JP2001092961A - 指紋認証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の指を使用できない場合でも、信頼性を
低下させることなく個人を認証できる簡易な構成の指紋
認証装置を提供する。 【解決手段】 指紋特徴量用メモリ１３には、同一人物
について２以上の本数Ｎｒ１の指の指紋に関するデータ
が登録される。指紋撮像デバイス１１は、同一人物につ
いて複数の指の指紋に関するデータを入力する。制御部
１６は、プログラム用ＲＯＭ１５に記録されたプログラ
ムに従って、入力データと登録データとを照合し、入力
された指の本数とＮｒ１未満の所定の閾値Ｎｔ１とを比
較し、入力データが登録データに一致する照合結果、お
よび入力された指の本数がＮｔ１以上である比較結果が
得られた場合に個人を認証する。このような構成によっ
て、指を負傷するなどして、特定の指の指紋を入力でき
なくなった場合でも、それ以外の指を使用して指紋認証
を続行することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋を利用して個
人または複数人のグループを認証する指紋認証装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】指紋を利用した個人認証は従来より行な
われており、指紋認証の信頼性を向上させる技術とし
て、指紋認証とともにＩＣ（集積回路）カードや暗証番
号などを併用するものが考えられている。この他の先行
技術を次に挙げる。

【０００３】特開昭６１−１７５８６５に記載された個
人識別装置では、複数本の指の指紋を各個人固有の所定
順序で登録しておき、順に入力された指の指紋を登録順
に従って照合し、登録された全ての指の指紋が一致し、
かつ入力順が登録順に一致した場合に限って、登録され
た個人と同一であるという最終判定を下す。

【０００４】特開昭６１−１７７５８０に記載された指
紋判別装置では、２本以上の指について、指紋リーダか
ら読取られた指紋情報と、メモリに記憶しておいた指紋
データとを照合し、記憶されていた全ての指に関して一
致した場合に限って、登録された個人であると識別す
る。また、複数台の指紋リーダで２本以上の指の指紋情
報を同時に読取る構成例も記載されている。

【０００５】特開平１０−１５４２３１に記載される本
人認証装置では、利用者の生態情報およびその順序を登
録しておき、これと利用者によって入力された生態情報
および入力順序とを照合し、両者が一致した場合に限っ
て正しい利用者であると判定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、指紋認証装置の他に、ＩＣカード
リーダや番号入力キーなどが必要であり、装置の構成が
複雑で大型となる。

【０００７】また、利用者が指の登録順序を忘れた場合
や、指を負傷して特定の指の指紋を入力できなくなった
場合に、利用者が正規の利用者として識別されず、指紋
認証を利用した機器を全く操作できなくなる。また、指
紋リーダを複数使用する場合、設置コストが増大する。

【０００８】本発明の目的は、特定の指を使用できない
場合でも、信頼性を低下させることなく個人を認証でき
る簡易な構成の指紋認証装置を提供することである。

【０００９】また本発明の目的は、特定の人の指を使用
できない場合に、信頼性を低下させることなく複数人の
グループを認証できる簡易な構成の指紋認証装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、同一人物につ
いて２以上の本数Ｎｒ１の指の指紋に関するデータを登
録する登録手段と、同一人物について複数の指の指紋に
関するデータを入力する入力手段と、入力データと登録
データとを照合する照合手段と、入力された指の本数と
Ｎｒ１未満の所定の閾値Ｎｔ１とを比較する比較手段と
を備え、入力データが登録データに一致する照合結果、
および入力された指の本数がＮｔ１以上である比較結果
が得られた場合に個人を認証することを特徴とする指紋
認証装置である。

【００１１】本発明に従えば、予め定めた本数Ｎｔ１以
上の指の指紋が、登録した指紋に一致した場合にその個
人を認証するので、指を負傷するなどして、特定の指の
指紋を入力できなくなった場合でも、それ以外の指を使
用して指紋認証を続行することができる。また、Ｎｒ１
未満の数の中からＮｔ１を適当に選ぶことによって、信
頼性をそれほど低下させることはない。たとえば、Ｎｒ
１＝５本の指を登録し閾値としてＮｔ１＝３または４を
選ぶことによって、５本の指のうち３本以上または４本
以上の指が登録データと一致しさえすれば、その個人を
認証することができ、信頼性も充分である。勿論、１本
の指だけの指紋認証よりも、信頼性は高い。さらに、Ｎ
ｔ１を増減させることによって、利用状況に応じ信頼性
と使い勝手とのバランスを取ることも可能である。

【００１２】また本発明は、前記入力手段によって入力
された指の本数を表わす入力情報を記憶する入力情報記
憶手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、利用者によって入力され
た指の本数を表わす入力情報を記憶しておくので、この
入力情報をさらに個人認証のために使用したり、指紋認
証装置の内部の制御、または装置の外部に接続された機
器の制御のために使用することなどが可能である。

【００１４】また本発明は、前記入力手段によって入力
された指の種類を表わす入力情報を記憶する入力情報記
憶手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、利用者によって入力され
た指の種類を表わす入力情報を記憶しておくので、上述
したのと同様に、入力情報をさらに個人認証のために使
用したり、指紋認証装置の内部の制御、または装置の外
部に接続された機器の制御のために使用することなどが
可能である。

【００１６】また本発明は、前記入力情報記憶手段は、
指の種類を入力順に記憶することを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、利用者によって入力され
た指の種類を入力順に記憶しておくので、指の入力順も
入力情報と同様に使用できる。すなわち、個人認証のた
めに使用したり、指紋認証装置の内部の制御、または装
置の外部に接続された機器の制御のために使用すること
などが可能である。

【００１８】また本発明は、同一グループに属する２以
上の人数Ｎｒ２の人物について指紋に関するデータをそ
れぞれ登録する登録手段と、複数の人物について指紋に
関するデータをそれぞれ入力する入力手段と、入力デー
タと登録データとを照合する照合手段と、入力された人
の数とＮｒ２未満の所定の閾値Ｎｔ２とを比較する比較
手段とを備え、入力データが登録データに一致する照合
結果、および入力された人の数がＮｔ２以上である比較
結果が得られた場合にグループを認証することを特徴と
する指紋認証装置である。

【００１９】本発明に従えば、複数人のグループを単位
として認証することができる。たとえば、グループを構
成する各個人の指紋認証によって開錠する電子ロックな
どを実現することが可能である。

【００２０】また、予め定めた人数Ｎｔ２以上の人の指
紋が登録した指紋に一致した場合に複数人のグループを
認証するので、グループの１人だけが居ないなど、特定
の人の指紋を入力できない場合でも、それ以外の人の指
だけで指紋認証を続行できる。また、Ｎｒ２未満の数の
中からＮｔ２を適当に選ぶことによって、信頼性をそれ
ほど低下させることはない。たとえば、Ｎｒ２＝１０人
の指を登録し閾値としてＮｔ２＝８または９を選ぶこと
によって、１０人のうち８人以上または９人以上の人の
指が登録データと一致しさえすれば、そのグループを認
証することができ、信頼性も充分である。さらに、Ｎｔ
２を増減させることによって、利用状況に応じ信頼性と
使い勝手とのバランスを取ることも可能である。

【００２１】また本発明は、前記登録手段は、人数Ｎｒ
２の人の指紋データを所定の順序で登録し、前記照合手
段は、入力順および登録順に従って入力データと登録デ
ータとを照合することを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、入力順および登録順に従
って入力データと登録データとを照合するので、指紋が
一致してかつ入力の順序が一致した場合に限って、グル
ープを認証でき、グループ認証の信頼性をさらに向上さ
せることができる。

【００２３】また本発明は、前記入力手段によって入力
された人数を表わす入力情報を記憶する入力情報記憶手
段をさらに備えたことを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、指紋を入力した人の数を
表わす入力情報を記憶しておくので、この入力情報をさ
らにグループ認証のために使用したり、指紋認証装置の
内部の制御、または装置の外部に接続された機器の制御
のために使用することなどが可能である。

【００２５】また本発明は、前記入力手段によって入力
された人を識別するための入力情報を記憶する入力情報
記憶手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、指紋を入力した人を識別
するための入力情報、すなわち識別データを記憶してお
くので、上述したのと同様に、識別データをさらにグル
ープ認証のために使用したり、指紋認証装置の内部の制
御、または装置の外部に接続された機器の制御のために
使用することなどが可能である。

【００２７】また本発明は、前記入力情報記憶手段は、
入力情報を入力順に記憶することを特徴とする。

【００２８】本発明に従えば、指紋を入力した人の識別
データを入力順に記憶しておくので、その入力順も識別
データと同様に使用できる。すなわち、グループ認証の
ために使用したり、指紋認証装置の内部の制御、または
装置の外部に接続された機器の制御のために使用するこ
となどが可能である。

【００２９】また本発明は、接続された外部機器に入力
情報を出力する出力手段をさらに備えたことを特徴とす
る。

【００３０】本発明に従えば、接続された外部機器に入
力情報を出力するので、上記の様々な入力情報を用いて
外部機器を制御することができる。たとえば、外部機器
に設けられた複数のスイッチのオン／オフ制御などが可
能である。特に、指の種類や利用者の識別データに応じ
た制御も可能であるため、これらの入力情報を組合わせ
れば、外部機器に数多くの指示を送ることが可能であ
り、たとえば、テレビのリモコンなどに認証装置を接続
し、親が一緒に居るときのみ子供がテレビを操作できる
ようにすることも可能となる。

【００３１】また本発明は、接続された外部機器に、入
力情報記憶手段に記憶された入力情報を記憶順に出力す
る出力手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００３２】本発明に従えば、入力順と同一順序で記憶
された入力情報を、さらに同一順序で外部機器に出力す
るので、入力順も入力情報と同様に扱うことができ、外
部機器を制御するための情報として使用可能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
ある指紋認証装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。指紋認証装置は、撮像デバイス１１、指紋画像用メ
モリ１２、指紋特徴量用メモリ１３、入力指情報用メモ
リ１４、プログラム用ＲＯＭ（ReadOnly Memory）１
５、制御部１６および出力部１７を備える。

【００３４】撮像デバイス１１は、ＣＣＤ（固体撮像素
子）カメラなどであって、指紋を画像として撮像する。
指紋画像用メモリ１２は、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM;Rand
omAccess Memory）などの揮発性の記憶装置であり、指
紋特徴量用メモリ１３および入力情報用メモリ１４は、
フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置である。特
に、入力情報用メモリ１４は、一致すると判定した指の
種類とユーザを識別する識別番号を入力順に格納する。
プログラム用ＲＯＭ（Read Only Memory）１５は、デー
タを記録するＣＤ−ＲＯＭ（Conpact Disk-ROM）などの
記録媒体であって、読出し装置によって記録されている
データが読出される。プログラム用ＲＯＭ１５に記録さ
れたプログラムは、指紋特徴量抽出処理を行うプログラ
ム、指紋類似度算出処理を行うプログラム、および認証
判定処理を行うプログラムなどである。

【００３５】制御部１６は、各種演算を行うＣＰＵ（中
央処理装置）などで構成され、プログラム用ＲＯＭ１５
に記録されたプログラムに従って処理流れを制御する。
出力部１７は、入力に使用された指の本数と指の種類と
ユーザの識別番号を入力順に出力する。

【００３６】図２は、図１の指紋認証装置の処理流れを
示すフローチャートである。処理が開始されると、ステ
ップａ１において、撮像デバイス１１によって撮像され
た指紋画像は、指紋画像用メモリ１２に格納される。次
にステップａ２において、制御部１６は、プログラム用
ＲＯＭ１５内のプログラムに従って指紋画像から指紋特
徴量を抽出する。指紋特徴量は、指紋の隆線の方向や隆
線が分岐する点の座標、隆線の端となる点の座標などで
ある。指紋特徴量を抽出するアルゴリズムについては、
既に公知技術が数多く存在している。

【００３７】次にステップａ３において、制御部１６
は、予め指紋特徴量用メモリ１３に登録されている本数
Ｎｒ１の指の指紋特徴量と、入力された指紋から抽出し
た特徴量とを比較してその類似度を算出する。指紋特徴
量用メモリ１３には、登録したユーザの識別番号と指の
種類も同時に登録しておく。次にステップａ４におい
て、類似度が充分大きいか否かを判定する。類似度が充
分大きく、同一指と判定される場合、次のステップａ５
に進む。類似度が大きくない場合、ステップａ１に戻っ
て、類似度が充分大きくなるまで、ステップａ１〜ａ４
の処理を繰返す。

【００３８】ステップａ５では、入力情報用メモリ１４
に、その指を登録したユーザの識別番号と指の種類を入
力順に格納する。次にステップａ６において、制御部１
６は入力情報用メモリ１４に格納された入力指データを
調べ、閾値判定を行う。あるユーザが予め定めた本数Ｎ
ｔ１以上の指で入力を行なっていた場合、次のステップ
ａ７に進み、閾値Ｎｔ１を超えない場合、ステップａ１
に戻って、閾値Ｎｔ１を超えるまでステップａ１〜ａ６
の処理を繰返す。Ｎｔ１は、Ｎｒ１未満の数である。

【００３９】ステップａ７では、そのユーザが認証され
たと判定し、出力部１７より入力に使用された指の本数
と指の種類とユーザの識別番号を入力順に出力する。次
にステップａ８では、入力情報用メモリ１４の内容を削
除した後、全体の処理を終了する。

【００４０】なお、認証開始ボタンを用意しておいて、
ユーザがボタンを押した時点で、入力された指の本数な
どを元に認証するかどうかの判定を行なってもよい。ま
た、入力が必要な指の本数を可変にするスイッチを設け
て、認証装置の管理者のみが変更を行なえるようにして
もよい。

【００４１】図３は、本発明の第２実施形態である指紋
認証装置の処理流れを示すフローチャートである。第２
実施形態の電気的構成は、第１実施形態と同一であるの
で、説明を省略する。

【００４２】図３の処理が開始されると、ステップｂ１
において、撮像デバイス１１によって撮像された指紋画
像は指紋画像用メモリ１２に送られて格納される。次に
ステップｂ２において、制御部１６はプログラム用ＲＯ
Ｍ１５内のプログラムに従って指紋画像から指紋の隆線
の方向や隆線が分岐する点の座標、隆線の端となる点の
座標などの特徴量を抽出する。

【００４３】次にステップｂ３において、制御部１６は
予め指紋特徴量用メモリ１３に登録された指紋特徴量
と、入力された指紋から抽出した特徴量とを比較してそ
の類似度を算出する。指紋特徴量用メモリ１３には、所
定の人数Ｎｒ２人のユーザの指紋特徴量、識別番号およ
び指の種類を同時に登録しておく。次にステップｂ４に
おいて、類似度が充分大きいか否かを判定する。類似度
が充分大きく、同一指と判断される場合、次のステップ
ｂ５に進み、類似度がそれほど大きくなく、同一指と判
断されない場合、ステップｂ１に戻り、類似度が充分の
大きくなるまで、ステップｂ１〜ｂ４の処理を繰返す。

【００４４】ステップｂ５では、入力情報用メモリ１４
にその指を登録したユーザの識別番号と指の種類を入力
順に格納する。なお、登録された指紋の中に入力された
指紋と同―指であると判断されるものがなかった揚合が
一定以上連続した時、認証に失敗したと判定して入力情
報用メモリ１４の内容を削除してもよい。あるいは、認
証開始時点から―定時間経過して未だ認証に至らなかっ
た時、認証に失敗したと判定して、入力情報用メモリ１
４の内容を削除してもよい。

【００４５】次にステップｂ６において、入力したユー
ザ数が予め定めた閾値Ｎｔ２以上であるか否かを判定す
る。ユーザ数がＮｔ２以上である場合、次のステップｂ
７に進み、ユーザ数がＮｔ２未満である場合、ステップ
ｂ１に戻り、ユーザ数がＮｔ２以上になるまでステップ
ｂ１〜ｂ６の処理を繰返す。Ｎｔ２は、Ｎｒ２未満の数
である。

【００４６】ステップｂ７では、制御部１６は入力情報
用メモリ１４に格納された入力指データを調べ、入力し
たユーザ数があらかじめ定めた人数以上に達していた場
合、認証されたと判定し、出力部１７より入力に使用さ
れた指の本数と指の種類とユーザの識別番号を入力順に
出力する。次にステップｂ８において、入力情報用メモ
リ１４の内容を削除した後、全体の処理を終了する。

【００４７】あるいは判定条件として、入力したユーザ
の順序が、例えぱ登録時の順序と同一であった場合に限
り、認証されたと判定してもよい。この時、入力を行な
う順序は、認証装置の管理者が自由に変更できるように
してもよい。また、登録した人物の中で特定の人物（一
人以上）が指紋を入力していない場合には、認証されな
いように制限を加えてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、予め定め
た本数Ｎｔ１以上の指の指紋が、登録した指紋に一致し
た場合にその個人を認証するので、指を負傷するなどし
て、特定の指の指紋を入力できなくなった場合でも、そ
れ以外の指を使用して指紋認証を続行することができ
る。

【００４９】また、利用者によって入力された指の本数
または種類を表わす入力情報を記憶しておくので、この
入力情報をさらに個人認証のために使用したり、指紋認
証装置の内部の制御、または装置の外部に接続された機
器の制御のために使用することなどが可能である。

【００５０】また、利用者によって入力された指の種類
を入力順に記憶しておくので、指の入力順も入力情報と
同様に、個人認証のために使用したり、指紋認証装置の
内部の制御、または装置の外部に接続された機器の制御
のために使用することなどが可能である。

【００５１】また、複数人のグループを認証することが
でき、さらに、予め定めた人数Ｎｔ２以上の人の指紋が
登録した指紋に一致した場合に複数人のグループを認証
するので、グループの１人だけが居ないなど、特定の人
の指紋を入力できない場合でも、それ以外の人の指だけ
で指紋認証を続行できる。

【００５２】また、入力順および登録順に従って入力デ
ータと登録データとを照合することによって、グループ
認証の信頼性をさらに向上させることができる。

【００５３】また、指紋を入力した人の数を表わす入力
情報、または入力された人を識別するための入力情報を
記憶しておくので、この入力情報をさらにグループ認証
のために使用したり、指紋認証装置の内部の制御、また
は装置の外部に接続された機器の制御のために使用する
ことなどが可能である。

【００５４】また、指紋を入力した人の識別データを入
力順に記憶しておくので、その入力順も識別データと同
様に、グループ認証のために使用したり、指紋認証装置
の内部の制御、または装置の外部に接続された機器の制
御のために使用することなどが可能である。

【００５５】また、接続された外部機器に入力情報を出
力するので、上記の様々な入力情報を用いて外部機器を
制御することができる。たとえば、外部機器に設けられ
た複数のスイッチのオン／オフ制御などが可能である。
特に、指の種類や利用者の識別データに応じた制御も可
能であるため、これらの入力情報を組合わせれば、外部
機器に数多くの指示を送ることが可能であり、たとえ
ば、テレビのリモコンなどに認証装置を接続し、親が一
緒に居るときのみ子供がテレビを操作できるようにする
ことも可能となる。

【００５６】また、入力順と同一順序で記憶された入力
情報を、さらに同一順序で外部機器に出力するので、入
力順も入力情報と同様に扱うことができ、外部機器を制
御するための情報として使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である指紋認証装置の電
気的構成を示すブロック図である。

【図２】図１の指紋認証装置の処理流れを示すフローチ
ャートである。

【図３】本発明の第２実施形態である指紋認証装置の処
理流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１１ 撮像デバイス １２ 指紋画像用メモリ １３ 指紋特徴量用メモリ １４ 入力指情報用メモリ １５ プログラム用ＲＯＭ １６ 制御部 １７ 出力部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一人物について２以上の本数Ｎｒ１の
   指の指紋に関するデータを登録する登録手段と、 同一人物について複数の指の指紋に関するデータを入力
   する入力手段と、 入力データと登録データとを照合する照合手段と、 入力された指の本数とＮｒ１未満の所定の閾値Ｎｔ１と
   を比較する比較手段とを備え、 入力データが登録データに一致する照合結果、および入
   力された指の本数がＮｔ１以上である比較結果が得られ
   た場合に個人を認証することを特徴とする指紋認証装
   置。
2. 【請求項２】 前記入力手段によって入力された指の本
   数を表わす入力情報を記憶する入力情報記憶手段をさら
   に備えたことを特徴とする請求項１記載の指紋認証装
   置。
3. 【請求項３】 前記入力手段によって入力された指の種
   類を表わす入力情報を記憶する入力情報記憶手段をさら
   に備えたことを特徴とする請求項１記載の指紋認証装
   置。
4. 【請求項４】 前記入力情報記憶手段は、指の種類を入
   力順に記憶することを特徴とする請求項３記載の指紋認
   証装置。
5. 【請求項５】 同一グループに属する２以上の人数Ｎｒ
   ２の人物について指紋に関するデータをそれぞれ登録す
   る登録手段と、 複数の人物について指紋に関するデータをそれぞれ入力
   する入力手段と、 入力データと登録データとを照合する照合手段と、 入力された人の数とＮｒ２未満の所定の閾値Ｎｔ２とを
   比較する比較手段とを備え、 入力データが登録データに一致する照合結果、および入
   力された人の数がＮｔ２以上である比較結果が得られた
   場合にグループを認証することを特徴とする指紋認証装
   置。
6. 【請求項６】 前記登録手段は、人数Ｎｒ２の人の指紋
   データを所定の順序で登録し、 前記照合手段は、入力順および登録順に従って入力デー
   タと登録データとを照合することを特徴とする請求項５
   記載の指紋認証装置。
7. 【請求項７】 前記入力手段によって入力された人数を
   表わす入力情報を記憶する入力情報記憶手段をさらに備
   えたことを特徴とする請求項５記載の指紋認証装置。
8. 【請求項８】 前記入力手段によって入力された人を識
   別するための入力情報を記憶する入力情報記憶手段をさ
   らに備えたことを特徴とする請求項５記載の指紋認証装
   置。
9. 【請求項９】 前記入力情報記憶手段は、入力情報を入
   力順に記憶することを特徴とする請求項８記載の指紋認
   証装置。
10. 【請求項１０】 接続された外部機器に入力情報を出力
    する出力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項
    ２、３、７および８のうちのいずれか１項に記載の指紋
    認証装置。
11. 【請求項１１】 接続された外部機器に、入力情報記憶
    手段に記憶された入力情報を記憶順に出力する出力手段
    をさらに備えたことを特徴とする請求項４または９記載
    の指紋認証装置。