JP5229489B2 - Biometric authentication device - Google Patents

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本発明は、指等の生体部位の静脈パターンを利用して個人認証を行う生体認証装置に関する。   The present invention relates to a biometric authentication apparatus that performs personal authentication using a vein pattern of a biological part such as a finger.

レンズアレイを用いることにより、薄型化を図った生体認証装置が知られている(例えば特許文献1,2,3参照)。   There is known a biometric authentication device that is thinned by using a lens array (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).

一方、モバイル機器のような小型機器に搭載される生体認証装置においては、薄型・小型であることが重要である。しかし、特許文献1,2,3に開示されている装置は、薄型化することはできても小型化することは困難である。   On the other hand, in a biometric authentication device mounted on a small device such as a mobile device, it is important that the device is thin and small. However, the devices disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3 are difficult to reduce in size even though they can be reduced in thickness.

すなわち、特許文献1の装置は、レンズアレイを構成するレンズと撮像素子の画素とが1対1対応となっているため、観察したい指の領域とほぼ同じサイズの撮像素子が必要になる。そして、まばらに存在する静脈のパターンを利用する認証の精度を確保するには、指のかなり広い領域を観察する必要があるので、必然的に撮像面積の大きな撮像素子が要求されるため装置が大型化してしまう。また、撮像面積の大きな撮像素子は高価であるため、装置コストが増大するという問題もある。   That is, in the apparatus of Patent Document 1, since the lenses constituting the lens array and the pixels of the image sensor have a one-to-one correspondence, an image sensor having almost the same size as the finger region to be observed is required. In order to ensure the accuracy of authentication using sparsely existing vein patterns, it is necessary to observe a fairly large area of the finger, so an image sensor with a large imaging area is necessarily required. It will increase in size. In addition, since an image pickup element having a large image pickup area is expensive, there is a problem that the apparatus cost increases.

特許文献2,3の装置においても、指をレンズアレイに接触もしくは接近させて撮像するため、静脈認証の精度を確保するため指の広い範囲を撮像しようとすると、撮像面積の大きい高価な撮像素子を必要とし、装置の大型化、コスト増大が避けられない。   Even in the devices of Patent Documents 2 and 3, since an image is taken with the finger in contact with or close to the lens array, an expensive image sensor with a large imaging area is required to image a wide range of the finger in order to ensure the accuracy of vein authentication. Therefore, an increase in the size and cost of the apparatus is inevitable.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、撮像面積の小さい安価な撮像素子を使用して高精度な静脈認証が可能であって、装置の薄型化・小型化及び低コスト化が容易な生体認証装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and enables highly accurate vein authentication using an inexpensive imaging device having a small imaging area. An object of the present invention is to provide a biometric authentication device that can be easily reduced in cost.

請求項1の発明による生体認証装置は、
複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位に特定偏光方向の直線偏光を照射する照明手段と、該レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、該特定偏光方向と平行な方向の偏光成分のみ通過させる第1の検光子と、該レンズアレイのレンズにより略結像される、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位の縮小像(以下、個眼像と称する)の集合である複眼像を撮像する、該レンズアレイの像面側に設けられた撮像素子とを含み、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位と非接触で前記複眼像を入力する像入力装置と、
前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられていないレンズによる個眼像の各画素値に対し、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられたレンズによる個眼像の対応画素値を減算する補正演算を施す補正演算手段と、
前記補正演算手段による補正演算後の個眼像を利用して個人認証を行う認証手段とを有することを特徴とするものである。
The biometric authentication device according to the invention of claim 1
A lens array in which a plurality of lenses are arrayed, illumination means for irradiating a biological part held in the field of view of the lens array with linearly polarized light in a specific polarization direction, and an object side of a part of lenses of the lens array Alternatively, a first analyzer that is provided on the image plane side and passes only a polarized component in a direction parallel to the specific polarization direction, and a lens in the field of view of the lens array that is substantially imaged by the lens of the lens array. An imaging device provided on the image plane side of the lens array for capturing a compound eye image that is a set of reduced images of the living body part (hereinafter referred to as a single eye image), and within the field of view of the lens array An image input device for inputting the compound eye image in a non-contact manner with a living body part held up;
In a compound eye image input by the image input device, for each pixel value of a single eye image by a lens not provided with the first analyzer of the lens array, the first analyzer of the lens array is A correction calculation means for performing a correction calculation for subtracting the corresponding pixel value of the single-eye image by the provided lens;
And authentication means for performing personal authentication using a single eye image after the correction calculation by the correction calculation means.

請求項2の発明の特徴は、請求項1の発明による生体認証装置において、前記像入力装置は、前記レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、前記特定偏光方向と非平行な方向の偏光成分のみを通過させる第2の検光子を含み、前記補正演算手段において、前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第1の検光子も前記第2の検光子も設けられていないレンズによる個眼像の各画素値に対し、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられたレンズによる個眼像の対応画素値を減算し、かつ、前記レンズアレイの前記第2の検光子が設けられたレンズによる個眼像の対応画素値を加算する補正演算を施すことである。   According to a second aspect of the present invention, in the biometric authentication device according to the first aspect of the invention, the image input device is the specific polarization direction provided on the object side or the image plane side of a part of the lenses of the lens array. The first analyzer of the lens array in the compound eye image input by the image input device in the correction calculation means. Subtracting the corresponding pixel value of the single eye image by the lens provided with the first analyzer of the lens array from each pixel value of the single eye image by the lens without the second analyzer; and The correction operation of adding the corresponding pixel values of the single-eye image by the lens provided with the second analyzer of the lens array is performed.

請求項3の発明の特徴は、請求項1又は2の発明による生体認証装置において、前記補正演算手段による補正演算に先立って、該補正演算に係る個眼像に対し該個眼像間の視差を打ち消すように像位置を調整する視差調整演算を施す視差調整演算手段と、該視差調整演算手段による視差調整演算に用いられる個眼像間視差を、前記像入力装置により入力された複眼像に基づいて算出する視差検出演算手段とをさらに有することである。   According to a third aspect of the present invention, in the biometric authentication device according to the first or second aspect of the invention, prior to the correction calculation by the correction calculation means, the parallax between the single-eye images with respect to the single-eye image related to the correction calculation. Parallax adjustment calculation means for performing parallax adjustment calculation for adjusting the image position so as to cancel the image position, and the single-eye image parallax used for the parallax adjustment calculation by the parallax adjustment calculation means to the compound eye image input by the image input device It further has parallax detection calculation means for calculation based on the above.

請求項4の発明による生体認証装置は、
複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位に特定偏光方向の直線偏光を照射する照明手段と、該レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、該特定偏光方向と平行な方向の偏光成分のみ通過させる第1の検光子と、該レンズアレイのレンズにより略結像される、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位の縮小像(以下、個眼像と称する)の集合である複眼像を撮像する、該レンズアレイの像面側に設けられた撮像素子とを含み、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位と非接触で前記複眼像を入力する像入力装置と、
前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられていない複数のレンズによる複数の個眼像から、その視差を利用して第1の単一画像を再構成し、また、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられた複数のレンズによる複数の個眼像から、その視差を利用して第2の単一画像を再構成する再構成演算手段と、
前記第1の単一画像の各画素値に対し、前記第2の単一画像の対応画素値を減算する補正演算を施す補正演算手段と、
前記補正演算手段による補正演算後の単一画像を利用して個人認証を行う認証手段とを有することを特徴とするものである。
The biometric authentication device according to the invention of claim 4
A lens array in which a plurality of lenses are arrayed, illumination means for irradiating a biological part held in the field of view of the lens array with linearly polarized light in a specific polarization direction, and an object side of a part of lenses of the lens array Alternatively, a first analyzer that is provided on the image plane side and passes only a polarized component in a direction parallel to the specific polarization direction, and a lens in the field of view of the lens array that is substantially imaged by the lens of the lens array. An imaging device provided on the image plane side of the lens array for capturing a compound eye image that is a set of reduced images of the living body part (hereinafter referred to as a single eye image), and within the field of view of the lens array An image input device for inputting the compound eye image in a non-contact manner with a living body part held up;
A first single image using parallax from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses not provided with the first analyzer of the lens array in a compound eye image input by the image input device. And reconstructing a second single image using the parallax from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses provided with the first analyzer of the lens array. Computing means;
Correction calculation means for performing a correction calculation for subtracting the corresponding pixel value of the second single image for each pixel value of the first single image;
And authentication means for performing personal authentication using a single image after the correction calculation by the correction calculation means.

請求項5の発明の特徴は、請求項4の発明による生体認証装置において、前記像入力装置は、前記レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、前記特定偏光方向と非平行な方向の偏光成分のみを通過させる第2の検光子を含み、前記再構成演算手段において、前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第2の検光子が設けられた複数のレンズによる複数の個眼像から、その視差を利用して第3の単一画像を再構成し、前記補正演算手段において、前記第1の単一画像の各画素値に対し、前記第2の単一画像の対応画素値を減算し、かつ、前記第3の単一画像の対応画素値を加算する補正演算を施すことである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the biometric authentication device according to the fourth aspect of the invention, the image input device is the specific polarization direction provided on the object side or the image plane side of a part of the lenses of the lens array. The second analyzer of the lens array in the compound eye image input by the image input device in the reconstruction calculation means includes a second analyzer that passes only a polarization component in a direction non-parallel to the lens. A third single image is reconstructed from a plurality of single-eye images by a plurality of provided lenses using the parallax thereof, and the correction calculation means performs each pixel value of the first single image with respect to each pixel value. , Performing a correction operation of subtracting the corresponding pixel value of the second single image and adding the corresponding pixel value of the third single image.

請求項6の発明の特徴は、請求項4又は5の発明による生体認証装置において、前記補正演算手段による補正演算に先立って、該補正演算に係る単一画像に対し該単一画像間の視差を打ち消すように像位置を調整する視差調整演算を施す視差調整演算手段と、該視差調整演算手段による視差調整演算に用いられる単一画像間視差及び前記再構成演算手段による再構成演算に用いられる個眼像間視差を、前記像入力装置により入力された複眼像に基づいて算出する視差検出演算手段とをさらに有することである。   According to a sixth aspect of the invention, in the biometric authentication device according to the fourth or fifth aspect of the invention, prior to the correction calculation by the correction calculation means, the parallax between the single images with respect to the single image related to the correction calculation. Used for parallax adjustment calculation means for performing parallax adjustment calculation for adjusting the image position so as to cancel out the image, parallax between single images used for parallax adjustment calculation by the parallax adjustment calculation means, and reconstruction calculation by the reconstruction calculation means It further has parallax detection calculation means for calculating parallax between single images based on a compound eye image input by the image input device.

請求項7の発明の特徴は、請求項1乃至6のいずれか1項の発明による生体認証装置において、前記照明手段は、前記レンズアレイの視野内にかざされた生体部位に照射される直線偏光の光量を均一化するための照明用レンズを含むことである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the biometric authentication device according to any one of the first to sixth aspects, the illuminating means is a linearly polarized light that is irradiated to a biological part held in the field of view of the lens array. It includes an illumination lens for making the amount of light uniform.

請求項8の発明の特徴は、請求項7の発明による生体認証装置において、前記照明用レンズは前記レンズアレイに形成されることである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the biometric authentication device according to the seventh aspect of the present invention, the illumination lens is formed on the lens array.

本発明による生体認証装置において、像入力装置は、レンズアレイを含む縮小光学系を用い、レンズアレイの視野内にかざされた生体部位の縮小像の集合である複眼像を撮像するので、撮像面積の小さな安価な撮像素子を用いて生体部位の十分に広い範囲の像を入力可能であり、このことは像入力装置及びそれを含めた生体認証装置の薄型・小型化を可能にする。   In the biometric authentication device according to the present invention, the image input device uses a reduction optical system including a lens array, and picks up a compound eye image that is a set of reduced images of a biological part held in the field of view of the lens array. It is possible to input an image of a sufficiently wide range of a biological part using a small and inexpensive image pickup device, and this makes it possible to reduce the thickness and size of an image input device and a biometric authentication device including the image input device.

像入力装置において、照明手段により特定偏光方向の直線偏光が照明光として生体部位へ照射されるが、この照明光は生体部位の表面近傍で反射され、あるいは生体部位の内部に進入し反射・散乱されるので、生体部位からレンズアレイへ戻る光には、生体部位の表面近傍での反射光と、生体部位の内部で反射・散乱された光とがある。生体部位の表面近傍からの反射光は照明光の偏光方向と平行な方向の偏光成分が大きな割合を占めているのに対し、生体部位内部で反射・散乱された光は照明光の偏光方向と異なった方向の偏光成分が大きな割合を占めている。したがって、像入力装置により入力された複眼像において、第1の検光子が設けられたレンズによる個眼像は生体部位の表面近傍での反射光による像であり、第1の検光子が設けられないレンズによる個眼像は生体部位の内部で反射・散乱された光による静脈の像に、表面での反射光による像が重畳した像である。生体部位をレンズアレイから離してかざした場合、生体部位をレンズアレイに密着させるような場合に比べて、生体部位の表面近傍での反射光が増加し、また、生体部位の位置の変動に伴い照明光の面内強度分布も変化するが、その面内強度分布の変化は主に表面近傍での反射光に起因するため、静脈認証の場合には生体部位表面近傍での反射光による影響を強く受けやすい。本発明によれば、生体部位の表面近傍での反射光による影響を排除することにより、高精度の個人認証が可能である。   In the image input device, linearly polarized light in a specific polarization direction is irradiated to the living body part as illumination light by the illuminating means, but this illumination light is reflected near the surface of the living body part or enters the inside of the living body part and is reflected / scattered. Therefore, the light returning from the living body part to the lens array includes reflected light near the surface of the living body part and light reflected / scattered inside the living body part. The reflected light from the vicinity of the surface of the living body part accounts for a large proportion of the polarization component in the direction parallel to the polarization direction of the illumination light, whereas the light reflected and scattered inside the living body part is the polarization direction of the illumination light. Polarized components in different directions occupy a large proportion. Therefore, in the compound eye image input by the image input device, the monocular image by the lens provided with the first analyzer is an image by reflected light near the surface of the living body part, and the first analyzer is provided. A single-eye image with no lens is an image in which an image of a vein reflected by light reflected and scattered inside a living body part is superimposed on an image of reflected light on the surface. When the body part is held away from the lens array, the reflected light near the surface of the body part increases compared to the case where the body part is in close contact with the lens array. The in-plane intensity distribution of the illumination light also changes, but the change in the in-plane intensity distribution is mainly due to the reflected light near the surface. Strong and easy to receive. According to the present invention, highly accurate personal authentication is possible by eliminating the influence of reflected light near the surface of a living body part.

すなわち、請求項1の発明においては、補正演算によって、第1の検光子が設けられないレンズによる個眼像から表面反射光による像の成分を除去し、生体内部での反射・散乱された光による鮮明な静脈像を得られ、このような静脈像を利用することにより高精度の個人認証が可能となる。同様に、請求項4の発明においては、第1の検光子が設けられない複数のレンズによる複数の個眼像から再構成した高解像の単一画像から、表面反射光による像の成分を除去し、生体内部での反射・散乱された光による鮮明な高解像の静脈像を得られるため、より高精度の個人認証が可能となる。   That is, according to the first aspect of the present invention, the component of the image reflected by the surface reflected light is removed from the monocular image by the lens not provided with the first analyzer by the correction calculation, and the light reflected and scattered inside the living body. A clear vein image can be obtained, and by using such a vein image, high-accuracy personal authentication is possible. Similarly, in the invention of claim 4, the component of the image by the surface reflected light is obtained from a single image of high resolution reconstructed from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses not provided with the first analyzer. Since it is possible to obtain a clear high-resolution vein image by the light reflected and scattered inside the living body, it is possible to perform personal authentication with higher accuracy.

像入力装置において、レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた第2の検光子は、照明光(直線偏光)の偏光方向と非平行な方向の偏光成分を通過させるが、この通過する偏光成分は照明光が生体部位内の静脈等により反射されて偏光方向が変化した成分である。したがって、請求項2の発明において、補正演算によって、検光子が設けられないレンズによる個眼像から、第1の検光子が設けられたレンズによる個眼像の成分を減算し、第2の検光子が設けられたレンズによる個眼像の成分を加算することにより、生体部位の表面近傍での反射光の影響を除去し、静脈のエッジを強調した鮮明な静脈像を取得し、個人認証に利用することができる。同様、請求項5の発明において、補正演算にって、検光子が設けられない複数のレンズによる複数の個眼像から再構成した高解像度の単一画像から、第1の検光子が設けられた複数のレンズによる複数の個眼像から再構成された単一画像の成分を減算し、第2の検光子が設けられた複数のレンズによる複数の個眼像から再構成された単一画像の成分を加算することにより、生体部位の表面近傍での反射光の影響を除去し、静脈のエッジを強調した鮮明な高解像の静脈像を取得し、個人認証に利用することができる。   In the image input device, the second analyzer provided on the object side or the image plane side of a part of the lenses of the lens array transmits a polarization component in a direction non-parallel to the polarization direction of the illumination light (linearly polarized light). However, the polarized component passing therethrough is a component in which the polarization direction is changed by the illumination light reflected by a vein or the like in the living body part. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the component of the single eye image obtained by the lens provided with the first analyzer is subtracted from the single eye image obtained by the lens not provided with the analyzer by the correction calculation to obtain the second analyzer. By adding the components of a single-eye image by a lens provided with photons, the influence of reflected light near the surface of the living body part is removed, and a clear vein image with the vein edge emphasized is acquired for personal authentication. Can be used. Similarly, in the invention of claim 5, the first analyzer is provided from a high-resolution single image reconstructed from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses not provided with an analyzer in the correction calculation. A single image reconstructed from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses provided with a second analyzer by subtracting components of a single image reconstructed from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses By adding these components, it is possible to remove the influence of the reflected light near the surface of the living body part, obtain a clear high-resolution vein image with emphasized vein edges, and use it for personal authentication.

生体部材のレンズアレイからの距離が変化すると、複眼像中の個眼像間の視差が変化し、複眼像から再構成された単一画像間の視差も変化する。これに対し、請求項3又は6の発明によれば、視差調整演算に用いられる個眼像間視差又は単一画像間視差、さらには単一画像の再構成演算に用いられる個眼像間視差が、入力された複眼像に基づいて算出されるため、生体部材のレンズアレイからの距離の変化しても高い認証精度を確保可能である。   When the distance from the lens array of the living body member changes, the parallax between the single-eye images in the compound eye image changes, and the parallax between the single images reconstructed from the compound eye images also changes. On the other hand, according to the invention of claim 3 or 6, the single-eye image parallax or the single-image parallax used for the parallax adjustment calculation, and further the single-eye image parallax used for the single image reconstruction calculation However, since it is calculated based on the inputted compound eye image, it is possible to ensure high authentication accuracy even when the distance of the biological member from the lens array changes.

生体部位に対する照明光が特徴的な面内強度分布をもっていると、レンズアレイの視野内にかざした生体部位の位置により入力される静脈像の強度分布が変化し、認証精度を低下させるおそれがある。請求項7の発明においては、照明用レンズによって照明光の光量が均一化されるため、生体部位の位置による静脈像の強度分布の変化を抑制することができる。また、請求項8の発明においては、照明用レンズはレンズアレイに形成されるため、レンズアレイから独立した照明用レンズを設ける場合に比べ、照明用レンズにかかわる装置コストを削減でき、また装置の小型化にも有利である。   If the illumination light with respect to the living body part has a characteristic in-plane intensity distribution, the intensity distribution of the input vein image changes depending on the position of the living body part held in the field of view of the lens array, which may reduce the authentication accuracy. . In the invention of claim 7, since the amount of illumination light is made uniform by the illumination lens, it is possible to suppress a change in the intensity distribution of the vein image due to the position of the living body part. In the invention of claim 8, since the illumination lens is formed in the lens array, it is possible to reduce the cost of the apparatus related to the illumination lens as compared with the case where the illumination lens independent from the lens array is provided. It is also advantageous for downsizing.

本発明の第1の実施形態に係る生体認証装置の構成説明図である。1 is a configuration explanatory diagram of a biometric authentication device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第1の実施形態に係る像入力装置の平面構造説明図である。It is a plane structure explanatory view of the image input device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る生体認証装置の動作説明用フローチャートである。It is a flowchart for operation | movement description of the biometrics apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る生体認証装置の構成説明図である。It is composition explanatory drawing of the biometrics apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る像入力装置の平面構造説明図である。It is a plane structure explanatory drawing of the image input device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る生体認証装置の動作説明用フローチャートである。It is a flowchart for operation | movement description of the biometrics apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態に係る生体認証装置の構成説明図である。この生体認証装置は、生体部位として手の指を用い、指内部の静脈のパターン情報を利用して個人認証を行うもので、図示のように離れた位置にある指1と非接触の状態で、指1の像を入力するための像入力装置2を備える。図1においては像入力装置2の断面構造が概略的に示されている。図2に、指と対向する側から見た像入力装置2の平面構造を概略的に示す。なお、指の長手方向は、図1及び図2の左右方向に対応する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram of a biometric authentication apparatus according to the first embodiment of the present invention. This biometric authentication device uses a finger of a hand as a biological part and performs personal authentication by using vein pattern information inside the finger, and is in a non-contact state with a finger 1 at a distant position as shown in the figure. The image input device 2 for inputting the image of the finger 1 is provided. FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of the image input apparatus 2. FIG. 2 schematically shows a planar structure of the image input device 2 as viewed from the side facing the finger. The longitudinal direction of the finger corresponds to the left and right direction in FIGS.

像入力装置2は、複数の撮像用レンズをレンズ光軸と略直交する平面内にアレイ配列したレンズアレイ3を有する。ここに示す例では、図2に見られるように6個のレンズ4,5,6,7,8,9が2×3アレイ配列されている。   The image input device 2 includes a lens array 3 in which a plurality of imaging lenses are arrayed in a plane substantially orthogonal to the lens optical axis. In the example shown here, as shown in FIG. 2, 6 lenses 4, 5, 6, 7, 8, and 9 are arranged in a 2 × 3 array.

像入力装置2は、レンズアレイ3の像面側に、各レンズ4〜9により略結像される像を撮像するための撮像素子10を備える。この撮像素子10は、その撮像面11に多数の画素が二次元的に配列されたもので、例えば、一般的なCMOSイメージセンサやCCDイメージセンサを用いることができる。像入力装置2は、レンズアレイ3から離れた指1の縮小像を撮像することになるため、撮像面11の小さな安価な撮像素子10を使用し、指1をレンズアレイ3に密着させた状態で撮像する形態に比べ指1の十分広い領域の像を入力可能になる。このことは、像入力装置2の小型化、低コスト化を可能にする。   The image input device 2 includes an image pickup device 10 on the image plane side of the lens array 3 for picking up images that are substantially formed by the lenses 4 to 9. The image pickup device 10 has a large number of pixels two-dimensionally arranged on the image pickup surface 11, and for example, a general CMOS image sensor or CCD image sensor can be used. Since the image input device 2 captures a reduced image of the finger 1 away from the lens array 3, the image input device 2 uses a small and inexpensive image sensor 10 on the imaging surface 11, and the finger 1 is in close contact with the lens array 3. The image of a sufficiently wide area of the finger 1 can be input as compared with the form of imaging with. This makes it possible to reduce the size and cost of the image input apparatus 2.

また、像入力装置2は、各レンズ4〜9を通過した光線の像面上でのクロストークを防止するための遮光壁部材12を備える。これらのレンズアレイ3、遮光壁部材12、撮像素子10は筐体13により一体的に保持されている。   The image input device 2 also includes a light shielding wall member 12 for preventing crosstalk on the image plane of the light beams that have passed through the lenses 4 to 9. The lens array 3, the light shielding wall member 12, and the image sensor 10 are integrally held by a housing 13.

像入力装置2は、近赤外帯の直線偏光を指に照射するための照明装置17を備える。ここに示す例では、照明装置17は、光源としての近赤外発光ダイオード(LED)14と、この近赤外LED14の発した近赤外光を効率的に、より均一な光量で指へ向けて照射させるための、レンズアレイ3に一体的に設けられた照明用レンズ15と、この照明用レンズ15を通過した近赤外光を所定の偏光方向の直線偏光にするための偏光子としての、レンズアレイ上に設けられた偏光フィルム16とを含む。近赤外帯の光は、生体に対して透過率を有し、また、血液中の還元ヘモグロビンで吸収を受けるため、指内部の静脈の像を入力する目的に好適である。   The image input device 2 includes an illumination device 17 for irradiating a finger with linearly polarized light in the near infrared band. In the example shown here, the illuminating device 17 efficiently directs near-infrared light-emitting diodes (LEDs) 14 as light sources and near-infrared light emitted by the near-infrared LEDs 14 to the finger with a more uniform light amount. As an illuminating lens 15 provided integrally with the lens array 3 for irradiation, and a near-infrared light passing through the illuminating lens 15 as a polarizer for making linearly polarized light of a predetermined polarization direction. And a polarizing film 16 provided on the lens array. Near-infrared light has a transmissivity for a living body and is absorbed by reduced hemoglobin in blood, which is suitable for inputting a vein image inside a finger.

図2に示されるように、レンズアレイ3は、指と対向する側より観察した場合、遮光壁部材12により各撮像用レンズ4〜9に対応した四角形の領域24,25,26,27,28,29に区画されている。そして、レンズアレイ3には、レンズ8に対応した領域28に、照明装置17よる照明光の偏光方向と平行な方向の偏光成分のみを通過させる検光子としての偏光フィルム30が設けられ、また、レンズ9に対応した領域29に、照明装置17による照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分のみを通過させる検光子としての偏光フィルム31が設けられている。   As shown in FIG. 2, when the lens array 3 is observed from the side facing the finger, the light-shielding wall member 12 has rectangular areas 24, 25, 26, 27, 28 corresponding to the imaging lenses 4 to 9. , 29. The lens array 3 is provided with a polarizing film 30 as an analyzer that allows only a polarization component in a direction parallel to the polarization direction of the illumination light from the illumination device 17 to pass through the region 28 corresponding to the lens 8. In a region 29 corresponding to the lens 9, a polarizing film 31 is provided as an analyzer that allows only a polarization component in a direction orthogonal to the polarization direction of illumination light from the illumination device 17 to pass.

また、図1及び図2には図示されていないが、レンズアレイ3のレンズ4,6,7,8,9に対応した領域24,26,27,28,29に、レンズアレイの上面又は下面に成膜された金属薄膜等からなる可視光カットフィルタ(又は近赤外光透過フィルタ)が形成されている。なお、レンズ5に対応した領域25には可視光カットフィルタ(又は近赤外光透過フィルタ)を設けないが、これは、このレンズ5による像を装置周囲の照度の検出に利用可能にするためである。このような利用を考えないならば、このレンズ5の領域25にも同フィルタを設けてよい。また、可視光が入射する可能性のないような環境で生体認証装置を利用するのであれば、そのようなフィルタを省いてもよい。また、レンズアレイ3の撮像用の各レンズは円形であるので、それら各レンズの有効範囲外の領域からの光の入射を阻止するための金属箔膜等の遮光膜(不図示)が例えばレンズアレイ3の像面側の面に形成されている。   Although not shown in FIGS. 1 and 2, regions 24, 26, 27, 28, and 29 corresponding to the lenses 4, 6, 7, 8, and 9 of the lens array 3 are provided on the upper or lower surface of the lens array. A visible light cut filter (or a near-infrared light transmission filter) made of a metal thin film or the like formed on is formed. Note that the region 25 corresponding to the lens 5 is not provided with a visible light cut filter (or near infrared light transmission filter), but this is to make the image by the lens 5 available for detecting the illuminance around the apparatus. It is. If such use is not considered, the same filter may be provided in the region 25 of the lens 5. Further, such a filter may be omitted if the biometric authentication apparatus is used in an environment where there is no possibility of incident visible light. Further, since each lens for imaging of the lens array 3 is circular, a light-shielding film (not shown) such as a metal foil film for preventing light from entering from an area outside the effective range of each lens is, for example, a lens. It is formed on the image side surface of the array 3.

なお、偏光フィルム16,30,31に代えて、レンズアレイ3の上面又は下面に微細構造を形成することによって、同様の偏光子又は検光子を実現することも可能であり、かかる実施形態も当然に本発明に包含される。このような実施形態は、レンズアレイ3に偏光フィルムを貼り付けたり塗布する形態に比べ、生産コストや加工精度の面で一般的に有利である。   Note that it is possible to realize a similar polarizer or analyzer by forming a fine structure on the upper surface or the lower surface of the lens array 3 instead of the polarizing films 16, 30, and 31. Are encompassed by the present invention. Such an embodiment is generally advantageous in terms of production cost and processing accuracy, compared to a mode in which a polarizing film is attached to or applied to the lens array 3.

図1を参照し、生体認証装置の他の構成要素について説明する。図1において、LED駆動部41は照明装置17の近赤外LED14を駆動する手段である。画像キャプチャ部42は、撮像素子10より出力される画像データを取り込み、レンズ4,6,7,8,9による像(個眼像)のデータS1,S2,I1,I2,I3を抽出する手段である。撮像素子10より取り込まれる画像データは、レンズ4〜9による個眼像の集合した複眼像データであり、その各個眼像の周囲が遮光壁部材12の影で囲まれている。したがって、複眼像データの画素値を適当な閾値と比較して遮光壁部材12の影部分を検出することにより、各個眼像データを容易に抽出可能である。なお、レンズアレイ3のレンズピッチや遮光壁部材12の寸法等の精度が十分に高い場合には、予め決めた領域を単純に個眼像として切り出すようにしてもよい。   With reference to FIG. 1, other components of the biometric authentication device will be described. In FIG. 1, an LED drive unit 41 is means for driving the near-infrared LED 14 of the illumination device 17. The image capture unit 42 captures the image data output from the image sensor 10 and extracts image (single-eye image) data S1, S2, I1, I2, and I3 from the lenses 4, 6, 7, 8, and 9. It is. The image data captured from the image sensor 10 is compound-eye image data in which single-eye images are collected by the lenses 4 to 9, and the periphery of each single-eye image is surrounded by the shadow of the light shielding wall member 12. Therefore, each eye image data can be easily extracted by comparing the pixel value of the compound eye image data with an appropriate threshold value and detecting the shadow portion of the light shielding wall member 12. If the accuracy of the lens pitch of the lens array 3 and the dimension of the light shielding wall member 12 is sufficiently high, a predetermined area may be simply cut out as a single eye image.

視差検出演算部43は、レンズ4,6に対応した個眼像データS1,S2より両個眼像間の視差(画像シフト)を算出するとともに、この視差を基に、レンズ7に対応した個眼像データI1に対する、レンズ8,9の個眼像データI2,I3の視差を算出する演算手段である。例えば、個眼像データS1,S2のうちの一方の個眼像データS2をx方向,y方向にシフトしたものと、もう一方の基準側の個眼像データS1との間の輝度偏差をとり、その二乗和を求める計算を、シフト量を変化させながら繰り返し、輝度偏差の二乗和が最小となったx方向,y方向のシフト量を、それら個眼像間のx方向,y方向の視差とするような演算を行う。このようにして個眼像データS1,S2間の視差が算出されたならば、レンズピッチ等に基づいて個眼像データI1に対する、個眼像データI2,I3の視差も容易に計算することができる。   The parallax detection calculation unit 43 calculates the parallax (image shift) between the two eye images from the single eye image data S1 and S2 corresponding to the lenses 4 and 6, and the individual corresponding to the lens 7 based on the parallax. This is a calculation means for calculating the parallax of the individual eye image data I2 and I3 of the lenses 8 and 9 with respect to the eye image data I1. For example, the luminance deviation between the single eye image data S2 of the single eye image data S1 and S2 shifted in the x direction and the y direction and the other single eye image data S1 is obtained. The calculation for obtaining the square sum is repeated while changing the shift amount, and the shift amount in the x direction and the y direction in which the square sum of the luminance deviation is minimized is obtained as the parallax in the x direction and y direction between the individual images. An operation such as If the parallax between the single-eye image data S1 and S2 is calculated in this way, the parallax of the single-eye image data I2 and I3 with respect to the single-eye image data I1 can be easily calculated based on the lens pitch or the like. it can.

視差調整演算部44は、視差検出演算部43により算出された個眼像データI2,I3の個眼像データI1に対する視差に基づき、その視差を打ち消すように像位置を調整する視差調整演算を個眼像データI2,I3に対し施す手段である。被写体距離と視差との間には、被写体距離が増加すると視差が減少するという関係があるが、このような視差調整演算を施すため、レンズアレイ3から指1までの光軸方向の距離が一定でなくとも正常な認証が可能になる。   The parallax adjustment calculation unit 44 performs the parallax adjustment calculation for adjusting the image position so as to cancel the parallax based on the parallax with respect to the single-eye image data I1 of the single-eye image data I2 and I3 calculated by the parallax detection calculation unit 43. This is a means applied to the eye image data I2 and I3. Between the subject distance and the parallax, there is a relationship that the parallax decreases as the subject distance increases. However, in order to perform such parallax adjustment calculation, the distance in the optical axis direction from the lens array 3 to the finger 1 is constant. Normal authentication is possible even if it is not.

補正演算部46は、個眼像データI1に対し、視差調整演算後の個眼像データI2,I3を用いた補正演算を施す手段であり、演算モード選択信号47に応じて第1の演算モード又は第2の演算モードを選択可能である。なお、演算モード選択信号47は、例えば、当該生体認証装置の備える不図示のスイッチの操作や、当該生体認証装置が搭載された情報端末等の機器の備えるスイッチの操作により設定されたり、あるいは、当該機器で動作するプログラムにより設定される。第1の演算モードが選択された場合、補正演算部46では、個眼像データI1の各画素値に対し、視差調整演算後の個眼像データI2の対応画素値を減算する演算(I1−I2)が行われる。第2の演算モードが選択された場合、個眼像データI1の各画素値に対し、視差調整演算後の個眼像データI2の対応画素値を減算し、また、視差調整演算後の個眼像データI3の対応画素値を加算する演算(I1−I2+I3)が行われる。   The correction calculation unit 46 is a unit that performs a correction calculation using the single-eye image data I2 and I3 after the parallax adjustment calculation on the single-eye image data I1, and the first calculation mode is selected according to the calculation mode selection signal 47. Alternatively, the second calculation mode can be selected. The calculation mode selection signal 47 is set by, for example, operating a switch (not shown) provided in the biometric authentication device, operating a switch provided in a device such as an information terminal equipped with the biometric authentication device, or It is set by a program that runs on the device. When the first calculation mode is selected, the correction calculation unit 46 subtracts the corresponding pixel value of the single-eye image data I2 after the parallax adjustment calculation from each pixel value of the single-eye image data I1 (I1- I2) is performed. When the second calculation mode is selected, the corresponding pixel value of the single-eye image data I2 after the parallax adjustment calculation is subtracted from each pixel value of the single-eye image data I1, and the single eye after the parallax adjustment calculation An operation (I1−I2 + I3) for adding the corresponding pixel values of the image data I3 is performed.

補正演算部46による補正演算後の個眼像データは照合/登録切替部48に入力される。照合/登録切替部48には、照合/登録切替信号50も入力される。この照合/登録切替信号50は、例えば、当該生体認証装置の備える不図示のスイッチの操作や、当該生体認証装置が搭載された情報端末等の機器の備えるスイッチの操作により設定され、あるいは、当該機器で動作するプログラムにより設定される。   The single-eye image data after the correction calculation by the correction calculation unit 46 is input to the collation / registration switching unit 48. A verification / registration switching signal 50 is also input to the verification / registration switching unit 48. This verification / registration switching signal 50 is set by, for example, an operation of a switch (not shown) provided in the biometric authentication device, an operation of a switch provided in a device such as an information terminal equipped with the biometric authentication device, or Set by a program running on the device.

照合/登録切替信号50が登録側に設定されているときには、照合/登録切替部48は補正演算部46より出力された個眼像データ((I1−I2)又は(I1−I2+I3))を登録データベース(DB)51へ転送し、登録データベース51において、その個眼像データを登録データとして登録させる。また、照合/登録切替信号50が照合側に設定されているときには、照合/登録切替部48は、補正演算部46より出力された個眼像データ((I1−I2)又は(I1−I2+I3))を照合演算部52へ転送し、照合演算部52において、その個眼像データと、登録データベース51の登録データとの照合演算を行わせる。照合演算部52は、登録データベース51とともに、静脈認証を行う手段を構成するものである。   When the collation / registration switching signal 50 is set to the registration side, the collation / registration switching unit 48 registers the single-eye image data ((I1-I2) or (I1-I2 + I3)) output from the correction calculation unit 46. The data is transferred to a database (DB) 51, and the individual eye image data is registered as registration data in the registration database 51. When the collation / registration switching signal 50 is set to the collation side, the collation / registration switching unit 48 outputs the single-eye image data ((I1-I2) or (I1-I2 + I3) output from the correction calculation unit 46. ) Is transferred to the collation calculation unit 52, and the collation calculation unit 52 performs collation calculation between the individual eye image data and the registration data of the registration database 51. The collation calculation unit 52 constitutes a means for performing vein authentication together with the registration database 51.

以上に説明した各演算部等は、ハードウェアで実現してもよいし、マイクロプロセッサ等のハードウェア資源を利用してプログラムにより実現してもよい。   Each computing unit described above may be realized by hardware, or may be realized by a program using hardware resources such as a microprocessor.

なお、登録データベース51において、個眼像データより抽出した静脈走行の分岐点座標等の静脈特徴情報を登録データとして登録させ、照合演算部52において、個眼像データより抽出した静脈特徴情報と、登録データベース51に登録されている静脈特徴情報との照合演算を行わせるようにしてもよい。   In the registration database 51, vein feature information such as vein travel branch point coordinates extracted from individual eye image data is registered as registration data, and the collation operation unit 52 extracts vein feature information extracted from individual eye data. You may make it perform collation with the vein characteristic information registered in the registration database 51. FIG.

なお、認証/登録動作は開始信号55により開始する。この開始信号55は、例えば、当該生体認証装置の備える不図示のスイッチの操作や、当該生体認証装置が搭載された情報端末等の機器の備えるスイッチの操作により発生し、あるいは、当該機器で動作するプログラムで発生する。   The authentication / registration operation is started by a start signal 55. The start signal 55 is generated by, for example, an operation of a switch (not illustrated) provided in the biometric authentication device, an operation of a switch provided in a device such as an information terminal equipped with the biometric authentication device, or operates on the device. Occurs in the program that runs.

図3は、生体認証装置の全体的な動作の流れを説明するためのフローチャートである。以下、図3を参照しながら生体認証装置の動作について説明する。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the overall operation flow of the biometric authentication apparatus. Hereinafter, the operation of the biometric authentication apparatus will be described with reference to FIG.

手の指を図1に示すようにレンズアレイ3の視野内にかざし、スイッチ操作等により開始信号55を発生させると、動作が開始する。   As shown in FIG. 1, when a hand signal is held over the field of view of the lens array 3 and a start signal 55 is generated by a switch operation or the like, the operation starts.

LED駆動部41が所定時間だけ近赤外LED14を駆動し発光させる。レンズアレイ3にかざした指1に近赤外帯の直線偏光が照射され、この状態で撮像素子10によりレンズ4〜9による個眼像の集合である複眼像が撮像され、その複眼像データが画像キャプチャ部42に取り込まれる(step1)。   The LED drive unit 41 drives the near infrared LED 14 for a predetermined time to emit light. The finger 1 held over the lens array 3 is irradiated with linearly polarized light in the near-infrared band, and in this state, a compound eye image that is a set of single-eye images by the lenses 4 to 9 is picked up by the image pickup device 10, and the compound eye image data is obtained. The image is captured by the image capture unit 42 (step 1).

画像キャプチャ部42で、複眼像データから、レンズ4,6,7,8,9に対応した個眼像データS1,S2,I1,I2,I3が抽出される(step2)。   The image capture unit 42 extracts single-eye image data S1, S2, I1, I2, and I3 corresponding to the lenses 4, 6, 7, 8, and 9 from the compound-eye image data (step 2).

視差検出演算部43において、個眼像データS1,S2間の視差が算出され、この視差を基に、個眼像データI1に対する、個眼像データI2,I3の視差が算出される(step3)。   The parallax detection calculation unit 43 calculates the parallax between the single-eye image data S1 and S2, and based on this parallax, calculates the parallax of the single-eye image data I2 and I3 with respect to the single-eye image data I1 (step 3). .

視差調整演算部44において、個眼像データI1に対する個眼像データI2,I3の視差を打ち消すように像位置を調整するための視差調整演算が個眼像データI2,I3に施される(step4)。   In the parallax adjustment calculation unit 44, parallax adjustment calculation for adjusting the image position so as to cancel the parallax of the single-eye image data I2 and I3 with respect to the single-eye image data I1 is performed on the single-eye image data I2 and I3 (step 4). ).

補正演算部46において、演算モード選択信号47が第1モードを選択しているならば(step5,第1モード)、個眼像データI1の各画素値から個眼像データI2の対応画素値を減算する補正演算を行い、補正後の個眼像データを照合/登録切替部48へ転送する(step6)。演算モード選択信号47が第2モードを選択しているならば(step5,第2モード)、個眼像データI1の各画素値に対し個眼像データI2の対応画素値を減算し、さらに個眼像データI3の対応画像値を加算する補正演算を行い、補正後の個眼像データを照合/登録切替部48へ転送する(step7)。そして、照合/登録切替部48は、照合/登録切替信号50が照合に設定されているならば(step8,Yes)、照合演算部52で該個眼像データと登録データとの照合演算を実行させ(step9)、照合/登録切替信号50が登録に設定されているならば(step8,No)、登録データベース51で当該個眼像データを登録させる(step10)。   In the correction calculation unit 46, if the calculation mode selection signal 47 selects the first mode (step 5, first mode), the corresponding pixel value of the individual image data I2 is calculated from each pixel value of the individual image data I1. Correction processing to be subtracted is performed, and the corrected single-eye image data is transferred to the collation / registration switching unit 48 (step 6). If the calculation mode selection signal 47 selects the second mode (step 5, second mode), the corresponding pixel value of the single-eye image data I2 is subtracted from each pixel value of the single-eye image data I1. A correction operation for adding the corresponding image values of the eye image data I3 is performed, and the corrected single-eye image data is transferred to the collation / registration switching unit 48 (step 7). Then, when the collation / registration switching signal 50 is set to collation (step 8, Yes), the collation / registration switching unit 48 executes a collation operation between the individual image data and the registered data in the collation operation unit 52. If the collation / registration switching signal 50 is set to registration (step 8, No), the single-eye image data is registered in the registration database 51 (step 10).

さて、照明装置17による照明光は、指の表面近傍で反射され、あるいは指の内部に進入して反射・散乱されるので、指からレンズアレイ3へ戻る光には、指の表面近傍での反射光と、指の内部で反射・散乱された光とがある。指の表面近傍での反射光は照明光の偏光方向と平行な方向の偏光成分が大きな割合を占めているのに対し、指内部で反射・散乱された光は照明光とは偏光方向が異なった偏光成分が大きな割合を占めている。   The illumination light from the illumination device 17 is reflected near the surface of the finger, or enters the inside of the finger and is reflected / scattered. Therefore, the light returning from the finger to the lens array 3 is reflected near the surface of the finger. There are reflected light and light reflected and scattered inside the finger. The reflected light near the finger surface is dominated by the polarization component parallel to the polarization direction of the illumination light, while the light reflected and scattered inside the finger has a different polarization direction from the illumination light. The polarization component accounts for a large proportion.

レンズ8の領域28に設けられた偏光フィルム(検光子)30は、照明光の偏光方向と平行な方向の偏光成分は通すが、それ以外の方向の偏光成分の通過を阻止するので、もっぱら指表面近傍での反射光による像がレンズ8により結像され、これが個眼像データI2として入力される。   The polarizing film (analyzer) 30 provided in the region 28 of the lens 8 allows the polarization component in the direction parallel to the polarization direction of the illumination light to pass through, but blocks the passage of the polarization component in the other direction. An image formed by the reflected light near the surface is formed by the lens 8, and this is input as single-eye image data I2.

一方、レンズ7に対しては検光子が設けられないため、指内部で反射・散乱された光と指表面近傍での反射光による像がレンズ7により結像され、この像が個眼像データI1として入力される。この個眼像は静脈像であるが、指表面反射光の影響により、その鮮明度は良くない。特に、指をレンズアレイ3から離してかざした場合、指をレンズアレイ3に密着させるような場合に比べて、指の表面近傍での反射光が増加し、また、指位置の変動に伴い照明光の面内強度分布も変化するが、その面内強度分布の変化は主に指表面近傍での反射光に起因するため、静脈認証の場合には指表面近傍での反射光による影響を強く受けやすい。しかし、補正演算部46による第1又は第2の演算モードの補正演算によって、指表面での反射光の影響を効果的に排除し、指内部で反射・散乱した光による鮮明な指静脈像のデータを取得することができるため、これを用いて高精度の静脈認証が可能となるのである。なお、レンズ4,6に対応した個眼像データS1,S2も、レンズ7に対応した個眼像データI1と同様な、やや鮮明度の悪い静脈像のデータである。   On the other hand, since no analyzer is provided for the lens 7, an image is formed by the lens 7 by the light reflected and scattered inside the finger and the reflected light near the finger surface. Input as I1. This single-eye image is a vein image, but its sharpness is not good due to the influence of finger surface reflected light. In particular, when the finger is held away from the lens array 3, the reflected light near the surface of the finger increases compared to the case where the finger is brought into close contact with the lens array 3, and illumination occurs as the finger position changes. The in-plane intensity distribution of the light also changes, but the change in the in-plane intensity distribution is mainly caused by the reflected light near the finger surface, so in the case of vein authentication, the influence of the reflected light near the finger surface is strongly affected. Easy to receive. However, by the correction calculation in the first or second calculation mode by the correction calculation unit 46, the influence of the reflected light on the finger surface is effectively eliminated, and a clear finger vein image by the light reflected and scattered inside the finger is obtained. Since data can be acquired, highly accurate vein authentication can be performed using this data. The single-eye image data S1 and S2 corresponding to the lenses 4 and 6 are vein image data having slightly poor definition similar to the single-eye image data I1 corresponding to the lens 7.

また、レンズ9に対応して設けられた偏光フィルム(検光子)31は照明光の偏光方向に直交する方向の偏光成分を通すが、この通過する偏光成分は指に照射された直線偏光が静脈により反射されて偏光方向が大きく変化した成分である。したがって、補正演算部46で、レンズ9に対応した個眼像データI3の画素値を加算する第2の演算モードの補正演算を施した場合、静脈のエッジを強調したような静脈像のデータを取得することができる。このようなエッジを強調した静脈像を利用することが静脈認証の精度面でより有利となる場合がある。   A polarizing film (analyzer) 31 provided corresponding to the lens 9 passes a polarized component in a direction orthogonal to the polarization direction of the illumination light, and the linearly polarized light applied to the finger is a vein as the passing polarized component. This is a component in which the polarization direction is largely changed by being reflected by. Therefore, when the correction calculation unit 46 performs the correction calculation in the second calculation mode in which the pixel values of the single-eye image data I3 corresponding to the lens 9 are added, the vein image data in which the edge of the vein is emphasized is obtained. Can be acquired. In some cases, it is more advantageous in terms of the accuracy of vein authentication to use a vein image in which such an edge is emphasized.

なお、検光子としての偏光フィルム31は照明光の偏光方向と非平行な方向の偏光成分を通すものであればよく、その偏光方向は必ずしも照明光の偏光方向と直交する方向でなくともよい。   In addition, the polarizing film 31 as an analyzer should just pass the polarization component of the direction non-parallel to the polarization direction of illumination light, and the polarization direction does not necessarily need to be a direction orthogonal to the polarization direction of illumination light.

また、レンズアレイ3から指までの距離を一定となるように規制するような場合には、個眼像間の視差は一定であってレンズピッチ等に基づいて予め計算することができる。したがって、この場合には視差検出演算部43を省くことができる。また、視差検出に利用するための個眼像データS1,S2を抽出する必要もなく、レンズ4,6を省くことも可能である。かかる実施形態も本発明に包含されるものである。   Further, when the distance from the lens array 3 to the finger is regulated to be constant, the parallax between the single-eye images is constant and can be calculated in advance based on the lens pitch or the like. Therefore, in this case, the parallax detection calculation unit 43 can be omitted. Further, it is not necessary to extract single-eye image data S1 and S2 for use in parallax detection, and the lenses 4 and 6 can be omitted. Such embodiments are also encompassed by the present invention.

[第2の実施形態]
図4及び図5を参照し、本発明の第2の実施形態に係る生体認証装置の構成について説明する。なお、図4及び図5において、前記第1の実施形態に係る生体認証装置と同一要素又は対応要素には同一の参照符号が付けられている。
[Second Embodiment]
With reference to FIG.4 and FIG.5, the structure of the biometrics apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. 4 and 5, the same reference numerals are assigned to the same or corresponding elements as those of the biometric authentication apparatus according to the first embodiment.

本実施形態においては、図5に示すように、レンズアレイ3の撮像用レンズ4,5,6,7,8,9はそれぞれ4個ずつ2×2アレイを構成するように配列されている。このように撮像用レンズが増加しているが、レンズ5以外の撮像用レンズの各領域24,26,27,28,29には、図示しないが可視光カットフィルタ(又は近赤外光透過フィルタ)が設けられていること、照明装置17による照明光の偏光方向と平行な方向の偏光成分のみを通過させる検光子としての偏光フィルム30が、レンズ8に対応した領域28に設けられていること、照明装置17による照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分のみを通過させる検光子としての偏光フィルム31が、レンズ9に対応した領域29に設けられていることは、前記第1の実施形態の場合と同様である。また、撮像用の各レンズの有効範囲外の領域からの光の入射を阻止するための金属薄膜等の遮光膜(不図示)が、例えばレンズアレイ3の像面側の面に形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the imaging lenses 4, 5, 6, 7, 8, and 9 of the lens array 3 are arranged so as to form a 2 × 2 array of four each. Although the number of imaging lenses is increasing in this way, a visible light cut filter (or a near-infrared light transmission filter, not shown) is provided in each region 24, 26, 27, 28, 29 of the imaging lens other than the lens 5. ), And a polarizing film 30 as an analyzer that passes only a polarized component in a direction parallel to the polarization direction of the illumination light by the illumination device 17 is provided in the region 28 corresponding to the lens 8. In the first embodiment, the polarizing film 31 serving as an analyzer that passes only the polarization component in the direction orthogonal to the polarization direction of the illumination light by the illumination device 17 is provided in the region 29 corresponding to the lens 9. It is the same as the case of the form. Further, a light-shielding film (not shown) such as a metal thin film for preventing light from entering from an area outside the effective range of each imaging lens is formed on the surface of the lens array 3 on the image plane side, for example. .

さて、照明装置17により直線偏光の照明光をレンズアレイ3から離れた指1(生体部位)に照射した状態で、撮像用レンズ7〜9による像(個眼像)の集合(複眼像)が撮像素子10により撮像される。画像キャプチャ部42は、撮像素子10より複眼像データを取り込み、この複眼像データから個眼像のデータを抽出し出力する手段であるが、本実施形態の場合、4個のレンズ7に対応した4個の個眼像のデータI1、4個のレンズ8に対応した4個の個眼像のデータI2、4個のレンズ9に対応した4個の個眼像のデータI3、1個のレンズ4(例えば図5において左上のレンズ4)に対応した1個の個眼像のデータS1、1個のレンズ6(例えば図5において右上のレンズ6)に対応した1個の個眼像のデータS2を抽出し出力する。   Now, in a state where the illumination device 17 irradiates linearly polarized illumination light onto the finger 1 (biological part) separated from the lens array 3, a set (compound image) of images (single-eye images) by the imaging lenses 7 to 9 is formed. An image is picked up by the image sensor 10. The image capture unit 42 is means for capturing compound eye image data from the image sensor 10 and extracting and outputting single-eye image data from the compound eye image data. In the present embodiment, the image capture unit 42 corresponds to four lenses 7. Four single-eye image data I1, four four-eye image data I2 corresponding to four lenses 8, four four-eye image data I3 corresponding to four lenses 9, and one lens One single-eye image data S1 corresponding to 4 (for example, the upper left lens 4 in FIG. 5), and one single-eye image data corresponding to one lens 6 (for example, the upper right lens 6 in FIG. 5). S2 is extracted and output.

再構成演算部61は、視差のある複数の個眼像を、視差を利用し、より高解像の単一画像に再構成する処理を行う手段である。ここに示す例では、再構成演算部61は、4個の個眼像のデータI1、4個の個眼像のデータI2、4個の個眼像のデータI3のそれぞれについて再構成処理を行う。具体的には、4個のレンズ7に対応した個眼像のデータI1の場合、例えば図5において左上位置にあるレンズ7に対応した個眼像を基準とした、残りの3個のレンズ7に対応した個眼像の視差を利用し、各個眼像のデータの画素輝度を、メモリ上に用意した再構成画像空間における個眼像の位置及び視差に応じて決まる位置に配置する操作を、全ての個眼像の全画素について繰り返すことにより、再構成画像空間上に再構成画像を得ることができる。他の個眼像のデータI2,I3についても同様の方法により再構成画像を得ることができる。各再構成画像のデータは視差調整演算部44へ入力される。   The reconstruction calculation unit 61 is a means for performing a process of reconstructing a plurality of single-eye images with parallax into a single image with higher resolution using parallax. In the example shown here, the reconstruction calculation unit 61 performs a reconstruction process for each of four pieces of single-eye image data I1, four pieces of single-eye image data I2, and four pieces of single-eye image data I3. . Specifically, in the case of the single-eye image data I1 corresponding to the four lenses 7, for example, the remaining three lenses 7 with reference to the single-eye image corresponding to the lens 7 in the upper left position in FIG. Using the parallax of the single-eye image corresponding to, and placing the pixel brightness of the data of each single-eye image at a position determined according to the position of the single-eye image and the parallax in the reconstructed image space prepared on the memory, By repeating for all the pixels of all the single-eye images, a reconstructed image can be obtained on the reconstructed image space. Reconstructed images can be obtained by the same method for the data I2 and I3 of other single-eye images. The data of each reconstructed image is input to the parallax adjustment calculation unit 44.

視差調整演算部46は、前記第1の実施形態の場合と同様の視差調整演算を行うが、その対象が個眼像ではなく再構成演算部61により生成された再構成画像である点が前記第1の実施形態の場合と異なる。すなわち、視差調整演算部46は、個眼像データI2からの再構成画像と個眼像データI3からの再構成画像に対し、それぞれの個眼像データI1からの再構成画像との視差を打ち消すように像位置を調整する視差調整演算を施す。そして、この視差調整演算では、図5において、例えば、4個のレンズ7のうちの左上のレンズによる個眼像を基準として、4個のレンズ8のうちの左上のレンズによる個眼像の視差がレンズ8による個眼像からの再構成画像の視差として用いられ、同様に、4個のレンズ9のうちの左上のレンズによる個眼像の視差をレンズ9による個眼像からの再構成画像の視差として用いられる。   The parallax adjustment calculation unit 46 performs the same parallax adjustment calculation as in the first embodiment, except that the target is not a single-eye image but a reconstructed image generated by the reconstruction calculation unit 61. This is different from the case of the first embodiment. That is, the parallax adjustment calculation unit 46 cancels the parallax between the reconstructed image from the single-eye image data I2 and the reconstructed image from the single-eye image data I3. Thus, parallax adjustment calculation for adjusting the image position is performed. In this parallax adjustment calculation, in FIG. 5, for example, the parallax of the single-eye image by the upper left lens of the four lenses 8 on the basis of the single-eye image by the upper left lens of the four lenses 7. Is used as the parallax of the reconstructed image from the monocular image by the lens 8, and similarly, the parallax of the monocular image by the upper left lens of the four lenses 9 is reconstructed from the monocular image by the lens 9. Used as parallax.

視差検出演算部43においては、個眼像のデータS1と個眼像のデータS2から前述したような方法によって両個眼像間の視差(画像シフト)を算出し、この視差を基に、再構成演算部61における再構成演算に用いられる上記した視差と、視差調整演算部44における視差調整演算に用いられる上記した視差とが算出され、それぞれの視差は再構成演算部61と視差調整演算部44に与えられる。   The parallax detection calculation unit 43 calculates the parallax (image shift) between the two eye images from the single-eye image data S1 and the single-eye image data S2 by the method described above, and re-based The above-described parallax used for the reconstruction calculation in the configuration calculation unit 61 and the above-described parallax used for the parallax adjustment calculation in the parallax adjustment calculation unit 44 are calculated, and the respective parallaxes are calculated by the reconstruction calculation unit 61 and the parallax adjustment calculation unit. 44.

補正演算部46は、個眼像データI1からの再構成画像データ(便宜、I1で表す)に対し、視差調整演算後の個眼像データI2,I3からの再構成画像データ(便宜、I2,I3で表す)による補正演算を施す手段であり、演算モード選択信号47に応じて第1の演算モード又は第2の演算モードを選択可能である。第1の演算モードが選択された場合、補正演算部46では、再構成画像データI1の各画素値に対し、再構成画像データI2の対応画素値を減算する補正演算(I1−I2)が行われる。第2の演算モードが選択された場合、再構成画像データI1の各画素値に対し、再構成画像データI2の対応画素値を減算し、さらに、再構成画像データI3の対応画素値を加算する補正演算(I1−I2+I3)が行われる。   The correction calculation unit 46 reconstructs the reconstructed image data (for convenience, I2, I2) from the individual image data I2, I3 after the parallax adjustment calculation for the reconstructed image data (for convenience, expressed as I1) from the single-eye image data I1. The first calculation mode or the second calculation mode can be selected in accordance with the calculation mode selection signal 47. When the first calculation mode is selected, the correction calculation unit 46 performs a correction calculation (I1-I2) for subtracting the corresponding pixel value of the reconstructed image data I2 from each pixel value of the reconstructed image data I1. Is called. When the second computation mode is selected, the corresponding pixel value of the reconstructed image data I2 is subtracted from each pixel value of the reconstructed image data I1, and the corresponding pixel value of the reconstructed image data I3 is added. Correction calculation (I1-I2 + I3) is performed.

なお、以上に説明した各演算部等は、ハードウェアで実現してもよいし、マイクロプロセット等のハードウェア資源を利用してプログラムにより実現してもよい。   In addition, each calculating part etc. which were demonstrated above may be implement | achieved by hardware, and may be implement | achieved by a program using hardware resources, such as a micro processor set.

図6は、本実施形態に係る生体認証装置の全体的な動作の流れを説明するためのフローチャートである。以下、図6を参照しながら生体認証装置の動作について説明する。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the overall operation flow of the biometric authentication apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the biometric authentication apparatus will be described with reference to FIG.

図4に示すように手の指1をレンズアレイ3にかざし、スイッチ操作等により開始信号55を発生させると、動作が開始する。   As shown in FIG. 4, when the finger 1 is held over the lens array 3 and a start signal 55 is generated by a switch operation or the like, the operation starts.

LED駆動部41が所定時間だけ近赤外LED14を駆動し発光させる。レンズアレイ3にかざした指1に近赤外帯の直線偏光が照射され、この状態で撮像素子10によりレンズ4〜9により略結像される個眼像の集合である複眼像が撮像され、その複眼像データが画像キャプチャ部42に取り込まれる(step21)。   The LED drive unit 41 drives the near infrared LED 14 for a predetermined time to emit light. A finger 1 held over the lens array 3 is irradiated with linearly polarized light in the near-infrared band, and in this state, a compound eye image that is a set of monocular images that are substantially formed by the lenses 4 to 9 is captured by the imaging device 10. The compound eye image data is captured by the image capture unit 42 (step 21).

画像キャプチャ部42で、複眼像データからレンズ4に対応した個眼像のデータS1,レンズ6に対応した個眼像のデータS2,4個のレンズ7に対応した4個の個眼像のデータI1,4個のレンズ8に対応した4個の個眼像のデータI2,4個のレンズ9に対応した4個の個眼像のデータI3が抽出される(step22)。   In the image capturing unit 42, single-eye image data S 1 corresponding to the lens 4 from the compound-eye image data S 1, single-eye image data S 2 corresponding to the lens 6, and four single-eye image data corresponding to the four lenses 7. The data I4 of four single-eye images corresponding to the four lenses I1 and the data I3 of four single-eye images corresponding to the four lenses 9 are extracted (step 22).

視差検出演算部43において、個眼像データS1,S2間の視差が算出され、この視差を基に、再構成演算部61における再構成演算に用いられる視差と、視差調整演算部44における視差調整演算に用いられる視差とが算出される(step23)。   In the parallax detection calculation unit 43, the parallax between the single-eye image data S1 and S2 is calculated, and based on this parallax, the parallax used in the reconstruction calculation in the reconstruction calculation unit 61 and the parallax adjustment in the parallax adjustment calculation unit 44 The parallax used for the calculation is calculated (step 23).

再構成演算部61において、レンズ7による4個の個眼像から単一画像を再構成する演算、レンズ8による4個の個眼像から単一画像を再構成する演算、レンズ9による4個の個眼像から単一画像を再構成する演算が行われる(step24)。   In the reconstruction calculation unit 61, a calculation for reconstructing a single image from four single-eye images by the lens 7, a calculation for reconstructing a single image from four single-eye images by the lens 8, and four by the lens 9 An operation for reconstructing a single image from the single eye image is performed (step 24).

視差調整演算部44において、再構成画像データI2,I3に対し視差調整演算が施される(step25)。   In the parallax adjustment calculation unit 44, parallax adjustment calculation is performed on the reconstructed image data I2 and I3 (step 25).

補正演算部46において、演算モード選択信号47が第1モードを選択しているならば(step26,第1モード)、再構成画像データI1の各画素値から再構成画像データI2の対応画素値を減算する補正演算を行い、補正後の再構成画像データを照合/登録切替部48へ転送する(step27)。演算モード選択信号47が第2モードを選択しているならば(step26,第2モード)、再構成画像データI1の各画素値から再構成画像データI2の対応画素値を減算し、さらに再構成画像データI3の対応画像値を加算する補正演算を行い、補正後の再構成画像データを照合/登録切替部48へ転送する(step28)。そして、照合/登録切替部48は、照合/登録切替信号50が照合に設定されているならば(step29,Yes)、照合演算部52で該再構成画像データと登録データとの照合演算を実行させ(step30)、照合/登録切替信号50が登録に設定されているならば(step29,No)、登録データベース51で当該再構成画像データを登録させる(step31)。なお、登録データベース51において、再構成画像データより抽出した静脈走行の分岐点座標等の静脈特徴情報を登録データとして登録させ、照合演算部52において、再構成画像データより抽出した静脈特徴情報と、登録データベース51に登録されている静脈特徴情報との照合演算を行わせるようにしてもよい。   In the correction calculation unit 46, if the calculation mode selection signal 47 selects the first mode (step 26, first mode), the corresponding pixel value of the reconstructed image data I2 is calculated from each pixel value of the reconstructed image data I1. A correction calculation to be subtracted is performed, and the reconstructed image data after correction is transferred to the collation / registration switching unit 48 (step 27). If the calculation mode selection signal 47 selects the second mode (step 26, second mode), the corresponding pixel value of the reconstructed image data I2 is subtracted from each pixel value of the reconstructed image data I1, and further reconstruction is performed. A correction operation for adding the corresponding image value of the image data I3 is performed, and the reconstructed image data after correction is transferred to the collation / registration switching unit 48 (step 28). Then, when the collation / registration switching signal 50 is set to collation (step 29, Yes), the collation / registration switching unit 48 executes a collation operation between the reconstructed image data and the registered data in the collation operation unit 52. If the collation / registration switching signal 50 is set to registration (step 29, No), the reconstructed image data is registered in the registration database 51 (step 31). In the registration database 51, vein feature information such as the branch point coordinates of vein travel extracted from the reconstructed image data is registered as registration data, and the vein feature information extracted from the reconstructed image data in the matching calculation unit 52; You may make it perform collation with the vein characteristic information registered in the registration database 51. FIG.

さて、指をレンズアレイ3から離してかざした場合、指をレンズアレイ3に密着させるような場合に比べて、指の表面近傍での反射光が増加する。また、指位置の変動に伴い照明光の面内強度分布も変化するが、その面内強度分布の変化は主に指表面近傍での反射光に起因する。したがって、指をレンズアレイ3から離して撮像する場合には、指表面近傍での反射光による影響を強く受けやすい。本実施形態においては、レンズ7による個眼像(指表面反射光の影響で線明度がやや悪い静脈像)のデータI1の再構成画像データから、もっぱら指表面近傍での反射光による像であるレンズ8による個眼像のデータI2の再構成画像データを減算する補正演算(第1の演算モード)によって、指表面近傍での反射光の影響を効果的に除去した鮮明で高解像の指静脈像を取得することができるため、高精度の静脈認証が可能となる。   Now, when the finger is held away from the lens array 3, the reflected light near the surface of the finger increases as compared to the case where the finger is brought into close contact with the lens array 3. Further, the in-plane intensity distribution of the illumination light also changes with the change of the finger position, and the change in the in-plane intensity distribution is mainly caused by the reflected light near the finger surface. Therefore, when an image is taken with the finger away from the lens array 3, it is easily affected by the reflected light near the finger surface. In the present embodiment, the reconstructed image data of data I1 of a single eye image (a vein image with slightly low line brightness due to the influence of light reflected on the finger surface) from the lens 7 is an image based on reflected light near the finger surface. A clear and high-resolution finger in which the influence of reflected light in the vicinity of the finger surface is effectively removed by a correction calculation (first calculation mode) for subtracting the reconstructed image data of the single-eye image data I2 by the lens 8. Since a vein image can be acquired, highly accurate vein authentication is possible.

また、照明光の偏光方向に直交する方向の偏光成分による像であるレンズ9による個眼像のデータI3の再構成画像データを加算する補正演算(第2の演算モード)により、静脈のエッジを強調したような再構成画像データを取得することができる。このようなエッジを強調したような高解像の静脈像を利用すると、静脈認証の精度面でより有利となる場合がある。   Further, the edge of the vein is corrected by a correction operation (second operation mode) in which the reconstructed image data of the single-eye image data I3 by the lens 9 which is an image with a polarization component in a direction orthogonal to the polarization direction of the illumination light is added. The reconstructed image data as emphasized can be acquired. Utilizing such a high-resolution vein image that emphasizes the edge may be more advantageous in terms of the accuracy of vein authentication.

なお、検光子としての偏光フィルム31は照明光の偏光方向と非平行な方向の偏光成分を通すものであればよく、その偏光方向は必ずしも照明光の偏光方向と直交する方向でなくともよい。   In addition, the polarizing film 31 as an analyzer should just pass the polarization component of the direction non-parallel to the polarization direction of illumination light, and the polarization direction does not necessarily need to be a direction orthogonal to the polarization direction of illumination light.

また、レンズアレイ3から指までの距離を一定となるように規制するような場合には、視差も一定であってレンズピッチ等に基づいて予め計算することができる。したがって、この場合には視差検出演算部43を省くことができる。また、視差検出に利用するための個眼像データS1,S2を抽出する必要もなく、レンズ4,6を省くことも可能である。かかる実施形態も本発明に包含されるものである。   Further, when the distance from the lens array 3 to the finger is regulated to be constant, the parallax is also constant and can be calculated in advance based on the lens pitch or the like. Therefore, in this case, the parallax detection calculation unit 43 can be omitted. Further, it is not necessary to extract single-eye image data S1 and S2 for use in parallax detection, and the lenses 4 and 6 can be omitted. Such embodiments are also encompassed by the present invention.

1 指
2 像入力装置
3 レンズアレイ
4〜9 撮像用レンズ
10 撮像素子
11 撮像面
12 遮光壁部材
13 筐体
14 近赤外発光ダイオード(LED)
15 照明用レンズ
16 偏光フィルム(偏光子)
17 照明装置
30,31 偏光フィルム(検光子)
41 LED駆動部
42 画像キャプチャ部
43 視差検出演算部
44 視差調整演算部
46 補正演算部
48 照合/登録切替部
51 登録データベース(DB)
52 照合演算部
61 再構成演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Finger 2 Image input device 3 Lens array 4-9 Lens 10 for imaging 10 Imaging element 11 Imaging surface 12 Light-shielding wall member 13 Case 14 Near-infrared light emitting diode (LED)
15 Illumination lens 16 Polarizing film (polarizer)
17 Illuminator 30, 31 Polarizing film (analyzer)
41 LED drive unit 42 image capture unit 43 parallax detection calculation unit 44 parallax adjustment calculation unit 46 correction calculation unit 48 collation / registration switching unit 51 registration database (DB)
52 collation calculation unit 61 reconstruction calculation unit

特開2008−36058号公報JP 2008-36058 A 特開2009−17943号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-17943 特開2008−212311号公報JP 2008-212311 A

Claims (8)

  1. 複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位に特定偏光方向の直線偏光を照射する照明手段と、該レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、該特定偏光方向と平行な方向の偏光成分のみ通過させる第1の検光子と、該レンズアレイのレンズにより略結像される、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位の縮小像(以下、個眼像と称する)の集合である複眼像を撮像する、該レンズアレイの像面側に設けられた撮像素子とを含み、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位と非接触で前記複眼像を入力する像入力装置と、
    前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられていないレンズによる個眼像の各画素値に対し、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられたレンズによる個眼像の対応画素値を減算する補正演算を施す補正演算手段と、
    前記補正演算手段による補正演算後の個眼像を利用して個人認証を行う認証手段とを有することを特徴とする生体認証装置。
    A lens array in which a plurality of lenses are arrayed, illumination means for irradiating a biological part held in the field of view of the lens array with linearly polarized light in a specific polarization direction, and an object side of a part of lenses of the lens array Alternatively, a first analyzer that is provided on the image plane side and passes only a polarized component in a direction parallel to the specific polarization direction, and a lens in the field of view of the lens array that is substantially imaged by the lens of the lens array. An imaging device provided on the image plane side of the lens array for capturing a compound eye image that is a set of reduced images of the living body part (hereinafter referred to as a single eye image), and within the field of view of the lens array An image input device for inputting the compound eye image in a non-contact manner with a living body part held up;
    In a compound eye image input by the image input device, for each pixel value of a single eye image by a lens not provided with the first analyzer of the lens array, the first analyzer of the lens array is A correction calculation means for performing a correction calculation for subtracting the corresponding pixel value of the single-eye image by the provided lens;
    A biometric authentication device comprising authentication means for performing personal authentication using a single eye image after correction calculation by the correction calculation means.
  2. 前記像入力装置は、前記レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、前記特定偏光方向と非平行な方向の偏光成分のみを通過させる第2の検光子を含み、
    前記補正演算手段において、前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第1の検光子も前記第2の検光子も設けられていないレンズによる個眼像の各画素値に対し、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられたレンズによる個眼像の対応画素値を減算し、かつ、前記レンズアレイの前記第2の検光子が設けられたレンズによる個眼像の対応画素値を加算する補正演算を施すことを特徴とする請求項1記載の生体認証装置。
    The image input device includes a second analyzer that is provided on the object side or the image plane side of a part of the lenses of the lens array and passes only a polarization component in a direction non-parallel to the specific polarization direction,
    In the correction calculation means, in the compound eye image input by the image input device, each pixel value of a single-eye image by a lens in which the first analyzer and the second analyzer of the lens array are not provided. On the other hand, the corresponding pixel value of the single eye image by the lens provided with the first analyzer of the lens array is subtracted, and the single eye image by the lens of the lens array provided with the second analyzer. The biometric authentication device according to claim 1, wherein a correction operation for adding the corresponding pixel values is performed.
  3. 前記補正演算手段による補正演算に先立って、該補正演算に係る個眼像に対し該個眼像間の視差を打ち消すように像位置を調整する視差調整演算を施す視差調整演算手段と、
    前記視差調整演算手段による視差調整演算に用いられる個眼像間視差を、前記像入力装置により入力された複眼像に基づいて算出する視差検出演算手段と
    を有することを特徴とする請求項1又は2記載の生体認証装置。
    Prior to the correction calculation by the correction calculation means, parallax adjustment calculation means for performing a parallax adjustment calculation for adjusting the image position so as to cancel the parallax between the single-eye images with respect to the single-eye image related to the correction calculation;
    The parallax detection calculation means which calculates the parallax between single eye images used for parallax adjustment calculation by the parallax adjustment calculation means based on a compound eye image input by the image input device. 2. The biometric authentication device according to 2.
  4. 複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位に特定偏光方向の直線偏光を照射する照明手段と、該レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、該特定偏光方向と平行な方向の偏光成分のみ通過させる第1の検光子と、該レンズアレイのレンズにより略結像される、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位の縮小像(以下、個眼像と称する)の集合である複眼像を撮像する、該レンズアレイの像面側に設けられた撮像素子とを含み、該レンズアレイの視野内にかざされた生体部位と非接触で前記複眼像を入力する像入力装置と、
    前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられていない複数のレンズによる複数の個眼像から、その視差を利用して第1の単一画像を再構成し、また、前記レンズアレイの前記第1の検光子が設けられた複数のレンズによる複数の個眼像から、その視差を利用して第2の単一画像を再構成する再構成演算を行う再構成演算手段と、
    前記第1の単一画像の各画素値に対し、前記第2の単一画像の対応画素値を減算する補正演算を施す補正演算手段と、
    前記補正演算手段による補正演算後の単一画像を利用して個人認証を行う認証手段とを有することを特徴とする生体認証装置。
    A lens array in which a plurality of lenses are arrayed, illumination means for irradiating a biological part held in the field of view of the lens array with linearly polarized light in a specific polarization direction, and an object side of a part of lenses of the lens array Alternatively, a first analyzer that is provided on the image plane side and passes only a polarized component in a direction parallel to the specific polarization direction, and a lens in the field of view of the lens array that is substantially imaged by the lens of the lens array. An imaging device provided on the image plane side of the lens array for capturing a compound eye image that is a set of reduced images of the living body part (hereinafter referred to as a single eye image), and within the field of view of the lens array An image input device for inputting the compound eye image in a non-contact manner with a living body part held up;
    A first single image using parallax from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses not provided with the first analyzer of the lens array in a compound eye image input by the image input device. And reconstructing a second single image using the parallax from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses provided with the first analyzer of the lens array. A reconstruction calculation means for performing calculations;
    Correction calculation means for performing a correction calculation for subtracting the corresponding pixel value of the second single image for each pixel value of the first single image;
    A biometric authentication apparatus comprising: authentication means for performing personal authentication using a single image after correction calculation by the correction calculation means.
  5. 前記像入力装置は、前記レンズアレイの一部のレンズの物体側又は像面側に設けられた、前記特定偏光方向と非平行な方向の偏光成分のみを通過させる第2の検光子を含み、
    前記再構成演算手段において、前記像入力装置により入力された複眼像における、前記レンズアレイの前記第2の検光子が設けられた複数のレンズによる複数の個眼像から、その視差を利用して第3の単一画像を再構成し、
    前記補正演算手段において、前記第1の単一画像の各画素値に対し、前記第2の単一画像の対応画素値を減算し、かつ、前記第3の単一画像の対応画素値を加算する補正演算を施すことを特徴とする請求項4記載の生体認証装置。
    The image input device includes a second analyzer that is provided on the object side or the image plane side of a part of the lenses of the lens array and passes only a polarization component in a direction non-parallel to the specific polarization direction,
    In the reconstruction calculation means, using a parallax from a plurality of single-eye images by a plurality of lenses provided with the second analyzer of the lens array in a compound eye image input by the image input device. Reconstructing a third single image,
    In the correction calculation means, the corresponding pixel value of the second single image is subtracted from each pixel value of the first single image, and the corresponding pixel value of the third single image is added. The biometric authentication device according to claim 4, wherein a correction calculation is performed.
  6. 前記補正演算手段による補正演算に先立って、該補正演算に係る単一画像に対し該単一画像間の視差を打ち消すように像位置を調整する視差調整演算を施す視差調整演算手段と、
    前記視差調整演算手段による視差調整演算に用いられる単一画像間視差及び前記再構成演算手段による再構成演算に用いられる個眼像間視差を、前記像入力装置により入力された複眼像に基づいて算出する視差検出演算手段と
    を有することを特徴とする請求項4又は5記載の生体認証装置。
    Prior to the correction calculation by the correction calculation means, parallax adjustment calculation means for performing parallax adjustment calculation for adjusting the image position so as to cancel the parallax between the single images with respect to the single image related to the correction calculation;
    Based on the compound eye image input by the image input device, the parallax between single images used for the parallax adjustment calculation by the parallax adjustment calculation means and the single-eye image parallax used for the reconstruction calculation by the reconstruction calculation means. 6. The biometric authentication device according to claim 4, further comprising a parallax detection calculation means for calculating.
  7. 前記照明手段は、前記レンズアレイの視野内にかざされた生体部位に照射される直線偏光の光量を均一化するための照明用レンズを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の生体認証装置。   7. The illumination device according to claim 1, wherein the illumination unit includes an illumination lens for uniformizing the amount of linearly polarized light irradiated to a living body part held in the field of view of the lens array. The biometric authentication device according to item.
  8. 前記照明用レンズは前記レンズアレイに形成されることを特徴とする請求項7記載の生体認証装置。   The biometric authentication device according to claim 7, wherein the illumination lens is formed on the lens array.
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