KR101168435B1 - 개인 인증 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 투과광에 의한 손가락 정맥 패턴의 촬상에 있어서, 외부 환경의 차이가 있어도 그에 영향을 받는 일 없이 항상 최적의 정맥 패턴의 품질을 얻을 수 있는 촬상 방식을 제공하는 것이다.

손가락을 통과하는 빛을 조사하는 광원과, 상기 손가락을 투과한 빛을 촬상하는 촬상부와, 상기 손가락이 소정 위치에 존재하는 것을 검지하는 손가락 검지 수단과, 상기 촬상부에 의해 촬상된 화상 중으로부터 상기 손가락이 차지하는 영역을 추출하는 손가락 영역 추출 수단과, 상기 추출된 영역 내부의 특정 부위의 화질에 의해 상기 촬상부에 있어서의 촬상 소자의 증폭률을 변화시키는 이득 변화 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 개인 인증 장치.

광원, 촬상부, 손가락 검지 수단, 손가락 영역 추출 수단, 개인 인증 장치

Description

개인 인증 장치{PERSONAL IDENTIFICATION APPARATUS}

도1은 본 발명을 실현하는 장치 형태의 일예를 나타낸 도면.

도2는 본 발명을 실현하는 장치 시스템 구성의 일예를 나타낸 도면.

도3은 본 발명을 실현하는 소프트웨어 흐름의 일예를 나타낸 도면.

도4는 손가락의 화질 판정을 행하기 위한 최적 부위를 도시한 일예를 나타낸 도면.

도5는 장치 내부의 반사를 억제하는 구조체의 일예를 나타낸 도면.

도6은 도3의 흐름의 일부를 더욱 상세하게 나타낸 흐름도의 일예를 나타낸 도면.

도7은 태양광의 파장별 상대 에너지 강도를 나타낸 그래프.

도8은 경사 방향으로부터의 외광의 침입을 억제하는 필터의 일예를 나타낸 도면.

도9는 본 발명의 인증 장치를 자동차의 계기판에 장착한 일예를 나타낸 도면.

도10은 본 발명의 인증 장치를 자동차의 도어 핸들에 장착한 일예를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 인증 장치 하우징

102 : 손가락

104 : 인증 장치 광원부

106 : 광원 개구부

108 : 가이드 홈

110 : 촬영 개구부

112 : 카메라

114 : 근적외 광원

116 : 차광판

118 : 버튼 스위치

120 : 광센서

122 : 보조 광원

200 : 화상 입력기

202 : 컴퓨터

204 : 입출력 인터페이스

206 : 중앙 연산 장치

208 : 메모리

210 : 표시기

212 : 키보드

214 : 제어 대상

216 : 광량 제어부

218 : 감도 제어부

220 : 카드 리더 라이터

222 : 가드

400 : 화질 판정 최적 부위-1

402 : 화질 판정 최적 부위-2

500 : 차광 격벽

502 : 렌즈 구멍

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-265269호 공보

본 발명은 생체를 이용한 개인 인증 장치에 관한 것으로, 특히 손가락의 정맥 패턴을 기초로 한 생체 개인 인증 장치에 관한 것이다.

열쇠 등의 휴대가 불필요하며 편리성이 높고, 유실이나 도난 등에 의한 부정 행사의 우려도도 적은 보안 방식으로서, 지문이나 홍채, 정맥 패턴 등의 개인의 신체의 일부를 열쇠로서 이용하는 생체 인증이 주목받고 있다. 그 중에서도 정맥 패턴을 이용한 인증 방법은 지문과 같이 범죄 수사를 연상시키거나, 홍채와 같이 직접 안구에 빛을 조사하거나 하는 일이 없으므로 심리적 저항감이 적고, 또한 용이 하게 관측할 수 있는 생체 표면이 아닌 내부의 특징이므로 잔류성이 없어 위조도 곤란하다고 하는 이점이 있다.

이러한 생체 내부의 정맥 패턴은 근적외 광원에 의해 대상 부위를 비추고, 그것을 근적외에 감도가 있는 카메라 혹은 이미지 센서 등의 촬상계로 촬영함으로써 얻어진다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 혈액 중의 헤모글로빈은 근적외광을 잘 흡수하므로, 혈관 부분에서 빛이 흡수되어 주변 조직에 비해 어둡게 찍힌다. 이 명암의 차에 의한 문양이 정맥 패턴이 된다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2004-265269호 공보

이러한 빛에 의한 정맥 패턴의 촬영 방식에 있어서는, 촬영용 근적외 광원 이외로부터의 빛, 즉 외광의 존재가, 촬영되는 정맥 패턴 화상의 품질에 막대한 영향을 미친다. 그로 인해, 지금까지의 빛을 이용하는 생체 인증 방식의 대부분이, 외광하에서의 사용 조건에 제약을 두고 있었다. 예를 들어, 청명한 야외에서 사용한 경우, 자연히 존재하는 태양광 중에는 근적외 파장의 빛도 포함되는 동시에, 그 강도는 정맥 패턴 촬영용 광원의 출력보다도 훨씬 높다. 따라서, 미소한 빛의 명암의 차를 문양으로서 적절하게 촬상할 수 있도록 조정된 카메라에서는, 인증 장치에 태양광이 삽입된 경우, 강력한 빛으로 인해 많은 화소의 휘도가 최대치에서 포화된 상태, 즉 백화된 화상이 얻어지게 된다. 이러한 백화 화상에 있어서는, 똑같이 휘도가 최대치이므로 혈관 부분의 명암의 차이는 나타나지 않아 정확한 정맥 패 턴을 얻을 수는 없다.

상기 특허 문헌 1에 기재된 발명에서는, 정맥 패턴을 선명하게 촬상하기 위한 방법으로서 다양한 손가락의 상태에 따라서 촬영용 광원의 밝기를 조절하는 방법을 개시한다. 그러나, 실내 사용이 전제이며 외광 변동의 상정 범위도 한정되어 있어, 상기한 바와 같은 강한 외광하에서는 광원의 강도를 최소로 해도 백화를 해소할 수 없는 경우도 많다. 또한, 상기와 같은 케이스에서는 손가락에 조사되는 빛이 정맥 패턴을 촬상하는 데 충분한 양만큼 있음에도 불구하고 그것이 적절하게 활용되어 있지 않음으로써 촬상용 전용 광원에 대해 불필요하게 에너지를 공급하고 있는 것이 되기도 한다.

상기 과제의 해결책으로서 생각할 수 있는 것은, 촬상용 카메라의 노출이나 교축 등 감도의 조절도 병용함으로써 백화를 해소하는 것이다. 일반적인 사진 촬영에 있어서도, 소정 품질의 화상을 얻기 위해서는 찍고자 하는 피사체나 주위의 환경 조건에 따라서 카메라의 노출이나 교축 등의 감도를 조절하거나 라이트 등의 조명의 밝기를 적절하게 변화시키거나 하는 것이 행해지고 있다. 기본적으로는, 이를 자동으로 행하면 좋다. 카메라 중에는 표준이며 자동 게인 제어(AGC : Auto Gain Control)라 불리워지는 기구를 구비하고 있는 것도 많다. AGC는 CCD(Charge-Coupled Devices) 등의 카메라 촬상 소자의 출력을, 소정 전압의 범위가 되도록 증폭하는 기능이다. 구체적으로는, 증폭기의 배율을 자동 조정하여 촬상 소자의 출력이 전체적으로 낮을 때에는 증폭률을 높이고, 반대로 높을 때에는 증폭률을 낮춤으로써 촬상 대상의 밝기에 따른 최적의 화질을 자동으로 얻는 것을 가능하게 하고 있다.

그러나, 상기 AGC를 단순히 정맥 촬영용 카메라에 적용한 것만으로는 선명한 정맥 패턴을 얻을 수는 없다. 정맥 패턴은 적절한 양의 빛을 투과시킴으로써 비로소 얻어지므로, 정맥 패턴 촬상용 빛이 충분히 공급되어 있는 것을 잘 확인한 후에 감도의 조절을 행하는 것이 아니면 적절한 촬상은 불가능하다. 반대로, 광량 조절을 일체 행하지 않고 고정으로 한 경우, 강한 외광이 있어도 관계없이 광원으로부터 빛이 계속 추가되므로, 촬상 영역의 백화를 더욱 악화시켜 감도 조절로 해소할 수 있는 범위를 일탈시키게 되기도 한다. 촬상하기 위해 비추는 전용 광원의 광량 조절과 카메라의 감도 조절을 상황에 따라서 각각 적절하게 제어하여, 촬상하고자 하는 생체 부위가 항상 일정한 화질이 되도록 조정할 필요가 있다. 그리고, 이러한 제휴가 없으면 각각이 적절한 화질로 조정하려고 하여 서로 간섭하고, 결국 적절한 화질로 수렴되지 않게 되기도 한다. 또한, 일반적인 AGC에서는 촬상 화상이 전체적으로 최적이 되는 화질 조정이 행해지므로, 촬영 화상 중의 손가락의 부분이 반드시 최적 화질이 된다고 단언할 수는 없다. 예를 들어, 외광이 닿는 방법에 의해 손가락의 내측과 배경 부분에서 밝기에 큰 차이가 생긴 경우나, 촬상용 광원의 빛의 직사를 받은 손가락의 일부만이 국소적으로 밝은 경우에는 그 밝기에 강하게 영향을 받아 게인이 지나치게 낮게 설정되므로, 본래 최적의 화질이 얻어져야 하는 손가락 부분이 지나치게 어두운 상태로 찍혀 버린다. 최적 화질인지 여부를 판정하는 화상 범위를 한정하는 방법도 생각할 수 있지만, 인증시에는 손가락은 대거나 떼거나 하는 동시에 정지하여 댄 경우에도 항상 특정한 동일 위치에 댄다고 단언할 수는 없으므로 촬상되는 화상의 밝기도 상기 손가락의 각 상태에 따라서 천차만별이다.

또한, 광량 조절과 AGC 등의 감도 조절이 비동기로 작동하는 상황하에서는, 정맥 패턴을 얻기 위해 충분한 강도를 가진 외광이 손가락에 닿아도 그것을 충분히 활용할 수 없다. 예를 들어, 촬영용 광원의 광량이 높을 때에 AGC가 작동하여 최적 화질로 조정된 경우, 본래 게인을 높이고 있으면 광량을 더 낮출 수 있었던 가능성이 있다. 이는 쓸데없는 에너지 소비이며, 특히 배터리 등에 의한 에너지 공급의 경우 배터리의 지속 시간을 짧게 하는 것 외에 지구 환경 보전의 견지로부터도 문제가 있다.

본 발명의 목적은 통상의 실내 환경으로부터 현저하게 강한 외광이 존재하는 실외 환경에 이르기까지 이러한 외부 환경의 차이가 있어도, 그에 영향을 받는 일 없이 항상 최적의 정맥 패턴의 품질을 얻을 수 있는 촬상 방식을 제공하는 데 있다. 또한, 외광을 정맥 패턴 촬상용 광원 중 하나로서 적극적으로 활용하여 에너지 절약 성능을 높이는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본원에서 개시하는 발명의 대표예를 개략 설명하면 이하와 같다.

손가락을 통과하는 빛을 조사하는 광원과, 상기 손가락을 투과한 빛을 촬상하는 촬상부와, 상기 손가락이 소정 위치에 존재하는 것을 검지하는 손가락 검지 수단과, 상기 촬상부에 의해 촬영된 화상 중으로부터 상기 손가락이 차지하는 영역 을 추출하는 손가락 영역 추출 수단과, 상기 추출된 영역 내부의 특정 부위의 화질에 의해 상기 촬상부에 있어서의 촬상 소자의 증폭률을 변화시키는 이득 변화 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 개인 인증 장치.

보다 상세하게는, 상기 이득 변화 수단에 있어서의 특정 부위를, 상기 광원의 출력 상태에 따라서 선택하는 수단, 상기 이득 변화 수단에 있어서의 증폭률의 변화를, 상기 광원의 광량 변화와 조합하여 행하는 수단을 마련하는 등의 구성을 개시한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명을 실현하는 인증 장치(100)의 개략도이다. 본체에는, 상면에 손가락(103)을 대는 장소를 직감적으로 이해하기 쉬운 모양으로 제시하는 가이드 홈(108)이 있고, 그 좌우에 광원부(104)가 배치되어 있다. 이 가이드 홈은 손가락 하부 절반면 부분이 가려질 정도의 낮은 차광벽으로서 기능을 가져, 저위치로부터 손가락에 삽입되는 외광에 대해서는 그것을 물리적으로 차단할 수 있다. 촬상하고자 하는 정맥 패턴은 손가락의 하부 절반면에 존재하고, 좌우의 광원으로부터 조사된 빛이 손가락 내부에서 산란하여 손가락 하면으로부터 나올 때에 정맥의 유무에 의한 빛의 흡수량의 차이에 의해 명암의 콘트라스트에 의한 문양이 형성된다. 이 때, 손가락의 하부 절반면을 향해 직접 강한 외광이 인입된 경우, 손가락을 투과한 광원으로부터의 빛이 그 외광에 의해 없어져 정맥 패턴이 불선명해진다. 차광벽은 이 불필요한 외광의 유입을 억제한다. 그와 동시에, 상방은 완전히 개방되어 있으므로 손가락을 소정 위치에 대는 것이 용이하고, 또한 외광을 적극적으로 손가락의 상부 절반면으로 유도하는 것이 가능하게 되어 있다. 손가락의 상부 절반면으로의 빛의 입사는 모두 손가락 하부 절반면의 정맥 패턴 촬상을 위한 광원으로 이용 가능하기 때문이다. 이와 같이 외광 중에 인증 장치를 그대로 노출시키는 것은 아니며, 유효한 빛은 이용하기 쉬운 형태로 유도하고 불필요한 빛은 차단할 수 있는 장치 구조로 함으로써 적극적으로 외광을 이용하여 에너지 절약성을 높이는 특징도 있다.

광원(114)은 장치 내부에 있어 상면이 커버되고, 광원 개구부(106)를 통해 가이드 홈(8) 상에 댄 손가락을 향해 조사된다. 광원부 상면의 커버는 원하는 조사 방향 밖으로 확산된 빛이, 인증 손가락 이외의 손가락이나 손바닥에 반사하여 외란광으로서 촬상에 영향을 미치는 것을 억제하는 역할도 한다. 가이드 홈(8)에 맞추어 손가락을 대면, 손가락 끝에 닿는 부분에 버튼 스위치(118)가 있고, 인증 자체, 혹은 인증과 함께 어떠한 제어를 행하기 위한 타이밍을 사용자가 주체적으로 지시하기 위해 사용할 수 있다. 이 스위치는 터치 센서 등이며, 손가락이 가이드부에 놓인 것을 검지하여 인증 중인 소정 처리 개시를 제어하는 것이라도 좋고, 반대로 한번 검지한 손가락에 대해 소정 시간 내에 몇 번이나 인증 처리를 행함으로써 본인 거부를 억제하는 방식을 채용하는 것이면 스위치를 설치하지 않아도 상관없다. 또한, 손가락의 제1 및 제2 관절 전후의 부분에 촬영 개구부(110)가 위치하여, 하부에 위치하는 카메라(촬영부)(112)로부터 손가락을 촬영할 수 있게 되어 있다. 일반적으로, 손가락의 앞면측 정맥 패턴은 손가락 끝측은 가늘고 불선명한 경우가 많으므로 상기 부위를 이용하여 인증을 행한 쪽이 안정된 인증 결과를 얻기 쉽다. 카메라(촬영부)(112)에는 근적외 영역의 파장만을 통과시키는 밴드 패스 필터가 장착되고, 가시광 영역의 빛에 의한 촬상 화상으로의 영향을 억제하여 정맥 패턴을 선명하게 촬영한다. 광원(114)의 파장은 인공적으로 만드는 것이므로 정맥 촬상에 필요한 성분만 포함하도록 선택할 수 있다. 한편, 외광을 광원으로 하는 인증을 행하는 경우에도 밴드 패스 필터에 의해 폭 넓은 파장역을 갖는 외광 중으로부터 정맥 촬상에 유효한 파장역의 빛만을 선택적으로 유도하여 부호 114의 파장 특성에 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 부호 114 사용시와의 조명 조건의 차이를 줄일 수 있어, 소정 변동 범위 내의 안정된 화질을 항상 유지하기 쉽게 한다. 광원(114)의 빛이 카메라(113)로 누출되는 것을 방지하기 위해 차광 격벽(116)을 설치하고 있다. 차광 개구부(110)는 광원 개구부(106)와 함께 투명한 글래스나 아크릴판으로 덮여, 손가락을 투과한 광원으로부터의 빛은 통과시키면서 인증 장치 내부에 이물질이 인입하는 것을 방지한다. 상기 글래스나 아크릴판 대신에 근적외역의 빛만 통과시키는 광학 필터의 판을 이용함으로써, 장치 보호와 가시광 제거의 2개의 기능을 1매의 판으로 통합할 수도 있다. 또한, 하우징을 광원 개구부나 촬영 개구부도 포함하여 광학 필터 소재로 일체적으로 만들어도 상관없다. 카메라(112)에 근접하는 모양으로 포토 다이오드/포토 트랜지스터 등의 근적외역에 높은 감도를 갖는 광센서(120)를 설치하여, 카메라에 삽입되는 물리적인 빛의 강도를 측정한다. 후술하는 바와 같이, 이 광센서로의 측정 결과를 기초로 하여 외광의 강도가 변화되어도 항상 카메라가 소정 범위의 화질을 유지할 수 있도록 감도를 조정한다. 보조 광원(122)은 비접촉으로 손가락이 근접한 것을 검지하기 위해 이용되고, 개구 부(110)를 향해 빛을 조사하도록 배치한다.

도2는 본 발명을 실현하는 시스템 구성의 개략 블록도의 일예이다. 광원(11)으로부터의 빛이 조사되는 위치에 손가락(102)을 삽입하여, 카메라(112)로 정맥 패턴의 화상 신호를 취득한다. 카메라(112)의 화상 신호는 화상 입력기(200)에 의해 디지털 데이터로 변환되고, 컴퓨터(202)의 입출력 인터페이스(204)를 거쳐서 메모리(208)에 저장된다. 스위치(118)도 마찬가지로 입출력 인터페이스를 거쳐서 접속되고, 온/오프의 상태가 CPU(206)에 대해 통지된다. CPU(206)는 광센서(120)나 보조 광원(122) 등을 제어하면서 카메라로부터의 화상을 정기적으로 처리하여 손가락을 검지한다. 검지 후에는 손가락 부분의 화질이 최적이 되도록 카메라(112)의 감도나 최적의 광원(114)의 광량을 정하여, 광량 제어부(216)나 감도 제어부(218)의 제어를 행한다. 그리고, 최적 화질이 얻어진 시점에서 정맥 패턴을 추출하여 인증 처리를 실행한다. 그리고, 프로그램의 처리 결과를 기초로 하여 결과를 표시부(210)에 표시하거나, 제어 대상(214)에 적절한 신호를 보내 도어를 개폐하거나 이모빌라이저를 해제하여 엔진의 시동을 행하는 등의 각종 제어를 행한다. 유료 도로의 ETC(자동 요금 징수 시스템)용 등의 차량 탑재된 크레디트 카드적 기능을 본인 인증에 의해 비로소 유효하게 함으로써 자동차가 도난을 당한 경우라도 부당한 구매에 의한 2차 피해를 방지하는 사용 방법도 가능하다. 이들 외에도, 촬상부에 의해 촬상된 정맥 촬상 패턴과 등록 패턴의 대조 결과에 따라서 다양한 처리를 하게 하는 것도 가능하다. 키보드(212)는, 예를 들어 비밀 번호 등의 인증에 관한 보조 정보를 입력하는 등에 이용할 수 있다. 비밀 번호 등의 입력도 요구함 으로써 더욱 보안 레벨을 높일 수 있다. 또한, 비밀 번호에 인증에 이용하는 등록 화상을 관련시키고 있으면, 인증에 이용하는 등록 화상의 매수를 줄일 수 있으므로 처리 속도의 향상을 도모할 수 있다. 그 밖에, 필요에 따라서 IC 카드(222) 등의 외부 정보 기기를 카드의 리더 라이터(220)를 경유하여 접속하여 등록 패턴을 내탬퍼 등 안전성이 우수한 카드 내에 기억시켜 이용하는 것도 물론 가능하다. 특히, IC 카드의 경우에는 상기 인증 처리의 일부 혹은 전부를 카드 내에서 행하는 것도 가능하여, 이에 의해 등록 패턴을 카드 외부로 내는 일이 없어지므로 개인 정보 보호의 관점으로부터도 보다 안전성을 높이는 것이 가능하다.

도3은 상기 하드웨어, 특히 CPU(206)에 의해 실행되는 소프트웨어 흐름의 일예를 나타내고 있다. 처리(300)에서는 하드웨어 전체의 초기화나 프로그램 실행에 필요해지는 일시 변수에 초기치를 대입한다. 초기 상태로의 이행이 완료되면, 손가락이 삽입되었는지 여부를 카메라(112)로부터의 입력 화상을 바탕으로 검출을 행한다(302).

여기서, 버튼 스위치 등의 접촉 센서를 이용하지 않고 화상을 바탕으로 검출을 행하므로, 장치에 손가락이 소정 위치에 도달하지 않은 단계에서 신속하게 검지할 수 있다. 이에 의해, 카메라의 감도나 광량의 제어의 개시 시기를 빠르게 하여, 손가락이 소정 위치에 도달하였을 때에는 최적의 파라미터가 설정된 상태에서 원활하게 특징 추출 처리로 이행할 수 있어 사용자가 체감하는 인증 응답 시간을 단축할 수 있다. 물론, 인증의 개시는 버튼 스위치(18)로의 접촉에 의해 개시하는 구성이라도 좋다.

카메라 화상을 기초로 하여, 화상 처리에 의해 손가락의 검지를 행하기 위해서는 기본적으로 손가락이 존재하는 경우와, 존재하지 않는 경우에서의 화상적인 시간 변화를 검출하는 것만으로 좋다. 그래서, 손가락 검지용 광원인 보조 광원(122)을 설치하여, 이 빛의 촬상 화상의 변화에 의해 손가락의 검지를 행하는 것을 고려한다.

특히, 보조 광원(122)은 손가락을 대야 하는 소정 위치로부터 그 상방에 거친 공간을 향해 조사하도록 설정하면 보다 화상적인 변화를 뛰어나게 할 수 있다. 손가락이 근접한 경우에는 그 조사된 빛에 의해 손가락이 밝게 비춰지고, 손가락이 없거나 혹은 먼 경우에는 빛이 도달하지 않으므로 어두운 상태에서 촬영되기 때문이다. 또한, 보조 광원(122)을 점멸시키면 손가락이 있는 경우에는 부호 122의 점등시에 촬상 화상 중에 밝게 비춰진 영역이 보이고, 부호 122의 소등시에 동일 영역이 어두워진다고 하는 변화가 명확히 나타난다. 손가락이 없거나 먼 경우에는, 광원의 점멸에 상관없이 어두운 상태로 변화는 적다. 이를 이용하여 손가락을 비교적 정밀도 좋게 검지하는 것이 가능하다. 또한, 정맥 패턴 촬상용 광원(114)을 손가락 검지용으로 공용하는 것도 가능하여, 부품 비용을 저감시킬 수 있다. 한편, 광원(114)은 손가락이 소정 위치에 닿았을 때에 가장 적절하게 손가락이 비춰지도록 빛의 방향을 설정해야만 하므로 손가락이 소정 위치에 올 때까지는 빛의 조사에 의한 화상으로서의 변화는 나타나기 어렵다. 따라서, 손가락이 근접하는 도중에는 반응하지 않으므로 손가락의 검지가 느려, 사용자에 있어서의 체감적인 처리 시간이 길게 느껴지게 된다. 보조 광원을 별도로 설치하여, 손가락의 소정 설 치 위치에 이를 때까지 통과하는 부분을 향해 조사하도록 해 둠으로써 보다 빠른 시점의 손가락 검지가 가능해진다. 여기서, 손가락 검지용 광원을 설정하여 미소한 명암의 차를 검출할 수 있는 감도로 카메라가 조정된 상태에서는 카메라의 촬상 범위가 강력한 외광에 노출되면 손가락의 유무나 보조 광원의 점등 및 소등에 관계없이 항상 휘도가 최대치에서 포화된 백화 화상이 될 우려가 있다. 이렇게 되면, 손가락의 유무에 의한 화상 변화가 생기지 않게 된다. 한편, 과도하게 게인을 낮춘 경우에는 반대로 손가락의 유무나 보조 광원의 점멸에 관계없이 항상 휘도가 최저치가 되는 흑화 화상이 되어 결국 손가락의 유무에 의한 화상 변화는 얻을 수 없다. 그래서, 본 실시예에 있어서는 외광의 조사 등의 장치가 배치되어 있는 환경에 적절한 게인치를 구하는 구성도 설치하여 카메라의 게인 제어를 행한다(306).

게인치를 구하는 방법으로서 본 발명에서는, 카메라에 근접하여 배치한 광센서(120)를 이용한다. 광센서를 거쳐서 카메라에 삽입되는 빛의 물리적인 절대량을 구하고, 그 절대량으로부터 손가락 검지를 위해 가장 적절한 게인치를 계산한다. 구체적으로는, 포토 다이오드나 포토 트랜지스터 등의 빛의 강도에 의해 전기 특성이 변화하는 소자를 이용하여 회로를 만들고, 그 출력 전압의 변화를 A/D 변환기를 통해 디지털치로 변환하여 CPU에 데이터로서 취입한다. CPU는 그 데이터를 바탕으로 룩업 테이블, 혹은 소정의 함수식을 기초로 하여 설정해야 할 게인치를 구하고 카메라를 설정한다. 이에 의해 순식간에 최적 게인치를 구할 수 있다. 이 때 보조 광원(122)을 소등시키고 있을 때에만 게인 설정을 행하도록 타이밍을 제어한다. 보조 광원(122)이 점등하고 있는 경우에는 보조 광원의 빛이 광센서(120)에 영향을 미쳐 정확한 외광 상태를 취득할 수 없기 때문이다. 또한, 광센서의 출력 데이터와 게인 설정치의 관계식을 구하는 경우에는 일반적인 AGC 기능과는 달리 화질의 우열이 아닌 손가락의 유무에 의해 화상 변화가 최대가 되는지 여부를 기준으로 한다. 손가락의 화상 취득을 용이하게 하기 위함이다.

화상을 판정하면서 적절한 게인치를 탐색하기 위해서는, 최적치까지의 수렴에 몇 매의 화상을 검증할 필요가 생기고, 그 사이에 손가락의 출입 등의 변화가 생긴 경우 적절한 게인치를 구할 수 없을 가능성이 있다. 그러나, 상기 본원 구성에 따르면 설정 시간은 짧아 이와 같은 우려도 없다.

또한, 손가락의 검출을 행하는 다른 실시예로서 광센서의 출력치를 그대로 이용할 수 있다. 카메라에 삽입되는 외광이 강한 경우에는, 손가락이 없고 빛이 직사로 들어온 경우와, 손가락이 우산과 같이 직사를 차단하는 모양으로 되어 있는 경우에서 광센서의 출력치가 크게 변화된다. 이 변화를 손가락 검지에 이용한다. 물론, 이 때도 보조 광원이 소등되어 있을 때만 출력치의 변화를 이용하는 것이 바람직하다. 단, 외광이 약할 때에는 손가락의 유무에 의한 광센서로의 입사 광량의 변화가 적어, 센서의 출력치의 변화가 주위의 조명 변화 등에 의한 것과 구별이 되기 어려우므로 화상에 의한 손가락 검지의 쪽이 적합하다.

상기 센서 이용형 손가락 검지 방법과, 카메라 화상에 의한 손가락 검지 방법은 서로 조합하여 이용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 강렬한 외광하에 있어서 카메라의 감도를 충분히 낮게 조절할 수 없었던 경우, 손가락의 접근을 화상으로 검지할 수는 없지만 센서로 변화를 검지함으로써 손가락의 접근을 검지할 수 있다. 또한, 그것을 기초로 하여 다시 감도를 낮추도록 재조정함으로써 손가락을 정확하게 촬상할 수 있도록 수정할 수도 있다.

또한, 상기한 예에서는 촬상 소자와는 별도로 광센서를 배치하였지만, CCD 등의 촬상 소자(112)의 출력 자체를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 촬상 소자가 설정된 게인에 관계없이 광강도의 절대치를 취득할 수 있는 경로를 새롭게 마련함으로써 이 광센서의 기능을 어느 정도 대용할 수 있다. 이에 의해 새롭게 센서를 설치할 필요가 없어 비용적으로도 유리해진다. 또한, 처리 시간에 여유가 있는 경우에는 인증용 화상 취입 사이에 게인을 O, 즉 전혀 증폭하지 않을 때의 화상의 취입 방법이면 인증용 화상의 취입 간격은 길어져 버리지만 새로운 하드웨어의 구성은 불필요해진다.

상기 게인 제어에 의해 손가락이 정확하게 검지된 경우에는(304), 계속해서 정맥 패턴이 가장 선명하게 얻어지도록 광원(114)의 광량 제어를 행하는(308) 모드 A와, 카메라의 감도 제어를 행하는(314) 모드 B, 2개의 모드를 상황에 따라서 적절하게 조합한 화질 제어를 행한다. 구체적으로는, 다음 2단계로 제어를 행한다. 우선은, 카메라의 감도를 충분히 높은 상태로 유지하여 모드 A에 의한 화질 제어를 우선적으로 행한다(308). 여기서, 광량을 0으로 해도 또한 빛이 지나치게 많아, 충분한 화질이 얻어지지 않았을 때에(310 내지 312) 비로소 카메라의 감도를 조절한다(314). 이와 같은 우선 순위 부여에 의해 충분한 양의 빛을 손가락에 투과시킴으로써 정맥 패턴을 선명하게 비추는 동시에, 필요 이상으로 카메라의 감도를 낮추는 일이 없어져 화상에 노이즈가 발생되기 쉬워지는 것을 방지하는 것 외에, 동 일한 화질을 얻기 위해 공급해야 할 광원의 강도를 억제할 수 있으므로 전력 절약화에 공헌한다. 상기 제어에 의해 최적의 화질을 얻을 수 있는 경우에는 얻어진 화상을 이용하여 특징 추출(316)을 행하고, 얻어진 특징 패턴과 이미 등록되어 있는 특징 패턴의 대조(318)를 행한다. 등록된 특징 패턴과 일치한 경우에는(320) 인증 성공 처리(326)로 진행하여, 개정(開錠) 등의 대응 처리를 행한다. 일치하지 않은 경우는, 308로 복귀하여 화질 제어로부터 다시 반복한다. 또한, 손가락이 검지된 후의 시간 경과를 계측하여, 소정 시간 내에 인증이 성공하지 않은 경우에는(322), 인증 실패 처리(324)로 진행하여 경보 등의 대응 처리를 행하도록 해도 좋다. 이에 의해, 정상적으로 처리가 행해지지 않는 경우에 별도 대응하는 것이 가능해진다.

이하, 화질 제어의 상세에 대해 기술한다. 여기서는 우선 손가락 검지용으로 최적화된 카메라의 게인을 특징 추출용으로 변경한다. 이 시점에서는, 손가락 검지 후이므로 손가락이 확실하게 존재하는 것을 전제로 해도 좋다. 따라서, 보조 광원(122)이 점등하고 있을 때에 손가락이 존재하고 있으면 보조 광원으로부터의 빛의 조사에 의해 강렬한 반사광을 발하고 있어야 하는 화상 중의 영역이 소정의 밝기가 되고, 소등시에는 동일한 영역이 소정 어둡기가 되도록 게인을 조절한다. 이를 조정 초기 상태로 한다.

도1에 도시한 바와 같은 개방형 손가락 인증 장치에 있어서는, 통상 외광하에서의 손가락의 정맥 패턴이 선명하게 비치는 광량 조절의 방법은 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2004-265269호 공보)에 개시되어 있다. 구체적으로는, 손가락의 좌우에 배치된 광원을, 좌측 광원이 강해지고 우측 광원이 약해지도록 설정하여 취득한 화상과, 반대로 우측이 강하고 좌측이 약한 화상의 2매를 촬영하여 각각의 화상으로부터 좌측 절반면과 우측 절반면을 선택하여 합성한다. 이에 의해, 각각의 촬상 화상의 광원에 가까운 절반면이 백화되어 있어도 이미 절반면은 선명하게 비치고 있으므로 양자를 이용하여 생성 또는 합성된 화상으로서는 전체가 선명한 것이 얻어진다. 도4는 좌측의 광원(114)이 점등되고, 우측의 광원이 소등되어 있는 예이다. 손가락(102)의 좌측인 영역(400) 중에 밝게 백화된 영역이 발생되어 있지만, 우측일수록 어두워 우측 절반면에는 백화가 없는 상태로 되어 있다. 단, 손가락에는 개인차가 있으므로 동일한 광량이라도 굵은 손가락의 경우에는 광원측이 아닌 절반면의 밝기가 부족하거나 얇은 손가락인 경우에 반대로 지나치게 밝은 등의 문제가 생긴다. 이를 광원의 출력을 조절함으로써 해소하고 있다.

여기서, 강한 외광이 손가락에 조사되어 있는 경우, 외광이 광원과 동일한 역할을 하여 광원이 점등하고 있는 것과 동일한 상태가 된다. 외광의 강도나 접촉 방법에 따라서는 좌우의 광원 중 한 쪽을 완전히 소등시킨 상태라도 점등시킨 광원의 측과는 반대의 절반면까지 밝게 백화된 영역이 되어 정맥 패턴의 추출이 곤란해진다. 그래서, 본 실시예에 있어서는 광량과 카메라의 감도를 적응적으로 조합하여 조절함으로써 화질의 개선을 도모한다. 조절에 있어서는, 촬상 화상의 화질과 설정 광량치 사이에서 피드백 제어를 행할 필요가 있지만, 촬상 화상 전체를 화질 판정의 대상으로 한 경우에는, 손가락 이외의 배경 부분의 밝기에 영향을 미쳐 손가락 부분이 정확한 화질로 조정된다고 단언할 수는 없다. 그로 인해, 화상 중으 로부터 손가락이 차지하는 영역을 추출하여, 그 영역만을 화질 판정의 대상으로 한다(310). 그래서, 우선 카메라(112)로 촬상한 화상의 화상 처리에 의해 손가락의 윤곽선을 추출한다. 윤곽 추출에 대해서는 종래부터 다양한 수법이 알려져 있으므로, 여기서는 상세하게 언급하지 않는다. 그리고, 추출된 윤곽선의 내측에서 점등 중인 광원으로부터 먼 측의 영역(402)을 화질 판정의 대상으로 한다. 즉, 가장 광원의 빛이 도달하기 어려운 부위를 선택한다. 구체적으로는, 손가락의 중심선과 윤곽선 사이의 중선과 윤곽선 사이의 부근의 영역을 선택하면 좋다. 특히, 손가락 끝과 붙어 있는 부분 부근은 광원으로부터 멀어 빛이 도달하지 않는 경우도 있으므로, 더욱 그 부근의 영역을 제외한 영역을 이용하면 원하는 성능이 얻어지기 쉽다. 여기서 윤곽 부근을 선택하는 것은 손가락의 두께가 얇아 외광이 손가락을 투과할 때에 잃게 되는 양이 적으므로, 외광이 강하면 처음에 백화되어 정맥 패턴에 문제가 생기기 쉬운 영역이기 때문이다. 만약, 영역(402)에 백화가 발생되어 있던 경우에는 외광이 강하다고 하는 것이므로, 우선 점등 중인 광원의 광량을 낮춘다. 그리고, 카메라의 감도를 우선적으로 제어하는 모드(모드 B)로 들어간다.

이 처리를 구체적으로 나타내는 흐름도는 도6과 같아진다. 도6은 도3의 308 내지 314를 보다 상세하게 해설한 예이다. 우선 손가락의 윤곽을 추출하고, 손가락의 내측 영역을 확정한다(600). 그리고, 기본적으로는 광량 조절을 우선적으로 제어하는 모드(모드 A)로 천이하여 처리 616으로 진행한다. 단, 손가락의 내부에 한 쪽의 광원이 소등되어 있음에도 불구하고 점등되어 있는 광원측에 백화가 보이는 부분이나 광센서(120)의 출력치가 외광이 강한 것을 나타내고 있는 등 명백하게 외광의 영향이 강한 경우에는 광량을 설정할 수 있는 최저치로서 카메라 감도 조정모드로 천이하고, 처리 606의 측으로 진행하도록 해도 좋다. 이와 같은 단락 경로를 준비함으로써 화질 제어를 고속으로 행할 수 있다. 또한, 광센서 사용의 경우 예를 들어 광센서의 출력치에 따라서 외광 강약을 나타내는 파라미터를 가정하여 제어하면 화질 제어의 수렴이 더욱 고속화된다.

처리 616으로부터 개시되는 광량 조정 모드에서는 앞서 서술한 광량 조정의 수법에 따라, 촬상 화상이 적합해지도록 광원 출력을 조정한다. 우선, 상기에서 처리 310으로서 설명한 바와 같이 손가락 영역(402)의 평균 휘도가 목표 범위 내인지 체크하여(616), 목표보다 낮으면(618) 광량을 낮춘다(620). 목표보다 크면, 더욱 광량을 낮출 수 있는지 체크하여(622) 낮출 수 있을 것 같으면 낮춘다(624). 광원의 광량을 최저 출력으로 해도 또한 백화가 보이며, 보다 구체적으로는 손가락의 윤곽선 부근에 집중적으로 포화 휘도의 화소가 보이는 경우에는 감도 조정 모드로 천이하여 다음에 더욱 카메라의 감도를 낮춘다(610).

카메라 감도 조정 모드에서는 광량 조정 모드와 마찬가지로 처리 310에서 설명한 방법으로, 점등되어 있는 광원과 반대측의 손가락 영역(402)의 평균 휘도가 목표 범위 내인지 체크하여(606), 목표보다 높으면(608) 카메라의 감도를 낮춘다(610). 목표보다 낮으면 더욱 감도를 높일 수 있는지 체크하고(612), 높일 수 있을 것 같으면 높인다(614). 카메라의 감도를 설정할 수 있는 최고치로 설정하여 또한 목표치에 도달하지 않으면 감도 조정에서는 촬상에 한계가 있으므로, 광원의 광량을 높여(620) 광량 조정 모드로 천이한다.

여기서, 상기 흐름에서는 카메라의 감도 조절 범위로 상한을 마련하여, 상한을 넘는 경우 광량 조절로 천이하도록 하고 있다. 이는 화질을 확보하기 위한 고안이다. 카메라의 감도를 높임으로써, 광원을 강하게 하는 것과 같은 정도의 평균 휘도로 조정하는 것은 가능하다. 그러나 동일한 평균 휘도로 광원을 강하게 한 경우와 카메라의 감도를 높인 경우를 비교한 경우, 광원을 강하게 한 경우의 쪽이 높은 화질이 얻어지는 경우가 많다. 적은 빛을 증폭하여 촬영하는 것보다도, 충분한 빛을 적절히 사용하여 촬영하는 쪽이 분명히 촬상 화상에 생기는 노이즈가 적기 때문이다. 이것이 상기 흐름의 처리 600으로부터 광량 제어 모드의 처리 616으로 우선적으로 진행하도록 되어 있는 하나의 이유이기도 하다.

또한, 처음부터 감도가 손가락 검지 후의 초기 상태 설정시 등에 매우 낮게 설정되어 버려 광량을 최대로 해도 광량이 부족한 경우가 있을 수 있다. 이 경우에는 620으로부터 612로 이행하는 스텝을 더 마련하여 대응할 수도 있다. 또한, 마찬가지로 상기 감도 조정 범위로 상한을 마련함으로써 광량을 최대로 해도 아직 목표 범위에 도달하지 않은 케이스도 있을 수 있다. 그 경우에도, 광량 조절 모드에 있어서 광량을 최대로 해도 목표에 도달하지 않은 것을 판정한 후에, 카메라의 감도 조절 범위의 상한을 카메라로서 기구적으로 설정할 수 있는 상한, 혹은 고감도 촬영에 수반되는 노이즈에 의한 화질의 열화가 인증 정밀도에 악영향을 미치지 않는 상한까지 일시적으로 끌어 올린 후에 감도 조절 모드로 천이하는 경로를 새롭게 마련해도 좋다. 이에 의해, 빛을 통과시키기 어려운 손가락 등의 개인차도 포함하여 더욱 화질의 조절 범위를 넓이는 것이 가능하다. 이상을 반복하여, 손가락 의 밝기가 목표 범위 내가 된 시점에서 화질 제어를 종료한다(626).

상기 흐름에 의해, 손가락에 필요 충분한 광량이 공급되면 외광을 촬상용 광원으로서 우선적으로 이용하게 되어 광원의 에너비 소비를 저감시키는 것이 가능해진다. 카메라의 감도를 조절하는 방법으로서는, 촬상 소자의 출력의 증폭률, 즉 게인을 조절하는 것 외에 촬상 소자의 노광 시간을 조정하는 방법도 있다. 렌즈를 제어할 수 있는 경우에는 광학적으로 조리개를 조절해도 좋다.

이상의 설명에서는, 도4에서 좌측의 광원이 점등하고 있는 경우를 상정하였지만, 반대로 좌측의 광원이 소등하고 우측이 점등하고 있는 경우에는 영역(400)을 화질 판정의 대상으로서 상기와 동일한 처리를 행한다. 이에 의해, 외광의 강도에 의하지 않고 항상 최적의 화질로 손가락을 촬상할 수 있어 선명한 정맥 패턴을 얻을 수 있다. 또한, 카메라의 감도가 충분히 높고 외광이 필요 충분한 양만큼 존재하는 경우에는, 광원(114)을 일체 이용하지 않고 카메라의 감도 조정만으로 정맥 패턴을 취득하는 것도 가능하다. 따라서, 외광이 항시 조사되는 환경하에서의 사용이 상정되는 경우에 있어서는 광원(114)을 장치에 처음부터 조립하지 않는 구성도 가능하다. 예를 들어, 인증 장치에 항시 강한 스포트 라이트가 닿아 있는 환경에서는 이러한 사용 방법도 가능하다.

카메라부로의 외광의 삽입이 강한 경우에는, 도1에 도시한 장치의 내부 구성에서는 외광이 내부 기구 부품에서 반사하여 특징 추출에 문제를 발생시킬 우려가 있다. 예를 들어 이 개구부(110)로부터 삽입된 외광에 있어서 카메라의 렌즈 경통의 선단부에서 반사하여 손가락으로 복귀하는 빛과, 카메라 바닥부에서 반사하여 손가락으로 복귀한 빛에서는 기구 부품의 표면 반사율이나 광로 길이가 다르기 때문에 명암의 차이가 생겨 손가락에 빛의 문양이 비친다. 이 문양이 정맥 패턴과 유사하므로 추출된 패턴에 포함되고, 통상 외광하에서 등록된 정맥 패턴과 달라 인증에 실패하는 경우가 있다. 도5는 장치(100)의 내부에 있어 개구부(110)와 카메라 사이에 격벽(500)을 설치한 예이다. 격벽(500)은 상기 격벽으로 둘러싸이는 공간 내로부터 개구부(110)와 카메라의 개구 이외의 내부 기구 부품을 배제한다. 이 단차나 돌기가 없는 매끄러운 면 형상에 의해 외광 반사에 의한 문양의 발생을 방지할 수 있다. 본 실시예에 있어서는, 카메라의 개구(렌즈)는 격벽에 개방된 손가락의 필요 부분을 촬영하는 데 충분한 만큼의 크기의 구멍(502)에 단차없이 밀착된다. 또한 격벽 내부는, 근적외선을 흡수하는 소재 혹은 도료로 덮음으로써 반사 자체를 억제한다. 또한, 렌즈의 경통 내에는 집광 성능을 높이기 위함 등의 이유로, 나이테 형상의 단차가 마련되는 경우가 있지만 이 단차도 명암의 문양을 만들어내는 원인이 되므로 마련하지 않는 것이 바람직하다. 또한 렌즈 내에도 적외선의 흡광 특성이 높은 소재나 도료에 의한 코팅을 실시하면 더 좋다.

또한, 태양광의 에너지 강도는 매우 크기 때문에 카메라가 수용할 수 있는 광에너지의 범위를 넘어버려 감도 조정조차 할 수 없는 경우가 있다. 도7은 지표면에 있어서의 태양광의 에너지 강도를 파장별로 대강 나타낸 그래프이지만, 다양한 파장에 걸쳐 에너지가 분산하고 있는 것을 알 수 있다. 정맥 촬상을 위해 필요한 파장 범위는 700 nm 내지 1000 nm 사이에 한정된다. 이는 생체 조직이 이 파장역의 빛만 잘 통과시키고 혈액 중의 헤모글로빈이 이 파장역의 빛을 잘 흡수하기 때문에, 혈관 부분과 다른 생체 조직의 차가 명료하게 비추어져 그것이 정맥 패턴을 형성하기 때문이다. 따라서, 그 파장의 범위만을 통과시키는 밴드 패스 필터를 카메라에 장착함으로써 카메라에 입사하는 에너지 총량을 줄일 수 있다. 대역을 제한해도 필요한 파장역의 에너지량은 바뀌지 않으므로 화질이 열화되는 경우는 없다. 대역을 교축할수록 에너지 총량을 줄이게 되지만 외광이 없어 아주 어두운 환경이라도 인증을 행할 필요가 있고, 그 때에는 광원을 점등시켜 촬상할 필요가 있으므로 그 때에 광원의 유효 파장역, 특히 에너지 강도가 높은 파장역을 커트해버리지 않도록 필터의 대역을 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 강한 태양광 하이거나 어두운 밤이라도 올라운드로 감도 조정이 가능해진다.

도8은 강한 외광의 영향을 억제하기 위한 다른 필터의 예이다. 이 필터에는 상자 중에 격자 형상으로 구획판이 설치된 형상을 하고 있다. 도면에서는 매우 크고 높은 격자로 되어 있지만 육안으로는 구별할 수 없는 미소한 격자가 다수 배열되어 있는 형태로 함으로써 촬상 화상에 격자 형상의 선이 그대로 찍혀 버리는 것을 방지할 수 있다. 이 격자 형상의 판의 존재에 의해 필터에 대해 연직 방향의 빛만을 통과시키고, 그 이외의 경사 방향으로부터의 빛을 커트할 수 있다. 이 필터를 카메라와 손가락 사이에 장착함으로써 손가락으로부터 나온 정맥 패턴을 촬상하기 위한 빛만을 통과시켜, 경사 방향으로부터의 빛이나 장치 내에서 반사한 빛 등의 외광을 카메라까지 도달시키지 않도록 할 수 있다. 또한, 본 필터로서는 휴대 전화의 화면을 가로로부터 볼 수 없도록 하기 위해 이용되어 있는 필름과 원리적으로 동일한 것을 사용하여 입수도 용이하다.

도9는 본 장치(100)를 자동차의 계기판(902)에 부착한 예이다. 엔진의 개시 버튼(900)과 정맥 인증의 개시 버튼(118)이 공용되어 엔진 개시를 지시하는 조작으로 그대로 본인 인증을 할 수 있고, 인증이 성공하면 이모빌라이저가 해제되어 엔진이 시동된다. 인증이 성공하지 않으면 엔진은 걸리지 않는다. 엔진 개시의 자연적인 조작 중에서 인증을 할 수 있으므로 사용자에게 있어서 부담도 적다. 또한, 카 내비게이션 시스템(904)과 제휴되어 통신 네트워크에 의해 서비스를 받거나 상품을 구매하는 등 모바일 코머스를 행할 때에 결제를 보다 안전하고 확실하게 행하는 본인 인증 수단으로서 본 장치를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 종래의 비밀 번호 입력 대신에 본 장치에 손가락을 대는 형태로 인증을 행한다. 또한, 카 내비게이션의 화면을 이용하여 본 장치의 인증 방법의 가이던스를 표시하는 등 제휴의 방법도 가능하다.

도10은 본 장치(100)를 자동차의 도어 핸들(1O00)에 부착한 예이다. 도어를 개방할 때에, 본 장치에 의한 정맥 인증을 행함으로써 도어의 개정을 행한다. 인증 개시 버튼(118)은 도어의 시정 버튼과도 공용되어 있고, 시정시에는 부호 118을 누름으로써 도어의 시정을 행한다. 시정의 경우, 보안상 특히 본인 인증을 행할 필요가 없으므로 버튼(118)을 누르는 것만으로 인증에 성공하지 않아도 시정할 수 있도록 해도 좋다. 반대로, 정확하게 인증할 수 있는 형태로 부호 118을 누르고, 본인 인증을 할 수 있었던 경우에는 최신의 등록 데이터 중 하나로서 통상의 등록 데이터와 합쳐 기억하도록 해도 좋고, 다음에 개정할 때에 참조하는 등록 데이터로서 취급하도록 할 수도 있다. 이에 의해, 차가 배치된 환경이나 본인의 건강 상태 의 극단적인 변화나 상처, 손가락의 배치 위치의 변화 등이 있으며 등록시와는 얻을 수 있는 특징이 엇갈리기 쉬운 불안정한 환경이 되어도 최신의 데이터도 합쳐 참조할 수 있으므로 본인 인증의 안정성을 높일 수 있다. 또한, 인증 장치에는 커버(1002)를 장착할 수도 있어, 야외에 배치되어 비나 바람에 노출되기 쉬운 환경하에 있어도 오염이나 먼지 등에 의해 장치가 손상되어 인증이 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기에서는 외광을 가장 취입하기 쉬운 형태를 취하는 개방형 손가락 정맥 인증 장치를 예로 설명하였지만, 외광에 따라서 촬상용 광원의 제어와 촬상계의 감도 제어를 통합 제어함으로써 촬상 화질의 안정화와 광원의 에너지 소비의 저감을 실현하는 상기 수법은 다른 형태의 손가락 정맥 인증 장치나 빛에 의해 생체를 촬상하여 개인 인증을 행하는 다른 생체 인증 방식에도 적용 가능한 것을 물론이다.

본 발명에 따르면, 인증 장치의 주위의 외광에 상관없이 촬상용 광원의 광량 제어와 촬상부의 감도 제어를 상황에 따라서 적응적으로 조합함으로써 촬상 화상 중의 손가락 부분이 최적 화질로 조정되므로 촬상되는 정맥 패턴이 선명해지고, 또한 인증 정도를 향상시킬 수 있다. 또한, 외광을 촬상용 광원 중 하나로서 이용하였으므로 인증에 가해지는 에너지 소비량을 저감시킬 수 있다.

Claims (23)

1. 손가락에 대하여 광을 조사할 수 있는 광원과,

   외광만의, 혹은 상기 외광 및 상기 광원에 의한 광의 조사에 의해, 상기 손가락을 투과한 광을 촬상하는 촬상부와,

   상기 광원의 광량을 변화시키는 광량 제어부와,

   상기 촬상부에 있어서의 촬상 소자의 증폭률을 변화시키는 감도 제어부와,

   상기 광량 제어부 및 상기 감도 제어부를 제어할 수 있는 연산부를 구비하고,

   상기 연산부는,

   상기 촬상부에서 촬상된 화상으로부터 상기 손가락의 윤곽선보다도 내측의 영역의 화상을 추출하는 손가락 영역 추출 수단을 갖고,

   상기 손가락 영역 추출 수단에 의해 추출된 화상으로부터 혈관 패턴을 추출하여 개인 인증이 가능하고,

   상기 연산부는, 상기 손가락 영역 추출 수단에 의해 추출된 상기 손가락의 윤곽선보다도 내측의 영역의 화상이 소정 범위 내의 휘도가 되도록 상기 광량 제어부 및 상기 감도 제어부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
2. 손가락에 대하여 광을 조사할 수 있는 광원과,

   외광만의, 혹은 상기 외광 및 상기 광원에 의한 광의 조사에 의해, 상기 손가락을 투과한 광을 촬상하는 촬상부와,

   상기 광원의 광량을 변화시키는 광량 제어부와,

   상기 촬상부에 있어서의 촬상 소자의 증폭률을 변화시키는 감도 제어부와,

   상기 광량 제어부 및 상기 감도 제어부를 제어할 수 있는 연산부를 구비하고,

   상기 연산부는,

   상기 촬상부에서 촬상된 화상으로부터 상기 손가락이 차지하는 영역의 화상을 추출하고,

   상기 손가락이 차지하는 영역의 화상으로부터 혈관 패턴을 추출하여 개인 인증이 가능하고,

   상기 연산부는, 상기 손가락이 차지하는 상기 영역 내의 적어도 일부가 소정 범위 내의 휘도로 되도록 상기 광량 제어부 및 상기 감도 제어부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 연산부는,

   상기 휘도가 상기 소정 범위 내인지를 판정하고,

   상기 소정 범위 밖이라고 판단된 경우에는, 상기 광량 제어부를 제어하는 것에 의해 상기 소정 범위 내로 할 수 있을지 판정하고,

   할 수 없다고 판정한 경우에 상기 감도 제어부의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 개인 인증 장치는, 상기 손가락의 윤곽선보다도 내측의 영역의 화상의 평균 휘도를 기준으로 해서, 상기 소정 범위 내인지를 판정하는, 개인 인증 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 연산부는,

   상기 휘도가 상기 소정 범위보다 높다고 판정된 경우에는 상기 광량 제어부를 통해서 상기 광원으로부터의 광량을 낮게 하고, 상기 휘도가 상기 소정 범위보다 낮다고 판정된 경우에는 상기 광원으로부터의 광량을 높게 제어하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 연산부는,

   상기 광원으로부터의 광량을 최저로 하여도 상기 손가락에 조사되는 광이 강하다고 판단한 경우, 혹은, 상기 광원으로부터의 광량을 최고로 하여도 상기 손가락에 조사되는 광이 약하다고 판단한 경우에, 상기 감도 제어부를 통해서 상기 촬상부의 감도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 상기 손가락을 좌우 2 방향으로부터 교대로 조사하는 것이며, 상기 연산부는, 상기 화상에 있어서의 영역 중의 소등되어있는 광원 측의 부분 영역의 정보를 사용하여, 상기 광량 제어부 및 상기 감도 제어부의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연산부는, 상기 촬상부에 의한 촬상 화상의 시간 변화로부터 상기 손가락의 존재를 검지하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
9. 제7항에 있어서, 보조 광원을 더 설치하고,

   상기 연산부는, 상기 보조 광원으로부터의 광에 의한 촬상 화상을 사용해서 상기 손가락의 존재를 검지하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광센서를 더 가지고,

    상기 연산부는, 상기 광센서의 측정 결과를 사용해서 게인치를 산출하고, 상기 감도 제어부를 통해서 상기 촬상부의 감도를 상기 게인치가 되도록 제어하여, 상기 손가락의 존재를 검지하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 차의 일부에 부착되어, 상기 개인 인증이 성공하면 상기 차의 제어가 가능해지는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개인 인증에 사용하지 않는 손가락 부위에 대하여 상기 외광을 유도하고, 상기 개인 인증에 사용하는 손가락 부위에는 상기 외광의 유입을 방지하는 차광벽을 갖는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
13. 손가락에 대하여 광을 조사할 수 있는 광원과,

    외광만의, 혹은 상기 외광 및 상기 광원에 의한 광의 조사에 의해, 상기 손가락을 투과한 광을 촬상하는 촬상부와,

    상기 광원과 상기 촬상부를 내부에 갖는 하우징과,

    상기 광원의 광량을 변화시키는 광량 제어부와,

    상기 하우징의 표면 상에 설치되는 개구부를 구비하고,

    상기 개구부와 상기 촬상부의 사이에, 상기 촬상부의 개구와 상기 개구부 이외의 내부 구성 부품을 배제한 공간을 형성하는 격벽을 상기 하우징 내부에 가지는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 개인 인증 장치는, 촬상부에 있어서의 촬상 소자의 증폭률을 변화시키는 감도 제어부와,

    상기 광량 제어부 및 상기 감도 제어부를 제어할 수 있는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 연산부는, 상기 촬상부에서 촬상된 화상으로부터 혈관 패턴을 추출하여 개인 인증이 가능한 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
16. 제14항에 있어서, 상기 연산부는, 상기 촬상부에 의한 촬상 화상의 시간 변화로부터 상기 손가락의 존재를 검지하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
17. 제14항에 있어서, 보조 광원을 더 설치하고,

    상기 연산부는, 상기 보조 광원으로부터의 광에 의한 촬상 화상을 사용해서 상기 손가락의 존재를 검지하는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
18. 제13항에 있어서, 차의 일부에 부착되어, 상기 개인 인증이 성공하면 상기 차의 제어가 가능해지는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
19. 제13항에 있어서, 상기 개인 인증에 사용하지 않는 손가락 부위에 대하여 상기 외광을 유도하고, 상기 개인 인증에 사용하는 손가락 부위에는 상기 외광의 유입을 방지하는 차광벽을 갖는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
20. 손가락의 정맥 패턴을 추출하고, 상기 정맥 패턴을 사용해서 개인 인증을 행하는 개인 인증 장치에 있어서,

    손가락에 대하여 광을 조사할 수 있는 광원과,

    상기 손가락을 투과한 광을 촬상하는 촬상부와,

    상기 광원과 상기 촬상부를 내부에 가지는 하우징과,

    상기 하우징의 표면 상에 설치되는 개구부를 구비하고,

    상기 개구부와 상기 촬상부의 사이에, 상기 정맥 패턴의 추출을 저해시키는 내부 구성 부품을 배제한 공간을 상기 하우징 내부에 형성하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
21. 손가락에 대하여 광을 조사할 수 있는 광원과,

    외광 또는 상기 광원에 의한 광의 조사에 의해, 상기 손가락을 투과한 광을 촬상하는 촬상부와,

    상기 광원과 상기 촬상부를 내부에 갖는 하우징을 구비하고,

    상기 하우징 내부에 다른 것과 격리된 공간을 형성하기 위한 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 부재가 매끄러운 면 형상의 부재인 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.
23. 제13항에 있어서, 상기 격벽의 내부가, 광을 흡수하는 소재 혹은 도료로 덮혀 있는 것을 특징으로 하는, 개인 인증 장치.

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