JP4350547B2 - Personal authentication device - Google Patents
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Description
本発明は、生体情報を利用した個人認証装置、特に生体情報として指の血管パターンを利用した個人認証装置に関するものである。 The present invention relates to a personal authentication device using biometric information, and more particularly to a personal authentication device using a blood vessel pattern of a finger as biometric information.
例えば、自動車のドアロック解除やエンジンを始動させるため、従来から鍵が用いられている。この従来から用いられている鍵においては、鍵を盗難された場合や鍵穴のピッキング等により、自動車のオーナー以外の悪意を持った人物に運転されてしまう可能性がある。 For example, a key is conventionally used to release a door lock of an automobile and start an engine. This conventionally used key may be driven by a malicious person other than the owner of the car due to the key being stolen or keyhole picking.
そこで、セキュリティを高めるため、生体情報である指紋を鍵の代わりに個人認証の手段として利用して自動車のドアロック解除やエンジンを始動させることが知られている(例えば、特許文献1,2参照。)。
Therefore, in order to increase security, it is known to use a fingerprint, which is biometric information, as a means for personal authentication instead of a key to release the door lock of an automobile or start an engine (see, for example,
しかしながら、指紋は偽造することが可能であるため、よりセキュリティを高める方法として、生体情報として個人によって異なる指の血管パターンを含む画像を利用する個人認証の方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。 However, since fingerprints can be counterfeited, a method of personal authentication using an image including a blood vessel pattern of a finger that differs depending on an individual as biometric information has been proposed as a method for further enhancing security (for example, Patent Documents). 3).
この方法は、指に近赤外光の成分を含む光源(本明細書及び請求の範囲において、赤外光源と定義する)から光を照射すると、指を透過して指から再放射される近赤外光の強度分布に指の血管パターン(主として静脈のパターン)の情報が含まれるので、これを撮像手段により検出し、検出した指血管パターンとあらかじめ登録した指血管パターンとの一致、不一致を判定することにより、指血管パターンを登録した個人を特定し認証するものである。 In this method, when light is radiated from a light source including a component of near-infrared light to the finger (defined as an infrared light source in the present specification and claims), the finger is transmitted through the finger and re-radiated from the finger. Since the intensity distribution of infrared light includes information on the blood vessel pattern of the finger (mainly the vein pattern), this is detected by the imaging means, and the detected finger blood vessel pattern matches the pre-registered finger blood vessel pattern. By determining, the person who registered the finger blood vessel pattern is specified and authenticated.
このように生体情報として指の血管パターンを利用して個人認証を行う個人認証装置として、指の腹側或いは側面側に配置された赤外光源から指に向かって赤外光を照射し、指の腹側の画像を撮像手段によって撮像して指の血管パターンを含む画像を取得する個人認証装置が知られている(例えば、特許文献4参照。)。 In this way, as a personal authentication device that performs personal authentication using the blood vessel pattern of the finger as biometric information, infrared light is irradiated toward the finger from an infrared light source disposed on the abdomen or side of the finger, There is known a personal authentication device that acquires an image including a blood vessel pattern of a finger by capturing an image of the abdominal side of the subject using an imaging unit (see, for example, Patent Document 4).
かかる個人認証装置においては、赤外光源から指に向かって照射されて指の内部に入射した赤外光は、生体組織で散乱・吸収されながら透過し、一部が照射側に反射(再放射)するが、この反射の程度には個人差があるため、赤外光源の光量出力を制御している。 In such a personal authentication device, infrared light irradiated from the infrared light source toward the finger and incident on the inside of the finger is transmitted while being scattered and absorbed by the living tissue, and part of the light is reflected (re-radiated) to the irradiation side. However, since the degree of this reflection varies among individuals, the light amount output of the infrared light source is controlled.
具体的には、赤外光源の光量出力の制御は、例えば次のようにして行っている。すなわち、撮像手段によって取得した画像の指領域の明るさをフィードバックし、指領域の明るさが目標の明るさよりも小さい場合には光量出力が大きくなり、指領域の明るさが目標の明るさよりも大きい場合には光量出力が小さくなるよう制御し、得られる画像の明るさが目標の明るさとなるように赤外光源の光量出力の制御を行っている。
上記のような赤外光源の光量出力の制御においては、指を置かない状態で赤外光源による照射を行った場合、指からの反射光がなく、撮像手段によって取得される画像は背景の画像となり、前記制御を行っているフィードバックループには、赤外光源の光量出力に関係なく常に背景画像の明るさが入力されることになる。この場合、指からの反射光がない分だけ背景画像の明るさが目標の明るさよりも暗くなっている場合には、赤外光源の光量出力が大きくなるようフィードバック制御され、赤外光源からの光量が最大となるよう制御される。これにより、不要な消費電流が増えたり、赤外光源の発熱、劣化の原因となる。 In the control of the light amount output of the infrared light source as described above, when irradiation with the infrared light source is performed without placing a finger, there is no reflected light from the finger, and the image acquired by the imaging means is a background image. Thus, the brightness of the background image is always input to the feedback loop performing the control regardless of the light amount output of the infrared light source. In this case, when the brightness of the background image is darker than the target brightness by the amount of light reflected from the finger, feedback control is performed so that the light output of the infrared light source is increased, and Control is performed so that the amount of light is maximized. This increases unnecessary current consumption and causes heat generation and deterioration of the infrared light source.
本発明の目的は、指の有無の検出を行うことにより、指の無い時には赤外光源の照射を行わない個人認証装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a personal authentication apparatus that does not irradiate an infrared light source when there is no finger by detecting the presence or absence of a finger.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、赤外光源と撮像手段とを備え、前記赤外光源から生体に赤外光を照射し、前記生体内に入射後反射して生体表面から再放射した赤外光を前記撮像手段により撮像して取得した指の血管パターンと、予め登録してある指の血管パターンとを照合することにより個人を識別する個人認証装置において、
前記撮像手段の撮像方向側に向かって前記生体に対し赤外光を照射する補助光源を設け、
前記生体がないときの光強度を、前記撮像手段又は該撮像手段とは別に設けた受光素子で予め測定しておき、
前記予め測定しておいた生体がないときの光強度の値が所定の閾値よりも小さい場合には、前記補助光源を点灯させた後、前記撮像手段又は前記受光素子によって光強度を測定し、該補助光源点灯時における光強度の値が、前記閾値に所定の値を加算した値よりも大きいときに生体があると判定し、また、前記予め測定しておいた生体がないときの光強度の値が前記所定の閾値以上である場合には、前記補助光源を消灯させたまま前記撮像手段或いは前記受光素子によって光強度を測定し、該補助光源消灯時における光強度の値が、前記閾値から所定の値を減算した値よりも小さいときに生体があると判定する、生体判定機能を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
Providing an auxiliary light source for irradiating the living body with infrared light toward the imaging direction side of the imaging means;
The light intensity when there is no living body is measured in advance with the light-receiving element provided separately from the imaging means or the imaging means,
If the value of the light intensity when there is no biological body that has been measured in advance is smaller than a predetermined threshold, after turning on the auxiliary light source, measure the light intensity by the imaging means or the light receiving element, It is determined that there is a living body when the value of the light intensity when the auxiliary light source is turned on is larger than a value obtained by adding a predetermined value to the threshold value, and the light intensity when there is no living body measured in advance Is equal to or greater than the predetermined threshold value, the light intensity is measured by the imaging means or the light receiving element while the auxiliary light source is turned off, and the light intensity value when the auxiliary light source is turned off is the threshold value. It is characterized by having a living body determination function that determines that there is a living body when the value is smaller than a value obtained by subtracting a predetermined value from .
本発明によれば、赤外光源を点灯して個人認証を行う前に、指置き部に指が置かれているか否かを確実に検出することができる。そして、このような指の有り無しの検出を行うことにより、指がおかれていないときには赤外光源の照射をしないことで、不要な消費電流の増加を抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to reliably detect whether or not a finger is placed on the finger placement unit before performing personal authentication by turning on the infrared light source. By detecting the presence / absence of the finger as described above, an unnecessary increase in current consumption can be suppressed by not irradiating the infrared light source when the finger is not placed.
以下、図1から図15を用いて本発明に係る個人認証装置を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the personal authentication apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
最初に、図1から図8を用いて、本発明に係る個人認証装置の実施の形態の第1例について説明する。 First, a first example of an embodiment of a personal authentication device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示す個人認証装置100は、マイコン101と、赤外光源102と、指置き部103と、撮像手段104と、駆動回路105と、メモリ106と、電源回路107とを備えている。また、本例の個人認証装置100は、指Fの検出のために補助光源108を備えている。
A
このような構成要素を備えた個人認証装置100は、前記赤外光源102を点灯させて前記指置き部103に置かれた指Fに赤外光が照射され、指Fに入射後反射して指Fの腹側の表面から再放射した反射光が撮像手段104に血管パターンを含む指画像として結像され、得られた血管パターンを含む画像を利用して個人認証を行うものである。
The
前記マイコン101は、駆動回路105により赤外光源102及び補助光源108に通電して、該赤外光源102及び補助光源108から赤外光を前記指置き部103に置かれた指Fに照射するようになっている。また、マイコン101は、指置き部103に指Fが置かれたか否かの判定や、検出された血管パターンと予め登録されている血管パターンの一致、不一致の判定、或いは、赤外光源102の光量制御など個人認証装置100全体の制御をも行うようになっている。
The
前記指置き部103には、指Fが、その腹側を前記撮像手段104に向けるようにして置かれる。そして、このようにして指置き部103に置かれた指Fに向かって、指置き部103の両側に設けられた前記赤外光源102から赤外光が照射されるようになっている。
The finger F is placed on the
前記赤外光源102としては、例えば発光ダイオードなどを挙げることができる。赤外光源102の駆動は、例えば図2に示す駆動回路105による。本例の駆動回路105は抵抗105a〜c、及び、Nch−MOSトランジスタ105dより構成される。マイコン101は、デューティ比制御可能なPWM(Pulse Width Modulation)信号を出力し、Nch−MOSトランジスタ105dを駆動する。この駆動周波数としては、数10〜数100kHzを用いる。ここで、図1に示した撮像手段104のイメージセンサ(後述)の受光積分時間(シャッター時間)が、Nch−MOSトランジスタ105dの駆動周期よりも充分に大きければ、前記撮像手段のイメージセンサは低域通過特性となる。すなわち、DC成分のみが受光されることになり、ムラのない画像が得られる。なお、駆動信号として、PWM信号のほかに、直流電圧信号、PAM(Pulse Amplitude Modulation)信号などを用いることも可能である。
Examples of the
赤外光源102から指Fに向かって照射された赤外光は、指F内部に入射して散乱し、また指Fの血管内の血液のヘモグロビンで吸収される。そして、指F内部に入射した赤外光は、指F内部で反射して指Fの腹側から再び放射し、撮像手段104に血管パターンを含む指画像が結像されるようになっている。
Infrared light irradiated from the
前記撮像手段104は、赤外線透過フィルタ、レンズ、及び、CCDやCMOSなどのイメージセンサを備えて構成されている。赤外線透過フィルタは、血管パターンを得るのにノイズとなる波長帯をカットし、血管パターンが含まれる赤外光のみを透過させるために用いられている。そして、撮像手段104は、指置き部103に向かって撮像するようになっており、前記イメージセンサにより、赤外線透過フィルタを透過した赤外光によって形成される血管パターンを含む指画像を撮像するとともに、その画像の明るさ、すなわち、イメージセンサの撮像範囲IA(図3参照)の領域(指Fの領域)の明るさを測定するようになっている。
The image pickup means 104 includes an infrared transmission filter, a lens, and an image sensor such as a CCD or a CMOS. The infrared transmission filter is used to cut a wavelength band that causes noise to obtain a blood vessel pattern and transmit only infrared light including the blood vessel pattern. The
撮像手段104により撮像した血管パターンを含む画像は光電変換されて電気信号となり、マイコンに取り込まれるようになっている。 An image including a blood vessel pattern imaged by the imaging means 104 is photoelectrically converted into an electric signal and is taken into a microcomputer.
ここで、図3を用いて、撮像される血管パターンの一例について説明する。 Here, an example of a blood vessel pattern to be imaged will be described with reference to FIG.
例えば、指Fをイメージセンサの撮像範囲IAの中心に置いた場合、図に示すように、撮像手段104で撮像される像として、指Fの輪郭と、血管パターンBVが得られる。血管パターンBVは個人により異なるので、あらかじめ血管パターンBVを不揮発性メモリなどで構成される前記メモリ106に登録しておく。
For example, when the finger F is placed at the center of the imaging range IA of the image sensor, the contour of the finger F and the blood vessel pattern BV are obtained as an image captured by the
図1に戻り、前記補助光源108としては、赤外光源102と同様、例えば発光ダイオードを挙げることができる。この補助光源108は、前記のように撮像手段104により血管パターンを含む指画像を撮像して個人認証を行う際に、赤外光源102から赤外光を照射する前に、指Fが指置き部103に置かれているか否かを検出するために用いられるものであり、指置き部103に置かれた指Fに向かって赤外光が照射されるようになっている。
Returning to FIG. 1, as the
なお、前記電源回路107には、外部の電源VBから電力が供給されている。
The
このように構成された個人認証装置100は、エンジン始動装置200とLANで接続されており、個人認証装置100による自動車のエンジン始動の動作は、図1に示したマイコン101に記憶されたプログラムにより制御される。以下、マイコン101の動作を図4のフローチャートを用いて説明する。
The
マイコン101に記憶されたプログラムが開始されると、まず、ステップS10に移行し、マイコン101は個人認証装置100の初期化処理を行なう。
When the program stored in the
次に、ステップS20へ移行する。このステップS20では、先ずステップS22において、所定の範囲(指置き部103)内に指Fが置かれているかをマイコン101が判定し、次にステップS24において、赤外光源102の光量制御を行なう。
Next, the process proceeds to step S20. In step S20, first, in step S22, the
ここで、図5を用いて、ステップS20における指Fの検出方法及び光量制御について具体的に説明する。 Here, the detection method and the light amount control of the finger F in step S20 will be specifically described with reference to FIG.
このステップS20においては、先ずステップS22aにおいて、補助光源108を点灯させ、次いでステップS22bにおいて、指Fの領域(イメージセンサの撮像範囲IAの領域)の光の強度FTBRon(請求の範囲にいう補助光源を点灯したときの光強度)を撮像手段104が測定する。
In this step S20, first, the auxiliary
次にステップS22cにおいて、補助光源108を消灯させ、ステップS22dにおいて、指Fの領域(イメージセンサの撮像範囲IAの領域)の光の強度FTBRoff(請求の範囲にいう補助光源を消灯したときの光強度)を撮像手段104が測定する。
Next, in step S22c, the auxiliary
次にステップS22eにおいて、補助光源108を点灯したときの光の強度FTBRonと消灯したときの光の強度FTBRoffとを、前記マイコン101が比較する。
In step S22e, the
ここで、指置き部103に指Fがある場合には、補助光源108を点灯すると補助光源108からの光が反射するので、FTBRonがFTBRoffよりも大きくなる。逆に、指置き部103に指Fがない場合には、補助光源108を点灯しても光が反射しないので、FTBRonとFTBRoffはほぼ等しくなる。以上のことから、FTBRonとFTBRoffの比較においては、FTBRoffにオフセットとして所定値aを加えて判断し、FTBRonがFTBRoff+aよりも大きければ指Fが有ると判断してステップS24aへ移行する。一方、FTBRonがFTBRoff+aよりも小さいければ指Fが無いと判断してステップS24cへ移行する。
Here, when the
ステップS22において指Fが有ると判断されてステップS24aに移行した場合、このステップS24aにおいては、赤外光源102を点灯させた後、撮像手段104において画像取込が行われ、ステップS24bにおいて赤外光源102の光量出力LPの制御を行う。赤外光源102の光量出力制御は、例えば図6に示す制御モデルにより行なわれる。
When it is determined in step S22 that the finger F is present and the process proceeds to step S24a, after the infrared
この制御モデルはマイコン101内のプログラムにより実行される。画像の目標明るさTBRと撮像手段104のイメージセンサで捕らえた指領域の明るさFBRの差分を減算器SUBにて求め、係数K1(>0)を掛けた値に対し、積分要素Iで1画像取り込み毎に積分する。ただし、積分要素I内ではオーバーフローしないようにリミッタにより、最大値、最小値を制限する。その値を、次画像を取得する際の赤外光源102の光量出力値LP+1としている。つまり、実際に取得した画像の指Fの領域の明るさFBRを用いてネガティブフィードバックしている。すなわち、指Fの領域の明るさFBRが目標明るさTBRよりも小さい場合、光量出力LPが大きくなり、指Fの領域の明るさFBRが目標明るさTBRよりも大きい場合、光量出力LPが小さくなるフィードバックループである。これにより、赤外光源102からの光量出力は、指置き部103に指Fが置かれているときは、指Fの腹からの赤外光の放射量に応じて光量が制御されるようになる。
This control model is executed by a program in the
ここで、指置き部103に指Fが置かれていない場合には再放射光(反射光)がなくなり、背景の画像が取得されることになる。仮に、指Fの有無の検出を行わず、指置き部103に指Fが置かれていない場合にも赤外光源102を点灯して光量制御を行うとした場合、フィードバックループには、赤外光源102の光量出力に関係なく、常に背景の画像の明るさが入力されることになる。背景が目標値よりも暗い場合、積分要素Iへ常に正の数値が入力されることになり、リミッタのmax値に貼りつく。したがって、指Fの有無の検出を行わずに赤外光源102を点灯させることとした場合において、指Fが無いときは、赤外光源102から最大出力で発光されることになる。すなわち、不要な消費電流が増えたり、赤外光源102の発熱、劣化の原因となる。
Here, when the finger F is not placed on the
そこで本発明では、ステップS22で指Fの検出を行ない、指Fが無い場合にはステップS24cに移行させて赤外光源102を発光させないことにより、不要な消費電流の増加を防いでいる。
Therefore, in the present invention, the finger F is detected in step S22, and if there is no finger F, the process proceeds to step S24c to prevent the infrared
図4に戻って、上記のようなステップS20における指検出・光量制御処理が行われた後、ステップS30からステップS50において個人認証が行なわれる。 Returning to FIG. 4, after the finger detection / light quantity control process in step S20 as described above is performed, personal authentication is performed in steps S30 to S50.
具体的には、先ず、ステップS30において、マイコン101は認証を開始すべきか判定する。この判定は、ステップS24eにおける指置き部103に指Fが置かれたかの判定を利用することにより、或いは、指Fを置く指置き部103にスイッチを設け、このスイッチがオンしたかどうかにより行なわれる。もし、認証開始でないと判定された場合には、ステップS20に戻り、認証開始と判定された場合には、ステップS40に移行する。
Specifically, first, in step S30, the
ステップS40では、血管パターンを含む指画像を用いてマイコン101が認証処理を行なう。
In step S40, the
このステップS40は、具体的には、ステップS41からステップS46までのステップで構成されており、先ず、ステップS41において、マイコン101から認証開始信号が入力された撮像手段104のイメージセンサにて指Fから放射される光の強度分布を光電変換して、マイコン101に取り込む。
Specifically, this step S40 includes steps from step S41 to step S46. First, in step S41, the finger F is detected by the image sensor of the imaging means 104 to which the authentication start signal is input from the
次に、ステップS42において、赤外光源102を消灯する。
Next, in step S42, the infrared
次に、ステップS43において、取得された強度分布に対して、マイコン101が演算処理を行ない、血管パターンの特徴パラメータを検出する。なお、本ステップにおける処理の方法については、特許文献3(特開2001−184507号公報)に開示されているように、積分処理、微分処理を組み合わせたフィルタ処理を行うことにより実現可能である。
Next, in step S43, the
次に、ステップS44において、抽出された特徴パラメータと、予めメモリ106に記憶された、単数若しくは複数のパラメータとの照合を行なう。ここでは、ステップS43で得られた指Fの血管パターンと、メモリ106から呼び出した登録血管パターンを比較して、両者の相違の程度を算出する。
Next, in step S44, the extracted feature parameter is collated with one or a plurality of parameters stored in the
次に、ステップS45において、ステップS44で算出された相違の程度から、照合結果の判定を行なう。もし、相違の程度が小さい結果があれば、登録されている本人であると判断し、正規の運転者として認証され、ステップS50へ移行する。また、相違が大きければ、未登録者、または照合失敗として、ステップS46へ移行する。 Next, in step S45, the collation result is determined from the degree of difference calculated in step S44. If there is a result with a small degree of difference, it is determined that the person is a registered person, the driver is authenticated as a regular driver, and the process proceeds to step S50. On the other hand, if the difference is large, the process proceeds to step S46 as an unregistered person or a verification failure.
ステップS46では、メモリ106に記憶された全登録データを照合したか判断し、全データが照合されていれば、登録データ無しと判断してステップS20へ戻る。一方、照合していない登録データがあれば、ステップS44へ戻り、照合を繰り返す。
In step S46, it is determined whether all the registered data stored in the
前記ステップS45において正規の運転者として認証されてステップS50に移行した場合には、エンジン始動装置200に対して、LANを経由してエンジン始動許可のコマンドを発行し、エンジンが始動される。
If the driver is authenticated as a regular driver in step S45 and the process proceeds to step S50, an engine start permission command is issued to the
以上のような本例の個人認証装置100によれば、赤外光源102を点灯して個人認証を行う前に、補助光源108を点灯及び消灯させて、前記FTBRon>FTBRoff+aの条件を満たすか否かを判断することにより、指置き部103に指Fが置かれているか否かを確実に検出することができる。そして、このような指Fの有り無しの検出を行うことにより、指Fが置かれていないときには赤外光源102の照射をしないことで、不要な消費電流の増加を抑えることができる。
According to the
なお、ステップS22の指検出において、図7に示すように、受光素子としてホトトランジスタ110を撮像手段104の近傍に設け、前記撮像手段104の代わりに前記ホトトランジスタ110により、補助光源108を点灯したときの光強度FTBRonと補助光源を消灯したときの光強度FTBRoffを測定しても良い。
In the finger detection in step S22, as shown in FIG. 7, a phototransistor 110 is provided as a light receiving element in the vicinity of the image pickup means 104, and the auxiliary
また、図5のステップS22の指検出処理にて指Fを検出した場合、一定期間指Fの検出処理をしないようにしてもよい。この一例を図8に示す。この例では、ステップS10における初期化処理(図8では図示省略)後のステップS22の指検出処理にて指Fを検出した場合、ステップS23にて変数countをゼロクリアし、ステップS24で光量制御処理を行なう。 Further, when the finger F is detected in the finger detection process in step S22 of FIG. 5, the finger F detection process may not be performed for a certain period. An example of this is shown in FIG. In this example, when the finger F is detected in the finger detection process in step S22 after the initialization process (not shown in FIG. 8) in step S10, the variable count is cleared to zero in step S23, and the light amount control process in step S24. To do.
そして、このステップS24のステップS24aにおける画像取込とステップS24bにおける光量制御の後、ステップS30に移行する。ステップS30において、認証開始と判定された場合には、ステップS40の認証処理へ、認証開始でないと判定された場合には、ステップS60へ移行する。 Then, after the image capture in step S24a in step S24 and the light amount control in step S24b, the process proceeds to step S30. In step S30, if it is determined that the authentication is started, the process proceeds to the authentication process in step S40. If it is determined that the authentication is not started, the process proceeds to step S60.
ステップS40に移行した場合には、前記ステップS41からステップS46までの処理を行う(図8ではステップS45のみ図示している)。そして、ステップS46において全データを照合したと判定された場合には、ステップS60へ移行する。 When the process proceeds to step S40, the processes from step S41 to step S46 are performed (only step S45 is shown in FIG. 8). And when it determines with having collated all the data in step S46, it transfers to step S60.
ステップS60においては、countに1を加え、次のステップS62でcount<αであれば、ステップS22の指検出処理を行わず、ステップS24に戻って再度光量制御を行ない、count=α、つまり、ステップS24の光量制御がα回ループしていれば、ステップS22の指検出処理へ移行する。 In step S60, 1 is added to count, and if count <α in the next step S62, the finger detection process in step S22 is not performed, the process returns to step S24 and the light amount control is performed again, and count = α, that is, If the light amount control in step S24 is looped α times, the process proceeds to the finger detection process in step S22.
一方、ステップS22の指検出処理で指がないと判定された場合は、ステップS24cで赤外光源102を消灯させたままとした後、ステップS30の認証開始へ移行せず、ステップS22へ戻って指検出処理を行う。
On the other hand, if it is determined that there is no finger in the finger detection process in step S22, the infrared
さらに、本例の変形例として、図9に示すように、補助光源108を設けなくてもよい。この場合には、ステップS22の指検出処理において、図10に示すように、ステップS22aとステップS22cで、補助光源を点灯する代わりに赤外光源102の一部又は全部を点灯することにより、指Fの検出を行う。
Further, as a modification of this example, the auxiliary
次に、図11から図13を用いて、本発明に係る個人認証装置の実施の形態の第2例について説明する。 Next, a second example of the embodiment of the personal authentication device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本例における個人認証装置100は、図1又は図7と同様の構成であり、各構成の説明については省略する。なお、以下においては図1に示す構成のものを用いて説明を行う。
The
本例の個人認証装置100では、先ず、図11のステップS220で、個人認証装置100の電源がonされた直後の初期化処理において、撮像手段104によって、指置き部103に指Fが置かれていないときの背景の光の強度BGBRを測定しておく。そして、所定の値BGBRthを閾値として、BGBRとBGBRthとをマイコン101において比較し、BGBR<BGBRthのときはステップS221へ、BGBR≧BGBRthのときは、ステップS224へ移行する。
In the
ステップS221の詳細を図12に示す。図において、ステップS220からステップ221へ移行した場合には、補助光源108を点灯させて指F領域の明るさFTBRonを測定し、指の有り無しの検出を行う。
Details of step S221 are shown in FIG. In the figure, when the process proceeds from step S220 to step 221, the auxiliary
具体的には、先ず、ステップS222の1画像前:指なし状態へ移行する。ここでは、最初にステップS222aへ移行し、補助光源108を点灯させる。このとき、赤外光源102の光量出力LPはゼロとする。
Specifically, first, the process proceeds to the state before one image in step S222: no finger. Here, first, the process proceeds to step S222a, and the auxiliary
次に、ステップS222bへ移行し、指の有り無し判定を行なう。具体的には、撮像手段104によって指F領域の明るさFTBRonを測定し、マイコン101がFTBRon>BGBRth+b(bは所定値)を満たすと判断した場合には、指置き部103に指Fがあると判定して、ステップS223の1画像前:指あり状態へ移行する。満たさないときはステップS222aへ戻る。
Next, the process proceeds to step S222b, and the presence / absence of a finger is determined. Specifically, the brightness FTBRon of the finger F region is measured by the
ステップS223に移行した場合、このステップS223では、先ず、ステップS223aへ移行して、補助光源108を消灯し、且つ、変数countをゼロクリアする。次に、ステップS223bへ移行して、赤外光源102を点灯し、該赤外光源102の光量出力LPの制御を行う。この光量出力LPの制御は、図6に示した制御モデルにより行なわれる。
When the process proceeds to step S223, in step S223, first, the process proceeds to step S223a, the auxiliary
次に、ステップS223cへ移行し、指置き部103に指Fが無い可能性の判定を行なう。ここでは、前回より赤外光源102の光量出力LPを大きくしたのに、指F領域の画像の明るさFTBR(撮像手段104によって測定を行う)が暗くなった(LP>LP−1 & FTBR<FTBR−1)、或いは、赤外光源102の光量出力LPが最大値なのに、指F部分の画像の明るさFTBRが暗い(LP=最大出力 & FTBR<BGBR+d(dは所定値))とマイコン101が判定した場合には、指Fが無い可能性と判断する。条件を満たしたときはステップS223dへ移行し、countに1を加える。ここで、α回連続で前記条件を満たした場合(count≧α)は、指Fが無いと判断してステップS222(ステップS222a)へ移行する。
Next, the process proceeds to step S223c, and it is determined whether there is no finger F in the
一方、ステップS223dでcount<αの場合、まだ指Fが有る可能性があると判断して、ステップS223bへ移行する。また、ステップS223cにて前記条件が満たされず、指Fが有ると判定された場合は、ステップS223eへ移行してcountをゼロクリアしステップS223bへ移行する。これにより、指Fが有って赤外光源102の光量出力制御の過程でステップS223cを満たしても、指が無いと誤判定されるのを防ぐことが可能である。
On the other hand, if count <α in step S223d, it is determined that the finger F may still be present, and the process proceeds to step S223b. If it is determined in step S223c that the condition is not satisfied and the finger F is present, the process proceeds to step S223e, the count is cleared to zero, and the process proceeds to step S223b. Thereby, even if the finger F is present and step S223c is satisfied in the process of controlling the light output of the infrared
一方、ステップS220からステップS224に移行した場合(BGBR≧BGBRthである場合)について、図13に基づいて説明する。 On the other hand, the case where the process proceeds from step S220 to step S224 (when BGBR ≧ BGBRth) will be described with reference to FIG.
ステップS224へ移行した場合、補助光源108を消灯させたまま指F領域の明るさFTBRoffを測定し、指の有り無しの検出を行う。
When the process proceeds to step S224, the brightness FTBRoff of the finger F region is measured with the auxiliary
具体的には、ステップS220からステップS224へ移行した場合、まず、ステップS225の1画像前:指なし状態へ移行する。ここでは、最初にステップS225aへ移行し、赤外光源102の光量出力LPはゼロにする。このとき、補助光源108は消灯させたままとする。
Specifically, when the process proceeds from step S220 to step S224, first, the process proceeds to the state before one image of step S225: a fingerless state. Here, first, the process proceeds to step S225a, and the light amount output LP of the infrared
次に、ステップS225bへ移行し、指の有り無し判定を行なう。具体的には、撮像手段104によって指Fの領域の明るさFTBRoffを測定し、マイコン101がFTBRoff<BGBRth−c(cは所定値)を満たすと判断した場合には、指置き部103に指Fが有ると判定して、ステップS226の1画像前:指あり状態へ移行する。前記条件を満たさないときはステップS225aへ戻る。
Next, the process proceeds to step S225b, and the presence / absence of a finger is determined. Specifically, the brightness FTBRoff of the region of the finger F is measured by the
ステップS225において指Fが有ると判定されてステップS226へ移行した場合、まず、ステップS226aへ移行して、変数countをゼロクリアする。次にステップS226bへ移行して、赤外光源102を点灯させ光量制御を行う。この光量制御は、図6に示した制御モデルにより行なわれる。
When it is determined in step S225 that the finger F is present and the process proceeds to step S226, first, the process proceeds to step S226a and the variable count is cleared to zero. Next, the process proceeds to step S226b, and the infrared
次にステップS226cへ移行し、countに1を加える。ここで、count<β(所定値)の場合、ステップS226bへ戻り、赤外光源102の光量制御を行う。一方、β回光量制御されてcount=β(所定値)を満たした場合、ステップS226dに移行して指置き部103に指Fが無い可能性の判定を行なう。ここでは、一時的に赤外光源102の出力をゼロとして、指F領域の画像の明るさFTBRoffを測定する。明るい場合、すなわちFTBRoff>BGBRth+e(eは所定値)を満たすとマイコン101が判断した場合には、指Fが無いと判定し、ステップS225aへ移行する。一方、暗い場合、すなわちFTBRoff>BGBRth+e(eは所定値)を満たさないとマイコン101が判断した場合には、指Fが有ると判定してステップS226aに移行して、countをゼロクリア後、ステップS226bへ戻って光量制御を行なう。
Next, the process proceeds to step S226c, and 1 is added to count. Here, if count <β (predetermined value), the process returns to step S226b, and the light amount control of the infrared
なお、指有りと判定されているステップS223、S226において、マイコン101が認証開始であると判定したとき、ステップS40の認証処理へ直接移行する。
In steps S223 and S226 where it is determined that there is a finger, when the
このような実施の形態の第2例の個人認証装置100によれば、実施の形態の第1例と同様の効果を有するとともに、背景の明暗に関係なく確実に指の有り無しを検出することができる。従って、本例の個人認証装置100を、明るさが異なる場所で使用した場合であっても、確実に指の有り無しを検出することができる。
According to the
なお、本例において、個人認証装置が図7に示すようにホトトランジスタ110を設けた構成である場合には、前記指置き部103に指Fが置かれていないときの背景の光の強度BGBR、補助光源108を点灯させたときの指F領域の光の強度FTBRon、指置き部103に指Fが無い可能性の判定において測定される指F領域の明るさFTBRの測定は、実施の形態の第1例と同様、ホトトランジスタ110によって行う。
In this example, when the personal authentication device is provided with the phototransistor 110 as shown in FIG. 7, the background light intensity BGBR when the finger F is not placed on the
次に、図14及び図15を用いて、本発明に係る個人認証装置の実施の形態の第3例について説明する。なお、上記実施の形態の第1例と異なる部分についてのみ説明する。 Next, a third example of the embodiment of the personal authentication device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Only parts different from the first example of the above embodiment will be described.
図14に示すように、本例の個人認証装置100は、図9に示す個人認証装置に、スイッチを追加したものである。このスイッチ120は指置き部103にかかるようにして設けられており、指置き部103に指Fが置かれてスイッチ120が押されると、スイッチ120からの信号がマイコン101に入力されるようになっている。
As shown in FIG. 14, the
このような本例の個人認証装置100では、図15に示すように、ステップS22の指検出処理は、ステップS22fの処理のみを備え、このステップS22fにおいて、スイッチ120が押されたか否かにより、指置き部103に指Fが有るか否かを判定する。
In such a
ステップS22fにおいて、指置き部103に指Fが無いと判定された場合には、ステップS22fの処理を繰り返す。一方、指置き部103に指Fが有ると判定された場合には、ステップS24へ移行し、赤外光源102を点灯した後、ステップS24aにおいて画像取込を行う。そして、次にステップS24bにおいて赤外光源102の光量制御を行い、ステップS24fに移行する。
If it is determined in step S22f that the
ステップS24fでは、ステップS24aとステップS24bがn回ループされた、又は、赤外光源102の光量出力LPが安定したか否かを判定し、判定結果がOKであればステップS40の認証処理へ直接移行する(ステップS30(図4参照)の処理は行わない)。
In step S24f, it is determined whether step S24a and step S24b are looped n times, or whether the light output LP of the infrared
以上のような本例の個人認証装置100においても、前記実施の形態の第1例の個人認証装置100と同様の効果を有するとともに、赤外光源102の光量出力LPが安定した後に認証処理を行うことができる。
The
100 個人認証装置
101 マイコン
102 赤外光源
103 指置き部
104 撮像手段
105 駆動回路
105a〜105c 抵抗
105d Nch−MOSトランジスタ
106 メモリ
107 電源回路
108 補助光源
110 ホトトランジスタ
120 スイッチ
200 エンジン始動装置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記撮像手段の撮像方向側に向かって前記生体に対し赤外光を照射する補助光源を設け、
前記生体がないときの光強度を、前記撮像手段又は該撮像手段とは別に設けた受光素子で予め測定しておき、
前記予め測定しておいた生体がないときの光強度の値が所定の閾値よりも小さい場合には、前記補助光源を点灯させた後、前記撮像手段又は前記受光素子によって光強度を測定し、該補助光源点灯時における光強度の値が、前記閾値に所定の値を加算した値よりも大きいときに生体があると判定し、また、前記予め測定しておいた生体がないときの光強度の値が前記所定の閾値以上である場合には、前記補助光源を消灯させたまま前記撮像手段或いは前記受光素子によって光強度を測定し、該補助光源消灯時における光強度の値が、前記閾値から所定の値を減算した値よりも小さいときに生体があると判定する、生体判定機能を有する
ことを特徴とする個人認証装置。 An infrared light source and an imaging means, and the living body is irradiated with infrared light from the infrared light source, and the infrared light reflected after being incident on the living body and re-radiated from the living body surface is imaged by the imaging means. In a personal authentication device for identifying an individual by collating the acquired blood vessel pattern of a finger with a previously registered finger blood vessel pattern ,
Providing an auxiliary light source for irradiating the living body with infrared light toward the imaging direction side of the imaging means;
The light intensity when there is no living body is measured in advance with the light-receiving element provided separately from the imaging means or the imaging means,
If the value of the light intensity when there is no biological body that has been measured in advance is smaller than a predetermined threshold, after turning on the auxiliary light source, measure the light intensity by the imaging means or the light receiving element, It is determined that there is a living body when the value of the light intensity when the auxiliary light source is turned on is larger than a value obtained by adding a predetermined value to the threshold value, and the light intensity when there is no living body measured in advance Is equal to or greater than the predetermined threshold value, the light intensity is measured by the imaging means or the light receiving element while the auxiliary light source is turned off, and the light intensity value when the auxiliary light source is turned off is the threshold value. A personal authentication device characterized by having a living body determination function that determines that there is a living body when smaller than a value obtained by subtracting a predetermined value from .
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