JP2005107629A

JP2005107629A - 個人認証装置

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Publication number: JP2005107629A
Application number: JP2003336947A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Osaka; 一朗大坂; Yuichi Kashimura; 祐一鹿志村; Takashi Matsumura; 隆史松村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】
小型な個人認証装置を提供することにある。
【解決手段】
照明装置５からの光を手指１に照射して、手指１からの透過光を撮像装置３により撮像し、認証部４において個人認証する。導光部材２は、照明装置５と手指１の間に配置され、照明装置５から発した光を手指１の横方向，前記撮像手段の光軸と直交する方向から照射する。導光部材２は、反射面Ａ，Ｂと透過面Ｃを有している。若しくは、撮像装置３の光軸と平行方向であって、撮像装置の方向から前記生体に光を照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、人間の生体情報を個人の特定の手段として利用する個人認証装置に関する。

従来、自動車のドアロック解除や始動するために鍵が用いられており、鍵をイグニッションスイッチに挿入し、回転させることで自動車を始動状態に遷移させることが知られている。この従来から用いられている鍵においては、鍵を盗難された場合や鍵穴のピッキング等により、自動車のオーナ以外の悪意を持った人物に運転されてしまう可能性がある。

そこで、例えば、特開昭６１−５３９７２号公報や特開平６−７２２９１号公報に記載のように、生体情報である指紋を利用して自動車のドアロック解除や始動するものが検討されている。しかし、指紋は偽造することが可能であるため、よりセキュリティを高める方法として、例えば、特開２００１−１８４５０７号公報に記載されているように、生体情報として、指の血管パターンを使った個人認証の方法が知られている。この方法は、指の血管パターンを、レンズと撮像素子である２次元イメージセンサを有する撮像手段により検出し、検出された指血管パターンとあらかじめ登録した指血管パターンとが一致により、認証するものである。

特開昭６１−５３９７２号公報

特開平６−７２２９１号公報特開２００１−１８４５０７号公報

しかしながら、特開２００１−１８４５０７号公報に記載された方法では、撮像系としては、生体の撮影方向の逆方向から照明を行ない、生体内部で反射，拡散，散乱された光を撮影することが多く、照明装置を、生体を挟んで撮像装置と正対し、ひさし状に設ける必要があった。照明装置をひさし状に配置することで装置全体が大きくなり、さらに生体をひさしと撮影装置間に置く必要があるため装置設置上の制約が生じるという問題があった。

本発明の目的は、小型な個人認証装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、照明手段からの光を生体に照射して、この生体からの生体情報を含む光を撮像する撮像手段を有する個人認証装置において、前記照明手段から発した光を前記生体の方向に導く導光手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、個人認証装置を小型化し得るものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記導光手段は、前記生体の横方向から前記生体に光を照射するようにしたものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記導光手段は、前記撮像手段の光軸と直交する方向から前記生体に光を照射するようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記導光手段は、前記撮像手段の光軸と平行方向であって、前記撮像手段の方向から前記生体に光を照射するようにしたものである。

（５）上記（１）において、好ましくは、前記導光手段は、前記撮像手段側に設けられた遮光面若しくは前記撮像手段側に配置された遮光部材を備えるようにしたものである。

（６）上記（１）において、好ましくは、前記導光手段は、生体側の生体情報撮像手段の反対側に設けられた磨りガラス状の透過部を備えるようにしたものである。

（７）上記（１）において、好ましくは、前記導光手段は、前記生体に光を照射する透過部を備え、この透過部が上部側にオフセットして形成されたものである。

（８）上記（１）において、好ましくは、前記照明手段と前記導光手段との配置され、前記照明手段から発した光を直線偏光にする第１の偏光板と、前記撮像手段の手前に配置され、前記生体からの光の内前記第１の偏光板に直交する直線偏光を検出する第２の偏光板とを備えるようにしたものである。

（９）上記（１）において、好ましくは、前記撮像手段の手前に回動可能に配置された透明平行平板を備えるようにしたものである。

（１０）上記（１）において、好ましくは、前記照明手段と前記導光手段とは複数個備えられ、前記生体を挟む位置に配置されたものである。

（１１）上記（１０）において、好ましくは、複数個の前記照明手段と前記導光手段は、それぞれ、ラック及びピニオンで接続され、互いに反対方向に移動可能としたものである。

（１２）上記（１１）において、好ましくは、前記ラック若しくはピニオンに接続されたエンコーダを備え、このエンコーダの出力により生体の位置の安定状態を検出し、前記撮像手段により撮像するようにしたものである。

本発明によれば、個人認証装置を小型化することができる。

最初に、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。なお、以下の例では、生体情報として、指の血管パターンを用いた場合について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図１と図２の同一符号は、同一部分を示している。

個人認証時に、生体である手指１を載置する透明部材７の上には、照明装置５及び導光部材２が配置されている。照明装置５から発した光は、導光部材２によって手指１の方向に導かれ、手指１の側方に照射される。照明装置５は、例えば、近赤外域（例えば、波長８００〜１０００ｎｍ）の波長の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、複数個の発光ダイオードが直線上に配置された発光ダイオードのリニアアレイを用いている。

導光部材２は、ガラスや、アクリルやポリカーボンなどの光透過性のプラスチック材料からなる。そして、図２に示すように、導光部材２は、反射面Ａ，Ｂと、半透過面Ｃとを備えている。反射面Ａ，Ｂは、アルミニュウム等の金属材料を蒸着やスパッタにより薄膜化して密着させて形成する。半透過面Ｃは、上部（透明部材７から離れた側）が透過部で、下部（透明部材７に近い側）が遮光部としている。遮光部は、黒色塗料等を塗布して形成する。従って、照明装置５から出射した近赤外光は、導光部材２の中に導入されると、導光部材２の上部の反射面Ａと下部の反射面Ｂによって反射され、照明装置５が位置する側と反対側の半透過面Ｃに導かれる。半透過面Ｃの下部は遮光部となっているため、上部の透過部からのみ手指１の上部側に近赤外光が照射される。

手指１に照射された近赤外光は、手指１の内部の組織（生体構成物質）により反射・散乱される。反射・散乱された光は、手指１の血管によって吸収される。なお、手指１の表面で反射された光では、血管情報を得ることができないものである。本実施形態では、上部（透明部材７から離れた側）が透過部で、下部（透明部材７に近い側）が遮光部からなる半透過面Ｃから光を手指１に照射することにより、下部側からの光照射をなくすることにより、手指１の上部側にのみ光を照射して、手指１の表面における反射を低減するようにしている。

手指１の内部の組織により反射・散乱された光や、手指１の血管によって吸収された光は、透明部材７を透過して、撮像装置３によって電気信号に変換される。透明部材７としては、近赤外光を透過する性質の部材を用いる。撮像装置３としては、例えば、２次元アレイ状に配置されたＣＣＤやＣＭＯＳが用いられる。撮像装置３の出力は、認証部４に取り込まれる。撮像装置３の出力には、手指１の内部の血管パターンの情報が含まれているため、予め認証部４に登録されている個人の血管パターンと認識対象の血管パターンを比較することにより、個人認証を実行することができる。ここで、血管としては、静脈と動脈があるが、個人認証には静脈パターンを用いるようにしている。それは、動脈の場合、内部のヘモグロビンの酸素含有量により吸収される波長が異なるため、得られるパターンが変化するのに対して、静脈中のヘモグロビン量はほぼ一定のため、常に同じパターンが得られるからである。

本実施形態では、導光部材を用いてることにより、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して直角に近い方向，すなわち、手指の横方向から光を照射するようにしている。従来の装置では、生体の撮影方向の逆方向，すなわち、手指と撮像装置との通る光軸の方向から光を照射するようにしているため、光学系が大型化していたが、本実施形態の構成によれば、光学系を小型化して、装置全体を小型化することができる。また、屋外等のように、周囲からの外乱光が多いが高照度条件であっても、これらの外乱光は、導光部材２の反射面Ａ，Ｂで遮断され、撮像装置３に対する迷光を低減して、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、個人認証装置を小型化することができる。

次に、図３及び図４を用いて、本発明の第２の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図４は、本発明の第２の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、導光部材２の形状が、図１，図２に示したものと異なるものである。すなわち、導光部材２は、図４に示すように、反射面Ａ，Ｂの他に、透過面Ｃ’と、反射面Ｂ’を備えている。反射面Ａ’は、反射面Ａと透過面Ｃ’との間に設けられる。反射面Ｂ’は、反射面Ｂと同様に、アルミニュウム等の金属材料を蒸着やスパッタにより薄膜化して密着させて形成する。反射面Ｂ’と反射面Ｂとがなす角度θ１は、１３５°以上、例えば、１５０°としている。また、導光部材２の高さをＨ１とするとき、反射面Ａ’が設けられる部分の高さＨ２は、例えば、１／２・Ｈ１とする。高さＨ１は、例えば、１５〜２０ｍｍであり、このとき、高さＨ２は、８〜１０ｍｍである。

以上の構成により、手指１の上部側にのみ照明装置５の光が導光部材２により照射される。導光部材２の内部では、照明装置５から光を反射面Ａ，Ｂで反射し、透過面Ｃ’側へと導く。導光部材２の透過面Ｃ’の側では、下部に来た光は反射面Ｂ′により上部側へ反射する。反射面Ｂ’を設けることにより、図１のように遮光部を設ける場合に比べて透過面Ｃ’から手指１に照射する光量を増加することができる。このようにして、手指１の上面に照射された光は手指１表面から内部に照射される。

本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して直角に近い方向，すなわち、手指の横方向から光を照射するようにしているため、光学系を小型化して、装置全体を小型化することができる。

次に、図５及び図６を用いて、本発明の第３の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図６は、本発明の第３の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図１〜図４と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、導光部材２の形状が、図３，図４に示したものと異なるものである。すなわち、導光部材２は、図６に示すように、反射面Ａ，Ｂと、透過面Ｃ’と、反射面Ｂ’を備えている。ここで、透過面Ｃ’は上部側へとオフセットしており，すなわち、透過面Ｃ’は上向きに傾斜している。反射面Ａと透過面Ｃ’のなす角度θ２は、例えば、１００〜１１０°としている。

以上の構成により、手指１の上部側にのみ照明装置５の光が導光部材２により照射される。導光部材２の内部では、照明装置５から光を反射面Ａ，Ｂで反射し、透過面Ｃ’側へと導く。導光部材２の透過面Ｃ’の側では、下部に来た光は反射面Ｂ′により上部側へ反射する。透過面Ｃ’と反射面Ｂ′の稜で透過面Ｃ’から照射される光が手指１により遮光され、手指１の下部側へと光が行きにくい構造となっている。また、反射面Ｂ’を設けることにより、図１のように遮光部を設ける場合に比べて透過面Ｃ’から手指１に照射する光量を増加することができる。このようにして、手指１の上面に照射された光は手指１表面から内部に照射される。

次に、図７及び図８を用いて、本発明の第４の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図７は、本発明の第４の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図８は、本発明の第４の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図１〜図６と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、導光部材２は、図８に示すように、反射面Ａと透過面Ｃ’を備えている。また、図７に示すように、照明装置５と導光部材２の下には、遮光部材６が設けられている。遮光部材６は、例えば、アルミニュウムやステンレス等の金属板を用いている。遮光部材６の厚さＨ３は、例えば、７〜１０ｍｍとしている。

以上の構成により、手指１の上部側にのみ照明装置５の光が導光部材２により照射される。導光部材２の内部では、照明装置５から光を反射面Ａで反射し、透過面Ｃ’側へと導く。手指１の下半分は遮光部材６で光は当たらず、手指１の上部のみに照射するようになる。このようにして、手指１の上面に照射された光は手指１表面から内部に照射される。

次に、図９及び図１０を用いて、本発明の第５の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図９は、本発明の第５の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図１０は、本発明の第５の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図７，図８と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、導光部材２の透過面Ｃ’は、図９に示すように、図７に示した構成に対して、上部側へとオフセットしており，すなわち、透過面Ｃ’は上向きに傾斜している。反射面Ａと透過面Ｃ’のなす角度θ２は、例えば、１００〜１１０°としている。また、図７に示すように、照明装置５と導光部材２の下には、遮光部材６が設けられている。

以上の構成により、手指１の上部側にのみ照明装置５の光が導光部材２により照射される。導光部材２の内部では、照明装置５から光を反射面Ａで反射し、透過面Ｃ’側へと導く。手指１の下半分は遮光部材６で光は当たらず、しかも透過面Ｃ’をオフセットすることにより、手指１の上部のみに照射するようになる。このようにして、手指１の上面に照射された光は手指１表面から内部に照射される。

なお、図１〜図１０に示した例において、半透過面Ｃの透過部若しくは透過面Ｃ’は、表面がなめらかな面で構成すれば、導光部材２内部を透過してきた光が直接手指１を照射するような構成となり、磨りガラスのような面で構成すれば、導光部材２の透過面が照明装置５の光により光り、この光が手指１を照明する構成となる。

次に、図１１及び図１２を用いて、本発明の第６の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図１１は、本発明の第６の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図１２は、本発明の第６の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、導光部材２の形状が、図１，図２に示したものと異なるものである。すなわち、導光部材２は、図１２に示すように、反射面Ａ，Ｂと、半透過面Ｃとの他に、磨りガラス状の透過面Ｄを備えている。透過面Ｄは、反射面Ａ及び半透過面Ｃに対してそれぞれ４５°の角度をなすようにしている。なお、半透過面Ｃの上部の透過部は、滑らかな光沢面でも磨りガラス状のマット面でもよいものである。

以上の構成により、手指１の上部側にのみ照明装置５の光が導光部材２により照射される。導光部材２の内部では、照明装置５から光を反射面Ａ，Ｂで反射し、半透過面Ｃ側へと導く。導光部材２の半透過面Ｃの側では、下部に来た光は遮光され、上部に来た光は手指１に照射される。このようにして、手指１の上面に照射された光は手指１表面から内部に照射される。

ここで、照明装置５は、近赤外光とともに可視光も発するものを用いる。導光部材２の半透過面Ｃ側へ導かれた光の一部が透過面Ｄに照射されると、透過面Ｄが磨りガラス状になっているために、近赤外光とともに可視光も散乱され、人間の眼にも認知される。認知されることにより、透過面Ｄが手指１を置く際のガイドとなる。

次に、図１３及び図１４を用いて、本発明の第７の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図１３は、本発明の第７の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図１４は、本発明の第７の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図３，図４，図１１，図１２と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、図３，図４に示した導光部材２において、図１１，図１２に示した磨りガラス状の透過面Ｄを備えている。照明装置５は、近赤外光とともに可視光も発するものを用いることにより、導光部材２の透過面Ｃ’側へ導かれた光の一部が透過面Ｄに照射され、透過面Ｄが手指１を置く際のガイドとなる。

次に、図１５及び図１６を用いて、本発明の第８の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図１５は、本発明の第８の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図１６は、本発明の第８の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図５，図６，図１１，図１２と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、図５，図６に示した導光部材２において、図１１，図１２に示した磨りガラス状の透過面Ｄを備えている。照明装置５は、近赤外光とともに可視光も発するものを用いることにより、導光部材２の透過面Ｃ’側へ導かれた光の一部が透過面Ｄに照射され、透過面Ｄが手指１を置く際のガイドとなる。

次に、図１７及び図１８を用いて、本発明の第９の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図１７は、本発明の第９の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図１８は、本発明の第９の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図７，図８，図１１，図１２と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、図７，図８に示した導光部材２において、図１１，図１２に示した磨りガラス状の透過面Ｄを備えている。照明装置５は、近赤外光とともに可視光も発するものを用いることにより、導光部材２の透過面Ｃ’側へ導かれた光の一部が透過面Ｄに照射され、透過面Ｄが手指１を置く際のガイドとなる。

次に、図１９及び図２０を用いて、本発明の第１０の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図１９は、本発明の第１０の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図２０は、本発明の第１０の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。なお、図９，図１０，図１１，図１２と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態においては、図９，図１０に示した導光部材２において、図１１，図１２に示した磨りガラス状の透過面Ｄを備えている。照明装置５は、近赤外光とともに可視光も発するものを用いることにより、導光部材２の透過面Ｃ’側へ導かれた光の一部が透過面Ｄに照射され、透過面Ｄが手指１を置く際のガイドとなる。

なお、図１〜図２０に示した例において、手指１に対して照射する方向は、図示したように左側からだけに限らず、手指１の右側から照射するようにしてもよいものである。

次に、図２１を用いて、本発明の第１１の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２１は、本発明の第１１の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

図１，図２に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図２に示したものと同様である。

このように、手指１の左右の方向から光を照射する構成とすることにより、手指１の画像の照明むらを軽減することができる。また、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して直角に近い方向，すなわち、手指の横方向から光を照射するようにしているため、光学系を小型化して、装置全体を小型化することができる。

次に、図２２を用いて、本発明の第１２の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２２は、本発明の第１２の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。

図３，図４に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図４に示したものと同様である。

次に、図２３を用いて、本発明の第１３の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２３は、本発明の第１３の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図５と同一符号は、同一部分を示している。

図５，図６に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図６に示したものと同様である。

次に、図２４を用いて、本発明の第１４の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２４は、本発明の第１４の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図７と同一符号は、同一部分を示している。

図７，図８に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図８に示したものと同様である。

次に、図２５を用いて、本発明の第１５の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２５は、本発明の第１５の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図９と同一符号は、同一部分を示している。

図９，図１０に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図１０に示したものと同様である。

次に、図２６を用いて、本発明の第１６の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２６は、本発明の第１６の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図１１と同一符号は、同一部分を示している。

図１１，図１２に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図１２に示したものと同様である。

このように、手指１の左右の方向から光を照射する構成とすることにより、手指１の画像の照明むらを軽減することができる。また、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して直角に近い方向，すなわち、手指の横方向から光を照射するようにしているため、光学系を小型化して、装置全体を小型化することができる。また、ガイドとなる導光部材２の透過面Ｄが２本光るため、ユーザの指位置あわせが容易となる。

次に、図２７を用いて、本発明の第１７の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２７は、本発明の第１７の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図１３と同一符号は、同一部分を示している。

図１３，図１４に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図１４に示したものと同様である。

次に、図２８を用いて、本発明の第１８の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２８は、本発明の第１８の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図１５と同一符号は、同一部分を示している。

図１５，図１６に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図１６に示したものと同様である。

次に、図２９を用いて、本発明の第１９の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図２９は、本発明の第１９の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図１７と同一符号は、同一部分を示している。

図１７，図１８に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図１８に示したものと同様である。

次に、図３０を用いて、本発明の第２０の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図３０は、本発明の第２０の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図１９と同一符号は、同一部分を示している。

図１９，図２０に示した実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の一方から照明を行なったが、本実施形態では、手指１と撮像装置３とを通る光軸に交わる方向の両方から照明するようにしている。すなわち、照明装置５及び導光部材２をそれぞれ２個ずつ備え、手指１の左右，すなわち、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して対称に、照明装置５及び導光部材２のペアを配置している。導光部材２の構成は、図２０に示したものと同様である。

次に、図３１及び図３２を用いて、本発明の第２１の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図３０は、本発明の第２１の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図３１は、本発明の第２１の実施形態による個人認証装置の動作説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

図３１に示した本実施形態では、図１に示した構成に対して、照明装置５と導光部材２の間に第１の偏光板１０と、透明部材７の近傍に第２の偏光板１２とを設けたものである。第１の偏光板１０は、照明装置５から出射した円偏光を直線偏光に返還する。第２の偏光板１１は、特定の直線偏光のみを透過して、撮像装置３に入射する。ここで、第１の偏光板１０から出射する直線偏光の向きに対して、第２の偏光板１１が透過する直線偏光の向きを直交させている。すなわち、第１の偏光板１０が偏光子として作用し、第２の偏光板１１が検光子として作用する。

次に、図３２を用いて、本実施形態の光学系の動作について説明する。照明装置５から照射される光は、第１の偏光板１０にて直線偏光となり、導光部材２を介し、手指１に照射される。手指１内で反射，散乱，吸収され偏光角が回転した様々な偏光角の光を、透明部材７及び第２の偏光板１１を介して撮像装置３で撮像をする。第２の偏光板１１は、直線偏光が照射された手指１の表面で反射した光の偏光角と直交する偏光角になっているので、手指１の表面で反射する光を除去することができ、良好な血管撮影ができる。

なお、図３１に示した例では、一組の照明装置５，第１の偏光板１０，導光部材２を備えているが、これらを二組備え、図２１に示した構成のように、手指１の左右から直線偏光を照射するようにして、照明むらを低減する構成とすることもできる。

このように、手指１と撮像装置３とを通る光軸に対して直角に近い方向，すなわち、手指の横方向から光を照射するようにしているため、光学系を小型化して、装置全体を小型化することができる。また、２個の偏光板を用いることにより、手指の表面で反射する光の影響を低減することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、個人認証装置を小型化することができる。また、手指の表面で反射する光の影響を低減することができる。

次に、図３３〜図３５を用いて、本発明の第２２の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図３３は、本発明の第２２の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図３４及び図３５は、本発明の第２２の実施形態による個人認証装置の動作説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態では、図１に示した構成に加えて、透明部材７と撮像装置３との間に、透明平行平板部材１００を備えている。透明平行平板部材１００は、支点Ｓを中心に回動可能である。透明平行部材１００は、制御部１１０によって回動される。また、透明部材７の上に載置される認証対象である人間の手指は、図示する手指１Ａ，１Ｂ，１Ｃのように、個人差があり、様々な太さの場合があり、導光部材２に手指の側面を接触させた場合、それぞれの手指１Ａ，１Ｂ，１Ｃの中心線の位置はずれている。

撮像装置３は、撮影した画像から指の輪郭を検出する。制御部１１０は、撮像装置３によって検出された指の輪郭から算出した指中心と画像の中心とのずれに応じて、平行平板部材１００を支点Ｓを中心に回転する。例えば、図３３に示した細い手指１Ａの場合には、図３４に示すように透明平行平板部材１００回転し、図３３に示した太い手指１Ｃの場合には、図３５に示すように透明平行平板部材１００を回転することで、光軸中心と手指の中心をあわせ歪みの少ない光軸中心部で撮影することが可能となる。さらに撮像装置３のレンズが持つ歪曲収差で横幅ずれによる画像の変形がある光学系でも、本例のように光軸をあわせることで認証部４での画像補正が不必要となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、個人認証装置を小型化することができる。また、手指の表面で反射する光の影響を低減することができるとともに、歪みの少ない撮影が可能となる。

次に、図３６〜図３８を用いて、本発明の第２３の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図３６は、本発明の第２３の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図３７及び図３８は、図３６に示した本発明の第２２の実施形態による個人認証装置の平面図である。なお、図２１と同一符号は、同一部分を示している。

図３６に示すように、本実施形態では、一方の照明装置５と導光部材２は、ラック（歯竿）１３に接続され、弾性体１２で筐体固定端１６に接続されている。また、他方の照明装置５と導光部材２は、ラック（歯竿）１４に接続されている。ラック（歯竿）１１３とかみ合ったピニオン（小歯車）１５は、筐体固定端（図示せず）で支持されラック（歯竿）１４とかみ合うよう構成される。

一方の照明装置５と導光部材２と、他方の照明装置５と導光部材２とが、照明装置３の光軸中心に対称に配置されるよう調整する。この状態で、一方の導光部材２と、他方の導光部材２との間に手指１を挿入することで、手指１に押しのけられた２つの照明装置５と導光部材２がラック（歯竿）１３、ピニオン（小歯車）１５、ラック（歯竿）１４の作用で光軸を中心に対称位置へと移動するため、手指１の中心が光軸中心へと導かれる。これにより光軸中心と手指の中心をあわせ、歪みの少ない光軸中心部で撮影することが可能となる。さらに撮像装置３のレンズが持つ歪曲収差により画像が変形しても、本例のように光軸をあわせ、手指１の置く位置再現性を良くすることで認証部４での画像補正が不必要となる。

ここで、図３７に示すように、２つの照明装置５と導光部材２は、平行に配置される。また、図３８に示すように、２つの照明装置５と導光部材２がそれぞれ１つずつ支点Ｓ１，Ｓ２を有する。２つの照明装置５と導光部材２は、支点Ｓ１，Ｓ２を中心に回動可能である。この構成により、２つの照明装置５と導光部材２の間に手指１を挿入すると２つの照明装置５と導光部材２は押しのけられつつ支点を中心にして手指１の側面に沿うよう配置される。このように手指１の側面の太さ変化による傾きに応じて、手指１に密着することができる。この構成により、被認証者の手指太さや形状ばらつきの影響を少なくできる。

以上説明したように、本実施形態によれば、個人認証装置を小型化することができる。また、光軸中心と手指の中心をあわせ、歪みの少ない光軸中心部で撮影することが可能となる。

次に、図３９を用いて、本発明の第２４の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図３９は、本発明の第２４の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図３６と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態では、図３６の構成に加えて、ラック（歯竿）１４もしくはラック（歯竿）１３のいずれかに、リニアエンコーダ１７を設置している。なお、リニアエンコーダの代わりに回転エンコーダを用いてもよいものである。

エンコーダ１７の出力により、動いた方向と動き量が検出できる。そこで、認証部４は、エンコーダ１７の検出量変化が減少したら、手指１の位置が安定したと判断し、撮像装置３から画像を取り込むタイミングとする構成とする。

エンコーダとしては、抵抗によるポテンショメータや、スリット入りの板とフォトインタラプタによる光学式のものや、連続着磁板と磁界検出素子による磁気式のものや、二重抵抗体を使用したものが用いられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、個人認証装置を小型化することができる。また、エンコーダを用いることにより、手指の位置の判定した状態で画像を取り込むことが可能となる。

次に、図４０を用いて、本発明の第２５の実施形態による個人認証装置の構成について説明する。
図４０は、本発明の第２５の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態では、手指以外の生体８，例えば、掌，手の甲などの生態情報を用いて個人認証するようにしている。２個の照明装置５から照射される光は、それぞれ、撮影に使用する光を導く２個の導光部材２によって生体８に照射される。導光部材２の遮蔽面Ｅ，Ｆは、光を透過しない材質の表面処理もしくは光を透過しない材質を貼付して形成している。導光部材２の透過面Ｃは、光を透過する開口部となっており、照明装置５からの光を生体８へと照射する。生体８内で反射，散乱，吸収された光は、透明部材７を介して撮像装置３で撮像される。

本実施形態によれば、皮膚表面での光の反射による妨害の影響を軽減して、血管撮影ができる。なお、図３１に示した偏光フィルタを追加するようにしてもよいものである。

なお、上述の各実施形態に示した導光部材２は、樹脂，ガラス等の撮影するための光が透過できる材質であればよく、透明でも色つきでも光の波長でフィルタ特性を持つものでもよいものである。また、一体でも、少なくともひとつ以上の部材に分割されていてもよいものである。さらには、光ファイバのような材質の集合体であってもよいものである。

以上説明した各本実施形態によれば、被写体である生体と撮像素子との距離を小さくすることができ、特に自動車や構造物のドアのノブに内蔵しやすい小型の個人認証装置を実現することができる。

本発明の第１の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第２の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第２の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第３の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第３の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第４の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第４の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第５の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第５の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第６の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第６の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第７の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第７の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第８の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第８の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第９の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第９の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第１０の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１０の実施形態による個人認証装置に用いる導光部材の斜視図である。本発明の第１１の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１２の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１３の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１４の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１５の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１６の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１７の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１８の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第１９の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第２０の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第２１の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第２１の実施形態による個人認証装置の動作説明図である。本発明の第２２の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第２２の実施形態による個人認証装置の動作説明図である。本発明の第２２の実施形態による個人認証装置の動作説明図である。本発明の第２３の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。図３６に示した本発明の第２２の実施形態による個人認証装置の平面図である。図３６に示した本発明の第２２の実施形態による個人認証装置の平面図である。本発明の第２４の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。本発明の第２５の実施形態による個人認証装置のシステム構成図である。

符号の説明

１…手指
２…導光部材
３…撮像装置
４…認証部
５…照明装置
６…遮光部材
７…透明部材
８…生体
１０，１１…偏光板
１２…弾性体
１３，１４…ラック（歯竿）
１５…ピニオン（小歯車）
１７…リニアエンコーダ

Claims

照明手段からの光を生体に照射して、この生体からの生体情報を含む光を撮像する撮像手段を有する個人認証装置において、
前記照明手段から発した光を前記生体の方向に導く導光手段を備えたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記導光手段は、前記生体の横方向から前記生体に光を照射することを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記導光手段は、前記撮像手段の光軸と直交する方向から前記生体に光を照射することを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記導光手段は、前記撮像手段の光軸と平行方向であって、前記撮像手段の方向から前記生体に光を照射することを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記導光手段は、前記撮像手段側に設けられた遮光面若しくは前記撮像手段側に配置された遮光部材を備えたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記導光手段は、生体側の生体情報撮像手段の反対側に設けられた磨りガラス状の透過部を備えたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記導光手段は、前記生体に光を照射する透過部を備え、この透過部が上部側にオフセットして形成されたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記照明手段と前記導光手段との配置され、前記照明手段から発した光を直線偏光にする第１の偏光板と、前記撮像手段の手前に配置され、前記生体からの光の内前記第１の偏光板に直交する直線偏光を検出する第２の偏光板とを備えたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記撮像手段の手前に回動可能に配置された透明平行平板を備えたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１記載の個人認証装置において、
前記照明手段と前記導光手段とは複数個備えられ、前記生体を挟む位置に配置されたことを特徴とする個人認証装置。
請求項１０記載の個人認証装置において、
複数個の前記照明手段と前記導光手段は、それぞれ、ラック及びピニオンで接続され、互いに反対方向に移動可能であることを特徴とする個人認証装置。
請求項１１記載の個人認証装置において、
前記ラック若しくはピニオンに接続されたエンコーダを備え、このエンコーダの出力により生体の位置の安定状態を検出し、前記撮像手段により撮像することを特徴とする個人認証装置。