JP4556111B2

JP4556111B2 - 情報処理装置

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Publication number: JP4556111B2
Application number: JP2004256188A
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Inventors: 英雄佐藤
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Priority date: 2004-09-02
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Publication date: 2010-10-06
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Description

本発明は、情報処理装置に関し、例えばバイオメトリクス認証対象として血管を撮像する場合に適用して好適なものである。

バイオメトリクス認証の対象として、生体内方に介在する血管等の固有構造物がある。この生体内方に介在する固有構造物は、生体表面に有する指紋等の固有構造物に比して生体からの直接的な盗用のみならず、第三者による登録者への成りすましをも困難となる点で、セキュリティを強化できるものとして着目されている。

従来、この種の認証装置として、血管を通る脱酸素化ヘモグロビン（静脈血）又は酸素化ヘモグロビン（動脈血）に近赤外線帯域の光が特異的に吸収されることを利用して血管を撮像し、当該撮像結果として得られる血管画像における血管形成パターンに基づいて正規ユーザの有無を判定するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

この認証装置では、生体から反射する反射光（可視光等の雰囲気中の通常光）の強度よりも強い強度の近赤外光を指腹面側から指に照射し、当該指内方の血管組織において内在するヘモグロビンに吸収されると共に血管組織以外の組織において散乱することにより得られた近赤外光を、近赤外光を透過するマクロレンズを介してＣＣＤ(Charge Coupled Device)に導光する。

そして認証装置は、この近赤外光を光電変換することによりＣＣＤにチャージされる単位時間あたりの電荷量を、当該ＣＣＤにおける近赤外光に対する撮像感度が通常光よりも鋭敏となるようにＣＣＤを調整するようにして血管画像信号を生成し、この血管画像信号における血管形成パターンに基づいて正規ユーザの有無を判定するようになされている。

従ってこの認証装置では、可視光等の雰囲気中の通常光に基づくノイズ成分の低減することができるため、血管画像の画質を向上することができ、この結果、認証精度を向上できる。
特開２００４−１３５６０９公報

ところでかかる構成の認証装置においては、撮像時に指がずれた場合には、血管画像の画質が良質であっても認証精度の低下を引き起こすこととなる。

この位置ずれに起因する認証精度の低下を防止するための対処策として、基準画像に対する血管画像の位置ずれを検出する手法が考えられるが、そもそも血管画像は生体内方のため、生体表面の情報を用いて位置ずれを検出したほうがその検出精度が高くなる。

しかしながらかかる検出手法を認証装置に適用した場合、この認証装置では、生体表面とその内方の血管との双方の撮像が要することとなる結果、その分だけ処理負荷がかかることになり、ひいては即時性が低下するといった問題が生じる。この場合、生体表面とその内方の血管との双方に焦点深度を合わせることを想定すると、生体の脂肪量に応じて血管の介在する皮膚表面からの深さが異なるといったこと等に起因して、当該焦点深度を合わせる光学系の制御処理も複雑となる結果、より即時性が低下することとなる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、即時性を向上し得る情報処理装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明は、情報処理装置であって、ヘモグロビンに吸収される性質をもつ波長域に含まれる波長と、該波長域外の波長の光を照射する照射手段と、波長域の波長を透過する領域と、該波長域外における特定の波長を透過する領域とを単位として配列されるフィルタアレイと、フィルタアレイを介して導光される光を光電変換する撮像素子と、撮像素子での撮像結果として出力される撮像信号から、波長域の波長を透過する領域に対応する画素データと、波長域外における特定の波長を透過する領域に対応する画素データとをそれぞれ抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出される各画素データに対応付けられる処理をそれぞれ実行する信号処理手段とを有する。
照射手段は、ヘモグロビンに吸収される性質をもつ波長域に含まれる波長の光を照射する第１の光源と、該波長域外の波長の光を照射する第２の光源と、指が配される面に形成される開口から該面に対して直交する状態で入射される光を後方に透過するための偏光素子とを含む。
第１の光源をとおり指が配される面に垂直となる直線が該面と交わる位置と、第２の光源をとおり指が配される面に垂直となる垂線が該面と交わる位置とは、開口表面の中心までの仮想直線により得られる角が直角となる関係とされる。

従って本発明では、光学系の制御処理を要することなく撮像対象を同時期に撮像することができるため、撮像時における処理負荷を低減することができる。

本発明によれば、互いに波長の異なる複数の光を生体に照射し、その生体より得られる各光を分光し、当該分光された各光に対する撮像素子での撮像結果として出力される撮像信号から、当該各光に対応する複数の画像成分を分離し、これら画像成分に対応する処理をそれぞれ実行するようにしたことにより、光学系の制御処理を要することなく撮像対象を同時期に撮像することができるため、撮像時における処理負荷を低減することができ、かくして即時性を向上し得る情報処理装置を実現することができる。

以下図面について本発明を適用した実施の形態を詳述する。

（１）認証装置の全体構成
図１において、１は全体として本実施の形態による認証装置を示し、生体の指ＦＧ表面を撮像すると共に指ＦＧ内方における血管を認証対象として撮像するハイブリッド撮像部２と、当該指ＦＧ表面と血管とを同時に撮像するようにハイブリッド撮像部２を制御する撮像制御部３と、当該ハイブリッド撮像部２での撮像結果として出力される撮像信号に基づいて各種処理を実行する信号処理部４とによって構成される。

（１−１）血管撮像部の構成
この図１及び図２に示すように、ハイブリッド撮像部２は、略直方体形状の筺体１１を有し、この筺体１１の上面には湾曲形状のガイド溝１２が指を模るようにして形成されており、当該ガイド溝１２の先端近傍における底面には撮像開口部１３が設けられている。

従ってこのハイブリッド撮像部２は、ガイド溝１２にあてがうようにして配置される指ＦＧの指腹を撮像開口部１３上にガイドし、当該ガイド溝１２の先端に指先を当接するように配置された指ＦＧに対する撮像開口部１３の位置を撮像者に応じて位置決めし得るようになされている。

そしてこの撮像開口部１３の表面には、所定材質でなる無色透明の開口カバー部１４が設けられている一方、筺体１１の内部における撮像開口部１３の直下には、カメラ部１５が設けられている。

従ってこのハイブリッド撮像部２は、撮像開口部１３から筺体１１の内部への異物の流入を防止し、かつ指ＦＧを撮像開口部１３に配置することに起因するカメラ部１５の汚れを未然に防止し得るようになされている。

一方、このガイド溝１２の側面には、近赤外光を血管の撮像光として照射する１対の近赤外光光源１６（１６Ａ及び１６Ｂ）が、ガイド溝１２の短手方向と平行となる状態で撮像開口部１３を挟み込むようにして設けられている。

この近赤外光光源１６においては、血管を通る酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの双方に波長依存性の有するおよそ900〜1000［nm］の波長域（以下、これを血管依存波長域と呼ぶ）の近赤外光を照射するようになされている。

またこの近赤外光光源１６においては、図２に示すように、指腹での表面反射を低減するために、カメラ部１５における撮像面に対して直行する方向ではなく、当該撮像面Ｆ１と鋭角αをなす照射方向（以下、これを近赤外光照射方向と呼ぶ）ｉｄから近赤外光を照射するようになされている。なお、この場合、カメラ部１５における撮像面と３０°〜６０°をなす照射方向がより有効となる。

従ってこのハイブリッド撮像部２は、近赤外光光源１６からガイド溝１２に配置された指ＦＧの指腹側部分に近赤外光を照射し得るようになされている。この場合、この近赤外光は、その指ＦＧ内方の血管組織において内在するヘモグロビンに吸収されると共に血管組織以外の組織において散乱するようにして指ＦＧ内方を経由し、当該指ＦＧから血管投影光として撮像開口部１３及び開口カバー部１４を順次介してカメラ部１５に入射することとなる。この血管投影光は、指ＦＧに内在する毛細血管組織では一般に酸素化及び脱酸素化双方のヘモグロビンが混在するが、これら双方のヘモグロビンに波長依存性の有する血管依存波長域の近赤外光が照射されていることから、当該指ＦＧに内在する毛細血管組織がより反映されたものとなる。

他方、このガイド溝１２の側面には、可視光を指紋の撮像光として照射する１対の可視光光源１７（１７Ａ及び１７Ｂ）が、ガイド溝１２の長手方向と平行となる状態で撮像開口部１３を挟み込むようにして設けられている。この可視光光源１７においては、カメラ部１５における撮像面に対して略直交する照射方向（以下、これを可視光照射方向と呼ぶ）から可視光を照射するようになされている。

従ってこのハイブリッド撮像部２は、可視光光源１７からガイド溝１２に配置された指ＦＧの指腹中央部分に可視光を照射し得るようになされている。この場合、この可視光は、その指ＦＧ表面において反射することにより指表面投影光として撮像開口部１３及び開口カバー部１４を順次介してカメラ部１５に入射することとなる。

このカメラ部１５は、開口カバー部１４から入射する光の光路上に、マクロレンズ２１と、フィルタアレイ２２と、ＣＣＤ撮像素子２３とを順次配することにより構成されている。

マクロレンズ２１は、開口カバー部１４から入射する血管投影光及び指表面投影光をフィルタアレイ２２に集光する。

フィルタアレイ２２は、所定の色に対応する波長の光を透過する複数の画素フィルタを単位（以下、これを色分光単位と呼ぶ）として格子状に配列してなり、この実施の形態の場合には、「Ｒ」画素フィルタ、「Ｇ」画素フィルタ及び「Ｂ」画素フィルタを色分光単位として採用している。

この場合、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、互いに隣接する４個の画素フィルタのうち左上及び右下をおよそ500〜600［nm］の波長域の光を透過する「Ｇ」画素フィルタとし、右上をおよそ400〜500［nm］の波長域の光を透過する「Ｂ」画素フィルタとし、左下をおよそ600〜700［nm］の波長域の光を透過する「Ｒ」画素フィルタとして配列している点で、一般的なＲＧＢフィルタアレイとしてフィルタアレイ２２が構成されている。

但し、このフィルタアレイ２２においては、「Ｒ」画素フィルタが血管依存波長域（およそ900〜1000［nm］）も透過するようになされている点で、一般的なＲＧＢフィルタアレイとは相違している。

従ってこのフィルタアレイ２２は、マクロレンズ２１から得られる指表面投影光及び血管投影光を分光し得るようになされている。

ＣＣＤ撮像素子２３は、画素に対応させて格子状に配された複数の光電変換素子を撮像面に有し、当該撮像面に入射する血管投影光及び指表面投影光を光電変換する。そしてＣＣＤ撮像素子２３は、この光電変換結果によりチャージされる電荷を撮像制御部３による制御のもとに読み出し、当該読み出した電荷を撮像信号Ｓ１０として信号処理部４に出力するようになされている。

ここで、開口カバー部７からカメラ部１５に入射する近赤外光は、上述したように、指ＦＧの内方を経由して得られたもの（血管投影光）の他に、主として指ＦＧの表面で反射するものも混在している（以下、指ＦＧの表面で反射する近赤外光を表面反射近赤外光と呼ぶ）。この表面反射近赤外光は、主として近赤外光照射方向に対して垂直となる方向から入射する。

一方、開口カバー部７からカメラ部１５に入射する血管投影光及び指表面投影光は、指断面の中央に骨が介在することや照射方向等に起因して、撮像面に対して略垂直方向又は垂直方向から入射することが多い。

そこで、このカメラ部１５では、上述の構成に加えて、近赤外光照射方向に対して垂直となる方向と直交する方向に偏光軸を有し、かつ可視光照射方向と平行な方向に偏光軸を有する偏光板２４がＲＧＢフィルタアレイ２１上に設けられている。

この偏光板２４は、近赤外光照射方向に対して垂直となる方向と直交する方向に偏光軸を有しているため、カメラ部１５に入射する表面反射近赤外光を光路上から逸らし、また可視光照射方向と平行な方向に偏光軸を有しているため、撮像面に対して垂直方向となる血管投影光及び指表面投影光を透過し得るようになされている。

従ってこのカメラ部１５においては、開口カバー部７を介して入射する血管投影光及び指表面投影光を選択的にＣＣＤ撮像素子２３の撮像面に導光するようにして撮像し得るようになされている。

このようにしてこのハイブリッド撮像部２は、指ＦＧ表面を撮像すると共に、その内方における血管を撮像することができるようになされている。

（１−２）撮像制御部の構成
撮像制御部３（図１及び図３）は、近赤外光光源１６、可視光光源１７及びＣＣＤ撮像素子２３をそれぞれ駆動制御するようになされている。

実際上、撮像制御部３は、この情報処理装置１に設けられた主電源部（図示せず）から供給される電圧を第１の電圧レベルでなる近赤外光光源制御信号Ｓ２１として生成すると共に、第２の電圧レベルでなる可視光光源制御信号Ｓ２２として生成する。そして撮像制御部３は、これら近赤外光光源制御信号Ｓ２１及び可視光光源制御信号Ｓ２２を、対応する近赤外光光源１６及び可視光光源１７に印加することにより駆動するようになされている。

この結果、ガイド溝１２に配置された指ＦＧの指腹側部分には近赤外光照射方向から近赤外光が照射されると同時に、当該指ＦＧの指腹中央部分には可視光照射方向から可視光が照射されることとなる。

この場合、ＣＣＤ撮像素子２３の撮像面には、指ＦＧの表面から得られる指表面投影光と、当該指ＦＧの内方を経由して得られる血管投影光とが同時期に入射される。

一方、撮像制御部３は、クロック発生部（図示せず）から供給されるクロック信号に基づいて、所定のデューティ比でなるＣＣＤ撮像素子制御信号Ｓ２３を生成し、これをＣＣＤ撮像素子２３に対して出力することにより駆動するようになされている。

この結果、ＣＣＤ撮像素子２３では、このＣＣＤ撮像素子制御信号Ｓ２３の立ち下がり（又は立ち上がり）を読み出し時点として、当該読み出し時点までに指表面投影光及び血管投影光双方の光電変換結果としてチャージされている電荷が撮像信号Ｓ１０として順次信号処理部４に出力されることとなる。

このようにしてこの撮像制御部３は、指ＦＧ表面と血管とを同時に撮像するようにハイブリッド撮像部２を制御することができるようになされている。

（１−３）信号処理部の構成
信号処理部４は、図５に示すように、撮像信号Ｓ１０から指表面投影光に対応する第１の画像信号成分（以下、これを指表面画像成分と呼ぶ）と、血管投影光に対応する第２の画像信号成分（以下、これを血管画像成分と呼ぶ）とを分離する信号分離部３１、指表面画像成分に基づいて血管画像成分における血管画像に対する位置ずれ検出処理を実行する位置ずれ検出処理部３２及び血管撮像成分に基づいて認証処理を実行する認証処理部３３によって構成される。

この信号分離部３１は、ＣＣＤ撮像素子２３から出力される撮像信号Ｓ１０に対してＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換を施すことにより撮像データを生成する。

そして信号分離部３１は、この撮像データから例えば「Ｇ」に対応する画素データを色分光単位ごとに抽出し、これら画素データ群を指表面画像成分のデータ（以下、これを指表面画像データと呼ぶ）Ｄ３１として位置ずれ検出処理部３２に送出する。

また信号分離部３１は、撮像データから「Ｒ」に対応する画素データを色分光単位ごとに抽出し、これら画素データ群を血管画像成分のデータ（以下、これを血管画像データと呼ぶ）Ｄ３２として認証処理部３３に送出する。

このようにして信号分離部３１は、撮像信号Ｓ１０から指表面画像成分と、血管投影光に対応する血管画像成分とを分離することができるようになされている。

位置ずれ検出処理部３２は、基準位置に配置された指ＦＧ表面の画像（以下、これを基準指表面画像と呼ぶ）を保持しており、この基準指表面画像と、指表面画像データＤ３１の指表面画像との相互相関を算出するようにして、当該指表面画像におけるＸ方向及びＹ方向の位置ずれ状態を検出する。

そして位置ずれ検出処理部３２は、この検出結果を、血管画像データＤ３２の血管画像における位置を補正するためのデータ（以下、これをと位置補正データ呼ぶ）Ｄ３３として認証処理部３３に送出するようになされている。

このようにしてこの位置ずれ検出処理部３２は、指ＦＧ表面の撮像結果を対象として撮像時における指ＦＧの位置ずれ状態を検出することにより、当該生体内方の撮像結果を対象とする場合に比して散乱等に起因するノイズ成分が少ない分だけ精度よく位置ずれ状態を検出することができるようになされている。

この場合、この位置ずれ検出処理部３２は、指ＦＧ表面の撮像結果として、色分光単位のうち最も光量の多い「Ｇ」に対応する画素データ（指表面画像データＤ３１）を用いるため、当該指表面画像の解像度を上げることができ、この結果、一段と精度よく位置ずれ状態を検出することができるようになされている。

認証処理部３３は、血管抽出部３３Ａ及び照合部３３Ｂからなり、信号分離部３１から供給される血管画像データと、位置ずれ検出処理部３２から供給される位置補正データＤ３３とを血管抽出部３３Ａに入力するようになされている。

血管抽出部３３Ａは、血管画像データＤ３２に基づく血管画像の位置を位置補正データＤ３３に対応する量だけずらすようにして補正し、当該補正後の血管画像データＤ３２に対してメディアンフィルタ処理を施すようにしてノイズ成分を除去する。

そして血管抽出部３３Ａは、ノイズ成分が除去された血管撮像データＤ３２に対して例えばラプラシアン処理を施すようにして、当該血管撮像データＤ３２に基づく血管画像の血管輪郭を強調するようにして抽出し、このようにして血管輪郭が抽出された血管画像を認証情報Ｄ３４として照合部３３Ｂに送出する。

照合部３３Ｂは、操作部（図示せず）から供給されるモード決定信号に応じて登録モード又は認証モードを実行するようになされており、当該登録モード時には、血管抽出部３３Ａから供給される認証情報Ｄ３４を登録認証情報Ｄ３５として登録データベースＤＢに登録する。

これに対して照合部３３Ｂは、認証モード時には、血管抽出部３３Ａから供給される認証情報Ｄ３４の血管画像と、登録データベースＤＢに登録された登録認証情報Ｄ３５の血管画像との相互相関を算出するようにして、当該血管画像の血管形成パターンを照合する。

ここで照合部３３Ｂは、この照合結果として、所定の閾値以下となる相互相関値が得られた場合には、このときハイブリッド撮像部２で撮像した撮像対象者が登録データベースＤＢに登録された登録者ではないと判定する一方、当該閾値よりも高い相互相関値が得られた場合には撮像対象者が登録者本人であると判定し、この判定結果を判定データＤ３６として外部に送出する。

このようにしてこの認証処理部３３は、生体に内在する血管形成パターンを対象として認証処理を実行することにより、当該生体表面に有する指紋形成パターン等を対象とする場合に比して生体からの直接的な盗用を防止できるのみならず、第三者による登録者への成りすましをも防止できるようになされている。

この場合、認証処理部３３は、認証処理の前処理として血管画像の位置ずれを補正するため、撮像時における指ＦＧの位置ずれに起因する登録者の有無の誤判定を回避することができ、この結果、当該位置ずれに起因する認証精度（照合精度）の低下を未然に防止することができるようになされている。

さらにこの場合、認証処理部３３は、画質劣化要素が比較的多い指ＦＧ内方の撮像結果（血管画像）から位置ずれを検出するのではなく、当該指ＦＧ内方の撮像結果よりも画質劣化要素が少ない撮像結果（指紋画像）から検出された位置補正データＤ３３を用いて補正するため、簡易かつ高精度で血管画像の位置ずれを補正することができ、この結果、認証精度（照合精度）の低下を一段と防止することができるようになされている。

（２）動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１は、第１の光（可視光）と、当該第１の光とは異なる波長でなる第２の光（近赤外光）とを生体に同時期に照射し、当該生体より得られる第１の光（指表面投影光（可視光））をフィルタアレイ２２の主として「Ｇ」画素フィルタで透過すると共に、第２の光（血管投影光（近赤外光））を「Ｒ」画素フィルタで透過するようにして分光する。

そして認証装置１は、このようにして分光された第１の光及び第２の光に対する撮像素子での撮像結果として出力される撮像信号Ｓ１０から、第１の光に対応する第１の画像信号成分（指表面画像データＤ３１）と、第２の光に対応する第２の画像信号成分（血管画像データＤ３２）とを分離し、当該第１の画像信号成分（指表面画像データＤ３１）に基づいて第１の処理（位置ずれ補正処理）を実行すると共に、第２の画像信号成分に基づいて（血管画像データＤ３２）第２の処理（認証処理）を実行する。

従ってこの認証装置１では、撮像対象を同時期に撮像すると共に、当該撮像結果から異なる処理を実行するようにして、当該撮像対象を２度撮像することを省くことができるため、撮像時における処理負荷を低減することができる。

この際、認証装置１では、第１の画像信号成分と第２の画像信号成分との分離を信号処理系のみで行わない分だけ、複雑な信号処理を採用するといった事態を回避できるため、また光学系の制御処理を回避できるため、一段と撮像時における処理負荷を低減することができる。さらにこの場合、認証装置１では、撮像時に光学系を物理的に切り替えるといったことを回避することができるため、小型化も実現できる。

またこの認証装置１は、第１の光として可視光を採用すると共に、第２の光として第１の波長とは異なり、かつ認証対象となる生体内方の血管に依存性を有する近赤外光を採用し、生体の表面より得られる指表面投影光（可視光）及び生体の内方を経由して得られる血管投影光（近赤外光）を分光する。従ってこの認証装置１では、生体の奥行き方向に異なる性質のものを同時に得ることができる一方、当該撮像時における処理負荷を低減することができる。

この場合、この認証装置１は、指表面投影光（可視光）に対応する画像信号成分に基づいて、血管投影光（近赤外光）に対応する第２の画像信号成分における血管画像の位置ずれ状態を検出し、この検出結果に応じて補正した第２の画像信号成分に基づいて認証処理を実行する。

従ってこの認証装置１では、画質劣化要素が比較的多い指ＦＧ内方の第２の成分信号から位置ずれを検出するのではなく、当該指ＦＧ内方の撮像結果よりも画質劣化要素が少ない第１の成分信号から検出した結果を用いて補正するため、簡易かつ高精度で第２の成分信号の血管画像の位置ずれを補正することができ、この結果、認証精度の低下を防止することができる。

以上の構成によれば、第１の波長でなる第１の光と、当該第１の波長とは異なる波長でなる第２の光とを生体に照射し、当該生体より得られる第１及び第２の光に対する撮像素子での撮像結果として出力される撮像信号Ｓ１０から第１の光に対応する第１の成分信号と、第２の光に対応する第２の成分信号とを分離した後、当該第１の成分信号に基づいて第１の処理を実行すると共に、第２の成分信号に基づいて第２の処理を実行するようにしたことにより、撮像対象を２度撮像することを省くことができるため、撮像時における処理負荷を低減することができ、かくして即時性を向上し得る情報処理装置を実現することができる。

（３）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、互いに波長の異なる複数の光を生体に照射する照射手段として、可視光と、認証対象となる血管に依存性を有する900〜1000［nm］の近赤外光との２種類の光を照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば生体内方の病巣に対して特異性のあるマーカを注入し、当該可視光と近赤外光とは異なりかつマーカに対して依存性の有する波長でなる第３の光を照射する、あるいは認証対象となる血管に依存性を有する近赤外光に代えて、生体内方に有する認証対象（固有構造物）に対して特異性のあるマーカを注入し、当該可視光とは異なりかつマーカに対して依存性の有する波長でなる光を照射する等、実施の用途に応じて互いに波長の異なる複数の光を選択し、これら光を生体に照射することができる。

また上述の実施の形態においては、生体より得られる各光を分光する分光手段として、図４に示したＲＧＢ系のフィルタアレイ２２を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のフィルタアレイを適用することができる。

例えば、生体の表面より得られる可視光（指表面投影光）を「Ｃｙ」、「Ｙｅ」、「Ｍｇ」及び「Ｇ」に色分光する補色系のフィルタアレイを適用することができる。この補色系のフィルタアレイにおける色分光単位としては、様々なものを採用することができる。この場合、一般に補色系のフィルタアレイでは、「Ｍｇ」に対応する画素フィルタが赤外光を透過するようになっているため、フィルタ特性を特別に変更することなく適用することができるといった利点がある。

また例えば、「Ｒ」画素フィルタが血管依存波長域（およそ900〜1000［nm］）も透過する特性となるように構成されたフィルタアレイ２２を適用したが、これに代えて、一般に用いられているＲＧＢフィルタを適用するようにしても良い。この場合、一般的なＲＧＢフィルタアレイであっても、当該「Ｒ」画素フィルタは、「Ｒ」に相当する波長域近くの近赤外光をカットするように厳密には構成されていないため、当該「Ｒ」に対応する画素データを色分光単位ごとに抽出した血管画像データＤ３２の解像度は上述の実施の形態に比して劣ることになるが、認証処理結果に大きく反映されない。従ってこの場合であっても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なおＲＧＢフィルタアレイにおける色分光単位としては、図４（Ａ）に示したものに代えて、様々なものを採用することができる。

また例えば、可視光、近赤外光及び又は第３の光を透過する画素フィルタを色分光単位として構成してなるフィルタアレイを適用することもできる。この場合、一般に用いられるフィルタアレイではないため製造コスト等がかさむ反面、照射手段で照射する複数の光を高精度で分光できる利点がある。特に、上述したように生体内方の病巣に対して特異性のあるマーカを注入し、当該可視光と近赤外光とは異なりかつマーカに対して依存性の有する波長でなる第３の光を照射するような用途等において有効である。

さらに上述の実施の形態においては、分光手段により分光された各光に対する撮像素子での撮像結果として出力される撮像信号から当該各光に対応する複数の画像成分を分離する分離手段として、「Ｇ」（又は「Ｒ」）に対応する画素データを色分光単位ごとに抽出する信号分離部３１を適用するようにした場合について述べたが、この抽出処理手法については、フィルタアレイにおける色分光単位の画素数や、フィルタアレイの種類に応じて種々のものを採用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、分離手段により分離された各画像成分に対応する処理をそれぞれ実行する信号処理手段として、指表面投影光（可視光）に対応する第１の画像信号成分に基づいて、血管投影光（近赤外光）に対応する第２の画像信号成分における血管画像の位置ずれ状態を検出し、この検出結果に応じて補正した第２の画像信号成分に基づいて認証処理を実行する信号処理部４を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他の信号処理部４を適用するようにしても良い。

例えば信号処理部４は、指表面投影光（可視光）に対応する画像信号成分に基づいて、血管投影光（近赤外光）に対応する第２の画像信号成分における血管画像の位置ずれ状態を検出すると共に、予め登録された指紋画像との指紋照合処理を実行する。そして信号処理部４は、この指紋照合処理結果として登録者本人である判定結果が得られた場合に、かかる検出結果に応じて補正した第２の画像信号成分に基づいて認証処理を実行する。このようにすれば、認証装置１における一段と認証精度を向上することができる。

また、上述したように生体内方の病巣に対して特異性のあるマーカを注入し、当該可視光と近赤外光とは異なりかつマーカに対して依存性の有する波長でなる第３の光を照射するような場合には、例えば信号処理部４は、この第３の光に基づいて断層画像データを生成する。そして信号処理部４は、上述の実施の形態の場合と同様にして位置ずれ検出結果に応じて補正した第２の画像信号成分に基づいて認証処理を実行し、この認証処理結果として登録者本人である判定結果が得られた場合に、かかる断層画像データをデータベースに登録するあるいは表示部に表示する等の処理を実行する。

このように、上述した照射手段と同様に、信号処理手段についても実施の用途に応じて分離手段により分離された各画像成分に対応する処理を選択し、これら処理をそれぞれ実行することができる。

さらに上述の実施の形態においては、撮像素子として、ＣＣＤ撮像素子２３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のこの他種々の撮像素子に代替するようにしても良い。この場合も上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらに上述の実施の形態においては、指ＦＧの指腹側から近赤外光を照射し、その指ＦＧ内方を経由することにより指腹側から得られる血管投影光を撮像するハイブリット撮像部２を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、指ＦＧの指背側から近赤外光を照射し、その指ＦＧ内方を経由することにより指腹側から得られる血管投影光を撮像するハイブリット撮像部を適用するようにしても良い。このハイブリット撮像部を適用した場合であっても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、ハイブリット撮像部２は、図１及び図２に示した構成でなるものを適用したが、この他種々の構成でなるものを採用するようにしても良い。

本発明は、撮像対象を多面的に観察する場合等に利用可能である。

本実施の形態による認証装置の全体構成を示す略線図である。血管撮像部の外観構成を示す略線図である。近赤外光の照射方向を示す略線図である。フィルタアレイの構成単位及び特性を示す略線図である。信号処理部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１……認証装置、２……ハイブリット撮像部、３……撮像制御部、４……信号処理部、１１……筺体、１２……ガイド溝、１３……撮像開口部、１４……開口カバー部、１５……カメラ部、１６Ａ、１６Ｂ……近赤外光光源、１７Ａ、１７Ｂ……可視光光源、２１……フィルタアレイ、２２……マクロレンズ、２３……ＣＣＤ撮像素子、２４……偏光板、３１……信号分離部、３２……位置ずれ検出処理部、３３……認証処理部、３３Ａ……血管抽出部、３３Ｂ……照合部、ＤＢ……登録データベース、ｉｄ……近赤外光照射方向、Ｆ１……撮像面、Ｓ１０……撮像信号、Ｄ３１……指表面画像データ、Ｄ３２……血管画像データ、Ｄ３３……位置補正データ、Ｄ３４……認証情報、Ｄ３５……登録認証情報、Ｄ３６……判定データ。

Claims

ヘモグロビンに吸収される性質をもつ波長域に含まれる波長と、該波長域外の波長の光を照射する照射手段と、
波長域の波長を透過する領域と、該波長域外における特定の波長を透過する領域とを単位として配列されるフィルタアレイと、
上記フィルタアレイを介して導光される光を光電変換する撮像素子と、
上記撮像素子での撮像結果として出力される撮像信号から、上記波長域の波長を透過する領域に対応する画素データと、上記波長域外における特定の波長を透過する領域に対応する画素データとをそれぞれ抽出する抽出手段と、
上記抽出手段により抽出される各上記画素データに対応付けられる処理をそれぞれ実行する信号処理手段と
を具え、
上記照射手段は、
上記ヘモグロビンに吸収される性質をもつ波長域に含まれる波長の光を照射する第１の光源と、該波長域外の波長の光を照射する第２の光源と、上記指が配される面に形成される開口から上記面に対して直交する状態で入射される光を後方に透過するための偏光素子と
を含み、
上記第１の光源をとおり上記指が配される面に垂直となる直線が該面と交わる位置と、上記第２の光源をとおり上記指が配される面に垂直となる垂線が該面と交わる位置とは、開口表面の中心までの仮想直線により得られる角が直角となる関係とされる
情報処理装置。
上記信号処理手段は、
上記波長域外における特定の波長を透過する領域に対応する画素データに基づいて、上記波長域の波長を透過する領域に対応する画素データから得られる画像の位置ずれを補正し、当該補正した画像に基づいて認証処理を実行する
請求項１に記載の情報処理装置。
上記第１の光源及び上記第２の光源は、上記開口を挟むペアとして上記フィルタアレイが配される側と同じ側に配され、当該ペアとされる光源を同じ高さとして結んだときの仮想直線が直交する位置関係とされる
請求項１に記載の情報処理装置。
上記フィルタアレイは、
波長域の波長を透過する領域と、該波長域外において互いに異なる波長域を透過する３つの領域とを単位として格子状に配列される
請求項２又は請求項３に記載の情報処理装置。