JP4945549B2 - Finger authentication device - Google Patents

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JP4945549B2 JP2008320416A JP2008320416A JP4945549B2 JP 4945549 B2 JP4945549 B2 JP 4945549B2 JP 2008320416 A JP2008320416 A JP 2008320416A JP 2008320416 A JP2008320416 A JP 2008320416A JP 4945549 B2 JP4945549 B2 JP 4945549B2
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直人 三浦
好章 天野
孝文 宮武
晋一郎 梅村
美由紀 河野
嘉 笠井
晃朗 長坂
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株式会社日立製作所
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本発明は生体情報を用い個人を識別する認証装置に関し、特に指の血管パターンに基づく指認証装置に関する。 The present invention relates to an authentication device for identifying an individual using biometric information, and more particularly to a finger authentication device according to the blood vessel pattern of a finger.

財産や情報の安全な管理を目的として、個人認証技術への期待が高まっている。 For the purpose of safe management of the property and information, there is an increasing expectation of personal authentication technology. 特に、人間の体の一部を鍵として利用する生体認証技術は、従来の暗証番号や鍵による管理に比べ、遺失や盗難等による不正行使の恐れが少ないことから注目を集めている。 In particular, biometric authentication technology to use the part of the human body as a key, compared to management by the conventional personal identification number and key, it has attracted attention because it is less risk of unauthorized exercise of loss or theft and the like. 生体認証技術としては、指紋をはじめ、顔や虹彩、手や指の血管パターンなどを用いた様々な手法が研究されている。 The biometric technology, including fingerprint, face or iris, various techniques using, for example, blood vessel pattern of the hands and fingers have been studied. 中でも、指の血管パターンを用いた認証方法は、指紋のように犯罪を連想させたり、虹彩のように直接眼球に光を照射したりすることがないので心理的抵抗感が少なく、また、生体の表面ではなく内部の特徴を読み取るため、偽造が困難という利点がある。 Among them, the authentication method using a blood vessel pattern of the finger, or reminiscent of crimes as fingerprints, less psychological resistance since no or irradiated with light directly eyeball as iris, also biological for reading the internal features rather than the surface of, the advantage that hardly forged.
具体的には、次のようにして、指の血管パターンによる認証が実現されている。 Specifically, in the following manner, authentication by blood vessel pattern of the finger is realized. まず近赤外光を発する光源を用意し、その光を撮影するように対峙させてカメラを設置する。 Providing a light source emitting near infrared light first, installing the camera by facing to shoot the light. カメラには、近赤外域の波長だけを通すような光学フィルタを装着する。 The camera, attaching the optical filter to pass only wavelengths in the near-infrared region. 認証時には、カメラと光源の間に指を挿入し、そのときの指の画像を撮る。 At the time of authentication, by inserting a finger between the camera and the light source, taking an image of a finger at that time. 血液中の成分は近赤外光を良く吸収するため、血管部分は光が透過せずに暗く映る。 Since components in the blood absorb better near-infrared light, the blood vessel portion reflected dark without light transmissive. このようにして撮影された血管パターンの画像と、登録されている血管パターンの画像との間で照合を行い、個人認証を行う。 An image of the thus blood vessel pattern was taken, it performs collation between the images of the blood vessel pattern registered, performing personal authentication.

血管パターンの一致を正しく検出するためには、登録時と認証時とで、同じ撮影条件で画像を取得できなくてはならない。 To detect the coincidence of the blood vessel pattern correctly, at the time of authentication at the time of registration, it must be able to acquire an image at the same imaging conditions. 例えば、指が回転すれば、得られる血管パターンも大きく異なる。 For example, different when rotating the finger obtained blood vessel pattern is large. 撮影される指の面が変化しない移動や回転については簡単な画像処理によって補正できるが、指の面が背腹逆転するような回転については、未知の部分が存在するために画像処理による補正はできない。 Although the mobile and rotating the surface of the finger to be photographed does not change can be corrected by a simple image processing, for rotation, such as the surface of the finger is reversed dorsoventral, the correction by the image processing due to the presence of unknown parts Can not. この点について、例えば、手の甲の血管パターンを用いた認証装置として、4本の指でガイドバーを握りしめることを必須とすることで、撮像される手の甲の位置が個人毎に一定になるよう矯正する試みがされている。 In this regard, for example, as an authentication device using the back of the hand of the blood vessel pattern, by essential that squeezing the guide bar with four fingers, correcting so that the position of the back of the hand to be imaged is constant in each individual It has been attempts. しかし、指の血管の場合、握るなどの緊張を加えると、前述のように血管が圧迫されて血管パターンが欠落する可能性がある。 However, if the finger blood vessel, the addition of tension, such as hold, there is a possibility that the missing vessel is squeezed blood vessel pattern, as described above. また、何らかのガイドレールを設け、その特定の位置に指を合わせて置く方法も考えられるが、正しい置き方を学習する必要があり、誰でもが簡単に使えるとはいえない。 In addition, some kind of guide rail is provided, but is also considered how to put together a finger in that particular position, it is necessary to learn the correct place way, it can not be said that anyone can use easily.
また、認証装置に挿入したときの指の姿勢によっても、得られる血管パターンは変化する。 Also, depending on the posture of the finger when inserted into the authentication device, the resulting blood vessel pattern changes. 例えば、力を入れて過度に伸ばした状態にある指は、表皮の緊張によって血管が圧迫されて血管パターンが部分的に欠落する場合がある。 For example, the finger in the extended state excessively emphasizes may be squeezed vessel by strain of the skin blood vessel pattern is partially missing. さらに、認証装置全体を照らしている外光が変化するだけでも、得られる画像の明るさやコントラストが変わって、認証精度に影響を与える。 Further, alone outside light changes that illuminates the entire authentication device, and the brightness and contrast of the obtained image is changed, affects the accuracy of authentication. 通常の太陽光や照明光の中にも、近赤外域の光が含まれており、光が回り込んで血管パターンに影響を与えるからである。 Even in normal sunlight or illumination light, it includes a light in the near infrared region, since influences the blood vessel pattern wraps around the light.
本発明の目的は、従来の技術では同一性が保証できなかった、認証ごとの撮影条件を、ユーザにとって負担のない操作体系の中で低コストに均一化させることにある。 An object of the present invention, the prior art could not be guaranteed identity, the photographing condition for each authentication is to be uniform in the cost in the absence operation system burden the user.

上記の目的を達成するため、本発明の指認証装置においては、指の位置を決めるためのガイド部と、前記指の先端部分によってオンオフされるスイッチ部と、指が配置される場所を挟むように設けて指を透過する透過光を照射する光源と、撮像部と、スイッチ部オンになることにより、撮像部で撮影された画像の認証動作を行う認証部とを有する指認証装置を提供する。 To achieve the above object, the finger authentication device of the present invention, as to sandwich the guide portion for determining the position of the finger, a switch unit is turned on and off by the tip portion of the finger, where the finger is placed providing a light source for irradiating light transmitted through the finger is provided, an imaging unit, by comprising a switch portion on the finger authentication device having an authentication unit for performing authentication operation for the image photographed by the imaging unit to .
また、指を屈曲した姿勢で位置決めさせるためのガイド部と、指が配置される場所を挟むように設け指を透過する透過光を照射する光源と、撮像部と、撮像部で撮影された画像の認証動作を行う認証部とを有する指認証装置を提供する。 Further, a guide portion for positioning in a posture bent finger, a light source for irradiating light transmitted through the finger is provided so as to sandwich the location where the finger is placed, an imaging unit, the image photographed by the imaging unit providing a finger authentication device and a authentication unit for performing authentication operations. これにより、指の位置を自然に特定の位置に誘導することが可能となり、さらに血管を圧迫することないため、撮影した画像に対して、安定した照合をおこなうことができ、結果として、認証の精度を著しく向上させることができる。 Thus, it is possible to induce the position of the finger to a specific position naturally, further since no compressing the blood vessel, against captured image, it is possible to perform stable matching, as a result, the authentication it is possible to significantly improve the accuracy.

本発明によれば、指の位置が特定の位置に自然に誘導され、撮影画像に対して、位置合わせや回転補正を行う必要なしに安定した照合を行うことができ、また、指の圧迫等による血管パターンの欠落がないので、認証の精度を向上させることができる。 According to the present invention, the position of the finger is induced naturally in a particular position, relative to the captured image, it is possible to perform stable matching without the need to align and rotation correction, also, the finger pressing, etc. since there is no loss of blood vessel patterns by, it is possible to improve the authentication accuracy.

以下、本発明の1実施例を詳細に説明する。 Hereinafter will be described an embodiment of the present invention in detail. 図1は、本発明を実現する認証装置100の概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram of an authentication device 100 to implement the present invention. 本体は、大きく分けて光源部102と撮像部104の2つに分けられる。 The body is divided into two light sources 102 and the imaging unit 104 roughly. 光源部と撮像部の間には空間が設けられ、認証時には、その空間に指を挿入する。 Between the light source unit and the imaging unit space is provided, during authentication, inserts a finger into the space. 光源部は、指が挿入される空間の上部を屋根のようにして覆い、天井等からの照明が直接撮像部に侵入しないよう遮光の役割を果たす。 Light source unit covers the upper part of the space in which the finger is inserted as the roof, it serves as a light shielding so that the illumination from the ceiling or the like does not enter directly into the imaging unit. ここでは空間の側壁が存在しない例を示しているが、側壁を設けて、横側からの外光の侵入も阻止するようにしてもよい。 Here, although an example is shown in which there are no side walls of the space, by providing a side wall, and infiltration of external light from the side may be prevented. この場合、認証精度を向上させるため、側壁に近赤外線の乱反射を防止するための反射防止剤等の塗料を塗布するか、反射防止材料で側壁を構成することが望ましい。 In this case, to improve the authentication accuracy, or applying a coating, such as a reflection preventing agent for preventing near-infrared diffuse reflection on the side wall, it is desirable to configure the side wall with antireflection material. 光源部には、波長810ナノメートル前後の近赤外光を発する光源106が、撮像部のカメラ114側に向けて光を放つように設置されている。 The light source unit, a light source 106 emitting near infrared light having a wavelength of 810 nm before and after being installed to emit light toward the camera 114 side of the imaging unit. 光源とカメラとの間に指を挿入することで、指を近赤外光が透過し、それをカメラで撮影することによって指の血管パターン画像が得られる。 By inserting the fingers between the light source and the camera, the finger passes through the near-infrared light, the blood vessel pattern image of the finger is obtained by taking it with the camera. ガイド溝112は、指の正しい挿入位置や向きを直感的に理解しやすい形で提示する。 The guide groove 112, presented in intuitively understandable form the correct insertion position and orientation of the finger. ガイド溝に合わせて指を置くと、指先にあたる部分にボタンスイッチ108があり、指の第1、第2関節前後の部分に開口部110が位置する。 When in accordance with the guide groove places a finger, there is a button switch 108 in the portion corresponding to the fingertip, the openings 110 are positioned in the first, second joint around the portion of the finger. 開口部110は、透明なガラスやアクリル板で覆われ、光は通しつつ、認証装置内部に異物が入り込むのを防止する。 Opening 110 is covered with a transparent glass or acrylic plate, while passing light prevents foreign matter from entering the internal authentication device. カメラ114には、近赤外波長域の光のみを透過する光学フィルタが必要なため、上記ガラスやアクリル板の替わりに、光学フィルタの板を用いることで、二つの機能を一つの板にまとめることもできる。 The camera 114, since the necessary optical filter that transmits only light in the near-infrared wavelength region, instead of the glass or acrylic plate, using a plate of the optical filter, summarized two functions into a single plate it is also possible.

認証は、ユーザがボタンスイッチ108を押すことで始まる。 Authentication, a user begins by pressing the button switch 108. ボタンを押すという操作自体は、多くの人々が日常生活で頻繁に行っている行為であり、認証にかかる一連の操作体系の中においても、ごく自然に溶け込ませることができる。 Operation itself of pushing the button, is an act that many people have done frequently in everyday life, even in a series of operating system related to the authentication, it is possible to dissolve a very natural. ボタンを押そうと、ごく自然に指を置いたときの指先の位置は、人によってほぼ一定しているか、少なくとも無理なく再現できる。 And tries to push the button, the position of the finger tip when you put a very natural fingers, whether you are almost constant by the people, can be reproduced at least without any difficulty. 指先の位置が決まれば、ガイド溝112に誘導されて、指全体としての置く向きも必然的に決まるため、開口部110の上に位置する指の部位がほぼ一意に決まり、撮影される指画像の範囲も同様に決まる。 Once the position of the fingertip, is guided to the guide groove 112, since the determined direction inevitably put the whole finger, determines the site of the finger positioned over the opening 110 is substantially unique, finger image taken also the scope of determined in the same manner. また、ボタンを押す動作をする際には、関節の曲がる方向が決まっているため、指の腹が、ボタンの凹む方向に対して鉛直面となるように自然に向く。 Further, when the operation of pressing the button, since the decided direction of bending of the joint, the ball of the finger is oriented so naturally the vertical plane with respect to the direction in which dented the button. そのため、指の背側を撮ったり、腹側を撮ったりといったような、指の胴回りの回転によって撮影される指の面が変わってしまうこともない。 Therefore, take the back side of the finger, such as or take the ventral, nor that would change the face of the finger is photographed by the rotation of the waistline of the finger.
また、ボタンを押すときには、指は自然に曲がった状態になり、指先以外には不必要に表皮に緊張を与えることがないので、血管の圧迫によるパターンの欠落も起こりにくい。 In addition, when you press the button, the finger will be in a state bent in nature, since there is no thing other than the fingertips to give a tension to the skin unnecessarily, also less likely to lack of pattern due to compression of the blood vessels. また、自然に曲がった状態であれば、開口部110のガラス面に指が触れることもなく、ガラス面との接触によって血管が圧迫されたり、汚れが付着したり、といったこともない。 Further, if the bent state in nature, it no finger touches the glass surface of the opening 110, or the pressure vessel by contact with the glass surface, or adhering dirt, I never like.

さらに、これらによって、指の位置がほぼ一定にできれば、開口部の面積を、指で覆い尽くせるほどに小さくして外光の入射を避けることで、外光による明るさやコントラストの変化も防ぐことができる。 Furthermore, these, if substantially constant position of the finger, the area of ​​the opening, by avoiding entrance of external light is small as Tsukuseru covered with a finger, it can be prevented even changes in brightness or contrast due to external light it can. 従来は、指位置が一定にできないため、開口部を大きめにとって広範囲に撮像した指の画像の中から、登録時と同じパターンを持つ部分を探索する必要があった。 Conventionally, since the finger position is not constant, the opening from the large area of ​​the finger image for large, it is necessary to search a portion having the same pattern as the time of registration. そのため、パターンの探索に高コストな演算ハードウェアを必要とし、開口部が大きいために、外光が入りやすく、ノイズに弱いという問題があったが、ボタンの設置によって、それが解消される。 Therefore, requires costly computation hardware search pattern, because the opening is large, easily enters external light, but there is a problem that susceptible to noise, depending on the installation of the button, it is eliminated.

そしてまた、従来の指血管パターンによる認証技術では、スイッチ等によるユーザ主導の認証開始要求手段が用意されていなかったため、認証の処理がいつ始まるのかは認証装置主導で決められ、ユーザに混乱を与える危険性もあった。 And also, in accordance with the authentication techniques conventional finger blood vessel pattern, because the authentication start request means user-driven by the switch or the like has not been prepared, or the process of authentication that time begins determined by the authentication device led impact negatively on the user there was also a danger. このように、ボタンスイッチの設置は、それだけで操作性を高める手段として非常に有効である。 Thus, installation of the button switch is very effective as a means for enhancing only operability it. なお、ガイド溝112については、図示した形状に限定されない。 Note that the guide groove 112 is not limited to the illustrated shape. また、ガイド溝に指が必ずしも接触する必要もない。 Further, there is no necessarily need to be in contact finger guide groove. 例えば、針金状のガイドや単に指置き形状のガイドであっても良く、要は、指を一義的に導くことが可能であれば良い。 For example, wire-like guide or may simply be a guide for the finger rest shape, short, as long can be derived uniquely fingers.

図11には、図1の発明の別形態である3面図を示す。 Figure 11 shows a three-view drawing of another embodiment of the invention of FIG. 図1とは、指を挿入する箇所の構成が異なっている。 The Figure 1, configuration of a portion for inserting a finger is different. 図11に示したように、開口部を備える空間下部は、指を挿入する手前側と奥側とで、空間の上部の高さ方向の距離がことなっている。 As shown in FIG. 11, the space below comprises an opening in the front and rear inserting a finger, have different distance in the height direction of the upper space. また、空間の上部にあたる光源106と、空間の下部に当たる開口部110の面は、弧を描くように形成されている。 Further, the light source 106 corresponding to the top of the space, the surface of the opening 110 which corresponds to the lower portion of the space is formed in an arc. ここで空間上部の弧と、空間下部の弧とでは、前者の弧の方が曲率を大きくとってある。 Here the arc space top, in the arc space bottom, the former of arcs are taken large curvature. この構成により、指を挿入するときに、例えば、指の腹が横若しくは斜めを向く方向であった場合にも、空間の奥に行くほど狭くさらに弧が形成されているため、指を挿入していくに従って、自然と指の腹が下を向くように矯正される。 With this configuration, when inserting the finger, for example, because the ball of a finger in each case was a direction toward the lateral or oblique, are formed narrower further arc toward the back of the space, and insert a finger according to go, belly of nature and the finger is corrected so as to be directed downward. さらに、光源106からの近赤外が均等に照射されるとともに、カメラ114から開口部110までの距離が均等になり、より精度の高い認証をおこなうことが可能となる。 Furthermore, the near infrared is evenly irradiated from the light source 106, the distance from the camera 114 to the opening 110 becomes equal, it becomes possible to perform a more accurate authentication.

図2は、本発明を実現するシステム構成の概略ブロック図の一例である。 Figure 2 is an example of a schematic block diagram of a system configuration for implementing the present invention. 200は手であり、光源106とカメラ114との間に、その指を挿入して、スイッチ108の押下に合わせて血管パターンの画像信号を取得する。 200 is a hand between the light source 106 and the camera 114, by inserting the fingers, to acquire an image signal of the blood vessel pattern in accordance with the depression of the switch 108. カメラ114の画像信号は、画像入力器202によってデジタルデータに変換され、コンピュータ204の入出力インタフェース206を介してメモリ210に格納される。 Image signals of the camera 114 is converted by the image input unit 202 into digital data and stored in the memory 210 through the output interface 206 of computer 204. スイッチ108も同様に入出力インタフェースを介して接続され、オン・オフの状態がメモリ210に格納されるか、もしくは、オンになると同時にCPU208に対して割り込み信号を発生する。 Switch 108 is also connected via the same input and output interface, or the state of the on-off are stored in the memory 210, or an interrupt signal to simultaneously turn on CPU 208. CPU208は、スイッチ108の状態がオンになったのを確認するか、もしくはオンになった割り込み信号を検知すると、認証を行うソフトウェアプログラムを起動し実行する。 CPU208, upon detecting the interrupt signal or, or turned on to verify that the state of the switch 108 is turned on, to perform launch a software program for performing authentication. そして、プログラムの処理結果に基づき、結果を表示器212に表示したり、制御対象216に適切な信号を送って扉を開閉したり、といった各種制御を行う。 Then, based on the program of the processing result, and displays the result on the display 212, to open and close or, like various control doors by sending an appropriate signal to the control target 216. キーボード214は、例えば、暗証番号などの、認証に関する補助情報を入力するなどに用いる。 Keyboard 214 may, for example, such as personal identification number, used in such inputs the auxiliary information about authentication.

図12には、図11及び図2に示した指認証装置の組み立て斜視図を示す。 FIG. 12 shows an assembled perspective view of the finger authentication device shown in FIG. 11 and FIG. 図3は、上記ハードウェア、特にCPU208によって実行されるソフトウェアフローの一例を示している。 Figure 3 shows an example of a software flow executed by the hardware, particularly CPU 208. 処理300では、ハードウェア全体の初期化やプログラム実行に必要となる一時変数に初期値を代入する。 In step 300, it assigns an initial value to a temporary variable required for initialization and program execution of the whole hardware. 初期状態への移行が完了すると、プログラムはアイドリング状態に入り、スイッチ108がオンになるのを待つ(302)。 When the transition to the initial state is completed, the program enters the idle state, waiting for the switch 108 is turned on (302). スイッチがオンになったら、カメラ114で撮影した指の画像をメモリ210に取り込む(304)。 Switch When turned on, capture an image of the finger captured by the camera 114 in the memory 210 (304). 取り込んだ画像データについて画像処理を行い、血管パターンの特徴を抽出し(306)、すでに登録してあるパターンと一致するものがないか照合探索を行う(308)。 Performs image processing on the image data captured, extracting features of the blood vessel pattern (306), already performs the matching search whether there is no match with is registered pattern (308). もし、一致するパターンが存在すれば(310)、認証を必要としている機器やソフトウェアプログラム等の制御対象に対して、正当なアクセス権が認証された旨の信号、もしくは認証された個人の識別用データを送信する(312)。 If it exists matching patterns (310), on the control target, such as a device or software program that requires authentication, signal indicating that legitimate access rights have been authenticated or identification of authorized individuals, to send the data (312). そして、次にスイッチがオンになるまで再び待機する。 And, then again to wait until the switch is turned on. 尚、本ハードウェアの電源の入切を、ボタンスイッチ108と兼用することも可能である。 Incidentally, the on-off of the power of the hardware, but it can be also used in combination with the button switch 108. ボタンスイッチ108によって電源が入り、上記ソフトウェアフローを、処理302を除いて処理310まで、認証成功時ならば312まで順次実行した後、再び電源を遮断する。 Power enters the button switch 108, the software flow, until the process 310 with the exception of process 302, after sequentially performed until 312 if successful authentication, again off the power. これによって待機時の消費電力を低減することができる。 This can reduce the power consumption during standby. 同様に、光源のオンオフのみを制御するような形態も考えられる。 Similarly, it is conceivable form such as to control only the on-off of the light source. ボタンスイッチ108のオンと同時に光源をオンにし、認証処理終了と同時にオフにする。 The light source is turned on at the same time as the ON button switch 108 is turned off at the same time the authentication process ends and. システム全体の電源のオンオフは、構成によっては起動に時間がかかる場合もあるので、利便性を重視する場合には光源部分の省電力化のみにとどめる。 Off of power to the entire system, because the configuration sometimes take a long time to start, keep only the power consumption of the light source portion in the case of emphasizing convenience. 光源のオンオフは、スイッチ108に物理的に連動させても良いし、コンピュータ204の入出力インタフェース206に、リレーやトランジスタ等によるスイッチ回路を接続して光源のスイッチを電子制御するようにしてもよい。 Off of the light source may be physically interlocked allowed to switch 108, output interface 206 of the computer 204, the switch of the light source may be electronically controlled by connecting the switch circuit according to a relay or a transistor, etc. . このような電子制御回路を用いる方法では、スイッチのオンオフを高速に切り替えることによる電力制御方法、いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御に回路を転用することができ、光源の明るさを段階的に制御することが可能になる。 In the method using such an electronic control circuit, the power control method according to switch on and off the switch at a high speed, a so-called PWM (Pulse Width Modulation) can be converted to circuit control, stepwise control the brightness of the light source it becomes possible to. 人によって指の太さは異なるため、画一的な光量では血管パターンがうまく現れる人も現れない人も発生するが、最も良好に血管パターンが現れるまで光量を制御しながら連続的に撮像することで、認証の精度を高めることができる。 Since the thickness of the fingers vary from person to person, it a uniform amount of light but some people do not appear even human blood vessel pattern appears well occur, for continuously imaging while controlling the amount of light until a best vascular pattern in, it is possible to improve the authentication accuracy. さらに指の太さを計測するセンサーを追加すれば、指の太さと最適光量との関係を予め計算して記憶しておくことで、より少ない枚数の撮像で最適な血管パターンが得られる。 If additional sensors for measuring the thickness of a finger, it calculated in advance and stored relationship between the thickness and the optimum amount of the finger, the optimal blood vessel pattern is obtained by imaging the smaller number.

図9に、指の太さに応じて光量制御を行う処理のフローチャートを示す。 9 shows a flowchart of a process for performing light quantity control according to the thickness of a finger. 処理900では、ハードウェア全体の初期化やプログラム実行に必要となる一時変数に初期値を代入する。 In step 900, it assigns an initial value to a temporary variable required for initialization and program execution of the whole hardware. 初期状態への移行が完了すると、プログラムはアイドリング状態に入り、スイッチ108がオンになるのを待つ(ステップ902)。 When the transition to the initial state is completed, the program enters the idle state, waiting for the switch 108 is turned on (step 902). スイッチがオンになったら、まず指の太さをセンサー等で測定し、その太さと初期光量値との組を予め登録しておいた参照テーブルを用いて、光源106の初期光量を設定する。 When the switch is turned on, first, the thickness of the finger measured by sensors or the like, using a reference table which has been previously registered a set of its thickness and the initial light intensity value, the initial light quantity of the light source 106. 続いてカメラ114で指の画像を撮影し、メモリ210に取り込む(ステップ906)。 Followed by capturing an image of a finger at the camera 114 takes in the memory 210 (step 906). 取り込んだ画像データについて、血管パターンの特徴抽出処理908を行って血管パターンが現れているか検査し(ステップ912)、なければ光量を変化させ(ステップ910)、再度カメラから画像を取り込む。 The image data captured by performing feature extraction process 908 of the blood vessel pattern and inspect the blood vessel pattern has appeared (step 912), changing the absence if the light quantity (step 910), capturing images from the camera again. 光量を変化させる方向は、指の部分の画像領域が全体に明るい場合には、光量が強く飽和気味の傾向が予測されるので光量を下げる方向に、逆に全体に暗い場合には、光量が弱いために透過光のS/N比が下がっている傾向が予測されるので光量を上げる方向に操作する。 Direction to vary the amount of light, when bright whole image area of ​​the portion of the finger, in the direction to decrease the amount of light because the amount of light is stronger tendency of saturation feeling is predicted, when the dark throughout Conversely, the amount of light since tendency S / N ratio of the transmitted light is lowered in weak it is expected to operate in a direction to increase the amount of light. 指領域の全体の明るさは、その構成画素の平均値から容易に計測できる。 Brightness of the entire finger region can be easily measured from the mean value of the constituent pixels. そして、すでに登録してあるパターンと一致するものがないか照合探索を行い(ステップ914)、一致するパターンが存在すれば(ステップ916)、認証を必要としている機器やソフトウェアプログラム等の制御対象に対して、正当なアクセス権が認証された旨の信号、もしくは認証された個人の識別用データを送信する(ステップ918)。 Then, already to register to Aru pattern that there is no or verification search for a match (step 914), if there is a matching pattern (step 916), the control target, such as a device or software program that requires authentication against, the signal indicating that legitimate access is authenticated, or transmits the authenticated identification data personal was (step 918). そして、次にスイッチがオンになるまで再び待機する。 And, then again to wait until the switch is turned on.

図10は、指の太さを計測する際に、センサーを用いずに行う方法の一例である。 10, when measuring the thickness of a finger, which is an example of how to do without using the sensor. 図10−Aは、光源において、それに対峙したカメラが映し出す面を示している。 Figure 10-A, in the light source, it shows a camera Utsushidasu surface which faces it. 中央の106が光源であり、周りを近赤外線の反射を抑える、もしくは吸収する塗料を塗布した面1000が囲んでいる。 A central 106 light source, suppress reflection in the near infrared, or surface 1000 coating was applied to absorb surrounds around. その面に、今度は逆に近赤外線を反射しやすい素材の棒状のマーキング1002を施している。 On the surface, this time is subjected to bar-like marking 1002 of easily reflecting the near infrared Conversely material. 光源が光ると、1000と1002の間には、明確なコントラストが生ずる。 When the light source shines, between 1000 and 1002, a clear contrast occurs. カメラで撮影すると、両者の間の輝度差は非常に大きくなる。 When shooting with a camera, the luminance difference between them is very large. 図10―Bのように、指200を光源にかざすと、指の太さに応じて、マーキングの隠される面積が変化する。 As in FIG. 10-B, held over the finger 200 to the light source, depending on the thickness of a finger, an area that is hidden marking is changed. 指部分の画像領域内では、血管とそうでない部分との輝度差は極端には大きくなることがないので、指がマーキング部分を覆うと、マーキング部分に存在した輝度差がなくなる。 The image region of the finger portions, the luminance difference between Otherwise portion and the vessel will not be greater in the extreme, when the finger covers the marked part, the luminance difference was present in marked part is eliminated. すなわち、輝度差の大きい部分が、どこで途絶えたかの位置座標が指の外郭位置を与え、これは非常に簡単な差分処理で求められる。 That is, a large portion of the luminance difference, where No Longer or coordinates gives a contour position of the finger, which is determined in a very simple difference process. 指の太さを求める分には、最低2点のマーキングがあればよいのだが、指は太さは節などがあって一様ではないので、図のように4点のマーキングを使うと、より正確な太さを決定できる。 In minutes to determine the thickness of the fingers, but I may if there is a marking of at least two points, because the finger is not uniform if there is such as section thickness, and use the marking of the four points as shown in the figure, It can determine a more accurate thickness. また4点使えば、指が若干傾いて挿入された場合でも、その傾き角度を求めることができる。 Also With point 4, even if the finger is inserted slightly inclined, it is possible to obtain the inclination angle.

図4は、認証装置の一実施例において、指を挿入する部分を側面から見た拡大図である。 Figure 4 shows, in an embodiment of the authentication apparatus is an enlarged view seen from the side portions to insert a finger. 上部に近赤外光源106があり、下部に光学開口部110があって、その下にカメラ114がある。 There is a near infrared light source 106 to the upper, there is the optical aperture 110 at the bottom, there is a camera 114 under it. 400はボタンスイッチのタッチ部分であり、指が直接触れて押されることで、接点スイッチ108がオンになる。 400 is a touch portion of the button switch, that the finger is pressed in direct contact, the contact switch 108 is turned on. 108はバネ付きプッシュスイッチであり、押されている間だけ導電状態になり、放されるとバネで自動的に初期位置に戻り、絶縁状態になる。 108 is a push switch with a spring, it becomes conductive state only while being pushed, automatically return to the initial position released, the spring, the insulating state. 図のように、開口部110からボタン400までの間は、指が自然に屈曲するように弧を描くようにデザインすると、確実に指が曲がるので、すでに述べた血管の圧迫によるパターンの欠落がさらに起こりにくくなる。 As shown, between the opening 110 until the button 400, when the finger is designed in an arc to bend naturally, reliably because fingers bend, lack of pattern due to compression of the already mentioned vessels In addition less likely to occur. また、開口部110を形成するガラス板をより下方に設置するか、もしくは指置き台402を設けることで、指の付け根が開口部1 Also, mount the glass plate forming the opening 110 more downward, or by providing the finger stand 402, the base of the finger opening 1
10に対して浮き上がるようにし、これによって開口部110と指が接触することによる血管圧迫をより確実に防ぐことができる。 As floats relative to 10, whereby it is possible to prevent the vessel pressure due to the opening 110 and the finger is in contact more reliably.

図13には、指を挿入する部分を側面から見た拡大図の別な実施例を示す。 Figure 13 shows another embodiment of the enlarged view of the portion of inserting a finger from the side. 図4と比較すると、ボタンスイッチ1301の位置が異なる。 Compared to FIG. 4, it is different from the position of the button switch 1301. 図13のボタンスイッチ1301においては、図4のボタンスイッチ400とは異なり、指を奥に押し込むような動作により、接点スイッチ108の操作が行われる。 In the button switch 1301 of FIG. 13 is different from the button switch 400 of FIG. 4, the operation as pressing the finger to the back, the operation of the contact switch 108 is performed. この場合、図4のボタンスイッチ400よりも、ボタンスイッチ1301の押下は不自然な動作となるが、例えば、ボタンスイッチ1301をタッチセンサ等のクリック動作を伴わないスイッチ手段にすることにより、快適な操作感を得ることができる。 In this case, than the button switch 400 of FIG. 4, but the depression of the button switch 1301 becomes unnatural operation, for example, by a button switch 1301 to the switch means without click motion, such as a touch sensor, comfortable it is possible to obtain an operational feeling. 図5は、ボタン400をさらに拡大して示した図である。 Figure 5 is a diagram showing a further enlarged button 400. 指の触れる面には、指がちょうどフィットするように、凹み等の造形を施し、指先の位置が、より確実に毎回同位置に来るようにし、また、ボタンを押すこと自体による位置ずれを起こさないようにできる。 On the surface touch of the finger, so fingers just fit, subjected to molding such as dents, fingertip position is, to come to more reliably every time the same position, also, cause a position shift due to itself by pressing the button possible so as not. また、図4でも示しているように、ボタンの高さは、ちょうど指先の腹部分が収まるだけに制限し、上部に空間を設けることで、爪を長く伸ばしていたり、付け爪をしていたりする人でも不自由なくボタンを押すことができる。 Moreover, as also shown in FIG. 4, the height of the button, or just restricted to accommodate the belly portion of the fingertip, by providing the space on the top, or have extended long nails, it has a nail without inconvenience button even in people who can push. 図6は、指の付け根部分に設けた指置き台402の拡大図である。 Figure 6 is an enlarged view of a finger stand 402 provided at the root portion of the finger. 単なる板状の突起でも構わないが、図のように、指の太さよりもやや大きめ程度の半円形に加工することで、指を置いたときの横方向のずれを自然に防ぐことができる。 Although it may be a simple plate-like projection, as shown in the figure, is processed into semi-circular about slightly larger than the thickness of a finger, it is possible to prevent lateral displacement when placing the finger naturally. この場合、指置き台402は、独立した手段というよりは、前述のガイド溝112の1バリエーションとなっており、どこに指を置けばよいのかガイドの役目も果たしている。 In this case, the finger rests 402, rather than independent means, also plays 1 variation and which is in, or the one guide role you put where the finger of the guide groove 112 described above.

図7は、認証装置100の、別のバリエーションの1例である。 7, the authentication apparatus 100 is an example of another variation. 図1の例では、天井照明などからの遮光のため、屋根のような形で光源部102を設けたが、ユーザにとっては、逆に、遮蔽された空間に指を挿入するという心理的不安感を煽る場合がある。 In the example of FIG. 1, for shielding from ceiling lighting, although the light source unit 102 provided in a manner of a roof, for the user, on the contrary, psychological anxiety of inserting a finger into shielded space there is a case in which inflame. そこで、図7ように、光源を指の斜め上方に配置することで、指をユーザの視界から完全に隠してしまうような覆いをなくすことができる。 Therefore, FIG. 7 as the light source by disposing obliquely upward finger can be eliminated cover that would completely hides the finger from the user's view. 図の例では、開口部の両側に斜めの屋根型光源部を設け、光源106をそれぞれ配置している。 In the illustrated example, the roof light source unit obliquely on both sides of the opening, and using a light source 106, respectively. 光源を両側2箇所に設けるのは、1箇所だと指の透過光に偏りが生じて斑になり、正しい血管パターンが得られなくなる可能性もあるからである。 The provision of the light source on both sides two places, bias occurs becomes mottled that it one place finger of the transmitted light, since the correct blood vessel pattern can also not be obtained.

図8は、認証装置100の、また別の光学系配置の一例である。 8, the authentication device 100, also as an example of another optical system arrangement. 光源800は、透過光源106に対して反射光源を提供する。 Light source 800 provides a reflected light to transmitted light 106. これら2つの光源は、コンピュータ204からの制御によって任意の組み合わせでオンオフ可能とする。 These two light sources, allows off in any combination the control of the computer 204. 例えば、反射光源800に可視光を発生させ、指の表面をカメラ114で撮像するようにしてもよい。 For example, to generate a visible light reflection source 800 may be an imaging surface of the finger on the camera 114. 上記実施例では、光学フィルタは近赤外域のみを透過するとしてきたが、ここではその替わりに、可変もしくは切り替え型の光学フィルタ802を設けることで、必要に応じて可視光も通すように切り替え可能とする。 Above In an embodiment, the optical filter has been to transmit only near-infrared region, wherein in that instead, by providing the optical filter 802 of the variable or switchable type switchable as needed to pass also visible light to. これによって、指表面の指紋パターン等の生体特徴を撮像することが可能になり、指表面の生体特徴と血管パターンによる認証を同時に行うことで、認証精度を高めることが可能になる。 This makes it possible to image the biological characteristics of the fingerprint pattern or the like of the finger surface, by performing the authentication by biometric features and the blood vessel pattern of the finger surface at the same time, it is possible to improve the authentication accuracy.

以上では、認証装置におけるボタンスイッチの利用がもたらす利点について述べたが、ボタンを押すという動作は、装置との接触を意味し、衛生面での抵抗感をもたらす可能性もないわけではない。 The above has been described the advantages of utilizing brings button switches in the authentication device, the operation of pushing the button means contact with the device is not without also can result in reluctance of hygiene. これについては、装置筐体やボタンに最近では一般的に用いられている抗菌素材を用いることで、それを緩和することができる。 For this, the use of the antimicrobial material that is recently generally used in the apparatus housing and buttons, it is possible to alleviate it. 特に、筐体に「抗菌」の文字を印刷できるだけでも心理的効果は大きい。 In particular, the psychological effect alone can print the character of "antibacterial" in the housing is large. 本発明の装置構成では、血管パターンを取得するためのセンサー部は、筐体表面に現れている必要はなく、装置表面の抗菌加工は非常に容易である。 The device configuration of the present invention, the sensor unit for acquiring a blood vessel pattern does not need to appear on the casing surface, antibacterial surface of the device is very easy. 指紋をはじめ、センサーが直接生体に触れる必要がある生体認証方法では、センサーの抗菌化に難を抱える場合が多いが、本発明では問題がない。 Including fingerprint, the biometric authentication method that should the sensor come into direct contact with the living body, but often suffer from flame antimicrobial of the sensor, there is no problem in the present invention.

また、上記実施例では、ボタンスイッチに機械式のプッシュスイッチを例にしたが、触れるだけで導電する、例えば静電タイプのスイッチを400と108の替わりに用いても構わない。 In the above embodiment, although an example a push switch of the mechanical to the button switch, to only a conductive contact, for example, it may be used electrostatic type switch instead of 400 and 108. あるいは光源と光センサーの組を用いて、所定の位置に指先が来て、光が遮られたらスイッチが入るような形式にしても構わない。 Or by using a light source and the light sensor set, coming fingertip in place, light may be in the form such that the switch Once blocked entry. この場合、同様に人感センサー等の各種センサーも利用できる。 In this case, as well as also various types of sensors such as motion sensors can be used.

図14には、テンキー部を備えた指認証装置を示している。 Figure 14 shows a finger authentication device provided with a numeric keypad. このテンキー部1401により、万が一、指による認証に失敗した場合においても、予め登録しておいた暗証番号等により、認証をおこなうことが可能となる。 The numeric keypad 1401, by any chance, even if the authentication fails with the finger, the personal identification number or the like which is registered in advance, it is possible to perform authentication. また、指による認証と暗証番号による認証とを組み合わせることにより、より確実な認証を可能とする。 Further, by combining the authentication by the authentication and personal identification number with a finger, to enable a more reliable authentication. さらに、指による認証をおこなった場合と、暗証番号による認証とを行った場合とにより、認証後の動作を変える等の応用が可能となる。 Furthermore, in the case where subjected to authentication by a finger, by a case of performing authentication by PIN, it is possible to apply such changing operation after the authentication.

本発明を実現する装置形態の一例。 An example of an apparatus configuration for implementing the present invention. 本発明を実現する装置システム構成の一例。 An example of a system configuration for implementing the present invention. 本発明を実現するソフトウェアフローの一例。 An example of a software flow for implementing the present invention. 装置における指挿入部分の断面図の一例。 An example of a cross-sectional view of the finger insertion part in the apparatus. ボタンスイッチの形状の一例。 An example of the shape of the button switch. 指置き台の形状の一例。 An example of a finger stand of shape. 本発明を実現する装置形態の別の例。 Another example of a device configuration for realizing the present invention. 本発明を実現する光学系構成の一例。 An example of an optical system configured to implement the present invention. 本発明の光量制御をおこなうソフトウェアフローの一例。 An example of a software flow for the light quantity control of the present invention. 本発明の指の太さを測定する構成の一例。 An example of a configuration for measuring the thickness of a finger of the present invention. 本発明を実現する指認証装置の3面図。 3-view drawing of a finger authentication device that realizes the present invention. 本発明を実現する指認証装置の組み立て斜視図。 Assembled perspective view of the finger authentication device implementing the present invention. 装置における指挿入部分の断面図の第2の実施例。 Second embodiment of a cross-sectional view of the finger insertion part in the apparatus. テンキー部を備えた指認証装置の一例。 An example of a finger authentication device that includes a numeric keypad.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

100…認証装置筐体、102…認証装置光源部、104…認証装置撮像部、 100 ... authentication device housing, 102 ... authenticating device the light source unit, 104 ... authentication device imaging unit,
106…近赤外光源、108…ボタンスイッチ、110…光学開口部、112… 106 ... near infrared light source, 108 ... button switch, 110 ... optical aperture, 112 ...
ガイド溝、114…カメラ、200…手、202…画像入力器、204…コンピュータ、206…入出力インタフェース、208…中央演算装置、210…メモリ、212…表示器、214…キーボード、216…制御対象。 Guide groove, 114 ... camera, 200 ... hand, 202 ... image input unit, 204 ... Computer, 206 ... input-output interface, 208 ... central processing unit, 210 ... memory, 212 ... display, 214 ... keyboard, 216 ... control object .

Claims (2)

  1. 設置される指の位置決めをする指置きガイド部と、 And finger placement guide portion for positioning the finger is placed,
    前記設置される指を透過する透過光を照射する光源と、 A light source for irradiating light transmitted through the finger to be the installation,
    前記透過光に対して透光性を有する部材からなる光学開口部と、 An optical aperture comprising a member having a light-transmitting property with respect to the transmitted light,
    前記透過光を前記光学開口部を介して撮像する撮像部と、 An imaging unit for imaging the transmitted light through the optical aperture,
    前記光学開口部を介し前記撮像部で撮影された画像から血管パターンを抽出し、前記抽出した血管パターンと予め登録された登録パターンとの照合を行う認証部とを有し、 The blood vessel pattern extracted from the image captured by the imaging unit through the optical aperture, and a authentication section for matching the preregistered pattern and the extracted blood vessel pattern,
    前記ガイド部は、前記設置される指を前記光学開口部より該指の付け根側で支持する指置き台と、該指の先端を支持する先端支持部とを有し、当該先端支持部は、前記光学開口部に指が接触しないように指先の腹側を保持する第一保持部と、前記設置される指の根元側から指先側方向の移動を制限する第二保持部とを有し、 The guide portion includes a finger stand for supporting the finger is the installation at the base side of the finger than the optical aperture, and a tip support portion which supports a distal end of the finger, the tip support portion, a first holding portion for holding the ventral side of the fingertip as a finger to the optical aperture is not in contact, and a second holding portion for limiting the movement of the fingertip side direction from the root side of the finger to be the installation,
    前記第二保持部は、指先と接触する面に指先端部を保持する凹部をさらに備え、 The second holding part further comprises a recess for holding a finger tip surface in contact with the fingertip,
    前記先端支持部はスイッチであって、 The tip supporting portion is a switch,
    前記ガイド部に前記指が設置された後に前記スイッチがONになると、前記認証部は認証を開始することを特徴とする生体認証装置。 When the switch is turned ON after the finger is placed on the guide unit, the authentication unit biometric authentication apparatus characterized by starting the authentication.
  2. 請求項1に記載の生体認証装置であって、 A biometric authentication device according to claim 1,
    前記スイッチは静電スイッチであることを特徴とする生体認証装置。 Biometric authentication device, wherein the switch is an electrostatic switch.
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