JP2014081736A

JP2014081736A - 指情報読取り装置

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Publication number: JP2014081736A
Application number: JP2012228242A
Authority: JP
Inventors: Kaname Hayashi; 要林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-05-08

Abstract

【課題】指の情報を装置に読取らせるための被認証者の作業負担の増大を抑制しつつ、認証精度を高める。
【解決手段】認証支援端末１２は、筐体上の第１入力面４０に、被認証者の親指の情報を読取るための第１読取り部４２を備え、筐体上の第２入力面２０に、被認証者の人差し指および中指の情報を読取るための第２読取り部２４および第３読取り部３０を備える。認証支援端末１２では、第１入力面４０と第２入力面２０のなす角が鋭角になるよう筐体上に第１入力面４０と第２入力面２０を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明はデータ処理技術に関し、特に、被認証者の指の情報を読取るための装置に関する。

情報セキュリティの重要性が高まっている現在、生体認証技術を用いた個人認証がなされることがある。種々の生体情報を用いた生体認証技術が提案されているが、中でも指紋を利用した認証技術は非常に普及している。以下の特許文献１では、複数の指の指紋を読取り、複数の指紋データにもとづいて個人認証の精度を高める指紋認証技術を提案している。

特開２００９−９９１１３号公報

本発明者は、被認証者の複数の指の情報にもとづいて個人認証を行なう場合に被認証者の作業負担が小さいことが望ましいと考えた。しかしながら、複数の指の情報を装置に読取らせるための被認証者の作業負担を小さくするための具体的な方法はこれまで十分に提案されてこなかった。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の指情報読取り装置は、筐体上の第１面に設けられ、被認証者の親指の情報を読取るための第１読取り部と、筐体上の第２面に設けられ、被認証者の親指以外の指の情報を読取るための第２読取り部と、を備える。この指情報読取り装置では、第１面と第２面のなす角が鋭角になるよう筐体上に第１面と第２面を設けた。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明の指情報読取り装置によると、指の情報を装置に読取らせるための被認証者の作業負担の増大を抑制しつつ、認証精度を高めることを支援できる。

実施の形態の商品販売システムの構成を示す図である。認証支援端末の外観を示す斜視図である。認証支援端末の外観を示す左側面図である。第２入力面の外観を詳細に示す図である。第１入力面の外観を詳細に示す斜視図である。認証支援端末の機能構成を示すブロック図である。スキャンデータ保持部に保持されるデータ構成を示す図である。認証サーバの機能構成を示すブロック図である。被認証者情報保持部に保持されるデータ構成を示す図である。認証支援端末の動作を示すフローチャートである。図１０に続く認証支援端末の動作を示すフローチャートである。購入確認画面を模式的に示す図である。

本実施の形態の商品販売システムは、被認証者の複数の指の情報にもとづく個人認証を実施して商品代金の電子決済を行なうことにより、被認証者による商品の購入を支援する、言わば、現金不要の手ぶらでの買い物を実現する情報処理システムである。「指の情報」とは、具体的には指紋の特徴（例えば形状や模様等）を示す情報であり、より好ましくは表皮層の下の真皮層に形成された指紋の特徴を示す情報であり、以下では単に「指情報」とも呼ぶ。本実施の形態において、指情報による認証を採用した理由は、指紋認証技術は普及しており、他の生体認証技術（例えば静脈認証）に比べてコストを低減しやすいからである。

また被認証者の指情報にもとづいて多数の登録ユーザの中から特定の１人のユーザを認識する精度を高めるため、すなわち十分に高い認証精度を担保するため、読取り対象の指の本数を３本とする。１本ずつ指情報を読取ると、被認証者の作業時間・作業負担を増大させてしまうため、３本同時に指情報を読取る。具体的には、被認証者は自身の指情報を読取らせるための行為として、読取り対象の３本の指を指情報読取り装置のセンサに当接させた状態で同時に手前に滑らす。言い換えれば、指情報読取り装置のセンサをなぞるように３本の指を手前に引く作業を行なう。

ここで、人差し指〜小指の中の３本の長さの関係は各人で異なる。また手の構造上、人差し指〜小指の中の３本を平面に並べさせた場合、被認証者の負担が大きくなりやすい。したがって、人差し指〜小指の中の３本を読取り対象とすると、正確な指情報（指画像）の取得が困難になり、被認証者の負担も増大してしまう。そこで正確な指情報の取得および被認証者の負担軽減の観点から、指情報読取り装置は、左右いずれかの手の親指・人差し指・中指の３本を読取り対象とする。

また手の構造上、親指は自然な状態では人差し指および中指との正対面より傾く（親指の腹が小指方向を向く）。そのため、親指の読取り面と、人差し指および中指の読取り面とを正対させると、やはり被認証者の負担を大きくしてしまう。また、親指の側面の指紋のみが読取られやすくなって認証精度を低下させてしまう。そこで親指の腹の広い範囲をセンサに接触させて正確な指情報を取得し、また被認証者の負担軽減の観点から、指情報読取り装置は、親指の読取り面と、人差し指および中指の読取り面のなす角αが鋭角（すなわち０°＜α＜９０°）になるようにそれぞれの面を筐体上に設けた。本実施の形態の指情報読取り装置によると、複数の指情報を用いることによって認証精度を向上させるとともに、複数の指情報を読取らせるための被認証者の作業負担の増大を抑制する。

図１は、実施の形態の商品販売システム１００の構成を示す。スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の小売店舗には、レジ（キャッシュレジスタ）１０と、レジ１０と接続された指情報読取り装置としての認証支援端末１２とが設置される。またレジ１０は、ＬＡＮ・ＷＡＮ・インターネット等を含む公知の通信網を介して決済サーバ１６と接続され、認証支援端末１２も公知の通信網を介して認証サーバ１４と接続される。認証サーバ１４は、商品購入者（すなわち被認証者）の個人情報を管理する企業に設置されてもよく、決済サーバ１６は、銀行やクレジット会社等の金融機関に設置されてもよい。

決済サーバ１６は、小売店舗で被認証者が商品を購入する際にその商品代金の電子決済処理を実行する情報処理装置である。例えば、決済サーバ１６は、レジ１０から、電子決済に必要な情報として、商品購入者の個人情報（クレジットカード番号、生年月日、カード有効期限等）と、決済金額（商品販売金額）とを受け付けて、クレジットカード決済処理を実行する。

次に認証支援端末１２の構成を説明する。
図２は、認証支援端末１２の外観を示す斜視図である。第２入力面２０には、暗証番号入力装置２２と第２読取り部２４と第３読取り部３０とが配置される。後述するように、第２読取り部２４は、右手の人差し指もしくは左手の中指の情報を読取るためのセンサを含み、第３読取り部３０は、右手の中指もしくは左手の人差し指の情報を読取るためのセンサを含む。

第２入力面２０の下側には、破線で示す第１入力面４０が設けられており、第１入力面４０には第１読取り部４２が配置される。後述するように、第１読取り部４２は、右手もしくは左手の親指の情報を読取るためのセンサを含む。情報表示面５０には、認証の成功もしくは失敗等の各種情報を表示し、また、被認証者による操作入力を受け付けるタッチパネル５２が配置される。

図３は、認証支援端末１２の外観を示す左側面図である。同図で示すように、第１入力面４０と第２入力面２０のなす角（角６０）が鋭角を形成するように、認証支援端末１２の筐体上に第２入力面２０と第１入力面４０が設けられている。実施の形態での角６０の大きさは３０°とするが、認証支援端末１２を用いた実験等により、認証支援端末１２の実際の利用シーンに適した別の鋭角の値が採用されてもよい。このように角６０を鋭角とすることで、親指を含む複数の指で認証支援端末１２を把持する際の被認証者の負担を低減し、また指情報をスキャンさせるための指の引き抜き動作を容易にし、また親指を含む複数の指のスキャンにおいて好適な指画像を取得しやすくする。

また図３では第２入力面２０を水平面として描いたが、被認証者と認証支援端末１２の位置関係により、第２入力面２０および第１入力面４０の傾きとして別の傾きが採用されてもよい。例えば、被認証者が認証支援端末１２を見下ろす位置から指をスキャンさせる場合、第２入力面２０は上向きに傾いた面、すなわち鉛直方向に鈍角を形成する面として設けられてもよく、これに伴い第１入力面４０も一層上向きに傾いた面として設けられてもよい。言い換えれば、角６２をより大きな角度とし、角６４をより小さい角度とするように形成されてもよい。

図４は、第２入力面２０の外観を詳細に示す。図４（ａ）は、第２入力面２０の正面図である。図４（ａ）で示すように、暗証番号入力装置２２は言わばテンキーであり、暗証番号を入力するための各種ボタンが設けられる。第２読取り部２４は、第２ラインセンサ２６と第２圧力センサ２８を含む。第２ラインセンサ２６はラインセンサカメラであり、被認証者の右手の人差し指もしくは左手の中指の指紋（真皮指紋）を撮像する。また第２圧力センサ２８は、被認証者の指が押し当てられて生じた圧力（押圧）の大きさを検知する。第３読取り部３０は、第２読取り部２４と近接した位置に設けられており、第３ラインセンサ３２と第３圧力センサ３４を含む。第３ラインセンサ３２はラインセンサカメラであり、被認証者の右手の中指もしくは左手の人差し指の指紋（真皮指紋）を撮像する。また第３圧力センサ３４は、被認証者の指が押し当てられて生じた圧力の大きさを検知する。

図４（ｂ）は、第２入力面２０の先端部分の斜視図である。第２読取り部２４および第３読取り部３０は、被認証者の指をラインセンサによる指紋読取りに適する所定位置まで導くための溝を形成している。すなわち、第２読取り部２４および第３読取り部３０を周囲より窪ませた態様で形成し、その窪ませた領域（溝内）にラインセンサおよび圧力センサを配置している。この溝は、ラインセンサに指を導くためのガイドとなり、人が意識しなくても、自然に指の進行方向の振れを抑え、一定の方向でラインセンサ上を滑らせることを補助する。このガイドにより、ラインセンサにおける読取り品質をより向上できる。

図５は、第１入力面４０の外観を詳細に示す斜視図である。第１読取り部４２は、第１ラインセンサ４４と第１圧力センサ４６を含む。第１ラインセンサ４４は、ラインセンサカメラであり、被認証者の右手もしくは左手の親指の指紋（真皮指紋）を撮像する。また第１圧力センサ４６は、被認証者の指が押し当てられて生じた圧力の大きさを検知する。

第１読取り部４２も、第２読取り部２４および第３読取り部３０と同様の溝を形成し、その窪ませた領域（溝内）に第１ラインセンサ４４および第１圧力センサ４６を配置している。ただし第１読取り部４２は、第２読取り部２４および第３読取り部３０の溝よりも深い溝を形成している。既述したように、手の構造上、親指は自然な状態では人差し指および中指との正対面より傾く（親指の腹が小指方向を向く）。これを踏まえ、第１読取り部４２の溝を、第２読取り部２４および第３読取り部３０の溝より深く形成することで、第１読取り部４２に対する被認証者の親指の押圧を高めさせやすくする。これにより、親指の腹を第１ラインセンサ４４に接触させやすくし、第１ラインセンサ４４に対する親指の接触面積を広げさせて、照合に適する指紋画像を読取らせやすくなる。また、第１読取り部４２が、被認証者の視覚に隠れる位置に配置される場合であっても、溝を深く形成することで、被認証者が指先の感触だけで親指を溝に嵌めやすくなる。

また図４（ｂ）および図５で示すように、第１読取り部４２は、第２入力面２０における第２読取り部２４と第３読取り部３０の中央位置に対向する第１入力面４０の位置に設けられる。言い換えれば、第２入力面２０における第２読取り部２４と第３読取り部３０の中央位置に対向する第１入力面４０の位置が第１読取り部４２の中心となるように、第１入力面４０に第１読取り部４２が配置される。これにより、被認証者が認証のために右手の親指・人差し指・中指を使用する場合と、左手の親指・人差し指・中指を使用する場合の両方で同等の利便性を提供できる。

さらにまた、第１読取り部４２の幅４８は、第２読取り部２４の幅２９および第３読取り部３０の幅３６よりも長く形成されている。第１読取り部４２のスキャン対象は親指であり、手の構造上、親指の幅は他の指の幅より長いからである。これにより、被認証者が親指を第１読取り部４２に嵌合させやすくなる。なお、第２読取り部２４の幅２９と第３読取り部３０の幅３６は同じ長さにすることが望ましい。これにより、被認証者が認証のために右手を使用する場合と、左手を使用する場合の両方で同等の利便性を提供できる。

図６は、認証支援端末１２の機能構成を示すブロック図である。認証支援端末１２は、第１ラインセンサ４４、第１圧力センサ４６、第２ラインセンサ２６、第２圧力センサ２８、第３ラインセンサ３２、第３圧力センサ３４、暗証番号入力装置２２、タッチパネル５２、表示制御部１１０、操作検出部１１２、通信制御部１１４、認証制御部１１６を備える。

本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。例えば、図６の認証制御部１１６の各機能ブロックは、各機能ブロックに対応するプログラムモジュールがメモリに展開されてＣＰＵが実行することにより実現されてもよい。また各機能ブロックに対応する専用の電子回路により実現されてもよい。後述の図８についても同様である。

表示制御部１１０はタッチパネルドライバとしての機能を提供し、例えば認証制御部１１６から渡されたテキストデータや画像データをタッチパネル５２に表示させる。操作検出部１１２もタッチパネルドライバとしての機能を提供し、例えばタッチパネル５２に対する被認証者の操作入力を検出し、その操作内容を認証制御部１１６に渡す。また操作検出部１１２は暗証番号入力装置２２のドライバとしての機能も提供し、例えば暗証番号入力装置２２に対して被認証者が入力した暗証番号のデータを認証制御部１１６に渡す。

通信制御部１１４は、レジ１０および認証サーバ１４との通信を制御する。例えば通信制御部１１４は、レジ１０とＵＳＢを介したシリアル通信を制御し、レジ１０からデータを受信してそのデータを認証制御部１１６に渡し、認証制御部１１６から渡されたデータをレジ１０へ送信する。また通信制御部１１４は、無線ＬＡＮを介した認証サーバ１４とのＶＰＮ（Virtual Private Network）通信を制御し、認証制御部１１６から渡されたデータを認証サーバ１４へ送信し、認証サーバ１４からデータを受信してそのデータを認証制御部１１６に渡す。

認証制御部１１６は、被認証者の複数の指情報にもとづく被認証者に対する個人認証を支援する処理を実行する。認証制御部１１６は、スキャン画像検出部１２０と、スキャン状態検出部１２２と、スキャンデータ保持部１２４と、指情報抽出部１２６と、暗証番号取得部１２８と、認証要求送信部１３０と、認証結果取得部１３２と、決済金額取得部１３４と、確認画面表示部１３６と、決済指示送信部１３８と、エラー推定部１４０と、スキャン指示部１４２を含む。

スキャン画像検出部１２０は、第１ラインセンサ４４、第２ラインセンサ２６、第３ラインセンサ３２のそれぞれが撮像した指画像データを取得してアナログ／デジタル変換を実行し、変換後の各画像データをスキャンデータ保持部１２４へ格納する。スキャン状態検出部１２２は、第１圧力センサ４６、第２圧力センサ２８、第３圧力センサ３４のそれぞれが検知した押圧の大きさを示すデータを取得し、各データをスキャンデータ保持部１２４へ格納する。

スキャンデータ保持部１２４は、第１読取り部４２、第２読取り部２４、第３読取り部３０のそれぞれにおけるスキャンデータを保持する記憶領域である。図７は、スキャンデータ保持部１２４に保持されるデータ構成を示す。スキャンデータ保持部１２４は、１回の個人認証において被認証者が自身の指を複数回スキャンさせた場合に、複数回のスキャンデータを順次記憶する。具体的には、１回のスキャンデータを１レコードとして保持し、スキャン番号フィールドには、１回目のスキャンデータが「１」、２回目のスキャンデータが「２」として各レコードのＩＤが保持される。

スキャンデータ保持部１２４は、第１読取り部４２の第１ラインセンサ４４によるスキャン画像、第２読取り部２４の第２ラインセンサ２６によるスキャン画像、第３読取り部３０の第３ラインセンサ３２によるスキャン画像を、各読取り部に対応するスキャン画像フィールドに記憶する。また、第１読取り部４２の第１圧力センサ４６が検知した圧力データ、第２読取り部２４の第２圧力センサ２８が検知した圧力データ、第３読取り部３０の第３圧力センサ３４が検知した圧力データを、各読取り部に対応するスキャン状態フィールドに記憶する。

図６に戻り、指情報抽出部１２６は、スキャンデータ保持部１２４に格納されたスキャン画像、すなわち被認証者の指画像に対して公知の画像処理（画像特徴抽出処理）を施し、その指画像の特徴を示すデータを指特徴情報として抽出する。例えば、被認証者の指画像に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を実行して指画像の周波数領域表現を取得し、その周波数特性を示すデータを指特徴情報として取得してもよい。指情報抽出部１２６は、第１ラインセンサ４４によるスキャン画像にもとづく第１の指特徴情報、第２ラインセンサ２６によるスキャン画像にもとづく第２の指特徴情報、第３ラインセンサ３２によるスキャン画像にもとづく第３の指特徴情報をそれぞれ取得する。

暗証番号取得部１２８は、暗証番号入力装置２２に入力された暗証番号データを、操作検出部１１２を介して取得する。認証要求送信部１３０は、指情報抽出部１２６により抽出された第１〜第３の指特徴情報と、暗証番号取得部１２８により取得された暗証番号データを含む認証要求を、通信制御部１１４を介して認証サーバ１４へ送信する。

認証結果取得部１３２は、認証要求にもとづいて認証サーバ１４が実行した認証処理の結果であり、認証サーバ１４から送信された認証結果を、通信制御部１１４を介して取得する。本実施の形態における認証結果には、個人認証の成功もしくは失敗を示す情報と、被認証者の氏名と、電子決済の実行に必要となる被認証者の個人情報（以下、「決済用情報」とも呼ぶ。）が含まれる。決済用情報は、クレジットカード決済の場合、被認証者のクレジットカード情報（例えばクレジットカード番号、生年月日、カード有効期限等）であってもよく、銀行振込決済の場合、被認証者の口座番号等であってもよい。

決済金額取得部１３４は、被認証者が小売店に支払うべき金額である決済金額、すなわち商品代金であり商品購入金額のデータを、通信制御部１１４を介してレジ１０から取得する。確認画面表示部１３６は、被認証者に対する認証成功時に、被認証者の氏名や決済金額を表示して、商品購入を了承するか否かを被認証者に確認するための購入確認画面をタッチパネル５２に表示させる。その一方、被認証者に対する認証失敗時に、その旨を被認証者に通知するための認証失敗画面をタッチパネル５２に表示させる。

決済指示送信部１３８は、購入確認画面において商品購入が了承された場合に、決済用情報を含む決済指示のデータを、通信制御部１１４を介してレジ１０へ送信する。レジ１０はこの決済指示を受け付けると、決済金額および決済用情報を決済サーバ１６へ送信して、商品代金の電子決済（クレジットカード決済や銀行振込決済）を実行させる。

エラー推定部１４０は、ラインセンサとは異なる圧力センサが検知したスキャン状態、すなわち被認証者の指による押圧の大きさにもとづいて、ラインセンサによる被認証者の指のスキャン品質を推定する。そしてスキャン品質の高低にもとづいて、以降の認証関連処理におけるエラーの発生可能性を推定し、スキャン品質が悪いと推定した場合に被認証者へ再スキャンを促す。例えば、スキャン品質が所定の閾値より低い場合に、以降の認証処理に失敗すると推定して、再スキャンを促すメッセージを表示させてもよい。

具体的には、エラー推定部１４０は、スキャンデータ保持部１２４に保持されたスキャン状態が示す押圧の大きさにもとづいて、被認証者に対する個人認証の成否を、スキャン画像から指特徴情報が抽出される前であり、認証サーバ１４が個人認証を実行する前に推定する。認証に失敗する可能性を事前に推定し、後述するように被認証者へ再スキャンを要求することで、後続の認証処理（例えば指特徴情報の抽出処理や認証サーバ１４による照合処理）の結果を待って再スキャンを要求する場合よりも迅速に正確な認証結果を得やすくなり、被認証者にかけるストレスを低減できる。

本実施の形態のエラー推定部１４０は、第１圧力センサ４６、第２圧力センサ２８、第３圧力センサ３４のうち少なくとも１つが検知した押圧の大きさが予め定められた圧力閾値未満の場合に、被認証者に対する個人認証が失敗すると推定する。個人認証が失敗するとは、正確な個人認証ができないという意味であり、被認証者の正当性を正しく判断できないという意味である。また、ここで推定する個人認証の失敗には、指画像からの指特徴情報の抽出時にエラーが発生すること、および、認証サーバ１４による照合の結果、個人認証に失敗すること、すなわち認証サーバ１４において被認証者の正当性を確認できないことの両方を含む。

圧力閾値は、これ未満の押圧では特徴指情報の抽出が十分にできないと想定される境界値であってよく、開発者の知見や認証支援端末１２を用いた実験等により値が決定されてよい。また、上限の圧力閾値がさらに規定されてよいことはもちろんであり、エラー推定部１４０は、第１圧力センサ４６、第２圧力センサ２８、第３圧力センサ３４のうち少なくとも１つが検知した押圧の大きさが上限の圧力閾値より大きい場合も、被認証者に対する個人認証が失敗すると推定してもよい。

スキャン指示部１４２は、決済金額取得部１３４が決済金額を受け付けた場合に、第１読取り部４２、第２読取り部２４、第３読取り部３０に指情報を読取らせるための被認証者の行為（すなわち指の当接および引き抜き動作）を促すためのスキャン指示メッセージを含む操作促進画面をタッチパネル５２に表示させる。またスキャン指示部１４２は、エラー推定部１４０が被認証者に対する認証の失敗を推定した場合に、指情報を読取らせるための被認証者の行為を再度促すための再スキャン指示メッセージを含む操作促進画面をタッチパネル５２に表示させる。

次に認証サーバ１４の構成を説明する。
図８は、認証サーバ１４の機能構成を示すブロック図である。認証サーバ１４は、被認証者情報保持部１５０と、認証要求受付部１５２と、照合部１５４と、認証結果提供部１５６を備える。

被認証者情報保持部１５０は、被認証者を認証するための照合情報と被認証者の決済用情報とを対応づけて保持し、言い換えれば、個人認証および電子決済に必要な被認証者の個人情報を保持する記憶領域である。図９は、被認証者情報保持部１５０に保持されるデータ構成を示す。図９（ａ）は、照合情報を格納したテーブルであり、被認証者が予め登録した第１〜第３の指特徴情報および暗証番号を、被認証者のＩＤと対応づけて保持する。図９（ｂ）は、決済用情報を格納したテーブルであり、被認証者が予め登録したユーザ名および決済用情報を、被認証者のＩＤと対応づけて保持する。

図９（ａ）における第１の指特徴情報は、認証要求にて第１の指特徴情報として設定されることが想定される情報であり、言い換えれば、認証支援端末１２の第１読取り部４２で読取られると想定される指情報である。典型的には、被認証者の右手もしくは左手の親指画像の特徴データが格納される。図９（ａ）における第２の指特徴情報は、認証要求にて第２の指特徴情報として設定されることが想定される情報であり、言い換えれば、認証支援端末１２の第２読取り部２４で読取られると想定される指情報である。典型的には、被認証者の右手の人差し指画像もしくは左手の中指画像の特徴データが格納される。図９（ａ）における第３の指特徴情報は、認証要求にて第３の指特徴情報として設定されることが想定される情報であり、言い換えれば、認証支援端末１２の第３読取り部３０で読取られると想定される指情報である。典型的には、被認証者の右手の中指画像もしくは左手の人差し指画像の特徴データが格納される。

図８には図示しないが、認証サーバ１４は、商品販売システム１００の利用者、すなわち認証支援端末１２を使用した電子決済による商品購入を行ないたい被認証者の情報を登録する被認証者情報登録部をさらに備えてもよい。被認証者情報登録部は、照合情報および決済用情報の登録要求を被認証者の端末（例えば認証支援端末１２や指紋読取り装置を備えたＰＣ等）から受け付け、照合情報および決済用情報を被認証者のＩＤとともに被認証者情報保持部１５０へ記録する。

認証要求受付部１５２は、認証支援端末１２から送信された認証要求を受信する。照合部１５４は、被認証者情報保持部１５０に保持されたレコードの中に、認証要求に設定された第１〜第３の指特徴情報および暗証番号の全てと一致するデータが格納されたレコード（以下、「整合レコード」とも呼ぶ。）が存在するか否かを判定する。ここで指特徴情報が一致するか否かの判定処理は、公知の画像マッチング技術（テンプレートマッチング等）を用いてよい。整合レコードが存在した場合、照合部１５４は、認証支援端末１２に指を当接させた被認証者の認証に成功した、すなわち被認証者の正当性を確認できたと判定し、整合レコードのユーザＩＤを被認証者のＩＤとして特定する。整合レコードが存在しない場合、照合部１５４は、被認証者の認証に失敗した、すなわち被認証者の正当性を確認できないと判定する。

認証結果提供部１５６は、照合部１５４が被認証者の認証に成功したと判定した場合、照合部１５４が特定した被認証者のＩＤに対応づけられたユーザ名および決済用情報を被認証者情報保持部１５０から取得する。そして、取得したユーザ名および決済用情報を、認証に成功した旨の情報とともに認証結果として認証支援端末１２へ送信する。その一方、照合部１５４が被認証者の認証に失敗したと判定した場合、認証結果提供部１５６は、認証に失敗した旨の情報を認証結果として認証支援端末１２へ送信する。

以上の構成による商品販売システム１００の動作を、認証支援端末１２の動作を示すフローチャートを描いた図１０および図１１を参照して説明する。
被認証者が購入を希望する商品情報を小売店舗の店員がレジ１０へ入力すると、レジ１０は商品代金の額、すなわち決済金額を認証支援端末１２へ送信し、認証支援端末１２の決済金額取得部１３４はその決済金額を取得する。決済金額が受け付けられると（Ｓ１０のＹ）、スキャン指示部１４２は、指のスキャンを指示するメッセージをタッチパネル５２に表示させる（Ｓ１２）。被認証者はその指示にしたがって認証支援端末１２に３本の指をスキャンさせる。スキャン画像検出部１２０は、第１ラインセンサ４４、第２ラインセンサ２６、第３ラインセンサ３２が被認証者の指画像を読取るまで待機し（Ｓ１４のＮ）、指画像が読取られると（Ｓ１４のＹ）、被認証者の親指・人差し指・中指の画像をスキャンデータ保持部１２４へ格納する（Ｓ１６）。

スキャン画像検出部１２０が指画像を取得するときにあわせて、スキャン状態検出部１２２は、第１圧力センサ４６、第２圧力センサ２８、第３圧力センサ３４のそれぞれで検知された押圧の大きさを取得する。そして押圧の大きさを示すデータをスキャンデータ保持部１２４へ格納する。各圧力センサで検知された押圧の大きさがいずれも所定の圧力閾値以上の場合、エラー推定部１４０は認証失敗を推定しない（Ｓ１８のＮ）。このとき指情報抽出部１２６は、第１ラインセンサ４４、第２ラインセンサ２６、第３ラインセンサ３２で読取られた指画像に所定の画像処理を施して、各指画像の特徴データを、第１〜第３の指特徴情報として抽出する（Ｓ２０）。指特徴情報の抽出処理においてエラーが発生しなければ（Ｓ２２のＮ）、暗証番号取得部１２８は、暗証番号の入力指示メッセージをタッチパネル５２に表示させる（Ｓ２６）。そして暗証番号の入力操作を検出するまで待機し（Ｓ２８のＮ）、入力された暗証番号を暗証番号取得部１２８が取得すると（Ｓ２８のＹ）、認証要求送信部１３０は、第１〜第３の指特徴情報および暗証番号を含む認証要求を認証サーバ１４へ送信する（Ｓ３０）。

各圧力センサで検知された押圧の大きさのうちいずれかが所定の圧力閾値未満の場合、エラー推定部１４０は認証失敗を事前に推定し（Ｓ１８のＹ）、スキャン指示部１４２は、指の再スキャンを被認証者へ指示し（Ｓ２４）、Ｓ１４へ戻る。例えば、各圧力センサで検知された押圧の大きさが図７で示す状況において、圧力閾値が「６」の場合、１回目のスキャンでは第３読取り部３０に対する押圧が閾値未満であるため、再スキャンを指示する。そして２回目のスキャンでは全ての読取り部に対する押圧が閾値以上であるため、Ｓ２６へ進む。また、指特徴情報の抽出処理においてエラーが発生した場合も（Ｓ２２のＹ）、スキャン指示部１４２は、指の再スキャンを被認証者へ指示し（Ｓ２４）、Ｓ１４へ戻る。レジ１０から決済金額を受け付けなければ（Ｓ１０のＮ）、Ｓ１２〜Ｓ３０をスキップする。

次に、図１０に続く認証支援端末１２の動作を示すフローチャートを描いた図１１を参照して説明する。
認証サーバ１４は、認証要求に設定された第１〜第３の指特徴情報および暗証番号の組み合わせに整合するレコードが被認証者情報保持部１５０に存在する場合に、被認証者の正当性を確認できたとして認証成功を示す認証結果を認証支援端末１２へ提供する。整合するレコードが存在しなければ、認証失敗を示す認証結果を認証支援端末１２へ提供する。認証支援端末１２の認証結果取得部１３２は、認証サーバ１４による認証結果を取得する（Ｓ４０）。認証結果が認証失敗を示す場合（Ｓ４２のＮ）、確認画面表示部１３６は、認証失敗画面をタッチパネル５２に表示させ（Ｓ４６）、認証支援端末１２は一連の認証支援処理を終了する。

その一方、認証結果が認証成功を示す場合（Ｓ４２のＹ）、確認画面表示部１３６は、購入確認画面をタッチパネル５２に表示させる（Ｓ４４）。図１２は、購入確認画面を模式的に示す。購入確認画面には、認証結果に設定されたユーザ名（すなわち被認証者氏名）、決済金額取得部１３４により取得された決済金額が表示され、また、商品購入の意思を確認するためのＯＫボタンおよびキャンセルボタンが表示される。図１１に戻り、購入確認画面においてＯＫボタンが選択されると、すなわち商品購入を被認証者が承認すると（Ｓ４８のＹ）、決済指示送信部１３８は、認証結果に設定された決済用情報を含む決済指示をレジ１０へ送信し、商品代金の電子決済処理を実行させる（Ｓ５０）。購入確認画面においてキャンセルボタンがタッチされると（Ｓ４８のＮ）、Ｓ５０をスキップし、認証支援端末１２は一連の認証支援処理を終了する。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下変形例を示す。

第１の変形例を説明する。
上記実施の形態でも既述したが、被認証者が３本の指で認証支援端末１２を把持すると、すなわち被認証者が認証支援端末１２の各読取り部に指を押し当てると、第１圧力センサ４６、第２圧力センサ２８、第３圧力センサ３４のそれぞれが押圧を検知し、スキャン状態検出部１２２は、各圧力センサが検知した押圧の大きさを検出する。ここでスキャン状態検出部１２２は、各圧力センサが検知した押圧の大きさに応じて、押圧が正常範囲か否かを示す、言い換えれば、指のスキャンを正確に行える状態か否かを示すメッセージ（テキストや画像等）をタッチパネル５２に表示させてもよい。例えば、押圧が所定の圧力閾値以上、もしくは下限の圧力閾値と上限の圧力閾値の範囲内である場合に、指のスキャンを正常に行える状態であることを示すメッセージをタッチパネル５２に表示させてもよい。この場合、図６には不図示のランプを点灯させる等、他の出力手段を介して、指のスキャンを正常に行える状態であることを被認証者へ通知してもよい。逆に、押圧が所定の圧力閾値未満、もしくは下限の圧力閾値と上限の圧力閾値の範囲外である場合は、指のスキャンを正常に行える状態でないことを示すメッセージをタッチパネル５２に表示させてもよく、所定のランプの消灯状態を維持してもよい。被認証者はタッチパネル５２の表示内容やランプの点灯状態を確認した上で、各読取り部で指を滑らせる行為を実施することにより、適切な指画像を読取らせやすくなる。すなわちこの変形例によると、被認証者が適切な押圧で認証支援端末１２を把持することを支援でき、認証に適した指画像を取得しやすくして、認証の精度および効率を高めることができる。

第２の変形例を説明する。
上記実施の形態では、読取り対象の３本の指による押圧のいずれかが所定の圧力閾値未満の場合に、エラー推定部１４０は認証に失敗することを推定するとした。すなわち、同じタイミングのスキャンにおいて読取り対象の３本の指による押圧がいずれも圧力閾値以上でなければ、被認証者へ再スキャンを指示することとした。変形例として、読取り対象の３本の指による押圧について、１回以上のスキャンに亘り少なくとも一度、圧力閾値以上となれば、エラー推定部１４０は認証に失敗すると推定しなくてもよい。

例えば、図７における２回目のスキャン結果（スキャン番号「２」のレコード）において、第１読取り部と第２読取り部のスキャン状態がいずれも圧力閾値未満であっても、これらは１回目のスキャン結果において圧力閾値以上となっているため、エラー推定部１４０は認証失敗を推定せず、再スキャン指示も表示しない。この場合、指情報抽出部１２６は、スキャンデータ保持部１２４に保持された各指の画像のうち、圧力閾値以上の押圧を示すスキャン状態と対応づけられた各指の画像から指特徴情報を抽出する。この変形例によると、スキャン回数の増大を抑制しやすくなり、被認証者の負担の増大を抑制しやすくなる。

別の変形例として、認証支援端末１２は、無条件に、被認証者に対して複数回（例えば３回）の指のスキャンを指示してもよい。この場合も、指情報抽出部１２６は、スキャンデータ保持部１２４に保持された各指の画像のうち、圧力閾値以上の押圧を示すスキャン状態と対応づけられた各指の画像から指特徴情報を抽出する。

ここで複数回のスキャンの結果、１本の指について複数個の指画像が取得された場合、すなわち、スキャンデータ保持部１２４の複数レコードに亘って同じスキャン画像カラムに指画像が格納された場合の処理について説明する。指情報抽出部１２６は、圧力閾値以上の押圧に対応づけられた指画像が複数個存在する場合に、相対的に大きい押圧に対応づけられた画像を、相対的に小さい押圧に対応づけられた画像よりも優先して特徴データ抽出対象として選択してもよい。例えば、最も大きい押圧に対応づけられた画像を特徴データ抽出対象としてもよい。また、押圧の最適値が予め定められている場合は、その最適値に最も近い押圧に対応づけられた画像を特徴データ抽出対象としてもよい。

第３の変形例を説明する。
上記実施の形態では、エラー推定部１４０は、読取り対象の３本の指による押圧にもとづいて認証成否を推定することとしたが、押圧以外のスキャン情報にもとづいて認証が失敗すると推定してもよい。例えば、被認証者の指に対する実際のスキャン品質が悪く、そのスキャン画像を認証データとして利用できない場合に、認証が失敗すると推定してもよい。また例えば、典型的な指画像としてのテンプレートデータを予め保持しておき、スキャンデータ保持部１２４に保持された指画像とテンプレートデータとを公知のマッチング処理により比較した結果、その差異の大きさが所定の閾値以上であれば認証が失敗すると推定してもよい。また、ラインセンサで取得された指画像のデータサイズが、所定の閾値未満の場合（すなわち通常の指画像のデータサイズを予め定めた基準と比較して小さすぎる場合）に認証が失敗すると推定してもよい。さらにまた、スキャン画像検出部１２０は、ラインセンサにおける指の撮像開始から終了までの時間を検出してもよく、その時間が、所定の閾値未満の場合（すなわち通常、指を撮像するために要する時間を予め定めた基準と比較して小さすぎる場合）に認証が失敗すると推定してもよい。

またエラー推定部１４０は、指情報抽出部１２６により抽出された指特徴情報について、指特徴情報が示す周波数特性が、通常の指画像の周波数特性として予め保持する基準を大きく逸脱する場合（例えば通常あり得ない周波数がピークを示す場合等）に、認証が失敗すると推定してもよい。この場合、指情報抽出部１２６により抽出された指特徴情報を破棄して、スキャン指示部１４２は被認証者へ再スキャンを指示してもよい。

第４の変形例を説明する。
上記実施の形態では、スキャン状態を検出するセンサとして圧力センサを用いたが、変形例として、指がスキャンに適した所定位置にあるか否かを判定するためのセンサとして、発光体からの受光状態（受光有無）を判定する複数の光センサが各読取り部に配設されてもよい。エラー推定部１４０は、複数の光センサのいずれかが受光状態であるときに指画像が取得された場合に、認証が失敗すると推定してもよい。

第５の変形例を説明する。
上記実施の形態では、指画像を取得するセンサとしてラインセンサを用いることとしたが、変形例として、エリア（面）センサであってもよい。この変形例によると、被認証者は読取り対象の指を動かすことが不要となり、被認証者の負担を低減させやすくなる。ただし、ラインセンサの方が一般的に低コストというメリットがある。

第６の変形例を説明する。
上記実施の形態では、第２読取り部２４と第３読取り部３０を同一平面（第２入力面２０）上に設けることとしたが、必ずしも同一平面上に設ける必要はなく、第２読取り部２４と第３読取り部３０を筐体上の別の面に設けてもよい。例えば、第２読取り部２４の設置面と第３読取り部３０の設置面とが鈍角を形成するよう各面を筐体上に設けてもよい。

第７の変形例を説明する。
上記実施の形態では、認証支援端末１２は、右手の指のスキャンと左手の指のスキャンに共用の第１読取り部４２、第２読取り部２４、第３読取り部３０を１組備えることとした。変形例として、認証支援端末１２は、右手の指画像読取りのための第１読取り部４２、第２読取り部２４、第３読取り部３０の組（総称して「右手読取り部」とも呼ぶ。）と、左手の指画像読取りのための第１読取り部４２、第２読取り部２４、第３読取り部３０の組（総称して「左手読取り部」とも呼ぶ。）の両方を備えてもよい。なお、右手読取り部と左手読取り部の一方のみを備えてもよい。以下では、右手読取り部と左手読取り部の両方を備えることとして説明する。

認証支援端末１２の第２入力面２０において、右手読取り部の第２読取り部２４と第３読取り部３０の組は、左手読取り部の第２読取り部２４と第３読取り部３０の組の、正面から見て右側に設置される。また第１入力面４０において、右手読取り部の第１読取り部４２は、左手読取り部の第１読取り部４２の、正面から見て右側に設置される。例えば図２において、図示の第１読取り部４２、第２読取り部２４、第３読取り部３０の組を右手読取り部とすると、タッチパネル５２に正対する正面から見て左側、すなわち図の手前側に左手読取り部としての第１読取り部４２、第２読取り部２４、第３読取り部３０の組が設けられる。

右手読取り部では、第１読取り部４２は、第２読取り部２４と第３読取り部３０の中央位置から第２読取り部２４の方向へずれた位置（すなわち中央位置から第２読取り部２４側へ寄った位置であり、正面から見て左側にずれた位置）に対向する第１入力面４０の位置に設けられる。例えば、第１読取り部４２は、第２読取り部２４に正対する位置に設けられてもよい。左手読取り部では、第１読取り部４２は、第１読取り部４２は、第２読取り部２４と第３読取り部３０の中央位置から第３読取り部３０の方向へずれた位置（すなわち中央位置から第３読取り部３０側へ寄った位置であり、正面から見て右側にずれた位置）に対向する第１入力面４０の位置に設けられる。例えば、第１読取り部４２は、第３読取り部３０に正対する位置に設けられてもよい。

認証支援端末１２の指情報抽出部１２６は、右手読取り部と左手読取り部のそれぞれで読取られた指画像から指特徴情報を抽出する。認証要求送信部１３０は、右手読取り部で読取られた指画像にもとづく指特徴情報に、右手であることを示す識別情報を付加し、左手読取り部で読取られた指画像にもとづく指特徴情報に、左手であることを示す識別情報を付加し、右手読取り部と左手読取り部の少なくとも一方で読取られた指画像にもとづく指特徴情報を含む認証要求を認証サーバ１４へ送信する。認証サーバ１４は、被認証者情報保持部１５０において、右手用の照合情報と、左手用の照合情報を別個に保持する。認証サーバ１４の照合部１５４は、認証要求の指特徴情報に付加された識別情報に応じて右手用または左手用の照合情報を選択し、選択した照合情報にもとづいて照合処理を実行し、認証の成否を判定する。

第７の変形例によると、右手読取り部は右手の構造に則した構成であり、左手読取り部は左手の構造に則した構成であるため、被認証者による指のスキャン操作を一層容易なものにでき、また、高画質の指画像を取得しやすくなる。また、認証サーバ１４は、スキャン対象が右手か左手かに応じて被認証者の指特徴情報と照合すべきレコードの母数を予め絞り込むため、認証サーバ１４における照合処理の速度が向上する。

第８の変形例を説明する。
上記実施の形態では、読取った３本の指の情報全てを使用して個人認証を実施することとした。変形例として、２本の指の情報を使用して個人認証を実施してもよい。例えば、認証支援端末１２の認証要求送信部１３０は、読取った３本の指の情報のうち、読取り品質（スキャン品質）が相対的に良好な２つの指の情報を認証サーバ１４へ送信してもよい。例えば、認証要求送信部１３０は、スキャン時の押圧が大きい方から２つの指情報を送信対象として選択してもよく、押圧の最適値が予め定められている場合は、その最適値に近い方から２つの指情報を送信対象として選択してもよい。認証サーバ１４は、２つの指情報によりユーザがユニークに特定できた場合、すなわち整合レコードが１つ存在した場合に、被認証者の認証に成功したと判定してもよい。

第９の変形例を説明する。
上記実施の形態では、認証支援端末１２は、暗証番号入力装置２２およびタッチパネル５２を備えることとしたがこれらは必須ではない。また、商品販売システム１００等の認証システムにおいて要求される認証精度の高低に応じて、暗証番号入力装置２２を用いた暗証番号の入力有無が決定されてよく、暗証番号による認証の補完がなされてもよい。例えば、高い認証精度が要求され、指情報による認証だけでは不十分と想定される場合に、指のスキャンに加えて暗証番号の入力を被認証者へ要求してもよい。

また、認証処理に許容されるターンアラウンドタイムが短い場合があり、言い換えれば、迅速な認証処理が要求される場合がある。このとき、認証精度の高低にかかわらず、暗証番号入力装置２２を介した暗証番号の入力を被認証者へ要求してもよい。認証サーバ１４は、まず、被認証者情報保持部１５０に格納された複数レコードの中から、認証支援端末１２からの認証要求で指定された暗証番号に合致するレコードを抽出する。そして抽出したレコードの指特徴情報と、認証要求の指特徴情報を照合して整合レコードを特定する。これにより、被認証者の指特徴情報と照合すべきレコードの母数を予め絞り込むため、認証サーバ１４における認証処理の速度が向上する。

なお、上記実施の形態では認証支援端末１２を用いた複数の指の情報にもとづく個人認証を決済用途に使用したが、会員資格確認等、様々な本人確認の用途に使用可能なことはもちろんである。

請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連係によって実現されることも当業者には理解されるところである。

１２認証支援端末、１４認証サーバ、２０第２入力面、２４第２読取り部、３０第３読取り部、４０第１入力面、４２第１読取り部、１２０スキャン画像検出部、１２２スキャン状態検出部、１２４スキャンデータ保持部、１２６指情報抽出部、１２８暗証番号取得部、１３０認証要求送信部、１３２認証結果取得部、１３４決済金額取得部、１３６確認画面表示部、１３８決済指示送信部、１４０エラー推定部、１４２スキャン指示部。

Claims

筐体上の第１面に設けられ、被認証者の親指の情報を読取るための第１読取り部と、
前記筐体上の第２面に設けられ、被認証者の親指以外の指の情報を読取るための第２読取り部と、
を備え、
前記第１面と前記第２面のなす角が鋭角になるよう前記筐体上に前記第１面と前記第２面を設けたことを特徴とする指情報読取り装置。
前記第１読取り部と前記第２読取り部のそれぞれに、被認証者の指を所定の読取り位置に導くための溝を形成し、
前記第１読取り部の溝の幅を、前記第２読取り部の溝の幅より長く形成したことを特徴とする請求項１に記載の指情報読取り装置。
前記第２読取り部と近接して設けられ、被認証者の親指以外の指の情報を読取るための第３読取り部をさらに備え、
前記第２読取り部と前記第３読取り部の中央位置に対向する前記第１面の位置に前記第１読取り部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の指情報読取り装置。
前記第２読取り部と近接して設けられた第３読取り部をさらに備え、
前記第２読取り部は、被認証者の右手の人差し指の情報を読取る一方、前記第３読取り部は、被認証者の右手の中指の情報を読取るものであり、
前記第２読取り部と前記第３読取り部の中央位置から前記第２読取り部の方向へずれた位置に対向する前記第１面の位置に前記第１読取り部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の指情報読取り装置。
前記第１読取り部と前記第２読取り部の少なくとも１つで読取られた情報にもとづいて被認証者に対する認証の成否を事前に推定する推定部と、
被認証者に対する認証の失敗が推定された場合に、指の情報を再度読取らせるための被認証者の行為を促す指示部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の指情報読取り装置。