JP5237394B2 - 認証装置、撮像装置、認証方法および認証プログラム - Google Patents

Description

本発明は、認証装置、撮像装置、認証方法および認証プログラムに関し、特に生体認証を行う認証装置、撮像装置、認証方法および認証プログラムに関する。

従来、生体を認証対象物とする生体認証により個人を特定することが可能となっている。例えば、手のひらや指の静脈による認証方法（静脈認証）は、利用のし易さから一般の人々が利用する場でも強固なセキュリティを備える認証方法として普及している。

静脈認証では、手のひらや指の静脈パターンを近赤外光を用いて撮像し、撮像した静脈パターンを予め登録した静脈パターンと照合する。そして、登録時の静脈パターンと認証時に撮像された静脈パターンとが所定の精度で一致した場合に本人と特定する（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、静脈パターンの撮像時には、手のひらや指を撮像装置に対して所定の位置に配置する必要がある。このため、登録時と認証時とで手のひらや指の置き方が異なる場合が考えられる。この場合、登録時と認証時とで撮像された静脈パターンの画像が異なり、本人であるにも関わらず、本人でないと誤判定する可能性がある。

このような認証失敗を回避するため、認証時に撮像した静脈パターンの位置補正を行ってから照合することが考えられている。例えば、認証時に静脈パターンの撮像を行い静脈特徴情報を取得すると共に、可視光により撮像した指の皺の特徴情報を用いて静脈特徴情報の位置補正を行い、補正後の静脈特徴情報を用いて照合する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００７−２２９３６０号公報 特開２００７−２３３２３１号公報 特開２００８−１３４８６２号公報

しかし、上記特許文献３に記載の方法のように、補正した情報を用いて照合を行ったとしても、取得した静脈特徴情報が登録された情報に比べてその情報量が少なければ、認証自体の信頼性を向上させることはできない。すなわち、認証自体の信頼性を向上させるためには、登録時および認証時に撮像した静脈パターンを高い精度で一致させて認証を行うことが必要である。このためには、認証時の生体の撮像装置に対する配置が、登録時と可能な限り一致するよう再現性を高めることが必要となる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、認証対象物の配置の再現性の向上を図ることが可能な認証装置、撮像装置、認証方法および認証プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、生体認証を行う認証装置が提供される。この認証装置は、測定部、点滅指示部、撮像制御部、演算部および出力部を有する。測定部は、生体と撮像装置との間の距離を測定する。点滅指示部は、測定部が測定した距離に応じて、撮像装置が備える距離誘導部が生体に照射するビーム光の点滅周期を指示する。撮像制御部は、測定部が測定した距離が所定の距離値となった場合に、撮像装置に生体を撮像させる。演算部は、撮像装置が生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、この生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、生体画像および登録画像それぞれを生成するために撮像装置が生体を撮像した際の撮像装置に対する生体の相対位置の差を算出する。出力部は、演算部が算出した相対位置の差の減少を促す画像を、当該画像を投影可能な誘導部を用いて生体上に投影するための誘導情報を出力する。

また、上記課題を解決するために生体認証を行う認証装置が提供される。この認証装置は、演算部および出力部を有する。演算部は、撮像装置が生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、生体画像および登録画像それぞれを生成するために撮像装置が生体を撮像した際の撮像装置に対する生体の相対位置の差を算出する。出力部は、演算部が算出した相対位置の差の減少を促す誘導情報を出力する。また、出力部は、撮像装置が生体に第１のスポット像と第２のスポット像とを投影する誘導部を備える場合、誘導情報に、第１のスポット像の投影位置として現時点の撮像装置の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、第２のスポット像の投影位置として登録画像の撮像時の撮像装置の撮像対象範囲内の第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報と、を含め、当該誘導情報を誘導部に出力する。

また、上記課題を解決するために生体認証を行う撮像装置が提供される。この撮像装置は、撮像部、演算部、出力部および誘導部を有する。撮像部は、生体を撮像して生体画像を生成する。演算部は、撮像部が生成した生体画像を取得すると、この生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、生体画像および登録画像それぞれを生成するために撮像部が生体を撮像した際の撮像部に対する生体の相対位置の差を算出する。出力部は、演算部が算出した相対位置の差の減少を促す画像として第１のスポット像と第２のスポット像とを生体上に投影するために用いられ、第１のスポット像の投影位置として現時点の撮像部の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、第２のスポット像の投影位置として登録画像の撮像時の撮像部の撮像対象範囲内の第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報とを含む誘導情報を出力する。誘導部は、出力部が出力した誘導情報に基づいて第１のスポット像と第２のスポット像とを生体上に投影する。

また、上記課題を解決するために、生体認証を行う認証装置の認証方法が提供される。この認証方法では、演算部が、撮像装置が生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、生体画像および登録画像それぞれを生成するために撮像装置が生体を撮像した際の撮像装置に対する生体の相対位置の差を算出する。出力部が、演算部が算出した相対位置の差の減少を促す画像として第１のスポット像と第２のスポット像とを生体上に投影可能な誘導部に、第１のスポット像の投影位置として現時点の撮像装置の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、第２のスポット像の投影位置として登録画像の撮像時の撮像装置の撮像対象範囲内の第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報とを含む誘導情報を出力する。

また、上記課題を解決するために、生体認証をコンピュータに実行させる認証プログラムが提供される。この認証プログラムは、コンピュータを演算手段および出力手段として機能させる。演算手段は、撮像装置が生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶手段に記憶された登録画像とに基づいて、生体画像および登録画像それぞれを生成するために撮像装置が生体を撮像した際の撮像装置に対する生体の相対位置の差を算出する。出力手段は、演算手段が算出した相対位置の差の減少を促す画像として第１のスポット像と第２のスポット像とを生体上に投影可能な誘導手段に、第１のスポット像の投影位置として現時点の撮像装置の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、第２のスポット像の投影位置として登録画像の撮像時の撮像装置の撮像対象範囲内の第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報とを含む誘導情報を出力する。

上記認証装置、撮像装置、認証方法および認証プログラムによれば、認証対象物の配置の再現性の向上を図ることが可能となる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

認証装置の概要を示す図である。 携帯電話機の外観を示す図である。 携帯電話機のハードウェア構成を示す図である。 撮像部のハードウェア構成を示す図である。 携帯電話機の機能構成を示す図である。 誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブルのデータ構造例を示す図である。 類似度閾値設定テーブルのデータ構造例を示す図である。 認証情報管理テーブルのデータ構造例を示す図である。 登録時および認証時に撮像した静脈パターンの例を示す図である。 静脈パターンの位置合わせ方法の具体例を示す図である。 静脈パターンの照合時の類似度分布を示す図である。 誘導用ＬＥＤによるインジケータ画像の具体例を示す図である。 静脈パターンの登録処理の手順を示すフローチャートである。 認証処理の手順を示すフローチャートである。 誘導処理の手順を示すフローチャートである。 認証時の携帯電話機の使用方法の具体例を示す図である。

以下、本実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、認証装置の概要を示す図である。認証装置１は、撮像装置２と接続される。認証装置１は、撮像装置２が生体（例えば、手のひらの静脈）を撮像して生成した生体画像に基づいて、本人認証を行う。認証装置１は、登録画像記憶部１ａ、入力部１ｂ、演算部１ｃおよび出力部１ｄを有する。

登録画像記憶部１ａは、生体の登録画像を記憶する。登録画像は、ユーザにより予め登録される。登録画像は、例えば、ユーザの手のひらの静脈パターンを示す画像である。
入力部１ｂは、撮像装置２の撮像部２ａが生成した生体画像を取得する。入力部１ｂは、取得した生体画像を演算部１ｃに出力する。

演算部１ｃは、入力部１ｂから生体画像を取得すると、この生体画像と登録画像記憶部１ａに記憶された登録画像とに基づいて、生体画像および登録画像それぞれを撮像した際の撮像装置２に対する生体の相対位置の差を算出する。相対位置の差を示す情報としては、例えば、所定の三次元座標系における三軸並行移動の各軸方向の移動量の情報や、三軸回転の各軸回りの回転角の情報が含まれる。

出力部１ｄは、演算部１ｃが算出した相対位置の差の減少を促す誘導情報を出力する。出力部１ｄは、誘導情報の出力先を撮像装置２の誘導部２ｂとする。
撮像装置２は、撮像部２ａおよび誘導部２ｂを有する。

撮像部２ａは、生体を撮像して生体画像を生成し、入力部１ｂに出力する。
誘導部２ｂは、撮像部２ａが出力した生体画像に応じて出力部１ｄが出力した誘導情報を取得する。そして、誘導部２ｂは、取得した誘導情報に基づいて、ユーザに撮像装置２に対する生体の相対位置の変更内容を通知する。誘導部２ｂによる通知の方法としては、例えば、撮像装置２または生体の移動方向を示す所定の形状（例えば、矢印）の映像を生体の表面に投影する、音声で知らせる、図示しない表示装置に変更内容を示す図や文字列を表示するなどが考えられる。

認証装置１によれば、演算部１ｃにより、撮像装置２が生体を撮像して生成した生体画像が取得されると、この生体画像と登録画像記憶部１ａに記憶された登録画像とに基づいて、生体画像および登録画像それぞれを撮像した際の撮像装置２に対する生体の相対位置の差が算出される。出力部１ｄにより、演算部１ｃが算出した相対位置の差の減少を促す誘導情報が出力される。

これにより、認証時における生体の撮像装置２に対する配置の再現性の向上を図ることが可能となる。具体的には、認証装置１が出力した誘導情報に応じて、誘導部２ｂは認証時の生体の撮像装置２に対する相対位置が登録画像を撮像した際の位置に近づくように、その相対位置の変更内容をユーザに通知する。ユーザは通知された変更内容に従って、撮像装置２または生体の配置を変更することで、登録時の生体と撮像装置２との配置に近付けることができる。すなわち、認証時における生体と撮像装置２との配置の再現性が向上する。このため、本人認証に際して、登録時および認証時に撮像した静脈パターンを高い精度で一致させて本人の認証を行うことができ、認証精度を向上することができる。

なお、誘導部２ｂを撮像装置２に含むものとしたが、このような構成に限らない。例えば、誘導部２ｂは認証装置１が備えてもよい。
ところで、認証装置１は、例えば携帯電話機における本人認証に適用できる。以下、認証装置１を携帯電話機に適用する場合を例に採り、更に具体的に説明する。なお、携帯電話機に限らず、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの他の携帯情報端末にも適用可能である。また、金融機関のＡＴＭ（Automated Teller Machine）の利用者認証や個人コンピュータへのログイン認証などにも適用可能である。

図２は、携帯電話機の外観を示す図である。携帯電話機１００は、本人認証用に生体認証機能を備える。本人認証は、例えば、携帯電話機１００の利用可否や電話帳や電子メールの閲覧可否および各種アプリケーションの利用可否などの判定に用いることができる。携帯電話機１００は、筐体１０１を有する。図２では、折りたたみ式の携帯電話機１００が折りたたまれた状態を示している。

筐体１０１は、携帯電話機１００の本体筐体であり、本人認証を開始するための操作入力を受け付けるボタン１０２を備える。ユーザは、ボタン１０２を押下することで、携帯電話機１００に対して本人認証の開始を指示できる。また、筐体１０１は、撮像部１１０を備える。

撮像部１１０は、本人認証時にユーザの手のひらの静脈パターンを撮像する。撮像部１１０は、静脈パターンを撮像するために手のひらに近赤外光を照射するための光源を備える。また、撮像時、ユーザに対して携帯電話機１００の手のひらに対する配置を誘導する誘導光を照射するための光源を備える。撮像部１１０の構成の詳細については、後述する。

図３は、携帯電話機のハードウェア構成を示す図である。携帯電話機１００は、ボタン１０２、キーパッド１０３、マイク１０４、スピーカ１０５、ディスプレイ１０６、撮像部１１０、無線部１２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２２、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）１２３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２４、入力処理部１２５、音声処理部１２６および表示処理部１２７を有する。

ボタン１０２は、図２で同一の符号を付して説明した構成と同一である。
キーパッド１０３は、テンキーや機能キーなどの各種キーを備えている。キーパッド１０３は、いずれかのキーが押下されると、押下を検知して電気信号に変換する。ユーザは、キーを押下する操作により、電話の発信、電話着信時の応答、電話番号を含む各種文字列の入力、認証開始の指示入力などを行うことができる。

マイク１０４は、音の物理振動を電気信号に変換することで、音の入力を受け付ける。例えば、携帯電話機１００のユーザが通話を行っているとき、ユーザの声やユーザ側の背景雑音がマイク１０４から入力される。

スピーカ１０５は、電気信号を物理振動に変換することで、音を再生する。例えば、携帯電話機１００のユーザが通話を行っているとき、通話相手の声や通話相手側の背景雑音がスピーカ１０５から出力される。

ディスプレイ１０６は、各種画像を表示する。ディスプレイ１０６には、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどを用いることができる。

撮像部１１０は、図２で同一の符号を付して説明した構成と同一である。
無線部１２１は、無線信号処理を行い、基地局など他の通信装置との無線通信を実現する。具体的には、無線部１２１は、携帯電話機１００に搭載されたアンテナを介して受信した信号を復調・復号し、得られた受信データをＣＰＵ１２４に出力する。また、無線部１２１は、ＣＰＵ１２４から取得した送信データを符号化・変調し、得られた送信信号をアンテナを介して出力する。

ＲＡＭ１２２は、ＣＰＵ１２４が実行するプログラムや処理に用いるデータを一時的に格納するメモリである。ＲＡＭ１２２には、ＣＰＵ１２４によって各種プログラムやデータの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＣＰＵ１２４によってＲＡＭ１２２に格納されたデータが適宜更新される。なお、ＲＡＭ１２２に代えて、他の種類の揮発性メモリを用いてもよい。

ＮＶＲＡＭ１２３は、ＣＰＵ１２４が実行するプログラムや処理に用いるデータを格納するメモリである。ＮＶＲＡＭ１２３には、通信機能や表示制御機能を実現する各種プログラムが予め格納されている。また、ＮＶＲＡＭ１２３には、これらプログラムと共に用いられる各種データが格納されている。

ＣＰＵ１２４は、携帯電話機１００全体の動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ１２４は、携帯電話機１００の起動時およびその後必要に応じて、ＮＶＲＡＭ１２３からプログラムやデータを読み出し、ＲＡＭ１２２を利用してプログラムを実行する。ＣＰＵ１２４は、例えば、無線部１２１から取得する受信データ、音声処理部１２６から取得する音声データ、入力処理部１２５から取得する入力信号などに基づいて、各種処理を行う。そして、処理結果として、無線部１２１へ出力する送信データ、音声処理部１２６へ出力する音声データ、表示処理部１２７に出力する画像データなどを生成する。

入力処理部１２５は、ユーザによる入力操作の処理を行う。具体的には、入力処理部１２５は、ボタン１０２やキーパッド１０３のキーが押下されると、押下されたボタンやキーを示す入力信号をＣＰＵ１２４に出力する。

音声処理部１２６は、音声信号処理を行う。具体的には、音声処理部１２６は、マイク１０４から音声アナログ信号を取得し、必要な信号変換処理を行ってＣＰＵ１２４に音声データを出力する。また、音声処理部１２６は、ＣＰＵ１２４から音声データを取得し、必要な信号変換処理を行ってスピーカ１０５に音声再生させる。

表示処理部１２７は、画像表示処理を行う。具体的には、表示処理部１２７は、ＣＰＵ１２４から画像データを取得し、ディスプレイ１０６に表示させる。なお、ディスプレイ１０６に表示する画像には、例えば、メニュー、文書・静止画像・動画像などのコンテンツが含まれる。

図４は、撮像部のハードウェア構成を示す図である。（Ａ）は撮像部１１０の側面図、（Ｂ）は撮像部１１０の上面図を示している。ただし、（Ｂ）では携帯電話機１００の図示を省略している。撮像部１１０は、レンズ１１１、イメージセンサ１１２、測距用ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１３，１１３ａ、撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃおよび誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａを有する。

レンズ１１１は、手のひらで反射される近赤外光をイメージセンサ１１２の受光面に導くためのものである。レンズ１１１は、所定の距離で手のひらを撮像した際に、手のひらの所定の撮像対象範囲から反射される近赤外光がイメージセンサ１１２の受光面に投影されるように設けられる。

イメージセンサ１１２は、受光素子を２次元に配置した２次元イメージセンサである。イメージセンサ１１２には、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いることができる。

測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａは、撮像対象物（ここでは、手のひら）と撮像部１１０との距離を測定するための測距ビーム光（近赤外光）の光源である。
測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａを用いた測距方法には、特開２００７−２３３２３１号公報に記載の方法を適用できる。具体的には、撮像部１１０は、測距を行う際に測距用ＬＥＤ１１３を点灯させて測距ビーム光を手のひらに照射する。このとき、撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃからの光は手のひらに照射されない。このため、イメージセンサ１１２では、手のひらからの反射光のスポットが撮像されることになる。そして、撮像して得られた画像に関し、手のひらと撮像部１１０との距離が遠い程、スポット位置が画像の中心に近づく。また、手のひらと撮像部１１０との距離が近い程、スポット位置が画像の中心から遠ざかる。すなわち、手のひらに測距ビーム光を照射して得られた画像の中心と、手のひらからの反射光のスポット位置との間の距離を算出することで、手のひらと撮像部１１０との距離を測定できる。携帯電話機１００は、これにより得られた距離が適正となったタイミングで静脈パターンの撮像を実行するなどの制御を行える。測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａは、例えば、レンズ１１１の周囲の対角上に設けられる。測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａの双方を用いて測距を行うことで測距精度を向上できる。ただし、測距用ＬＥＤは、単一でもよいし３つ以上設けてもよい。

撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃは、手のひらに近赤外光を照射するための光源である。撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃからの近赤外光は、図示しない導光体により手のひらの方向に導かれ、手のひらに均一に照射されるよう拡散される。撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃは、例えば、レンズ１１１の周囲に設けられて、手のひらの所定の撮像対象範囲を４つに分割した各領域に均一の強度で近赤外光を照射できるよう配置される。

誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａは、ユーザに対して撮像部１１０に対する手のひらの位置を誘導するためのインジケータ画像を手のひらに投影する可視光光源である。インジケータ画像とは、例えば、携帯電話機１００を移動させるべき方向を示す矢印や、現在の撮像範囲の中心と登録時撮像範囲の中心とを示すスポット像などである。誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａは、例えば、レンズ１１１の周囲の対角上に設けられる。

なお、撮像部１１０におけるレンズ１１１、イメージセンサ１１２、測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａおよび撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃの構成に関しては、特開２００７−２２９３６０号公報や特開２００７−２３３２３１号公報に記載の撮像装置の構成を適用できる。

図５は、携帯電話機の機能構成を示す図である。携帯電話機１００は、撮像部１１０、入力処理部１２５、認証処理部１３０、制御情報記憶部１４０および認証情報記憶部１５０を有する。ここで、入力処理部１２５は、図３において同一の符号を付して説明した構成と同一である。

撮像部１１０は、イメージセンサ１１２、測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａ、撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａ、Ａ／Ｄ（Analog / Digital）変換部１１６、測距用ＬＥＤ駆動部１１７、撮像用ＬＥＤ駆動部１１８および誘導用ＬＥＤ駆動部１１９を有する。なお、イメージセンサ１１２、測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａ、撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃおよび誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａは、図４において同一の符号を付して説明した構成と同一である。

Ａ／Ｄ変換部１１６は、イメージセンサ１１２の各受光素子のアナログ出力をデジタル値に変換して、測距用画像や静脈画像を生成する。Ａ／Ｄ変換部１１６は、生成した測距用画像を距離算出部１３２に出力する。また、Ａ／Ｄ変換部１１６は、生成した静脈画像を静脈抽出部１３４に出力する。

測距用ＬＥＤ駆動部１１７は、測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａの点灯・消灯を行う。
撮像用ＬＥＤ駆動部１１８は、撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃの点灯・消灯を行う。

誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａの点灯・消灯を行う。また、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａの点滅動作を制御する。また、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａが手のひらに投影するインジケータ画像を変更する。更に、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａの姿勢を変更し、インジケータ画像の投影位置を変更する。

認証処理部１３０は、撮像制御部１３１、距離算出部１３２、誘導光点滅指示部１３３、静脈抽出部１３４、照合部１３５、位置合わせ情報取得部１３６および誘導情報出力部１３７を有する。なお、認証処理部１３０の機能は、ＣＰＵ１２４が所定のプログラムを実行することで実現される。ただし、これらの機能の一部または全部を専用のハードウェアで実現してもよい。

撮像制御部１３１は、撮像部１１０による手のひらの撮像を制御する。具体的には、以下の処理を行う。
（１）撮像制御部１３１は、ユーザによるボタン１０２やキーパッド１０３の操作入力が行われると、入力処理部１２５から撮像指示を取得する。すると、撮像制御部１３１は、測距用ＬＥＤ駆動部１１７に測距用ＬＥＤ１１３の点灯を指示する。そして、撮像制御部１３１は、イメージセンサ１１２およびＡ／Ｄ変換部１１６に対して、手のひらの撮像および測距用画像の生成を指示する。

（２）撮像制御部１３１は、距離算出部１３２が算出した手のひらと撮像部１１０との距離を取得し、その距離が静脈パターンの撮像に適した距離である場合には、撮像用ＬＥＤ駆動部１１８に撮像用ＬＥＤの点灯を指示する。そして、撮像制御部１３１は、イメージセンサ１１２およびＡ／Ｄ変換部１１６に対して、手のひらの撮像および静脈画像の生成を指示する。なお、撮像制御部１３１は、距離算出部１３２から取得した距離が静脈パターンの撮像に適した距離でない場合には、（１）の処理を再度行う。

距離算出部１３２は、Ａ／Ｄ変換部１１６が生成した測距用画像に基づいて、手のひらと撮像部１１０との距離を算出する。距離算出部１３２は、算出した距離を誘導光点滅指示部１３３および撮像制御部１３１に出力する。

誘導光点滅指示部１３３は、距離算出部１３２が算出した距離を取得すると、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９にその距離に応じた周期で誘導用ＬＥＤ１１５を点滅動作させるよう指示する。なお、このとき点滅させる誘導用ＬＥＤは、誘導用ＬＥＤ１１５のみでよく、誘導用ＬＥＤ１１５ａは消灯させておいてよい。また、誘導用ＬＥＤ１１５が投影するインジケータ画像は、単にビーム光によるスポット像とする。ユーザは、スポット像の点滅の周期などを目視で確認することで手のひらを撮像部１１０に近付けたらよいか、遠ざけたらよいかを判断することができる。距離に応じた点滅周期の情報は、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａの動作制御情報として制御情報記憶部１４０に予め設定される。誘導光点滅指示部１３３は、この動作制御情報を参照して、距離に応じた点滅動作の周期を特定する。

静脈抽出部１３４は、Ａ／Ｄ変換部１１６が生成した静脈画像に対してエッジ強調処理を施し、静脈パターンを抽出する。静脈抽出部１３４は、抽出した静脈パターンを照合部１３５に出力する。

照合部１３５は、静脈抽出部１３４から取得した静脈パターンと認証情報記憶部１５０に記憶された静脈パターンとを照合する。認証情報記憶部１５０には、予めユーザの静脈パターンが登録される。照合部１３５は、照合により、双方の静脈パターンの類似度を算出し、この類似度に基づいて撮像された静脈パターンが本人のものであるか否かを判定する。類似度は、例えば、０が完全一致を表し、値が大きいほど非類似である度合いが大きいことを表すパラメータとして算出される。この場合、照合部１３５は、類似度が０以上Ｐ１未満である場合に本人であると判定し、照合ＯＫとする。また、照合部１３５は、類似度がＰ２（Ｐ２＞Ｐ１）より大きい場合に他人であると判定し、照合ＮＧとする。更に、照合部１３５は、類似度がＰ１以上Ｐ２以下の範囲内にある場合には、本人か他人かを判定できないため、再認証が必要と判定する。

位置合わせ情報取得部１３６は、照合部１３５により再認証が必要と判定されると、今回撮像時の撮像部１１０に対する手のひらの相対位置と、認証情報記憶部１５０に静脈パターンを登録するための撮像時の撮像部１１０に対する手のひらの相対位置との差（以下、相対位置差という）を特定する。位置合わせ情報取得部１３６は、特定した相対位置差により、手のひらに対する撮像部１１０の配置をどのように変更すれば登録時のこれらの配置を再現できるかを示す位置合わせ情報を取得する。位置合わせ情報取得部１３６は、照合部１３５による類似度の算出結果から、このような位置合わせ情報を取得することができる。類似度の具体的な算出方法の詳細は、後述する。位置合わせ情報取得部１３６は、取得した位置合わせ情報を誘導情報出力部１３７に出力する。

誘導情報出力部１３７は、位置合わせ情報取得部１３６から取得した位置合わせ情報に基づいて、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａが投影するインジケータ画像の内容（例えば、矢印）や投影位置を示す誘導情報を生成する。誘導情報出力部１３７は、生成した誘導情報を誘導用ＬＥＤ駆動部１１９に出力する。

制御情報記憶部１４０は、誘導用ＬＥＤ１１５の点滅動作を制御するための情報や認証時に本人判定を行うための類似度の閾値の情報を記憶する。これらの情報は、制御情報記憶部１４０に予め格納される。

認証情報記憶部１５０は、ユーザ認証時の照合用の静脈パターンを記憶する。この静脈パターンは、予め認証情報記憶部１５０に格納される。なお、複数のユーザの静脈パターンを記憶する場合には、例えば、各ユーザに付与された識別情報に対応付けて各ユーザの静脈パターンが格納される。

図６は、誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブルのデータ構造例を示す図である。誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１は、制御情報記憶部１４０に記憶される。誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１には、距離値を示す項目、点灯時間を示す項目、消灯時間を示す項目および周期を示す項目が設けられている。各項目の横方向に並べられた情報同士が互いに関連付けられて、１つの制御情報を示す。

距離値を示す項目には、手のひらと撮像部１１０との距離を示す情報が設定される。点灯時間を示す項目には、誘導用ＬＥＤ１１５を点灯させる時間が設定される。消灯時間を示す項目には、誘導用ＬＥＤ１１５を消灯させる時間が設定される。周期を示す項目には、点灯時間および消灯時間を含む１周期の時間が設定される。周期を示す項目の時間は、点灯時間と消灯時間との和となる。

誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１には、例えば、距離値が“５ｃｍ未満”、点灯時間が“０．７秒”、消灯時間が“０．７秒”、周期が“１．４秒”という情報が設定される。これは、距離算出部１３２が算出した手のひらと撮像部１１０との距離が“５ｃｍ未満”である場合に、誘導用ＬＥＤ１１５を“１．４秒”の周期で、そのうち点灯時間“０．７秒”、消灯時間を“０．７”秒として点滅させることを示している。

なお、図６の例では、撮像に適した距離は“７ｃｍ〜８ｃｍ”であり、このときは誘導用ＬＥＤ１１５を点滅させず、常時点灯状態とする。そして、これよりも近い場合は短い周期で誘導用ＬＥＤ１１５を点滅させ、これよりも遠い場合は長い周期で誘導用ＬＥＤ１１５を点滅させることを示している。

このように、誘導用ＬＥＤ１１５を手のひらと撮像部１１０との距離に応じた周期で点滅させることで、ユーザに対して撮像部１１０を手のひらから遠ざけた方がよいか、近付けた方がよいかを誘導できる。更に、適正距離となった場合に自動的に撮像を行うようにすることで、ユーザによるボタン押下などの操作入力が不要となり、手ブレの影響を低減できる。

なお、点滅の表現方法としては、上記のように距離に応じて周期を変更する以外にも、点滅のデューティ比（点滅時間の比率）を変更することも考えられる。例えば、各距離において、周期は２秒に固定し、距離が近い場合には点灯時間を消灯時間よりも短くし、距離が遠い場合には点灯時間を消灯時間よりも長くすることが考えられる。

図７は、類似度閾値設定テーブルのデータ構造例を示す図である。類似度閾値設定テーブル１４２は、制御情報記憶部１４０に記憶される。類似度閾値設定テーブル１４２には、再認証判定類似度を示す項目が設けられている。

再認証判定類似度を示す項目には、照合部１３５が再認証の必要ありと判定する類似度の範囲が設定される。
類似度閾値設定テーブル１４２には、例えば、再認証判定類似度が、“Ｐ１以上Ｐ２以下”という情報が設定される。これは、照合部１３５が認証時に撮像した静脈パターンと、認証情報記憶部１５０に予め登録された静脈パターンとに基づいて類似度を算出した結果、算出した類似度が“Ｐ１以上Ｐ２以下”である場合には、再認証が必要と判定することを示している。

図８は、認証情報管理テーブルのデータ構造例を示す図である。認証情報管理テーブル１５１は、認証情報記憶部１５０に格納される。認証情報管理テーブル１５１には、ユーザＩＤ（IDentifier）を示す項目、静脈パターンを示す項目、特徴情報を示す項目および登録時距離値を示す項目が設けられている。各項目の横方向に並べられた情報同士が互いに関連付けられて、１つの認証情報を示す。

ユーザＩＤを示す項目には、ユーザに付与された識別情報が設定される。静脈パターンを示す項目には、予め登録された該当ユーザの静脈パターンの画像ファイルが設定される。特徴情報を示す項目には、静脈パターンの特徴を示す情報が設定される。登録時距離値を示す項目には、予め登録された静脈パターンを撮像した際の手のひらと撮像部１１０との距離を示す情報が設定される。

認証情報管理テーブル１５１には、例えば、ユーザＩＤが“００１”、静脈パターンが“ｐａｔｔｅｒｎ００１．ｊｐｇ”、特徴情報が“特徴００１”、登録時距離値が“７．３ｃｍ”という情報が設定される。

ここで、“特徴００１”が示す情報としては、例えば、“ｐａｔｔｅｒｎ００１．ｊｐｇ”に含まれる静脈パターンの特徴的な情報（例えば、太い静脈の配置）を示す情報が考えられる。このように、静脈パターンから更に特徴情報を抽出しておくことで、静脈パターンそのものを用いた照合とは別に、特徴情報を用いて認証時の照合を行うこともできる。

なお、認証情報管理テーブル１５１には、同一のユーザに対して、複数の静脈パターンを登録するようにしてもよい。このようにすると、照合部１３５は、予め登録した複数の静脈パターンのうち、認証時に撮像した静脈パターンと最も類似するものを特定して本人判定ができるので、本人であるにも関わらず、本人ではないと誤判定する可能性を低減できる。

図９は、登録時および認証時に撮像した静脈パターンの例を示す図である。重ね合わせ像２００には、撮像パターン２０１および登録パターン２０２が示されている。
撮像パターン２０１は、認証時に撮像された静脈パターンである。

登録パターン２０２は、予め認証情報記憶部１５０の認証情報管理テーブル１５１に登録された静脈パターンである。
座標系２０は、重ね合わせ像２００における座標系を示しており、左上を原点とする。重ね合わせ像２００の図面に向かって左から右へ向かう方向をｘ軸の正の方向とする。重ね合わせ像２００の図面に向かって上から下へ向かう方向をｙ軸の正の方向とする。重ね合わせ像２００の図面平面と垂直手前側をｚ軸の正の方向とする。

照合部１３５は、撮像パターン２０１に含まれる各点要素および登録パターン２０２に含まれる各点要素の対応付けを行う。対応付けは、例えば、「ｙ値が同じ点で、かつ、ｘ値の差がより小さい点同士を対応付ける」などの条件により行なわれる。そして、照合部１３５は、対応付けた各点間それぞれの距離を算出して、その総和を求め、これを類似度とする。すなわち、類似度０が完全一致を表し、類似度の値が大きいほど非類似の度合いも大きいことを表す。

ただし、登録時と認証時とでは、撮像が同じ条件（距離、位置、傾きなど）であるとは限らないため、類似度の決定のために位置合わせを行う。具体的には、撮像パターン２０１と登録パターン２０２との類似度が小さくなるように、撮像パターン２０１の並行移動処理および回転処理を行う。

並行移動処理は、例えば、ｘｙ座標における並行移動の計算により実行される。なお、ｚ軸方向の並行移動に関しても、撮像パターン２０１の拡大・縮小として計算できる。
回転処理は、例えば、ｚ軸回りの回転の計算やｘ軸回りおよびｙ軸回りの回転の計算（透視変換）により実行される。そして、照合部１３５は、撮像パターン２０１にこれらの処理を施した都度、類似度を再計算し、類似度が最小となるまで繰り返す。このような類似度の計算は、動的計画法（ＤＰ（Dynamic Programming）マッチング）により実行することができる。

図１０は、静脈パターンの位置合わせ方法の具体例を示す図である。重ね合わせ像２１０は、撮像パターン２０１に対して位置合わせの処理を施す前の状態を示している。
まず、照合部１３５は、撮像パターン２０１をｘ軸およびｙ軸について並行移動させる。最終的な並行移動の方向および距離として、この並行移動処理によって類似度が最も小さくなる方向および距離が特定される。重ね合わせ像２２０は、このような並行移動処理を施した後の状態を示している。

次に、照合部１３５は、例えば撮像パターン２０１をｚ軸回りに回転させる。最終的なｚ軸回りの回転角として、この回転処理によって類似度が最も小さくなる回転角が特定される。重ね合わせ像２３０は、このようなｚ軸回りの回転処理を施した後の状態を示している。

次に、照合部１３５は、例えば撮像パターン２０１をｘ軸回りに回転させる。最終的なｘ軸回りの回転角として、この回転処理によって類似度が最も小さくなる回転角が特定される。重ね合わせ像２４０は、このようなｘ軸回りの回転処理を施した後の状態を示している。

次に、照合部１３５は、例えば撮像パターン２０１をｙ軸回りに回転させる。最終的なｙ軸回りの回転角として、この回転処理によって類似度が最も小さくなる回転角が特定される。重ね合わせ像２５０は、このようなｙ軸回りの回転処理を施した後の状態を示している。

ここで、位置合わせ情報取得部１３６は、照合部１３５による位置合わせの結果得られた重ね合わせ像２５０の撮像パターン２０１に基づいて、位置合わせ情報を取得することができる。位置合わせ情報には、例えば、ｘ軸方向の位置ズレ量、ｙ軸方向の位置ズレ量、ｚ軸方向の位置ズレ量、ｘ軸回りの回転量、ｙ軸回りの回転量およびｚ軸回りの回転量が含まれる。この位置合わせ情報は、撮像パターン２０１を撮像したときの手のひらと撮像部１１０との相対位置および登録パターン２０２を撮像したときの手のひらと撮像部１１０との相対位置差を補正するものと考えることができる。

照合部１３５は、このようにして最小の類似度を取得することができる。そして、照合部１３５は、取得した最小の類似度により本人判定を行う。
図１１は、静脈パターンの照合時の類似度分布を示す図である。類似度分布グラフ１０は、横軸が類似度、縦軸が頻度を示している。類似度分布グラフ１０には、類似度分布１１，１２が示されている。

類似度分布１１は、照合部１３５が照合した静脈パターンが、登録時のものと認証時のものとで一致している場合（本人のものである場合）に算出される類似度の分布を示している。

類似度分布１２は、照合部１３５が照合した静脈パターンが、登録時のものと認証時のものとで一致していない場合（他人のものである場合）に算出される類似度の分布を示している。

照合部１３５は、上述したように類似度が０以上Ｐ１未満である場合には、本人であると判定し照合ＯＫとする。また、照合部１３５は、類似度がＰ１以上Ｐ２以下である場合には本人であるか他人であるかの判定ができないため、再度静脈パターンの撮像を行って再認証を行うことが必要であると判定する。このような類似度Ｐ１およびＰ２は、類似度分布１１，１２それぞれの裾野が重なる範囲の両端の値として、制御情報記憶部１４０の類似度閾値設定テーブル１４２に予め設定される。更に、照合部１３５は、類似度がＰ２より大きい場合には、他人であると判定し、照合ＮＧとする。

照合部１３５が照合の結果、再認証が必要であると判定すると、位置合わせ情報取得部１３６は、照合部１３５による図１０の位置合わせの結果に基づいて、位置合わせ情報を取得する。そして、誘導情報出力部１３７は、この位置合わせ情報に基づいて、ユーザを誘導するための誘導情報を生成する。誘導情報には、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａが投影するインジケータ画像の内容や投影位置を示す情報が含まれる。

図１２は、誘導用ＬＥＤによるインジケータ画像の具体例を示す図である。（Ａ）はインジケータ画像として矢印を投影する場合、（Ｂ）はインジケータ画像としてスポット像を投影する場合を示している。なお、本例では、説明を分かり易くするために手３１の手のひら面上（ｘｙ面上）における移動を誘導するインジケータ画像のみを示している。

ここで、位置合わせ情報取得部１３６は、照合部１３５による類似度の計算の結果、登録された静脈パターンに対し、認証時に撮像された静脈パターンには、ｘ軸の負の方向の位置ズレおよびｙ軸の正の方向の位置ズレを位置合わせ情報として取得しているものとする。

（Ａ）では、誘導情報出力部１３７は、現在の撮像対象範囲の中心へのインジケータ５２の投影指示を誘導情報に含める。また、誘導情報出力部１３７は、ｘ軸の負の方向へインジケータ５２を移動させるようユーザを誘導するインジケータ５３ａの投影指示を誘導情報に含める。更に、誘導情報出力部１３７は、ｙ軸の正の方向へインジケータ５２を移動させるようユーザを誘導するインジケータ５３ｂの投影指示を誘導情報に含める。誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導情報出力部１３７から取得する誘導情報に基づいて、例えば、誘導用ＬＥＤ１１５によりインジケータ５２を手３１に投影する。また、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導用ＬＥＤ１１５ａによりインジケータ５３ａ，５３ｂを手３１に投影する。

（Ｂ）では、誘導情報出力部１３７は、現在の撮像対象範囲の中心へのインジケータ５２の投影指示を誘導情報に含める。また、誘導情報出力部１３７は、静脈パターン登録時の撮像対象範囲の中心へのインジケータ５３ｃの投影指示を誘導情報に含める。誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導情報出力部１３７から取得する誘導情報に基づいて、例えば、誘導用ＬＥＤ１１５によりインジケータ５２を手３１に投影する。また、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導用ＬＥＤ１１５ａによりインジケータ５３ｃを手３１に投影する。

このように、現在の撮像対象範囲の中心を登録時の撮像対象範囲の中心へと誘導するようにインジケータを手３１に投影することで、ユーザに対して携帯電話機１００の適正位置を通知できる。なお、誘導に用いる点は、認証時および登録時の各撮像対象範囲の中心に限らず、その他の点であってもよい。

また、上記の説明では、インジケータ画像として手のひらに対する撮像部１１０の移動方向を誘導するものを例示したが、撮像部１１０に対する手のひらの移動方向を誘導するものであってもよい。

次に、以上のような構成を有する携帯電話機１００の処理に関して説明する。まず、ユーザの静脈パターンの登録処理に関して説明する。
図１３は、静脈パターンの登録処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ１１］入力処理部１２５は、ボタン１０２やキーパッド１０３に対するユーザの静脈パターンの新規登録の操作入力を受け付ける。入力処理部１２５は、受け付けた操作入力に応じて、新規登録のための撮像指示を撮像制御部１３１に出力する。撮像制御部１３１は、入力処理部１２５から撮像指示を受け付ける。

［ステップＳ１２］撮像制御部１３１は、測距用ＬＥＤ駆動部１１７に測距用ＬＥＤ１１３，１１３ａの点灯を指示する。そして、撮像制御部１３１は、イメージセンサ１１２およびＡ／Ｄ変換部１１６に対して、手のひらの撮像を行い測距用画像を生成するよう指示する。イメージセンサ１１２は、この指示を受け付けると手のひらの撮像を行う。Ａ／Ｄ変換部１１６は、イメージセンサ１１２の各受光素子のアナログ出力をデジタル値に変換して、測距用画像を生成する。

［ステップＳ１３］距離算出部１３２は、Ａ／Ｄ変換部１１６が生成した測距用画像に基づいて、手のひらと撮像部１１０との距離を算出する。距離算出部１３２は、算出した距離を誘導光点滅指示部１３３および撮像制御部１３１に出力する。

［ステップＳ１４］誘導光点滅指示部１３３は、距離算出部１３２から手のひらと撮像部１１０との距離を取得する。そして、誘導光点滅指示部１３３は、制御情報記憶部１４０に記憶された誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１を参照して、取得した距離の値に対応する誘導用ＬＥＤ１１５の点滅方法を取得する。誘導光点滅指示部１３３は、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９に取得した点滅方法を指示する。誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は指示された点滅方法により誘導用ＬＥＤ１１５を点滅動作させる。なお、このとき誘導用ＬＥＤ１１５が手のひらに投影するインジケータ画像は、単にビーム光によるスポット像とする。

［ステップＳ１５］撮像制御部１３１は、距離算出部１３２から取得した距離が撮像に際して適正距離であるか否かを判定する。適正距離である場合、処理がステップＳ１６に移される。適正距離でない場合、処理がステップＳ１２に移される。撮像制御部１３１は、制御情報記憶部１４０に記憶された誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１に基づいて、この判定を行うことができる。すなわち、撮像制御部１３１は、取得した距離が、誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１において誘導用ＬＥＤ１１５を常時点灯とする“７〜８ｃｍ”に該当する場合には、適正距離であると判定する。また、“７〜８ｃｍ”に該当しない場合には、適正距離でないと判定する。

［ステップＳ１６］撮像制御部１３１は、撮像用ＬＥＤ駆動部１１８に撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃの点灯を指示する。また、撮像制御部１３１は、イメージセンサ１１２およびＡ／Ｄ変換部１１６に対して、手のひらの撮像を行い静脈画像を生成するよう指示する。イメージセンサ１１２は、この指示を受け付けると手のひらの撮像を行う。Ａ／Ｄ変換部１１６は、イメージセンサ１１２の各受光素子のアナログ出力をデジタル値に変換して、静脈画像を生成する。

［ステップＳ１７］静脈抽出部１３４は、Ａ／Ｄ変換部１１６が生成した静脈画像に対してエッジ強調処理を施し、静脈パターンを抽出する。
［ステップＳ１８］静脈抽出部１３４は、抽出した静脈パターンを認証情報記憶部１５０の認証情報管理テーブル１５１にユーザＩＤや抽出した静脈パターンの特徴情報などの情報と共に格納する。なお、静脈抽出部１３４が格納する情報には、上記ステップＳ１６で静脈パターンを撮像した際の手のひらと撮像部１１０との距離を示す情報が含まれる。

このようにして、携帯電話機１００はユーザの静脈パターンを予め認証情報記憶部１５０に登録することができる。このとき、上記ステップＳ１４のように、誘導用ＬＥＤ１１５を手のひらと撮像部１１０との距離に応じた周期で点滅させる。具体的には、例えば誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１の設定のように、適正距離よりも近い場合には短い周期で点滅させ、適正距離よりも遠い場合には長い周期で点滅させる。このようにすることで、ユーザに対して撮像部１１０を手のひらから遠ざけた方がよいか、近付けた方がよいかを誘導できる。また、適正距離となった場合に自動的に撮像を行うようにすることで、ユーザによるボタン押下などの操作入力が不要となり、手ブレの影響を低減できる。

なお、ユーザが携帯電話機１００を手で持って認証を行う場合には、イメージセンサ１１２の露光中に手ブレの影響が加わる可能性がある。このため、次のような手ブレ判定を行うことも可能である。

第１の方法では、イメージセンサ１１２の撮像の前後のタイミングで測距用ＬＥＤ１１３による測距を行い、撮像の前後での手のひらと撮像部１１０との距離の差を算出する。そして、この距離差が所定の値以上の場合には、手ブレありと判定し、再度撮像を行うようにする。

第２の方法では、手ブレ判定の他の方法としては、イメージセンサ１１２により連続して２枚の静脈画像を撮像する。このとき、露光時間はそれぞれの撮像時において同じとする。この２枚の静脈画像は、短時間のうちに撮像されるため、ほぼ同じ画像となる。そして、この２枚の画像に関し、輝度値によって差分をとる。このようにすると、ズレが生じている箇所の輝度差が大きな値として現れる。このような箇所を含む領域を抽出し、全画像領域において、この領域の占める割合を算出する。算出した割合が所定の割合以上の場合には、手ブレありと判定し、再度撮像を行うようにする。

上記第１または第２の方法で示した手ブレ判定を行い、手ブレがあると判定した場合には、再度静脈パターンを撮像することで、より鮮明な静脈パターンを取得できる。これにより、ユーザ認証時の認証精度の向上を図ることができる。

次に、登録した静脈パターンを用いた認証処理に関して説明する。
図１４は、認証処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ２１］入力処理部１２５は、ボタン１０２やキーパッド１０３に対するユーザの静脈認証開始の操作入力を受け付ける。入力処理部１２５は、受け付けた操作入力に応じて、静脈認証のための撮像指示を撮像制御部１３１に出力する。撮像制御部１３１は、入力処理部１２５から撮像指示を受け付ける。

［ステップＳ２２］撮像制御部１３１は、測距用ＬＥＤ駆動部１１７に測距用ＬＥＤ１１３の点灯を指示する。そして、撮像制御部１３１は、イメージセンサ１１２およびＡ／Ｄ変換部１１６に対して、手のひらの撮像を行い測距用画像を生成するよう指示する。イメージセンサ１１２は、この指示を受け付けると手のひらの撮像を行う。Ａ／Ｄ変換部１１６は、イメージセンサ１１２の各受光素子のアナログ出力をデジタル値に変換して、測距用画像を生成する。

［ステップＳ２３］距離算出部１３２は、Ａ／Ｄ変換部１１６が生成した測距用画像に基づいて、手のひらと撮像部１１０との距離を算出する。距離算出部１３２は、算出した距離を誘導光点滅指示部１３３および撮像制御部１３１に出力する。

［ステップＳ２４］誘導光点滅指示部１３３は、距離算出部１３２から手のひらと撮像部１１０との距離を取得する。そして、誘導光点滅指示部１３３は、制御情報記憶部１４０に記憶された誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１を参照して、取得した距離の値に対応する誘導用ＬＥＤ１１５の点滅方法を取得する。誘導光点滅指示部１３３は、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９に取得した点滅方法を指示する。誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は指示された点滅方法により誘導用ＬＥＤ１１５を点滅動作させる。なお、このとき誘導用ＬＥＤ１１５が手のひらに投影するインジケータ画像は、単にビーム光によるスポット像とする。

［ステップＳ２５］撮像制御部１３１は、距離算出部１３２から取得した距離が撮像に際して適正距離であるか否かを判定する。適正距離である場合、処理がステップＳ２６に移される。適正距離でない場合、処理がステップＳ２２に移される。撮像制御部１３１は、図１３のステップＳ１５で説明したように制御情報記憶部１４０に記憶された誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１を参照して、この判定を行うことができる。

［ステップＳ２６］撮像制御部１３１は、撮像用ＬＥＤ駆動部１１８に撮像用ＬＥＤ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃの点灯を指示する。また、撮像制御部１３１は、イメージセンサ１１２およびＡ／Ｄ変換部１１６に対して、手のひらの撮像を行い静脈画像を生成するよう指示する。イメージセンサ１１２は、この指示を受け付けると手のひらの撮像を行う。Ａ／Ｄ変換部１１６は、イメージセンサ１１２の各受光素子のアナログ出力をデジタル値に変換して、静脈画像を生成する。

［ステップＳ２７］静脈抽出部１３４は、Ａ／Ｄ変換部１１６が生成した静脈画像に対してエッジ強調処理を施し、静脈パターンを抽出する。静脈抽出部１３４は、抽出した静脈パターンを照合部１３５に出力する。

［ステップＳ２８］照合部１３５は、静脈抽出部１３４から取得した静脈パターンと認証情報記憶部１５０の認証情報管理テーブル１５１に登録された静脈パターンとを照合し、類似度を算出する。なお、上記ステップＳ２１において、該当ユーザのユーザＩＤも共に入力されている場合、照合部１３５は、このユーザＩＤに基づいて認証情報管理テーブル１５１から該当ユーザの静脈パターンの画像ファイルを特定できる。ユーザＩＤの入力がない場合には、認証情報管理テーブル１５１に登録された各ユーザの静脈パターンの画像ファイルと総当りで照合する。照合部１３５は、図９，１０で説明したように、取得した静脈パターンに並行移動処理および回転処理を施して、ＤＰマッチングにより最小の類似度を求めることができる。

［ステップＳ２９］照合部１３５は、照合ＯＫであるか否かを判定する。照合部１３５は、上記ステップＳ２８で算出した類似度がＰ１よりも小さいか否かにより、この判定を行うことができる。すなわち、類似度がＰ１よりも小さい場合には照合ＯＫであり、類似度がＰ１以上である場合には照合ＯＫとは判定しない。照合ＯＫである場合、処理がステップＳ３０に移される。照合ＯＫでない場合、処理がステップＳ３１に移される。

［ステップＳ３０］照合部１３５は、照合ＯＫである旨をユーザに通知する。照合部１３５は、例えば、音声処理部１２６およびスピーカ１０５を介して、音により、照合ＯＫをユーザに通知する。また、照合部１３５は、例えば、表示処理部１２７にディスプレイ１０６に所定のメッセージや画像を表示させることで、照合ＯＫをユーザに通知する。なお、このとき誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａが点灯している場合、照合部１３５は、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９に誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａを消灯するよう指示する。

［ステップＳ３１］照合部１３５は、再認証が必要であるか否かを判定する。照合部１３５は、上記ステップＳ２８で算出した類似度がＰ１以上Ｐ２以下の範囲内にあるか否かにより、この判定を行うことができる。すなわち、類似度がＰ１以上Ｐ２以下の範囲内にある場合は再認証が必要であると判定し、類似度がこの範囲内にない場合は再認証が不要であると判定する。再認証が必要である場合、処理がステップＳ３２に移される。再認証が不要である場合、処理がステップＳ３３に移される。

［ステップＳ３２］位置合わせ情報取得部１３６は、照合部１３５による位置合わせの結果得られた重ね合わせ像２００の撮像パターン２０１に基づいて、位置合わせ情報を取得する。誘導情報出力部１３７は、位置合わせ情報取得部１３６が取得した位置合わせ情報に基づいて、インジケータ画像の内容や投影位置を示す誘導情報を生成し、これを誘導用ＬＥＤ駆動部１１９に出力する。誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導情報出力部１３７から取得した誘導情報に基づいて、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａに手のひらへの誘導用のインジケータ画像を投影させる。そして、処理がステップＳ２６に移される。

［ステップＳ３３］照合部１３５は、照合ＮＧである旨をユーザに通知する。照合部１３５は、例えば、音声処理部１２６およびスピーカ１０５を介して、音により、照合ＮＧをユーザに通知する。また、照合部１３５は、例えば、表示処理部１２７にディスプレイ１０６に所定のメッセージや画像を表示させることで、照合ＮＧをユーザに通知する。

このようにして、携帯電話機１００は手のひらの静脈による認証を行うことができる。このとき、上記ステップＳ２４のように、誘導用ＬＥＤ１１５を手のひらと撮像部１１０との距離に応じた周期で点滅させる。具体的には、例えば誘導用ＬＥＤ点滅制御テーブル１４１の設定のように、適正距離よりも近い場合には短い周期で点滅させ、適正距離よりも遠い場合には長い周期で点滅させる。このようにすることで、ユーザに対して撮像部１１０を手のひらから遠ざけた方がよいか、近付けた方がよいかを誘導できる。また、適正距離となった場合に自動的に撮像を行うようにすることで、ユーザによるボタン押下などの操作入力が不要となり、手ブレの影響を低減できる。更に、登録処理で示した手ブレ判定を認証処理の静脈パターン撮像時にも用いることもできる。

なお、上記ステップＳ２５において、撮像制御部１３１は、認証情報記憶部１５０に記憶された認証情報管理テーブル１５１の登録時撮影距離の情報を参照して、適正距離であるか否かの判定を行ってもよい。このようにすると、手のひらと撮像部１１０との距離が７〜８ｃｍの間にある場合にも、更に細かく適正距離であるか否かが判定されるので、登録時の撮像条件の再現性をより高めることができる。この場合、撮像制御部１３１が適正距離でないと判定した際には、誘導光点滅指示部１３３は、例えば、距離値７〜８ｃｍの間を更に細かく分割して誘導用ＬＥＤ１１５の点滅方法を制御することが考えられる。また、例えば、誘導光点滅指示部１３３は、音声処理部１２６およびスピーカ１０５を介して、音声によりユーザに距離の微調整を促すことが考えられる。

次に、上記ステップＳ３２における誘導処理を更に詳細に説明する。
図１５は、誘導処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、以下に示す処理内容は、図１４のステップＳ３２の処理を詳細に示すものである。

［ステップＳ４１］位置合わせ情報取得部１３６は、照合部１３５による位置合わせの結果に基づいて、位置合わせ情報を取得する。位置合わせ情報には、ｘ軸方向の位置ズレ量、ｙ軸方向の位置ズレ量、ｚ軸方向の位置ズレ量、ｘ軸回りの回転量、ｙ軸回りの回転量およびｚ軸回りの回転量が含まれる。位置合わせ情報取得部１３６は、取得した位置合わせ情報を誘導情報出力部１３７に出力する。

［ステップＳ４２］誘導情報出力部１３７は、位置合わせ情報取得部１３６から取得した位置合わせ情報に基づいて、誘導情報を生成する。ここで、誘導情報には、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａによるインジケータ画像の内容やインジケータ画像の投影位置を示す情報が含まれる。インジケータ画像の内容としては、図１２に示したように、例えばｘｙ軸方向の位置ズレがある場合これを補正するために撮像部１１０を移動させるべき方向を示す矢印が考えられる。また、投影位置を示す情報としては、例えば現在の撮像対象領域の中心に対する登録時の撮像対称領域の中心を示す位置の情報が考えられる。更に、ｚ軸方向の位置ズレ量や各軸回りの回転量の補正を音声によりユーザに促すための音声情報や、これら補正内容を画像表示によりユーザに促すための表示情報が考えられる。

［ステップＳ４３］誘導情報出力部１３７は、誘導用ＬＥＤ駆動部１１９に誘導情報を出力する。
［ステップＳ４４］誘導用ＬＥＤ駆動部１１９は、誘導情報出力部１３７から取得した誘導情報に基づいて、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａが投影するインジケータ画像を変更する。また、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａの姿勢を変更し、インジケータ画像の投影位置を変更する。

このように、再認証を行う際に、誘導情報出力部１３７は、撮像部１１０と手のひらとの配置を誘導するための誘導情報を出力する。この誘導情報に基づき、誘導用ＬＥＤ１１５，１１５ａにより誘導用のインジケータ画像を手のひらに投影する。

ここで、図１４のステップＳ２６〜Ｓ３２の処理は、例えば５００ミリ秒程度で実行することができる。このため、上記インジケータ画像も５００ミリ秒程度の周期で更新される。したがって、ユーザは、この周期で随時更新されるインジケータ画像を目視して、的確に撮像部１１０の配置を変更できる。その結果、静脈パターンの登録時の手のひらと撮像部１１０との配置の登録時に対する再現性が高まり、認証の効率および認証精度の向上を図ることができる。

なお、上記誘導処理によるインジケータ画像の更新とは別の処理によって、インジケータ画像を更新することも考えられる。具体的には、携帯電話機１００に加速度センサを設けることが考えられる。このようにすると、携帯電話機１００をユーザが移動させた距離を加速度センサが測定した加速度の２階積分により測定することができる。このため、誘導情報出力部１３７は、その距離に応じてインジケータ画像の誘導内容を更新することが可能となる。

図１６は、認証時の携帯電話機の使用方法の具体例を示す図である。図１６では、ユーザが手３１の手のひらの静脈パターンにより、携帯電話機１００の使用可否の認証を行う場合を例示している。この場合、例えば、ユーザはもう一方の手３２で携帯電話機１００を保持し、ボタン１０２を押下して認証を開始する。すると、携帯電話機１００は、測距ビーム光６１を手３１に照射し、手３１と撮像部１１０との距離を測定する。

携帯電話機１００は、距離が適正でないと判定すると、誘導ビーム光６２を点滅させて手３１に照射する。誘導ビーム光６２によるインジケータ画像は、図１２におけるインジケータ５２に対応する。ユーザは点滅の周期の長短により、携帯電話機１００を手３１に近付けたらよいか、遠ざけたらよいかを認識できる。

そして、携帯電話機１００は、距離が適正であると判定すると、手３１の手のひらの静脈パターンを撮像する。携帯電話機１００は、撮像した静脈パターンと予め登録された該当ユーザの静脈パターンとを照合して、これら静脈パターンの類似度を算出する。携帯電話機１００は、算出した類似度がＰ１以上Ｐ２の範囲にある場合には、再認証が必要であると判定する。そして、携帯電話機１００は、類似度の計算結果から取得される位置合わせ情報に基づき、誘導ビーム光６２に加えて、更にインジケータ画像を投影するための誘導ビーム光６３を手３１に照射する。誘導ビーム光６３によるインジケータ画像は、図１２におけるインジケータ５３ａ，５３ｂ，５３ｃに対応する。

このように、ユーザは片方の手で携帯電話機１００を保持し、もう一方の手のひらを撮像して容易に静脈認証を行うことができる。このとき、ユーザはボタン１０２を押下して認証開始を指示した後はボタン操作が不要である。その後、携帯電話機１００は、適正な距離となった場合に自動的に静脈パターンの撮像を行うため、撮像時にボタン操作を行う場合に比べて手ブレの影響が低減される。

また、携帯電話機１００は、ユーザの誘導を手３１に照射するインジケータ画像により行うことが可能である。このため、ユーザはディスプレイ１０６を露出させる動作を行うことなく（例えば、折りたたんだ状態のままで）静脈認証を行うことができる。すなわち、このような動作を行って静脈認証を行う場合に比べて操作性を向上することができる。

なお、上記の認証機能は携帯電話機１００に限らず、他の携帯端末装置に適用することもできる。
更に、上記の説明では、手のひらに対して撮像部１１０の配置を変更するよう誘導することとして説明したが、撮像部１１０に対して手のひらの配置を変更するよう誘導するようにしてもよい。この場合、誘導情報は、上述した撮像部１１０の誘導方向と逆の方向に手のひらを誘導させるものとすればよい。

また、携帯電話機１００が有すべき機能は、その機能の処理内容を記述したプログラムをコンピュータに実行させることでも実現できる。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

以上、本発明の認証装置、撮像装置、認証方法および認証プログラムを図示の実施の形態に基づいて説明したが、これらに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。更に、前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

符号の説明

１ 認証装置
１ａ 登録画像記憶部
１ｂ 入力部
１ｃ 演算部
１ｄ 出力部
２ 撮像装置
２ａ 撮像部
２ｂ 誘導部

Claims (13)

1. 生体認証を行う認証装置であって、
   生体と撮像装置との間の距離を測定する測定部と、
   前記測定部が測定した前記距離に応じて、前記撮像装置が備える距離誘導部が前記生体に照射するビーム光の点滅周期を指示する点滅指示部と、
   前記測定部が測定した距離が所定の距離値となった場合に、前記撮像装置に前記生体を撮像させる撮像制御部と、
   前記撮像装置が前記生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、前記生体画像および前記登録画像それぞれを生成するために前記撮像装置が前記生体を撮像した際の前記撮像装置に対する前記生体の相対位置の差を算出する演算部と、
   前記演算部が算出した前記相対位置の差の減少を促す画像を、当該画像を投影可能な誘導部を用いて生体上に投影するための誘導情報を出力する出力部と、
   を有することを特徴とする認証装置。
2. 前記演算部は、前記生体画像を当該画像面上で並行移動させ、動的計画法により前記並行移動後の前記生体画像と前記登録画像との所定の類似度が最小となる前記並行移動の移動方向および移動距離を算出し、当該移動方向および移動距離を前記相対位置の差の情報に含めることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
3. 前記演算部は、前記生体画像を当該画像面上で回転させ、動的計画法により前記回転後の前記生体画像と前記登録画像との所定の類似度が最小となる前記回転の回転角を算出し、当該回転角を前記相対位置の差の情報に含めることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の認証装置。
4. 前記演算部は、前記生体画像を当該画像面とは異なる射影面に射影するよう前記生体画像に透視変換を施し、動的計画法により前記透視変換後の前記生体画像と前記登録画像との所定の類似度が最小となる前記画像面と前記射影面とのなす角の角度を算出し、当該角度を前記相対位置の差の情報に含めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の認証装置。
5. 前記出力部は、前記類似度が所定の範囲内の値となる場合に前記誘導情報を出力することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の認証装置。
6. 前記出力部には、前記類似度の前記所定の範囲として、前記生体画像が前記登録画像に対して同一人物のものである場合の第１の類似度分布と、前記生体画像が前記登録画像に対して同一人物のものでない場合の第２の類似度分布と、が重なる前記類似度の範囲が設定されることを特徴とする請求項５記載の認証装置。
7. 前記出力部は、前記誘導情報に、前記撮像装置または前記生体のいずれかの移動方向を示す前記矢印の方向を指示する情報を含め、当該誘導情報を前記誘導部に出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の認証装置。
8. 生体認証を行う認証装置であって、
   撮像装置が生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、前記生体画像および前記登録画像それぞれを生成するために前記撮像装置が前記生体を撮像した際の前記撮像装置に対する前記生体の相対位置の差を算出する演算部と、
   前記演算部が算出した前記相対位置の差の減少を促す誘導情報を出力する出力部と、
   を有し、
   前記出力部は、前記撮像装置が前記生体に第１のスポット像と第２のスポット像とを投影する誘導部を備える場合、前記誘導情報に、前記第１のスポット像の投影位置として現時点の前記撮像装置の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、前記第２のスポット像の投影位置として前記登録画像の撮像時の前記撮像装置の撮像対象範囲内の前記第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報と、を含め、当該誘導情報を前記誘導部に出力する、
   ことを特徴とする認証装置。
9. 前記出力部が出力した前記誘導情報を報知するための音声を出力する音声出力部を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の認証装置。
10. 前記出力部が出力した前記誘導情報を報知するための画像を表示する表示部を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の認証装置。
11. 生体認証を行う撮像装置であって、
    生体を撮像して生体画像を生成する撮像部と、
    前記撮像部が生成した前記生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、前記生体画像および前記登録画像それぞれを生成するために前記撮像部が前記生体を撮像した際の前記撮像部に対する前記生体の相対位置の差を算出する演算部と、
    前記演算部が算出した前記相対位置の差の減少を促す画像として第１のスポット像と第２のスポット像とを生体上に投影するために用いられ、前記第１のスポット像の投影位置として現時点の前記撮像部の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、前記第２のスポット像の投影位置として前記登録画像の撮像時の前記撮像部の撮像対象範囲内の前記第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報とを含む誘導情報を出力する出力部と、
    前記出力部が出力した前記誘導情報に基づいて、前記第１のスポット像と前記第２のスポット像とを生体上に投影する誘導部と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
12. 生体認証を行う認証装置の認証方法であって、
    演算部が、撮像装置が生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶部に記憶された登録画像とに基づいて、前記生体画像および前記登録画像それぞれを生成するために前記撮像装置が前記生体を撮像した際の前記撮像装置に対する前記生体の相対位置の差を算出し、
    出力部が、前記演算部が算出した前記相対位置の差の減少を促す画像として第１のスポット像と第２のスポット像とを生体上に投影可能な誘導部に、前記第１のスポット像の投影位置として現時点の前記撮像装置の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、前記第２のスポット像の投影位置として前記登録画像の撮像時の前記撮像装置の撮像対象範囲内の前記第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報とを含む誘導情報を出力する、
    ことを特徴とする認証方法。
13. 生体認証をコンピュータに実行させる認証プログラムであって、
    前記コンピュータを、
    撮像装置が生体を撮像して生成した生体画像を取得すると、当該生体画像と登録画像記憶手段に記憶された登録画像とに基づいて、前記生体画像および前記登録画像それぞれを生成するために前記撮像装置が前記生体を撮像した際の前記撮像装置に対する前記生体の相対位置の差を算出する演算手段、
    前記演算手段が算出した前記相対位置の差の減少を促す画像として第１のスポット像と第２のスポット像とを生体上に投影可能な誘導手段に、前記第１のスポット像の投影位置として現時点の前記撮像装置の撮像対象範囲内の所定の第１の位置を指定する情報と、前記第２のスポット像の投影位置として前記登録画像の撮像時の前記撮像装置の撮像対象範囲内の前記第１の位置に対応する第２の位置を指定する情報とを含む誘導情報を出力する出力手段、
    として機能させることを特徴とする認証プログラム。
    

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