JP3032267U - 電子錠 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗証番号，磁気カード、または音声認識によ
る解錠の問題点を解消する。 【解決手段】 照射された指紋１０１の像を照合指紋と
して受光し、電荷に変換して蓄積した後に出力する多数
の光電変換素子を２次元に配列しているＣＣＤイメージ
センサ６と、予め指紋１０１を登録指紋として書き込ん
でおくＲＯＭ９と、ＣＣＤイメージセンサ６から出力さ
れた電荷を照合指紋として書き込むＲＡＭ１１と、ＣＰ
Ｕ８により照合指紋の像の信号と登録指紋の像の信号と
を比較して一致したとき解錠信号を発生して施解錠部１
３に送り解錠する構成を特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、家庭，オフィスビル等において特定者の指紋を予め登録しておき、 その特定者のみの入室を許可するようにすることにより、部外者の侵入を防止し 、セキュリティを確保し、かつ鍵の使用と携帯とを不要とする電子錠に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、錠装置の解錠方式としては、暗証番号による機械式解錠，磁気カードや 音声認識による電子式解錠等がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、暗証番号による機械式解錠は４桁の番号であっても記憶に頼る場合 には生年月日や電話番号等が使用されることが多いため、比較的暗証番号が推定 されやすいという問題点があった。

【０００４】 また、磁気カードによる電子式解錠は、取扱いが不便で、寿命が短く、また強 い磁気に近づけると使用できなくなくなるという問題点があった。

【０００５】 また、音声認識による電子式解錠は入室のたびに声を出すことに抵抗感があり 、また体調で声が変わると識別できない等の問題点があった。

【０００６】 ところで、近年、半導体製造技術の進歩により、光センサの小型・集積化と、 その結果位置分解能が著しく向上し、カメラに利用されているＣＣＤイメージセ ンサでは、１０μｍオーダの分解能まで得られている。かかる光センサは、物体 の１次元，２次元あるいは３次元のイメージセンサとして利用されるに至ってい る。一方、パターン認識技術もハードウェアおよびソフトウェアの両面において 進歩が著しい。ハード面では、半導体チップの製造技術の進歩により、内部にＡ Ｄコンバータを内蔵した画像処理用の大容量ＲＯＭ，ＲＡＭのチップが利用可能 となった。また、ソフト面では、文字，音声，画像等のパターン認識用の各種ア ルゴリズムが開発されるに至っている。

【０００７】 本考案は、上記の点にかんがみなされたもので、指紋を検出し登録指紋と一致 するか否かを判定し、一致したときのみ解錠することにより、鍵の使用と携帯と を不要とする高信頼度の電子錠を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかる電子錠は、指紋を入力するための開口部と、この開口部から入 力された指紋の像を光電変換して指紋信号として出力するＣＣＤイメージセンサ と、予め指紋が登録指紋として書き込まれる第１の記憶手段と、前記ＣＣＤイメ ージセンサから出力された指紋信号を照合指紋として一時的に書き込む第２の記 憶手段と、前記照合指紋と前記登録指紋との一致を判定し、一致信号が出力され たとき解錠信号を施解錠部に送る判定手段とを一体に組込んだものである。

【０００９】 また、判定手段は、照合指紋と登録指紋とのそれぞれの中心を基準点として照 合処理を行うものである。

【００１０】

【考案の実施の形態】

本考案にかかる電子錠は、指紋を検出し、認識するための小型で高位置分解能 の２次元イメージセンサとして、Ｘ−Ｙ方向に配列された多数の光電変換素子を 用い、これらの光電変換素子に蓄積された電荷をＣＣＤ駆動回路の制御により、 各光電変換素子より順次出力させる。予め登録しておく登録指紋は、各光電変換 素子の出力をＡＤコンバータを通して、またはそれを内蔵したＲＯＭに書き込ん でおく。次に指紋を照合する場合は、ＡＤコンバータを通して、またはそれを内 蔵したＲＡＭに書き込み、ＣＰＵの指令によりＲＡＭとＲＯＭの内容を比較する 。登録指紋と照合指紋の比較は、パターン認識のアルゴリズムを応用する。両指 紋が一致すれば、ＣＰＵからの指令により解錠の信号を発生させ、錠が自動的に 開放される。

【００１１】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例を示すブロック図で、１００は指、１０１は前記指 １００の指紋を示す。１は前記指紋１０１に光を照射するランプ、２は前記ラン プ１によって照射された指紋１０１の像を拡大するレンズ、３は前記指紋１０１ を検出し認識するための光電変換素子部で、小型で、かつ高位置分解能を有し、 Ｘ−Ｙ方向に多数のホトダイオードが配列され、レンズ２からの光を受光して電 荷に変換して蓄積する。４はＣＣＤ駆動回路で、前記光電変換素子部３に蓄積さ れた電荷を順次、検出し転送するスキャナの役割をする。５は前記光電変換素子 部３から送られてきた電荷を増幅し、電荷量に応じた出力信号を出す電荷増幅器 であり、上記３，４，５でＣＣＤイメージセンサ６が構成される。７は切替えス イッチ、８は前記ＣＣＤ駆動回路４のタイミングの制御などを行うとともに、判 定手段の構成をも有するＣＰＵである。９は第１の記憶手段であるアナログＲＯ Ｍ（以下、単にＲＯＭという）で、指紋１０１を登録する登録指紋の初期の書き 込みや動作のプログラミングを予め書き込むもので、通常は読出し専用のＲＯＭ であり、かつ、ＡＤコンバータ１０を内蔵している。

【００１２】 １１は第２の記憶手段であるアナログＲＡＭ（以下、単にＲＡＭという）で、 光電変換素子部３から出力された信号を照合指紋として一時的に書き込むもので 、ＡＤコンバータ１２を内蔵している。以上の５，７〜１２の各部でＣＣＤ出力 信号処理回路が構成されている。１３は図示しない錠を施解錠する施解錠部であ る。ＣＰＵ８の指令によりＲＯＭ９とＲＡＭ１１の内容がＣＰＵ８に送られアル ゴリズムに従って演算を行う。その結果、登録指紋と照合指紋のパターンが一致 したときＣＰＵ８より解錠の信号パルスが発生して施解錠部１３へ送られること により施解錠部１３が作動して錠（図示せず）を解錠する。なお、以下では解錠 についてのみ説明し、施錠については説明を省略することとする。

【００１３】 また、指紋１０１を認識するソフトウェアとしては、例えばパターンマッチン グの手法を応用する。例えば、縦２５ｍｍ，横１５ｍｍの光電変換素子部３の１ 素子の大きさを１００μｍ×１００μｍとしたとき、画素数は２５０×１５０＝ ３７，５００（３８Ｋ）となる。各画素における像の濃度（色階）を例えば、８ ビット（２５６階調）と仮定し、登録指紋と照合指紋について各画素毎またはそ れを適当に圧縮した画素毎に濃淡度を比較し、類似度を判定する。この場合、一 般に登録時と照合時において、指１００の位置や角度が必ずしも一定ではない。 そのため、一例として指紋１０１の特定の部分、例えば指紋１０１の渦の中心（ 指紋中心）などを基準点として、座標軸を並行移動したり、回転させたり、ある いは伸縮させるなどして、パターンの整合性を確認する。

【００１４】 図２（ａ），（ｂ）は、図１の具体的形状を示す概略構成図で、図２（ａ）は 正面図、図２（ｂ）は側断面図である。これらの図において、図１と同一符号は 同一部分を示し、２１は電子錠の筐体で、ランプ１，レンズ２，光電変換素子部 ３，ＣＣＤ駆動回路４および電荷増幅器５をはじめ図１の各部が収納されている 。そして、筐体２１の一方の側面には開口部２２が形成されている。２３は前記 筐体２１が埋設されている扉であり、２４はその側板、２５は前記側板２４に設 けた開口部で、開口部２２と一致させている。

【００１５】 図３は、本考案を実施した電子錠の一例を示す外観斜視図である。この図で、 ３０は錠本体で、デッドボルト３１，ラッチボルト３２，ノブ３３を備えており 、開口部２２から指紋像を取り入れる構成となっている。内部には図１で示した 各部が収容されている。そして、施解錠部１３によりデッドボルト３１が出たり 引き込んだりして施錠，解錠を行う。３４はストライク板で、デッドボルト３１ が入る開口部３５とラッチボルト３２が入る開口部３６が形成されており、この ストライク板３４は柱側に取り付けられる。錠本体３０は扉側に取り付けられる が、図３では扉を省略している。取り付けは錠本体３０を扉に取り付け、ストラ イク板３４を柱に取り付けるのは従来と同じであるが、ただ扉に開口部２２に合 わせて図２（ｂ）の開口部２５を設けることが必要である。

【００１６】 次に、動作について図１〜図３を参照して説明する。使用に際しては、指１０ ０の指紋１０１を筐体２１から少し（例えば１ｃｍ位）離して開口部２２に向け るとランプ１の光が反射し、レンズ２により拡大され光電変換素子部３に受光さ れ光電変換される。次いで、ＣＣＤ駆動回路４により各素子の蓄積電荷が順次読 み出され、電荷増幅器５で蓄積電荷量に応じた大きさの電圧に変換され切替えス イッチ７を介してＡＤコンバータ１２でディジタル化され、照合信号としてＲＡ Ｍ１１に記憶される。そして照合指紋はＣＰＵ８によりすでにＲＯＭ９に登録さ れている登録指紋照合が行われ、一致したときＣＰＵ８から解錠信号が発生し施 解錠部１３に送られる。このため施解錠部１３の作動により錠を解錠し、扉２３ を開けることが可能となる。

【００１７】 このように、本考案の電子錠を使用することにより、鍵を使用しなくても指を かざすだけでよいので鍵の携帯が不要となり、したがって、鍵の紛失の不安や事 故が解消される。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、指紋を入力するための開口部と、この開口部か ら入力された指紋の像を光電変換して指紋信号として出力するＣＣＤイメージセ ンサと、予め指紋が登録指紋として書き込まれる第１の記憶手段と、前記ＣＣＤ イメージセンサから出力された指紋信号を照合指紋として一時的に書き込む第２ の記憶手段と、前記照合指紋と前記登録指紋との一致を判定し、一致信号が出力 されたとき解錠信号を施解錠部に送る判定手段とを一体に組込んだので、指をか ざすだけで自動的に指紋の照合をさせ、一致したとき自動的に解錠することがで きる。したがって、鍵を使用することがないので、鍵の携帯が不要となり、鍵の 紛失による不安や事故が解消される。そして、各手段は電子錠内に一体に組込ん であるので、電子錠を扉に取り付けた後、扉に開口部を形成するだけで施工が終 るため利用が極めて容易である。

【００１９】 また、住宅，オフィスのみならず金庫や自動車等の扉にも利用できる等の実用 性の高いものである。

【００２０】 さらに、照合指紋と登録指紋の照合に際しては、両指紋の指紋中心を基準点と して照合処理を行うので、照合処理が迅速，正確に行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１の具体的形状を示す概略構成図で、図２
（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側断面図である。

【図３】本考案を実施した電子錠の一例を示す外観斜視
図である。

【符号の説明】

１ ランプ ２ レンズ ３ 光電変換素子部 ４ ＣＣＤ駆動回路 ５ 電荷増幅器 ６ ＣＣＤイメージセンサ ７ 切替えスイッチ ８ ＣＰＵ ９ ＲＯＭ １０ ＡＤコンバータ １１ ＲＡＭ １２ ＡＤコンバータ １３ 施解錠部 ２１ 筐体 ２２ 開口部 ２３ 扉 ２４ 側板 ２５ 開口部 ３０ 錠本体 ３１ デッドボルト ３２ ラッチボルト ３３ ノブ ３４ ストライク板 ３５ 開口部 ３６ 開口部 １００ 指 １０１ 指紋

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 施錠信号の印加により施錠を行い解錠信
   号の印加により解錠を行う施解錠部を備えた電子錠にお
   いて、指紋を入力するための開口部と、この開口部から
   入力された指紋の像を光電変換して指紋信号として出力
   するＣＣＤイメージセンサと、予め指紋が登録指紋とし
   て書き込まれる第１の記憶手段と、前記ＣＣＤイメージ
   センサから出力された指紋信号を照合指紋として一時的
   に書き込む第２の記憶手段と、前記照合指紋と前記登録
   指紋との一致を判定し、一致信号が出力されたとき解錠
   信号を前記施解錠部に送る判定手段とを一体に組込んだ
   ことを特徴とする電子錠。
2. 【請求項２】 判定手段は、照合指紋の指紋中心と登録
   指紋の指紋中心を基準点として照合処理を行うことを特
   徴とする請求項１に記載の電子錠。