JP3861339B2 - Personal identification device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、身体の一部分、特に耳介に光を照射してその反射光を計測することにより個人を識別する個人識別装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
個人識別技術は、情報化社会の進展にともなって情報通信分野、セキュリティシステム分野、金融業界等において不可欠な技術となっており、識別の信頼性や識別対象者に対する利便性、安全性、操作性等の点で、その要求はますます高度化しつつある。
【0003】
現在日常生活において汎用されている個人識別装置は、鍵やIDカード等何らかの識別用ツール、またはパスワードや暗唱番号等の識別用記憶情報により個人を識別するものである。しかしながら、このような個人識別装置は、識別用ツール又は識別用記憶情報の紛失や忘却、及び複製や盗用といった危険性を伴っている。したがって、より高度な個人識別システムを開発するためには、識別用ツール又は識別用記憶情報に比べて、より個人に固有でかつ個人と常に一体であるような手段を用いることが必要となっている。
【0004】
このような観点から、次世代の個人識別システムとして、人間の生体情報を画像化又は数値化して利用する方法が注目されている。特に、個人による差が著しく、かつ工学的に観察や計測が容易である等の点から、生体情報として顔面形状、眼底の網膜パターン、指紋等の身体の一部分を用いることが検討されている。これらの生体情報の中で、指紋を用いる個人識別装置について以下に説明する。
【0005】
図7は指紋の形状により個人を識別する従来の個人識別装置(従来例1)の模式図である。図7において、17は光源、18はプリズム、18aはプリズム18の入射面、18bはプリズム18の出射面、18cはプリズム18の接触面、19aはレンズ、19bは撮像面、19はレンズ19aと撮像面19bを備えた観測器、20はデータ処理部である。
【0006】
LED等の光源17から照射された光は、入射面18aよりプリズム18に入射し、指と接触している接触面18cで指紋の形状に応じた特定の明暗パターンに変換された後、出射面18bを通過してレンズ19aにより撮像面19bに結像される。この方式よれば、指紋の接触していない部分では接触面18cで光が全反射して観測器19に全て入射し、指紋の接触している部分では接触面18cで光が散乱して観測器19へ入射する光量が減少することにより、観測器19にコントラストの高い指紋画像を取り込むことができる。
【0007】
観測器19に取り込まれた指紋画像は、データ処理部20において予め登録された指紋データとパターンの比較が行われ、一定以上の相関性がある場合には、取り込んだ指紋画像を持つ人物と、登録された指紋データの人物とが同一であると認識される。
【0008】
一方、指紋に代わって耳介を用いて個人を識別する方法も検討されている。耳介は医学的には形状や大きさ等の個人差の著しいことが知られており、a)経年変化や化粧等による変化が少ない、b)耳介は直観的に個人を推定できない部分であるため、個人のプライバシーを保護しやすい、c)表情が変化する顔面形状を用いる個人識別方法に比べると、識別の際のアルゴリズムを単純化することができる、等のメリットがある。このような耳介を用いる個人識別装置の従来例を次に説明する。
【0009】
図8は耳介の形状により個人を識別する従来の個人識別装置(従来例2)の模式図である。図8において、9は登録部、10は比較判定部、12は耳介、21は光源、22は観測器、22aは撮影レンズ、22bはCCD撮像素子、23は画像情報処理部である。
【0010】
識別対象者が自身の耳介12が撮影レンズ22aの撮影範囲内となるように位置すると、光源21により耳介12に光が照射される。この後、撮影レンズ22aを介して非接触でCCD撮像素子22bに耳介12の形状が取り込まれる。取り込まれた耳介12の形状は、画像情報処理部23において所定の画像情報に加工された後、比較判定部10において予め登録部9に登録されている耳介データと比較され、両者が一定以上の相関性を有する場合には、識別対象者と登録された耳介データの個人とが同一であると認識される。
【0011】
次に、図9を用いて、第2従来例とは異なる構成を有する耳介の形状による個人識別装置を説明する。
【0012】
図9は耳介の形状により個人を識別する個人識別装置(従来例3)の模式図である。図9において、24は光源、25はCCD等のライン状画像検出器、26は接圧プレート、27はライン状画像検出器25の走査量を検出するリニアエンコーダ装置である。また、登録部9、比較判定部10、耳介12は第2従来例と同様のものである。図9に示した接圧プレート26は、光ファイバを耳介を接触させる接触面に対して垂直方向に複数束ねた構造を有している。
【0013】
この接圧プレート26の接触面に耳介を接圧させ、光源24により耳介12を照らした状態で、接圧プレート26の接触面とは反対側の面に近設されたライン状画像検出器25を走査することによって、耳介12の形状を接圧プレート26の接触面における2次元的な光強度分布として計測する。この後、第2従来例と同様に、比較判定部10において登録部9に予め登録されている耳介データと計測された耳介の形状が比較され、両者が一定以上の相関性を有する場合には、識別対象者と登録された耳介データの個人とが同一であると認識される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の個人識別装置は以下のような課題を有していた。
【0015】
1)第1従来例の指紋を用いる個人識別装置は、比較的短時間でかつ識別対象者が簡便に行うことができるが、指紋データを登録するために指紋押印が必要であり、識別対象者に心理的な抵抗感、不快感を与え、苦痛を感じることも多い。
【0016】
2)第2従来例の耳介を用いる個人識別装置は、非接触であるためCCD撮像素子内に取り込まれる耳介の位置が不安定で、識別対象者が耳介の位置決めをするための時間が長くなったり、また取り込まれる耳介形状が安定せず、登録されている耳介データとの照合における信頼性及び再現性に欠ける。
【0017】
3)第3従来例の耳介を用いる個人識別装置及び第1従来例の個人識別装置は、接触式であるため耳介や指紋を接触させる際の荷重のかけかたによって、得られる耳介形状や指紋形状のパターンが変動し、形状を読み取る際の再現性に欠ける。また、耳介や指紋を接触させる接触面上の汚れが形状の読み取り誤差を発生させるため、煩雑に接触面をクリーニングする必要があり、メンテンナンスの面で費用や時間を要する。
【0018】
4)第1従来例〜第3従来例の個人識別装置は、いずれも指紋又は耳介の形状全体を画像情報に処理してから登録されたデータと比較するため、画像情報に処理する際のアルゴリズムが複雑で、処理時間が長くなったり、処理の過程における画像の細分化に伴う誤差の発生で指紋や耳介の検出精度が低下する。
【0019】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、耳介の形状を非接触でかつ再現性よく検出できるとともに、識別精度及び識別結果の信頼性に優れ、識別対象者に対する心理的負担が少なく、小型化が可能な個人識別装置の提供を目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、略椀状のヘッド部と、ヘッド部の内側の耳介装着部と、耳介装着部内の略中央部に略直線状に配設された複数の発光部と、耳介装着部内に発光部の配設方向を軸として略対称位置に配設された複数の受光部と、を備え、発光部を所定の間隔で順次発光させる構成よりなる。
【0021】
この構成により、発光部を一定の間隔で順次発光させて、ヘッド部に近接された耳介により反射される反射光を受光部に取り込むことにより、耳介の形状をポイント的に捉え、かつ複数の受光部に入射した光の各受光部毎の時系列的な信号パターンとして認識することが可能となり、耳介の形状全体を2次元的又は3次元的な画像として処理する従来の個人識別装置に比べて、耳介の特徴を細部の形状に基づいてより直接的に、かつより高い検出精度で捉えることができる。
【0022】
また、計測された各受光部における時系列的な信号パターンと、登録されている信号パターンを直接比較することができるため、比較判別を簡便かつ高い精度で行うことが可能となり、識別精度及び識別結果の信頼性を向上させることができるとともに、その処理速度が早くなるため短時間で識別を行うことが可能となる。
【0023】
また、発光部としてLED等を、受光部としてフォトトランジスタ等を用いて構成することができるため、従来のようなレンズとCCD撮像素子を用いる個人識別装置に比べてヘッド部の小型化が可能になるとともに、操作性を向上させることができる。
【0024】
また、耳介全体をヘッド部に強く接圧させる必要がないとともに、指紋押捺等のような識別対象者に不快感を与える行為を伴わないため、識別対象者における心理的な負担を軽減することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、略椀状のヘッド部と、ヘッド部の内側の耳介装着部と、耳介装着部内の略中央部に略直線状に配設された複数の発光部と、耳介装着部内に発光部の配設方向を軸として略対称位置に配設された複数の受光部と、を備え、発光部を所定の間隔で順次発光させ、前記耳介装着部内の中心部に突設された第1固定部と、前記ヘッド部の前記耳介装着部側の縁部に突設された第2固定部と、を備えることとしたものであり、耳介の形状を非接触でかつ再現性よく短時間で検出できるとともに、識別精度及び識別結果の信頼性を高め、識別対象者に対する心理的負担を軽減し、かつヘッド部の小型化が可能となり、さらに、第1固定部と第2固定部によって耳介と耳介装着部内の発光部及び受光部との位置関係を固定することが可能になるという作用を有する。
【0026】
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ヘッド部と前記ヘッド部に近接された耳介の間に介在する頭髪を除去するための頭髪除去手段を備えていることとしたものであり、発光部及び受光部と耳介の間で光の遮る頭髪を除去できることで、耳介の形状認識における再現性を高め、かつ識別対象者の利便性を向上させることができる。
【0027】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1乃至2の内のいずれか1に記載の発明において、前記各発光部の前記耳介装着部の開口面からの最短距離が異なっていることとしたものであり、耳介の形状を強調した信号パターンを得られることから、識別対象者の耳介形状に応じた信号パターンの差別化をより高精度で行うことができるという作用を有する。
【0028】
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の内のいずれか1に記載の発明において、各発光部の耳介装着部の開口面からの最短距離が異なっていることとしたものであり、耳介の形状を強調した信号パターンを得られることから、識別対象者の耳介形状に応じた信号パターンの差別化をより高精度で行うことができるという作用を有する。
【0029】
以下に、本発明の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の第1実施の形態における個人識別装置を示すものであり、図1(a)は本発明の第1実施の形態における個人識別装置のヘッド部の断面図、図1(b)は本発明の第1実施の形態における個人識別装置の平面図である。
【0030】
図1(a),(b)において、1はヘッド部、2はヘッド部1の縁部、3は耳介装着部、4は発光部、5は受光部、6は第1固定部、7は第2固定部、8は信号処理部、13は外耳孔であり、登録部9、比較判定部10、耳介12は従来例と同様のものであるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【0031】
図1(a),(b)に示したように、本実施の形態における個人識別装置は、略椀状のヘッド部1と、ヘッド部1の内側の耳介装着部3と、耳介装着部3内の略中央部に略直線状に配設された複数の発光部4と、耳介装着部3内に発光部4の配設方向を軸として略対称位置に配設された複数の受光部5と、耳介装着部3内の中心部に形成された第1固定部6と、ヘッド部1の耳介装着部3側の縁部2に形成された第2固定部7と、を備えている。
【0032】
また、信号処理部8は後述するように、発光部4を所定の間隔で順次発光させた際に、耳介12で反射され受光部5に入射した光の強度を、各受光部5における時系列的な信号パターンに変換するものである。尚、図1(b)に示したL1〜L4は各発光部4の位置を、またS1〜S10は各受光部5の位置をそれぞれ示している。
【0033】
以下に、本実施の形態における個人識別装置の使用方法を図1(a),(b)を用いて説明する。
【0034】
識別対象者は、自身の耳介12全体にヘッド部1の耳介装着部3が若干かぶさるように近接させる。この時、耳介装着部3内に形成された第1固定部6が、耳介12の外耳孔13に挿入されることによって、耳介装着部3の中心と耳介の外耳孔13とが位置決めされる。さらに、ヘッド部1の縁部2に形成された第2固定部7が耳介12の耳輪に軽く押し当てられることによって、ヘッド部1は第1固定部6を中心とする回転運動ができなくなり、耳介装着部3内の発光部4及び受光部5に対する耳介12の位置が固定された状態となる。
【0035】
この状態で発光部駆動手段(図示せず)により、耳介装着部3内のL1〜L4の各位置に配設された発光部4を一定の間隔で、かつ一定の発光時間で、順次発光させる。発光部4から照射される光は耳介12の表面でその形状に応じて乱反射し、反射光の一部は耳介装着部3内に配設された受光部5に入射する。
【0036】
受光部5に入射した光は光電変換された後、信号処理部8において各受光部5毎の時系列的な信号パターンとして処理される。その後、信号処理部8から出力される信号パターンは、比較判定部10において予め登録部9に登録されている耳介の信号パターンと比較され、両方の信号パターンの間に一定以上の相関性が認められる場合には、識別対象者を登録してある人物と同一であると認識する。
【0037】
次に、信号処理部8において得られる耳介の形状に応じた信号パターンについて、図2を用いてより詳細に説明する。
【0038】
図2(a)は発光部の発光順序を示すタイミング図、図2(b)は各受光部における受光強度の変化を示すタイミング図である。図2(a)において、L1,L2,L3,L4は図1(b)に示した発光部4の各々の位置に対応しており、また図2(b)においてS1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10は図1(b)に示した受光部5の各々の位置に対応している。
【0039】
図2(a)に示したようにL1〜L4に位置する各発光部4を一定の間隔で、かつ一定の発光時間で、順次発光させると、受光部5における反射光の受光強度は、いずれの発光部4が発光しているかによって、また受光部5が配設されている位置に応じて、図2(b)に示したようにその経時的な変化が異なる。このS1〜S10に位置する各受光部5における受光強度の時系列的な信号パターンは、識別対象者の耳介の形状をポイント的に反映したものであり、全ての信号パターンを総合して個人の識別情報として利用することができる。
【0040】
このように本実施の形態における個人識別装置では、耳介の形状全体を2次元的又は3次元的な画像として処理する従来の個人識別装置に比べて、耳介の特徴を細部の形状に基づいてより直接的に、かつより高い検出精度で捉えることができる。
【0041】
また、従来のように耳介形状全体を画像処理する場合には、登録されている耳介データとの比較の際に、画像を段階的に細分化して違いを判別する必要があり、比較判別におけるアルゴリズムが複雑になったり、細分化により耳介の細部における判別精度が低下する可能性があるが、本実施の形態によれば計測された各受光部における時系列的な信号パターンと、登録されている信号パターンを直接比較することができるため、比較判別を簡便かつ高い精度で行うことが可能となり、識別精度及び識別結果の信頼性を向上させることができるとともに、その処理速度も高めることができる。
【0042】
また、レンズとCCD撮像素子等を用いる従来の個人識別装置に比べて、本実施の形態で示したヘッド部は小型化が可能である。
【0043】
さらに、耳介全体を強く接圧させる必要がないとともに、指紋押捺等のような識別対象者に不快感を与える行為を伴わないため、識別対象者における心理的な負担を軽減することができる。
【0044】
以上のように本実施の形態によれば、耳介の形状を非接触でかつ再現性よく短時間で検出できるとともに、識別精度及び識別結果の信頼性に優れ、識別対象者に対する心理的影響が少なく、小型化が可能な個人識別装置を提供することが可能となる。
【0045】
尚、本実施の形態では耳介装着部に複数の発光部を配設したものを示したが、例えば一つの発光部を本実施の形態で示した発光部の配設方向に移動可能とし、所定の間隔毎に発光部を移動させては発光させる動作を繰り返すことでも、本実施の形態と同様な作用が得られると考えられる。
【0046】
(実施の形態2)
図3は本発明の第2実施の形態における個人識別装置のヘッド部の斜視図、図4(a)及び図4(b)は本発明の第2実施の形態における個人識別装置のヘッド部の平面図である。
【0047】
図3及び図4(a),(b)において、14aは回転軸、14bは頭髪除去用アーム、15は頭髪除去用へら部であり、ヘッド部1、縁部2、耳介装着部3、発光部4、受光部5、第1固定部6、第2固定部7は第1実施の形態と同様のものであるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【0048】
本実施の形態における個人識別装置が第1実施の形態と異なっているのは、頭髪除去手段として、ヘッド部1の耳介装着部3内に回転自在に配設された2つの回転軸14aと、回転軸14aに突設された略くの字状の頭髪除去用アーム14bと、ヘッド部1の上部に形成された略板状の頭髪除去用へら部15と、を備えていることである。
【0049】
以下に、本実施の形態における個人識別装置の使用方法について図4(a),(b)を用いて説明する。
【0050】
まず、識別対象者の耳介のほぼ全体が頭髪によって隠れている場合、識別対象者はヘッド部1の縁部2が頭髪に触れる程度まで、ヘッド部1を耳介に近接させる。この状態から識別動作が開始されると、耳介装着部3内に配設された2つの回転軸14aが回転し、回転とともに略くの字で回転軸14aに複数突設された頭髪除去用アーム14bが、観音開き状に作動し、耳介を覆っている頭髪を縁部2の両側に排除する。これによって、耳介装着部3内の発光部4及び受光部5と耳介との間で光を遮る頭髪を除去することができる。この後の耳介の識別動作は、第1実施の形態と同様であり、識別動作が終了したところで、回転軸14aが前述とは逆の方向に回転し、頭髪除去用アーム14bが再び耳介装着部3内に収納された状態となる。
【0051】
また、識別対象者の耳介全体が頭髪によって隠れてはいないが、その一部(特に上部)が頭髪によって隠れている場合には、識別対象者はヘッド部1を耳介の下方から近接させることによって、ヘッド部1の上部に形成された略板状の頭髪除去用へら部15が頭髪をかきあげ、前述と同様に発光部4及び受光部5と耳介との間で光を遮る頭髪を除去することができる。
【0052】
以上のように本実施の形態によれば、第1実施の形態と同様な作用が得られるとともに、発光部及び受光部と耳介の間で光の遮る頭髪を除去できることで、耳介の形状認識における再現性を高め、かつ識別対象者の利便性を向上させることができる。
【0053】
尚、本実施の形態で示した頭髪除去手段の頭髪除去用アームの形状や数については、特に図3及び図4(a),(b)に示したものに限定されるものではない。
【0054】
(実施の形態3)
図5は本発明の第3実施の形態における個人識別装置のヘッド部の断面図、図6(a)は発光部の発光順序を示すタイミング図、図6(b)は各受光部における受光強度の変化を示すタイミング図である。
【0055】
図5において、16は開口面であり、ヘッド部1、縁部2、耳介装着部3、発光部4、受光部5、第1固定部6、第2固定部7は第1実施の形態と同様のものであるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【0056】
本実施の形態における個人識別装置が第1実施の形態と異なっているのは、各発光部4の耳介装着部3の開口面16からの最短距離(開口面16の法線方向における開口面16と発光部4との距離)k1,k2,k3,k4が異なっていることである。
【0057】
このように各発光部4を配設することによって、各発光部4の耳介装着部3の開口面16からの最短距離が同じである場合に比べて、各発光部4を発光させた際に受光部5に入射する反射光の強度に重み付けをすることが可能となり、識別対象者に特徴的な耳介の形状を強調した信号パターンを得ることができる。特に、耳介の形状がより複雑な耳介の上半分へ主に照射するS2に位置した発光部4を、図5に示したように開口面16により近づけて配設することによって、図6(a)及び図6(b)に示したように得られる信号パターンの差別化をより高精度で行うことが可能となる。
【0058】
以上のように本実施の形態によれば、第1実施の形態と同様な作用が得られるとともに、耳介の形状を強調した信号パターンを得られることから、識別対象者の耳介形状に応じた信号パターンの差別化をより高精度で行うことができる。
【0059】
尚、本実施の形態においては、ヘッド部に第2実施の形態で示したような頭髪除去手段を備えてもよい。
【0060】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、耳介の形状全体を2次元的又は3次元的な画像として処理する従来の個人識別装置に比べて、耳介の特徴を細部の形状に基づいてより直接的に識別するため、より高い検出精度で捉えることが可能となり、耳介の形状を認識する際の再現性を高めることができるという優れた効果が得られる。
【0061】
また、計測された各受光部における時系列的な信号パターンと、登録されている信号パターンを直接比較することができるため、比較判定部の構成を簡略化することができるとともに、識別に要する時間を短縮し、かつ識別精度及び識別結果に対する信頼性を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【0062】
また、発光部としてLED等を、受光部としてフォトトランジスタ等を用いて構成することができるため、従来のようなレンズとCCD撮像素子を用いる個人識別装置に比べてヘッド部の小型化が可能となるとともに、ヘッド部を走査する識別対象者の利便性を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【0063】
また、耳介全体をヘッド部に強く接圧させる必要がないとともに、指紋押捺等のような識別対象者に不快感を与える行為を伴わないため、識別対象者における心理的な負担を軽減することができるという優れた効果が得られる。
【0064】
また、第1固定部と第2固定部によって耳介と耳介装着部内の発光部及び受光部との位置関係を固定することが可能になることによって、耳介の形状を認識する際の再現性を高めることができるという優れた効果が得られる。
【0065】
また、発光部及び受光部と耳介の間で光の遮る頭髪を除去できることで、耳介の形状認識における再現性を高め、かつ識別対象者の利便性を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【0066】
また、耳介の形状を強調した信号パターンを得られることによって、識別対象者の耳介形状に応じた信号パターンの差別化をより高精度で行うことができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第1実施の形態における個人識別装置のヘッド部の断面図
(b)本発明の第1実施の形態における個人識別装置の平面図
【図2】(a)発光部の発光順序を示すタイミング図
(b)各受光部における受光強度の変化を示すタイミング図
【図3】本発明の第2実施の形態における個人識別装置のヘッド部の斜視図
【図4】(a)本発明の第2実施の形態における個人識別装置のヘッド部の平面図
(b)本発明の第2実施の形態における個人識別装置のヘッド部の平面図
【図5】本発明の第3実施の形態における個人識別装置のヘッド部の断面図
【図6】(a)発光部の発光順序を示すタイミング図
(b)各受光部における受光強度の変化を示すタイミング図
【図7】指紋の形状により個人を識別する従来の個人識別装置(従来例1)の模式図
【図8】耳介の形状により個人を識別する従来の個人識別装置(従来例2)の模式図
【図9】耳介の形状により個人を識別する個人識別装置(従来例3)の模式図
【符号の説明】
1 ヘッド部
2 縁部
3 耳介装着部
4 発光部
5 受光部
6 第1固定部
7 第2固定部
8 信号処理部
9 登録部
10 比較判定部
12 耳介
13 外耳孔
14a 回転軸
14b 頭髪除去用アーム
15 頭髪除去用へら部
16 開口面
17,21,24 光源
18 プリズム
18a 入射面
18b 出射面
18c 接触面
19a レンズ
19b 撮像面
19,22 観測器
20 データ処理部
22a 撮影レンズ
22b CCD撮像素子
23 画像情報処理部
25 ライン状画像検出器
26 接圧プレート
27 リニアエンコーダ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a personal identification device for identifying an individual by irradiating light on a part of the body, particularly the auricle, and measuring the reflected light.
[0002]
[Prior art]
Personal identification technology has become indispensable in the information and communication fields, security systems field, financial industry, etc. with the progress of the information society. The reliability of identification and the convenience, safety, and operability for identification targets Etc., the demand is becoming increasingly sophisticated.
[0003]
The personal identification device that is currently widely used in daily life is for identifying an individual by some kind of identification tool such as a key or ID card, or identification storage information such as a password or a recitation number. However, such personal identification devices are associated with risks such as loss or forgetting of identification tools or identification storage information, and duplication or theft. Therefore, in order to develop a more advanced personal identification system, it is necessary to use a means that is more specific to an individual and always integrated with the individual, as compared with an identification tool or identification stored information. Yes.
[0004]
From such a viewpoint, a method of using human biological information as an image or a numerical value is attracting attention as a next-generation personal identification system. In particular, the use of a part of the body such as a facial shape, a fundus retinal pattern, a fingerprint or the like as biometric information has been studied from the viewpoint that differences among individuals are remarkable and observation and measurement are easy in engineering. Among these biometric information, a personal identification device using a fingerprint will be described below.
[0005]
FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional personal identification device (conventional example 1) for identifying an individual based on the shape of a fingerprint. In FIG. 7, 17 is a light source, 18 is a prism, 18a is an incident surface of the
[0006]
The light emitted from the
[0007]
The fingerprint image captured by the
[0008]
On the other hand, a method for identifying an individual using an auricle instead of a fingerprint has been studied. The auricle is medically known to have significant individual differences such as shape and size, a) there are few changes due to aging, makeup, etc. b) the auricle is a part where the individual cannot be estimated intuitively Therefore, there are merits such that it is easy to protect the privacy of individuals, and c) the algorithm for identification can be simplified as compared with a personal identification method using a facial shape whose facial expression changes. A conventional example of a personal identification device using such an auricle will be described below.
[0009]
FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional personal identification device (conventional example 2) for identifying an individual based on the shape of the pinna. In FIG. 8, 9 is a registration unit, 10 is a comparison / determination unit, 12 is an auricle, 21 is a light source, 22 is an observation device, 22a is a photographing lens, 22b is a CCD image sensor, and 23 is an image information processing unit.
[0010]
When the person to be identified is positioned so that his / her
[0011]
Next, with reference to FIG. 9, a personal identification device with a pinna shape having a configuration different from that of the second conventional example will be described.
[0012]
FIG. 9 is a schematic diagram of a personal identification device (conventional example 3) for identifying an individual based on the shape of the pinna. In FIG. 9, 24 is a light source, 25 is a linear image detector such as a CCD, 26 is a contact pressure plate, and 27 is a linear encoder device for detecting the scanning amount of the
[0013]
Detection of a line-shaped image close to the surface opposite to the contact surface of the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional personal identification device has the following problems.
[0015]
1) Although the personal identification device using the fingerprint of the first conventional example can be easily performed by a person to be identified in a relatively short time, a fingerprint imprint is necessary for registering fingerprint data. It often gives psychological resistance, discomfort, and pain.
[0016]
2) Since the personal identification device using the pinna of the second conventional example is non-contact, the position of the pinna taken into the CCD image sensor is unstable, and the time required for the person to be identified to position the pinna And the captured pinna shape is not stable and lacks in reliability and reproducibility in collation with registered pinna data.
[0017]
3) Since the personal identification device using the auricle of the third conventional example and the personal identification device of the first conventional example are contact types, the shape of the auricle obtained is different depending on how the load is applied when contacting the auricle or the fingerprint. The pattern of the fingerprint shape fluctuates and lacks reproducibility when reading the shape. In addition, since dirt on the contact surface with which the auricle or the fingerprint comes into contact generates a shape reading error, it is necessary to clean the contact surface in a complicated manner, which requires cost and time in terms of maintenance.
[0018]
4) The personal identification devices of the first conventional example to the third conventional example all process the fingerprint or pinna shape into image information and compare it with the registered data. The algorithm is complicated, the processing time becomes long, and the accuracy of detection of fingerprints and auricles decreases due to the occurrence of errors due to image segmentation during the processing.
[0019]
The present invention solves the above-described conventional problems, can detect the shape of the auricle in a non-contact and reproducible manner, is excellent in identification accuracy and reliability of the identification result, and has less psychological burden on the identification target person. An object of the present invention is to provide a personal identification device that can be miniaturized.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plurality of light-emitting elements arranged substantially linearly at a substantially bowl-shaped head part, an auricle attachment part inside the head part, and a substantially central part in the auricle attachment part. And a plurality of light receiving parts arranged at substantially symmetrical positions with the arrangement direction of the light emitting part as an axis in the auricle wearing part, and the light emitting part sequentially emits light at a predetermined interval.
[0021]
With this configuration, the light emitting unit sequentially emits light at regular intervals, and the reflected light reflected by the pinna close to the head unit is taken into the light receiving unit, so that the shape of the pinna is captured as a point, and a plurality It is possible to recognize the light incident on the light receiving unit as a time-series signal pattern for each light receiving unit, and to process the entire shape of the pinna as a two-dimensional or three-dimensional image Compared to the above, the characteristics of the auricle can be captured more directly and with higher detection accuracy based on the shape of the details.
[0022]
In addition, since the time-series signal patterns measured at each light receiving unit and the registered signal patterns can be directly compared, comparison and discrimination can be performed easily and with high accuracy. The reliability of the result can be improved, and the processing speed is increased, so that identification can be performed in a short time.
[0023]
In addition, since the LED can be used as the light emitting unit and the phototransistor can be used as the light receiving unit, the head unit can be downsized compared to a conventional personal identification device using a lens and a CCD image sensor. In addition, operability can be improved.
[0024]
In addition, it is not necessary to bring the entire auricle into strong contact with the head part, and it does not involve an act of giving unpleasant feeling to the identification target person such as fingerprint printing. Can do.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to
[0026]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a hair removal means for removing the hair that is interposed between the head portion and the pinna adjacent to the head portion in the first aspect of the invention. By removing the hair that blocks light between the light emitting part and the light receiving part and the pinna, the reproducibility in pinna shape recognition is improved and the convenience of the identification target person is improved. be able to.
[0027]
The invention according to
[0028]
The invention according to
[0029]
Specific examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a personal identification device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a sectional view of a head portion of the personal identification device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. ) Is a plan view of the personal identification device according to the first embodiment of the present invention.
[0030]
1A and 1B, 1 is a head portion, 2 is an edge portion of the
[0031]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the personal identification device according to the present embodiment includes a substantially bowl-shaped
[0032]
Further, as will be described later, the
[0033]
Below, the usage method of the personal identification device in this Embodiment is demonstrated using Fig.1 (a), (b).
[0034]
The person to be identified is brought close to the
[0035]
In this state, the light emitting unit driving means (not shown) sequentially emits the
[0036]
The light incident on the
[0037]
Next, a signal pattern corresponding to the shape of the pinna obtained in the
[0038]
FIG. 2A is a timing chart showing the light emission order of the light emitting sections, and FIG. 2B is a timing chart showing changes in received light intensity in each light receiving section. 2A, L1, L2, L3, and L4 correspond to the respective positions of the
[0039]
As shown in FIG. 2A, when the
[0040]
As described above, in the personal identification device according to the present embodiment, the characteristics of the pinna are based on the shape of the details as compared with the conventional personal identification device that processes the entire shape of the pinna as a two-dimensional or three-dimensional image. More directly and with higher detection accuracy.
[0041]
In addition, when image processing is performed on the entire pinna shape as in the past, it is necessary to subdivide the image step by step when comparing it with the registered pinna data. However, according to the present embodiment, the time-series signal pattern in each light-receiving unit and registration are registered. Can be compared directly, making comparison discrimination simple and highly accurate, improving identification accuracy and reliability of identification results, and increasing processing speed. Can do.
[0042]
Further, the head portion shown in this embodiment can be reduced in size as compared with a conventional personal identification device using a lens and a CCD image pickup device.
[0043]
Furthermore, since it is not necessary to make the entire auricle have a strong contact pressure, and it does not involve an act of giving unpleasant feeling to the identification target person such as fingerprint printing, the psychological burden on the identification target person can be reduced.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, the shape of the auricle can be detected in a non-contact and reproducible manner in a short time, and the discrimination accuracy and the reliability of the discrimination result are excellent. It is possible to provide a personal identification device that can be reduced in size and size.
[0045]
In the present embodiment, a plurality of light emitting units are arranged in the auricle wearing unit, but for example, one light emitting unit can be moved in the arrangement direction of the light emitting unit shown in the present embodiment, It is considered that the same operation as this embodiment can be obtained by repeating the operation of emitting light by moving the light emitting unit at predetermined intervals.
[0046]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a perspective view of the head portion of the personal identification device according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are views of the head portion of the personal identification device according to the second embodiment of the present invention. It is a top view.
[0047]
3 and 4 (a) and 4 (b), 14a is a rotating shaft, 14b is a hair removal arm, 15 is a hair removal spatula,
[0048]
The personal identification device in the present embodiment is different from that in the first embodiment in that two
[0049]
Below, the usage method of the personal identification apparatus in this Embodiment is demonstrated using Fig.4 (a), (b).
[0050]
First, when almost the entire pinna of the identification target person is hidden by the hair, the identification target person brings the
[0051]
In addition, when the entire pinna of the identification target person is not hidden by the hair, but a part (particularly the upper part) is hidden by the hair, the identification target person brings the
[0052]
As described above, according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the hair that is blocked by light between the light emitting unit and the light receiving unit and the pinna can be removed, so that the shape of the pinna The reproducibility in recognition can be improved and the convenience of the identification target person can be improved.
[0053]
The shape and number of the hair removal arms of the hair removal means shown in the present embodiment are not particularly limited to those shown in FIGS. 3 and 4A and 4B.
[0054]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the head unit of the personal identification device according to the third embodiment of the present invention, FIG. 6A is a timing diagram showing the light emission order of the light emitting units, and FIG. It is a timing diagram which shows the change of.
[0055]
In FIG. 5, reference numeral 16 denotes an opening surface, and the
[0056]
The personal identification device in the present embodiment is different from that in the first embodiment in that the shortest distance from the opening surface 16 of the
[0057]
By disposing each
[0058]
As described above, according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and a signal pattern in which the shape of the pinna is emphasized can be obtained. The signal pattern can be differentiated with higher accuracy.
[0059]
In the present embodiment, the head portion may be provided with hair removal means as shown in the second embodiment.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the characteristics of the auricle are more directly based on the shape of the details than the conventional personal identification device that processes the entire shape of the auricle as a two-dimensional or three-dimensional image. Therefore, it is possible to capture with higher detection accuracy, and it is possible to obtain an excellent effect that the reproducibility when recognizing the shape of the pinna can be improved.
[0061]
In addition, since the time-series signal pattern in each light receiving unit measured can be directly compared with the registered signal pattern, the configuration of the comparison determination unit can be simplified and the time required for identification In addition, it is possible to obtain an excellent effect that the identification accuracy and the reliability of the identification result can be improved.
[0062]
In addition, since the LED can be used as the light emitting unit and the phototransistor can be used as the light receiving unit, the head unit can be downsized compared to a conventional personal identification device using a lens and a CCD image sensor. In addition, it is possible to obtain an excellent effect that the convenience of the identification target person who scans the head portion can be improved.
[0063]
In addition, it is not necessary to bring the entire auricle into strong contact with the head part, and it does not involve an act of giving unpleasant feeling to the identification target person such as fingerprint printing. An excellent effect is obtained.
[0064]
In addition, the positional relationship between the auricle and the light emitting unit and the light receiving unit in the auricle wearing unit can be fixed by the first fixing unit and the second fixing unit, thereby reproducing the shape when recognizing the shape of the auricle. The excellent effect that the property can be improved is obtained.
[0065]
In addition, it is possible to remove the hair that is blocked by light between the light emitting unit and the light receiving unit and the pinna, thereby improving the reproducibility in the pinna shape recognition and improving the convenience of the identification target person. Is obtained.
[0066]
Further, by obtaining a signal pattern in which the shape of the pinna is emphasized, it is possible to obtain an excellent effect that the signal pattern can be differentiated with higher accuracy according to the pinna shape of the person to be identified.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view of a head portion of a personal identification device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a plan view of a personal identification device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a timing diagram showing a light emission order of the light emitting units. FIG. 3 is a perspective view of a head unit of the personal identification device according to the second embodiment of the present invention. (A) Plan view of the head part of the personal identification device according to the second embodiment of the present invention (b) Plan view of the head part of the personal identification device according to the second embodiment of the present invention FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a head portion of a personal identification device according to a third embodiment. FIG. 6A is a timing diagram illustrating a light emission order of light emitting portions. FIG. 7B is a timing diagram illustrating a change in received light intensity at each light receiving portion. Conventional personal identification device for identifying an individual by the shape of the FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional personal identification device (conventional example 2) that identifies an individual by the shape of the pinna. FIG. 9 is a personal identification device that identifies an individual by the shape of the pinna. Schematic diagram of conventional example 3) [Explanation of symbols]
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