JP2007156684A - 指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータおよび指静脈認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作盤上の設置場所の条件を緩和し、使い勝手、特に認証時に指の密着性をよくし確実に指静脈パターンを読み取ることの出来る指静脈認証装置およびこれを使用したパーソナルコンピュータ、特にノートパソコンを提供する。
【解決手段】操作盤の操作側先端表面部と上表面部とで形成される角度部の一部に、認証しようとする指が入ってセットされるに充分な幅を有し、当該指のガイド面となる側面の形成された凹部を形成する。該凹部に向けて離間された少なくとも一対の指置台および離間部に指静脈パターンを検知するセンサを設け、前記一対の指置台にセットされる指に向けて光線を照射する光照射手段および指静脈パターンの位置検知手段を前記操作盤の内部に設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータ、特にノートパソコンおよび当該パーソナルコンピュータに設置する指静脈認証装置に関する。

最近ではノートパソコンに厚さ１５ミリメートル程度の指静脈認証装置が開発され、ノートパソコンに搭載されようとしている。小型化した指静脈認証装置では、指を乗せる（セットする）パッドと同じ面に光源を置き、薄型化を実現し、光の内部散乱を利用して静脈パターンを読み取る方式が採用されている。

特許文献１には、被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体に光を照射する光照射手段と、を具備し、前記撮像手段は、前記被写体と前記撮像手段とが相対的に移動する場合に、前記被写体の複数の部分画像を出力し、前記撮像手段における前記部分画像前記部分画像面内の露光量を制御する制御手段を有する画像取得装置が記載されている。

特許文献２には、撮像手段に対する相対的な被写体の移動方向を検知する移動方向検知手段と、前記移動方向検知手段によって検知された被写体の移動方向に基づいて、被写体の合成画像の取得手順を切替える画像取得切替え手段とを有する認識装置が記載されている。

特許文献３には、ユーザの指紋をセンサを用いてスイープ方式で検出して認証するスイープ型指紋認証装置であって、ユーザの指紋をセンサを用いてスイープ方式で検出するスイープ型指紋検出手段と、指紋を検出する動作に入る動作開始タイミングを検知する動作開始タイミング検知手段と、前記動作開始タイミング検知手段による検知に応答して、前記スイープ型指紋検出手段を動作状態にするスイープ型指紋検出動作制御手段とを備えるスイープ型指紋装置が記載されている。

特開２００５−１７４２８０号公報 特開２００５−６３０２０号公報 特開２００４−３５５４０５号公報

前述のように小型化した指静脈認証装置が開発されており、装置はますます小型化していく。このように小型化した指静脈認証装置の特徴を利用してパーソナルコンピュータ、特にノートパソコンに搭載することが求められる。小型化したノートパソコンに搭載する場合に、設置場所の条件を緩和し、使い勝手に優れた指静脈認証装置にすることが必要になる。

本発明は、かかる点に鑑み、操作盤上の設置場所の条件を緩和し、使い勝手、特に認証時に指の密着性をよくし確実に指静脈パターンを読み取ることの出来る指静脈認証装置およびこれを使用したパーソナルコンピュータ、特にノートパソコンを提供することを目的とする。

本発明は、操作盤および画面表示盤を備え指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータにおいて、
前記操作盤の操作側先端表面部と上表面部とで形成される角度部の一部に、認証しようとする指が入ってセットされるに充分な幅を有し、当該指のガイド面となる側面の形成された凹部を形成し、
該凹部に向けて、離間された少なくとも一対の指置台および離間部に指静脈パターンを検知するセンサを設け、前記一対の指置台にセットされる指に向けて光線を照射する光照射手段および指静脈パターンの位置検知手段を前記操作盤の内部に設けたこと
を特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータを提供する。

また本発明は、操作盤および画面表示盤を備えたパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置において、
前記操作盤の操作側先端表面部と上表面部とで形成される角度部の一部に、認証しようとする指が入ってセットされるに充分な幅を有し、当該指のガイド面となる側面の形成された凹部に向けて配置される、離間された、少なくとも一対の指置台と、前記一対の指置台にセットされる指に向けて照射された光線による指静脈パターンを検知するセンサとを有し、かつ前記操作盤の内部に設けられる光照射手段および指静脈信号の位置検知手段を有すること
を特徴とするパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置を提供する。

「パーソナルコンピュータ」は、ノートパソコンおよびコンピュータ機能を備えた携帯電話機あるいはＰＤＡを含むものとする。

本発明によれば、パーソナルコンピュータの操作盤上の角度部に設置される指静脈認証装置が提供され、これによれば操作盤上の設置場所の条件が緩和され、指静脈認証装置に搭載したパーソナルコンピュータ、特に小型化されたノートパソコンを提供することができる。

本発明の実施例は、上述したパーソナルコンピュータであって、前記一対の指置台は、それぞれ回転ローラからなり、認証しようとする指が接触する前記回転ローラの表面は、前記操作側先端表面部から前記上表面部に向けて上方に傾斜する角度で配設されていることを特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータが構成される。

また、前記一対の回転ローラは前記操作盤内に設置され、該操作盤の外形表面からはみ出さないことを特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータで構成される。

また、前記一対の指置台は、それぞれ前記光照射手段からの光線を認証しようとする指に導光する導光管によって構成されることを特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータが構成される。

更に、本発明の実施例は、上述した指静脈認証装置であって、前記一対の指置台は、それぞれ回転ローラからなり、認証しようとする指が接触する前記回転ローラの表面は、設置されたときに、前記操作側先端表面部から前記上表面部に向けて上方に傾斜する角度を有することを特徴とするパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置で構成される。

また、前記一対の指置台は、それぞれ前記光照射手段からの光線を認証しようとする指に導光する導光管によって構成されることを特徴とするパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置で構成される。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）および図２は実施例１を示す。図１（ａ）はノートパソコン１００を示し、図（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の詳細を認証しようとする指１と共に示す。２００はノートパソコン１００に付属した指静脈認証装置を示す。図２は指静脈認証装置２００の詳細を示す図である。

図１において、ノートパソコン１００は、操作盤２および画面表示盤３を備える。操作盤２は周知のようにキーボードその他の操作部が設けられており、画面表示盤３には画面部が設けられており、各種演算のために演算部が設けられている。これらの構成については周知であり、ここではこれ以上説明しない。

操作盤２の操作側先端表面部４と上表面部５とで形成される角度部６の一部（図では左方部）に凹部（欠け部，切り欠け部）７が設けてある。従って、ここで角度部６とは、交差直線のみを指すのではなく、交差直線を中心としてある、ある範囲の領域を指すことになる。

図１（ｂ）において、操作盤２の操作側先端表面部４と上表面部５とで形成される角度部６の一部に、認証しようとする指１が入ってセットされるに充分な幅を有し、指１のガイド面８と側面が形成された凹部７が形成してある。この凹部７は直方状であってもＶ字状あるいは丸形状であってもよい。

凹部の側部は上述のようにガイド面８が形成してあり、底部には山形形状である底面９が設けてある。山形形状底面９は側方から見て山部，谷部，山部のＲ形状部をなし、山部の頂上部および各部の谷底部にはそれぞれ長細状の貫通孔が、すなわち凹部の幅方向に貫通孔が設けてある。そして、山部に設けた貫通孔にはローラ１１，１２が貫通孔にわずかに隙間が設けられて全域に亘って露出する表面を有するようにして設けられる。ローラ１１は操作側先端表面部４に近接し、ローラ１２は上表面部５に近接する。ローラ１１，１２が操作側先端表面部４あるいは上表面部５の外側に突き出ることはない。

このように、一対のローラ１１，１２は操作盤内に設置され、操作盤２の外形表面からはみ出すことはない。ローラ１１，１２は回転可能であり、ローラ１１，１２の露出した表面に認証しようとする指１が接触する。これら一対のローラは回転ローラとして機能１、かつ指置台として機能する。この例の場合、一対の指置台は、それぞれ回転ローラからなり、認証しようとする指１が接触する回転ローラの表面は、操作側先端表面部４から上表面部に向けて上方に傾斜する角度で配設される。ローラ１１，１２が上述のＲ形形状部と共に指置台を形成するようにしてもよい。この場合は、ローラは位置計測のために使用され、Ｒ形形状部の山形部は指置部として機能する。従って、この場合、指置台はＲ形形状をなす。

このような傾斜角度配置によって、指１のローラ１１，１２の表面に対する密着性が向上する。密着することによって後述する光照射手段から照射された光線の漏洩が防止され、計測精度を向上させる。

ローラ１２にはギア（図示せず）を介して計測ローラ１３が接続してある。計測ローラ１３には半径方向に多数のスリット１４が設けてあり、スリット１４に重ねた状態で設けた位置センサ１５から光を当てることにより、スリット１４を設けたことによる明暗信号によって回転度数、すなわちローラ１２の回転の度合が計測される。指１を入れてセットし、計測を開始した時点、計測を終了した時点、その間の指１をスイープした時間が時々刻々と計測され得る。このようにして、指静脈パターンの位置検知手段が構成され、この位置検知手段は操作盤内に設置される。

一対のローラ１１，１２は離間して配置してあり、離間部は前述の各部に一致し、谷部に設けた貫通孔を一部が貫通した格好でラインセンサ１６が設けてある。ラインセンサ１６の上端は一対のローラ１１の傾斜半角によって想定される傾斜面よりも上側にわずかにバネ１７によって突き出るようにされており、指１がセットされる時指１に押圧されてバネ１７（弾性体）は圧縮され、ラインセンサ１６は下方にわずかに沈む。沈んだ状態にあってもラインセンサ１６の上端は指１に対する接触を保つ。従ってラインセンサ１６は可動ラインセンサとして機能し、矢印で示すように上下動作する。

従って、可動ラインセンサは、離間された離間部に指静脈パターンを検知するセンサとして機能する。このセンサは凹部７に向けて設けられることになる。

凹部７の幅方向の側方には近赤外線ＬＥＤ１８（近赤外線発光部）が設けられ、凹部７のガイド面８に設けたスリット１９を介して近赤外線が導出され、近赤外線は指１に側方から当り指１内を通過し、指静脈パターンを映像としてラインセンサ１６に出力する。近赤外線ＬＥＤ１８は指１に対して斜め上方向に近赤外線を照射する。すなわち、近赤外線は横入れ方式としてある。

このように、近赤外線ＬＥＤ１８は光線を照射する光照射手段として機能する。従って、近赤外線に代えて他の光線を使用するようにしてもよい。

このようにして、操作盤２の操作側先端表面部４と上表面部５とで形成される角度部６の一部に、認証しようとする指１が入ってセットされるに充分な幅を有し、指１のガイド面８となる側面の形成された凹部７に向けて配置される、離間された底部もしくは／およびローラから形成される少なくとも一対の指置台と、一対の指置台にセットされる指１に向けて照射された光線による指静脈パターンを検知するセンサ，位置センサ１５とを有し、かつ操作盤２の内部に設けられる光照射手段、例えば近赤外線ＬＥＤおよび指静脈信号の位置検知手段を有するパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置２００が構成される。

この例にあっては、一対の指置台，センサおよび光照射手段を操作盤２内に組み込んで設けるようにしているが、これらをセットして別体として独自に構成し、凹部７を切り欠け部としてここに嵌め込むようにしてもよい。

以上の構成において、指認証を行う場合、指１を斜め上方にしてローラ１１，１２によって、もしくはローラ１１，１２および２つの山部によって形成される指置台に乗せてセットする。セットすると計測開始点が位置検知手段によって検知され、指静脈パターンが情報として摂取開始される。指１を手前に引いてスイープすると、時々刻々と指静脈パターンが位置検知情報と共に連続取得される。

本例の場合、手前に引いて指静脈パターンである静脈画像を反対方向にスイープして形成しているが、押すことによって押す方向と反対方向にスイープして静脈画像を形成してもよい。セットが解除されると指静脈パターンの摂取も終了し、取得終了となる。

取得された指静脈パターンは情報として指静脈認証装置の格納手段に格納される。格納された時々刻々の指１の移動量検出に対応した指静脈パターンは画像合成によって合成され、１つの完成した指静脈パターンとして形成されることになる。完成した指静脈パターンは予め登録してあった指静脈パターンと比較され、同一性が判定され、判定結果が出力される。判定結果は、例えば当該ノートパソコン１００に格納された情報出力の許可情報として使用される。

以上の構成においては、時々刻々の指静脈パターンを合成しているが、１つのあるいは複数の指静脈パターンで充分に活用できる場合には指を引く必要はない。

また、スイープするに際して、指１の移動方向を検知し、検知された指１の移動方向に基づいて合成画像を作成することができる。

図３および図４を用いて、位置センサ１５を使った静脈画像取得方法について説明する。図３は位置センサ１５を使った指静脈パターン撮影フロー図であり、図４はスイープすることによって静脈画像を合成作成する状態を示す図である。

図３はＡ案およびＢ案の双方を示すが一緒に説明する。Ｂ案において、指が入ったか、すなわち指１が指置台にセットされたかが検出される（Ｓ１）。この検出に際してはＸ軸方向への指の移動が検出される。ＹＥＳの場合に指が引かれたか、すなわちＹ軸方向の移動が検出される（Ｓ２）。ＮＯの場合にはステップＳ１が繰り返される。

Ａ案の場合にはステップＳ２に行き、Ｂ案と同様に指が引かれたかが検出される。ＹＥＳの場合に指静脈ライン（すなわちパターン）画像を読み込む（Ｓ３）。更に検出したＹ軸の位置に対するメモリに指静脈ライン画像を格納する（Ｓ４）。指がなくなったか、すなわち位置センサが反応しないかを判定する（Ｓ５）。ＹＥＳの場合、格納した指静脈ライン画像が全体の指定％（割合）以上であるかを判定する（Ｓ６）。予め登録済みの静脈テンプレートと静脈画像を比較することを行う（Ｓ７）。この比較を通して撮像対象者の静脈画像が予め登録済みの静脈画像と一致することを判定して同一人であるかどうかの判定を行い、判定結果を出力することになる。上述のステップＳ２において移動無しの場合には、ステップ２に戻る。また、ステップＳ２において、押された場合にはスイープ操作失敗を表示する（Ｓ８）。上述のステップＳ５においてＮＯの場合にはステップＳ２に戻る。また、ステップＳ６においてＮＯの場合にはステップＳ８に行く。

ここで、上述したように、押されたことは指を引く方向と反対方向にスイープされることを意味する。そして、指定％は、相対位置の画像読み取り成功率を示す。

図４は、指１を矢印方向に引くことによってスイープし、静脈画像を合成形成していくステップを示している。本例の場合、指１は１〜１２に分けられた相対位置でそれぞれの指静脈ライン画像が撮影される。撮影された各指静脈ライン画像は順次合成されて行き、相対位置６の時点で図４（ａ）に示す静脈画像が形成されることになる。更に指静脈ライン画像の撮影が進み、相対位置１２の時点で図４（ｂ）に示す静脈画像が形成されることになる相対位置の各点でステップＳ６に示す格納した指静脈ライン画像が全体の指定％以上に取得されたかによって撮像が成功したかどうかが判定され、成功した時に同一性判定がなされることになる。この同一性判定を行うに当って、上述した指静脈認証装置は角度部の一部に指が入ってセットされるようにしているので、スイープによる静脈画像取得が容易に行われ、更には、指置台の表面を操作側先端表面部６から上表面部５に向けて上方に傾斜する角度で配置してあるので、セットする指１の角度に合せた静脈撮影となって指の指置台への密着性が高まることになる。

図５および図６を使用して実施例２を説明する。図５は実施例１の図１に対応し、図４は実施例１の図２に対応する。図６（ａ）は１つの典形例を示し、図５（ｂ）はその変形例を示す。これらの図において、実施例１と同一の構成については同一の番号を付し、実施例１についての説明を援用するものとし、実施例１との違いを主に説明する。

この例にあっては、ラインセンサ２６は固定されており、固定ラインセンサとして機能する。底部が山部、谷部、山部のＲ形状部として形成されるのは先の実施例と同じである。谷部にはラインセンサ２６はその先端部が谷部から指方向に突き出ないようにして貫通孔を介して指１に対峙するようにして幅全域に亘って設けられる。従って図に示すように、指１との間には若干の空隙が形成される。

ラインセンサ２６の両側には二対の近赤外線ＬＥＤ２８が設けてある。二対としてあるのは光の強度を強く精度を上げるためであり、一対でもよい。

各近赤外線ＬＥＤ２８の上方には導光管３０が設けてあって、近赤外線ＬＥＤ２８からの近赤外線を指１に向けて効率よく照射する構成としてある。導光管３０の先端は、山部に設けた貫通孔に露出して指１に対峙する。この場合に導光管３０の先端部は貫通孔から上方に突き出ることはない。従って、この例の場合、各山部が指置台として機能することになる。

凹部７のガイド面の側方には凹部に向けて、すなわちセットされた指１に向けるようにして位置センサ３１が設けてある。位置センサ３１は、ＬＥＤ３２とフォトセンサ３３から構成され、スイープする指１の位置の検出を行う。このようにして位置検知手段が形成されるのは前述の通りである。

図６（ｂ）は近赤外線ＬＥＤ２８を１つにして、導光管３０を２又に分岐した例を示す。この例によれば１つの近赤外線ＬＥＤ２８で光照射手段が形成され、安価になる。

本発明の実施例の構成を示す図。 図１の一部詳細図。 位置センサを使った指静脈撮影フロー図。 静脈画像を合成作成する状態を示す図。 本発明の他の実施例の構成を示す図。 図５の一部詳細図。

符号の説明

１…指、２…操作盤、３…画面表示盤、４…操作側先端表面部、５…上表面部、６…角度部、７…凹部、８…ガイド面、９…底面、１１、１２…ローラ、１３…計測ローラ、１４…スリット、１５，３１…位置センサ、１６，２６…ラインセンサ、１７…バネ、１８，２８…近赤外線ＬＥＤ、１９…スリット、２０…導光管、３２…ＬＥＤ、３３…フォトセンサ、１００…ノートパソコン、２００…指静脈認証装置。

Claims (7)

1. 操作盤および画面表示盤を備え指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータにおいて、
   前記操作盤の操作側先端表面部と上表面部とで形成される角度部の一部に、認証しようとする指が入ってセットされるに充分な幅を有し、当該指のガイド面となる側面の形成された凹部を形成し、
   該凹部に向けて、離間された少なくとも一対の指置台および離間部に指静脈パターンを検知するセンサを設け、前記一対の指置台にセットされる指に向けて光線を照射する光照射手段および指静脈パターンの位置検知手段を前記操作盤の内部に設けたこと
   を特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータ。
2. 請求項１において、認証しようとする指が接触する前記指置台表面は、前記操作側先端表面部から前記上表面部に向けて上方に傾斜する角度で配設されていることを特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータ。
3. 請求項２において、前記一対の指置台は、それぞれ回転ローラからなり、前記一対の回転ローラは前記操作盤内に設置され、該操作盤の外形表面からはみ出さないことを特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータ。
4. 請求項１において、前記一対の指置台は、それぞれ前記光照射手段からの光線を認証しようとする指に導光する導光管によって構成されることを特徴とする指静脈認証装置を備えたパーソナルコンピュータ。
5. 操作盤および画面表示盤を備えたパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置において、
   前記操作盤の操作側先端表面部と上表面部とで形成される角度部の一部に、認証しようとする指が入ってセットされるに充分な幅を有し、当該指のガイド面となる側面の形成された凹部に向けて配置される、離間された、少なくとも一対の指置台と、前記一対の指置台にセットされる指に向けて照射された光線による指静脈パターンを検知するセンサとを有し、かつ前記操作盤の内部に設けられる光照射手段および指静脈信号の位置検知手段を有すること
   を特徴とするパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置。
6. 請求項５において、前記一対の指置台は、それぞれ回転ローラからなり、認証しようとする指が接触する前記指置台の表面は、設置されたときに、前記操作側先端表面部から前記上表面部に向けて上方に傾斜する角度を有することを特徴とするパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置。
7. 請求項５において、前記一対の指置台は、それぞれ回転ローラからなり、前記一対の指置台は、それぞれ前記光照射手段からの光線を認証しようとする指に導光する導光管によって構成されることを特徴とするパーソナルコンピュータに付属させる指静脈認証装置。
   

Images