JP2007264958A - 認証装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報を用いた個人認証の認証精度の向上を図ること。
【解決手段】認証センサ部６０は、フィルム６１及び６７と、ＩＴＯ膜６３及び６５と、温度センサ６２と、湿度センサ６４と、圧力センサ６６とを備えて構成される。指紋センサ９０は、指紋読取部５０のフィルム５２上に認証センサ部６０を重畳して一体的に形成することで、認証対象者が指紋認証時に認証センサ部６０に指先Ｆを当接すると、指紋読取部５０により指先Ｆの指紋が読み取られて読取指紋データが生成されると共に、認証センサ部６０によりその読み取り時の温度、湿度及び圧力といった読取条件が取得される。そして、その取得した読取条件と、認証用指紋データを予め読み取ったときの読取条件とを比較して、その比較結果に基づいて、指紋読取部５０の読み取り感度を補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、認証装置及びプログラムに関する。

コンピュータへのログイン、クレジットカードやキャッシュカードを利用した商取引、各種ネットワークへのアクセス、建物や部屋への入室管理等、利用者の個人認証が行われる場面が増えている。個人認証は、主として、入力されたパスワードの正否によって行われることが一般的であったが、近年はセキュリティ性を高めるためにも、指紋、網膜、声紋、顔形等の個人識別性の高い生体情報に基づいて行われる傾向にある。

このような生体情報を用いた個人認証は、予め認証対象者から生体情報を読み取って記憶しておき、認証時に読み取った生体情報と比較することで行われる。例えば、指紋認証の場合には、指紋センサに当接された指先の指紋の画像を読み取り、予め採取した指紋と比較することで個人認証を行う。この指紋の読み取り時の指先が湿り気の状態によっては、指紋の画像が潰れたり擦れたりすることがあり、指紋が読み取り難くなってしまう。

そこで、温度や湿度等の周辺環境を計測して、その計測した環境信号に従って、指紋センサのアンプゲインを設定、又は画像処理や抽出におけるパラメータを設定することで、高温多湿による指紋画像の潰れや擦れを生じ難くする指紋照合装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開２０００−３５３２３６号公報

しかし、認証対象者は生体であるが故に、体温や皮膚の乾湿状態、センサへの押圧力等に個人差があり、同じ環境の下で例えば、指紋を採取したとしても、体質的に体温の高い人や発汗が多い人、体温の低い人、汗をかきにくい人等によって指紋の画像の潰れや擦れの度合いは異なる。

特許文献１の指紋照合装置のように、計測した周辺環境の環境信号に従って指紋センサのアンプゲインを設定したとしても、そのアンプゲインの補正範囲は認証対象者が異なっても同じであるため、認証対象者の個人差によって読み取った指紋の画像には潰れや擦れが生じてしまう可能性があった。このように、生体情報を用いた個人認証においては、認証対象者毎の個体差（特質）が生体情報の読み取りに影響を与えてしまい、認証精度の低下を招いてしまった。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、生体情報を用いた個人認証の認証精度の向上を図ることである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の認証装置は、
認証対象者から予め読み取った生体情報と、その読み取り時に当該認証対象者から取得した読取条件とを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記認証対象者から生体情報を読み取る読取手段と、
認証時における前記読取手段の読取条件を前記認証対象者から取得する取得手段と、
この取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とを比較する比較手段と、
この比較手段による比較の結果に基づいて、前記記憶手段に記憶された生体情報と、前記読取手段により読み取られた生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を実行する認証手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記比較手段による比較の結果、前記取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とが一致しなかった場合、その比較の結果に基づいて前記読取手段の読み取り感度を補正する補正手段を更に備えることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記認証手段は、
前記比較手段による比較の結果、前記取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とが略一致した場合に前記判定処理を実行し、一致しなかった場合に、前記補正手段による読み取り感度の補正後に前記読み取られた生体情報と、前記記憶手段に記憶された生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を実行することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記認証手段は、
前記補正手段による読み取り感度の補正後に前記読み取られた生体情報と、前記記憶手段に記憶された生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を行って、一致したと判定した場合、前記取得された読取条件で前記記憶手段に記憶された読取条件を記憶更新することを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、
前記読取手段は、前記認証対象者の指紋を読み取る指紋読取手段を有し、
前記取得手段は、
指紋認証時における前記認証対象者の体温、湿度及び押圧力の少なくとも何れか一つを読取条件として取得する指紋読取条件取得手段を有することを特徴としている。

請求項６に記載のプログラムは、コンピュータを、
認証対象者から予め読み取った生体情報と、その読み取り時に当該認証対象者から取得した読取条件とを対応付けて記憶する記憶手段、
認証対象者から生体情報の読み取る読取手段、
認証時における前記読取手段の読取条件を前記認証対象者から取得する取得手段と、
この取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とを比較する比較手段、
この比較手段による比較の結果に基づいて、前記記憶手段に記憶された生体情報と、前記読取手段により読み取られた生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を実行する認証手段、
として機能させることを特徴としている。

請求項１及び６に記載の発明によれば、認証時に認証対象者から取得した読取条件と、生体情報を予め読み取った際に取得した読取条件とを比較し、その比較の結果に基づいて判定処理を実行する。このため、例えば、比較の結果、読取条件が一致した場合には、認証用の生体情報を予め読み取った際と同等の読取条件の下で生体情報を読み取って判定処理を行うことができる。従って、生体情報を用いた個人認証の認証精度の向上を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、認証対象者から取得した読取条件と、生体情報を予め読み取った際に取得した読取条件とを比較した結果、その読取条件が一致しなかった場合には、読取手段の読み取り感度を補正する。このため、認証対象者毎の個体差（特質）が生体情報の読み取りに影響を与えることを防止でき、個人認証の認証精度の向上を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、認証対象者から取得した読取条件と、生体情報を予め読み取った際に取得した読取条件とが一致した場合には判定処理を実行し、一致しなかった場合には、読取手段の読み取り感度の補正後に判定処理を実行する。このため、認証対象者毎の個体差（特質）が生体情報の読み取りに影響を与えることを防止でき、個人認証の認証精度の向上を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、補正補正後に読み取った生体情報と、予め読み取って記憶した生体情報とが一致すると判定した場合、取得した読取条件で記憶手段に記憶された読取条件を記憶更新するため、生体情報が一致した際に取得した読取条件に逐次更新していくことができる。このため、例えば、季節の変化等により読取条件が変化したとしても、その変化に対応して個人認証の認証精度を確保することができる。

請求項５に記載の発明によれば、認証対象者の指紋読み取り時における当該認証対象者の体温、湿度及び押圧力の少なくとも何れか一つを読取条件として取得するため、認証対象者固有の体温、湿度及び押圧力に基づいて読取手段の読み取り感度を補正することができる。従って、認証対象者毎の個体差が生体情報の読み取りに影響を与えることを防止できる。

〔実施形態〕
以下、本発明の認証装置を図１の指紋認証装置１に、生体情報読取装置を図２の指紋センサ９０に適用した場合の実施形態について図１〜図６を参照して説明する。尚、本実施形態において、指紋認証装置１は、各種コンピュータと一体的に構成され、種々のアプリケーションプログラムの起動前に、指紋認証を行うこととして説明するが、例えば、当該コンピュータと通信ケーブル等を介して接続可能に構成されて、コンピュータからの指示に従って認証処理を行うこととしてもよく、その構成の態様は適宜変更可能である。

先ず、指紋認証装置１の機能構成について説明する。図１は、指紋認証装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、指紋認証装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、入力部２０、表示部３０、伝送制御部４０、指紋読取部５０、認証センサ部６０、記憶部７０及びＲＡＭ（Random Access Memory）８０を備えて構成される。

ＣＰＵ１０は、指紋認証装置１を構成する各機能部を統括的に制御・管理する機能部である。ＣＰＵ１０は、入力部２０から出力される操作信号に基づいて記憶部７０に記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムに従った処理を実行する。そして、その処理結果に応じた表示画面を表示部３０に表示させたり、各機能部間のデータ通信を制御したりする。

また、ＣＰＵ１０は、各種アプリケーションプログラムの起動前に、指紋認証を行う。この指紋認証の具体的な処理内容の詳細については後述するが、簡単に説明すると次のようになる。先ず、指紋読取部５０に指先を当接・押圧する指示を表示部３０に表示し、その後、指紋読取部５０から入力される指紋データを読取指紋データ８２としてＲＡＭ８０に一時的に記憶する。そして、当該読取指紋データ８２と、予め認証対象者から読み取った認証用の指紋データとが一致するか否かの判定処理を実行することにより、指紋認証を行う。

入力部２０は、キーボードやテンキー、ファンクションキー等の各種キー群を備えて構成され、ユーザによって押下されたキーに対応する操作信号をＣＰＵ１０に出力する。また、入力部２０は、タッチパネルやマウス等のポインティングデバイスを備えて構成されることとしてもよく、ユーザによって指定された表示画面上の位置を示す位置情報を操作信号としてＣＰＵ１０に出力する。

表示部３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ＣＰＵ１０の指示に従って指紋認証装置１に係る各種情報や表示画面等の表示を行う。

伝送制御部４０は、モデム、ターミナルアダプタ、ルータ、シリアルインターフェイス等により構成され、ネットワーク上に接続された他機とのデータ通信や、通信用ケーブル等で電気的に接続された外部機器とのデータ通信を行う。

指紋読取部５０は、認証対象者の指紋を光学的に読み取って、画像データに変換する機能部であり、Ａ／Ｄ変換回路や画像処理回路等を備えて構成される。認証センサ部６０は、指紋認証時において指紋読取部５０が指紋を読み取る際の読取条件を認証対象者から取得する機能部であり、温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６を備えて構成される。

温度センサ６２は、温度変化による金属酸化物や半導体等のインピーダンス出力の変化から温度を測定・検出する。湿度センサ６４は、半導体式湿度センサや高分子膜湿度センサ等により構成され、例えば、高分子膜に含まれる水分により変化する誘電率から相対的な湿度を測定・検出する。圧力センサ６６は、半導体式圧力センサや圧電式圧力センサ等により構成され、例えば、ピエゾ素子等の圧電素子に加えられた力により生じる電圧から圧力を測定・検出する。

尚、認証センサ部６０の各センサの検出方法は、上述したものに限られず、例えば、温度センサ６２は、赤外線温度センサやサーモグラフィー等による非接触式で温度検出を行ってもよいし、圧力センサ６６は、ストレインゲージにより圧力を検出することとしてもよい。また、ストロークキー上に指紋読取部５０を設け、当該ストロークキーのストロークの深さを圧力に置き換えて、圧力を測定・検出することとしてもよい。

温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６は、測定・検出した温度、湿度及び圧力を電気信号に変換してＣＰＵ１０に出力する。ＣＰＵ１０は、各センサから出力される電気信号に基づいて測定・検出された温度、湿度及び圧力をデータ変換し、温度データ８５、湿度データ８７及び圧力データ８９としてＲＡＭ８０に記憶する。

図２は、指紋読取部５０及び認証センサ部６０により構成される指紋センサ９０の断面図の一例である。図２（ａ）に示すように、指紋センサ９０は、指紋読取部５０と認証センサ部６０とを一体的にして形成され、認証対象者の指先Ｆ側に認証センサ部６０が設けられて、当該指先Ｆと接触可能に構成される。

図２（ｂ）は、指紋読取部５０の断面図の一例である。図２（ｂ）に示すように、指紋読取部５０は、透過性の高いフィルム５２及びＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板５４と、撮像素子５８と、バックライト５６とを備えて構成される。

図２（ｂ）に示すように、フィルム５２、ＴＦＴ基板５４及びバックライト５６は、三層に重ね合わされて一体的に形成され、ＴＦＴ基板５４の内部に複数の撮像素子５８が埋め込まれている。撮像素子５８は、リニア型ＣＣＤ（Charge Coupled Diode）イメージセンサ、リニア型ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等により構成され、入射した光を光電変換する。

指紋読取部５０は、ＣＰＵ１０の指示に従ってバックライト５６からＴＦＴ基板５４を介して光を照射させる。指先Ｆに照射された光は、指紋の凹凸によって散乱する。指紋読取部５０は、指先Ｆから反射した散乱光を撮像素子５８によって読み取って光電変換して得られた電気信号をＡ／Ｄ変換して指紋の画像データを生成する。このとき、ＣＰＵ１０は、指紋読取部５０から入力された画像データを読取指紋データ８２としてＲＡＭ８０に記憶する。

尚、指紋読取部５０は、光学的に指紋の画像データを読み取ることとして説明したが、その読取方式は適宜公知技術を採用可能であり、例えば、静電容量方式や電解強度測定方式、感圧式、感熱式により指紋の画像データを読み取ることとしてもよい。

図２（ｃ）は、認証センサ部６０の断面図の一例である。図２（ｃ）に示すように、認証センサ部６０は、透過性の高いフィルム６１及び６７と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）膜６３及び６５と、温度センサ６２と、湿度センサ６４と、圧力センサ６６とを備えて構成される。フィルム６１及び６７と、ＩＴＯ膜６３及び６５とは、それぞれが一枚ずつ重畳され、二層構造となるように一体的に形成される。

そして、その一体化されたフィルム６１及びＩＴＯ膜６３と、フィルム６７及びＩＴＯ膜６５とのの何れか一方に、温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６を等間隔に配して、ＩＴＯ膜６３及び６５が対向するように重ね合わされる。

図３は、各センサの配置例を示す認証センサ部６０の正面図の一例である。図３に示すように、認証センサ部６０のパネル全体に、温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６が等間隔に分布するように配されている。

また、ＩＴＯ膜６３及び６５の間に各センサが挟まってセンサの高さ分の空間が形成される。これにより、例えば、認証対象者が指先を認証センサ部６０上に当接した際には、ＩＴＯ膜６３及び６５が接触するため、その当接された位置の検出が可能になる。

尚、ＩＴＯ膜６３及び６５を重ね合わせた所謂感圧式のタッチパネルと同等の構成により認証センサ部６０を構成して、指先Ｆが当接された位置を検出することとしたが、光学式のタッチパネルや静電式のタッチパネルにより指先Ｆが当接された位置を検出することとしてもよい。この場合もタッチパネルに温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６を設けることで、その検出した位置の温度、湿度及び圧力を測定・検出することができる。

また、図２（ｃ）に示すように、湿度センサ６４の上に重なるフィルム６１及びＩＴＯ膜６３には、貫通孔６９を形成する。この貫通孔６９は、湿度センサ６４が外気に触れるための孔であり、この孔により湿度の検出が可能になる。尚、湿度センサ６４をＩＴＯ膜６５上に配設して貫通孔６９を設けることとするが、例えば、フィルム６１上に埋め込んで当該フィルム６１と一体的に形成することで、外気に触れるように構成してもよい。

指紋センサ９０は、指紋読取部５０のフィルム５２上に認証センサ部６０を重畳して一体的に形成することで、指先Ｆの指紋の読み取りと、その読み取り時の読取条件の取得とを行う。即ち、認証対象者が指紋認証時に認証センサ部６０に指先Ｆを当接すると、指紋読取部５０により指先Ｆの指紋が読み取られて読取指紋データ８２が生成されると共に、認証センサ部６０によりその読み取り時の温度、湿度及び圧力といった読取条件が取得される。

ＲＡＭ８０は、ＣＰＵ１０が実行するプログラムの実行に係る動的なデータ等を一時的に保持する記憶領域である。図１に示すようにＲＡＭ８０は、指紋読取部５０により読み取られ生成された指紋の画像データである読取指紋データ８２と、検出データ８４とを記憶する。検出データ８４は、温度データ８５、湿度データ８７及び圧力データ８９とを含み、温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６により取得された温度、湿度及び圧力のデータが記憶される。

ＣＰＵ１０は、認証対象者の指先Ｆが当接された位置を、ＩＴＯ膜６３及び６５が歪んで接触した位置から検出し、その位置に配された温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６から温度データ８５、湿度データ８７及び圧力データ８９を取得して記憶する。これにより、認証対象者が指先Ｆの温度やその近傍の湿度、当該指先Ｆの押圧力を取得することとなる。

記憶部７０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成され、初期プログラムやアプリケーションプログラム等の各種プログラム、当該プログラムの実行に係るデータ等を記憶する。

図１によれば、記憶部７０は、認証マスタファイル７２を記憶している。認証マスタファイル７２は、認証対象者から予め読み取った認証用指紋データ７８を記憶するデータファイルであり、図４にそのデータ構成の一例を示す。図４によれば、認証マスタファイル７２は、認証対象者毎に認証基準データ７４と、認証用指紋データ７８とを対応付けて記憶している。

認証用指紋データ７８は、予め読取条件の良い環境下（例えば、春や秋等の人が過ごし易い環境下）で採取した指紋の画像データある。認証基準データ７４は、認証用指紋データ７８の読み取り時に認証対象者から取得される当該認証対象者固有のデータである。ＣＰＵ１０は、認証基準データ７４を基準として、撮像素子５８の駆動する素子数の調整、或いは露出調整やゲイン調整を行って指紋読取部５０の読み取り感度の補正を行う。

また、認証基準データ７４は、基準温度７５、基準湿度７６及び基準圧力７７を含み、認証用指紋データ７８の読み取り時に予め取得される。ＣＰＵ１０は、予め認証用指紋データ７８を読み取ったときの温度データ、湿度データ及び圧力データを予め温度センサ６２、湿度センサ６４及び圧力センサ６６から取得して、各データを基準として一定範囲の温度、湿度及び圧力を認証基準データ７４の基準温度７５、基準湿度７６及び基準圧力７７として記憶する。

例えば、認証対象者Ａの認証用指紋データ７８の読み取り時に取得した温度データに対して一定範囲（例えば、±１℃）の範囲の温度（Ｔａ１〜Ｔａ２）を基準温度７５として記憶し、また、取得した湿度データに対して一定範囲（例えば、±１０％）の湿度（Ｈａ１〜Ｈａ２）を基準湿度７６として記憶する。また、認証用指紋データ７８の読み取り時に取得した湿度データに対して一定範囲（例えば、±０．５ｍｂａｒ）の圧力（Ｐａ１〜Ｐａ２）を基準圧力７７として記憶する。そして、実際に指紋認証を行う際には、検出データ８４と認証基準データ７４とを比較し、その比較結果に基づいて指紋読取部５０の読み取り時の感度の補正や、認証マスタファイル７２に記憶している認証用指紋データ７８と読取指紋データ８２とが一致するか否かの判定処理を実行する。

〔指紋認証装置の具体的な動作〕
次に、指紋認証装置１の具体的な動作について図５及び６を参照して説明する。図５及び６は、指紋認証装置１が記憶部７０に記憶されたプログラムに従って実行する処理内容を示すフローチャートである。

先ず、指紋認証装置１のＣＰＵ１０は、入力部２０の操作によりアプリケーションプログラムの起動開始の指示が入力されるまで待機し、当該起動開始の指示が入力されたことを検知した場合には（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、図６に示す認証処理を開始する（ステップＳ３）。尚、認証処理の開始に伴って、指紋読取部５０によってユーザの指紋を読み取るよう要求すると共に、ユーザにログイン名の入力を要求し、入力部２０の操作により入力されたログイン名に基づいて認証対象者を特定する。また、このとき、指紋読取部５０の撮像素子５８を構成するＣＣＤ等のイメージセンサの素子数を半分だけ駆動して当該指紋読取部５０の読み取り感度を設定する。

図６に示す認証処理において、ＣＰＵ１０は、認証マスタファイル７２に記憶された認証対象者の基準温度７５を読み出し、温度センサ６２によって取得された温度データ８５（検出温度）がその基準温度７５内であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。

そして、検出温度が基準温度７５内であると判別した場合には（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、認証マスタファイル７２に記憶された認証対象者の基準湿度７６を読み出し、湿度センサ６４によって取得された湿度データ８７（検出湿度）が当該基準湿度７６内であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。

ＣＰＵ１０は、検出湿度が基準湿度７６内であると判別した場合に（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、更に、認証マスタファイル７２に記憶された認証対象者の基準圧力７７を読み出し、圧力センサ６６によって取得された圧力データ８９（検出圧力）が当該基準圧力７７内であるか否かを判別する（ステップＳ１９）。

そして、検出圧力が基準圧力７７内であると判別した場合には（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、認証対象者の認証用指紋データ７８を認証マスタファイル７２から読み出し、この認証用指紋データ７８と読取指紋データ８２とが一致するか否かを判定する判定処理を実行する（ステップＳ２３）。

このように、検出温度、検出湿度及び検出圧力が、認証用指紋データ７８の読み取り時に予め取得した基準温度７５、基準湿度７６及び基準圧力７７それぞれの基準内であった場合、即ち、当該認証用指紋データ７８の読み取り時と略同一の環境化で指紋認証を行う場合には、そのまま読取指紋データ８２が認証用指紋データ７８と一致するか否かの判定処理を実行する。

一方、ステップＳ１１において、検出温度が基準温度７５内ではないと判別した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０は、基準温度７５と検出温度との差分に基づいて指紋読取部５０の読み取り感度を補正（ステップＳ１３）した後に、ステップＳ１５に処理を移行する。また、ステップＳ１５において、検出湿度が基準湿度７６内ではないと判別した場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、基準湿度７６と検出湿度との差分に基づいて指紋読取部５０の読み取り感度を補正（ステップＳ１７）した後に、ステップＳ１９に処理を移行する。

例えば、ステップＳ１３では、認証対象者Ａから取得した検出温度がＴａ３（＜Ｔａ１）であった場合や、検出湿度がＨａ３（＜Ｈａ１）であった場合、指紋認証時の温度及び湿度が認証用指紋データ７８の読み取り時の温度及び湿度よりも低くなる。この場合、認証対象者Ａの指先Ｆの乾燥等により指紋認証時に読み取った指紋に擦れが生じている可能性があるため、ＣＰＵ１０は、図７に示すように検出温度から基準温度７５を減算した差分や、検出湿度から基準湿度７６を減算した差分を求める（ステップＳ１３１）。

そして、その算出して求めた差分に基づいて段階的に変化する感度補正値を求め（ステップＳ１３２）、その感度補正値に応じて指紋読取部５０の読み取りの感度を高めるように補正する（ステップＳ１３３）。読み取りの感度を高めるためには撮像素子５８を構成するＣＣＤ等のイメージセンサの使用する素子数を増やすよう制御していく。例えば、基準温度７５に対して検出温度が１℃高い場合は、駆動する撮像素子５８の素子数を全体の素子数に対する３％ずつ増やし、基準湿度７６に対して検出湿度が１％高い場合は、その素子数を全体の素子数に対する１％ずつ増やしていくことで、感度補正を行っていく（ステップＳ１３３）。尚、算出した差分に基づいた度合いで撮像素子５８の露出の調整や、ゲイン調整により感度補正を行うこととしてもよい。

また、認証対象者Ａから取得した検出温度がＴａ４（＞Ｔａ２）であった場合や、検出湿度がＨａ４（＞Ｈａ２）であった場合、指紋認証時の温度及び湿度が認証用指紋データ７８の読み取り時の温度及び湿度よりも高くなる。この場合、認証対象者Ａの発汗等により指紋認証時に読み取った指紋に潰れが生じている可能性があるため、ＣＰＵ１０は、基準温度７５から検出温度を減算した差分、基準湿度７６から検出湿度を減算した差分に基づいて指紋読取部５０の読み取りの感度を低めるように補正する。尚、指紋読取部５０の読み取り感度を低める感度補正は、ステップＳ１３３の例として説明した処理内容と同様に駆動する撮像素子５８の素子数を減らしていくことで実現可能であるため、その詳細な説明は省略する。

このように、認証用指紋データ７８を読み取った時点に認証対象者から取得しておいた認証基準データ７４の温度及び湿度に基づいて、認証対象者毎の個体差に合わせて指紋読取部５０の読み取り感度を適切に補正することができる。

一方、ステップＳ１９において、検出圧力が基準圧力７７内ではないと判別した場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０は、基準圧力７７と検出圧力との差分に基づいて指紋読取部５０の読み取り感度を補正した後に、ステップＳ２３に処理を移行する。

例えば、認証対象者Ａから取得した検出圧力がＰａ３（＜Ｐａ１）であった場合、指紋認証時の指先Ｆの押圧力が認証用指紋データ７８の読み取り時の押圧力よりも弱いと判別できるため、読み取った指紋に擦れが生じている可能性がある。このため、ＣＰＵ１０は、基準圧力７７から検出圧力を減算した差分に基づいて指紋読取部５０の読み取りの感度を高めるように補正する。この場合、差分となった圧力に基づいて駆動する撮像素子５８の素子数を上述のステップＳ１３と同様に増やしていくことで感度補正を行う。

また、認証対象者Ａから取得した検出圧力がＰａ４（＞Ｐａ２）であった場合、指紋認証時の指先Ｆの押圧力が認証用指紋データ７８の読み取り時の押圧力よりも高いと判別できるため、読み取った指紋に潰れが生じている可能性がある。このため、ＣＰＵ１０は、検出圧力から基準圧力７７を減算した差分に基づいて指紋読取部５０の読み取りの感度を低めるように補正する。この場合、差分となった圧力に基づいて駆動する撮像素子５８の素子数を減らしていくことで感度補正を行う。

このように、認証用指紋データ７８を読み取った時点に認証対象者から取得しておいた認証基準データ７４の圧力に基づいて、認証対象者毎の個体差に合わせて適切に指紋読取部５０の読み取り感度の補正を行うことができる。

ステップＳ２３において、認証用指紋データ７８と読取指紋データ８２とが一致しないと判定した場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０は、指紋認証に失敗した旨のエラー報知を表示部３０に表示させて（ステップＳ２５）、図５のステップＳ１に処理を移行し、アプリケーションプログラムの起動開始の指示入力を待機する。

また、認証用指紋データ７８と読取指紋データ８２とが一致すると判定した場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０は、現在の日時が季節の変わり目であるか否かを判別する（ステップＳ２７）。具体的には、例えば、予め３〜５月を春、６〜８月を夏、９〜１１月を秋、１２〜２月をと設定しておき、現在の日付が各季節の始め５日間内、又は終わり５日間内であった場合には、季節の変わり目であると判別する。

ＣＰＵ１０は、季節の変わり目であると判別した場合は、ＲＡＭ８０に記憶している検出データ８４で、認証マスタファイル７２に記憶している認証対象者の認証基準データ７４を上書きして更新する。具体的には、検出データ８４の温度データ８５で基準温度７５を、湿度データ８７で基準湿度７６を、圧力データ８９で基準圧力７７をそれぞれ更新した後に（ステップＳ２９）、認証処理を終了する。

例えば、冬から春、春から夏にかけては指紋読取部５０の補正の基準とする温度や湿度は高くなり、夏から秋、秋から冬にかけてはその基準となる温度や湿度は低くなる。このため、季節の変わり目であると判別した場合には、指紋読取部５０の補正の基準を季節の変化に応じて更新していく。これにより、季節の変化により温度や湿度に変化が起きても、指紋認証の精度を保持することができる。

ＣＰＵ１０は、認証処理を終了すると、ステップＳ２３の判定処理に基づいて指紋認証がＯＫであっか否かを判別し（ステップＳ５）、認証ＯＫであると判別した場合には（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１において起動開始の指示が入力されたアプリケーションプログラムを記憶部７０から読み出して、当該プログラムに従った処理の起動を開始する（ステップＳ７）。また、認証ＮＧであると判別した場合には（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ１に処理を移行する。

以上、本実施形態によれば、指紋読取部５０と一体的に認証センサ部６０を形成することで、指紋認証時に、認証対象者固有のデータとして温度、湿度及び圧力の取得が可能であるため、これらのデータと、認証用指紋データ７８を読み取った時点の認証基準データ７４とに基づいて、指紋読取部５０の読み取り感度を適切に補正することができる。

また、認証対象者毎に認証基準データ７４を予め取得しておき、当該認証基準データ７４と検出データ８４とに基づいて指紋読取部５０の読み取り感度を補正するため、認証対象者毎の体温や指先Ｆの押圧力等の個人差が指紋認証に影響を与えることを防止できる。従って、指紋データを用いた個人認証の認証精度の向上を図ることができる。

また、特に光学式に指紋を読み取る指紋読取部５０は、指紋との間に水が入ると光の散乱が変わるため、濡れた指先Ｆの指紋の読み取り精度は低下するが、湿度センサ６４によって取得された湿度データ８７に基づいて当該指紋読取部５０の読み取り感度を補正することができるため、その読み取り精度の低下を防止することができる。

尚、上述した実施形態は本発明を適用した一例であり、その適用可能な範囲は上述したものに限られない。例えば、生体情報を用いた個人認証を、指紋データを用いて行うこととして説明したが、ＣＣＤカメラや赤外線カメラ等により網膜を読み取って行う網膜認証や、認証対象者の顔の特徴を抽出して行う顔認証、声の音声データを読み取って行う声紋認証に適用することとしてもよい。

例えば、顔形による個人認証、いわゆる顔認識を行う場合は、ＣＣＤカメラ等により認証対象者の顔画像を撮影して画像データを生成し、当該画像データにエッジ検出等の画像処理を施すことで顔の特徴を抽出して顔形のデータを読み取る。また、顔認証を行う際に、温度センサにより気温を測定・検出し、この検出温度と、認証用のデータを予め取得した際の温度とをカメラの読み取り感度を補正する。

例えば、検出温度が高い場合には、認証対象者の顔色が赤らんでいたり、日焼けにより色黒になっている可能性があるため、撮影して読み取った画像データのホワイトバランスを調整する画像処理を施すことで、その画像データを補正した後に顔形のデータを読み取る。これにより、顔認識の認証精度の向上を図ることができる。

また、例えば、声紋認証の際に、認証対象者から取得した温度及び湿度が低かった場合に、認証対象者の声が風邪などで擦れたり荒れたりしている推測して、マイクから入力した音声データの雑音除去等の補正を加えることとしてもよい。また、網膜認証の際に、認証対象者から取得した温度及び湿度が低かった場合に、認証対象者の眼が乾燥して充血していると推測して、ＣＣＤカメラで読み取った眼の画像データに充血を除去する画像処理で補正を加えることとしてもよい。このように、様々な生体情報を用いた個人認証において、認証対象者から取得した読取条件と、認証用に生体情報を予め読み取った際の読取条件とを比較することで、認証対象者毎の個体差に応じた各種補正を行うことで、認証精度を高めることができる。

また、検出圧力と基準圧力７７とを比較し、その比較結果に応じて、指先Ｆの押圧力を強めたり弱めたりするよう認証対象者に指示することとしてもよい。例えば、検出圧力が基準圧力７７よりも一定レベル以上大きかった場合には、指紋読取部５０の読み取り感度を補正したとしても、潰れた指紋データを読み取る可能性があるため、認証対象者に指先Ｆの力を弱めるようメッセージを表示部３０に表示する。

また、検出圧力が基準圧力７７よりも一定レベル以上小さかった場合には、指紋読取部５０の読み取り感度を補正したとしても、擦れた指紋データを読み取る可能性があるため、認証対象者に指先Ｆの力を強めるようにメッセージを表示部３０に表示する。これにより、より適切な指紋データを読み取ることができるようになるため、指紋認証の精度を高めることができる。

また、ステップＳ１３、Ｓ１７及びＳ２１の各ステップにおいて、指紋読取部５０の読み取り感度を補正することとしたが、例えば、検出温度、検出湿度及び検出圧力それぞれと、基準温度７５、基準湿度７６及び基準圧力７７とを比較した結果の組み合わせに基づいて指紋読取部５０の読み取り感度を補正することとしてもよい。

具体的には、基準温度７５、基準湿度７６及び基準圧力７７それぞれと比較して基準以上となった検出温度、検出湿度及び検出圧力の数に応じて指紋読取部５０の読み取り感度を段階的に低めることとしてもよい。また、基準温度７５、基準湿度７６及び基準圧力７７それぞれと比較して基準以下となった検出温度、検出湿度及び検出圧力の数に応じて指紋読取部５０の読み取り感度を段階的に高めることとしてもよい。

また、季節の変わり目であった場合に、認証マスタファイル７２の認証基準データ７４を更新することとしたが、例えば、月単位で更新することとしてもよいし、その更新のタイミングを認証対象者が指定することとしてもよい。認証対象者が指定する場合には、ステップＳ２７において、認証対象者の更新指示が入力部２０の操作により入力された際に、認証基準データ７４を更新する。これにより、指紋読み取り時の指先Ｆの力加減の変化や、指先Ｆの指紋の状態の変化（例えば、薬品による指紋の摩耗）に合わせて認証基準データ７４を更新することができる。

指紋認証装置の機能構成の一例を示すブロック図。 指紋センサの機能構成の一例を示す図。 温度センサ、湿度センサ及び圧力センサの配置例を示す図。 認証マスタファイルのデータ構成の一例を示す図。 指紋認証装置の具体的な動作を説明するためのフローチャート。 認証処理の処理内容を説明するためのフローチャート。 指紋読取部の感度を補正する処理を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１ 指紋認証装置
１０ ＣＰＵ
５０ 指紋読取部
５８ 撮像素子
６０ 認証センサ部
６２ 温度センサ
６３ ＩＴＯ膜
６４ 湿度センサ
６６ 圧力センサ
７０ 記憶部
７２ 認証マスタファイル
７４ 認証基準データ
７５ 基準温度
７６ 基準湿度
７７ 基準圧力
７８ 認証用指紋データ
８０ ＲＡＭ
８２ 読取指紋データ
８４ 検出データ
８５ 温度データ
８７ 湿度データ
８９ 圧力データ
９０ 指紋センサ

Claims (6)

1. 認証対象者から予め読み取った生体情報と、その読み取り時に当該認証対象者から取得した読取条件とを対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記認証対象者から生体情報を読み取る読取手段と、
   認証時における前記読取手段の読取条件を前記認証対象者から取得する取得手段と、
   この取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とを比較する比較手段と、
   この比較手段による比較の結果に基づいて、前記記憶手段に記憶された生体情報と、前記読取手段により読み取られた生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を実行する認証手段と、
   を備えることを特徴とする認証装置。
2. 前記比較手段による比較の結果、前記取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とが一致しなかった場合、その比較の結果に基づいて前記読取手段の読み取り感度を補正する補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
3. 前記認証手段は、
   前記比較手段による比較の結果、前記取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とが略一致した場合に前記判定処理を実行し、一致しなかった場合に、前記補正手段による読み取り感度の補正後に前記読み取られた生体情報と、前記記憶手段に記憶された生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を実行することを特徴とする請求項２に記載の認証装置。
4. 前記認証手段は、
   前記補正手段による読み取り感度の補正後に前記読み取られた生体情報と、前記記憶手段に記憶された生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を行って、一致したと判定した場合、前記取得された読取条件で前記記憶手段に記憶された読取条件を記憶更新することを特徴とする請求項３に記載の認証装置。
5. 前記読取手段は、
   前記認証対象者の指紋を読み取る指紋読取手段を有し、
   前記取得手段は、
   指紋認証時における前記認証対象者の体温、湿度及び押圧力の少なくとも何れか一つを読取条件として取得する指紋読取条件取得手段を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の認証装置。
6. コンピュータを、
   認証対象者から予め読み取った生体情報と、その読み取り時に当該認証対象者から取得した読取条件とを対応付けて記憶する記憶手段、
   認証対象者から生体情報の読み取る読取手段、
   認証時における前記読取手段の読取条件を前記認証対象者から取得する取得手段と、
   この取得手段により取得された読取条件と、前記記憶手段に記憶された読取条件とを比較する比較手段、
   この比較手段による比較の結果に基づいて、前記記憶手段に記憶された生体情報と、前記読取手段により読み取られた生体情報とが一致するか否かを判定する判定処理を実行する認証手段、
   として機能させるためのプログラム。

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