JP5791119B2 - 認証用撮像装置及び認証用撮像方法 - Google Patents
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Description
その一方で、ATMのように多人数によって使用される機器では、他人の触ったものを触らなければならない生体認証方式、つまり、接触型の機器を用いて生体特徴の撮像及び入力を行う手法は、利用者に嫌がられる傾向にある。
また、指の血管を生体特徴として利用する手法(特許文献2)や、手のひらの血管を生体特徴として使用した手法(特許文献3)が開示されている。
また、指の認証では、指紋と指の血管パターンとが別々に撮像され、手のひらの認証では掌紋と血管パターンとが別々に認証されるため、外乱光、あるいは皮膚の荒れや利用者の血圧状態など、それぞれにとっての悪条件によっては、個人認証の精度が下がってしまうという不都合があった。
本発明は、上記従来例の有する不都合を改善し、より精度の高い個人認証判定を行う認証用撮像装置を提供することを、その目的とする。
ここでは、まず、本発明の実施形態の基本的構成内容について説明する。
また、掌ガイド101は、利用者の指根部が置かれることにより、撮像部104に対して利用者の手のひらを撮像に適した位置に導く。
なお、掌ガイド101によりガイドされた手のひらの撮像領域の位置は、指先ガイド102及び指根ガイド103によりガイドされた指の撮像領域の位置より撮像部104から遠ざかる側に設定される。つまり、ガイドされた指の位置は、ガイドされた手のひらの位置と撮像部104との間に位置する。
これにより、ガイドされた掌撮像領域の位置は、指撮影領域の位置に比べて撮像部104との距離が大きくなるため、指の撮像領域より広い範囲の掌の範囲を撮影することが可能となる。このため、掌画像による生体認証を行うときの認証精度を向上させることができる。
指紋掌紋用光源208は、皮膚表面の凹凸である指紋及び掌紋を撮像するために、なるべく皮膚表面の凹凸による影ができた方が望ましいため、一方向から照射を行う。
更に、血管用光源209は、指及び手のひらの血管パターンの撮像を行うのに際し、皮膚表面の凹凸である指紋及び掌紋の影が撮像画像になるべく現れないようにするため、撮像対象の指及び手のひらを挟んだ2方向からの照射を行う。
ここで、撮像部104は、CCDやCMOSなどのイメージセンサ及び制御系、イメージセンサに指や手のひらの画像を結像するレンズ光学系などで構成されるものとする。
また、撮像部104は、撮影によりイメージセンサに結像した画像を画像データに変換するADコンバータなどを含み構成される。
更に、撮像部104には、指を撮像するための適切な焦点距離やシャッタースピードなどが予め設定された指撮像モードと、同様に手のひらを撮像するための適切な焦点距離やシャッタースピード等が予め設定された掌撮像モードが、予め設定されている。
ここで、画像処理部204は、マイクロプロセッサなどで構成され、指の指紋や手のひらの掌紋及び血管画像の画像処理を適切に行う。
ここで、制御部210は、画像処理部204から送り込まれた画像データに基づき撮像部104の撮像モードを設定する階調モード設定機能を備えてもよい。
また、設定された画素が全て「白」を示す場合、画像データの画面全体が結像した画像である判定でき、これにより、この画像は、結像領域の広い手のひらであると判定することができる。
また、一つの撮像部で指の指紋と血管、手のひらの掌紋と血管の生体特徴を撮像すると共に認証判定することによって、小型で安価な生体特徴撮像装置を提供することができる。
また、複数の異なる生体特徴を同一の撮像部104により撮像することにより、撮像を行う撮像部ごとに異なる画像データの特質や癖などが現れることにより生じる認証判定にかかる影響を抑制することができる。
次に、上記のように構成される生体特徴撮像装置の動作について説明する。
先ず、掌ガイド101によりガイドされた手のひらの撮像領域を撮影し(掌撮影工程)、この撮影により得られた手のひらの撮影画像と予め登録された掌画像との照合を行う(掌画像照合工程)。次いで、前記撮像部に予め設定された撮像モードを手のひらの撮影を行う掌撮像モードから指の撮影を行う指撮像モードに変換する(撮像モード変換工程)。次に、指先ガイド102及び指根ガイド103によりガイドされた指の撮像領域を撮影し(指撮影工程)、この撮影により得られた指の撮影画像と予め登録された指画像との照合を行い(指画像照合工程)、前記指画像及び掌画像の照合結果により個人認証判定を行う(認証判定工程)。
まず、掌紋及び掌血管パターンの撮影に際して、図4に示すように、手のひらが撮像装置に置かれる。ここで、手のひらは、掌ガイド101によって適切な位置にガイドされる。
このとき、撮像部104は、掌撮像モードに設定され、ガイドされた手のひらの撮影を行う(掌撮影工程)。
画像処理部204は、撮像部104からの画像データに基づき掌紋及び掌血管パターンの画像特徴を抽出し、この画像特徴データを照合部205に送る。
照合部205は、予め登録された指紋や掌紋、血管パターンなどの画像特徴データとの照合を行う(掌画像照合工程)。
まず、指の指紋及び指血管パターンを撮像部104で撮像するに際して、利用者の指が、図5に示すように、指先ガイド102及び指根ガイド103に置かれる。これにより、上記指先ガイド102及び指根ガイド103に置かれた指は、撮像に適する位置にガイドされる。
そこで、手のひらの掌紋処理中に、指の指紋及び指血管パターンの撮像(指撮像工程)を行う設定としてもよい。これにより、全体としての認証判定にかかる時間を短縮することができる。
照合部205は、照合データ記憶手段211に予め登録された指紋及び指血管パターンと、送り込まれた画像特徴データとの照合を行うと共に、上記手のひら(掌紋、掌血管パターン)の照合結果と指(指紋、指血管パターン)の照合結果とを会わせて、個人認証判定処理を行う(認証判定工程)。
ここでは、例えば指紋、掌紋、指及び掌血管パターンの全てが照合成功である場合に個人認証が行われる設定としてもよい。
また、一つの撮像部104で指と手のひらの生体特徴を撮像することができ、このため従来の複数の撮像装置を組み合わせたものより、撮像装置を安価で小型な撮像装置を提供することができる。
次に、本発明に係る実施形態2の認証用撮像装置について説明する。ここで、前述した実施形態1と同一の部分については、同一の符号を付するものとする。
この実施形態2は、システムの構成部分は前述した実施形態1(図1)とほぼ同一の構成を備えており、拡散板502、集束レンズ503、及び赤外線透過フィルタ504を新たに備えた点が実施形態1の場合と相違する。
また、血管用光源209それぞれの直上に拡散板502を設置する。これにより、投光される光を拡散し、指または手のひらの血管像を撮像する際に、皮膚の凹凸、つまり指紋や掌紋の影を出にくくし、より詳細な血管のみの画像を撮像することが可能となる。
また、血管用光源209は、血管のヘモグロビンによる吸収によるコントラストの増強、及び汚れや外乱光からの耐性を考慮すると波長850−960nm程度の近赤外に波長特性を持つLEDなどが望ましい。
更に、本実施形態では、この波長を透過し他の波長の外乱光を除去するために赤外線透過フィルタ504を光源の直上に配置してもよい。
更に、赤外線透過フィルタ504が配置されることによって、外乱光の悪影響を抑制することができると共に、撮像装置内部へのほこりなどの落下により撮像部104のレンズ部が汚損するのを抑制することができる。
102 指先ガイド
103 指根ガイド
104 撮像部
201,202,203 凹部
204 画像処理部
205 照合部
208 指紋掌紋用光源
209 血管用光源
210 制御部
211 照合データ記憶手段
502 拡散板
503 集束レンズ
504 赤外線透過フィルタ
Claims (9)
- 手のひら又は指における生体情報を撮像し認証判定を行う認証用撮像装置において、
前記手のひらを撮像可能にガイドする掌ガイドと、
前記指を撮像可能にガイドする指ガイドであって、前記掌ガイドの設置側に当該指の先端部が載置される指ガイドと、
前記手のひらと指とを撮像する単一の撮像部とを備え、
前記掌ガイドがガイドする手のひらの撮影領域と前記撮像部との距離は、前記指ガイドがガイドする指の撮影領域と前記撮像部との距離より長いことを特徴とする認証用撮像装置。 - 手のひら又は指における生体情報を撮像し認証判定を行う認証用撮像装置において、
前記手のひらを撮像可能にガイドする掌ガイドと、
前記指を撮像可能にガイドする指ガイドと、
前記手のひらと指とを撮像する単一の撮像部と、
前記掌ガイドがガイドする手のひらを撮影する掌撮像モード及び前記指ガイドがガイドする指を撮影する指撮像モードを切替える撮像モード切替部と、
撮影画面内の予め設定された領域における階調情報を取得する階調情報取得部を備え、
前記掌ガイドがガイドする手のひらの撮影領域と前記撮像部との距離は、前記指ガイドがガイドする指の撮影領域と前記撮像部との距離より長く、
前記撮像モード切替部が、前記階調情報に基づいて前記指撮像モードと前記掌撮像モードとを切替えることを特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1又は2に記載の認証用撮像装置において、
前記撮像部、前記指ガイドがガイドする指の撮影領域、前記掌ガイドがガイドする手のひらの撮影領域の順で、略直線状に並ぶことを特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1乃至3のいずれか一つに記載の認証用撮像装置において、
前記掌ガイドは指を置くための複数の凹部を備えることを特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1乃至4のいずれか一つに記載の認証用撮像装置において、
指紋もしくは掌紋を撮像するための光照射を行う第1の光源部、又は指血管もしくは掌血管を撮像するための近赤外光を照射する第2の光源部を備えることを特徴とする認証用撮像装置。 - 前記請求項1乃至5のいずれか一つに記載の認証用撮像装置において、
予め登録された指紋パターン、指血管パターン、掌紋パターン、及び掌血管パターン
を記憶する生体情報記憶部と、
前記撮像部により撮像された指紋画像、指血管画像、掌紋画像、及び掌血管画像から
それぞれの画像特徴を示す指紋パターン、指血管パターン、掌紋パターン、及び掌血管
パターンを抽出する画像処理部と、
前記抽出された指紋パターン、指血管パターン、掌紋パターン、及び掌血管パターンと前記予め登録された指紋パターン、指血管パターン、掌紋パターン、及び掌血管パターンとをそれぞれ照合する照合部を備えることを特徴とする認証用撮像装置。 - 手のひら又は指における生体情報を撮像し認証判定を行う認証用撮像方法において、
掌ガイドが手のひらを撮像可能にガイドし、
指ガイドが、前記掌ガイドの設置側に指の先端部が載置された状態で、当該指を撮像可能にガイドし、
単一の撮像部が前記手のひらと指とを撮像し、
前記掌ガイドがガイドする手のひらの撮影領域と前記撮像部との距離は、前記指ガイドがガイドする指の撮影領域と前記撮像部との距離より長いことを特徴とする認証用撮像方法。 - 前記請求項7に記載の認証用撮像方法において、
前記撮像部、前記指ガイドがガイドする指の撮影領域、前記掌ガイドがガイドする手のひらの撮影領域の順で、略直線状に並ぶことを特徴とする認証用撮像方法。 - 前記請求項2に記載の認証用撮像装置を用いた認証用撮像方法において、
撮影画面内の予め設定された領域における階調情報を取得し、
前記階調情報に基づいて、前記掌ガイドがガイドする手のひらを撮影する掌撮像モード及び前記指ガイドがガイドする指を撮影する指撮像モードを切替えることを特徴とする認証用撮像方法。
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