によって動作するドアロックなどの装置１
０６から構成されている。認証処理装置１０１は、撮影
された指の静脈パターンと、個人識別情報データベース
１０２に登録格納されている各個人の静脈画像情報との
画像パターンマッチングを行う。

【００１２】指静脈認識装置１０３は、ズーム機構を有
する可変焦点を有するカメラと、赤外線を照射するＬＥ
Ｄ（赤外光発光素子）から構成され、差し込まれる指の
静脈を赤外線の透過光を用いて撮影する。

【００１３】図２は、撮影された指静脈の例を示すもの
であり、赤外線によって透過された指静脈が黒い線のよ
うに映し出されている。ガイダンス表示装置１０４は、
認証を行うときの動作、手順をユーザに指示するための
表示装置である、図示はしていないがユーザが視認可能
な位置に液晶パネルやＣＲＴディスプレイが設けられ、
その画面上に動作指示メッセージを表示することでユー
ザに指示を与える。

【００１４】個人識別データ入力装置１０５は、最初に
認証対象となる指静脈を登録する際に個人情報を入力す
るための装置である。本実施の形態では個人識別情報が
入力されたＩＤカードを認証処理装置１０１に差込むこ
とによって、ＩＤカード内に格納されている個人情報が
入力される。１０６は認証結果に応じて動作する装置を
示すものであり、適用できる例は多々あり、例えばドア
ロックやパソコンへのアクセスなどが対象となる。

【００１５】図３は、本発明の指静脈認識装置１０３の
側面図である。図において、基台４０１上にはレンズ部
４０６とカメラ本体部４０７からなる撮影部とＬＥＤ保
持部４０２とが設置されている。そして、ＬＥＤ保持部
４０２には、赤外光発光ＬＥＤ４０３と、指差込み口４
０４と、スイッチ４０５からなる赤外線照射部が設けら
れている。カメラ本体部４０７は、カメラ固定部４０８
によって赤外光発光ＬＥＤ４０３に対して、レンズ部４
０６の視線軸が常に直交するように固定保持されてい
る。

【００１６】赤外光発光ＬＥＤ４０３は、複数の赤外光
発光ＬＥＤで構成され、指差込み口４０４から差し込ま
れた指４１０の必要長さ分の範囲（例えば人指し指であ
れば第２関節までの長さ分の範囲）に赤外光を照射する
ように構成されている。スイッチ４０５は、指４１０を
必要長さ分だけ差し込んだ位置で指の先端を検知するス
イッチ、あるいは指４１０の先端で押圧されるスイッチ
で構成されている。

【００１７】図３は基台４０１が水平な位置に置かれて
いる状態を示すものであるが、基台４０１が置かれる場
所に応じ、ＬＥＤ保持部４０２及び指差込み口４０４の
角度を変える必要があるため、その角度に応じ、カメラ
固定部４０８は可変することもできる。ただし、レンズ
部４０６及びカメラ本体部４０７は赤外光発光ＬＥＤ４
０３に対しては９０度の角度を保つように設置される。
スイッチ４０５は指差込み口４０４から指を差込み、差
し込んだ指に赤外光発光ＬＥＤ４０３からの赤外線が当
たる範囲、人差し指ならば第２指長、中指なら第３指長
の範囲を撮影範囲とするため、指差込み口４０４からス
イッチ４０５までの距離が撮影範囲と特定することがで
きる。よって、指先でスイッチ４０５を押すことによっ
て、必要な撮影範囲を確保することができる。

【００１８】なお、指長とは、手掌面において指先から
付け根のしわまでの直線距離を指す。ただし、指ごとに
その呼称が異なる。親指の場合は第１指長、人差し指は
第２指長、以下順番に呼称が変わる。本実施の形態で
は、人差し指の指静脈の認識を対象とし、指差込み口４
０４からスイッチ４０５までの距離は成年男性の平均的
な第２指長としている。スイッチ４０５を指先で押すこ
とによって、赤外光発光ＬＥＤが発光し、指４１０を透
過した光像をカメラ本体部４０７が撮影する。スイッチ
４０５を押すタイミングが画像取り込みのタイミングと
なる。スイッチ４０５はプッシュタイプでもセンサタイ
プでも構わないが、指先の軽いタッチで検知されること
が望ましい。

【００１９】図４は、指差込み口方向（図３の矢印Ａ方
向）から見た図であり、指差込み口４０４から差し込ん
だ指と赤外光発光ＬＥＤ４０３とは平行であり、また赤
外光発光ＬＥＤ４０３に対しカメラの視軸方向は直行す
るように配置される。図５は、指差込み口４０４とスイ
ッチ４０５を上方から見た図である。赤外光発光ＬＥＤ
４０３とカメラの位置は基台４０１への取り付け位置が
変化してもレンズ部４０６の中心視軸は常に赤外光発光
ＬＥＤ４０３に対して直交している必要性がある。これ
は、指画像を正確に撮影するためであり、例えば、指の
付け根の方がレンズ部４０６に近い位置で傾きがあった
とすると、極端な場合、長方形に写るべきところが二等
辺三角形のように写ってしまう可能性があるために、赤
外光発光ＬＥＤ４０３とカメラ位置は直交に配置する必
要があるからである。

【００２０】なお、筐体や中が見えないケースで本発明
の認識装置１０３を覆ってしまうと、指差込み口４０４
は底が見えない暗い穴となり、ユーザはただ暗い穴の中
に指を入れなければならないというある種の恐怖感や嫌
悪感を感じることになる。本実施の形態及び図面ではケ
ースや筐体は図示していないが、ユーザに指差込み口４
０４からスイッチ４０５が見えるように筐体をスケルト
ン構造にするか、指差込み口４０４とスイッチ４０５ま
では筐体で囲わず、空間を開けておくような構成にする
ことが望ましい。

【００２１】図６は、実際に指４１０を指差込み口４０
４から指し入れてスイッチ４０５を押した状態を示す図
である。本実施の形態では、認識対象となる指４１０は
人差し指を用いているが、もちろん他の指でも構わな
い。人それぞれの個体差によって指の太さが異なる場合
が考えられる。そのため、図６で示す指差込み口４０４
の円形状のリングに複数の接触探知センサを設け、前記
リングに指を通したときに、指４１０に接触するセンサ
の数と、接触時間を測定することで指の太さを推定し、
さらに指の長さを推定する。当該指の長さを推定し、規
定している平均成年第２指長と比較し、もし極端に長く
画面をはみ出るならば、ズームを望遠にして撮影、極端
に短い場合なら近接撮影に切り替えて撮影を行う。

【００２２】図７は、個人認証を行う場合の処理を示す
フローチャートである。本フローチャートでは、認証処
理装置１０１の動作と該処理装置１０１に誘導されるユ
ーザ動作を分けて説明する。まず、ガイダンス表示装置
１０４によって、ユーザに対して、ＩＤカードを差し込
む旨の指示を行う（ステップ８０１）。ユーザは個人識
別情報を入力するためにＩＤカードを指示に従って、認
証処理装置１０１内に差し込む（ステップ８０２）。認
証処理装置１０１では、入力された個人識別情報を確認
し、爪を上側にして指静脈認識装置１０３の指差込み口
４０４に指を差し込むように指示する（ステップ８０
３）。指示に従い、ユーザは指を入れる（ステップ８０
４）。さらにユーザは指差しこみ口４０４の奥にあるス
イッチ４０５を指先で押圧する（ステップ８０５）。

【００２３】指静脈認識装置１０３は、スイッチ４０５
の押圧を受けて、赤外光発光ＬＥＤ４０３を発光させ、
指静脈の撮影を行う（ステップ８０６）、このとき、も
し撮影が失敗した場合には「もう一度スイッチを押して
下さい」とのガイダンス表示を行い、再度、ユーザにス
イッチを押下させることで撮影を行う。次に、撮影結果
である指静脈画像を取り込み（ステップ８０７）、指を
外に出してもらうようにガイダンス表示する（ステップ
８０８）。次に、取り込んだ指静脈画像に対して画像処
理を施し、個人識別情報データベース１０２に予め登録
された画像情報と照合し、登録された本人であるかどう
かの認証処理を行い（ステップ８０９）、認証されたか
どうかを確認する（ステップ８１０）。

【００２４】認証されていない場合は、再度ガイダンス
表示を行い、ユーザに対して再度指を入れるように指示
する（ステップ８１１）。ユーザは指示に従い、再度、
指静脈認識装置１０３内に指を入れてスイッチを押し
（ステップ８１２）、処理終了の表示を受けて指を外に
出す（ステップ８１３）。認証された場合には、認証さ
れたことによる動作が実行される（ステップ８１４）。
例えば、ドアロックの解除や、特定装置への操作のエン
トリーを行う。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、赤外光発
光素子に対してカメラ本体レンズの視線軸が直角に交わ
るように配置することで撮影時の指画像の歪みをなく
し、さらに指の差し入れを誘導するための指差込み口か
ら第２指長分の位置に撮影を開始させるスイッチを設け
たことによって、認証に必要な指の静脈撮影範囲を確実
に確保することができ、確実に指静脈認証に必要な範囲
を撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の指静脈認識装置を用いた個人認証シス
テムの実施の形態を示す全体構成図である。

【図２】静脈撮影結果の例を示す図である。

【図３】本発明の指静脈認識装置の側面図である。

【図４】本発明の指静脈認識装置を指差込み口方向（図
３の矢印Ａ方向）から見た図である。

【図５】本発明の指静脈認識装置を指差込み口とスイッ
チを上方から見た図である。

【図６】指差込み口実際に指を入れてスイッチを押した
状態を示す図である。

【図７】本発明の動作処理を示すフローチャート

【図８】従来の指静脈を利用した認識装置の側面図であ
る。

【符号の説明】

４０１…基台、４０２…ＬＥＤ保持部、４０３…赤外光
発光ＬＥＤ、４０４…指差込み口、４０５…スイッチ、
４０６…レンズ部、４０７…カメラ本体部、４０８…カ
メラ固定部、４１０…指。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指静脈を用いて認証処理を行うための指
   静脈認識装置であって、 認識対象の指静脈を透過する方向に赤外光を照射する赤
   外光発光素子と、この赤外光発光素子に対し認識対象の
   指を挟む対向位置に撮像レンズの視線軸が直角に交わる
   ように配置され、指静脈の像を撮影するカメラとを備え
   ることを特徴とする指静脈認識装置。
2. 【請求項２】 前記赤外光発光素子の発光領域に指の差
   し入れを誘導するための指差込み口から第２指長分の位
   置に、撮像開始スイッチを備えることを特徴とする請求
   項１に記載の指静脈認識装置。