JP2009026021A - 指紋認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置構成を複雑化及び高度化することなく、指紋センサの小型化と指紋認証処理の精度の維持或いは向上を同時に図ることができる指紋認証装置を提供する。
【解決手段】 指紋の一部の画像データを取得する指紋センサ２０と、指紋センサ２０の移動手段２１と、指を認証位置に導くガイド手段２２と、指紋認証処理時に、指を停止させた状態で、指紋画像データの画像領域全体に亘って設定された複数の部分撮像領域毎に、指紋センサ２０を部分撮像画像データ夫々の撮像位置に移動させて部分撮像画像データを取得する撮像制御手段１１と、指紋認証処理時に、部分撮像画像データに基づいて指紋画像データを生成する指紋画像データ生成手段１２と、指紋画像データを予め登録された被認証者毎の指紋の登録画像データと比較して一致度を求める画像照合手段１３と、一致度が所定の基準度以上である場合に、被認証者を認証する認証手段１４と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、指紋画像データに基づいて指紋認証処理を行う指紋認証装置、特に、センサ面積が小さい半導体指紋センサを用いて指紋認証処理を行う指紋認証装置に関する。

近年、携帯電話機等のモバイル機器を用いた商取引、金融機関に設置された金融システム等へのアクセスにおいて、より安全性を高めるために、従来のパスワード等を用いた認証に加え、指紋認証等の生体認証の利用が高まっている。指紋認証は、一般的に、指紋センサで取得した被認証者の指紋の指紋画像データを解析して行う。

ここで、指紋認証で用いる指紋センサには、一回の撮像処理で被認証者の指紋画像データ全体を取得するエリア型センサ、被認証者がセンサ上で指を動かすのに応じて複数回の撮像処理を行うことにより取得した部分撮像画像データを合成して指紋画像データを取得するスイープ型センサがある（例えば、特許文献１参照）。

従来技術に係るエリア型センサ及びスイープ型センサは、何れも、図８に示すように、被認証者が指紋認証装置の表面に固定配置されたセンサ面２０ｓに指を置くことで、指紋画像データを取得して指紋認証処理を実行するように構成されている。

特開２００７−３４５０５号公報

ところで、指紋画像を取得するために用いる半導体指紋センサは、センサ面積が小さい程、製造コストが低く、実装空間の制約が厳しい装置にも対応できる。しかし、指紋認証の精度を維持するためには一定範囲以上の指紋画像データを取得する必要があるため、エリア型センサの場合、指紋センサのセンサ面積の小型化に限界がある。

更に、エリア型センサでは、被認証者の指置き位置が登録時と照合時では異なるため、被認証者の指に対する登録時の登録画像データの相対位置と照合時の指紋画像データの相対位置も異なることとなる。このため、指紋センサのセンサ面積が小さい程、指紋画像データの画像領域の内の登録画像データの画像領域との共通領域が小さくなり、指紋認証処理の成功率や精度が低下し、正常に実行できなくなる可能性がある。即ち、従来のエリア型センサを用いた指紋認証装置では、指紋センサの小型化と、指紋認証処理の精度の維持或いは向上を同時に図ることが困難であった。

尚、従来のエリア型センサにおいて、指紋認証処理の成功率や精度を向上させるために、登録画像データの登録時に、異なる位置の複数の撮像画像データを取得し登録するように構成された指紋認証装置がある。しかし、この指紋認証装置では、複数の撮像画像データを取得する際に、指を撮像画像データの数に応じて置き直しするので、登録対象者の利便性が低下する。更に、登録対象者の指を各置き直し位置に導くガイドを設けたとしても、指置き位置の精度を安定して維持することが困難である。更に、指の置き直しを行うため、置き直された指が同一であるか否かの判定処理が必要になる。

これに対し、線状（長方形状）の部分撮像画像データを複数撮像して指紋画像データを取得するスイープ型センサでは、一回の撮像処理で指紋画像データ全体を取得するエリア型センサに比べ、センサ面積を小さくすることができる。しかし、スイープ型センサは、被認証者がセンサ上で指を動かすのに応じて撮像処理を行う構成であり、同じ被認証者であっても指を動かす速度が一定しないため、撮像処理のタイミング制御が複雑になり、これに伴って、複数の撮像画像データの合成処理も複雑になる。更に、スイープ型センサでは、指紋認証装置の処理能力及び指紋センサの撮像速度の観点から、指の動作速度を所定範囲内にする必要があり、指紋認証装置の処理能力や指紋センサの撮像速度によっては、指紋画像データの取得成功率が低下し、利便性が相当低下する可能性がある。このため、指紋認証装置の装置構成が複雑化し、高い処理能力が必要となる。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置構成を複雑化及び高度化することなく、指紋センサの小型化と指紋認証処理の精度の維持或いは向上を同時に図ることができる指紋認証装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る指紋認証装置は、被認証者の指の指紋画像データに基づいて、指紋認証処理を行う指紋認証装置であって、前記被認証者の指の一部を撮像して指紋の一部の画像データを取得する指紋センサと、前記指紋センサを移動させる移動手段と、前記被認証者の指を前記指紋認証処理のための認証位置に導くガイド手段と、前記指紋認証処理時に、前記被認証者の指を前記認証位置に停止させた状態で、前記指紋画像データの画像領域全体に亘って設定された複数の部分撮像領域毎に、前記移動手段により前記指紋センサを前記部分撮像画像データ夫々の撮像位置に移動させ、前記指紋センサにより前記部分撮像領域の前記部分撮像画像データを取得する撮像制御手段と、前記指紋認証処理時に、前記指紋センサから受け付けた前記部分撮像領域夫々の前記部分撮像画像データに基づいて、前記指紋画像データを生成する指紋画像データ生成手段と、前記指紋画像データを、予め登録された前記被認証者毎の指紋の登録画像データと比較し、前記指紋画像データと前記登録画像データの一致度を求める画像照合手段と、前記一致度が所定の基準度以上である場合に、前記被認証者を認証する認証手段と、を備えることを第１の特徴とする。

上記特徴の本発明に係る指紋認証装置は、前記移動手段による前記指紋センサの移動量を、外部入力された設定条件に基づいて変更する移動量変更手段を備えることを第２の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係る指紋認証装置は、前記移動手段が、前記指紋センサを平行移動または回転移動可能に構成されていることを第３の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係る指紋認証装置は、前記移動手段が、前記指紋センサを２方向に移動可能に構成されていることを第４の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係る指紋認証装置は、前記撮像制御手段が、登録対象者の前記登録画像データの登録処理時に、前記被認証者の指を前記認証位置に停止させた状態で、前記登録画像データの画像領域全体に亘って設定された複数の前記登録画像データ用の部分撮像領域毎に、前記移動手段により前記指紋センサを前記部分撮像画像データ夫々の撮像位置に移動させ、前記指紋センサにより前記部分撮像領域の前記部分撮像画像データを取得するように構成され、前記登録処理時に、前記指紋センサから受け付けた前記部分撮像領域夫々の前記部分撮像画像データに基づいて、前記登録画像データを生成する登録画像データ生成手段と、前記登録画像データを前記登録対象者別に登録する登録手段と、を備えることを第５の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係る指紋認証装置は、前記登録画像データの画像領域が、前記指紋画像データの画像領域より広く設定されていることを第６の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係る指紋認証装置は、隣接する前記部分撮像領域同士が一部で重複するように配置されていることを第７の特徴とする。

上記何れかの特徴の本発明に係る指紋認証装置は、動作停止時に、前記指紋センサを保護する保護手段と、前記保護手段が解除されている場合に、前記指紋センサを用いて前記指が置かれたことを検知する検知手段と、を備え、前記撮像制御手段が、前記保護手段が解除されたときに、前記移動手段により前記指紋センサを所定の第１位置に移動させ、前記検知手段において前記指が置かれたことが検知されたときに、前記指紋センサにより前記第１位置における前記部分撮像画像データを取得し、前記指紋センサによる前記部分撮像画像データの取得後、前記移動手段により前記指紋センサを前記第１位置から所定の第２位置に向けて移動させることを第８の特徴とする。

上記特徴の指紋認証装置によれば、指紋センサを移動可能に構成し、指紋センサを適宜移動させて複数の部分撮像画像データを取得し、部分撮像画像データに基づいて指紋画像データを生成するように構成したので、従来のエリア型センサよりもセンサ面積が小さい指紋センサを用いて、必要な大きさの指紋画像データを生成することが可能になる。これにより、指紋認証処理の精度維持或いは向上と、指紋センサの小型化を同時に図ることが可能になる。

更に、上記特徴の指紋認証装置によれば、指を停止させた状態で複数の部分撮像画像データを取得するように構成したので、スイープ型センサにおける被認証者の指の動作に応じた撮像処理のタイミング制御や、エリア型センサにおける指の置き直しにおける同一の指であるか否かの判定処理等、複雑な処理を必要とせず、処理工程の増加を防止でき、装置構成の複雑化及び指紋認証処理の処理時間の増加をより効果的に防止することが可能になる。また、上記特徴の指紋認証装置によれば、被認証者の動作を必要としないので、被認証者の利便性低下を防止でき、被認証者の動作に起因する認証処理の失敗の発生率や再処理回数を低減できる。

以下、本発明に係る指紋認証装置（以下、適宜「本発明装置」と称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。

〈基本構成〉
先ず、本発明装置の基本構成について図１を基に説明する。ここで、図１は、本発明装置１の指紋認証処理に係る部分の基本構成例を示している。尚、本発明装置１は、被認証者の指の指紋画像データに基づいて指紋認証処理を行う装置であり、例えば、高い安全性が必要とされるシステム内に構築されている。

本発明装置１は、図１に示すように、被認証者の指の一部を撮像して指紋の一部の画像データを取得する指紋センサ２０と、指紋センサ２０を移動させる移動手段２１と、被認証者の指を指紋認証処理のための認証位置に導くガイド手段２２と、指紋認証処理時に、被認証者の指を認証位置に停止させた状態で、指紋画像データの画像領域全体に亘って設定された複数の部分撮像領域毎に、移動手段２１により指紋センサ２０を部分撮像画像データ夫々の撮像位置に移動させ、指紋センサ２０により部分撮像領域の部分撮像画像データを取得する撮像制御手段１１と、指紋認証処理時に、指紋センサ２０から受け付けた部分撮像領域夫々の部分撮像画像データに基づいて、指紋画像データを生成する指紋画像データ生成手段１２と、指紋画像データを、予め登録された被認証者毎の指紋の登録画像データと比較し、指紋画像データと登録画像データの一致度を求める画像照合手段１３と、一致度が所定の基準度以上である場合に、被認証者を認証する認証手段１４を備えている。

更に、図１に示す本発明装置１は、登録画像データをシステムの利用者別に登録した登録画像データベース１５（以下、「登録画像ＤＢ１５」と略称する）、被認証者が指紋センサ２０に指を置いたことを検知する検知手段１６、及び、外部入力を受け付ける外部Ｉ／Ｆ１７を備えている。尚、登録画像ＤＢ１５は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成されている。

尚、本発明装置１の撮像制御手段１１、指紋画像データ生成手段１２、画像照合手段１３及び認証手段１４はソフトウェア的に構築されており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えて構成される演算処理部１０において、指紋認証処理を実行するための指紋認証プログラムを実行することで実現される。

〈第１実施形態〉
本発明装置の第１実施形態について、図１及び図２を基に説明する。

先ず、本実施形態の本発明装置の構成について図１及び図２を基に説明する。ここで、図２は、本実施形態の本発明装置１Ａにおける指紋センサ２０、移動手段２１及びガイド手段２２の構成例を示している。本実施形態の本発明装置１Ａは、図１に示す指紋センサ２０、移動手段２１、ガイド手段２２及び演算処理部１０Ａに加え、図２に示すように、動作停止時に、指紋センサ２０を保護するセンサカバー２３（保護手段に相当）を備えて構成されている。

より詳細には、ガイド手段２２は、図２に示すように、装置本体部の表面の所定領域に、透過性の長方形状の板状部材で構成された指紋撮像部１ｇ、及び、後述するセンサカバー２３を用いて構成されている。

センサカバー２３は、装置本体部の表面に設けられた指紋撮像部１ｇの全面を被覆可能に構成され、図２（ａ）に示す閉状態から図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す開状態まで、指紋撮像部１ｇが設けられた装置本体部の表面に沿って、直線的に平行移動可能に構成されている。更に、センサカバー２３の装置本体部側の面には、後述する移動手段２１の構成部材の一つであるツメ部２３ａが設けられている。

本実施形態の指紋センサ２０は、光信号を電気信号に変換する固体撮像素子を複数備えてなる非接触型のイメージセンサである。指紋センサ２０は、図２に示すように、表面に光信号を取り込むセンサ面２０ｓが設けられており、センサ面２０ｓが指紋撮像部１ｇと対面するように本発明装置１Ａの装置内部に配置され、指紋撮像部１ｇを介した状態で被認証者の指紋を撮像可能に構成されている。

更に、本実施形態の指紋センサ２０には、センサ面２０ｓより開状態側（図２では左側）に、後述する移動手段２１の構成部材の一つであるツメ部２０ａが設けられている。このツメ部２０ａは、センサカバー２３のツメ部２３ａと係合可能に設定されている。また、本実施形態の指紋センサ２０は、指紋撮像部１ｇに平行な面上でセンサカバー２３の移動方向に沿って、平行移動可能に構成されている。更に、本実施形態の指紋センサ２０は、被認証者の指による装置本体部の外側からの圧力がかかった場合に、センサカバー２３のツメ部２３ａとの係合が解除される程度に、指紋撮像部１ｇと共に装置本体部の内側に移動可能に構成されている。

本実施形態の移動手段２１は、機械式の移動手段２１であり、センサカバー２３のツメ部２３ａ、指紋センサ２０のツメ部２０ａ、及び、センサカバー２３の開状態側から閉状態側に向かう方向（図２では左側から右側に向かう方向）に指紋センサ２０を移動させる弾性部材２１ａで構成されている。尚、本実施形態の弾性部材２１ａは、例えば、バネやゴム等を想定している。

本実施形態の演算処理部１０Ａは、図１に示すように、撮像制御手段１１、指紋画像データ生成手段１２、画像照合手段１３、認証手段１４、登録画像ＤＢ１５、検知手段１６及び外部Ｉ／Ｆ１７の各構成を備えて構成されている。

撮像制御手段１１は、本実施形態では、指紋センサ２０が図２（ｂ）に示す位置（第１位置）にあるとき、及び、図２（ｄ）に示す位置（第２位置）にあるときに、指紋センサ２０を制御して部分撮像画像データを取得する。より具体的には、後述する検知手段１６により被認証者の指が指紋センサ２０のセンサ面２０ｓ上に置かれたことが検知されると、指紋センサ２０を制御して部分撮像画像データを取得する。更に、移動手段２１の構成に応じて、指紋センサ２０が第２位置にあるか否かを判定し、指紋センサ２０が第２位置にあると判定したときに、指紋センサ２０を制御して部分撮像画像データを取得する。例えば、移動手段２１を構成する弾性部材２１ａがバネ等である場合、指が指紋センサ２０のセンサ面２０ｓ上に置かれたことが検知されてから一定時間経過した場合に、指紋センサ２０が第２位置にあると判定する。

ここで、図３（ａ）は、本実施形態における部分撮像画像データ夫々の関係を示している。尚、本実施形態では、指紋センサ２０が第１位置にあるときの部分撮像画像データＲ１と指紋センサ２０が第２位置にあるときの部分撮像画像データＲ２は、一部で重複しており、これによって、指紋画像データにデータ欠損等の不具合が生じるのを防止している。尚、図３（ｂ）に示すように、指紋センサ２０の移動中に指紋センサ２０を制御して部分撮像画像データを取得するように構成しても良い。この場合には、よりセンサ面２０ｓの面積が小さい指紋センサ２０を利用できる。

指紋画像データ生成手段１２は、指紋センサ２０から受け付けた複数の部分撮像画像データを合成して、１つの指紋画像データを生成する。具体的には、例えば、指紋画像データ生成手段１２は、装置本体部の指紋撮像部１ｇにマーカーを設け、マーカーに基づいて部分撮像画像データを合成するように構成しても良い。

画像照合手段１３は、指紋画像データ生成手段１２から受け付けた指紋画像データと、登録画像ＤＢ１５から取得した被認証者の登録画像データを比較する。具体的には、登録画像ＤＢ１５には、被認証者のＩＤと対応付けて登録画像データが記憶されている。画像照合手段１３は、指紋認証処理の実行前に外部Ｉ／Ｆ１７から入力される被認証者のＩＤに基づいて登録画像ＤＢ１５を検索し、登録画像データを取得する。更に、画像照合手段１３は、従来の指紋認証アルゴリズムを用いて、指紋画像データと登録画像データを比較する。具体的には、例えば、指紋画像データと登録画像データから、夫々、線が途切れている部分を示す端点や線が分かれている部分を示す分岐点等の特徴点を抽出し、特徴点の位置等を比較して、一致度を算出する。

認証手段１４は、画像照合手段１３が算出した一致度が、予め設定された基準度以上である場合に、被認証者を認証する。尚、この基準度は、本発明装置１Ａを利用するシステム毎に、該システムで必要とされる安全性に基づいて設定しても良いし、外部入力により変更可能に構成しても良い。

本実施形態の検知手段１６は、センサカバー２３が開状態のときに、指紋センサ２０を用いて指が指紋撮像部１ｇに置かれたことを検知する。具体的には、例えば、センサカバー２３が閉状態から開状態となった後の一定期間、指紋センサ２０から出力される電気信号の変化を検出し、指紋センサ２０から出力される電気信号の変化に基づいて指が指紋撮像部１ｇに置かれているか否かを判定する。

以下、本実施形態の本発明装置１Ａの動作について図２を基に簡単に説明する。ここで、図２は、本発明装置１Ａを構成する指紋センサ２０の移動に係る部分の一構成例を示している。

本実施形態では、指紋認証処理等を実行していないときは、図２（ａ）に示すように、センサカバー２３が閉じた状態（保護状態）となっており、指紋センサ２０が、センサカバー２３の閉状態側（図２の右側、第２位置に相当）に位置している。

本発明装置１Ａは、被認証者がセンサカバー２３を開けると、指紋認証処理を開始する。被認証者によってセンサカバー２３が閉状態から開状態に移動する際、センサカバー２３のツメ部２３ａが指紋センサ２０に設けられたツメ部２０ａに係合し、図２（ｂ）に示すように、指紋センサ２０を第１位置に移動させる。

指紋センサ２０が第１位置にある状態で、検知手段１６が、被認証者が指紋撮像部１ｇに指を置いたことを検知すると、撮像制御手段１１が、指紋センサ２０により第１位置における部分撮像画像データを取得し、演算処理部１０Ａ内のＲＡＭ等の一時記憶装置（図示せず）に記憶する。また、指紋センサ２０が第１位置にある状態で、被認証者が指紋撮像部１ｇに指を当てると、図２（ｃ）に示すように、指紋撮像部１ｇと共に指紋センサ２０が装置本体部の内側に移動し、センサカバー２３のツメ部２３ａと指紋センサ２０のツメ部２０ａの係合状態が解除され、弾性部材２１ａにより、指紋センサ２０が図２（ｄ）に示す第２位置に移動する。尚、本実施形態では、被認証者の指と指紋センサ２０の間に指紋撮像部１ｇが配置され、被認証者の指と指紋センサ２０は直接接しないので、指紋センサ２０の動作が妨げられることはない。

指紋センサ２０が図２（ｄ）に示す第２位置に停止すると、撮像制御手段１１が、指紋センサ２０により第２位置における部分撮像画像データを取得し、演算処理部１０Ａ内のＲＡＭ等の一時記憶装置（図示せず）に記憶する。その後、演算処理部１０Ａにおいて、指紋画像データ生成手段１２が、取得した第１位置及び第２位置における部分撮像画像データを合成して指紋画像データを生成し、画像照合手段１３が、指紋画像データと登録画像データを比較して一致度を算出し、認証手段１４が、演算された一致度が基準度以上である場合に被認証者を認証する。

〈第２実施形態〉
本発明装置の第２実施形態について、図４及び図５を基に説明する。本実施形態では、上記第１実施形態とは、移動手段２１の構成が異なる場合について説明する。より具体的には、上記第１実施形態では、機械式の移動手段２１を用い、指紋センサ２０を直線上で平行移動させる場合について説明したが、本実施形態では、電動式の移動手段２１を用い、指紋センサ２０を所定の円弧上で平行移動させる場合について説明する。

本実施形態の本発明装置１Ｂは、図４に示すように、指紋センサ２０、移動手段２１、ガイド手段２２、及び、演算処理部１０Ｂを備えて構成されており、演算処理部１０Ｂの指紋画像データ生成手段１２、画像照合手段１３、認証手段１４、登録画像ＤＢ１５、検知手段１６及び外部Ｉ／Ｆ１７の構成は上記第１実施形態と同じである。

本実施形態のガイド手段２２は、図４に示すように、装置本体部の表面の所定領域に、透過性の長方形状の板状部材で構成された指紋撮像部１ｇを用いて構成されている。

本実施形態の指紋センサ２０は、上記第１実施形態と同様に、非接触型のイメージセンサであり、表面に光信号を取り込むセンサ面２０ｓが設けられ、センサ面２０ｓが指紋撮像部１ｇと対面するように本発明装置１Ｂの装置内部に配置されている。本実施形態の指紋センサ２０は、後述するモータ２１ｂによって、図５に示すように、姿勢を保った状態で、円弧上を移動するように構成されている。尚、図６に示すように、姿勢が変化する状態で移動するように構成しても良い。

本実施形態の移動手段２１は、電動式のモータ２１ｂであり、後述する撮像制御手段１１からの制御信号に基づいて動作するように構成されている。

撮像制御手段１１は、本実施形態では、指紋センサ２０及びモータ２１ｂを制御して、図５に示すように、３つの部分撮像画像データＲ１〜Ｒ３を取得する。尚、本実施形態では、説明のために、３つの部分撮像画像データを取得する場合について説明するが、取得する部分撮像画像データの数は、指紋センサ２０のセンサ面積や本発明装置１Ｂを搭載するシステムで必要とされる安全性等に基づいて設定する。

より具体的には、撮像制御手段１１は、図５（ａ）に示すように、指紋認証処理が開始されると、指紋センサ２０が部分撮像画像データＲ１の撮像位置以外の場所にある場合は、モータ２１ｂを駆動して、指紋センサ２０を部分撮像画像データＲ１の撮像位置に移動させる。その後、検知手段１６によって被認証者が指紋撮像部１ｇに指を置いたことが検出されると、撮像制御手段１１は、指紋センサ２０を制御して部分撮像画像データＲ１を取得し、演算処理部１０Ｂの一時記憶装置に記憶する。続いて、撮像制御手段１１は、図５（ｂ）に示すように、モータ２１ｂを制御して指紋センサ２０を部分撮像画像データＲ２の撮像位置に移動させ、指紋センサ２０を制御して部分撮像画像データＲ２を取得し、演算処理部１０Ｂの一時記憶装置に記憶する。同様に、撮像制御手段１１は、部分撮像画像データＲ２の取得後、図５（ｃ）に示すように、モータ２１ｂを制御して指紋センサ２０を部分撮像画像データＲ３の撮像位置に移動させ、指紋センサ２０を制御して部分撮像画像データＲ３を取得し、演算処理部１０Ｂの一時記憶装置に記憶する。更に、本実施形態では、撮像制御手段１１は、指紋センサ２０を部分撮像画像データＲ１の撮像位置に移動させる。

〈第３実施形態〉
本発明装置の第３実施形態について、図７を基に説明する。本実施形態では、上記第１または第２実施形態の指紋認証処理に加え、指紋認証処理を実行するための登録処理を実行する場合について説明する。

本実施形態の本発明装置１Ｃは、図７に示すように、指紋センサ２０、移動手段２１、ガイド手段２２、及び、演算処理部１０Ｃを備えて構成されており、演算処理部１０Ｃは、撮像制御手段１１、指紋画像データ生成手段１２、画像照合手段１３、認証手段１４、登録画像ＤＢ１５、検知手段１６及び外部Ｉ／Ｆ１７に加え、登録処理に係る構成として、登録処理時に、指紋センサ２０から受け付けた部分撮像領域夫々の部分撮像画像データに基づいて、登録画像データを生成する登録画像データ生成手段３１、登録画像データを登録対象者別に登録する登録手段３２を備えて構成されている。

尚、指紋センサ２０、移動手段２１、ガイド手段２２、演算処理部１０Ｃの指紋画像データ生成手段１２、画像照合手段１３、認証手段１４、登録画像ＤＢ１５、検知手段１６及び外部Ｉ／Ｆ１７の構成は上記第１または第２実施形態と同じである。

本実施形態の撮像制御手段１１は、登録対象者の登録画像データの登録処理時に、被認証者の指を認証位置に停止させた状態で、登録画像データの画像領域全体に亘って設定された複数の登録画像データ用の部分撮像領域毎に、移動手段２１により指紋センサ２０を部分撮像画像データ夫々の撮像位置に移動させ、指紋センサ２０により部分撮像領域の部分撮像画像データを取得するように構成されている。尚、本実施形態では、登録画像データの画像領域が、指紋画像データの画像領域より広く設定されている。これにより、指を置く位置のずれによる指紋認証処理の精度が低下するのをより効果的に防止することが可能になる。

〈別実施形態〉
〈１〉上記第１実施形態では、移動手段２１が、センサカバー２３のツメ部２３ａ、指紋センサ２０のツメ部２０ａ及び弾性部材２１ａを用いて機械式に構成されている場合を例に説明したが、これに限るものではない。例えば、特に、図３（ｂ）に示すように、指紋センサ２０の移動中に撮像処理を行う場合には、移動手段２１として、撮像制御手段１１からの制御に応じて段階的に駆動するステップモータ２１ｂ等を用いても良い。移動手段２１としてステップモータ２１ｂを用いた場合には、指紋センサ２０が停止するタイミングで撮像処理を行うように構成することで、部分撮像画像データの画質維持或いは画質向上を図ることができる。

〈２〉上記第１〜第３実施形態の本発明装置１は、図７に示すように、移動手段２１による指紋センサ２０の移動量を、外部入力された設定条件に基づいて変更する移動量変更手段４１を備えて構成しても良い。この場合において、移動量の変更に伴って、部分撮像領域の設定を自動的に変更するように構成すれば、本発明装置１の使用状態の変更や、本発明装置１を搭載したシステムで必要とされる安全性等の変更等に柔軟に対応可能になる。

〈３〉上記第１実施形態では、指紋センサ２０が所定の直線上を移動可能な場合について、上記第２実施形態では、指紋センサ２０が所定の円弧上を移動可能な場合について、夫々説明したが、これに限るものではない。例えば、指紋センサ２０は、２方向に移動可能に構成されていても良い。この場合には、撮像制御手段１１は、例えば、部分撮像領域毎に、基準位置に対する座標等の位置情報を求め、この位置情報に基づいて指紋センサ２０を移動させる制御を行う。２方向に移動可能に構成すれば、よりセンサ面積の小さい指紋センサ２０を利用可能になる。

〈４〉上記第１〜第３実施形態では、登録画像ＤＢ１５に、指紋センサ２０から出力される部分撮像画像データを合成した登録画像データがそのまま記憶されている場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、画像照合手段１３が、特徴点の位置等を比較するように構成されている場合には、登録画像データから抽出した特徴点の情報のみを記憶する、或いは、登録画像データと特徴点の情報の両方を記憶するように構成しても良い。登録画像ＤＢ１５に特徴点の情報を記憶するように構成すれば、画像照合手段１３において登録画像データの特徴点の抽出に係る処理を短縮できる。また、特徴点の情報のみを記憶するように構成すれば、登録画像ＤＢ１５の記憶容量の削減を図ることができる。

〈５〉上記第１〜第３実施形態において、認証手段１４が被認証者を認証できなかった場合、再度、指紋認証処理を実行するように構成しても良い。この場合、例えば、被認証者が認証された場合、及び、一定回数以上連続して指紋認証処理が成功しなかった場合に、被認証者に通知するように構成すれば、本発明装置１では、被認証者の動作を必要としないので、指紋認証処理の失敗毎に指を置き直す必要がなくなり、被認証者の指紋認証処理における利便性の向上を図ることができる。

本発明に係る指紋認証装置の指紋認証処理に係る部分の構成を示す概略ブロック図 本発明に係る指紋認証装置の第１実施形態における指紋センサ及び移動手段の各状態を示す概略ブロック図 本発明に係る指紋認証装置の第１実施形態において指紋センサが取得する部分撮像画像データの一例を示す模式図 本発明に係る指紋認証装置の第２実施形態における概略構成例を示す概略ブロック図 本発明に係る指紋認証装置の第２実施形態における指紋センサの軌道と部分撮像画像データの関係例を示す概略模式図 本発明に係る指紋認証装置の第２実施形態における指紋センサの軌道と部分撮像画像データの関係例を示す概略模式図 本発明に係る指紋認証装置の第２実施形態における指紋認証処理及び登録処理に係る部分の構成を示す概略ブロック図 従来技術に係る指紋認証装置における指紋センサと指の関係を示す概略模式図

符号の説明

１ 本発明に係る指紋認証装置
１Ａ 本発明に係る指紋認証装置
１Ｂ 本発明に係る指紋認証装置
１Ｃ 本発明に係る指紋認証装置
１ｇ 指紋撮像部
１０ 演算処理部
１０Ａ 演算処理部
１０Ｂ 演算処理部
１０Ｃ 演算処理部
１１ 撮像制御手段
１２ 指紋画像データ生成手段
１３ 画像照合手段
１４ 認証手段
１５ 登録画像データベース（登録画像ＤＢ）
１６ 検知手段
１７ 外部Ｉ／Ｆ
２０ 指紋センサ
２０ａ ツメ部
２０ｓ センサ面
２１ 移動手段
２１ａ 弾性部材
２１ｂ モータ
２２ ガイド手段
２３ センサカバー（保護手段）
２３ａ ツメ部
３１ 登録画像データ生成手段
３２ 登録手段
４１ 移動量変更手段

Claims (8)

1. 被認証者の指の指紋画像データに基づいて、指紋認証処理を行う指紋認証装置であって、
   前記被認証者の指の一部を撮像して指紋の一部の画像データを取得する指紋センサと、
   前記指紋センサを移動させる移動手段と、
   前記被認証者の指を前記指紋認証処理のための認証位置に導くガイド手段と、
   前記指紋認証処理時に、前記被認証者の指を前記認証位置に停止させた状態で、前記指紋画像データの画像領域全体に亘って設定された複数の部分撮像領域毎に、前記移動手段により前記指紋センサを前記部分撮像画像データ夫々の撮像位置に移動させ、前記指紋センサにより前記部分撮像領域の前記部分撮像画像データを取得する撮像制御手段と、
   前記指紋認証処理時に、前記指紋センサから受け付けた前記部分撮像領域夫々の前記部分撮像画像データに基づいて、前記指紋画像データを生成する指紋画像データ生成手段と、
   前記指紋画像データを、予め登録された前記被認証者毎の指紋の登録画像データと比較し、前記指紋画像データと前記登録画像データの一致度を求める画像照合手段と、
   前記一致度が所定の基準度以上である場合に、前記被認証者を認証する認証手段と、を備えることを特徴とする指紋認証装置。
2. 前記移動手段による前記指紋センサの移動量を、外部入力された設定条件に基づいて変更する移動量変更手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
3. 前記移動手段が、前記指紋センサを平行移動または回転移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の指紋認証装置。
4. 前記移動手段が、前記指紋センサを２方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の指紋認証装置。
5. 前記撮像制御手段が、登録対象者の前記登録画像データの登録処理時に、前記被認証者の指を前記認証位置に停止させた状態で、前記登録画像データの画像領域全体に亘って設定された複数の前記登録画像データ用の部分撮像領域毎に、前記移動手段により前記指紋センサを前記部分撮像画像データ夫々の撮像位置に移動させ、前記指紋センサにより前記部分撮像領域の前記部分撮像画像データを取得するように構成され、
   前記登録処理時に、前記指紋センサから受け付けた前記部分撮像領域夫々の前記部分撮像画像データに基づいて、前記登録画像データを生成する登録画像データ生成手段と、
   前記登録画像データを前記登録対象者別に登録する登録手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の指紋認証装置。
6. 前記登録画像データの画像領域が、前記指紋画像データの画像領域より広く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の指紋認証装置。
7. 隣接する前記部分撮像領域同士が一部で重複するように配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の指紋認証装置。
8. 動作停止時に、前記指紋センサを保護する保護手段と、
   前記保護手段が解除されている場合に、前記指紋センサを用いて前記指が置かれたことを検知する検知手段と、を備え、
   前記撮像制御手段が、前記保護手段が解除されたときに、前記移動手段により前記指紋センサを所定の第１位置に移動させ、前記検知手段において前記指が置かれたことが検知されたときに、前記指紋センサにより前記第１位置における前記部分撮像画像データを取得し、前記指紋センサによる前記部分撮像画像データの取得後、前記移動手段により前記指紋センサを前記第１位置から所定の第２位置に向けて移動させることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の指紋認証装置。

Images