JP2007313295A - 生体情報取得装置、生体情報取得方法及び生体認証装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高精度の生体情報を得ることができるだけでなく、小型化を容易に図ることができる生体情報取得装置、生体情報取得方法及び生体認証装置を提供すること。
【解決手段】生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体に光を照射する光源部６と、前記生体に前記光源部６からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子２３と、前記複数の受光素子２３にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、前記複数の受光素子２３によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部１８とを備えることを特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体に光を照射する光源部６と、前記生体に前記光源部６からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子２３と、前記複数の受光素子２３にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、前記複数の受光素子２３によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部１８とを備えることを特徴とする。
【選択図】図３
Description
本発明に係るいくつかの態様は、生体情報を利用するための生体情報取得装置、生体情報取得方法及び生体認証装置に関する。
近年、正規使用者を認証するために、正規使用者の指紋、虹彩又は静脈パターンなどの生体情報を利用する生体認証が行われている（例えば、特許文献１参照。）。そして、生体認証を行うために、種々の生体情報取得装置が利用されている。
これら生体情報取得装置の中には、光を照射する光源部と、光を受光する受光素子とを備えるものが知られている。そして、光源部からの光を生体に照射し、生体からの光を受光することにより、これら受光した光を電気信号に変換し、これにより生体情報を得ることができる。
これら生体情報取得装置の中には、光を照射する光源部と、光を受光する受光素子とを備えるものが知られている。そして、光源部からの光を生体に照射し、生体からの光を受光することにより、これら受光した光を電気信号に変換し、これにより生体情報を得ることができる。
ここで、携帯端末やパソコンなどの認証を必要とする機器が身の回りにあふれるようになった今日においては、大掛かりで消費電力の大きな生体情報取得装置は敬遠されてきている。
その一方で、セキュリティ意識の高まりにより、認証の精度はますます高いものが要求されてきているため、生体情報の精度を向上させることも求められている。
特許第３５４９７９５号公報
その一方で、セキュリティ意識の高まりにより、認証の精度はますます高いものが要求されてきているため、生体情報の精度を向上させることも求められている。
しかしながら、生体情報取得装置を小さくしようとすると、照明光のダイナミックレンジが小さくなり、利用できる範囲が限定されてしまうことから、得られる生体情報の質が低下してしまうという問題がある。
本発明に係るいくつかの態様は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高精度の生体情報を得ること、さらには小型化を容易に図ることができる生体情報取得装置、生体情報取得方法及び生体認証装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る生体情報取得装置は、生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、を含み、前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る生体情報取得装置は、生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、を含み、前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備えることを特徴とする。
この発明に係る生体情報取得装置においては、複数の受光素子によって受光された光の光強度を均すことができるため、光源部からの位置によることなく、複数の受光素子にわたって光強度を等しくすることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができる。
また、本発明に係る生体情報取得装置は、前記開閉制御部が、前記複数の受光素子のうち、前記光源部から遠い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時期を、前記光源部から照射された光の強度の高い時期に合わせ、前記光源部に近い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時期を、前記強度の低い時期に合わせることを特徴とする。
また、本発明に係る生体情報取得装置は、前記開閉制御部が、前記光源部から最も遠い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時期を、前記光源部から照射された光の強度のピーク時に合わせ、前記複数の受光素子のうち、前記光源部から最も遠い位置に配された受光素子から前記光源部に近づくにしたがって、前記光の強度の減衰に合わせて、前記ゲートの開時期を順次ずらしていくことを特徴とする。
また、本発明に係る生体情報取得装置は、前記開閉制御部が、前記複数の受光素子のうち、前記光源部から遠い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時間を長くし、前記光源部に近い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時間を短くすることを特徴とする。
これらの発明に係る生体情報取得装置においては、生体情報の品質を確実に向上させることができる。
また、本発明に係る生体情報取得装置は、身体に装着可能であることを特徴とする。
この発明に係る生体情報取得装置においては、種々の場面で生体情報を利用することができ、利便性を向上させることができる。
また、本発明に係る生体情報取得方法は、生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得方法であって、光源部から照射された光を前記生体に照射し、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を複数の受光素子によって受光し、前記複数の受光素子に設けられたゲートの開閉を制御する開閉制御部によって、前記複数の受光素子によって受光された光強度をそれぞれ均すことを特徴とする。
この発明に係る生体情報取得方法においては、複数の受光素子によって受光された光の光強度を均すことができるため、光源部からの位置によることなく、複数の受光素子にわたって光強度を等しくすることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができる。
また、本発明に係る生体認証装置は、生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得部と、この生体情報取得部によって取得された前記生体の情報によって個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、前記生体情報取得部が、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備え、前記認証部が、前記生体情報取得部によって取得された前記生体の情報をあらかじめ記憶する生体情報記憶部と、前記生体情報記憶部にあらかじめ記憶された生体の情報と、前記生体情報取得部によって認証時に取得された生体の情報とを比較して、両情報が一致している場合に、認証完了として許可信号を出力する認証制御部とを備えることを特徴とする。
この発明に係る生体認証装置においては、複数の受光素子によって受光された光の光強度を均すことができるため、光源部からの位置によることなく、複数の受光素子にわたって光強度を等しくすることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができ、そのため、認証の高精度化を容易に図ることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができ、そのため、認証の高精度化を容易に図ることができる。
また、本発明に係る生体認証装置は、身体に装着可能であることを特徴とする。
この発明に係る生体認証装置においては、種々の場面で生体認証を行うことができ、利便性を向上させることができる。
また、本発明に係る生体認証装置は、生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得部と、この生体情報取得部によって取得された前記生体の情報によって個人認証を行う認証部とを有し、外部機器と接続される生体認証装置であって、身体に装着可能に構成されており、前記生体情報取得部が、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備え、前記認証部が、前記生体情報取得部によって取得された前記生体の情報をあらかじめ記憶する生体情報記憶部と、個人の識別情報を記憶する識別情報記憶部と、前記生体情報記憶部にあらかじめ記憶された生体の情報と、前記生体情報取得部によって認証時に取得された生体の情報とを比較して、両情報が一致している場合に、認証完了として許可信号を出力する認証制御部と、前記両情報が一致している場合に、認証が完了した状態を示す認証完了情報を保持する認証保持部と、前記身体から取り外されたことを検知すると、前記認証保持部によって前記認証完了情報が保持された状態を解除する解除部と、前記認証制御部から出力された許可信号が入力されると、前記識別情報記憶部に記憶された識別情報を前記外部機器に送信する送信部とを備えることを特徴とする。
この発明に係る生体認証装置においては、複数の受光素子によって受光された光の光強度を均すことができるため、光源部からの位置によることなく、複数の受光素子にわたって光強度を等しくすることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができ、そのため、認証の高精度化を容易に図ることができる。
また、身体から取り外されるまで認証完了情報が保持されることにより、装着している間はその都度認証を行う必要がなくなり、対応の迅速化を図ることができる。
また、身体から取り外されると、認証完了情報が保持された状態が解除されるので、セキュリティの向上を図ることができる。
さらに、個人の識別情報を送信することから、接続される外部機器に、各個人に応じた種々の制御を行わせることができる。
そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができ、そのため、認証の高精度化を容易に図ることができる。
また、身体から取り外されるまで認証完了情報が保持されることにより、装着している間はその都度認証を行う必要がなくなり、対応の迅速化を図ることができる。
また、身体から取り外されると、認証完了情報が保持された状態が解除されるので、セキュリティの向上を図ることができる。
さらに、個人の識別情報を送信することから、接続される外部機器に、各個人に応じた種々の制御を行わせることができる。
また、本発明に係る生体認証装置は、生体に光を照射することにより前記生体の静脈パターンを取得する生体情報取得部と、この生体情報取得部によって取得された前記静脈パターンによって個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、前記生体情報取得部が、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備え、前記認証部が、前記生体の安静状態を検出する安静状態検出部と、前記生体情報取得部によって取得された前記生体の静脈パターンをあらかじめ記憶する生体情報記憶部と、前記生体情報記憶部にあらかじめ記憶された静脈パターンと、前記生体情報取得部によって認証時に取得された静脈パターンとを比較して、両静脈パターンが一致している場合に、認証完了として許可信号を出力する認証制御部と、前記安静状態検出部の検出結果が所定の閾値を超えた場合には、前記認証制御部による認証を禁止する認証禁止制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る他の生体認証装置は、生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、複数の開閉可能なゲートと、を含み、前記複数のゲートの各々が前記複数の受光素子の一つの受光素子に対して設けられており、前記複数のゲートうち少なくとも２つのゲートは、前記光源部による前記生体に対する前記光の照射の開始後、異なるタイミングで開くこと、を特徴とする。
本発明に係る他の生態認証装置は、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、複数の開閉可能なゲートと、を含み、前記複数のゲートの各々が前記複数の受光素子の一つの受光素子に対して設けられており、前記複数のゲートうち少なくとも２つのゲートは、前記少なくとも２つのゲートが開いた後、異なるタイミングで閉じられることを特徴とする。
上記の生体認証装置において、前記光の強度は経時変化するようにしてもよい。
また、本発明に係る他の生体認証装置は、生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、複数の開閉可能なゲートと、を含み、前記複数のゲートの各々が前記複数の受光素子の一つの受光素子に対して設けられており、前記複数のゲートうち少なくとも２つのゲートは、前記光源部による前記生体に対する前記光の照射の開始後、異なるタイミングで開くこと、を特徴とする。
本発明に係る他の生態認証装置は、前記生体に光を照射する光源部と、前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、複数の開閉可能なゲートと、を含み、前記複数のゲートの各々が前記複数の受光素子の一つの受光素子に対して設けられており、前記複数のゲートうち少なくとも２つのゲートは、前記少なくとも２つのゲートが開いた後、異なるタイミングで閉じられることを特徴とする。
上記の生体認証装置において、前記光の強度は経時変化するようにしてもよい。
この発明に係る生体認証装置においては、上記と同様に、ダイナミックレンジを小さくしつつ、生体情報の品質を向上させることができ、そのため、認証の高精度化を容易に図ることができる。
また、生体が安静でないときには認証を行わないことから、認証精度を向上させることができる。
また、生体が安静でないときには認証を行わないことから、認証精度を向上させることができる。
本発明に係るいくつかの態様によれば、ダイナミックレンジを小さくし、あるいは生体情報の品質を向上させることができる。さらに照射光の強度を調整するためのフィルタ等の光学素子を省略することが可能なので、装置全体の小型化を容易に図ることができる。
（実施形態１）
以下、本発明の第１実施形態における生体認証装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態としての生体認証装置１を示したものである。
生体認証装置１は、円形板状に形成された円形基盤部１０と、矩形板状に形成された矩形基盤部１１とを備えており、これら円形基盤部１０と矩形基盤部１１とがバンド部１２ａを介して互いに連結されている。円形基盤部１０には、バンド部１２ａと反対方向に延びるバンド部１２ｂが設けられており、矩形基盤部１１にも、バンド部１２ａと反対方向に延びるバンド部１２ｃが設けられている。バンド部１２ｃの先端には、バンド部１２ｂの先端に係止する係止部１５が設けられている。
このような構成のもと、図２に示すように、バンド部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを手首に巻回し、係止部１５をバンド部１２ｂの先端に係止することにより、生体認証装置１を手首に装着することができるようになっている。
以下、本発明の第１実施形態における生体認証装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態としての生体認証装置１を示したものである。
生体認証装置１は、円形板状に形成された円形基盤部１０と、矩形板状に形成された矩形基盤部１１とを備えており、これら円形基盤部１０と矩形基盤部１１とがバンド部１２ａを介して互いに連結されている。円形基盤部１０には、バンド部１２ａと反対方向に延びるバンド部１２ｂが設けられており、矩形基盤部１１にも、バンド部１２ａと反対方向に延びるバンド部１２ｃが設けられている。バンド部１２ｃの先端には、バンド部１２ｂの先端に係止する係止部１５が設けられている。
このような構成のもと、図２に示すように、バンド部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを手首に巻回し、係止部１５をバンド部１２ｂの先端に係止することにより、生体認証装置１を手首に装着することができるようになっている。
また、生体認証装置１は、図１に示すように、生体の静脈パターンを取得する生体情報取得部（生体情報取得装置）２と、この生体情報取得部２によって取得された静脈パターンによって個人認証を行う認証部３とを備えている。
生体情報取得部２は、照明光を照射する点状光源部（光源部）６と、光を受光する受光部７とを備えている。点状光源部６は、例えばＬＥＤからなっており、矩形基盤部１１の一方の主面に設けられている。また、受光部７は、例えばＣＣＤからなっており、円形基盤部１０の一方の主面に設けられている。
点状光源部６は、図３に示すように、発光制御部１７に電気的に接続されており、発光制御部１７による制御のもと、パルス光を発するようになっている。
受光部７は、アレイ状に配列された複数の受光素子２３と、これら複数の受光素子２３の前方にそれぞれ設けられたマイクロ・レンズ・アレイ（不図示）とを備えている。複数の受光素子２３のうち、図２に示すように、手首に装着した状態で点状光源部６に最も近い位置に配されたものが受光素子Ｌ１となり、受光素子Ｌ１から離れるにしたがって、受光素子Ｌ２，Ｌ３となり、点状光源部６に最も遠い位置に配されたものは受光素子Ｌｎとなる。
また、複数の受光素子２３には、開閉可能なゲート（不図示）が設けられている。
これらゲートは、受光素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・，Ｌｎの一つ一つの全てに対応して設けられている。さらに、これらゲートは、複数の受光素子２３の前方であって、点状光源部６から照射されて生体を透過した透過光の光路上に設けられている。そして、ゲートを開いた状態にすると、生体を透過した透過光がゲートを通過して受光素子２３に到達し、一方、ゲートを閉じた状態にすると、透過光が遮断されるようになっている。
受光部７は、アレイ状に配列された複数の受光素子２３と、これら複数の受光素子２３の前方にそれぞれ設けられたマイクロ・レンズ・アレイ（不図示）とを備えている。複数の受光素子２３のうち、図２に示すように、手首に装着した状態で点状光源部６に最も近い位置に配されたものが受光素子Ｌ１となり、受光素子Ｌ１から離れるにしたがって、受光素子Ｌ２，Ｌ３となり、点状光源部６に最も遠い位置に配されたものは受光素子Ｌｎとなる。
また、複数の受光素子２３には、開閉可能なゲート（不図示）が設けられている。
これらゲートは、受光素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・，Ｌｎの一つ一つの全てに対応して設けられている。さらに、これらゲートは、複数の受光素子２３の前方であって、点状光源部６から照射されて生体を透過した透過光の光路上に設けられている。そして、ゲートを開いた状態にすると、生体を透過した透過光がゲートを通過して受光素子２３に到達し、一方、ゲートを閉じた状態にすると、透過光が遮断されるようになっている。
また、受光部７は、ゲートの開閉を制御する受光制御部（開閉制御部）１８に電気的に接続されている。受光制御部１８は、発行制御部１７とメモリ（生体情報記憶部）１９とに接続されている。メモリ１９には、点状光源部６が発する光の光強度と時間との関係を示す関数に基づいて、後述するように光強度を平坦にするためのタイムテーブルが記憶されている。また、メモリ１９は、受光部７からの電気信号を静脈パターン記憶データとして記憶するようになっている。
また、受光部７は、個人認証を行う認証制御部２２に電気的に接続されている。認証制御部２２は、受光部７からの電気信号を静脈パターン取得データとし、メモリ１９にあらかじめ記憶された静脈パターン記憶データと比較するようになっている。そして、認証制御部２２は、両データが一致すると、認証が完了したものとして外部機器の利用を許可する許可信号を出力するようになっている。
次に、このように構成された本実施形態における生体認証装置１の作用について説明する。
まず、外部機器の正規使用者によって、正規使用者の静脈パターンの登録が行われる。すなわち、図２に示すように、受光部７が手首の内側に配され、点状光源部６が手首の外側に配されるように、生体認証装置１を手首に装着する。
そして、発光制御部１７から点状光源部６にパルス信号を入力する。すると、点状光源部６から、パルス光が発せられる。図４（ａ）は、このときのパルス光の光強度特性を示すグラフである。このパルス光は、以下の式で示される関数となる。
ｆ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ−２ｔ）
すなわち、点状光源部６で発生した光の強度は経時変化し、初期時間から所定の時間経過後にピークＰとなり、ピークＰを経過すると、光強度が減衰していく。
このパルス光は、手首を透過して透過光となり、この透過光が受光部７によって受光される。
まず、外部機器の正規使用者によって、正規使用者の静脈パターンの登録が行われる。すなわち、図２に示すように、受光部７が手首の内側に配され、点状光源部６が手首の外側に配されるように、生体認証装置１を手首に装着する。
そして、発光制御部１７から点状光源部６にパルス信号を入力する。すると、点状光源部６から、パルス光が発せられる。図４（ａ）は、このときのパルス光の光強度特性を示すグラフである。このパルス光は、以下の式で示される関数となる。
ｆ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ−２ｔ）
すなわち、点状光源部６で発生した光の強度は経時変化し、初期時間から所定の時間経過後にピークＰとなり、ピークＰを経過すると、光強度が減衰していく。
このパルス光は、手首を透過して透過光となり、この透過光が受光部７によって受光される。
ここで、従来では、装置自体を小型化すると、点状光源部６からのダイナミックレンジが小さいことから、取得する生体情報の精度が低く、認証精度を向上させることができなかった。
本発明においては、以下のようにして、取得する生体情報の精度を向上させることができる。
すなわち、発光制御部１７が点状光源部６にパルス信号を入力すると同時に、受光制御部１８に受光指示信号を入力する。すると受光制御部１８は、メモリ１９に記憶されたタイムテーブルを参照して、ゲートの開閉タイミングを制御する。つまり、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、受光制御部１８は、パルス光のピークＰ時に、点状光源部６から最も遠い位置に配された受光素子Ｌｎのゲートをオープンする。このオープンのタイミングを開時期とする。さらに、ピークＰ時からの時間経過にしたがって、点状光源部６に最も近い位置に配された受光素子Ｌ１に向けて、受光素子Ｌｎ−１，Ｌｎ−２，・・・，Ｌ１とゲートの開時期を順次ずらしていく。すなわち、受光制御部１８は、発光制御部１７が点状光源部６から生体に対して光を照射した後（照射の開始後）、異なるタイミングでゲートが開くように制御している。
本発明においては、以下のようにして、取得する生体情報の精度を向上させることができる。
すなわち、発光制御部１７が点状光源部６にパルス信号を入力すると同時に、受光制御部１８に受光指示信号を入力する。すると受光制御部１８は、メモリ１９に記憶されたタイムテーブルを参照して、ゲートの開閉タイミングを制御する。つまり、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、受光制御部１８は、パルス光のピークＰ時に、点状光源部６から最も遠い位置に配された受光素子Ｌｎのゲートをオープンする。このオープンのタイミングを開時期とする。さらに、ピークＰ時からの時間経過にしたがって、点状光源部６に最も近い位置に配された受光素子Ｌ１に向けて、受光素子Ｌｎ−１，Ｌｎ−２，・・・，Ｌ１とゲートの開時期を順次ずらしていく。すなわち、受光制御部１８は、発光制御部１７が点状光源部６から生体に対して光を照射した後（照射の開始後）、異なるタイミングでゲートが開くように制御している。
そのため、各受光素子２３によって受光された光強度が、すべて均されて、受光素子２３の位置に関わらず、平坦（一定）となる。これによって、高精度な生体情報が取得される。
さらに、受光部７から出力される電気信号が、静脈パターン記憶データとしてメモリ１９に記憶される。
これにより、正規使用者の静脈パターン記憶データが登録される。
なお、受光素子２３のそれぞれの開時間はすべて同一としている。
さらに、受光部７から出力される電気信号が、静脈パターン記憶データとしてメモリ１９に記憶される。
これにより、正規使用者の静脈パターン記憶データが登録される。
なお、受光素子２３のそれぞれの開時間はすべて同一としている。
次に、認証について説明する。
認証時には、生体認証装置１を手首に装着し、上述のように、静脈パターンを取得する。すると、認証制御部２２は、受光部７から出力される電気信号を静脈パターン認証データとして、その静脈パターン認証データと、メモリ１９にあらかじめ記憶された静脈パターン記憶データとを比較する。そして、認証制御部２２は、両データが一致していると判定すると、正規使用者であるとして認証が完了したものとして外部機器の利用を許可する許可信号を出力する。一方、認証制御部２２は、一致していないと判定すると、認証が失敗したものとして不許可信号を出力する。
認証時には、生体認証装置１を手首に装着し、上述のように、静脈パターンを取得する。すると、認証制御部２２は、受光部７から出力される電気信号を静脈パターン認証データとして、その静脈パターン認証データと、メモリ１９にあらかじめ記憶された静脈パターン記憶データとを比較する。そして、認証制御部２２は、両データが一致していると判定すると、正規使用者であるとして認証が完了したものとして外部機器の利用を許可する許可信号を出力する。一方、認証制御部２２は、一致していないと判定すると、認証が失敗したものとして不許可信号を出力する。
以上より、本実施形態における生体認証装置１によれば、複数の受光素子２３によって受光された光強度を均すことができるため、点状光源部６からの位置によることなく、複数の受光素子２３にわたって光強度を等しくすることができる。そのため、ダイナミックレンジを小さくしつつ、取得される静脈パターン情報の品質を向上させることができる。これにより、認証精度の向上を図ることができる。
また、生体認証装置１が手首に装着可能であるため、種々の場面で生体認証を行うことができ、利便性を向上させることができる。
また、パルス光を透過させて受光するため、生体の深さ方向に制限されることなく、生体の垂直分布を見ることができる。
また、生体認証装置１が手首に装着可能であるため、種々の場面で生体認証を行うことができ、利便性を向上させることができる。
また、パルス光を透過させて受光するため、生体の深さ方向に制限されることなく、生体の垂直分布を見ることができる。
なお、本実施形態においては、各受光素子２３のゲートの開時期を順次ずらしていくとしたが、これに代えて、以下のようにゲートを制御してもよい。
すなわち、図５（ａ）のパルス光に対して、各受光素子２３のゲートの開時期は同一とする。しかし、点状光源部６に近い位置に配される受光素子Ｌ１のゲートの開時間を短くし、点状光源部６から遠くなるにしたがって、ゲートの開時間を順次長くしていく。すなわち、受光制御部１８は、ゲートを開けた後、それらゲートを異なるタイミングで閉じるように制御している。これによって、受光部７の受光した光の光強度を均すことができる。
なお、これらゲートの開時期、開時間及び閉時期は適宜変更可能である。発光制御部１７が点状光源部６から生体に対して光を照射した後（照射の開始後）、受光制御部１８が、少なくとも２つのゲートを異なるタイミングで開くように制御したり、また、少なくとも２つのゲートについては、それらが開いてから異なるタイミングで閉じるように制御することができる。
すなわち、図５（ａ）のパルス光に対して、各受光素子２３のゲートの開時期は同一とする。しかし、点状光源部６に近い位置に配される受光素子Ｌ１のゲートの開時間を短くし、点状光源部６から遠くなるにしたがって、ゲートの開時間を順次長くしていく。すなわち、受光制御部１８は、ゲートを開けた後、それらゲートを異なるタイミングで閉じるように制御している。これによって、受光部７の受光した光の光強度を均すことができる。
なお、これらゲートの開時期、開時間及び閉時期は適宜変更可能である。発光制御部１７が点状光源部６から生体に対して光を照射した後（照射の開始後）、受光制御部１８が、少なくとも２つのゲートを異なるタイミングで開くように制御したり、また、少なくとも２つのゲートについては、それらが開いてから異なるタイミングで閉じるように制御することができる。
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６及び図７は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図６及び図７において、図１及び図２に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点について説明する。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６及び図７は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図６及び図７において、図１及び図２に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点について説明する。
本実施形態における生体認証装置１は、図６に示すように、受光部７の周囲に、環状に形成された環状光源部（光源部）２６が設けられている。なお、第１実施形態の矩形基盤部１１は設けられていない。
そして、受光部７の周囲を囲むようにして環状光源部２６が設けられていることから、図７に示すように、複数の受光素子２３のうち、環状光源部２６から最も近い位置に配されたものは、受光部７の外縁部に配された受光素子Ｌ１となり、環状光源部２６から最も遠い位置に配されたものは、受光部７の中央に配された受光素子Ｌｎとなる。
そして、受光部７の周囲を囲むようにして環状光源部２６が設けられていることから、図７に示すように、複数の受光素子２３のうち、環状光源部２６から最も近い位置に配されたものは、受光部７の外縁部に配された受光素子Ｌ１となり、環状光源部２６から最も遠い位置に配されたものは、受光部７の中央に配された受光素子Ｌｎとなる。
このような構成のもと、環状光源部２６から手首にパルス光を照射すると、手首内で反射して反射光となり、この反射光が受光部７に受光される。そして、上記と同様に、受光素子Ｌｎから受光素子Ｌ１にわたって、ゲートを順次オープンしていく。
これにより、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、生体からの反射光を受光するため、環状光源部２６と受光部７との位置を固定することができ、迅速かつ確実に静脈パターンを取得することができる。
これにより、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、生体からの反射光を受光するため、環状光源部２６と受光部７との位置を固定することができ、迅速かつ確実に静脈パターンを取得することができる。
なお、本実施形態においては、環状光源部２６を設けるとしたが、これに限ることはなく、光源部の形状、設置位置は適宜変更可能である。例えば、図８に示すように、受光部７の周囲の半分に、半環状光源部（光源部）２８を設けるようにしてもよい。また、図９に示すように、受光部７の周囲に、弧状光源部（光源部）２９を部分的に設けてもよい。さらに、図１０に示すように、受光部７の周囲に、線状光源部（光源部）３０を部分的に設けてもよい。また、これらの光源部２６，２８，２９，３０を、第１実施形態の点状光源部６に代えて矩形基盤部１１に設けてもよい。
（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３の実施形態を示したものである。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点について説明する。
本実施形態においては、認証制御部２２に、外部機器との通信を行う通信部（送信部）３５が接続されている。また、メモリ１９には正規使用者の使用者ＩＤ（識別情報）が記憶されており、このメモリ１９は、解除制御部（解除部）３６を介して取り外しセンサ３７に接続されている。
なお、本実施形態におけるメモリ１９は、生体情報記憶部、識別情報記憶部及び認証保持部として機能するものである。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３の実施形態を示したものである。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点について説明する。
本実施形態においては、認証制御部２２に、外部機器との通信を行う通信部（送信部）３５が接続されている。また、メモリ１９には正規使用者の使用者ＩＤ（識別情報）が記憶されており、このメモリ１９は、解除制御部（解除部）３６を介して取り外しセンサ３７に接続されている。
なお、本実施形態におけるメモリ１９は、生体情報記憶部、識別情報記憶部及び認証保持部として機能するものである。
このような構成のもと、上記と同様にして静脈パターンが取得され、静脈パターン認証データと、メモリ１９に記憶された静脈パターン記憶データとが一致していると判定すると、認証制御部２２は、認証が完了した状態を示す認証完了フラグ（認証完了情報）をオンする。なお、認証完了フラグはメモリ１９内に記憶されるものである。
それから、認証制御部２２は、通信部３５を介して許可信号を外部機器に無線で送信する。
それから、認証制御部２２は、通信部３５を介して許可信号を外部機器に無線で送信する。
このようにして認証が完了した後において、認証制御部２２は、メモリ１９内の認証完了フラグ１９がオンになっている場合には、メモリ１９内の使用者ＩＤを読み出し、通信部３５を介して外部機器に送信する。
一方、生体認証装置１を取り外すと、取り外しセンサ３７によって取り外した状態が検出される。すると、取り外しセンサ３７は、解除指示信号を解除制御部３６に入力し、解除制御部３６は、メモリ１９内の認証完了フラグをオフとする。
一方、生体認証装置１を取り外すと、取り外しセンサ３７によって取り外した状態が検出される。すると、取り外しセンサ３７は、解除指示信号を解除制御部３６に入力し、解除制御部３６は、メモリ１９内の認証完了フラグをオフとする。
以上より、本実施形態における生体認証装置１によれば、認証が完了した状態を保持することができるため、生体認証装置１を装着している間はその都度認証を行う必要がなくなり、認証完了フラグのオン・オフ判定だけで迅速に対応することができる。
また、生体認証装置１が身体から取り外されると、認証が完了した状態が解除されるので、セキュリティの向上を図ることができる。
さらに、認証が完了すると、使用者ＩＤを送信することから、接続される外部機器に、各個人に応じた種々の制御を行わせることができる。例えば、正規使用者が自分の車などに近づくと、自動的に車のドアロックを解除させたり、決まった時間にＴＶに近づくとあらかじめ登録されたチャンネルを自動的にオンさせたりするように制御することができる。
また、生体認証装置１が身体から取り外されると、認証が完了した状態が解除されるので、セキュリティの向上を図ることができる。
さらに、認証が完了すると、使用者ＩＤを送信することから、接続される外部機器に、各個人に応じた種々の制御を行わせることができる。例えば、正規使用者が自分の車などに近づくと、自動的に車のドアロックを解除させたり、決まった時間にＴＶに近づくとあらかじめ登録されたチャンネルを自動的にオンさせたりするように制御することができる。
（実施形態４）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第４の実施形態を示したものである。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点について説明する。
本実施形態においては、生体の動き（加速度）を検出する加速度センサ（安静状態検出部）４０が設けられており、この加速度センサ４０が認証制御部２２に接続されている。
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第４の実施形態を示したものである。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点について説明する。
本実施形態においては、生体の動き（加速度）を検出する加速度センサ（安静状態検出部）４０が設けられており、この加速度センサ４０が認証制御部２２に接続されている。
このような構成のもと、認証制御部２２は、加速度センサ４０の検出結果とあらかじめ設定された所定の閾値とを比較して、加速度センサ４０の検出結果が小さいと判定した場合には、上記と同様にして、静脈パターンが取得されて個人認証が行われる。一方、加速度センサ４０の検出結果が所定の閾値より大きいと判定すると、個人認証を行わない。すなわち、認証制御部２２は認証禁止制御部として機能するものである。
以上より、本実施形態における生体認証装置１によれば、生体の安静状態を示す生体の動きを検出し、その検出結果に応じて認証の許可を制御することから、安静状態の静脈パターンを確実に取得して認証することができるため、認証精度を向上させることができる。
なお、本実施形態では、生体の安静状態として、動き（加速度）を検出するとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。
また、上記第１から第４の実施形態においては、生体情報として静脈パターンを取得するものとしたが、これに限ることはなく、指紋や虹彩などの他の生体情報を取得するものであってもよい。
また、光源部をＬＥＤからなるとしたが、これに限ることはなく、有機ＥＬや無機ＥＬなどでもよい。
また、上記第１から第４の実施形態においては、生体情報として静脈パターンを取得するものとしたが、これに限ることはなく、指紋や虹彩などの他の生体情報を取得するものであってもよい。
また、光源部をＬＥＤからなるとしたが、これに限ることはなく、有機ＥＬや無機ＥＬなどでもよい。
また、メモリ１９内にタイムテーブルを記憶させるとしたが、これに限ることはなく、受光する光強度を平坦にするような、例えばパルス光の逆数などの関数を記憶するようにしてもよい。
さらに、一回の認証において、生体情報の取得を複数回行って、各結果の光強度を積算するようにしてもよい。これにより、ノイズや誤差などを吸収することができ、より高精度に生体情報を取得することができる。
また、光源部からパルス光を一回発光させたときに、一回目はパルス光のピーク時を測定し、二回目のパルス光を発光させて、このときに、一回目に測定したピーク時に合わせて、ゲートのタイミングを制御するようにしてもよい。
さらに、一回の認証において、生体情報の取得を複数回行って、各結果の光強度を積算するようにしてもよい。これにより、ノイズや誤差などを吸収することができ、より高精度に生体情報を取得することができる。
また、光源部からパルス光を一回発光させたときに、一回目はパルス光のピーク時を測定し、二回目のパルス光を発光させて、このときに、一回目に測定したピーク時に合わせて、ゲートのタイミングを制御するようにしてもよい。
また、一回目の発光において、透過光又は反射光の光量を測定し、その光量が所定の範囲内に入っているときと、入っていないときとで、発光制御部１７からの出力を制御するようにしてもよい。すなわち、光量が少ないときには、発光制御部１７からの出力をアップさせ、光量が多いときには、出力をダウンさせるようにフィードバックする。出力の制御は、光源部に印加する電流又は電圧によって行う。これにより、高精度かつ確実に生体情報を取得することができるだけでなく、省電力化を図ることができる。
また、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
また、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
１ 生体認証装置
２ 生体情報取得部（生体情報取得装置）
３ 認証部
６ 点状光源部（光源部）
１８ 受光制御部（開閉制御部）
１９ メモリ（生体情報記憶部、識別情報記憶部、認証保持部）
２２ 認証制御部（認証禁止制御部）
２３ 受光素子
２６ 環状光源部（光源部）
２８ 半環状光源部（光源部）
２９ 弧状光源部（光源部）
３０ 線状光源部（光源部）
３５ 通信部（送信部）
３６ 解除制御部（解除部）
４０ 加速度センサ（安静状態検出部）
２ 生体情報取得部（生体情報取得装置）
３ 認証部
６ 点状光源部（光源部）
１８ 受光制御部（開閉制御部）
１９ メモリ（生体情報記憶部、識別情報記憶部、認証保持部）
２２ 認証制御部（認証禁止制御部）
２３ 受光素子
２６ 環状光源部（光源部）
２８ 半環状光源部（光源部）
２９ 弧状光源部（光源部）
３０ 線状光源部（光源部）
３５ 通信部（送信部）
３６ 解除制御部（解除部）
４０ 加速度センサ（安静状態検出部）
Claims (13)
- 生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記生体に光を照射する光源部と、
前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、を含み、
前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、
前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備えることを特徴とする生体情報取得装置。 - 前記開閉制御部が、
前記複数の受光素子のうち、前記光源部から遠い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時期を、前記光源部から照射された光の強度の高い時期に合わせ、前記光源部に近い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時期を、前記強度の低い時期に合わせることを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。 - 前記開閉制御部が、
前記光源部から最も遠い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時期を、前記光源部から照射された光の強度のピーク時に合わせ、前記複数の受光素子のうち、前記光源部から最も遠い位置に配された受光素子から前記光源部に近づくにしたがって、前記光の強度の減衰に合わせて、前記ゲートの開時期を順次ずらしていくことを特徴とする請求項２に記載の生体情報取得装置。 - 前記開閉制御部が、
前記複数の受光素子のうち、前記光源部から遠い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時間を長くし、前記光源部に近い位置に配された受光素子に対応するゲートの開時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。 - 身体に装着可能であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
- 生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得方法であって、
光源部から照射された光を前記生体に照射し、
前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を複数の受光素子によって受光し、
前記複数の受光素子に設けられたゲートの開閉を制御する開閉制御部によって、前記複数の受光素子によって受光された光強度をそれぞれ均すことを特徴とする生体情報取得方法。 - 生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得部と、この生体情報取得部によって取得された前記生体の情報によって個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、
前記生体情報取得部が、
前記生体に光を照射する光源部と、
前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、
前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備え、
前記認証部が、
前記生体情報取得部によって取得された前記生体の情報をあらかじめ記憶する生体情報記憶部と、
前記生体情報記憶部にあらかじめ記憶された生体の情報と、前記生体情報取得部によって認証時に取得された生体の情報とを比較して、両情報が一致している場合に、認証完了として許可信号を出力する認証制御部とを備えることを特徴とする生体認証装置。 - 身体に装着可能であることを特徴とする請求項７に記載の生体認証装置。
- 生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得部と、この生体情報取得部によって取得された前記生体の情報によって個人認証を行う認証部とを有し、外部機器と接続される生体認証装置であって、
身体に装着可能に構成されており、
前記生体情報取得部が、
前記生体に光を照射する光源部と、
前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、
前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備え、
前記認証部が、
前記生体情報取得部によって取得された前記生体の情報をあらかじめ記憶する生体情報記憶部と、
個人の識別情報を記憶する識別情報記憶部と、
前記生体情報記憶部にあらかじめ記憶された生体の情報と、前記生体情報取得部によって認証時に取得された生体の情報とを比較して、両情報が一致している場合に、認証完了として許可信号を出力する認証制御部と、
前記両情報が一致している場合に、認証が完了した状態を示す認証完了情報を保持する認証保持部と、
前記身体から取り外されたことを検知すると、前記認証保持部によって前記認証完了情報が保持された状態を解除する解除部と、
前記認証制御部から出力された許可信号が入力されると、前記識別情報記憶部に記憶された識別情報を前記外部機器に送信する送信部とを備えることを特徴とする生体認証装置。 - 生体に光を照射することにより前記生体の静脈パターンを取得する生体情報取得部と、この生体情報取得部によって取得された前記静脈パターンによって個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、
前記生体情報取得部が、
前記生体に光を照射する光源部と、
前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子にそれぞれ設けられた開閉可能なゲートと、
前記複数の受光素子によって受光された光強度がそれぞれ均されるように前記ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備え、
前記認証部が、
前記生体の安静状態を検出する安静状態検出部と、
前記生体情報取得部によって取得された前記生体の静脈パターンをあらかじめ記憶する生体情報記憶部と、
前記生体情報記憶部にあらかじめ記憶された静脈パターンと、前記生体情報取得部によって認証時に取得された静脈パターンとを比較して、両静脈パターンが一致している場合に、認証完了として許可信号を出力する認証制御部と、
前記安静状態検出部の検出結果が所定の閾値を超えた場合には、前記認証制御部による認証を禁止する認証禁止制御部とを備えることを特徴とする生体認証装置。 - 生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記生体に光を照射する光源部と、
前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、
複数の開閉可能なゲートと、を含み、
前記複数のゲートの各々が前記複数の受光素子の一つの受光素子に対して設けられており、
前記複数のゲートうち少なくとも２つのゲートは、前記光源部による前記生体に対する前記光の照射の開始後、異なるタイミングで開くこと、
を特徴とする生体認証装置。 - 生体に光を照射することにより前記生体の情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記生体に光を照射する光源部と、
前記生体に前記光源部からの前記光を照射することにより前記生体を透過する透過光、又は前記生体から反射する反射光を受光する複数の受光素子と、
複数の開閉可能なゲートと、を含み、
前記複数のゲートの各々が前記複数の受光素子の一つの受光素子に対して設けられており、
前記複数のゲートうち少なくとも２つのゲートは、前記少なくとも２つのゲートが開いた後、異なるタイミングで閉じられること、
を特徴とする生体認証装置。 - 請求項１１又は１２に記載の生体認証装置において、
前記光の強度は経時変化すること、
を特徴とする生体認証装置。
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