JP2001056852A

JP2001056852A - 指紋照合装置

Info

Publication number: JP2001056852A
Application number: JP11231945A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Funabashi; 武船橋; Eiichi Hirata; 栄一平田; Takehiko Nakayama; 武彦中山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】センサーチップを使って小型化、省電力化を
図った指紋照合装置において、静電気及び強度などに関
する問題を解決する。【解決手段】センサーチップ１に接触しようとする指
がセンサーチップ１よりも先に接触するように導電部材
４を設ける。この導電部材４が指に接触されることによ
り、指に蓄積された電荷が放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象者の指紋を検
知して、予め記憶された指紋との照合を行うことにより
該対象者の認証を行う指紋照合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばインターネットの如き情報
伝達手段の発達、普及に伴い、これらの利便性を悪用し
た犯罪の増加が懸念されている。このような犯罪は、情
報の伝達における匿名性を悪用し、他人へのなりすまし
や、架空名義による情報発信を行うことを基盤として実
行される。

【０００３】したがって、このような犯罪を未然に防止
するための手段としては、個人を識別、認証することに
基づくセキュリティ手段が考えられる。そして、個人の
識別、認証を行う装置として、従来、指紋照合装置が提
案されている。

【０００４】この指紋照合装置としては、光学的な画像
の取り込みにより指紋を認識するように構成されたもの
が提案されている。また、近年においては、半導体技術
の進歩に伴い、シリコンチップにより画像取り込みを行
うことによって、大幅な小型化、省電力化を実現した指
紋照合装置が提案されている。この指紋照合装置におい
ては、対象者の手指が直接にシリコンチップに接触され
ることにより、指紋が画像情報として取り込まれて認識
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にシリコンチップを用いて構成した指紋照合装置におい
ては、対象者の手指が直接にシリコンチップに接触され
ることから、該シリコンチップの静電破壊及び物理的な
破壊が招来される虞れがある。

【０００６】すなわち、人体には、環境によっては多く
の電荷が蓄積されることがあり、このような状態で指が
シリコンチップに接触されると、非常に高い電圧の静電
気が該シリコンチップに放電される。このような静電気
の放電により、シリコンチップが破壊される。また、指
の先端部分の面積は小さいため、指がシリコンチップに
接触された状態においては、該指によって該シリコンチ
ップに対して単位面積あたり非常に高い圧力が加えられ
ることがある。このような圧力により、シリコンチップ
が物理的に破壊される虞れがある。シリコンチップがこ
のように破壊されてしまっては、指紋の情報を取り込む
ことができない。

【０００７】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、シリコンチップにより画像取り
込みを行うことによって大幅な小型化、省電力化を実現
した指紋照合装置において、該シリコンチップに対象者
の手指が接触されることによる該シリコンチップの静電
破壊や物理的な破壊が防止された指紋照合装置を提供し
ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る指紋照合装置は、対象者の指が接触さ
れることにより該指の指紋の情報を画像情報として取り
込む指紋検知素子と、この指紋検知素子に接触する指が
通過する経路の近傍に配設された導電材料からなる導電
部材とを備えており、この導電部材は、指紋検知素子に
接触しようとする指が該指紋検知素子に接触する前に該
指によって接触され、該指を介して対象者の人体に蓄積
されていた電荷を放出させることを特徴とするものであ
る。

【０００９】また、本発明は、上述のような指紋照合装
置において、指紋検知素子の動作電源の投入及び遮断を
制御する制御手段を設け、この制御手段により、指紋検
知素子に指が接触される直前に該指紋検知素子の動作電
源が立ち上げられ、指紋の情報の取り込みの終了直後に
該動作電源が遮断されるようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１０】さらに、本発明は、上記の指紋照合装置に
おいて、制御手段は、指紋検知素子に接触しようとする
指によって導電部材が接触されたときに指紋検知素子の
動作電源を立ち上げることとしたものである。

【００１１】そして、本発明に係る指紋照合装置は、対
象者の指が接触されることにより該指の指紋の情報を画
像情報として取り込む指紋検知素子と、この指紋検知素
子の少なくとも指が接触される部分を覆う状態と該指が
接触される部分を外方にの臨ませる状態との間で変位可
能となされたカバー部材とを備えていることを特徴とす
るものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１３】本発明に係る指紋照合装置は、図１に示す
ように、対象者の指が接触されることにより該指の指紋
の情報を画像情報として取り込む指紋検知素子となるシ
リコンチップ１を備えて構成された指紋照合装置であ
る。この指紋照合装置は、カード状の薄い筐体２を備え
て構成され、この筐体２内に、シリコンチップ１を内蔵
している。

【００１４】筐体２内には、ムービングプレート３が設
けられている。このムービングプレート３は、図２に示
すように、導電材料である金属バネ材からなり４本の突
片部を有する導電部材となる板バネ部４と、この板バネ
部４の略々中央部分に取付けられたガイド板５とから構
成されている。ガイド板５は、合成樹脂材料により形成
されている。板バネ部４の４本の突片部は、両側に向け
て一対ずつが設けられており、各々の先端側が筐体２内
において固定されており、ガイド板５を筐体２の厚み方
向に移動可能に支持している。

【００１５】筐体２内には、プリント基板７が内蔵され
ている。このプリント基板７上には、シリコンチップ１
が配設されている。シリコンチップ１は、プリント基板
７の上面部に取付けられることにより、対象者の指が接
触される検知面を筐体２の上面側に向けた状態で支持さ
れる。そして、このシリコンチップ１は、対象者の指が
接触される検知面を、板バネ部４の中央部に設けられた
透孔、ガイド板５の中央部に設けられた透孔、及び、筐
体２の上面部に形成された透孔６を介して、該筐体２の
外方に臨ませている。すなわち、板バネ部４は、シリコ
ンチップ１に接触する指が通過する経路の近傍に配設さ
れている。板バネ部４及びガイド板５の中央部に設けら
れた透孔は、シリコンチップ１の形状及び大きさと略々
同じ形状及び大きさを有している。また、筐体２の透孔
６は、ガイド板５の形状及び大きさと略々同じ形状及び
大きさを有している。このガイド板５は、板バネ部４が
自然状態であるときにおいては、筐体２の透孔６を介し
て、該筐体２の上面部より上方側に突出している。

【００１６】そして、ムービングプレート３の板バネ部
４は、図２に示すように、プリント基板７上のグランド
パターンに半田付けにより電気的に接続されている。す
なわち、板バネ部４は、プリント基板７上の電気回路の
グランド電位部に電気的に接続されている。プリント基
板７上には、シリコンチップ１から送られる指紋画像の
情報を解析し、照合し、または、記憶（登録）するため
の電気回路が配設されている。

【００１７】この指紋照合装置において、指紋の照合、
または、登録を行うために、指をシリコンチップ１上に
載せるときには、ムービングプレート３のガイド板５の
透孔に指を合わせて押し下げる。すると、この指は、板
バネ部４に接触した状態で、ガイド板５及び板バネ部４
を押し下げ、シリコンチップ１の検知面に接触する。こ
のとき、シリコンチップ１により、接触した指の指紋画
像が電気的に読み取られる。

【００１８】この指紋照合装置においては、上述のよう
に、シリコンチップ１の検知面に触れようとする対象者
の指（人体）は、該検知面に触れるより前に、板バネ部
４に接触する。このとき、対象者の人体に電荷が蓄積さ
れていたとしても、この電荷は、板バネ部４を介して、
プリント基板７上のグランドパターンに放出される。す
なわち、この指紋照合装置においては、シリコンチップ
１に接触する直前に指が他の導電物質に触れることによ
り、人体に帯電されていた静電気が除去されるので、こ
のような静電気によりシリコンチップ１が静電破壊を起
こすことが防止されている。

【００１９】そして、この指紋照合装置は、図１に示す
ように、シリコンチップ１の少なくとも指が接触される
検知面を覆う状態と、該検知面を外方にの臨ませる状態
との間で変位可能となされたカバー部材として、スライ
ドカバー８を備えている。このスライドカバー８は、シ
リコンチップ１を物理的な破壊から保護するためのもの
である。すなわち、このスライドカバー８は、筐体２の
上面部に位置し、両側部分を筐体２の両側面部に設けら
れたガイド溝９に支持されることにより、該筐体２に対
してスライド可能となされ、該筐体２の透孔６を閉蓋す
る前方側位置と、該透孔６を開蓋する公報側位置とに亘
って移動可能となされている。このスライドカバー８の
大きさは、ムービングプレート３を全面的に覆うことが
できる程度の大きさとなされている。

【００２０】このスライドカバー８は、指紋照合装置を
使用しないときに、ガイド板５を透孔６内に押し下げた
状態で前方側にスライドされ、ムービングプレート３を
全面的に覆うことで、シリコンチップ１をメカニカルな
外圧から保護する。また、このようにスライドカバー８
が閉蓋された状態においては、輸送中（運搬中）におい
てもムービングプレート３が振動等により上下に変位す
ることが防止され、プリント基板７上の電子部品に対す
る該振動等の悪影響が防止される。このように、振動等
による電子部品に対する影響が防止されていることは、
特に、携帯用の機器として構成した場合に有用である。

【００２１】そして、この指紋照合装置においては、シ
リコンチップ１の動作電源の投入及び遮断を制御する制
御手段となる制御回路が備えられている。この制御回路
は、指紋を照合する直前にシリコンチップ１の動作電源
を立ち上げ、照合の終了直後に該電源を遮断するもので
ある。このようにシリコンチップ１の動作電源を制御す
ることは、低消費電力が重視される場合、例えば、いわ
ゆるノート型パーソナルコンピュータなどに接続して使
用する用途等において有用である。

【００２２】制御回路が、シリコンチップ１に指が接触
される直前に該シリコンチップ１の動作電源を立ち上げ
るようにするためには、例えば、シリコンチップ１に接
触しようとする指によって板バネ部４が接触されたとき
に、該動作電源を立ち上げるようにすればよい。

【００２３】また、ホトリフレクタ１０によって、ムー
ビングプレート３の位置を検出し、スライドカバー８の
状態及びシリコンチップ１上の指の有無を検出すること
によっても、駆動電源の制御を行うことができる。ホト
リフレクタ１０は、発光素子（発光ダイオード）と受光
素子とを有して構成され、プリント基板７上のムービン
グプレート３の近傍に配設される。ムービングプレート
３が初期位置にあり板バネ部４が自然状態となっている
場合には、発光素子からの光は、ムービングプレート３
に反射され、受光素子に戻る。しかし、ムービングプレ
ート３が押し下げられると、発光素子からの光が受光素
子に戻らなくなることから、スライドカバー８が閉蓋状
態にあること、または、シリコンチップ１上に指が置か
れていることを検出することができる。この場合、制御
回路は、スライドカバー８が閉蓋状態にあるときにおい
ては、シリコンチップ１の動作電源を遮断し、スライド
カバー８が開蓋状態にあり、かつ、シリコンチップ１上
に指が置かれているときのみにおいて、該動作電源を投
入する。

【００２４】プリント基板７上において構成されている
電気回路は、図３に示すように、ＣＰＵ（中央処理回
路）１１を有して構成されている。このＣＰＵ１１は、
指紋照合装置全体の動作を制御する。このＣＰＵ１１に
は、ホトリフレクタ１０が接続され、また、パワーコン
トローラ１２を介して、シリコンチップ１、デジタイザ
１３、照合コントローラ１４、及び、登録データ用フラ
ッシュメモリ１５が接続されている。さらに、ＣＰＵ１
１には、バスを介して、ＵＳＢインターフェイス１６、
プログラム用ＲＡＭ１７及びプログラム用ＲＯＭ１８が
接続されている。プログラム用ＲＯＭ１８には、プログ
ラムが記録されている。プログラム用ＲＡＭ１７は、Ｃ
ＰＵ１１のワーキング（作業領域）用である。また、Ｃ
ＰＵ１１は、ＵＳＢインターフェイス１６を介して、外
部のホストコンピュータ１９に接続されている。

【００２５】この指紋照合装置においては、対象者の指
紋の照合、または、登録時において、シリコンチップ１
の検知面上に指が置かれると、このシリコンチップ１に
おいて取り込まれた画像情報は、デジタイザ１３を通し
て照合コントローラ１４に送られる。

【００２６】新規の指紋の登録時には、テンプレートと
呼ばれる指紋の一部のデータが登録データ用フラッシュ
メモリ１５に記憶される。指紋の照合時には、同様の方
法で、照合コントローラ１４に送られた画像情報と、す
でに登録されているテンプレートとが比較され、照合結
果が照合コントローラ１４から出力される。この照合結
果は、ＵＳＢインターフェイス１６を経由して、ホスト
コンピュータ１９に送られる。

【００２７】このような登録、または、照合の動作が終
了すると、一定時間後に、パワーコントローラ１２が働
き、シリコンチップ１、デジタイザ１３、照合コントロ
ーラ１４及び登録データ用フラッシュメモリ１５への電
源供給が遮断される。このように電源が遮断されること
により、低消費電力の指紋照合装置が実現される。

【００２８】そして、再度、シリコンチップ１上に指が
置かれると、ムービングプレート３が押し下げられるこ
とから、ホトリフレクタ１０からの出力信号が変化す
る。ＣＰＵ１１は、この出力信号の変化を検出すると、
パワーコントローラ１２を制御し、電源供給を開始させ
る。そして、パワーコントローラ１２は、再び、シリコ
ンチップ１、デジタイザ１３、照合コントローラ１４及
び登録データ用フラッシュメモリ１５への電源供給を始
める。

【００２９】そして、この指紋照合装置は、図４に示す
ように、ガイド板を設けずに、上述の実施の形態におい
てガイド板が果たしている機能が筐体２の上面部の透孔
６の周囲に設けたガイド突条２０によって果たされるよ
うに構成することもできる。この場合においては、ムー
ビングプレート３は、板バネ部４のみによって構成され
ることとなる。

【００３０】さらに、この指紋照合装置においては、図
５に示すように、ムービングプレート３を、筐体２の前
後方向に延在された１枚の板バネ２１によって構成する
こととしてもよい。この板バネ２１は、図６に示すよう
に、筐体２内において後端側を固定され、前端側をシリ
コンチップ１上に位置させている。この板バネ２１の前
端側には、シリコンチップ１の検知面に対応した透孔が
形成されている。また、この板バネ２１の後端側は、図
７に示すように、プリント基板７のグランドパターンに
半田付けにより電気的に接続されている。この板バネ２
１の前端側は、シリコンチップ１に接触しようとする指
により、該シリコンチップ１よりも先に接触され、該シ
リコンチップ１に接近する方向に変位される。

【００３１】また、この指紋照合装置は、図８に示すよ
うに、スライドカバー２２とムービングプレートとを一
体として構成することもできる。

【００３２】すなわち、この実施の形態においては、シ
リコンチップ１を保護するためのスライドカバー２２
は、例えば、ステンレス（Ｓｕｓ）のようなバネ性を有
する材料で構成されている。そして、このスライドカバ
ー２２は、図９に示すように、筐体２の透孔６を覆う閉
蓋板部２３と、シリコンチップ１に対応した透孔が形成
されたムービングプレート部２４と、これら閉蓋板部２
３及びムービングプレート部２４を連結する連結部２５
とを有して、一体的に構成されている。このスライドカ
バー２２は、筐体２の透孔６が形成された側である前側
部に連結板部２５を沿わせた状態で、該前側部に沿って
スライド可能となされている。また、このスライドカバ
ー２２は、図１１に示すように、閉蓋板部２３を筐体２
の上面側に沿わせるとともに、ムービングプレート部２
４を筐体２の前側部に設けられたスリットを介して該筐
体２内に進入させている。

【００３３】スライドカバー２２は、閉蓋板部２３を透
孔６上に位置させている状態においては、図８に示すよ
うに、該透孔６を閉蓋し、シリコンチップ１を保護して
いる。そして、スライドカバー２２は、スライド操作さ
れることにより、図１０に示すように、ムービングプレ
ート部２４をシリコンチップ１上に位置させる状態とな
ると、このムービングプレート部２４にある透孔の位置
を筐体２の透孔６の位置に一致させ、該シリコンチップ
１の検知面を筐体２の外方に臨ませる。この状態におい
て、ムービングプレート部２４は、図１２に示すよう
に、筐体２の天板部とシリコンチップ１との間に位置し
ていることとなり、透孔６よりシリコンチップ１に接触
するために指が挿入されると、該シリコンチップ１より
も先に該指に接触され、該シリコンチップ１に接近する
方向に変位される。

【００３４】なお、上述のスライドカバー８，２２は、
筐体２との間に配設されたバネによって、該筐体２の透
孔６を閉蓋することとなる方向に常に付勢されているこ
ととしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る指紋照合装
置においては、導電部材は、指紋検知素子に接触しよう
とする指が該指紋検知素子に接触する前に該指によって
接触され、該指を介して対象者の人体に蓄積されていた
電荷を放出させる。

【００３６】また、本発明に係る指紋照合装置において
は、制御手段により、指紋検知素子に指が接触される直
前に該指紋検知素子の動作電源が立ち上げられ、指紋の
情報の取り込みの終了直後に該動作電源が遮断される。

【００３７】さらに、本発明に係る指紋照合装置におい
ては、指紋検知素子の少なくとも指が接触される部分を
覆う状態と該指が接触される部分を外方にの臨ませる状
態との間で変位可能となされたカバー部材が設けられて
いる。

【００３８】すなわち、本発明は、シリコンチップによ
り画像取り込みを行うことによって大幅な小型化、省電
力化を実現した指紋照合装置であって、該シリコンチッ
プに対象者の手指が接触されることによる該シリコンチ
ップの静電破壊や物理的な破壊が防止された指紋照合装
置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る指紋照合装置の構成を示す斜視図
である。

【図２】上記指紋照合装置の要部の構成を示す平面図、
縦断面図及び側面図である。

【図３】上記指紋照合装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明に係る指紋照合装置の構成の他の形態を
示す縦断面図である。

【図５】本発明に係る指紋照合装置の構成のさらに他の
形態を示す斜視図である。

【図６】上記図５に示した指紋照合装置の構成を示す平
面図である。

【図７】上記図５に示した指紋照合装置の構成を示す側
面図である。

【図８】本発明に係る指紋照合装置の構成のさらに他の
形態を示す分解斜視図である。

【図９】上記図８に示した指紋照合装置のシャッタの構
成を示す側面図である。

【図１０】上記図８に示した指紋照合装置の構成を示す
斜視図である。

【図１１】上記図８に示した指紋照合装置の構成を示す
縦断面図である。

【図１２】上記図８に示した指紋照合装置においてシャ
ッタが開いた状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１シリコンチップ、２筐体、３ムービングプレー
ト、４板バネ部、５ガイド板、６透孔、７プリン
ト基板、８，２２スライドカバー、１０ホトリフレク
タ、１１ＣＰＵ、２０突条、２１板バネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山武彦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5B047 AA25 BA02 BC14 CA01 CA30 CB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象者の指が接触されることにより、該
指の指紋の情報を画像情報として取り込む指紋検知素子
と、上記指紋検知素子に接触する指が通過する経路の近傍に
配設された導電材料からなる導電部材とを備え、上記導電部材は、上記指紋検知素子に接触しようとする
指が該指紋検知素子に接触する前に、該指によって接触
され、該指を介して対象者の人体に蓄積されていた電荷
を放出させることを特徴とする指紋照合装置。
【請求項２】指紋検知素子の動作電源の投入及び遮断
を制御する制御手段を備え、上記制御手段は、指紋検知素子に接触しようとする指に
よって導電部材が接触されたときに、指紋検知素子の動
作電源を立ち上げることを特徴とする請求項１記載の指
紋照合装置。
【請求項３】対象者の指が接触されることにより、該
指の指紋の情報を画像情報として取り込む指紋検知素子
と、上記指紋検知素子の動作電源の投入及び遮断を制御する
制御手段とを備え、上記制御手段は、上記指紋検知素子に上記指が接触され
る直前に該指紋検知素子の動作電源を立ち上げ、指紋の
情報の取り込みの終了直後に該動作電源を遮断すること
を特徴とする指紋照合装置。
【請求項４】対象者の指が接触されることにより、該
指の指紋の情報を画像情報として取り込む指紋検知素子
と、上記指紋検知素子の少なくとも指が接触される部分を覆
う状態と、該指が接触される部分を外方にの臨ませる状
態との間で変位可能となされたカバー部材とを備えたこ
とを特徴とする指紋照合装置。