WO2012005163A1 - 撮像装置、撮像方法及び撮像装置の制御プログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents

撮像装置、撮像方法及び撮像装置の制御プログラムを記憶した記憶媒体 Download PDF

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finger
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light
imaging apparatus
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亀井　俊男
中村　陽一
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日本電気株式会社
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    • G06V40/1312—Sensors therefor direct reading, e.g. contactless acquisition
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    • G06V40/14—Vascular patterns

Definitions

  • the present invention relates to a technique for acquiring an image of a biological pattern.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-20942 discloses an apparatus for reading and collating a fingerprint pattern and a vein pattern.
  • the light source unit switches between infrared light having a wavelength suitable for reading the vein pattern and infrared light having a wavelength suitable for reading the fingerprint pattern for each predetermined detection period.
  • the light receiving sensor unit alternately detects the vein pattern and the fingerprint pattern in a time division manner.
  • Patent Document 1 the fingerprint pattern and the vein pattern are acquired at different timings, and a plurality of image data are generated and stored for one biometric authentication.
  • An object of the present invention is to provide a technique for solving the above-described problems.
  • an apparatus provides: An imaging device for imaging a living organ for biometric authentication, The living organ is irradiated with light from both the front side and the back side, and the ridge shape on the front surface of the living organ and the blood vessel shape inside the living organ are imaged at a time.
  • the method according to the present invention comprises: An imaging method for imaging a living organ for biometric authentication,
  • the living organ is irradiated with light from both the front side and the back side, and the ridge shape on the front surface of the living organ and the blood vessel shape inside the living organ are imaged at a time.
  • a program according to the present invention provides: An imaging device control program for imaging a living organ for biometric authentication, The living organ is irradiated with light from both the front side and the back side, and the ridge shape on the front surface of the living organ and the blood vessel shape inside the living organ are imaged at a time.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an imaging apparatus 100 as the first embodiment of the present invention.
  • the imaging device 100 is a device that images a living organ 120 for biometric authentication.
  • the imaging apparatus 100 irradiates light from both the front side and the back side with respect to the living organ 120, and uses the imaging unit 110 to use the ridge shape 121 on the front surface of the living organ 120 and the inside of the living organ 120.
  • the blood vessel shape 122 is imaged at a time.
  • Such a configuration makes it possible to effectively and efficiently image a living organ for biometric authentication.
  • the living organ to be authenticated here is required to be an organ having a thickness enough to transmit light from the back side, such as a finger, palm, and foot.
  • a method of irradiating light in addition to a method of irradiating light from both the front and back sides of the living organ 120 at the same time, light may be irradiated from the front side and the back side while shifting the timing while opening the shutter of the imaging unit 110. .
  • an image in which a ridge pattern showing a ridge shape and a blood vessel pattern showing a blood vessel shape are superimposed can be acquired at a time.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the biometric authentication system 2 as the second embodiment of the present invention.
  • the biometric authentication system 2 includes an imaging device 200 and an image processing device 230.
  • the imaging apparatus 200 in FIG. 2 differs from the imaging apparatus 100 of the first embodiment in that a mounting table 215 for mounting a fingertip is provided. By placing the fingertip on the mounting table 215 during imaging, there is an effect that the positions of the fingerprint 221 and the blood vessel 222 as the imaging target are stabilized.
  • the light emitted to the finger from below in the figure is reflected by the surface on the front side (abdomen side) of the finger and is imaged by the imaging unit 210.
  • light irradiated on the surface on the back side (back side) of the finger from above in the figure is transmitted through the inside of the finger and imaged by the imaging unit 210.
  • both the fingerprint pattern and the vein pattern can be imaged at once.
  • the imaging unit 210 is configured by a combination of a CMOS or CCD and an optical lens.
  • the optical lens collects reflected light or transmitted light from most of the fingers and uses it for imaging. Furthermore, by providing an infrared light cut filter, a fingerprint pattern can be imaged more clearly.
  • the image data of the biological image photographed by the imaging device 200 is input to the image processing device 230.
  • the imaging apparatus 200 acquires an image in which a fingerprint pattern as a ridge shape and a vein pattern as a blood vessel shape are superimposed. Therefore, in the image processing device 230, the separation unit 231 separates those patterns from the acquired image, and the first matching unit 232 and the second matching unit 233 respectively perform matching processing with known fingerprint patterns and vein patterns. To do. Finally, the collation results in the first collation unit 232 and the second collation unit 233 are integrated by the collation integration unit 234, and authentication is performed.
  • FIG. 3 shows the processing procedure up to authentication.
  • an imaging process is performed in step S301, and then, in step S302, veins and fingerprints are separated from the superimposed image.
  • step S303 each of veins and fingerprints is checked against a known pattern. For this collation, for example, a so-called minutia matching method can be used.
  • step S304 the verification result of final authentication is determined by integrating the verification result of the vein pattern and the fingerprint pattern.
  • an image in which a fingerprint pattern indicating a ridge shape and a vein pattern indicating a blood vessel shape are superimposed can be acquired at a time.
  • the verification accuracy can be greatly improved as compared with the case of using either one. Furthermore, since imaging is performed without bringing the middle joint portion of the finger into contact with the plate or the like, there is an effect that the problem of contamination of the plate or the problem of stopping the flow of veins does not occur.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of an imaging apparatus 400 as the third embodiment of the present invention.
  • An imaging apparatus 400 in FIG. 4 includes a plurality of mirrors 401 above and below an insertion position 450 of a finger 220 as an example of a living organ. By irradiating the light from one light source 402 to the mirror 401 and reflecting it, the front and back surfaces of the finger 220 are simultaneously irradiated with light.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the light irradiated to the finger from the mirror 401 arranged on the lower side in the drawing is reflected by the surface on the front side of the finger and enters the imaging unit 210.
  • light irradiated on the surface on the back side of the finger from the upper side in the figure passes through the inside of the finger and enters the imaging unit 210.
  • the imaging unit 210 captures an image of a finger from the gap between the mirrors 401.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of an imaging apparatus 500 as the fourth embodiment of the present invention.
  • An imaging apparatus 500 in FIG. 5 includes a plurality of LED light sources 501 above and below a finger insertion position 550 as an example of a living organ.
  • the LED light source 501 is configured to irradiate the front and back surfaces of the finger simultaneously.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the light irradiated to the finger from the LED light source 501 arranged on the lower side in the drawing is reflected by the surface on the front side (abdomen side) of the finger and enters the imaging unit 210. Thereby, a fingerprint pattern as a ridge of the finger is imaged.
  • the light irradiated on the back surface of the finger from the LED light source 501 disposed on the upper side in the drawing is transmitted through the inside of the finger and enters the imaging unit 210. Thereby, the blood vessel (vein) pattern of the finger is imaged.
  • the imaging apparatus 500 it is possible to capture both the fingerprint pattern and the vein pattern at a time.
  • the fingerprint light source disposed on the lower side emits blue light and the vein light source disposed on the upper side emits near infrared light. By doing so, it becomes possible to clearly capture the fingerprint pattern and the vein pattern.
  • the present embodiment in addition to the effects of the first embodiment, by using a plurality of LEDs, it is possible to reliably irradiate light on the front surface and the back surface of the finger at the same timing. In addition, since there are a plurality of LED light sources, the amount of light at each location can be easily controlled.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of an imaging apparatus 600 as the fifth embodiment of the invention.
  • An imaging apparatus 600 in FIG. 6 includes a plurality of LED light sources 601 below a finger insertion position 650 as an example of a living organ. It is the structure which irradiates the light of those LED light sources 601 on the surface of the front side and back side of a finger simultaneously.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the light irradiated to the finger from the LED light source 601 disposed on the lower side in the drawing is reflected by the surface on the front side (abdominal side) of the finger and enters the imaging unit 210. Thereby, a fingerprint pattern as a ridge of the finger is imaged.
  • the mirror 602 disposed on the upper side in the drawing reflects light from the lower LED light source 601 and irradiates the surface on the back side of the finger.
  • the light applied to the surface on the back side of the finger passes through the inside of the finger and enters the imaging unit 210. Thereby, the blood vessel (vein) pattern of the finger is imaged.
  • the imaging apparatus 600 it is possible to capture both the fingerprint pattern and the vein pattern at a time.
  • the present embodiment in addition to the effect of the first embodiment, by using a plurality of LEDs, it is possible to reliably irradiate the front and back surfaces of the finger at the same timing.
  • the amount of light in the depth direction in the figure can be easily controlled. That is, it is possible to reduce the amount of light applied to the front side of the middle joint portion while increasing the amount of light applied to the front side of the fingertip.
  • the angle of the mirror 602 so that the reflected light from the mirror 602 gathers at the middle joint portion of the finger, the amount of light irradiated from the back side is greater than the front side for the middle joint portion of the finger. It can be adjusted to be larger.
  • the mirror 602 is not necessarily a flat mirror, and may be a condenser mirror.
  • an imaging apparatus 600 since there is no light source on the upper side and no wiring for connecting the lower side and the upper side of the casing is necessary, an effect of easily designing the lower part and the upper part of the casing can be achieved. is there. And if it is a design which can isolate
  • FIG. 7 is a view for explaining the configuration of an imaging apparatus 700 as the sixth embodiment of the present invention.
  • An imaging apparatus 700 in FIG. 7 includes a plate 701 for placing a finger on the lower side of a finger insertion position 750 as an example of a living organ.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, description thereof is omitted.
  • the configuration and arrangement of the light source can employ any of the above-described first to fifth embodiments.
  • the position of the finger to be inserted into the imaging device 700 can be accurately determined.
  • the upper surface of the plate 701 is set as the focal point of the imaging unit 210, there is an effect that a clear image (fingerprint pattern) can be easily obtained.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of an imaging apparatus 800 as the seventh embodiment of the present invention.
  • the imaging apparatus 800 in FIG. 8 includes a mounting table 815 for mounting a finger at a distal end portion of a finger insertion position 850 as an example of a living organ. By placing the fingertip on the mounting table 815 during imaging, there is an effect that the position of the fingerprint and blood vessel as the imaging target is stabilized.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the imaging apparatus 800 includes a plurality of LED light sources 801 on the upper side and the lower side of a finger insertion position 850 as an example of a living organ.
  • the LED light source 801 is configured to irradiate the front and back surfaces of the finger simultaneously.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the light irradiated to the finger from the LED light source 801 disposed on the lower side in the drawing is reflected by the surface on the front side (abdomen side) of the finger and enters the imaging unit 210. Thereby, a fingerprint pattern as a ridge of the finger is imaged.
  • the light from the LED light source 801 disposed on the upper side in the drawing is irradiated on the surface on the back side of the finger, passes through the inside of the finger, and enters the imaging unit 210. Thereby, the blood vessel (vein) pattern of the finger is imaged.
  • both the fingerprint pattern and the vein pattern can be imaged at a time.
  • the present embodiment in addition to the effect of the first embodiment, there is an effect that the position of a finger to be inserted into the imaging apparatus 800 can be accurately determined. Further, if the cross section is formed in a U-shape like the imaging device 800, there are effects that maintenance is easy and incident of external light can be suppressed.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of an imaging apparatus 900 according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the imaging apparatus 900 in FIG. 9 includes an imaging switch 901 for pressing with the tip of the finger at the tip of the finger insertion position 950 as an example of a living organ. If imaging is started when the fingertip touches the imaging switch 901, there is an effect that the tip position of the finger during imaging is stabilized.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the imaging switch 901 is connected to the imaging control unit 902.
  • the imaging control unit 902 detects that the imaging switch 901 has been pressed, and drives a light source and the imaging unit 210 (not shown).
  • the imaging switch 901 may be configured in the shape of the mounting table 215 of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of an imaging apparatus 1000 as the ninth embodiment of the present invention.
  • An imaging apparatus 1000 in FIG. 10 includes an imaging switch 1001 for pressing on the back side (back side) of a finger at a finger insertion position 1050 as an example of a living organ. If imaging is started by touching the imaging switch 1001 with the back side of the finger, there is an effect that imaging can be performed in a state where the position of the finger is stable.
  • the configurations and operations of the imaging unit 210 and the image processing device 230 are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the position and configuration of the light source and the like those described in any of the second to seventh embodiments described above can be employed.
  • the imaging switch 1001 is connected to the imaging control unit 1002, and the imaging control unit 1002 detects that the imaging switch 1001 has been pressed, and drives a light source (not shown) and the imaging unit 210.
  • the back portion of the finger inserted into the imaging apparatus 900 serves as a guide, and imaging can be performed with the position accurately determined.
  • imaging can be performed with the position accurately determined.
  • the thickness of the finger is different, the distance between the surface portion and the imaging unit varies, so it is necessary to increase the depth of field. Since it is not necessary to provide a finger guide on the front side, it is possible to image the entire surface of the finger.
  • the mode of inserting the finger into the imaging device with the front side of the finger facing downward has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the finger may be inserted sideways, or as shown in FIG. 12, the front side of the finger may be inserted upward.
  • the structure which inserts a finger from upper side may be sufficient.
  • both the imaging switch 901 shown in FIG. 9 and the imaging switch 1001 shown in FIG. 10 may be provided, and imaging may be started when both are pressed.
  • the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to a single device. Furthermore, the present invention can also be applied to a case where a control program that realizes the functions of the embodiments is supplied directly or remotely to a system or apparatus. Therefore, in order to realize the functions of the present invention on a computer, a program installed in the computer, a medium storing the program, and a WWW server that downloads the program are also included in the scope of the present invention.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-156625 filed on Jul. 9, 2010, the entire disclosure of which is incorporated herein.

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Abstract

　生体認証にあたり、効果的かつ効率的に生体器官を撮像するため、生体認証のために生体器官を撮像する撮像装置に関するものである。この撮像装置は、生体器官に対して、表側及び裏側の、両方から光を照射する。そして、そのように光を照射しつつ、前記生体器官の前記表側の表面の隆線形状、及び、前記生体器官の内部の血管形状の両方を、一度に撮像することを特徴とする。生体認証にあたり、効果的かつ効率的に生体器官を撮像することが可能となる。

Description

撮像装置、撮像方法及び撮像装置の制御プログラムを記憶した記憶媒体
　本発明は、生体パターンの画像を取得する技術に関する。
　個人の認証を行なうため生体パターンを取得し、照合する技術が知られている。たとえば、特許文献１には、（特開２００８－２０９４２号公報）には、指紋パターンと静脈パターンを読みとって照合する装置が開示されている。この装置では、指紋パターン及び静脈パターンを読み取る際、光源部は、静脈パターンの読み取りに適した波長の赤外光と指紋パターン読み取り時に適した波長の赤外光とを所定の検出期間ごとに切り替えて発する。そして、受光センサ部では時分割で静脈パターン及び指紋パターンを交互に検出する。
特開２００８－２０９４２号公報
　しかしながら、上記特許文献１では、指紋パターンと静脈パターンとを別のタイミングで取得しており、１回の生体認証のために複数の画像データが生成・記憶されていた。
　このためデータ量が大きくなり、装置の小型軽量化、生産性向上、処理の高速化などの妨げになっていた。
　本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
　生体認証のために生体器官を撮像する撮像装置であって、
　生体器官に対して、表側及び裏側の両方から光を照射しつつ、前記生体器官の前記表側の表面の隆線形状及び前記生体器官の内部の血管形状を一度に撮像することを特徴とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
　生体認証のために生体器官を撮像する撮像方法であって、
　生体器官に対して、表側及び裏側の両方から光を照射しつつ、前記生体器官の前記表側の表面の隆線形状及び前記生体器官の内部の血管形状を一度に撮像することを特徴とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
　生体認証のために生体器官を撮像する撮像装置の制御プログラムであって、
　生体器官に対して、表側及び裏側の両方から光を照射しつつ、前記生体器官の前記表側の表面の隆線形状及び前記生体器官の内部の血管形状を一度に撮像することを特徴とする。
　本発明によれば、生体認証にあたり、効果的かつ効率的に生体器官を撮像することが可能となる。
本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第５実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第６実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第７実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第８実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第９実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明のその他の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明のその他の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明のその他の実施形態の構成を示すブロック図である。
　以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態としての撮像装置１００の構成を説明するための図である。撮像装置１００は、生体認証のために生体器官１２０を撮像する装置である。撮像装置１００は、生体器官１２０に対して、表側及び裏側の両方から光を照射しつつ、撮像部１１０を用いて、生体器官１２０の表側の表面の隆線形状１２１及び生体器官１２０の内部の血管形状１２２を一度に撮像する。
　このような構成により、生体認証にあたり、効果的かつ効率的に生体器官を撮像することが可能となる。
　なお、ここで認証の対象となる生体器官としては、指、手のひら、足など裏側からの光が透過する程度の厚みを有する器官であることが条件となる。光の照射方法としては、完全に同時に生体器官１２０の表裏両側から光を照射する方法の他、撮像部１１０のシャッターを開放しつつ、タイミングをずらして表側及び裏側から光を照射してもよい。
　いずれにせよ、隆線形状を示す隆線パターンと、血管形状を示す血管パターンとが重畳した画像を一度に取得できる。
　（第２実施形態）
　図２は、本発明の第２実施形態としての生体認証システム２の構成を説明するための図である。生体認証システム２は、撮像装置２００と、画像処理装置２３０とを含む。図２における撮像装置２００は、指先を載置するための載置台２１５を設けた点で、第１実施形態の撮像装置１００と異なる。撮像時に指先を載置台２１５に置くことにより、撮像対象としての指紋２２１及び血管２２２の位置が安定するという効果がある。
　図中下方向から指に照射された光は、指の表側（腹側）の表面で反射して、撮像部２１０にて撮像される。一方、図中上方向から指の裏側（背側）の表面に照射した光は、指の内部を透過して、撮像部２１０にて撮像される。これにより、指紋パターンと静脈パターンの両方を一度に撮像することが可能となる。
　なお、指の先端部分の指紋２２１が載置台２１５で隠れる場合には、指の中節の指紋（隆線）を用いることで認証を行なうことができる。撮像部２１０は、ＣＭＯＳ又はＣＣＤと、光学レンズとの組合せで構成されている。光学レンズは、指の大部分からの反射光又は透過光を集光して、撮像に用いる。さらに赤外光カットフィルタを設けることにより、指紋パターンをより鮮明に撮像することもできる。
　図２に示しているように、撮像装置２００で撮影された生体画像の画像データは、画像処理装置２３０に入力される。撮像装置２００は、隆線形状としての指紋パターンと血管形状としての静脈パターンとが重畳された画像を取得する。このため画像処理装置２３０では、分離部２３１が、取得画像からそれらのパターンを分離し、さらに、それぞれ、第１照合部２３２及び第２照合部２３３が既知の指紋パターン及び静脈パターンとの照合処理を行なう。最終的に、第１照合部２３２及び第２照合部２３３での照合結果を、照合統合部２３４にて統合し、認証を行なう。
　認証までの処理手順を図３に示す。まずステップＳ３０１において撮像処理を行ない、次に、ステップＳ３０２において、重畳画像から、静脈及び指紋を分離する。次に、ステップＳ３０３において、静脈及び指紋のそれぞれについて既知のパターンと照合する。この照合には、たとえば、いわゆるマニューシャマッチング法などを用いることができる。そして、最後に、ステップＳ３０４において、静脈パターンと指紋パターンの照合結果を統合することによって、最終的な認証の成否を判断する。
　本実施形態では、第１実施形態と同様に、隆線形状を示す指紋パターンと、血管形状を示す静脈パターンとが重畳した画像を一度に取得できる。これにより、指紋と静脈のセンサを独立に用意せず、撮像素子やレンズなどを多くの光学部品を共通化できるため、撮像装置の小型化を実現できる。撮像のタイミングが１回で済むため、処理は高速になり、データ量も少ないため、用意するメモリを小さくすることが可能である。さらに、撮像時に指先を載置台２１５に置くことにより、撮像対象としての指紋２２１及び血管２２２の位置が安定するという効果がある。また、指紋照合の結果と、静脈照合の結果とを統合することにより、いずれか一方を用いる場合と比較して、照合精度を大きく向上させることができる。さらに、指の中節部分をプレートなどに接触させずに撮像を行なうので、プレートの汚れの問題や、静脈の流れが止まる問題などが起こらないという効果がある。
　（第３実施形態）
　図４は、本発明の第３実施形態としての撮像装置４００の構成を説明するための図である。図４における撮像装置４００は、生体器官の一例としての指２２０の挿入位置４５０の上下において、複数のミラー４０１を備えている。１つの光源４０２からの光をそれらのミラー４０１に照射して反射させることにより、指２２０の表側及び裏側の表面に同時に光を照射する構成となっている。撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
　図中下側に配置されたミラー４０１から指に照射された光は、指の表側の表面で反射して、撮像部２１０に入射する。一方、図中上側から指の裏側の表面に照射した光は、指の内部を透過して、撮像部２１０に入射する。これにより、指紋パターンと静脈パターンの両方を一度に撮像することが可能となる。撮像部２１０は、ミラー４０１の隙間から、指の画像を撮像する。
　本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、１つの光源と複数のミラーを用いることにより、指の表面及び裏面に対し、確実に同じタイミングで光を照射することができる。また、光源が一箇所だけなので、配線を極めて単純にすることができる。上側に光源が無く、配線する必要がないため、簡単に、筐体の下部と上部とを分離するデザインにすることができる。そして、筐体の下部と上部とを容易に分離できるデザインであれば、撮像部２１０付近の掃除が極めて容易になるという効果もある。
　（第４実施形態）
　図５は、本発明の第４実施形態としての撮像装置５００の構成を説明するための図である。図５における撮像装置５００は、生体器官の一例としての指の挿入位置５５０の上下において、複数のＬＥＤ光源５０１を備えている。それらのＬＥＤ光源５０１の光を指の表面及び裏面に同時に照射する構成となっている。撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
　図中下側に配置されたＬＥＤ光源５０１から指に照射された光は、指の表側（腹側）の表面で反射して、撮像部２１０に入射する。これにより、指の隆線としての指紋パターンが撮像される。一方、図中上側に配置されたＬＥＤ光源５０１から指の裏面に照射した光は、指の内部を透過して、撮像部２１０に入射する。これにより、指の血管（静脈）パターンが撮像される。このように、撮像装置５００によれば、指紋パターンと静脈パターンの両方を一度に撮像することが可能となる。なお、下側に配置された指紋用光源が青色光を発光し、上側に配置された静脈用光源が近赤外線光を発光することも好適である。そのようにすれば、指紋パターン及び静脈パターンを鮮明に撮像することが可能となる。
　本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、複数のＬＥＤを用いることにより、指の表面及び裏面に対し、確実に同じタイミングで光を照射することができる。また、ＬＥＤ光源が複数存在するので、それぞれの場所の光量を容易に制御することができる。
　（第５実施形態）
　図６は、本発明の第５実施形態としての撮像装置６００の構成を説明するための図である。図６における撮像装置６００は、生体器官の一例としての指の挿入位置６５０の下側において、複数のＬＥＤ光源６０１を備えている。それらのＬＥＤ光源６０１の光を指の表側及び裏側の表面に同時に照射する構成となっている。撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
　図中下側に配置されたＬＥＤ光源６０１から指に照射された光は、指の表側（腹側）の表面で反射して、撮像部２１０に入射する。これにより、指の隆線としての指紋パターンが撮像される。一方、図中上側に配置されたミラー６０２は、下側のＬＥＤ光源６０１からの光を反射し、指の裏側の表面に照射する。指の裏側の表面に照射された光は、指の内部を透過して、撮像部２１０に入射する。これにより、指の血管（静脈）パターンが撮像される。このように、撮像装置６００によれば、指紋パターンと静脈パターンの両方を一度に撮像することが可能となる。
　本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、複数のＬＥＤを用いることにより、指の表側及び裏側の表面に対し、確実に同じタイミングで光を照射することができる。また、ＬＥＤ光源が複数存在するので、図中奥行き方向における光量を容易に制御することができる。つまり、指先の表側に対して照射する光量を大きくしつつ、中節部分の表側に対して照射する光量を小さくすることができる。さらには、ミラー６０２の角度を、ミラー６０２からの反射光が指の中節部分に集まるように設計することにより、指の中節部分については表側よりも裏側からの照射される光量の方が大きくなるように調整することができる。これにより、指先の指紋パターンと、中節部分の静脈パターンとを、同時にかつ鮮明に取得することが可能となる。もちろんミラー６０２は、平面ミラーであるとは限らず、集光ミラーであってもよい。このような撮像装置６００によれば、上側に光源が無く、筐体の下側と上側とを接続する配線が不要であるため、筐体の下部と上部とを分離するデザインにしやすいという効果がある。そして、筐体の下部と上部とを容易に分離できるデザインであれば、撮像部２１０付近の掃除が極めて容易になるという効果もある。
　（第６実施形態）
　図７は、本発明の第６実施形態としての撮像装置７００の構成を説明するための図である。図７における撮像装置７００は、生体器官の一例としての指の挿入位置７５０の下側において、指を載置するためのプレート７０１を備えている。
　撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、光源の構成及び配置などは、上述の第１乃至第５実施形態のいずれかのものを採用することができる。
　本実施形態によれば、第１乃至第５実施形態のいずれかの効果に加えて、撮像装置７００に挿入する指の位置を正確に決めることができるという効果がある。特にプレート７０１の上面を撮像部２１０の焦点として設定すれば、容易に鮮明な画像（指紋パターン）を取得できるという効果もある。
　（第７実施形態）
　図８は、本発明の第７実施形態としての撮像装置８００の構成を説明するための図である。図８における撮像装置８００は、生体器官の一例としての指の挿入位置８５０の先端部分において、指を載置するための載置台８１５を備えている。撮像時に指先を載置台８１５に置くことにより、撮像対象としての指紋及び血管の位置が安定するという効果がある。撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
　また、撮像装置８００は、生体器官の一例としての指の挿入位置８５０の上側及び下側において、複数のＬＥＤ光源８０１を備えている。それらのＬＥＤ光源８０１の光を指の表側及び裏側の表面に同時に照射する構成となっている。撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
　図中下側に配置されたＬＥＤ光源８０１から指に照射された光は、指の表側（腹側）の表面で反射して、撮像部２１０に入射する。これにより、指の隆線としての指紋パターンが撮像される。一方、図中上側に配置されたＬＥＤ光源８０１からの光は、指の裏側の表面に照射され、指の内部を透過して、撮像部２１０に入射する。これにより、指の血管（静脈）パターンが撮像される。このように、撮像装置８００によれば、指紋パターンと静脈パターンの両方を一度に撮像することが可能となる。
　本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、撮像装置８００に挿入する指の位置を正確に決めることができるという効果がある。また、撮像装置８００のように断面コの字状に構成すれば、メンテナンスが容易で、かつ、外光の入射を抑えられるという効果がある。
　（第８実施形態）
　図９は、本発明の第８実施形態としての撮像装置９００の構成を説明するための図である。図９における撮像装置９００は、生体器官の一例としての指の挿入位置９５０の先端部分において、指の先端で押すための撮像スイッチ９０１を備えている。指先が撮像スイッチ９０１に触れたことによって撮像を開始すれば、撮影時の指の先端位置が安定するという効果がある。撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
　撮像スイッチ９０１は、撮像制御部９０２と接続されており、撮像制御部９０２は、撮像スイッチ９０１が押されたことを検知して、不図示の光源及び撮像部２１０を駆動する。
　また、光源などの位置や構成は、上述の第２乃至第７実施形態のいずれかに記載のものを採用することができる。また、撮像スイッチ９０１を、第２実施形態の載置台２１５の形状に構成してもよい。
　本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、撮像装置９００に挿入された指の位置が正確に決まった状態で撮像を行なうことができるという効果がある。
　（第９実施形態）
　図１０は、本発明の第９実施形態としての撮像装置１０００の構成を説明するための図である。図１０における撮像装置１０００は、生体器官の一例としての指の挿入位置１０５０において、指の裏側（背中側）で押すための撮像スイッチ１００１を備えている。指の裏側が撮像スイッチ１００１に触れたことによって撮像を開始すれば、指の位置が安定した状態で撮影を行なうことができるという効果がある。撮像部２１０及び画像処理装置２３０の構成及び動作は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、光源などの位置や構成は、上述の第２乃至第７実施形態のいずれかに記載のものを採用することができる。
　撮像スイッチ１００１は、撮像制御部１００２と接続されており、撮像制御部１００２は、撮像スイッチ１００１が押されたことを検知して、不図示の光源及び撮像部２１０を駆動する。
　本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、撮像装置９００に挿入された指の背の部分がガイドの役割をし、位置が正確に決まった状態で撮像を行なうことができるという効果がある。ただし、指の太さが違うと、表面部分と撮像部との距離が変動するので、被写界深度を深めにとる必要がある。表側には指ガイドを設ける必要がないので、指の全面を撮像することが可能である。
　（他の実施形態）
　以上説明した、本発明の第１乃至第９実施形態において、指の表側を下側に向けて撮像装置に挿入する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、図１１に示すように、指を横に向けて挿入しても良いし、図１２に示すように、指の表側を上に向けて挿入する構成にしてもよい。又は、図１３に示すように、指を上側から挿入する構成でもよい。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステム又は装置も、本発明の範疇に含まれる。たとえば、図９に示した撮像スイッチ９０１と図１０に示した撮像スイッチ１００１の両方を設け、その両方が押圧された場合に撮像を開始してもよい。
　また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、単体の装置に適用しても良い。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する制御プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明の範疇に含まれる。
　この出願は、２０１０年７月９日に出願された日本国特許出願　特願２０１０－１５６６２５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (10)

  1. 　生体認証のために生体器官を撮像する撮像装置であって、
    　生体器官に対して、表側及び裏側の両方から光を照射しつつ、前記生体器官の前記表側の表面の隆線形状及び前記生体器官の内部の血管形状を一度に撮像することを特徴とする撮像装置。
  2. 　前記生体器官は指であって、前記撮像装置に挿入した指の表側の表面に照射した光の反射光によって前記隆線形状としての指紋パターンを撮像し、指の裏側の表面に照射した光の透過光によって前記血管形状としての静脈パターンを撮像することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記撮像装置は、指の先端を載置する載置台を備えたことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
  4. 　前記撮像装置は、指を挿入した際に、該指の先端が突き当たる位置に撮像スイッチを備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
  5. 　前記撮像装置は、指を挿入した際に、該指の背中によって押圧するための撮像スイッチを備えたことを特徴とする請求項２、３又は４に記載の撮像装置。
  6. 　１つの光源からの光をミラーで反射させることによって、前記生体器官の表側及び裏側の両方に光を照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  7. 　撮像時に生体器官が配置される位置の上下に設置したＬＥＤ光源によって、前記生体器官の表側及び裏側の両方から光を照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  8. 　撮像時に生体器官が配置される位置の下側に設置したＬＥＤ光源と、撮像時に生体器官が配置される位置の上側に設置したミラーによって、前記生体器官の表側及び裏側の両方から光を照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  9. 　生体認証のために生体器官を撮像する撮像方法であって、
    　生体器官に対して、表側及び裏側の両方から光を照射しつつ、前記生体器官の前記表側の表面の隆線形状及び前記生体器官の内部の血管形状を一度に撮像することを特徴とする撮像方法。
  10. 　生体認証のために生体器官を撮像する撮像装置の制御プログラムを記憶した記憶媒体であって、
    　生体器官に対して、表側及び裏側の両方から光を照射しつつ、前記生体器官の前記表側の表面の隆線形状及び前記生体器官の内部の血管形状を一度に撮像する工程をコンピュータに実行させる撮像装置の制御プログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
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