JP4628290B2 - ドアグリップ型個人認証装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体情報により個人認証を行う装置に係り、特に自動車のドアロック解除に好適なドアグリップ型個人認証装置に関する。

例えば自動車においては、通常、悪意ある第三者による乗車や不正なエンジン始動を防ぐため、自動車のドアロックの解除やエンジンの始動には予め用意された鍵が必要とされる。しかし、この場合でも、鍵の盗難や鍵穴のピッキング等がなされる可能性があり、鍵だけでセキュリティが充分であるとはいえない。

そこで、安全性を高めるため、鍵の代わりに指紋などの生体特徴情報を個人認証の手段として利用し、自動車のドアロックの解除やエンジンの始動を行う方法が、従来から知られている(例えば、特許文献１、２参照。)。

ここで、指紋による個人認証は、撮像手段により取得した指紋を画像処理し、予め保持しておいた指紋の画像データと比較し、照合を行うものであるが、この場合、指紋は生体特徴情報であっても、生体の表面の情報であるため、偽造が可能であり、このため、よりセキュリティを高める方法として、生体特徴情報の中でも生体の内部の特徴情報であり、且つ、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装置が提案されている(例えば、特許文献３、４、５参照)。

この方法では、近赤外光による撮像が用いられる。これは、近赤外線が血管内の血液のヘモグロビンで吸収されるためで、この場合、近赤外光の成分を含む光源(以下、単に赤外光源と呼ぶ)から指に光を照射すると、指を透過する近赤外光の強度分布から指の血管のパターン(主として静脈のパターン)の情報を得ることができる。以下、この血管により光が透過しなかったために得られるパターンを、血管パターンと呼ぶ。

そこで、この方法では、撮像手段によって指を透過した近赤外光の強度分布から血管パターンを検出し、それを予め登録されている指の血管パターンと比較し、両者の一致、不一致を判定することにより、個人を認証するようになっている。
特開昭６１−５３９７２号公報 特開平６−７２２９１号公報 特開２００１−１８４５０７号公報 特開２００２−８３２９８号公報 特開２００４−１３１９２７号公報

上記従来技術は、屋外での使用に配慮がされているとは言えず、個人認証に環境条件が影響し、正しい認証が得られなくなってしまう虞があった。

すなわち、従来技術による個人認証装置は、上記したように、赤外光を利用して画像の取得を行なっているため、自動車のドアグリップ部に個人認証装置を搭載した場合、雪、雨、霜、泥などが撮像手段に付着し、撮像が困難になったり、撮像した画像に歪みなどの異常が生じてしまう虞があり、この結果、正しい認証が得られなくなってしまい、正当な使用者であるにもかかわらず、ドアロック解除が得られないなどの問題が生じてしまうことになる。

本発明の目的は、屋外環境のもとでも適正な血管パターン画像が取得できるようにしたドアグリップ型個人認証装置を提供することにある。

上記目的は、ドアグリップとドアの間に挿入された生体の手の指を、ドアグリップ側の発光手段とドア側の撮像手段を用いて撮像し、当該撮像した画像に基づいて個人識別を行う方式のドアグリップ型個人認証装置において、前記ドアグリップをコの字形の部材で構成し、前記発光手段を前記コの字形の部材の横棒部分の内側に設け、前記コの字形の部材の脚部分に駆動機構を設け、前記駆動機構により前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させたとき、前記発光手段が前記撮像手段を覆うようにして達成される。

このとき、前記駆動機構は、認証作業が終了した後、前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させるようにしても良く、前記ドアと前記グリップの間に物体が存在した場合、前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させる動作が禁止されるようにしても良い。

また、ここで、前記ドアが自動車のドアで、前記自動車が走行を開始した後、前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させるものであっても良く前記グリップ又は前記グリップの近傍に設けたスイッチが操作されたとき、前記ドアグリップを前記ドアの表面から突出された位置に移動させるものであってもよい。更に、ここで、前記駆動機構は、無線子機から信号が受信されたとき、前記ドアグリップを前記ドアの表面から突出された位置に移動させるものであってもよい。

従って、本発明が特徴とするところは、ドアグリップ型個人認証装置において、非認証時は前記グリップを前記ドアに収容し、認証作業の開始時に前記グリップを前記ドアから押し出す機構を有する構成とした点にある。

本発明によれば、撮像手段に雪、雨、霜、泥などが付着しないようにできるので、屋外環境においても常に適正な血管パターン画像が取得できるようになり、この結果、自動車のドアなど、屋外環境に曝されていて、雪、雨、霜、泥などが付着し易い対象にも血管パターンによる個人認証装置を適用することができる。

なお、本発明の他の目的及び特徴については、以下に説明する実施形態例の中で明らかにする。

以下、本発明によるドアグリップ型個人認証装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。

まず、図１と図２、それに図３は、本発明の一実施形態に係るドアグリップ型個人認証装置１を示したもので、このとき、図１はドアグリップ１２がドア１０から出ている状態を示したもので、図２は、図１の側面からみた図であり、図３はドアグリップ１２がドア１０の中に引き込まれている状態を示したものである。

そして、このドアグリップ型個人認証装置１は、図１に示されているように、ドア１０が、例えば自動車のドアで、これにドアグリップ１２が設けられていて、これに発光手段として赤外光源２３が設けられ、ドア１０には撮像手段となる撮像部３０が設けられているものであり、図２に示されているように、人がドア１０を開けようとして、ドアグリップ１２の内側に手先を入れ、掴むようにすると、指Ｆが赤外光源２３と撮像部３０の間に入るようになっている。

このとき撮像部３０は、イメージセンサ３１と平面レンズ３２で構成されるが、このイメージセンサ３１としては、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像デバイスを用いることができる。一方、赤外光源２３には発光ダイオードなどが用いられる。ここで、このドアグリップ型個人認証装置１が屋外で使用される場合、撮像部３０と赤外光源２３は、防水されている必要がある。

このドアグリップ型個人認証装置１には、マイクロコンピュータ２０が設けてあり、駆動回路２２を介して赤外光源２３に通電し、赤外光を指Ｆの掌面(屈側面)に向けて照射する。そこで、照射された赤外光が指Ｆを透過することになるが、このとき赤外光の一部が血管内の血液に含まれているヘモグロビンにより吸収され、この結果、指Ｆを透過した赤外光は血管パターンを含んだものとなり、これが指Ｆの背面(伸側面)からレンズ３２に入射され、イメージセンサ３１に結像される。

そこで、この血管パターンを含む画像は、イメージセンサ３１により光電変換され、電気信号としてマイクロコンピュータ２０に取り込まれる。このとき窓３３は、撮像部３０の内部を外界から隔離し、特に屋外で使用する場合における雨水などから保護したり、指Ｆが誤って撮像部３０内に入ることによる内部汚染などから保護するために設けられているもので、例えばポリカーボネートなどの合成樹脂部材で作ることができる。

このとき、窓３３の部材に、赤外光源２３の発光波長帯付近の光のみを透過する光バンドパス特性を持たせたり、外側から内部が見えないようにする機能を持たせたりしてもよい。また、この窓３３は、その表面に、雨天時に雨水の影響による画像の歪みを排除するため撥水処理がなされていたり、表面に傷がつかないようにハードコーティング処理がなされていても良い。

そして、この実施形態では、ドアグリップ１２に図示してない駆動機構が設けられていて、これにより、ドアグリップ１２を、図１に矢印Ａで示すように、ドア１０の外に向けて動かし、同じく図１に示すように、ドア１０の表面１０１からドアグリップ１２が突出している状態にしたり、ドアグリップ１２を、図３に矢印Ｂで示すように、ドア１０の中に向けて動かし、同じく図３に示すように、ドアグリップ１２がドア１０の中に引き込まれ、ドア１０内に収容されている状態にしたりすることができるように構成してある。

このときの駆動機構には、例えば減速機構とラック＆ピニオン機構、又は減速機構とクランク機構で構成されたものが用いられ、モータ４２を動力源としてドアグリップ１２を図１の矢印Ａ方向と図３の矢印Ｂ方向に動かせるようになっている。従って、マイクロコンピュータ２０から駆動回路４１を介してモータ４２を制御することにより、ドアグリップ１２を、図１に示す位置にしたり、図３に示す位置にしたりできることになる。

ここで、ドアグリップ１２を、図３に示す状態にしたときは、赤外光源２３がドア１０の表面から中に入り込み、撮像部３０を覆い、これらが外部に直接曝されることがなくなり、この結果、これら撮像部３０と赤外光源２３に、外部から雪、雨、霜、泥などが入り込むのが抑えられることなる。一方、このようなドアグリップ型個人認証装置１の場合、ドアグリップ１２が必要になるのはドア１０を開錠させようとするときだけなので、それ以外のとき、つまり、ほとんどの時間は図３に示す収容状態にしておくことができる。

従って、この実施形態によれば、認証作業をしていないときにはドアグリップ１２をドア１０内に収容しておけるので、雪、雨、霜、泥などが撮像部３０や赤外光源２３に付着するのが抑えられ、常に適正な欠陥パターンが取得できることになる。また、撮像部３０や赤外光源２３が覆われている状態にされるので、いたずらを受ける虞も少なくなり、従って、ドアグリップ型個人認証装置が破壊されるリスクを低くすることも可能となる。

次に、イメージセンサ３１により撮像される血管パターンについて説明する。ここで、いま、ユーザがドアグリップ１２に手を掛け、指Ｆを、例えば撮像部３０の撮像範囲の中心に置いたとする。そうすると、この場合、イメージセンサ３１では、図４に示すように、撮像範囲ＩＡの中に指Ｆの輪郭ＣＦと血管パターンＢＶの画像が得られる。

そして、この血管パターンＢＶは人によって異なっていて、同じものはない。そこで、この血管パターンＢＶをそのまま、又は画像処理して特徴抽出処理したパターンとした上で、これらを予め不揮発性メモリ２４に登録しておき、照合時の登録パターンとして用いれば、個人認証を得ることができる。

このため、照合時における被認証者の特徴パターンを、マイクロコンピュータ２０により、登録パターンと比較し、一致と不一致の判定を行なうが、このときドアグリップ型個人認証装置１全体の制御などについても、このマイクロコンピュータ２０が司どる。そして、このときのドアグリップ型個人認証装置１による個人識別の動作は、このマイクロコンピュータ２０に記憶されたプログラムにより制御される。

そこで、次に、このときのマイクロコンピュータ２０による動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。ここで、いま、プログラムが開始されたとする。そうすると、まず、ステップＳ１０に移行し、ここでマイクロコンピュータ２０はドアグリップ型個人認証装置１の初期化処理を行う。

このときのプログラムの実行は、マイクロコンピュータ２０に対するトリガ信号の入力を契機として開始されるようになっている。そこで、このためには、例えばドアグリップ付近にプログラム開始用のスイッチ２５を設けておき、このスイッチ２５が操作されたらトリガ信号が発生されるようにする方法や、車両の所有者が保有している無線子機からの信号を受信回路２６により受信してトリガ信号とする方法などがある。

そして、これらの方法を取ることで、認証作業が不要な時間ではマイクロコンピュータ２０をスリープさせておくことが可能となり、待機電力の低減が可能となる。ここで、上記したいたずら防止の見地からすれば、スイッチ２５が目立つのは望ましくないので、それと判らない位置や形状にしておく必要があるのはいうまでもない。一方、受信回路２６の場合、特に配慮の要はない。

ステップＳ１０を実行したら、ステップＳ１２に移行し、駆動回路４１を介してモータ４２を動作させ、ドアグリップ１２をドア１０から押し出し、図３の状態から図１の状態にした後、ステップＳ２０の指検出・光量設定処理に移行する。そして、ここでは、まずステップＳ２２として、マイクロコンピュータ２０が所定の範囲内に指Ｆが置かれているか否かを検出し、指Ｆが置かれていれば更にステップＳ２４に移行し、適切な画像を取得できるように、赤外光源２３の光量制御を行う。

そして、この後、ステップＳ３０で、認証開始か否かをマイクロコンピュータ２０が判定する。この判定は、例えばステップＳ２４にて適切に光量制御されたら自動的に認証開始であるとし、ステップＳ４０の認証処理に進む。一方、認証開始でなければステップＳ２０に戻ることになる。ステップＳ４０に移行したら、撮像した画像を用いて認証処理を行う。

このため、まず、ステップＳ４１において、指Ｆをイメージセンサ３１で撮像し、画像データをマイクロコンピュータ２０に取り込む。次いでステップＳ４２において、赤外光源２３を消灯し、この後、ステップＳ４３において、指Ｆの画像から光の強度分布を取得して演算処理を行い、血管パターンＢＶの特徴パターンを算出し、この特徴パターンを照合パターンとする。

このときのステップにおける処理の方法については、例えば特開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。

次に、ステップＳ４４において、抽出した照合パターンと、予め不揮発性メモリ２４に記憶させてある単数、若しくは複数の登録特徴パターンとの照合を行う。ここでは、ステップＳ４３で抽出した特徴パターンと、不揮発性メモリ２４から呼び出した登録パターンを比較して、両者の相違の程度を算出する。

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う。そして、相違の程度が或る判定値以下のときは、登録されている本人であると判断し、ステップＳ５０へ移行する。そして、ステップＳ５０においては、ドアロック解除信号をドアロック制御回路２１に出力し、図示してないドアロックアクチュエータを作動させ、ドアロックを解除し、ここで認証が終り、自動車に乗れることになる。

このとき、他の制御装置に使用許可通知を発行することも可能で、例えば図１に示してあるように、エンジンコントロールユニット２８にエンジン始動の許可信号を送信し、エンジンが始動できる状態にしたり、情報コンテンツなどへのアクセスにおける課金の制御などを行うことができる。また、更に家族間でも個人を特定することができるので、自動車に乗り込む前にシートポジションやミラーの位置などを個人の設定に合わせることも可能となる。

一方、ステップＳ４５において、相違が大きければ、未登録者、又は照合失敗と看做してステップＳ４６に移行する。このステップＳ４６では、全登録特徴パターンを照合したか判断し、全パターンが照合されていなければ、該当登録パターン無しと判断してステップＳ２０に戻るが、この場合、いつまで経っても認証は得られないことになる。一方、照合していない登録パターンがあれば、ステップＳ４４へ戻り、照合を繰り返す。

ステップ５０でドアロック解除したら、この後、ステップＳ５２に移行し、ドアグリップ１２をドア１０に収容する。つまり駆動回路４１に信号を送り、この駆動回路４１を介して、今度はモータ４２を反対の方向に回転動作させ、ドアグリップ１２を引っ込め、図１の状態から図３の状態に戻すのである。このとき外力によりドアグリップ１２が押し込めるようにしておき、人が手で押してドア１０内に収容することができるようにしておいても良い。

また、このとき、ドアグリップ１２とドア１０の間での指Ｆの有り無しをマイクロコンピュータ２０により判断させ、指Ｆなどの物体が検出されなかった場合にだけモータ４２の動作を可能にし、指Ｆが有ったときはモータ４２の動作を禁止し、ドアグリップ１２がドア１０の内部に収容されないようにしてもよい。このときの指Ｆの検知は、イメージセンサ３１で撮像して取得した画像から得られるようにしてもよく、図示のように、物体検知センサ２７を設け、このセンサの検知信号から判断するようにしても良い。

更に、この実施形態のように、適用対象が自動車の場合、自動車が走行を開始した後で自動的にドアグリップ１２がドア１０に収容されるようにしても良い。この場合の収容タイミングは、例えば図示のように、車速センサ４５を設け、その信号をマイクロコンピュータ２０に入力し、自動車の速度が例えば１０ｋｍ／ｈになったとき、ドアグリップ１２がドア１０内に収容されるのが許可されるようにしてやれば良い。

本発明によるドアグリップ型個人認証装置は、上記実施形態で説明したように、自動車のドアロック解除に応用できるだけではなく、住居やビルなどのドアのロック解除にも利用可能である。

本発明によるドアグリップ型個人認証装置の一実施形態においてドアグリップが外に出ているときの側断面図である。 本発明によるドアグリップ型個人認証装置の一実施の形態を示す縦断面図である。 本発明によるドアグリップ型個人認証装置の一実施形態においてドアグリップがドア内に収納されているときを示す側断面図である。 ドアグリップ型個人認証装置における血管パターンの撮像例を示す説明図である。 本発明によるドアグリップ型個人認証装置の一実施の形態におけるプログラム動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１：ドアグリップ型個人認証装置
１０：ドア
１２：ドアグリップ
２０：マイクロコンピュータ
２５：スイッチ
２３：赤外光源
３０：撮像部
３１：イメージセンサ
３２：レンズ
３３：窓
４２：モータ(ドアグリップ駆動用)

Claims (6)

1. ドアグリップとドアの間に挿入された生体の手の指を、ドアグリップ側の発光手段とドア側の撮像手段を用いて撮像し、当該撮像した画像に基づいて個人識別を行う方式のドアグリップ型個人認証装置において、
   前記ドアグリップをコの字形の部材で構成し、
   前記発光手段を前記コの字形の部材の横棒部分の内側に設け、
   前記コの字形の部材の脚部分に駆動機構を設け、
   前記駆動機構により前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させたとき、前記発光手段が前記撮像手段を覆うように構成したことを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
2. 請求項１に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
   前記駆動機構は、認証作業が終了した後、前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
3. 請求項２に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
   前記ドアと前記グリップの間に物体が存在した場合、前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させる動作が禁止されることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
4. 請求項１に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
   前記ドアが自動車のドアであり、前記駆動機構は、前記自動車が走行を開始した後、前記ドアグリップを前記ドアの内部に収容された位置に移動させることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
5. 請求項１に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
   前記駆動機構は、前記グリップ又は前記グリップの近傍に設けたスイッチが操作されたとき、前記ドアグリップを前記ドアの表面から突出された位置に移動させることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。
6. 請求項１に記載のドアグリップ型個人認証装置において、
   前記駆動機構は、無線子機から信号が受信されたとき、前記ドアグリップを前記ドアの表面から突出された位置に移動させることを特徴とするドアグリップ型個人認証装置。

Images