JP4929023B2 - 指静脈認証装置を備えた通信端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、指の静脈の映像を取得し、個人認証に用いる指静脈認証装置を備えた通信端末装置に関する。

財産や情報の安全管理の点から、個人認証技術への期待が高まってきており、特に、人の一生で個人情報の変化がない指の静脈パターンを用いた認証方式が、偽造の困難さや利便性，安心感の点で注目されている。一方では、携帯電話等の通信端末装置は、通信のみならず、カメラ機能や決済機能など高付加機能を有し、そのために、セキュリティの強化が重要な課題となっている。この点に鑑み、指静脈認証機能を通信端末装置に付加し、さらに、使い勝手が良く、認証精度の良い通信端末装置とすることが重要となっている。

このような操作者の認証機能を備えたカメラ付き携帯情報端装置に関し、特に、携帯電話機に搭載された認証装置で操作者を認証するに際、この操作者の生体情報を撮影して認証を行なうカメラ付き携帯情報端末装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の例として、特許文献２には携帯情報端末の側面に非接触センサを配置し、手の接近を検知する方式を採るものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−３１１３５８号公報 特開２００４−２５９１０７号公報

しかしながら、上記特許文献１には、生体撮影時の使い安さや認証精度に重要な指の設置方法についての記載がなく、実用上認証精度の問題がある。

また、上記特許文献２においても、上記特許文献１と同様に、記載される携帯情報端末では、指の配置を考慮した形状にはなっていない。

このように、これら特許文献１，２のいずれにおいても、指認証時での指の配置や指と情報端末装置との位置精度が考慮されず、静脈パターンをより鮮明に写し出すことと指設置精度とに課題があった。

本発明の目的は、かかる問題を解消し、指認証時の指の設置精度を高め、鮮明な指静脈の映像情報を取得することができるようにした指静脈認証装置を有する通信端末装置を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明は、指静脈を映像信号に変換する撮像部と指静脈へ光照射する光源部とで構成された静脈認証装置を備えた通信端末装置であって、該静脈認証装置は、該通信端末装置の筐体に設けられた指挿入のための窪み部内に、該撮像部と該光源部とが互いに対向して配置された構成をなし、該撮像部が該窪み部に挿入された指の腹部側に配置され、該光源部が該指の背面部側に配置されて、該指の認証映像を取得し、該窪み部内の該光源部よりも、該窪み部内に該指が差し込まれたときの該指の指先側に、該窪み部に挿入される指の背面部の爪と皮膚との境界が接触する突起片を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明は、前記窪み部が、前記筐体の側面部に設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記撮像部の光紬と前記筐体の短軸方向中心線とのなす角度θが、１０゜≦θ≦７０゜であることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記窪み部内に、指の前記背面部側を前記窪み部の内面に接触させて該指を挿入したとき、該指の腹部側と前記撮像部との間に所定の間隙が生ずるように、前記光源部と前記撮像部との間隔を設定したことを特徴とするものである。

また、本発明は、前記指の腹部側と前記撮像部との間隙Ｌが、２ｍｍ≦Ｌ≦７ｍｍであることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記突起片の取付け位置は、指の爪の根元から１ｍｍ〜５ｍｍの位置であることを特徴とするものである。

本発明によれば、認証映像の取込み時、指が通信端末装置での無理のない自然な場所に設置できるため、この通信端末装置の握り方がスムーズで使い勝手が極めて良い構造の通信端末装置を提供できる。

また、指の位置が静脈認証装置或いは通信端末装置に固定されるために、認証映像の登録時と認証時とでの指の位置誤差を少なくでき、高い認証精度が実現できる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明による指静脈認証装置を備えた通信端末装置の第１の実施形態を示す全体斜視図であって、１はこの実施形態の指静脈認証装置を備えた通信端末装置（以下、通信端末装置という）、１ａは上側面部、２は窪み部、３は人さし指である。

同図において、通信端末装置１の筐体の上側面部１ａには、窪み部３が設けられ、この窪み部１ａ内に後述する指静脈認証装置が設けられている。この窪み部３は、例えば、図示するように、この通信端末装置１の操作者が左手で握ったときに、この左手の指のいずれか、ここでは、人さし指３が無理な姿勢を取らず、かつ余裕をもって入り込むことができるように、形成されている。

図２は図１に示す実施形態の要部を展開して示す部分斜視図であって、４は撮像部、５は光源部、６は指固定突起片であり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、撮像部４と光源部５とが窪み部２の内面に、互いに対向するように、配置されている。撮像部４は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどの固体撮像部素子からなるセンサ部とレンズ部とで構成され、レンズ部としては、単レンズ構成或いは単レンズがアレイ状に配列されたマルチレンズ構成のいずれあってもよい。また、光源部４は、静脈が映し出されるに最も適した６００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域が発光する光源であればよく、ＬＥＤ或いは半導体レザーなどが用いられる。また、図示しないが、不要光線の遮断を目的として、波長選択フィルタを設けてもよい。

ここで、撮像部４と光源部５とは、それらの光軸が一致するように、配置されている。

また、窪み部２の内面の光源部５の近傍に指固定突起片６が設けられている。この指固定突起片６について、図３により説明する。

図３は窪み部２に人さし指３が挿入されているときの状態を示す断面図であって、３ａは爪、３ｂは皮膚であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、指固定突起片６は、光源部５よりも、窪み部２内に人さし指３が差し込まれたときのこの人さし指３の指先側に指固定突起片６が設けられている。指固定突起片６の形状は、人さし指３の爪３ａとこの爪３ａと同じ側の面の皮膚３ｂとの境界線との間の段差にほぼ合致する形状としている。人さし指３は、その背面部側（爪３ａ側）が光源部５側を向き、その腹部側が撮像部４側を向くように、窪み部２内に挿入されるが、この背面部の爪３ａと皮膚３ｂとの境界線部分がこの指固定突起片６に当るように、この人さし指３の位置決めをすることができる。これにより、窪み部２内での人さし指３の設置位置や向きの精度が大幅に向上することになる。

図４は図１に示す窪み部２内での撮像部４と光源部５との配置関係を示す断面図であって、３ｃは腹部、７は撮像部４の光軸、８は通信端末装置１の短軸方向の中心線であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、窪み部２内で人さし指３が指固定突起片６によって位置決めされた状態で所定の操作がなされると、光源部５から人さし指３の背面部に光が照射され、照射された光線は人さし指３内の静脈で反射され、それ以外の部分を通る光は人さし指３の腹部３ｃ側から射出される。これにより、人体固有の指静脈の像が得られ、この静脈像を撮像部４で撮影して映像信号に変換する。得られたこの映像信号をもとに静脈をパターン化し、個人情報としての認識を行なう。

ここで、人さし指６の背面部が直接光源部５に接触してもよいし、また、人さし指３と光源部５との間に空隙部があるようにしてもよい。このような空隙部を設ける方法としては、窪み部２の内面に凹部を設け、この凹部内に光源部５を設置し、この光源部６の表面が窪み部２の内面から突出しないようにしてもよいし、また、指固定突起片６の形状，大きさ，高さなどにより、人さし指３と光源部５との間に空隙部があるようにしてもよい。

また、撮像部４は、窪み２の内周に配置され、人さし指３へ圧迫がなく、その指静脈が鮮明に映し出されるように、人さし指３の腹部３ｃと撮像部４との間に所定の間隙Ｌを設けている。この間隙Ｌの値は、人さし指３の使い勝手と、指静脈の映像が最良に得られることを考慮し、実験から２ｍｍ≦Ｌ≦７ｍｍが良いことが判明した。特に、指が窪み部２内にスムーズに挿入できるようにするには、Ｌ≧２ｍｍであることが被験者を使って明らかとなり、鮮明な指静脈の映像を得るには、撮像部４のＦナンバと焦点距離の関係から、Ｌ≦７ｍｍとすればよいことが判った。

また、撮像部４の向きは、その光軸７が窪み部２に挿入された人さく指６の腹部３ｃの中央部を通るように、設定されている。一方、撮像部４の光軸７と通信端末装置１の短軸方向（即ち、図１で見て、高さ及び厚みに垂直な幅方向）の中心線８とのなす角度をθとした場合、１０゜≦θ≦７０゜に設定すれば、図１に示すように、通信端末装置１を手で握った場合、人さし指３の位置が自然で、苦痛を与えることなく、人さし指３を通信端末装置１の窪み部２内に置くことができ、最適な指静脈の映像が得られる。

ここで、撮像部４の光軸７と通信端末装置１の短軸方向の中心軸８とのなす角度θを固定としてもよいし、適宜変更可能な可変方式としてもよい。この可変方式では、図２において、光源部５と指固定突起片６とが一体となって矢印Ｐで示す窪み部２の内面に沿って上下方向（図面上）に変位可能とし、また、撮像部４も、同様に、矢印Ｑで示す窪み部２の内面に沿って上下方向（図面上）に変位可能とする。この場合、これらの位置調整としては、図示しないが、例えば、調整ねじを操作することによって行なうようにすることができる。また、これらの位置を調整した後も、撮像部４の光軸７が光源部５の光軸とを一致させる必要があるが、これは、例えば、光源部５から光線を出射させ、これを撮像部４の固体撮像素子が受光するようにして撮像し、その撮像映像を通信端末装置１に設けられた図示しない表示画面に表示してこの表示画面で光源部５からの光線によるスポットの位置から、撮像部４の光軸７が光源部５の光軸と一致したか否かを確認するようにすればよい。

以上のようにして、この第１の実施形態では、通信端末装置の側面部の人さし指を無理なく差し込める位置に窪み部２が設けられるものであるから、通信端末装置の握り方をスムーズにして、指静脈の映像を取得するための人さし指３の状態や位置を常に同じにすることができ、人さし指３の設置精度を高めることができるものであって、しかも、撮像部４と光源部５との光軸を一致させて光源部５から人さし指３に光を照射するものであるから、光源部４の光量を利用効率が高まって鮮明な指静脈の映像が得られることになる。このため、指静脈の映像を登録する場合も、また、認証時でも、人さし指３の位置誤差を少なくして、高い認証精度を実現できる。

さらに、指固定突起片６が設けられていることにより、窪み部２内での人さし指３の位置や向きの設定精度が高まり、より鮮明な指静脈の映像が得られることになる。

なお、この第１の実施形態では、指静脈の映像を取得とする指を人さし指としたが、それ以外の親指，中指，薬指，小指のいずれの指であってもよいし、また、窪み部２の位置を通信端末装置１の上側面部１ａとしたが、指静脈の映像の取得対象となる指などに応じて、窪み部２を通信端末装置１の筐体の左側面部，右側面部，下側面部、また、対角側面部のいずれの側面に設けるようにしてもよい。

図５は本発明による指静脈認証装置を備えた通信端末装置の第２の実施形態を示す全体斜視図であって、９は上部筐体、９ａは内面、１０は下部筐体、１０ａは内面、１１はヒンジ、１２は指固定突起部、１３は傾斜面、１４は溝部であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

同図において、この通信端末装置１は、上部筐体９と下部筐体１０とがそれらの端部でヒンジ１１によって連結された構成をなしており、このヒンジ１１により、上部筐体９が下部筐体１０に対して回動可能となっている。これにより、上部筐体９での下部筐体１０側の面（即ち、上部筐体９の内面９ａ）と下部筐体１０での上部筐体９側の面（即ち、下部筐体１０の内面１０ａ）とが重なり合った状態（上部筐体９が閉じた状態）から、下部筐体１０に対して上部筐体９を回動させた状態（上部筐体９が開いた状態）にすることができる。

ここで、上部筐体９の内面９ａには、ディスプレイ部（図示せず）などが設けられており、下部筐体１０の内面１０ａには、キー入力部（図示せず）などが設けられている。

また、上部筐体９のヒンジ１１側とは反対側の先端部には、その辺に沿って指固定突起部１２が設けられている。この指固定突起部１２は、その表面が上部筐体９の内面９ａから角度ψで傾斜して突出した構成をなしており、上部筐体９が開いてその内面９ａが上部筐体１０の内面に対して角度ψだけ傾いた状態では、指固定突起部１２の表面は下部筐体１０の内面１０ａに平行となる。ここで、ヒンジ１１にクリック点が設けられており、上部筐体９を閉じた状態から開いていき、上部筐体９の内面９ａが上部筐体１０の内面１０ａに対して角度ψだけ傾いた状態となると、ヒンジ１１のクリック点によって上部筐体９が開くのを阻止しようとするクリックが生じ（この状態を、以下、クリック状態という）、操作者はこのクリック状態になったことを知覚することができる。勿論、このクリック状態からさらに上部筐体９を開いた状態とすることができる。

上部筐体９の内面９ａの指固定突起部１２との境界部分に光源部５が設けられ、指固定突起部１２上のこの光源部５の近傍に指固定突起片６が設けられている。また、下部筐体１０の内面１０ａ側には、そのヒンジ１１側とは反対側の先端部にその辺に沿って傾斜面１３が設けられている。この傾斜面１３は、内面１０ａからへこむように、この内面１０ａから角度ψで傾斜している。また、この傾斜面１３には、上部筐体９を閉じたとき（即ち、上部筐体９を下部筐体１０に重ねたとき）、上部筐体９の指固定突起片６が嵌まり込む溝部１４が設けられている。そこで、上部筐体９が閉じると、指固定突起片６がこの溝部１４に嵌まり込んで、上部筐体９側の指固定突起部１２の面が下部筐体１０のこの傾斜面１３に重なることになり、上部筐体９と下部筐体１０とが全体として重なる（閉じる）ことになる。

下部筐体１０の内面１０ａには、傾斜面１３との境界近傍に撮像部４が設けられている。ここで、上部筐体９がクリックした状態にあるとき、上部筐体９側の光源部５の光軸と撮像部４の光軸とが一致するように、光源部５と撮像部４との位置関係が設定されている。この撮像部４は、傾斜面１３から突出させてもよいし、また、へこませて設置してもよい。

指の指静脈の映像を取得する場合には、上部筐体９をクリック状態とし、人さし指３を上部筐体９の指固定突起部１２に当てがう（接触する）ようにする。ここで、上記第１の実施形態と同様、上部筐体９での指固定突起片６は、光源部５よりも当てがわれた人さし指３の指先側にある。

図６は図５に示す第２の実施形態の指静脈の映像を取得するときの状態を示す側面図であって、図５に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

また、図７は図６の矢印Ｊ側から見た正面図であって、図５に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

同図において、この場合には、上部筐体９が下部筐体１０に対して角度ψだけ傾いたクリック状態にあり、この状態で、人さし指３が、その爪３ａを上部筐体９側に、その腹部３ｃ側を撮像部４に向けて、この上部筐体９に当てがわれる。この場合、図７に示すように、この人さし指３は、上部筐体９の内面９ａと指固定突起部１２との境界部分に位置するように、さらに、この人さし指の爪３ａと皮膚との境がこの指固定突起部１２に設けられた指固定突起片６に位置するように、当てがわれる。このように、人さし指３を位置付けることにより、撮像部４の光軸７が人さし指３のほぼ中心を通るようになる。

ここで、上部筐体９がクリック状態で人さし指３を上部筐体９と下部筐体１０との間に挿入し、この人さし指３を、上記のように、上部筐体９側に当てがったときの人さし指３の腹部３ｃと撮像部４との間に、所定の間隙Ｌが生ずるようにしている。この間隙Ｌは、上記第１の実施形態の図４での間隙Ｌと同様の理由で設けるものであって、人さし指３の使い勝手と指静脈の映像が最良に得られることを考慮して、実験から２ｍｍ≦Ｌ≦７ｍｍとすればよいことが判明した。そして、このように間隙Ｌが得られるように、ヒンジ１１のクリック点を定めるものである。

この第２の実施形態では、先の第１の実施形態と同様の効果が得られるものであるが、さらに、上部筐体９が撮像部４に対して遮光部材としての役割を果たし、外光擾乱に強いメリットを有するものである。

なお、この第２の実施形態においても、先の第１の実施形態と同様、指静脈の映像を取得するための指として、人さし指に限るものではなく、親指や中指，薬指，小指のいずれかであってもよい。

また、この第２の実施形態では、光源部５や指固定突起部６をディスプレイ部が設けられている上部筐体９側に、撮像部４をキー入力部などが設けられている下部筐体１０側に設けた配置関係としたが、これに限るものではなく、例えば、配置関係を逆にしてもよいし、また、指がヒンジ１１側に向けて挿入されるように、光源部５や指固定突起部６と撮像部４とを配置するようにしてもよい。

本発明による指静脈認証装置を備えた通信端末装置の第１の実施形態を示す全体斜視図である。 図１に示す実施形態の要部を展開して示す部分斜視図である。 図１における窪み部に人さし指が挿入されたときの状態を示す断面図である。 図１に示す窪み部内での撮像部と光源部との配置関係を示す断面図である。 本発明による指静脈認証装置を備えた通信端末装置の第２の実施形態を示す全体斜視図である。 図５に示す第２の実施形態の指静脈の映像を取得するときの状態を示す側面図である。 図６の矢印Ｊ側から見た正面図である。

符号の説明

１ 通信端末装置
１ａ 上側面部
２ 窪み部
３ 人さし指
３ａ 爪
３ｂ 皮膚
３ｃ 腹部
４ 撮像部
５ 光源部
６ 指固定突起部
７ 撮像部４の光軸
８ 通信端末装置１の短軸方向の中心線
９ 上部筐体
９ａ 内面
１０ 下部筐体
１０ａ 内面
１１ ヒンジ
１２ 指固定突起部
１３ 傾斜面
１４ 溝部

Claims (6)

1. 指静脈を映像信号に変換する撮像部と指静脈へ光照射する光源部とで構成された静脈認証装置を備えた通信端末装置であって、
   該静脈認証装置は、
   該通信端末装置の筐体に設けられた指挿入のための窪み部内に、該撮像部と該光源部とが互いに対向して配置された構成をなし、
   該撮像部が該窪み部に挿入された指の腹部側に配置され、該光源部が該指の背面部側に配置されて、該指の認証映像を取得し、
   該窪み部内の該光源部よりも、該窪み部内に該指が差し込まれたときの該指の指先側に、該窪み部に挿入される指の背面部の爪と皮膚との境界が接触する突起片を設けた、
   ことを特徴とする指静脈認証装置を備えた通信端末装置。
2. 請求項１において、
   前記窪み部は、前記筐体の側面部に設けられていることを特徴とする指静脈認証装置を備えた通信端末装置。
3. 請求項１において、
   前記撮像部の光紬と前記筐体の短軸方向中心線とのなす角度θが、１０゜≦θ≦７０゜であることを特徴とする指静脈認証装置を備えた通信端末装置。
4. 請求項１において、
   前記窪み部内に、指の前記背面部側を前記窪み部の内面に接触させて該指を挿入したとき、該指の腹部側と前記撮像部との間に所定の間隙が生ずるように、前記光源部と前記撮像部との間隔を設定したことを特徴とする指静脈認証装置を備えた通信端末装置。
5. 請求項４において、
   前記指の腹部側と前記撮像部との間隙Ｌが、２ｍｍ≦Ｌ≦７ｍｍであることを特徴とする指静脈認証装置を備えた通信端末装置。
6. 請求項１において、
   前記突起片の取付け位置は、指の爪の根元から１ｍｍ〜５ｍｍの位置であることを特徴とする指静脈認証装置を備えた通信端末装置。

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