JP5244654B2

JP5244654B2 - 指認証装置

Info

Publication number: JP5244654B2
Application number: JP2009050849A
Authority: JP
Inventors: 勝也坂野; 孝行亀山
Original assignee: Hitachi Omron Terminal Solutions Corp
Current assignee: Hitachi Omron Terminal Solutions Corp
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: EP2226743A3; US8315511B2; US20100225442A1; JP2010205051A; EP2226743A2

Description

本発明は指認証装置に関し、特に、指静脈を用いて個人を認証する指静脈認証装置に関する。

指静脈認証装置は、指置き部に載置された認証対象の指に対して光源部から近赤外光を照射し、その光の反射又は透過によって得られた指の血管パターンを、イメージセンサ等の撮像部で撮像して、画像パターンを得て、その画像パターンを予め登録したパターンと照合することで、個人を認証する。

透過型の指静脈認証装置に関して、例えば、特許文献１には、指を載せるガイド溝の左右に近赤外光を発する光源を配置し、かつ光源上部に配置した上面カバーによって、所望の照射方向外に拡散したが、認証指以外の指や掌に反射して外乱光として撮像部に与える影響を抑えるようにした装置の構成が開示されている（特許文献１の図１、図１３）。

さらに、特許文献１には、光源の配置に関していくつかの例が記載されている。その従来技術の欄には、光源を指の両側斜め上方に配置して指の置かれる中央部を照射するもの（図１２）が記載され、それは、光源を指の真上に配置して、鉛直下の指を照射するもの（図１１）に比べて、操作時の目の位置から指を隠すものがなくなるので、圧迫感を和らげることができる、としている。また、同文献の図１５には、指の側部に配置された光源からミラーによって光の照射方向を変えてから指を照射する構造が記載されている。

特開２００４−２６５２６９号公報

従来の指静脈認証装置において、認証対象の指から十分な生体情報を得るためには、撮像エリアを指より大きくする必要がある。しかし、撮像エリアを余り大きくすると、撮像エリアが外乱光の影響を受けるので、血管パターンから得られる撮像パターンの解像度や性能上が好ましくない。
また、特許文献１に記載された指静脈認証装置は、光源として多数のＬＥＤを用いている（図１）ので、コスト高となる。また、同図１のように、指の左右両側に配置した光源から照射する形式のものでは、指の両側部は明るくなるので、認識のために良好な血管パターンが得られるが、指の先端部から得られる血管パターンが暗くなる傾向にある。このため、指の両側部と先端部では解像度が異なり、認証性能に影響が生じるおそれがある。

また、指の生体認証装置は、銀行の窓口やＡＴＭ（現金自動取引装置）における取引き時の本人認証や、企業の職場においてＰＣ（パーソナルコンピュータ）を起動するときの本人認証に用いられており、利用者に取り扱い易いコンパクトな、卓上型の指認証装置が望まれている。

そこで、本発明は、従来のものに比べて一層小型化、及び低コスト化を図った指認証装置を提供することにある。

本発明は、好ましくは、指の生体情報を用いて認証を行う生体認証装置において、基台と、該基台に対して先方から手前側に傾斜し、該基台と一体的に形成されたケース上部とを有し、
該基台は、指を置く指置き部と、指に照射されて指を透過した光を案内する光学系と、該光学系により案内された光のパターンを撮像する撮像部を備え、該ケース上部は、該指置き部に置かれた指の中央先端部及び指の両側部を照射する光源を備えることを特徴とする指認証装置として構成される。

好ましい例では、前記ケース上部の元部と該基台の先端部が樹脂モールドで一体的に構成される。
また、好ましい例では、前記ケース上部の内側の面と該基台の上面とは５０〜６５度範囲の角度を成し、該角度で形成される内側は人の指を入れるのに十分な空間を有する。
また、好ましい例では、前記指置き部は、手前から先方に向かって低くなるように傾斜した構造を備える。

また、好ましい例では、前記基台は、指を透過した光を案内する前記光学系としてのプリズムと、該プリズムの一端に配置された前記撮像部としてのイメージセンサと、該イメージセンサによって検出された画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器と、該ＡＤ変換器の出力信号を増幅する増幅器を有する。

また、好ましい例では、前記基台は、前記ＡＤ変換器と前記増幅器を搭載する主基板を配設し、該主基板はＵＳＢケーブルを介して外部装置と接続される。
また、好ましい例では、前記基台と前記ケース上部が接合される先端部には、付け爪を逃がすための空間部が形成される。
また、好ましい例では、前記指置き部の両側には、外乱光の進入を阻止する高さの壁と、置かれる指を安定化するための、該壁から内部に沿って傾斜する傾斜部を備え、該指置き部の底部には撮像エリアを規制するフィルタを備える。

また、好ましい例では、前記ケース上部には、前記光源として少なくとも３つのＬＥＤが逆三角に配置され、中央に配置された第１のＬＥＤは指の先端を照射し、該第１のＬＥＤに対して両側上部に配置された第２及び第３のＬＥＤはそれぞれ指の左右側部を照射するように配置される。
また、好ましい例では、前記ケース上部には、前記主基板と接続され、該主基板からの信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、該ＤＡ変換器から出力される信号を増幅する増幅器と、該増幅器から出力される信号によって該光源を駆動するドライバとを搭載した副基板が配設される。

本発明によれば、従来のものに比べて、一層小型化、低コストが図れ、外光に強い指静脈認証装置を実現することが可能となる。

一実施例における指静脈認証装置の構成を示す側面図。一実施例における指静脈認証装置の構成を示す正面図。一実施例による指静脈認証装置におけるＬＥＤからの光路を示す平面図。一実施例における指静脈認証装置の指置き部を示す外観図。一実施例における、指の撮像画像の例を示す図。一実施例における指静脈認証装置の概観図。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１は、一実施例における指静脈認証装置の構成を示す側面図、図２はその正面図、図６はその外観図（試作機の写真）である。
これらの図において、指認証装置は、主に基台１０１とケース上部１０２からなり、これらは樹脂モールドにより一体成形されている。ここで、ケース上部１０２の内側の面と、基台１０１の上面とは５０〜６５度範囲、好ましくは５５〜６０度の角度を成し、その角度で形成される内側には人の指を入れるのに十分な空間が確保される。この空間は、奥側から手前側に向かって開放しているので、利用者の視線から指の位置が確認できるので、指を指置き部２にセットするときの圧迫感を軽減することができる。

基台１０１には、指Ｆを置く指置き部２と、指を透過した光（即ち、血管パターンを含む光信号）を横方向（光路Ｌ４）へ案内するプリズム４と、プリズム４の先方に配置されて、プリズム４を通って来た光Ｌ４を検知するイメージセンサのようなカメラ（撮像部）５と、カメラ５で取得された指の画像信号を処理する電子回路を搭載した主基板３が配設される。更に、基台１０１の最奥部には、付け爪を付けた指がセットされたときに、その付け爪を逃がすための付け爪逃げ部１１が設けられる。

図４に示すように、指置き部２の両側の壁は、横から外乱光がカメラ５に進入するのを防止する程度の高さを有している。また、指置き部２の両側には傾斜部２１が形成され、指が横に動くのを防止する。指置き部２の底部には、撮像エリア６を規制する、アクリル板のような可視光フィルタが備えられている。

本実施例では、基台１０１の高さが工夫されている。即ち、基台１０１の手前側の高さｈ１を、その奥の高さよりも高くし、基台１０１の指置き部２が手前から奥に向かって低く傾斜する構造としている。これは、指を指置き部２にセットするとき、通常は掌や手の甲の厚みのために指の手前側が高くなるので、それを考慮して、指の付け根が指置き部２から浮かないように、つまり指を指置き部２に密接させるように、先方に向かって低く傾斜する構造とした。

主基板３に搭載される電子回路には、図示していないが、カメラ５によって検出された画像信号をＡＤ（アナログデジタル）変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力信号を増幅する増幅器、及びインターフェース制御回路、などが含まれる。主基板３には、コネクタ（図示せず）を介してＵＳＢケーブルが接続され、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）のような外部装置に接続される。なお、主基板３には、照合の対象となる指の血管パターンを予め登録するメモリや、上記増幅器から得られる一方の血管パターンと該メモリに予め登録された他方の血管パターンを照合するマイクロプロセッサ等の電子素子を更に搭載してもよい。

ケース上部１０２には、光源として赤外光を発する３つのＬＥＤ１８a〜１８cと、副基板１３が配設されている。ここで、３つのＬＥＤ１８a〜１８cは逆三角に配置され、中央に配置されたＬＥＤ１８aは指の先端を照射し、このＬＥＤ１８aに対して両側上部に配置されたＬＥＤ１８b，１８cはそれぞれ指の左側と右側を照射する。
副基板１３は、主基板３と電線１９を介して電気的に接続され、それには（図示しないが）主基板３からの信号をＤＡ（デジタルアナログ）変換するＤＡ変換器と、ＤＡ変換器から出力される信号を増幅する増幅器と、増幅器から出力される信号によってＬＥＤ１８a〜１８cを駆動するドライバが搭載される。

図３は、３つのＬＥＤによる光の照射の様子を示す。
中央に配置されたＬＥＤ１８aからの光Ｌ１は、主に爪の部分を含む指の中央先端部を照射し、両側に配置されたＬＥＤ１８b，１８cからの光Ｌb、Ｌcは、指の左側及び右側をそれぞれ照射する。このような光源の配置構成により、指Ｆの先端部が暗くなることが無くなり、指が均一に照射される。そのため、撮影される指の画像の解像度の低下を防止することができる。

図５に、指の撮像画像の例を示す。
撮像画像５１として、撮像エリアとして規制された撮像エリア画像５２が得られる。指の画像５２には、静脈中のヘモグロビンは赤外光を通さないため、血管パターン５３が図示のように写し出される。この血管パターンの画像を用いて、予めメモリに登録された血管パターンと今回取得された血管パターンとをプロセッサで比較することで、その一致又は不一致を検出して、正当な本人か否かを認証する。
この場合、血管パターンを登録するメモリ及び上記プロセッサは、ＰＣ内に在っても良い。或いは、本人が所持するＩＣカード内、又は図１に示す認証装置の主基板内に設けてもよい。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施例では、ケース上部１０２に配設される副基板１３には、主基板３からの信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、増幅器と、ＬＥＤを駆動するドライバを搭載するとした。しかし他の代替例によれば、副基板には複数のＬＥＤとドライバのみを搭載し、ＤＡ変換器や増幅器等の他の回路構成部位は主基板３に搭載してもよい。

また、上記実施例では、３つのＬＥＤ１８a〜１８cにより指をほぼ均一に照射する配置構成である。コスト的に許されるならば、変形例においては、３つのＬＥＤに限らず、４個以上のＬＥＤをケース上部１０２に配置し、指をより広範囲に渡る光で照射するようにしてもよい。この場合でも、指の中央先端部と、左右側部を照射する配置とするのがよい。

また、上記実施例では、基台１０１の手前側を高くして先方へ行くほど低く傾斜させる構造とした。変形例においては、基台１０１の底部に複数（例えば４隅に）の支持脚を配置し、かつ手前側の２つの支持脚を後側の支持脚よりも高くして、基台１０１の指置き部２を先端に向かって傾斜させる構造としてもよい。また、他の例として、基台の高さや支持脚の高さを調整しないで、指置き部２をその先端に向かって低く傾斜するように傾斜して配置してもよい。

１０１：基台１０２：ケース上部２：指置き部３：主基板４：プリズム５：カメラ
１３：副基板１８a〜１８c：ＬＥＤ１０：ケーブル１１：付け爪逃げ部
６：撮像エリア
５１：撮像画像５２：撮像エリア画像５３：血管パターン
Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ４：光路Ｆ：指。

Claims

指の生体情報を用いて認証を行う生体認証装置において、
基台と、該基台に対して先方から手前側に所定の角度に傾斜し、該基台と一体的に形成されたケース上部とを有し、
該基台は、指を置く指置き部と、該指置き部に置かれた指に照射されて指を透過した光を案内する光学系と、該光学系により案内された指の血管パターンを撮像する撮像部を備え、
該基台と該ケース上部による該所定の角度で形成される内側は、奥側から手前側に向かって開放して人の指を入れるのに十分な空間を成し、該指置き部に置かれた指の中央先端部及び指の両側部を照射する光源を備え、
前記指置き部は、外乱光の進入を阻止する高さの遮光部と、該遮光部から内部に沿って傾斜し所定の高さで該指の先端および両側を支持する支持部とを備える
ことを特徴とする指認証装置。
前記ケース上部の元部と該基台の先端部が樹脂モールドで一体的に構成されることを特徴とする請求項１の指認証装置。
前記ケース上部の内側の面と該基台の上面とは５０〜６５度範囲の角度を成すことを特徴とする請求項１又は２の指認証装置。
前記基台は、前記指置き部が手前から先方に向かって低くなるように傾斜した構造を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の指認証装置。
前記基台は、指を透過した光を案内する前記光学系としてのプリズムと、該プリズムの一端に配置された前記撮像部としてのイメージセンサと、該イメージセンサによって検出された画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の指認証装置。
前記基台は、前記ＡＤ変換器を搭載する主基板を配設し、該主基板はＵＳＢケーブルを介して外部装置と接続されることを特徴とする請求項５に記載の指認証装置。
前記基台と前記ケース上部が接合される先端部には、付け爪を逃がすための空間部が形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の指認証装置。
該指置き部の底部には撮像エリアを規定するフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の指認証装置。
指の生体情報を用いて認証を行う生体認証装置において、
基台と、該基台に対して先方から手前側に傾斜し、該基台と一体的に形成されたケース上部とを有し、
該基台は、指を置く指置き部と、指に照射されて指を透過した光を案内する光学系と、該光学系により案内された光のパターンを撮像する撮像部を備え、
該ケース上部は、該指置き部に置かれた指の中央先端部及び指の両側部を照射する光源を備え、前記光源として少なくとも３つのＬＥＤが逆三角に配置され、中央に配置された第１のＬＥＤは指の先端を照射し、該第１のＬＥＤに対して両側上部に配置された第２及び第３のＬＥＤはそれぞれ指の左右側部を照射するように配置されることを特徴とする指認証装置。
前記ケース上部には、前記主基板と電気的接続され、該主基板から該光源を駆動させる駆動信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、該ＤＡ変換器から出力される信号を増幅する増幅器と、該増幅器から出力される信号によって該光源を駆動するドライバとを搭載した副基板が配設されることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の指認証装置。
前記指認証装置は、卓上に移動可能に設置される構造体であり、ＵＳＢケーブルを介して外部装置と接続されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の指認証装置。
該ケース上部は該基台の上面よりも短いことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の指認証装置。