指静脉认证装置.pdf

本发明提供一种指静脉认证装置，其在手指静脉图案的登记时和认证时，使手指正确地放置能够取得良好的静脉图案，提高认证精度。其具备：从静脉图像抽取静脉图案的信息作为对照用模板登记在存储器中的指信息登记部(240)；和从上述静脉图像抽取静脉图案的信息，与上述对照用模板进行对照并进行个人认证的指静脉认证部(250)，其还具备：从上述静脉图像抽取手指的特征数据的指图像处理部(210)；和根据上述手指的特征数据是否在规定范围内，判断上述手指的配置状态是否良好的指放置状态判定部(230)，在指放置状态判定部(230)的判断结果为否的情况下，由影像输出部和/或声音输出部对上述使用者指示上述手指的重新放置，再次取得上述静脉图像。

1.  一种指静脉认证装置，其特征在于，包括：
对使用者所配置的手指照射红外光的红外光发光部；
根据由所述红外光发光部对所述手指照射的红外光而取得所述手指的静脉图像的摄像部；
从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取静脉图案的信息，将其作为对照用模板而登记在存储器中的指信息登记部；和
从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取静脉图案的信息，与所述对照用模板相对照而进行个人认证的指静脉认证部，
所述指静脉认证装置，具备：
从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取所述手指的特征数据的指图像处理部；
根据由所述指图像处理部抽取的所述手指的特征数据是否在规定的范围，来判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好的指放置状态判断部；
以影像输出对所述使用者的指示的影像输出部，和/或以声音输出对所述使用者的指示的声音输出部，
在所述指放置状态判断部的判断结果为否的情况下，利用所述影像输出部和/或所述声音输出部对所述使用者指示重新放置所述手指，并利用所述摄像部再次取得所述静脉图像。

2.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于：
所述指图像处理部具有轮廓抽取部，所述轮廓抽取部从由所述摄像部取得的所述静脉图像检测出所述手指的轮廓，抽取所检测出的所述轮廓的倾斜度和形状的信息作为所述手指的特征数据，
所述指放置状态判断部，根据由所述轮廓抽取部抽取的所述轮廓的倾斜度和形状是否在规定的范围内，来判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好。

3.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于，具有：
触摸传感器部，设置在包括所述手指所配置的位置的指尖部分和指根部分的两个以上位置；和
传感器检测部，对所述手指与所述各触摸传感器部相接触进行检测，
所述指放置状态判断部，基于所述传感器检测部的检测结果，根据所述手指是否与全部的所述各触摸传感器部相接触，来判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好。

4.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于：
所述指图像处理部具有静脉浓淡抽取部，所述静脉浓淡抽取部从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取所述手指的静脉的浓淡信息作为所述手指的特征数据，
所述指放置状态判断部，根据由所述静脉浓淡抽取部抽取的所述手指的静脉的浓淡是否在规定范围内，来判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好。

5.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于：
所述指图像处理部具有静脉位置抽取部，所述静脉位置抽取部从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取所述手指的静脉的倾斜度和位置的信息作为所述手指的特征数据，
所述指放置状态判断部，根据由所述静脉位置抽取部抽取的所述手指的静脉的倾斜度和位置是否在规定范围内，来判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好。

6.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于：
所述指图像处理部具有静脉密度抽取部，所述静脉密度抽取部从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取所述手指的静脉的密度信息作为所述手指的特征数据，
所述指放置状态判断部，根据由所述静脉密度抽取部抽取的所述手指的静脉的密度是否在规定的范围内，来判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好。

7.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于，包括：
具有，轮廓抽取部，从由所述摄像部取得的所述静脉图像检测出所述手指的轮廓，并抽取所检测的所述轮廓的倾斜度和形状的信息作为所述手指的特征数据；
静脉浓淡抽取部，从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取所述手指的静脉的浓淡的信息作为所述手指的特征数据；
静脉位置抽取部，从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取所述手指的静脉的倾斜度和位置的信息作为所述手指的特征数据；和
静脉密度抽取部，从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取所述手指的静脉的密度的信息作为所述手指的特征数据，中的任意一者以上的抽取部的所述指图像处理部；和/或
设置在包括所述手指所配置的位置的指尖部分和指根部分的两个以上地方的触摸传感器部，和对所述手指与所述各触摸传感器部相接触进行检测的传感器检测部的各单元，
所述指放置状态判断部，根据由所述各抽取部抽取的所述手指的特征数据是否在规定的范围，和/或所述手指是否与全部的所述各触摸传感器部相接触，来判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好。

8.  根据权利要求3所述的指静脉认证装置，其特征在于：
以由所述传感器检测部检测到所述手指与全部的所述各触摸传感器部相接触作为触发，而开始登记所述手指的静脉图案的信息的一系列处理或者进行基于所述手指的静脉图案的个人认证的一系列处理。

9.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于：
在所述指信息登记部将从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取的所述静脉图案的信息作为所述对照用模板登记时，
所述指放置状态判断部在所述存储器中预先存储为了判断所述手指的配置状态是否良好而由所述指图像处理部抽取的所述手指的特征数据，
在所述指静脉认证部从由所述摄像部取得的所述静脉图像抽取静脉图案的信息，并与所述对照用模板对照而进行个人认证时，
所述指放置状态判断部，对存储在所述存储器中的所述手指的特征数据和由所述指图像处理部抽取的信息进行比较，而判断由所述摄像部取得所述静脉图像时的所述手指的配置状态是否良好。

10.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于：
当所述使用者配置所述手指时，由所述影像输出部向所述使用者提示已配置了所述手指的状态的影像。

11.  根据权利要求1所述的指静脉认证装置，其特征在于：
当所述使用者配置所述手指时，利用所述影像输出部和所述声音输出部向所述使用者提示所述手指的放置方法和该指静脉认证装置的使用方法或注意事项。

指静脉认证装置
技术领域
本发明涉及利用生物体信息进行个人认证的生物体认证技术，尤其是涉及在利用手指的静脉图案进行个人认证的指静脉认证装置中应用的有效的技术。
背景技术
近年来，个人信息的安全管理变得重要，基于生物体信息的个人认证技术在各种各样的地方被利用。例如，利用手指的静脉图案的生物体认证技术，由于利用生物体内部的信息，所以更安全而且能够实现使用者易于使用的生物体认证装置。利用手指静脉图案的生物体认证装置，与利用其它的生物体信息的生物体认证装置相比易于实现小型化，能够组装各种各样的地方。例如，作为用于进出房间的门或橱柜的钥匙而安装指静脉认证装置，使用者能够不必持有钥匙进出房间或者保管贵重物品。
在指静脉认证装置中为了进行正确地认证，重要的是在认证时使用以与静脉图案的登记时相同的条件拍摄的静脉图案进行对照，关于拍摄时的手指的放置方法，如果在静脉图案的登记时和认证时手指的放置方法不同，则认证率降低。
作为利用手指的静脉图案的生物体认证装置和使其精度提高的技术，例如，在特开2002-83298号公报(专利文献1)中公开了，通过不接触手指而进行拍摄获得静脉图案，进行利用轮廓的旋转修正等从而进行匹配的个人认证装置。另外，在特开2003-30632号公报(专利文献2)中公开了，为了使拍摄条件均匀化，在放置手指的地方设置有向导使得手指的位置被决定的手指认证装置。
专利文献1：特开2002-83298号公报
专利文献2：特开2003-30632号公报
在专利文献1中记载的技术中，由于不接触手指而进行拍摄所以在拍摄时存在手指在水平方向上旋转的情况，公开了该情况下的修正方法。但是，手指相对于拍摄平面不仅有水平方向的旋转，也有指尖、指根摇动的情况等各种各样的放置方法。因此，例如除在水平方向旋转手指的状态以外将拍摄的图案作为静脉图案登记时，也有可能不能够完全补正为认证时的图案，从而不能提高认证精度。
另外，在专利文献2中公开了，在手指应该放置的位置设置开关按钮，在放置手指的位置设置导向沟，由此使放置手指的位置稳定的方法。但是，指尖的开关按钮部仅限于指尖由指肚等也能够按压，其结果是有可能出现指尖或指根发生抬起。
另外关于放置手指的位置的导向沟，手指的大小和形状因人而异，所以难以使导向沟与个人的手指的形状相符合。例如手指细的人放置手指的情况下，相对于导向沟的手指的余地较大，因而手指有可能在水平方向上旋转放置。在手指的放置方法不正确的状态下拍摄手指，并作为静脉图案进行登记时，存在认证时的拍摄条件与登记时的拍摄条件不同的情况，则不能提高认证精度。
发明内容
例如，在进出房间时的门或车的门等组装指静脉认证装置进行使用的情况下，当登记一次静脉图案时，在此之后每当进出房间时或者打开车锁时进行认证动作。像这样，在与认证动作相比进行登记动作的频率较少的使用状况下，例如，在登记时设有指导者，能够指导手指的放置方法以良好的状态取得静脉图案，或者一边看指南的同时认真仔细地对使用者进行静脉图案的登记，由此能够使认证精度稳定。
但是，例如在车站或健身房的橱柜等组装指静脉认证装置进行使用的情况下，与上述的使用状况不同，发生非特定多个使用者频繁地进行静脉图案的登记和认证的状况。在这样的使用状况下，例如，指导者指导手指的放置方法这样的应对方案难以实现，而且，也难以期待使用者认真仔细地阅读指南等，因此有可能不能登记良好的静脉图案，不能提高认证精度。
这里，本发明的目的是提供一种指静脉认证装置，其在手指静脉图案的登记时和认证时，即使不用人说明手指的放置方法，也能够使手指正确地放置取得良好的静脉图案，能够提高认证精度。本发明的上述及其它的目的和新的特征，能够从本说明书的记述和附图中明白。
在本申请中公开的发明中，简单说明具有代表性的内容的概要，如下所述。
本发明的代表性的实施方式的指静脉认证装置，包括：在手指的静脉图案的拍摄时，从拍摄的图像抽取手指的特征数据的指图像处理部；和基于所抽取的特征数据，判断手指的抬起、旋转等手指是否适当地放置的指放置状态判定部，在手指没有被适当放置的情况下，指静脉认证装置在该情况下由影像输出部和声音输出部向使用者指示手指的重新放置，由此稳定地取得良好的静脉图案。
本申请中公开的发明中，简单地说明通过代表性的实施方式获得的效果如下所述。
利用本发明的代表性的实施方式，在静脉图案的对照用模板的登记时和利用静脉图案的个人认证时，能够以良好的手指放置方法取得静脉图案，所以能够放置因手指的放置方法导致的认证精度的下降。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的指静脉认证装置的结构例的方框图。
图2是表示由本发明实施方式1的处理器执行的程序的功能模块的例子的图。
图3(a)、(b)是表示本发明的实施方式1的指静脉认证装置的安装例的图。
图4(a)、(b)是表示本发明的实施方式1的指静脉认证装置的安装例的图。
图5是示意性表示在本发明的实施例1的指静脉认证装置中放置手指所拍摄的图像的例的图。
图6(a)、(b)是示意性表示在本发明的实施方式1的指静脉认证装置中放置手指所拍摄的图像的例的图。
图7(a)～(f)是示意性表示在本发明的实施方式1的指静脉认证装置中放置手指所拍摄的图像的例的图。
图8是表示利用现有技术的指静脉认证装置的静脉图案的登记顺序的例的流程图。
图9是表示利用现有技术的指静脉认证装置的认证顺序的例的流程图。
图10是表示作为本发明的实施方式1的指静脉认证装置中的静脉图案的登记顺序的例的流程图。
图11是表示作为本发明的实施方式1的指静脉认证装置中的认证顺序的例的流程图。
图12是表示本发明的实施方式1的、在橱柜中组装指静脉认证装置的情况下的安装例的图。
图13(a)、(b)是表示本发明的实施方式2的指静脉认证装置的安装例的图。
图14(a)、(b)是表示本发明的实施方式2的指静脉认证装置的安装例的图。
图15是表示本发明的实施方式2的指静脉认证装置的静脉图案的登记顺序的例的流程图。
图16是表示本发明的实施方式2的指静脉认证装置的认证顺序的例的流程图。
图17是示意性表示本发明的实施方式3的指静脉认证装置中放置手指所拍摄的图像，强调其手指的轮廓和静脉的图。
图18(a)、(b)是表示本发明的实施方式3的指静脉认证装置中放置手指所拍摄的图像，强调其手指的轮廓和静脉的图。
图19(a)～(f)是表示本发明的实施方式3的指静脉认证装置中放置手指所拍摄的图像，强调其手指的轮廓和静脉的图。
图20是表示本发明的实施方式3的指静脉认证装置的静脉图案的登记顺序的例的流程图。
图21是表示本发明的实施方式3的指静脉认证装置的认证顺序的例的流程图。
图22是表示利用现有技术的指静脉认证装置的结构例的方框图。
符号说明：
100指静脉认证装置
101摄像部
102红外光发光部
103存储器
104外部I/F部
110处理器
121声音输出部
122影像输出部
123触摸传感器部
201轮廓抽取部
202静脉浓淡抽取部
203静脉位置抽取部
204静脉密度抽取部
210指图像处理部
220传感器检测部
230手指放置状态判断部
240指信息登记部
250指静脉认证部
260控制部
301摄像窗口
310手指
401镜子
501、601、602、701～706轮廓
1201橱柜
1301触摸传感器
1701、1801、1802、1901～1906轮廓
1711、1811、1812、1911～1916静脉
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，在用于说明实施方式的全部附图中，原则上对相同不符标注相同符号，省略其重复说明。另外，在下文中，为了使本发明的特征易于明白，与现有技术相比较进行说明。
<概要>
图22是表示基于现有技术的指静脉认证装置的结构例的方框图。在图22中，指静脉认证装置100包括：拍摄手指静脉的摄像部101和红外光发光部102；执行程序而进行认证处理等的处理器110；保存数据和程序的存储器103和用于数据等的输入输出的外部接口(I/F)部104。
插入到指静脉认证装置100中的手指，接受从红外光发光部102输出的红外光时，红外光在手指内部发生散射。由手指散射的红外光被输入摄像部101。由于静脉与手指的其它部分的红外光的吸收率不同，所以能够拍摄静脉图案。所拍摄的图像作为对照用模板通过存储器103或者外部I/F部104保存在外部机器中。
在认证时，由处理器110执行保存在存储器103中的程序，或者利用经外部I/F部104连接的外部机器，由此进行对照用模板和为认证用而拍摄的认证用数据的对照，根据对照结果判定静脉图案是否一致。
现有技术中，例如通过外部I/F104连接指静脉认证装置100和个人电脑(PC)，从指静脉认证装置100向PC发送静脉图案的模板数据，并作为对照用模板保存在PC上。而且在认证时，在PC上进行对照用模板和认证用数据的对照，并在PC上确认认证结果。
另一方面，图1是表示本发明的一个实施方式的指静脉认证装置的结构例的方框图。是在图22所示的现有技术的指静脉认证装置100的结构中，添加声音输出部121、影像输出部122、触摸传感器部123而构成。与现有技术的指静脉认证装置100相同，被插入指静脉认证装置100的手指接受从红外光发光部102输出的光，利用这时的静脉部分的红外光的吸收率的不同拍摄静脉图案。
在现有技术的指静脉认证装置100中，所拍摄的图像经由外部I/F部104作为对照用模板保存在PC中，但是在本实施方式的指静脉认证装置100中，在保存对照用模板之前，通过由处理器110执行在存储器103中保存的程序，判断所拍摄的手指是否放置在正常状态。
如果手指的放置状态不正常，通过声音输出部121和影像输出部122通知使用者不正常的原因和手指的重新放置，引导修正。在判断为手指放置在正常的状态下时，将拍摄的静脉图案作为对照用模板登记。与认证时同样地，判断拍摄的手指是否放置在正常的状态，通过声音输出部121和影像输出部122通知使用者手指的重新放置，引导修正。在判断为手指放置在正常的状态下时，进行对照用模板和认证用数据的对照，由对照结果判断静脉图案是否一致。
图2是表示在本实施方式的指静脉认证装置100中，由处理器110执行的程序的功能方框图的例子。在指信息登记部240中进行将手指静脉图案作为对照用模板保存的处理，在指静脉认证部250中进行对照用模板和认证用数据的对照处理。在手指放置状态判断部230中，判断在手指静脉图案的登记时和认证时拍摄的手指是否放置在正常的状态。这时，利用来自取得触摸传感器部123中的检测结果的传感器检测部220、抽取关于所拍摄的手指的图像的特征数据的指图像处理部210的信息进行判断。控制部260进行指静脉认证装置100整体的控制。
<实施方式1>
以下关于作为本发明的实施方式1的指静脉认证装置100进行说明。本实施方式的指静脉认证装置100，通过进行在下文中说明的处理，在指静脉认证装置100单体中进行从对照用模板的登记到认证、有无手指插入的触摸的检查、利用声音和影像向使用者提示·说明装置的使用方法和注意事项等。此外，关于通过声音输出部121和影像输出部122，将装置的使用方法的说明和手指放置的影像等作为动画向使用者提供，由于这些是能够使用公知的技术等的各种方法而实现的，因而不进行详细说明，但这些当然也是本发明的特征。
图3、图4分别是表示本实施方式的指静脉认证装置100的安装例的图。图3(a)、(b)表示从上方照射红外光的方式的指静脉认证装置100的例子。图3(a)是表示指静脉认证装置100的外观的立体图，图3(b)是其截面图。在手指310放置的位置的上方的对应位置设置有红外光发光部102，从该红外光发光部102输出的近红外光照射在手指310，由拍摄部101经拍摄窗口301进行拍摄。
图4(a)、(b)是从下方照射红外光的方式的指静脉认证装置100的例子。在手指310放置的位置的下方的对应位置设置有红外光发光部102，从该红外光发光部102输出的近红外光照射在手指310，由拍摄部101经拍摄窗口301和镜子401进行拍摄。
指静脉认证装置100，由于利用血管(血液)与其它组织的红外光吸收率的差拍摄静脉图案，因此将红外光区域的分光灵敏度较高的摄像机作为拍摄部101使用，或者在拍摄窗301设置薄膜使红外光易于透过，拍摄如图17所示的静脉图案。当对手指照射红外光时，红外光的吸收量较少的部分和透过红外光的部分显白(明亮)。相反，红外光的吸收量较多的静脉部和红外光难以到达的手指的周围部，由于红外光的光量少而拍摄得的较暗(黑暗)。由此，能够识别手指的轮廓1701和手指内部的静脉1711。
图5～图7表示在指静脉认证装置100放置手指而拍摄的图像的例的示意图。实际在拍摄的图像中，由于红外光的光量分布有拍摄图像的白黑表现，所以如图17所示也拍摄静脉，但是这里为了说明关于手指的轮廓的处理，因此省略关于静脉的表记，仅表示出手指的轮廓。并且，所拍摄的手指的区域为从手指的第一关节到第二关节附近，在图5～图7中表记的皱纹实际拍摄的情况下并没有照出，是为了更容易明白图像的对象为手指而进行表示的。
图5是表示在图3、图4的指静脉认证装置100中，手指正常地放置的情况下拍摄的图像的例子。如上所述，由于红外光的光量分布导致拍摄的图像以黑白进行表示，所以能够根据图像检测轮廓501的形状、位置。另一方面，图6、图7是表示在指静脉认证装置100以各种各样的形式放置手指的情况下所拍摄的图像的例子。
图6(a)、(b)表示手指在相对于拍摄窗口301在水平方向旋转后的状态下而放置的情况下所拍摄的图像的例子。图6(a)表示与图5的手指放置方法相比，手指在向箭头所指方向旋转后的状态下所拍摄的图像的例子。与图5的轮廓501相比，图6(a)的轮廓601的倾斜度为绕逆时针方向旋转。因此，通过比较轮廓的倾斜度，能够判断实际放置的手指是在向水平方向(箭头的方向)旋转后的状态下放置。
图6(b)表示手指向与图6(a)相反的方向(箭头的方向)旋转的状态下防止的情况下拍摄的图像的例。与图6(a)同样地，通过比较轮廓501和轮廓602的倾斜度，能够判断手指在向水平方向(箭头的方向)旋转后的状态下被放置。
图7(a)、(b)表示在指尖或者指根抬起的状态下放置手指的情况下所拍摄的图像的例。图7(a)表示与图5的手指的放置方法相比，在指尖抬起的状态下所拍摄的图像的例。与图5的轮廓501相比，图7(a)的轮廓701指尖的部分(图像上方)的间隔变得狭窄。这是由于，在拍摄图7(a)的图像时的指尖的位置，与拍摄图5的图像时的指尖的位置相比远离摄像部101(抬起)。如上所述，由于指根的轮廓宽度没有改变但指尖的轮廓宽度变狭窄，能够判断是在指尖抬起的状态下放置手指。
图7(b)是表示与图5的手指放置方法相比，在指根抬起的状态下放置手指的情况下所拍摄的图像的例。与图5的轮廓501相比，图7(b)的轮廓702指根(图像下方)的部分的间隔变得狭窄。这是由于在拍摄图7(b)的图像时的指根的位置，与拍摄图5的图像时的指根的位置相比远离拍摄部101。如上所述，由于指尖的轮廓宽度没有改变但是指根的轮廓宽度变狭窄，能够判断是在指根抬起的状态下放置手指。
图7(c)、(d)是表示在弯曲手指的状态和翻转手指的状态下放置手指的情况下所拍摄的图像的例。图7(c)表示与图5的手指放置方法相比较，在弯曲手指的状态下所拍摄的图像的例。与图5的轮廓501相比较，图7(c)的轮廓703，与手指的关节部相当的部分的轮廓宽度变狭窄。这是由于在拍摄图7(c)的图像时的关节的位置与拍摄图5的图像时的关节的位置相比远离摄像部101。如上所述，通过指尖和指根的轮廓宽度没有改变但是关节部的轮廓宽度变狭窄，能够判断是在手指弯曲的状态下放置手指。
图7(d)表示与图5的手指放置方法相比较，在翻转手指的状态下拍摄的图像的例。与图5的轮廓501相比较，图7(d)的轮廓704，与手指的关节部相当的部分的轮廓宽度变宽。这是由于在拍摄图7(d)的图像时的指尖和指根的位置与在拍摄图5的图像时的指尖和指根的位置相比远离摄像部101。像这样，通过指尖和指根的轮廓宽度没有改变但是关节部的轮廓宽度变宽，能够判断是在手指翻转的状态下放置手指。
图7(e)、(f)是表示手指没有到达正常拍摄位置的状态和手指超过正常拍摄位置的状态下而拍摄的图像的例。图7(e)表示与图5的手指的放置方法相比，手指没有到达正常拍摄位置的状态下所拍摄的图像的例。与图5的轮廓501相比，图7(e)的轮廓705是拍摄到了指尖的轮廓705。这是由于，在拍摄图7(e)的图像时的手指的位置与拍摄图5的图像时的手指的位置相比，没有达到正常拍摄位置。如上所述，由于拍摄到了在图5的图像中拍摄不存在的指尖的轮廓705，能够判断手指在没有达到正常拍摄位置的状态下而进行放置。
图7(f)表示与图5的手指的放置方法相比，在手指超过了正常拍摄位置的状态下而拍摄的图像的例。与图5的轮廓501相比，图7(f)的轮廓706是拍摄指根(手指的分叉处)的轮廓706。这是由于，在拍摄图7(f)的图像时的手指的位置与拍摄图5的图像时的手指的位置相比，超过正常拍摄位置。像这样，由于拍摄到了在图5中不存在的指根的轮廓706，能够判断手指在超过正常拍摄位置的状态下而放置。
如图7(a)～(f)中所说明的那样，通过对正常放置手指的情况下的轮廓的倾斜度或宽度与所拍摄的手指的轮廓的倾斜度或宽度进行比较，能够判断手指是如何放置的。
以下，关于本实施方式的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序和认证顺序进行说明。首先，使用图8、图9，关于现有技术的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序和认证顺序进行说明。
图8是表示现有技术的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序的例的流程图。当开始登记顺序时(步骤S801)、接入指静脉认证装置100的本体的电源(步骤S802)，点亮红外光发光部102(步骤S803)。接着，从拍摄窗口301向拍摄部101输入红外光，拍摄静脉(步骤S804)。
接着，判断是否能够拍摄静脉(步骤S805)。在不能够拍摄的情况下，对红外光发光部102进行调光(步骤S806)，返回步骤S804再次拍摄，一直对红外光发光部102进行调光直到能够拍摄静脉为止。由于手指因人而粗细度和厚度不同，所以要对红外光发光部102进行调光直到能够以最佳状态拍摄静脉。
在步骤S805中，在能够拍摄静脉的情况下，判断所拍摄的内容是不是手指(步骤S807)。在不是手指的情况下，通过外部机器等向使用者指示再登记(步骤S808)。在是手指的情况下，从所拍摄的图像抽取静脉图案的特征(步骤S809)，将所抽取的数据作为对照用模板保存在存储器103或者外部机器等中(步骤S810)，通过外部机器等通知使用者登记完成(步骤S811)，静脉图案的登记顺序完成(步骤S812)。
图9是表示现有技术的指静脉认证装置100的认证顺序的例的流程图。当开始认证顺序时(步骤S901)，直到步骤S902～S908，与图8的步骤S802～S808相同，对红外光发光部102进行调光直到能够拍摄静脉，判断所拍摄的内容是不是手指，如果是手指则抽取静脉图案的特征(步骤S909)。
接着，将在图8的步骤S810中保存在存储器103等中的对照用模板，与在步骤S909中抽取的静脉图案的特征进行对照(步骤S910)，进行认证结果的判断(步骤S911)。在不能够正确地认证的情况下，通过外部机器等通知使用者认证失败(步骤S914)，结束认证顺序(步骤S915)。在能够正确地认证的情况下，通过外部机器等通知使用者认证完成(步骤S912)，认证顺序完成(步骤S913)。
接着，使用图10、图11关于本实施方式的指静脉认证装置100的静脉图案的等级顺序和认证顺序进行说明。图10是表示本实施方式的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序的例的流程图，图11是表示本实施方式的指静脉认证装置100的认证顺序的例的流程图。
这是对图8、图9所示的基于现有技术的指静脉认证装置100的登记顺序、认证顺序的流程图，分别追加抽出手指轮廓的步骤S1001、根据手指轮廓数据判断手指放置状态的步骤S1002、引导手指放置状态指示重新放置手指的步骤S1003。关于其它的步骤，由于与图8、图9的流程图相同所以省略说明，以下关于追加的步骤进行说明。
在图10的静脉图案的登记顺序的流程图中，在步骤S807判断所拍摄的内容为手指的情况下，由指图像处理部210的轮廓抽取部201从拍摄图像抽取手指的轮廓作为特征数据(步骤S1001)。接着，基于所抽取的手指的轮廓数据，由指放置状态判定部230将正常地放置手指的情况下的轮廓的倾斜度和轮廓宽度与拍摄图像的手指的轮廓的倾斜度和轮廓宽度进行比较，调查手指是否有在向水平方向的旋转、指尖或者指根的抬起、关节的弯曲等，进行手指是否正常放置的判断(步骤S1002)。
如图5～图7中所说明，手指放置是否正常的判断方法有多种，例如，预先设定正常地放置手指的情况下的轮廓的倾斜度轮廓宽度等的范围，通过是否在该范围内能够判断登记顺序和认证顺序中拍摄时的手指放置状态。另外，将正常地放置手指的状态下取得的静脉图案作为对照用模板进行登记时，关于在手指放置状态的判定中取得的轮廓的倾斜度和轮廓宽度等的信息也登记在存储器103等中，通过与这些信息进行比较在认证时能够判断拍摄时的手指放置状态。
在手指放置状态不正常的情况下，经声音输出部121或影像输出部122使用声音或动画对使用者指引手指放置状态，指示手指的重新放置(步骤S1003)。在手指放置状态正常的情况下，进行静脉图案的特征抽取(步骤S809)以后的处理。上述被追加的步骤在图11的认证顺序中也同样，所以省略再次说明。
如上所述，利用本实施方式的指静脉认证装置100，进行图10、图11的流程图中表示的处理，由此判断在登记时、认证时的手指放置状态，实现能够进行对使用者适当地指导手指的放置方法的指静脉认证装置100。
图12是表示在健身房等的橱柜上组装指静脉认证装置100的情况下的安装例的图。在图12的例子中，指静脉认证装置100为从上方照射红外光的方式的指静脉认证装置100，是使图3和图4所示的指静脉认证装置100组合而成的结构。通过在橱柜120本身组装指静脉认证装置100，能够使外部光难以入射。
本实施方式的指静脉认证装置100，由于从对照用模板的登记到认证，以及有无手指的插入和手指放置状态的判断，利用声音或影像向使用者提示、说明装置的使用方法和注意事项等都在指静脉认证装置100单体中进行，所以能够以单体组装在如图12所示的橱柜120等中进行使用。
在进出房间时的门或车的门等使用指静脉认证装置的情况下，通常大多情况下进行一次静脉图案的登记此后只要进行认证，因此在登记时包括使用方法等指导手指的放置方法进行登记。
另一方面，当在橱柜1201等中的情况下，非特定的多个使用者反复进行登记和认证的利用方法的情况较多。当在橱柜1201等中利用指静脉认证装置100的情况下，关于一个使用者进行登记、认证。并且，在该使用者的使用结束后，其他的使用者重新进行登记、认证，而成为与现有技术不同的使用方法。并且如图12所示，当将指静脉认证装置100组装在橱柜1201中时，由于从使用者来看难以看到手指，所以难以确认手指是否正确地放置。因此，在手指没有适当地放置的状态下而拍摄静脉图案的可能性变高。
本实施方式的指静脉认证装置100，在如上所述由非特定多个使用者反复进行登记、认证顺序的使用方法中特别有效。当在健身房等的橱柜等中成为问题的、使用者以正确的状态放置手指取得静脉图案这一方面，能够判断登记时、认证时手指放置状态，对使用者进行手指的重新放置的指示这一点非常重要。
<实施方式2>
在实施方式1的指静脉认证装置100中，利用手指的轮廓判断手指放置状态。但是，由于手指的大小和形状等手指轮廓因人而异，仅使用手指的轮廓信息判断手指放置状态的情况下，也存在不能获得适当的判断的情况。这里，作为本发明的实施方式2的指静脉认证装置100，进一步使用触摸传感器判断手指放置状态。
图13、图14分别是表示本实施方式的指静脉认证装置100的实施例的图。图13(a)、(b)是表示在实施方式1的图3所示的指静脉认证装置100中追加触摸传感器1301的指静脉认证装置100的例子。图13(a)是表示指静脉认证装置100的外观的立体图。图13(b)是表示其截面图。
触摸传感器1301只要是检测手指是否放置在装置中的装置，使用何种方式的传感器并没有特别的限定。在本实施方式中，以静电电容式的触摸传感器1301为例进行说明。该触摸传感器1301，利用当手指接触时静电电容发生变化检测手指的有无。当手指310放置在指静脉认证装置100中时，手指310接触触摸传感器1301，静电电容发生变化，由此能够正确地检测出已放置有手指。
在本实施方式的指静脉认证装置100中，设置2个该触摸传感器1301。一个设置在与指尖部分相对应的位置，另一个设置在与指根部分向对应的位置。虽然人的手指因人而异，但是一般手指几乎都是直线状。因此，如果指尖部分和指根部分的触摸传感器1301分别检测出有手指310接触，则能够肯定地判断手指放置状态。此外，在本实施方式中触摸传感器1301被设置在指尖部分和指根部分两个部位，但是也可以为了提高精度而在其他部分进一步设置，设置的数量并没有特别限定。
在只有一个触摸传感器1301检测到手指310的触摸的情况下，则能够推测指尖或者指根抬起，或者手指向水平方向旋转放置。像这样，通过使用两个触摸传感器1301的检测结果的信息，能够判断指尖或者指根抬起，或者手指旋转而放置这样的手指放置状态。
图14(a)、(b)是表示在图4所示的指静脉认证装置100中追加触摸传感器1301的指静脉认证装置。与图13所示的指静脉认证装置100相同，根据两个触摸传感器1301的检测结果能够判断手指放置状态。
以下，使用图15、图16关于本实施方式的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序和认证顺序进行说明。图15是表示本实施方式的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序的例的流程图。另外图16是表示本实施方式的指静脉认证装置100的认证顺序的例的流程图。
图15、图16的流程图分别是在实施方式1的图10、图11的流程图中追加利用触摸传感器1301进行手指放置检测的步骤S1501，而且，代替根据手指的轮廓判断手指放置状态的步骤S1002，而追加根据手指的轮廓和利用触摸传感器1301的检测结果判断手指放置状态的步骤S1502。关于其他的步骤，由于与图10、图11的流程图相同，所以省略再次说明。
图15的登记时的流程图中，在步骤S1001抽取手指的轮廓之后，在步骤S1501，利用触摸传感器1301和传感器检测部220检测是否放置有手指。如前所述，本实施方式的指静脉认证装置100中，通过将触摸传感器1301设置在指尖部分和指根部分的两个地方，能够检测出手指向水平方向旋转或手指抬起的情况等。接着，在步骤1502，由指放置状态判定部230根据轮廓的倾斜度、和触摸传感器1301和传感器检测部220的检测结果进行手指状态的判断。此外，这些追加的处理与图16的认证时的流程图相同所以省略说明。
在本实施方式中，为了手指放置状态的判断使用触摸传感器1301和传感器检测部220的检测结果，但是由于通过触摸传感器1301和传感器检测部220能够检测出手指被放置本身，所以也可以以此为契机开始图15、图16的流程图所示的一系列的处理。
如上所述，利用本实施方式的指静脉认证装置100，当判断手指放置状态时，通过在轮廓的倾斜度的信息的基础上附加触摸传感器1301的检测结果的信息进行判断，能够更加正确地进行手指放置状态的判断。此外，在本实施方式的指静脉认证装置100中，与实施方式1的图12相同，能够组合安装在健身房等的橱柜1201中。
<实施方式3>
在实施方式2的指静脉认证装置100中，在手指的轮廓的基础上还利用触摸传感器1301的检测结果的信息，由此即使手指的大小或形状等存在个体差异的情况下，也能够适当地判断手指放置状态。但是，在该情况下，需要进一步在指静脉认证装置100中追加触摸传感器1301等的部件。这里，本发明的实施方式3的指静脉认证装置100不需要触摸传感器1301等的用于手指的检测的部件，在手指轮廓的基础上利用手指的静脉的浓淡信息对手指放置状态进行判断。
图17～图19是将在指静脉认证装置100中放置手指而拍摄的图像，强调其手指的轮廓和静脉示意性表现的图。与图5～图7相同，拍摄的手指的区域是从手指的第一关节到第二关节附近，另外，图中表记的皱纹实际拍摄的情况下并没有照出，是为了更容易明白图像的对象为手指而表记出来的。
图17是表示在图3、图4的指静脉认证装置100中，在手指正常地放置的情况下拍摄的图像的例。如上所述，由于红外光的光量分布拍摄的图像显现白黑，所以根据图像能够检测出轮廓1701的形状、位置，而且能够检测出静脉1711的形状、位置、浓淡等。另一方面，图18、图19是表示在指静脉认证装置100中以各种各样的模式放置手指的情况下拍摄的图像的例。
图18(a)、(b)是表示手指相对于拍摄窗口301向水平方向旋转的状态下被放置的情况下所拍摄的图像的例。图18(a)表示与图17的手指的放置方法相比较，手指在向箭头所示方向旋转的状态下拍摄的图像的例。与图17的静脉1711相比，图18(a)的静脉1811的倾斜度向逆时针方向旋转。因此，通过比较静脉的倾斜度，能够判断实际放置的手指是向水平方向(箭头的方向)旋转后的状态下被放置的。
图18(b)是表示向与图18(a)相反的方向(箭头的方向)旋转后的状态下放置手指的情况下拍摄的图像的例。与图18(a)相同，通过比较静脉1711和静脉1812的倾斜度，能够判断手指在向水平方向(箭头的方向)旋转后的状态下被放置。
图19(a)、(b)是表示指尖或者指根抬起的状态下放置手指的情况下所拍摄的图像的例。图19(a)表示与图17的手指放置方法相比较，在指尖抬起的状态下拍摄的图像的例子。与图17的静脉1711相比较，图19(a)的静脉1911在朝向指尖的部分(图像上方)静脉的浓淡变淡。这是由于图19(a)的图像在拍摄时的指尖的位置与图17的图像在拍摄时的指尖的位置相比远离摄像部101(抬起)。像这样，指根的静脉的浓淡不改变而指尖的静脉的浓淡变淡，因此能够判断是在指尖抬起的状态下放置手指。
图19(b)是表示与图17的手指放置方法相比较，在指根抬起的状态下拍摄的图像的例。与图17的静脉1711相比，图19(b)的静脉1912在朝向指根的部分(图像下方)静脉的浓淡变淡。这是由于图19(b)的图像在拍摄时的指根的位置与图17的图像在拍摄时的指根的位置相比远离摄像部101。像这样，指尖的静脉的浓淡不改变而指根的静脉的浓淡变淡，因此能够判断是在指根抬起的状态下放置手指。
图19(c)、(d)是表示在弯曲手指的状态和翻转手指的状态下放置手指的情况下所拍摄的图像的例。图19(c)是表示与图17的手指的放置方法相比较，在弯曲手指的状态下拍摄的图像的例。与图17的静脉1711相比，图19(c)的静脉1913，与手指的关节部相当的部分的静脉的浓淡变淡。这是由于图19(c)的图像在拍摄时的关节的位置与图17的图像在拍摄时的关节的位置相比，远离摄像部101。像这样，指尖和指根的静脉的浓淡不改变，而关节部的静脉的浓淡变化，由此能够判断是在弯曲手指的状态下放置手指。
图19(d)是表示与图17的手指的放置方法相比较，在翻转手指的状态下拍摄的图像的例。与图17的静脉1711相比，图19(d)的静脉1914，指尖和指根的部分的静脉的浓淡变淡。这是由于图19(d)的图像在拍摄时的指尖和指根的位置与图17的图像在拍摄时的指尖和指根的位置相比，远离摄像部101。像这样，与手指的关节部相当的部分的静脉的浓淡不改变，而指尖和指根的部分的静脉的浓淡变淡，由此能够判断是在翻转手指的状态下放置手指。
图19(e)、(f)是表示在手指未到达正常拍摄位置的状态下和手指超过正常拍摄位置的状态下所拍摄的图像的例。图19(e)是表示与图17的手指的放置方法相比较，在手指未达到正常拍摄位置的状态下拍摄的图像的例。与图17的静脉1711相比，图19(e)的静脉1915，是指尖的部分的静脉仅在图像的中途的位置而拍摄的。这是由于图19(e)的图像在拍摄时的手指的位置与图17的图像在拍摄时的手指的位置相比，未达到正常拍摄位置。像这样，拍摄了指尖的部分的静脉只位于在图像的中途位置，由此能够判断是在手指未达到正常拍摄位置的状态下被放置。
图19(f)是表示与图17的手指的放置方法相比较，在手指超过正常拍摄位置的状态下拍摄的图像的例。与图17的静脉1711相比，图19(f)的静脉1916，可知拍摄的是指根的部分的静脉。这是由于图19(f)的图像在拍摄时的手指的位置与图17的图像在拍摄时的手指的位置相比，超过正常拍摄位置。像这样，拍摄了在图17中不存在的指根的部分的静脉，由此能够判断是在手指超过正常拍摄位置的状态下被放置。
如图19(a)～(f)中所说明的那样，通过比较在手指正常地被放置的状态下的静脉的浓淡、位置与所拍摄的手指的静脉的浓淡、位置，能够判断手指是如何放置的。
在指静脉认证装置100上放置手指的位置作为能够良好地拍摄静脉的位置，并且在能够良好地拍摄静脉的位置设置摄像部101。如在图17～图19中所说明的那样，如果放置手指的位置相对于拍摄部101为最佳，则所拍摄的静脉的浓淡较浓。如果指尖抬起、或者指根抬起则摄像部101与手指的距离变远，因此所拍摄的手指抬起的部分的静脉的浓淡变淡。由此，在实施方式2中关于利用触摸传感器1301检测指尖和指根的抬起的例子进行了说明，但是通过指尖和指根的静脉的浓淡变浓或者变淡，能够与实施方式2同样地判断指尖和指根的抬起。
进而，当使用静脉的浓淡，利用触摸传感器1301难以检测的手指的侧面的抬起也容易被检测。例如，在手指的右侧抬起的情况下，如果在触摸传感器1301，手指的左侧接触到传感器部则判断放置有手指。但是，当在手指的侧面抬起的状态下进行静脉的登记时，则在认证时不一定能够以相同的手指放置方法进行拍摄，因此认证精度降低。这里，关注手指的侧面的静脉的浓淡。例如，在手指的右侧抬起的情况下，右侧的静脉的浓淡变淡。相反，由于以良好的浓度拍摄到手指的左侧的静脉，因此能够判断是在手指的右侧抬起的状态下放置手指。
以下，使用图20、图21关于本实施方式的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序和认证顺序进行说明。图20是表示本实施方式的指静脉认证装置100的静脉图案的登记顺序的例的流程图。另外，图21是表示本实施方式的指静脉认证装置100的认证顺序的例的流程图。
图20、图21的流程图分别是在实施方式1的图10、图11的流程图中追加抽取手指的静脉的浓淡的步骤S2001，而且代替根据手指的轮廓判断手指放置状态的步骤S1002，而追加根据手指的轮廓和静脉的浓淡判断手指放置状态的步骤S2002。关于其他的步骤，与图10、图11的流程图相同，因此省略重复的说明。
在图20的登记时的流程图中，在步骤S1001中抽取手指的轮廓之后，在步骤S2001，根据手指的拍摄图像，有指图像处理部210的静脉浓淡抽取部202抽取静脉的浓淡。接着，在步骤S2002，有手指放置状态判断部230根据轮廓的倾斜度和静脉的浓淡进行手指放置状态的判断。此外，这些追加的处理，由于与图21的认证时的流程图相同所以省略说明。
关于静脉的浓淡的判断方法，与上述的轮廓的判断方法相同，例如，预先设定正常地放置手指的情况下的静脉的浓淡的范围，通过与该范围进行比较，能够判断手指放置状态。
此外，在本实施方式中，在手指的轮廓的基础上还利用静脉的浓淡的信息判断手指的放置方法，如在图18、图19中所说明的那样，根据静脉的位置和倾斜度能够判断手指的放置方法。另外，例如根据静脉的密度等也能够判断手指的放置方法。与正常地放置手指的状态相比，例如，在指尖或指根抬起的状态下放置手指，则手指远离(抬起)摄像部101的部分，以缩小的状态拍摄了手指。在该部分的图像中静脉的密度变大，所以能够判断手指是在抬起的状态下而放置的。像这样，由于利用静脉的位置、倾斜度、密度的信息判断手指放置状态，因此如图2所示，能够构成为在指图像处理部210中具备静脉位置抽取部203、静脉密度抽取部204的结构。
如上所述，利用本实施方式的指静脉认证装置100，在手指放置状态的判定时，在轮廓的倾斜度的信息的基础上还利用静脉的浓淡的信息进行判断，由此不用设置触摸传感器1301等的部件，能够更加正确地进行手指放置状态的判断。此外，关于本实施方式的指静脉认证装置100，与实施方式1的图12相同，能够实际地组合安装在健身房等的橱柜1201中。
以上，基于实施方式对由本发明者完成的发明进行了具体的说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内当然能够进行各种各样的变更。
例如，在实施方式1中基于轮廓的信息判断手指放置状态，在实施方式2中基于轮廓的信息和触摸传感器的信息判断手指放置状态，在实施方式3中，基于轮廓的信息和静脉的浓淡的信息判断手指放置状态，用于判断手指放置状态的信息的组合并不局限于此，包括静脉的倾斜度、位置、密度等的信息在内都能够适当组合使用。
产业上的利用可能性
本发明能够在通过手指的静脉图案进行个人认证的指静脉认证装置中利用。