JP4692174B2 - 個人認証装置及びドア開閉システム - Google Patents
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Description
生体認証はこれまでに入退室管理や勤怠管理、PCログイン、ATM装置などに適用されている。これらの多くの場合では、認証端末は認証を必要とする装置付近に別途設置されている、あるいは別モジュールとして埋め込まれており、本来実施したい操作の前に認証処理を完了させる必要があった。特に入退室管理では、ATMやPCなどもともと一定の入力操作が必要となる適用分野とは異なり、扉を開けるという直感的な操作の他に認証処理という別の動作が含まれる点において、利便性が低下している。
例えば、ドアの取っ手部に指静脈認証装置を設置し、取ってを握った状態で認証を行う方法がある(例えば特許文献1参照)。また赤外線発光LEDを備えた把持部を握りこむことにより、手の甲側の静脈パターンを撮影し、認証を実施する方法がある(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、ドアノブなどのグリップを握る自然な動作の中で指静脈パターンを鮮明に撮影することで、利便性に優れ高精度な個人認証を実現することを目的とする。
手で握りこむ曲率を有するグリップ部と、グリップ部内に設置される指を掌側から照射する光源と、指を透過した上記光源からの光を撮像する撮像部と、撮像画像から血管パターンを抽出して個人認証を行う処理部とを有する個人認証装置。特に撮像部は上記グリップ部に設置された指を介して上記光源と対向する位置に設置され、上記設置された指の甲側を撮像する。
図1は、本発明を実現するためのシステム構成の概略図である。利用者は認証時に指1を指静脈パターンの入力装置2に提示する。このとき光源3より指1に対して光が照射される。光は指1の内部で散乱し、指1を透過して掌側から出てきた光が撮像装置4によって撮影される。光は撮像装置4により電気信号に変換され、画像入力手段18を介し画像としてコンピュータ10に取り込まれる。取り込まれた画像は一度メモリ12に蓄えられる。そして、事前に登録されている指静脈画像を記憶装置14よりインターフェイス13を介してメモリ12に格納し、メモリ12に格納されたプログラムによりCPU11は登録画像と入力された画像との照合を行う。尚、照合処理はICカードのようなデバイス内部に組み込まれたCPUやメモリ、記憶装置を用いて実施されても良い。この場合はコンピュータ10にICカードリーダのインターフェイスが備えられており、ICカード内に入力画像が取り込まれ、カード内部で照合処理が実施される。このとき、利用者は情報入力装置16を利用して、ID番号や暗証番号など個人を識別する情報を入力してもよい。この場合、その情報に対応付けられた登録画像だけがメモリ12に取り込まれ、処理されることで照合時間の短縮と、誤認識の低減を図ることが可能となる。照合処理では比較する2枚の画像間の相関の値を算出し、その値に応じて登録されている画像と一致するかを判定する。この結果に応じて個人を認証し、正しく認証された場合は該認証システムの制御対象に対して認証時の処理を行う。その際、認証結果を情報表示部15あるいはスピーカ17に提示しても良い。
次に、血管パターンの抽出処理を実施する(S434)。この手法として、線分を強調するエッジ強調フィルタやマッチドフィルタを用いる方法、線成分を追跡することで線パターンを抽出する方法、画像の断面プロファイルにおける輝度値の局所的な窪み位置を抽出する方法などを用いることができる。
図10はグリップを手前に引くことで認証が開始されるグリップ型指静脈認証装置の一実施例である。図10(a)に示すように、グリップ22とグリップ支持部24とが結合している部分に、グリップ接合部182があり、接合部182の上部には導体184が取り付けられ、また接合部182の周りにはばねなどの伸縮部材186が取り付けられている。また接合部182の近くには電気的なスイッチの役割を果たす接点188が設置されている。通常、認証装置はスリープ状態に入っており、光源3の光は完全に消灯状態となり、撮像装置4による撮像も行われない。図8(b)に示すように、利用者がグリップ22を握り、グリップ22を手前側に引いて扉を開く動作を開始すると、導体184と接点188とが接合し、導通状態となる。このタイミングを認証処理部10が検知し、血管パターン抽出のための画像取得のために光源3を点灯させると同時に撮像装置4による撮影が行われる。グリップ22から手が離されると、伸縮部材186の力により導体184と接点188とが離れ、非導通状態となり、認証装置は再度スリープ状態に入る。
また、予めシート206やルームミラー208、サイドミラー210などの位置、角度など運転者によって調節が必要となる部分の情報を登録者ごとに設定しておく。そして、ドアノブによる認証が完了した際に、シート206の位置や背もたれの角度、ルームミラー208やサイドミラー210の角度などの設定を読み出して自動的に調整するようにしても良い。そのほかのカスタマイズ項目としては、カーナビ設定情報、エアコン温度、カーオーディオ設定などもある。運転者が座席についてから設定するのに比べて、利用者は手動で設定する手間が省け、更に調整完了の時間が大幅に短縮できるために利便性が向上する。
自動車を購入した時点での初期状態は未登録状態(S222)となっており、認証装置には指静脈パターンの登録データが入っていない。初めにデータを登録する場合は、マスターキーなど自動車の所有者のみが持つ所有物を用いる必要がある。これにより、任意の人がデータを登録してしまうことを防ぐことができる。マスターキーは、たとえばイモビライザーで用いられているような機器の真性確認手段を用いて、偽造されたキーではないことが確認された場合のみ利用できるようにしてもよい。マスターキーを自動車内のキーシリンダに挿し、さらに車内の任意の場所に設置された登録スイッチをONにすることで、オーナ登録状態(S224)に切り替わる。このモードでは、自動車のオーナの指静脈を登録することができる。マスターキーがない場合、オーナーの登録や削除などのデータ変更はできない。登録は自動車のドアノブを実際に何度か握り、上記説明した認証時と同じように指を撮像して血管パターンを得ることで完了する。このとき、カーナビや自動車内部の表示装置などの入出力インターフェイスを利用して登録操作や登録状況の表示を実施しても良い。オーナ登録が完了すると、登録者が認証処理をして初めて扉の鍵を開けることができる、認証処理状態(S226)に遷移する。
一般ユーザの登録を削除する場合は、オーナの指静脈による個人認証を実施した上で、車内の任意の場所に設置されている登録削除スイッチをONにする。この操作により、一般ユーザ削除状態(S232)に遷移する。どの一般ユーザを削除するかを選択するために、カーナビなどの入出力インターフェイスを用いても良く、ユーザ番号を表すスイッチを車内の任意の場所に設置しておき、そのスイッチを押下しても良い。この操作により、一般ユーザ削除完了状態(S234)に遷移し、登録人数のカウンタが一つ減らされ、自動的に認証処理状態に遷移する。
利用者が認証を実施するときは、グリップ22を握り始めたときから握り込みが完了したときまでの連続画像から順次特徴抽出を実施し、登録された複数の特徴量と比較照合を実施する。最終的な握り込みの角度が登録時のものと異なっていた場合でも、その途中経過においては登録データとの一致率が高くなる。従って、登録した複数の登録データのうちの一部が認証された場合は、最終的な認証結果として登録者であると判定する。これにより、握りこみの角度変動に強い認証が実現できる。
グリップ支持部24に撮像装置4が2つ設置されており、それぞれグリップ22の中心軸に対して同心円状に並んでいる。それらに対向した向きに光源3が複数取り付けられている。このとき、利用者の指1の甲側の静脈パターンを複数の撮像装置4で撮影することになる。上部に付けられている撮像装置4は、指1の第二関節と指の付け根との間の指の甲側静脈を、下部の撮像装置4は指1の第一関節と第二関節との間の指の甲側静脈をそれぞれ撮影する。これにより、撮像装置4が1つだけ設置されているものに比べ、撮影するパターン量が増加し、より認識率を高めることができる。
過去にマシンを利用した際の履歴情報を読み出し、利用者に提示するような機能を付けることも可能となる。
Claims (16)
- 手で握りこむ曲率を有するグリップ部と、
前記グリップ部内に設置され、該グリップ部に設置された指を掌側から照射する光源と、
前記指を透過した前記光源からの光を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像から血管パターンを抽出して個人認証を行う処理部とを有し、
前記撮像部は前記グリップ部に設置された指を介して前記光源と対向する位置に設置され、前記設置された指の甲側における第一関節と第二関節との間を前記指の長手方向に移動する前記指の指静脈パターンを時系列に複数枚撮影し、該複数撮影された複数の画像に基づいて前記個人認証を行うことを特徴とする個人認証装置。 - 手で握りこむ曲率を有するグリップ部と、
前記グリップ部内に設置され、該グリップ部に設置される指を掌側から照射する光源と、
前記指を透過した前記光源からの光を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像から血管パターンを抽出して個人認証を行う処理部とを有し、
前記撮像部は前記グリップ部に設置される指を介して前記光源と対向する位置に設置され、
前記グリップ部の一部の曲率が他の部分と異なるものとされ、該曲率が異なる箇所まで前記指の先を挿入させることで、前記設置される指の甲側における第一関節と第二関節との間を、前記撮像部と前記指との相対角度が変化する状態で前記指の指静脈パターンを前記時系列に複数枚撮影し、該複数撮影された複数の画像に基づいて前記個人認証を行うことを特徴とする個人認証装置。 - 前記グリップ部は前記指を設置するための1つ以上の窪みを備えることを特徴とする請求項1または2記載の個人認証装置。
- 前記窪みの中心位置に前記光源を備えることを特徴とする請求項3記載の個人認証装置。
- 前記撮像部は、前記グリップ部を支持するグリップ支持部内に設置されることを特徴する請求項1乃至4の何れかに記載の個人認証装置。
- 前記撮像部は前記グリップ部に設置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の個人認証装置。
- 前記グリップ部と前記グリップ支持部とをつなぐ位置あわせ用棒を有し、複数の上記指を該位置あわせ用棒に挟むように設置させることを特徴とする請求項5記載の個人認証装置。
- 前記グリップ部の一部についての曲率が他の部分と異なるものとされ、該曲率が異なる箇所まで前記指の先を挿入させることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか記載の個人認証装置。
- 前記光源を前記設置される指の長手方向に複数個配置することを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の個人認証装置。
- 前記グリップ部に対し前記手によって圧力が加えられたことを検知する検知部を備え、
前記グリップ部に対し圧力が加えられたときに前記撮像部の撮像を開始することを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の指静脈認証装置。 - 前記撮像部を前記指の長手方向に複数個備え、
該撮像部それぞれが複数個配置される前記光源と対向していることを特徴とする請求項9記載の個人認証装置。 - 前記処理部は、前記複数の画像毎に登録パターンとの認証を行い、いずれかの画像を用いた認証がなされた場合に個人認証が成立したと判定することを特徴とする請求項11記載の個人認証装置。
- 前記グリップ部は自動車のドアノブであって、
前記処理部は個人認証できたと判定した場合に該自動車のドアを開錠することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の個人認証装置。 - 前記撮像部は前記グリップの中心軸に対して同心円状に複数個搭載されていることを特徴とする請求項1または2に記載の個人認証装置。
- 前記処理部において個人認証をした後に、前記自動車の設定条件を該個人認証において認証された認証者用に予め登録された設定条件に調節させることを特徴とする請求項12または13に記載の個人認証装置。
- ドアに取り付けられる取っ手内部に備えられた光源と、
手が該取っ手を握りこんだことを検知する検知手段と、
該検知手段が握りこみを検知した場合に、該手の甲側から、該握り込みにより移動する指を時系列に複数枚撮像する撮像部と、
上記撮像された画像から血管パターンを抽出して個人認証を行い認証された場合に上記ドアの開錠を行うことを特徴とするドア開閉システム。
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