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Title:
INPUT DEVICE FOR FINGER VEIN AUTHENTICATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/026650
Kind Code:
A1
Abstract:
An input device for finger vein authentication, acquiring a finger vein pattern for authentication by using near infrared light.The input device has, in order to prevent an increase of the amount of incident light onto a finger and a palm and reduce a variation in the position of finger placement, a first light source placed at a position corresponding to a first joint of a finger when the finger is placed in position and applying near infrared light to the first joint, a second light source placed at a position corresponding to a second joint of the finger when the finger is placed in position and applying near infrared light to the second joint, an imaging section placed between the first light source and the second light source and imaging a vein pattern of the finger by near infrared light, and a finger placement section in which a portion corresponding to the tip of the finger is tilted downward so that the first joint of the finger is bent when the finger is placed on the finger placement section.

Inventors:
SAKURAI SOICHI (JP)
OUCHI SATOSHI (JP)
HORIUCHI YUICHI (JP)
YOSHIDA KENICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/066793
Publication Date:
March 06, 2008
Filing Date:
August 29, 2007
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI LTD (JP)
SAKURAI SOICHI (JP)
OUCHI SATOSHI (JP)
HORIUCHI YUICHI (JP)
YOSHIDA KENICHI (JP)
International Classes:
A61B5/117; G06T1/00; G06V10/145
Domestic Patent References:
WO2006134669A12006-12-21
Foreign References:
JP2003030632A2003-01-31
JP2004030680A2004-01-29
JP2005128936A2005-05-19
JP2003199729A2003-07-15
Attorney, Agent or Firm:
ASAMURA, Kiyoshi et al. (New Ohtemachi Bldg. 2-1, Ohtemachi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 04, JP)
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Claims:
 認証用の指の静脈パターンを取得する指静脈認証入力装置において、
 指が置かれたときに指の第一関節に対応する位置に設けられ前記第一関節に近赤外光を照射する第1の光源と、
 指が置かれたときに指の第二関節に対応する位置に設けられ前記第二関節に近赤外光を照射する第2の光源と、
 前記第1の光源と前記第2の光源の間に設けられ前記近赤外光により指の静脈パターンを撮像する撮像部と、
 指が置かれたときに指の第一関節が屈曲するように指先端に対応する部分が下方に傾斜した指置き部を備えたことを特徴とする指静脈認証入力装置。
 認証用の指の静脈パターンを取得する指静脈認証入力装置において、
 指が置かれたときに指の第一関節から指の根元側が置かれる指置き部分と前記指置き部分より指先側で指のはら方向に落ち込んだ部分からなる指設置面を有する指置き部と
 前記指置き部分の指先側に位置し前記第一関節に近赤外光を照射する第1の光源と、
 前記指置き部分の央部に位置し前記近赤外光により指の静脈パターンを撮像する撮像部とを備えたことを特徴とする指静脈認証入力装置。
 請求項2に記載の指静脈認証入力装置において、
 前記第1の光源から指の第一関節から第二関節の距離に対応する位置に設けられ指の第二関節に近赤外光を照射する第2の光源を備えたことを特徴とする指静脈認証入力装置。  
 請求項2あるいは請求項3に記載の指静脈認証入力装置において、
 前記指置き部は前記指置き部分の指先側に前記指設置面から指方向に突起した部分を有することを特徴とする指静脈認証入力装置。
 請求項4に記載の指静脈認証入力装置において、
 前記突起した部分は、前記第1の光源であることを特徴とする指静脈認証入力装置。
Description:
指静脈認証入力装置 参照による取り込み

 本出願は、2006年8月30日に出願された日本 特許出願第2006-233044号の優先権を主張し、そ 内容を参照することにより本出願に取り込 。

 本発明は、指静脈のパターン情報を映し し個人認証に用いる指静脈認証入力装置の 術に関する。

 近年、財産や情報の安全管理の点から、 人認証技術への期待が高まって来ており、 に人の一生の間で情報の変化が無い指の静 パターンを用いた認証装置が、偽造の困難 、利便性、安心感の点で注目されている。

 これらの静脈パターンを用いた認証装置 認証技術は例えば、特許文献1や特許文献2 開示されている。詳しくは、特許文献1には 上面から透過光を照射する光源部と、干渉 ィルタ部と、該干渉フィルタ部を透過した 過光を撮像する撮像部と、該撮像部から出 される静紋画像処理部とを有する個人認証 置が記載されている。

 また、特許文献2には、光源にチップタイプ の近赤外発光ダイオードを用いて手の平静脈 パターンを利用し個人認証を行う装置が記載 されている。

特開2004-49705号公報

特開2002-92616号公報

 特許文献1や特許文献2に開示されている 脈パターン認証装置では、透過光により静 パターンの撮像を行うために、指あるいは のひらを挟持するように光源部と撮像部が 置される構成となっている。このため、ノ ト型パソコン等に内蔵することが困難な問 がある。

 ノート型パソコン等に内蔵可能にするた には、光源部と撮像部を指あるいは手のひ の一方向に配置し、指や手のひら内部の散 光を撮像して静脈パターンを撮像する構成 考えられる。このような構成で鮮明な静脈 ターンを撮像するには、光源部から指ある は手のひらに入射され指や手のひら内部を 乱する散乱光が大きいほど望ましい。

 本発明の目的は、指や手のひらへの入射 量の増大に効果がある認証装置の形状ある は光源部の配置技術を提供することにある

 さらに、本発明の目的は、認証精度の向 をはかるために、指の置き位置のばらつき 低減する認証装置の指置き技術を提供する とにある。

 上記課題を解決するために、認証用の指 静脈パターンを取得する本発明の指静脈認 入力装置は、指が置かれたときに指の第一 節に対応する位置に設けられ前記第一関節 近赤外光を照射する第1の光源と、指が置か れたときに指の第二関節に対応する位置に設 けられ前記第二関節に近赤外光を照射する第 2の光源と、前記第1の光源と前記第2の光源の 間に設けられ前記近赤外光により指の静脈パ ターンを撮像する撮像部と、指が置かれたと きに指の第一関節が屈曲するように指先端に 対応する部分が下方に傾斜した指置き部を備 えるようにした。

 特に、指が置かれたときに指の第一関節 所定の位置のおかれるように、本発明の指 脈認証入力装置の指置き部は、指が置かれ ときに指の第一関節から指の根元側が置か る指置き部分と前記指置き部分より指先側 指のはら方向に落ち込んだ部分からなる指 置面を有する形状とした。これにより、指 置き位置を特定しやすいようにした。

 さらに、前記第1の光源から指の第一関節 から第二関節の距離に対応する位置に、指の 第二関節に近赤外光を照射する第2の光源を けるようにしてもよい。この場合でも、第 関節と第1の光源が位置合わせされているの 、第2の光源から第二関節への近赤外光の照 射を確実におこなうことができる。

 本発明によれば、指あるいは手のひらの 射光量が増加するので、指あるいは手のひ の内部の散乱光を増大することができ、鮮 な静脈パターンを撮像可能となる。これに り、高い再現性を持って指静脈画像を取得 き、高い認証精度を有するとともに認証装 の小型化が可能となる。

 また、指置き位置のバラツキを低減できる で、認識率の向上に効果がる。
 本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図 に関する以下の本発明の実施例の記載から らかになるであろう。

 以下、本発明の実施形態について図面を参 して説明する。
 図1は、本発明の実施例の指静脈認証入力装 置の側部断面の主要部概略図である。図1に いて、1は指静脈認証入力装置、2は撮像部、 31、32は例えば近赤外線LED等から成る光源部 41、42は光導管である。

 撮像部2と光源部31と光源部32は、指静脈 証入力装置1に置く指7の指の長さ方向に、光 源部31と光源部32が撮像部2を挟持するように 置される。図1は、この撮像部2と光源部31と 光源部32の配置方向の断面をしめしている。

 光源31と光源32は波長600nmから1000nmのLEDの 赤外波長が良く、LED又は半導体レーザの何 でも良い。光源31と光源32は各々が複数個の LED又は半導体レーザで構成し、指向特性を持 った該複数個のLED又は半導体レーザの個々の 中心軸をずらして配置すれば、指7の広い範 を照射できる。

 光導管41、42は、光源部31、32から放射す 光線を効率よく指に導く働きや、又光源31、 32を保護する働きを有し、アクリル等のプラ チック又はガラス等で構成されている。51 52は遮光板であり光源部31、32から放射され 不要光線を遮断する役目を有す。6はフィル であり選択領域外の波長をカットする役目 有す。

 つぎに指静脈パターンの撮像手順を説明 る。認証時に人体の指7が指静脈認証入力装 置1の上部に置かれ、光源部31から照射された 近赤外光が指7の第一関節91から指に入射する 。入射した近赤外光は、指7の内部を散乱し 伝播する。このとき、静脈の血液では近赤 光が吸収されるため、指内部の散乱して指 部に放射される近赤外線を撮像すると静脈 ターンを撮像することができる。図1の実施 では、指内部から放射された近赤外光をフ ルタ6を介して撮像部2により撮像する。

 上記により得られた静脈パターンは、図 していない認証制御部で、予め個人ごとに 像して記録された静脈パターンと比較し、 定の相関率の場合に登録者として認証され 。

 図1にしめす実施例の認証装置では、指7 第一関節91から近赤外光を指に入射するよう に、指静脈認証入力装置1の指設置面11におい て、第一関節91より指先部分が、指7の他の部 分より指の腹方向に所定角度で直線的に落込 んでいる構造としている。この構造により、 指7の置き位置が特定されるとともに、指形 が指本来の自然体に近い形で指1が置かれる 、指静脈の血流が流れ易くなり、より鮮明 静脈パターンが得られる。同時に、光源31 第一関節91が囲い込む形となる為、光源31か 放射する光量をより多く指7の中に取込む事 が出来、鮮明な静脈パターンが得られる。更 に、第一関節91が光源31の位置で固定出来る 、静脈パターンの長手方向の撮像位置精度 格段に向上する大きな長所も有する。

 静脈パターンによる個人認証の認証精度 高める上で、撮像部2で得られる静脈パター ンがより鮮明である事が重要となっている。 また、得られる静脈パターンの面積が広いほ ど、認証情報が増加し、認証精度を高めるこ とができる。その為には、光源31から指7の内 部へ照射する光量を多くすれば、より鮮明な 静脈パターンが得られるとともに、指内部の 散乱光の伝播距離が大きくなり、静脈パター ンの面積が広くなる。この為に、通常は光源 31の発光電力を増大させれば良いが消費電力 点で限界があり、また、光源寿命の点から 好ましくない。

 このため、図1にしめす実施例の認証装置 では、指の第二関節92に対応する位置に光源3 2を設けるようにし、光源31と光源32に挟まれ 指の部分の静脈パターンを撮像する構成と ている。これにより、指の第一関節91から 二関節92の範囲の静脈パターンを撮像可能と なり、認証精度の向上を図ることができる。 あるいは、2つの光源により近赤外光を入射 きるので、一つの光源からの近赤外光の必 な伝播距離を短くできるので、光源の発光 力を低下でき、光源寿命を延ばす効果もあ 。

 上記のとおり、光源32は光源31から、指の 第一関節91から第二関節92の距離に相当する 置に設置するようにする。この様に第一関 91の中央部に光源31を、指の第二関節92の中 部に光源32を配置した場合、関節以外の位置 に光源31、32を配置した場合と比べ指7の内部 照射される光量が最も増大する事が実験的 明らかとなった。

 図1の指静脈認証入力装置1で認証をおこ う際に、指設置面11の第一関節91より指先部 が、指7の他の部分より指の腹方向に所定角 度で直線的に落込んでいる構造としているの で、容易に指の第一関節91と光源31の位置を わせることができる。光源32は指の第一関節 91から第二関節92の距離に相当する位置に設 されているので、指7を指設置面11に置くと 然に指の第二関節92が光源32に合うことにな 。

 指7の第一関節91から第二関節92の距離に 個人差があるが、光源32の近赤外光の照射範 囲を関節間の距離のバラツキより大きくする ことにより個人差を吸収することができる。 光源32の近赤外光の照射範囲は、光源32の放 角の選定や光導管42の調整により大きくする ことが可能となる。

 上記説明で、第一関節91に対応する位置 光源31を設ける場合と、第一関節91と第二関 92に対応する位置に光源31と光源32を設ける 合について説明したが、指設置面11の第一 節91より指先部分が、指7の他の部分より指 腹方向に所定角度で直線的に落込んでいる 造としているので、指7の指静脈認証入力装 1への設置位置を固定することができる。こ のため、指7を設置したときの指の第二関節92 に対応する位置だけに、光源32を設ける構成 してもよい。

 つぎに、図2から図4により、図1と同様に 指7の指静脈認証入力装置1への置き位置の らつきの低減や鮮明な静脈パターンの取得 有効な指設置面11の他の形状を説明する。な お、図2から図4と図1で、同一の番号を付して いる物は同様な働きを有する。

 図2は、指静脈認証入力装置1の指設置面11 において、第一関節91より指先部分が接する 設置面を、指7の他の指設置面11部分より曲 形状で落込んでいる構造としている。指設 面をこのような形状にすることにより、指7 の指先端腹部が指設置面に接触しなくなるが 、指の感触から光源31の設置位置の認識が容 になるので、指7の第一関節91を光源31に合 せやすくなる。その結果、指7への近赤外光 入射光が増加して、鮮明な静脈パターンの 得が可能となる。また、指の感触から光源3 1の設置位置の認識が容易になるので、指7の き位置のバラツキが小さくなる効果もある さらに、指先端の曲がりに対する自由度も きくなるので、指曲げの自然体の固体差の 収も容易になる。

 図3は、光源31の取付け位置12が、指設置 11よりも指7方向に突き出て高く設置してい 事に特長がある。この様な構造とする事に り、光源31が第一関節91に、より接近する為 上述した指7の長手方向の取付け位置精度が 向上し、光源31を第一関節91が更に囲い込む となる為、光源31から放射する光量をより多 く指7の中に取込む事が出来る。図3では光源3 1の取付け位置12が、指設置面11よりも指7方向 に突き出て高く設置しているが、同様に光源 32の取付け位置12が、指設置面11よりも指7方 に突き出て高く設置しても良い。このよう 、図3の構成によっても図2の例と同様の効果 を奏することができる。

 図4は、より指7の長手方向の取付け位置 度を向上させるのに好適な例を示している 図4で示す例の大きな特長は、第一関節91に 応する位置に、指設置面11よりも指7方向に き出た突起板13を配置している点にある。突 起板13を配置する事により、突起板13の板厚 感触により指の設置位置の認識ができるの 、第一関節91を固定する指7の長手方向の取 け位置精度が向上する長所を有する。

 図1から図4により説明した実施例では、 7の手のひら側に、光源と撮像部を設けた指 脈認証入力装置1の実施例を説明したが、指 設置面11の指先端に対応する面を指7が接触す る面より下方にする構成は、近赤外光の透過 光により静脈パターンの撮像をおこなう指静 脈認証入力装置にも適用できる。これにより 、指の設置位置の精度向上ができ、認識率の 向上に効果がある。

 図5により、その一例を説明する。図5で 図1から図4と同一の番号を付している物は同 様な働きを有する。図5では、光源31と光源32 取付け位置が指1の上方に位置し、撮像部2 対向した位置にある。この例では、第一関 91や第二関節92から指7に近赤外光を入射する 必要がないので、光源31と光源32を撮像部2に 向した位置に設けるのが望ましい。

 図5では、指設置面11の指先端部の形状を図2 と同様に、第一関節91より指先部分が接する 設置面を、指7の他の指設置面11部分より曲 形状で落込んでいる構造としているが、こ に限らず、図1のように、指設置面11の第一 節91より指先部分が、指7の他の部分より指 腹方向に所定角度で直線的に落込んでいる 造としてもよい。さらに、図4のように、第 一関節91に対応する位置に、指設置面11より 指1方向に突き出た突起板13を配置するよう してもよい。
 上記記載は実施例についてなされたが、本 明はそれに限らず、本発明の精神と添付の 求の範囲の範囲内で種々の変更および修正 することができることは当業者に明らかで る。

本発明の第1実施例による指静脈認証入 力装置の側部断面を示す概略図である。 本発明の第2の実施例による側部断面を 示す概略図である。 本発明の第3の実施例による側部断面を 示す概略図である。 本発明の第4の実施例による側部断面を 示す概略図である。 本発明の第5の実施例による側部断面を 示す概略図である。