生体認証装置及び生体認証方法
【課題】ＩＣカードやパスワードなどによる従前の認証機能を有さなくても生体認証装置が生体認証未対応者の認証を可能にした生体認証装置を提供すること。
【解決手段】筐体１０内に指１２が挿入されたときに、CPU７８は、撮像素子２８の撮像による画像から抽出された静脈パターンとメモリ８２に登録された静脈パターンとを照合して照合結果をユーザに通知し、筐体１０内に指１２の代わりにカード型記録媒体１４が挿入されたときには、撮像素子２８の撮像による画像から擬似パターン６４を抽出し、抽出された擬似パターン６４と登録された擬似パターンとを照合して照合結果をユーザに通知する。
【解決手段】筐体１０内に指１２が挿入されたときに、CPU７８は、撮像素子２８の撮像による画像から抽出された静脈パターンとメモリ８２に登録された静脈パターンとを照合して照合結果をユーザに通知し、筐体１０内に指１２の代わりにカード型記録媒体１４が挿入されたときには、撮像素子２８の撮像による画像から擬似パターン６４を抽出し、抽出された擬似パターン６４と登録された擬似パターンとを照合して照合結果をユーザに通知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体認証装置及びその方法に係わり、特に、指静脈を用いて生体の認証を行う生体認証技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パスワードや鍵、印鑑等の従来のものに代わって、個人に特有な身体的特徴を利用した生体認証技術が注目を浴びている。生体認証技術は、盗難、紛失、不正譲渡、忘却のリスクが低くセキュリティレベルが高いという有利性がある。
【０００３】
さまざまな生体認証技術の中でも、指静脈認証は、身体内部の指静脈パターンを使用するために優れた認証精度を実現し、かつ指紋認証に比べて偽造・改ざんが困難であることにより高度なセキュリティを実現できる。
【０００４】
この種の認証技術を、例えば、特開２００３−１２９７１２号公報に記載の共同玄関施開錠システムに適用すると、ユーザは共同のエントランスにある生体認証装置を通過し、次いで、ユーザ自身の住宅の生体認証を通過しなければならない。
【０００５】
ところで、ユーザの一部に指静脈用血管が細いことなどが理由となって、生体認証装置が認証のために必要な特徴情報を生体から抽出することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、この種の生体認証未対応者の認証を可能にするために、生体認証装置に他の認証機能を付設することが考えられる。例えば、特開２００６−２５１９６１号公報には生体認証機能を有するクライアント・サーバシステムにパスワードを認証する機能を設けて、生体認証不可能時の救済を図る方法が記載されている。
【０００７】
また、特開２００５−３５０９６０号公報には、ゲートにおける人の認証を実行する認証装置において、ＩＣカードと指紋認証とを組み合わせたシステムが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１２９７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１９６１号公報
【特許文献３】特開２００５−３５０９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
生体認証未対応者を防ぐために、生体認証のための装置の感度を低くするとセキュリティのレベルが低下する問題がある。従来の生体認証では、僅かではあるが、生体認証未対応者が発生することを避けることができないために、ＩＣカードやパスワードなどによる従前の認証機能を生体認証技術に組み合わせる必要があった。
【０００９】
しかしながら、これでは、従来の認証技術に代えてセキュリティが高く利便性に優れているはずの生体認証技術の有利性が損なわれてしまうことと、生体認証装置が複雑になり、その費用が嵩むという課題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、ＩＣカードやパスワードなどによる従前の認証機能を有さなくても生体認証装置が生体認証未対応者の認証を可能にした生体認証装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明はこの目的を達成するために、生体から当該生体の特徴情報を検出して、前記生体の認証を行う生体認証装置において、前記生体の一部から前記特徴情報を持った画像を検出する検出部と、前記生体の一部を前記検出部に臨むように収容する収容部と、を備え、前記収容部は、前記生体の一部が存在しない状態で、前記特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体を前記検出部に対向するように収容し、前記検出部は前記カード型記録媒体から前記代替情報を検出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、収容部が特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体を収容できるように構成され、検出部は前記カード型記録媒体から前記代替情報を検出することができるために、ＩＣカードやパスワードなどによる従前の認証機能を有さなくても生体認証装置が生体認証未対応者の認証を可能にした生体認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、セキュリティシステムなどに用いる好適な生体認証装置について説明する。この生体認証装置は、生体の一部、例えば、指から指の特徴情報を検出して、生体の認証を行う。すなわち、生体認証装置は、指静脈認証装置として、生体の一部として指が挿入されたときに、指の上方に設けられたLED（Light Emitting Diode）などの赤外線光源から赤外光を指内に照射し、指内で拡散した赤外光のうち静脈を透過するかまたは静脈から反射するなどして、指の静脈の形態（静脈パターン）を含む指の内部環境の影響を受けて指外部に放出される透過光に基づく画像を撮像し、この画像から静脈パターンを特徴情報として抽出して本人認証を行う。
【００１４】
また、この生体認証装置は、生体の一部の特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体が挿入されたときに、赤外線光源からの赤外光をカード型記録媒体内に照射し、カード型記録媒体内を透過した透過光に基づく画像を撮像し、この画像から擬似パターンを代替情報として抽出して本人認証を行う。
【００１５】
図１は、認証対象が指であるときの生体認証装置の要部断面図であり、図２は、認証対象がカード型記録媒体であるときの生体認証装置の要部断面図である。
【００１６】
図１および図２において、生体認証装置は、全体が立方体状に形成された筐体１０を備えている。筐体１０の内部には、生体の一部としての指１２またはカード型記録媒体１４を挿入可能な空間部が形成されており、この空間部の上部側には、LEDで構成された赤外線光源１６が配置されている。空間部の底部側には、指１２を載置するための指ガイド部１８が設けられているとともに、指１２と後述の光学系との焦点距離を確保するための溝部２０が設けられている。
【００１７】
溝部２０の幅は、指１２の幅よりも狭くなっている。ユーザが指１２を指ガイド部１８上に挿入し、指１２が溝部２０を全て覆うように、指１２を指ガイド部１８上に置くと、赤外線光源１６からの赤外光が指１２の表面に照射される。
【００１８】
溝部２０の底面２２には、指１２を透過した透過光を取り込むために、例えば、矩形（長方形）の透過光取込口２４が設けられている。この透過光取込口２４にはIRフィルタ（図示せず）が付設されている。IRフィルタは太陽光や蛍光灯などの光など、認証には不要な外光を遮断する。また、塵・水滴などが認証装置内部に侵入するのを防ぐ。底面２２の下方には、光学系としてのレンズ装置や撮像素子が配置されている。レンズ装置や撮像素子により、透過光取込口２４から取り込まれた透過光に基づく画像が撮像される。
【００１９】
図３は、生体認証装置の光学系と指との位置関係の一例を示す概略図である。
【００２０】
図３において、光学系を構成するレンズ装置２６は、透過光を撮像素子２８に結像するものであって、指側の第１レンズ３０と撮像素子側の第２レンズ３２とからなるレンズユニット３４がレンズ筐体３６に支持固定されている。第１レンズ３０と第２レンズ３２は、互いに光軸３８に沿って対向するようにレンズ筐体３６内に収納されている。
【００２１】
第１レンズ３０および第２レンズ３２は、有効直径Dが約２mm以下、好ましく１mm〜１．５mmの極小径レンズである。第１レンズ３０は、撮像素子２８側が凹状に形成され、全体が負のパワーを有する凹レンズである。第２レンズ３２は、指１２側および撮像素子２８側が凸状に形成され、全体が正のパワーを有する凸レンズである。
【００２２】
撮像素子２８は、CCDあるいはCMOSから構成されて、基板４０上に固定されている。撮像素子２８の表面には、撮像素子２８を保護する透明層４２が形成されている。基板４０は、筐体１０の底面部４４に支持されている。
【００２３】
レンズ筐体３６は、レンズユニット３４が収納できるように中空円筒状に形成されている。レンズ筐体３６は、支持部材４６によって基板４０に支持されている。
【００２４】
レンズユニット３４は、凸凹レンズを組み合わせることにより、短焦点で広画角を持ったレンズとしての特性を有している。このことにより、レンズユニット３４を被写体である指１２に近づけることができ、且つ、レンズユニット３４を指１２に近づけても、広い範囲の画像を撮像素子２８に取り込むことができる。
【００２５】
この結果、指底４８と撮像素子２８との間の距離（共役距離）L１を低減でき、共役距離を５．０mm〜１２．０mmの範囲に納めることができる。
【００２６】
また符合５０は、ジャストピント位置を示し、符号L２は、指１２内のジャストピント位置５０と撮像素子２８との間のジャストピント長である。指１２内にジャストピント位置５０が来るように、レンズ装置２６を撮像素子２８に対して進退させて、レンズユニット３４と撮像素子２８との間隔が調整される。
【００２７】
図４は、歪み特性を示すグラフである。図４に示す物高とは、画像の中心点（光軸３８）から画像の端部までの相対位置を示し、例えば、物高が“１．０”とは画像の最端部の位置を示し、物高が“０．６”とは、中心点が６０％の位置（端部から４０％）であることを表している。
【００２８】
図４において、８００は第１のレンズユニットの特性であり、８０２は第２のレンズユニットの特性である。歪み特性がマイナスであるとは画素が画像の中心側に歪み、歪み特性がプラスであるとは、画素が画像の中心から離れる方向に歪んでいることを示している。
【００２９】
歪み（％）は、画素の本来の位置（中心からの距離“T”）と歪んだ後の画素の位置（中心からの距離“S”）に対して、“T/S”に相当する値である。光学歪みがマイナス６０％よりマイナス側に大きいと、周辺部での解像度が急に劣化し、画像の歪み補正を行っても画像を完全に修復できないことがある。
【００３０】
また光学歪みが＋５０％を超えると、広い範囲の画像を処理する必要があり、処理時間に問題が生じることがある。したがって、第１の特性（８００）と第２の特性（８０２）との間に歪みが制限されている限り、すなわち、光学歪みが−６０％から＋５０％の範囲内に納まっている限り、画像処理部で歪みを補正することができる。
【００３１】
レンズユニット３４の特性として、さらに物側最大画角での感度比が１０％以上６０％以下であることが好ましく、さらに、好ましくは感度が４０％以上６５％以下である。
【００３２】
図１および図２に戻り説明を続けると、筐体１０内部にはカード位置決めスリット５２が指１２の両側面側を臨むように形成されている。このカード位置決めスリット５２には、カード型記録媒体１４が挿入されるようになっている。カード型記録媒体１４がカード位置決めスリット５２内に挿入された状態を図２に示す。すなわち、筐体１０は、指１２を、検出部である撮像素子２８を臨むように収容し、指１２が存在しない状態では、カード型記録媒体１４を撮像素子２８に対向するように収容する収容部として機能する。
【００３３】
カード型記録媒体１４は、図５（a）に示すように、ほぼ長方形形状に形成され、その厚さが０．５mm乃至６mmである。カード型記録媒体１４の長さと幅は、筐体１０内に挿入可能であって、カード位置決めスリット５２内に挿入可能な値に設定されている。
【００３４】
カード型記録媒体１４は、図５（b）に示すように、赤外線光源１６からの赤外光を透過する透明層５４を備えている。この透明層５４は、例えば、ポリアセタール樹脂で構成されている。透明層５４の上部側と下部側には可視光をカットする可視光カットフィルタとして機能する遮光層５６、５８が形成されている。各遮光層５６、５８には、各遮光層５６、５８を保護し、赤外光を透過する保護層６０、６２が形成されている。保護層６０、６２は、例えばプラスチック材を用いて構成されている。
【００３５】
カード型記録媒体１４のうち透明層５４の表面には、図６に示すように、指１２の静脈パターン（特徴情報）に代わる代替情報としての擬似パターン６４がユーザ固有の任意のパターンとして描かれているとともに、特徴情報による認証を生体認証装置に解除させるための特殊符号としての解除マーク６６が描かれている。
【００３６】
図７は、生体認証装置における画像処理装置の機能ブロック図である。画像処理装置は、検出部である撮像素子２８によって撮像された画像から指１２の静脈パターンまたはカード型記録媒体１４の擬似パターン６４を抽出する抽出部６８と、画像の歪みを補正する補正部７０と、生体毎の静脈パターンと生体に対応した擬似パターン６４を予め記録する記録部７２と、抽出部６８により抽出された静脈パターンと記録部７２に記録された静脈パターンとを照合し、または抽出部６８により抽出された擬似パターンと記録部７２に記録された擬似パターンとを照合する照合部７４と、照合部７４の照合結果をユーザなどに通知する通知部７６と、照合部７４の照合結果に応じて制御対象を制御する制御部７７を備えている。
【００３７】
具体的には、図８に示すように、画像処理装置は、抽出部６８、照合部７４、通知部７６、制御部７７として機能するCPU（Central Processing Unit）７８と、補正部として機能するDSP（Digital Signal Processor）８０、記録部７２として機能するメモリ８２を備えている。
【００３８】
CPU７８は、ユーザの操作に基づき、メモリ８２に記録された画像処理プログラムをスタートし、DSP８０に、撮像素子２８から画像を取り込むように指令する。CPU７８は、撮像素子２８の各画素の輝度データを、DSP８０から取り込み、筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されているか否かを判定する。
【００３９】
筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されていない場合には、外光が撮像素子２８に至り、所定以上に画素の輝度が上がるために、CPU７８は、筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されていないと判定する。
【００４０】
一方、CPU７８は、筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されていると判定すると、撮像素子２８で得られた画像の各画素の輝度をチェックして、輝度が各画素で均一になるように、赤外線光源１６からの赤外光の光量を制御する。
【００４１】
例えば、指１２の厚みが薄い場合、厚い指１２と比較して輝度が高くなる傾向にあるので、光量が少なくなるように、CPU７８は、赤外線光源１６に駆動信号を出力する。また、幅の細い指１２の場合、幅の太い指１２と比較して、底面２２から撮像素子２８までの距離が遠くなるため、光が届きにくい。このため、十分な量の光を指１２に照射するために、CPU７８は、赤外線光源１６からの光量を強くするための制御を行う。
【００４２】
また、同一の指１２では、指先側と指根元側では幅が違うため、適切な光量値が異なる。よって、CPU７８は、指先側と指根元側の光量値をそれぞれ独立に制御する。また、指１２は、指先が細く、指根元ほど太くなるという特徴を利用し、指先側の光量が強くなるように、CPU７８は、予め光量を調整し、指先側、指根元側の光量を同時に制御してもよい。
【００４３】
CPU７８は、光量の補正の終了と判定すると、DSP８０に、撮像素子２８で撮影された画像について歪み補正を行うように指令する。DSP８０による歪み補正は、歪み特性に基づく演算によって行われる。したがって、生体認証装置の出荷前に、予めレンズユニット３４の歪み特性を求めて、メモリ８２に歪み特性を保存しておく。DSP８０は、この歪み特性を参照して、撮像素子２８で得られた各画素について歪み補正を行う。
【００４４】
歪みがX％であると、画像中の補正対象画素に補正値（１００/X）が乗じられて、画像中心（光軸）に対する画素位置が演算結果に基づいて補正される。歪みがプラスである場合には、画素位置が光軸側に補正され、歪みがマイナスである場合には、画素位置が光軸から離間する方向に補正される。
【００４５】
次に、CPU７８は、歪み補正後の画像をメモリ８２に記憶し、補正後のモノクロ画像の各画素について濃淡を判定し、補正後の画像から静脈パターンまたは擬似パターンを抽出する（特徴点抽出）。
【００４６】
赤外線光源１６から指１２に照射された赤外光は静脈中のヘモグロビンに吸収される一方、他の組織によって様々な方向に拡散するので、静脈パターンに対応した透過光がレンズユニット３４を介して撮像素子２８に至る。静脈パターンに相当する画素領域では透過光が吸収によって弱められるので、静脈パターンに相当する領域が暗くなったモノクロ画像が撮像素子２８によって得られる。
【００４７】
また赤外線光源１６からカード型記録媒体１４に照射された赤外光は保護層６０、遮光層５６、透明層５４、遮光層５８、保護層６２を透過するので、擬似パターン６４と解除マーク６６に対応した透過光がレンズユニット３４を介して撮像素子２８に至る。擬似パターン６４と解除マーク６６に相当する画素領域では透過光が吸収によって弱められるので、擬似パターン６４と解除マーク６６に相当する領域が暗くなったモノクロ画像が撮像素子２８によって得られる。
【００４８】
CPU７８は、このモノクロ画像から静脈パターンまたは擬似パターン６４と解除マーク６６を検出し、検出した静脈パターンまたは擬似パターン６４と解除マーク６６を用いて生体認証を行う。
【００４９】
具体的には、抽出された静脈パターンと擬似パターン６４をメモリ８２に記録し、記録された静脈パターンと新たに抽出された静脈パターンとが一致するか否かの判定を行って本人認証の合否を決定する。また抽出された擬似パターン６４と解除マーク６６をメモリ８２に記録し、記録された擬似パターンと新たに抽出された擬似パターンとが一致するか否かの判定を行って本人認証の合否を決定する。
【００５０】
この際、CPU７８は、本人の認証結果を情報処理装置や外部装置に通知する。この通知を用いて情報処理装置や外部装置はセキュリティに関するサービスなどをユーザに対して提供する。
【００５１】
静脈パターンを登録するに際しては、図９（a）に示すように、ユーザが指１２を生体認証装置の筐体１０内に挿入すると（S１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に静脈パターンを取得し（S２）、取得した静脈パターンを特徴情報としてメモリ８２に登録する（S３）。
【００５２】
擬似パターンを登録するに際しては、図９（ｂ）に示すように、ユーザが生体認証装置の筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入すると（S１１）、CPU７８は撮像素子２８の画像を基に代替情報としての擬似パターン６４を取得し（S１２）、取得した擬似パターンをユーザ固有の情報としてメモリ８２に登録する（S１３）。
【００５３】
また、透明層５４に解除マーク６６が描かれているときの擬似パターンを登録するに際しては、図９（c）に示すように、ユーザがカード型記録媒体１４を筐体１０内に挿入すると（S２１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に代替情報の擬似パターン６４と解除マーク６６を取得し（S２２）、取得した擬似パターン６４と解除マーク６６をユーザ固有の情報としてメモリ８２に登録する（S２３）。
【００５４】
次に、本発明の第１実施形態の作用を図１０のフローチャートにしたがって説明する。ユーザが筐体１０内に指１２を挿入すると（S３１）、撮像素子２８は、指１２の特徴情報である静脈パターンの画像を検出する（S３２）。このあと、CPU７８は、撮像素子２８の画像を取り込んで、認証に必要な画像を抽出したか、すなわち画像から、生体の一部の特徴情報である静脈パターンを抽出したか否かの判定を行う（S３３）。
【００５５】
CPU７８は、認証に必要な画像を抽出したと判定したときには、抽出した特徴情報(静脈パターン)を基にメモリ８２を参照し、抽出した静脈パターンとメモリ８２に登録されている静脈パターンとの照合を行う（S３４）。
【００５６】
ここで、CPU７８は、抽出した静脈パターンとメモリ８２に登録されている静脈パターンとの照合が成功したか否かの判定を行う（S３５）。CPU７８は、照合が成功したときには、認証が成功（OK）として、すなわち、抽出した静脈パターンは、特定の生体（ユーザ）であることを決定し、認証に成功した旨をユーザに通知し（S３６）、このルーチンでの処理を終了する。一方、CPU７８は、照合が失敗であると判定したときには、認証に失敗（NG）した旨をユーザに通知し（S３７）、このルーチンでの処理を終了する。
【００５７】
一方、ステップS３３において、認証に必要な画像が抽出されないと判定したときには、CPU７８は、抽出画像がNGである旨をユーザに告知するとともに、ユーザにカード型記録媒体１４の挿入を促す旨の処理を行う（S３８）。
【００５８】
このあと、CPU７８は、筐体１０内にカード型記録媒体１４が挿入されたか否かの判定を行い（S３９）、カード型記録媒体１４が筐体１０内に挿入されないときには、一定時間経過したか否かを判定し（S４０）、一定時間経過したときには認証に失敗（NG）した旨をユーザに告知し（S４１）、このルーチンでの処理を終了する。
【００５９】
一方、CPU７８は、ステップＳ３９で筐体１０内にカード型記録媒体１４が挿入されたと判定したときには、撮像素子２８の画像を基に解除マーク６６を認識し（S４２）、続いて擬似パターン６４を認識する（S４３）。この後、CPU７８は、認識した擬似パターン６４を基にメモリ８２を参照し、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に登録されている擬似パターンとの照合を行う（S４４）。
【００６０】
ここで、CPU７８は、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に登録されている擬似パターンとの照合が成功した否かを判定する（S４５）。CPU７８は、照合が成功したときには、認証に成功（OK）した旨をユーザに通知し（S４６）、このルーチンでの処理を終了し、照合が失敗であるときには、認証に失敗（NG）した旨をユーザに通知し（S４１）、このルーチンでの処理を終了する。
【００６１】
これらの処理により、静脈パターンを登録することができる生体認証対応者は、指１２を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができ、静脈パターンを登録することができない生体認証未対応者は、カード型記録媒体１４を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができる。
【００６２】
次に、本発明の第２実施形態の作用を図１１のフローチャートにしたがって説明する。まず、ユーザが筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入すると（S５１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に解除マーク６６を認識したか否かを判定する（S５２）。
【００６３】
CPU７８は、解除マーク６６を認識したときには、続いて擬似パターン６４を認識したか否かを判定する（S５３）。
【００６４】
CPU７８は、ステップS５２、S５３において、解除マーク６６または擬似パターン６４を認識しないときには、カード型記録媒体１４による認証が失敗（NG）である旨の告知をユーザに行い（S５４）、このルーチンでの処理を終了する。
【００６５】
一方、CPU７８は、解除マーク６６と擬似パターン６４を認識したときには、認識した擬似パターン（代替パターン）６４を基にメモリ８２を参照し、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に記録されている擬似パターンとの照合を行い（S５５）、照合が成功したか否かの判定を行う（S５６）。
【００６６】
CPU７８は、照合に成功したときには、カード型記録媒体１４による認証に成功（OK）した旨の告知をユーザに行い（S５７）、このルーチンでの処理を終了し、照合に失敗したときには、カード型記録媒体１４による認証に失敗（NG）した旨の告知をユーザに行い（S５８）、このルーチンでの処理を終了する。
【００６７】
これらの処理により、静脈パターンを登録することができない生体認証未対応者は、カード型記録媒体１４を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができる。
【００６８】
次に、本発明の第３実施形態の作用を図１２のフローチャートにしたがって説明する。まず、ユーザが筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入すると（S６１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に解除マーク６６を認識したか否かを判定する（S６２）。CPU７８は、解除マーク６６を認識しないと判定したときには、カード型記録媒体１４による認証は失敗（NG）である旨の告知をユーザに行い（S６３）、このルーチンでの処理を終了し、解除マーク６６を認識したときには、一旦カード型記録媒体１４を筐体１０から取り出すようにとのメッセージをユーザに対して行う（S６４）。
【００６９】
筐体１０からカード型記録媒体１４が取り出されたあと、筐体１０内にユーザの指１２が挿入されると（S６５）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に、何らかの静脈パターン（血管パターン）を認識したか否かの判定を行う（S６６）。このとき、CPU７８は、ユーザの指１２から何らかの静脈パターン（血管パターン）を認識できないときには、カード型記録媒体１４による認証に失敗（NG）した旨の告知をユーザに行い（S６７）、このルーチンでの処理を終了し、何らかの静脈パターン（血管パターン）を認識したときには、筐体１０内にカード型記録媒体１４を再度挿入させるためのメッセージをユーザに対して行う（S６８）。
【００７０】
このあと、筐体１０内にカード型記録媒体１４が再度挿入されたときには、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に擬似パターン６４を認識したか否かを判定する（S６０）。このとき、CPU７８は、擬似パターン６４を認識しないときにはステップS６７に移行し、カード型記録媒体１４による認証に失敗した旨の告知を行い、擬似パターン６４を認識したときには、認識した擬似パターン６４を基にメモリ８２を参照する。
【００７１】
このあとCPU７８は、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に登録された擬似パターンとの照合を行い（S７０）、照合が成功したか否かを判定する（S７１）。このとき、CPU７８は、照合に成功したときにはカードによる認証が成功（OK）である旨の告知をユーザに対して行い（S７２）、照合に失敗したときには、カード型記録媒体１４による認証に失敗（NG）した旨の告知をユーザに行い（S６７）、このルーチンでの処理を終了する。
【００７２】
これらの処理により、静脈パターンを登録することができない生体認証未対応者は、カード型記録媒体１４を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができ、また、生体認証を受ける擬似動作を生体認証装置に要求することができる。
【００７３】
図１３は、本発明を入退出管理システム、例えば、セキュリティマンションに適用した際の実施形態に係わるものであり、第１の区画と、第１の区画に繋がる複数の第２の区画からなり、各区画の端部に本発明に係わる生体認証装置が設定されている。図１３はセキュリティマンションの平面図を示している。図１３において、セキュリティマンションは部屋A〜Gを備え、各部屋A〜Gは廊下９０に面して配置されている。廊下９０は、ロビーに隣接して配置されており、ロビーの中央部には、自動ドア９４が配置され、自動ドア９４の外側にはエントランス９６が設けられている。
【００７４】
自動ドア９４近傍には、生体認証装置１００が設置され、各部屋A〜Gのドア近傍には、生体認証装置１００がそれぞれ設置されている。
【００７５】
エントランス９６に設置された生体認証装置１００と各部屋A〜Gに設けられた生体認証装置１００は同一のもので構成されている。エントランス９６に設けられた生体認証装置１００のメモリ８２には、全ての部屋A〜Gの居住者に関する静脈パターンあるいは擬似パターン６４が記録され、各部屋A〜Gの生体認証装置１００のメモリ８２には、各部屋A〜Gの居住者の静脈パターンあるいは擬似パターン６４が記録されている。
【００７６】
セキュリティマンションのいずれかの居住者がエントランス９６の生体認証装置１００の筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４を挿入すると、生体認証装置１００による生体認証処理が実行される。
【００７７】
例えば、居住者がエントランス９６の生体認証装置１００の筐体１０内に指１２を挿入すると、CPU７８は、撮像素子２８の撮像による画像から抽出した静脈パターンを基にメモリ８２を参照し、抽出した静脈パターンとメモリ８２に登録されている静脈パターンとの照合を行う。
【００７８】
ここで、CPU７８が照合に成功したと判定したときには、自動ドア９４を制御対象とする制御部７７の処理により、自動ドア９４が開かれ、居住者は自動ドア９４を介してロビー９２や廊下９０まで行くことができる。なお、CPU７８が照合に失敗したと判定したときには、制御部７７の処理により、自動ドア９４は閉じたままとなる。このとき、CPU７８は、筐体１０内に指１２を挿入した居住者に対して、認証に失敗した旨を通知する。
【００７９】
一方、居住者がエントランス９６の生体認証装置１００の筐体１０内に、指１２の代わりに、カード型記録媒体１４を挿入すると、CPU７８は、撮像素子２８の撮像による画像から抽出した擬似パターン６４を基にメモリ８２を参照し、抽出した擬似パターン６４とメモリ８２に記録されている擬似パターンとの照合を行う。
【００８０】
ここで、CPU７８が照合に成功したと判定したときには、制御部７７の処理により、自動ドア９４が開かれ、居住者は自動ドア９４を介してロビー９２や廊下９０まで行くことができる。なお、CPU７８が照合に失敗したと判定したときには、制御部７７の処理により、自動ドア９４は閉じたままとなる。このとき、CPU７８は、筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入した居住者に対して、認証に失敗した旨を通知する。
【００８１】
このあと、例えば、部屋Aの居住者が部屋Aの入口に設けられた生体認証装置１００の筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４を挿入すると、生体認証装置１００による生体認証処理が実行される。この場合も、エントランス９６の生体認証装置１００で実行された生体認証処理と同様の生体認証処理が実行される。そして、認証に成功すると、部屋Aの入口ドアが制御部７７によって開かれ、居住者は部屋A内に入ることができる。なお、認証に失敗したときには、部屋Aの入口ドアは閉じたままである。
【００８２】
本実施形態によれば、セキュリティマンションの居住者は、エントランスに設けられた生体認証装置１００または各部屋A〜Gに設けられた生体認証装置１００の筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４を挿入することで、自動ドア１４を開閉したり、自分の部屋のドアを開閉したりすることができる。すなわち、静脈パターンを登録した居住者とともに、静脈パターンを登録できない居住者であっても、擬似パターン６４を登録した居住者は、生体認証装置１００による認証を受けることで、自動ドア９４や自分の部屋のドアを開閉することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、本発明をセキュリティマンションに適用したものについて述べたが、本発明は、ホテルや客船、一般のビル、学校、貸金庫、ロッカーエレベータ等の所謂入退出システムにも適用することができる。
【００８４】
また、各部屋A〜Gに設けられた生体認証装置１００と、エントランス９６に設けられた生体認証装置１００でそれぞれ本人認証を行う代わりに、各生体認証装置１００をそれぞれサーバに接続し、各部屋A〜Gやエントランス９６における本人認証をサーバが行うようにすることもできる。
【００８５】
また、前記各実施形態では、生体認証装置を静脈認証装置として用いるものについて述べたが、本発明は、静脈認証装置以外の装置であって、指紋、手のひら静脈をパターンとして用いるものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係る生体認証装置の一実施形態であって、指を認証対象としたときの状態を示す生体認証装置の要部断面図である。
【図２】本発明に係る生体認証装置の一実施形態であって、カード型記録媒体を認証対象としたときの状態を示す生体認証装置の要部断面図である。
【図３】指と光学系との位置関係を説明するための概略図である。
【図４】物高と歪み（％）との関係の一例を示す特性図である。
【図５】（a）はカード型記録媒体の斜視図であり、（b）はカード型記録媒体の拡大断面図である。
【図６】カード型記録媒体の透明層の斜視図である。
【図７】画像処理装置の機能ブロック図である。
【図８】画像処理装置のブロック図である。
【図９】（a）は静脈パターンの登録を説明するためのフローチャート、（b）は擬似パターンの登録を説明するためのフローチャート、（c）は擬似パターンと解除マークの登録を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１３】セキュリティマンションの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 筐体、１２ 指、１４ カード型記録媒体、１６ 赤外線光源、２８ 撮像素子、５４ 透明層、５６、５８ 遮光層、６４ 擬似パターン、６６ 解除マーク、７８ CPU、８２ メモリ、１００ 生体認証装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体認証装置及びその方法に係わり、特に、指静脈を用いて生体の認証を行う生体認証技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パスワードや鍵、印鑑等の従来のものに代わって、個人に特有な身体的特徴を利用した生体認証技術が注目を浴びている。生体認証技術は、盗難、紛失、不正譲渡、忘却のリスクが低くセキュリティレベルが高いという有利性がある。
【０００３】
さまざまな生体認証技術の中でも、指静脈認証は、身体内部の指静脈パターンを使用するために優れた認証精度を実現し、かつ指紋認証に比べて偽造・改ざんが困難であることにより高度なセキュリティを実現できる。
【０００４】
この種の認証技術を、例えば、特開２００３−１２９７１２号公報に記載の共同玄関施開錠システムに適用すると、ユーザは共同のエントランスにある生体認証装置を通過し、次いで、ユーザ自身の住宅の生体認証を通過しなければならない。
【０００５】
ところで、ユーザの一部に指静脈用血管が細いことなどが理由となって、生体認証装置が認証のために必要な特徴情報を生体から抽出することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、この種の生体認証未対応者の認証を可能にするために、生体認証装置に他の認証機能を付設することが考えられる。例えば、特開２００６−２５１９６１号公報には生体認証機能を有するクライアント・サーバシステムにパスワードを認証する機能を設けて、生体認証不可能時の救済を図る方法が記載されている。
【０００７】
また、特開２００５−３５０９６０号公報には、ゲートにおける人の認証を実行する認証装置において、ＩＣカードと指紋認証とを組み合わせたシステムが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１２９７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１９６１号公報
【特許文献３】特開２００５−３５０９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
生体認証未対応者を防ぐために、生体認証のための装置の感度を低くするとセキュリティのレベルが低下する問題がある。従来の生体認証では、僅かではあるが、生体認証未対応者が発生することを避けることができないために、ＩＣカードやパスワードなどによる従前の認証機能を生体認証技術に組み合わせる必要があった。
【０００９】
しかしながら、これでは、従来の認証技術に代えてセキュリティが高く利便性に優れているはずの生体認証技術の有利性が損なわれてしまうことと、生体認証装置が複雑になり、その費用が嵩むという課題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、ＩＣカードやパスワードなどによる従前の認証機能を有さなくても生体認証装置が生体認証未対応者の認証を可能にした生体認証装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明はこの目的を達成するために、生体から当該生体の特徴情報を検出して、前記生体の認証を行う生体認証装置において、前記生体の一部から前記特徴情報を持った画像を検出する検出部と、前記生体の一部を前記検出部に臨むように収容する収容部と、を備え、前記収容部は、前記生体の一部が存在しない状態で、前記特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体を前記検出部に対向するように収容し、前記検出部は前記カード型記録媒体から前記代替情報を検出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、収容部が特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体を収容できるように構成され、検出部は前記カード型記録媒体から前記代替情報を検出することができるために、ＩＣカードやパスワードなどによる従前の認証機能を有さなくても生体認証装置が生体認証未対応者の認証を可能にした生体認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、セキュリティシステムなどに用いる好適な生体認証装置について説明する。この生体認証装置は、生体の一部、例えば、指から指の特徴情報を検出して、生体の認証を行う。すなわち、生体認証装置は、指静脈認証装置として、生体の一部として指が挿入されたときに、指の上方に設けられたLED（Light Emitting Diode）などの赤外線光源から赤外光を指内に照射し、指内で拡散した赤外光のうち静脈を透過するかまたは静脈から反射するなどして、指の静脈の形態（静脈パターン）を含む指の内部環境の影響を受けて指外部に放出される透過光に基づく画像を撮像し、この画像から静脈パターンを特徴情報として抽出して本人認証を行う。
【００１４】
また、この生体認証装置は、生体の一部の特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体が挿入されたときに、赤外線光源からの赤外光をカード型記録媒体内に照射し、カード型記録媒体内を透過した透過光に基づく画像を撮像し、この画像から擬似パターンを代替情報として抽出して本人認証を行う。
【００１５】
図１は、認証対象が指であるときの生体認証装置の要部断面図であり、図２は、認証対象がカード型記録媒体であるときの生体認証装置の要部断面図である。
【００１６】
図１および図２において、生体認証装置は、全体が立方体状に形成された筐体１０を備えている。筐体１０の内部には、生体の一部としての指１２またはカード型記録媒体１４を挿入可能な空間部が形成されており、この空間部の上部側には、LEDで構成された赤外線光源１６が配置されている。空間部の底部側には、指１２を載置するための指ガイド部１８が設けられているとともに、指１２と後述の光学系との焦点距離を確保するための溝部２０が設けられている。
【００１７】
溝部２０の幅は、指１２の幅よりも狭くなっている。ユーザが指１２を指ガイド部１８上に挿入し、指１２が溝部２０を全て覆うように、指１２を指ガイド部１８上に置くと、赤外線光源１６からの赤外光が指１２の表面に照射される。
【００１８】
溝部２０の底面２２には、指１２を透過した透過光を取り込むために、例えば、矩形（長方形）の透過光取込口２４が設けられている。この透過光取込口２４にはIRフィルタ（図示せず）が付設されている。IRフィルタは太陽光や蛍光灯などの光など、認証には不要な外光を遮断する。また、塵・水滴などが認証装置内部に侵入するのを防ぐ。底面２２の下方には、光学系としてのレンズ装置や撮像素子が配置されている。レンズ装置や撮像素子により、透過光取込口２４から取り込まれた透過光に基づく画像が撮像される。
【００１９】
図３は、生体認証装置の光学系と指との位置関係の一例を示す概略図である。
【００２０】
図３において、光学系を構成するレンズ装置２６は、透過光を撮像素子２８に結像するものであって、指側の第１レンズ３０と撮像素子側の第２レンズ３２とからなるレンズユニット３４がレンズ筐体３６に支持固定されている。第１レンズ３０と第２レンズ３２は、互いに光軸３８に沿って対向するようにレンズ筐体３６内に収納されている。
【００２１】
第１レンズ３０および第２レンズ３２は、有効直径Dが約２mm以下、好ましく１mm〜１．５mmの極小径レンズである。第１レンズ３０は、撮像素子２８側が凹状に形成され、全体が負のパワーを有する凹レンズである。第２レンズ３２は、指１２側および撮像素子２８側が凸状に形成され、全体が正のパワーを有する凸レンズである。
【００２２】
撮像素子２８は、CCDあるいはCMOSから構成されて、基板４０上に固定されている。撮像素子２８の表面には、撮像素子２８を保護する透明層４２が形成されている。基板４０は、筐体１０の底面部４４に支持されている。
【００２３】
レンズ筐体３６は、レンズユニット３４が収納できるように中空円筒状に形成されている。レンズ筐体３６は、支持部材４６によって基板４０に支持されている。
【００２４】
レンズユニット３４は、凸凹レンズを組み合わせることにより、短焦点で広画角を持ったレンズとしての特性を有している。このことにより、レンズユニット３４を被写体である指１２に近づけることができ、且つ、レンズユニット３４を指１２に近づけても、広い範囲の画像を撮像素子２８に取り込むことができる。
【００２５】
この結果、指底４８と撮像素子２８との間の距離（共役距離）L１を低減でき、共役距離を５．０mm〜１２．０mmの範囲に納めることができる。
【００２６】
また符合５０は、ジャストピント位置を示し、符号L２は、指１２内のジャストピント位置５０と撮像素子２８との間のジャストピント長である。指１２内にジャストピント位置５０が来るように、レンズ装置２６を撮像素子２８に対して進退させて、レンズユニット３４と撮像素子２８との間隔が調整される。
【００２７】
図４は、歪み特性を示すグラフである。図４に示す物高とは、画像の中心点（光軸３８）から画像の端部までの相対位置を示し、例えば、物高が“１．０”とは画像の最端部の位置を示し、物高が“０．６”とは、中心点が６０％の位置（端部から４０％）であることを表している。
【００２８】
図４において、８００は第１のレンズユニットの特性であり、８０２は第２のレンズユニットの特性である。歪み特性がマイナスであるとは画素が画像の中心側に歪み、歪み特性がプラスであるとは、画素が画像の中心から離れる方向に歪んでいることを示している。
【００２９】
歪み（％）は、画素の本来の位置（中心からの距離“T”）と歪んだ後の画素の位置（中心からの距離“S”）に対して、“T/S”に相当する値である。光学歪みがマイナス６０％よりマイナス側に大きいと、周辺部での解像度が急に劣化し、画像の歪み補正を行っても画像を完全に修復できないことがある。
【００３０】
また光学歪みが＋５０％を超えると、広い範囲の画像を処理する必要があり、処理時間に問題が生じることがある。したがって、第１の特性（８００）と第２の特性（８０２）との間に歪みが制限されている限り、すなわち、光学歪みが−６０％から＋５０％の範囲内に納まっている限り、画像処理部で歪みを補正することができる。
【００３１】
レンズユニット３４の特性として、さらに物側最大画角での感度比が１０％以上６０％以下であることが好ましく、さらに、好ましくは感度が４０％以上６５％以下である。
【００３２】
図１および図２に戻り説明を続けると、筐体１０内部にはカード位置決めスリット５２が指１２の両側面側を臨むように形成されている。このカード位置決めスリット５２には、カード型記録媒体１４が挿入されるようになっている。カード型記録媒体１４がカード位置決めスリット５２内に挿入された状態を図２に示す。すなわち、筐体１０は、指１２を、検出部である撮像素子２８を臨むように収容し、指１２が存在しない状態では、カード型記録媒体１４を撮像素子２８に対向するように収容する収容部として機能する。
【００３３】
カード型記録媒体１４は、図５（a）に示すように、ほぼ長方形形状に形成され、その厚さが０．５mm乃至６mmである。カード型記録媒体１４の長さと幅は、筐体１０内に挿入可能であって、カード位置決めスリット５２内に挿入可能な値に設定されている。
【００３４】
カード型記録媒体１４は、図５（b）に示すように、赤外線光源１６からの赤外光を透過する透明層５４を備えている。この透明層５４は、例えば、ポリアセタール樹脂で構成されている。透明層５４の上部側と下部側には可視光をカットする可視光カットフィルタとして機能する遮光層５６、５８が形成されている。各遮光層５６、５８には、各遮光層５６、５８を保護し、赤外光を透過する保護層６０、６２が形成されている。保護層６０、６２は、例えばプラスチック材を用いて構成されている。
【００３５】
カード型記録媒体１４のうち透明層５４の表面には、図６に示すように、指１２の静脈パターン（特徴情報）に代わる代替情報としての擬似パターン６４がユーザ固有の任意のパターンとして描かれているとともに、特徴情報による認証を生体認証装置に解除させるための特殊符号としての解除マーク６６が描かれている。
【００３６】
図７は、生体認証装置における画像処理装置の機能ブロック図である。画像処理装置は、検出部である撮像素子２８によって撮像された画像から指１２の静脈パターンまたはカード型記録媒体１４の擬似パターン６４を抽出する抽出部６８と、画像の歪みを補正する補正部７０と、生体毎の静脈パターンと生体に対応した擬似パターン６４を予め記録する記録部７２と、抽出部６８により抽出された静脈パターンと記録部７２に記録された静脈パターンとを照合し、または抽出部６８により抽出された擬似パターンと記録部７２に記録された擬似パターンとを照合する照合部７４と、照合部７４の照合結果をユーザなどに通知する通知部７６と、照合部７４の照合結果に応じて制御対象を制御する制御部７７を備えている。
【００３７】
具体的には、図８に示すように、画像処理装置は、抽出部６８、照合部７４、通知部７６、制御部７７として機能するCPU（Central Processing Unit）７８と、補正部として機能するDSP（Digital Signal Processor）８０、記録部７２として機能するメモリ８２を備えている。
【００３８】
CPU７８は、ユーザの操作に基づき、メモリ８２に記録された画像処理プログラムをスタートし、DSP８０に、撮像素子２８から画像を取り込むように指令する。CPU７８は、撮像素子２８の各画素の輝度データを、DSP８０から取り込み、筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されているか否かを判定する。
【００３９】
筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されていない場合には、外光が撮像素子２８に至り、所定以上に画素の輝度が上がるために、CPU７８は、筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されていないと判定する。
【００４０】
一方、CPU７８は、筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４が挿入されていると判定すると、撮像素子２８で得られた画像の各画素の輝度をチェックして、輝度が各画素で均一になるように、赤外線光源１６からの赤外光の光量を制御する。
【００４１】
例えば、指１２の厚みが薄い場合、厚い指１２と比較して輝度が高くなる傾向にあるので、光量が少なくなるように、CPU７８は、赤外線光源１６に駆動信号を出力する。また、幅の細い指１２の場合、幅の太い指１２と比較して、底面２２から撮像素子２８までの距離が遠くなるため、光が届きにくい。このため、十分な量の光を指１２に照射するために、CPU７８は、赤外線光源１６からの光量を強くするための制御を行う。
【００４２】
また、同一の指１２では、指先側と指根元側では幅が違うため、適切な光量値が異なる。よって、CPU７８は、指先側と指根元側の光量値をそれぞれ独立に制御する。また、指１２は、指先が細く、指根元ほど太くなるという特徴を利用し、指先側の光量が強くなるように、CPU７８は、予め光量を調整し、指先側、指根元側の光量を同時に制御してもよい。
【００４３】
CPU７８は、光量の補正の終了と判定すると、DSP８０に、撮像素子２８で撮影された画像について歪み補正を行うように指令する。DSP８０による歪み補正は、歪み特性に基づく演算によって行われる。したがって、生体認証装置の出荷前に、予めレンズユニット３４の歪み特性を求めて、メモリ８２に歪み特性を保存しておく。DSP８０は、この歪み特性を参照して、撮像素子２８で得られた各画素について歪み補正を行う。
【００４４】
歪みがX％であると、画像中の補正対象画素に補正値（１００/X）が乗じられて、画像中心（光軸）に対する画素位置が演算結果に基づいて補正される。歪みがプラスである場合には、画素位置が光軸側に補正され、歪みがマイナスである場合には、画素位置が光軸から離間する方向に補正される。
【００４５】
次に、CPU７８は、歪み補正後の画像をメモリ８２に記憶し、補正後のモノクロ画像の各画素について濃淡を判定し、補正後の画像から静脈パターンまたは擬似パターンを抽出する（特徴点抽出）。
【００４６】
赤外線光源１６から指１２に照射された赤外光は静脈中のヘモグロビンに吸収される一方、他の組織によって様々な方向に拡散するので、静脈パターンに対応した透過光がレンズユニット３４を介して撮像素子２８に至る。静脈パターンに相当する画素領域では透過光が吸収によって弱められるので、静脈パターンに相当する領域が暗くなったモノクロ画像が撮像素子２８によって得られる。
【００４７】
また赤外線光源１６からカード型記録媒体１４に照射された赤外光は保護層６０、遮光層５６、透明層５４、遮光層５８、保護層６２を透過するので、擬似パターン６４と解除マーク６６に対応した透過光がレンズユニット３４を介して撮像素子２８に至る。擬似パターン６４と解除マーク６６に相当する画素領域では透過光が吸収によって弱められるので、擬似パターン６４と解除マーク６６に相当する領域が暗くなったモノクロ画像が撮像素子２８によって得られる。
【００４８】
CPU７８は、このモノクロ画像から静脈パターンまたは擬似パターン６４と解除マーク６６を検出し、検出した静脈パターンまたは擬似パターン６４と解除マーク６６を用いて生体認証を行う。
【００４９】
具体的には、抽出された静脈パターンと擬似パターン６４をメモリ８２に記録し、記録された静脈パターンと新たに抽出された静脈パターンとが一致するか否かの判定を行って本人認証の合否を決定する。また抽出された擬似パターン６４と解除マーク６６をメモリ８２に記録し、記録された擬似パターンと新たに抽出された擬似パターンとが一致するか否かの判定を行って本人認証の合否を決定する。
【００５０】
この際、CPU７８は、本人の認証結果を情報処理装置や外部装置に通知する。この通知を用いて情報処理装置や外部装置はセキュリティに関するサービスなどをユーザに対して提供する。
【００５１】
静脈パターンを登録するに際しては、図９（a）に示すように、ユーザが指１２を生体認証装置の筐体１０内に挿入すると（S１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に静脈パターンを取得し（S２）、取得した静脈パターンを特徴情報としてメモリ８２に登録する（S３）。
【００５２】
擬似パターンを登録するに際しては、図９（ｂ）に示すように、ユーザが生体認証装置の筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入すると（S１１）、CPU７８は撮像素子２８の画像を基に代替情報としての擬似パターン６４を取得し（S１２）、取得した擬似パターンをユーザ固有の情報としてメモリ８２に登録する（S１３）。
【００５３】
また、透明層５４に解除マーク６６が描かれているときの擬似パターンを登録するに際しては、図９（c）に示すように、ユーザがカード型記録媒体１４を筐体１０内に挿入すると（S２１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に代替情報の擬似パターン６４と解除マーク６６を取得し（S２２）、取得した擬似パターン６４と解除マーク６６をユーザ固有の情報としてメモリ８２に登録する（S２３）。
【００５４】
次に、本発明の第１実施形態の作用を図１０のフローチャートにしたがって説明する。ユーザが筐体１０内に指１２を挿入すると（S３１）、撮像素子２８は、指１２の特徴情報である静脈パターンの画像を検出する（S３２）。このあと、CPU７８は、撮像素子２８の画像を取り込んで、認証に必要な画像を抽出したか、すなわち画像から、生体の一部の特徴情報である静脈パターンを抽出したか否かの判定を行う（S３３）。
【００５５】
CPU７８は、認証に必要な画像を抽出したと判定したときには、抽出した特徴情報(静脈パターン)を基にメモリ８２を参照し、抽出した静脈パターンとメモリ８２に登録されている静脈パターンとの照合を行う（S３４）。
【００５６】
ここで、CPU７８は、抽出した静脈パターンとメモリ８２に登録されている静脈パターンとの照合が成功したか否かの判定を行う（S３５）。CPU７８は、照合が成功したときには、認証が成功（OK）として、すなわち、抽出した静脈パターンは、特定の生体（ユーザ）であることを決定し、認証に成功した旨をユーザに通知し（S３６）、このルーチンでの処理を終了する。一方、CPU７８は、照合が失敗であると判定したときには、認証に失敗（NG）した旨をユーザに通知し（S３７）、このルーチンでの処理を終了する。
【００５７】
一方、ステップS３３において、認証に必要な画像が抽出されないと判定したときには、CPU７８は、抽出画像がNGである旨をユーザに告知するとともに、ユーザにカード型記録媒体１４の挿入を促す旨の処理を行う（S３８）。
【００５８】
このあと、CPU７８は、筐体１０内にカード型記録媒体１４が挿入されたか否かの判定を行い（S３９）、カード型記録媒体１４が筐体１０内に挿入されないときには、一定時間経過したか否かを判定し（S４０）、一定時間経過したときには認証に失敗（NG）した旨をユーザに告知し（S４１）、このルーチンでの処理を終了する。
【００５９】
一方、CPU７８は、ステップＳ３９で筐体１０内にカード型記録媒体１４が挿入されたと判定したときには、撮像素子２８の画像を基に解除マーク６６を認識し（S４２）、続いて擬似パターン６４を認識する（S４３）。この後、CPU７８は、認識した擬似パターン６４を基にメモリ８２を参照し、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に登録されている擬似パターンとの照合を行う（S４４）。
【００６０】
ここで、CPU７８は、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に登録されている擬似パターンとの照合が成功した否かを判定する（S４５）。CPU７８は、照合が成功したときには、認証に成功（OK）した旨をユーザに通知し（S４６）、このルーチンでの処理を終了し、照合が失敗であるときには、認証に失敗（NG）した旨をユーザに通知し（S４１）、このルーチンでの処理を終了する。
【００６１】
これらの処理により、静脈パターンを登録することができる生体認証対応者は、指１２を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができ、静脈パターンを登録することができない生体認証未対応者は、カード型記録媒体１４を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができる。
【００６２】
次に、本発明の第２実施形態の作用を図１１のフローチャートにしたがって説明する。まず、ユーザが筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入すると（S５１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に解除マーク６６を認識したか否かを判定する（S５２）。
【００６３】
CPU７８は、解除マーク６６を認識したときには、続いて擬似パターン６４を認識したか否かを判定する（S５３）。
【００６４】
CPU７８は、ステップS５２、S５３において、解除マーク６６または擬似パターン６４を認識しないときには、カード型記録媒体１４による認証が失敗（NG）である旨の告知をユーザに行い（S５４）、このルーチンでの処理を終了する。
【００６５】
一方、CPU７８は、解除マーク６６と擬似パターン６４を認識したときには、認識した擬似パターン（代替パターン）６４を基にメモリ８２を参照し、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に記録されている擬似パターンとの照合を行い（S５５）、照合が成功したか否かの判定を行う（S５６）。
【００６６】
CPU７８は、照合に成功したときには、カード型記録媒体１４による認証に成功（OK）した旨の告知をユーザに行い（S５７）、このルーチンでの処理を終了し、照合に失敗したときには、カード型記録媒体１４による認証に失敗（NG）した旨の告知をユーザに行い（S５８）、このルーチンでの処理を終了する。
【００６７】
これらの処理により、静脈パターンを登録することができない生体認証未対応者は、カード型記録媒体１４を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができる。
【００６８】
次に、本発明の第３実施形態の作用を図１２のフローチャートにしたがって説明する。まず、ユーザが筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入すると（S６１）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に解除マーク６６を認識したか否かを判定する（S６２）。CPU７８は、解除マーク６６を認識しないと判定したときには、カード型記録媒体１４による認証は失敗（NG）である旨の告知をユーザに行い（S６３）、このルーチンでの処理を終了し、解除マーク６６を認識したときには、一旦カード型記録媒体１４を筐体１０から取り出すようにとのメッセージをユーザに対して行う（S６４）。
【００６９】
筐体１０からカード型記録媒体１４が取り出されたあと、筐体１０内にユーザの指１２が挿入されると（S６５）、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に、何らかの静脈パターン（血管パターン）を認識したか否かの判定を行う（S６６）。このとき、CPU７８は、ユーザの指１２から何らかの静脈パターン（血管パターン）を認識できないときには、カード型記録媒体１４による認証に失敗（NG）した旨の告知をユーザに行い（S６７）、このルーチンでの処理を終了し、何らかの静脈パターン（血管パターン）を認識したときには、筐体１０内にカード型記録媒体１４を再度挿入させるためのメッセージをユーザに対して行う（S６８）。
【００７０】
このあと、筐体１０内にカード型記録媒体１４が再度挿入されたときには、CPU７８は、撮像素子２８の画像を基に擬似パターン６４を認識したか否かを判定する（S６０）。このとき、CPU７８は、擬似パターン６４を認識しないときにはステップS６７に移行し、カード型記録媒体１４による認証に失敗した旨の告知を行い、擬似パターン６４を認識したときには、認識した擬似パターン６４を基にメモリ８２を参照する。
【００７１】
このあとCPU７８は、認識した擬似パターン６４とメモリ８２に登録された擬似パターンとの照合を行い（S７０）、照合が成功したか否かを判定する（S７１）。このとき、CPU７８は、照合に成功したときにはカードによる認証が成功（OK）である旨の告知をユーザに対して行い（S７２）、照合に失敗したときには、カード型記録媒体１４による認証に失敗（NG）した旨の告知をユーザに行い（S６７）、このルーチンでの処理を終了する。
【００７２】
これらの処理により、静脈パターンを登録することができない生体認証未対応者は、カード型記録媒体１４を生体認証装置の筐体１０に挿入することで本人認証を受けることができ、また、生体認証を受ける擬似動作を生体認証装置に要求することができる。
【００７３】
図１３は、本発明を入退出管理システム、例えば、セキュリティマンションに適用した際の実施形態に係わるものであり、第１の区画と、第１の区画に繋がる複数の第２の区画からなり、各区画の端部に本発明に係わる生体認証装置が設定されている。図１３はセキュリティマンションの平面図を示している。図１３において、セキュリティマンションは部屋A〜Gを備え、各部屋A〜Gは廊下９０に面して配置されている。廊下９０は、ロビーに隣接して配置されており、ロビーの中央部には、自動ドア９４が配置され、自動ドア９４の外側にはエントランス９６が設けられている。
【００７４】
自動ドア９４近傍には、生体認証装置１００が設置され、各部屋A〜Gのドア近傍には、生体認証装置１００がそれぞれ設置されている。
【００７５】
エントランス９６に設置された生体認証装置１００と各部屋A〜Gに設けられた生体認証装置１００は同一のもので構成されている。エントランス９６に設けられた生体認証装置１００のメモリ８２には、全ての部屋A〜Gの居住者に関する静脈パターンあるいは擬似パターン６４が記録され、各部屋A〜Gの生体認証装置１００のメモリ８２には、各部屋A〜Gの居住者の静脈パターンあるいは擬似パターン６４が記録されている。
【００７６】
セキュリティマンションのいずれかの居住者がエントランス９６の生体認証装置１００の筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４を挿入すると、生体認証装置１００による生体認証処理が実行される。
【００７７】
例えば、居住者がエントランス９６の生体認証装置１００の筐体１０内に指１２を挿入すると、CPU７８は、撮像素子２８の撮像による画像から抽出した静脈パターンを基にメモリ８２を参照し、抽出した静脈パターンとメモリ８２に登録されている静脈パターンとの照合を行う。
【００７８】
ここで、CPU７８が照合に成功したと判定したときには、自動ドア９４を制御対象とする制御部７７の処理により、自動ドア９４が開かれ、居住者は自動ドア９４を介してロビー９２や廊下９０まで行くことができる。なお、CPU７８が照合に失敗したと判定したときには、制御部７７の処理により、自動ドア９４は閉じたままとなる。このとき、CPU７８は、筐体１０内に指１２を挿入した居住者に対して、認証に失敗した旨を通知する。
【００７９】
一方、居住者がエントランス９６の生体認証装置１００の筐体１０内に、指１２の代わりに、カード型記録媒体１４を挿入すると、CPU７８は、撮像素子２８の撮像による画像から抽出した擬似パターン６４を基にメモリ８２を参照し、抽出した擬似パターン６４とメモリ８２に記録されている擬似パターンとの照合を行う。
【００８０】
ここで、CPU７８が照合に成功したと判定したときには、制御部７７の処理により、自動ドア９４が開かれ、居住者は自動ドア９４を介してロビー９２や廊下９０まで行くことができる。なお、CPU７８が照合に失敗したと判定したときには、制御部７７の処理により、自動ドア９４は閉じたままとなる。このとき、CPU７８は、筐体１０内にカード型記録媒体１４を挿入した居住者に対して、認証に失敗した旨を通知する。
【００８１】
このあと、例えば、部屋Aの居住者が部屋Aの入口に設けられた生体認証装置１００の筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４を挿入すると、生体認証装置１００による生体認証処理が実行される。この場合も、エントランス９６の生体認証装置１００で実行された生体認証処理と同様の生体認証処理が実行される。そして、認証に成功すると、部屋Aの入口ドアが制御部７７によって開かれ、居住者は部屋A内に入ることができる。なお、認証に失敗したときには、部屋Aの入口ドアは閉じたままである。
【００８２】
本実施形態によれば、セキュリティマンションの居住者は、エントランスに設けられた生体認証装置１００または各部屋A〜Gに設けられた生体認証装置１００の筐体１０内に指１２またはカード型記録媒体１４を挿入することで、自動ドア１４を開閉したり、自分の部屋のドアを開閉したりすることができる。すなわち、静脈パターンを登録した居住者とともに、静脈パターンを登録できない居住者であっても、擬似パターン６４を登録した居住者は、生体認証装置１００による認証を受けることで、自動ドア９４や自分の部屋のドアを開閉することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、本発明をセキュリティマンションに適用したものについて述べたが、本発明は、ホテルや客船、一般のビル、学校、貸金庫、ロッカーエレベータ等の所謂入退出システムにも適用することができる。
【００８４】
また、各部屋A〜Gに設けられた生体認証装置１００と、エントランス９６に設けられた生体認証装置１００でそれぞれ本人認証を行う代わりに、各生体認証装置１００をそれぞれサーバに接続し、各部屋A〜Gやエントランス９６における本人認証をサーバが行うようにすることもできる。
【００８５】
また、前記各実施形態では、生体認証装置を静脈認証装置として用いるものについて述べたが、本発明は、静脈認証装置以外の装置であって、指紋、手のひら静脈をパターンとして用いるものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係る生体認証装置の一実施形態であって、指を認証対象としたときの状態を示す生体認証装置の要部断面図である。
【図２】本発明に係る生体認証装置の一実施形態であって、カード型記録媒体を認証対象としたときの状態を示す生体認証装置の要部断面図である。
【図３】指と光学系との位置関係を説明するための概略図である。
【図４】物高と歪み（％）との関係の一例を示す特性図である。
【図５】（a）はカード型記録媒体の斜視図であり、（b）はカード型記録媒体の拡大断面図である。
【図６】カード型記録媒体の透明層の斜視図である。
【図７】画像処理装置の機能ブロック図である。
【図８】画像処理装置のブロック図である。
【図９】（a）は静脈パターンの登録を説明するためのフローチャート、（b）は擬似パターンの登録を説明するためのフローチャート、（c）は擬似パターンと解除マークの登録を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１３】セキュリティマンションの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ 筐体、１２ 指、１４ カード型記録媒体、１６ 赤外線光源、２８ 撮像素子、５４ 透明層、５６、５８ 遮光層、６４ 擬似パターン、６６ 解除マーク、７８ CPU、８２ メモリ、１００ 生体認証装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体から当該生体の特徴情報を検出して、前記生体の認証を行う生体認証装置において、
前記生体の一部から前記特徴情報を持った画像を検出する検出部と、
前記生体の一部を前記検出部に臨むように収容する収容部と、
を備え、
前記収容部は、前記生体の一部が存在しない状態で、前記特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体を前記検出部に対向するように収容し、前記検出部は、前記カード型記録媒体から前記代替情報を検出する、生体認証装置。
【請求項２】
前記画像から前記特徴情報を抽出する抽出部と、
前記特徴情報を生体毎に複数登録した記録部と、
前記抽出した前記特徴情報を、前記記録部を参照して照合する照合部と、
前記照合部による照合結果を通知する通知部と、
を備える、請求項１記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記抽出部は、前記カード型記録媒体から前記代替情報を抽出し、
前記記録部は、前記生体毎に前記代替情報を記録し、
前記照合部は、前記抽出した代替情報に基づいて前記記録部を参照し、前記抽出した代替情報に関連する特定の生体を決定する、請求項２記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記照合部は、前記抽出した前記特徴情報と前記記録部に記録された特徴情報とが一致したことを条件に、前記抽出した前記特徴情報に関連する特定の生体を決定する、請求項２記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記抽出部は、前記カード型記録媒体に記録された特殊符号を抽出すると、前記照合部は、前記特徴情報の照合を行うことなく、前記代替情報を照合する、請求項３記載の生体認証装置。
【請求項６】
前記画像から前記特徴情報を抽出し、前記カード型記録媒体から前記代替情報を抽出する抽出部と、
前記特徴情報と前記代替情報をそれぞれ生体毎に複数登録した記録部と、
前記抽出部が特徴情報を抽出したときには、前記抽出した前記特徴情報と前記記録部に記録された特徴情報とを照合し、前記抽出部が代替情報を抽出したときには、前記抽出した代替情報と前記記録部に記録された代替情報とを照合する照合部と、
前記照合部による照合結果を通知する通知部と、
を備える、請求項１記載の生体認証装置。
【請求項７】
前記照合部の照合結果に従って制御対象を制御する制御部を備える、請求項６記載の生体認証装置。
【請求項８】
生体から当該生体の特徴情報を検出して、前記生体の認証を行う生体認証装置に適用されるカード型記録媒体であって、
前記特徴情報に代わる代替情報が描かれた透明層と、
当該透明層を遮光する遮光層と、
を備える、カード型記録媒体。
【請求項９】
前記透明層には、前記特徴情報による認証を前記生体認証装置に解除させるための特殊符号が描かれている、請求項８記載のカード型記録媒体。
【請求項１０】
カード型記録媒体に記録された情報を検出して、生体の認証を行う生体認証方法であって、
前記カード型記録媒体から前記生体の特徴情報に代わる代替情報を検出するステップと、
前記ステップで検出された代替情報と前記生体毎に記録された代替情報とを照合するステップと、
前記ステップの照合結果を告知するステップと、
を備える、生体認証方法。
【請求項１】
生体から当該生体の特徴情報を検出して、前記生体の認証を行う生体認証装置において、
前記生体の一部から前記特徴情報を持った画像を検出する検出部と、
前記生体の一部を前記検出部に臨むように収容する収容部と、
を備え、
前記収容部は、前記生体の一部が存在しない状態で、前記特徴情報に代わる代替情報を備えたカード型記録媒体を前記検出部に対向するように収容し、前記検出部は、前記カード型記録媒体から前記代替情報を検出する、生体認証装置。
【請求項２】
前記画像から前記特徴情報を抽出する抽出部と、
前記特徴情報を生体毎に複数登録した記録部と、
前記抽出した前記特徴情報を、前記記録部を参照して照合する照合部と、
前記照合部による照合結果を通知する通知部と、
を備える、請求項１記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記抽出部は、前記カード型記録媒体から前記代替情報を抽出し、
前記記録部は、前記生体毎に前記代替情報を記録し、
前記照合部は、前記抽出した代替情報に基づいて前記記録部を参照し、前記抽出した代替情報に関連する特定の生体を決定する、請求項２記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記照合部は、前記抽出した前記特徴情報と前記記録部に記録された特徴情報とが一致したことを条件に、前記抽出した前記特徴情報に関連する特定の生体を決定する、請求項２記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記抽出部は、前記カード型記録媒体に記録された特殊符号を抽出すると、前記照合部は、前記特徴情報の照合を行うことなく、前記代替情報を照合する、請求項３記載の生体認証装置。
【請求項６】
前記画像から前記特徴情報を抽出し、前記カード型記録媒体から前記代替情報を抽出する抽出部と、
前記特徴情報と前記代替情報をそれぞれ生体毎に複数登録した記録部と、
前記抽出部が特徴情報を抽出したときには、前記抽出した前記特徴情報と前記記録部に記録された特徴情報とを照合し、前記抽出部が代替情報を抽出したときには、前記抽出した代替情報と前記記録部に記録された代替情報とを照合する照合部と、
前記照合部による照合結果を通知する通知部と、
を備える、請求項１記載の生体認証装置。
【請求項７】
前記照合部の照合結果に従って制御対象を制御する制御部を備える、請求項６記載の生体認証装置。
【請求項８】
生体から当該生体の特徴情報を検出して、前記生体の認証を行う生体認証装置に適用されるカード型記録媒体であって、
前記特徴情報に代わる代替情報が描かれた透明層と、
当該透明層を遮光する遮光層と、
を備える、カード型記録媒体。
【請求項９】
前記透明層には、前記特徴情報による認証を前記生体認証装置に解除させるための特殊符号が描かれている、請求項８記載のカード型記録媒体。
【請求項１０】
カード型記録媒体に記録された情報を検出して、生体の認証を行う生体認証方法であって、
前記カード型記録媒体から前記生体の特徴情報に代わる代替情報を検出するステップと、
前記ステップで検出された代替情報と前記生体毎に記録された代替情報とを照合するステップと、
前記ステップの照合結果を告知するステップと、
を備える、生体認証方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２０５４６（Ｐ２０１０−２０５４６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０４７７（Ｐ２００８−１８０４７７）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
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