JP2008269116A - 生体認証機能を有する電気機器および携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】システム規模が大きくなることを抑制しつつ、セキュリティを向上可能な電気機器および携帯端末を提供する。
【解決手段】電気機器は、撮像手段と光を発光する発光手段とを具備する生体認証機能を有し、撮像手段の撮像方向及び発光手段の発光方向の２軸が交差する点の角度を変更する光軸撮像角度変更手段を備える。また、撮像手段の撮像方向と発光手段の発光方向の２軸が交差する点と、撮像手段あるいは発光手段との距離を変更する距離変更手段を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は生体認証機能を有する電気機器および携帯端末に関するものである。

近年、セキュリティ向上の手段として、入退出管理システムや金融機関ＡＴＭ向け本人確認システムなどに生体認証技術を用いている例が増えてきている。また、個人使用を目的とした情報携帯端末や携帯電話にも生体認証技術を用いて本人確認をしている例がある。

特許文献１には、第１の筐体及び第２の筐体を備えた携帯電話機において、第２の筐体の上端側面に血管撮像部を設けることが開示されている。この血管撮像部では、近赤外光光源から撮像開口部上にあてがわれた人差指の指腹に対して照射され、人差指内方の血管組織において内在するヘモグロビンに吸収されると共に血管組織以外の組織において散乱することにより得られる近赤外光をＣＣＤカメラに入射することができるようになっている。

特開２００５−３２３８７１号公報

血管組織以外の組織において散乱することにより得られる近赤外光は、少量のため、得られる画像の鮮明度が低くなる場合があるという問題がある。このように得られる画像の鮮明度が低い場合、認証精度が悪くなってしまう。

一方、本人拒否率と他人受入率などの認証精度を向上するために、大規模のシステムにすると、個人使用を目的とした情報携帯端末や携帯電話に用いることが困難になってしまう。

そこで、本発明は、システム規模が大きくなることを抑制しつつ、セキュリティを向上可能な電気機器および携帯端末を提供することを目的とする。

本発明にかかる電気機器は、撮像手段と光を発光する発光手段とを具備する生体認証機能を有し、撮像手段の撮像方向及び発光手段の発光方向の２軸が交差する点の角度を変更する光軸撮像角度変更手段を備える。また、本発明にかかる電気機器は、撮像手段の撮像方向と発光手段の発光方向の２軸が交差する点と、撮像手段あるいは発光手段との距離を変更する距離変更手段を備える。

本発明によれば、システム規模が大きくなることを抑制しつつ、セキュリティを向上可能な電気機器および携帯端末を提供することができる。

生体認証機能を有する電気機器について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、電気機器の一例として携帯電話を示しているが、これに限定するものではなく、携帯電話以外の情報携帯端末や、ＰＣ（Personal Computer）など、他の電気機器に本発明を適用しても良い。

図１は、生体認証機能を有する携帯電話の一例を示した図である。図１（１）は使用者の指１０９が設置された携帯電話１０１を横方向から見た図である。図１（２）は、折畳形式の携帯電話１０１を開いた状態を示す図である。

第１の筐体１０２と第２の筐体１０３は連結手段１０８にて連結され、第２の筐体１０３と第３の筐体１０４は連結手段１０７にて連結されている。また、第１の筐体１０２には発光手段１０６が具備され、第３の筐体１０４にはレンズを含めた撮像手段が具備されている。連結手段１０７、１０８によって、撮像手段１０５の撮像方向及び発光手段１０６の発光方向の２軸が交差する点の角度を可変とすることができる。

但し、連結手段１０７および１０８はそれぞれ、第１の筐体１０２と第２の筐体１０３のなす角度および第２の筐体１０３と第３の筐体１０４のなす角度を、生体認証を行うのに適した角度に固定できる構成とすることが望ましい。図１（１）の例では、撮像手段１０５の撮像方向及び発光手段１０６の発光方向の２軸が交差する点の角度を１８０度とした場合を示しており、撮像手段１０５と発光手段１０６は撮像手段１０５の受光面から撮像方向に向かい引かれた直線上に並び向かい合うように配置している。この状態が生体認証を行うときに認証率が最大になる形状であり、連結手段１０７、１０８はこの形状を使用者が簡単に実現できるように、予め推奨してある角度に誘導し、固定できる機構を持つことが望ましい。

発光手段１０６は、指１０９に生体の特徴を撮影するのに適した近赤外線波長の光を当てる。指１０９を通り抜けた近赤外線波長の光は撮像手段１０５にて映像信号に変換される。このようにして得られた映像信号にて使用者登録、または使用者確認を行う。使用者登録および使用者確認の動作については説明を省略する。

以上説明したように、第２の筐体と連結手段で連結した第３の筐体に撮像手段を設けることにより、撮像手段１０５の撮像方向及び発光手段１０６の発光方向の２軸が交差する点の角度を可変とすることができる。これにより、発光手段１０６と撮像手段１０５を撮像手段１０５の受光面から撮像方向に向かい引かれた直線上に並ばせることができ、指を通過した近赤外線が撮像手段１０５の受光面に効率よく到達することができるため、画像の鮮明度が向上し、ひいては本人拒否率と他人受入率などの性能面を向上することができる。

なお、図１の例では第１の筐体１０２に発光手段１０６を、第３の筐体１０４に撮像手段１０５を具備しているが、第１の筐体１０２に撮像手段１０５を、第３の筐体１０４に発光手段１０６を具備した構成でも同様の効果が得られるのは言うまでも無い。

図２は、携帯電話の一例を示した図である。図２（１）は使用者の指１０９が設置された携帯電話２０１を横方向から見た図であり、図２（２）携帯電話２０１を開いた状態を示す図である。図２に示す携帯電話２０１には、図１に示した携帯電話１０１に、連結手段１０８から撮像手段１０５までの距離を可変にする距離可変手段２０２が加えられている。他の構成は図1の携帯電話１０１と同様である。

第２の筐体１０３と第３の筐体１０４は、距離可変手段２０２と連結手段１０７にて連結されている。これにより、第２の筐体１０３と第３の筐体１０４のなす角度を任意の角度に固定できるとともに、連結手段１０８から撮像手段１０５までの距離を変化させることができる。

第１の筐体１０２と第２の筐体１０３のなす角度が大きくなると、第２の筐体１０３と第３の筐体１０４のなす角度を変化させても、発光手段１０６と撮像手段１０５を直線上に並ぶように配置することができなくなるという問題がある。本例では、距離可変手段２０２を設けることにより、撮像手段１０５の位置を調整し、発光手段１０６と撮像手段１０５を直線上に並ぶように配置することができるため、認証精度を向上することができる。

図３は、図１および図２に示した携帯電話における発光手段１０６と撮像手段１０５の配置関係の一例を示す図である。矢印３０１は、発光手段１０６の発光方向を示している。

指静脈認証では、指に発光手段１０６の発光する近赤外線光を当てて指を通過してきた近赤外線を撮像手段１０５にて画像化することで生体の特徴を抽出している。この方式にて得られる画像の鮮明度を最大にするため、発光手段１０６と撮像手段１０５を撮像手段１０５の受光面から撮像方向に向かい引かれた直線上に並ばせ、且つ、向かい合わせの関係に配置する。撮像手段１０５は指を通過してきた近赤外線を直接受光する。 これにより、指を通過した近赤外線光が効率よく撮像手段１０５の受光面に到達し、画像化されるため得られる画像の鮮明度を向上することができる。

図４は、生体認証機能を有する携帯電話の他の例を示した図である。図４の例では、近赤外線光の進行方向を変える手段を用いて、指を通過した近赤外線光を撮像手段により受光する。なお、図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

第１の筐体４０１は、撮像手段１０５を有し、内部に光が直進するための通路を備えている。第２の筐体４０２は、発光手段１０６を有し、内部に光が直進するための通路を備えている。挿入口４０３は第２の筐体４０２に指１０９を挿入する挿入部である。連結手段４０４は、内部に光が直進するための通路を備え、第１の筐体４０１と第２の筐体４０２を連結させ、第１の筐体４０１と第２の筐体４０２がなす角度を任意の角度にすることができる。なお、認証率を向上するために、例えば９０度など、認証に適した角度に固定できる機構を備えることが望ましい。

ミラー４０５は筐体４０１中に設置され、指１０９を通過した近赤外線光の進行方向を変える手段である。撮影方向変更手段４０６は撮像手段１０５の撮影方向を変えるための構成である。撮影方向変更手段４０６は、例えば撮像手段１０５を回転させるための軸などにより構成され、デジタルカメラとして撮影を行う場合と、生体認証を行う場合とで、撮像手段１０５の方向を変更する。図４の例では、撮影方向変更手段４０６により生体認証を行うように撮像手段１０５の向きが変更された場合を示している。

発光手段１０６により出力された近赤外線波長の光は、挿入口４０３に挿入された指１０９を通過して、第２の筐体４０２と連結手段４０４の内部を直進する。近赤外線波長の光は、ミラー４０５により進行方向を９０度変更され、第１の筐体４０５の内部を直進する。撮像手段１０５は撮影方向変更手段４０６によって撮影方向を変え、ミラー４０５の方向を撮影するようにする。これにより、進行方向を９０度変更された近赤外線波長の光は、撮像手段１０５の受光面に到達し、映像化される。

以上説明したように、近赤外線光の進行方向を変える手段を備えることにより、発光手段により出力されて指を通過した近赤外線が撮像手段の受光面に効率的に到達することができる。さらに、本例によれば、指を通過した近赤外線光は第１の筐体４０１、第２の筐体４０２、連結手段４０４の内部を進行するため外光の影響を受けずに、撮像手段の受光面に到達し、画像化されるため、得られる画像の鮮明度を向上し、認識精度を上げることができる。

図５は、生体認証機能を有する携帯電話の他の例を示した図である。図５の例では、指を通過した近赤外線光と、デジタルカメラとして使用する時に用いるレンズを通過した光のどちらかを選択して撮像手段１０５の受光面に供給する。なお、図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

図５において、５０１は第１の筐体、５０２は第２の筐体である。第２の筐体５０２は、発光手段１０６と撮像手段１０５を有し、内部に光が直進するための通路を備えている。また、第２の筐体５０２は、指１０９を挿入する挿入口５０３、レンズ５０４、レンズ５０５、選択手段５０７を備えている。選択手段５０７は、例えばミラーにより構成され、レンズ５０４とレンズ５０５のいずれのレンズが結んだ像を、撮像手段１０５の受光面に結ぶ像にするかを選択するものである。５０６は第１の筐体５０１と第２の筐体５０２を連結させ、第１の筐体５０１と第２の筐体５０２がなす角度を任意の角度にすることができる連結手段である。

発光手段１０６により出力された近赤外線波長の光は、挿入口５０３に挿入した指１０９を通過して、第２の筐体４０２内のレンズ５０４により結像される。選択手段５０７は、デジタルカメラとして撮影するときは、図５に示す方向に配置され、撮像手段１０５の受光面にレンズ５０５が結像する像を供給する。また、生体認証を行うときはレンズ５０５からの像を遮光するように配置され、レンズ５０４が結像する像を撮像手段１０５の受光面に供給する。

以上説明したように、複数用意したレンズが結ぶ像を選択して撮像手段１０５に供給することにより、単一の撮像手段１０５にて異なる目的の撮影を実現することができ、規模的、あるいはコスト的に効果がある。また、本例によれば、図４に示した例に比べて、筐体に備える通路を短くしつつ、指を通過した近赤外線光は外光の影響を受けずに、撮像手段の受光面に到達し、画像化されるため、得られる画像の鮮明度を向上し、認識精度を上げることができる。

図６は、図1および図２に示した第３の筐体１０４の構成例を示すものあり、第３の筐体１０４を上方向から見た図である。本例では、第３の筐体１０４に使用用途の異なるレンズを２個備えており、第３の筐体を左右方向に回すことで異なる使用用途の撮影を行うことができる。

図６において６０１は回転部であり、６０２は通常のデジタルカメラの画像撮影用レンズ、６０３は生体認証時の画像撮影用レンズ、６０４は光電変換する撮像素子である。

回転部６０１にはレンズ６０２、６０３が取り付けてあり、回転部６０１を１８０度回転させたとき回転前のお互いの位置にくるように配置する。撮像素子６０４は回転６０１を回転させたときでもいつも一定の方向に固定されている構成になっている。よって撮像素子６０４は不動であり、周辺のレンズ６０２、６０３が入れ替わる構成になっている。

通常撮影時には、撮像素子６０４の受光方向にレンズ６０２が配置されるように第３の筐体６０１を回転させる。レンズ６０２は被写体の像を撮像素子６０４の受光面上に結ぶ。撮像素子６０４は結ばれた像の光量に対応する電荷を出力する。

また、生体認証時には、撮像素子６０４の受光方向にレンズ６０３が配置されるように第３の筐体６０１を回転させる。レンズ６０３はレンズ６０２よりも近い物体の撮影に適する設計を成されたレンズである。レンズ６０３は生体情報として指を通過してきた近赤外線光を用いて撮像素子６０４の受光面上に像を結ぶ。撮像素子６０４は結ばれた像の光量に対応する電荷を出力する。

以上の動作により、撮像素子を単数の構成のままで、異なる使用用途の撮影を行うことができるため小スペース化が期待でき、小型の形状を要求される携帯機器に現在搭載されているデジタルカメラ機能と大差ない形状にて生体認証機能を搭載できるという効果がある。

図７は、図1および図２に示した第３の筐体１０４の他の構成例を示すものである。本例では、第３の筐体１０４に使用用途の異なるレンズと撮像素子を２個づつ設け、それぞれの撮像素子の出力を選択することで異なる使用用途の撮影を行う。

図７において、７０２および７０３はレンズ、７０４および７０５は光電変換を行う撮像素子、７０６は撮像素子７０４および７０５の出力を選択する選択手段、７０７は選択手段７０６の出力に所定の信号処理を施す信号処理部である。

第３の筐体１０４の側面にレンズ７０２、７０３を装着し、それぞれ撮像素子７０４、７０５の受光面に像を結像する配置にする。撮像素子７０４、７０５によって光電変換された信号は選択手段７０６にてどちらか一方が選択され信号処理部７０７に入力される。信号処理部７０７はたとえばビデオ信号を生成する処理を施す。

以上のように構成することにより、信号処理部７０７を共有して使用用途の撮影を行うことができるため、小型サイズを求められる情報携帯端末や携帯電話といった製品にてサイズを維持しつつ、高い確率で使用登録者本人のみの使用に限定することができる。

生体認証機能を有する携帯電話の一例を示した図である。 生体認証機能を有する携帯電話の一例を示した図である。 発光手段１０６と撮像手段１０５の配置関係を示す図である。 生体認証機能を有する携帯電話の一例を示した図である。 生体認証機能を有する携帯電話の一例を示した図である。 第３の筐体１０４の構成例を示す図である。 第３の筐体１０４の構成例を示す図である。

符号の説明

１０１、１１０、２０１、２０３・・・携帯電話
１０２、４０１、５０１・・・第１の筐体
１０３、４０２、５０２・・・第２の筐体
１０４・・・第３の筐体
１０５・・・撮像手段
１０６・・・発光手段
１０７、１０８、４０４、５０６・・・連結手段
１０９・・・指
２０２・・・距離可変手段
３０１・・・発光方向
４０３、５０３・・・挿入口
４０５・・・ミラー
４０６・・・撮影方向変更手段
５０４、５０５、６０２，６０３、７０２、７０３・・・レンズ
５０７、７０６・・・選択手段
６０４、７０４、７０５・・・撮像素子
７０７・・・信号処理部

Claims (9)

1. 撮像手段と、光を発光する発光手段とを具備する生体認証機能を有する電気機器において、
   前記撮像手段の撮像方向及び前記発光手段の発光方向の２軸が交差する点の角度を変更する光軸撮像角度変更手段と、前記２軸が交差する点と前記撮像手段あるいは前記発光手段との距離を変更する距離変更手段とを有する電気機器。
2. 請求項１に記載の生体認証機能を有する電気機器において、
   前記光軸撮像角度変更手段は前記撮像手段の撮像方向及び前記発光手段の発光方向の２軸が交差する点の角度をロックする手段を有し、
   前記距離変更手段は前記２軸が交差する点と前記撮像手段あるいは前記発光手段との距離をロックする手段を有することを特徴とする電気機器。
3. 撮像手段と、生体の特徴を撮影するのに適した波長の光を発光する発光手段とを具備する生体認証機能を有する電気機器において、
   前記撮像手段と前記発光手段は前記撮像手段の受光面から撮像方向に向かい引かれた直線上に並ぶように配置したことを特徴とする電気機器。
4. 撮像手段と、生体の特徴を撮影するのに適した波長の光を発光する発光手段とを具備する生体認証機能を有する電気機器において、
   生体の一部を透過した前記発光手段が発光した光の進行方向を変える手段を備え、進行方向を変えた光を前記撮像手段に受光させたことを特徴とする電気機器。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の生体認証機能を有する電気機器において、
   前記撮像手段は撮像素子と複数のレンズを具備し、前記複数のレンズが結像した像を選択して前記撮像素子に受光させる経路を設定する選択手段を有することを特徴とする電気機器。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の生体認証機能を有する電気機器において、
   前記撮像手段は撮像素子と複数のレンズを具備し、前記複数のレンズあるいは前記撮像素子の位置を移動させる移動手段を有することを特徴とする電気機器。
7. 請求項１ないｓ４のいずれかに記載の生体認証機能を有する電気機器において、
   前記撮像手段はレンズと撮像素子を一対として複数組具備し、信号処理を施す手段と、前記複数の撮像素子が出力した電気信号を選択する選択手段とを具備したことを特徴とする電気機器。
8. 第１の筐体と第２の筐体とが第１の連結部により連結され、開閉可能な携帯端末であって、
   前記第１の連結部と異なる第２の連結部により前記第２の筐体と連結された第３の筐体と、発光部と、撮影部とを備え、
   前記発光部を前記第１の筐体あるいは第３の筐体のいずれ一方の筐体に備え、
   前記第１の筐体あるいは第３の筐体のうちで前記発光部が備えられた筐体と異なる筐体に前記撮影部を備え、
   前記第２の連結部により、前記発光部の発光方向および前記撮像部の撮像方向が交差する角度を変更することができることを特徴とする携帯端末。
9. 第１の筐体と第２の筐体とが第１の連結部により連結され、開閉可能な携帯端末であって、
   前記第１の連結部と異なる第２の連結部により前記第２の筐体と連結された第３の筐体と、発光部と、撮影部とを備え、
   前記発光部を前記第１の筐体あるいは第３の筐体のいずれ一方の筐体に備え、
   前記第１の筐体あるいは第３の筐体のうちで前記発光部が備えられた筐体と異なる筐体に前記撮影部を備え、
   前記第２の連結部は前記第２の筐体と前記第３の筐体との間の距離を変更可能な手段を備えていることを特徴とする携帯端末。

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