CN112639806A - 生物体信息认证装置 - Google Patents

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CN112639806A CN201980057039.8A CN201980057039A CN112639806A CN 112639806 A CN112639806 A CN 112639806A CN 201980057039 A CN201980057039 A CN 201980057039A CN 112639806 A CN112639806 A CN 112639806A
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biometric
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大胁里仁
安藤乔彦
太田恭久
后藤雄哉
高田直幸
小川大辅
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Tokai Rika Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

作为生物体信息认证装置的开始开关装置(1)具有控制部(5)，上述控制部(5)在判定为读取用户的生物体信息(23)的生物体信息传感器(2)读取到的读取图像(22)不适合生物体认证的情况下，不进行生物体认证，并输出使报告装置报告读取图像(22)不适合生物体认证的报告信号(S4)。该开始开关装置1能够抑制操作负荷。

Description

生物体信息认证装置
技术领域
本申请要求2018年9月4日申请的日本专利申请2018-165270号的优先权，并通过参照将日本专利申请2018-165270号的所有内容引用于本申请。
本发明涉及生物体信息认证装置。
背景技术
公知有起动控制装置，具备：起动开关，其指示驱动源的起动、停止；起动单元，其使驱动源起动；指纹传感器，其读取指纹；和控制单元，其执行基于指纹传感器、来自起动开关的输入来控制起动单元的工作的起动处理(例如，参照专利文献1)。
该起动控制装置的控制单元在通过起动开关指示了起动时，在执行由起动单元进行的起动之前，进行利用指纹传感器读取到的指纹和预先登记的登记指纹作出的指纹比较，若作出一致判定，则认证为利用者是合法的利用者并允许基于起动单元的起动。
专利文献1:日本特开2008-174095号公报
专利文献1所公开的起动控制装置由于在例如在手指、指纹传感器上附着有液体等异物而使读取到的指纹不适合生物体认证而使生物体认证失败的情况下，即便作为生物体认证的结果报告生物体认证失败，用户也不知道为什么失败，存在反复失败至生物体认证成功为止耗费时间，操作负荷增加的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能够抑制操作负荷的生物体信息认证装置。
本发明的一实施方式的生物体信息认证装置具有以下结构，具备：生物体信息传感器，其读取用户的生物体信息；生物体信息存储部，其将登记者的生物体信息预先登记为比较用的登记生物体信息；判定部，其判定上述生物体信息传感器读取到的读取图像是否适合生物体认证，在判定为上述读取图像适合上述生物体认证的情况下，将上述读取图像和登记于上述生物体信息存储部的上述登记生物体信息进行比较而进行生物体认证；以及报告部，其针对上述读取图像不适合上述生物体认证进行报告，在上述判定部判定为上述读取图像不适合上述生物体认证的情况下，不进行基于上述认证部的上述生物体认证，并使上述报告部报告上述读取图像不适合上述生物体认证。
根据本发明的一实施方式，能够提供抑制操作负荷的生物体信息认证装置。
附图说明
图1A是配置有实施方式所涉及的开始开关装置的车辆内的说明图。
图1B是表示实施方式所涉及的开始开关装置的说明图。
图2A是实施方式所涉及的开始开关装置的框图。
图2B是车辆的框图。
图3A是表示由实施方式所涉及的开始开关装置的生物体信息传感器读取到的读取图像的说明图。
图3B是表示在实施方式所涉及的开始开关装置的主监视器显示的消息的说明图。
图4A是表示在实施方式所涉及的开始开关装置的控制部中判定为不适合生物体认证的读取图像的说明图。
图4B是表示在变形例所涉及的开始开关装置的控制部中判定为不适合生物体认证的读取图像的说明图。
图4C是表示在变形例所涉及的开始开关装置的控制部中判定为不适合生物体认证的读取图像的说明图。
图5是表示实施方式所涉及的开始开关装置的动作的流程图。
具体实施方式
(实施方式的摘要)
实施方式所涉及的生物体信息认证装置具有判定部，上述判定部在判定为读取用户的生物体信息的生物体信息传感器读取到的读取图像不适合生物体认证的情况下，不进行生物体认证，并输出使报告装置报告读取图像不适合生物体认证的报告信号。
该生物体信息认证装置在读取到的读取图像不适合生物体认证的情况下，在进行生物体认证之前报告该情况，因此，与报告进行了生物体认证后的结果的情况相比，在较早的阶段知道读取到的读取图像中存在问题并能够应对，能够抑制操作负荷。
[实施方式]
(开始开关装置1的概要)
图1A是配置有实施方式所涉及的开始开关装置的车辆内的说明图，图1B是表示实施方式所涉及的开始开关装置的说明图。图2A是实施方式所涉及的开始开关装置的框图，图2B是车辆的框图。图3A是表示由实施方式所涉及的开始开关装置的生物体信息传感器读取到的读取图像的说明图，图3B是表示在实施方式所涉及的开始开关装置的主监视器显示的消息的说明图。
此外，在以下记载的实施方式所涉及的各图中，存在图形间的比率与实际的比率不同的情况。而且，在图2A和图2B中，主要的信号、信息等的流动由箭头表示。
作为生物体信息认证装置的开始开关装置1例如，如图1A所示，在就坐于驾驶座的用户的前方、方向盘84周围的面板80、位于驾驶座与副驾驶座之间的落地控制台81和方向盘84等配置。该开始开关装置1能够通过按压操作(接通操作)，向车辆8的车辆控制部89指示车辆8的驱动装置的起动或者起动准备，并能够通过其后进行的按压操作(断开操作)，指示驱动装置的停止。
此外，车辆8的驱动装置的起动、车辆8的通电例如由车辆控制部89基于从开始开关装置1输出的指示信号S3和换挡装置等的操作条件来判断。而且，生物体信息认证装置不限定于开始开关装置1，能够搭载于利用生物体认证进行登录、解锁、支付等的装置。
如图1B和图2A所示，开始开关装置1例如具有作为判定部的控制部5，上述控制部5在判定为读取用户的生物体信息23的生物体信息传感器2读取到的读取图像22不适合生物体认证的情况下，不进行生物体认证，而输出使报告装置报告读取图像22不适合生物体认证的报告信号S4。
控制部5构成为，在从后述的读取图像22提取的特征点6的数量为作为第1报告阈值的报告阈值52以下的情况下，判定为读取图像22不适合生物体认证。
而且，作为一个例子，如图1B和图2A所示，开始开关装置1具备生物体信息传感器2和开关部4。
例如，如图1B所示，该开始开关装置1具备圆筒形的主体10和操作按钮12。该操作按钮12插入主体10的开口102。
而且，作为一个例子，如图2B所示，车辆8具备主监视器86、副监视器87、车辆控制部89而构成。本实施方式的报告装置例如为主监视器86和副监视器87中至少一者，但不限定于此。而且，报告装置例如不限定于主监视器86、副监视器87，也可以为输出声音的扬声器装置。而且，报告例如也可以组合主监视器86、副监视器87和扬声器装置中至少两者来进行。
作为一个例子，如图1A所示，主监视器86配置于中控台82，但不限定于此。该主监视器86例如为液晶监视器，并基于从车辆控制部89输出的显示信号S5进行显示。
作为一个例子，如图1A所示，从驾驶座观察，副监视器87配置于正面的仪表板83，但不限定于此。该副监视器87例如是液晶监视器，基于从车辆控制部89输出的显示信号S6进行显示。该副监视器87例如不限定于配置于仪表板83，也可以如抬头显示器等那样配置于其他顾3i。以下，报告装置为主监视器86。
车辆控制部89例如是由CPU(Central Processing Unit)、作为半导体存储器的RAM(Random Access Memory)和ROM(Read Only Memory)等构成的微型计算机。该车辆控制部89例如经由CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)之类的车辆LAN(Local Area Network)来与开始开关装置1电磁连接。
(生物体信息传感器2的结构)
例如，如图1B和图3A所示，生物体信息传感器2构成为，读取操作手指9的指纹作为生物体信息23。此外，生物体信息23不限定于操作手指9的指纹，也可以是操作手指9的静脉等。
例如在读取操作手指9的指纹的情况下，该生物体信息传感器2使用光学式、静电电容式、电场强度测定式、压敏式和热敏式等以能够读取指纹的方式构成的传感器。
另外，例如在读取操作手指9的静脉的情况下，生物体信息传感器2使用以基于所照射的近红外线的反射而读出静脉的方式构成的传感器。
另外，例如在读取指纹和静脉双方的情况下，生物体信息传感器2使用以对照射可见光而拍摄到的图像进行图像处理并提取指纹和静脉的方式构成的传感器。
本实施方式的生物体信息传感器2例如是读取指纹的静电电容式的传感器作为生物体信息23。该生物体信息传感器2构成为，若操作者接触操作按钮12的操作面120，则从与读取面20接触的操作手指9读取生物体信息23。
此外，也可以是，读取面20不在操作面120暴露，而配置于操作面120的下方。而且，读取面20例如不限定于矩形，也可以是圆形、椭圆形。
生物体信息传感器2例如在读取面20的下方具备以格子状且以行和列排列的多个检测电极。作为一个例子，该多个检测电极形成有数万至数十万个，并且以数μm至数十μm的间隔配置。
生物体信息传感器2构成为，例如，重复读出改变列且在同一行排列的检测电极的静电电容，接着改变行读出检测电极的静电电容的动作而扫描所有的检测电极。作为一个例子，该扫描的周期为100ms左右。
生物体信息传感器2例如将基于扫描并读出的多个静电电容而形成的静电电容信息S1向控制部5输出。该静电电容信息S1例如基于一个周期的量的静电电容而形成。
具体而言，生物体信息传感器2例如将预先设置的阈值以上的静电电容分配为“1”、且将比阈值低的静电电容分配为“0”这两个值，与检测电极的位置建立关联而生成静电电容信息S1。
作为一个例子，图3A所示的读取图像22基于静电电容信息S1使上述的“1”的检测电极的位置为黑色，使“0”的检测电极的位置为白色而获得。此外，为了表示后述的特征点6的一部分而标注图中的圆圈。
静电电容高的位置是指纹突起的位置且至检测电极的距离近，因此，静电电容变高。而且，静电电容低的位置是指纹凹坑的位置且至检测电极的距离远，静电电容变低。因此，若使静电电容高的位置为黑色，使静电电容低的位置为白色，则作为一个例子，得到图3A所示那样的读取图像22。该读取图像22中由黑色示出的图像是读取到的生物体信息23。
(开关部4的结构)
作为一个例子，开关部4构成为与操作按钮12的和操作面120相反侧的端部接触的橡胶圆顶开关。该橡胶圆顶开关例如具备：橡胶圆顶，其生成弹力并且具有可动接点；和开关基板，其配置橡胶圆顶，并具有与可动接点对置的固定接点。
而且，若通过按压操作将操作按钮12压入主体10，则橡胶圆顶变形而使可动接点与固定接点导通，向控制部5输出表示开关接通的开关信号S2。而且，开始开关装置1构成为，例如若按压操作结束，则通过橡胶圆顶的弹力使操作按钮12恢复至初始位置。
(控制部5的结构)
图4A是表示在实施方式所涉及的开始开关装置的控制部中判定为不适合生物体认证的读取图像的说明图，图4B和图4C是表示在变形例所涉及的开始开关装置的控制部中判定为不适合生物体认证的读取图像的说明图。图4B是将图4A所示的读取图像22以二进制示出的说明图。
控制部5例如是由根据存储的程序对获取到的数据进行运算、加工等的CPU、半导体存储器亦即RAM和ROM等构成的微型计算机。该ROM储存有例如用于使控制部5动作的程序。RAM用作例如储存登记生物体信息50、认证阈值51、报告阈值52和运算结果等的存储区域。而且，控制部5在其内部具有生成时钟信号的单元，并基于该时钟信号进行动作。
控制部5例如对静电电容信息S1进行提取处理并提取特征点6。该提取处理例如是脊线的提取处理等。
例如，如图3A所示，特征点6为中心点、分叉点、端点和三角洲等，但不限定于此。中心点是成为指纹的中心的点。分叉点是指纹的脊线分叉的点。端点是脊线终止的点。三角洲是脊线从三个方向汇聚的点。
登记生物体信息50例如是使登记者名和样板建立起关联的信息。该登记者名例如对登记登记生物体信息50的登记者进行识别，并从车辆8获取。样板例如由生物体信息传感器2读取到的生物体信息23的特征点6构成。此外，登记生物体信息50按每个用户所登记的指的生物体信息23生成。
控制部5例如将读取到的用户的生物体信息23的特征点6与登记生物体信息50的样板进行比较，并基于特征点6的位置、特征点6之间的距离等计算相似度。而且，在相似度为认证阈值51以上的情况下，控制部5认为用户为登记者换句话说生物体认证成功，并输出指示信号S3。
作为一个例子，该认证阈值51被定义为特征点6的位置、特征点6之间的距离等的比较对象的相似度的80％。换句话说，例如，在用于生物体认证的比较对象数量为80个的情况下，若64个以上的比较对象一致，则控制部5判定为用户为登记者。
此外，生物体认证不限定于例如使用了特征点6的相似度的认证方法，也可以是图案匹配等认证方法。
报告阈值52是用于判定读取到的读取图像22是否适合生物体认证的阈值。该读取图像22能够用于生物体认证例如表示在读取图像22内具有能够与登记生物体信息50比较的程度那样多的特征点6。因此，报告阈值52是与特征点6的数量相关的阈值。
例如，如上述那样，在基于特征点6的位置、特征点6之间的距离等的比较对象的相似度为认证阈值51以上的情况下，控制部5判定为生物体认证成功。对于该特征点6的位置、特征点6之间的距离等的计算而言，例如，与计算特征点6的数量相比，对于CPU的负荷大，而且耗费较长的时间。
例如，控制部5计算特征点6的位置、特征点6之间的距离等进行了生物体认证，作为其结果，在认为失败而进行了报告的情况下，用户不得不再次使手指接触生物体信息传感器2。例如，在用户不知道生物体认证失败的理由而多次进行了生物体认证的情况下，至生物体认证成功为止耗费时间，并且操作的负荷也增加。
例如，如图4A所示，以在生物体信息传感器2的读取面20附着有液体等异物或者在用户的手指附着有异物的状态下，读取到的读取图像22产生空白区域25而成为不适合生物体认证的图像的可能性高。而且，例如，在不需要计算位置、距离而该读取图像22的特征点6的数量少的情况下，生物体认证失败的可能性高。
此处，控制部5构成为，在进行生物体认证之前，通过报告阈值52计算特征点6的数量，判定是否为适合生物体认证的读取图像22。
例如，在特征点6的数量为报告阈值52以下的情况下，控制部5将报告信号S4向车辆控制部89输出。例如，如图3B所示，车辆控制部89基于所输入的报告信号S4使主监视器86的显示画面860显示表示读取图像22不适合生物体认证的消息图像861。
作为一个例子，该消息图像861为“无法认证的图像。请擦拭手指。请擦拭传感器。”。
此处，作为变形例的控制部5，构成为，在读取图像22由第1值和第2值这两个值表示、且第1值与第2值的数量之差为报告阈值52(第2报告阈值)以上的情况下，判定为读取图像22不适合生物体认证。
该第1值和第2值例如为上述的“0”和“1”。而且，报告阈值52例如在变形例中成为与“0”和“1”数量之差相关的阈值。作为一个例子，图4B图示出按每一部分的检测电极的“0”和“1”这两个值。
例如，如图4A所示，当在手指、读取面20附着有异物的情况下，在读取图像22产生空白区域25。该空白区域25例如在不是导电性的异物的情况下，以“0”的值被占据，因此，“0”比“1”多。而且，空白区域25例如在附着有导电性的异物的情况下，以“1”被占据。
例如，如图4B所示，在“0”和“1”数量之差为报告阈值52以上的情况下，控制部5判定为读取图像22不适合生物体认证。此外，在还考虑导电性的异物的附着的情况下“0”和“1”数量之差是绝对值。
此处，控制部5也可以构成为，例如，在“0”和“1”没有不一致换句话说不清楚的情况下，判定为读取图像22不适合生物体认证。在这种情况下，控制部5也可以构成为，例如除了考虑异物的附着之外还考虑生物体信息传感器2的故障，因此，在成为多次相同的判定的情况下，输出报告生物体信息传感器2的故障的报告信号S4。
而且，作为其他变形例的控制部5构成为，在读取到的用户的生物体信息23的图像的面积为报告阈值52(第3报告阈值)以下的情况下，判定为读取图像22不适合生物体认证。该面积例如作为采取“0”或者“1”的值的检测电极的数量来计算。
该变形例的报告阈值52成为与生物体信息23的面积相关的阈值。图4C作为一个例子，示出生物体信息23的图像26的面积小的情况。而且，例如，在如图4A那样存在空白区域25的情况下，生物体信息23的图像26的面积变小。这样，在生物体信息23的图像的面积小的情况下，得到的特征点6少。
在生物体信息23的面积为报告阈值52以下的情况下，控制部5判定为读取到的读取图像22不适合生物体认证。
而且，控制部5也可以构成为，例如，将与上述的特征点6的数量相关的条件、与两个值数量之差相关的条件和与面积相关的条件中至少两者组合判定读取图像22是否适合生物体认证。
以下，根据图5的流程图对本实施方式的开始开关装置1的动作的一个例子进行说明。以下，对判定读取图像22是否适合生物体认证的动作进行说明。
(动作)
控制部5获取通过用户接触开始开关装置1的操作按钮12而读取到的读取图像22(步骤1)。
接着，控制部5判定获取到的读取图像22是否适合生物体认证。在从读取图像22提取特征点6且提取到的特征点6的数量比报告阈值52多的情况下，控制部5判定为读取图像22适合生物体认证(步骤2：是)。
接着，控制部5判定为读取图像22适合生物体认证，因此，开始生物体认证(步骤3)，结束读取图像22是否适合生物体认证的判定动作。
此处，在步骤2中，在读取图像22的特征点6的数量为报告阈值52以下的情况下，控制部5判定为读取图像22不适合生物体认证(步骤2：否)，输出报告信号S4而报告读取到的读取图像22不适合生物体认证(步骤4)。
(实施方式的效果)
本实施方式所涉及的开始开关装置1能够抑制操作负荷。具体而言，开始开关装置1由于在读取到的读取图像22不适合生物体认证的情况下，在进行生物体认证之前报告该情况，因此，与报告进行了生物体认证的结果的情况相比，用户能够在较早的阶段知道在读取到的读取图像22中存在问题而进行应对，能够使至生物体认证成功为止的时间变短，并且抑制操作负荷。
开始开关装置1在进行生物体认证之前，使主监视器86等显示表示读取图像22不适合生物体认证的消息图像861，能够对用户报告异物的附着等，因此，与不报告的情况相比，用户容易采取擦拭生物体信息传感器2的读取面20或者擦拭手指之类的对策，能够在较早使生物体认证成功。
至此，对本发明的几个实施方式和变形例进行了说明，但这些实施方式和变形例只不过是一个例子，但不限定权利要求书所涉及的发明。这些新的实施方式和变形例能够以其他的各种形式实施，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更等。另外，不局限于这些实施方式和变形例中说明的特征的组合全部都是用于解决发明的课题的单元所必需的。并且，这些实施方式和变形例包含于发明的范围和主旨，并且包含于权利要求书记载的发明和与其等同的范围。
附图标记说明
1...开始开关装置；2...生物体信息传感器；5...控制部；6...特征点；20...读取面；22...读取图像；23...生物体信息；50...登记生物体信息；51...认证阈值；52...报告阈值；86...主监视器；87...副监视器；860...显示画面；861...消息图像。

Claims (10)

1.一种生物体信息认证装置，其特征在于，具备：
生物体信息传感器，其读取用户的生物体信息；
生物体信息存储部，其将登记者的生物体信息预先登记为比较用的登记生物体信息；
判定部，其判定所述生物体信息传感器读取到的读取图像是否适合生物体认证，在判定为所述读取图像适合所述生物体认证的情况下，对所述读取图像和登记于所述生物体信息存储部的所述登记生物体信息进行比较而进行生物体认证；以及
报告部，其针对所述读取图像不适合所述生物体认证进行报告，
在所述判定部判定为所述读取图像不适合所述生物体认证的情况下，不进行基于所述认证部的所述生物体认证，并使所述报告部报告所述读取图像不适合所述生物体认证。
2.根据权利要求1所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
在对所述读取图像进行提取处理而提取所述生物体信息的特征点并且将从所述读取图像提取的特征点与所述登记生物体信息进行比较，基于所述特征点的相似度为相似度阈值以上的情况下，所述判定部认为所述用户为所述登记者并使生物体认证成功。
3.根据权利要求1或2所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
在所述特征点的数量为第1报告阈值以下的情况下，所述判定部判定为所述读取图像不适合生物体认证。
4.根据权利要求2或3所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
所述生物体信息传感器读取指纹来作为所述生物体信息，
所述判定部提取所述指纹的中心点、分叉点、端点和三角洲来作为所述特征点。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
所述生物体信息传感器通过读出在读取面的下方设置的多个检测电极的多个静电电容，将该多个静电电容中的成为预先设置的阈值以上的静电电容的值设为第1值、并将比该阈值低的静电电容的值设为第2值而分成两个值，并且与所述检测电极的位置建立起关联而生成静电电容信息，从而生成所述读取图像。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
在所述第1值与所述第2值的数量之差为第2报告阈值以上的情况下，所述判定部判定为所述读取图像不适合生物体认证。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
在所述第1值和第2值的分布的不一致为规定的不一致度以下的情况下，所述判定部判定为所述读取图像不适合生物体认证。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
在计算所述用户的生物体信息的图像的面积并且计算出的所述用户的生物体信息的图像的面积为第3报告阈值以下的情况下，所述判定部判定为所述读取图像不适合生物体认证。
9.根据权利要求8所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
所述判定部将所述用户的生物体信息的图像的面积计算为采取所述生物体信息传感器的所述第1值或者所述第2值的所述检测电极数。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的生物体信息认证装置，其特征在于，
所述报告部使用声音或显示、或者声音和显示的组合进行报告。
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