JP3620558B2 - 生体検知装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生体検知装置に関し、特に被検体が生体であるか否かを検知する生体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の進展に伴い情報処理システムの機密保持に関する技術が発達している。例えば、従来はコンピュータルームへの入室管理にはＩＤカードが使用されていたが、紛失や盗難の可能性が大きかった。このため、ＩＤカードにかわり各個人の指紋等をあらかじめ登録しておき、入室時に照合する個人照合システムが導入され始めている。
【０００３】
このような個人照合システムは、登録されている指紋のレプリカ等を作成すれば検査を通過できる場合があった。したがって、個人照合システムは指紋照合だけではなく、被検体が生体であることも検知する必要がある。
【０００４】
被検体が生体であることを検知する技術に関しては、特開平３−３８６２１号公報では、皮膚の押圧依存性を利用した生体検知手段を設けて生体検知を行っている。
【０００５】
また、静電容量を利用した一般的な生体検知装置に関しては、正弦波電圧を用いて、接触する被検体の静電容量を測定して生体検知を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来技術では、被検体に光を照射し、その反射光の反射率を測定して生体検知を行うため、光源その他の部品点数が多くなり、回路構成も複雑になるといった問題があった。
【０００７】
また、後述の静電容量を利用した従来技術に対しても、静電容量を測定するために正弦波電圧発生器を必要としたため、装置を小型化することが困難であるといった問題があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、簡便な回路構成で装置規模の小さい生体検知装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、被検体が生体であるか否かを検知する生体検知装置において、前記被検体が接触する測定電極と、前記被検体が測定電極に接触した場合に前記被検体の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する被検体発振周波数生成部と、前記被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する被検体認識信号生成部と、前記被検体が前記生体であるか否かを判断するための基準信号をあらかじめ設定しておく基準信号設定部と、前記被検体認識信号と前記基準信号とを比較して、前記被検体が前記生体であるか否かの検知制御を行う生体検知制御部と、を有することを特徴とし、被検体認識信号生成部は、被検体が一定時間測定電極に接触した場合の静電容量に応じた被検体発振周波数の変化率を被検体認識信号とし、基準信号設定部は、生体が一定時間測定電極に接触した場合の静電容量に応じた発振周波数の変化率と認識してもよい下限変化率を基準信号として設定する生体検知装置が提供される。
【００１０】
ここで、被検体発振周波数生成部は、被検体が測定電極に接触した場合に被検体の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。被検体認識信号生成部は、被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する。基準信号設定部は、被検体が生体であるか否かを判断するための基準信号をあらかじめ設定しておく。生体検知制御部は、被検体認識信号と基準信号とを比較して、被検体が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、生体検知装置の実施の形態の原理ブロック図である。被検体発振周波数生成部２０は、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。被検体認識信号生成部３０は、被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する。基準信号設定部４０は、被検体１が生体であるか否かを判断するための基準信号をあらかじめ設定しておく。生体検知制御部５０は、被検体認識信号と基準信号とを比較して、被検体１が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００１６】
次に、動作について説明する。図２は、第１の実施の形態の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１〕被検体発振周波数生成部２０は、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。
〔Ｓ２〕被検体認識信号生成部３０は、被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する。
〔Ｓ３〕生体検知制御部５０は、被検体認識信号と基準信号設定部４０にあらかじめ設定してある基準信号とを比較して、被検体１が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００１７】
次に、静電容量を利用した生体検知装置の原理について説明する。図３は、静電容量を測定する際の測定回路を示す図である。この測定回路は、シュミットインバータを用いたＣＲ発振器であり、外部測定端子１０ａと、抵抗Ｒと、シュミットインバータＩＣ１と、から構成される。外部測定端子１０ａの一方はＧＮＤに接地し、他方はシュミットインバータＩＣ１の入力端子に接続する。さらに、シュミットインバータＩＣ１の出力は、抵抗Ｒを介して入力端子にフィードバックされる。そして、外部測定端子１０ａにコンデンサＣｘが接続すると発振し、方形パルスが出力される。
【００１８】
次に、動作について説明する。図４は、測定回路の入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖｏのタイミングチャートである。（Ａ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ１の入力電圧Ｖｉ、横軸には時間ｔをとってある。（Ｂ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ１の出力電圧Ｖｏ、横軸には時間ｔをとってある。
【００１９】
まず、電源投入直後の時間ｔ１ではコンデンサＣｘの電圧はすぐには変化しないのでＶｉ＝Ｌである。よってＶｏ＝Ｈとなる。ＶｏはＨなので抵抗Ｒを通じてＣｘへの充電が始まる。Ｖｉは次第に上昇し、やがて時間ｔ２でスレッショルド電圧Ｖ＋に達するとシュミットインバータＩＣ１の出力は反転してＬになる。
【００２０】
ここからコンデンサＣｘの放電が始まり、抵抗Ｒを通して電流が流れ、入力電圧Ｖｉは徐々に低下する。そして、時間ｔ３で入力電圧Ｖｉがスレッショルド電圧Ｖ−まで下がったところで出力電圧Ｖｏは反転してＨとなり再び上昇する。以後、この動作を繰り返し、出力には方形波の発振電圧が現れる。
【００２１】
以上説明したように、外部測定端子１０ａにコンデンサＣｘを接続すると発振し、シュミットインバータＩＣ１の出力端子から発振周波数が出力する。したがって、外部測定端子１０ａに接触した被検体１が静電容量を持つならば、その静電容量に対応した発振周波数が得られることになる。また、この発振周波数が生体と物体とでは異なるため、被検体が生体であるか否かを検知することが可能である。
【００２２】
（１）参考例
次に、本願に含まれない第１の参考例について説明する。図５は、第１の具体例であるアナログ処理的な回路を示す図である。パルス発振回路２０ａは、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。ローパスフィルタ３０ａは、この発振周波数の高周波成分を除去する。コンパレータ５０ａは、高周波成分が除去された発振周波数と基準しきい値４０ａとを比較して、被検体１が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００２３】
ここでは絶縁体の静電容量に応じた発振周波数を基準しきい値４０ａとして設定する。そして、この基準しきい値４０ａよりもローパスフィルタ３０ａの出力である発振周波数が低周波の場合は、被検体１を生体と検知する。
【００２４】
なぜなら被検体１が絶縁体である場合は、測定電極１０間の静電容量は非常に小さいものとなる。逆に人間の皮膚だと絶縁体と比べて数十〜数千倍の静電容量を示す。したがって、発振周波数は静電容量と反比例するので、絶縁体の発振周波数よりも低周波の発振周波数を生体とすればよいことになる。
【００２５】
次に、パルス発振回路２０ａの内部構成について説明する。図６は、パルス発振回路２０ａの内部構成図である。パルス発振回路２０ａは２つのシュミットインバータＩＣ２、ＩＣ３が直列に接続する。シュミットインバータＩＣ３の出力には測定電極１０の一方の端子が接続し、測定電極１０の他方の端子は抵抗Ｒ１、Ｒ２に接続する。さらに抵抗Ｒ２はシュミットインバータＩＣ２の入力端子に接続し、抵抗Ｒ１はシュミットインバータＩＣ２の出力端子とシュミットインバータＩＣ３の入力端子に接続する。
【００２６】
次に、動作について説明する。図７は、パルス発振回路２０ａの電圧ＶＡ 、電圧ＶＢ 及び電圧ＶＣ のタイミングチャートである。（Ａ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ２の入力電圧ＶＡ 、横軸には時間をとってある。（Ｂ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ２の出力電圧ＶＢ 、横軸には時間をとってある。（Ｃ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ３の出力電圧ＶＣ 、横軸には時間をとってある。
【００２７】
まず、時間ｔ１で電圧ＶＢ がＨからＬになった瞬間を考えると、電圧ＶＣ はＬからＨに反転する。電圧ＶＣ がＨになった瞬間にコンデンサＣＸ に急激に充電電流が流れ、電荷が蓄えられる。
【００２８】
電圧ＶＡ は時間ｔ１から上昇した後、時間ｔ２でスレッショルド電圧Ｖ＋に達する。ここでは電圧ＶＢ は変わらずＬであり、電圧ＶＣ もＨのままである。そして、時間ｔ２からコンデンサＣｘの放電が始まり、抵抗Ｒ１を通して電流が流れ、電圧ＶＡ は徐々に低下する。
【００２９】
時間ｔ３で電圧ＶＡ がスレッショルド電圧Ｖ−まで下がったところで電圧ＶＢ は反転してＨとなるので電圧ＶＣ はＬとなる。
その後、コンデンサＣＸ は抵抗Ｒ１を通して再び充電されるため、電圧ＶＡ は徐々に上昇し、時間ｔ４でスレッショルド電圧Ｖ＋に達する。すると電圧ＶＢ はＨからＬに反転し、電圧ＶＣ はＬからＨに反転する。以後、この動作を繰り返し電圧ＶＣ の出力には方形波の発振電圧が現れる。
【００３０】
以上説明したように、第１の参考例では被検体１の静電容量をＣＲ発振器で測定して生体検知を行う構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００３１】
次に、本願に含まれない第２の参考例について説明する。第２の参考例は、被検体１が生体の場合は、発振周波数が小さいということを方形パルスのＨまたはＬの時間が長いと解釈して生体を検知する場合である。
【００３２】
図８は、第２の参考例であるディジタル処理的な回路を示す図である。パルス発振回路２０ｂは、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。エッジ検出回路３１ｂは、この被検体発振周波数の出力パルスのＬからＨへのエッジ検出を行う。そして、この時の立ち上がり検出信号をカウンタ３２ｂのカウントスタート信号として送信する。カウンタ３２ｂは、この立ち上がり検出信号を受信して、基本クロックＣＫでカウントを開始する。
【００３３】
その後、エッジ検出回路３１ｂは、被検体発振周波数の出力パルスのＨからＬへのエッジ検出を行う。そして、この時の立ち下がり検出信号をカウンタ３２ｂのカウントストップ信号として送信する。さらに、立ち下がり検出信号は、カウンタ３２ｂの出力をラッチするラッチ回路３３ｂのラッチイネーブルとして用いる。そして、ディジタルコンパレータ５０ｂは、ラッチ回路３３ｂの出力であるカウント値と基準しきい値４０ｂとを比較して、被検体１が生体であるか否かを検知する。
【００３４】
以上説明したように、第２の参考例では被検体１の出力パルスのＨまたはＬの時間幅を基本クロックＣＫでカウントし、そのカウント値を生体と認める基準しきい値４０ｂと比較して、生体か否かを検知する構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００３５】
（２）実施の形態の具体例
次に、静電容量の変化率を測定することで生体検知を行う場合の原理について説明する。上述した第１及び第２の参考例は、ある瞬間の静電容量値にもとづいて生体検知を行ったが、一定時間の静電容量の変化率を測定することで生体検知を行うことも可能である。
【００３６】
図９は、静電容量の経時変化を示す図である。縦軸に静電容量、横軸に時間をとってある。生体である人間の指の静電容量は、個人差、周囲の環境によっても変わるが、一定時間後は図に示すような飽和状態となる。
【００３７】
また、紙の静電容量は非常に小さく、人の指と比較して１／１０〜１／１０００倍程度である。さらに、ＯＨＰやシリコンゴムの静電容量はほぼ０である。
このように、生体である人間の指の静電容量は、ある時間まで上昇し、その後飽和するといった特徴を持ち、生体以外のものは時間に関係なく一定値を示す。したがって、一定時間での静電容量の変化率を測定すれば生体と物体との区別が可能となる。
【００３８】
次に、実施の形態の具体例について説明する。この具体例は、上述した静電容量の変化率を測定することで生体検知を行う場合である。図１０は、実施の形態の具体例である静電容量の変化率を利用した回路を示す図である。パルス発振回路２０ｃは、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。エッジ検出回路３１ｃは、エッジ検出開始信号の制御を受けて、エッジ検出を連続的、または間欠的に行う。そして、被検体発振周波数の出力パルスのＬからＨへのエッジ検出を行う。また、この時の立ち上がり検出信号をカウンタ３２ｃのカウントスタート信号として送信する。カウンタ３２ｃは、この立ち上がり検出信号を受信して、基本クロックＣＫでカウントを開始する。
【００３９】
その後、エッジ検出回路３１ｃは、被検体発振周波数の出力パルスのＨからＬへのエッジ検出を行う。そして、この時の立ち下がり検出信号をカウンタ３２ｃのカウントストップ信号として送信する。さらに、立ち下がり検出信号は、カウンタ３２ｃの出力をラッチするラッチ回路３３ｃのラッチイネーブルとして用いる。
【００４０】
このような動作をエッジ検出開始信号の制御を受けて、エッジ検出を連続的、または間欠的に行い、被検体発振周波数の出力パルスの時間幅を複数検出する。そして、変化率演算回路３４ｃは、これらの複数のカウント値をもとに時間的なカウント値の変化率を演算する。ディジタルコンパレータ５０ｃは、その変化率と生体と認識される基準しきい値４０ｃとを比較し、生体か否かを検知する。
【００４１】
このように静電容量の変化は発振周波数の変化に対応するので出力パルスのＨ、またはＬの時間幅のカウント値が変化するということになる。したがって、このＨまたはＬの時間幅のカウント値の時系的変化を測定し、大きな変化があるものが生体で、変化のない（小さな変化しかない）ものは生体以外のものと区別できる。
【００４２】
以上説明したように、実施の形態の具体例は、静電容量の時系的変化により被検体１が生体であるか否かを検知する構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００４３】
次に、一般的な指紋照合装置について説明する。図１１は、指紋照合装置の構成図である。ＬＥＤ５０１は、指１ａが接触しているプリズム４００に対して発光する。レンズ５０２は、指１ａの指紋の凹凸情報を表す光信号を集光する。そしてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）５０３は、この集光信号を電気信号に変換する。照合処理部５０４は、あらかじめ登録している凹凸情報と指１ａの凹凸情報とを照合し、本人のものであるかどうかを判断する。
【００４４】
次に、第１の実施の形態である生体検知装置を上記で説明した指紋照合装置に適用した場合の実施例について説明する。図１２は、生体検知装置を指紋照合装置に適用した個人照合システムの構成図である。指紋読み取り部４００上に測定電極１０ｂが設置される。指紋読み取り部４００はプリズム等の透明体であるので、測定電極１０ｂは透明導電膜などを用いる。そして、測定電極１０ｂに指１ａが接触すると、指紋読み取り部４００では、その凹凸情報が読み取られ、指紋照合処理部５００で登録されている凹凸情報と合致するかどうかが照合される。
【００４５】
また、生体検知装置１００は測定電極１０ｂを通じて得た指１ａの静電容量の瞬時値または変化率から指１ａが生体であるか否かを検知する。
その後、比較判断部６００で、指紋照合処理部５００の結果と、生体検知装置１００の結果とを比較する。比較した結果が指紋が登録されている凹凸情報と合致し、かつ生体と検知されたならば、その指紋は個人のものであると判断される。
【００４６】
以上説明したように本実施例は、ある指紋の凹凸情報が入力した時、指紋の照合処理と同時に生体検知処理も行う構成とした。これにより偽造の指紋で照合処理がＯＫとなっても生体検知処理でＮＧとなるので偽造入力指紋を確実に排除することが可能になる。
【００４７】
（３）他の参考例
次に、本願に含まれない他の参考例について説明する。この参考例は、生体が持つ様々な情報が時系列的に変化するという特徴を利用したものである。図１３は、生体検知装置の第２の実施の形態の原理ブロック図である。第２の実施の形態は、被検体１が接触する複数のセンサ２００ａ、２００ｂ〜２００ｎを持つ。時系列変化測定部２１０は、これらの個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得られる情報の時系列変化を測定する。生体検知処理部２２０は、この時系列変化が一定以上の変化があり、かつ個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得られる情報がそれぞれ異なる場合は、被検体１が生体であると検知する。
【００４８】
次に、動作について説明する。図１４は、この参考例の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１０〕センサ２００ａ〜２００ｎは、被検体１の情報を取得する。
〔Ｓ１１〕時系列変化測定部２１０は、個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得た情報の時系列変化を測定する。
〔Ｓ１２〕生体検知処理部２２０は、この時系列変化が一定以上の変化があり、かつ個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得た情報がそれぞれ異なる場合は、被検体１が生体であると検知する。
【００４９】
以上説明したように、この参考例は、生体が持つ様々な情報が時系列的に変化するという特徴を利用した構成とした。これにより偽造のものは得られる情報が時系列的に変化しないので生体と物体との区別が可能となる。さらに、情報を得るポイントを複数持たせ、それらを比較することでより明確な区別が可能となる。
【００５０】
次に、他の参考例の第１の具体例について説明する。図１５は、この第１の具体例の構成図である。プリズム４００のような指紋採取面にセンサに対応する電極２０１ａ、２０１ｂの２本を設置する。電極２０１ａ、２０１ｂの一方はＧＮＤに設置し、他方は電源Ｖ１、Ｖ２に接続する。そしてこの電源Ｖ１、Ｖ２には電流計Ａ１、Ａ２が接続する。比較制御部２２０ａは、この電流計Ａ１、Ａ２から得た電流値が時系列的に一定の変化があるか、かつ電流値がそれぞれ異なるかどうかを比較する。そして、電流値が時系列的に一定の変化があり、かつ電流値がそれぞれ異なる場合は、生体であると検知する。
【００５１】
以上説明したように、他の参考例の第１の具体例は、被検体１の電流値を情報として、それが時系列的に変化するかどうかを利用する構成とした。これにより、偽造のものは得られる情報が時系列的に変化しないので生体と物体との区別を可能とする。さらに、回路構成が簡単なので、装置を小型化することが可能になる。
【００５２】
また、上記の説明では被検体１の情報を電流値としたが、静電容量、水分（発汗量）、圧力（押圧）などでもそれぞれにあったセンサ２００ａ〜２００ｎを複数設け、それらより得られる時系列的変化をもとに偽造物の排除を行うことも可能である。
【００５３】
次に、上述の他の参考例とは異なる参考例であって、本願に含まれないに他の参考例について説明する。この参考例は、検出電極と被検体間の静電容量変化を利用することで検出電極と被検体とを非接触状態で生体検知を行うものである。図１６は、生体検知装置の第３の実施の形態の原理ブロック図である。第３の実施の形態は、被検体１が近接する検出電極３００を持つ。被検体認識変化率生成部３１０は、被検体１が検出電極３００に近接した場合の静電容量変化に対応する被検体認識変化率を生成する。生体検知部３２０は、この被検体認識変化率にもとづいて被検体１が生体であるか否かを検知する。
【００５４】
次に、動作について説明する。図１７は、この参考例の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ２０〕検出電極３００は、近接する被検体１の静電容量を検出する。
〔Ｓ２１〕被検体認識変化率生成部３１０は、被検体１が検出電極３００に近接した場合の静電容量変化に対応する被検体認識変化率を生成する。
〔Ｓ２２〕生体検知部３２０は、この被検体認識変化率にもとづいて被検体１が生体であるか否かを検知する。
【００５５】
以上説明したように、この参考例は、検出電極３００と被検体１間の静電容量変化を利用して、検出電極３００と被検体１とを非接触状態にする構成とした。これにより、検出電極３００を保護膜や指紋を読み取りやすくするような弾性膜でコーティングすることができるので、検出電極３００の信頼性、耐久性を増すことが可能になる。
【００５６】
次に、この他の参考例の具体例について説明する。図１８は、この具体例の構成図である。プリズムのような指紋読み取り部４００上に検出電極３００が設置する、さらに、検出電極３００にはコーティング膜３０１が貼られる。高周波発振回路３１１は、検出電極３００に高周波電圧をかける。変化率測定部３１２は、指１ａが検出電極３００に近接した場合の高周波電圧の発振振幅変化率あるいは周波数変化率を測定する。生体検知部３２０は、この変化率にもとづいてが生体であるか否かを検知する。
【００５７】
以上説明したように、この具体例は、高周波電圧を測定電極３００にかけ、高周波電圧の発振振幅変化率あるいは周波数変化率を測定して静電容量の変化を測定する構成にした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００５８】
次に、この他の参考例の第２の具体例について説明する。図１９は、この他の参考例の第２の具体例の構成図である。第２の具体例は、被検体認識変化率生成部３１０ｂはブリッジ形静電容量検出回路で構成されるものである。ブリッジ形静電容量検出回路は、コンデンサＣ１〜Ｃ４がブリッジ形に配置される。また、コンデンサＣ１は被検体１と検出電極３００との間にできる静電容量である。ブリッジ形静電容量検出回路はＯＳＣの発振周波数にもとづいてこの静電容量変化を電圧Ｖｏｕｔとして出力する。
【００５９】
以上説明したように、この他の参考例の第２の具体例は、ブリッジ形静電容量検出回路を用いて静電容量の変化を測定する構成にした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の生体検知装置は、被検体の持つ静電容量を利用して被検体が生体であるか否かを検知する構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】生体検知装置の実施の形態の原理ブロック図である。
【図２】実施の形態の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】静電容量を測定する際の測定回路を示す図である。
【図４】測定回路の入力電圧と出力電圧のタイミングチャートである。（Ａ）は縦軸にシュミットインバータの入力電圧、横軸に時間をとったタイミングチャートである。（Ｂ）は縦軸にシュミットインバータの出力電圧、横軸に時間をとったタイミングチャートである。
【図５】第１の参考例であるアナログ処理的な回路を示す図である。
【図６】パルス発振回路の内部構成図である。
【図７】パルス発振回路の電圧ＶA 、電圧ＶB 及び電圧ＶC のタイミングチャートである。（Ａ）は縦軸に電圧ＶA 、横軸に時間をとったタイミングチャートである。（Ｂ）は縦軸に電圧ＶB 、横軸に時間をとったタイミングチャートである。（Ｃ）は縦軸に電圧ＶC 、横軸に時間をとったタイミングチャートである。
【図８】第２の参考例であるディジタル処理的な回路を示す図である。
【図９】静電容量の経時変化を示す図である。
【図１０】実施の形態の具体例である静電容量の変化率を利用した回路を示す図である。
【図１１】指紋照合装置の構成図である。
【図１２】生体検知装置を指紋照合装置に適用した個人照合システムの構成図である。
【図１３】生体検知装置の参考例の原理ブロック図である。
【図１４】図１３の参考例の動作手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１３の参考例の第１の具体例の構成図である。
【図１６】生体検知装置の他の参考例の原理ブロック図である。
【図１７】図１６の参考例の動作手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１６の参考例の第１の具体例の構成図である。
【図１９】被検体認識変化率生成部の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
１……被検体、１０……測定電極、２０……被検体発振周波数生成部、３０……被検体認識信号生成部、４０……基準信号生成部、５０……生体検知制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は生体検知装置に関し、特に被検体が生体であるか否かを検知する生体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の進展に伴い情報処理システムの機密保持に関する技術が発達している。例えば、従来はコンピュータルームへの入室管理にはＩＤカードが使用されていたが、紛失や盗難の可能性が大きかった。このため、ＩＤカードにかわり各個人の指紋等をあらかじめ登録しておき、入室時に照合する個人照合システムが導入され始めている。
【０００３】
このような個人照合システムは、登録されている指紋のレプリカ等を作成すれば検査を通過できる場合があった。したがって、個人照合システムは指紋照合だけではなく、被検体が生体であることも検知する必要がある。
【０００４】
被検体が生体であることを検知する技術に関しては、特開平３−３８６２１号公報では、皮膚の押圧依存性を利用した生体検知手段を設けて生体検知を行っている。
【０００５】
また、静電容量を利用した一般的な生体検知装置に関しては、正弦波電圧を用いて、接触する被検体の静電容量を測定して生体検知を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来技術では、被検体に光を照射し、その反射光の反射率を測定して生体検知を行うため、光源その他の部品点数が多くなり、回路構成も複雑になるといった問題があった。
【０００７】
また、後述の静電容量を利用した従来技術に対しても、静電容量を測定するために正弦波電圧発生器を必要としたため、装置を小型化することが困難であるといった問題があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、簡便な回路構成で装置規模の小さい生体検知装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、被検体が生体であるか否かを検知する生体検知装置において、前記被検体が接触する測定電極と、前記被検体が測定電極に接触した場合に前記被検体の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する被検体発振周波数生成部と、前記被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する被検体認識信号生成部と、前記被検体が前記生体であるか否かを判断するための基準信号をあらかじめ設定しておく基準信号設定部と、前記被検体認識信号と前記基準信号とを比較して、前記被検体が前記生体であるか否かの検知制御を行う生体検知制御部と、を有することを特徴とし、被検体認識信号生成部は、被検体が一定時間測定電極に接触した場合の静電容量に応じた被検体発振周波数の変化率を被検体認識信号とし、基準信号設定部は、生体が一定時間測定電極に接触した場合の静電容量に応じた発振周波数の変化率と認識してもよい下限変化率を基準信号として設定する生体検知装置が提供される。
【００１０】
ここで、被検体発振周波数生成部は、被検体が測定電極に接触した場合に被検体の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。被検体認識信号生成部は、被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する。基準信号設定部は、被検体が生体であるか否かを判断するための基準信号をあらかじめ設定しておく。生体検知制御部は、被検体認識信号と基準信号とを比較して、被検体が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、生体検知装置の実施の形態の原理ブロック図である。被検体発振周波数生成部２０は、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。被検体認識信号生成部３０は、被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する。基準信号設定部４０は、被検体１が生体であるか否かを判断するための基準信号をあらかじめ設定しておく。生体検知制御部５０は、被検体認識信号と基準信号とを比較して、被検体１が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００１６】
次に、動作について説明する。図２は、第１の実施の形態の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１〕被検体発振周波数生成部２０は、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。
〔Ｓ２〕被検体認識信号生成部３０は、被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する。
〔Ｓ３〕生体検知制御部５０は、被検体認識信号と基準信号設定部４０にあらかじめ設定してある基準信号とを比較して、被検体１が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００１７】
次に、静電容量を利用した生体検知装置の原理について説明する。図３は、静電容量を測定する際の測定回路を示す図である。この測定回路は、シュミットインバータを用いたＣＲ発振器であり、外部測定端子１０ａと、抵抗Ｒと、シュミットインバータＩＣ１と、から構成される。外部測定端子１０ａの一方はＧＮＤに接地し、他方はシュミットインバータＩＣ１の入力端子に接続する。さらに、シュミットインバータＩＣ１の出力は、抵抗Ｒを介して入力端子にフィードバックされる。そして、外部測定端子１０ａにコンデンサＣｘが接続すると発振し、方形パルスが出力される。
【００１８】
次に、動作について説明する。図４は、測定回路の入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖｏのタイミングチャートである。（Ａ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ１の入力電圧Ｖｉ、横軸には時間ｔをとってある。（Ｂ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ１の出力電圧Ｖｏ、横軸には時間ｔをとってある。
【００１９】
まず、電源投入直後の時間ｔ１ではコンデンサＣｘの電圧はすぐには変化しないのでＶｉ＝Ｌである。よってＶｏ＝Ｈとなる。ＶｏはＨなので抵抗Ｒを通じてＣｘへの充電が始まる。Ｖｉは次第に上昇し、やがて時間ｔ２でスレッショルド電圧Ｖ＋に達するとシュミットインバータＩＣ１の出力は反転してＬになる。
【００２０】
ここからコンデンサＣｘの放電が始まり、抵抗Ｒを通して電流が流れ、入力電圧Ｖｉは徐々に低下する。そして、時間ｔ３で入力電圧Ｖｉがスレッショルド電圧Ｖ−まで下がったところで出力電圧Ｖｏは反転してＨとなり再び上昇する。以後、この動作を繰り返し、出力には方形波の発振電圧が現れる。
【００２１】
以上説明したように、外部測定端子１０ａにコンデンサＣｘを接続すると発振し、シュミットインバータＩＣ１の出力端子から発振周波数が出力する。したがって、外部測定端子１０ａに接触した被検体１が静電容量を持つならば、その静電容量に対応した発振周波数が得られることになる。また、この発振周波数が生体と物体とでは異なるため、被検体が生体であるか否かを検知することが可能である。
【００２２】
（１）参考例
次に、本願に含まれない第１の参考例について説明する。図５は、第１の具体例であるアナログ処理的な回路を示す図である。パルス発振回路２０ａは、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。ローパスフィルタ３０ａは、この発振周波数の高周波成分を除去する。コンパレータ５０ａは、高周波成分が除去された発振周波数と基準しきい値４０ａとを比較して、被検体１が生体であるか否かの検知制御を行う。
【００２３】
ここでは絶縁体の静電容量に応じた発振周波数を基準しきい値４０ａとして設定する。そして、この基準しきい値４０ａよりもローパスフィルタ３０ａの出力である発振周波数が低周波の場合は、被検体１を生体と検知する。
【００２４】
なぜなら被検体１が絶縁体である場合は、測定電極１０間の静電容量は非常に小さいものとなる。逆に人間の皮膚だと絶縁体と比べて数十〜数千倍の静電容量を示す。したがって、発振周波数は静電容量と反比例するので、絶縁体の発振周波数よりも低周波の発振周波数を生体とすればよいことになる。
【００２５】
次に、パルス発振回路２０ａの内部構成について説明する。図６は、パルス発振回路２０ａの内部構成図である。パルス発振回路２０ａは２つのシュミットインバータＩＣ２、ＩＣ３が直列に接続する。シュミットインバータＩＣ３の出力には測定電極１０の一方の端子が接続し、測定電極１０の他方の端子は抵抗Ｒ１、Ｒ２に接続する。さらに抵抗Ｒ２はシュミットインバータＩＣ２の入力端子に接続し、抵抗Ｒ１はシュミットインバータＩＣ２の出力端子とシュミットインバータＩＣ３の入力端子に接続する。
【００２６】
次に、動作について説明する。図７は、パルス発振回路２０ａの電圧ＶＡ 、電圧ＶＢ 及び電圧ＶＣ のタイミングチャートである。（Ａ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ２の入力電圧ＶＡ 、横軸には時間をとってある。（Ｂ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ２の出力電圧ＶＢ 、横軸には時間をとってある。（Ｃ）のタイミングチャートは、縦軸にシュミットインバータＩＣ３の出力電圧ＶＣ 、横軸には時間をとってある。
【００２７】
まず、時間ｔ１で電圧ＶＢ がＨからＬになった瞬間を考えると、電圧ＶＣ はＬからＨに反転する。電圧ＶＣ がＨになった瞬間にコンデンサＣＸ に急激に充電電流が流れ、電荷が蓄えられる。
【００２８】
電圧ＶＡ は時間ｔ１から上昇した後、時間ｔ２でスレッショルド電圧Ｖ＋に達する。ここでは電圧ＶＢ は変わらずＬであり、電圧ＶＣ もＨのままである。そして、時間ｔ２からコンデンサＣｘの放電が始まり、抵抗Ｒ１を通して電流が流れ、電圧ＶＡ は徐々に低下する。
【００２９】
時間ｔ３で電圧ＶＡ がスレッショルド電圧Ｖ−まで下がったところで電圧ＶＢ は反転してＨとなるので電圧ＶＣ はＬとなる。
その後、コンデンサＣＸ は抵抗Ｒ１を通して再び充電されるため、電圧ＶＡ は徐々に上昇し、時間ｔ４でスレッショルド電圧Ｖ＋に達する。すると電圧ＶＢ はＨからＬに反転し、電圧ＶＣ はＬからＨに反転する。以後、この動作を繰り返し電圧ＶＣ の出力には方形波の発振電圧が現れる。
【００３０】
以上説明したように、第１の参考例では被検体１の静電容量をＣＲ発振器で測定して生体検知を行う構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００３１】
次に、本願に含まれない第２の参考例について説明する。第２の参考例は、被検体１が生体の場合は、発振周波数が小さいということを方形パルスのＨまたはＬの時間が長いと解釈して生体を検知する場合である。
【００３２】
図８は、第２の参考例であるディジタル処理的な回路を示す図である。パルス発振回路２０ｂは、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。エッジ検出回路３１ｂは、この被検体発振周波数の出力パルスのＬからＨへのエッジ検出を行う。そして、この時の立ち上がり検出信号をカウンタ３２ｂのカウントスタート信号として送信する。カウンタ３２ｂは、この立ち上がり検出信号を受信して、基本クロックＣＫでカウントを開始する。
【００３３】
その後、エッジ検出回路３１ｂは、被検体発振周波数の出力パルスのＨからＬへのエッジ検出を行う。そして、この時の立ち下がり検出信号をカウンタ３２ｂのカウントストップ信号として送信する。さらに、立ち下がり検出信号は、カウンタ３２ｂの出力をラッチするラッチ回路３３ｂのラッチイネーブルとして用いる。そして、ディジタルコンパレータ５０ｂは、ラッチ回路３３ｂの出力であるカウント値と基準しきい値４０ｂとを比較して、被検体１が生体であるか否かを検知する。
【００３４】
以上説明したように、第２の参考例では被検体１の出力パルスのＨまたはＬの時間幅を基本クロックＣＫでカウントし、そのカウント値を生体と認める基準しきい値４０ｂと比較して、生体か否かを検知する構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００３５】
（２）実施の形態の具体例
次に、静電容量の変化率を測定することで生体検知を行う場合の原理について説明する。上述した第１及び第２の参考例は、ある瞬間の静電容量値にもとづいて生体検知を行ったが、一定時間の静電容量の変化率を測定することで生体検知を行うことも可能である。
【００３６】
図９は、静電容量の経時変化を示す図である。縦軸に静電容量、横軸に時間をとってある。生体である人間の指の静電容量は、個人差、周囲の環境によっても変わるが、一定時間後は図に示すような飽和状態となる。
【００３７】
また、紙の静電容量は非常に小さく、人の指と比較して１／１０〜１／１０００倍程度である。さらに、ＯＨＰやシリコンゴムの静電容量はほぼ０である。
このように、生体である人間の指の静電容量は、ある時間まで上昇し、その後飽和するといった特徴を持ち、生体以外のものは時間に関係なく一定値を示す。したがって、一定時間での静電容量の変化率を測定すれば生体と物体との区別が可能となる。
【００３８】
次に、実施の形態の具体例について説明する。この具体例は、上述した静電容量の変化率を測定することで生体検知を行う場合である。図１０は、実施の形態の具体例である静電容量の変化率を利用した回路を示す図である。パルス発振回路２０ｃは、被検体１が測定電極１０に接触した場合に被検体１の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する。エッジ検出回路３１ｃは、エッジ検出開始信号の制御を受けて、エッジ検出を連続的、または間欠的に行う。そして、被検体発振周波数の出力パルスのＬからＨへのエッジ検出を行う。また、この時の立ち上がり検出信号をカウンタ３２ｃのカウントスタート信号として送信する。カウンタ３２ｃは、この立ち上がり検出信号を受信して、基本クロックＣＫでカウントを開始する。
【００３９】
その後、エッジ検出回路３１ｃは、被検体発振周波数の出力パルスのＨからＬへのエッジ検出を行う。そして、この時の立ち下がり検出信号をカウンタ３２ｃのカウントストップ信号として送信する。さらに、立ち下がり検出信号は、カウンタ３２ｃの出力をラッチするラッチ回路３３ｃのラッチイネーブルとして用いる。
【００４０】
このような動作をエッジ検出開始信号の制御を受けて、エッジ検出を連続的、または間欠的に行い、被検体発振周波数の出力パルスの時間幅を複数検出する。そして、変化率演算回路３４ｃは、これらの複数のカウント値をもとに時間的なカウント値の変化率を演算する。ディジタルコンパレータ５０ｃは、その変化率と生体と認識される基準しきい値４０ｃとを比較し、生体か否かを検知する。
【００４１】
このように静電容量の変化は発振周波数の変化に対応するので出力パルスのＨ、またはＬの時間幅のカウント値が変化するということになる。したがって、このＨまたはＬの時間幅のカウント値の時系的変化を測定し、大きな変化があるものが生体で、変化のない（小さな変化しかない）ものは生体以外のものと区別できる。
【００４２】
以上説明したように、実施の形態の具体例は、静電容量の時系的変化により被検体１が生体であるか否かを検知する構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００４３】
次に、一般的な指紋照合装置について説明する。図１１は、指紋照合装置の構成図である。ＬＥＤ５０１は、指１ａが接触しているプリズム４００に対して発光する。レンズ５０２は、指１ａの指紋の凹凸情報を表す光信号を集光する。そしてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）５０３は、この集光信号を電気信号に変換する。照合処理部５０４は、あらかじめ登録している凹凸情報と指１ａの凹凸情報とを照合し、本人のものであるかどうかを判断する。
【００４４】
次に、第１の実施の形態である生体検知装置を上記で説明した指紋照合装置に適用した場合の実施例について説明する。図１２は、生体検知装置を指紋照合装置に適用した個人照合システムの構成図である。指紋読み取り部４００上に測定電極１０ｂが設置される。指紋読み取り部４００はプリズム等の透明体であるので、測定電極１０ｂは透明導電膜などを用いる。そして、測定電極１０ｂに指１ａが接触すると、指紋読み取り部４００では、その凹凸情報が読み取られ、指紋照合処理部５００で登録されている凹凸情報と合致するかどうかが照合される。
【００４５】
また、生体検知装置１００は測定電極１０ｂを通じて得た指１ａの静電容量の瞬時値または変化率から指１ａが生体であるか否かを検知する。
その後、比較判断部６００で、指紋照合処理部５００の結果と、生体検知装置１００の結果とを比較する。比較した結果が指紋が登録されている凹凸情報と合致し、かつ生体と検知されたならば、その指紋は個人のものであると判断される。
【００４６】
以上説明したように本実施例は、ある指紋の凹凸情報が入力した時、指紋の照合処理と同時に生体検知処理も行う構成とした。これにより偽造の指紋で照合処理がＯＫとなっても生体検知処理でＮＧとなるので偽造入力指紋を確実に排除することが可能になる。
【００４７】
（３）他の参考例
次に、本願に含まれない他の参考例について説明する。この参考例は、生体が持つ様々な情報が時系列的に変化するという特徴を利用したものである。図１３は、生体検知装置の第２の実施の形態の原理ブロック図である。第２の実施の形態は、被検体１が接触する複数のセンサ２００ａ、２００ｂ〜２００ｎを持つ。時系列変化測定部２１０は、これらの個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得られる情報の時系列変化を測定する。生体検知処理部２２０は、この時系列変化が一定以上の変化があり、かつ個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得られる情報がそれぞれ異なる場合は、被検体１が生体であると検知する。
【００４８】
次に、動作について説明する。図１４は、この参考例の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１０〕センサ２００ａ〜２００ｎは、被検体１の情報を取得する。
〔Ｓ１１〕時系列変化測定部２１０は、個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得た情報の時系列変化を測定する。
〔Ｓ１２〕生体検知処理部２２０は、この時系列変化が一定以上の変化があり、かつ個々のセンサ２００ａ〜２００ｎから得た情報がそれぞれ異なる場合は、被検体１が生体であると検知する。
【００４９】
以上説明したように、この参考例は、生体が持つ様々な情報が時系列的に変化するという特徴を利用した構成とした。これにより偽造のものは得られる情報が時系列的に変化しないので生体と物体との区別が可能となる。さらに、情報を得るポイントを複数持たせ、それらを比較することでより明確な区別が可能となる。
【００５０】
次に、他の参考例の第１の具体例について説明する。図１５は、この第１の具体例の構成図である。プリズム４００のような指紋採取面にセンサに対応する電極２０１ａ、２０１ｂの２本を設置する。電極２０１ａ、２０１ｂの一方はＧＮＤに設置し、他方は電源Ｖ１、Ｖ２に接続する。そしてこの電源Ｖ１、Ｖ２には電流計Ａ１、Ａ２が接続する。比較制御部２２０ａは、この電流計Ａ１、Ａ２から得た電流値が時系列的に一定の変化があるか、かつ電流値がそれぞれ異なるかどうかを比較する。そして、電流値が時系列的に一定の変化があり、かつ電流値がそれぞれ異なる場合は、生体であると検知する。
【００５１】
以上説明したように、他の参考例の第１の具体例は、被検体１の電流値を情報として、それが時系列的に変化するかどうかを利用する構成とした。これにより、偽造のものは得られる情報が時系列的に変化しないので生体と物体との区別を可能とする。さらに、回路構成が簡単なので、装置を小型化することが可能になる。
【００５２】
また、上記の説明では被検体１の情報を電流値としたが、静電容量、水分（発汗量）、圧力（押圧）などでもそれぞれにあったセンサ２００ａ〜２００ｎを複数設け、それらより得られる時系列的変化をもとに偽造物の排除を行うことも可能である。
【００５３】
次に、上述の他の参考例とは異なる参考例であって、本願に含まれないに他の参考例について説明する。この参考例は、検出電極と被検体間の静電容量変化を利用することで検出電極と被検体とを非接触状態で生体検知を行うものである。図１６は、生体検知装置の第３の実施の形態の原理ブロック図である。第３の実施の形態は、被検体１が近接する検出電極３００を持つ。被検体認識変化率生成部３１０は、被検体１が検出電極３００に近接した場合の静電容量変化に対応する被検体認識変化率を生成する。生体検知部３２０は、この被検体認識変化率にもとづいて被検体１が生体であるか否かを検知する。
【００５４】
次に、動作について説明する。図１７は、この参考例の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ２０〕検出電極３００は、近接する被検体１の静電容量を検出する。
〔Ｓ２１〕被検体認識変化率生成部３１０は、被検体１が検出電極３００に近接した場合の静電容量変化に対応する被検体認識変化率を生成する。
〔Ｓ２２〕生体検知部３２０は、この被検体認識変化率にもとづいて被検体１が生体であるか否かを検知する。
【００５５】
以上説明したように、この参考例は、検出電極３００と被検体１間の静電容量変化を利用して、検出電極３００と被検体１とを非接触状態にする構成とした。これにより、検出電極３００を保護膜や指紋を読み取りやすくするような弾性膜でコーティングすることができるので、検出電極３００の信頼性、耐久性を増すことが可能になる。
【００５６】
次に、この他の参考例の具体例について説明する。図１８は、この具体例の構成図である。プリズムのような指紋読み取り部４００上に検出電極３００が設置する、さらに、検出電極３００にはコーティング膜３０１が貼られる。高周波発振回路３１１は、検出電極３００に高周波電圧をかける。変化率測定部３１２は、指１ａが検出電極３００に近接した場合の高周波電圧の発振振幅変化率あるいは周波数変化率を測定する。生体検知部３２０は、この変化率にもとづいてが生体であるか否かを検知する。
【００５７】
以上説明したように、この具体例は、高周波電圧を測定電極３００にかけ、高周波電圧の発振振幅変化率あるいは周波数変化率を測定して静電容量の変化を測定する構成にした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００５８】
次に、この他の参考例の第２の具体例について説明する。図１９は、この他の参考例の第２の具体例の構成図である。第２の具体例は、被検体認識変化率生成部３１０ｂはブリッジ形静電容量検出回路で構成されるものである。ブリッジ形静電容量検出回路は、コンデンサＣ１〜Ｃ４がブリッジ形に配置される。また、コンデンサＣ１は被検体１と検出電極３００との間にできる静電容量である。ブリッジ形静電容量検出回路はＯＳＣの発振周波数にもとづいてこの静電容量変化を電圧Ｖｏｕｔとして出力する。
【００５９】
以上説明したように、この他の参考例の第２の具体例は、ブリッジ形静電容量検出回路を用いて静電容量の変化を測定する構成にした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の生体検知装置は、被検体の持つ静電容量を利用して被検体が生体であるか否かを検知する構成とした。これにより、回路構成が簡単になり、装置を小型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】生体検知装置の実施の形態の原理ブロック図である。
【図２】実施の形態の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】静電容量を測定する際の測定回路を示す図である。
【図４】測定回路の入力電圧と出力電圧のタイミングチャートである。（Ａ）は縦軸にシュミットインバータの入力電圧、横軸に時間をとったタイミングチャートである。（Ｂ）は縦軸にシュミットインバータの出力電圧、横軸に時間をとったタイミングチャートである。
【図５】第１の参考例であるアナログ処理的な回路を示す図である。
【図６】パルス発振回路の内部構成図である。
【図７】パルス発振回路の電圧ＶA 、電圧ＶB 及び電圧ＶC のタイミングチャートである。（Ａ）は縦軸に電圧ＶA 、横軸に時間をとったタイミングチャートである。（Ｂ）は縦軸に電圧ＶB 、横軸に時間をとったタイミングチャートである。（Ｃ）は縦軸に電圧ＶC 、横軸に時間をとったタイミングチャートである。
【図８】第２の参考例であるディジタル処理的な回路を示す図である。
【図９】静電容量の経時変化を示す図である。
【図１０】実施の形態の具体例である静電容量の変化率を利用した回路を示す図である。
【図１１】指紋照合装置の構成図である。
【図１２】生体検知装置を指紋照合装置に適用した個人照合システムの構成図である。
【図１３】生体検知装置の参考例の原理ブロック図である。
【図１４】図１３の参考例の動作手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１３の参考例の第１の具体例の構成図である。
【図１６】生体検知装置の他の参考例の原理ブロック図である。
【図１７】図１６の参考例の動作手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１６の参考例の第１の具体例の構成図である。
【図１９】被検体認識変化率生成部の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
１……被検体、１０……測定電極、２０……被検体発振周波数生成部、３０……被検体認識信号生成部、４０……基準信号生成部、５０……生体検知制御部。
Claims (2)
- 被検体が生体であるか否かを検知する生体検知装置において、
前記被検体が接触する測定電極と、
前記被検体が測定電極に接触した場合に前記被検体の静電容量に応じた被検体発振周波数を生成する被検体発振周波数生成部と、
前記被検体発振周波数に対応する被検体認識信号を生成する被検体認識信号生成部と、
前記被検体が前記生体であるか否かを判断するための基準信号をあらかじめ設定しておく基準信号設定部と、
前記被検体認識信号と前記基準信号とを比較して、前記被検体が前記生体であるか否かの検知制御を行う生体検知制御部を備え、
前記被検体認識信号生成部は、
前記被検体が一定時間前記測定電極に接触した場合の静電容量に応じた被検体発振周波数の変化率を前記被検体認識信号とし、
前記基準信号設定部は、
前記生体が一定時間前記測定電極に接触した場合の静電容量に応じた発振周波数の変化率と認識してもよい下限変化率を前記基準信号として設定する
ことを特徴とする生体検知装置。 - 前記生体検知制御部は、
前記被検体認識信号が前記基準信号よりも大きい変化率を持つ場合は、前記被検体を前記生体と検知する
ことを特徴とする請求項１記載の生体検知装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33589596A JP3620558B2 (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 生体検知装置 |
| US08/989,584 US5990804A (en) | 1996-12-16 | 1997-12-12 | Animate body detector |
Applications Claiming Priority (1)
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