JP7469871B2 - 撮影装置および認証装置 - Google Patents

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Description

本発明は、生体を撮影する撮影装置および生体を撮影して認証する認証装置に関する。
血管中のヘモグロビンとその他の生体組織の近赤外光の吸収特性の違いを利用して撮影した生体画像（血管画像）による生体認証技術が提案されている。ヘモグロビンの吸収率の高い波長である近赤外光を生体に照射し、透過または反射する光を撮像することで血管画像が得られる。指の皮膚表面下には個人ごとに異なる血管の模様（パターン）が存在しており、この血管パターンを鮮明に撮影することで高精度認証が実現可能である。
指の血管画像を用いた認証技術を小型な装置サイズで実現するための血管画像の撮影方法の一つとして反射型方式がある。反射型方式は、光源と撮像部を近接して配置し、光源からの照射光を指の腹に照射し、反射する光を撮像して血管画像を取得する方法である。反射型方式である下記特許文献１の生体認証装置は、基板の表面に設けられ光を出力する光源と、ピッチ及び回転方向が異なる複数の回折格子が配置され前記光を回折して照明光を照明対象の照明領域に照射する回折光学素子とを備え、前記照明領域は、前記基板の表面と平行な平面上の前記回折光学素子及び前記光源の占有面積より大きいように構成する。
また、より高い認証精度を実現するためには１本の指だけでなく、複数の指を同時に撮影した血管画像を用いた認証方法が有効である。反射型方式は、生体が装置と非接触な状態でも同時に複数の指の血管画像の撮影が可能なため、利便性の高さと装置の小型化の両立が実現できる。
特開２０１５‐１７０３２０号公報
指の表面形状は立体的で曲面が多いため、反射型方式では、指の部位ごとに反射光量の違いが生じ、指先や指の側面（輪郭付近）の領域で十分な明るさが得られない。したがって、鮮明な血管画像の撮影が難しいという課題がある。十分な明るさを得られていない不鮮明な血管画像では、指領域を正確に検知できず、認証精度が低下するおそれがある。したがって、同時に複数の指の血管画像を撮影しようとする場合には特に、撮影するすべての指の血管を鮮明に撮影することが課題となる。
本発明は、撮影対象への光量不足を抑制することを目的とする。
本願において開示される発明の一側面となる撮影装置は、提示される手のひら側における複数の指の表面に対向する位置に配置され、前記複数の指の血管画像を取得する撮像部と、前記撮像部が前記表面と対向する対向領域の外側でかつ前記複数の指の配列方向の一方側である第１位置に配置され、前記第１位置から前記複数の指に向かう方向を第１光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第１光源と、前記対向領域の外側でかつ前記配列方向の他方側である第２位置に配置され、前記第２位置から前記複数の指に向かう方向を第２光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第２光源と、を有することを特徴とする。
本願において開示される発明の一側面となる認証装置は、提示される手のひら側における複数の指の表面に対向する位置に配置され、前記複数の指の血管画像を取得する撮像部と、前記撮像部が前記表面と対向する対向領域の外側でかつ前記複数の指の配列方向の一方側である第１位置に配置され、前記第１位置から前記複数の指に向かう方向を第１光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第１光源と、前記対向領域の外側でかつ前記配列方向の他方側である第２位置に配置され、前記第２位置から前記複数の指に向かう方向を第２光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第２光源と、前記撮像部からの出力信号に基づいて前記複数の指の画像データを生成する画像処理部と、前記画像処理部によって生成された前記複数の指の第１画像データと、前記画像処理部によって生成された前記複数の指の第２画像データと、に基づいて、前記複数の指を認証する認証部と、を有することを特徴とする。
本発明の代表的な実施の形態によれば、撮影対象への光量不足を抑制することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
図１は、実施例１にかかる撮影装置および認証装置の構成例１を示す説明図である。 図２は、実施例１にかかる撮影装置および認証装置の構成例２を示す説明図である。 図３は、実施例１にかかる撮影装置および認証装置のブロック構成例１を示すブロック図である。 図４は、実施例１にかかる撮影装置および認証装置のブロック構成例２を示すブロック図である。 図５は、光源からの照射例１を示す説明図である。 図６は、光源からの照射例２を示す説明図である。 図７は、指画像データの登録処理手順例を示すフローチャートである。 図８は、指画像データの認証処理手順例を示すフローチャートである。 図９は、図７および図８に示した光源制御（ステップＳ７０３）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。 図１０は、光源の照射光量と指領域の明るさとの関係性の一例を示すグラフである。 図１１は、撮影装置および認証装置に対する手の位置の変化を示す説明図である。 図１２は、手の姿勢変動に応じた光量調整例１を示す説明図である。 図１３は、手の姿勢変動に応じた光量調整例２を示す説明図である。 図１４は、実施例２にかかる撮影装置および認証装置の構成例１を示す説明図である。 図１５は、実施例２にかかる撮影装置および認証装置の構成例１において、指の姿勢変動に応じた光量制御例を示す説明図である。 図１６は、実施例２にかかる撮影装置および認証装置の構成例２を示す説明図である。 図１７は、実施例２にかかる撮影装置および認証装置の構成例３を示す説明図である。 図１８は、実施例３にかかる撮影装置および認証装置の構成例を示す説明図である。
＜撮影装置および認証装置の構成例＞
図１は、実施例１にかかる撮影装置および認証装置の構成例１を示す説明図である。撮影装置１００は、被写体として筐体１００Ａの上面板部１００Ｂ上方にかざされた手１１０の指を撮影する。実施例１では、例として、人差し指１１１、中指１１２および薬指１１３を被写体（撮像対象）とする。ただし、被写体となる指１１１～１１３は、両手１１０の１０本の指のうち２本以上含まれればよい。なお、指１１１～１１３の手１１０の甲側の面を指１１１～１１３のオモテ面と称し、指１１１～１１３の手１１０のひら側の面を指１１１～１１３のウラ面と称す。
図１では、撮影装置１００は、筐体１００Ａと、撮像部１０１と、光源１０２と、データメモリ１０６と、を有する。撮影装置１００にコントローラ１０７が接続された装置が認証装置１０８である。
筐体１００Ａは、たとえば、設置面１２０に取り付けまたは載置（以下、総称して「設置」）される。設置面１２０は、地面、天井面または机など地面に平行な台の表面でもよく、壁など地面に垂直な面でもよい。なお、設置面１２０に直交する軸をＺ軸とし、Ｚ軸において設置面１２０から離間する方向を＋Ｚ方向とし、設置面１２０に近接する方向を－Ｚ方向とする。また、設置面１２０は、ＸＹ平面に平行である。ＸＹ平面はＸ軸とＹ軸とにより張られる平面である。図１に示したように、手１１０は上面板部１００Ｂにかざされるように、撮影装置１００および認証装置１０８は設置される。この場合、Ｘ軸は、手１１０がかざされたときの指の長手方向である。Ｙ軸は、指１１１～１１３の配列方向である。
筐体１００Ａ内部に撮像部１０１と複数の光源１０２（図１では、光源１０２－１，１０２－２）とを含む。光源１０２－１，１０２－２を区別しない場合は、単に光源１０２と表記する。また、撮像部１０１と筐体１００Ａの上面板部１００Ｂとの間には、第１光学フィルタ１０３が設けられる。撮像部１０１は、第１光学フィルタ１０３を通過した被写体光を受光する。被写体光は、光源１０２からの照射光が被写体に反射された光（反射光）である。
撮像部１０１および筐体１００Ａの上面板部１００Ｂは、提示される手１１０と対向する。特に、上面板部１００Ｂのうち、指１１１～１１３に対向する面を対向面１００Ｂａと称す。対向面１００Ｂａから＋Ｚ方向の領域は、提示される指１１１～１１３が撮像部１０１および対向面１００Ｂａと対向する対向領域１３０である。対向面１００Ｂａおよび対向領域１３０のＸ軸方向の幅は、たとえば、指１１１～１１３の指先から指根元までの長さを包含する幅となる。
また、撮像部１０１から＋Ｚ方向に存在する上面板部１００Ｂの領域には、光源１０２の照射光が指１１１～１１３のような生体で反射した光を透過させる透光板１０５が設けられる。透光板１０５は、たとえば、アクリルやガラスなどの透明な部材で構成される。また、透光板１０５に、特定の波長光のみを通過させるフィルムが貼着されてもよい。これにより、撮影装置１００内部を外部から視認しにくい状態にすることができる。
また、光源１０２から＋Ｚ方向に存在する上面板部１００Ｂの領域には、第２光学フィルタ１０４が設けられる。光源１０２から第２光学フィルタ１０４を通過した光が被写体に照射される。第２光学フィルタ１０４は、光拡散フィルタでもよい。これにより、光源１０２は、均一な強度の照射光を広範囲に被写体に照射することができる。
また、第２光学フィルタ１０４は、偏光フィルタでもよい。これにより、指１１１～１１３のような生体に照射して反射された光成分のうち、皮膚表面での鏡面反射成分を低減することができる。したがって、撮影装置１００は、生体の血管像をより鮮明に撮像することができる。また、第２光学フィルタ１０４は、光源１０２からの照射光の特定の波長のみを透過する帯域フィルタでもよい。これにより、撮像部１０１が余分な環境光を受光するのを抑制することができる。
撮像部１０１は、たとえば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサのような撮像素子により構成される。撮像部１０１の撮像面は、上面板部１００Ｂに対向する。
撮像部１０１は、筐体１００Ａ外から上面板部１００Ｂの透光板１０５および第１光学フィルタ１０３を介して入射されてくる光を撮像面で受光し、光電変換する。撮像部１０１は、データメモリ１０６に接続されており、光電変換した画像データをデータメモリ１０６に格納する。画像データは、指の血管を示す画像データ（指血管画像データ）でもよく、指紋を示す画像データ（指紋画像データ）でもよい。指血管画像データおよび指紋画像データを総称して、指画像データと称す。データメモリ１０６は、コントローラ１０７に接続される。なお、本明細書では、指紋は、少なくとも指先（指の腹）の紋様であり、指先から指の付け根までの指のウラ面の紋様を含んでもよい。
光源１０２は、第２光学フィルタ１０４を介して、上面板部１００Ｂから＋Ｚ方向に存在する被写体に光を照射する。指の血管を撮影する場合には、光源１０２からの照射光は、たとえば、近赤外光となる。また、指紋を撮影する場合には、光源１０２からの照射光は、たとえば、可視光（たとえば、青または緑）となる。光源１０２は、撮像部１０１を挟む位置に設けられる。すなわち、光源１０２はＹ軸方向に配列される。光源１０２は、Ｘ軸方向において、指先から指根元までの間の位置に配置される。このように、各光源１０２は、対向領域１３０の外側から対向領域１３０の内側に向けて指１１１～１１３に光を照射する。
光源１０２からの照射光の広がりを光芒という。光芒は、被写体となる指１１１～１１３の照射範囲となる。換言すれば、光源１０２は、その光芒が指１１１～１１３を含むような位置に配置される。光芒の中心軸を光軸と称す。光軸は、光の照射方向となる。光軸は、Ｚ軸に平行ではなく、Ｚ軸（＋Ｚ方向）から所定角度分撮像部１０１側に傾斜した方向となる。
光軸がＺ軸に平行な場合、人差し指１１１の親指側側面および薬指１１３の小指側側面には十分な光量で光が照射されるが、中指１１２、人差し指１１１の中指側側面および薬指１１３の中指側側面は、光量不足となる。そのため、照射方向を所定角度分撮像部１０１側に傾斜させることで、人差し指１１１、中指１１２、および薬指１１３の各々に十分な光量の光を照射し、人差し指１１１、中指１１２、および薬指１１３のいずれかの指の側面の光量不足を抑制することができる。
光源１０２は、筐体１００Ａ外のコントローラ１０７に接続される。コントローラ１０７は、光源１０２から照射される光量を制御する。また、コントローラ１０７は、指１１１～１１３の位置を検出したり、指画像データから指１１１～１１３内の血管や指紋の特徴を抽出したりする。また、コントローラ１０７は、データメモリ１０６に記憶された複数の指画像データを認証してもよい。具体的には、たとえば、コントローラ１０７は、指画像データを２つデータメモリ１０６から取得し、指の血管の特徴や指紋の特徴から両指画像データの人差し指１１１、中指１１２、および薬指１１３が同一人物の人差し指１１１、中指１１２、および薬指１１３であるかを認証する。
図２は、実施例１にかかる撮影装置１００および認証装置１０８の構成例２を示す説明図である。図２に示す撮影装置１００および認証装置１０８は、図１に示したコントローラ１０７を筐体１００Ａ内部に実装した例である。コントローラ１０７に認証機能がなければ撮影装置１００であり、コントローラ１０７に認証機能があれば認証装置１０８である。
図３は、実施例１にかかる撮影装置１００および認証装置１０８のブロック構成例１を示すブロック図である。撮影装置１００は、光源制御部３００を有する。光源制御部３００は、光源１０２からの照射光の光量を制御する。光源制御部３００は、図１および図２に示したコントローラ１０７に含まれる。コンピュータ３１０は、認証機能を含む。コンピュータ３１０は、図１および図２に示したコントローラ１０７に含まれる。
コンピュータ３１０は、プロセッサ３１１と、記憶デバイス３１２と、入力デバイス３１３と、出力デバイス３１４と、通信インターフェース（通信ＩＦ）３１５と、を有する。プロセッサ３１１、記憶デバイス３１２、入力デバイス３１３、出力デバイス３１４、および通信ＩＦ３１５は、バス３１６により接続される。プロセッサ３１１は、コンピュータ３１０を制御する。記憶デバイス３１２は、プロセッサ３１１の作業エリアとなる。また、記憶デバイス３１２は、各種プログラムやデータを記憶する非一時的なまたは一時的な記録媒体である。記憶デバイス３１２としては、たとえば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリがある。入力デバイス３１３は、データを入力する。入力デバイス３１３としては、たとえば、キーボード、マウス、タッチパネル、テンキー、スキャナがある。出力デバイス３１４は、データを出力する。出力デバイス３１４としては、たとえば、ディスプレイ、プリンタ、スピーカがある。通信ＩＦ３１５は、ネットワークと接続し、データを送受信する。
上述した記憶デバイス３１２に記憶されたプログラムとしては、たとえば、画像処理プログラムや光源制御プログラム、認証プログラムがある。画像処理プログラムは、プロセッサ３１１に、撮像部１０１からの出力信号に基づいて画像データを生成させるプログラムである。光源制御プログラムは、プロセッサ３１１に、光源１０２からの照射光量を増減させるプログラムである。認証プログラムは、プロセッサ３１１に、記憶デバイス３１２に記憶された２つの指画像データの同一性を認証させるプログラムである。なお、画像処理、光源制御および認証の各機能についてソフトウェアでの実現例について説明したが専用回路により、画像処理、光源制御および認証の各機能が実現されてもよい。
すなわち、光源制御部３００が含まれない撮影装置１００は、図１に示した撮影装置１００であり、光源制御部３００が含まれた撮影装置１００は、図２に示した撮影装置１００である。また、画像処理、光源制御および認証の各機能を有する認証装置１０８は、光源制御部３００およびコンピュータ３１０を含み、図１および図２の認証装置１０８に対応する。
図４は、実施例１にかかる撮影装置１００および認証装置１０８のブロック構成例２を示すブロック図である。図４に示す撮影装置１００および認証装置１０８は、コンピュータ３１０を内蔵する。データメモリ１０６は、記憶デバイス３１２により実現される。光源制御部３００は、記憶デバイス３１２に記憶されたプログラムをプロセッサ３１１に実行させることにより実現される。また、認証機能は、記憶デバイス３１２に記憶されたプログラムをプロセッサ３１１に実行させることにより実現される。コンピュータ３１０に認証機能がなければ撮影装置１００であり、コンピュータ３１０に認証機能があれば認証装置１０８である。
なお、図１～図４に示した光源１０２のうち少なくとも１つは、可視光源でもよい。この場合、コントローラ１０７は、待機中に手１１０を検出した時、認証処理時、認証成功時、認証失敗時にそれぞれ異なる色の光を発するように可視光源を制御してもよい。これにより、ユーザは認証状態を視認することができる。
また、認証の前段階で、コンピュータ３１０は、入力デバイス３１３によりユーザＩＤおよび暗証番号を受け付けたり、通信ＩＦ３１５によりＩＣチップやユーザが所持する通信端末からユーザＩＤおよび暗証番号をワイヤレス受信したりすることにより、記憶デバイス３１２に、ユーザＩＤおよび暗証番号を、当該ユーザの指画像データと関連付けて登録してもよい。
また、コンピュータ３１０は、上述のように入力デバイス３１３または通信ＩＦ３１５からユーザＩＤおよび暗証番号と、指画像データと、を取得することにより、記憶デバイス３１２に記憶されているユーザＩＤおよび暗証番号に関連付けられる指画像データを特定し、両指画像データを認証してもよい（いわゆる１対１認証）。なお、コンピュータ３１０は、記憶デバイス３１２に記憶されている指画像データ群から、今回入力された指画像データと一致する指画像データを特定してもよい（いわゆる１対Ｎ認証）。
また、図１～図４に示した撮影装置１００および認証装置１０８において、光源１０２からの照射光は、複数の異なる波長の光を含んでもよい。たとえば、撮像部１０１が、たとえば、カラーカメラのような波長感度特性の異なる複数のセンサにより構成される場合、撮像部１０１は、光源１０２から複数の異なる波長光を同時に照射して、指１１１～１１３からの反射光により指１１１～１１３を撮影する。これにより、コントローラ１０７は、各センサの波長感度特性の違いを利用して、光源１０２から光が照射されている指領域と照射されていない背景領域とを効率的に分離することができる。
また、光源１０２は、血管撮影用の近赤外光だけでなく皮膚の表面の凹凸構造である指紋の撮影に適した波長の光を照射してもよい。この場合、コンピュータ３１０は、指１１１～１１３の血管および指紋を利用したマルチモーダル認証を行うことができる。このように、光源１０２ごとに異なる波長光を用いる場合、第２光学フィルタ１０４の各々は、各波長のみを透過させる帯域フィルタでもよい。また、第２光学フィルタ１０４は、複数の波長を包含する１つの広い範囲の波長帯を透過する帯域フィルタでもよい。
＜光源１０２からの照射例＞
複数の指１１１～１１３の直下、すなわち、撮像部１０１近傍に単一光源を配置した場合は、指１１１～１１３の腹の中央付近はほぼ水平面とみなされて強い照射光が当たる。これにより、撮像部１０１は十分な明るさの反射光を受光できる。一方で、指１１１～１１３の腹から遠い他の指の輪郭付近や指先付近は、指１１１～１１３の曲面形状によって、照射光が当たりにくくなる。このような単一光源の配置では、撮像部１０１は十分な明るさの反射光を受光できないため暗くなり、コントローラ１０７は、鮮明な指画像となる指画像データを生成することができない。
図５は、光源１０２からの照射例１を示す説明図である。光源１０２は、指１１１～１１３の配列方向Ｙに沿って外側の指よりもさらに外側に位置するようにあらかじめ配置される。光軸Ｉは、Ｚ軸から他方の光源１０２が存在する方向へＸ軸回りに所定角度θ分傾斜した方向である。これにより、光源１０２－１は、人差し指１１１のウラ面および親指側側面１１１Ａと、中指１１２のウラ面および人差し指側側面１１２Ａと、薬指１１３のウラ面および中指側側面１１３Ａと、を照射する（光芒５００に含まれる）。また、光源１０２－２は、薬指１１３のウラ面および中指側側面１１３Ｂと、中指１１２のウラ面および人差し指側側面１１２Ｂと、人差し指１１１のウラ面および親指側側面１１１Ｂと、を照射する。
このように、各光源１０２は、光源１０２の位置から遠い指の輪郭付近に十分な光を照射することができる。なお、光軸Ｉを撮像部１０１側に傾ける代わりに、照射位置からの距離が遠いほど照射光量が強くなるようなレンズを用いてもよい。これにより、光源１０２は、その照射位置から遠い指の輪郭付近に十分な光量の光を照射することができる。
このようにして、光源１０２からの照射光が指１１１～１１３の腹の中央付近だけでなく指１１１～１１３の輪郭付近にも強く当たるようになり、撮像部１０１は指領域の全域で十分な明るさの反射光を受光する。これにより、コントローラ１０７は、鮮明な指画像となる指画像データを生成することができる。なお、複数の光源１０２を同時に照射すると、それぞれの照射光が重なり合う領域が存在する。このため、照射光が重なり強め合うことを考慮した上で、すべての指の全領域が均一な明るさとなるように光源１０２の配置が決められ、かつ、コントローラ１０７は照射光の強さを調整することになる。具体的には、たとえば、各光源１０２において、最も近い指までの距離が同一またはこれらの距離の差が公差範囲内で、かつ、最も遠い指までの距離が同一またはこれらの距離の差が公差範囲内となるように配置される。
図６は、光源１０２からの照射例２を示す説明図である。図６は、図５の構成において、撮像部１０１の近傍に測距センサ６００を設けた例である。測距センサ６００は、設置面１２０からの＋Ｚ方向の距離が同一となるような筐体１００Ａ内の位置に設置される。測距センサ６００は、指１１１～１１３までの距離Ｄ、すなわち、指１１１～１１３と撮像部１０１との間の距離Ｄを検出する。具体的には、たとえば、測距センサ６００は、赤外光を指１１１～１１３に照射してから指１１１～１１３からの反射光を受光するまでの時間差により、指１１１～１１３までの距離Ｄを検出する。また、測距センサ６００は、指１１１～１１３との間の静電容量により、指１１１～１１３までの距離Ｄを検出してもよい。
このように、コントローラ１０７は、距離Ｄに応じて光源１０２からの光量を増減制御する。たとえば、コントローラ１０７は、距離Ｄが短くなるほど光源１０２の照射光量を減少させ、距離Ｄが長くなるほど光源１０２の照射光量を増加させる。
＜指画像データの登録処理手順＞
図７は、指画像データの登録処理手順例を示すフローチャートである。図７では、一例として実行主体を認証装置１０８とするが、撮影装置１００でもよい。上面板部１００Ｂに手１１０がかざされると、認証装置１０８は、指１１１～１１３の検出を実行する（ステップＳ７０１）。具体的には、たとえば、撮像部１０１は、指１１１～１１３の環境光（または光源１０２からの所定光量の照射光）からの反射光を受光して光電変換し、２値の画像データを生成する。そして、コントローラ１０７は、２値の画像データの主要被写体と背景とを分離し、主要被写体の形状が指１１１～１１３であるか否かを判断する。
なお、ステップＳ７０１では、認証装置１０８は、光源１０２を点滅させて撮影し、撮影した画像データの輝度変化を利用して指１１１～１１３の検出を実行してもよい。また、測距センサ６００が内蔵されている場合、認証装置１０８は、測距センサ６００を用いて所定の位置または一定の範囲内に接近した手１１０の存在を検出してもよい。また、光源１０２の点滅および測距センサ６００による測距を併用してもよい。
指１１１～１１３が検出されない場合は（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、ステップＳ７０１に戻る。指１１１～１１３が検出された場合（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、認証装置１０８は、光源制御を実行する（ステップＳ７０３）。光源制御（ステップＳ７０３）は、光源１０２の光量を制御する処理である。光源制御（ステップＳ７０３）の詳細は、図１０で後述する。光源制御（ステップＳ７０３）により調整された光量で光源１０２から照射された結果、撮像部１０１は指１１１～１１３からの反射光を受光し、画像処理により指画像データを生成する（ステップＳ７０４）。生成された指画像データは、データメモリ１０６または記憶デバイス３１２に格納される。
認証装置１０８は、生成された指画像データから指領域を画像処理により検出し（ステップＳ７０５）、指画像データを画像処理により正規化する（ステップＳ７０６）。正規化とは、検出した指の位置に基づいて、指の位置変動および姿勢変動による拡大率やゆがみを補正する処理である。そして、認証装置１０８は、正規化された指画像データから指血管または指紋の特徴データを画像処理により抽出する（ステップＳ７０７）。認証装置１０８は、特徴データをデータメモリ１０６または記憶デバイス３１２に格納する（ステップＳ７０８）。なお、ステップＳ７０８では、認証装置１０８は特徴データを格納したが、特徴データの抽出（ステップＳ７０７）を実行せずに、指画像データをデータメモリ１０６または記憶デバイス３１２に格納してもよい。
＜指画像データの認証処理手順＞
図８は、指画像データの認証処理手順例を示すフローチャートである。図８では、一例として実行主体を認証装置１０８とするが、撮影装置１００でもよい。ただし、撮影装置１００が実行主体である場合、ステップＳ８０８～Ｓ８１１は、撮影装置１００外のコントローラ１０７またはコンピュータ３１０によって実行される。なお、ステップＳ７０１～Ｓ７０７は、照合対象の指に対する処理であるが、図７と共通する処理であるため説明を省略する。また、図７において、特徴データ抽出（ステップＳ７０７）を実行せずに指画像データを格納した場合、ステップＳ７０７で照合対象と比較される比較対象の指画像データについても特徴データ抽出が実行される。
ステップＳ７０７の実行後、認証装置１０８は、既登録である比較対象の特徴データをデータメモリ１０６または記憶デバイス３１２から読み出し、照合対象の特徴データと照合する（ステップＳ８０８）。具体的には、たとえば、認証装置１０８は、特徴データの位置の同一性と、特徴の同一性と、により、照合スコアを算出する。
位置の同一性とは、たとえば、照合対象の特徴データの位置と同一または許容範囲内における比較対象の特徴データの存否である。特徴の同一性とは、たとえば、位置の同一性がある照合対象の特徴データと比較対象の特徴データとの間において、各特徴データが示す血管または指紋の形状が同一または形状の相違が許容範囲内であることである。認証装置１０８は、特徴データの位置の同一性および特徴の同一性を満たす特徴データが多いほど照合スコアは高くなる。
そして、認証装置１０８は、照合スコアがしきい値ＴＨより大きいか否かを判断する（ステップＳ８０９）。照合スコアがしきい値ＴＨ以下である場合（ステップＳ８０９：Ｎｏ）、認証装置１０８はタイムアウトであるか否かを判断する（ステップＳ８１０）。タイムアウト時間を経過していない場合（ステップＳ８１０：Ｎｏ）、ステップＳ７０３に戻る。一方、タイムアウト時間を経過した場合（ステップＳ８１０：Ｙｅｓ）、認証処理は終了する。また、ステップＳ８０９において、照合スコアがしきい値ＴＨより大きい場合（ステップＳ８０９：Ｙｅｓ）、認証装置１０８は、認証成功後処理を実行し（ステップＳ８１１）、認証処理が終了する。
＜光源制御（ステップＳ７０３）＞
図９は、図７および図８に示した光源制御（ステップＳ７０３）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。ステップＳ７０２のあと、認証装置１０８は、指１１１～１１３の検出で用いた画像データを取得し（ステップＳ９０１）、複数の指１１１～１１３の各領域を特定する（ステップＳ９０２）。認証装置１０８は、特定した指領域の明るさを、ステップＳ９０１で取得した指画像データの輝度情報から算出する。つぎに、認証装置１０８は、ステップＳ９０３で算出した指領域の明るさに基づいて、指領域が適切な明るさとなるように光源１０２の光量値を決定する（ステップＳ９０４）。そして、認証装置１０８は、ステップＳ９０４で決定した光量値で光源１０２を点灯して（ステップＳ９０５）、ステップＳ７０４に移行する。
なお、ステップＳ９０３で算出される指領域の明るさは、たとえば、指画像データ中の指領域の平均輝度値としてもよい。平均輝度値は、検出した指１１１～１１３ごとに個別に算出されてもよいし、検出したすべての指１１１～１１３の輝度値の平均でもよい。さらに、平均輝度値を算出する指領域は、指１１１～１１３の全領域を用いるだけでなく、指先と指根元との間である中間位置などの局所領域を用いることもできる。
また、ステップＳ９０４の光量値の決定を行う際、認証装置１０８は、はじめに画像データにおける指領域の適切な明るさ（たとえば、平均輝度）を具体的な目標値としてあらかじめ設定しておく。そして、認証装置１０８は、ステップＳ９０３で算出した明るさが目標値の明るさとなるように照射光量を調整することで、指１１１～１１３までの距離Ｄ（高さ）が変動する場合でも、光源１０２は指１１１～１１３に均一な強度の光を照射することができる。
光量値の具体的な決定方法としては、光量値を１段階ずつ変化させる方法がある。光源１０２が照射する光量値を予め数段階に設定しておき、初期光量値で照射して生成された画像データの指領域の明るさが、目標値よりも暗い場合は、認証装置１０８は、光量値を１段階大きくする。一方で、指領域の明るさが目標値よりも明るい場合は、認証装置１０８は、光量値を１段階小さくする。
光量値の別の決定方法としては、光源１０２からの照射光の光量値と指領域の明るさとの相関を利用する方法がある。認証装置１０８（コントローラ１０７）は、光量値と指領域の明るさとの関係を表す関数の値に基づいて、目標値となる指領域の明るさに対応する光量値で光源１０２を照射するように制御する。
図１０は、光源１０２の照射光量と指領域の明るさとの関係性の一例を示すグラフである。グラフ１０００の横軸は、指領域の明るさ（たとえば、平均輝度）であり、縦軸は光源からの光量値である。指領域の明るさｘと光源が照射する光量値ｙとの関係が線形近似できると仮定すると、明るさｘと光量値ｙとの関係は、下記式（１）で表すことができる。
ｙ＝αｘ＋β・・・（１）
上記式（１）のαおよびβは、環境や指の違いによって変化するパラメータであり、指領域の明るさｘを算出する度に毎回計算して求められる。式（１）の関数が決定した後は、認証装置１０８は、目標となる指領域の明るさｘ′を上記式（１）に代入することで明るさｘ′に相当する光量値ｙ′を求め、光源１０２を光量値ｙ′で点灯する。
図１０では、光量値と指領域の明るさとの関係が線形近似できる場合を例に説明したが、線形近似できない場合（関係性が非線形）であっても同様に光量制御することが可能である。
図１１は、撮影装置１００および認証装置１０８に対する手１１０の位置の変化を示す説明図である。光源１０２からを一定の光量で照射する場合、ユーザが提示する手１１０のＺ軸方向の高さが変動すると、手１１０と光源１０２とのＺ方向の距離に応じて指１１１～１１３に照射される光量が変動し、指１１１～１１３からの反射光量の過不足が発生する。その結果、指１１１～１１３ごとに指領域の明るさが異なって、安定した指画像データが生成できない恐れがある。測距センサ６００が利用できる場合には、認証装置１０８は、測定した距離Ｄに応じて光源１０２の照射光量を制御し、指１１１～１１３に常に均一な強度の光を照射することができる。すなわち、認証装置１０８は、距離Ｄに応じて光源１０２からの光量を増減制御する。たとえば、認証装置１０８は、距離Ｄが短くなるほど光源１０２からの光量を減少させ、距離Ｄが長くなるほど光源１０２からの光量を増加させる。
＜手１１０の姿勢変動に応じた光量調整例＞
図１２は、手１１０の姿勢変動に応じた光量調整例１を示す説明図である。図１２では、手１１０がＸ軸回りに回転している状態を示す。Ｘ軸回りの回転はロール（回転）である。ロール回転による指の姿勢変動により、被写体である人差し指１１１、中指１１２および薬指１１３のＺ軸方向の高さが異なる。
このような場合、コントローラ１０７は、光源１０２－１，１０２－２の各照射光量を変更することで、すべての指領域の明るさを均一化して指画像データを生成することができる。たとえば、コントローラ１０７は、生成した指画像データにおける人差し指１１１の指領域の明るさに基づいて光源１０２－１の照射光量を決定し、薬指１１３の指領域の明るさに基づいて光源１０２－２の照射光量を決定する。このように、コントローラ１０７は、光源１０２－１，１０２－２について、距離が最も近い指の明るさに基づいて照射光量を決定する。したがって、コントローラ１０７は、図１２のようなロール回転の場合、光源１０２－１を光源１０２－２よりも強い光量で照射するよう制御し、撮像部１０１により指全体を均一な明るさで撮影する。
また、コントローラ１０７は、人差し指１１１および薬指１１３だけでなく、中指１１２を含めた指領域の明るさに基づいて光源１０２－１，１０２－２の光量調整を行ってもよい。中指１１２に限らず、すべての指１１１～１１３の明るさは光源１０２－１，１０２－２の両方の照射光の影響を受けている。そこで、指１１１～１１３ごとの光源１０２－１，１０２－２の照射光量による指領域の明るさに与える影響を考慮し、コントローラ１０７は、すべての指１１１～１１３が均一な明るさになるように、最適な光源１０２－１，１０２－２の照射光量を決定することができる。
図１３は、手１１０の姿勢変動に応じた光量調整例２を示す説明図である。図１２との相違点は、光源１０２－１，１０２－２の間に光源１０２－３を設けた点である。なお、光源１０２－３の光軸はＩではなく、Ｚ軸となる。これにより、人差し指１１１は光源１０２－１に対応し、薬指１１３は光源１０２－２に対応し、中指１１２は光源１０２－３に対応する。
たとえば、コントローラ１０７は、人差し指１１１の指領域の明るさに基づいて光源１０２－１の照射光量を決定し、薬指１１３の指領域の明るさに基づいて光源１０２－２の照射光量を決定し、中指１１２の指領域の明るさに基づいて光源１０２－３の照射光量を決定する。このように、コントローラ１０７は、光源１０２－１～１０２－３について、距離が最も近い指の明るさに基づいて照射光量を決定する。したがって、コントローラ１０７は、図１３のようなロール回転の場合、光源１０２－１を光源１０２－２、１０２－３よりも強い光量で照射するよう制御し、光源１０２－３を光源１０２－２よりも強い光量で照射するよう制御することにより、撮像部１０１により指全体を均一な明るさで撮影する。
このように、コントローラ１０７は、指ごとに対応する光源１０２からの照射光量を調整することで、指１１１～１１３の位置変動や姿勢変動に対してよりロバストに鮮明な指画像データを生成することができる。また、図１２および図１３の装置構成において、図示はしていないが、光源１０２－１～１０２－３はそれぞれ、Ｘ方向に沿って、複数配置されてもよい。
実施例２は、実施例１において、光源１０２をさらにＸ軸方向に配列する例である。実施例１と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１４は、実施例２にかかる撮影装置１００および認証装置１０８の構成例１を示す説明図である。（Ａ）は、撮影装置１００および認証装置１０８の側断面図を示し、（Ｂ）は、撮影装置１００および認証装置１０８の平面図を示す。
人差し指１１１に対応する光源１０２－１，１０２－４は、Ｘ方向に配列されている。たとえば、光源１０２－１は、人差し指１１１の指先に対応する位置に設けられ、光源１０２－４は、人差し指１１１の付け根に対応する位置に設けられる。光源１０２－４の光軸Ｉは、光源１０２－１と同様、Ｚ軸から他方の光源１０２－５が存在する方向へＸ軸回りに所定角度θ分傾斜した方向である。
薬指１１３に対応する光源１０２－２，１０２－５は、Ｘ方向に配列されている。たとえば、光源１０２－２は、薬指１１３の指先に対応する位置に設けられ、光源１０２－５は、薬指１１３の付け根に対応する位置に設けられる。光源１０２－５の光軸Ｉは、光源１０２－２と同様、Ｚ軸から他方の光源１０２－４が存在する方向へＸ軸回りに所定角度θ分傾斜した方向である。
なお、光源１０２－１，１０２－４に対応する第２光学フィルタ１０４から＋Ｚ方向には、Ｘ軸に平行に指先提示板１４００が筐体１００Ａに設けられる。指先提示板１４００は、アクリルやガラスなどの透明な板状部材であり、指１１１～１１３が載置可能である。これにより、ユーザが提示する手１１０の指先の位置を指先提示板１４００に誘導することができる。したがって、指先提示板１４００に指を置いたり、非接触でかざしたりした場合でも、撮像部１０１により指全体の撮影が可能となる。
指１１１～１１３の配列方向Ｙの側面の輪郭付近では、光源１０２の照射光の反射光量が不足しやすい。指先の輪郭付近においては、曲面の多い立体形状となっており、光源１０２の照射光の反射光量が特に不足しやすく、指画像データにおいて指先付近は非常に暗くなりやすい。そこで、指根元に対応する光源１０２－４，１０２－５を設けたことにより、光源１０２－４，１０２－５と、光源１０２－１，１０２－２とが、それぞれ異なる照射光量で照射する。具体的には、たとえば、光源１０２－１，１０２－２が、光源１０２－４，１０２－５よりも強い光量で照射する。これにより、撮像部１０１は、指１１１～１１３全体を適切な明るさで撮影することが可能になる。
なお、光源１０２－１，１０２－２と光源１０２－４，１０２－５とは、それぞれ、あらかじめ設定した光量で照射してもよい。また、設定した光量値は、個別に調整可能としてもよい。
また、実施例１のように、認証装置１０８が、複数の光源１０２に異なる複数の波長光を用いて血管や指紋などの複数のモダリティ画像データを生成して認証する場合は、認証装置１０８は、光源１０２－１，１０２－２の照射光量と光源１０２－４，１０２－５の照射光量とをそれぞれ、撮影したいモダリティに適した照射光量に調整すればよい。
たとえば、指１１１～１１３の根元側の領域については血管撮影を行うために、認証装置１０８は、光源１０２－１，１０２－２の近赤外光の照射光量の制御を行い、指先側の領域については指紋撮影を行うために、光源１０２－４，１０２－５の可視光の照射光量の制御を行えばよい。
図１５は、実施例２にかかる撮影装置１００および認証装置１０８の構成例１において、指１１１～１１３の姿勢変動に応じた光量制御例を示す説明図である。図１５に示したように、指先を指根元よりも－Ｚ軸方向に下げた姿勢において、光源１０２－１，１０２－２と光源１０２－４，１０２－５とを同じ光量で照射すると、照射光は距離に応じて強度が減衰する。このため、指先側に対して、指根元側に照射される光量が少なくなり、指画像データにおいて相対的に指根元側が暗くなる。したがって、指１１１～１１３の姿勢がＸ軸方向に平行な場合に比べて鮮明な指画像データが生成されない。
そこで、コントローラ１０７は、指根元側を照射する光源１０２－４，１０２－５と指先側を照射する光源１０２－１，１０２－２とでそれぞれ個別に光量調整する。これにより、指１１１～１１３の姿勢がＸ軸方向に平行な場合と同様に、鮮明な指画像データが生成される。
この光量調整の方法としては、コントローラ１０７は、光源１０２毎に設けられた測距センサ６００で計測した距離Ｄを用い、光源１０２－１，１０２－２の光量を調整する。たとえば、距離Ｄが長い方の光源１０２の光量が、距離Ｄが短い方の光源１０２の光量よりも多くなるように、コントローラ１０７は、光源１０２からの照射光量を増減制御する。
また、コントローラ１０７は、生成した指画像データにおける指根元側の指領域の明るさに基づいて光源１０２－４，１０２－５の光量を調整し、生成した指画像データにおける指先側の指領域の明るさに基づいて光源１０２－１，１０２－２の光量を調整する。指領域の明るさに基づいて光量制御を行う際、光源１０２－１，１０２－２からの照射光と光源１０２－４，１０２－５からの照射光とが指領域の一部で重なり合う場合がある。このように、指領域の明るさに影響する場合は、指根元領域、指先領域、および、光源１０２－１，１０２－２からの照射光と光源１０２－４，１０２－５からの照射光との重なり領域の３領域が均一な明るさとなるように、コントローラ１０７は、光源１０２－１，１０２－２および光源１０２－４，１０２－５の光量値を決定すればよい。
図１６は、実施例２にかかる撮影装置１００および認証装置１０８の構成例２を示す説明図である。図１４の構成例１との相違点は、筐体１００Ａの前面板部１００Ｃの＋Ｚ側端部において、指先提示板１４００の側面に対向する位置に光源１６００を設けた点である。光源１６００からの照射光は、指先提示板１４００の側面から入射する。
ユーザが指先提示板１４００に指先を接触して、または、かざして、認証装置１０８が認証処理を実行する場合、光源１６００から光を照射した状態で、撮像部１０１が、指先提示板１４００に接触している指先の指紋を撮影する。
具体的には、たとえば、光源１６００から指先提示板１４００内に入射した光は指先提示板１４００と空気との界面で全反射しながら伝搬する。このとき、ユーザがその指先を指先提示板１４００に触れると、接触している指先の指紋の凸部である隆線部分では、指先表面の水分と指先提示板１４００との屈折率が、空気の屈折率よりも大きくなる。このため、全反射条件が満たされなくなり光源１６００からの光は散乱される。
したがって、指先の指紋の隆線部分が暗いがその他の領域が明るくなる。撮像部１０１がこのような指紋を撮像して、コントローラ１０７は、指紋の画像データを生成することができる。このように、コントローラ１０７は、光源１０２－４，１０２－５によって指根元付近の血管の画像データおよび皮膚表面（指ウラ面側）の画像データの生成と、光源１６００による指紋の画像データの生成とを実行することができる。このように、コントローラ１０７は、一度の認証処理で１ユーザについて複数の生体情報を取得できるため、利便性を損なうことなく、高精度な認証を実現することができる。
図１７は、実施例２にかかる撮影装置１００および認証装置１０８の構成例３を示す説明図である。図１４の構成例１との相違点は、指先提示板１４００と面一となる筐体１００Ａの前面板部１００Ｃの＋Ｚ側端面に光源１７００を設けた点である。光源１７００の光軸Ｊは、Ｚ軸からＹ軸回りに指先提示板１４００側に傾斜した方向となる。これにより、光源１７００は、指先提示板１４００に提示された指先に向けて光を照射することができる。
光源１０２－１，１０２－２からの光は指先提示板１４００を透過して、指先に照射される。指先提示板１４００を光が透過する際に、光量が大きく減衰したりして、指先に十分な光量が照射されない場合でも、光源１７００からの照射光により、指先の輪郭付近に照射光が当たりやすくなる。したがって、コントローラ１０７は、指領域全体の鮮明な血管の画像データを生成することができる。
光源１０２－１，１０２－２からの照射光が指先提示板１４００によって筐体１００Ａ内で散乱したり、鏡面反射が発生したりして、ノイズの影響が大きくなる場合には、コントローラ１０７は、光源１０２－１，１０２－２からの照射光の光量を増加する代わりに光源１７００からの照射光の光量を減少させて、撮像部１０１により指先を撮像してもよい。
図１７では、光源１７００を指先提示板１４００よりも＋Ｚ方向の位置に配置しているが、光源１７００を指先提示板１４００よりも－Ｚ方向の位置に配置してもよい。この場合、光源１７００からの照射光は、指先提示板１４００を透過して、指先に照射される。これにより、図１７に示した構成に比べて、筐体１００ＡのＺ軸方向の高さを低くでき、より小型化を実現することができる。なお、実施例２は、指先提示板１４００を設けた例について説明したが、指先提示板１４００が設けられていない場合であっても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
実施例３は、実施例１および実施例２において、筐体１００Ａ内面に補助光源を設けた例である。補助光源を設けることにより、コントローラ１０７は、指の輪郭を安定的に検出する。実施例１および実施例２と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１８は、実施例３にかかる撮影装置１００および認証装置１０８の構成例を示す説明図である。（Ａ）は、撮影装置１００および認証装置１０８の平面図であり、（Ｂ）は、撮影装置１００および認証装置１０８の断面図である。前面板部１００Ｃ、第１側面板部１００Ｄおよび第２側面板部１００Ｅは、上面板部１００Ｂから＋Ｚ方向に突出する。これら突出した部分をそれぞれ、前面板部１００Ｃの前面突出端１００Ｃａ、第１側面板部１００Ｄの第１側面突出端１００Ｄａ、第２側面板部１００Ｅの第２側面突出端１００Ｅａと称す。前面突出端１００Ｃａ、第１側面突出端１００Ｄａ、第２側面突出端１００Ｅａおよび上面板部１００Ｂで囲まれた筐体１００Ａ外の空間１８００に、ユーザの手１１０が提示される。
補助光源１８０１Ｃは、前面突出端１００Ｃａの内壁面に設けられる。補助光源１８０１Ｄは、第１側面突出端１００Ｄａの内壁面に設けられる。補助光源１８０１Ｅは、第２側面突出端１００Ｅａの内壁面に設けられる。補助光源１８０１Ｃは、Ｙ軸方向に沿った光源であり、補助光源１８０１Ｄ，１８０１Ｅは、Ｘ軸方向に沿った光源である。補助光源１８０１Ｃ，１８０１Ｄ，１８０１Ｅは、コントローラ１０７に接続される。補助光源１８０１Ｃ，１８０１Ｄ，１８０１Ｅを区別しない場合は、単に補助光源１８０１と表記する。
補助光源１８０１Ｃ，１８０１Ｄ，１８０１Ｅは、空間１８００に提示された指１１１～１１３を取り囲む。これにより、補助光源１８０１Ｃは、Ｙ軸方向に沿った光を、人差し指１１１、中指１１２および薬指１１３の各指先と、各指の間に向けて照射する。補助光源１８０１Ｄは、Ｘ軸方向に沿った光を、人差し指１１１の側面に向けて照射する。補助光源１８０１Ｅは、Ｘ軸方向に沿った光を、薬指１１３の側面に向けて照射する。このように、補助光源１８０１からの照射光は、指の輪郭付近に照射される。なお、ユーザが認証装置１０８に非接触で指を提示する場合を想定して、補助光源１８０１はさらに＋Ｚ方向に配置されてもよい。
このように、指輪郭付近の明るさが不足する場合でも、補助光源１８０１からの照射光を加えることで、撮像部１０１は、十分な明るさの反射光を受光することができ、安定かつ高精度な指検出が可能となる。
補助光源１８０１からの照射光の波長は、光源１０２の照射光と同じ波長でよい。これにより、指領域全体で明るい血管の画像データの生成が容易になる。また、補助光源１８０１からの照射光の波長は、光源１０２と異なる波長でもよい。補助光源１８０１からの照射光の波長を環境光に含まれにくい波長にすることで、背景領域と指領域をより区別して、指検出の精度の向上を図ることができる。
また、複数の光源１０２に近赤外光および可視光の複数の波長光を利用し、可視光を指に照射して得た指画像データから指検出を行う場合には、補助光源１８０１の波長は、光源１０２と同じ可視光の波長でよい。これにより、照射光の色により指の輪郭線を安定に検出することができる。
また、認証処理前の待機状態では、コントローラ１０７は、補助光源１８０１が光源１０２と波長の異なる可視光で照射するように制御してもよい。これにより、認証装置１０８が待機状態であることを視認することができる。
ユーザがその指を空間１８００に提示した場合に、コントローラ１０７が指を検出する（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）と、コントローラ１０７は、補助光源１８０１からの照射光の波長を光源１０２と同じ波長に切り替えて、可視光を照射し、認証処理を実行する（認証状態）。光源１０２および補助光源１８０１は同じ波長の可視光を照射しているため、コントローラ１０７は、指領域全体を明るく撮影することができる。また、補助光源１８０１からの照射光の波長が変化するため、ユーザは、認証装置１０８が待機状態から認証状態に遷移したことを視認することができる。
補助光源１８０１からの照射光の波長を１波長のみにする場合、コントローラ１０７は、待機状態と認証状態とで、照射する光量を変化させたり、補助光源１８０１を点滅状態から常時点灯へと点灯パターンを変化させて状態の遷移を表してもよい。コントローラ１０７は、補助光源１８０１が、認証成功時や認証失敗時に、待機状態や認証状態と異なる波長光や異なる光量で照射したり、消灯のように点灯パターンが変化するように制御する。これにより、コントローラ１０７は、認証結果をユーザに通知することができる。
また、上述した実施例１および実施例２にかかる撮影装置１００および認証装置１０８は、下記（１）～（１５）のように構成することもできる。
（１）たとえば、上述した撮影装置１００は、提示される複数の指１１１～１１３に対向する位置に配置され、複数の指１１１～１１３を撮像する撮像部１０１と、複数の指１１１～１１３の配列方向に複数配置され、撮像部１０１が複数の指１１１～１１３と対向する対向領域１３０の外側から対向領域１３０の内側に向けて複数の指１１１～１１３に光を照射する複数の光源１０２と、を有する。これにより、光源１０２は、指１１１～１１３のウラ面だけではく、指１１１～１１３の側面にも光を照射することができ、光量不足の発生個所を抑制することができる。すなわち、複数の指１１１～１１３全体における光量ムラを抑制することができる。
（２）また、上記（１）の撮影装置１００において、複数の光源１０２は、複数の指１１１～１１３の配列方向Ｙに複数配置され、かつ、指１１１～１１３の長手方向Ｘに複数配置されてもよい。これにより、光源１０２は、指１１１～１１３の指先から根元までの間に光を照射することができる。
（３）また、上記（２）の撮影装置１００において、指１１１～１１３の長手方向に配置された第１光源（１０２－１，１０２－２）からの第１照射光量と、指１１１～１１３の長手方向でかつ第１光源よりも指１１１～１１３の根元側に配置された第２光源（１０２－４，１０２－５）からの第２照射光量とは、異なる。これにより、指１１１～１１３への照射位置に応じて照射光量を変えることができる。
（４）また、上記（３）の撮影装置１００において、第１照射光量は、第２照射光量よりも多い。これにより、指先側の光量不足を抑制し、指１１１～１１３全体で光量の均一化を図ることができる。
（５）また、上記（１）の撮影装置１００において、複数の光源１０２の各々は、複数の指１１１～１１３のうち最も近い指までの第１距離が同一または当該第１距離の差が第１公差範囲内で、かつ、複数の指１１１～１１３のうち最も遠い指までの第２距離が同一または当該第２距離の差が第２公差範囲内となるように配置されている。これにより、指１１１～１１３全体で光量の均一化を図ることができる。
（６）また、上記（１）の撮影装置１００において、複数の光源１０２は、可視光を照射する光源を含む。これにより、指１１１～１１３のウラ面の紋様（指紋）を撮影することができる。
（７）また、上記（１）の撮影装置１００において、複数の光源１０２は、近赤外光を照射する光源を含む。これにより、指１１１～１１３の血管を撮影することができる。
（８）また、上記（１）の撮影装置１００において、複数の光源１０２の少なくとも１つは、複数の指１１１～１１３への照射方向（光軸Ｉ）に、特定の波長の光と通過させる第２光学フィルタ１０４を有する。これにより、特定の波長を含む光を照射する光源を撮影装置１００に適用することができる。
（９）また、上記（８）の撮影装置１００において、第２光学フィルタ１０４は、可視光を通過させるフィルタである。これにより、指１１１～１１３のウラ面の紋様（指紋）を撮影することができる。
（１０）また、上記（８）の撮影装置１００において、第２光学フィルタ１０４は、近赤外光を通過させるフィルタである。これにより、指１１１～１１３の血管を撮影することができる。
（１１）また、上記（２）の撮影装置１００において、指１１１～１１３の長手方向Ｘに配置された第１光源（１０２－１，１０２－２）からの第１照射光の第１波長と、指１１１～１１３の長手方向でかつ第１光源よりも指１１１～１１３の根元側に配置された第２光源（１０２－４，１０２－５）からの第２照射光の第２波長とは、異なる。これにより、これにより、指１１１～１１３への照射位置に応じて異なる波長の光を指１１１～１１３に照射することができる。
（１２）また、上記（１１）の撮影装置１００において、第１照射光は可視光であり、第２照射光は近赤外光である。これにより、指１１１～１１３のウラ面の紋様（指紋）および血管を撮影することができる。
（１３）また、上記（１）の撮影装置１００において、複数の指１１１～１１３が載置可能であり、かつ、複数の光源１０２からの光が透過する指先提示板１４００を有してもよい。これにより、ユーザに指先提示板１４００に指先を提示するよう誘導することができる。また、指先提示板１４００内部を照射する光源１６００を設けてもよい。これにより、指先側の光量不足を抑制し、指１１１～１１３全体で光量の均一化を図ることができる。
（１４）また、上記（１）の撮影装置１００において、複数の光源１０２からの照射光量を増減制御する光源制御部３００を有してもよい。これにより、撮影装置１００が自律的に照射光量を増減制御することができる。また、撮影装置１００は、複数の指１１１～１１３までの距離Ｄを測定する測距センサ６００を有してもよい。これにより、光源制御部３００は、距離Ｄに応じて光源１０２ごとに照射光量を増減制御することができる。たとえば、光源制御部３００は、指１１１～１１３までの距離Ｄが短い方の光源１０２の照射光量よりも、指１１１～１１３までの距離Ｄが長い方の光源１０２の照射光量が多くなるように増減制御する。これにより、複数の指１１１～１１３が撮像部１０１から等距離でない場合でも、光量調整により複数の指１１１～１１３に均一な光量を照射して撮影することができる。
（１５）また、たとえば、上述した認証装置１０８は、提示される複数の指１１１～１１３に対向する位置に配置され、複数の指１１１～１１３を撮像する撮像部１０１と、複数の指１１１～１１３の配列方向に複数配置され、撮像部１０１が複数の指１１１～１１３と対向する対向領域１３０の外側から対向領域１３０の内側に向けて複数の指１１１～１１３に光を照射する複数の光源１０２と、撮像部１０１からの出力信号に基づいて複数の指１１１～１１３の画像データを生成する画像処理部（コントローラ１０７、コンピュータ３１０）と、画像処理部（コントローラ１０７、コンピュータ３１０）によって生成された複数の指１１１～１１３の第１画像データと、画像処理部（コントローラ１０７、コンピュータ３１０）によって生成された複数の指１１１～１１３の第２画像データと、に基づいて、複数の指１１１～１１３を認証する。これにより、光源１０２は、指１１１～１１３のウラ面だけではく、指１１１～１１３の側面にも光を照射することができ、指画像データから得られる指画像の鮮明化を図ることができ、認証精度の向上を図ることができる。
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、または置換をしてもよい。
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサ３１１がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）の記録媒体に格納することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
１００ 撮影装置
１００Ａ 筐体
１００Ｂ 上面板部
１００Ｂａ 対向面
１０１ 撮像部
１０２ 光源
１０３ 第１光学フィルタ
１０４ 第２光学フィルタ
１０６ データメモリ
１０７ コントローラ
１０８ 認証装置
１２０ 設置面
１３０ 対向領域
３００ 光源制御部
３１０ コンピュータ
６００ 測距センサ
１４００ 指先提示板
１６００ 光源
１７００ 光源

Claims (16)

  1. 提示される手のひら側における複数の指の表面に対向する位置に配置され、前記複数の指の血管画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部が前記表面と対向する対向領域の外側でかつ前記複数の指の配列方向の一方側である第１位置に配置され、前記第１位置から前記複数の指に向かう方向を第１光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第１光源と、
    前記対向領域の外側でかつ前記配列方向の他方側である第２位置に配置され、前記第２位置から前記複数の指に向かう方向を第２光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第２光源と、
    を有することを特徴とする撮影装置。
  2. 請求項１に記載の撮影装置であって、
    前記撮像部は、前記複数の指の血管画像と前記複数の指の指紋画像とを取得する、
    ことを特徴とする撮影装置。
  3. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
    前記第１光源および前記第２光源の少なくとも一方の光源に対し前記指の長手方向に配置される少なくとも一つの第３光源と、
    を有することを特徴とする撮影装置。
  4. 請求項３に記載の撮影装置であって、
    前記第３光源は、前記少なくとも一方の光源よりも前記指の根元側に配置され、
    前記少なくとも一方の光源からの第１照射光量と、前記第３光源からの第２照射光量とは、異なる、
    ことを特徴とする撮影装置。
  5. 請求項４に記載の撮影装置であって、
    前記第１照射光量は、前記第２照射光量よりも多い、
    ことを特徴とする撮影装置。
  6. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
    前記第１光源および前記第２光源の各々は、前記複数の指のうち最も近い指までの第１距離が同一または当該第１距離の差が第１公差範囲内で、かつ、前記複数の指のうち最も遠い指までの第２距離が同一または当該第２距離の差が第２公差範囲内となるように配置されている、
    ことを特徴とする撮影装置。
  7. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
    前記第１光源および前記第２光源は、可視光を照射する光源である、
    ことを特徴とする撮影装置。
  8. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
    前記第１光源および前記第２光源は、近赤外光を照射する光源である、
    ことを特徴とする撮影装置。
  9. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
    前記第１光源および前記第２光源の少なくとも一方は、前記複数の指への照射方向に、特定の波長の光を通過させるフィルタを有する、
    ことを特徴とする撮影装置。
  10. 請求項９に記載の撮影装置であって、
    前記フィルタは、可視光を通過させる、
    ことを特徴とする撮影装置。
  11. 請求項９に記載の撮影装置であって、
    前記フィルタは、近赤外光を通過させる、
    ことを特徴とする撮影装置。
  12. 請求項３に記載の撮影装置であって、
    前記少なくとも一方の光源からの第１照射光の第１波長と、前記第３光源からの第２照射光の第２波長とは、異なる、
    ことを特徴とする撮影装置。
  13. 請求項１２に記載の撮影装置であって、
    前記第１照射光は可視光であり、前記第２照射光は近赤外光である、
    ことを特徴とする撮影装置。
  14. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
    前記複数の指が載置可能であり、かつ、前記第１光源および前記第２光源からの光が透過する透明板と、
    を有することを特徴とする撮影装置。
  15. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
    前記第１光源および前記第２光源からの照射光量を増減制御する光源制御部と、
    を有することを特徴とする撮影装置。
  16. 提示される手のひら側における複数の指の表面に対向する位置に配置され、前記複数の指の血管画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部が前記表面と対向する対向領域の外側でかつ前記複数の指の配列方向の一方側である第１位置に配置され、前記第１位置から前記複数の指に向かう方向を第１光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第１光源と、
    前記対向領域の外側でかつ前記配列方向の他方側である第２位置に配置され、前記第２位置から前記複数の指に向かう方向を第２光軸とし、前記複数の指の各々の前記表面および側面に光を照射する第２光源と、
    前記撮像部からの出力信号に基づいて前記複数の指の画像データを生成する画像処理部と、
    前記画像処理部によって生成された前記複数の指の第１画像データと、前記画像処理部によって生成された前記複数の指の第２画像データと、に基づいて、前記複数の指を認証する認証部と、
    を有することを特徴とする認証装置。
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