生物体认证装置的制作方法

本发明涉及实施本人确认的生物体认证装置。

背景技术：

使用生物体信息认证使用者的生物体认证装置被用于各种各样的设备或系统中。当用生物体认证装置进行本人认证时，使用者进行将手指或眼睛等的身体的规定部位插入认证装置的动作或窥视的动作(认证操作)从而读取生物体信息，将从生物体信息提取出的特征量与本人预先登录的生物体信息的特征量进行对照而计算对照一致度，根据一致度是否超过规定的阈值来进行本人的判定。

在生物体认证装置中实施本人认证的情况下，作为弄错本人而拒绝的本人否决的原因之一中，可以举出登录时的生物体的放置方式为与认证时的生物体的放置方式不同放置方式的情况下。

作为用来防止这样的本人否决的方法，有例如特开2009－178300号公报(专利文献1)所记载的技术。在该公报中，有这样的记载“将载置在载置板上的手指用手指位置检测照相机摄像，根据其图像信息检测手指的位置并判定该手指的位置的好否，当结果判定为手指的位置不好时，在显示部上显示引导使用者将手指正确地向载置板载置的画面”。

专利文献1：特开2009－178300号公报

在专利文献1中，使用者只要将生物体向正确的位置重新放置就能够认证，但在使用者将生物体持续放置在不能认证的位置处的情况下不能认证。此外，为了提高生物体认证的方便性，通常方法是在对照时的图案匹配中一边将对照位置稍稍错移、一边探索总体的最适当匹配位置、以便容许生物体的位置偏离(偏差)，但总体的匹配探索中，对照中的计算量增加，或误与他人的图案相符的可能性增加。

技术实现要素：

所以，本发明的目的是提供一种通过将照相机设在距生物体较近的位置而能够更简单地进行敦促将生物体设置到正确的位置的导引、进而即使在生物体偏离的情况下进行总体的匹配也不使计算量及他人接纳率增加的生物体认证装置。

作为解决上述课题的生物体认证装置的一个技术方案，例如具备：导引部，将生物体向提示位置导引；光源部，位于导引部的上方，朝向被提示的生物体照射光；开口部，位于导引部的下方，使透过了生物体的透过光通过；摄影部，能够将被提示到导引部的生物体的光源部侧和开口部侧摄影。

根据本发明，在生物体认证装置中，通过搭载的从别的方向摄像的照相机进行生物体的位置偏离的检测，相应于位置的偏离方式将生物体信息修正，使得能够认证，提高生物体认证装置的方便性。

此外，在对照处理中不再需要用来对位置偏离进行吸收的总体探索，所以匹配的计算量变少，此外，能够减小误与他人的图案相符的可能性。

附图说明

图1是表示构成本发明的生物体认证装置的部件的配置的配置图。

图2是表示本发明的生物体认证装置的结构的框图。

图3是表示将使用者的生物体登录的次序的登录处理流程图。

图4是表示进行使用者的生物体认证的次序的认证处理流程图。

图5是说明本发明的生物体认证装置的图像修正方法的图。

图6是说明本发明的生物体认证装置的检测手指的位置的方法的图。

图7是生物体登录时的指示手指的重新放置的画面显示的例子。

图8是生物体登录时的指示手指的重新放置的画面显示的例子。

图9是本发明的登录数据的例子。

图10是生物体认证时的指示手指的重新放置的画面显示的例子。

图11是生物体认证时的指示手指的重新放置的画面显示的例子。

图12是说明本发明的生物体认证装置的位置偏离修正处理的图。

图13是表示构成本发明的生物体认证装置的部件的配置的配置图。

图14是由本发明的生物体认证装置摄影的生物体图像的例子。

附图符号说明

10手指；100生物体认证装置；101第1摄像部；102第2摄像部；103光源部；104生物体检测部；110主控制部；111显示部；112存储部；113通信部；200上层终端；1301反射镜。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

[实施例1]

A.装置结构

使用图1～图12对本发明的实施方式进行说明。图1是说明本实施方式的生物体认证装置100的配置的图。图1中(a)是从侧面方向观察生物体认证装置100的情况下的剖视图。图1中(b)是将提示生物体认证装置100的生物体(以下设为手指)10的部分进行放大后的立体图。

生物体认证装置100具备：光源部103，对被提示的手指10照射适当的近红外光；开口部114，从光源部103照射的光透过手指10，使该透过光通过；第1摄像部101，将通过了开口部114的透过光摄影；第2摄像部102，将被提示的手指10摄影；导引部115，进行导引以将手指10放(日语：かざす)在规定的提示位置；以及生物体检测部104，检测手指10被导引部115提示。

第1摄像部101是将透过了手指10的下半面的透过光摄影的摄像部，位于开口部114的下方(也称作被配置在开口部侧)。被第1摄像部101摄影的图像被用于光量控制或在生物体认证中使用的血管图案的提取。

第2摄像部102位于被导引部115提示的手指10的斜上方(也可以称为配置在光源部侧)，是将被提示的手指10的上半面摄影的摄像部。被第2摄像部102摄影的图像被用于检测后述的手指10被放置的位置。另外，第2摄像部102既可以将近红外光摄影，也可以将可视光摄影。此外，第2摄像部102的设置位置也并不限于设置在手指10(或导引部115)的斜上方，也可以设置在能够将手指10从正上方摄影的位置。

光源部103由对手指10为了摄影血管图案而照射近红外光的LED等 构成。此外，如图1中(a)所示，位于手指10的上方。另外，构成光源部103的LED等可以通过主控制部110调整近红外光的光量来进行照射。此外，在图1中(a)中位于比第2摄像部102靠手指的上方，但并不限定于此，也可以处于与第2摄像部102替换了位置的位置、即手指10的斜上方。

生物体检测部104由检测被导引部115提示的手指10的传感器构成。具备检测被提示的手指10的前端的指尖检测传感器和检测手指10的根部的指根检测传感器。生物体检测部104如果检测到被提示的手指10，则将该检测信号向主控制部110传递，从光源部103照射近红外光。另外，生物体检测部104也可以是具备指尖检测传感器或指根检测传感器的某1个的结构。

开口部114位于导引部115和被导引部115提示的手指10的下方及第1摄像部101的上方，是用来使透过了手指10的透过光通过的开口。开口部114为了不使灰尘等进入第1摄像部101而由透明的丙烯板等构成，但也可以在该丙烯板上具备能够将太阳光等的自然光遮挡的滤光器。

导引部115由为了生物体认证而将手指10向正确的位置导引并支承的支承部、和将来自侧面的外光遮光的遮光部构成。由于通过导引部115的支承部将手指10支承，所以手指10不对开口部114接触，此外，在将手指10的图像摄影时，也不会有手指10被压迫而给血管图案的提取带来影响的情况。

接着，使用图2的框图说明本实施方式的生物体认证装置100的概略结构。生物体认证装置100由在图1中说明的第1摄像部101、第2摄像部102、光源部103、生物体检测部104及显示部111、存储部112、通信部113构成，它们通过主控制部110被控制。此外，生物体认证装置100经由通信部113与上层终端200连接。

显示部111是通过来自主控制部110的控制信号、在后述的手指10被设为不正确的放置方式(手指的偏离或滚动)的情况下显示敦促将放置方式修正的通知的显示部。另外，显示部111也可以是与主控制部110通过线缆等连接的其他部件。换言之，既可以为生物体认证装置100的构成要素，也可以作为其他部件处置。此外，既可以在生物体认证装置100中具有显 示部100，也可以为能够从主控制部110向经由通信部113连接的上层装置200所具有的显示装置输出画面的结构。

存储部112是将生物体认证装置100的动作所需要的程序、以及由第1摄影部101和第2摄影部102摄影的图像及生物体认证所需要的血管图案记录的记录部。

通信部113与上层装置200连接，是在主控制部110与上层装置200之间进行信号的收发的通信部。

上层装置200与通信部113连接，通信部113与上层装置200连接，在主控制部110与上层装置200之间进行信号的收发。虽然没有图示，但上层装置200也具有控制部、显示部、以及输入部。例如在生物体认证装置100被设置在ATM中的情况下，ATM相当于上层装置200，在被设置在银行的窗口的情况下，银行工作人员使用的工作人员终端相当于上层装置200。

主控制部110与图2所示的各部电连接，进行控制信号的收发，是控制生物体认证装置100整体的控制部。主控制部110使用存储在存储部112中的程序进行生物体信息的登录处理或认证处理，详细后述。此外，主控制部具备未图示的CPU及存储器等，通过将存储在存储部112中的程序扩展到存储器中并执行而进行控制。

B.生物体信息的登录处理

接着，对使用本实施方式的生物体认证装置100的生物体信息的登录处理进行说明。图3是说明使用本实施方式的生物体认证装置100的生物体信息的登录处理的流程图。

在步骤300中，生物体认证装置100通过生物体检测部104检测手指10被放置到导引部115的情况。在判定为没有放置手指10的期间中重复生物体检测步骤300，如果根据生物体检测部104的输出检测到放置了手指10，则向下个步骤前进。

在步骤310中，如果检测到放置了手指10，则第2摄像部102取得被放置在导引部115上的手指10的图像。在步骤320中，主控制部110根据由第2摄像部102取得的生物体图像实施手指10被放置的位置的检测，判断被放置的位置是否适合于生物体信息的取得。另外，关于判断该手指10 被放置的位置是否处于适当的位置的处理的详细情况将后述。此外，也可以将由第2摄影部102摄影的图像称作第2生物体图像。

在步骤330中，在主控制部110判定为手指10被放置的位置不是适当(也称作不适当)的情况下，向步骤340前进，在判定手指10被放置的位置为适当的情况下，向步骤350前进。

步骤340在主控制部110判定手指10被放置的位置不适当的情况下，显示用来进行手指10的重新放置指示的指导消息，并将由第2摄像部102取得的生物体图像修正为从使用者处观察的正立状态而向显示部111显示。关于此时显示在显示部111上的画面详细情况将后述。在显示部上指示重新放置后，重复步骤300直到手指10再次被放置。

在步骤350中，在主控制部110关于手指10被放置的位置判断为适当的情况下，主控制部110使光源部103的光量调整为适合于生物体的摄像的状态，使用第1摄像部101取得手指10的生物体图像。另外，也可以将由第1摄像部101摄影的生物体图像称作第1生物体图像。

在步骤360中，主控制部110使用第1生物体图像，提取作为本人认证时的特征信息的血管图案。

在步骤370中，主控制部110根据在上述步骤360中提取出的血管图案，变换为对本人认证的对照适当的数据形态，与在步骤330中检测到的生物体被放置的位置坐标信息配合，使存储部112记录登录数据作为生物体登录数据。关于登录数据的一例将在后面叙述。此外，也可以将登录的结果经由通信部113向上层终端200通知。通过以上的步骤，登录处理完成。

C.放置方式检测处理

使用图5说明生物体信息的登录处理的步骤320中的手指10的位置检测处理。

如果通过第2摄像部102将手指10摄像，则得到图5中(a)所示的生物体图像(a)。生物体图像图5中(a)由于通过第2摄像部102从手指10的一方向进行摄像，所以成为生物体部位的上下反转并畸变为梯形的像。

通过将生物体图像图5中(a)进行图像处理而实施图像的旋转及梯形畸变修正，得到正立状态的生物体图像图5中(b)。另外，在本实施例中， 由于第2摄像部102处于图1所示的位置，所以进行梯形畸变修正，但例如在第2摄影部102处于光源103的位置等情况下摄影的图像没有畸变时，不需要生物体图像的修正。

接着，使用预先在没有放置生物体的状态下取得的图像图5中(c)和生物体图像图5中(b)，通过将两个图像的对应的各像素的亮度值相减并求绝对值，得到差图像图5中(d)。由于在两个图像中没有变化的像素其亮度值的差较小、被放置了生物体从而亮度值发生了变化的像素其亮度值的差变为较大的值，因此能够提取手指10。

在得到的差图像图5中(d)中通过轮廓线跟踪处理提取为规定值以上的差值的像素的轮廓线，从而得到生物体的轮廓线图像图5中(e)。另外，关于轮廓线跟踪处理，由于是图像处理的通常的技术，所以省略说明。

D.登录时的放置方式判定和画面显示

接着，使用图6、图7、图8说明步骤330中的生物体的放置方式的判定处理及步骤340中的画面显示处理。

图6是对使用在步骤320中检测到的手指10的轮廓线图像图5中(e)来判定手指10的前后方向的放置方式的处理进行说明的图。将手指10的轮廓线图像图5中(e)从图像上端起扫描，检测轮廓线的最上端的坐标(图6中(a))。当该上端的坐标处于图6中(b)的斜线部所示的规定的范围内时，判定为手指10的前后方向的位置是适当的(图6中(b))。

此外，手指10的左右方向的放置位置的判定也能够通过同样的处理来判定。具体而言，将手指10的轮廓线图像图5中(e)从图像左端起扫描，检测轮廓线的最左端的坐标(图6中(c))。同样，将生物体的轮廓线图像从图像右端起扫描，检测轮廓线的最右端的坐标(图6中(e))。当最左端的坐标处于规定的范围内(图6中(d))、且最右端的坐标处于规定的范围内时(图6中(f))，判定为生物体的左右方向的位置是适当的。通过以上的处理，当生物体的前后方向及左右方向处于适当的位置时，判定为生物体的放置位置是适当的(图6中(g))。

另外，在本实施例中，判定前后方向及左右方向的坐标的范围是基于手指的放置位置的平均的值而预先设定，但也可以用别的值判断放置位置是否适当。

图7是说明手指10被向跟前侧偏离而放置情况下的、敦促重新放置手指10的画面显示的图。在手指10的放置位置的判定处理中，如果检测出手指10的轮廓线的上端的坐标处于比规定的范围靠下侧，则判定为生物体被向跟前偏离而放置(图7中(a))。在步骤340中，显示部111进行用来向使用者通知手指10的放置方式不适当的消息的显示(图7中(b))。此时，通过对由第2摄像部102摄像并修正为正立状态的生物体图像、在步骤330中检测出的表示手指10的最上端坐标的线段、以及表示适当的放置位置的范围的图像进行显示，能够引导使用者适当地重新放置手指10。

图8是说明手指10在左右偏离而被放置的情况下的、敦促手指10重新放置的画面显示的图。在手指10的放置位置的判定处理中，如果检测出手指10的轮廓线的左端的坐标从规定的范围偏离、或右端的坐标从规定的范围偏离，则判定为手指10在左右偏离而被放置(图8中(a))。在步骤340中，显示部111进行用来向使用者通知手指10的放置方式不适当的消息的显示(图8中(b))。

此时，通过将由第2摄像部102摄像并修正为正立状态的生物体图像、步骤330中检测出的表示手指10的最左端坐标的线段、表示手指10的最右端坐标的线段、以及表示适当的放置位置的范围的图像进行显示，能够引导使用者适当地重新放置手指10。另外，如图8中(b)所示，不需要将最左端坐标和最右端坐标的两者显示，也可以使显示部111显示某1个。

E.登录数据

图9是说明生物体认证的登录处理中的登录数据的图。

在本实施例中，在登录处理中，设将从第1生物体图像提取出的血管图案图像变换为对于用于本人认证的对照较适合的数据形态后的数据为生物体特征数据，将在位置检测处理中检测到的生物体的轮廓线信息的上端坐标、左端坐标、右端坐标设为生物体的位置坐标信息，将组合了这些的信息作为登录数据。

登录数据在生物体登录处理中被向存储部112保存，在认证处理中被从存储部112读出。另外，登录数据也可以与确定本人的信息(例如，账户号码或ID号码)一起保存到存储部112中。

F.生物体信息的认证处理

对本实施方式的生物体认证装置100的认证处理进行说明。图4是说明使用本实施方式的生物体认证装置100的认证处理的流程图。

在步骤400中，主控制部110根据来自上层终端200的指示，将保存在存储部112中的生物体登录数据读出。这里，读出的保存在存储部112中的生物体登录数据是预先通过登录处理而登录的生物体登录数据。

在步骤410中，主控制部110根据生物体检测部104的输出，判定在生物体认证装置100上是否被放置了手指10。在判定为没有放置手指10的期间中重复检测手指10的步骤410，如果检测到放置了手指10，则向下个步骤前进。

在步骤420中，通过第2摄像部102取得第2生物体图像。在步骤430中，根据由第2摄像部102取得的第2生物体图像来实施手指10被放置的位置的检测

在步骤440中，判断关于手指10被放置的位置是否被放置在适当的位置。在判断为被放置的位置不适当的情况下向步骤450前进，在判定为手指10被放置的位置是适当的情况下向步骤460前进。另外，关于认证时的手指10的位置检测处理，详细情况后述。

在步骤450中判定为手指10被放置的位置不适当的情况下，将用来进行手指10的重新放置指示的指导消息、以及将由第2摄像部102取得的第2生物体图像修正为正立状态而显示到显示部111上。

在步骤460中，在将光源部103的光量调整为适合于手指10的摄像后，使用第1摄像部101取得第1生物体图像。

在步骤470中，进行与手指10被放置的位置偏离相对应的修正处理。将在登录处理中登录到登录数据中的生物体位置坐标信息与在步骤430中检测出的生物体的位置坐标信息进行比较，检测位置偏离量。从在步骤460中取得的由第1摄像部得到的生物体图像，根据位置偏离量进行生物体图像的切取。通过该切取，能够得到第1生物体图像为没有位置偏离的状态(与登录时的放置方式相同位置)的生物体图像。步骤470的位置偏离修正处理的详细情况后述。

在步骤480中，从在步骤470中切取的生物体图像进行作为本人认证时的特征信息的血管图案的提取。

在步骤490中，进行血管图案的对照处理。使用预先登录的生物体登录数据、和在上述步骤480中得到的没有位置偏离的对照用的血管图案，进行图案的匹配的对照，计算一致度。

在步骤495中，根据在步骤490中得到的一致度进行认证的判定，将判定结果向上层终端通知。

通过以上的步骤，认证处理完成。

G.认证时的放置方式判定和画面显示

使用图10、图11，说明步骤440中的手指10的放置方式的判定处理及步骤450中的画面显示处理。

图10是说明手指10向跟前偏离而被放置的情况下的画面显示的图。在步骤440中，将认证时的手指10的上端坐标与记录在登录数据中的登录时的上端坐标比较，如果检测到规定值以上的差，则判定为生物体在前后偏离(图10中(a))。

在步骤450中，进行用来向使用者通知生物体的放置方式不适当的消息的显示(图10中(b))。此时，通过将由第2摄像部摄像并修正为正立状态后的第2生物体图像及表示记录在登录数据中的上端坐标的线段进行显示，能够引导使用者适当地重新放置生物体。另外，也可以将表示在步骤440中检测到的生物体的最上端坐标的线段进行显示。

图11是说明手指10在左右偏离而被放置的情况下的画面显示的图。在步骤440中，将认证时的手指10的左端坐标与记录在登录数据中的登录时的左端坐标进行比较，同样将认证时的生物体的右端坐标与记录在登录数据中的登录时的右端坐标进行比较，如果检测到某个为规定值以上的差，则判定生物体在左右偏离(图11中(a))。在步骤450中，进行用来向使用者通知手指10的放置方式不适当的消息的显示(图11中(b))。此时，通过将由第2摄像部摄像并修正为正立状态的第2生物体图像及表示记录在登录数据中的登录时的左端坐标/右端坐标的线段进行显示，能够引导使用者适当地重新放置生物体。另外，也可以将表示由步骤440检测出的生物体的左端坐标/右端坐标的线段进行显示。

H.图案对照的位置偏离修正

使用图12说明认证时的步骤470中的位置偏离修正处理。

在生物体认证时使用的生物体登录数据的血管图案通过预先登录处理进行登录。在登录处理中判定适当的手指10的放置方式，在为适当的放置方式的状态(图12中(a))下，实施生物体图像的取得，将第1摄像部的摄像范围中的中央部分切取而进行血管图案的提取，生成登录数据(图12中(c))。

在实施生物体认证方面，为了实现使用者的方便性，优选的是进行容许某种程度的生物体的位置偏离的认证。因而，为了进行容许生物体的位置偏离的生物体的对照处理，需要进行考虑到位置偏离的对照。

在本实施例的位置偏离修正处理(步骤470)中，首先将在步骤440中检测出的手指10的位置与记录在登录数据中的登录时的生物体位置进行比较，计算手指10的位置偏离量(图12中(d))。

如图12中(e)所示，通过将由第1摄像部101摄像的第1生物体图像的摄像范围中的、与这里计算出的生物体的位置偏离量对应的图像切取，从而将没有位置偏离的生物体图像切取(图12中(f))。例如，通常在将从摄像范围的中心切取了规定的范围的图像作为用于生物体认证的血管图案图像的情况下，当在指根方向上以某个值发生了位置偏离时，通过将切取的范围在指根方向上移动该值，能够将没发生位置偏离那样的图像切取。

如以上那样，通过进行手指10的位置偏离的检测，能够根据手指10的位置的偏离方式将生物体图像修正而进行认证。

在本实施例中，通过如上述那样做成具备第1摄像部101和第2摄像部102的结构，在登录时或认证时能够进行抑制了手指10的位置偏离的生物体信息的取得。特别是，通过将第2摄像部102设置在手指10的斜上方、将手指10摄像，能够更正确地掌握手指10在前后左右以何种程度偏离而被放置。此外，通过掌握位置偏离，在对照处理中不需要进行通常为了对应于位置偏离而进行的总体检索，所以对照中的计算量变少，进而，能够减少误与他人的生物体信息相符的可能性。

[实施例2]

在第1实施例中，对使用第1摄像部101及第2摄像部102的生物体认证装置100进行了说明。在本实施例中，对代替第2摄像部而使用反射镜1301的生物体认证装置100进行说明。以下，使用图13、图14对本发 明的第2实施例进行说明。另外，对分配与第1实施例相同的标号或者具有同样的功能的结构省略说明。此外，本实施例的生物体信息的登录处理及认证处理等与第1实施例是同样的，所以省略说明。

图13是说明本实施例的生物体认证装置100的配置的图。与第1实施例的差异点在于，第1摄像部101将手指10的下半面摄像以便对生物体10的血管图案进行摄像，并且将与血管图案相反侧的半面通过第1摄像部进行摄像，以便通过反射镜1301为了生物体10被放置的位置检测而对生物体的上侧整体进行摄像。

图14是说明由本实施例的第1摄像部101摄像的第1生物体图像的例子的图。

如果由第1摄像部101将生物体10摄像，则第1摄像部101能够摄影的视角的半面，通过反射镜1301而对用来检测手指10被放置的位置的生物体10的上侧整体的图像进行摄像(图14中(a))。另一方面，在视角的另一个半面对用于生物体认证的血管图案图像进行摄像(图14中(b))。能够利用在本结构中摄影的第1生物体图像各自的部分，实施生物体的位置检测及血管图案的提取。

另外，在图14中，在生物体图像与血管图案图像之间存在有任何都没有被摄影的区域，但图14是为了容易理解第1生物体图像而进行的说明，实际上没有该区域或较少。此外，在本实施例中对利用反射镜1301的摄像方法进行了说明，但也可以是利用通过棱镜或导光管的反射/折射的摄像方法。

通过做成本实施例的结构，能够不利用在第1实施例中使用的第2摄像部102而进行生物体的位置检测和血管图案的提取，所以能够以低成本进行精度较高的生物体信息的登录及认证。

本发明并不限定于上述实施例，包含各种各样的变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的例子，并不限定于必定具备所说明的全部结构。此外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，此外，还能够对某个实施例的结构添加其他实施例的结构。此外，关于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。此外，对于上述各结构、功能、处理部、处理机构等也可以 将它们的一部分或全部通过例如用集成电路设计等而由硬件实现。此外，上述各结构、功能等也可以通过处理器将实现各个功能的程序解释并执行而由软件实现。实现各功能的程序、表、文件等的信息可以放置到存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive、固态硬盘)等的记录装置、或者1C卡、SD卡、DVD等的记录介质中。