生体認証装置
【課題】認証時間を短縮することを特徴とする生体認証装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明による生体認証装置１０は、照合用の情報を作成する際に使用した機器の使用条件および前記対象者の体に関する情報の少なくとも一つを設定データとして、個人識別情報又は照合用の情報に対応付けて記憶している設定データ記憶部１４と、認証時に入力される個人識別情報または当該個人識別情報により特定される前記照合用の情報に基づいて前記設定データを読み出し、前記生体の位置情報を比較した結果に基づき、当該読み出した設定情報の少なくとも一部を生体認証情報取得部１２に設定して前記生体認証情報を取得させる設定部３１と、を有することを特徴とする。
【解決手段】本発明による生体認証装置１０は、照合用の情報を作成する際に使用した機器の使用条件および前記対象者の体に関する情報の少なくとも一つを設定データとして、個人識別情報又は照合用の情報に対応付けて記憶している設定データ記憶部１４と、認証時に入力される個人識別情報または当該個人識別情報により特定される前記照合用の情報に基づいて前記設定データを読み出し、前記生体の位置情報を比較した結果に基づき、当該読み出した設定情報の少なくとも一部を生体認証情報取得部１２に設定して前記生体認証情報を取得させる設定部３１と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報により個人を認証する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
企業の重要な情報や個人情報を守るために、生体認証による個人認証技術がさまざまなところで利用されるようになっている。人間の身体的特徴（生体器官）や行動的特徴（癖）の情報を利用する生体認証は、鍵のように忘れたり紛失したりすることがない。また、認証に利用する特徴によっては、同じものを持つ人が他にはいない、歳をとっても変わらないといった性質がある。そして、身体的特徴や行動的特徴（生体認証情報）は複製や偽造が難しいことから、生体認証による個人認証技術が注目されている。
【０００３】
身体的特徴は、例えば、指紋、掌紋、掌形、網膜、虹彩、顔、静脈、声紋、耳殻などが挙げられる。行動的特徴は、筆跡、打鍵、まばたきなどが挙げられる。
指紋のような体表の情報は、樹脂などによりパターンが偽造されるおそれがあるが、静脈は体内の器官であるため、パターンの偽造が困難である。
【０００４】
また、指の静脈を利用した生体認証装置は、小型化が容易であり、さまざまなところに組み込むことが可能である。したがって、指静脈認証装置をセキュリティエリアの出入口やロッカーに組み込むことで、鍵を利用せずに、個人認証が可能となる。
例えば、特許文献１には、撮像された指静脈の画像を元に光源からの照射光量を最適化し、認証のための画像演算において静脈パターンの強調処理を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９２６１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１３４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、認証率の低下を防ぐために、撮像時に静脈パターンが撮像されているか否かを確認して光量を調整する方法が記載されている。
しかし、指静脈認証装置の対象物である指は、長さや太さの個人差が大きい。
そのため、特許文献１の方法では、ある初期値の光量で撮像して、静脈パターンが撮像されているか否かを確認した後、上手く撮像されていなければ光量を強くしたり弱くしたり調整して、静脈パターンが最適に撮像されるまでフィードバックを繰り返す。この方法では、どのような指を撮像するのかわからない状態から撮像を開始するため、光量のフィードバック回数が増えて、認証時間を要してしまう。
【０００７】
特許文献２には、登録時に生体情報を取得するときに調整した生体センサの光量、フォーカス、外光の影響など撮影条件を記録しておき、認証時にその記録した情報を設定して撮影を行うことで認証時の生体情報の取得のフィードバックの繰り返しを少なくする方法が記載されている。
しかし、認証時において生体情報を取得するとき、登録時と認証時で撮像素子と対象物との位置関係がずれると生体センサの最適な動作条件が変わってしまうため、特許文献１と同様に静脈パターンが最適に撮像されるまでフィードバックを繰り返し、光量のフィードバック回数が増えて、認証時間を要してしまう。
【０００８】
また、駅のロッカーやフィットネスジムのロッカーなどのように、不特定多数の人が静脈パターンの登録と認証を頻繁に行う場合は、特異な指を撮像する場合もあり、光量などのフィードバックを繰り返すことになって、認証時間を要してしまう。
一方、勤怠管理やセキュリティエリアへの入退室管理などのように、静脈パターンの登録が済んでいる状態において認証を行う場合は、認証時間を要すると、認証を待つための渋滞が発生してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した課題を解決するために、認証時間を短縮することを特徴とする生体認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明による生体認証装置は、生体認証用の生体認証情報を認証の対象となる対象者の体から取得し、前記体の位置を検出する生体認証情報取得部と、前記取得した生体認証情報と照合する照合用の情報を、前記対象者を個々に識別する個人識別情報に対応付けて複数人分記憶している記憶部と、前記個人識別情報を入力する入力部と、前記入力部を介して入力される個人識別情報に対応する照合用の情報と、前記生体認証情報取得部により取得された生体認証情報とを照合して個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、前記照合用の情報を作成する際に使用した機器の使用条件および前記対象者の体に関する情報の少なくとも一つを設定データとして、前記個人識別情報又は前記照合用の情報に対応付けて記憶している設定データ記憶部と、前記認証時に入力される個人識別情報または当該個人識別情報により特定される前記照合用の情報に基づいて前記設定データを読み出し、当該読み出した設定情報の少なくとも一部を前記生体認証情報取得部に設定して前記生体認証情報を取得させる設定部とをさらに有し、前記認証部は、前記生体認証情報取得部より取得された生体認証情報から生体の位置情報を取得する位置情報検出部を有し、前記設定データ記憶部は、前記設定データの１つとして、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報を有し、前記認証部は、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報と、認証時における前記生体の位置情報とを比較して、前記生体の位置の変化量を算出し、前記生体の位置の変化量が所定のしきい値以下の場合には、前記生体の位置情報以外の設定データを前記生体認証情報取得部に設定した状態で取得された生体認証情報を用いて個人認証を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生体情報による個人認証に要する時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の指静脈認証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の指静脈認証装置の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置の断面図である。
【図３】第１実施形態の指静脈認証装置の機能ブロック図である。
【図４】第１実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【図５】第１実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【図６】第２実施形態の指静脈認証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図７】第２実施形態の指静脈認証装置の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置の断面図である。
【図８】第２実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【図９】第２実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【図１０】第３実施形態の指静脈認証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【図１２】第３実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以降、本発明を実施するための形態（「本実施形態」という）を、図などを参照しながら詳細に説明する。また、本実施形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
なお、生体認証装置の一例として、指の静脈を用いた、指静脈認証装置について説明をする。
【００１４】
<<第１実施形態>>
（概要）
指静脈認証装置１０は、血管（血液）と他の組織との赤外光吸収率の差を利用して静脈パターンを撮像する。静脈パターンは、赤外光の吸収量が少ない部分や赤外光を透過する部分は白く（明るく）表現される。逆に、赤外光の吸収量が多い静脈部や赤外光が届きにくい指の周囲部は、赤外光の光量が少ないので黒く（暗く）撮像される。
これにより、指の輪郭と指内部の静脈を認識することができる。
【００１５】
（ハードウェア構成）
図１は、第１実施形態の指静脈認証装置１０のハードウェア構成を示す図である。
指静脈認証装置１０（生体認証装置）は、入力装置１０−１、プロセッサ１１、撮像装置１２、赤外光発光装置１３（発光装置）、メモリ１４（記憶装置）、外部Ｉ／Ｆ（InterFace）装置１５、音声出力装置１６、映像出力装置１７、タッチセンサ装置２０を有する。これらは、バスを介して相互に接続される（図示せず）。
【００１６】
入力装置１０−１は、例えば、カードリーダやテンキーなどであり、利用者から入力された情報をプロセッサ１１に送信する。
プロセッサ１１は、メモリ１４に記憶されているプログラムを実行することによって各種処理を行う。
撮像装置１２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラであり、利用者の体（指などの生体）を撮像する。
赤外光発光装置１３は、例えば赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、静脈撮像のために指７０（図２参照）へ光を照射する。
メモリ１４は、プロセッサ１１が実行するプログラムを記憶する。また、メモリ１４は、照合用テンプレートを記憶する。
【００１７】
外部Ｉ／Ｆ装置１５は、通信回線を介してパーソナルコンピュータ（図示せず）などの外部機器と接続する。
音声出力装置１６は、例えばエラー音や音声ガイドメッセージを発生させ、利用者や管理者に注意を促したり正しい操作へ誘導したりする。
映像出力装置１７は、例えば液晶ディスプレイであり、エラーメッセージやガイドメッセージを表示して、利用者や管理者に注意を促したり正しい操作へ誘導したりする。
【００１８】
タッチセンサ装置２０は、指（生体）が指静脈認証装置１０にどのように置かれたかを検出する（詳細後記）。
【００１９】
（外観）
図２は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置１０の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置１０の断面図である。
【００２０】
指静脈認証装置１０は、撮像装置１２、赤外光発光装置１３、タッチセンサ装置２０、撮像窓６１およびミラー６２を有する。
撮像装置１２は、利用者の体（指など）を撮像する。指静脈認証装置１０は、血管（血液）と他の組織との赤外光吸収率の差を利用して静脈を撮像するため、赤外光域の分光感度が高いカメラを撮像装置１２として使用するのが好ましい。
赤外光発光装置１３は、例えば赤外線ＬＥＤであり、静脈撮像のために指７０へ光を照射する。
【００２１】
タッチセンサ装置２０は、指（生体）が指静脈認証装置１０にどのように置かれたかを表す位置情報を検出する。
タッチセンサ装置２０として、どのような方式のセンサを使うかは、特に限定しない。本実施形態では、静電容量式のタッチセンサを例として、説明する。この静電容量式のタッチセンサは、指が接触することにより静電容量が変化することを利用して、指の有無を検出する。
指７０が指静脈認証装置１０に置かれると、指７０がタッチセンサ装置２０に接触し、静電容量が変化する。静電容量の変化により、タッチセンサ装置２０は、指７０が置かれたことを正確に検出することができる。
【００２２】
図２に示す例では、タッチセンサ装置２０を２箇所に設置する。１箇所は指先の裏に設置し、もう１箇所は指元の裏に設置する。
人間の指は個人差があるが、一般的に指はまっすぐである。指先のタッチセンサ装置２０で指先の位置を検出し、指元のタッチセンサ装置２０で指元の位置を検出すれば、指が置かれた位置を認識することができる。
【００２３】
本実施形態では、指が置かれた位置を検出するのにタッチセンサを使用したが、これに限るものではない。別のセンサを使用したり、指の画像や輪郭、関節、静脈の位置などから、指が置かれた位置を検出したりしてもよい。
指を装置へ接触させずに指を撮像する非接触タイプの指静脈認証装置１０においても、指の画像や輪郭、関節、静脈の位置などから、指が置かれた位置を検出することができる。
【００２４】
撮像窓６１は、指静脈認証装置１０内部を保護し、指７０から散乱した光を指静脈認証装置１０内部へ取り入れる。撮像窓６１には、指７０から散乱した光の反射を防止し、赤外光を透過し可視光の透過を遮断するフィルタを設けるのが好ましい。
ミラー６２は、撮像窓６１から取り入れた光を、撮像装置１２へと反射させる。
【００２５】
（機能ブロック図）
図３は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の機能ブロック図である。
指静脈認証部３０（認証部）は、プログラムに基づくソフトウェア的な構成であり、その機能として撮像設定制御部３１、特徴抽出部３２、テンプレート管理部３３、テンプレート照合部３４および位置情報検出部３５を有する。
以降、「・・・部は」と主体を記した場合は、プロセッサ１１が、メモリ１４にプログラムをロードしたうえで、当該プログラムの機能を実現するものとする。
【００２６】
撮像設定制御部３１は、撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定を調整する（詳細後記）。
特徴抽出部３２は、撮像装置１２によって撮像された画像から、体の特徴（静脈パターンなど）を抽出する。
テンプレート管理部３３は、撮像装置１２によって撮像された画像がテンプレート作成に適するか否かの判定を行う。また、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンと、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報（詳細後記）とを、ユーザＩＤに対応づけて、照合用テンプレートとしてメモリ１４または外部機器に記憶する。また、テンプレート管理部３３は、メモリ１４または外部機器から照合用テンプレートを読み出す。
テンプレート照合部３４は、照合用テンプレートと認証用テンプレートとの照合を行い、照合結果から静脈パターンが一致する否かを判定する。
【００２７】
なお、照合用テンプレートは基準となるテンプレートであり、繰り返し使用される。一方、認証用テンプレートは認証処理の都度作成されるテンプレートである。ちなみに、テンプレートとは、雛形もしくは基準になるものという意味であるが、本実施形態では、認証時に都度作成される認証用の情報も、認証用テンプレートと称する。
【００２８】
位置情報検出部３５は、タッチセンサ装置２０の検出結果や撮像装置１２によって撮像された画像から、位置情報を検出する。また、位置情報検出部３５は、登録時の位置情報と認証時の位置情報が一致するか否かを判定する。そして、位置情報検出部３５は、登録時の位置情報と認証時の位置情報との差異（変化量）を算出する。
【００２９】
なお、位置情報は指によるものに限られない。指以外の生体の位置情報を検出し、当該位置情報を照合用テンプレートとして登録し、認証処理に使用することもできる。
【００３０】
表１の上段は、後記する図４のフローチャートにおけるステップＳ４１１の照合用テンプレートのフォーマットである。
表１の中段は、上段の照合用テンプレートの変形例であり、位置情報および設定データを複数含む照合用テンプレートのフォーマットである。これは、１人の利用者が、複数の位置において設定データを登録する場合に用いられる。
表１の下段は、後記する図５のフローチャートにおけるステップＳ５１５の認証用テンプレートのフォーマットである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
照合用テンプレートには、ユーザＩＤ（identifier）、特徴が抽出された静脈パターン、位置情報および設定データ（撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定情報）が含まれる。
ユーザＩＤとは、利用者を一意に特定する識別子である。特徴が抽出された静脈パターンとは、特徴抽出部３２が、撮像装置１２によって撮像された画像（生体認証情報）から、当該生体の特徴を抽出した情報である（詳細後記）。
位置情報とは、位置情報検出部３５が、タッチセンサ装置２０の検出結果や撮像装置１２によって撮像された画像から、生体の位置を検出した結果である。
【００３３】
設定データとは、撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定に関する情報（設定情報）である。撮像装置１２の設定情報とは、例えば、露光時間、ズーム倍率、フォーカスなどの情報である。赤外光発光装置１３の設定情報とは、例えば、輝度や波長などの情報である。なお、位置情報と設定データを合わせて、「設定データ」と呼ぶこともある。
【００３４】
表１の中段に示すように、ユーザＩＤおよび特徴が抽出された静脈パターンの組み合わせ１つに対して、位置情報および設定データの組み合わせが複数含まれる場合は、認証時の位置情報と最も近似する位置情報に対応づけられた設定データが使用される（詳細後記）。
【００３５】
ただし、照合用テンプレートとして記憶する情報は、これらに限定するものではない。
指静脈認証装置１０では、情報漏洩対策として、情報を暗号化して管理している。この暗号化のアルゴリズムに関する情報を、照合用テンプレートとして記憶してもよい。
また、照合用テンプレートとして、認証に使用した回数を記憶しておき、当該回数が大きい照合用テンプレートを優先的に検索または使用してもよい。
【００３６】
照合用テンプレートは、メモリ１４などの記憶装置へ予め記憶される。また、指静脈認証装置１０が、外部Ｉ／Ｆ装置１５を介して外部機器と接続される場合は、照合用テンプレートを外部機器に記憶してもよい。
【００３７】
認証用テンプレートは、後記する認証処理の都度作成され、メモリ１４などの記憶装置へ一時的に記憶される。認証用テンプレートには、特徴が抽出された静脈パターンおよび位置情報が含まれる。ただし、認証用テンプレートとして記憶する情報は、これらに限定するものではない。認証用テンプレートを、次回以降の認証に使用する照合用テンプレートとして記憶するために、ユーザＩＤ、設定データ（撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定情報）、後記する外光値および時刻を含んでもよい。
【００３８】
（登録処理）
基準となるテンプレートである照合用テンプレートの登録処理について、図１〜４を参照して説明する。
図４は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ４０１において、利用者や管理者やタイマなどにより、指静脈認証装置１０の電源がＯＮになる。
そして、ステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２において、指静脈認証部３０は、入力装置１０−１を介して利用者または管理者が入力した、登録を要求するユーザＩＤを受け付ける。ユーザＩＤは、予め採番しておいてもよいし、登録処理時に自動的に採番されてもよい。また、入力されたユーザＩＤを、音声出力装置１６や映像出力装置１７により出力して、利用者または管理者に再確認させてもよい。
そして、ステップＳ４０３に進む。
【００４０】
ステップＳ４０３において、登録を要求する利用者が指静脈認証装置１０に指７０を挿入すると、赤外光発光装置１３がＯＮになり、指７０に光を照射する。この光は指７０内部で散乱する。指７０から散乱した光は、撮像装置１２へ入力される。静脈と他の組織は、赤外光吸収率が異なるので、散乱した光により静脈パターンを撮像できる。
そして、ステップＳ４０４に進む。
【００４１】
ステップＳ４０４において、撮像装置１２は、指を撮像し、画像を取得する。
そして、ステップＳ４０５に進む。
【００４２】
ステップＳ４０５において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ４０４にて取得した画像において、静脈が撮像できているか否かを判定する。なお、静脈が撮像できているとは、認証に適した画像であるか否かを意味する。
なお、認証に適さない場合とは、例えば、下記の原因により、静脈が見えづらい場合をいう。
（１）光量が足りないため、画像が暗い。
（２）光量が強すぎて、画像が飛んでいる（白とび）。
（３）フォーカスが合っていない（ピンボケ）。
（４）フォーカスが合っていない（ピンボケ）。
（５）カメラの感度が合っていない。
【００４３】
静脈が撮像できていない場合（ステップＳ４０５“Ｎｏ”）、ステップＳ４０６において、撮像設定制御部３１は、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。撮像装置１２の設定とは、例えば、露光時間、ズーム倍率、フォーカスなどである。赤外光発光装置１３の設定とは、例えば、輝度や波長などである。
そして、ステップＳ４０４へ戻る。
【００４４】
静脈が撮像できている場合（ステップＳ４０５“Ｙｅｓ”）、ステップＳ４０７において、テンプレート管理部３３は、取得した画像が指であるか否かを判定する。
【００４５】
取得した画像が指でない場合（ステップＳ４０７“Ｎｏ”）、ステップＳ４０８において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、利用者に対して再撮像を指示する。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させたり、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示したりする。
そして、ステップＳ４０３へ戻る。
【００４６】
取得した画像が指である場合（ステップＳ４０７“Ｙｅｓ”）、ステップＳ４０９において、位置情報検出部３５は、当該画像やタッチセンサ装置２０の検出結果から、位置情報を検出する。この時の検出結果を、登録時位置情報と呼ぶ。
そして、ステップＳ４１０に進む。
【００４７】
ステップＳ４１０において、特徴抽出部３２は、取得した画像から静脈パターンの特徴を抽出する。
そして、ステップＳ４１１に進む。
【００４８】
ステップＳ４１１において、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンとユーザＩＤとを対応づけて、照合用テンプレートとして、メモリ１４または外部機器に記憶する。その際、テンプレート管理部３３は、認証に適した指の静脈を撮像した時の撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報（設定データ）と、登録時位置情報とを、併せて記憶する。なお、ここで記憶される撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報を、登録時設定情報と呼ぶ。
そして、ステップＳ４１２に進む。
【００４９】
ステップＳ４１２において、音声出力装置１６および映像出力装置１７は、登録完了メッセージを発行する。例えば、音声出力装置１６は完了音や完了メッセージを発生させたり、映像出力装置１７は完了メッセージを表示したりして、登録処理が完了したことを利用者に知らせる。
そして、指静脈認証装置１０は、処理を終了する。
【００５０】
（認証処理）
例えば、部屋への入室の可否の判断や、機器の使用の可否の判断の際に行われる認証処理について、図１〜３および図５を参照して説明する。
図５は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ５０１において、利用者や管理者やタイマなどにより、指静脈認証装置１０の電源がＯＮになる。
そして、ステップＳ５０２に進む。
【００５２】
ステップＳ５０２において、指静脈認証部３０は、入力装置１０−１を介して、認証を要求する利用者が入力した、ユーザＩＤを受け付ける。入力されたユーザＩＤが不正な場合、音声出力装置１６および映像出力装置１７により、指静脈認証部３０は、利用者に再入力を指示してもよい。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させ、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示する。
【００５３】
なお、ユーザＩＤが不正であるとは、ユーザＩＤが正しくないこと、有効期限が切れていること、静脈パターンが登録されていないことなどを意味する。
入力されたユーザＩＤが正当である場合は、ステップＳ５０３に進む。
【００５４】
ステップＳ５０３において、位置情報検出部３５は、タッチセンサ装置２０を介して、利用者の指の位置情報を検出する。なお、この時の位置情報を、認証時位置情報と呼ぶ。
そして、ステップＳ５０４に進む。
【００５５】
ステップＳ５０４において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５０２において入力を受け付けたユーザＩＤに対応づけられた照合用テンプレートを、メモリ１４または外部機器から読み出す。そして、当該照合用テンプレートから設定データおよび位置情報を読み出す。
【００５６】
表１の中段に示すように、ユーザＩＤおよび特徴が抽出された静脈パターンの組み合わせ１つに対して、位置情報および設定データの組み合わせが複数含まれる照合用テンプレートの場合は、認証時位置情報と最も近似する位置情報に対応づけられた設定データが使用される。すなわち、入力されたユーザＩＤを第１キーとして、認証時位置情報を第２キーとして、照合用テンプレートを検索する。そして、ユーザＩＤが一致する照合用テンプレートに含まれる、位置情報が最も近似する設定データを特定する。当該特定した設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。なお、位置情報が最も近似するとは、登録時位置情報と認証時位置情報との差異（変化量）が、最小となることを意味する。
そして、ステップＳ５０５に進む。
【００５７】
ステップＳ５０５において、位置情報検出部３５は、ステップＳ５０３において検出した認証時位置情報と、ステップＳ５０４において読み出した照合用テンプレートに含まれる登録時位置情報とを比較し、両者の差異（変化量）を算出する。
そして、ステップＳ５０６に進む。
【００５８】
ステップＳ５０６において、位置情報検出部３５は、ステップＳ５０５において算出した変化量が、しきい値以下であるか否かを判定する。
【００５９】
変化量がしきい値以下でない場合（ステップＳ５０６“Ｎｏ”）、ステップＳ５０７において、撮像設定制御部３１は、初期値に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。
そして、ステップＳ５０９に進む。
【００６０】
変化量がしきい値以下である場合（ステップＳ５０６“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５０８において、撮像設定制御部３１は、ステップＳ５０４にて読み出した設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。なお、設定データの読み出しに失敗した場合は、初期値に従って調整することもできる。
そして、ステップＳ５０９に進む。
【００６１】
なお、認証が成功した際の認証時設定情報および認証時位置情報を照合用テンプレートとして記憶し、当該設定情報および位置情報を次回以降の認証時に使用してもよい。
【００６２】
ステップＳ５０９において、赤外光発光装置１３がＯＮになり、指７０に光を照射する。
そして、ステップＳ５１０に進む。
【００６３】
ステップＳ５１０において、撮像装置１２は指を撮像し、画像を取得する。
そして、ステップＳ５１１に進む。
【００６４】
ステップＳ５１１において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５１０にて取得した画像において、静脈が撮像できているか否かを判定する。なお、静脈が撮像できているとは、認証に適した画像であるか否かを意味する。
【００６５】
静脈が撮像できていない場合（ステップＳ５１１“Ｎｏ”）、ステップＳ５１２において、撮像設定制御部３１は、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。撮像装置１２の設定とは、例えば、露光時間、ズーム倍率、フォーカスなどである。赤外光発光装置１３の設定とは、例えば、輝度や波長などである。
そして、ステップＳ５１０へ戻る。
ちなみに、本実施形態では、ステップＳ５０４とステップＳ５０８の処理により撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整しているので、背景技術で説明したような問題、つまり、ステップＳ５１１で“Ｎｏ”となることを確実に少なくすることができる。
【００６６】
静脈が撮像できている場合（ステップＳ５１１“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５１３において、テンプレート管理部３３は、撮像された画像が指であるか否かを判定する。
撮像された画像が指でない場合（ステップＳ５１３“Ｎｏ”）、ステップＳ５１４において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、利用者に対して再撮像を指示する。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させたり、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示したりする。
そして、ステップＳ５０９へ戻る。
【００６７】
撮像された画像が指である場合（ステップＳ５１３“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５１５において、特徴抽出部３２は、静脈パターンの特徴を抽出する。そして、特徴抽出部３２は、特徴が抽出された静脈パターンを認証用テンプレートとして、メモリ１４に一時的に記憶する。
そして、ステップＳ５１６に進む。
【００６８】
ステップＳ５１６において、テンプレート照合部３４は、照合用テンプレートと認証用テンプレートとの照合を行う。
なお、指静脈認証装置１０が、外部Ｉ／Ｆ装置１５を介して外部機器と接続される場合は、認証用テンプレートの記憶および照合処理を、外部機器上で行ってもよい。
そして、ステップＳ５１７に進む。
【００６９】
ステップＳ５１７において、テンプレート照合部３４は、照合結果から静脈パターンが一致するか否かを判定する。
【００７０】
静脈パターンが一致しない場合（ステップＳ５１７“Ｎｏ”）、ステップＳ５１８において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、認証失敗メッセージを発行する。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させたり、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示したりして、認証が失敗したことを利用者に知らせる。
そして、指静脈認証装置１０は、処理を終了する。
【００７１】
静脈パターンが一致する場合（ステップＳ５１７“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５１９において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、認証完了メッセージを発行する。例えば、音声出力装置１６は完了音や完了メッセージを発生させたり、映像出力装置１７は完了メッセージを表示したりして、認証が完了したことを利用者に知らせる。
そして、指静脈認証装置１０は、処理を終了する。
【００７２】
（実施形態の効果など）
第１実施形態では、ユーザＩＤおよび位置情報をキーとして照合用テンプレートを検索し、特定された設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整することで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。つまり、ステップＳ５１１で“Ｎｏ”になる可能性を低減することができる。
【００７３】
<<第２実施形態>>
（概要）
第２実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０に、更に、外光センサ装置１８を有する。第２実施形態の指静脈認証装置１０は、照合用テンプレートとして更に、外光値を記憶する。なお、外光値と設定データを合わせて、「設定データ」と呼ぶこともある。
外光の影響により、登録時と認証時の設定情報が変わることがある。そこで、指静脈認証装置１０は、外光値に基づいて、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。
【００７４】
第２実施形態の指静脈認証装置１０について説明する。なお、第１実施形態の指静脈認証装置１０と共通する要素については、説明を適宜省略する。
【００７５】
（構成）
前述の図３は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の機能ブロック図である。第２実施形態の指静脈認証装置１０についても、図３を参照して説明する。
第２実施形態の指静脈認証装置１０のテンプレート管理部３３は、照合用テンプレートとして更に、外光値を記憶し、照合用テンプレートから更に、外光値を読み出す機能を有する。
【００７６】
図６は、第２実施形態の指静脈認証装置１０のハードウェア構成を示す図である。
図７は、第２実施形態の指静脈認証装置１０の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置１０の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置１０の断面図である。
図６および図７に示すように、第２実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の構成に更に、外光センサ装置１８を有する。
【００７７】
外光センサ装置１８は、外光を検出する。外光センサ装置１８が外光を検出した結果を、外光値と呼ぶ。
外光センサ装置１８は、どのような方式のセンサであるかは、特に限定しない。また、外光センサ装置１８の設置位置も、特に限定しない。撮像装置１２に照射される外光を検出するため、外光センサ装置１８を撮像装置１２の近くに設置することが好ましい。
【００７８】
（登録処理）
照合用テンプレートの登録処理について、図３および図６〜８を参照して説明する。
図８は、第２実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
図８は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャート（図４）と、下記の２点で異なる。
（１）外光を検出する処理（ステップＳ８０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートとして設定データを記憶する（図４のステップＳ４１１に相当）際、登録時外光値を併せて記憶する（ステップＳ８０２）。
【００７９】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ８０１において、外光センサ装置１８は、外光を検出する。この時の検出結果を、登録時外光値と呼ぶ。
ステップＳ８０２において、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンとユーザＩＤとを対応づけて、照合用テンプレートとして、メモリ１４に記憶する。
その際、テンプレート管理部３３は、認証に適した指の静脈パターンを撮像した時の撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報と、登録時位置情報と、登録時外光値とを、併せて記憶する。
【００８０】
（認証処理）
認証処理について、図３、図６、図９を参照して説明する。
図９は、第２実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
図９は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャート（図５）と、下記の３点で異なる。
（１）外光を検出する処理（ステップＳ９０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートとして記憶された設定データを読み出す（図５のステップ５０４に相当）際、登録時外光値も併せて読み出す（ステップＳ９０２）。
（３）登録時外光値と認証時外光値とが一致するか否かを判定する処理（ステップＳ９０３）が追加されている。
【００８１】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における認証手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ９０１において、入力されたユーザＩＤが正当な場合、外光センサ装置１８は、外光を検出する。この時の検出結果を、認証時外光値と呼ぶ。
ステップＳ９０２において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５０４（図５参照）の処理と同様に読み出した照合用テンプレートから、設定データと位置情報と登録時外光値とを読み出す。
【００８２】
ステップＳ９０３において、撮像設定制御部３１は、登録時外光値と認証時外光値が一致するか否かを判定する。
一致する場合（ステップＳ９０３“Ｙｅｓ“）、ステップＳ５０８において、撮像設定制御部３１は、ステップＳ９０２にて読み出した設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。なお、設定データの読み出しに失敗した場合は、初期値にて処理を進めることもできる。
一致しない場合（ステップＳ９０３“Ｎｏ“）、ステップＳ５０７に進む。また、登録時外光値と認証時外光値との差分に基づいて、登録時設定情報（設定データ）を補正し、補正後の設定情報に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整してもよい。
【００８３】
なお、第１実施形態と同様に、認証時設定情報と認証時外光値とを照合用テンプレートとして記憶し、当該設定情報および当該外光値を次回以降の認証時に使用してもよい。
また、照合用テンプレートを検索する際、検索キーとして更に、認証時外光値を使用してもよい。そして、検索された照合用テンプレートに記憶された設定データを使用してもよい
【００８４】
（実施形態の効果など）
第２実施形態では、登録時外光値と認証時外光値を比較し、一致する場合は登録時設定情報に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整することで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。
また、登録時外光値と認証時外光値との差分に基づいて、登録時設定情報を補正し、補正後の設定情報に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整することで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。
【００８５】
<<第３実施形態>>
（概要）
第３実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０に、更に、時計装置１９を有する。第３実施形態の指静脈認証装置１０は、照合用テンプレートとして更に、静脈パターン登録時の時刻を記憶する。なお、時刻と設定データを合わせて、「設定データ」と呼ぶこともある。
指は、時刻により、血流量が変わることがある。その影響により、登録時と認証時の設定情報を変えることがある。そこで、指静脈認証装置１０は、照合用テンプレートとして登録時刻を記憶しておき、認証時は、認証時刻に最も近い時刻に登録されたテンプレートの設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。
【００８６】
第３実施形態の指静脈認証装置１０について説明する。なお、第１実施形態の指静脈認証装置１０と共通する要素については、説明を適宜省略する。
【００８７】
（構成）
前述の図３は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の機能ブロック図である。第３実施形態の指静脈認証装置１０についても、図３を参照して説明する。
第３実施形態の指静脈認証装置１０のテンプレート管理部３３は、照合用テンプレートとして更に、登録時刻を記憶し、照合用テンプレートから更に、登録時刻を読み出す機能を有する。
【００８８】
図１０は、第３実施形態の指静脈認証装置１０のハードウェア構成を示す図である。
図１０に示すように、第３実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の構成に、更に、時計装置１９を有する。
【００８９】
時計装置１９は、時刻を検出する。
【００９０】
（登録処理）
照合用テンプレートの登録処理について、図３、図１０、図１１を参照して説明する。
図１１は、第３実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
図１１は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャート（図４）と、下記の２点で異なる。
（１）時刻を検出する処理（ステップＳ１１０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートとして設定データを記憶する（図４のステップＳ４１１に相当）際、登録時刻を併せて記憶する（ステップＳ１１０２）。
【００９１】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ１１０１において、時計装置１９は、時刻を検出する。この時の検出結果を、登録時刻と呼ぶ。また、時計装置１９は、日付や曜日を併せて検出してもよい。
ステップＳ１１０２において、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンとユーザＩＤとを対応づけて、照合用テンプレートとして、メモリ１４または外部機器に記憶する。
その際、テンプレート管理部３３は、認証に適した指の静脈パターンを撮像した時の撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報と、登録時刻とを、併せて記憶する。照合用テンプレートには、日付や曜日を記憶しておいてもよい。
時刻を変えて登録処理を複数回行い、複数の照合用テンプレートを記憶しておく。
【００９２】
（認証処理）
認証処理について、図３、図１０、図１２を参照して説明する。
図１２は、第３実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
図１２は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャート（図５）と、下記の２点で異なる。
（１）時刻を検出する処理（ステップＳ１２０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートを検索する際、検索キーとして更に認証時刻を使用して、最も近い登録時刻が記憶されている照合用テンプレートを読み出す処理（ステップＳ１２０２）が追加されている。
【００９３】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における認証手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ１２０１において、入力されたユーザＩＤが正当な場合、時計装置１９は、時刻を検出する。この時の検出結果を、認証時刻と呼ぶ。また、時計装置１９は、日付や曜日を併せて検出してもよい。
【００９４】
ステップＳ１２０２において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５０４（図５参照）の処理と同様に、照合用テンプレートを検索する。なお、この際、検索キーとして更に、認証時刻を使用する。そして、検索された照合用テンプレートに記憶された設定データおよび位置情報を読み出す。
【００９５】
なお、第１実施形態と同様に、認証時設定情報と認証時刻とを照合用テンプレートとして記憶し、当該設定情報および当該時刻を次回以降の認証時に使用してもよい。
【００９６】
（実施形態の効果など）
第３実施形態では、登録時刻と認証時刻を比較し、両者が最も近い照合用テンプレートを使用して認証を行うことで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。
【００９７】
<<まとめ>>
照合用テンプレートとして記憶する情報ごとに、各実施形態として説明をしたが、テンプレートとして記憶する情報は１つに限られない。テンプレートに記憶する情報は、複数でもよい。また、組み合わせも限定するものではない。例えば、外光値と時刻とを、テンプレートとして記憶してもよい。
【００９８】
また、照合用テンプレートに、暗号化のアルゴリズムに関する情報を記憶することで、復号処理を迅速に行うこともできる。特徴量抽出のアルゴリズムに関する情報を記憶することで、異なるアルゴリズムで認証用テンプレートを作成してしまうという事態を排除できる。
また、照合用テンプレートとして、認証に使用した回数を記憶しておき、当該回数が大きい照合用テンプレートを優先的に検索または使用してもよい。照合用テンプレートを記憶する領域が不足した場合などは、認証に使用した回数が小さい照合用テンプレートを削除して、資源を有効活用することができる。
【００９９】
また、設定情報が複数記憶されている場合は、これらの平均値を算出し、当該平均値に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整してもよい。
【０１００】
このように、複数の情報を照合用テンプレートとして記憶したり、優先的に検索または使用する照合用テンプレートを特定したり、記憶装置に記憶しておく照合用テンプレートの数を減らしたりすることにより、更に、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減し、精度の高い認証を行うことができる。
【０１０１】
以上、生体認証装置の例として、指の静脈を用いた指静脈認証装置について説明をしたが、本発明は前記した実施形態に限定して解釈されるものではない。例えば、手のひらの静脈を用いた生体認証装置にも当然に適用可能である。また、静脈に限らず、指紋や虹彩などの身体的特徴や、まばたきなどの行動的特徴を用いた生体認証による個人認証にも、適用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 指静脈認証装置（生体認証装置）
１０−１ 入力装置
１１ プロセッサ
１２ 撮像装置（撮像部、生体認証情報取得部）
１３ 赤外光発光装置（発光部、生体認証情報取得部）
１４ メモリ（記憶装置）
１５ 外部Ｉ／Ｆ装置
１６ 音声出力装置
１７ 映像出力装置
１８ 外光センサ装置（外光検出部、生体認証情報取得部）
１９ 時計装置（時刻検出部）
２０ タッチセンサ装置（生体認証情報取得部）
３０ 指静脈認証部（認証部）
３１ 撮像設定制御部
３２ 特徴抽出部
３３ テンプレート管理部
３４ テンプレート照合部
３５ 位置情報検出部
６１ 撮像窓
６２ ミラー
７０ 指
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報により個人を認証する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
企業の重要な情報や個人情報を守るために、生体認証による個人認証技術がさまざまなところで利用されるようになっている。人間の身体的特徴（生体器官）や行動的特徴（癖）の情報を利用する生体認証は、鍵のように忘れたり紛失したりすることがない。また、認証に利用する特徴によっては、同じものを持つ人が他にはいない、歳をとっても変わらないといった性質がある。そして、身体的特徴や行動的特徴（生体認証情報）は複製や偽造が難しいことから、生体認証による個人認証技術が注目されている。
【０００３】
身体的特徴は、例えば、指紋、掌紋、掌形、網膜、虹彩、顔、静脈、声紋、耳殻などが挙げられる。行動的特徴は、筆跡、打鍵、まばたきなどが挙げられる。
指紋のような体表の情報は、樹脂などによりパターンが偽造されるおそれがあるが、静脈は体内の器官であるため、パターンの偽造が困難である。
【０００４】
また、指の静脈を利用した生体認証装置は、小型化が容易であり、さまざまなところに組み込むことが可能である。したがって、指静脈認証装置をセキュリティエリアの出入口やロッカーに組み込むことで、鍵を利用せずに、個人認証が可能となる。
例えば、特許文献１には、撮像された指静脈の画像を元に光源からの照射光量を最適化し、認証のための画像演算において静脈パターンの強調処理を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９２６１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１３４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、認証率の低下を防ぐために、撮像時に静脈パターンが撮像されているか否かを確認して光量を調整する方法が記載されている。
しかし、指静脈認証装置の対象物である指は、長さや太さの個人差が大きい。
そのため、特許文献１の方法では、ある初期値の光量で撮像して、静脈パターンが撮像されているか否かを確認した後、上手く撮像されていなければ光量を強くしたり弱くしたり調整して、静脈パターンが最適に撮像されるまでフィードバックを繰り返す。この方法では、どのような指を撮像するのかわからない状態から撮像を開始するため、光量のフィードバック回数が増えて、認証時間を要してしまう。
【０００７】
特許文献２には、登録時に生体情報を取得するときに調整した生体センサの光量、フォーカス、外光の影響など撮影条件を記録しておき、認証時にその記録した情報を設定して撮影を行うことで認証時の生体情報の取得のフィードバックの繰り返しを少なくする方法が記載されている。
しかし、認証時において生体情報を取得するとき、登録時と認証時で撮像素子と対象物との位置関係がずれると生体センサの最適な動作条件が変わってしまうため、特許文献１と同様に静脈パターンが最適に撮像されるまでフィードバックを繰り返し、光量のフィードバック回数が増えて、認証時間を要してしまう。
【０００８】
また、駅のロッカーやフィットネスジムのロッカーなどのように、不特定多数の人が静脈パターンの登録と認証を頻繁に行う場合は、特異な指を撮像する場合もあり、光量などのフィードバックを繰り返すことになって、認証時間を要してしまう。
一方、勤怠管理やセキュリティエリアへの入退室管理などのように、静脈パターンの登録が済んでいる状態において認証を行う場合は、認証時間を要すると、認証を待つための渋滞が発生してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した課題を解決するために、認証時間を短縮することを特徴とする生体認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明による生体認証装置は、生体認証用の生体認証情報を認証の対象となる対象者の体から取得し、前記体の位置を検出する生体認証情報取得部と、前記取得した生体認証情報と照合する照合用の情報を、前記対象者を個々に識別する個人識別情報に対応付けて複数人分記憶している記憶部と、前記個人識別情報を入力する入力部と、前記入力部を介して入力される個人識別情報に対応する照合用の情報と、前記生体認証情報取得部により取得された生体認証情報とを照合して個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、前記照合用の情報を作成する際に使用した機器の使用条件および前記対象者の体に関する情報の少なくとも一つを設定データとして、前記個人識別情報又は前記照合用の情報に対応付けて記憶している設定データ記憶部と、前記認証時に入力される個人識別情報または当該個人識別情報により特定される前記照合用の情報に基づいて前記設定データを読み出し、当該読み出した設定情報の少なくとも一部を前記生体認証情報取得部に設定して前記生体認証情報を取得させる設定部とをさらに有し、前記認証部は、前記生体認証情報取得部より取得された生体認証情報から生体の位置情報を取得する位置情報検出部を有し、前記設定データ記憶部は、前記設定データの１つとして、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報を有し、前記認証部は、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報と、認証時における前記生体の位置情報とを比較して、前記生体の位置の変化量を算出し、前記生体の位置の変化量が所定のしきい値以下の場合には、前記生体の位置情報以外の設定データを前記生体認証情報取得部に設定した状態で取得された生体認証情報を用いて個人認証を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生体情報による個人認証に要する時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の指静脈認証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の指静脈認証装置の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置の断面図である。
【図３】第１実施形態の指静脈認証装置の機能ブロック図である。
【図４】第１実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【図５】第１実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【図６】第２実施形態の指静脈認証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図７】第２実施形態の指静脈認証装置の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置の断面図である。
【図８】第２実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【図９】第２実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【図１０】第３実施形態の指静脈認証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【図１２】第３実施形態の指静脈認証装置における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以降、本発明を実施するための形態（「本実施形態」という）を、図などを参照しながら詳細に説明する。また、本実施形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
なお、生体認証装置の一例として、指の静脈を用いた、指静脈認証装置について説明をする。
【００１４】
<<第１実施形態>>
（概要）
指静脈認証装置１０は、血管（血液）と他の組織との赤外光吸収率の差を利用して静脈パターンを撮像する。静脈パターンは、赤外光の吸収量が少ない部分や赤外光を透過する部分は白く（明るく）表現される。逆に、赤外光の吸収量が多い静脈部や赤外光が届きにくい指の周囲部は、赤外光の光量が少ないので黒く（暗く）撮像される。
これにより、指の輪郭と指内部の静脈を認識することができる。
【００１５】
（ハードウェア構成）
図１は、第１実施形態の指静脈認証装置１０のハードウェア構成を示す図である。
指静脈認証装置１０（生体認証装置）は、入力装置１０−１、プロセッサ１１、撮像装置１２、赤外光発光装置１３（発光装置）、メモリ１４（記憶装置）、外部Ｉ／Ｆ（InterFace）装置１５、音声出力装置１６、映像出力装置１７、タッチセンサ装置２０を有する。これらは、バスを介して相互に接続される（図示せず）。
【００１６】
入力装置１０−１は、例えば、カードリーダやテンキーなどであり、利用者から入力された情報をプロセッサ１１に送信する。
プロセッサ１１は、メモリ１４に記憶されているプログラムを実行することによって各種処理を行う。
撮像装置１２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラであり、利用者の体（指などの生体）を撮像する。
赤外光発光装置１３は、例えば赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、静脈撮像のために指７０（図２参照）へ光を照射する。
メモリ１４は、プロセッサ１１が実行するプログラムを記憶する。また、メモリ１４は、照合用テンプレートを記憶する。
【００１７】
外部Ｉ／Ｆ装置１５は、通信回線を介してパーソナルコンピュータ（図示せず）などの外部機器と接続する。
音声出力装置１６は、例えばエラー音や音声ガイドメッセージを発生させ、利用者や管理者に注意を促したり正しい操作へ誘導したりする。
映像出力装置１７は、例えば液晶ディスプレイであり、エラーメッセージやガイドメッセージを表示して、利用者や管理者に注意を促したり正しい操作へ誘導したりする。
【００１８】
タッチセンサ装置２０は、指（生体）が指静脈認証装置１０にどのように置かれたかを検出する（詳細後記）。
【００１９】
（外観）
図２は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置１０の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置１０の断面図である。
【００２０】
指静脈認証装置１０は、撮像装置１２、赤外光発光装置１３、タッチセンサ装置２０、撮像窓６１およびミラー６２を有する。
撮像装置１２は、利用者の体（指など）を撮像する。指静脈認証装置１０は、血管（血液）と他の組織との赤外光吸収率の差を利用して静脈を撮像するため、赤外光域の分光感度が高いカメラを撮像装置１２として使用するのが好ましい。
赤外光発光装置１３は、例えば赤外線ＬＥＤであり、静脈撮像のために指７０へ光を照射する。
【００２１】
タッチセンサ装置２０は、指（生体）が指静脈認証装置１０にどのように置かれたかを表す位置情報を検出する。
タッチセンサ装置２０として、どのような方式のセンサを使うかは、特に限定しない。本実施形態では、静電容量式のタッチセンサを例として、説明する。この静電容量式のタッチセンサは、指が接触することにより静電容量が変化することを利用して、指の有無を検出する。
指７０が指静脈認証装置１０に置かれると、指７０がタッチセンサ装置２０に接触し、静電容量が変化する。静電容量の変化により、タッチセンサ装置２０は、指７０が置かれたことを正確に検出することができる。
【００２２】
図２に示す例では、タッチセンサ装置２０を２箇所に設置する。１箇所は指先の裏に設置し、もう１箇所は指元の裏に設置する。
人間の指は個人差があるが、一般的に指はまっすぐである。指先のタッチセンサ装置２０で指先の位置を検出し、指元のタッチセンサ装置２０で指元の位置を検出すれば、指が置かれた位置を認識することができる。
【００２３】
本実施形態では、指が置かれた位置を検出するのにタッチセンサを使用したが、これに限るものではない。別のセンサを使用したり、指の画像や輪郭、関節、静脈の位置などから、指が置かれた位置を検出したりしてもよい。
指を装置へ接触させずに指を撮像する非接触タイプの指静脈認証装置１０においても、指の画像や輪郭、関節、静脈の位置などから、指が置かれた位置を検出することができる。
【００２４】
撮像窓６１は、指静脈認証装置１０内部を保護し、指７０から散乱した光を指静脈認証装置１０内部へ取り入れる。撮像窓６１には、指７０から散乱した光の反射を防止し、赤外光を透過し可視光の透過を遮断するフィルタを設けるのが好ましい。
ミラー６２は、撮像窓６１から取り入れた光を、撮像装置１２へと反射させる。
【００２５】
（機能ブロック図）
図３は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の機能ブロック図である。
指静脈認証部３０（認証部）は、プログラムに基づくソフトウェア的な構成であり、その機能として撮像設定制御部３１、特徴抽出部３２、テンプレート管理部３３、テンプレート照合部３４および位置情報検出部３５を有する。
以降、「・・・部は」と主体を記した場合は、プロセッサ１１が、メモリ１４にプログラムをロードしたうえで、当該プログラムの機能を実現するものとする。
【００２６】
撮像設定制御部３１は、撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定を調整する（詳細後記）。
特徴抽出部３２は、撮像装置１２によって撮像された画像から、体の特徴（静脈パターンなど）を抽出する。
テンプレート管理部３３は、撮像装置１２によって撮像された画像がテンプレート作成に適するか否かの判定を行う。また、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンと、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報（詳細後記）とを、ユーザＩＤに対応づけて、照合用テンプレートとしてメモリ１４または外部機器に記憶する。また、テンプレート管理部３３は、メモリ１４または外部機器から照合用テンプレートを読み出す。
テンプレート照合部３４は、照合用テンプレートと認証用テンプレートとの照合を行い、照合結果から静脈パターンが一致する否かを判定する。
【００２７】
なお、照合用テンプレートは基準となるテンプレートであり、繰り返し使用される。一方、認証用テンプレートは認証処理の都度作成されるテンプレートである。ちなみに、テンプレートとは、雛形もしくは基準になるものという意味であるが、本実施形態では、認証時に都度作成される認証用の情報も、認証用テンプレートと称する。
【００２８】
位置情報検出部３５は、タッチセンサ装置２０の検出結果や撮像装置１２によって撮像された画像から、位置情報を検出する。また、位置情報検出部３５は、登録時の位置情報と認証時の位置情報が一致するか否かを判定する。そして、位置情報検出部３５は、登録時の位置情報と認証時の位置情報との差異（変化量）を算出する。
【００２９】
なお、位置情報は指によるものに限られない。指以外の生体の位置情報を検出し、当該位置情報を照合用テンプレートとして登録し、認証処理に使用することもできる。
【００３０】
表１の上段は、後記する図４のフローチャートにおけるステップＳ４１１の照合用テンプレートのフォーマットである。
表１の中段は、上段の照合用テンプレートの変形例であり、位置情報および設定データを複数含む照合用テンプレートのフォーマットである。これは、１人の利用者が、複数の位置において設定データを登録する場合に用いられる。
表１の下段は、後記する図５のフローチャートにおけるステップＳ５１５の認証用テンプレートのフォーマットである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
照合用テンプレートには、ユーザＩＤ（identifier）、特徴が抽出された静脈パターン、位置情報および設定データ（撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定情報）が含まれる。
ユーザＩＤとは、利用者を一意に特定する識別子である。特徴が抽出された静脈パターンとは、特徴抽出部３２が、撮像装置１２によって撮像された画像（生体認証情報）から、当該生体の特徴を抽出した情報である（詳細後記）。
位置情報とは、位置情報検出部３５が、タッチセンサ装置２０の検出結果や撮像装置１２によって撮像された画像から、生体の位置を検出した結果である。
【００３３】
設定データとは、撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定に関する情報（設定情報）である。撮像装置１２の設定情報とは、例えば、露光時間、ズーム倍率、フォーカスなどの情報である。赤外光発光装置１３の設定情報とは、例えば、輝度や波長などの情報である。なお、位置情報と設定データを合わせて、「設定データ」と呼ぶこともある。
【００３４】
表１の中段に示すように、ユーザＩＤおよび特徴が抽出された静脈パターンの組み合わせ１つに対して、位置情報および設定データの組み合わせが複数含まれる場合は、認証時の位置情報と最も近似する位置情報に対応づけられた設定データが使用される（詳細後記）。
【００３５】
ただし、照合用テンプレートとして記憶する情報は、これらに限定するものではない。
指静脈認証装置１０では、情報漏洩対策として、情報を暗号化して管理している。この暗号化のアルゴリズムに関する情報を、照合用テンプレートとして記憶してもよい。
また、照合用テンプレートとして、認証に使用した回数を記憶しておき、当該回数が大きい照合用テンプレートを優先的に検索または使用してもよい。
【００３６】
照合用テンプレートは、メモリ１４などの記憶装置へ予め記憶される。また、指静脈認証装置１０が、外部Ｉ／Ｆ装置１５を介して外部機器と接続される場合は、照合用テンプレートを外部機器に記憶してもよい。
【００３７】
認証用テンプレートは、後記する認証処理の都度作成され、メモリ１４などの記憶装置へ一時的に記憶される。認証用テンプレートには、特徴が抽出された静脈パターンおよび位置情報が含まれる。ただし、認証用テンプレートとして記憶する情報は、これらに限定するものではない。認証用テンプレートを、次回以降の認証に使用する照合用テンプレートとして記憶するために、ユーザＩＤ、設定データ（撮像装置１２および赤外光発光装置１３の設定情報）、後記する外光値および時刻を含んでもよい。
【００３８】
（登録処理）
基準となるテンプレートである照合用テンプレートの登録処理について、図１〜４を参照して説明する。
図４は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ４０１において、利用者や管理者やタイマなどにより、指静脈認証装置１０の電源がＯＮになる。
そして、ステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２において、指静脈認証部３０は、入力装置１０−１を介して利用者または管理者が入力した、登録を要求するユーザＩＤを受け付ける。ユーザＩＤは、予め採番しておいてもよいし、登録処理時に自動的に採番されてもよい。また、入力されたユーザＩＤを、音声出力装置１６や映像出力装置１７により出力して、利用者または管理者に再確認させてもよい。
そして、ステップＳ４０３に進む。
【００４０】
ステップＳ４０３において、登録を要求する利用者が指静脈認証装置１０に指７０を挿入すると、赤外光発光装置１３がＯＮになり、指７０に光を照射する。この光は指７０内部で散乱する。指７０から散乱した光は、撮像装置１２へ入力される。静脈と他の組織は、赤外光吸収率が異なるので、散乱した光により静脈パターンを撮像できる。
そして、ステップＳ４０４に進む。
【００４１】
ステップＳ４０４において、撮像装置１２は、指を撮像し、画像を取得する。
そして、ステップＳ４０５に進む。
【００４２】
ステップＳ４０５において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ４０４にて取得した画像において、静脈が撮像できているか否かを判定する。なお、静脈が撮像できているとは、認証に適した画像であるか否かを意味する。
なお、認証に適さない場合とは、例えば、下記の原因により、静脈が見えづらい場合をいう。
（１）光量が足りないため、画像が暗い。
（２）光量が強すぎて、画像が飛んでいる（白とび）。
（３）フォーカスが合っていない（ピンボケ）。
（４）フォーカスが合っていない（ピンボケ）。
（５）カメラの感度が合っていない。
【００４３】
静脈が撮像できていない場合（ステップＳ４０５“Ｎｏ”）、ステップＳ４０６において、撮像設定制御部３１は、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。撮像装置１２の設定とは、例えば、露光時間、ズーム倍率、フォーカスなどである。赤外光発光装置１３の設定とは、例えば、輝度や波長などである。
そして、ステップＳ４０４へ戻る。
【００４４】
静脈が撮像できている場合（ステップＳ４０５“Ｙｅｓ”）、ステップＳ４０７において、テンプレート管理部３３は、取得した画像が指であるか否かを判定する。
【００４５】
取得した画像が指でない場合（ステップＳ４０７“Ｎｏ”）、ステップＳ４０８において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、利用者に対して再撮像を指示する。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させたり、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示したりする。
そして、ステップＳ４０３へ戻る。
【００４６】
取得した画像が指である場合（ステップＳ４０７“Ｙｅｓ”）、ステップＳ４０９において、位置情報検出部３５は、当該画像やタッチセンサ装置２０の検出結果から、位置情報を検出する。この時の検出結果を、登録時位置情報と呼ぶ。
そして、ステップＳ４１０に進む。
【００４７】
ステップＳ４１０において、特徴抽出部３２は、取得した画像から静脈パターンの特徴を抽出する。
そして、ステップＳ４１１に進む。
【００４８】
ステップＳ４１１において、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンとユーザＩＤとを対応づけて、照合用テンプレートとして、メモリ１４または外部機器に記憶する。その際、テンプレート管理部３３は、認証に適した指の静脈を撮像した時の撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報（設定データ）と、登録時位置情報とを、併せて記憶する。なお、ここで記憶される撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報を、登録時設定情報と呼ぶ。
そして、ステップＳ４１２に進む。
【００４９】
ステップＳ４１２において、音声出力装置１６および映像出力装置１７は、登録完了メッセージを発行する。例えば、音声出力装置１６は完了音や完了メッセージを発生させたり、映像出力装置１７は完了メッセージを表示したりして、登録処理が完了したことを利用者に知らせる。
そして、指静脈認証装置１０は、処理を終了する。
【００５０】
（認証処理）
例えば、部屋への入室の可否の判断や、機器の使用の可否の判断の際に行われる認証処理について、図１〜３および図５を参照して説明する。
図５は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ５０１において、利用者や管理者やタイマなどにより、指静脈認証装置１０の電源がＯＮになる。
そして、ステップＳ５０２に進む。
【００５２】
ステップＳ５０２において、指静脈認証部３０は、入力装置１０−１を介して、認証を要求する利用者が入力した、ユーザＩＤを受け付ける。入力されたユーザＩＤが不正な場合、音声出力装置１６および映像出力装置１７により、指静脈認証部３０は、利用者に再入力を指示してもよい。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させ、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示する。
【００５３】
なお、ユーザＩＤが不正であるとは、ユーザＩＤが正しくないこと、有効期限が切れていること、静脈パターンが登録されていないことなどを意味する。
入力されたユーザＩＤが正当である場合は、ステップＳ５０３に進む。
【００５４】
ステップＳ５０３において、位置情報検出部３５は、タッチセンサ装置２０を介して、利用者の指の位置情報を検出する。なお、この時の位置情報を、認証時位置情報と呼ぶ。
そして、ステップＳ５０４に進む。
【００５５】
ステップＳ５０４において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５０２において入力を受け付けたユーザＩＤに対応づけられた照合用テンプレートを、メモリ１４または外部機器から読み出す。そして、当該照合用テンプレートから設定データおよび位置情報を読み出す。
【００５６】
表１の中段に示すように、ユーザＩＤおよび特徴が抽出された静脈パターンの組み合わせ１つに対して、位置情報および設定データの組み合わせが複数含まれる照合用テンプレートの場合は、認証時位置情報と最も近似する位置情報に対応づけられた設定データが使用される。すなわち、入力されたユーザＩＤを第１キーとして、認証時位置情報を第２キーとして、照合用テンプレートを検索する。そして、ユーザＩＤが一致する照合用テンプレートに含まれる、位置情報が最も近似する設定データを特定する。当該特定した設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。なお、位置情報が最も近似するとは、登録時位置情報と認証時位置情報との差異（変化量）が、最小となることを意味する。
そして、ステップＳ５０５に進む。
【００５７】
ステップＳ５０５において、位置情報検出部３５は、ステップＳ５０３において検出した認証時位置情報と、ステップＳ５０４において読み出した照合用テンプレートに含まれる登録時位置情報とを比較し、両者の差異（変化量）を算出する。
そして、ステップＳ５０６に進む。
【００５８】
ステップＳ５０６において、位置情報検出部３５は、ステップＳ５０５において算出した変化量が、しきい値以下であるか否かを判定する。
【００５９】
変化量がしきい値以下でない場合（ステップＳ５０６“Ｎｏ”）、ステップＳ５０７において、撮像設定制御部３１は、初期値に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。
そして、ステップＳ５０９に進む。
【００６０】
変化量がしきい値以下である場合（ステップＳ５０６“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５０８において、撮像設定制御部３１は、ステップＳ５０４にて読み出した設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。なお、設定データの読み出しに失敗した場合は、初期値に従って調整することもできる。
そして、ステップＳ５０９に進む。
【００６１】
なお、認証が成功した際の認証時設定情報および認証時位置情報を照合用テンプレートとして記憶し、当該設定情報および位置情報を次回以降の認証時に使用してもよい。
【００６２】
ステップＳ５０９において、赤外光発光装置１３がＯＮになり、指７０に光を照射する。
そして、ステップＳ５１０に進む。
【００６３】
ステップＳ５１０において、撮像装置１２は指を撮像し、画像を取得する。
そして、ステップＳ５１１に進む。
【００６４】
ステップＳ５１１において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５１０にて取得した画像において、静脈が撮像できているか否かを判定する。なお、静脈が撮像できているとは、認証に適した画像であるか否かを意味する。
【００６５】
静脈が撮像できていない場合（ステップＳ５１１“Ｎｏ”）、ステップＳ５１２において、撮像設定制御部３１は、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。撮像装置１２の設定とは、例えば、露光時間、ズーム倍率、フォーカスなどである。赤外光発光装置１３の設定とは、例えば、輝度や波長などである。
そして、ステップＳ５１０へ戻る。
ちなみに、本実施形態では、ステップＳ５０４とステップＳ５０８の処理により撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整しているので、背景技術で説明したような問題、つまり、ステップＳ５１１で“Ｎｏ”となることを確実に少なくすることができる。
【００６６】
静脈が撮像できている場合（ステップＳ５１１“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５１３において、テンプレート管理部３３は、撮像された画像が指であるか否かを判定する。
撮像された画像が指でない場合（ステップＳ５１３“Ｎｏ”）、ステップＳ５１４において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、利用者に対して再撮像を指示する。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させたり、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示したりする。
そして、ステップＳ５０９へ戻る。
【００６７】
撮像された画像が指である場合（ステップＳ５１３“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５１５において、特徴抽出部３２は、静脈パターンの特徴を抽出する。そして、特徴抽出部３２は、特徴が抽出された静脈パターンを認証用テンプレートとして、メモリ１４に一時的に記憶する。
そして、ステップＳ５１６に進む。
【００６８】
ステップＳ５１６において、テンプレート照合部３４は、照合用テンプレートと認証用テンプレートとの照合を行う。
なお、指静脈認証装置１０が、外部Ｉ／Ｆ装置１５を介して外部機器と接続される場合は、認証用テンプレートの記憶および照合処理を、外部機器上で行ってもよい。
そして、ステップＳ５１７に進む。
【００６９】
ステップＳ５１７において、テンプレート照合部３４は、照合結果から静脈パターンが一致するか否かを判定する。
【００７０】
静脈パターンが一致しない場合（ステップＳ５１７“Ｎｏ”）、ステップＳ５１８において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、認証失敗メッセージを発行する。例えば、音声出力装置１６はエラー音やエラーメッセージを発生させたり、映像出力装置１７は、エラーメッセージやガイドメッセージを表示したりして、認証が失敗したことを利用者に知らせる。
そして、指静脈認証装置１０は、処理を終了する。
【００７１】
静脈パターンが一致する場合（ステップＳ５１７“Ｙｅｓ”）、ステップＳ５１９において、音声出力装置１６や映像出力装置１７は、認証完了メッセージを発行する。例えば、音声出力装置１６は完了音や完了メッセージを発生させたり、映像出力装置１７は完了メッセージを表示したりして、認証が完了したことを利用者に知らせる。
そして、指静脈認証装置１０は、処理を終了する。
【００７２】
（実施形態の効果など）
第１実施形態では、ユーザＩＤおよび位置情報をキーとして照合用テンプレートを検索し、特定された設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整することで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。つまり、ステップＳ５１１で“Ｎｏ”になる可能性を低減することができる。
【００７３】
<<第２実施形態>>
（概要）
第２実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０に、更に、外光センサ装置１８を有する。第２実施形態の指静脈認証装置１０は、照合用テンプレートとして更に、外光値を記憶する。なお、外光値と設定データを合わせて、「設定データ」と呼ぶこともある。
外光の影響により、登録時と認証時の設定情報が変わることがある。そこで、指静脈認証装置１０は、外光値に基づいて、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。
【００７４】
第２実施形態の指静脈認証装置１０について説明する。なお、第１実施形態の指静脈認証装置１０と共通する要素については、説明を適宜省略する。
【００７５】
（構成）
前述の図３は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の機能ブロック図である。第２実施形態の指静脈認証装置１０についても、図３を参照して説明する。
第２実施形態の指静脈認証装置１０のテンプレート管理部３３は、照合用テンプレートとして更に、外光値を記憶し、照合用テンプレートから更に、外光値を読み出す機能を有する。
【００７６】
図６は、第２実施形態の指静脈認証装置１０のハードウェア構成を示す図である。
図７は、第２実施形態の指静脈認証装置１０の説明図である。（ａ）は、指静脈認証装置１０の外観を示す平面図である。（ｂ）は、指静脈認証装置１０の断面図である。
図６および図７に示すように、第２実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の構成に更に、外光センサ装置１８を有する。
【００７７】
外光センサ装置１８は、外光を検出する。外光センサ装置１８が外光を検出した結果を、外光値と呼ぶ。
外光センサ装置１８は、どのような方式のセンサであるかは、特に限定しない。また、外光センサ装置１８の設置位置も、特に限定しない。撮像装置１２に照射される外光を検出するため、外光センサ装置１８を撮像装置１２の近くに設置することが好ましい。
【００７８】
（登録処理）
照合用テンプレートの登録処理について、図３および図６〜８を参照して説明する。
図８は、第２実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
図８は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャート（図４）と、下記の２点で異なる。
（１）外光を検出する処理（ステップＳ８０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートとして設定データを記憶する（図４のステップＳ４１１に相当）際、登録時外光値を併せて記憶する（ステップＳ８０２）。
【００７９】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ８０１において、外光センサ装置１８は、外光を検出する。この時の検出結果を、登録時外光値と呼ぶ。
ステップＳ８０２において、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンとユーザＩＤとを対応づけて、照合用テンプレートとして、メモリ１４に記憶する。
その際、テンプレート管理部３３は、認証に適した指の静脈パターンを撮像した時の撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報と、登録時位置情報と、登録時外光値とを、併せて記憶する。
【００８０】
（認証処理）
認証処理について、図３、図６、図９を参照して説明する。
図９は、第２実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
図９は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャート（図５）と、下記の３点で異なる。
（１）外光を検出する処理（ステップＳ９０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートとして記憶された設定データを読み出す（図５のステップ５０４に相当）際、登録時外光値も併せて読み出す（ステップＳ９０２）。
（３）登録時外光値と認証時外光値とが一致するか否かを判定する処理（ステップＳ９０３）が追加されている。
【００８１】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における認証手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ９０１において、入力されたユーザＩＤが正当な場合、外光センサ装置１８は、外光を検出する。この時の検出結果を、認証時外光値と呼ぶ。
ステップＳ９０２において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５０４（図５参照）の処理と同様に読み出した照合用テンプレートから、設定データと位置情報と登録時外光値とを読み出す。
【００８２】
ステップＳ９０３において、撮像設定制御部３１は、登録時外光値と認証時外光値が一致するか否かを判定する。
一致する場合（ステップＳ９０３“Ｙｅｓ“）、ステップＳ５０８において、撮像設定制御部３１は、ステップＳ９０２にて読み出した設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。なお、設定データの読み出しに失敗した場合は、初期値にて処理を進めることもできる。
一致しない場合（ステップＳ９０３“Ｎｏ“）、ステップＳ５０７に進む。また、登録時外光値と認証時外光値との差分に基づいて、登録時設定情報（設定データ）を補正し、補正後の設定情報に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整してもよい。
【００８３】
なお、第１実施形態と同様に、認証時設定情報と認証時外光値とを照合用テンプレートとして記憶し、当該設定情報および当該外光値を次回以降の認証時に使用してもよい。
また、照合用テンプレートを検索する際、検索キーとして更に、認証時外光値を使用してもよい。そして、検索された照合用テンプレートに記憶された設定データを使用してもよい
【００８４】
（実施形態の効果など）
第２実施形態では、登録時外光値と認証時外光値を比較し、一致する場合は登録時設定情報に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整することで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。
また、登録時外光値と認証時外光値との差分に基づいて、登録時設定情報を補正し、補正後の設定情報に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整することで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。
【００８５】
<<第３実施形態>>
（概要）
第３実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０に、更に、時計装置１９を有する。第３実施形態の指静脈認証装置１０は、照合用テンプレートとして更に、静脈パターン登録時の時刻を記憶する。なお、時刻と設定データを合わせて、「設定データ」と呼ぶこともある。
指は、時刻により、血流量が変わることがある。その影響により、登録時と認証時の設定情報を変えることがある。そこで、指静脈認証装置１０は、照合用テンプレートとして登録時刻を記憶しておき、認証時は、認証時刻に最も近い時刻に登録されたテンプレートの設定データに従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整する。
【００８６】
第３実施形態の指静脈認証装置１０について説明する。なお、第１実施形態の指静脈認証装置１０と共通する要素については、説明を適宜省略する。
【００８７】
（構成）
前述の図３は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の機能ブロック図である。第３実施形態の指静脈認証装置１０についても、図３を参照して説明する。
第３実施形態の指静脈認証装置１０のテンプレート管理部３３は、照合用テンプレートとして更に、登録時刻を記憶し、照合用テンプレートから更に、登録時刻を読み出す機能を有する。
【００８８】
図１０は、第３実施形態の指静脈認証装置１０のハードウェア構成を示す図である。
図１０に示すように、第３実施形態の指静脈認証装置１０は、第１実施形態の指静脈認証装置１０の構成に、更に、時計装置１９を有する。
【００８９】
時計装置１９は、時刻を検出する。
【００９０】
（登録処理）
照合用テンプレートの登録処理について、図３、図１０、図１１を参照して説明する。
図１１は、第３実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャートである。
図１１は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順のフローチャート（図４）と、下記の２点で異なる。
（１）時刻を検出する処理（ステップＳ１１０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートとして設定データを記憶する（図４のステップＳ４１１に相当）際、登録時刻を併せて記憶する（ステップＳ１１０２）。
【００９１】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの登録手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ１１０１において、時計装置１９は、時刻を検出する。この時の検出結果を、登録時刻と呼ぶ。また、時計装置１９は、日付や曜日を併せて検出してもよい。
ステップＳ１１０２において、テンプレート管理部３３は、特徴が抽出された静脈パターンとユーザＩＤとを対応づけて、照合用テンプレートとして、メモリ１４または外部機器に記憶する。
その際、テンプレート管理部３３は、認証に適した指の静脈パターンを撮像した時の撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定情報と、登録時刻とを、併せて記憶する。照合用テンプレートには、日付や曜日を記憶しておいてもよい。
時刻を変えて登録処理を複数回行い、複数の照合用テンプレートを記憶しておく。
【００９２】
（認証処理）
認証処理について、図３、図１０、図１２を参照して説明する。
図１２は、第３実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャートである。
図１２は、第１実施形態の指静脈認証装置１０における静脈パターンの認証手順のフローチャート（図５）と、下記の２点で異なる。
（１）時刻を検出する処理（ステップＳ１２０１）が追加されている。
（２）照合用テンプレートを検索する際、検索キーとして更に認証時刻を使用して、最も近い登録時刻が記憶されている照合用テンプレートを読み出す処理（ステップＳ１２０２）が追加されている。
【００９３】
第１実施形態の指静脈認証装置１０における認証手順と異なるステップについて、詳細に説明する。
ステップＳ１２０１において、入力されたユーザＩＤが正当な場合、時計装置１９は、時刻を検出する。この時の検出結果を、認証時刻と呼ぶ。また、時計装置１９は、日付や曜日を併せて検出してもよい。
【００９４】
ステップＳ１２０２において、テンプレート管理部３３は、ステップＳ５０４（図５参照）の処理と同様に、照合用テンプレートを検索する。なお、この際、検索キーとして更に、認証時刻を使用する。そして、検索された照合用テンプレートに記憶された設定データおよび位置情報を読み出す。
【００９５】
なお、第１実施形態と同様に、認証時設定情報と認証時刻とを照合用テンプレートとして記憶し、当該設定情報および当該時刻を次回以降の認証時に使用してもよい。
【００９６】
（実施形態の効果など）
第３実施形態では、登録時刻と認証時刻を比較し、両者が最も近い照合用テンプレートを使用して認証を行うことで、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減することができる。
【００９７】
<<まとめ>>
照合用テンプレートとして記憶する情報ごとに、各実施形態として説明をしたが、テンプレートとして記憶する情報は１つに限られない。テンプレートに記憶する情報は、複数でもよい。また、組み合わせも限定するものではない。例えば、外光値と時刻とを、テンプレートとして記憶してもよい。
【００９８】
また、照合用テンプレートに、暗号化のアルゴリズムに関する情報を記憶することで、復号処理を迅速に行うこともできる。特徴量抽出のアルゴリズムに関する情報を記憶することで、異なるアルゴリズムで認証用テンプレートを作成してしまうという事態を排除できる。
また、照合用テンプレートとして、認証に使用した回数を記憶しておき、当該回数が大きい照合用テンプレートを優先的に検索または使用してもよい。照合用テンプレートを記憶する領域が不足した場合などは、認証に使用した回数が小さい照合用テンプレートを削除して、資源を有効活用することができる。
【００９９】
また、設定情報が複数記憶されている場合は、これらの平均値を算出し、当該平均値に従って、撮像装置１２および／または赤外光発光装置１３の設定を調整してもよい。
【０１００】
このように、複数の情報を照合用テンプレートとして記憶したり、優先的に検索または使用する照合用テンプレートを特定したり、記憶装置に記憶しておく照合用テンプレートの数を減らしたりすることにより、更に、撮像設定のフィードバックの処理回数を低減し、精度の高い認証を行うことができる。
【０１０１】
以上、生体認証装置の例として、指の静脈を用いた指静脈認証装置について説明をしたが、本発明は前記した実施形態に限定して解釈されるものではない。例えば、手のひらの静脈を用いた生体認証装置にも当然に適用可能である。また、静脈に限らず、指紋や虹彩などの身体的特徴や、まばたきなどの行動的特徴を用いた生体認証による個人認証にも、適用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 指静脈認証装置（生体認証装置）
１０−１ 入力装置
１１ プロセッサ
１２ 撮像装置（撮像部、生体認証情報取得部）
１３ 赤外光発光装置（発光部、生体認証情報取得部）
１４ メモリ（記憶装置）
１５ 外部Ｉ／Ｆ装置
１６ 音声出力装置
１７ 映像出力装置
１８ 外光センサ装置（外光検出部、生体認証情報取得部）
１９ 時計装置（時刻検出部）
２０ タッチセンサ装置（生体認証情報取得部）
３０ 指静脈認証部（認証部）
３１ 撮像設定制御部
３２ 特徴抽出部
３３ テンプレート管理部
３４ テンプレート照合部
３５ 位置情報検出部
６１ 撮像窓
６２ ミラー
７０ 指
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体認証用の生体認証情報を認証の対象となる対象者の体から取得し、前記体の位置を検出する生体認証情報取得部と、
前記取得した生体認証情報と照合する照合用の情報を、前記対象者を個々に識別する個人識別情報に対応付けて複数人分記憶している記憶部と、
前記個人識別情報を入力する入力部と、
前記入力部を介して入力される個人識別情報に対応する照合用の情報と、前記生体認証情報取得部により取得された生体認証情報とを照合して個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、
前記照合用の情報を作成する際に使用した機器の使用条件および前記対象者の体に関する情報の少なくとも一つを設定データとして、前記個人識別情報又は前記照合用の情報に対応付けて記憶している設定データ記憶部と、
前記認証時に入力される個人識別情報または当該個人識別情報により特定される前記照合用の情報に基づいて前記設定データを読み出し、当該読み出した設定情報の少なくとも一部を前記生体認証情報取得部に設定して前記生体認証情報を取得させる設定部と
をさらに有し、
前記認証部は、前記生体認証情報取得部より取得された生体認証情報から生体の位置情報を取得する位置情報検出部を有し、
前記設定データ記憶部は、前記設定データの１つとして、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報を有し、
前記認証部は、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報と、認証時における前記生体の位置情報とを比較して、前記生体の位置の変化量を算出し、前記生体の位置の変化量が所定のしきい値以下の場合には、前記生体の位置情報以外の設定データを前記生体認証情報取得部に設定した状態で取得された生体認証情報を用いて個人認証を行うこと
を特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
前記設定データ記憶部は、前記設定データとして、同じ対象者に対して複数の生体の位置情報と、前記複数の生体の位置情報のそれぞれに対応する前記生体の位置情報以外の設定データとを有し、
前記設定部は、前記生体の位置情報の変化量が最も小さくなるような生体の位置情報に対応する設定データを前記生体認証情報取得部に設定して前記生体認証情報を取得させ、
前記認証部は、前記生体の位置情報の変化量が最も小さくなるような生体の位置情報に対応する設定データを前記生体認証情報取得部に設定した状態で取得された生体認証情報を用いて個人認証を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記生体認証情報取得部は、タッチセンサ部を含んで構成され、
前記位置情報検出部は、前記タッチセンサ部の検出結果から前記生体の位置情報を取得すること
を特徴とする請求項１または２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記生体認証情報取得部は、撮像部を含んで構成され、
前記設定データは前記撮像部の撮像条件を設定するデータを含むこと
を特徴とする請求項１から３の何れかに記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記生体認証情報取得部は、発光部を含んで構成され、
前記設定データは前記発光部の発光条件を設定するデータを含むこと
を特徴とする請求項１から４の何れかに記載の生体認証装置。
【請求項６】
前記生体認証情報取得部は、外光検出部を含んで構成され、
前記設定データは前記外光検出部が検出した外光値を含むデータであること
を特徴とする請求項１から５の何れかに記載の生体認証装置。
【請求項７】
前記生体認証情報取得部は、時間検出部を含んで構成され、
前記設定データは前記時間検出部が検出した時刻を含むデータであること
を特徴とする請求項１から６の何れかに記載の生体認証装置。
【請求項１】
生体認証用の生体認証情報を認証の対象となる対象者の体から取得し、前記体の位置を検出する生体認証情報取得部と、
前記取得した生体認証情報と照合する照合用の情報を、前記対象者を個々に識別する個人識別情報に対応付けて複数人分記憶している記憶部と、
前記個人識別情報を入力する入力部と、
前記入力部を介して入力される個人識別情報に対応する照合用の情報と、前記生体認証情報取得部により取得された生体認証情報とを照合して個人認証を行う認証部とを有する生体認証装置であって、
前記照合用の情報を作成する際に使用した機器の使用条件および前記対象者の体に関する情報の少なくとも一つを設定データとして、前記個人識別情報又は前記照合用の情報に対応付けて記憶している設定データ記憶部と、
前記認証時に入力される個人識別情報または当該個人識別情報により特定される前記照合用の情報に基づいて前記設定データを読み出し、当該読み出した設定情報の少なくとも一部を前記生体認証情報取得部に設定して前記生体認証情報を取得させる設定部と
をさらに有し、
前記認証部は、前記生体認証情報取得部より取得された生体認証情報から生体の位置情報を取得する位置情報検出部を有し、
前記設定データ記憶部は、前記設定データの１つとして、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報を有し、
前記認証部は、前記照合用の情報を取得したときにおける前記生体の位置情報と、認証時における前記生体の位置情報とを比較して、前記生体の位置の変化量を算出し、前記生体の位置の変化量が所定のしきい値以下の場合には、前記生体の位置情報以外の設定データを前記生体認証情報取得部に設定した状態で取得された生体認証情報を用いて個人認証を行うこと
を特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
前記設定データ記憶部は、前記設定データとして、同じ対象者に対して複数の生体の位置情報と、前記複数の生体の位置情報のそれぞれに対応する前記生体の位置情報以外の設定データとを有し、
前記設定部は、前記生体の位置情報の変化量が最も小さくなるような生体の位置情報に対応する設定データを前記生体認証情報取得部に設定して前記生体認証情報を取得させ、
前記認証部は、前記生体の位置情報の変化量が最も小さくなるような生体の位置情報に対応する設定データを前記生体認証情報取得部に設定した状態で取得された生体認証情報を用いて個人認証を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記生体認証情報取得部は、タッチセンサ部を含んで構成され、
前記位置情報検出部は、前記タッチセンサ部の検出結果から前記生体の位置情報を取得すること
を特徴とする請求項１または２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
前記生体認証情報取得部は、撮像部を含んで構成され、
前記設定データは前記撮像部の撮像条件を設定するデータを含むこと
を特徴とする請求項１から３の何れかに記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記生体認証情報取得部は、発光部を含んで構成され、
前記設定データは前記発光部の発光条件を設定するデータを含むこと
を特徴とする請求項１から４の何れかに記載の生体認証装置。
【請求項６】
前記生体認証情報取得部は、外光検出部を含んで構成され、
前記設定データは前記外光検出部が検出した外光値を含むデータであること
を特徴とする請求項１から５の何れかに記載の生体認証装置。
【請求項７】
前記生体認証情報取得部は、時間検出部を含んで構成され、
前記設定データは前記時間検出部が検出した時刻を含むデータであること
を特徴とする請求項１から６の何れかに記載の生体認証装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７３９０５（Ｐ２０１２−７３９０５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９４６３（Ｐ２０１０−２１９４６３）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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