WO2017104061A1 - 生体認証装置およびシステム - Google Patents

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WO2017104061A1
WO2017104061A1 PCT/JP2015/085439 JP2015085439W WO2017104061A1 WO 2017104061 A1 WO2017104061 A1 WO 2017104061A1 JP 2015085439 W JP2015085439 W JP 2015085439W WO 2017104061 A1 WO2017104061 A1 WO 2017104061A1
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authentication device
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織田 勝
章 小町
岩間 徳浩
祐亮 大門
大輔 松原
浩子 長谷部
長坂 晃朗
友輔 松田
三浦 直人
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株式会社日立製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and system for authenticating an individual using human biological information.
  • a technology using human biological information has been put into practical use.
  • a vein authentication technique is known in which authentication is performed using a finger or palm vein pattern.
  • Patent Document 1 is an example in which such vein authentication technology is applied to a railway station or an event venue gate and used to manage visitors.
  • Patent Document 1 shows an application example of a vein authentication technique to a gate.
  • authentication is performed by inserting a hand into a slit-shaped interface.
  • a format that allows authentication by simply holding a card (such as a hand in the case of biometric authentication) over the top of the device housing, as currently used at automatic ticket gates on railways. Is desirable.
  • An object of the present invention is to provide a biometric gate device and system that enable accurate biometric authentication while reducing the burden on the user.
  • an aspect of the present invention includes a housing, a light source unit that is provided on the upper surface of the housing and includes a light source, and an opening that is formed on the upper surface of the housing and is located below the light source.
  • a biometric authentication device including an imaging unit disposed inside the housing. In this apparatus, the longitudinal direction of the casing and the optical axis of the light source intersect, and the characteristics of the user's living body irradiated with the irradiation light from the light source are imaged by the imaging unit through the opening.
  • the light source is a light source array in which a plurality of point light sources are two-dimensionally arranged, and a surface formed by the light source array intersects the longitudinal direction of the housing at an angle of less than 90 degrees, The optical axes of the majority of the light sources among the plurality of point light sources intersect with the longitudinal direction of the housing at an angle of less than 90 degrees.
  • an opening is arranged on the front side in the longitudinal direction of the casing, a light source unit is arranged on the rear side in the longitudinal direction of the casing, and the opening and the light source unit are arranged in the longitudinal direction of the casing. It is the arrangement which does not overlap in.
  • the direction connecting the opening and the light source is inclined at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction.
  • a marker is disposed on the upper surface of the casing between the opening and the light source unit.
  • Another aspect of the present invention is a housing, a light source unit that is installed on the top surface of the housing and includes a light source, an opening formed on the top surface of the recording body, and an imaging unit disposed inside the housing. And a biometric authentication device.
  • the line connecting the projection point S of the geometric center of gravity of the light source onto the floor and the projection point O of the geometric center of gravity of the opening onto the floor is not 90 degrees from the longitudinal direction of the casing. Intersect at an angle.
  • the floor surface is a virtual surface on which the housing is installed, and is usually a surface perpendicular to the direction of gravity.
  • the light source is a light source array in which a plurality of point light sources are two-dimensionally arranged, and the geometric center of gravity of the light source is the geometric center of gravity of the surface formed by the light source array. is there.
  • the optical axis of the light emitted from the majority of the plurality of point light sources intersects with the longitudinal direction of the housing at an angle of less than 90 degrees.
  • biometric authentication system including a biometric authentication device, a registration device, and a storage device.
  • the biometric authentication device is installed on the top surface of the housing, the light source unit including the light source, the opening formed on the top surface of the housing and positioned below the light source, and below the opening.
  • An imaging unit disposed.
  • this biometric authentication device captures the characteristics of the user's biological body that is irradiated with light emitted from the light source through the opening, with the longitudinal direction of the housing and the optical axis of the light source intersecting at an angle of less than 90 degrees.
  • the registration device of this system acquires the characteristics of the user's biological body and registers them in the storage device as reference data.
  • the storage device of this system stores reference data.
  • this biometric authentication system has a function of authenticating a user using the biometric features of the user and reference data captured by the biometric authentication device.
  • the present invention it is possible to provide a biometric authentication apparatus and system that enables accurate biometric authentication while reducing the burden on the user.
  • FIG. 1 is a block diagram of a biometric authentication system according to an embodiment of the present invention.
  • the perspective view which shows a part of biometrics authentication apparatus of the Example of this invention.
  • the side view which shows the principle which irradiates irradiation light to a finger
  • the side view which shows the condition where irradiation light passes between fingers.
  • the side view which shows an example of the point light source arrangement
  • the perspective view which shows the condition which irradiates irradiation light from the side of the finger of a hand, and image
  • the top view which shows an example of the finger vein image containing the brightness
  • the perspective view which shows the condition where a user utilizes the biometrics apparatus of the Example of this invention.
  • the top view which shows the condition where a user utilizes the biometrics apparatus of the Example of this invention.
  • the perspective view of the biometrics apparatus which provided the gate of the Example of this invention (at the time of closure).
  • the top view which shows the example of the opening part of the biometrics apparatus of the Example of this invention.
  • the top view which shows the other example of the opening part of the biometrics apparatus of the Example of this invention.
  • the perspective view which shows the example of the light source unit of the biometrics apparatus of the Example of this invention.
  • the side view which shows the example of an internal structure of the registration apparatus of the Example of this invention.
  • FIG. 3 is a three-side view illustrating an example of a biometric authentication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a two-side view illustrating an example of a biometric authentication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the side view which shows an example in the case of arrange
  • the perspective view which shows the other example of the biometrics apparatus of the Example of this invention.
  • notations such as “first”, “second”, and “third” are attached to identify the constituent elements, and do not necessarily limit the number or order.
  • a number for identifying a component is used for each context, and a number used in one context does not necessarily indicate the same configuration in another context. Further, it does not preclude that a component identified by a certain number also functions as a component identified by another number.
  • the biometric authentication device is usually composed of a single or a plurality of casings installed at one base and an internal configuration thereof.
  • the biometric authentication device alone may constitute a biometric authentication system.
  • the biometric authentication apparatus may constitute only a part of the biometric authentication system.
  • a biometric authentication device that executes processing up to personal authentication in a housing installed at the gate can be used.
  • the authentication process itself is connected to the chassis installed at the gate by a network and is executed by an authentication unit such as a server installed at a remote location, and the chassis installed at the gate authenticates the information of the imaged blood vessels. It is good also as a biometrics authentication apparatus which has only the blood-vessel image acquisition function transmitted to a part.
  • an apparatus that has only a blood vessel image acquisition function alone and does not have an authentication function is also referred to as a biometric authentication apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of the biometric authentication system of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an image acquisition device (image acquisition unit) that captures a finger vein image in the biometric authentication system of the present embodiment.
  • the image acquisition device 2 is configured so that the hand 1 can be presented above the opening (or the hand presentation unit) 3 of the image acquisition device (image acquisition unit) 2 when a blood vessel image of a finger is captured.
  • An opening 3 is provided on the surface of the housing.
  • the distance sensor 4 disposed inside the housing below the opening 3 converts the light received for distance measurement into an electrical signal and reflects the distance between the hand 1 and the distance sensor 4 via the data input unit 50.
  • the data is taken into the computer 5.
  • the CPU 7 calculates the position of the hand 1, the posture of the hand 1, the position of the finger, the posture of the finger, and the like from the data captured in the computer 5 and stored in the memory 6.
  • the light source control unit 51 controls the light source array 9 disposed inside the opening (or infrared irradiation unit) 8, and a plurality of points constituting the light source array 9. A light source for irradiation from the light source 10 is selected, and the irradiation light is applied to the finger.
  • the light source array 9 is configured by, for example, two-dimensionally arranging point light sources 10 formed of light emitting diodes (LEDs) that emit infrared rays.
  • An imaging unit (for example, an infrared camera) 11 disposed below the opening 3 receives light that has passed through the optical filter 12.
  • the optical filter 12 is used, for example, to remove a wavelength unnecessary for acquiring a finger vein pattern.
  • one point light source 10 may be selected as the light source for irradiation, in the present embodiment, in view of the large hand movement range and photographing range, a plurality of continuous point light sources 10 are selected as one set. It is desirable.
  • the light source a known infrared diode or the like can be used.
  • the light is converted into an electrical signal by the imaging unit 11 and is taken into the computer 5 as an image via the image input unit 52.
  • the captured image is once stored in the memory 6.
  • the CPU 7 compares one or more images stored in the memory 6 with one or more images stored in advance in the storage device 14 and performs authentication.
  • the irradiation light from the point light source 10 is applied to a plurality of fingers, so that blood vessels of the plurality of fingers can be photographed simultaneously.
  • the position and posture of the hand 1 may be calculated by detecting the position and posture of the hand using the image of the hand photographed by the imaging unit 11, or the image of the hand 1 and the hand 1 photographed by the imaging unit 11. Both of the distance data between the sensors 4 may be used.
  • the authentication result can be notified to the user by voice using the speaker 15, and similarly, the authentication result can be displayed on the display unit 16 to notify the user.
  • a visible light source 17 is provided around the opening 3, and the hand 1 that is presented is detected during standby, and the visible light source is illuminated with light of different colors during authentication processing, authentication success, and authentication failure. The user can be notified of the status of the authentication process.
  • a transparent member such as acrylic or glass can be provided in the opening 3 or the opening 8.
  • a film that cuts visible light and allows only near-infrared light to pass through can be attached to the opening 3 or 8 so that the user cannot see the inside of the apparatus.
  • the light source array 9 is disposed on the side of the opening 3.
  • the light source array 9 is arranged on the side of the opening 3, particularly on the front side with respect to the user who presents the hand 1, so that when the user performs authentication while moving, the moving direction and the top An open space can be formed in the direction, and the convenience for the user can be improved.
  • a plurality of point light sources 10 are arranged in a grid pattern.
  • the surface constituted by the light source array 9 is arranged in a direction perpendicular to the opening surface of the opening 3.
  • these are not necessarily in a perpendicular relationship, and may be arranged at an acute angle with the opening surface.
  • Control of light source> A control method of the light source array 9 for capturing a clear finger vein image will be described with reference to FIG.
  • the irradiation light (near infrared light) from the light source array 9 is applied to the finger on the back side of the hand, and the imaging unit 11 receives the light transmitted through the finger to capture the blood vessel image. be able to.
  • the exposure time is shortened or the light amount of each point light source 10 is reduced in order to suppress whiteout, the amount of light transmitted through the finger decreases, and the point light source 10 that does not transmit the finger into the opening 3 further. Due to the presence of the irradiation light from, the photographed blood vessel image becomes unclear.
  • the opening 3 has a wider shape than the apparatus that is supposed to present only the finger. Is desirable. However, since there is a high probability that light unnecessary for photographing enters through the opening 3, there is a high risk of hindering photographing of transmitted light with a small amount of light transmitted through the finger.
  • the light emitted from the light source array 9 is ideally applied only to the finger and the amount of light transmitted through the finger is increased.
  • the light source array 9 is controlled so that light is applied only to the fingers, when the plurality of fingers are irradiated with light simultaneously in order to photograph the plurality of fingers, the irradiation light passes between the fingers. It is difficult to prevent.
  • FIG. 4 shows a state in which light from the light source array 9 disposed at a position where the distance from the opening 3 is short hits the hand 1.
  • the light source 10 arranged at a position close to the opening 3 has a high probability of passing between the fingers, and when the light emitted from the point light source is directly received by the imaging unit 11, it is overexposed. (Saturation of brightness) occurs, and it is difficult to capture clear blood vessels.
  • FIG. 5 is an example in which the arrangement of the light sources is improved. Even when the irradiation light enters the opening 3 without hitting the finger as shown in FIG. 5, the optical axis of each light source 10 and the opening 3 are reduced so that the probability that the irradiation light is directly received by the imaging unit 11 is reduced. It is desirable that the acute angle formed by the opening surface of the light source be disposed so that the light source closer to the opening, in other words, the light source disposed below the installation surface is smaller. . With this configuration, the possibility of luminance saturation is reduced, and clearer angiography can be performed.
  • FIG. 6 shows a flowchart of authentication processing using a finger vein image photographed by controlling the amount of irradiation light from the light source array 9.
  • the user presents a hand above the opening 3 at 101 and detects the hand at 102.
  • a hand is detected from the distance data acquired by the distance sensor 4, and it is determined at 103 whether or not a hand has been detected. If no hand is detected, the process returns to 102 hand detection.
  • 104 hand position and posture detection processing is performed. In other words, position information and posture information based on the three-dimensional shape of the hand are detected and acquired.
  • the light source array 9 is controlled at 105, and only the point light source 10 selected for photographing the finger blood vessels is selected and turned on as an irradiation light source.
  • the imaging unit 11 images the finger vein at 106.
  • a plurality of finger regions in the finger vein image are detected, and at 108, normalization processing such as finger rotation correction of each finger region and distortion correction due to finger posture variation is performed.
  • normalization processing such as finger rotation correction of each finger region and distortion correction due to finger posture variation is performed.
  • blood vessel features are extracted from each finger vein image at 109.
  • the blood vessel feature extracted at 110 is collated with data (reference data) indicating the blood vessel feature already registered in the storage device 14 to calculate a collation score.
  • a collation score is greater than a predetermined threshold TH1 at 111, 112 authentication is performed. After success, the gate is opened to allow users to enter. If the collation score is equal to or lower than TH1, the post-authentication process is performed at 113, and the authentication flow is terminated at 114.
  • FIG. 7 is a diagram showing a system example in which the biometric authentication system 1100 of FIGS. 1 and 2 is configured by a network.
  • the biometric authentication system 1100 is functionally equivalent to the configuration described with reference to FIGS.
  • data reference data
  • the reference data is stored in the data server 710 connected via the network 700.
  • a plurality of biometric authentication devices 720 can be connected to the network 700, and each biometric authentication device 720 in FIG. 7 acquires reference data from the data server 710 during authentication and performs authentication processing.
  • each biometric authentication device 720 may transmit the acquired blood vessel image to the data server 710 during authentication, the data server 710 may perform authentication processing, and return only the result to the biometric authentication device 720.
  • the storage device 14 for storing reference data is omitted from the configurations of FIGS. 1 and 2 and an interface for connecting to the network 700 is added.
  • the registration device 730 is a device for acquiring image data indicating blood vessel characteristics for registration of reference data.
  • the image data acquired by the registration device 730 is sent to the data server 710 and stored.
  • the configuration of the registration device 730 is basically the same as that of the biometric authentication device 720 of FIG. 7, but the configuration of acquiring image data indicating blood vessel characteristics, that is, the image acquisition device 2 shown in FIGS.
  • a necessary input / output interface may be provided, and a configuration for authentication (verification) is not necessary.
  • the blood vessel characteristics of a plurality of fingers can be simultaneously acquired in the image acquisition device 2 in FIG. 2, if this is used in the registration device 730, the blood vessel characteristics of a plurality of fingers can be linked and registered with the registrant's ID. .
  • it is desirable that blood vessel features of a plurality of fingers can be registered using a blood vessel image at the moment when blood vessels of all fingers are clearly captured.
  • a registration processing period is provided, and the blood vessel characteristics in the image at the moment when the blood vessels are clearly photographed for each finger in the images photographed within the period are registered. be able to.
  • guidance information on the posture of the hand to be presented by the registrant can be displayed on the display unit 16, and voice guidance can be performed by the speaker 15.
  • the illumination condition by the irradiation light of the light source array 9 also changes. Therefore, even if only the blood vessel feature photographed with one hand presentation posture is registered, it may not be possible to cope with any posture variation. Conceivable. Therefore, it is possible to authenticate with various hand presentation postures by registering blood vessel features photographed with a plurality of hand and finger postures.
  • the user recognizes the hand gestures presented during registration and rejects counterfeit artifacts (artifacts) such as rigid bodies by causing the registrant to perform the specified gesture.
  • FIG. 8 shows how a blood vessel image of a finger is photographed by irradiating light from the side of the hand.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a blood vessel image of a finger imaged in the state of FIG.
  • the imaging unit 11 When the hand is presented on the imaging surface of the imaging unit 11 as shown in FIG. 8, the irradiation light from the point light source 10 hits the side surface of the finger, and the imaging unit 11 receives the reflected light. For this reason, in the blood vessel image 19 imaged by the imaging unit 11, a luminance saturation region 21 is generated on one half of the finger of the hand 1 as shown in FIG. In addition, since light is blocked by the side surface of the finger, a shadow may be formed on a part of the adjacent finger, and a blood vessel image may not be acquired.
  • the irradiation light it is desirable to irradiate the irradiation light so that the irradiation light from the point light source 10 does not strike the side surface of the finger as much as possible. That is, by irradiating irradiation light from the longitudinal direction of the finger, it is possible to avoid a problem that the irradiation light hits the side surface of the finger.
  • FIG. 10 shows an example in which the biometric authentication device 720 is configured as a walk-through type finger vein authentication device for use as a gate.
  • the walk-through type finger vein authentication device it is desirable that an authentication unit is arranged at a position where the user can easily hold his hand in the traveling direction so that authentication can be performed without stopping.
  • FIG. 10 assumes a biometric authentication system connected in the network shown in FIG.
  • a plurality of point light sources 10 are two-dimensionally arranged inside the opening 8 to form a light source array 9 as in the configuration of FIG.
  • a configuration in which the light source array 9 is stored and placed on the upper surface of the housing 1003 of the biometric authentication device 720 is referred to as a light source unit 1000 (or a light irradiation unit) for convenience.
  • the upper surface is a surface on the side opposite to the ground surface of the housing 1003.
  • the imaging unit 11, the optical filter 12, and the distance sensor 4 are disposed below the opening 3, as in the configuration of FIG. The incident light is received.
  • the necessary memory 6, CPU 7, interface 13, image input unit 52, data input unit 50, light source control unit 51, and the like are disposed inside the housing 1003.
  • the interface 13 has a function of communicating with the data server 710 via the network 700. Moreover, you may add the memory
  • the hand 1 is irradiated with irradiation light from the point light source 10 inside.
  • the irradiation light applied to the hand 1 is imaged by the imaging unit 11 inside the housing 1003 of the biometric authentication device 720 through the opening 3.
  • a finger vein pattern is acquired from the image acquired by the imaging unit 11.
  • the acquired pattern is verified with reference data stored in the data server 710 via the network 700, and authentication is performed.
  • the configuration of the biometric authentication device 720 has a different external shape, but the function of each component is the same as that described with reference to FIGS.
  • the user 1001 is about to authenticate with the authenticating biometric authentication device 720 while moving in the direction of the arrow indicating the traveling direction 1002.
  • the user 1001 tries to authenticate with the biometric information of the hand 1 in such a situation, the user 1001 usually comes out in front of the user 1 in order to authenticate earlier. Therefore, in order to irradiate irradiation light from the longitudinal direction of the finger of the hand, the light source unit 1000 should be disposed at a position where the hand 1 is to be disposed, that is, in front of the opening 3.
  • the housing 1003 and the light source unit 1000 of the biometric authentication device 720 must be positioned beside the movement path of the user 1001 so that the movement of the user 1001 is not hindered. Accordingly, the casing 1003 and the light source unit 1000 of the biometric authentication device 720 are positioned in front and side (that is, obliquely forward) of the user 1001 during the authentication operation, and irradiation is performed from the longitudinal direction of the finger of the user 1001. A configuration for irradiating light is required.
  • FIG. 10 shows an example of a biometric authentication device 720 that satisfies the above conditions. The irradiation light from the light source array 9 is irradiated from the direction of the fingernail of the hand 1 of the user 1101.
  • FIG. 11 is a plan view showing the top surface of the housing of the biometric authentication device shown in FIG. 10 and shows a preferred arrangement example of the biometric authentication device 720 and the hand 1 at the time of authentication.
  • the longitudinal direction 1101 of the finger of the hand 1 intersects the user's traveling direction 1002 with an angle of less than 90 degrees. That is, a vector D indicating the user's direction of travel 1002 and a vector F indicating the longitudinal direction of the finger from the base of the user's finger toward the nail intersect at an acute angle ⁇ . Further, the vector L of the irradiation light emitted from the light source array 9 is opposite to the vector F.
  • the acute angle ⁇ it can be configured to be, for example, 5 degrees to 20 degrees.
  • the irradiation light may be irradiated at an angle with respect to the horizontal plane.
  • the vector L has a horizontal component (in a plane parallel to the floor surface). Of the component).
  • the longitudinal direction 1101 of the finger actually relates to how the user's hand is placed. Therefore, in the example of FIG. 11, the biometric authentication device 720 is designed to guide the user to place his / her hand at a predetermined position.
  • the shape of the opening 3 is formed in a trapezoidal shape that covers the shape of an open hand.
  • the corners of the trapezoid are rounded in design.
  • the trapezoidal side of the opening 3 is configured such that the end side (front side) of the housing 1003 is short and the opposite side (back side) is long.
  • the two parallel sides of the trapezoid of the opening 3 are configured to intersect the user's traveling direction 1002 at an acute angle.
  • the arrangement of the light source unit 1000 is shifted with respect to the traveling direction 1002, for example, the light source unit 1000 is disposed in a direction that forms an acute angle ⁇ with respect to the traveling direction 1002.
  • the direction can be easily adjusted in the movable range of the wrist, and the burden of bending the wrist is suppressed. be able to.
  • the light source unit 1000 by removing the light source unit 1000 from the traveling direction 1002, it is possible to make it difficult to touch the hand 1 or a part of the body when the user passes.
  • a marker (or fingertip guiding portion) 1103 indicating the longitudinal direction of the finger may be installed between the light source unit 1000 and the opening 3.
  • the marker 1103 When the marker 1103 is installed, the user can be guided to place the hand 1 at a predetermined position.
  • the user's direction of travel 1002 also actually depends on how the user walks. In addition, the way of walking and the course of the user are restricted by the arrangement of the biometric authentication device 703.
  • the casing 1003 of the biometric authentication device 702 restricts the user's traveling direction 1002, and the long side (longest side) or the longitudinal direction of the casing 1003 is the user's traveling direction 1002. Is assumed to be substantially parallel to If the traveling direction 1002 of the user is parallel to the longitudinal direction of the housing 1003, the traveling direction 1002 may be considered to be parallel to the side surface constituting the long side of the housing 1003. In this case, the two parallel sides of the trapezoid of the opening 3 intersect the side surface of the housing 1003 at an acute angle.
  • the imaging unit 11 is disposed below the opening 3.
  • the arrangement of the light source unit 1000 and the opening 3 does not overlap when viewed from a direction perpendicular to the traveling direction 1002 of the user.
  • the opening 3 is disposed on the front side in the traveling direction of the user, and the light source unit 1000 is disposed on the back side in the traveling direction of the user.
  • the irradiation light vector L when there are a plurality of point light sources 10 in the light source array 9 as shown in FIG. 8, the irradiation light of all the point light sources may be aligned with the vector L or a part of the point light sources. Only the irradiation light may be aligned with the vector L. However, in order to capture a good image, it is desirable to align the irradiation light of the majority of point light sources (or the projection onto the floor surface) with the vector L.
  • the point light source 10 is composed of an LED or the like, it is easy to arrange the light from the LED so as to be emitted vertically to the substrate to which the LED is attached. Therefore, when the irradiation light of the majority of the point light sources is aligned with the vector L, it is desirable that the orientation 1102 of the plane formed by the light source array 9 is substantially perpendicular to the longitudinal direction 1101 of the finger. Moreover, the board
  • the plane formed by the light source array 9 is parallel to the surface of the opening 8, so the direction of projection of the vector perpendicular to the surface of the opening 8 onto the floor surface is It may be considered as the finger longitudinal direction 1101.
  • the direction perpendicular to the two parallel sides of the trapezoid of the opening 3 May be considered to be the longitudinal direction 1101 of the finger.
  • FIG. 12 shows an example of the design rule of the geometric arrangement of each element of the biometric authentication device 720 considering the above.
  • the housing 1003 of the biometric authentication device 720 can actually be provided with corners at the corners, or can be configured with a plurality of surfaces and curved surfaces on the side surfaces and the top surface. If a plurality of surfaces and curved surfaces are approximated to a plane by a known method, the shape is basically a rectangular parallelepiped.
  • FIG. 12 shows a projection 1200 onto the floor surface when the casing 1003 of the biometric authentication device 720 is approximated to a rectangular parallelepiped.
  • the floor surface is a virtual surface on which the housing 1003 is installed.
  • the floor is usually a plane perpendicular to the direction of gravity.
  • the upper surface of the housing is a surface parallel to the floor surface on the side opposite to the floor surface.
  • the front side surface of the user's moving direction 1002 is the front side surface
  • the opposite side is the rear side surface
  • the left or right side is viewed from the front side surface.
  • the front side projection 1201, rear side projection 1202, and passage side projection 1203 (in this example, the left side is the passage side), which are projections thereof, are as shown in FIG.
  • the side surface of the passage is normally a side surface constituting the long side of the casing (the longest side in the projection onto the floor of the casing).
  • the coordinates are set with the axis parallel to the front side projection 1201 as the X axis and the axis parallel to the passage side projection 1203 as the Y axis, and the intersection of the front side projection 1201 and the passage side projection 1203 is the origin (0 , 0).
  • the projection of the geometric center of gravity of the opening 3 of the biometric authentication device 720 onto the floor surface is O, and its coordinates are (XO, YO).
  • S be the projection of the geometric center of gravity of the light source onto the floor, and let its coordinates be (XS, YS). In this case, in this design rule, XS> XO> 0 and YS> YO> 0.
  • the opening 3 may be a flat surface, it may be formed of a curved surface.
  • a geometric center of gravity may be obtained by approximating the flat surface by a known method.
  • the light source is a light source array in which the point light sources 10 are two-dimensionally arranged as shown in FIG. 8
  • the geometric centroid of the light source may be the geometric centroid of the surface formed by the light source array.
  • the point light source 10 of the light source array 9 may be arranged in a planar shape, but it may be arranged in a curved shape.
  • the geometric center of gravity is approximated to a plane by a known method. Find it.
  • the arrangement of the light sources of the light source array 9 is a plane perpendicular to the floor surface, but may be a plane or curved surface inclined at an acute angle with respect to the floor surface.
  • the projection of the geometric center of gravity onto the floor surface is M, and its coordinates are (XM, YM).
  • XS> XM> XO> 0 and YS> YM> YO> 0 can be set.
  • the projection M of the geometric centroid of the marker 1103 is arranged in a line as much as possible. Although it is desirable, it is not necessary to arrange them strictly on a straight line. For example, it can be arranged in a straight belt-like region having a width of about 3 cm.
  • the user's traveling direction 1002 may be considered equivalent to the longitudinal direction 1205 of the casing 1003 in relation to the casing 1003 of the biometric authentication device 720. Further, the longitudinal direction 1205 of the casing 1003 may be considered as the direction of the passage side projection 1203 when the casing 1003 is approximated to a rectangular parallelepiped.
  • the user passes the left side of the biometric authentication device 720 in the figure, but the user may pass the right side of the biometric authentication device 720.
  • the configuration of the biometric authentication device 720 may be an arrangement in which the left and right are reversed.
  • FIG. 13 is an example in which the biometric authentication device 720 of FIG. 10 is provided with a gate device 1301 for physically permitting or denying the user's entry. The user is guided to a space (passage) sandwiched between the housing 1003 and the wall surface 1302 of the biometric authentication device 720 and performs authentication with the biometric authentication device 720. If the authentication is successful, the bar 1303 of the gate device 1301 is released, and the user can pass through the gate.
  • FIG. 13 shows a state in which the gate is closed by the bar 1303.
  • a plurality of biometric authentication devices 720 can be arranged in parallel. In that case, the wall surface 1302 can be configured by a side surface of a case of another adjacent biometric authentication device.
  • FIG. 14 shows a state where the authentication of the device of FIG. 13 is successful and the bar of the gate device 1301 is opened. In this state, the user can enter the gate.
  • the gate device 1301 may not be provided with the bar 1303 but may be provided with a device that generates a warning by sound or light when authentication fails or a device that captures an image.
  • the bar 1303 may have another form such as a door-type type such as an automatic door.
  • FIG. 15 is a plan view showing details of the opening 3 of the biometric authentication device 720 of FIG. (A) Shows the details of the opening 3, and (B) shows a state where the hand 1 is placed on the opening 3.
  • the opening 3 has a trapezoidal shape with curved corners so as to cover the entire hand 1.
  • the short side 1501 is at the front and the long side 1502 is at the back. Configured to be located.
  • a marker 1103 may be arranged behind the opening 3 to indicate the longitudinal direction of the finger of the hand 1.
  • An LED or the like may be disposed on the marker 1103 or the edge (or hand posture and position guiding unit) 1503 of the opening 3 to emit light with a color or pattern according to the processing status. For example, it is configured such that blue is on standby, green is authentication success, and red is flashing authentication rejection or error.
  • the surface of the opening 3 may be positioned slightly below the edge 1503. Further, the edge 1503 may be formed in a convex shape from the upper surface of the opening 3 or the housing 1003. If there is a height difference between the opening 3 and the edge 1503, the light emission state of the LED or the like is easy to see from the formed step surface, and the visibility is good.
  • FIG. 16 is a plan view showing another example of the opening 3 of the biometric authentication device 720.
  • (A) shows the details of the opening 3, and (B) shows a state in which the hand 1 is placed on the opening 3.
  • the opening 3 has a shape approximating the shape of the hand 1, and the back side has a shape imitating a finger of a hand.
  • a marker 1103 may be disposed behind the opening 3 to indicate the position where the hand 1 is placed. Others are the same as the example of FIG.
  • FIG. 17 is a perspective view showing details of the vicinity of the opening 8 of the light source unit 1000 of the biometric authentication device 720 of FIG.
  • a cover such as acrylic or glass can be used for the opening 8 to cut visible light so that the user cannot see the inside of the apparatus.
  • 17A shows a state where the cover of the opening 8 of the light source unit 1000 is removed
  • FIG. 17B shows a state where the cover of the opening 8 is attached.
  • the point light sources 10 are two-dimensionally arranged inside the apparatus. In FIG. 17A, a part of the point light source 10 is omitted, and the LED substrate 1701 behind it is visible.
  • a portion (base) where the light source unit 1000 rises from the upper surface of the biometric authentication device 702 is provided with a notch, and a space 1702 is formed.
  • the presence of this space 1702 allows the user to dive through the space 1702 with the hand 1 held up after authentication.
  • the speaker 15 can also be provided in the notch part of the light source unit 1000, and the speaker 15 can be arrange
  • a heat radiating hole 1703 may be provided on the top of the light source unit 1000.
  • the heat radiation hole 1703 at the top of the light source unit 1000 allows heat to be exhausted from a position where hot air does not hit the user.
  • FIG. 18 is an internal transparent side view showing the internal configuration of the registration device 730 as viewed from the side of the passage. As described above, since the biometric authentication device 720 and the registration device 730 can have a common configuration except for the presence or absence of an authentication function, the configuration in FIG. 18 can be applied to the biometric authentication device 720 as well. it can.
  • the light source unit 1000 is installed on the upper surface of the registration device 730 so that the hand placed on the opening 3 can be irradiated with light.
  • the light transmitted through the hand is picked up by the image pickup unit 11 to obtain a finger vein pattern.
  • the distance sensor 4 is optically used to detect the position of the hand.
  • the inside of the housing 1003 is reinforced by a frame 1801 as necessary, and includes a power supply 1802 and input / output terminals 1803.
  • a circuit unit 1804 including a computer 5, a memory 6, a CPU 7, and the like is provided.
  • Air can move inside the housing 1003 and the light source unit 1000, and heat exhaust 1805 inside the housing 1003 is discharged from the exhaust hole 1703 through the light source unit 1000. .
  • FIG. 19 is a three-side view of the biometric authentication device 720 of FIG.
  • the front side surface (Front) from the viewpoint of the user to be authenticated the left side surface is the left side surface (Left) which is the passage side surface
  • the upper part of the housing 1003 is the upper surface (Upper) It is.
  • a space 1702 is formed on the side surface side of the light source unit 1000 on the passage side.
  • FIG. 20 is a two-side view of the biometric authentication device 720 of FIG.
  • the facing surface of the passage side surface (Left) is the right side surface (Right), and the facing surface of the front side surface (Front) is the rear side surface (Back).
  • FIG. 21 is a side view showing the positional relationship between the light source array 9 and the imaging unit 11 of the biometric authentication device 720 of FIG.
  • the arrangement positions of the point light sources 10 constituting the light source array 9 may be inclined rather than arranged in a substantially vertical direction with respect to the surface of the opening 3 as shown in FIG. However, in any case, within the angle of view 2102 of the imaging unit 11 (in other words, the shooting range of the imaging unit 11) or within the angle of view of the distance sensor 4 (not shown in FIG. 21) (in other words, distance) It is desirable not to be reflected in the detection range of the sensor 4.
  • the light source array 9 it is desirable to arrange the light source array 9 so that it is outside the angle of view of the camera or the like constituting the imaging unit 11. If the light source array 9 is reflected in the angle of view 2102 of the imaging unit 11, the light source portion becomes bright when the light source array 9 is turned on, resulting in luminance saturation, which may reduce the clarity of the entire blood vessel image.
  • This is an image acquisition device in which a plurality of light sources are arranged in a grid in a direction perpendicular to the installation surface of the housing 1003 so that the light sources are easily reflected in the field angle range of the imaging unit 11 and the distance sensor 4. This is an event specific to two light sources. By preventing the light source array 9 from being reflected, a clear blood vessel image can be taken.
  • the distance measurement may include noise and may reduce the accuracy of hand and finger position detection and posture detection. Therefore, it is desirable to prevent reflection of the point light source 10 and to prevent deterioration in accuracy of hand and finger position detection and posture detection.
  • FIG. 22 shows another configuration example of the light source unit 1000. Unlike the examples of FIGS. 17 and 19, the space 1702 is not formed on the side surface side of the light source unit 1000 on the passage side. Even in such a form, the authentication operation can be performed without any trouble by adjusting the position of the light source unit 1000.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • biometric authentication such as hands and fingers.

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Abstract

筐体と、筐体の上面に設置され、光源を備える光源ユニットと、筺体の上面に形成され、光源より下に位置する開口部と、筐体の内部に配置された撮像部と、を備える生体認証装置が開示される。この装置は、筐体の長手方向と前記光源の光軸が交差し、光源からの照射光で照射された利用者の生体の特徴を、開口部を介して撮像部で撮像する。

Description

生体認証装置およびシステム
 本発明は、人間の生体情報を利用して個人を認証する装置およびシステムに関する。
 人物の本人確認を行うために、人間の生体情報を利用する技術が実用化されている。例えば、銀行端末の個人認証として、手の指や掌の静脈のパターンを用いて認証を行う静脈認証技術が知られている。
 このような静脈認証技術を、鉄道の駅やイベント開催会場のゲートに適用し、入場者の管理に用いる例として、特許文献1がある。
特開2007-310429号公報
 特許文献1は、静脈認証技術のゲートへの適用例を示している。しかし、特許文献1では、スリット状のインターフェースに手を挿入して認証を行う形式である。利用者の利便性を高めるためには、例えば現在鉄道の自動改札口で用いられているように、カード(生体認証の場合は手等)を装置筐体上面にかざすだけで認証が可能な形式が望ましい。しかし、不特定多数の人間が頻繁に利用する環境において、静脈認証技術を採用したゲートを実用化するためには、検討すべき課題がある。
 すなわち、例えば鉄道の駅やイベント開催会場のゲートのように、利用者が短い時間間隔で入場する場合、短時間で認証が完了することが望ましい。そのためには、認証エラーを極力避けるため、明瞭な生体情報(例えば静脈の画像)を取得する必要がある。このため、認証に用いる生体部位(例えば手や指)と、画像を取得するための光源および撮像部の相対的な位置関係が、できるだけ一定に保たれることが望ましい。
 しかしながら、不特定多数の利用者は、人ごとに認証装置の使い方に対する習熟度が異なる。習熟度の低い利用者は正しい生体の提示位置や提示姿勢についての知識が少ないため、誤った位置や姿勢で生体を提示し、認証精度が低下する場合がある。また、短時間でゲートを通過するためには、利用者に複雑な動作を強いることは現実的でない。
 本発明の課題は、利用者の負担を軽減しつつ正確な生体認証を可能とする、生体認証ゲート装置およびシステムを提供することにある。
 上記課題を解決するために、本願発明の一側面は、筐体と、筐体の上面に設置され、光源を備える光源ユニットと、筺体の上面に形成され、光源より下に位置する開口部と、筐体の内部に配置された撮像部と、を備える生体認証装置である。この装置は、筐体の長手方向と前記光源の光軸が交差し、光源からの照射光で照射された利用者の生体の特徴を、開口部を介して撮像部で撮像する。
 より具体的な構成の例では、光源は複数の点光源を二次元状に配置した光源アレイであり、光源アレイが形成する面が、筐体の長手方向と90度未満の角度で交差し、複数の点光源のうち過半数の光源の光軸が、筐体の長手方向と90度未満の角度で交差する。
 他の具体的な構成の例では、筐体の長手方向手前側に開口部を配置し、筐体の長手方向奥側に光源ユニットを配置し、開口部と光源ユニットは、筐体の長手方向において重ならない配置である。
 より具体的な他の構成の例では、開口部と光源を結ぶ方向が、長手方向と所定角度傾いている。
 より具体的な他の構成の例では、開口部と光源ユニットの間の筐体の上面に、マーカを配置する。
 本発明の他の一側面は、筐体と、筐体の上面に設置され、光源を備える光源ユニットと、記筺体の上面に形成される開口部と、筐体の内部に配置された撮像部と、を備える生体認証装置である。この装置では、光源の幾何学的重心の床面への射影点Sと、開口部の幾何学的重心の床面への射影点Oを結んだ線は、筐体の長手方向と90度以外の角度で交わる。床面とは筐体が設置される仮想的な面であり、通常は重力方向に垂直な面である。
 本発明のより具体的な構成の例では、光源は複数の点光源を二次元状に配置した光源アレイであり、光源の幾何学的重心は、光源アレイが構成する面の幾何学的重心である。
 本発明のより具体的な構成の例では、複数の点光源のうち過半数の点光源からの照射光の光軸が、筐体の長手方向と90度未満の角度で交差する。
 本発明の他の一側面は、生体認証装置、登録装置、および記憶装置を備える生体認証システムである。このシステムにおいて、生体認証装置は、筐体と、筐体の上面に設置され、光源を備える光源ユニットと、筺体の上面に形成され、光源より下に位置する開口部と、開口部の下に配置された撮像部と、を備える。さらにこの生体認証装置は、筐体の長手方向と光源の光軸が90度未満の角度で交差し、光源からの照射光で照射された利用者の生体の特徴を、開口部を介して撮像部で撮像する。またこのシステムの登録装置は、利用者の生体の特徴を取得して、リファレンスデータとして記憶装置に登録する。また、このシステムの記憶装置は、リファレンスデータを記憶する。この生体認証システムは全体として、生体認証装置で撮像した利用者の生体の特徴とリファレンスデータを用いて、利用者の認証を行う機能を有する。
 本発明によれば、利用者の負担を軽減しつつ正確な生体認証を可能とする、生体認証装置およびシステムを提供することができる。
本発明の実施例の生体認証システムのブロック図。 本発明の実施例の生体認証装置の一部を示す斜視図。 指に光源から照射光を当てて指静脈を撮影する原理を示す側面図。 照射光が指と指の間をすり抜ける状況を示す側面図。 指をすり抜けた照射光が撮像部に直接受光されにくい点光源配置の一例を示す側面図。 光源を制御して撮影した指静脈画像を利用する認証処理の流れ図。 本発明の実施例の生体認証システムの構成図。 手の指の側面から照射光を照射して指静脈画像を撮影する状況を示す斜視図。 図8で撮影した輝度飽和領域を含む指静脈画像の一例を示す平面図。 本発明の実施例の生体認証装置を利用者が利用する状況を示す斜視図。 本発明の実施例の生体認証装置を利用者が利用する状況を示す平面図。 本発明の実施例の生体認証装置の構成の配置例を示す平面図。 本発明の実施例のゲートを設けた生体認証装置の斜視図(閉鎖時)。 本発明の実施例のゲートを設けた生体認証装置の斜視図(解放時)。 本発明の実施例の生体認証装置の開口部の例を示す平面図。 本発明の実施例の生体認証装置の開口部の他の例を示す平面図。 本発明の実施例の生体認証装置の光源ユニットの例を示す斜視図。 本発明の実施例の登録装置の内部の構成例を示す側面図。 本発明の実施例の生体認証装置の例を示す三面図。 本発明の実施例の生体認証装置の例を示す二面図。 撮像部の画角外に光源アレイを配置する場合の一例を示す側面図。 本発明の実施例の生体認証装置の他の例を示す斜視図。
 実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
 以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。
 本明細書等における「第1」、「第2」、「第3」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数または順序を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
 図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
 本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。
 <1.認証装置の基本構成>
 実施例を説明するに当たり、最初に、鮮明な指静脈画像を撮影し認証を行う基本構成例について説明する。なお、本明細書では便宜的に生体認証処理を行うための構成全体を「生体認証システム」と称し、生体認証処理を行うために生体にアクセスする構成(例えば撮像部を備える構成)を、「生体認証装置」と称する。生体認証装置は通常、一拠点に設置される単一または複数の筐体、およびその内部構成で構成される。生体認証装置はそれ単体で生体認証システムを構成する場合がある。また、生体認証装置は生体認証システムの一部分のみを構成する場合がある。
 たとえば、生体認証装置を入退室管理のゲートに利用する場合、個人の認証までの処理をゲートに設置した筺体内で実行する生体認証装置とすることができる。あるいは、認証処理自体は、ゲートに設置した筺体とネットワークで接続され、遠隔地に設置されたサーバ等の認証部にて実行するようにし、ゲートに設置した筺体は、撮影した血管の情報を認証部へ送信する血管画像取得機能のみを有する生体認証装置としてもよい。以上のように、本明細書では、それ単体では血管画像取得機能のみを有し、認証機能を持たない装置も、生体認証装置と称している。
 図1は、本実施例の生体認証システムの概略ブロック図である。
 図2は、本実施例の生体認証システムの、指静脈画像を撮影する画像取得装置(画像取得部)を示す斜視図である。
 本実施例の生体認証システム1100では、指の血管画像撮影時に手1を画像取得装置(画像取得部)2の開口部(あるいは手提示部)3の上方に提示できるよう、画像取得装置2の筺体表面に、開口部3が設けられている。開口部3の下方の筺体内部に配置する距離センサ4は、距離計測のために受光した光を電気信号に変換し、データ入力部50を介して、手1と距離センサ4間の距離を反映したデータとしてコンピュータ5に取り込む。コンピュータ5に取り込まれたデータからメモリ6に格納されたプログラムによりCPU7は手1の位置、手1の姿勢、指の位置、指の姿勢などを計算する。
 計算された手1や指の位置や姿勢に基づいて光源制御部51が、開口部(あるいは赤外線照射部)8の内側に配置する光源アレイ9を制御し、光源アレイ9を構成する複数の点光源10からの照射用光源を選択し、照射光を指に当てる。光源アレイ9は、例えば赤外線を放射する発光ダイオード(LED)で構成される点光源10を、二次元的に配列して構成される。
 開口部3の下方に配置する撮像部(例えば赤外線カメラ)11が光学フィルタ12を通過した光を受光する。光学フィルタ12は、例えば指静脈パターンを取得するのに不要な波長を除去するために用いる。尚、照射用光源として選択する点光源10は1つでも構わないが、本実施例では手の移動範囲や撮影範囲が大きいことを鑑みると、連続する複数の点光源10を1セットとして選択することが望ましい。光源としては、公知の赤外線ダイオード等を用いることができる。
 光は撮像部11により電気信号に変換され、画像入力部52を介して、画像としてコンピュータ5に取り込まれる。取り込まれた画像は一度メモリ6に蓄えられる。そして、メモリ6に格納されたプログラムにより、CPU7はメモリ6に蓄えられている一つ以上の画像と予め記憶装置14に格納されている一つ以上の画像を照合し、認証を行う。
 点光源10からの照射光は複数の指に当てることで、複数の指の血管を同時に撮影することができる。手1の位置や姿勢の計算は撮像部11で撮影した手の画像を利用して手の位置と姿勢を検知してもよいし、撮像部11で撮影した手1の画像および手1と距離センサ4の間の距離データの両方を用いてもよい。
 認証結果はスピーカ15を用いて音声で利用者に知らせることができ、同様に表示部16に認証結果を表示して利用者に知らせることができる。開口部3の周囲に可視光源17を設け、待機時、提示された手1を検知し、認証処理時、認証成功時、認証失敗時でそれぞれ異なる色の光で可視光源を光らせることで、利用者に認証処理の状態を知らせることができる。また、キーボード18に暗証番号やIDを入力させ、登録者を特定してから手を提示して認証(1:1認証)を行うことができる。
 開口部3あるいは開口部8にはアクリルやガラスなどの透明な部材(赤外線照射部カバー)を設けることができる。可視光をカットし、近赤外光のみを通過させるフィルムを開口部3あるいは開口部8に装着し、利用者から装置内部を見えないようにすることができる。
 光源アレイ9は、開口部3の側方に配置されている。開口部3の側方、特に、手1を提示する利用者に対して正面側に光源アレイ9が配置されることで、利用者が移動しながら認証を実行する際等に、移動方向と上方向に開放空間を形成することが可能となり、利用者の利便性を向上させることが可能となる。
 光源アレイ9には、複数の点光源10が、格子状に配列されている。図1、図2の例では、開口部3の開口面と垂直な方向に、光源アレイ9で構成される面が配置されるように構成されている。ただし、これらは必ずしも垂直な関係である必要はなく、開口面と鋭角をなす配置であってもよい。
 <2.光源の制御>
 図3を参照して、鮮明な指静脈画像を撮影するための光源アレイ9の制御方法について述べる。指の血管の撮影方法については、例えば手の甲側の指に光源アレイ9からの照射光(近赤外光)を当て、指を透過する光を撮像部11が受光することで血管画像を撮影することができる。
 画像取得装置2での指静脈の撮影において、光源アレイ9の制御が好ましい理由について説明する。血管画像を撮影する際、光源アレイ9を構成する全ての点光源10を点灯させた場合、手を提示しない状態では開口部3内に多くの光が入り込む。さらに、全ての点光源10を点灯させたまま、手1を提示すると、指や指以外の部分に当たり反射した光により撮影される血管画像において、手の領域は輝度が飽和して白飛びしてしまう可能性がある。白飛びを抑えるために露光時間を短くしたり、各点光源10の光量を小さくしたりすると、指を透過する光量が減少し、さらに開口部3内には指を透過しなかった点光源10からの照射光の存在により、撮影される血管画像は不鮮明になる。
 また、本装置構成では、指のみならず、掌等を含めた手1全体を開口部3に提示可能であるため、開口部3は指のみを提示させることを想定した装置よりもワイドな形状が望ましい。しかし、撮影には不要な光が開口部3を介して入り込む確率が高くなるため、指内を透過した光量の小さい透過光の撮影を妨げるリスクが高くなってしまう。
 したがって、鮮明な血管画像を撮影するためには、光源アレイ9からの照射光を理想的には指のみに当て、指を透過する光の量を増加させることが望ましい。しかし、光源アレイ9を制御して指にのみ光を当てようとしても、複数の指を撮影するために複数の指に同時に光を照射する場合、指と指の間を照射光がすり抜けることを防ぐことは難しい。
 図4は、開口部3からの距離が近い位置に配置された光源アレイ9からの光が手1に当たる様子を示す。このように、開口部3からの距離が近い位置に配置された光源10は、指と指の間をすり抜ける確率が高く、点光源の照射光が直接撮像部11に受光されると、白とび(輝度の飽和)が発生し、鮮明な血管の撮影がむずかしい。
 図5は、光源の配置を改良した例である。図5のように照射光が指に当たらずに開口部3内に入り込む場合でも、照射光が直接撮像部11で受光される確率が低くなるように、各光源10の光軸と開口部3の開口面によって形成される鋭角の角度は、開口部からの距離が近い光源、言いかえれば、設置面に対してより下方側に配置された光源の方が小さくなるように配置する事が望ましい。この構成により、輝度の飽和が生じる可能性が下がり、より鮮明な血管撮影が可能となる。
 <3.認証処理フロー>
 図6に、光源アレイ9からの照射光の光量を制御して撮影した指静脈画像を利用する、認証処理のフローチャートを示す。はじめに、101で利用者が開口部3の上部に手を提示し、102で手の検知を行う。距離センサ4で取得した距離データから手を検出し、103で手が検出されたかどうかを判断する。手が検出されない場合は、102の手の検出に戻る。
 手が検出された場合は104の手の位置および姿勢の検知処理を行う。言いかえれば、手の三次元形状に基づく位置情報および姿勢情報を検出し取得する。104で検知した手の位置および手の姿勢に応じて、105で光源アレイ9を制御し、指の血管を撮影するために選択した点光源10のみを、照射用光源として選択し点灯させる。
 点光源10の点灯後に106で撮像部11が指静脈を撮影する。次に107で指静脈画像内の複数の指領域の検出を行い、108で各指領域の指の回転補正や指の姿勢変動による歪みの補正などの正規化処理を行う。指静脈画像の正規化後、109で各指静脈画像から血管特徴を抽出する。
 110で抽出した血管特徴と既に記憶装置14に登録されている血管特徴を示すデータ(リファレンスデータ)を照合して照合スコアを算出し、111で照合スコアが所定の閾値TH1より大きい場合は112認証成功後、ゲートを開放して利用者の入場を可能にするなどの処理を行う。照合スコアがTH1以下の場合は113で認証失敗後処理を行い、114で認証フローを終了する。
 <4.ネットワークを介した認証システムと登録装置例>
 図7は、図1、図2の生体認証システム1100を、ネットワークで構成したシステム例を示す図である。生体認証システム1100は、機能的には図1、図2で説明した構成と等価である。ただし、図1の例では照合対象となる血管特徴を示すデータ(リファレンスデータ)は、記憶装置14に格納されていた。一方、図7の例では、リファレンスデータは、ネットワーク700を介して接続されたデータサーバ710に格納されている。
 ネットワーク700には、複数の生体認証装置720が接続可能であり、図7の各生体認証装置720は、認証時にデータサーバ710からリファレンスデータを取得し、認証処理を行う。あるいは、各生体認証装置720は、認証時にデータサーバ710に取得した血管の画像を送信し、データサーバ710が認証の処理を行い、結果のみ生体認証装置720に返信してもよい。このための生体認証装置720の構成としては、例えば、図1、図2の構成からリファレンスデータを格納する記憶装置14を省略し、ネットワーク700と接続するためのインターフェースを追加した構成となる。
 登録装置730は、リファレンスデータの登録用に血管特徴を示す画像データを取得するための装置である。登録装置730で取得された画像データはデータサーバ710に送付され、格納される。登録装置730の構成は、基本的には図7の生体認証装置720と同様であるが、血管特徴を示す画像データを取得する構成、すなわち図1、図2で示した画像取得装置2や、必要な入出力インターフェースを備えておればよく、認証(照合)のための構成は必要ない。
 図2の画像取得装置2では同時に複数の指の血管特徴が取得できるため、これを登録装置730に用いれば、登録者のIDには複数の指の血管特徴を紐づけて登録することができる。高精度な認証を行うため、全ての指の血管が鮮明に撮影された瞬間の血管画像を用いて複数の指の血管特徴の登録ができることが望ましい。同時に全ての指の血管が鮮明に撮影できない場合は、登録処理期間を設け、期間内に撮影された画像の中で指ごとに血管が鮮明に撮影されている瞬間の画像における血管特徴を登録することができる。この登録処理期間には、表示部16に登録者が提示すべき手の姿勢のガイダンス情報を表示し、スピーカ15で音声ガイダンスを行うことができる。
 手や指の姿勢変動が大きいと、光源アレイ9の照射光による照明条件も変化するため、一つの手の提示姿勢で撮影した血管特徴のみを登録しても、あらゆる姿勢変動に対応できない場合が考えられる。したがって、手や指の複数の姿勢で撮影した血管特徴を登録することで、様々な手の提示姿勢での認証が可能となる。
 偽造した人工物の登録を防ぐため、登録時に、提示した手のジェスチャー認識を行い、登録者に指定したジェスチャーをさせることで、剛体などの偽造物(人工物)をリジェクトする。
 <5.血管撮像時の手と光源の位置関係の検討>
 図8は、手の側面から光を照射して指の血管画像を撮影する様子を示す。
 図9は、図8の状態で撮像された指の血管画像の模式図である。
 図8のように撮像部11の撮像面上で手を提示した場合、点光源10からの照射光が指の側面に当たり、反射した光を撮像部11が受光する。このため、撮像部11で撮影した血管画像19では図9のように手1の指の片側半面に輝度飽和領域21が発生してしまう。また、指の側面で光が遮られることにより、隣接する指の一部に影ができてしまい、血管画像が取得できない可能性もある。
 このような不具合を避けるためには、点光源10からの照射光が、指の側面になるべく当たらないように照射光を照射することが望ましい。すなわち、指の長手方向から照射光を照射することにより、照射光が指の側面に当たる不具合を避けることができる。
 図10に、生体認証装置720を、ゲートに利用するためのウォークスルー型の指静脈認証装置として構成した場合の一例を示す。ウォークスルー型の指静脈認証装置では、利用者の進行方向に向かって手をかざしやすい位置に認証部を配置して、立ち止まらずに認証ができることが望ましい。
 図10の例では、図7で示したネットワークで接続された形態の生体認証システムを想定している。図10では、内部構成であるため図示されていないが、図2の構成と同様、開口部8の内側に複数の点光源10が二次元に配列され光源アレイ9を構成している。光源アレイ9を格納し、生体認証装置720の筐体1003上面に載置されている構成を、便宜上光源ユニット1000(あるいは光照射ユニット)と称する。上面とは、筐体1003の接地面とは反対側の面である。
 また、同じく内部構成であるため図示されていないが、図2の構成と同様、開口部3の下方には撮像部11、光学フィルタ12、距離センサ4が配置されており、開口部3を介して入射する光を受光する。また、筐体1003の内部には、必要なメモリ6、CPU7、インターフェース13、画像入力部52、データ入力部50、光源制御部51等が配置されている。インターフェース13は、ネットワーク700を介して、データサーバ710と通信する機能を備える。また必要に応じて、記憶装置14、スピーカ15、表示部16、キーボード18を追加してもよい。
 光源ユニット1000の開口部8を通して、内部にある点光源10からの照射光が手1に照射される。手1に照射された照射光は開口部3を通して、生体認証装置720の筐体1003内部にある撮像部11で撮像される。撮像部11で取得された画像から、手指の静脈のパターンを取得する。取得したパターンを、ネットワーク700を介してデータサーバ710に格納されたリファレンスデータと照合し、認証を行う。生体認証装置720の構成は、外形は異なるが、各構成要素の機能は図1、図2で説明したものと同じである。
 いま、利用者1001は、進行方向1002を示す矢印の方向へ移動しながら認証生体認証装置720で認証を行なおうとしている。利用者1001がこのような状況で手1の生体情報により認証を行おうとする場合、より早く認証を行おうとするため、通常は手1を前方につきだす形になる。従って、手の指の長手方向から照射光を照射するためには、光源ユニット1000は手1を配置すべき位置、すなわち開口部3の前方に配置されるべきである。
 しかしながら、生体認証装置720の筐体1003や光源ユニット1000は、利用者1001の移動の妨げにならないように、利用者1001の移動経路の横に位置するようにしなければならない。従って、生体認証装置720の筐体1003や光源ユニット1000を、認証動作時における利用者1001の前方かつ側方(すなわち斜め前)に位置させるとともに、利用者1001の手の指の長手方向から照射光を照射する構成が必要となる。図10は上記条件を満たす生体認証装置720の例を示している。利用者1101の手1の指の爪の方向から、光源アレイ9による照射光が照射される。
 <6.認証時における生体認証装置と手の配置例>
 図11は、図10に示した生体認証装置の筐体の上面を示す平面図であり、認証時における生体認証装置720と手1の好ましい配置例を示す。手1の指の長手方向1101は利用者の進行方向1002と90度未満の角度を持って交わる。すなわち、利用者の進行方向1002を示すベクトルDと、利用者の指の付け根から爪の方向に向かう指の長手方向を示すベクトルFは鋭角θに交わる。また、光源アレイ9から照射される照射光のベクトルLはベクトルFと逆向きである。鋭角θの例としては、例えば5度~20度のように構成することができる。なお、照射光は図3~図5等に示すように、水平面に対して角度を持って照射される場合があるが、その場合にはベクトルLは水平方向成分(床面に平行な面内の成分)のベクトルと考えればよい。
 指の長手方向1101は、実際には利用者の手の置き方に係る。よって、図11の例では、利用者が所定の位置に手を置くように誘導するように、生体認証装置720がデザインされている。
 たとえば、図11に示すように開口部3の形状を、手を広げた形をカバーするような台形状に構成することが考えられる。図11の例ではデザイン上、台形の角部にはアールを形成している。開口部3の台形の辺は、筐体1003の端部側(前側)が短く、その反対側(奥側)が長くなるように構成している。図11に示すように、開口部3の台形の平行な2辺は、利用者の進行方向1002と鋭角に交わるように構成されている。これは、台形の平行な2辺が利用者の進行方向1002と直角に交わるように構成した場合、それに合わせて指の長手方向を、進行方向1002と平行にすることは、利用者の手首に負担をかけるからである。
 また、図11の例では、進行方向1002に対して光源ユニット1000の配置をずらしており、例えば、進行方向1002に対して鋭角θをなす方向に光源ユニット1000を配置している。このように構成することで、光源ユニット1000の方向に指の長手方向が向くように手1を配置する場合に、手首の可動範囲で容易に方向を合わせることができ、手首を曲げる負担を抑えることができる。また、光源ユニット1000を進行方向1002から外すことで、利用者が通過するときに手1や身体の一部を触れにくくすることができる。
 また、光源ユニット1000と開口部3の間には、指の長手方向を示すマーカ(あるいは指先誘導部)1103を設置してもよい。マーカ1103を設置すると、利用者に所定の位置に手1を置くように誘導することができる。
 利用者の進行方向1002も、実際には利用者の歩き方に依存する。また、利用者の歩き方や進路は、生体認証装置703の配置により制約を受ける。図11の実施例では生体認証装置702の筐体1003が利用者の進行方向1002を制限しており、筐体1003の長辺(一番長い辺)もしくは長手方向が、利用者の進行方向1002にほぼ平行となるように想定されている。利用者の進行方向1002が筐体1003の長手方向に平行であれば、進行方向1002は筐体1003の長辺を構成する側面と平行と考えてよい。この場合、開口部3の台形の平行な2辺は、筐体1003の側面と鋭角に交わる。なお、図11には示されていないが、開口部3の下には撮像部11が配置される。
 この構成に限定されるものではないが、図11の例では、構成の一例として、利用者の進行方向1002に垂直な方向から見たとき、光源ユニット1000と開口部3の配置は、重ならないようになっており、利用者の進行方向手前側に開口部3が配置され、利用者の進行方向奥側に光源ユニット1000が配置されている。
 照射光のベクトルLについては、図8のように、光源アレイ9に複数の点光源10がある場合、全ての点光源の照射光がベクトルLに揃っていてもよいし、一部分の点光源の照射光のみをベクトルLに揃えてもよい。ただし、良好な画像を撮像するために、過半数の点光源の照射光(あるいはその床面への射影)をベクトルLに揃えることが望ましい。
 点光源10をLED等で構成すると、LEDからの光は、LEDを取り付ける基板に垂直に射出するように配置するのが容易である。そこで、過半数の点光源の照射光をベクトルLに揃える場合、光源アレイ9が形成する平面の向き1102は、指の長手方向1101にほぼ垂直になるように配置することが望ましい。また、LEDを取り付ける基板は、通常は点光源10で構成される光源アレイ9が形成する平面に平行となる。
 また、限定する意図ではないが、本実施例では、光源アレイ9が形成する平面は開口部8の面と平行なので、開口部8の面に垂直なベクトルの床面への射影の方向が、指の長手方向1101と考えてもよい。また、本実施例では、開口部3の台形の平行な2辺が開口部8の面(あるいはその床面への射影)と平行なので、開口部3の台形の平行な2辺に垂直な方向が指の長手方向1101と考えてもよい。
 図12に、上記を考慮した生体認証装置720の各要素の幾何学的な配置の、デザインルールの一例を示す。生体認証装置720の筐体1003は、実際には図10や図11に示したように、角部にアールを設けたり、側面や上面を複数の面や曲面で構成したりすることができるが、複数の面や曲面を公知の手法で平面に近似すれば、基本的には直方体の形状である。
 図12には、生体認証装置720の筐体1003を直方体に近似した場合の、床面への射影1200を示している。ここで、床面とは筐体1003が設置される仮想的な面とする。床面は通常は重力方向に垂直な面である。また筐体の上面は、床面と反対側にある床面に平行な面である。ここで、筐体1003の4つの側面のうち、利用者の進行方向1002の手前側の側面を前部側面、その反対側を後部側面、前部側面側から見て左または右を利用者の通路に面した通路側面とすると、それらの射影である前部側面射影1201、後部側面射影1202、通路側面射影1203(この例では左側を通路側面とする)は図12に示すとおりである。通路側面は、通常は筐体の長辺(筐体の床面への射影において一番長い辺)を構成する側面となる。
 ここで、前部側面射影1201に平行な軸をX軸とし、通路側面射影1203に平行な軸をY軸として座標を設定し、前部側面射影1201と通路側面射影1203の交点を原点(0,0)とする。そして、生体認証装置720の開口3の幾何学的重心の床面への射影をOとし、その座標を(XO,YO)とする。また、光源の幾何学的重心の床面への射影をSとし、その座標を(XS,YS)とする。その場合、本デザインルールでは、XS>XO>0、かつ、YS>YO>0とする。
 開口3は平面の場合もあるが、曲面で構成してもよく、開口3が曲面の場合は公知の手法で平面に近似して幾何学的重心を求めればよい。また、光源が図8のように点光源10を二次元的に配列した光源アレイである場合は、光源の幾何学的重心は、光源アレイが構成する面の幾何学的重心とすればよい。光源アレイ9の点光源10は平面状に配置される場合もあるが、曲面状に配置してもよく、曲面状の配置の場合は、公知の手法で平面に近似して幾何学的重心を求めればよい。また、例えば、図10、図11の例では、光源アレイ9の光源の配置は床面に垂直な平面であるが、床面に鋭角に傾いた平面または曲面であってもよい。
 また、マーカ1103を設置した場合には、その幾何学的重心の床面への射影をMとし、その座標を(XM,YM)とする。その場合、限定されるものではないが、デザインルールの一例としては、XS>XM>XO>0、かつ、YS>YM>YO>0のようにすることができる。
 開口3の幾何学的重心の射影O、光源アレイ9の光源の幾何学的重心の射影S、および、マーカがある場合には、マーカ1103の幾何学的重心の射影Mは、なるべく一列に並ぶことが望ましいが、厳密に直線上に配置する必要はない。例えば、幅3cm程度のまっすぐな帯状の領域内に配置することができる。
 なお、本デザインルールでは、利用者の進行方向1002は、生体認証装置720の筐体1003との関係では、筐体1003の長手方向1205と等価と考えてよい。また、筐体1003の長手方向1205は、筐体1003を直方体に近似した場合、その通路側面射影1203の方向と考えてよい。
 図11や図12では、図で生体認証装置720の左側を利用者が通過する例としたが、生体認証装置720の右側を利用者が通過するように構成してもよい。この場合には、生体認証装置720の構成を、左右が逆転した配置とすればよいことは当然である。
 <7.生体認証装置のゲート装置への適用例>
 図13は、図10の生体認証装置720に、利用者の進入を物理的に許可あるいは拒否するためのゲート装置1301を設けた例である。利用者は生体認証装置720の筐体1003と壁面1302に挟まれた空間(通路)に誘導され、生体認証装置720で認証を行う。認証が成功すれば、ゲート装置1301のバー1303が解放され、利用者はゲートを通過することができる。図13は、ゲートがバー1303によって閉じられている状態を示す。なお、生体認証装置720は複数並列的に配置することができる。その場合は、壁面1302は、隣接する他の生体認証装置の筐体の側面で構成することができる。
 図14は、図13の装置で認証が成功し、ゲート装置1301のバーが開いた状態を示す。この状態では利用者は、ゲート内部に進入することができる。なお、ゲート装置1301には、バー1303を設けるのではなく、認証失敗時に音や光で警報を発生する装置や、画像を撮影する装置を設けてもよい。また、バー1303は、自動ドアのようなドア型のタイプ等別の形態のものであってもよい。
 <8.生体認証装置の開口部の構成例>
 図15は、図10の生体認証装置720の開口部3の詳細を示す平面図である。(A)
は開口部3の詳細を、(B)は開口部3に手1を載置した状態を示す。図15の例では、開口部3は手1全体をカバーするように、角部を曲線で構成した台形形状であり、平行する2辺のうち短い辺1501が手前に、長い辺1502が奥に位置するように構成されている。開口部3の奥側には、マーカ1103を配置して、手1の指の長手方向を示してもよい。マーカ1103や開口部3の縁部(あるいは手姿勢および位置誘導部)1503にはLED等を配置して、処理の状況に応じた色やパターンで発光させることもできる。例えば、待機中は青、認証成功は緑、認証拒否やエラーは赤で点滅のように構成する。
 開口部3の面は縁部1503よりやや下に位置するようにしてもよい。また、縁部1503を、開口部3や筐体1003の上面から凸状に形成してもよい。開口部3と縁部1503の間に高低差があると、形成された段差面からLED等の発光状態が見やすく、視認性がよい。
 図16は、生体認証装置720の開口部3の他の例を示す平面図である。(A)は開口部3の詳細を、(B)は開口部3に手1を載置した状態を示す。図16の例では、開口部3は手1の形に近似した形状であり、奥側は手の指を模した形状となっている。開口部3の奥側には、マーカ1103を配置して、手1を載置する位置を示してもよい。他は図15の例と同様である。
 図17は、図10の生体認証装置720の、光源ユニット1000の開口部8近傍の詳細を示す斜視図である。図1、図2で説明したように、開口部8にはアクリルやガラスなどのカバーを用い、可視光をカットして利用者から装置内部を見えないようにすることができる。図17の(A)は光源ユニット1000の開口部8のカバーを外した状態を、(B)は開口部8のカバーを装着した状態を示す。
 図17(A)に示すように、装置内部には点光源10が二次元状に配列されている。図17(A)では、点光源10の一部を省略しており、その後ろにあるLED基板1701が見える状態となっている。
 光源ユニット1000が生体認証装置702の上面から立ち上がる部分(基部)には、切欠きが設けられており、空間1702が形成されている。この空間1702があることにより、利用者は認証後、手1をかざした状態のままで空間1702を潜って移動できる。また、光源ユニット1000の切欠き部には、スピーカ15を設けることもでき、目立たない位置にスピーカ15を配置することができる。
 光源ユニット1000の頭頂部には放熱孔1703を設けることもできる。光源ユニット1000の頭頂部の放熱孔1703により、利用者に温風が当たらない位置からの排熱が可能となる。
 図18は、登録装置730の内部構成を示す通路側面方向から見た内部透過側面図である。先に述べたように、生体認証装置720と登録装置730は、認証機能の有無を除き共通の構成とすることができるので、図18の構成は生体認証装置720にも同様に適用することができる。
 登録装置730の上面には光源ユニット1000が設置されており、開口部3の上に載置する手に対して光を照射可能としている。手を透過した光は撮像部11によって撮像され、指静脈のパターンを取得する。距離センサ4は光学的に、手の位置を検出するために用いられる。筐体1003の内部は必要に応じてフレーム1801で補強されており、電源1802や、入出力端子1803を備える。また、コンピュータ5、メモリ6、CPU7などを含む回路ユニット1804を備える。
 筐体1003と光源ユニット1000の内部は、空気の移動が可能となっており、筐体1003内部の排熱1805は、光源ユニット1000を介して、排気孔1703から排出される構成となっている。
 図19は、図10の生体認証装置720の三面図である。図12で説明したように、認証しようとする利用者の視点から前部側面(Front)、その左側の側面が通路側側面となる左側側面(Left)となり、筐体1003上部が上面(Upper)である。図17で説明したように、光源ユニット1000の通路側側面側には、空間1702が形成される。
 図20は、図10の生体認証装置720の二面図である。通路側側面(Left)の対向面が右側側面(Right)であり、前部側面(Front)の対向面が後部側面(Back)となる。
 図21は、図10の生体認証装置720の光源アレイ9と撮像部11の位置関係を示す側面図である。光源アレイ9を構成する各点光源10の配置位置は、図2のように開口部3の面に対して略垂直方向に配置するのではなく、傾斜させてもよい。ただし、いずれの場合でも、撮像部11の画角2102内(言いかえれば、撮像部11の撮影範囲)や距離センサ4(図21には図示せず)の画角内(言いかえれば、距離センサ4の検知範囲)に写り込まないことが望ましい。
 すなわち、図21のように、光源アレイ9が撮像部11を構成するカメラ等の画角外となるように配置することが望ましい。撮像部11の画角2102内に光源アレイ9が写り込むと、光源アレイ9の点灯時に光源部分が明るくなり、輝度飽和が生じてしまい、血管画像全体の鮮明さを低下させることがある。これは、筺体1003の設置面に対して垂直方向に複数の光源が格子状に配列されることで、光源が撮像部11および距離センサ4の画角範囲内に写り込みやすくなるという画像取得装置2の光源特有の事象である。光源アレイ9の写り込みを防ぐことで、鮮明な血管画像を撮影することができる。また、同様に、距離センサ4の画角内に光源アレイ9が写り込むと、距離計測において、よりノイズを含み手や指の位置検知および姿勢検知の精度を低下させることがある。したがって、点光源10の写り込みを防ぎ、手や指の位置検知および姿勢検知の精度劣化を防ぐことが望ましい。
 図22は、光源ユニット1000の他の構成例である。図17、図19の例と異なり、光源ユニット1000の通路側側面側には、空間1702が形成されない。このような形態でも、光源ユニット1000の位置を調整することにより、支障なく認証動作が可能となる。
 本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、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ることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 特に手や指等の生体認証を利用した装置に利用することが可能である。
1     手
2     画像取得装置
3     開口部
4     距離センサ
5     コンピュータ
6     メモリ
7     CPU
8     開口部
9     光源アレイ
10    点光源
11    撮像部
12    光学フィルタ
13    インターフェース
14    記憶装置
15    スピーカ
16    表示部
17    可視光源
18    キーボード
19    血管画像
20    血管
21    輝度飽和領域
50    データ入力部
51    光源制御部
52    画像入力部

Claims (15)

  1.  筐体と、
     前記筐体の上面に設置され、光源を備える光源ユニットと、
     前記筺体の上面に形成され、前記光源より下に位置する開口部と、
     前記筐体の内部に配置された撮像部と、
     を備え、
     前記筐体の長手方向と前記光源の光軸が交差し、
     前記光源からの照射光で照射された利用者の生体の特徴を、前記開口部を介して前記撮像部で撮像することを特徴とする、
     生体認証装置。
  2.  前記光源は複数の点光源を二次元状に配置した光源アレイであり、
     前記光源アレイが形成する面が、前記筐体の長手方向と90度未満の角度で交差し、
     前記複数の点光源のうち過半数の光源の光軸が、前記筐体の長手方向と90度未満の角度で交差することを特徴とする、
     請求項1記載の生体認証装置。
  3.  前記筐体の長手方向手前側に前記開口部を配置し、
     前記筐体の長手方向奥側に前記光源ユニットを配置し、
     前記開口部と前記光源ユニットは、前記筐体の長手方向において重ならない配置であり、
     前記開口部と前記光源を結ぶ方向が、前記長手方向と所定角度傾いていることを特徴とする、
     請求項1記載の生体認証装置。
  4.  前記開口部と前記光源ユニットの間の前記筐体の上面に、マーカを配置したことを特徴とする、
     請求項1記載の生体認証装置。
  5.  前記開口部の形状は、略台形形状であることを特徴とする、
     請求項1記載の生体認証装置。
  6.  前記開口部の形状は、人間の手の形を模した形状であることを特徴とする、
     請求項1記載の生体認証装置。
  7.  前記撮像部の撮像範囲には、前記光源ユニットの光源が含まれないことを特徴とする、
     請求項1記載の生体認証装置。
  8.  前記光源ユニットは、前記光源と前記筐体上面の間の一部を切り欠いた形状を有することを特徴とする、
     請求項1記載の生体認証装置。
  9.  筐体と、
     前記筐体の上面に設置され、光源を備える光源ユニットと、
     前記筺体の上面に形成される開口部と、
     前記筐体の内部に配置された撮像部と、
     を備え、
     前記光源の幾何学的重心の床面への射影点Sと、前記開口部の幾何学的重心の床面への射影点Oを結んだ線は、前記筐体の長手方向と90度以外の角度で交わることを特徴とする、
     生体認証装置。
  10.  前記光源は複数の点光源を二次元状に配置した光源アレイであり、
     前記光源の幾何学的重心は、前記光源アレイが構成する面の幾何学的重心であることを特徴とする、
     請求項9記載の生体認証装置。
  11.  前記複数の点光源のうち過半数の点光源からの照射光の光軸が、前記筐体の長手方向と90度未満の角度で交差することを特徴とする、
     請求項10記載の生体認証装置。
  12.  前記開口部と前記光源ユニットの間の前記筐体の上面に、マーカを配置したことを特徴とする、
     請求項9記載の生体認証装置。
  13.  前記筐体の長手方向に平行な側面の床面への射影をY軸とし、
     前記マーカの幾何学的重心の床面への射影点Mと前記Y軸の距離が、前記射影点Oと前記Y軸の距離よりも大きく、
     前記射影点Sと前記Y軸の距離が、前記射影点Mと前記Y軸の距離よりも大きく、
     前記筐体の長手方向に垂直な側面の床面への射影をX軸とし、
     前記マーカの幾何学的重心の床面への射影点Mと前記X軸の距離が、前記射影点Oと前記X軸の距離よりも大きく、
     前記射影点Sと前記X軸の距離が、前記射影点Mと前記X軸の距離よりも大きい、ことを特徴とする、
     請求項12記載の生体認証装置。
  14.  生体認証装置、登録装置、および記憶装置を備え、
     前記生体認証装置は、
      筐体と、
      前記筐体の上面に設置され、光源を備える光源ユニットと、
      前記筺体の上面に形成され、前記光源より下に位置する開口部と、
      前記開口部の下に配置された撮像部と、
      を備え、
      前記筐体の長手方向と前記光源の光軸が90度未満の角度で交差し、
      前記光源からの照射光で照射された利用者の生体の特徴を、前記開口部を介して前記撮像部で撮像し、
     前記登録装置は、
      前記利用者の生体の特徴を取得して、リファレンスデータとして前記記憶装置に登録し、
     前記記憶装置は、
      前記リファレンスデータを記憶し、
     前記生体認証装置で撮像した前記利用者の生体の特徴と前記リファレンスデータを用いて、前記利用者の認証を行うことを特徴とする、
     生体認証システム。
  15.  前記生体認証装置、登録装置、および記憶装置は、互いにネットワークで接続されていることを特徴とする、
     請求項14記載の生体認証システム。
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