特開 2023-182167 非接触型生体認証装置、非接触型生体認証システム、及び非接触型生体認証方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182167

(43)【公開日】2023-12-26

(54)【発明の名称】非接触型生体認証装置、非接触型生体認証システム、及び非接触型生体認証方法

(51)【国際特許分類】

   G06V 40/145 20220101AFI20231219BHJP

【ＦＩ】

G06V40/145

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022095630

(22)【出願日】2022-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000153443

【氏名又は名称】株式会社 日立産業制御ソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野々村 洋

(72)【発明者】

【氏名】長坂 晃朗

(72)【発明者】

【氏名】三浦 直人

(72)【発明者】

【氏名】松田 友輔

(72)【発明者】

【氏名】中崎 渓一郎

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 伸一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 恭一

(57)【要約】      （修正有）

【課題】精度良く非接触認証を行う非接触型生体認証装置を提供する。
【解決手段】非接触型生体認証装置１０１は、指が挿入される挿入室１１９と、指１１６の腹側を撮影する撮影装置１０２と、挿入室１１９における、撮影装置１０２よりも奥側に設置され、挿入室１１９に挿入された指１１６により進行が遮られる光を撮影装置１０２の方向に照射する第１光源１０９と、第１光源１０９からの光が指１１６に遮られた場合に、指１１６の血管に吸収される光を撮影装置１０２を含む範囲に照射する第２光源１１０と、挿入室１１９に設けられると共に第２光源１１０からの光を反射させる反射面とを備え、反射面の位置及び方向は、第１光源１０９からの光が指１１６に遮られた場合に、第２光源１１０からの光のうち指１１６の高さに応じた割合の光を反射するように調節され、撮影装置１０２は、反射面で反射された光及び挿入された指１１６の腹側を含む画像を撮影する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

側方に開口部を備え、前記開口部から認証者の指が奥側に挿入される空間を有する挿入室と、
前記挿入室に挿入した指の腹側を撮影する位置に設置された撮影装置と、
前記挿入室における、前記撮影装置よりも奥側の位置に設置され、前記挿入室に挿入された指により進行が遮られる光を前記撮影装置の方向に照射する第１光源と、
前記指が挿入される高さよりも高い位置に設けられ、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記指の血管に吸収される光を前記撮影装置を含む所定範囲に照射する第２光源と、
前記挿入室に設けられると共に前記第２光源からの光を受光して反射させる反射面とを備え、
前記反射面の位置及び方向は、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記第２光源からの光のうち前記挿入された指の高さに応じた割合の光を反射するように調節され、
前記撮影装置は、前記反射面で反射された光及び前記挿入された指の腹側を含む画像を撮影する、
非接触型生体認証装置。

【請求項2】

請求項１の非接触型生体認証装置であって、
複数の第２光源と、各前記第２光源の光量を調節する制御部とを備え、
各前記第２光源は、当該第２光源からの光が前記挿入される指の背側の挿入方向中央部を照射する方向に整列して配置されている、
非接触型生体認証装置。

【請求項3】

請求項１の非接触型生体認証装置であって、
前記第１光源は、前記第２光源よりも前記挿入室の奥側であって、かつ前記第１光源からの直接光が前記挿入室の奥側の内面で所定量以上反射しない位置に設けられ、指向性を有する光を照射する、
非接触型生体認証装置。

【請求項4】

請求項１の非接触型生体認証装置であって、
前記挿入室における内側面に、前記第２光源からの光を受光して反射させる面を有する反射面を備え、
前記反射面の前記内側面上の高さは、前記挿入室に挿入された前記指が前記第２光源の光により遮られた場合に、前記第２光源からの光のうち前記挿入された指の高さに応じた割合の光を前記面が受光する高さに調節されている、
非接触型生体認証装置。

【請求項5】

請求項１の非接触型生体認証装置であって、
前記挿入室における、相対する内側面の一方の下部に第３光源を備えると共に、他方の内側面の下部に前記第３光源からの光を受光し反射させる反射面を備え、
前記第３光源及び前記反射面の前記内側面での高さは、前記第３光源からの光が、所定高さ以下で前記挿入室に挿入された前記指により遮られた場合に、前記第３光源からの光のうち前記挿入された指の高さに応じた割合の光が前記反射面に到達しない高さに調節される、
非接触型生体認証装置。

【請求項6】

側方に開口部を備え、前記開口部から認証者の指が奥側に挿入される空間を有する挿入室と、
前記挿入室に挿入された指の腹側を撮影する位置に設置された撮影装置と、
前記挿入室における、前記撮影装置よりも奥側の位置に設置され、前記挿入室に挿入された指により進行が遮られる光を前記撮影装置の方向に照射する第１光源と、
前記指が挿入される高さよりも高い位置に設けられ、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記指の血管に吸収される光を前記撮影装置を含む所定範囲に照射する第２光源と、
前記挿入室に設けられると共に前記第２光源からの光を受光して反射させる反射面とを備え、
前記反射面の位置及び方向は、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記第２光源からの光のうち前記挿入された指の高さに応じた割合の光を反射するように調節され、
前記撮影装置は、前記反射面で反射された光及び前記挿入された指の腹側を含む画像を撮影する非接触型生体認証装置、及び、前記非接触型生体認証装置と通信可能に接続された情報処理装置を含んで構成され、
前記情報処理装置は、
前記挿入室に挿入された前記指の指先により前記第１光源からの光が遮られたと判定した場合に、前記第２光源に光の照射を指示し、
前記撮影装置が撮影した画像に含まれる前記第２光源の光の領域に基づき、前記挿入された指の静脈のパターンを特定し、特定した前記指の静脈のパターンと、予め登録された静脈のパターンとを比較することにより、前記認証者の指に関する認証を行う、
非接触型生体認証システム。

【請求項7】

請求項６に記載の非接触型生体認証システムであって、
前記情報処理装置は、
前記撮影装置が撮影した画像に基づき前記第１光源からの光の部分を検出した場合に、当該部分の周囲の輝度を算出し、算出した輝度が所定の閾値以上である否かを判定し、算出した輝度が所定の閾値以上であると判定した場合にのみ、前記挿入室に挿入された前記指の指先により前記第１光源からの光が遮られたと判定して前記第２光源に光の照射を指示する、
非接触型生体認証システム。

【請求項8】

請求項６に記載の非接触型生体認証システムであって、
前記情報処理装置は、
前記撮影装置により撮影された所定の被写体の画像上の大きさと、前記撮影装置と異なる焦点距離を有する他の撮影装置により撮影された前記被写体の画像上の大きさとの関係を特定し、
前記第２光源に光の照射を指示した後、前記撮影装置が撮影した画像の大きさを、前記特定した関係に基づき補正する、
非接触型生体認証システム。

【請求項9】

請求項６に記載の非接触型生体認証システムであって、
前記情報処理装置は、
前記第２光源に光の照射を指示した後、前記撮影装置が撮影した画像から、前記指の先端部の前記画像上の位置及び前記指の前記画像上の幅を算出し、算出した前記指の先端部及び前記指の幅に基づき、前記撮影した画像から前記指の認証に必要な領域を抽出し、抽出した領域の画像に基づき、前記指の静脈のパターンを特定する、
非接触型生体認証システム。

【請求項10】

請求項１の非接触型生体認証装置であって、
前記指が挿入される高さよりも上方に設けられ、前記挿入室の前記開口部から前記挿入
室の奥側に向かう前記挿入室の中央部を照射範囲とする、可視光の光源を備える、
非接触型生体認証装置。

【請求項11】

請求項１の非接触型生体認証装置であって、
前記挿入室の天井部における前記開口部の端部には、前記認証者の視線の側に向かって延伸する延伸部が形成されている、
非接触型生体認証装置。

【請求項12】

請求項６の非接触型生体認証システムであって、
前記挿入室の天井部における前記開口部の端部には、前記認証者の視線の側に向かって延伸する延伸部が形成され、
前記情報処理装置は、
指の指先側の輪郭の形状から、前記指の付け根側の輪郭の形状を推定する数値モデルを記憶し、
前記第２光源に光の照射を指示した後、前記撮影装置が撮影した画像に含まれる指先側の指の輪郭と、前記数値モデルとに基づき、前記撮影した画像における指の付け根側の輪郭を推定することにより、前記指の静脈のパターンを特定する、
非接触型生体認証システム。

【請求項13】

請求項１の非接触型生体認証装置であって、
前記挿入室の前記指の挿入方向の空間は、その上部の空間が下部の空間よりも広く形成され、前記挿入室の上部の開口部の幅は、前記開口部に進入する指に隣接する指が当接する幅に設定されている、非接触型生体認証装置。

【請求項14】

側方に開口部を備え、前記開口部から認証者の指が奥側に挿入される空間を有する挿入室を設け、
前記挿入室に挿入された指の腹側を撮影する位置に撮影装置を設置し、
前記挿入室における、前記撮影装置よりも奥側の位置に、前記挿入室に挿入された指により進行が遮られる光を前記撮影装置の方向に照射する第１光源を設置し、
前記指が挿入される高さよりも高い位置に、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記指の血管に吸収される光を前記撮影装置を含む所定範囲に照射する第２光源を設置し、
前記挿入室に、前記第２光源からの光を受光して反射させる反射面を設置し、
前記反射面の位置及び方向を、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記第２光源からの光のうち前記挿入された指の高さに応じた割合の光を反射するように調節し、
前記撮影装置は、前記反射面で反射された光及び前記挿入された指の腹側を含む画像を撮影する、
非接触型生体認証方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触型生体認証装置、非接触型生体認証システム、及び非接触型生体認証方法に関する。

【背景技術】

【0002】

生体情報を用いて人を識別する生体認証装置の一つに、人の血管を利用した装置がある。この装置は、血管のパターンが人ごとに異なることを利用しており、例えば、所定の光源から近赤外線光を指に照射することで血管のパターンを浮かび上がらせ、この血管のパターンと、予め登録しておいた本人の血管のパターンの情報とを比較することで本人認証を行う。例えば、特許文献１には、装置にかざした指の上方から近赤外線を照射し、指の血管のパターンを撮影して本人認証を行う個人認証装置の例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４２０７７１７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されている装置は、指を装置に直接接触させることで本人認証を行うものであるが、近年、衛生面及び感染症予防の観点から、装置に触れることなく非接触で本人認証を行いたいというニーズが高まってきている。

【0005】

しかしながら、指を装置に触れないようにして認証を行う場合は、指の位置の固定が難しくなる。指の位置が認証ごとに異なる結果、認証の精度が低下するおそれが生じる。また、これに伴い、従来の接触型の認証装置との互換性も確保しにくくなる。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、精度良く認証を行うことが可能な非接触型生体認証装置、非接触型生体認証システム、及び非接触型生体認証方法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】

【0007】

上記課題を解決するための本発明の一つは、側方に開口部を備え、前記開口部から認証者の指が奥側に挿入される空間を有する挿入室と、前記挿入室に挿入した指の腹側を撮影する位置に設置された撮影装置と、前記挿入室における、前記撮影装置よりも奥側の位置に設置され、前記挿入室に挿入された指により進行が遮られる光を前記撮影装置の方向に照射する第１光源と、前記指が挿入される高さよりも高い位置に設けられ、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記指の血管に吸収される光を前記撮影装置を含む所定範囲に照射する第２光源と、前記挿入室に設けられると共に前記第２光源からの光を受光して反射させる反射面とを備え、前記反射面の位置及び方向は、前記第１光源からの光が前記指に遮られた場合に、前記第２光源からの光のうち前記挿入された指の高さに応じた割合の光を反射するように調節され、前記撮影装置は、前記反射面で反射された光及び前記挿入された指の腹側を含む画像を撮影する、非接触型生体認証装置である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、精度良く非接触認証を行うことができる。
上記した以外の構成及び効果等は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１に係る非接触型生体認証システムの概略構成を説明する図である。

【図2】実施例１に係る非接触型生体認証装置を側方から見た断面図である。

【図3】情報処理装置の構成の一例を説明する図である。

【図4】本人認証処理の一例を説明するフロー図である。

【図5】指高さ検出処理の原理を説明する図である。

【図6】補正処理の一例を説明する図である。

【図7】指検出処理に係る原理を説明する図である。

【図8】従来装置の撮影装置による撮影対象の撮影範囲及び本実施例に係る撮影装置による撮影対象の撮影範囲の一例を示す図である。

【図9】本発明者らの実験結果である、従来装置の撮影装置により撮影した被写体たる円筒の大きさと、焦点距離の長い撮影装置により撮影した円筒の大きさとの関係を示したグラフである。

【図10】正規化処理の一例を示す図である。

【図11】領域抽出処理の一例を説明する図である。

【図12】非接触型生体認証装置を側方から見た断面図である。

【図13】情報処理装置が背景の構造物を指の部分と誤認識する例を示す図である。

【図14】指輪郭補正処理の一例を説明するフロー図である。

【図15】指輪郭補正処理による指の付け根側の輪郭の推定の一例を説明する図である。

【図16】実施例２に係る非接触型生体認証装置を挿入室の開口部の側から見た図及び、非接触型生体認証装置により撮影される撮影画像の一例を示す図である。

【図17】実施例３に係る非接触型生体認証装置を挿入室の開口部から見た図及び、非接触型生体認証装置により撮影される撮影画像の一例を示す図である。

【図18】実施例４に係る追加的な第２光源の構成を説明するための図である。

【図19】指を挿入した場合の、実施例５に係る非接触型生体認証装置を指先方向から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施の形態について、図面を用いて具体例を示しながら説明する。

【0011】

＜実施例１＞
図１は、実施例１に係る非接触型生体認証システム１の概略構成を説明する図である。非接触型生体認証システム１は、非接触型生体認証装置１０１及び情報処理装置１０を含んで構成されている。非接触型生体認証システム１は、認証を行う者（認証者）の指に近赤外線を照射してその静脈の血管の画像を撮影し、認証者を識別する情報処理システムである。

【0012】

非接触型生体認証装置１０１は、認証者の指１１６がその腹側を下方にして挿入されると共に指１１６に近赤外光を発する複数の光源（不図示）を備える挿入室１１９と、撮影装置１０２とを備える。

【0013】

撮影装置１０２は、非接触型生体認証装置１０１から発せられた近赤外光が指１１６の静脈血管に吸収されやすいことを利用して、挿入された指１１６の静脈血管の画像（以下、認証画像という）を撮影する。

【0014】

情報処理装置１０は、撮影装置１０２が撮影した認証画像における、指１１６の静脈の血管パターンを認識し、認識した血管パターンと、予め登録してある認証者の血管パターンの画像（以下、照合用画像という）とを照合することで、認証を行う。情報処理装置１
０は、非接触型生体認証装置１０１と通信線５等により通信可能に接続されている。

【0015】

＜非接触型生体認証装置＞
図２は、実施例１に係る非接触型生体認証装置１０１を側方から見た断面図である。

【0016】

非接触型生体認証装置１０１は、例えば、所定の設置面１２１に固定される。非接触型生体認証装置１０１は、側方に開口部１１７を備えることにより認証者の認証対象の指１１６（ここでは、一本の指）を略水平方向に挿入する挿入空間を形成している挿入室１１９を備える。認証者の指１１６は、開口部１１７からその腹側を下方にして挿入される。

【0017】

挿入室１１９は、奥側（指１１６の指先が挿入されていく側）の壁をなす奥壁部１０７と、左右側（指１１６の挿入方向と略垂直の方向側）の壁をなす２つの側壁部１１３と、天井をなす板状の天井部１０８と、手前側の前記の開口部１１７とを備える。奥壁部１０７及び各側壁部１１３は、設置面１２１に対して略垂直に立設されている。

【0018】

挿入室１１９の下部には、挿入室１１９に挿入された指の腹の静脈の血管画像を撮影するための撮影装置１０２が設けられている。撮影装置１０２のレンズの撮影方向は上方に設定され、挿入された指１１６の腹を撮影する。

【0019】

なお、撮影装置１０２の上方、かつ挿入される指１１６の下方には、光学フィルタ５０１が設けられる。撮影装置１０２は、光学フィルタ５０１を介して撮影した指１１６の画像を撮影する。

【0020】

挿入室１１９の天井部１０８には、第１光源１０９及び複数の第２光源１１０、１１１、１１２が設けられる。第１光源１０９及び第２光源１１０，１１１，１１２は少なくとも、指１１６が挿入される高さよりも高い位置に設けられる。

【0021】

第１光源１０９は、指１１６が挿入室１１９内に挿入されたことを検出するための、指向性（光軸）を有する近赤外光を発する。第１光源１０９は、撮影装置１０２よりも、挿入室１１９の奥側となる位置に設置される。

【0022】

第１光源１０９の近赤外光の照射方向は、撮影装置１０２に向かって開口部１１７の側に斜め下方に調節されている。すなわち、第１光源１０９の近赤外光の照射方向は、指１１６が挿入室１１９に挿入されていない場合に、第１光源１０９からの直接光が撮影装置１０２に届く方向に調節されている。

【0023】

次に、第２光源１１０，１１１，１１２は、指１１６が挿入室１１９に挿入された場合に、指１１６の静脈の画像を撮影するべく、近赤外線を所定範囲に（所定の照射角度で）で照射する。

【0024】

第２光源１１０，１１１，１１２の近赤外光の照射範囲は、挿入室１１９の下側の空間を広く照射するように調節されている。具体的には、その直接光が、挿入された指１１６の背側を全体的に照らし、かつ、後述する反射板１０６に照射可能なように調節されている。

【0025】

挿入室１１９の下部には、指１１６の腹側の付け根側を載値させる指付け根側指置台１０３と、指１１６の腹側の指先側を載値させる指先側指置台１０４とが設けられる。指付け根側指置台１０３及び指先側指置台１０４は、従来の接触型の認証を行うために用いることができる。

【0026】

次に、挿入室１１９の奥壁部１０７の内面の下側には、近赤外光を受光し反射させる反射面を有する反射板１０６が設けられる。この反射板１０６の高さは、挿入された指１１６の高さに応じて第２光源１１０、１１１、１１２からの光が遮られるような範囲の高さに設けられる。

【0027】

具体的には、反射板１０６の反射面は、挿入室１１９に挿入した指１１６の指先により第１光源１０９からの光が遮られた場合に、第２光源１１０、１１１、１１２からの光のうち挿入した指１１６の高さに応じた割合の光が当該反射板１０６の反射面に到達して反射し、その反射光が撮影装置１０２により撮影される位置及び方向に調節されている。詳細は後述する。なお、反射板１０６は、指置台（指付け根側指置台１０３、指先側指置台１０４）に外光が直接当たるのを防ぐためにも設けられる。

【0028】

ここで、指１１６が挿入室１１９に挿入された場合の、非接触型生体認証システム１の動作について簡単に説明する。

【0029】

指１１６が挿入室１１９に挿入されると、情報処理装置１０は、第１光源１０９により指１１６の指先が挿入室１１９の所定位置（この水平方向の位置は、後述するように、指１１６の高さによって異なる）に達したことを検知する。そして、第２光源１１０は、近赤外光１１４を照射する。

【0030】

第２光源１１０，１１１，１１２からの近赤外光１１４のうち指１１６の背側に到達した直接光の大部分は、挿入されている指１１６により遮られ、指１１６の腹側より下方の空間に指の影１１５が形成される。しかしながら、指１１６の背側の表面に到達した近赤外光１１４の一部（具体的には、静脈血管が存在する部分に到達した近赤外光１１４）は、指１１６により遮られる。これは、血液に含まれるヘモグロビンが他の生体部位より近赤外光１１４を強く吸収するためである。そして、血管以外の生体部位を通過した近赤外光１１４が撮影装置１０２に到達し、その結果、血管パターンが黒様の線として撮影装置１０２により撮影される。

【0031】

一方、非接触型生体認証装置１０１の反射板１０６の反射面には、指の影１１５による暗部１０５が、反射面の下方側に形成される。暗部１０５の領域は、指１１６の高さが大きくなるほどその上端が上側に進行する。本実施形態の非接触型生体認証システム１は、撮影装置１０２により撮影された画像（すなわち認証画像）に、この暗部１０５に対応する部分が撮影されることを利用して、指１１６の高さを検出する。これにより、認証者が挿入した指１１６の高さにかかわらず、認証画像をより認証に適した画像に修正し、この修正した画像に基づいて正確な認証を行うことができる。詳細は後述する。

【0032】

次に、情報処理装置１０について説明する。
図３は、情報処理装置１０の構成の一例を説明する図である。
情報処理装置１０は、CPU (Central Processing Unit)、DSP (Digital Signal Processor)、GPU (Graphics Processing Unit)、FPGA (Field-Programmable Gate Array)等の処
理装置５０６と、ROM (Read Only Memory)、RAM (Random Access Memory)等のメモリ５０７と、HDD (Hard Disk Drive)、SSD (Solid State Drive)等の外部記憶装置５０５と、マウスやキーボード等の入力装置５０９と、液晶ディスプレイまたは有機EL (Electro-Luminescence)ディスプレイ等の表示装置５０８と、プリンタ等の印字装置５１０と、各光源
のオンオフ及び輝度の調節を行う近赤外線光源制御部５０３と、近赤外線画像入力部５０２と、通信モジュール等で構成される通信インタフェース５０４とを備える。なお、撮影装置１０２及び光学フィルタ５０１は、情報処理装置１０の内部に設けてもよいし、前記のように非接触型生体認証装置１０１の部品として構成されてもよい。また、非接触型生体認証装置１０１と情報処理装置１０とは一体の装置として構成されてもよい。

【0033】

情報処理装置１０の近赤外線画像入力部５０２は、撮影装置１０２が撮影した画像の電気信号を画像データ（デジタルデータ）に変換し、変換した画像データを通信インタフェース５０４を介してメモリ５０７に記録する。

【0034】

処理装置５０６は、メモリ５０７に格納されている所定の解析プログラムを実行させ、この解析プログラムは、メモリ５０７に記録された画像を解析し、第１光源１０９からの光が認証者の指１１６により遮られたことを検知する。すると、処理装置５０６は、メモリ５０７に格納された所定の制御プログラムを実行させる。この制御プログラムは、通信インタフェース５０４を介して近赤外線光源制御部５０３に、第２光源１１０、１１１、１１２から近赤外線を照射するよう指示する。

【0035】

その後、処理装置５０６は、第２光源１１０、１１１、１１２が近赤外線を照射した状態で撮影された認証者の指１１６の画像のデータ（すなわち、認証画像）を生成し、これをメモリ５０７に記録する。処理装置５０６は、この認証画像と、予め外部記憶装置５０５に記録されている本人の照合用画像との照合を行うことで、本人認証を行う。処理装置５０６は、本人認証の結果の情報を、印字装置５１０に、又は、入力装置５０９からの指示に基づき表示装置５０８に、出力する。

【0036】

次に、非接触型生体認証システム１で行われる処理について説明する。

【0037】

＜本人認証処理＞
図４は、情報処理装置１０等が行う本人認証に関する処理（以下、本人認証処理という）の一例を説明するフロー図である。

【0038】

認証者が非接触型生体認証装置１０１に指１１６を挿入すると（ｓ６０１）、第１光源１０９からの光は指１１６により遮られ、その画像が撮影装置１０２から情報処理装置１０に送信される。情報処理装置１０はその画像により、非接触型生体認証装置１０１に認証者の指１１６が挿入されたことを検知する。

【0039】

すると、情報処理装置１０は、非接触型生体認証装置１０１に、第２光源１１０、１１１、１１２による近赤外線の照射を指示する（ｓ６０２）。

【0040】

情報処理装置１０は、撮影装置１０２が撮影した、第２光源１１０、１１１、１１２により認証者の指１１６の静脈が現れた画像（認証画像）を取得すると（ｓ６０３）、その認証画像が、挿入室１１９に挿入されている指１１６の画像であるか否かを検出する指検出処理ｓ６０４を実行する。指検出処理ｓ６０４の詳細は後述する。

【0041】

認証画像が挿入室１１９に挿入されている指１１６の画像でない場合は（ｓ６０５：ＮＯ）、情報処理装置１０は、ｓ６０２の処理を繰り返す。認証画像が挿入室１１９に挿入されている指１１６の画像である場合は（ｓ６０５：ＹＥＳ）、情報処理装置１０は、ｓ６０６の処理を実行する。

【0042】

ｓ６０６において情報処理装置１０は、認証画像のうち認証に必要な部分のみを取り出すと共に認証画像における指の輪郭の検出を行う領域抽出処理ｓ６０６を実行する。領域抽出処理ｓ６０６の詳細は後述する。

【0043】

そして、情報処理装置１０は、認証画像に写っている反射板１０６の光っている部分（暗部１０５でない部分）の広さから指の高さを算出する指高さ検出処理ｓ６０７を実行する。

【0044】

（指先の高さの検出）
ここで、図５は、指高さ検出処理ｓ６０７の原理を説明する図である。

【0045】

まず、図５（ａ）は、指１１６を非接触型生体認証装置１０１の挿入室１１９の低い位置に挿入したケース（第１ケース）を示している。この場合、同図に示すように、第１光源１０９が撮影装置１０２に照射する近赤外光の光軸中心線２０１の上に指１１６の指先がある。そのため、第１光源１０９からの近赤外光の直接光は、撮影装置１０２の撮影画像には写り込まない。一方、第２光源１１０からの近赤外光１１４の直接光は、指１１６が挿入室１１９の低い位置にある。そのため、近赤外光１１４は指１１６の背側に達して遮られることで形成される、指の腹側より下の空間である指の影１１５は小さい。その結果、反射板１０６には、指の影１１５による暗部は存在しない。

【0046】

図５（ｂ）は、第１ケースにおいて撮影装置１０２により撮影される画像の一例を示す図である。この撮影画像２００には、指の領域２０３が写っている。ここで、指１１６は、前記のように第２光源１１０からの近赤外光の照射を挿入室１１９の低い位置で遮っているため、挿入室１１９における指の影１１５は小さい。そのため、撮影画像２００には、全面的に明るく光っている反射板１０６の反射面に対応する明るい領域２０２が写りこんでいる。

【0047】

次に、図５（ｃ）は、指１１６を非接触型生体認証装置１０１の挿入室１１９の中間程度の高さ（設置面１２１と天井部１０８の中間の高さ）に挿入したケース（第２ケース）を示している。この場合、同図に示すように、第１光源１０９が撮影装置１０２に照射する近赤外光の光軸中心線２０１の上に指１１６の指先があるため、第１光源１０９からの近赤外光は、撮影装置１０２の撮影画像には写り込まない。一方、指１１６が挿入室１１９の中間の高さにあると共に、本実施形態では、第１光源１０９は撮影装置１０２よりも挿入室１１９の奥側に位置している。そのため、第２光源１１０からの近赤外光１１４の直接光の一部は指１１６の背側に達し遮られることとなり、その結果、指１１６の下方に指の影１１５が形成される。したがって、反射板１０６の反射面の下側の一部にも、指の影１１５による暗部１０５が形成される。一方、反射板１０６の反射面の残りの面には、反射板１０６からの近赤外光が直接照射され、その面が近赤外光を受光して近赤外光は反射される。

【0048】

図５（ｄ）は、第２ケースにおいて撮影装置１０２により撮影される画像の一例を示す図である。この撮影画像２００には、指の領域２０６が写っている。この指の領域２０６の形は図５（ｂ）の指の領域２０３と同様であるが、その大きさは、指１１６の高さが撮影装置１０２からより高くなっているため、指１１６の撮影装置１０２からの高さに応じて小さくなっている。そして、認証者の指１１６は、前記のように第２光源１１０からの近赤外光の照射を挿入室１１９の中間程度の高さで遮っている。そのため、反射板１０６の反射面の下側の一部の面には、指の影１１５による暗部１０５が形成されるが、残りの上側の反射面には、反射板１０６で反射した近赤外光が直接照射される。そのため、撮影画像２００には、反射板１０６の暗部１０５に対応する暗い領域２０５と、反射板１０６で反射した近赤外光が直接照射される明るい領域２０４とが写りこまれている。

【0049】

次に、図５（ｅ）は、指１１６を非接触型生体認証装置１０１の挿入室１１９の高い位置（天井部１０８に近い位置）に挿入したケース（第３ケース）を示している。この場合、同図に示すように、第１光源１０９が撮影装置１０２に照射する近赤外光の光軸中心線２０１の上に指１１６の指先があるため、第１光源１０９からの近赤外光は、撮影装置１０２の撮影画像には写り込まない。一方、指１１６が挿入室１１９の高い位置（第２光源１１０の近傍）にある。そのため、第２光源１１０からの近赤外光１１４の直接光の大部
分は指１１６の背側に達して遮られることにより、指の影１１５が形成される。その結果、反射板１０６の反射面の全てに、指の影１１５による暗部１０５が形成される。

【0050】

図５（ｆ）は、第３ケースにおいて撮影装置１０２により撮影された画像の一例を示す図である。この撮影画像２００には、指の領域２０８が写っている。この指の領域２０８の形は図５（ｄ）の指の領域２０３と同様であるが、その大きさは、指１１６の高さが撮影装置１０２からより高くなっているため、指１１６の撮影装置１０２からの高さに応じて小さくなっている。また、認証者の指１１６は、前記のように第２光源１１０からの近赤外光の照射を挿入室１１９の高い位置で遮っている。そのため、反射板１０６の全ての面に、指の影１１５による暗部１０５が形成される。そのため、撮影画像２００には、反射板１０６の暗部１０５に対応する暗い領域２０７のみが写りこまれている。

【0051】

以上のように、指１１６が挿入された場合に撮影装置１０２が撮影する撮影画像における、反射板１０６での暗部１０５の広さ（明るい部分広さ）は、そのときの指１１６の挿入高さと一定の相関関係にある（例えば、比例関係にある）。

【0052】

そこで、情報処理装置１０は予め、指高さ検出処理ｓ６０７の実行前に、撮影画像上の暗部１０５の大きさと、指１１６の挿入高さとの相関関係式を実験により算出しておく。例えば、情報処理装置１０は、反射板の暗部１０５（又は反射板の明るい部分）の認証画像上の画素数と、指１１６の挿入高さとの相関関係式を作成する。

【0053】

その後、情報処理装置１０は、指高さ検出処理ｓ６０７において、撮影装置１０２が撮影した暗部１０５の撮影画像上の大きさを算出し、算出した大きさから、その認証者の指１１６の高さを算出する。例えば、情報処理装置１０は、認証画像上の、反射板１０６の暗部１０５（又は反射板１０６の明るい部分）の画素数を算出する。情報処理装置１０は、算出した暗部１０５（又は反射板１０６の明るい部分）の画素数を、前記の相関関係式に代入することで、認証者の指１１６の現在の挿入高さを算出することができる。

【0054】

なお、第２光源１１０、１１１、１１２は、指１１６を挿入室１１９の中央に挿入させるように、挿入室１１９の開口部１１７から奥壁部１０７に向かって、一列に整列して配置し、指１１６の中央部を均一に照射することができるようにすることが好ましい。

【0055】

また、複数の第２光源１１０、１１１、１１２のうち指先側の第２光源１１０は、指１１６の挿入を確実に検知できるように、指先を含む範囲を十分な輝度で照射できる位置に配置する必要がある。さらに、指先側の第２光源１１０は、奥壁部１０７に近づけ過ぎると、指先側の第２光源１１０からの照射光が奥壁部１０７の反射板１０６に直接到達して反射し、この反射光が輝点として撮影装置１０２による撮影画像に写り込むことにより、鮮明な血管画像を撮影する妨げとなる場合がある。そのため、指先側の第２光源１１０は、輝点が生じない位置まで、奥壁部１０７から離して配置するのが好ましい。

【0056】

また、認証者の指１１６は、その位置により赤外線の透過しやすさに差があるため、各第２光源１１０、１１１、１１２は、近赤外線光源制御部５０３の制御により独立して輝度を制御可能とし、指１１６の平均輝度を所定の目標輝度に合わせるよう明るさを調節できるように構成することが好ましい。さらに、第２光源１１０、１１１、１１２に光が大きく広がる光源を使用すると、奥壁部１０７に第２光源１１０、１１１、１１２からの直接の照射光が反射し、その反射光が輝点として撮影装置１０２による撮影画像に写り込むことがある。したがって、第２光源１１０、１１１、１１２は、光が広がらない指向性の強い光源を使用することが望ましい。

【0057】

また、指先の位置を検出するための第１光源１０９の位置は、撮影装置１０２に向けて
照射される光が下方斜めになることが望ましいため、第１光源１０９は、第２光源１１０、１１１、１１２の整列方向の延長線上に、第２光源１１０、１１１、１１２と共に一列に配置し、かつ第２光源１１０、１１１、１１２からなるべく離すことが望ましい。ただし、第１光源１０９を第２光源１１０、１１１、１１２から離し過ぎると、第１光源１０９は奥壁部１０７に近づくことになる。すると、第１光源１０９からの直接光が奥壁部１０７の内面で反射して、その反射光が輝点として撮影装置１０２による撮影画像に写り込むことで、鮮明な血管の画像を撮影する妨げとなる可能性がある。そこで、第１光源１０９は、奥壁部１０７からも一定距離離間させることで、輝点の生じない位置（所定光量以上の光が奥壁部１０７の内面で反射しない位置）に第１光源１０９を配置することが望ましい。

【0058】

また、認証者の指先の位置を検出するための第１光源１０９を必要以上に明るくすると、撮影画像において、光源が見えているのか、指が輝度飽和を起こして明るく見えているのかの判別が難しくなる。そのため、第１光源１０９は、その光源が撮影画像上で撮影装置１０２の最大輝度で写る最小の光量で、一定光量で照射することが望ましい。

【0059】

また、認証者の指先の位置を検出するための第１光源１０９は、光が大きく広がる光源を使用すると、照射光が奥壁部１０７に直接到達して反射し、その反射光が輝点として撮影装置１０２による撮影画像に写り込むことで鮮明な指血管画像を撮影する妨げとなる場合がある。そこで、第１光源１０９としては、光が広がらない指向性の強い光源を使用するのが望ましい。

【0060】

続いて、図４に示すように、情報処理装置１０は、認証画像における指の形状の歪みを補正する補正処理ｓ６０８を実行する。

【0061】

図６は、補正処理ｓ６０８の一例を説明する図である。
まず、図６（ａ）に示すように、指１１６を設置面１２１と平行に正しく挿入した場合は、（ｂ）に示すように、認証画像７０１は、静脈を正面方向から撮影した歪みのない画像となる。

【0062】

しかし、図６（ｃ）に示すように、指１１６を指先を下に向けて挿入した場合（指１１６が指先方向に向かうほど設置面１２１側に傾斜している場合）、（ｄ）に示すように、認証画像７０２は、その指先側７０２１の指の幅が広く、付け根側７０２２の指の幅が狭くなった歪んだ画像となる。

【0063】

また、図６（ｅ）に示すように、指１１６を指先を上に向けて挿入した場合（指１１６が指先方向に向かうほど天井部１０８側に傾斜している場合）、（ｆ）に示すように、認証画像７０３は、その指先側７０３１の指の幅が狭く、付け根側７０３２の指の幅が広くなった歪んだ画像となる。

【0064】

このように、指１１６の挿入方向が設置面１２１と平行でなく認証画像７０２が歪んでいる場合、情報処理装置１０は、歪みのある認証画像７０２、７０３の輪郭形状を認識（例えば、台形状に認識）した上で、その図形を、ｓ６０７で算出した指１１６の高さに基づき、予め登録しておいた歪みのない認証画像７０１と同様の輪郭形状になるようにする台形補正を実行する。

【0065】

次に、図４に示すように、情報処理装置１０は、指１１６の幅の正規化を行う正規化処理ｓ６０９を実行する。具体的には、情報処理装置１０は、ｓ６０８で認識された指１１６の輪郭形状の情報に基づき、認証画像を、その画像中の指１１６の平均の幅が所定の基準幅になるように拡大又縮小する。正規化処理ｓ６０９の詳細は後述する。

【0066】

そして、情報処理装置１０は、正規化処理ｓ６０９で正規化した認証画像の平均輝度を算出する（ｓ６１０）。

【0067】

情報処理装置１０は、認証画像の平均輝度が所定の下限値以上かつ所定の上限値以下であるか否かを判定する（ｓ６１１）。平均輝度が所定の下限値以上かつ所定の上限値以下である場合は（ｓ６１１：ＹＥＳ）、情報処理装置１０は、ｓ６１３の処理を実行する。

【0068】

一方、平均輝度が所定の下限値未満又は所定の上限値を超える場合は（ｓ６１１：ＮＯ）、情報処理装置１０は、認証画像の平均輝度を調節する（ｓ６１２）。具体的には、情報処理装置１０は、平均輝度が所定の下限値未満である場合には第２光源１１０、１１１、１１２の光量値を所定値増加させ、その後はｓ６０２の処理を実行する。これに対して、平均輝度が所定の上限値を超える場合には、情報処理装置１０は、第２光源１１０、１１１、１１２の光量値を所定値減少させ、その後はｓ６０２の処理を実行する。

【0069】

一方、ｓ６１３において情報処理装置１０は、ｓ６１０までの各処理により修正した認証画像に基づき、指１１６の血管（静脈）のパターン画像の生成を行う。

【0070】

情報処理装置１０は、生成した血管のパターン画像と、外部記憶装置５０５に登録されている照合用画像との照合を行い、照合の不一致度を照合スコアとして算出する（ｓ６１４）。

【0071】

例えば、情報処理装置１０は、照合用画像と、ｓ６１３で生成した血管のパターン画像とのテンプレートマッチングを行う。情報処理装置１０は、ｓ６１３で生成した血管のパターン画像の画素を少しずつすらした各画像と、照合用画像との比較を行い、画素が一致する数が最も多い場合における、一致しない画素の数を、不一致度（照合スコア）として算出する。

【0072】

情報処理装置１０は、ｓ６１４で算出した照合スコアが所定の閾値以下であるか否かを判定する（ｓ６１５）。照合スコアが所定の閾値以下である場合は（ｓ６１５：ＹＥＳ）、情報処理装置１０はｓ６１６の処理を実行し、照合スコアが所定の閾値を超える場合は（ｓ６１５：ＮＯ）、情報処理装置１０はｓ６１８の処理を実行する。

【0073】

ｓ６１８において情報処理装置１０は、認証に失敗した旨のエラー情報を表示し、本人認証処理は終了する。

【0074】

一方、ｓ６１６において情報処理装置１０は、認証に成功した旨の情報を表示し、後続する所定の処理を実行するべく、本人認証処理は終了する。

【0075】

＜指検出処理＞
情報処理装置１０は、指検出処理ｓ６０４において、認証画像における所定の位置（例えば、確実に指１１６により遮られ輝度が高くなる中央部分）の輝度が所定の閾値を超えるか否かを判定することにより指の挿入を検出してもよいが、以下に説明するような検出処理を行ってもよい。

【0076】

図７は、指検出処理ｓ６０４に係る原理を説明する図である。
まず、図７（ａ）は、指１１６を挿入していない状態で撮影された撮影画像（認証画像）の例である。この撮影画像８００には、第１光源１０９からの光が撮影されている明るい領域８０２と、第２光源１１０、１１１、１１２からの光が撮影されている領域８０３、８０４、８０５とが存在する。なお、この場合、３つの第２光源１１０、１１１、１１
２のうち第２光源１１１のみが点灯しているため、１つの領域８０４のみが明るい領域となっており、他の領域８０３、８０５がやや暗い領域となっている。すなわち、明るい領域８０２、及び上記対応する領域８０４の輝度は最大となっている。また、明るい領域８０２の周囲領域８０１は暗い領域となっている。

【0077】

図７（ｂ）は、第２光源１１０、１１１、１１２が目標輝度で近赤外線を照射し、指１１６を挿入した状態で撮影された撮影画像の例である。この撮影画像８００には、各光源の光に基づく明るい領域は存在しない。すなわち、撮影画像８００には、第１光源１０９に対応する領域８０２（指先に対応する領域）及びその周囲領域８０１も含め、最大輝度になっている部分はない。

【0078】

図７（ｃ）は、第２光源１１０、１１１、１１２が目標輝度で近赤外線を照射し、指１１６を挿入した状態で撮影された撮影画像の他の例である。この撮影画像８００では、第２光源１１０、１１１、１１２に基づく明るい領域は存在しない。しかし、第１光源１０９に対応する領域８０２が、指先が光を透過しやすいことに基づく輝度飽和を起こしているため、指１１６を挿入しているにも関わらず明るくなっている。

【0079】

すなわち、この明るい領域８０２が存在するのは、第１光源１０９の光が到達している（すなわち指１１６がかざされていない）ためなのか、指１１６がかざされているが輝度飽和しているためなのか、の判別ができない。しかしながら、明るい領域８０２が存在するのが輝度飽和によるものであれば、第１光源１０９に対応する領域８０２の周囲領域８０１も、同様に軌道飽和のため明るい領域となっているはずである。

【0080】

そこで、情報処理装置１０は、指検出処理ｓ６０４において、第１光源１０９に対応する領域８０２の輝度だけでなく、その周囲領域８０１の輝度についても、所定の閾値以上になっているか（ここでは、最大輝度になっているか）を判定することで、指１１６が挿入されているか否かを判定する。

【0081】

例えば、図７（ｃ）の場合、情報処理装置１０は、第１光源１０９に対応する領域８０２及びその周囲領域８０１も最大輝度になっていることを検出し、指が挿入されていると判定する。一方、図７（ａ）の場合、情報処理装置１０は、第１光源１０９に対応する領域８０２は最大輝度となっているが、その周囲領域８０１は最大輝度になっていないため、指が挿入されていないと判定する。

【0082】

なお、図７において、第１光源１０９に対応する領域８０２の周囲領域８０１は、指先側の周囲の領域を含まない。これは、そのような領域は、第１光源１０９からの光が強くなった場合、奥壁部１０７からの反射光により最大輝度になりやすいためである。しかしながら、このような指先側の領域を周囲領域８０１と含めることを除外する趣旨ではなく、情報処理装置１０は、領域８０２の周囲全体の輝度を検出してもよい。

【0083】

以上のように、情報処理装置１０は、撮影画像から、第１光源１０９からの光の照射領域の輝度を検出するだけでなく、その周囲の輝度及び第２光源１１０、１１１、１１２の輝度を検出することで、指１１６が挿入されているのか否かを識別する。

【0084】

＜正規化処理＞
非接触型生体認証装置１０１の撮影装置１０２のレンズは、当該非接触型生体認証装置１０１と同様の構成及び構造を有する従来の接触型の認証装置（以下、従来装置という）における撮影装置のレンズよりも焦点距離が長いものを採用することが好ましい。これは、本実施形態の非接触型生体認証装置１０１のような非接触型の認証装置の場合、認証者が挿入する指１１６の高さが一定しないためである。すなわち、焦点距離を長くすれば、
撮影対象の範囲が広くなると共に、撮影対象の距離の変化（指１１６の高さ）による撮影画像の変化が小さくすることができるからである。

【0085】

しかし、このようにすると、撮影画像における指の輪郭は、従来装置で取得していた認証者の照合用画像における指の輪郭と異なり、従来装置で取得した照合用画像が流用できなくなる等の不都合が生じる。
以下、この点を具体的に説明する。

【0086】

図８は、従来装置の撮影装置による撮影対象の撮影範囲及び本実施例に係る撮影装置１０２による撮影対象の撮影範囲の一例を示す図である。

【0087】

まず、従来装置の撮影装置９０２は、撮像対象である円筒物体９０９の表面（指を想定）から、従来装置の撮影装置９０２のレンズ焦点距離離した位置に配置される。従来装置の撮影装置９０２の、円筒物体９０９の表面に対する撮影範囲９０４は、従来装置の撮影装置９０２のレンズ位置から円筒物体９０９の表面に対して引いた、所定角度をなす２つの接線９０７、９０８における、円筒物体９０９上の２つの接点９０７ａ、９０８ａを両端となる。

【0088】

一方、本実施例に係る撮影装置１０２のレンズは、従来装置の撮影装置９０２のレンズよりも長い焦点距離（所定撮影距離ｄ）を有するため、撮影装置１０２と円筒物体９０９の表面との距離も、従来装置の撮影装置９０２の場合よりも長くなる。すると、本実施例に係る撮影装置１０２の、円筒物体９０９の表面に対する撮影範囲９０３も、従来装置の撮影装置９０２による撮影範囲９０４より広くなる。すなわち、本実施例に係る撮影装置１０２の撮影範囲９０３は、撮影装置１０２のレンズ位置から円筒物体９０９の表面に対して引いた、両者のなす角度がより大きい２つの接線９０５、９０６における、円筒物体９０９上の、より離間した２つの接点９０５ａ、９０６ａを両端となる。

【0089】

以上により、従来装置の撮影装置を用いて収集した照合用画像を用いて、本実施形態の非接触型生体認証装置１０１による認証を行うと、認証画像の認証が正常に動作しない。例えば、ｓ６０８において血管パターン画像を指１１６の幅に関して正規化した場合に、その正規化した画像のサイズが、照合用画像のサイズと揃わなくなる。

【0090】

ここで、本発明者らは、従来装置の撮影装置による撮影対象の幅と、本実施形態の撮影装置１０２による撮影対象の幅とは、一定の線形関係にあることを発見した。

【0091】

図９は、本発明者らの実験結果である、従来装置の撮影装置により撮影した被写体たる円筒（図８で示したもの）の大きさ（ここでは、幅）と、焦点距離の長い撮影装置１０２（本実施形態の撮影装置１０２）により撮影した円筒の大きさ（ここでは、幅）との関係を示したグラフである。同図に示すように、両者の幅の間の関係は、円筒の太さにも各撮影装置と円筒との距離にも関係なく、線形式１００１で表される線形関係にある。

【0092】

そこで、情報処理装置１０は、正規化処理ｓ６０９において、以下に説明するように、線形式１００１を用いることで、レンズの焦点距離に関する補正を行う。

【0093】

図１０は、正規化処理ｓ６０９の一例を示す図である。まず、情報処理装置１０は、認証画像における指の領域１１０１から抽出した指の左右両側の輪郭線１１０２、１１０５に基づき、指の平均幅を算出する。

【0094】

例えば、情報処理装置１０は、認証画像の横方向（非接触型生体認証装置１０１の指の挿入方向）中央の画像中心線１１０６上の連続する各点について、その点を起点して縦方
向に向かって各点の輝度の変化を探索し、隣り合う点（画素）の輝度が明るい点から暗い点に最も大きく変化する変化点を特定する。情報処理装置１０は、特定した各変化点同士を、横方向に連結することで輪郭を特定する。そして、情報処理装置１０は、算出した指の平均幅及び上記の線形式１００１により、従来の撮影装置で撮影した画像における指の（平均）幅を算出する。そして、情報処理装置１０は、算出した指の幅に合致するように指の幅を狭める補正を行うことで、補正後の指輪郭１１０３、１１０４を算出する。

【0095】

次に、領域抽出処理について説明する。
＜領域抽出処理＞
従来装置は、認証画像としては、指先の領域及び付け根を除いた指の中央部分の画像（血管パターン画像に対応する部分の画像）があれば足りる。しかし、本実施形態の非接触型生体認証装置１０１は、非接触型の認証を行うため、従来装置の場合よりもより広い領域の指の画像を取得する必要がある。したがって、非接触型生体認証装置１０１が取得する認証画像は、従来装置が取得した画像、例えば、従来装置が過去に取得した認証者の照合用画像と互換性が無くなることになる。

【0096】

しかし、互換性を維持し、従来装置が取得した認証者の照合用画像を流用する場合には、情報処理装置１０は、認証画像から、照合用画像に対応する必要な部分の領域を抽出することが好ましい。そこで、本実施形態の情報処理装置１０は、以下の領域抽出処理を実行する。

【0097】

図１１は、領域抽出処理ｓ６０６の一例を説明する図である。
まず、情報処理装置１０は、認証画像１２００における輝度の変化が大きい画素部分を特定することで、指の左右両側の輪郭線１２０６、１２０７を認識する。そして、情報処理装置１０は、認識した左右両側の輪郭線１２０６、１２０７から等距離にある中央線１２０８を算出する。

【0098】

情報処理装置１０は、この中央線１２０８を起点として、指の付け根側から指先側の方向に向かって、中央線１２０８上の連続する各画素点について、隣り合う画素点の輝度が明るい点から暗い点に最も大きく変化する点（変化点）を特定することにより、指の先端点１２０２を特定する。

【0099】

さらに、情報処理装置１０は、認証画像１２００の指の輪郭線１２０６、１２０７から平均の指幅１２０９を求める。

【0100】

そして、情報処理装置１０は、平均の指幅１２０９に所定の定数Ａを乗じることで、認証画像として抽出すべき矩形状の領域１２０３の、指の先端点１２０２からの距離１２０４を算出する。

【0101】

また、情報処理装置１０は、平均の指幅１２０９に所定の定数Ｂを乗じることで、抽出すべき矩形状の領域１２０３の、長手方向の長さ１２０５を算出する。なお、情報処理装置１０は、抽出すべき矩形状の領域１２０３の短手方向の長さを、予め設定されている画像の縦横比に基づいて算出してもよいし、最大の指幅より処理割合長い指幅を、領域１２０３の短手方向の長さとして算出してもよい。

【0102】

なお、抽出すべき矩形状の領域１２０３の位置及び大きさを、指の先端点１２０２及び平均の指幅１２０９に基づき算出できるのは、人の指幅、指の長さ、及び指の長さ方向の各関節の位置の間には人によらず一定程度の関係性が認められていることが知られているためである。したがって、定数Ａ、Ｂは、多数人の指の形状の情報を集計することで、経験的に求めることができる。

【0103】

以上のように、情報処理装置１０は、従来装置の照合用画像と互換性を有する認証画像を適切に抽出することができる。

【0104】

＜天井部の形状＞
本実施例の非接触型生体認証装置１０１は、認証者が指の位置を確認しやすくするために、天井部１０８の形状を変形させている。

【0105】

図１２は、非接触型生体認証装置１０１を側方から見た断面図である。例えば、従来装置では、非接触型生体認証装置１０１の天井部１０８に相当する部分は、平板状となっている。

【0106】

しかしながら、非接触型生体認証装置１０１の天井部１０８はおおむね平板状であるが、開口部１１７側の端部に上方に延伸している延伸部１４０１を有する。この延伸方向は、認証者の視線の側を向いている。この延伸方向は、指１１６を挿入しようとする認証者からの視線１４０２が、天井部１３０５の延伸部１４０１の下面（天井部１０８の下面）に沿いつつ、挿入されるべき指１１６の指先の背側の表面１１６１に至るような方向になっていることが好ましい。

【0107】

これにより、認証者は、視線及び姿勢を不自然に変えることなく、挿入される指１１６の位置を確認しながら、指１１６を挿入室１１９に挿入することができる。これにより、認証者から見えにくい挿入室１１９に指を挿入することに対する、認証者の心理的な抵抗感を低減することができる。

【0108】

一方で、延伸部１４０１は上方に延伸しているため、外部の光（部屋の天井の蛍光灯等）が挿入室１１９に入り込んで認証画像の背景として映り込んでしまう可能性がある。

【0109】

すなわち、図１３に示すように、認証画像１５００における指の付け根側の領域１５０３に、背景の構造物１５０２が写りこむ。この場合、情報処理装置１０は、背景の構造物１５０２を指の部分と誤認識することがある。例えば、情報処理装置１０は、本来の指の部分及び背景の構造物１５０２の境界線の双方に基づいて、指の付け根側に関して誤った指の輪郭線１５０４を認識する。このような指の輪郭の誤認識は、例えば天井の蛍光灯が認証画像に写り込むことで生じる。

【0110】

そこで、本実施例の情報処理装置１０は、輪郭抽出処理ｓ６０６において以下の処理を行い、指の輪郭を補正してもよい。

【0111】

図１４は、輪郭抽出処理ｓ６０６の処理において行われる、認証画像における指の輪郭を補正する指輪郭補正処理の一例を説明するフロー図である。

【0112】

まず、情報処理装置１０は、認証画像を取得する（ｓ１６０２。前記のｓ６０３～ｓ６０５と同様。）。

【0113】

情報処理装置１０は、認証画像における輝度の変化が大きい画素部分を特定することで、指先の側について、指の輪郭線を認識する（ｓ１６０３）。

【0114】

そして、情報処理装置１０は、ｓ１６０３で取得した認証画像に基づき、付け根側の指の輪郭を推定する（ｓ１６０４）。

【0115】

具体的には、情報処理装置１０は、予め、指先側の指の輪郭の画像から付け根側の指の
輪郭部分を推定するための学習済みモデルを作成する。例えば、情報処理装置１０は、多数人の指の画像を収集し、指先側の輪郭の画像と付け根側の輪郭の画像とに分割する。そして、情報処理装置１０は、指先側の輪郭画像を入力データとし、指の付け根側の輪郭の部分を正解データとする教師データに基づく機械学習を実行することで、指先側の指の輪郭から付け根側の指の輪郭を推定する学習済みモデルを作成する。

【0116】

なお、認証画像における指先側及び付け根側の領域の区別は、例えば、認証画像における各領域を予め登録してもよいし、指の輪郭線の分布から推定してもよい。

【0117】

そして、情報処理装置１０は、作成した学習済みモデルに、ｓ１６０３で取得した指先側の輪郭のデータを入力することにより、認証画像の付け根側の指の輪郭を推定する。

【0118】

図１５は、指輪郭補正処理による指の付け根側の輪郭の推定の一例を説明する図である。情報処理装置１０は、指先側の指の輪郭線１５０７、１５０８を入力データとして学習済みモデルに入力することにより、指の付け根側の輪郭線１５０５、１５０６を推定することで、背景の構造物１５０２に関係なく、付け根側の指の輪郭線を正しく認識する。

【0119】

＜実施例２＞
実施例１では、挿入室１１９において、奥壁部１０７に反射板１０６を設けることで、指１１６の高さを検出するものとしたが、実施例２では、同様の反射板を側壁部１１３（挿入室１１９の内側面）に設けることで、指１１６の高さを検出する。

【0120】

図１６は、実施例２に係る非接触型生体認証装置１３１を挿入室１１９の開口部１１７の側から見た図及び、非接触型生体認証装置１３１により撮影される撮影画像の一例を示す図である。本実施例の非接触型生体認証装置１３１は、側壁部１１３の底部から中央高さ付近にかけて反射板３０１を備えることで、指１１６の部位の高さを検出する。非接触型生体認証装置１３１のその他の構成は、実施例１の非接触型生体認証装置１０１と同様である。

【0121】

反射板３０１の反射面の側壁部１１３（内側面）上の高さ及び方向は、実施例１と同様の原理で、挿入室１１９に挿入した指１１６の指先が第２光源１１０の光により遮られた場合に、第２光源１１０からの光のうち挿入した指の高さに応じた割合の光が反射板３０１に到達して反射するように調節されている。具体的には、以下の通りである。

【0122】

まず、図１６（ａ）は、指１１６を非接触型生体認証装置１３１の挿入室１１９の低い位置に挿入し、指１１６の指先側を従来装置と同様に指先側指置台１０４に載置したケース（第４ケース）を示している。同図に示すように、指１１６は挿入室１１９の低い位置にあるため、第２光源１１０からの近赤外光１１４の直接光は、指１１６に遮られることなく反射板３０１の反射面全体に照射される。

【0123】

図１６（ｂ）は、第４ケースにおいて撮影装置１０２により撮影された画像の一例を示す図である。同図に示すように、この撮影画像３００には、指の領域３０４が写っている。ここで、前記のように、第２光源１１０からの近赤外光１１４の直接光は、反射板３０１の反射面全体に照射される。したがって、撮影画像３００には、全面的に明るく光っている反射板３０１の反射面に対応する明るい領域３０３が写り込んでいる。

【0124】

次に、図１６（ｃ）は、指１１６を非接触型生体認証装置１３１の挿入室１１９の中間の高さに挿入したケース（第５ケース）を示している。同図に示すように、指１１６が挿入室１１９の中間の高さにある。そのため、第２光源１１０からの近赤外光１１４の直接光は、近赤外光１１４の一部は指１１６の背側に達し遮られることとなり、指１１６の下
方に、指の腹側の下の空間である指の影１１５が形成される。その結果、反射板３０１の反射面の下側の一部の面にも、指の影１１５による暗部３０２が形成される。一方、反射板３０１の反射面の残りの面には、近赤外光１１４からの光が直接照射され、その面で受光された近赤外光は反射される。

【0125】

図１６（ｄ）は、第５ケースにおいて撮影装置１０２により撮影された画像の一例を示す図である。この撮影画像３００には、指の領域３０７が写っている。この指の領域３０７の形は図１６（ｂ）の指の領域３０４と同様であるが、その大きさは、指１１６の高さが撮影装置１０２からより高くなっているため、指１１６の撮影装置１０２からの高さに応じて、小さくなる。そして、認証者の指１１６は、前記のように第２光源１１０からの近赤外光の照射を挿入室１１９の中間程度の高さで遮っている。そのため、反射板３０１の反射面の下側の一部の面には、指の影１１５による暗部３０２が形成されるが、残りの上側の面には、反射板３０１で反射した近赤外光が直接照射される。そのため、撮影画像２００には、反射板３０１の暗部３０２に対応する暗い領域３０５と、反射板３０１で反射した近赤外光が直接照射される明るい領域３０６とが写りこまれている。

【0126】

次に、図１６（ｅ）は、指１１６を非接触型生体認証装置１３１の挿入室１１９の高い位置（天井部１０８に近い位置）に挿入したケース（第６ケース）を示している。この場合、同図に示すように、指１１６が挿入室１１９の高い位置（第２光源１１０の近傍）にある。そのため、第２光源１１０からの近赤外光１１４の直接光の大部分は指１１６の背側に達し遮られて指の影１１５が形成される。その結果、反射板３０１の反射面の全てに、指の影１１５による暗部３０２が形成される。

【0127】

図１６（ｆ）は、第６ケースにおいて撮影装置１０２により撮影された画像の一例を示す図である。この撮影画像３００には、指の領域３０９が写っている。この指の領域３０９の形は図１６（ｄ）の指の領域３０７と同様であるが、その大きさは、指１１６の高さが撮影装置１０２からより高くなっているため、指１１６の撮影装置１０２からの高さに応じて小さくなっている。また、認証者の指１１６は、前記のように第２光源１１０からの近赤外光の照射を挿入室１１９の高い位置で遮っている。そのため、反射板３０１の反射面の全てに、指の影１１５による暗部３０２が形成される。そのため、撮影画像２００には、反射板３０１の暗部３０２に対応する暗い領域３０８のみが写りこまれている。

【0128】

以上から、指１１６が挿入された場合に撮影装置１０２が撮影した撮影画像における、反射板３０１での暗部３０２の面の広さ（又は明るい領域の広さ）は、そのときの指１１６の挿入高さと一定の相関関係にある（例えば、比例関係にある）。

【0129】

したがって、実施例１と同様に、情報処理装置１０は、ある認証者が指１１６を挿入した場合に、撮影装置１０２が撮影した暗部３０２の撮影画像上の大きさを算出し、算出した大きさから、その認証者の指１１６の高さを算出することができる。

【0130】

なお、反射板３０１の反射面は、指１１６を挿入室１１９の中間程度の高さに挿入した場合に、第２光源１１０からの近赤外光１１４が指１１６に遮られて形成される暗部３０２と、それ以外の明るい部分とが形成されるような高さに設置することが好ましい。

【0131】

また、挿入された指１１６と側壁部１１３との距離が異なると、暗部３０２の大きさも異なるため、指１１６の高さの検出に誤差が生じる可能性がある。そこで、反射板３０１を左右両側の側壁部１１３に設置し、これらの側壁部１１３のそれぞれから得られる認証者の指１１６の高さの平均値を採用してもよい。これにより、指１１６の高さの算出誤差を低減することができる。

【0132】

＜実施例３＞
実施例１では、情報処理装置１０は指の背側の高さを検出するが、実施例３では、情報処理装置１０は側壁部に新たな光源を設けることで、指の腹側の高さを検出する。この理由は、指の太さは人によって異なるため、指の背側の高さを求めると、指の腹側にある静脈の高さは、各人の指の太さのバラつきによる誤差を含むことになる。そこで、実施例３の非接触型生体認証装置１０１は、指の腹側の高さを求めることで、撮影装置から指の静脈までの正確な距離を算出し、静脈認証を精度良く行うことができるようになる。

【0133】

図１７は、実施例３に係る非接触型生体認証装置４０１を挿入室４４９の開口部から見た図及び、非接触型生体認証装置４０１により撮影される撮影画像の一例を示す図である。本実施例の非接触型生体認証装置４０１は、実施例１と同様に、指先の指置台４０３と、左右の側壁部４０６と、天井部４０７と、指４１１の画像を撮影するための近赤外線を斜め上方から照射する第１光源４０８と、不図示の第２光源と、撮影装置４０２とを備える。

【0134】

さらに、側壁部４０６の一方には、その内面の下部に固定され、挿入室４４９内に側方に近赤外光を照射する第３光源４０４が設けられる。また、側壁部４０６の他方には、第３光源４０４からの近赤外光４０５の光を受光してこれを反射させる反射面を備える反射板４１０が設けられる。その他の構成は、実施例１と同様である。

【0135】

第３光源４０４の高さは、指４４１を挿入室４４９の上部に挿入した場合に、第３光源４０４からの近赤外光４０５の直接光が指４４１の腹側に当たらない程度に低く設定する。

【0136】

より具体的には、第３光源４０４の高さ及び反射板４１０の反射面の高さ（の範囲）は、第３光源４０４の直接光が、挿入室４４９に所定高さ以下で挿入した指の指先により遮られた場合に、第３光源４０４からの光のうち挿入した指の高さに応じた割合の光が反射板４１０の反射面に到達しない高さに調節される。

【0137】

まず、図１７（ａ）は、指４４１を非接触型生体認証装置４０１の挿入室４４９の高い位置（天井部４０７に近い位置）に挿入したケース（第７ケース）を示している。第３光源４０４からの近赤外光４０５は、指４１１が高い位置にあるため、指４１１に遮られることなく反射板４１０の反射面全体に当たっている。

【0138】

図１７（ｂ）は、第７ケースにおいて撮影装置４０２により撮影される画像の一例を示す図である。この撮影画像４００には、指の領域４１５が写っている。また、認証者の指４１１は、前記のように第３光源４０４からの近赤外光を遮らないため、撮影画像４００には、全面的に明るく光る反射板４１０の反射面に対応する明るい領域４１４が写りこんでいる。

【0139】

次に、図１７（ｃ）は、指４１１を非接触型生体認証装置４０１の挿入室４４９の中間の高さ（指４１１の腹側が所定高さ以下に達した場合）に挿入したケース（第８ケース）を示している。第３光源４０４からの近赤外光４０５は、指４１１が挿入室４４９の中間の高さにある。そのため、近赤外光４０５の一部は、指４１１の高さに応じて、指４１１の腹側で遮られることとなり、指４１１より反射板４１０側に、指の影４１２の空間が形成される。その結果、反射板４１０の反射面の上側の一部の面には、指の影４１２による暗部４１３が形成される。一方、反射板４１０の反射面の残りの面には、反射板４１０からの光が直接照射され、その面が光を受光してその光は反射する。

【0140】

図１７（ｄ）は、第８ケースにおいて撮影装置４０２により撮影された画像の一例を示
す図である。この撮影画像４００には、指の領域４１８が写っている。また、認証者の指４４１は、前記のように第３光源４０４からの近赤外光の照射を挿入室４４９の中間程度の高さで遮っている。そのため、反射板４１０の反射面の下側の一部の面には、指の影４１２による暗部４１３が形成されるが、残りの上側の面には、反射板４１０で反射した近赤外光が直接照射される。そのため、撮影画像４００には、反射板４１０の暗部４１３に対応する暗い領域４１７と、反射板４１０で反射した近赤外光が直接照射される明るい領域４１６とが写りこまれている。

【0141】

次に、図１７（ｅ）は、指４１１を非接触型生体認証装置４０１の挿入室４４９の低い位置に挿入したケース（第９ケース）を示している。第３光源４０４からの近赤外光４０５は、指４４１が挿入室４４９の低い位置にあるため、第３光源４０４からの近赤外光４０５は全て指４４１に遮られて指の影４１２の空間が形成され、近赤外光４０５は反射板４１０に到達しない。その結果、反射板４１０の反射面の全てに、指の影４１２による暗部４１３が形成される。

【0142】

図１７（ｆ）は、第３ケースにおいて撮影装置４０２により撮影される画像の一例を示す図である。この撮影画像４００には、指の領域４２０が写っている。また、認証者の指１１６は、前記のように第３光源４０４からの近赤外光の照射を遮っているため、反射板４１０の反射面の全てに、指の影４１２による暗部４１３が形成される。そのため、撮影画像２００には、反射板４１０の暗部４１３に対応する暗い領域４１９のみが写りこまれている。

【0143】

以上のように、指４１１が挿入された場合に撮影装置４０２が撮影した撮影画像における、反射板４１０での暗部４１３の広さ（又は明るい領域の広さ）は、そのときの指４１１の挿入高さと一定の相関関係にある（例えば、比例関係にある）。特に、反射板４１０での暗部４１３は、指４１１の下面すなわち腹側の高さが所定高さ以下になった場合に出現する。

【0144】

したがって、実施例１と同様に、情報処理装置は、ある認証者が指４１１を挿入した場合に、撮影装置４０２が撮影した暗部４１３の撮影画像上の大きさを算出し、算出した大きさから、その認証者の指４１１の腹側の高さ、すなわち静脈の高さをより正確に算出することができる。

【0145】

なお、認証者の指４１１と側壁部４０６との距離が異なると暗部４１３の大きさも異なるため、指４１１の高さの検出に誤差が生じる可能性がある。そこで、反射板４１０を左右両側の相対する側壁部４０６のそれぞれに設置し、これらの側壁部４０６のそれぞれから得られる認証者の指４１１の腹側の高さの平均値を採用することで、指４１１の腹側の高さの算出誤差をより低減することができる。

【0146】

＜実施例４＞
本実施例では、非接触型生体認証装置１０１が、指１１６の挿入を誘導するための第４光源を備える。

【0147】

図１８は、実施例４に係る第４光源１３１０の構成を説明するための図である。具体的には、図１８（ａ）は、非接触型生体認証装置１３０１を開口部１１７側の上方から見た図である。図１８（ｂ）は、非接触型生体認証装置１３０１に指１３０２を挿入した様子を側方からみた断面図である。

【0148】

図１８に示すように、非接触型生体認証装置１３０１の挿入室１３０８は、実施例１と同様に、天井部１３０５と、２つの側壁部１３０６、１３０７とを備える。

【0149】

そして、天井部１３０５の内面の中央部には、指１３０２の挿入方向を認証者に提示するための、第４光源１３１０が取り付けられている。

【0150】

具体的には、第４光源１３１０の照射範囲は、挿入室１３１９の開口部から挿入室１３１９の奥側（奥壁部１３１１の側）に向かう挿入室１３１９の挿入方向中央部を照射範囲とする。すなわち、第４光源１３１０の照射光１３０９の照射方向は、指１３０２の挿入方向に沿って、指１３０２の背側の中央部に当たるように調節されている。

【0151】

なお、照射光１３０９は可視光であり、例えば、認証者が認知しやすい赤色又は青色の可視光である。

【0152】

これにより、認証者は、第４光源１３１０からの照射光１３０９に沿って、指１３０２の背を上にして挿入すると、その指１３０２は自然と、挿入室１３１９の適切な位置（正しい認証画像が得られる位置）に挿入されることになる。

【0153】

このように、本実施例の非接触型生体認証装置１３０１は、指１３０２を挿入すべき位置及び方向を示す可視光線を照射することで、認証者に、認証に適した位置に指を挿入するよう促すことができる。

【0154】

＜実施例５＞
実施例１の非接触型生体認証装置１０１における側壁部１１３は、設置面１２に対して垂直に設けられるものとしたが、側壁部１１３の設置方向を以下のように変更してもよい。

【0155】

図１９は、指を挿入した場合の、実施例５に係る非接触型生体認証装置１７１１を指先方向から見た断面図である。具体的には、図１９（ａ）は、３本の指１７０１、１７０２、１７０３のうち中央の一本の指１７０２を挿入室１７１９の上方から挿入した場合の断面図であり、図１９（ｂ）は、３本の指１７１２、１７１３、１７１４のうち中央の一本の指１７１３を挿入室１７１９の下方から挿入した場合の断面図である。

【0156】

同図に示すように、この非接触型生体認証装置１７１１は、実施例１と同様に、撮影装置１７０９、指先側指置台１７１０、側壁部１７０４、１７０５、天井部１７０６、及び第２光源１７０７等を備える。

【0157】

ここで、側壁部１７０４、１７０５は互いに相対して設けられているが、それらの立設方向は実施例１と異なる。

【0158】

すなわち、挿入室１７１９における指１７０２の挿入方向の空間は、その上部の空間が下部の空間よりも広く形成されている。同図の例では、側壁部１７０４、１７０５は、設置面１７２２に対して鉛直の方向ではなく、楔状に広がっている。換言すれば、側壁部１７０４、１７０５及び奥壁部により形成される空間が、挿入室１７１９の上部に行くほど広くなるように、側壁部１７０４、１７０５が外側に向かって傾斜している。

【0159】

そして、挿入室１１９の上部の開口部の幅は、開口部に向かって進入させる指１７０２に隣接する指１７０１、１７０３が当接する幅に設定されている。

【0160】

例えば、側壁部１７０４、１７０５間の下部での間隔は、挿入する指の幅よりもやや広くなっている。また、側壁部１７０４、１７０５間の上部での間隔は、挿入する指１７０２に隣接する指が側壁部１７０４、１７０５に当接し易いように調節されている。

【0161】

これにより、認証者は、指１７０２を高い位置で挿入しようとすると、その指１７０２に隣接する指１７０１、１７０３を意識的に広げなければ当該指１７０１、１７０３が挿入室１７１９の側壁部１７０４、１７０５に当たってしまうため、指１７０２をより低い位置で挿入するようになる。

【0162】

図１９（ａ）に示すように、認証者が差し出した３本の指１７０１、１７０２、１７０３のうち一本の指１７０２を側壁部１７０４、１７０５の上部に接触しないように挿入室１７１９に挿入するためには、３本の指１７０１、１７０２、１７０３を意識して広げる必要がある。これに対して、図１９（ｂ）に示すように、認証者が差し出した３本の指１７０１、１７０２、１７０３のうち一本の指１７０２を側壁部１７０４、１７０５の下方に接触しないように挿入室１７１９に挿入する場合は、３本の指１７０１、１７０２、１７０３を大きく広げる必要性は小さい。

【0163】

これより、認証者に対して、その指を、挿入室１７１９の高い位置に挿入させないように、誘導することができる。そしてこれにより、非接触型生体認証装置１７１１は、より大きく指が撮影された認証画像を取得することができ、高精度な認証を行うことができる。

【0164】

なお、側壁部１７０４、１７０５の傾斜の度合いは、認証者の指を挿入室１１９のどの程度の高さに誘導するかによって適宜変更が可能である。また、側壁部１７０４、１７０５は、挿入する指の形状に沿って湾曲させてもよい。

【0165】

以上説明したように、本実施形態の非接触型生体認証装置は、挿入室、挿入室に挿入された指の腹側を撮影する撮影装置、撮影装置より挿入室の奥側の指検知用の第１光源、近赤外光を照射する第２光源、及び第２光源からの光を反射する反射面（反射板）を備え、その反射面の位置及び方向が、第１光源が指の挿入を検知した場合、第２光源からの光のうち挿入された指の高さに応じた割合の光を受光するように調節されており、撮影装置が、その反射板で反射された光及び指を含む画像を撮影する。

【0166】

すなわち、本実施形態の非接触型生体認証装置は、挿入した指の高さに応じて、反射板から反射して撮影装置に至る第２光源の光の量が異なることになる。これにより、撮影装置が撮影した画像には挿入した指の高さの情報が含まれることなる。

【0167】

本実施形態のような非接触型の認証装置では、認証対象の生体の位置（本実施形態では指の高さ）が認証者の認証操作ごとに異なることが多いため、これが認証の精度を低下させる原因となっている。そこで、本実施形態の非接触型生体認証装置によれば、撮影画像に含まれる指の高さの情報により所定の画像修正（画像の歪みの補正等）を行うことで、認証の精度を向上させることができる。

【0168】

このように、本実施形態の非接触型生体認証装置によれば、精度良く非接触認証を行うことができる。そして、この場合、追加のセンサなどを導入する必要も無い。

【0169】

また、本実施形態の非接触型生体認証装置は、複数の第２光源と、各第２光源の光量を調節する近赤外線光源制御部とを備え、各第２光源は、第２光源からの光が指の背側の挿入方向中央部を照射する方向に整列して配置されている。

【0170】

これにより、認証画像における指１１６の平均輝度を所定の目標輝度に調節し易くなり、認証に適した安定した品質の認証画像を撮影することができる。

【0171】

また、本実施形態の非接触型生体認証装置における第１光源は、指向性を有する光を照射すると共に、第２光源よりも挿入室の奥側であって、かつ、第１光源からの直接光が挿入室の奥壁部で所定量以上反射しない位置に設けられ、指向性を有する光を照射する。

【0172】

これにより、第１光源からの直接光が撮影装置１０２の画像に写り込み、又は第２光源からの光と干渉して、第１光源が行う指の挿入の検出に障害が生じることを防ぐことができる。

【0173】

また、本実施形態の非接触型生体認証装置は、側壁部に、第２光源からの光を反射する反射面を備え、反射面の側壁部面上の高さは、挿入室に挿入した指が第２光源の光により遮られた場合に、第２光源からの光のうち挿入した指の高さに応じた割合の光を受光する高さに調節されている。

【0174】

これにより、挿入した指の高さに応じて、反射面から反射して撮影装置に至る第２光源の光の量が異なることになる。これにより、撮影装置が撮影した画像には挿入した指の高さの情報が含まれることなる。この画像を利用して、精度良く非接触認証を行うことができる。

【0175】

また、本実施形態の非接触型生体認証装置は、内側壁の内面の一方の下部に第３光源を備えると共に、他方の内側壁の下部に第３光源からの光を反射する反射面を備え、第３光源及び反射面の内面での高さは、第３光源からの光が、所定高さ以下で挿入室に挿入した指により遮られた場合に、第３光源からの光のうち挿入した指の高さに応じた割合の光が反射面に到達しない高さに調節される。

【0176】

これにより、下方に挿入した指の高さに応じて、反射面で反射して撮影装置に至る第３光源の光の量が異なることになる。その結果、撮影装置が撮影した画像には、挿入した指の高さの情報、特に指の下方の高さ（腹側の高さ）の情報が含まれることなる。この画像を利用して、精度良く非接触認証を行うことができる。

【0177】

また、本実施形態の非接触型生体認証システム１の情報処理装置１０は、挿入室に挿入した指の指先により第１光源からの光が遮られたと判定した場合に、第２光源に光の照射を指示し、撮影装置が撮影した画像に含まれる第２光源の光の領域に基づき、挿入した指の静脈のパターンを特定し、特定した指の静脈のパターンと、照合用画像とを比較することにより、認証対象の指に関する認証を行う。

【0178】

このように、第１光源により指先が挿入室に挿入されたことを検知し、これにより照射を開始した第２光源により、認証画像を得る。これにより、認証対象の指に関する認証を確実に行うことができる。

【0179】

また、本実施形態の非接触型生体認証システム１の情報処理装置１０は、認証画像における第１光源からの光の部分の周囲の輝度を算出し、算出した輝度が所定の閾値以上である場合にのみ、挿入室に挿入した指の指先により前記第１光源からの光が遮られたと判定して第２光源に光の照射を指示する。

【0180】

指の指先は厚みが薄いため、第１光源は指の指先部分では多くの光を透過して輝度飽和を起こすことがある。この場合、撮影装置が撮影した画像が、挿入した指の指先分の輝度飽和により明るくなっているのか、もしくは未だ指が挿入されておらず第１光源の光によって明るくなっているのかを判別できないことがある。そこで、第１光源からの光の部分の周囲の輝度が高い場合は指の指先が挿入されたと判定することで、指の挿入を正確に判定することができる。

【0181】

また、本実施形態の非接触型生体認証システム１の情報処理装置１０は、撮影装置により撮影された円筒物体の画像上の幅と、撮影装置と異なる焦点距離を有する従来装置により撮影された円筒物体の画像上の幅との関係を特定し、認証画像を、その特定した関係に基づき、撮影画像の大きさを補正する。

【0182】

非接触型の認証装置における撮影装置が撮影する画像は、非接触認証の特性上、画像ごとに異なる生体の写り方がされる可能性が高いことから、従来装置よりも焦点距離の長い撮影装置を使用する（例えば、被写体の写り方の差が小さくなるような被写界深度の深いレンズを使用する）ことになる。したがって、本実施形態の非接触型生体認証装置と従来装置との互換性に問題が生じる。しかし、上記の構成によれば、焦点距離が異なる従来装置で得られた照合用画像を流用することができ、従来装置との互換性を確保することができる。

【0183】

また、本実施形態の非接触型生体認証システム１の情報処理装置１０は、認証画像から、指の先端部の位置及び指の幅を算出し、算出した指の先端部及び指の幅に基づき、認証画像から指の認証に必要な領域（例えば、従来装置で得られる認証画像と同サイズの画像）を抽出し、抽出した領域の画像に基づき、指の静脈のパターンを特定する。

【0184】

非接触型の認証装置は、撮影される指の画像が操作ごとに異なりやすいため、従来装置の場合より、広い範囲の指の画像を撮影することとなる。この場合、従来装置で得られた画像との互換性を確保するためには、画像の一部の領域を抽出する必要がある。ここで、上記の構成によれば、従来装置の画像、例えば、従来装置で得られた照合用画像と互換性を有する画像を流用し、従来装置との互換性を確保することができる。特に、人の指幅及び指の長さの間には一定の関係性があることから、上記の構成によれば、これを利用して適切な画像領域を抽出することができる。

【0185】

また、本実施形態の非接触型生体認証装置は、指が挿入される高さよりも上方に設けられ、挿入室の開口部から挿入室の奥側に向かう挿入室の中央部を照射範囲とする、可視光の光源を備える。

【0186】

これにより、認証者に、一定の方向に沿って指を挿入室に挿入させることを促し、撮影装置は、認証精度の高い認証画像を撮影することができる。

【0187】

また、本実施形態の非接触型生体認証装置の挿入室の天井部における開口部の端部には、認証者の視線の側に向かって延伸する延伸部が形成されている。

【0188】

指を挿入させる挿入室の内部は認証者からは見えにくく、認証者は指を挿入させることに関して心理的に抵抗感がある。そこで、上記のように天井部の開口部側に延伸部を設け、認証者から挿入室の内部空間及びこれに挿入した指を見易くすることで、認証者が非接触型生体認証装置を利用しやすくすることができる。

【0189】

さらにこの場合、本実施形態の非接触型生体認証システム１の情報処理装置１０は、撮影装置が撮影した画像に含まれる指先側の指の輪郭の情報を、指の指先側の輪郭の形状から指の付け根側の輪郭の形状を推定する数値モデルに入力することにより、指の付け根側の輪郭を推定する。

【0190】

上記のように延伸部を設けた場合、認証画像における指の付け根部分は、外部の光が進入することで輝度が明るくなり、輪郭が不鮮明な画像となるおそれがある。そこで、指の指先の輪郭から指の付け根の輪郭を推定する数値モデルを用いて、撮影画像を指の付け根
の輪郭を推定し、認証に適した認証画像を得ることができる。

【0191】

また、本実施形態の非接触型生体認証装置の挿入室の指の挿入方向の空間は、その上部の空間が下部の空間よりも広く形成され、挿入室の上部の開口部の幅は、開口部に進入する指に隣接する指が当接する幅に設定されている。

【0192】

本実施形態の非接触型生体認証装置では、より低い位置で指を挿入した方が指と撮影装置の間の距離が近くなるため、撮影装置はより鮮明な画像を撮影しやすく、認証精度を向上させることができる。そこで、上記のように構成することで、認証者は、指を、挿入室の上方よりも下方に挿入した方が負担が少なくなる。すなわち、認証者は、自身の指を挿入室の上方に挿入しようとすると、隣接する指が側面の壁に触れるため、指を挿入する位置を低くしようとする。これにより、より認証に適した認証画像を得ることができる。

【0193】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、任意の構成要素を用いて実施可能である。以上説明した実施形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【0194】

例えば、本明細書で説明した各実施例の構成は、これらを組み合わせてよい。

【0195】

また、本実施形態の各装置が備えるハードウェアの一部は、他の装置に設けてもよい。また、本実施形態の各装置が備える各機能部の一部は他の装置に設けてもよいし、別装置が備える機能部を同一の装置に設けてもよい。

【符号の説明】

【0196】

１ 非接触型生体認証システム
１０１ 非接触型生体認証装置
１０２ 撮影装置
１０６ 反射板
１０９ 第１光源
１１０ 第２光源
１１１ 第２光源
１１２ 第２光源
１１９ 挿入室
１１６ 指

【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14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】