JP2009032227A - Finger vein authentication apparatus and information processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は指静脈認証装置およびこれを用いた情報処理装置に係わり、特に、指静脈認証装置を小型化するための技術に関するものである。 The present invention relates to a finger vein authentication apparatus and an information processing apparatus using the same, and more particularly to a technique for reducing the size of a finger vein authentication apparatus.
さまざまなセキュリティ技術の中でも、指静脈は高精度な認証を実現できるものとして知られている。指静脈認証は、身体内部の指静脈パターンを使用するために優れた認証精度を実現し、かつ指紋認証に比べて偽造・改ざんが困難であることにより高度なセキュリティを実現できる。 Among various security technologies, the finger vein is known to be able to realize high-precision authentication. Finger vein authentication achieves excellent authentication accuracy because it uses a finger vein pattern inside the body, and can realize high security by being more difficult to forge and tamper than fingerprint authentication.
この種の指静脈認証の従来例として、例えば、特開2006−155575号公報に記載の生体認証装置が知られている。この生体認証装置は、指を通過する光を照射する光源と、上記指を透過した光を撮像する撮像部と、上記指が所定位置に存在することを検知する指検知手段と、上記撮像部によって撮影された画像の中から上記指の占める領域を抽出する指領域抽出手段と、上記抽出された領域内部の特定部位の画質により上記撮像部における撮像素子の増幅率を変化させる利得変化手段と、を備えている。
指静脈認証は掌静脈認証に比較して認証装置を小型化できる利点がある。しかしながら、近年では、携帯電話などの小型情報装置を利用した電子商取引やオンラインバンクの普及により、指静脈認証装置をさらに小型化して小型情報装置に適用できるようにすることが望まれる。 Finger vein authentication has the advantage that the authentication device can be made smaller than palm vein authentication. However, in recent years, it is desired that the finger vein authentication device can be further downsized and applied to a small information device by electronic commerce using a small information device such as a mobile phone and the spread of an online bank.
特開2006−155575号公報に記載の生体認証装置は、透過光による指静脈パターンの撮像において、外部環境の違いがあっても、それに影響されることなく、常に最適な静脈パターンの品質が得られる撮像方式であるものの、認証装置を小型化することについては記載されていない。 The biometric authentication device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-155575 always obtains an optimal vein pattern quality without being affected by differences in the external environment when imaging a finger vein pattern using transmitted light. Although it is an imaging method that can be used, there is no description about downsizing the authentication device.
そこで、本発明は、携帯電話などの小型装置に適用可能な指静脈認証装置及びこれを備える情報処理装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a finger vein authentication device applicable to a small device such as a mobile phone and an information processing device including the finger vein authentication device.
前記目的を達成するために、本発明に係る指静脈認証装置は、指を載置させる筐体と、前記指に向けて光を射出する光源と、前記光によって前記指内環境を撮像する撮像素子と、前記指からの前記光を前記撮像素子に結像する短焦点広画角レンズユニットを備えるレンズ装置と、前記撮像素子によって撮像された画像から前記指の静脈パターンを抽出するパターン抽出部と、画像の歪を補正する画像補正部と、を有する画像処理装置とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a finger vein authentication device according to the present invention includes a housing on which a finger is placed, a light source that emits light toward the finger, and imaging that captures the environment inside the finger using the light. A lens device that includes an element, a short-focus wide-angle lens unit that focuses the light from the finger on the image sensor, and a pattern extraction unit that extracts a vein pattern of the finger from an image captured by the image sensor And an image processing unit that corrects image distortion.
さらに、本発明に係る情報処理装置は、前記指静脈認証装置と、当該指静脈認証装置から出力された前記静脈パターンに基づいて個人認証を行う個人認証装置と、を備え、当該個人認証装置での認証結果に基づいて電子取引処理を行うことを特徴とするものである。 The information processing apparatus according to the present invention further includes the finger vein authentication device and a personal authentication device that performs personal authentication based on the vein pattern output from the finger vein authentication device. The electronic transaction processing is performed based on the authentication result.
本発明によれば、携帯電話などの小型装置に適用可能な指静脈認証装置及びこれを備える情報処理装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the finger vein authentication apparatus applicable to small apparatuses, such as a mobile telephone, and an information processing apparatus provided with the same can be provided.
携帯電話などの小型装置への搭載に好適な指静脈認証装置について説明する。この指静脈認証装置では、指の下方(指腹側)に設けられたLED(Light Emitting Diode)などの光源から光を指内に照射し、指内部で拡散した光のうち静脈を透過するか又は静脈から反射する等して、指の静脈の形態(静脈パターン)を含む指の内部環境の影響を受けて指外部に放出される光(以下、この光を「透過光」という。)に基づく画像を撮像し、この画像から静脈パターンを抽出して本人認証を行なう。 A finger vein authentication device suitable for mounting on a small device such as a mobile phone will be described. In this finger vein authentication device, whether light is emitted into a finger from a light source such as an LED (Light Emitting Diode) provided below the finger (finger belly side) and whether the light diffused inside the finger is transmitted through the vein Alternatively, the light is emitted to the outside of the finger under the influence of the internal environment of the finger including the form (vein pattern) of the finger vein, such as reflected from the vein (hereinafter, this light is referred to as “transmitted light”). A base image is taken, a vein pattern is extracted from the image, and personal authentication is performed.
指静脈認証装置の撮像部が指静脈パターンの画像を鮮明に撮像するためには、以下の光学的な条件を満たすことが望まれる。一つは、指の皮膚の表面で反射した赤外光を撮像部が撮像しないことである。この条件を満たさないと、指静脈パターンの画像が、指の皮膚の表面のしわなどの不要な情報を含んでしまい、不鮮明になってしまう。もう一つは、指静脈の存在する深さまで到達せずに散乱した赤外光を撮像部が撮像しないことである。この条件を満たさないと指静脈パターンの情報を含まない赤外光が、指静脈パターンのコントラストを低下させてしまう。 In order for the imaging unit of the finger vein authentication device to capture a finger vein pattern image clearly, it is desirable to satisfy the following optical conditions. One is that the imaging unit does not capture infrared light reflected by the surface of the finger skin. If this condition is not satisfied, the image of the finger vein pattern includes unnecessary information such as wrinkles on the surface of the finger skin, and the image becomes unclear. The other is that the imaging unit does not capture the infrared light scattered without reaching the depth at which the finger vein exists. If this condition is not satisfied, infrared light that does not contain information on the finger vein pattern will reduce the contrast of the finger vein pattern.
図1は指静脈認証装置の一例を示す斜視図であり、全体が立方体状に形成された筐体10を持って構成されている。この筐体10の平面側には、図2に示すように指が載せ置かれるための指ガイド部11が備えられている。この指ガイド部11は、壁16、小突部18および小片22から構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a finger vein authentication device, which is configured to have a
また、筐体10の平面側には、焦点距離を確保するために、認証対象の指と後述の光学系とを離間させるための溝部12が設けられている。なお、後述のように、本例では光学系に短焦点・広画角のレンズユニットを適用することにより、溝部12の深さを低減できる結果、指静脈認証装置のサイズを厚さ方向に小型化できる。
Further, a
溝部12の幅は、指幅よりも狭くなっている。ユーザは図2に示すように溝部12を全て覆うように指を置く。これにより、指側面に設置されている光照射口14から放出された光や外光が、溝部12上の指の腹側表面へ直接照射されるのを防ぐことができる。指表面で反射する光が少なくなるため、鮮明な静脈画像を撮影できる。
The width of the
照射口14は、筐体10の内部に配置されたLEDなどの光源から発生した光を指ガイド部11に載置されたユーザの指に向けて射出するように、指ガイド部11の外側に設けられた、光の射出口である。なお、本例では、照射口14の形状は円形になっているが、これに限定するものではなく、楕円形や四角形などの多角形であっても良い。
The
溝部12の底面24には、指から透過光を取り込むために例えば矩形(長方形)の透過光取込口20が設けられている。この透過光取込口20にはIRフィルタが敷設されている。IRフィルタは太陽光や蛍光灯の光など、認証に不要な外光を遮断する。また、埃・水滴などが認証装置内部に進入するのを防ぐ。底面24の下に配置されたレンズ装置や撮像素子により、透過光取込口20から取り込まれた透過光に基づく画像が撮像される。
The
壁16は比較的短い高さを持って指側に突出し、指の両側で指の長手方向に沿って短冊状に形成される。また、一対形成された壁16は互いに平行に向き合っているために、指が筐体10の平面に載せられた際に指を支持する機能を備えており、指が左右方向にずれるのを防ぐことができる。
The
さらにこの壁16は、赤外光に対して不透明な素材で作成されている。これにより筐体の平面部の外縁側に複数配列された光の射出口14からの放出光を指底よりも指の側面に誘導する機能を持っている。
Further, the
壁16が指の側面から光を指内に入射させると、撮影したい静脈パターンに対し指の深部に到達する光成分が増加し、これに伴い上述のような画質を低下させる指表面からの反射光成分が減少するため、鮮明な透過光を撮像することが可能となる。さらに、壁16は、光を指の腹より高い位置の指の側面に照射することができるために、指静脈認証装置は、鮮明な静脈画像を撮像することが可能となる。
When the
図16に示すように、指の側面からではなく指の底面から光が指内に進入すると、指の表皮や指内組織などの散乱物質84の影響を受けて光が矢示82に示すように散乱し、撮影すべき静脈パターン80に到達しない光が撮像素子30側に反射する。これにより静脈の情報を持たない光が撮像素子に集中し、静脈に対応する画像に対するコントラストを低下させるという欠点がある。
As shown in FIG. 16, when light enters the finger not from the side of the finger but from the bottom of the finger, the light is indicated by an
これに対して、指静脈認証装置が指の側面から光を入射させることにより、既述のコントラストを低下させる反射光成分がレンズ装置33に到達することを避けつつ、指の深部に到達し、指の静脈を透過するか、又は静脈から反射するなどして静脈パターンの情報を持った透過光86がレンズ装置33に到達する割合を増加させることができる。
On the other hand, the finger vein authentication device makes light incident from the side surface of the finger, so that the reflected light component that lowers the contrast described above reaches the
また、壁16の長手方向のほぼ中心には、短矩形状で指側に突出する小突部18が存在する。この小突部は指の第一関節を指し示す役割を担っており、ユーザは指の第一関節が一対の小突部18に当たるように、指を筐体に載せることにより、後述のレンズユニット及び撮像素子が指の第一関節に付近にある静脈パターンを取り込むことができる。指の関節部分は、その前後の部位に比べて窪んでいるため、その窪んだに小突部18がうまく嵌り易い。
In addition, a
指静脈認証では、指の第一関節付近の静脈パターンが高精度の生体識別に有用である。そのため、透過光取込口20は指の第一関節付近の画像を取り込める面積を持った矩形、例えば長辺(10mm〜20mm)短辺(5mm〜10mm)の矩形にすることが望ましい。透過光取込口20をこの大きさにすると、指の被写体の大きさが約10mm×20mmになる。
In finger vein authentication, a vein pattern near the first joint of a finger is useful for highly accurate biometric identification. Therefore, it is desirable that the transmitted
指の第一関節付近の静脈パターンが高精度の生体識別に有用であることは、関節付近は皮膚が薄く静脈が透けて見えやすいためである。 The reason why the vein pattern in the vicinity of the first joint of the finger is useful for high-precision biometric identification is that the skin is thin in the vicinity of the joint and the veins are easy to see through.
小突部18は第一関節の位置だけでなく、指先を置く位置に設置してもよい。複数の点に触れて位置決めを行なうことで、指の提示位置が安定する。また、小突起18にタッチセンサを設置してもよい。これにより、指が確実に筐体10へ置かれたことを検知でき、指の提示位置が毎回安定すると共に、指が装置から離れた状態で指静脈を撮影することを防ぐことができる。
The
指の第二関節周辺に関しても、同じ理由で静脈が透けて見えやすい。したがって、小突部18を第二関節の位置合わせ用に流用して認証に供することも可能である。但し、第二関節で位置合わせした場合、指が認証装置から指先側に大きくはみ出す形となり、認証装置を設置する場合に、指先側により広い開放空間が必要になる。認証装置をコンパクトに使用するためには、第一関節を撮影することが好ましい。
For the same reason, the veins are easily seen through the second joint of the finger. Therefore, it is also possible to use the
なお、小突部18のかわりに、指の第一関節が置かれる位置を示す標識やマークなど、他の指示手段を用いても良い。
Instead of the
図19(1)は図2の筐体10を指先側から見たときの光源3の設置位置を示す断面図である。光照射口14の内部には赤外光源3が埋め込まれている。光源3には例えばLEDを用いることができる。これは、図19(1)に示すような砲弾型LEDを用いてもよいし、上面が平面状のLEDでもよい。
FIG. 19A is a cross-sectional view showing the installation position of the
以下、光源3の設置位置について説明する。光源3は指の腹側に設置されている。従来の指静脈認証装置では光源を指の上側、又は側面に設置していたため、指の上側や側面側にも筐体を延長させて光源を支えることが必要となるため、装置の厚さが増さざるを得なかった。光源を指の腹側に設置すると、指の上側や側面へ筐体を延長することを避けることができるために筐体を薄くできる。さらに、後述するように指表面のしわの影響を軽減するために光源3を指の側面側に設置した。
Hereinafter, the installation position of the
指表面には指紋や関節のしわが多数存在する。認証のための精度を向上するには、しわの影響を抑えて静脈を鮮明に撮影しなければならない。しわの影響を抑えるために、しわの向きを考慮して光源を筐体に配置する。 There are many fingerprints and joint wrinkles on the finger surface. In order to improve the accuracy for authentication, the veins must be clearly photographed while suppressing the influence of wrinkles. In order to suppress the influence of wrinkles, the light source is arranged in the housing in consideration of the direction of wrinkles.
例えば、しわの向きが指の長手方向と垂直の向きになっている場合、光源を指の側面に設置する。これにより光源から照射された光の進路と、しわの向きとが平行になる。従って、光がしわの壁に衝突せずに撮像素子へ到達するため、撮像素子はしわの影響を抑えた画像を撮影できる。 For example, when the direction of the wrinkle is perpendicular to the longitudinal direction of the finger, the light source is installed on the side of the finger. As a result, the path of the light emitted from the light source and the direction of the wrinkle become parallel. Accordingly, since the light reaches the image sensor without colliding with the wrinkle wall, the image sensor can capture an image with reduced influence of the wrinkle.
指の第一関節周辺のしわは指の長手方向に対し垂直の向きのものが多くを占めるために、光源を指の側面側に設置した。 Since most of the wrinkles around the first joint of the finger are perpendicular to the longitudinal direction of the finger, a light source was installed on the side of the finger.
指静脈を認証するため、画像処理装置は画像中の各画素の輝度値を調べ、周囲の画素よりも輝度が低い画素を静脈である判定して、画像から静脈パターンを抽出する。高精度に静脈パターンを抽出するために、指全体に均一な光量となるように光を照射し、撮像素子が輝度むらの少ない画像を撮影することが重要である。もし、光の照射に偏りがあり、一部の領域のみが暗く撮影されると、画像処理を行なった際に、その領域を誤って血管として抽出してしまう。 In order to authenticate the finger vein, the image processing apparatus examines the luminance value of each pixel in the image, determines that the pixel whose luminance is lower than the surrounding pixels is a vein, and extracts a vein pattern from the image. In order to extract a vein pattern with high accuracy, it is important to irradiate the entire finger with light so that the amount of light is uniform, and the image pickup device captures an image with less luminance unevenness. If there is a bias in the light irradiation and only a part of the area is photographed dark, that area is erroneously extracted as a blood vessel when image processing is performed.
図20は、静脈認証装置が輝度むらの少ない画像を得る為の光源3及び光照射口14の筐体に対する配置の例を示す。図20の(1)〜(6)は筐体10の平面を示す摸式図である。
FIG. 20 shows an example of the arrangement of the
光源3は、十分な明るさで指を照射できれば筐体の左右に一対あれば少なくとも良いが、静脈パターン像の画質を向上させるために、図20(1)や図24(2)のように、光源を指の長手方向に沿って筐体に複数の対に配置することが好ましい。
The
この場合、筐体の左右それぞれの側で、光源の間隔が均等になるようにして、指先側から指根元側までを均一な明るさで照射できるようにすることが好ましい。 In this case, it is preferable that the distance between the light sources is made uniform on the left and right sides of the housing so that the light can be irradiated from the fingertip side to the finger base side with uniform brightness.
さらに、左右にある複数の光源の光量を独立に制御するできることが好ましい。さらに、指の側面側の光源だけでは、指先と指根元側に十分な光が届かない場合、図20(3)のように、指先と指根元側にも光源3を設けて指に照射される光量を補助しても良い。
Furthermore, it is preferable that the light amounts of a plurality of light sources on the left and right can be controlled independently. Furthermore, if sufficient light does not reach the fingertip and the finger base side only with the light source on the side surface of the finger, the
光源3を複数配置する場合は全ての光源3を完全な等間隔に設置するのではなく、図20(4)乃至(6)のように筐体の中央付近を避けて指先及び根元側に光源を配置してもよい。指の第一関節は皮膚が薄いため他の部位より少ない光量でも静脈を撮影することができるためであり、第一関節以外の部位に強い光が当たり、第一関節にはやや弱い光が当たるようにして、指の画像全体に光量を均一にできる。
When a plurality of
光源を筐体に最適に配置するための態様は、撮影に用いる光学部品の特性によっても変化する。指静脈認証装置の筐体を小型化するためには短焦点のレンズユニットを用いることが有効である。しかし、短焦点レンズは画像の周辺に行くほど感度が低下しやすい欠点がある。したがって、この種のレンズで指を撮影すると、画像の中心から遠い領域ほど、すなわち指先側、指根元側の画像の領域の感度が低くなってしまう。 The mode for optimally arranging the light source in the housing also varies depending on the characteristics of the optical components used for photographing. In order to reduce the size of the case of the finger vein authentication device, it is effective to use a short-focus lens unit. However, the short focus lens has a drawback that sensitivity tends to decrease as it goes to the periphery of the image. Therefore, when a finger is photographed with this type of lens, the sensitivity of the image region farther from the center of the image, that is, the image region on the fingertip side and the finger base side, becomes lower.
そこで、図20(4)や図20(5)のように光源3を筐体の前端寄り、そして後端寄りに配置する。これにより指を筐体に提示すると、指先側の側面と指根元側の側面により強く光が光源より照射される。よって、撮影される画像は、全体の輝度が均一になる。
Therefore, as shown in FIGS. 20 (4) and 20 (5), the
図20(4)及び(5) に示す如く、光源を指先、根元側になるように筐体に配置すると、光源から照射された光が、指先と指根元の腹側に回り込んでしまう。 As shown in FIGS. 20 (4) and 20 (5), when the light source is arranged in the casing so as to be on the fingertip and root side, the light emitted from the light source wraps around the fingertip and the ventral side of the finger base.
既述のとおり、撮影画像に対して散乱物質84による散乱光を目立たせないためには、指の側面からの光を照射することが有用であり、指先そして指の根元の腹側へ光が回り込むのを抑制することが必要である。
As described above, it is useful to irradiate light from the side surface of the finger so that the scattered light from the scattering
そこで、図1で説明した壁を、図20(4)のようにコの字型にして筐体に設置するか、図20(5) のように壁16を指の長手方向に沿って十分長くなるように筐体に設置する。これによって指先、指根元の側面に主に光を照射できる。
Therefore, the wall described in FIG. 1 is placed in a U-shape as shown in FIG. 20 (4), or the
図19(1)で示す通り、光源3は指の左右側に、筐体10に対してほぼ垂直に設置される。指は指先側から見ると丸い形状をしているため、光源3を指の両側で筐体に設置し、筐体から上方へ光を照射すると、光は壁16に遮られて指の高い位置に到達する。これによって、静脈の画像においてコントラストが高くなる。
As shown in FIG. 19 (1), the
なお、図19(1)では、光源3が指の輪郭よりも外側に存在するが、光源3は指の輪郭よりも筐体の内側(溝部12に近い側)に設置しても良い。これにより筐体の幅を小さくできる。
In FIG. 19A, the
既述のとおり、光源3は溝部12から離れるように筐体に設置して、指の底面に回りこむ光を抑えることがより好ましいのであるが、本発明者が検討したところ、溝部12の外縁と光源3との間の(図19(1)のC1)を少なくとも2mmあれば良い事が分かった。
As described above, it is more preferable that the
光源3は、図19(2)のようにやや筐体の内側に向かって傾斜させても良い。これにより、指が細くても、光源が計測に足る光量を指へ照射できる。また、それぞれ傾斜する角度が違う複数の光源3を筐体に設置して、指の太さ毎に点灯させるべき光源3を切り替えてもよい。さらに、光源の角度を制御できるようにしても良い。
The
図1に戻り説明を続けると、小片22は、筐体10の指先側略端部と腕側略端部において、一対の壁部16からそれぞれから筐体中心に向かって突出する。図3は、図1に係る指静脈認証装置の長手方向に沿って筐体10を眺めた小片22の正面図の一例である。図3の例では、小片22は筐体10の中心側に行くにしたがって高さが低くなるテーパ面22aを備えている。
Returning to FIG. 1 and continuing the description, the
指を筐体10の平面側に載せると、指がこのテーパ面22Aにしたがって筐体の底面方向に誘導され指が筐体に、より密着するようになる。したがって、外光が指と筐体10との隙間から撮像ユニットの隙間から撮像ユニットに進入することを防ぐことができる。
When the finger is placed on the flat surface side of the
図4は、図1に示す指静脈認証装置の内部構成および指との位置関係の一例を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the internal configuration of the finger vein authentication device shown in FIG. 1 and the positional relationship with the finger.
レンズ装置33は透過光を撮像素子30に結像するものであって、指側の第1レンズ34と撮像素子側の第2レンズ36とからなるレンズユニット38がレンズ筐体39に支持固定された構成を備えている。第1レンズ34と第2レンズ36とは互いに光軸41に沿って対向するようにレンズ筐体39内に収納されている。
The
第1レンズ34及び第2レンズ36は有効直径(図4のD)が約2mm以下、好ましくは1mm〜1.5mmの極小径レンズであり、第1レンズ34は撮像素子30側が凹状に形成され、全体が負のパワーを有する凹レンズであり、第2レンズは指側及び撮像素子30側が凸状に形成され、全体が正のパワーを有する凸レンズである。
The
溝部12の底面24に形成された透過光取込口20はIRフィルタ40によって閉じられている。
The transmitted
符号28は、筐体10の底面部26に支持される基板を示している。
基板28上には、CCDあるいはCMOSからなる撮像素子30が固定され、撮像素子30の周辺回路が設けられている。
On the
レンズ筐体39はレンズユニット38を収容できるように中空円筒状に形成されている。レンズ筐体39は、支持部材70によって基板28に支持されている。
The
レンズユニット38は凹凸レンズを組み合わせることにより、短焦点で広画角を持ったレンズとしての特性を有している。このことにより、レンズユニットを被写体である指に近づけることができ、かつ、レンズユニットを指に近づけても広い範囲の画像を撮像素子に取り込むことができる。
The
この結果、指底46と撮像素子30との間の距離(共役距離)L1を低減でき、本願の発明者が検証したところ、共役距離を5mm〜12mmの範囲に収めることができる。したがって、筐体10の厚さを低減できる。これにより、例えば図5に示すような折畳型の携帯電話の一方の筐体52に指静脈認証装置50を搭載した場合であっても、携帯電話が大型化されることを抑制することができる。
As a result, the distance (conjugate distance) L1 between the
なお、図5は一例であって、指静脈認証装置50は、キー操作部53が搭載されている、もう一方の筐体に配置するようにしても良い。
Note that FIG. 5 is an example, and the finger
図4において、符号48はジャストピント位置を示し、符号L2は指内のジャストピント位置と撮像素子30との間のジャストピント長である。指内にジャストピント位置48が来るように、レンズ装置33を撮像素子30に対して進退させて、レンズユニット38と撮像素子30の間隔が調整される。
In FIG. 4,
指底46と撮像素子30との間の距離(共役距離)L1が低減されても、ジャストピント位置を指内に設定することができるために、撮像素子30は指内の静脈パターンに対応する映像を作り出すことができる。
Even if the distance (conjugate distance) L1 between the
既述のとおり、レンズユニットの光学特性を短焦点、広画角として説明したが、好ましくは、焦点距離が0.2mm以上0.5mm以下であり、物側最大画角が100°以上である。焦点距離が0.2mm未満であるとレンズユニットの製造が難しく、焦点距離が0.5mmを越えると図4の距離L1を十分小さな値にすることができない。 As described above, the optical characteristics of the lens unit have been described as short focus and wide angle of view, but preferably the focal length is 0.2 mm to 0.5 mm, and the object side maximum angle of view is 100 ° or more. . If the focal length is less than 0.2 mm, it is difficult to manufacture the lens unit. If the focal length exceeds 0.5 mm, the distance L1 in FIG. 4 cannot be made sufficiently small.
さらに、物側最大画角が100°以上であると、指の第一関節の前後10mm範囲の静脈パターンを取得することができる。静脈認証を精度良く行なうためには、この範囲の静脈パターンを取得することが望ましい。 Furthermore, when the object-side maximum field angle is 100 ° or more, a vein pattern in the range of 10 mm before and after the first joint of the finger can be acquired. In order to perform vein authentication with high accuracy, it is desirable to acquire vein patterns in this range.
さらに、レンズユニットは近軸倍率が0.04以上0.1以下であることが好ましい。近軸倍率が0.04未満であると解像度が劣化し、近軸倍率が0.1を超えると静脈パターン認証に必要な撮影エリアを確保できないおそれがある。 Further, the lens unit preferably has a paraxial magnification of 0.04 or more and 0.1 or less. If the paraxial magnification is less than 0.04, the resolution deteriorates, and if the paraxial magnification exceeds 0.1, there is a possibility that an imaging area necessary for vein pattern authentication cannot be secured.
短焦点のレンズユニットを用いると、既述のとおり認証装置をその高さ方向に小型化できる半面、撮像素子30で得られた画像が歪んでしまい、画像から静脈パターンを正確に抽出できないおそれがある。
If a short-focus lens unit is used, the authentication device can be miniaturized in the height direction as described above. On the other hand, the image obtained by the
そこで、静脈認証装置は画像の歪みを補正する画像処理機能・手段を備えている。本発明者がレンズユニットの特性を種々変えて具体的に検討したところ、画像の光学歪みが−60%から+40%の範囲内であれば画像の歪みを補正できることを確認した。 Therefore, the vein authentication device includes an image processing function / means for correcting image distortion. When the present inventor specifically examined various characteristics of the lens unit, it was confirmed that the distortion of the image can be corrected if the optical distortion of the image is in the range of −60% to + 40%.
なお、図4の例では、レンズユニット39は2枚のレンズから構成されているが、これに限定するものではなく、要求されるレンズ特性を持つ限り、1枚のレンズ、あるいは3枚以上のレンズからレンズユニットが構成されても良い。
In the example of FIG. 4, the
図6は、撮像素子30で得られた補正前の画像であり、図7は歪み補正後の画像の例である。図6の画像は、1mm間隔の碁盤目からなる画像が印刷された印刷物を、図1の筐体10の平面側に載置して撮像素子30によって得られた画像である。歪を補正すると、図6に示すように周辺に行くにしたがって形状が歪んでいた画像が、図7に示すようにほぼ均等な碁盤目からなる画像に補正ないしは矯正された。歪補正の制御方法については後述する。
FIG. 6 is an image before correction obtained by the
図8は、歪特性を示すグラフである。図8に示す物高とは画像の中心点(光軸:図4の41)から画像の端部までの相対位置を意味し、例えば、物高が“1.0”とは画像の端部の位置を表し、物高が“0.6”とは中心点から60%の位置(端部から40%)を表している。
FIG. 8 is a graph showing distortion characteristics. The object height shown in FIG. 8 means the relative position from the center point of the image (optical axis: 41 in FIG. 4) to the edge of the image. For example, the object height of “1.0” means the edge of the image. The object height of “0.6” represents a
図8において、800は第1のレンズユニットの特性であり、802は第2のレンズユニットの特性である。歪み特性がマイナスであるとは画素が画像の中心側に歪み、歪み特性がプラスであるとは、画素が画像の中心から離れる方向に歪んでいることを示している。 In FIG. 8, 800 is the characteristic of the first lens unit, and 802 is the characteristic of the second lens unit. A negative distortion characteristic indicates that the pixel is distorted toward the center of the image, and a positive distortion characteristic indicates that the pixel is distorted in a direction away from the center of the image.
歪み(%)は、画素の本来の位置(中心からの距離“T”)と歪んだ後の画素の位置(中心からの距離“S”)に対して、“T/S”に相当する値である。本発明者が鋭意検討したところ、光学歪が−60%未満の場合、周辺部での解像度が急に劣化し、後述する画像の歪み補正を行っても画像を完全に修復することが出来ないことが判明した。 The distortion (%) is a value corresponding to “T / S” with respect to the original position of the pixel (distance “T” from the center) and the position of the pixel after distortion (distance “S” from the center). It is. As a result of intensive studies by the inventor, when the optical distortion is less than −60%, the resolution in the peripheral portion deteriorates suddenly, and the image cannot be completely restored even if image distortion correction described later is performed. It has been found.
また、光学歪が+40%を超えると、広い範囲の画像を処理する必要があり、処理時間に問題が生ずることが分かった。従って、第1の特性(800)と第2の特性(802)との間に歪が制限されている限り、すなわち、光学歪みが−60%から+40%の範囲内に収まっているかぎり、画像処理部で歪を補正することができる。 Further, it has been found that when the optical distortion exceeds + 40%, it is necessary to process a wide range of images, causing a problem in processing time. Therefore, as long as the distortion is limited between the first characteristic (800) and the second characteristic (802), that is, as long as the optical distortion is within the range of −60% to + 40%, the image Distortion can be corrected by the processing unit.
レンズユニットの特性として、さらに物側最大画角での感度比が10%以上40%以下であることが好ましい。短焦点、広画角のレンズユニットでは、図9に示すように、画像の周辺に行くにしたがって、感度が低下する。 As a characteristic of the lens unit, it is preferable that the sensitivity ratio at the maximum object-side angle of view is 10% to 40%. As shown in FIG. 9, the sensitivity of the lens unit with a short focal length and a wide angle of view decreases as it goes to the periphery of the image.
図9において、900は第1のレンズユニットの感度比特性であり、902は第2のレンズユニットの感度比特性である。例えば、感度比が“0.4”とは、画像の中心での輝度を“1.0”とすると、輝度が4割になっていることを示す。短焦点・高画角レンズユニットの係る感度の低下は図1に示すように、光の出口を筐体10の周辺領域に配置して、指の側面から光を照射することによって補うことができる。
In FIG. 9, 900 is the sensitivity ratio characteristic of the first lens unit, and 902 is the sensitivity ratio characteristic of the second lens unit. For example, a sensitivity ratio of “0.4” indicates that the luminance is 40% when the luminance at the center of the image is “1.0”. The reduction in sensitivity of the short focus / high angle of view lens unit can be compensated for by irradiating light from the side surface of the finger by arranging the light outlet in the peripheral region of the
本発明者が鋭意検討したところ、物側最大画角(物高が“1.0”)での感度比が第1のレンズユニットの特性(900)と第2のレンズユニットの特性(902)との間、即ち、感度比が10%以上40%以下の範囲にあれば、感度の低下を補償できることを確認した。したがって、撮像素子30は、レンズユニットの物側最大画角の領域からでも指内の静脈パターンを精度良く取り込むことができる。
As a result of intensive studies by the present inventors, the sensitivity ratio at the maximum object-side angle of view (object height is “1.0”) indicates that the characteristics of the first lens unit (900) and the characteristics of the second lens unit (902). In other words, it was confirmed that the decrease in sensitivity can be compensated if the sensitivity ratio is in the range of 10% to 40%. Therefore, the
次に、指静脈認証装置の画像処理および認証機能について説明する。図10は、指静脈認証装置の画像処理装置に関する構成例を示すブロック図である。画像処理装置は、撮像素子によって撮像された画像から指の静脈パターンを抽出するパターン抽出部と、画像の歪を補正する画像補正部とを備えている。 Next, the image processing and authentication function of the finger vein authentication device will be described. FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example relating to the image processing device of the finger vein authentication device. The image processing apparatus includes a pattern extraction unit that extracts a finger vein pattern from an image captured by an image sensor, and an image correction unit that corrects image distortion.
CPU(Central Processing Unit)60は、ユーザの操作に基づき、メモリ64に記録された画像処理プログラムをスタートし、DSP(Digital Signal Processor)62に撮像素子30から画像を取り込むよう指令する。CPU60は、撮像素子30の各画素の輝度データを、DSP62から取り込み、筐体10に指が載せられているか否かを判定する。
A CPU (Central Processing Unit) 60 starts an image processing program recorded in the
筐体10に指が載っていない場合には、外光が撮像素子30に至り、所定以上に画素の輝度が上がるために、CPU60は筐体10に指が載っていないと判定する。
When the finger is not placed on the
CPU60が筐体10に指が載っていると判定すると、撮像素子30で得られた画像の各画素の輝度をチェックして、輝度が各画素で均一になるように、複数の照射口14から放出される光量を個別に制御する。具体的には、各照射口14に対応して配置された各光源に供給される駆動信号を制御して、光源の発光量を補正することにより、照射口14から放出される光量を制御する。
When the
以下、光量制御について詳しく説明する。適切な光量は指静脈認証装置に提示される指の幅や厚みによって異なるため、鮮明な指静脈画像を撮影するためには指の特徴ごとに光源の光量を調整する必要がある。 Hereinafter, the light amount control will be described in detail. The appropriate amount of light varies depending on the width and thickness of the finger presented to the finger vein authentication device. Therefore, in order to capture a clear finger vein image, it is necessary to adjust the light amount of the light source for each feature of the finger.
例えば、指の厚みが薄い場合は、厚い指と比較して輝度が高くなる傾向にあるので、光量を少なくする。また、幅の細い指は幅の太い指と比較して光照射口から指までの距離が遠くなるため、光が届きにくい。十分な量の光を指に照射するために、光照射口14から出る光量を強くする必要がある。
For example, when the thickness of the finger is thin, the luminance tends to be higher than that of a thick finger, so the amount of light is reduced. In addition, a finger having a small width is less likely to receive light because a distance from the light irradiation opening to the finger is longer than that of a finger having a large width. In order to irradiate a finger with a sufficient amount of light, it is necessary to increase the amount of light emitted from the
また、同一の指でも、指先側と指根元側で幅は違うため、適切な光量値が異なる。よって、指先側と指根元側の光量値はそれぞれ独立に制御する。または、指幅は指先が細く指根元ほど太くなるという特徴を利用し、指先側の光量が強くなるように予め光量を調整し、指先側、指根元側の光量を同時に制御してもよい。 Further, even with the same finger, since the width is different between the fingertip side and the finger base side, the appropriate light amount value is different. Therefore, the light amount values on the fingertip side and the finger base side are controlled independently. Alternatively, the finger width may be adjusted in advance so that the fingertip side becomes thicker using the feature that the fingertip is narrower and thicker at the fingertip, and the fingertip side and the fingertip side light quantity may be controlled simultaneously.
なお、各光源から同じ光量を指に照射せざるを得ないような場合には、光源の位置を指先ほど近く、根元側ほど遠くに配置するとよい。さらに、指の形状の左右の非対称性、指を筐体に載せた際の左右の位置ずれも考慮し、左右の光量値も独立に制御することが好ましい。複数の画素間における輝度が均一化しないことに基づいてCPU60は指の形状の非対称性、指の左右方向の位置ずれ、指の厚み等を判定し、指の左右の側面側、指先・根元側の光源を独立に制御する。
In addition, when it is necessary to irradiate the finger with the same amount of light from each light source, the position of the light source may be arranged closer to the fingertip and further away from the root side. Furthermore, it is preferable to control the left and right light quantity values independently in consideration of the left-right asymmetry of the finger shape and the left-right positional shift when the finger is placed on the housing. The
CPU60は光量の補正の終了を判定すると、DSP62に撮像素子30で撮影された画像について歪補正を行なうように指令する。歪補正は既述の歪特性に基づく演算によって行なわれる。したがって、指静脈認証装置の出荷前に、予めレンズユニット38の歪特性を求めて、メモリ64に歪特性を保存しておく。DSP62はこの歪特性を参照して、撮像素子30で得られた画像の各画素について歪補正を行なう。
When the
歪がX%であると、画像中の補正対象画素に補正値(100/X)が乗じられて、画像中心(光軸)に対する画素位置が演算結果に基づいて補正される。歪がプラスである場合には、画素位置が光軸側に補正され、歪がマイナスである場合には画素位置が光軸から離間する方向に補正される。この結果、例えば図6及び図7に示すように、歪んだ画像を補正することができる。 When the distortion is X%, the correction target pixel in the image is multiplied by the correction value (100 / X), and the pixel position with respect to the image center (optical axis) is corrected based on the calculation result. When the distortion is positive, the pixel position is corrected toward the optical axis, and when the distortion is negative, the pixel position is corrected in a direction away from the optical axis. As a result, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, a distorted image can be corrected.
CPU60は歪補正後の画像をメモリ64に記憶し、CPU60は補正後のモノクロ画像の各画素について濃淡を判定し、補正後の画像から静脈パターンを抽出する(特徴点抽出)。
The
光源から指に照射された近赤外光は静脈中のヘモグロビンに吸収される一方、他の組織によって様々な方向に拡散するので、静脈パターンに対応した透過光がレンズユニット38を介して撮像素子30に至る。静脈パターンに相当する画素領域では透過光が吸収によって弱められるので、静脈パターンに相当する領域が暗くなったモノクロ画像が撮像素子30によって得られる。
Near-infrared light irradiated on the finger from the light source is absorbed by hemoglobin in the vein, but diffuses in various directions by other tissues, so that transmitted light corresponding to the vein pattern passes through the
CPU60は、このモノクロ画像から静脈パターンを検出し、検出した静脈パターンを用いて生体認証を行なう。具体的には、このように指静脈認証装置で抽出された静脈パターンをメモリ64に登録し、登録された静脈パターンと新たに抽出された静脈パターンが一致するか、又は不一致であるかの判定を行って本人認証の有無を決定する。
The
指静脈認証装置が携帯電話等の情報処理装置に搭載されている場合や、外部装置に有線または無線で接続されている場合、CPU60は、本人認証の結果を情報処理装置や外部装置に通知し、この通知を用いて情報処理装置等は電子商取引、ネットバンキングの各種サービスをユーザに対して提供する。
When the finger vein authentication device is installed in an information processing device such as a mobile phone, or is connected to an external device by wire or wireless, the
以上の説明では、歪補正を行なった後に特徴点抽出処理を行ったが、特徴点抽出処理により静脈パターンを画像から抽出した後に歪補正を行なっても良い。 In the above description, the feature point extraction process is performed after the distortion correction is performed. However, the distortion correction may be performed after the vein pattern is extracted from the image by the feature point extraction process.
この場合は、歪補正の対象となる画素数を静脈パターンに相当する画素数に制限できるために、DSP62が歪補正に必要な処理時間を低減できる利点がある。全画素について歪補正を行った場合に比較して、特徴点抽出後に歪補正を行なうことによって、補正が必要な画素数を約1/8に減少させることができる。
In this case, since the number of pixels to be subjected to distortion correction can be limited to the number of pixels corresponding to the vein pattern, there is an advantage that the
なお、図10の例では、CPU60、DSP62及びメモリ64がそれぞれ別に構成されているが、これに限定するものではなく、これらの一部または全部を1つの処理部として構成するようにしても良い。
In the example of FIG. 10, the
また、指静脈認証装置を携帯電話等の情報処理装置に搭載する場合には、認証装置内にCPU60等を設ける代わりに、情報処理装置のCPU等を用いて、画像処理および認証を行なうようにしても良い。
When the finger vein authentication device is mounted on an information processing device such as a mobile phone, image processing and authentication are performed using the CPU of the information processing device instead of providing the
また、画像処理及び認証機能の一部又は全部を、情報処理装置からサーバ側に移しても良い。またさらに、指静脈認証装置や情報処理装置に静脈パターンデータを記憶する代わりに、サーバにパターンデータを登録するようにしても良い。なお、静脈パターンを指静脈認証装置や情報処理装置等に登録する場合には他人に読み取られないように、静脈パターンに暗号化を施した上で登録する。 Further, part or all of the image processing and authentication functions may be transferred from the information processing apparatus to the server side. Furthermore, instead of storing the vein pattern data in the finger vein authentication device or the information processing device, the pattern data may be registered in the server. When a vein pattern is registered in a finger vein authentication device or an information processing device, the vein pattern is registered after being encrypted so that it cannot be read by others.
次に指静脈認証装置を携帯電話に適用した実施形態について詳しく説明する。以上説明した指静脈認証装置では指底と撮像素子間の距離を短くできるために、携帯電話などの小型の情報処理装置であっても、装置の大型化を抑制しつつ、指静脈認証装置を情報処理装置に搭載することができる。 Next, an embodiment in which the finger vein authentication device is applied to a mobile phone will be described in detail. Since the finger vein authentication device described above can shorten the distance between the finger base and the image sensor, even if it is a small information processing device such as a mobile phone, the finger vein authentication device can be used while suppressing the increase in size of the device. It can be mounted on an information processing apparatus.
図11(1)は携帯電話の筐体52の平面図、図11(2)はその右側面図であり、(3)はその正面図である。本例では、携帯電話のヒンジよりに静脈認証装置50が搭載されている。ユーザに静脈認証装置50の存在を分かり易くするために、静脈認証装置50の筐体10が僅かに携帯電話の筐体52の表面より突出している。
11 (1) is a plan view of the
図12に示すように、ユーザは、片手だけで携帯電話を握りながら人差し指の第一関節付近を静脈認証装置50上におくことができる。片手で安定した状態で携帯電話50を握りながら、認証対象の指の第一関節付近を静脈認証装置に合わせることができるように、静脈認証装置50の先端を携帯電話の先端端部から約3cmの位置に設けることが好ましい。
As shown in FIG. 12, the user can place the vicinity of the first joint of the index finger on the
また、図13に示すように、静脈認証装置50を携帯電話の開放端寄りに設けても良い。この場合、認証装置の基端を携帯電話の開放端から指先から第一関節間の距離にほぼ対応する約3cmの位置に設けると良い。このような位置に配置することにより、静脈認証装置50に指を置いた場合に、指の第2関節が自然に緩やかに曲がり、指が静脈認証装置50に押し付けすぎになることを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 13, the
図5や図11等の例では、携帯電話の筐体52の平面部に設けているが、これに限るものではなく、筐体52の表面であれば、例えば側面に指静脈認証装置を設けるようにしても良い。
In the example of FIG. 5, FIG. 11, etc., it is provided on the plane part of the
以上、指静脈認証装置を携帯電話に搭載した例について説明したが、指静脈認証装置が適用される対象は携帯電話に限らず、PDA、ノートパソコンなど各種情報処理装置でも良いことは勿論である。また、情報処理装置に限らず、本指静脈認証装置を車や入出管理装置などに搭載するようにしても良い。 As described above, the example in which the finger vein authentication device is mounted on the mobile phone has been described. However, the target to which the finger vein authentication device is applied is not limited to the mobile phone, and may be various information processing devices such as a PDA and a notebook personal computer. . In addition to the information processing apparatus, the finger vein authentication apparatus may be mounted on a car or an entry / exit management apparatus.
図14は図1のA−A断面図例であって、図15はそのB−B断面図例である。指静脈認証装置が携帯電話52内に携帯電話と一体になって収納されている様子が図14及び図15に示されている。即ち、筐体10が携帯電話の筐体を兼ねている。なお、既述の図面と同一の符号は同一の部材であることを意味し、説明を省略する。
FIG. 14 is an AA cross-sectional example of FIG. 1, and FIG. 15 is a BB cross-sectional example thereof. 14 and 15 show how the finger vein authentication device is housed in the
携帯電話52の筐体内には、光源であるLED72が埋設されている。LED72の頭頂部からLEDの幅方向に対して直角方向に筐体10に貫通孔74が形成され、この貫通孔74は照射口14に繋がっている。LED72から射出された近赤外光は、貫通孔74を通過して照射口14から指に向けて進行する。指底付近には指の長手方向に沿って壁16が設けられているために、LDE72から照射された光は壁16を越えて指の側面から指内に進入する。
An
指の側面から進入した光は指の内部で拡散すると共に一部は静脈を透過して撮像素子30側に到達し、レンズユニット38は透過光から静脈パターンに相当する画像を撮像素子30上に結像する。
The light that has entered from the side of the finger diffuses inside the finger and partly passes through the vein and reaches the
図17に、指静脈認証装置の内部構成の他の例を示す。図14の例では、照射口14から光が効率的に射出されるように、照射口14の中心とLED72の中心がほぼ一致するように配置されている。照射口14は壁16の外側に設けられているため、このように、LED72を照射口14の中心とあわせて配置すると、指静脈認証装置の幅が大きくなる。
FIG. 17 shows another example of the internal configuration of the finger vein authentication device. In the example of FIG. 14, the center of the
これに対して、図17に示す例では、LED72から発生した光を照射口14まで誘導するライトガイド90を設けることにより、幅を狭くしている。
In contrast, in the example shown in FIG. 17, the width is narrowed by providing a
ライトガイド90は、照射口14に近づくにつれて筐体10の外周側向かって傾斜するテーパ面92を備えている。LED72からライトガイド90の底面に進入した放射光はテーパ面92に沿って誘導され、照射口14から指の側面に向かって射出される。
The
これにより、照射口14から光が効率的に射出されるように保ちつつ、LED72の中心が、照射口14の中心よりも内側に設けることができるため、指静脈認証装置の幅を狭くすることができる。
Accordingly, the center of the
また、このライトガイド90は、各照射口14に対応して配置されたLED72ごとに設けるようにしても良いし、左側および右側に設けられた複数のLED72に対して、それぞれ1つのライトガイドを設けるようにしても良い。
Further, the
なお、左側および右側にそれぞれ1つのライトガイドを設ける場合、複数の照射口を備えるかわりに、壁16に沿って矩形や楕円形の照射口をそれぞれ1つ設けるようにしても良い。このような照射口を設けることにより、ライトガイドを複数のLEDに対して共通化できるとともに、指の側面に均一に光を照射することができる。また、左右方向だけでなく、上下方向にも矩形等の形状を有する照射口を設けるようにしても良い。
When one light guide is provided on each of the left side and the right side, one rectangular or elliptical irradiation port may be provided along the
図18に、筐体10の左右および上下方向に、矩形状の照射口14Aを設けた例を示す。なお、本例では、指の第一関節の設置位置を指示する突起18Aが筐体10の幅方向内側に向かって突出するように構成され、指を溝側に向かって誘導する小片22Aが指の外周形状に合わせてテーパ面がR状に形成されている。
FIG. 18 shows an example in which
次に、既述の壁16の形状について詳細に説明する。図19(1)は既述の図1に示す認証装置を指先側から見た図である。図21と図22は壁16の他の形態を示す。
Next, the shape of the
図19(1)で示す通り、壁16の幅は、光照射口14の筐体内側の端縁と溝部16の筐体外側の端縁との間の距離とほぼ同じである。壁16を図21で示すように、図19(1)よりも幅を狭くし、光照射口12側に寄せて筐体に設置してもよい。これにより、指を支える支点が指の外側に移動して、指を筐体に対してより低い位置に置くことができる。そのため、指に対する壁16の高さが相対的に高くなり、光源3が指の高い位置のみに光を照射できる。
As shown in FIG. 19 (1), the width of the
さらに、壁16を図22に示すように、指の外周形状に合わせてR状にしてもよい。これにより、指と壁16の触れる面積が増えるため、壁16は、指の底面へ回りこむ光を遮断する効果を向上できる。壁16は指の側面の形状に合致するために、壁16は筐体に対して指を安定して支持できる。
Further, as shown in FIG. 22, the
光源3は光源3の上端が筐体10の平面の位置と同じ高さ、または、それより若干低くなるように筐体に設置して、光源が筐体の平面から突出することを避ける。
The
光源から十分な光量を指へ照射することができれば、光源3の上端の一部が壁16や筐体10によって覆われていてもよい。例えば、図23のように、光源3の一部が壁16の下に隠れるように配置すると、光源3を装置の内側(溝部12側)へ近づけて設置することができる。これにより、認証装置の幅を短縮できる。
A part of the upper end of the
図24は領域によって光の減光率が異なるフィルタ230を筐体に設置した指静脈認証装置である。図24(1)は装置の断面図、図24(2)は平面図である。図24(3)はフィルタ230である。フィルタの色が濃い領域ほど光の減光率が高く、薄い領域ほど光の減光率が低いことを示す。
FIG. 24 shows a finger vein authentication device in which a
図24(2)のように指の側面側に光源を設置した認証装置で静脈を撮影すると、撮影された画像は、光源に近い領域ほど輝度値が高く、画像の中央領域ほど輝度値が低くなる。そこで、図24(1)で示すように指と撮像素子30の間にフィルタ230を設置する。これにより撮像素子30に届く光の量は、指左右領域と中央領域で均等になり、画像全体が均一の明るさの静脈画像を撮影することが可能となる。また、フィルタ230を設置せずに、画像処理装置が、撮像素子30で画素毎にゲインやシャッタースピード等の感度制御を行なってもよい。光源側の画素ほど感度を低くし、中央の画素の感度を高くすることで、フィルタ230を設置した場合と同等の効果を得ることができる。
When a vein is photographed by an authentication device in which a light source is installed on the side surface of the finger as shown in FIG. 24 (2), the photographed image has a higher brightness value in a region closer to the light source and a lower brightness value in a central region of the image. Become. Therefore, a
既述の実施形態では、レンズユニットを2郡2枚のレンズから構成したが、要求されるレンズ特性を持つ限り、1枚のレンズ、あるいは3枚以上のレンズからレンズユニットが構成されても良い。 In the above-described embodiment, the lens unit is composed of two lenses in two groups. However, the lens unit may be composed of one lens or three or more lenses as long as the required lens characteristics are obtained. .
また、本発明に係わる静脈認証装置が適用される対象は携帯電話に限らず、PDA、ノートパソコンなど各種情報処理装置でも良いことは勿論である。また、情報処理装置に限らず、本指静脈認証装置を車や入出管理装置などに搭載してもよい。 Of course, the object to which the vein authentication apparatus according to the present invention is applied is not limited to a mobile phone, but may be various information processing apparatuses such as a PDA and a notebook personal computer. In addition to the information processing apparatus, the finger vein authentication apparatus may be mounted on a car or an entry / exit management apparatus.
また、前記筐体には指の第一関節が置かれる位置を指示する指示手段として突出部を設けたが、これに限らず指の第一関節が置かれる位置を示す標識、マークなど、他の指示手段を用いても良い。 Further, the housing is provided with a protruding portion as an instruction means for instructing a position where the first joint of the finger is placed. The instruction means may be used.
また、既述の実施形態では指静脈認証装置を携帯電話の平面に設けているが、指静脈認証装置を携帯電話の底面、携帯電話の側面、正面、或いは底面に設けても良い。 In the above-described embodiment, the finger vein authentication device is provided on the plane of the mobile phone. However, the finger vein authentication device may be provided on the bottom surface of the mobile phone, the side surface, the front surface, or the bottom surface of the mobile phone.
また、既述の実施形態では指の腹側を筐体10に提示し、指腹側の静脈を撮影するが、指の側面や甲側を筐体10に提示し、指側面や甲側の静脈を利用して認証を行なってもよい。特に指の甲側を撮影する場合は指を屈曲した状態で撮影を実施すると鮮明な静脈の撮影が可能となる。
In the above-described embodiment, the abdomen side of the finger is presented on the
また、既述の実施形態では指の第一関節周辺を撮影したが、指の第二関節周辺や関節以外の部位を認証に用いても良い。 In the above-described embodiment, the periphery of the first joint of the finger is photographed, but the periphery of the second joint of the finger or a part other than the joint may be used for authentication.
以上説明した実施形態は一例であって、本発明が既述の実施形態に限定されるものではない。 The embodiment described above is an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
10 筐体(指静脈認証装置)、11 指ガイド部、12 溝部、14 照射口、16 壁、18 突出部、20 透過光取込口、28 基板、30 撮像素子、33 レンズ装置、34 第1レンズ、36 第2 レンズ、38 レンズユニット、40 IRフィルタ、39 レンズ筐体。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記指に向けて光を射出する光源と、
前記光によって前記指の内部を撮像する撮像素子と、
前記指からの前記光を前記撮像素子に結像する短焦点広画角レンズユニットを備えるレンズ装置と、そして、
前記撮像素子によって撮像された画像から前記指の静脈パターンを抽出するパターン抽出部と、画像の歪を補正する画像補正部と、を有する画像処理装置と、
を備える指静脈認証装置。 A housing for placing a finger;
A light source that emits light toward the finger;
An image sensor that images the inside of the finger with the light;
A lens device comprising a short-focus wide-angle lens unit that focuses the light from the finger on the image sensor; and
An image processing apparatus comprising: a pattern extraction unit that extracts the finger vein pattern from an image captured by the image sensor; and an image correction unit that corrects image distortion;
A finger vein authentication device comprising:
前記情報処理装置のユーザの指が載置される指ガイド部と、
光を射出する光源と、
前記光源から発生した光を前記指ガイド部に載置された前記ユーザの指の側面に向けて射出するように前記指ガイド部の外側に設けられた照射口と、
前記光源から発生した光を前記照射口へ誘導するライトガイド部と、
前記ユーザの指からの透過光を撮像する撮像素子と、
前記透過光を前記撮像素子に結像するレンズ部と、
前記撮像素子により撮像された画像を処理する画像処理部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 An information processing apparatus having a finger vein authentication function,
A finger guide unit on which a finger of a user of the information processing apparatus is placed;
A light source that emits light;
An irradiation port provided outside the finger guide part so as to emit light generated from the light source toward the side surface of the user's finger placed on the finger guide part;
A light guide portion for guiding light generated from the light source to the irradiation port;
An image sensor for imaging transmitted light from the user's finger;
A lens unit that forms an image of the transmitted light on the imaging device;
An image processing unit for processing an image captured by the image sensor;
An information processing apparatus comprising:
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