JP5365527B2 - 生体認証用の撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は生体認証用の撮影装置に係り、特に生体認証用に人の生体を撮影する際に当該人の生体を支持するためのガイドを設けた生体認証用の撮影装置に関する。

例えば生体静脈認証などを目的として人の指、人の手の平等の生体の画像を撮影する場合、撮像センサとしてのカメラの画角一杯に指、手の平等が収まるように撮影することが望ましい。カメラの解像度のロスが少なくなり、良好な撮影がなされ、その結果、精度の高い認証結果が期待できるからである。

この点を図１とともに説明する。

図１（ａ）に示される如く、一般に撮像センサとしてのカメラ１０は、その撮影範囲Ｒを規定する画角βを有する。

上記の如く、図１（ｃ）に示されるように、例えばカメラ１０の撮影範囲Ｒ一杯に人の手の平１を撮影することが望ましい。

他方、認証対象の人の手の平１が比較的大きかったり、あるいはカメラ１０と認証対象の人の手の平１との間の距離が短すぎたりすると、図１（ｂ）に示される如く、カメラ１０の撮影範囲Ｒ内に認証対象の人の手の平１が収まりきらず、はみ出してしまう。このような場合、認証対象の人の手の平１のなかで本来撮影すべき部分が撮影範囲Ｒからはみ出して撮影されず必要な情報が欠落することにより、精度の高い認識結果が得られないおそれがある。

逆に、認証対象の人の手の平１が比較的小さかったり、あるいはカメラ１０と認証対象の人の手の平１との間の距離が長すぎたりすると、図１（ｄ）に示される如く、カメラ１０の撮影範囲Ｒ内に認証対象の人の手の平１がそっくり収まるが、認証対象の人の生体のうち本来撮影すべき手の平１に加え、それ以外の部分（指先、手首等）や背景が比較的大きな比率で撮影範囲Ｒに含まれてしまう。このような場合、撮影された画像中、本来撮影すべき手の平１の解像度が低くなり、もって精度の高い認識結果が得られないおそれがある。

しかしながら、図１（ｃ）に示される如くカメラ１０の画角β丁度に認証対象の手の平１が収まるように撮影するためには、モニタなどで画像を確認しながら認証対象の手１の位置、またはカメラ１０の位置を調整する必要があり、使い勝手が悪かった。

このため認証対象の人の手の平が適正な位置になるようなガイドをあらかじめ設けておき、認証対象の手の平を当該ガイドに載置して撮影を行うことが提案されている（例えば特許文献１及び特許文献３参照）。

ところが、手など生体の大きさは個人差が大きく、手の小さい人に合わせて作られたガイドを手の大きい人が用いた場合には認証対象の手の平が撮影範囲Ｒからはみ出してしまい、逆に手の大きい人に合わせて作られたガイドを手の小さい人が用いた場合、撮影範囲Ｒに対し認証対象の手の平が小さく写ったり、撮影位置がずれやすいといった問題があった。はみ出した場合には上記の如く必要な情報が欠落してしまい、逆に小さく写った場合、その画像をデジタル的に拡大すると上記の如く解像度が低下し、認証精度に影響を及ぼすおそれがあった。

このような生体の大きさの差に対応する従来技術として、例えば特許文献２には、撮影画像の大きさを基準と比較した結果により撮像系のズームを調整し、適正な大きさで撮影するようにするための技術が開示されている。しかしながらこのようにズーム機構を備えた光学系は通常のレンズより高価であり且つサイズも大きくなる。また、光軸を中心にズームされるため、撮影位置がずれている場合にはズームにより撮影範囲から被写体が外れてしまうという問題があった。

この点につき図２とともに説明する。

例えば図２（ａ）に示される如く認証対象の人の手の平１を含む比較的広い範囲が撮影された場合であって、手の平１の中心が撮影時の撮影範囲Ｒの中心から外れていた場合に、上記の如くズームを行うと、図２（ｂ）に示される如く、本来得たい手の平１の全体ではなく、手の平１の右半分と親指のみがズーム後の撮影範囲Ｒに含まれ、このような場合精度の高い認証結果が得られないおそれがある。
特開２００５−１２８９３６号公報 特許第３９１６６４７号 特開２００６―１１９８８号公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、認証対象の人の生体を撮影する際、認証対象の人の生体のサイズによらず良好な撮影が可能となる生体認証用の撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、撮像センサによる人の生体の撮影の際に当該人の生体を支持するガイドを設け、ガイドは、撮像センサによる人の生体の撮影の際、当該人の生体が当該ガイドに支持された状態で、当該人の生体と撮像センサとの間の距離が、当該人の生体の大きさに応じて自動的に調整されるようにした。

ガイドが、撮像センサによる人の生体の撮影の際、当該人の生体が当該ガイドに支持された状態で、当該人の生体と撮像センサとの間の距離が、当該人の生体の大きさに応じて自動的に調整されるための構成として、例えば認証対象の人の生体が人の手の平であった場合、当該人の手に平に係る指を挿入するＶ字型の溝をガイドに設ける構成が考えられる。

人の手の平の大きさは略当該人の手の平に係る指の太さに比例すると考えられる。すなわち手の大きい人の指はその分太いと考えられ、逆に手の小さい人の指はその分細いと考えられる。

上記の如くガイドに指を挿入するＶ字型の溝を設け、且つ当該Ｖ字型の溝の底の部分の方向に撮像センサを設けることにより、図３等とともに後述する如く、手の大きい人であって上記の如くその分指が太い人が当該Ｖ字型の溝に指を挿入すると、当該Ｖ字型の溝の縁の部分からあまり深く挿入することができず、当該Ｖ字型の溝の底の部分との間の距離が長くなり、その結果その底の部分の方向に設けられた撮像センサとの間の距離が長くなる。その結果撮像センサの撮影範囲内に認証対象の手の平が比較的小さく写るようになるため、撮像センサの撮影範囲内に認証対象の手の平がそっくり収まるようすることが可能である。したがって認証対象をそっくり写し込み且つ解像度のロスも最小化でき、精度の高い認証結果が期待できる。

逆に手の小さい人であって上記の如くその分指が細い人が当該Ｖ字型の溝に指を挿入すると、当該Ｖ字型の溝の縁の部分より比較的深く挿入することができ、当該Ｖ字型の溝の底の部分との間の距離が短くなり、その結果その底の部分の方向に設けられた撮像センサとの間の距離が短くなる。その結果撮像センサの撮影範囲内に認証対象の手の平が比較的大きく写るようになるため、撮像センサの撮影範囲内に、この場合認証には不要な指、手首あるいは背景等が含まれる比率を最小化することが可能となる。したがって認証対象をそっくり写し込み且つ解像度のロスも最小化でき、もって精度の高い認証結果が期待できる。

このように本発明によれば、単に認証対象の人の生体（上記例の場合手の平）をガイドに支持させることにより、認証対象の生体が大きい場合には撮像センサとの距離が長くなり、逆に小さい場合には撮像センサとの距離が短くなるように自然に誘導されることから、認証対象の人の生体と撮像センサとの間の距離が当該人の生体のサイズの応じて自動的に調整される。

尚上記例ではガイドにＶ字型の溝を設けるようにしたが、必ずしもＶ字型の溝に限られることはなく、Ｖ字型の溝同様、溝の縁の部分では溝の幅が広く、溝の底の部分に近づくにしたがって徐々に溝の幅が小さくなる形状の溝であれば同様の効果が得られることは明らかである。

このように本発明によれば、認証対象の人の生体を撮影する際、撮像センサと認証対象の人の生体との間の距離が自動的に調整されるため、容易に認証対象をそっくり写し込み且つ解像度のロスも最小化することでき、もって精度の高い認証結果が期待できる生体認証用の撮影装置及びそれを備えた生体認証装置を提供し得る。

従来の問題点を説明するための図（その１）である。 従来の問題点を説明するための図（その２）である。 本発明の実施例１による生体認証用の撮影装置の構成を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 図３に示される生体認証用の撮影装置におけるガイドの設計方法について説明するための図（その１）である。 図３に示される生体認証用の撮影装置におけるガイドの設計方法について説明するための図（その２）である。 図３に示される生体認証用の撮影装置におけるガイドの設計方法について説明するための図（その３）である。 図３に示される生体認証用の撮影装置の変形例について説明するための側面図である。 本発明の実施例２による生体認証用の撮影装置の構成を説明するための図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施例３による生体認証用の撮影装置の構成を説明するための図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図３に示される生体認証用の撮影装置におけるガイドの設計方法について更に詳細に説明するための図である。 本発明の実施例４による生体認証装置の構成を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１、１_Ｌ、１_Ｓ 人の手、手の平、手の指、手首
１０ 撮像センサ（カメラ）
Ｒ 撮影範囲
β 画角
２０ 撮像センサユニット
５０、５０Ａ１，５０Ａ２、５０Ｂ１，５０Ｂ２、５１ ガイド
１００、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 生体認証用の撮影装置
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ，５０Ａ１ａ，５０Ｂ１ａ ガイド溝（Ｖ字型の溝）
２００ 生体認証ユニット

本発明の実施例による生体認証用の撮影装置は、近距離で人の生体を撮影し、撮影された画像によって認証を行う生体認証装置において使用されるものであって、生体を撮影する撮像センサユニットと、生体の姿勢を保持するガイドとを備えており、前記ガイドの生体の姿勢を保持する部分が、撮像センサユニットからの距離に比例して相似的にサイズが変化するように構成されている。

より具体的には、本発明の実施例による生体認証用の撮影装置は認証対象としての人の手の画像を撮影するものとされ、手の指の太さや指間の間隔により、手と撮像センサユニットとの間の距離が決定される構成のガイドを備える（図３等とともに後述する実施例１）。

あるいは本発明の実施例による生体認証用の撮影装置は認証対象としての人の指の画像を撮影するものとされ、指の太さによって指と撮像センサユニットとの間の距離が決定される構成のガイドを備える（図８等とともに後述する実施例２）。

あるいは本発明の実施例による生体認証用の撮影装置は認証対象としての人の手首の画像を撮影するものとされ、手首の太さによって手首と撮像センサユニットとの間の距離が決定されるガイドを備える（図９等とともに後述する実施例３）。

以下に本発明の各実施例の原理について説明する。

人の生体の大きさは個人差が大きいが、その形状は極端に異なるわけではない。例えば、子供と大人とで手の大きさが２倍程度異なる場合があるが、その形はほぼ相似形であると言える。このことから、本発明の実施例では、撮像センサとしてのカメラからの距離に比例して相似的にサイズが変化するように設計されたガイドを用いることにより、人の手など人の生体の大きさの差に対応可能な生体認証用の撮影装置を提供する。

以下に図とともに本発明の実施例１による生体認証用の撮影装置の構成について説明する。

図３は本発明の実施例１による生体認証用の撮影装置の構成を示す図である。

本発明の実施例１による生体認証用の撮影装置１００は、認証対象の人の生体として、人の手の平の画像を得るためのものである。

図示の如く、本発明の実施例１による生体認証用の撮影装置１００は、大略、認証対象としての人の手の平１_Ｌまたは１_Ｓを支持するガイド５０と、当該認証対象としての人の手の平１_Ｌまたは１_Ｓの画像を撮影するための撮像センサ（すなわちカメラ）１０が設けられた撮像センサユニット２０とを備える。

ガイド５０には、略長方形の板状の部材に対し、図示の如く、認証対象としての人の手１_Ｌまたは１_Ｓの指のうち、親指を除いた４本の指を挿入するガイド溝５０ａ、５０ｂ，５０ｃ、５０ｄが設けられている。

これらガイド溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの各々は図３（ａ）、（ｂ）に示される如く、その溝の幅ｓ１乃至ｓ４が、当該溝の縁の部分から底の部分に向かうにつれて徐々に狭まる構成、すなわちＶ字型の溝の構成を有する。

尚説明の便宜上、図３中、人の手１_Ｌまたは１_Ｓは模式的に描かれている（以下同様）。また人の手１_Ｌは当該ガイド５０の設計上想定される最大のサイズを有する人の手を示しており、人の手１_Ｓは当該ガイド５０の設計上想定される最小のサイズを有する人の手を示している。

このようにガイド５０にＶ字型の溝であるガイド溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを設け、撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ１０と認証対象の人の手の平１_Ｌまたは１_Ｓとの間の距離が認証対象の人の手の平に係る指の太さによって決まるように設計されている。さらに、このガイド５０は、撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ５０の画角βの境界（図３（ｃ）中、破線で示される、以下同様）に沿うように撮像センサユニット２０に取り付けられる。

次にこのガイド５０の設計方法について説明する。

撮像センサ１０の画角β（撮影範囲Ｒを規定する）に合わせて良好に認証対象の人の手の平を撮影するためには、当該人の手の大きさに応じて認証対象の人の手と撮像センサ１０との間の距離を調整する必要がある。

ここで図４示される如く、撮像センサ１０の画角βにより規定される撮影範囲Ｒの幅Ｗ_１、Ｗ_２は、撮像センサ１０の光学中心Ｏからの距離ｌ_１、ｌ_２に比例する。したがって認証対象の手の平の大きさに比例して撮像センサ１０の光学中心Ｏからの距離が増加するように認証対象の手の平の位置を調整すればよい。

本実施例では手の大きさの指針として指の太さを用いる。

手の大きさと指の太さとが比例関係にあると想定した場合、図５に示す如く、認証対象の手の平１_Ｌ、１_Ｓに係る指の太さｄ_１、ｄ_２と、当該認証対象の手の平１_Ｌ、１_Ｓから撮像センサ１０の光学中心Ｏまでの距離とが比例する位置に認証対象の手の平１_Ｌ、１_Ｓの位置が決定されるよう、ガイド溝５０ａ乃至５０ｄの幅ｓ１乃至ｓ４を決めればよい。また、親指を除く４本の指間の間隔ｓ１１乃至ｓ１３も手の大きさに対応しているため、各ガイド溝５０ａ乃至５０ｄ相互間の間隔も、撮像センサ２０からの距離に比例して増加するように決める。

なお、ここでは、人の指のうち親指を除く４指のそれぞれにについてガイド溝５０ａ乃至５０ｄを設ける場合について説明したが、場合によっては上記４指のうちの２指（中指及び薬指など）のそれぞれについて、あるいは１指（中指など）についてのガイド溝のみを設けるようにしても良い。

また、この場合上記の如く、図３（ｃ）の側面図で示されるように、指の全長の内の一部分が挿入される板状のガイド５０を設ける構成であったが、この例に限られず、例えば各指の略全長を挿入することができるように、大きな奥行きを持たせたガイドを設ける構成としても良い。

このように設計したガイド５０に対し、認証対象の手１_Ｌ、１_Ｓの指を対応するガイド溝５０ａ乃至５０ｄに挿入するよう、上から認証対象の手１_Ｌ、１_Ｓを降下させていくと、当該手１_Ｌ、１_Ｓの大きさに応じた高さとなった時点で自然にそれ以上降下させることができなくなる。すなわち撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ１０の光学中心Ｏと当該手１_Ｌ、１_Ｓとの間の距離が当該手１_Ｌ、１_Ｓの大きさに応じた距離となった時点で自然にそれ以上手１_Ｌ、１_Ｓを降下することができなくなり、ユーザはそこで手を降下させる動作を停止すればよい。その状態で当該手の平１_Ｌ、１_Ｓを撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ１０で撮影することにより、撮像センサ１０の画角β（撮影範囲Ｒを規定する）に丁度収まる大きさで認証対象の手の平１_Ｌ、１_Ｓを撮影することができる。

また図５（ｂ）から明らかなように、本発明の実施例３による生体認証装置のガイド５０の構成によれば、手の横方向（すなわち親指から小指へと向かう方向あるいはその逆方向）の手の位置も、撮像センサ１０の画角βに合った位置へと自然と誘導される。また、図３（ｃ）の側面図に示されるように、画角βに沿うようにガイド５０を撮像センサユニット２０上に配置することにより、前後方向（すなわち指の指先から手首へと向かう方向あるいはその逆方向）の手の位置も、画角βに合った位置へと自然に誘導される。

ところで、指の太さと手の大きさ、すなわち認証対象の手の平の大きさとの間の関係は、個人差により、完全な比例関係にはなり得ない。このため、利用ユーザの集合がある程度限定できる場合には、その集合内で統計的に指の太さと手の大きさ、すなわち認証対象の手の平の大きさとの間の関係を求め、このようにして求められた関係に基づいてガイド５０を設計することが望ましい。その結果、認証対象のユーザの特性に合った、より正確なガイド５０の設計を行うことが可能となり、撮像センサ１０と認証対象の手の平との距離、すなわち認証対象の手の平の位置の位置決め精度を向上させることが可能である。

例えば、指の太さと手の大きさ、すなわち認証対象の手の平の大きさとの間の関係が、図６（ａ）のグラフ中直線状の実線に示される如くの完全な比例関係ではなく、同グラフ中、破線あるいは一点鎖線で示される如くのカーブを描くような場合、図６（ｂ）に示される如く、このような関係に合わせてガイド溝５０ａ乃至５０ｄの形状を決めればよい。

ここで図６（ａ）中、破線で示される関係では、比較的指が細い領域、すなわち図中、左側の領域では指の太さの変化率に対して手の平の大きさの変化率が大きく、比較的指が太い領域、すなわち図中、右側の領域では指の太さの変化率に対して手の平の大きさの変化率が小さい。このような場合には、このような関係に対応させ、図６（ｂ）の破線で示されるように、比較的ガイド溝の幅が小さい領域、すなわち図中、下方の領域では、その領域に挿入される指の太さがわずかに異なる場合であっても、挿入可能な深さ、すなわち上下方向の位置が大きく異なるよう、ガイド溝の壁面の傾斜を急とし、比較的ガイド溝の幅が大きい領域、すなわち図中、上方の領域では、その領域に挿入される指の太さが異なった場合に挿入可能な深さ、すなわち上下方向の位置があまり大きく異ならないよう、ガイド溝の壁面の傾斜を緩やかにする。

逆に図６（ａ）中、一点鎖線で示される関係では、比較的指が細い領域、すなわち図中、左側の領域では指の太さの変化率に対して手の平の大きさの変化率が小さく、比較的指が太い領域、すなわち図中、右側の領域では指の太さの変化率に対して手の平の大きさの変化率が大きい。このような場合には、このような関係に対応させ、図６（ｂ）の一点鎖線で示されるように、比較的ガイド溝の幅が小さい領域、すなわち図中、下方の領域では、その領域に挿入される指の太さが異なった場合に挿入可能な深さ、すなわち上下方向の位置があまり大きく異ならないよう、ガイド溝の壁面の傾斜を緩やかにし、比較的ガイド溝の幅が大きい領域、すなわち図中、上方の領域では、その領域に挿入される指の太さがわずかに異なる場合でも挿入可能な深さ、すなわち上下方向の位置が大きく異なるよう、ガイド溝の壁面の傾斜を急にする。

ここで上記利用ユーザの集合がある程度限定できる場合として、認証対象のユーザの入れ替わりや増減が限定されている場合であって、例えば、家族の構成員、学校の生徒、会社の従業員等の場合が挙げられる。

また図３等とともに上述した本発明の実施例１による生体認証用の撮影装置の構成において、更に必要に応じ、図７に示される如く、手首側のガイド５１を追加して設けてもよい。加えて、各ガイド５０，５１において、接触を検知する機構を備えることにより、認証対象の手の平に係る指のガイド溝５０ａ乃至５０ｄに対する差し込みが不十分（すなわち浮いた状態）や、無理な押し込みがなされた場合には上記機構でこれが検知されて撮像センサ１０による認証対象の手の平の撮影が不可とされ、指のガイド溝５０ａ乃至５０ｄに対する適切な挿入状態が確保された状態で認証対象の手の平がガイド５０に載置された場合にのみ撮影が可能となる構成としてもよい。

また本発明の実施例としては、上述の実施例１における如く手（すなわち手の平）の撮影のための撮影装置に限定されるものではなく、図８とともに後述する実施例２における如く指の撮影のための撮影装置や、図９とともに後述する実施例３における如く手首の撮影のための撮影装置等、認証対象の人の生体として、他の身体部位を撮影するための撮影装置であってもよい。あるいは人の身体以外でも、上記人の指と手との間のサイズの対応関係の如く、サイズのばらつきはあるがその形状が相似関係にあるような被写体の撮影のための撮影装置であってもよい。

上述の本発明の実施例１によれば、ガイド５０の機能（特にそのガイド溝５０ａ乃至５０ｄの機能）により、被写体（本実施例の場合、人の手の平１_Ｌ、１_Ｓ）は、その大きさに応じて適正な距離・位置に自ずと誘導されるため、容易且つ確実に、撮像センサ（すなわちカメラ１０）の画角（β）いっぱいに被写体を撮影することが可能となる。また、撮像センサ（カメラ１０）としては、従来技術のカメラに対し何ら特別な変更を要さないため、被写体のサイズに応じ容易且つ確実に良好な撮影条件での撮影が可能となる撮影装置を、小型・安価に実現できる。

図８は本発明の実施例２による生体認証用の撮像装置の構成を示す図である。

本発明の実施例２による生体認証用撮影装置１００Ａは、大略、認証対象としての人の指１_Ｌまたは１_Ｓを支持するガイド５０Ａ１，５０Ａ２と、当該認証対象としての人の指１_Ｌまたは１_Ｓの画像を撮影するための撮像センサ（すなわちカメラ）１０が設けられた撮像センサユニット２０とを備える。

ガイド５０Ａ１は、略三角形の板状の部材に対し、図示の如く、認証対象としての人の指１_Ｌまたは１_Ｓを挿入するガイド溝５０Ａ１ａが設けられている。ガイド５０Ａ２も５０Ａ１と同様の構成を有し、認証対象としての人の指１_Ｌまたは１_Ｓを挿入するガイド溝が設けられている。これら２つのガイド５０Ａ１，５０Ａ２は、図８（ｂ）に示される如く、認証対象の指１_Ｌまたは１_Ｓのある部分（本実施例の場合、中指の第２関節部分）の長さ方向の両側を支えるように、撮像センサユニット２０上に設けられている。

これらガイド５０Ａ１，５０Ａ２のガイド溝の各々は図８（ａ）に示される如く、その溝の幅が、当該溝の縁の部分から底の部分に向かうにつれて徐々に狭まる構成、すなわちＶ字型の溝の構成を有する。

尚、図８中、人の指１_Ｌは当該ガイド５０Ａ１，５０Ａ２の設計上想定される最大のサイズを有する人の指を示しており、人の指１_Ｓは当該ガイド５０Ａ１，５０Ａ２の設計上想定される最小のサイズを有する人の指を示している。

このようにガイド５０Ａ１，５０Ａ２にＶ字型の溝であるガイド溝を設け、撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ１０と認証対象の人の指１_Ｌまたは１_Ｓとの間の距離が認証対象の人の指の太さによって決まるように設計されている。さらに、このガイド５０Ａ１，５０Ａ２が、撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ１０の画角βの境界（図８（ｂ）中の破線）に沿うように撮像センサユニット２０に取り付けられる。

当該実施例２による生体認証用の撮影装置１００Ａによれば、上記実施例１による生体認証用の撮影装置１００の場合同様、特にそのガイド５０Ａ１，５０Ａ２のガイド溝（Ｖ字型の溝）の構成により、認証対象の人の指１_Ｌ、１_Ｓと撮像センサ１０の光学中心Ｏとの間の距離が、認証対象の人の指１_Ｌ、１_Ｓの太さに比例するように、したがって認証対象の人の指１_Ｌ、１_Ｓのサイズに比例するように自然に誘導されて自動的に調整される。したがって認証対象の人の指１_Ｌ、１_Ｓを撮像センサ１０の画角βにより規定される撮影範囲Ｒに丁度合致するように写し込むことが容易に実現でき、必要な情報の欠落が無く且つ画像の解像度のロスが最小化されるため、そのような画像のデータを使用した結果として精度の高い認証結果が期待できる。

尚ガイド５０Ａ１，５０Ａ２の設計方法については後述する。

図９は本発明の実施例３による生体認証用の撮像装置の構成を示す図である。

本発明の実施例３による生体認証用撮影装置１００Ｂは、大略、認証対象としての人の手首１_Ｌまたは１_Ｓを支持するガイド５０Ｂ１，Ｂ２と、当該認証対象としての人の手首１_Ｌまたは１_Ｓの画像を撮影するための撮像センサ（すなわちカメラ）１０が設けられた撮像センサユニット２０とを備える。

ガイド５０Ｂ１は、略三角形の板状部材に対し、図示の如く、認証対象としての人の手首１_Ｌまたは１_Ｓを挿入するガイド溝５０Ｂ１ａが設けられている。ガイド５０Ｂ２も５０Ｂ１と同様の構成を有し、認証対象としての人の手首１_Ｌまたは１_Ｓを挿入するガイド溝が設けられている。これら２つのガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２は、図９（ｂ）に示される如く、認証対象の手首１_Ｌまたは１_Ｓの長さ方向の両側を支えるように設けられている。

これらガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２のガイド溝の各々は図９（ａ）に示される如く、その溝の幅が、当該溝の縁の部分から底の部分に向かうにつれて徐々に狭まる構成、すなわちＶ字型の溝の構成を有する。

尚、図９中、人の手首１_Ｌは当該ガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２の設計上想定される最大のサイズを有する人の手首を示しており、人の手首１_Ｓは当該ガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２の設計上想定される最小のサイズを有する人の手首を示している。

このようにガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２にＶ字型の溝であるガイド溝を設け、撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ１０と認証対象の人の手首１_Ｌまたは１_Ｓとの間の距離が認証対象の人の手首の太さによって決まるように設計されている。さらに、このガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２が、撮像センサユニット２０に設けられた撮像センサ５０の画角βの境界（図９（ｂ）中の破線）に沿うように撮像センサユニット２０に取り付けられる。

当該実施例３による生体認証用の撮影装置１００Ｂによれば、上記実施例１による生体認証用の撮影装置１００の場合同様、特にそのガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２のガイド溝（Ｖ字型の溝）の構成により、認証対象の人の手首１_Ｌ、１_Ｓと撮像センサ１０の光学中心Ｏとの間の距離が、認証対象の人の手首１_Ｌ、１_Ｓの太さに比例するように、したがって認証対象の人の手首１_Ｌ、１_Ｓのサイズに比例するように自然に誘導されて自動的に調整される。したがって認証対象の人の手首１_Ｌ、１_Ｓを撮像センサ１０の画角βにより規定される撮影範囲Ｒに丁度合致するように写し込むことが容易に実現でき、必要な情報の欠落が無く且つ画像の解像度のロスが最小化されるため、そのような画像のデータを使用した結果として精度の高い認証結果が期待できる。

尚ガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２の設計方法については後述する。

次に上記本発明の実施例１，実施例２及び実施例３による生体認証用の撮像装置におけるガイドの形状の具体的な導出方法につき、より具体的に説明する。

まず図３等とともに述べた実施例１による生体認証用の撮像装置におけるガイド５０の形状の導出方法につき、図１０とともに説明する。

（ｉ）まず認証対象の手（すなわち手の平）として最も大きいと想定される手のモデル１_Ｌを用意し、この手１_Ｌが丁度収まる幅Ｗを求める（図１０（ａ））。

（ｉｉ）使用するカメラ１０の画角βで規定される撮影範囲Ｒの幅がこのＷと一致する、カメラ１０の光学中心Ｏからの高さｌ₁を求める（図１０（ｂ））。

（ｉｉｉ）上記認証対象の手（すなわち手の平）として最も大きいと想定される手のモデル１_Ｌの指の太さｄ1及び認証対象の手（すなわち手の平）として最も小さいと想定される手のモデル１_Ｓの太さｄ2と比例関係から、上記最も小さいと想定される手のモデル１_Ｓの場合のカメラ１０の光学中心Ｏとの距離ｌ₂を求め、これらの距離ｌ_２乃至ｌ₁におけるガイド溝５０ａ乃至５０ｄの幅ｓ１乃至ｓ４が当該距離に比例するようにガイド溝５０ａ乃至５０ｄの形状を決める（図１０（ｃ））。

（ｉｖ）図１０（ａ），（ｂ）で、撮影範囲Ｒにおける上記想定される最大の手１_Ｌの各指の中心点を求め、このようにして得られた各指の中心とカメラ１０の光学中心Ｏとを結ぶ線を求め、上記（ｉｉｉ）で求められる各ガイド溝５０ａ乃至５０ｄの中心線（図１０（ｃ）、（ｄ）中、一点鎖線）がここで求められた線と一致するよう、各ガイド溝５０ａ乃至５０ｄが撮像センサユニット２０上に配置されるようにガイド５０の形状及び配置を決定する（図１０（ｄ））。

（ｖ）こうして導出したガイド５０が撮像センサユニット２０に設けられたカメラ１０の画角βの境界内に入り込まないよう、角度αでガイド５０を撮像センサユニット２０上に配置する（図１０（ｅ））。この角度αは図１０（ｅ）より明らかなように、カメラ１０の画角βから、以下の式で求める。

α＝（１８０°―β）÷２

図８とともに上記した実施例２による生体認証用の撮像装置におけるガイド５０Ａ１，５０Ａ２、及び図９とともに上記した実施例３による生体認証用の撮像装置におけるガイド５０Ｂ１，５０Ｂ２の形状の導出方法も略同様である。

すなわち、最大と想定される指（実施例２の場合）あるいは手首（実施例３の場合）がカメラ１０の撮影範囲Ｒに丁度収まるような、カメラ１０の光学中心Ｏからの高さを求め、最大と想定される指（実施例２の場合）あるいは手首（実施例３の場合）の場合と、最小と想定される指（実施例２の場合）あるいは手首（実施例３の場合）の場合とで、指（実施例２の場合）あるいは手首（実施例３の場合）の太さと、カメラ１０の光学中心Ｏからの距離とが比例関係となるようにガイド溝の形状を求め（図１０（ｃ）の場合と同様）、更にこうして導出したガイド５０Ａ１，５０Ａ２あるいは５０Ｂ１，５０Ｂ２が撮像センサユニット２０に設けられたカメラ１０の画角βの境界内に入り込まないように、角度αで撮像センサユニット２０上に配置する（図１０（ｅ）の場合と同様）。

図１１は本発明の実施例３による生体認証装置の構成を示すブロック図である。

本発明の実施例３による生体認証装置は生体認証用の撮影装置１００Ｃ及び生体認証ユニット２００を備える。

生体認証用の撮影装置１００Ｃは上記本発明の実施例１，実施例２あるいは実施例３による生体認証装置の撮影装置１００，１００Ａあるいは１００Ｂよりなり、そのカメラ１０（例えばデジタルカメラよりなる）により認証対象の人の生体が撮影され、そのようにして得られた認証対象の生体の画像のデータが生体認証ユニット２００に送信される。

生体認証ユニット２００は生体認証用の撮影装置１００Ｃから送信された認証対象の生体の画像のデータに対し所定の画像処理を施すことによってその特徴を得、これを予め登録されたユーザの生体の画像の特徴と比較し、双方の特徴が一定の誤差範囲内で一致すれば前記撮影に係る生体が該当するユーザのものであるとの判定を行い、そうでなければ前記撮影に係る生体が該当するユーザのものではないとの判定を行う。

上記所定の画像処理あるいは上記撮影に係る生体が該当するユーザのものであるか否かの判定の具体的な方法については生体認証の分野等において周知な技術を適宜適用可能であり、ここでの詳細な説明を省略する。

Claims (5)

1. 人の手の平の画像を使用した生体認証用の撮影装置であって
   前記人の手の平を撮影しその画像を得る撮像センサと、
   前記撮像センサによる前記人の手の平の撮影の際に当該人の所定部位を支持するガイドとを備え、
   前記ガイドは、前記人の所定部位を配置する溝を有し、当該溝の形状は、前記撮像センサの撮像領域中の所定領域において当該人の手の平が撮像されるように、当該人の所定部位の幅と当該人の手の平の大きさとの関係に基づいて設定される、
   ことを特徴とする生体認証用の撮影装置。
2. 前記撮像センサの近傍に、当該撮像センサの撮影による前記人の手の平の撮影の際に当該人の手の平に係る手首を支持する第二のガイドが更に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の生体認証用の撮影装置。
3. 前記溝の形状は、当該溝に前記人の所定部位を配置したとき、当該人の手の平と撮像センサとの間の距離が当該人の手の平の大きさに略比例する距離になるように設定されることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の生体認証用の撮影装置。
4. 前記人の所定部位は人の指であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生体認証用の撮影装置。
5. 前記人の所定部位は人の手首であることを特徴とする請求項１または３のいずれか１項に記載の生体認証用の撮影装置。

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