JP2006204471A - 指紋検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指紋読取部への油脂成分、汗、ゴミ等の付着による汚染を防ぐとともに、指の表面状態にかかわらず、常に正確な指紋の読み取りが可能な指紋検出装置を提供する。
【解決手段】人が指１０を指紋センサ２１の指紋読取部に対応する位置のテープ状フィルム・シート２２の上に載せると、指紋センサ２１の指紋読取部により指紋が読み取られ、指紋データ登録部に予め登録されている複数人の指紋データと照合される。そして、指紋照合が完了すると、モータ２７、２８によりローラ２５、２６が一定量だけ回転し、テープ状フィルム・シート２２が指紋センサ２１をカバーする距離Ｌだけ移動する。また、モータ２７、２８が駆動されている間、清掃機構２９が移動するフィルム・テープの指が触れた側を清掃するとともに、消毒を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、指紋検出装置に関し、特に指紋検出センサの指紋読取部の汚れを防止することができる指紋検出装置に関する。

近年、銀行や役所等で本人を確認する場合や、電子機器を動作させる場合、あるいは、特定施設建物に入場する場合に認証システムによって個人識別を行うことが多くなってきた。
認証システムの代表的なものとして、パスワードによる認証があるが、パスワードによる保護はパスワードの桁数を増やすと間違って記憶したり忘れやすく、また、短くすると他人と重複することや他人に解読される恐れがあるため、指紋照合システムによって本人であるか否かの確認を行うことが多くなっている。

このような指紋照合システムにおいて、指紋の読み取り装置としては、ＣＣＤカメラやスキャナ等を用いて指紋の凹凸パターンを読み取る光学式センサ、指紋の山谷とのギャップ差により生ずる静電容量の差を検出する静電容量式センサ、指紋による圧力を検知する感圧式センサ、指が接触することにより生じる温度上昇を検出する感熱式センサ等がある。

光学式の指紋センサは、指紋の凹凸を光の強弱に変換し、これを撮像素子によって電気信号（指紋に応じた画像信号）に変換するものである。
また、静電容量式の指紋センサは、半導体基板上に２次元アレイ状に配列された電極群と誘電体層とをその順に積層して構成されており、誘電体層に指を当接させることにより、誘電体層と電極との間に形成される静電容量を電気的に検出するものである。形成される静電容量の大きさは、指先表面と電極との距離に比例するため、指先の降線部分と谷線部分とで静電容量の大きさに差ができ、ちょうど指紋の凹凸パターンの沿った静電容量の分布が形成されるので、この静電容量の分布を電極で検出し、２次元画像に加工して指紋の凹凸パターンを形成する。

従来の指紋検出装置は、上記のように構成されているが、従来の指紋検出装置では、指が直接指紋検出センサの指紋読取部に触れるため、油脂成分、汚れ、ゴミ等が読取部に付着または蓄積することにより読み取り精度が低下し、認証率の低下につながるという問題があった。

また、この指紋読取部に、照合者の汗や脂分が残っていると、次の照合者に対して不快感を与え、神経質な人は、先に使った人の指紋の跡が残っていたりすると、その上に直接指を置くことをためらったり、指紋読取部に指を直におかずに少し浮かせたりし、正確な指紋の読み取りができなくなってしまうという問題もあった。

さらに、指紋センサの弱点である指の表面の状態、例えば、ざらざらしている、濡れている、乾燥している、汚れているなどの状態によって検出した指紋が不鮮明になり、照合精度が低下するという問題も生じている。

一方、従来の光学式の指紋検出装置の場合、指紋読取部に置かれた物体のパターンを登録されている指紋データと比較するだけであるので、指紋読取部に置かれた指が生きている本物の人（生体）の指でなく、例えば、シリコンゴムにより複製されたものであっても、登録された指紋データと一致し、誤認識を起こす可能性があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、指紋読取部への油脂成分、汗、ゴミ等の付着による汚染を防ぐとともに、指の表面状態にかかわらず、常に正確な指紋の読み取りが可能であり、また、指紋の複製による悪用を防止することができる指紋検出装置を提供する。

上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明の指紋検出装置は、指紋を検出する指紋検出センサと、前記指紋検出センサの指紋読取部を覆うテープ状フィルムと、前記テープ状フィルムを移動させる送り機構とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の指紋検出装置は、請求項１に記載された指紋検出装置において、前記テープ状フィルムがエンドレス構造となっており、このエンドレス構造のテープ状フィルムの移動経路にテープ状フィルムの清掃機構が設けられていることを特徴とする。

さらに、請求項３に係る発明の指紋検出装置は、請求項１または請求項２に記載された指紋検出装置において、前記テープ状フィルムに特殊加工が施されていることを特徴とし、
請求項４に係る発明の指紋検出装置は、請求項１または請求項２に記載された指紋検出装置において、前記テープ状フィルムに生体検知機構が設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明の指紋検出装置によれば、指紋を検出する指紋検出センサの指紋読取部がテープ状フィルムで覆われており、指が指紋検出センサの指紋読取部に触れて、油脂成分や汚れ、ゴミ等が読取部に付着しても、次の指紋検出時には、テープ状フィルムの新しい部位が指紋読取部に対応した位置に移動してくるので、毎回、汚れのない安定した状態での指紋検出が可能となる。

また、請求項２に係る発明の指紋検出装置によれば、テープ状フィルムがエンドレス構造となっており、このエンドレス構造のテープ状フィルムの移動経路にテープ状フィルムの清掃機構が設けられているので、指紋採取時、毎回、消毒、清掃された採取部に指を載せることができる。このため、衛生面での抵抗感を低減することができ、個人レベルの使用から公共の施設への装置の展開が可能となる。
さらに、テープ状フィルムがエンドレス構造となっているので、テープ状フィルムを交換する必要がなく、メンテナンス費用を抑えることが可能となる。

また、請求項３に係る発明の指紋検出装置によれば、テープ状フィルムに特殊加工が施されており、指の表面の様々な状態を適切な状態に保つことができるので、指紋を明確化し、照合精度を上げることが可能となる。
さらに、請求項４に係る発明の指紋検出装置によれば、テープ状フィルムに生体検知機構が設けられており、擬似指や切断指等が使用された場合、生体でないことを検知できるので、偽装行為を防止することができる。

以下、本発明の指紋検出装置の実施例について、図面を用いて説明する。図１、図２は本発明の指紋検出装置の構成を示す図であり、図３は指紋検出装置の制御機構を示すブロック図である。
図１に示す指紋検出装置において、１は指紋センサ、２はテープ状フィルム・シート、３はフィルム・シートの送り出しローラ、４はフィルム・シートの巻き取りローラ、５、６はローラ、７は巻取りローラを駆動するモータである。

指紋センサ１は、図２の指紋センサ近傍の拡大図に示すように、指紋を読み取る指紋読取部８を備え、この指紋読取部８に対応する位置のテープ状フィルム・シートに指が載せられると、指紋読取部８により指紋の情報が読み取られる。なお、指紋センサ１としては、光学式、感圧式、感熱式、静電容量式等、任意の方式のセンサを使用することが可能である。
また、テープ状フィルム・シート２はボビンに巻き取られた状態で送り出しローラ３にセットされ、巻き取りローラ４がモータ７によって回転させられることにより、ローラ、５、６を介して巻き取りローラ４に巻き取られる。

一方、指紋検出装置の制御機構は、図３に示すように、指紋センサ１の出力が入力されるとともに、モータ７の駆動を制御する制御部１１、登録済みの指紋の指紋データが登録されている指紋データ登録部１２、指紋センサ１が読み取った指紋データと指紋データ登録部１２に登録されている複数人の指紋データとを照合する指紋照合部１３及び照合結果を表示する表示部１４により構成されている。

次に、図１〜図３に示す指紋検出装置の指紋検出時の動作について説明する。人が指１０を指紋センサ１の指紋読取部８に対応する位置のテープ状フィルム・シート２の上に載せると、指紋センサ１によってこれが検知され、制御部１１が指紋センサ１の指紋読取部８により指紋の読み取りを行わせる。そして、制御部１１は指紋センサ１によって読み取られた指紋の画像を指紋照合部１３に送り、指紋照合部１３は、指紋センサ１からの指紋の画像から特徴量を抽出することによって指紋データを形成し、この指紋データを指紋データ登録部１２に予め登録されている複数人の指紋データと照合することにより、検出した指紋データが予め登録されているいずれかの指紋データと一致するか否かを判別する。そして、指紋照合が完了すると、指紋照合部１３は照合結果を制御部１１に送り、制御部１１が照合結果を表示部１４に表示する。
なお、指が指紋センサ１に載せられたことを検知する方法としては、指紋センサ１に押圧検知スイッチを設ける方法、指紋センサ１の指紋読取部８により読み取った画像データから指がセンサに載せられたかどうかを判別する方法等、様々な方法を採用することができる。

一方、指紋照合部１３による指紋照合が完了すると、制御部１１はモータ７を駆動し、モータ７を一定量だけ回転させるので、テープ状フィルム・シート２が巻き取りローラ４に巻き取られ、指紋センサ１をカバーする距離Ｌだけ移動する。
これにより、指１０が指紋センサ１に触れて、油脂成分や汚れ、ゴミ等がフィルム・シート２に付着しても、次の指紋検出時には、テープ状フィルム・シート２の新しい部分が指紋センサ１に対応した位置に移動してくるので、毎回、汚れのない安定した状態での指紋検出が可能となる。

上記の実施例では、送り出しローラのフィルム・シートがなくなった場合には、新たなフィルム・シートのボビンを送り出しローラにセットすることとなるが、テープ状フィルム・シートをエンドレス構造とすることにより、テープ状フィルム・シートの交換作業を省略し、メンテナンス費用を少なくすることができる。

図４はテープ状フィルム・シートをエンドレス構造とした指紋検出装置の構成を示す図であり、図４において、２１は指紋センサ、２２はエンドレス構造のテープ状フィルム・シート、２３、２４、２５、２６はローラ、２７、２８はローラ２５、２６を駆動するモータ、２９は消毒機能を備えたフィルム・シート表面の清掃機構である。
エンドレス構造のテープ状フィルム・シート２２は、モータ２７、２８によってローラ２５、２６が駆動されると、矢印ａ方向に移動し、この移動過程で清掃機構２９によりフィルム・シートの指押圧側が清掃され、付着したゴミや汚れが除去されるとともに、消毒が行われる。

また、この指紋検出装置の制御機構は、図５に示すように、指紋センサ２１の出力が入力されるとともに、モータ２７、２８及び清掃機構２９を制御する制御部１１、登録済みの指紋の指紋データが登録されている指紋データ登録部１２、指紋センサ２１が読み取った指紋データと指紋データ登録部１２に登録されている複数人の指紋データとを照合する指紋照合部１３及び照合結果を表示する表示部１４により構成されている。

次に、図４に示す指紋検出装置の指紋検出時の動作について説明する。
上記と同様に、人が指１０を指紋センサ２１の指紋読取部に対応する位置のテープ状フィルム・シート２２の上に載せると、指紋センサ２１によってこれが検知され、制御部１１が指紋センサ２１の指紋読取部により指紋の読み取りを行わせる。そして、制御部１１は指紋センサ２１によって読み取られた指紋の画像を指紋照合部１３に送り、指紋照合部１３によって指紋データ登録部１２に予め登録されている複数人の指紋データと照合させ、照合結果を表示部１４に表示する。

一方、指紋照合部１３による指紋照合が完了すると、制御部１１はモータ２７、２８を駆動し、モータ２７、２８を一定量だけ回転させる。これにより、ローラ２５、２６が一定量だけ回転し、テープ状フィルム・シート２２が指紋センサ２１をカバーする距離Ｌだけ移動する。また、制御部１１はモータ２７、２８を駆動している間、清掃機構２９に清掃指令を与え、清掃機構２９により移動するフィルム・テープの指が触れた側が清掃されるとともに、消毒が行われる。

このように、指紋採取時には、毎回、消毒、清掃されたフィルム・シートに指が触れることになるので、衛生面での抵抗感を低減することができる。また、テープ状フィルム・シートがエンドレス構造となっているので、フィルム・シートを交換する必要がなく、装置のメンテナンス費用を抑えることが可能となる。

一方、被険者の指の状態、例えば、ざらざら状態、濡れた状態、乾燥状態等を適切な状態に保つようにフィルム・シートに特殊加工を施すことにより、指紋を確実に読み取り、指紋の照合精度を向上することができる。
すなわち、指がざらざら状態、濡れた状態、乾燥状態にあると、センサに直接触れることにより不具合が生じるので、フィルム・シートに適当な湿度、防湿、耐浸水等の性質を持たすように加工を施すことにより、指紋採取条件を一定化、安定化することができる。

また、テープ状フィルム・シートの表面を、フッ素系樹脂またはシリコーン系離型剤から形成した光透過性を有し、撥水性を有する潤滑層を形成することにより、テープ状フィルム・シートの表面の汚染を防止するとともに、清掃機構により容易に汚れを落とすことができる。

また、フィルム・シートに生体感知機構を設ければ、擬似指や切断指等が使用された場合、生体でないことを検知できるので、偽装行為を防止することができる。
この生体感知機構としては、光学式の指紋センサの場合、図６に示すように、フィルム・シート２または２２の表面に、透明電極（ＩＴＯ）により作成した測定電極３１ａ、３１ｂを指紋センサ１または２１をカバーする距離Ｌ毎に設け、これらの測定電極を生体検知処理部（図示せず）に接続する。これにより、指紋読取部に対応する位置のテープ状フィルム・シート上に指が載せられた場合、測定電極３１ａ、３１ｂが測定した指の生体レベル、例えば、指の静電容量や電気抵抗を生体検知処理部によって判別することにより生体か否かを判別することができる。

上記の実施例では、フィルム・シートに二つの電極を設け、電極間の静電容量や電気抵抗を検知することにより生体か否かを判別したが、指の接触ないし近接によって共振回路を構成する電極部を設け、この電極に対して交流信号を出力し、電極部のインピーダンス変化に応じた信号を検知することにより、被検体が生体であるか否かを判断することもできる。

本発明の指紋検出装置の構成を示す図である。 図１の指紋検出装置の指紋センサ近傍の拡大図である。 図１の指紋検出装置の制御機構を示すブロック図である。 テープ状フィルム・シートをエンドレス構造とした指紋検出装置の構成を示す図である。 図４の指紋検出装置の制御機構を示すブロック図である。 フィルム・シートに設けた生体感知機構の一例を示す図である。

符号の説明

１、２１ 指紋センサ
２、２２ テープ状フィルム・シート
３ 送り出しローラ
４ 巻き取りローラ
５、６、２３、２４、２５、２６ ローラ
７、２７、２８ モータ
８ 指紋読取部
１０ 指
２９ 清掃機構
３１ａ、３１ｂ 電極

Claims (4)

1. 指紋を検出する指紋検出センサと、前記指紋検出センサの指紋読取部を覆うテープ状フィルムと、前記テープ状フィルムを移動させる送り機構とを備えたことを特徴とする指紋検出装置。
2. 請求項１に記載された指紋検出装置において、
   前記テープ状フィルムがエンドレス構造となっており、このエンドレス構造のテープ状フィルムの移動経路にテープ状フィルムの清掃機構が設けられていることを特徴とする指紋検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された指紋検出装置において、
   前記テープ状フィルムに特殊加工が施されていることを特徴とする指紋検出装置。
4. 請求項１または請求項２に記載された指紋検出装置において、
   前記テープ状フィルムに生体検知機構が設けられていることを特徴とする指紋検出装置。

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