JP4487183B2 - 撮像装置及び情報処理システム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及び情報処理システムに関し、例えば生体固有の血管に基づいて認証情報を生成する場合に適用して好適なものである。

従来、生体認証で用いられる認証情報として、生体表面における指又は掌の指紋等の形成パターンが一般的に用いられているが、近年、生体内方における血管の形成パターン（以下、これを血管形成パターンと呼ぶ）も用いられ始めている。

かかる血管を撮像する場合、血管内の脱酸素化ヘモグロビン（静脈血）又は酸素化ヘモグロビン（動脈血）に近赤外線帯域の光（近赤外光）が特異的に吸収されるといった性質を利用して生体固有の認証情報を生成する情報生成装置が各種提案されている。

この種の情報生成装置は、近赤外光を生体に対して照射し、当該生体内方の血管組織では内在するヘモグロビンに特異的に吸収され、それ以外の組織では透過又は反射した結果得られる血管射影光を固体撮像素子に導光するようにして血管を撮像する。そして情報生成装置は、この撮像結果として固体撮像素子から出力される画像信号（以下、これを血管画像信号と呼ぶ）に基づいて血管形成パターンを抽出し、当該抽出した血管形成パターンを認証情報として生成するようになされている。

この場合、生体から反射する可視光等の雰囲気中の光（以下、これを通常光と呼ぶ）による血管射影光への影響を回避する対策として、例えば撮像対象を覆う等して通常光を遮蔽する遮蔽部又は近赤外光のみを透過するフィルタ等、固体撮像素子に入射する光を血管射影光のみに限定させる物理的な手段が設けられている。これにより情報生成装置は、良質の血管画像を得ることができるが大型化するといった問題がある。

かかる問題を解決するための１つの撮像手法として、通常光よりも強い強度の近赤外光を生体に照射し、当該生体の血管内を経由して得られる血管射影光の光電変換結果として固体撮像素子に蓄えられる単位時間当たりの電荷量を制限するものが本出願人により提案されている（例えば非特許文献１参照）。

この撮像手法によれば、通常光が血管射影光と共に固体撮像素子に入射した場合であっても、当該通常光及び血管射影光の光電変換結果として固体撮像素子に蓄えられる信号量を相対的に減少させることができるため、通常光による実質的な影響のない血管画像信号を物理的な手段によらず電気的に生成することができ、この結果、小型化できることになる。
特願２００３−３７１０２２

ところがかかる手法を用いた情報生成装置においては、血管射影光よりも強い強度の近赤外光を生体に照射するため、生体に対して低温火傷又は血液凝固等の症状を誘発する危険性が高く、安全面での信頼性に欠けるという問題があった。

一方、かかる手法を用いた情報生成装置においては、生体内方の血管における血管形成パターンを認証情報として生成するため、当該生体表面に有する指紋等に比して生体からの直接的な盗用を防止することができるが、認証情報自体を盗用された場合には認証時に成りすましされる可能性が高く、精度面での信頼性に欠けるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、信頼性を向上し得る撮像装置及び情報処理システムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、生体を撮像する撮像装置において、光源を駆動する光源駆動手段と、光源駆動手段の駆動により光源から生体を介して得られる光を光電変換し、当該光電変換によりチャージされる電荷を所定の周期で順次画像信号として読み出す固体撮像素子と、周期における各期間のうち一部の期間において光源から光が照射されるように光源駆動手段の駆動タイミングを制御する駆動タイミング制御手段とを設けるようにした。

従って、この撮像装置では、常時光を照射する場合に比して生体に対する単位時間当たりの照射量を減量することができるため、当該生体に対する低温火傷等の誘発を低減しつつ撮像対象を撮像することができる。

また本発明においては、生体を撮像する撮像装置と、当該撮像結果に対して所定の処理を施す画像処理装置とによって構成される情報処理システムにおいて、生体に到来する雰囲気中の光よりも大きい強度の近赤外光が照射されるように光源を駆動する光源駆動手段と、光源駆動手段の駆動により光源から生体を経由して得られる近赤外光を光電変換し、当該光電変換によりチャージされる電荷を所定の周期で順次画像信号として読み出す固体撮像素子と、周期における各期間にチャージされる電荷を、当該期間の所定の時期にリセットするリセット手段と、各期間のうち一部の期間において近赤外光が照射されるように光源駆動手段の駆動タイミングを制御する駆動タイミング制御手段とを撮像装置に設けるようにした。

従って、この情報処理システムでは、常時近赤外光を照射する場合に比して生体に対する単位時間当たりの照射量を減量することができるため、当該生体に対する低温火傷等の誘発を低減しつつ生体内方の血管を撮像することができる。

以上のように本発明によれば、固体撮像素子で電荷がチャージされる各期間のうち一部の期間においてのみ光源駆動手段を駆動するようにしたことにより、常時光（近赤外光）を照射する場合に比して生体に対する単位時間当たりの照射量を減量することができるため、当該生体に対する低温火傷等の誘発を低減しつつ撮像対象（生体内方の血管）を撮像することができ、かくして信頼性を向上することができる。

以下図面について本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
（１−１）情報生成装置の全体構成
図１において、１は全体として情報生成装置の全体構成を示し、生体の指ＦＧ内方における血管を撮像する撮像部２と、当該撮像部２を制御する撮像制御部３と、当該撮像部２での撮像結果に基づいて各種処理を実行する画像処理部４とによって構成される。

（１−２）撮像部の構成
この撮像部２は、認証装置１の筺体の所定位置に設けられた撮像開口部１１を有し、当該筺体表面には、撮像開口部１１上に指ＦＧをガイドするガイド溝１２（１２ａ及び１２ｂ）が設けられると共に、当該撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧに対して所定の指向性を有する位置に近赤外光光源１３（１３ａ及び１３ｂ）が設けられている。一方、この筺体内における撮像開口部１１下にはカメラ部１４が設けられている。

これにより撮像部２においては、近赤外光光源１３から撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧに対して照射され、当該指ＦＧ内方における血管組織以外の組織で透過又は反射した結果得られる血管射影光を、撮像開口部１１を介してカメラ部１４に導光することができるようになされている。

このカメラ部１４は、光路上に順次配された紫外光カットフィルタ１４ａ、マクロレンズ１４ｂ及び固体撮像素子１４ｃを有し、撮像開口部１１を介して導光される血管射影光と、このとき指ＦＧ及びガイド溝１２の隙間等から撮像開口部１１を介して導光される通常光とを紫外光カットフィルタ１４ａ及びマクロレンズ１４ｂを順次介して固体撮像素子１４ｃに入射する。

この固体撮像素子１４ｃは、格子状に配された複数の光電変換素子を有し、これら光電変換素子において血管射影光及び通常光を光電変換する。そして固体撮像素子１４ｃは、この光電変換結果として各光電変換素子それぞれにチャージされる電荷を、撮像制御部３から供給される電荷読出パルス信号Ｓ１に従って読み出すと共に、電荷リセットパルス信号Ｓ２に従ってリセットし、当該読み出した電荷を血管画像信号ＧＳ_１、ＧＳ_２、……、ＧＳ_ｎとして画像処理部４に送出するようになされている。

このようにしてこの撮像部２は、撮像開口部１１に対向させるように配置された指ＦＧ内方における血管を撮像対象として撮像することができるようになされている。

（１−３）撮像制御部の構成
図２に示すように、撮像制御部３は、光源駆動部２１、クロック発生部２２及び電荷量調整部２３によって構成される。

この光源駆動部２１は、電圧源（図示せず）から供給される電源電圧を、通常光の強度よりも近赤外光が大きくなるように予め設定された複数の電圧値のうち例えば操作部（図示せず）から入力された電圧値に対応する電圧として生成する。そして光源駆動部２１は、この電圧を光源駆動信号Ｓ１１として近赤外光光源１３（１３ａ及び１３ｂ）に出力するようにして、当該近赤外光光源１３を駆動するようになされている。

この結果、近赤外光光源１３（１３ａ及び１３ｂ）が点灯し、図１に示したように、撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧには、通常光よりも大きい強度の近赤外光が照射されることとなる。

クロック発生部２２は、図３（Ａ）に示すように、立ち下がり時点から次の立ち下がり時点までの単位期間ＰＴとする所定のデューティー比の基準パルス信号Ｓ１０を生成し、これを電荷量調整部２３に送出する。

電荷量調整部２３は、クロック発生部２１から供給される基準パルス信号Ｓ１０をそのまま電荷読出パルス信号Ｓ１として固体撮像素子１４ａに送出する。この場合、この固体撮像素子１４ａでは、単位期間ＰＴ（図３（Ａ））において各光電変換素子にチャージされる電荷が、立ち下がり時点を読出開始時点として周期的に読み出される。

しかしこの場合、図４（Ａ）に示すように、近赤外光光源１３から照射される近赤外光の強度が通常光よりも大きいことに起因して、固体撮像素子１４ａでは単位期間ＰＴ（図３（Ａ））の途中で各光電変換素子にチャージされる電荷が飽和するといった事態が起こることとなる。

そこでこの電荷量調整部２３は、電子シャッタと呼ばれる露光時間制御処理を実行し、固体撮像素子１４ｃ（各光電変換素子）にチャージされる単位期間ＰＴ（図３（Ａ））当たりの電荷量を制限するようになされている。

実際上、電荷量調整部２３は、図３（Ｂ）に示すように、電荷読出パルス信号Ｓ１（基準パルス信号Ｓ１０）の単位期間ＰＴから例えば中間時点を順次検出し、当該中間時点を固体撮像素子１４ｃ（各光電変換素子）にチャージされている電荷のリセット時点とする電荷リセットパルス信号Ｓ２を生成し、これを固体撮像素子１４ｃに送出する。

この結果、固体撮像素子１４ｃでは、図３（Ｃ）に示すように、単位期間ＰＴにチャージされる電荷が、電荷リセットパルス信号Ｓ２のリセット時点から電荷読出パルス信号Ｓ１（基準パルス信号Ｓ１０）の立ち下がり時点までの期間（以下、これを電荷蓄積期間と呼ぶ）ＥＳＴのみに制限されることとなる。

そして図４（Ｂ）に示すように、固体撮像素子１４ｃでは、血管射影光と、当該血管射影光と共に入射する通常光とに対する光電変換結果として各光電変換素子にチャージされる電荷量が相対的に減少することになるため、当該固体撮像素子１４ｃにおける血管射影光に対する撮像感度は通常光による実質的な影響のない状態となる。

このようにして電荷量調整部２３は、固体撮像素子１４ｃ（各光電変換素子）にチャージされる電荷量を制限することにより、通常光による実質的な影響のない状態となるように血管射影光に対する固体撮像素子１４ｃでの撮像感度を調整することができるようになされている。

またこの電荷量調整部２３は、生体に照射される近赤外光の強度に応じて、電荷蓄積期間ＥＳＴを可変するようになされている。

この場合、電荷量調整部２３は、光源駆動部２１において設定される電圧値と、単位期間ＰＴ（図３（Ａ））にリセットするリセット時点との対応付けとして、当該電圧値が大きいほどリセット時点を遅くするように対応付けられたテーブルを保持しており、このテーブルに基づいて、光源駆動部２１で生成される電圧の電圧値が変わるごとに当該電圧値に対応するリセット時点を検出し、当該検出結果に基づいて電荷リセットパルス信号Ｓ２を生成するようになされている。

これにより電荷量調整部２３は、近赤外光光源１３から指ＦＧに照射される近赤外光の強度に応じて固体撮像素子１４ｃ（各光電変換素子）にチャージされる電荷の制限量を調整することができるため、当該強度にかかわらず血管射影光に対する固体撮像素子１４ｃでの撮像感度を通常光による実質的な影響のない状態に調整することができるようになされている。

かかる構成に加えてこの撮像制御部３には、近赤外光が周期的に照射されるように光源駆動部２１の駆動タイミングを制御する駆動タイミング制御部２４が設けられている。

この駆動タイミング制御部２４は、電荷量調整部２２から供給される電荷読出パルス信号Ｓ１及び電荷リセットパルス信号Ｓ２をそれぞれ入力するようになされており、これらパルス信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、電荷蓄積期間ＥＳＴ（図３）を光源駆動部２１の駆動期間（ゲート開放期間）ＤＲＴとするパルス信号（以下、これを駆動信号と呼ぶ）Ｓ１２を生成し、これを光源駆動部２１に送出する。

この場合、光源駆動部２１では、図５（Ａ）に示すように、電荷蓄積期間ＥＳＴと同期して光源駆動信号Ｓ１１が近赤外光光源１３（１３ａ及び１３ｂ）に出力され、この結果、当該近赤外光光源１３が間欠駆動することによって点滅し、撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧには、図５（Ｂ）に示すように、通常光よりも大きい強度の近赤外光が間欠的に照射されることとなる。

そして固体撮像素子１４ａでは、図５（C）に示すように、近赤外光光源１３から照射される照射期間（光源駆動期間）だけ各光電変換素子の光電変換結果（電荷）がチャージされ、図５（D）に示すように、当該チャージされた電荷が電荷読出パルス信号Ｓ１の立ち下がり時に血管画像信号ＧＳ（ＧＳ_１〜ＧＳ_ｎ）として読み出されることとなる。

このようにして駆動タイミング制御部２４は、光源駆動部２１を周期的に駆動することにより、生体に対する単位時間当たり照射量を減量できるため、撮像時における消費電力をより低減するとともに、生体に対する低温火傷や血管凝固等の誘発を低減することができるようになされている。

また駆動タイミング制御部２４は、生体に照射される近赤外光の強度に応じて、光源駆動部２１の駆動期間を可変するようになされている。

この場合、駆動タイミング制御部２４は、光源駆動部２１において設定される電圧値と、電荷蓄積期間ＥＳＴの間引き数との対応付けとして、当該電圧値が大きいほど間引き数を多くするように対応付けられたテーブルを保持しており、このテーブルに基づいて、光源駆動部２１で生成される電圧の電圧値が変わるごとに、例えば図６に示すように、当該電圧値に対応する間引き数として１期間おきに順次間引いてなる駆動信号Ｓ１２を生成するようになされている。

これにより駆動タイミング制御部２４は、近赤外光光源１３から指ＦＧに照射される近赤外光の強度に応じて生体に対する単位時間当たり照射量を調整することができるため、当該強度にかかわらず生体に対する低温火傷や血管凝固等の誘発を低減することができるようになされている。

このようにしてこの撮像制御部３は、基準クロック信号Ｓ１０に基づいて、撮像部２における近赤外光光源１３及び固体撮像素子１４をそれぞれ制御することができるようになされている。

（１−４）画像処理部の構成
画像処理部４は、図２に示したように、２値化部３１、パターン抽出部３２及び認証部３３によって構成される。

この２値化部３１は、撮像部２の固体撮像素子１４ｃから供給される血管画像信号ＧＳ（ＧＳ_１〜ＧＳ_ｎ）に対してＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換処理及び２値化処理を順次施し、この結果得られる２値血管画像のデータ（以下、これを２値血管画像データと呼ぶ）ＢＤ_１〜ＢＤ_ｎをパターン抽出部３２に送出する。

パターン抽出部３２は、２値血管画像データＢＤ_１〜ＢＤ_ｎのうち、当該２値血管画像中に占める血管画素数が最も多い例えば２値血管画像データＢＤ_１を検出した後、この２値血管画像データＢＤ_１に対して所定の抽出処理を施し、当該２値血管画像に有する血管の血管形成パターンを認証情報ＰＤとして生成し、これを認証部３３に送出する。

認証部３３は、この認証情報ＰＤを所定の伝送路を介して接続された登録データベースに登録し、又は当該登録データベースに登録された認証情報（以下、これを登録認証情報と呼ぶ）と認証情報ＰＤとを比較する認証処理を実行するようになされている。

このようにしてこの画像処理部４は、生体内方の血管における血管形成パターンを個人データＰＤとして生成することにより、当該生体表面に有する指紋等から個人データを生成する場合に比して生体からの直接的な盗用を防止でき、ひいては第三者による登録者のなりすましを防止できるようになされている。

（１−５）第１の実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、この情報生成装置１は、基準パルス信号Ｓ１０の電荷蓄積期間ＥＳＴと同期した駆動期間ＤＲＴにのみ光源駆動部２１を間欠駆動する（図５）。従ってこの情報生成装置１では、生体に対する単位時間当たり照射量を減量できるため、撮像時における消費電力をより低減するとともに、生体に対する低温火傷や血管凝固等の誘発を低減することができる。

この場合、情報生成装置１は、近赤外光光源１３から指ＦＧに照射される近赤外光の強度が大きいほど、多くの駆動期間ＤＲＴを間引いて光源駆動部２１の駆動期間を短くする（図６）。従ってこの情報生成装置１では、生体に対する単位時間当たり照射量を調整することができるため、当該強度にかかわらず生体に対する低温火傷や血管凝固等の誘発を低減することができるようになされている。

以上の構成によれば、基準パルス信号Ｓ１０の電荷蓄積期間ＥＳＴと同期させて光源駆動部２１を周期的に駆動することにより、撮像時における消費電力をより低減するとともに、生体に対する低温火傷や血管凝固等の誘発を低減することができ、かくして安全面での信頼性を向上することができる。

（２）第２の実施の形態
（２−１）情報生成装置の全体構成
第２の実施の形態による情報生成装置１００は、図１に示した情報生成装置１と同一構成でなる撮像部２と、当該情報生成装置１の撮像制御部３及び画像処理部４とはそれぞれ異なる撮像処理部１０３及び画像処理部１０４とによって構成される。以下、これら撮像処理部１０３及び画像処理部１０４について説明する。

（２−２）撮像制御部の構成
この撮像処理部１０３は、図１との対応部分に同一符号を付した図７に示すように、駆動タイミング制御部２４を、乱数発生器１１０とタイミング調整部１１１とによって構成した点において第１の実施の形態の撮像制御部３と異なっている。

この乱数発生器１１０は、図８（Ａ）に示すように、任意の乱数パターンを近赤外光光源１３の点灯パターンとするデータ（以下、これを点灯パターンデータと呼ぶ）Ｄ１１０を生成し、これをタイミング調整部１１１及び画像処理部１０４にそれぞれ送出するようになされている。

タイミング調整部１１１は、第１の実施の形態の場合と同様にして、電荷量調整部２２から供給される電荷読出パルス信号Ｓ１及び電荷リセットパルス信号Ｓ２に基づいて、電荷蓄積期間ＥＳＴ（図３）を光源駆動部２１の駆動期間（ゲート開放期間）ＤＲＴとするパルス信号を生成していく。

このときタイミング調整部１１１は、図８（Ｂ）に示すように、乱数発生器１１０から供給される点灯パターンデータＤ１１０の点灯パターンに従って、パルス信号における電荷蓄積期間ＥＳＴを間引くようになされており、当該間引きした結果得られるパルス信号を駆動信号Ｓ１１１として近赤外光光源１３に出力するようになされている。

この結果、第１の実施の形態の場合（図５）に比して少なくかつランダムな駆動期間ＤＲＴに光源駆動信号Ｓ１１が近赤外光光源１３（１３ａ及び１３ｂ）に出力され、当該近赤外光光源１３がランダムに間欠駆動することによって点灯し、撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧには、図８（Ｃ）に示すように、通常光よりも大きい強度の近赤外光がランダムにかつ第１の実施の形態の場合に比してより短い期間だけ照射されることとなる。

そして固体撮像素子１４ｃでは、図８（Ｄ）に示すように、第１の実施の形態の場合（図５（Ｂ））に比して少なくかつランダムな照射期間（即ち駆動期間ＤＲＴ）に対応する期間だけ各光電変換素子の光電変換結果（電荷）がチャージされ、図８（Ｅ）に示すように、当該チャージされた電荷が電荷読出パルス信号Ｓ１（基準パルス信号Ｓ１０）の立ち下がり時に血管画像信号ＧＳ（ＧＳ_１〜ＧＳ_ｎ）として読み出されることとなる。

このようにして撮像処理部１０３においては、乱数発生器１１０で生成されたランダムな点灯パターンに従って電圧駆動信号Ｓ１１を近赤外光光源１３に出力することにより、撮像時における消費電力をより低減するとともに、当該近赤外光に起因する指ＦＧの低温火傷をより回避することができるようになされている。

（２−３）画像処理部１０４の構成
この画像処理部１０４は、図７に示したように、成りすまし検出部１２０を新たに設けた点において第１の実施の形態の画像処理部４とは異なる構成となっている。

この成りすまし検出部１２０は、図９に示すように、データ分離部１２１、光源点灯時撮画像相関部１２２、光源非点灯時撮画像相関部１２３及び比較部１２４によって構成されており、撮像制御部１０３から供給される点灯パターンデータＤ１０と、このとき撮像部２から２値化部３１を介して順次供給される２値血管画像データＢＤ（ＢＤ_１〜ＢＤ_ｎ）とをそれぞれデータ分離部１２１に入力するようになされている。

このデータ分離部１２１は、点灯パターンデータＤ１０の点灯パターンに基づいて、２値血管画像データＢＤ（ＢＤ_１〜ＢＤ_ｎ）の出力を順次切り替えるようにして、近赤外光光源１３の点灯時に対応する２値血管画像データ群（以下、これを光源点灯時データ群と呼ぶ）と、当該近赤外光光源１３の非点灯時に対応する２値血管画像データ群（以下、これを光源非点灯時データ群と呼ぶ）とに分離する。

光源点灯時撮画像相関部１２２は、データ分離部１２１から供給される光源点灯時データ群における例えば位相相互相関値を算出し、当該算出結果をデータ（以下、これを光源点灯時画像相関データと呼ぶ）Ｄ１５として比較部１２４に送出する。

光源非点灯時撮画像相関部１２３は、光源点灯時撮画像相関部１２２と同様に、データ分離部１２１から供給される光源非点灯時データ群ＮＧＬにおける例えば位相相互相関値を算出し、当該算出結果をデータ（以下、これを光源非点灯時画像相関データと呼ぶ）Ｄ１６として比較部１２４に送出する。

比較部１２４は、光源点灯時画像相関データＤ１５の位相相互相関値と、光源非点灯時画像相関データＤ１６の位相相互相関値とを比較する。ここでこの比較結果がほぼ等しい範囲内であった場合、このことは撮像部３での撮像対象（血管）が生体の血管ではなく、例えば撮像対象者から抽出した血管形成パターンに基づく写真であることを意味する。これは、生体の血管であれば近赤外光は点灯時にはヘモグロビンに吸収されるのに対し、非点灯時には吸収されないため、当該点灯時の撮像結果と非点灯時の撮像結果とが相違することになるからである。

従って比較部１２４は、かかる比較結果がほぼ等しい範囲内であった場合には血管形成パターンの抽出禁止命令Ｄ２０をパターン抽出部３２に送出し、これに対して当該比較結果がほぼ等しい範囲外であった場合には、血管形成パターンの抽出開始命令Ｄ２１をパターン抽出部３２に送出するようになされている。

パターン抽出部３２は、２値血管画像データＢＤ_１〜ＢＤ_ｎを内部メモリに記憶するようになされており、かかる抽出禁止命令Ｄ２０を受けた場合には、当該内部メモリに記憶した２値血管画像データＢＤ_１〜ＢＤ_ｎを破棄する。

これに対してパターン抽出部３２は、抽出開始命令Ｄ２１があった場合、第１の実施の形態の場合と同様にして、内部メモリに記憶した２値血管画像データＢＤ_１〜ＢＤ_ｎのうち例えば２値血管画像データＢＤ_１に基づいて認証情報ＰＤを生成し、これを認証部３３に送出するようになされている。

このようにして成りすまし検出部１２０は、第三者による登録者の成りすましを防止できるようになされている。

（２−４）第２の実施の形態における動作及び効果
以上の構成においてこの情報生成装置１００は、光源駆動部２１を周期的に駆動し、当該駆動時に固体撮像素子１４ｃから読み出された光源点灯時データ群の位相相互相関値と、非駆動時に固体撮像素子１４ｃから読み出された光源非点灯時時データ群の位相相互相関値とを比較する。

従ってこの情報生成装置１００では、例えば撮像対象者から抽出した血管形成パターンに基づく写真等であることを検出することができるため、第三者による登録者の成りすましを防止できる。

この場合、情報生成装置１００は、乱数パターンに従ってランダムに光源駆動部２１を駆動する。従ってこの情報生成装置１００では、例えば撮像対象者から抽出した血管形成パターンに基づく写真等に対して乱数パターンに合わせて点灯するといったことも防止することができるため、より第三者による登録者の成りすましを防止できる。

以上の構成によれば、光源駆動部２１を周期的に駆動し、当該駆動時に固体撮像素子１４ｃから読み出された光源点灯時データ群の位相相互相関値と、非駆動時に固体撮像素子１４ｃから読み出された光源非点灯時時データ群の位相相互相関値とを比較することにより、第三者による登録者の成りすましを防止でき、かくして精度面での信頼性を向上することができる。

（３）第３の実施の形態
（３−１）情報生成装置の全体構成
第３の実施の形態による情報生成装置２００は、図１との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、撮像部２０２と、当該撮像部２０２を制御する撮像制御部２０３と、当該撮像部２０２における撮像結果に対して所定の撮像処理を施す画像処理部２０４とによって構成される。

（３−２）撮像部の構成
この撮像部２０２には、可視光を照射するための可視光光源２１３（２１３ａ、２１３ｂ）が近赤外光光源１３（１３ａ、１３ｂ）の近傍に設けられた点で、第１及び第２の撮像部１、１００とは異なる構成となっている。

この可視光光源２１３においては、撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧに対して所定の指向性を保持するようにその位置が選定されている。なお、可視光光源２１３の指向性は、近赤外光光源１３の指向性と同一であっても異なっていても良い。

この場合、撮像部２０２は、撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧに対して可視光光源２１３から所定のタイミングで可視光を照射し、当該指ＦＧ表面で反射した結果得られる指紋射影光を撮像開口部１１、紫外光カットフィルタ１４ａ及びマクロレンズ１４ｂを順次介して固体撮像素子１４ｃに入射する。

この際、撮像部２０２は、近赤外光光源１３から所定のタイミングで近赤外光も照射するようになされており、当該指ＦＧを経由して得られる血管射影光を固体撮像素子１４ｃに入射する。

そして撮像部２０２は、固体撮像素子１４ｃにおいて血管射影光又は指紋射影光を光電変換し、この光電変換結果として各光電変換素子それぞれにチャージされる電荷を、電荷読出パルス信号Ｓ１に従って画像信号ＩＭ_１、ＩＭ_２、……、ＩＭ_ｎとして画像処理部２０４に送出するようになされている。

（３−３）撮像制御部の構成
撮像制御部２０３は、図７との対応部分に同一符号を付した図１１に示すように、駆動タイミング制御部２４を、基準パルス信号Ｓ１０から第１及び第２のパルス信号を生成するパルス生成部２０９と、第１のパルス信号に従って第１の乱数パターンを生成すると共に、第２のパルス信号に従って第２の乱数パターンを生成する乱数発生器２１０とによって構成した点で、撮像制御部１０３（図７）とは相違する。

また撮像制御部２０３は、第１の乱数パターンに従って近赤外光光源１３を駆動すると共に、第２の乱数パターンに従って可視光光源２１３を駆動する光源駆動部２２１を光源駆動部２１（図７）に代えて設けた点、近赤外光光源１３の駆動時にのみ露光時間制御処理（電子シャッタ）を実行する電荷量調整部２２３を電荷量調整部２３（図７）に代えて設けた点で、撮像制御部１０３とは相違する。

実際上、パルス生成部２０９は、図１２に示すように、クロック発生器２２から供給される基準パルス信号Ｓ１０を１区間おきに間引いてなる第１のパルス信号Ｓ２０９ａ（図１２（Ａ））を生成すると共に、当該第１のパルス信号Ｓ２０９ａの立ち上がり及び立ち下りが相反する第２のパルス信号Ｓ２０９ｂ（図１２（Ｂ））を生成し、これらを乱数発生器２１０に送出する。

乱数発生器２１０は、内部に予め保持された又はこの撮像制御部２０３に対して外部から供給された情報をシードとして用いて、パルス生成部２０９から供給される第１のパルス信号Ｓ２０９ａに従って例えばＡＥＳ(Advanced Encryption Standard)、ＤＥＳ(Data Encryption Standard)又はＤＥＳのＣＢＣ(Cipher Block Chaining)モード等の所定の暗号アルゴリズムに準拠した暗号化処理（以下、これを第１の暗号化処理と呼ぶ）を実行する。

そして乱数発生器２１０は、この第１の暗号処理により得られたバイナリデータからなる乱数パターン（図１３（Ａ−１））を、近赤外光光源１３の点灯パターンデータ（以下、これを近赤外光点灯パターンデータと呼ぶ）Ｄ２１０ａとして生成し、これを光源駆動部２２１、電荷量調整部２２３及び画像処理部２０４にそれぞれ送出する。

一方、乱数発生器２１０は、かかるシードを用いて、パルス生成部２０９から供給される第２のパルス信号Ｓ２０９ｂに従って、第１の暗号化処理と同一又は第１の暗号化処理とは異なる暗号アルゴリズムに準拠した暗号化処理（以下、これを第２の暗号化処理と呼ぶ）を実行する。

そして乱数発生器２１０は、この第２の暗号化処理により得られた乱数パターン（図１３（Ａ−２））を、可視光光源２１３の点灯パターンデータ（以下、これを可視光点灯パターンデータと呼ぶ）Ｄ２１０ｂとして生成し、これを光源駆動部２２１及び画像処理部２０４にそれぞれ送出するようになされている。

光源駆動部２２１は、光源駆動部２１（図７）と同様に、電圧源（図示せず）から供給される電源電圧を昇圧することにより近赤外光光源駆動信号Ｓ１１ａを生成し、これを近赤外光点灯パターンデータＤ２１０ａに従って近赤外光光源１３（１３ａ及び１３ｂ）に出力するようにして、当該近赤外光光源１３を駆動する。

一方、光源駆動部２２１は、電圧源（図示せず）から供給される電源電圧をそのまま可視光光源駆動信号Ｓ１１ｂとして、可視光点灯パターンデータＤ２１０ｂに従って可視光光源２１３（２１３ａ、２１３ｂ）に出力するようにして、当該可視光光源２１３を駆動する。

この結果、このとき撮像開口部１１上にガイドされた指ＦＧ（図１０）には、図１３（Ｂ−１）及び図１３（Ｂ−２）に示すように、近赤外光光源１３からの近赤外光及び可視光光源２１３からの可視光の双方が互いに同時期となることなく、かつランダムに照射されることになる。

そして固体撮像素子１４ｃからは、図１３（Ｃ）に示すように、近赤外光点灯パターン（図１３（Ａ−１）の乱数パターン）に基づく画像信号（以下、これを近赤外光対応画像信号と呼ぶ）ＩＭ_１、ＩＭ_３、ＩＭ_５……（図１１）と、可視光点灯パターン（図１３（Ａ−２）の乱数パターン）に基づく画像信号（以下、これを可視光対応画像信号と呼ぶ）ＩＭ_２、ＩＭ_４、ＩＭ_６……（図１１）とが交互に画像処理部２０４に順次出力されることとなる。

電荷量調整部２２３は、クロック発生部２１から供給される基準パルス信号Ｓ１０をそのまま電荷読出パルス信号Ｓ１として固体撮像素子１４ａに送出する。

この際、電荷量調整部２２３は、乱数発生器２１０から供給される近赤外光点灯パターンデータＤ２１０ａのうち点灯期間ＰＴ（図１３（Ｂ−１））に対する電荷リセットパルス信号Ｓ２を、電荷量調整部２３（図７）と同様にして、光源駆動部２２１で生成される電圧の電圧値に応じて生成し、これを固体撮像素子１４ａに送出する。

この結果、固体撮像素子１４ｃでは、近赤外光光源１３の点灯期間ＰＴ（図１３（Ｂ−１））にチャージされる電荷が、図３（Ｃ）において上述したように、電荷リセットパルス信号Ｓ２のリセット時点から電荷読出パルス信号Ｓ１（基準パルス信号Ｓ１０）の立ち下がり時点までの電荷蓄積期間ＥＳＴのみに制限されるため、図４において上述したように、血管射影光に対する撮像結果（画像信号ＩＭ）には通常光による実質的な影響はないこととなる。

このようにして撮像処理部２０３においては、近赤外光及び可視光を互いに異なる時期にかつランダムに照射するとともに、当該近赤外光照射時における消費電力を低減し、かつ低温火傷を回避することができるようになされている。

（３−４）画像処理部２０４の構成
画像処理部２０４は、図１１に示したように、２値化部３１、パターン抽出部２３２、認証部２３３及び成りすまし検出部２５０によって構成される。

実際上、画像処理部２０４は、固体撮像素子１４ｃから順次交互に出力される近赤外光対応画像信号ＩＭ_１、ＩＭ_３、ＩＭ_５……及び可視光対応画像信号ＩＭ_２、ＩＭ_４、ＩＭ_６……それぞれに対して、２値化部３１において２値化処理を施すことにより近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……及び可視光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……を生成し、これをパターン抽出部２３２及び成りすまし検出部２５０に送出する。

この成りすまし検出部２５０は、図１４に示すように、データ分配部２５１、輝度パターン生成部２５２及び比較部２５３によって構成されており、２値化部３１（図１１）から供給される近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……及び可視光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……をデータ分配部２５１に入力すると共に、撮像制御部２０３（図１１）から供給される近赤外光点灯パターンデータＤ２１０ａ及び可視光点灯パターンデータＤ２１０ｂを比較部２５３に入力するようになされている。

データ分配部２５１は、近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……を近赤外光対応輝度パターン生成部２５２ａに送出すると共に、可視光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……を可視光対応輝度パターン生成部２５２ｂに送出する。

近赤外光対応輝度パターン生成部２５２ａは、近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……それぞれの輝度平均を算出し、この算出結果に基づいて近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……における輝度パターンを表すバイナリデータ（以下、これを近赤外光対応輝度パターンデータと呼ぶ）Ｄ２５２ａを生成する。

具体的にパターン生成部２５２ａは、予め設定された所定の閾値（以下、これを閾輝度値と呼ぶ）以上である場合には「１」とし、これに対して閾輝度値未満である場合には「０」とするようにして近赤外光対応輝度パターンデータＤ２５２ａ（図１３（Ｄ−１））を生成し、これを比較部２５３に送出する。従って、この近赤外光対応輝度パターンデータＤ２５２ａは、近赤外光光源１３における点灯パターン（図１３（Ａ−１））と同一となる。

一方、可視光対応輝度パターン生成部２５２ｂは、近赤外光対応輝度パターン生成部２５２ａと同様にして、可視光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……それぞれの輝度平均に基づいて可視光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……における可視光対応輝度パターンデータＤ２５２ｂ（図１３（Ｄ−２））を生成し、これを比較部２５３に送出する。この場合、この可視光対応輝度パターンデータＤ２５２ｂは、可視光光源２１３における点灯パターン（図１３（Ａ−２））と同一となる。

比較部２５３は、近赤外光対応輝度パターンデータＤ２５２ａと、近赤外光点灯パターンデータＤ２１０ａとを比較すると共に、可視光対応輝度パターンデータＤ２５２ｂと、可視光点灯パターンデータＤ２１０ｂとを比較する。

ここでこの比較結果は、例えば盗用された血管形成パターン及び指紋形成パターンに基づく血管写真及び指紋写真である場合には、双方ともに又は一方のみが不一致となる。これは、指紋写真の透過率が生体の指表面の透過率と相違することや、血管写真と指紋写真との間における状態が生体の上皮層及び顆粒層と全く相違すること等に起因して、近赤外光点灯パターン及び可視光点灯パターンに輝度パターン（撮像結果）が反映しないからである。これに対して、実際の生体である場合には比較結果は一致することとなる。

従って比較部２５３は、かかる比較結果がいずれか一方でも不一致となる場合には抽出処理禁止命令Ｄ２０をパターン抽出部３２に送出し、これに対して当該比較結果が双方ともに一致した場合には、抽出処理開始命令Ｄ２１をパターン抽出部２３２に送出するようになされている。

パターン抽出部２３２は、近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……及び可視光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……を内部メモリに記憶するようになされており、かかる抽出禁止命令Ｄ２０を受けた場合には、当該内部メモリに記憶した２値画像データＢＤを破棄する。

これに対してパターン抽出部２３２は、抽出開始命令Ｄ２１があった場合、第１の実施の形態の場合と同様にして、内部メモリに記憶した近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……のうち例えば近赤外光対応２値血管画像データＢＤ_５に基づいて血管認証情報ＰＤａを生成する。

この際、パターン抽出部２３２は、第１の実施の形態の場合と同様にして、内部メモリに記憶した可視光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……のうち例えば可視光対応２値画像データＢＤ_４に基づいて指紋認証情報ＰＤｂを生成する。

そしてパターン抽出部２３２は、これら血管認証情報ＰＤａ及び指紋認証情報ＰＤｂを認証部２３３に送出するようになされている。

認証部２３３は、これら血管認証情報ＰＤａ及び指紋認証情報ＰＤｂを対応付けて、所定の伝送路を介して接続された登録データベースに登録し、又は当該登録データベースに対応付けて登録された認証情報（以下、これを対応登録認証情報と呼ぶ）と血管認証情報ＰＤａ及び指紋認証情報ＰＤｂとを比較する認証処理を実行するようになされている。

このようにしてこの画像処理部２０４は、単に２種類の認証情報ＰＤａ及びＰＤｂだけで本人の有無を判断するのではなく、点灯パターンＤ２１０と、この点灯パターンＤ２１０に応じて得られる画像信号ＩＭの輝度パターンとの対応関係をも含めて本人の有無を判断することにより、第三者による成りすましの防止を強化することができるようになされている。

（３−５）第３の実施の形態の動作及び効果
以上の構成においてこの情報生成装置２００は、近赤外光光源１３及び可視光光源２１３の双方をランダムな点灯パターンＤ２１０ａ（図１３（Ａ−１））、Ｄ２１０ｂ（図１３（Ａ−２））に従って間欠駆動する。

そして情報生成装置２００は、この点灯パターンＤ２１０ａに対応する近赤外光対応２値画像データＢＤ_１、ＢＤ_３、ＢＤ_５……の輝度パターンと、当該点灯パターンＤ２１０ａとを比較するとともに、点灯パターンＤ２１０ｂに対応する近赤外光対応２値画像データＢＤ_２、ＢＤ_４、ＢＤ_６……の輝度パターンと、当該点灯パターンＤ２１０ｂとを比較する。

従ってこの情報生成装置２００では、点灯時及び非点灯時における生体の内方の照射状態を比較する第２の実施の形態の場合に比して、生体の表面及び内方の双方の照射状態を比較する分だけ、写真等により実際の生体と同様の照射状態に反映させ得ることが一段と困難となるため、第三者による登録者の成りすましの防止を強化することができる。

この場合、情報生成装置２００は、ランダムな点灯パターンＤ２１０ａ（図１３（Ａ−１））、Ｄ２１０ｂ（図１３（Ａ−２））をＡＥＳ、ＤＥＳ又はＤＥＳのＣＢＣモード等の暗号アルゴリズムに従って生成する。

従ってこの情報生成装置２００では、１つのシードで点灯パターンＤ２１０ごとに異なるものを生成することができるため、例えば認証時にリトライを行うような場合であっても、点灯パターンの周期性から点灯パターンを類推するといったことを防止することができるため、第三者による登録者の成りすましの防止をより強化することができる。

また情報生成装置２００は、近赤外光光源１３及び可視光光源２１３の双方を間欠駆動する光源駆動部２２１と、２値画像データＢＤの輝度パターン及び点灯パターンＤ２１０を比較する成りすまし検出部２５０とを同期させて動作させずに独立して動作させる。

従ってこの情報生成装置２００では、光源駆動部２１と、成りすまし検出部１２０とを同期させて動作させていた第２の実施の形態に比して、携帯端末装置などのようにＣＰＵの処理負荷に一定の制限が課される装置に搭載される場合において、実装上の負荷を回避することができる。

以上の構成によれば、近赤外光光源１３及び可視光光源２１３の双方をランダムな点灯パターンＤ２１０ａ（図１３（Ａ−１））、Ｄ２１０ｂ（図１３（Ａ−２））に従って間欠駆動し、当該点灯パターンＤ２１０ａに応じて得られる近赤外光対応２値画像データＢＤの輝度パターンと点灯パターンＤ２１０ａとを比較するとともに、当該点灯パターンＤ２１０ｂに応じて得られる近赤外光対応２値画像データＢＤの輝度パターンと点灯パターンＤ２１０ｂとを比較することにより、第三者による登録者の成りすましの防止をより強化することができ、かくして精度面での信頼性を向上することができる。

（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、生体を撮像する撮像装置として、図１に示した構成の撮像部２、図１０に示した構成の撮像部２０２を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この構成以外の構成でなる種々の撮像装置を適用するようにしても良い。

具体的には撮像部２に代えて、例えば図１５に示すような構成の撮像部３００を適用することができる。この撮像部３００は、生体を透過することにより得られる近赤外光を撮像する点で、当該生体内方で散乱することにより得られる近赤外光を撮像する撮像部２とは相違する。

実際上、この撮像部３００は、近赤外光を照射する近赤外光光源３０１（３０１ａ〜３０１ｃ）有し、この近赤外光光源３０１から照射される近赤外光の光路上には、当該近赤外光のうち特定の近赤外線帯域の光を透過する第１のフィルタ３０２、当該第１のフィルタ３０２を介して得られる光のうち静脈血に吸収される近赤外線帯域とその付近との光を透過する第２のフィルタ３０３及び固体撮像素子３０４が順次配置される。

そしてこの撮像部３００においては、第１のフィルタ３０２と第２のフィルタ３０３との間に指ＦＧを介挿し、かつ介挿された指ＦＧを固定することができるようになされている。これに加えてこの撮像部３００においては、通常光の入射を遮蔽する遮蔽部３０５が設けられており、これにより指ＦＧ内方における血管の撮像時に遮蔽部３０５外における雰囲気中の光や紫外光による近赤外光への影響を低減することができるようになされている。

このような撮像部３００を適用すれば、通常光よりも大きい強度の近赤外光を指に照射することなく、露光時間制御処理（電子シャッタ）を実行することなく血管を撮像することができるため、消費電力を抑えると共に処理負荷を低減することができる。これに加えて通常光に基づくノイズ成分による画像中の血管成分への影響を大幅に低下させることができる。この反面、この撮像部３００においては、生体を透過することにより得られる近赤外光を撮像する点で大型化を避け得ないため、例えば家庭用電子機器、パーソナルコンピュータ又は携帯電話機等の端末装置に搭載する場合ではなく、例えば単体で用いる場合に特に有効である。

また撮像部２０２に代えて、例えば図１５との対応部分に同一符号を付した図１６に示すように、近赤外光光源３０１に可視光光源３１０（３１０ａ〜３１０ｃ）を新たに加えてなる光源３２０が設け、第１のフィルタ３０２に代えて、特定の近赤外光帯域及び可視光帯域だけを透過する第１のフィルタ３１２が設け、第２のフィルタ３０３に代えて、静脈血に吸収される近赤外線帯域とその付近との光及びＲＧＢに相当する帯域の光を透過する第２のフィルタ３１３が設けるようにして撮像部３００を構成し、近赤外光に基づいて血管を撮像すると共に可視光に基づいて指紋を撮像するようにしても良い。

また上述の実施の形態においては、撮像対象として血管及び指紋を撮像するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば口紋又は上皮層と顆粒層との境界（皮紋と呼ばれる）等、この他種々の撮像対象を撮像するようにしても良い。この場合、撮像部位としては、種々の部位あるいは全身を適用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、生体に到来する雰囲気中の光よりも大きい強度の近赤外光が照射されるように光源を駆動する光源駆動手段として、通常光の強度よりも近赤外光が大きくなるように予め設定された複数の電圧値から所定の電圧値に対応する電圧を生成し、当該電圧を光源駆動信号Ｓ１１として近赤外光光源１３に出力することにより駆動するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、固定の電圧値に対応する電圧を光源駆動信号Ｓ１１として近赤外光光源１３に出力することにより駆動するようにしても良い。

またこの場合、撮像対象が例えば指の指紋等である場合には、雰囲気中の光よりも大きい強度の近赤外光に限らず、この他種々の光を照射することができる。

さらに上述の実施の形態においては、固定撮像素子が読み出す周期における各期間のうち一部の期間において光源から光が照射されるように光源駆動手段の駆動タイミングを制御する駆動タイミング制御手段として、第１に、基準パルス信号Ｓ１０の電荷蓄積期間ＥＳＴと同期した駆動期間ＤＲＴにのみ光源駆動部２１を間欠駆動するようにし（第１の実施の形態：図５）、第２に、近赤外光光源１３から指ＦＧに照射される近赤外光の強度が大きいほど多くの駆動期間ＤＲＴを間引いて光源駆動部２１の駆動期間を短くするようにし（第１の実施の形態：図６）、第３に、乱数パターンに従ったランダムな駆動期間ＤＲＴで光源駆動部２１、２２１を間欠駆動するようにした（第２の実施の形態：図８、第３の実施の形態：図１３）場合について述べたが、本発明は必ずしも電荷蓄積期間ＥＳＴに同期させる必要はないため、当該電荷蓄積期間ＥＳＴよりも直前から光源駆動部２１を間欠駆動するようにしても良い。

さらに本発明は、駆動タイミング制御手段の制御手法として、電荷蓄積期間ＥＳＴと同期した駆動期間ＤＲＴにのみ光源駆動部２１、２２１を間欠駆動する期間と、当該駆動期間ＤＲＴを所定の数だけ間引いて光源駆動部２１、２２１を間欠駆動する期間とを所定の割合で繰り返すようにしても良く、あるいはこの繰り返し期間に必要に応じて乱数パターンに従ったランダムな駆動期間ＤＲＴで光源駆動部２１、２２１を間欠駆動する期間を加えるようにしても良く、この他種々の制御手法を適用することができる。

なおこの場合、撮像対象が例えば指の指紋等である場合には、露光時間制御処理（電子シャッタ）を実行しないため、基準パルス信号Ｓ１０の電荷蓄積期間ＥＳＴと同期した駆動期間ＤＲＴにのみ光源駆動部２１を間欠駆動する必要もない。

さらに上述の実施の形態においては、固体撮像素子にチャージされる電荷をリセットするリセット手段として、生体に照射される近赤外光の強度に応じて、固体撮像素子１４ｃ（各光電変換素子）にチャージされる単位期間ＰＴ当たりの電荷量の制限量を可変するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該制限量を固定するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、一部の期間に固体撮像素子から読み出された複数の画像信号における相関結果と、当該一部の期間以外の期間に固体撮像素子から読み出された複数の画像信号における相関結果とを比較する比較手段として、図９に示す成りすまし検出部１２０を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を適用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、第１のパターンに対応する各画像信号における輝度パターンと、第１のパターンとを比較すると共に、第２のパターンに対応する各上記画像信号における輝度パターンと、第２のパターンとを比較する比較手段として、図１４に示す成りすまし検出部２５０を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を適用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、生体に基づく情報を生成する情報生成装置として、情報生成処理部４、２０４を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該情報生成処理部４、２０４で実行される各種処理の一部又は全部を、携帯電話機等の電子機器の制御部に対して実行させるプログラムとして構成するようにしても良い。

本発明は、生体を撮像する場合や、当該撮像機能を搭載する家庭用電子機器、パーソナルコンピュータ又は携帯電話機等の端末装置において認証する場合等に利用可能である。

第１及び第２の実施の形態による情報生成装置の全体構成を示す略線図である。 第１の実施の形態による撮像制御部および画像処理部の構成を示すブロックである。 電子シャッタの説明に供する略線図である。 光電変換によりチャージされる電荷量の説明に供する略線図である。 光源の駆動タイミングの制御及び制御結果（１）を示す略線図である。 光源の駆動タイミングの制御及び制御結果（２）を示す略線図である。 第２の実施の形態による撮像制御部および画像処理部の構成を示すブロックである。 光源の駆動タイミングの制御及び制御結果（３）を示す略線図である。 成りすまし検出部の構成（１）を示すブロック図である。 第３の実施の形態による情報生成装置の全体構成を示す略線図である。 第３の実施の形態による撮像制御部および画像処理部の構成を示すブロックである。 パルスの生成の説明に供する略線図である。 光源の駆動タイミングの制御及び制御結果（４）を示す略線図である。 成りすまし検出部の構成（２）を示すブロック図である。 他の実施の形態による撮像部の構成（１）を示す略線図である。 他の実施の形態による撮像部の構成（２）を示す略線図である。

符号の説明

１、１００、２００……情報生成装置、２、１０２、２０２、３００……撮像部、３、１０３、２０３……撮像制御部、４、１０４、２０４……画像処理部、１１……撮像開口部、１２ａ、１２ｂ……ガイド溝、１３ａ、１３ｂ、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ……近赤外光光源、１４……カメラ部、１４ｃ、３０４……固体撮像素子、２１、２２１……光源駆動部、２２……クロック発生部、２３、２２３……電荷量調整部、２４……駆動タイミング制御部、３１……２値化部、３２……パターン抽出部、１１０、２１０……乱数発生器、１２０、２５０……成りすまし検出部、１２１……データ分離部、１２２……光源点灯時撮画像相関部、１２３……光源非点灯時撮画像相関部、１２４、２５３……比較部、２０９……パルス生成部、２１３ａ、２１３ｂ……可視光光源、２５１……データ分離部、２５２ａ……近赤外光対応輝度パターン生成部、２５２ｂ……可視光対応輝度パターン生成部、３０２、３１２……第１のフィルタ、３０３、３１３……第２のフィルタ、３０５……遮蔽部、ＦＧ……指。

Claims (11)

1. 生体を撮像する撮像装置において、
   光源を駆動する光源駆動手段と、
   上記光源駆動手段の駆動により上記光源から上記生体を介して得られる光を光電変換し、当該光電変換によりチャージされる電荷を所定の周期で順次画像信号として読み出す固体撮像素子と、
   上記周期における各期間のうち一部の期間において上記光源から上記光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御する駆動タイミング制御手段と
   を具えることを特徴とする撮像装置。
2. 上記駆動タイミング制御手段は、
   ランダムなパターンに従って各上記期間のうちから上記一部の期間を決定し、当該決定した一部の期間において上記近赤外光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記光源駆動手段は、
   上記生体に到来する雰囲気中の光よりも大きい強度の近赤外光が得られるように光源を駆動し、
   上記周期における各期間に上記固体撮像素子にチャージされる上記電荷を、当該期間の所定の時期にリセットするリセット手段を具える
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 上記駆動タイミング制御手段は、
   ランダムなパターンに従って各上記期間のうちから上記一部の期間を決定し、当該決定した一部の期間において上記近赤外光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 上記駆動タイミング制御手段は、
   各上記期間のうち一部の期間において、上記時期又は上記時期の直前から当該一部の期間の終期まで上記近赤外光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 上記駆動タイミング制御手段は、
   ランダムなパターンに従って各上記期間のうちから上記一部の期間を決定し、当該決定した一部の期間において上記近赤外光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御し、
   上記一部の期間に上記固体撮像素子から読み出された複数の上記画像信号における相関結果と、当該一部の期間以外の上記期間に上記固体撮像素子から読み出された複数の上記画像信号における相関結果とを比較する比較手段を具える
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
7. 上記光源駆動手段は、
   第１の光源と、第２の光源とを駆動し、
   上記駆動タイミング制御手段は、
   ランダムな第１のパターンに従って上記光源駆動手段に対する上記第１の光源の駆動タイミングを制御すると共に、ランダムな第２のパターンに従って上記光源駆動手段に対する上記第２の光源の駆動タイミングを制御し、
   上記第１のパターンに対応する各上記画像信号における輝度パターンと、上記第１のパターンとを比較すると共に、上記第２のパターンに対応する各上記画像信号における輝度パターンと、上記第２のパターンとを比較する比較手段を具える
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 生体を撮像する撮像装置と、当該撮像結果に対して所定の処理を施す画像処理装置とによって構成される情報処理システムにおいて、
   上記撮像装置は、
   上記生体に到来する雰囲気中の光よりも大きい強度の近赤外光が照射されるように光源を駆動する光源駆動手段と、
   上記光源駆動手段の駆動により上記光源から上記生体を経由して得られる近赤外光を光電変換し、当該光電変換によりチャージされる電荷を所定の周期で順次画像信号として読み出す固体撮像素子と、
   上記周期における各期間にチャージされる上記電荷を、当該期間の所定の時期にリセットするリセット手段と、
   各上記期間のうち一部の期間において上記近赤外光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御する駆動タイミング制御手段と
   を具えることを特徴とする情報処理システム。
9. 上記駆動タイミング制御手段は、
   各上記期間のうち一部の期間において、上記時期又は上記時期の直前から当該一部の期間の終期まで上記近赤外光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理システム。
10. 上記駆動タイミング制御手段は、
    ランダムなパターンに従って各上記期間のうちから上記一部の期間を決定し、当該決定した一部の期間において上記近赤外光が照射されるように上記光源駆動手段の駆動タイミングを制御し、
    上記画像処理装置は、
    上記一部の期間に上記固体撮像素子から読み出された複数の上記画像信号における相関結果と、当該一部の期間以外の上記期間に上記固体撮像素子から読み出された複数の上記画像信号における相関結果とを比較する比較手段を具える
    ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理システム。
11. 上記光源駆動手段は、
    上記生体に到来する雰囲気中の光よりも大きい強度の近赤外光が照射されるように近赤外光光源を駆動すると共に、可視光光源を駆動し、
    上記駆動タイミング制御手段は、
    ランダムな第１のパターンに従って上記光源駆動手段に対する上記近赤外光光源の駆動タイミングを制御すると共に、ランダムな第２のパターンに従って上記光源駆動手段に対する上記可視光光源の駆動タイミングを制御し、
    上記画像処理装置は、
    第１のパターンに対応する各上記画像信号における輝度パターンと、上記第１のパターンとを比較すると共に、上記第２のパターンに対応する各上記画像信号における輝度パターンと、上記第２のパターンとを比較する比較手段を具える
    ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理システム。

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