特許 7219429 生体認証装置および生体認証方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-31

(45)【発行日】2023-02-08

(54)【発明の名称】生体認証装置および生体認証方法

(51)【国際特許分類】

   G06V 40/10 20220101AFI20230201BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20230201BHJP

【ＦＩ】

G06V40/10

G06F3/01 510

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019006288

(22)【出願日】2019-01-17

(65)【公開番号】P2020115268

(43)【公開日】2020-07-30

【審査請求日】2022-01-17

(73)【特許権者】

【識別番号】300078361

【氏名又は名称】株式会社齋藤創造研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100144886

【弁理士】

【氏名又は名称】大坪 賢吾

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 憲彦

【審査官】山口 大志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２４２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９６９８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｖ ４０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外力が入力される弾性層と、前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、を有する弾性入力部と、
前記マーカーの変位に基づいて認証対象者の照合データを生成する照合データ生成部と、
前記認証対象者の登録データを記憶する記憶部と、
前記照合データと前記登録データとを比較し、前記認証対象者を認証する判定部と、を有することを特徴とする生体認証装置。

【請求項2】

前記照合データ生成部は、前記マーカーを撮像する第１撮像部を有し、前記第１撮像部が撮像した画像データに基づいて前記マーカーの変位を検出する請求項１に記載の生体認証装置。

【請求項3】

前記照合データは、前記認証対象者の手の形状に関する手形状データを含む請求項１または２に記載の生体認証装置。

【請求項4】

前記照合データは、前記認証対象者の指紋に関する指紋データを含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の生体認証装置。

【請求項5】

前記照合データは、前記認証対象者の掌紋に関する掌紋データを含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の生体認証装置。

【請求項6】

前記照合データは、前記認証対象者の脈拍に関する脈拍データを含む請求項１ないし５のいずれか１項に記載の生体認証装置。

【請求項7】

前記照合データは、前記認証対象者の筆跡に関する筆跡データを含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の生体認証装置。

【請求項8】

前記弾性層は、光透過性を有し、
前記第１撮像部は、前記弾性層を介して外界を撮像する請求項２に記載の生体認証装置。

【請求項9】

前記照合データは、前記認証対象者の顔の形状に関する顔形状データを含む請求項８に記載の生体認証装置。

【請求項10】

前記照合データは、前記認証対象者の網膜に関する網膜データを含む請求項８または９に記載の生体認証装置。

【請求項11】

前記照合データは、前記認証対象者の虹彩に関する虹彩データを含む請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の生体認証装置。

【請求項12】

前記照合データ生成部は、前記認証対象者の静脈を撮像する第２撮像部を有し、
前記照合データは、前記認証対象者の前記静脈に関する静脈データを含む請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の生体認証装置。

【請求項13】

外力が入力される弾性層と、前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、を有する弾性入力部と、
前記マーカーの変位に基づいて前記弾性層の変形を検出する検出部と、を有する生体認証装置を用いた生体認証方法であって、
前記検出部の検出結果に基づいて認証対象者の照合データを生成し、
生成した前記照合データと、予め登録された登録データとを比較し、比較結果に基づいて前記認証対象者を認証することを特徴とする生体認証方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体認証装置および生体認証方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているような生体認証は、例えば、重要データへのアクセスに際してセキュリティを確保するために用いられる。この生体認証は、指紋、掌紋、顔、虹彩、静脈等の生体特徴を用いて本人確認を行う技術である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１８－１２８７８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そして、情報の重要性および秘匿性が益々増していく近年において、より高いセキュリティ対策が求められている。しかしながら、従来の生体認証では、さらなるセキュリティ対策の高度化が困難であるという課題がある。

【0005】

本発明の目的は、高いセキュリティ対策が可能な生体認証装置および生体認証方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような目的は、下記の本発明により達成される。

【0007】

（１） 外力が入力される弾性層と、前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、を有する弾性入力部と、
前記マーカーの変位に基づいて認証対象者の照合データを生成する照合データ生成部と、
前記認証対象者の登録データを記憶する記憶部と、
前記照合データと前記登録データとを比較し、前記認証対象者を認証する判定部と、を有することを特徴とする生体認証装置。

【0008】

（２） 前記照合データ生成部は、前記マーカーを撮像する第１撮像部を有し、前記第１撮像部が撮像した画像データに基づいて前記マーカーの変位を検出する上記（１）に記載の生体認証装置。

【0009】

（３） 前記照合データは、前記認証対象者の手の形状に関する手形状データを含む上記（１）または（２）に記載の生体認証装置。

【0010】

（４） 前記照合データは、前記認証対象者の指紋に関する指紋データを含む上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の生体認証装置。

【0011】

（５） 前記照合データは、前記認証対象者の掌紋に関する掌紋データを含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の生体認証装置。

【0012】

（６） 前記照合データは、前記認証対象者の脈拍に関する脈拍データを含む上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の生体認証装置。

【0013】

（７） 前記照合データは、前記認証対象者の筆跡に関する筆跡データを含む上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の生体認証装置。

【0014】

（８） 前記弾性層は、光透過性を有し、
前記第１撮像部は、前記弾性層を介して外界を撮像する上記（２）に記載の生体認証装置。

【0015】

（９） 前記照合データは、前記認証対象者の顔の形状に関する顔形状データを含む上記（８）に記載の生体認証装置。

【0016】

（１０） 前記照合データは、前記認証対象者の網膜に関する網膜データを含む上記（８）または（９）に記載の生体認証装置。

【0017】

（１１） 前記照合データは、前記認証対象者の虹彩に関する虹彩データを含む上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載の生体認証装置。

【0018】

（１２） 前記照合データ生成部は、前記認証対象者の静脈を撮像する第２撮像部を有し、
前記照合データは、前記認証対象者の前記静脈に関する静脈データを含む上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の生体認証装置。

【0019】

（１３） 外力が入力される弾性層と、前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、を有する弾性入力部と、
前記マーカーの変位に基づいて前記弾性層の変形を検出する検出部と、を有する生体認証装置を用いた生体認証方法であって、
前記検出部の検出結果に基づいて認証対象者の照合データを生成し、
生成した前記照合データと、予め登録された登録データとを比較し、比較結果に基づいて前記認証対象者を認証することを特徴とする生体認証方法。

【発明の効果】

【0020】

本発明の生体認証装置および生体認証方法によれば、マーカーの変位に基づいて照合データを生成するため、照合データをより精度よくかつ正確に生成することができると共に、より複雑な照合データを生成することができる。そのため、高いセキュリティ性を実現することができる。また、例えば、弾性層に手（認証対象者の体の一部）を添えることで認証が可能なため、優れた利便性を発揮することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の好適な実施形態に係る生体認証装置を示すブロック図である。

【図2】図１の生体認証装置が有する入力装置を示す断面図である。

【図3】認証対象者が入力装置の弾性層に手を触れてマーカーが変位した様子を示す断面図である。

【図4】図２の入力装置の変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の生体認証装置および生体認証方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0023】

図１に、生体認証装置１を示す。生体認証装置１は、入力装置３を有する。入力装置３は、図２に示すように、半球状の基体３９と、基体３９の外周に設けられた半球状の弾性入力部３０と、を有する。また、弾性入力部３０は、外力が入力される弾性層３１と、弾性層３１に配置され、弾性層３１の変形に伴って変位するマーカーＭと、を有する。そして、認証対象者Ｕは、弾性層３１に手を触れ、弾性層３１を手の形状に変形させることにより生体認証を行う。

【0024】

また、図１に示すように、生体認証装置１は、マーカーＭの変位に基づいて認証対象者Ｕの照合データＤｃを生成する照合データ生成部４と、認証対象者Ｕの登録データＤｒを記憶する記憶部５と、照合データＤｃと登録データＤｒとを比較し、認証対象者Ｕを認証する判定部６と、を有する。照合データ生成部４、記憶部５および判定部６は、所定のプログラムを実行する少なくとも１つのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムやデータを一時的に格納するメインメモリと、フラッシュメモリのような補助メモリと、を有するコンピュータにより構成されている。

【0025】

基体３９は、硬質な部材、具体的には指や掌による押圧程度では実質的に変形しない程度の硬さを有する。また、基体３９は、光透過性を有し、本実施形態では実質的に無色透明である。ただし、基体３９の構成は、これに限定されず、指や掌による押圧によって容易に変形するほど柔らかくてもよい。また、弾性層３１が基体３９に支持されなくても一定の形状を保つことができる程度に硬い場合等には、基体３９を省略してもよい。

【0026】

弾性層３１は、弾性を有する入力部である。前述したように、認証対象者Ｕは、弾性層３１に手を触れ、弾性層３１を手の形に変形させることにより生体認証を行う。図２に示すように、弾性層３１は、シート状をなし、外力が入力される外周面３１ａおよび外周面３１ａの反対側に位置する内周面３１ｂを有する。また、弾性層３１は、基体３９に支持され、その外形が基体３９に倣った半球状に湾曲している。弾性層３１を半球状とすることにより、弾性層３１に手を添え易くなり、その結果、生体認証をより容易に行うことができるし、不自然な動作を行わなくてよいため、認証対象者Ｕの入力の再現性が高く、より精度のよい生体認証が可能となる。ただし、弾性層３１の外形としては、特に限定されず、球状の他にも、例えば、半球状、正四面体状、正六面体状、正八面体状等の多面体状等の立体的な形状や、平らなシート状等の平面状の形状であってもよい。

【0027】

図２に示すように、弾性層３１には、弾性層３１の変形によって変位するマーカーＭが配置されている。マーカーＭは、照合データ生成部４で検出可能な検出対象である。マーカーＭは、弾性層３１の厚さ方向にずれて配置され、基体３９からの距離が互いに異なる第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３を有する。これら第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３は、それぞれ、弾性層３１の変形に伴って変位する。そのため、これら第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３の変位に基づいて弾性層３１の変形を検出できる。特に、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３を弾性層２２の厚さ方向にずらして配置することにより、弾性層３１の内層、中間層、外層のそれぞれでの変形を検出することができ、弾性層３１の変形をより詳細に検出することができる。

【0028】

なお、本実施形態では、第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３は、それぞれ、ドット形状（点形状）をなしているが、これに限定されず、例えば、線形状、面形状、立体形状等であってもよい。また、複数の第１マーカーＭ１は、互いに形状が同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２、第３マーカーＭ２、Ｍ３についても同様である。

【0029】

また、弾性層３１は、基体３９の表面に配置され、第１マーカーＭ１を有する第１弾性層３１１と、第１弾性層３１１の表面に配置され、第２マーカーＭ２を有する第２弾性層３１２と、第２弾性層３１２の表面に配置され、第３マーカーＭ３を有する第３弾性層３１３と、第３弾性層３１３の表面に配置された保護層３１４と、を有する。このような構成とすることにより、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３を弾性層３１に配置し易くなる。なお、説明の便宜上、図２や図３では、弾性入力部３０の断面からハッチングを省略している。

【0030】

第１弾性層３１１、第２弾性層３１２および第３弾性層３１３は、それぞれ、光透過性および弾性を有する。そして、第１弾性層３１１の表面に複数の第１マーカーＭ１が互いに離間して配置され、第２弾性層３１２の表面に複数の第２マーカーＭ２が互いに離間して配置され、第３弾性層３１３の表面に複数の第３マーカーＭ３が互いに離間して配置されている。なお、本実施形態では、第１～第３弾性層３１１～３１３は、それぞれ、実質的に無色透明である。ただし、第１～第３弾性層３１１～３１３は、光透過性を有していれば、その少なくとも１つが、例えば、有色透明であってもよい。

【0031】

第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、それぞれ、第１～第３弾性層３１１～３１３の表面に貼着されたものであってもよいし、第１～第３弾性層３１１～３１３の表面にインク等を用いて印刷されたものであってもよいし、第１～第３弾性層３１１～３１３内に埋設されていてもよい。

【0032】

第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、形状および色彩の少なくとも一方が互いに異なっており、照合データ生成部４によって識別可能となっている。本実施形態では、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、互いに色彩が異なっており、例えば、第１マーカーＭ１が赤色、第２マーカーＭ２が緑色、第３マーカーＭ３が青色となっている。なお、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の色彩ではなく形状を互いに異ならせる場合には、例えば、第１マーカーＭ１を円形、第２マーカーＭ２を三角形、第３マーカーＭ３を四角形とすることができる。もちろん、色彩および形状を共に異ならせてもよいし、色彩や形状を異ならせる以外の方法によって第１、第２、第３マーカーＭ１～Ｍ３を照合データ生成部４で識別可能としてもよい。

【0033】

また、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、自然状態において、照合データ生成部４が有する後述するカメラ４１から見て互いに重ならないように配置されていることが好ましい。すなわち、カメラ４１によって撮像される画像上で、第２マーカーＭ２がその手前にある第１マーカーＭ１に隠れることなく、第３マーカーＭ３がその手前にある第１、第２マーカーＭ１、Ｍ２に隠れることなく配置されていることが好ましい。これにより、照合データ生成部４によって、より多くのマーカーＭの変位を検出することができ、弾性層３１の変形をより精度よく検出することができる。なお、前記「自然状態」とは、例えば、弾性層２２に重力以外の外力が加わっていない状態を言う。

【0034】

保護層３１４は、第３弾性層３１３の表面に配置された第３マーカーＭ３を保護する機能を有している。保護層３１４は、第１～第３弾性層３１１～３１３と同様に、光透過性および弾性を有している。

【0035】

以上、弾性入力部３０について説明したが、弾性入力部３０の構成としては、これに限定されない。例えば、第１マーカーＭ１を有していれば、第２、第３マーカーＭ２、Ｍ３を省略してもよい。つまり、厚さ方向にずれて配置されたマーカーＭが存在していなくてもよい。また、保護層３１４を省略し、第３マーカーＭ３が弾性層３１の表面に露出していてもよい。この場合、第３マーカーＭ３は、弾性層３１の表面から突出していることが好ましい。これにより、第３マーカーＭ３が添えられた手に引っ掛かり、手と弾性層３１との滑りを抑制することができる。そのため、弾性層３１を精度よく、添えられた手の形状に変形させることができる。

【0036】

照合データ生成部４は、弾性層３１に認証対象者Ｕの手が添えられた際のマーカーＭの変位に基づいて弾性層３１の変形を三次元的に検出し、その検出結果に基づいて認証対象者Ｕの照合データＤｃを生成する。弾性層３１は、認証対象者Ｕの手の形状に沿って無段階に変形するため、照合データ生成部４は、弾性層３１の変形に基づいて、照合データを精度よくかつ正確に生成することができると共に、複雑な照合データを生成することができる。そのため、生体認証装置１は、高いセキュリティ性を実現することができる。また、生体認証装置１は、例えば、弾性層３１に手を添えるだけで認証が可能なため、優れた利便性を発揮することもできる。なお、照合データ生成部４は、弾性層３１の変形を検出することなく、マーカーＭの変位から直接、認証対象者Ｕの照合データＤｃを生成してもよい。

【0037】

照合データ生成部４は、その機能を発揮することができれば、特に限定されないが、本実施形態では、ステレオ写真法を用いて弾性層３１の変形を三次元的に検出する。図２および図３に示すように、照合データ生成部４は、第１撮像部としての複数のカメラ４１を有する。カメラ４１としては、特に限定されず、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ等、レンズ系４１１と撮像素子４１２とを備えたものを用いることができる。

【0038】

複数のカメラ４１は、弾性層３１に向いて配置され、それぞれ、弾性層３１を内周面３１ｂ側から撮像する。弾性層３１の各部は、少なくとも２つのカメラ４１で撮像され、これにより、弾性層３１の各部を三次元画像認識すなわちステレオ画像認識することができる。なお、前記「弾性層３１の各部」とは、弾性層３１の全域を意味する場合もあれば、弾性層３１の選択された一部の領域を意味する場合もある。

【0039】

また、図３に示すように、照合データ生成部４は、各カメラ４１からの画像情報に基づいて弾性層３１の三次元画像認識を行う処理部４２を有する。処理部４２は、認証対象者Ｕが弾性層３１に手を触れたことに伴う第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の変位を三次元画像認識によって検出し、検出結果に基づいて、認証対象者Ｕの手の形状、具体的には、例えば、各指の太さおよび長さ、掌の大きさ等に関する手形状データを含む照合データＤｃを生成する。

【0040】

照合データ生成部４は、さらに、基体３９の内側から弾性層３１を照らす光源４４を有する。光源４４としては、特に限定されず、例えば、ＬＥＤを用いることができる。光源４４を有することにより、カメラ４１は、十分な明るさの下でマーカーＭを撮像することができる。そのため、照合データ生成部４は、より正確な照合データＤｃを生成することができる。ただし、光源４４は、例えば、外界からの光によって弾性層３１を画像認識可能な程に十分に明るく保てる場合等には省略してもよい。また、基体３９の内部に輝度センサーを配置して、この輝度センサーにより検知された内部の明るさに基づいて、光源４４の光量を制御してもよい。これにより、例えば、基体３９内をほぼ一定の明るさに保つことができ、検出部２３による弾性層２２の画像認識をより安定して行うことができる。

【0041】

ここで、処理部４２による入力情報の取得方法の一例について簡単に説明する。処理部４２の記憶部には予め各カメラ４１の３次元座標が記憶されている。そして、処理部４２は、所定マーカーＭの変位を検出するのに用いられる２台のカメラ４１によって同時刻における画像を取得し、両画像中の所定マーカーＭの２次元座標を取得する。次に、処理部４２は、両画像中の所定マーカーＭの２次元座標のずれと各カメラ４１の３次元座標とに基づいて所定マーカーＭの３次元座標を取得し、記憶する。処理部４２は、この作業をフレーム毎に連続的に行う。そして、処理部４２は、前回取得した所定マーカーＭの３次元座標と、今回新たに取得した所定マーカーＭの３次元座標とを比較することにより、その間に生じた所定マーカーＭの変位を検出することができる。処理部４２は、このような作業を全マーカーＭもしくは選択された幾つかのマーカーＭについて行うことにより、認証者情報を得ることができる。

【0042】

以上、処理部４２による照合データＤｃの生成方法について説明したが、照合データＤｃの生成方法は、これに限定されない。例えば、全マーカーＭについて上述の作業を行うと処理量が膨大となってしまい、処理部４２の性能等によっては処理が追いつかない、つまり、生体認証に時間がかかる場合が考えられる。また、セキュリティレベルによっては、簡単な生体認証で足りる場合も考えられる。そのため、例えば、処理部４２は、予め選択した一部のマーカーＭを用いて照合データＤｃを生成してもよい。また、処理部４２は、例えば、自然状態における弾性層３１の各部の画像を基準画像として記憶しておき、この基準画像と、上述のように得された画像とをリアルタイムに比較して第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の変位を特定することにより、上記の照合データＤｃを生成してもよい。

【0043】

特に、弾性入力部３０を用いることにより、照合データ生成部４は、弾性層３１に触れた手の平面形状だけではなく、掌や指の丸みまで検出することができるため、照合データＤｃには手の三次元形状である手形状データが含まれる。そのため、生体認証装置１によれば、より詳細な照合データＤｃが得られ、高いセキュリティ性を有する生体認証が可能となる。

【0044】

また、照合データ生成部４は、手表面（弾性層３１との接触面）の微小凹凸に基づいて掌紋および指紋を検出することができ、掌紋および指紋に関するデータを掌紋データおよび指紋データとして照合データＤｃに含ませることができる。つまり、生体認証装置１によれば、弾性層３１に手を触れるだけで、異なる生体的特徴から複数のデータを生成することができ、これら手形状データ、掌紋データおよび指紋データを照合データＤｃに含ませることができる。このように、異なる生体的特徴を組み合わせることにより、生体認証のセキュリティ性をより高めることができる。

【0045】

また、従来の構成で手形状データ、掌紋データおよび指紋データを生成しようとすると、例えば、異なる装置を組み合わせて順番に生成する必要があるが、生体認証装置１によれば、１つの装置でかつ同時に生成することができる。そのため、生体認証装置１は、従来と比べて装置構成が簡単なものとなる。また、従来の構成で手形状データ、掌紋データおよび指紋データを生成しようとすると、それぞれのデータを生成するのに手や指の位置や姿勢を変化させる必要があるが、生体認証装置１によればそのような必要がない。したがって、生体認証装置１は、従来と比べて操作性および利便性に優れたものとなる。つまり、生体認証装置１は、セキュリティ性を高めつつ、さらに操作性や利便性を高めることができる。

【0046】

また、弾性層３１によれば、その変形すなわちマーカーＭの変位に基づいて、添えられた手の表面の微小な振動を検出することができる。そのため、照合データ生成部４は、手表面の微小振動に基づいて認証対象者Ｕの脈拍を検出することができ、検出した脈拍に関するデータを脈拍データとして照合データＤｃに含ませることができる。つまり、生体認証装置１によれば、前述した手形状データ、掌紋データおよび指紋データの他にも、これらと生体的特徴が異なる脈拍データを生成し、これを照合データＤｃに含ませることができる。そのため、生体認証のセキュリティ性をさらに高めることができる。

【0047】

なお、脈拍データは、照合データＤｃとして用いる用途の他にも、弾性層３１に添えられた手が、生体である認証対象者Ｕ自身の手であるのか、認証対象者Ｕの手の形状を模した非生体である模型なのかを判断する用途にも用いることができる。これにより、生体認証の偽装を判断することができ、生体認証のセキュリティ性をさらに高めることができる。

【0048】

また、照合データ生成部４は、弾性層３１の変形（マーカーＭの変位）に基づいて、認証対象者Ｕの筆跡を検出し、検出した筆跡に関するデータを筆跡データとして照合データＤｃに含ませることができる。例えば、自身の指や専用のペンを用いて弾性層３１に所定文字を書かせ、照合データ生成部４は、その際のマーカーＭの変位に基づいて筆跡を検出し、検出した筆跡に関するデータを筆跡データとして照合データＤｃに含ませることができる。特に、弾性層３１を用いれば、照合データ生成部４は、弾性層３１への入力の強さ、ベクトル、速度等を検出することができる。そのため、筆跡だけではなくて、筆圧、筆速についても検出することができ、筆圧、筆速に関するデータについても筆跡データに含ませることができる。そのため、従来のような筆跡だけで照合データＤｃを生成する場合と比べて、生体認証のセキュリティ性をさらに高めることができる。

【0049】

ここで、前述したように、第１～第３弾性層３１１～３１３および保護層３１４は、それぞれ、無色透明である。そのため、各カメラ４１は、弾性層３１を介して外界すなわち弾性層３１の外側を撮像することができる。したがって、照合データ生成部４は、各カメラ４１を用いて、弾性層３１に添えられた認証対象者Ｕの手の画像を取得することができる。そのため、照合データ生成部４は、前述したように、弾性層３１の変形（マーカーＭの変位）に基づいて手形状データ、掌紋データおよび指紋データを生成してもよいし、弾性層３１の変形によらず、カメラ４１が撮像した手の画像データに基づいて、手形状データ、掌紋データおよび指紋データを生成してもよい。もちろん、弾性層３１の変形に基づいて生成した手形状データ、掌紋データおよび指紋データと、カメラ４１が撮像した手の画像データに基づいて生成した手形状データ、掌紋データおよび指紋データと、を組み合わせてもよい。

【0050】

このように、生体認証装置１によれば、異なる方法で手形状データ、掌紋データおよび指紋データを生成することができる。そのため、例えば、セキュリティレベルの高さに応じて、これら２つの生成方法を切り替えることができ、生体認証装置１の利便性が向上する。また、例えば、装置の故障により、一方の生成方法が使用できなくなっても、他方の生成方法によって上記のデータを生成することができる。そのため、生体認証装置１によれば、故障によって生体認証が全く行えなくことが防止され、高い信頼性を発揮することができる。

【0051】

また、照合データ生成部４は、各カメラ４１を用いて、弾性層３１の外側にある認証対象者Ｕの顔、網膜、虹彩等の画像を取得することができる。そのため、照合データ生成部４は、顔の形状に関するデータを顔形状データとして、網膜に関するデータを網膜データとして、虹彩に関するデータを虹彩データとして、これらをそれぞれ照合データＤｃに含ませることができる。つまり、生体認証装置１によれば、弾性層３１に添えた手から生成されるデータだけでなく、弾性層３１に非接触な生体的特徴である顔形状データ、網膜データおよび虹彩データを照合データＤｃに含ませることができる。そのため、データの種類がより多くなり、生体認証のセキュリティ性をさらに高めることができる。

【0052】

照合データ生成部４は、さらに、第２撮像部としての近赤外線カメラ４３を少なくとも１つ有する。なお、近赤外線カメラ４３は、カメラ４１とは異なるカメラであってもよいし、複数のカメラ４１のうちの少なくとも１つが近赤外線カメラを兼ねていてもよい。そして、照合データ生成部４は、近赤外線カメラ４３が撮像した手の画像データに基づいて静脈パターンを検出し、検出した静脈に関するデータを静脈データとして照合データＤｃに含ませることができる。このように、照合データ生成部４によれば、前述した各種データに加え、さらに、静脈データを照合データＤｃに含ませることができる。そのため、データの種類がより多くなり、生体認証のセキュリティ性をさらに高めることができる。なお、本実施形態の静脈データとは、例えば、指静脈パターンおよび掌静脈パターンの少なくとも一方を言う。

【0053】

以上より、照合データ生成部４が生成する照合データＤｃには、手形状データ、掌紋データ、指紋データ、脈拍データ、筆跡データ、顔形状データ、網膜データ、虹彩データおよび静脈データの少なくとも１つを含ませることができる。言い換えると、生体認証装置１は、手形状データ、掌紋データ、指紋データ、脈拍データ、顔形状データ、網膜データ、虹彩データおよび静脈データから選択される少なくとも１つのデータを用いて照合データＤｃを生成することができる。これらデータの少なくとも１つ、好ましくは複数を照合データＤｃに含まることにより、生体認証のセキュリティ性が高まる。また、生体認証装置１によれば、例えば、求められるセキュリティレベルに応じて、照合データＤｃに含まれるデータを選択することができ、優れた利便性を発揮することができる。特に、生体認証装置１が優れているのは、実質的に、弾性入力部３０と照合データ生成部４だけで上述した多数のデータを含む照合データＤｃを生成できる点にある。

【0054】

記憶部５は、生体認証装置１により認証を受けるユーザー全ての登録データＤｒを記憶している。つまり、生体認証装置１により認証を受けるユーザーは、生体認証装置１の利用に際し、予め、記憶部５に自身の生体データを登録データＤｒとして記憶部５に記憶させ、生体認証装置１に登録する。この登録データＤｒには、照合データＤｃに対応するデータが含まれている。つまり、登録データＤｒにも、手形状データ、掌紋データ、指紋データ、脈拍データ、筆跡データ、顔形状データ、網膜データ、虹彩データおよび静脈データの少なくとも１つが含まれている。これにより、照合データＤｃと登録データＤｒとの比較が可能となる。

【0055】

判定部６は、照合データ生成部４が生成した照合データＤｃと、記憶部５に記憶された登録データＤｒと、を比較し、認証対象者Ｕを認証する。認証方法としては、特に限定されないが、例えば、判定部６は、照合データ生成部４で生成された照合データＤｃと一致する登録データＤｒが記憶部５に記憶されている場合には認証対象者Ｕを認証し、記憶部５に記憶されていない場合には認証対象者Ｕを認証しない。

【0056】

以上、本発明の生体認証装置および生体認証方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、前述した構成では、認証対象者Ｕの手を弾性層３１に添えて、手から照合データＤｃを生成しているが、これに限定されず、例えば、顔、足、肘等の認証対象者Ｕの少なくとも一部を弾性層３１に添えて、添えられた部分から照合データＤｃを生成してもよい。

【0057】

また、図４に示すように、弾性入力部３０は、弾性層３１の変形によって変位せず、照合データ生成部４によって検出可能な基準マーカーＭ４を有していてもよい。なお、図４の構成では、基準マーカーＭ４は、第１弾性層３１１と基体３９との間であって基体３９の外周面に配置されているが、基準マーカーＭ４の配置としては、これに限定されず、例えば、基体３９の内周面に配置されていてもよい。

【0058】

基準マーカーＭ４は、各カメラ４１との相対的位置関係が一定であり、照合データ生成部４が第１、第２、第３マーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３の変位を検出する際の基準として機能する。このような構成によれば、例えば、照合データ生成部４は、基準マーカーＭ４に対する第１、第２、第３マーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３の変位を検出することで、より精度のよい照合データＤｃを得ることができる。なお、基準マーカーＭ４は、照合データ生成部４が第１、第２、第３マーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３のそれぞれと区別（識別）できるように、例えば、第１、第２、第３マーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３と形状および色彩の少なくとも一方が異なっていることが好ましい。

【0059】

また、前述の本実施形態では、２つのカメラ４１を用いて弾性層３１の各部を三次元画像認識しているが、例えば、複数の光軸を有するレンズを用いて１つのカメラ４１で複数の画像を時分割で取得し、これらの画像を用いて弾性層３１の各部を三次元画像認識してもよい。このような構成によれば、カメラ４１の数が減り、生体認証装置１のコストダウンおよび小型化を図ることができる。

【符号の説明】

【0060】

１ 生体認証装置
３ 入力装置
４ 照合データ生成部
５ 記憶部
６ 判定部
２２ 弾性層
２３ 検出部
３０ 弾性入力部
３１ 弾性層
３１ａ 外周面
３１ｂ 内周面
３９ 基体
４１ カメラ
４１１ レンズ系
４１２ 撮像素子
４２ 処理部
４３ 近赤外線カメラ
４４ 光源
３１１ 第１弾性層
３１２ 第２弾性層
３１３ 第３弾性層
３１４ 保護層
Ｄｃ 照合データ
Ｄｒ 登録データ
Ｍ マーカー
Ｍ１ 第１マーカー
Ｍ２ 第２マーカー
Ｍ３ 第３マーカー
Ｕ 認証対象者

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】