JP4490179B2 - 指紋認証装置 - Google Patents

Description

本発明は、溝状の指擦部に沿って指を滑らせ、この指擦部の底部に設けられる指紋検出部で指紋を読み取る指紋認証装置に関する。

企業の機密保持や私有地の警備などを目的として、認証された特定の個人が立ち入ることのできる管理区域を設け、この管理区域に立ち入る者をその都度認証することが行われるようになってきた。個人を認証する方法として様々な方法が考案されているが、中でも指紋を利用する指紋認証装置が安易に実現できるため、採用されることが多い。

指紋認証装置において、指紋を読み取る場合、指を固定しその指紋を読み取る方法と、検出部を固定し指をその検出部に対して滑らせて指紋を読み取らせる方法とがある。前者の場合、指が固定されるため指紋を正確に読み取りやすいが、検出部を駆動させる装置が大きくなる。また後者の場合、検出部に駆動機構を必要としないので装置全体を小さくすることができるが、指を動かす速度のばらつきや読み取らせる途中でずれてしまう可能性がある。

集合住宅やオフィスビル、あるいは、会員制の敷地など、管理区域（認証エリア）に立ち入ることを許可された個人が多数いる場合、認証のレベルに応じて多段階に認証エリアが設定され、この認証エリアの入口毎に個人を認証する認証装置が設置される。利用頻度が高くかつ大勢の利用者が利用するような場所に設置される認証装置としては、性能及び１つあたりの単価を考慮すると指を滑らせて指紋を読み取る指紋認証装置を取り付けることが多く検討されている。

しかしながら、認証される対象となる個人が子供から大人まで多くの年齢層にわたっている場合、手の大きさ及び指の太さも様々である。したがって、指紋を読み取らせるために利用者が指を滑らせる部分は、最も大きいと予想される指の太さにも対応できるように形成される。

ところが、指を滑らせる指擦部を太く形成してしまうと、指の細い人や特に手の小さい子供などは、検出部に対して指を安定させて滑らせることが困難になる。指紋認証装置は、予め個人の指紋を登録し、この登録された指紋と読み取られた指紋とを比較して、個人を特定しようとするものである。したがって、指を滑らせて指紋を読み取らせる方式の指紋認証装置の場合、登録時と読取時とで指を滑らせる速度や角度などがずれると、認証率が低下する。

つまり、指擦部が太い指に合せて幅広く作られた場合、指の細い人が利用すると指を滑らせる方向に対して幅方向に指がずれてしまい、一度で正しく認証される確率が低くなる。このような場合、利用者は、指紋が認証されるまで何度も指を指紋認証装置にあてがわなければならないばかりか、認証されるべきはずのものが認証されないことで不愉快な思いをする。

そこで、本発明は、指の太さによらず高い指紋認証率が得られる指紋認証装置を提供することを目的とする。

本発明に係る指紋認証装置は、溝状に形成された指擦部の底部に配置される指紋検出部に対して指を滑らせて諮問を読み取らせることを前提とする。指擦部は、利用者が指を手前に引き寄せる方向へ滑らせる場合に上流側となる始端部から下流側となる終端部に向けてなだらかに下がるよう底部が傾斜を有しており、開口する上部の方を底部よりも広く形成する。指紋検出部は、底部の終端部側に配置される。この指紋認証装置は、エレベータの乗り籠内の籠室操作盤およびエレベータホールのホール操作盤の少なくとも一方の鉛直な壁に、底部が始端部から終端部に向けてなだらかに下がる傾斜した状態で、設置される。

または、本発明に係る指紋認証装置は、溝状に形成された指擦部に沿って指を滑らせ、指擦部の底部を横切って配置される指紋検出部で指紋を読み取らせる。そして、指擦部は、幅方向へ平坦に形成される底部と、この底部の両端から互いに離れる方向へ斜めに立ち上がる傾斜部とで形成する。

または、本発明に係る指紋認証装置は、指を滑らせる溝状に形成される指擦部と、指を滑らせる方向を横切って指擦部の途中に配置される指紋検出部とを備える。指擦部は、幅方向へ平坦に形成される底部と、この底部の両端から互いに離れる方向へ斜めに立ち上がる傾斜部とで形成する。この場合、指擦部に沿って滑らせた指の指紋を正しく検出する確率を高めるために、底部は、指を滑らせる方向へ指紋検出部に近づくにしたがって滑らかに凸状に形成する。

そして、多くの利用者によって擦られることで、指擦部が磨耗したり傷がついたりした場合にこれを容易に交換できるように、底部を取外し可能に周囲と別部材とする。大気が乾燥し、利用者が静電気を帯電しやすい環境で使用される場合、この静電気から指紋検出部を保護するために、指を滑らせる方向に指紋検出部よりも上流側の指擦部に接地された導電性部材を配置する。

指紋検出部を保護するために、底部は、指擦部の深さ方向へ沈下可能に支持され、指紋検出部は、待機状態で底部よりも埋没しており、底部が押し下げられる被操作状態で底部よりも突出させる。または、指紋検出部を覆うカバーを備える。静電気から指紋検出部を保護するために、カバーは、導電性部材で形成して接地するとよい。指紋検出部をより確かに保護するために、カバーは、指紋検出部を覆う閉状態から指紋検出部に指の指紋を検出させることのできる開状態まで、移動する開閉式とする。さらに、消費電力を抑えるために、指紋認証装置の起動・休止を行えるようにするべく、カバーが開状態であることを検出する検出スイッチを備えることも好ましい。

指紋の認証率を高めるために、指紋検出部は、底部に複数設け、指を滑らせる方向に並べて配置する。この場合、複数の指紋検出部は、互いに平行に配置するか、各指紋検出部に沿う線分が互いに交差する角度に配置する。

また、指紋が正しく認証されたかどうか、装置がどのような状態にあるのかを分かりやすくするために、利用者に指紋検出部の動作状態を出力する報知手段を備えることも好ましい。この場合、報知手段は、指紋検出部の動作状態を光で表示する表示部を指擦部の近傍に備えるか、指紋検出部の動作状態を音で出力するか、指紋検出部の動作状態を振動で出力する。

また、利用者が操作しやすくすることで、指紋の認証率を高めるために、指紋検出部を照らす光源を設ける。影ができないようにするために、底部は、指擦部の開口側に向けて光を出射する導光板で形成することも好ましい。または、利用者が指紋を読み取らせるべく指を指擦部に置いたことを検出し、指紋認証装置の起動・休止、及び指紋の読み取り開始の制御に用いることで、指紋の認証率を高めるために、指擦部は、指を滑らせる方向に指紋検出部よりも上流側に指が置かれたことを検出する指検出器を備える。または、同時に読み取れる指紋の数を増やし、一度の操作でその利用者の認証率を高めるために、指擦部を平行に並べて複数配置し、少なくとも１つの指紋検出部をそれぞれに備える。または、利用者個人の認証率を高めるために、指紋検出部を操作する利用者の顔面を撮影するカメラを備える。

本発明の指紋認証装置によれば、指擦部の底部よりも開口側が広く形成されている。または、指擦部が、底部の両端から互いに離れる方向へ斜めに立ち上がる傾斜部を備えている。つまり、底部に向かって指擦部の幅が狭まっている。そのため、指擦部の幅に対して指が細い場合でも、指が幅方向に両側で支持されて、底部の中央に案内されやすく、指紋を認証させる操作中に、指が幅方向にずれることが無い。

したがって、指紋検出部に対して指紋を登録したときと同じように指擦部に対して指を滑らせ、操作することができるようになり、指紋認証操作の再現性が高まるので、指紋の認証率が高くなる。

本発明に係る第１の実施形態の指紋認証装置１Ａについて、エレベータに配置される場合を一例に、図１から図６を参照して説明する。この場合、エレベータは、集合住宅やオフィスビルなど、特定の利用者にのみ、建物内へ入ることを許可している管理区域あるいは認証エリアへの入口の一つとして考えられ、指紋認証装置１Ａが取り付けられている。

指紋認証装置１Ａは、図１に示すように、エレベータの乗り籠１００内の籠室操作盤１０１に設けられている。籠室操作盤１０１は、乗り籠１００の籠ドア１０２が収納される戸袋となる部分、つまり、利用者が乗り籠１００に乗り込み、入口側に振り向いた場合にこの入口の両側に見えるリターンパネル１０３に配置されている。指紋認証装置１Ａのほか、階床ボタン１０４、開スイッチ１０５、及び閉スイッチ１０６が、籠室操作盤１０１に設けられている。なお、本実施形態において、階床ボタン１０４は、図１において３つしか描かれていないが、建物階層の数に応じて、多数設けられるものである。また、利用者に面する側を表側とし、これと反対側の面を裏側とする。

指紋認証装置１Ａは、図２に示すように、籠室操作盤１０１のパネル１０１ａの裏側に延びるスタッドボルトに装着されてナット１０１ｂ止めされる。指紋認証装置１Ａは、図４に示すように、外装ケース２と指擦プレート３と指紋検出部４と内装ケース５と回路基板６とを備える。外装ケース２は、パネル１０１ａに設けられた開口部１０１ｃから突出する膨出部２１と、この膨出部２１に溝状に形成された指擦部２２とを備える。指擦部２２の底部２２ａは、指擦プレート３が裏側から当て付けられることによって、形成されている。つまり、指擦部２２の底部２２ａは、外装ケース２と別部材で構成されている。長期間使用されることによって、指擦プレート３が汚れたり破損したりした場合に当該部のみ交換することができる。

指擦プレート３は、図５に示すように指を滑らせる方向に対してこれを横切る幅方向に平坦に形成されている。また、指擦プレート３は、利用者が指を手前へ引き寄せる方向へ指を滑らせる場合、上流側となる始端部３ａから下流側となる終端部３ｂに向けてなだらかに下がる傾斜を設けて配置されている。底部２２ａ（指擦プレート３）の傾斜角度は、利用対象となる人が指の指紋を読み取らせるために指をかざした場合に無理なく読み取らせることのできる角度となるように決定される。

溝状に形成された指擦部２２の側部２２ｂ，２２ｃは、指擦プレート３の幅方向に両端から互いに離れる方向へ斜めに立ち上がる傾斜部２２ｄ，２２ｅを有している。これにより、指擦部２２は、底部２２ａよりも開口する上部の方が広く形成される。外装ケース２と指擦プレート３とは、図４に示すように始端部３ａ及び終端部３ｂが段付の嵌め合いになっており、図３に示すように指を滑らせる方向に終端部３ｂが面一に形成されている。

指擦プレート３は、指を滑らせる方向を横切って、終端部３ｂ側にスリット３ｃが設けられている。指紋検出部４は、このスリット３ｃから表側に読取部４ａを突出させて、指擦プレート３の裏面から装着されている。また、図１に示すように、指紋検出部４を明るく照らし出すための光源となるスポットライト７が、籠室操作盤１０１の上方の天井に設けられている。

内装ケース５は、図４に示すように外装ケース２の裏面側へ指擦プレート３及び指紋検出部４を挟み込む形に突出部５ａが形成されており、取外し可能に外装ケース２とねじ５１で固定される。内装ケース５は、図２及び図４に示されるように、指擦プレート３が嵌り込む第１凹部５２が突出部５ａの表側から凹設されており、指紋検出部４が嵌り込む第２凹部５３が第１凹部５２からさらに凹設されている。

また、内装ケース５は、裏側から第１凹部５２及び第２凹部５３の近傍まで繰り抜かれて、回路基板６を収納する基板収納部５ｂが形成されている。指紋検出部４から延びる信号線４ｂは、第２凹部５３と基板収納部５ｂとの間に設けられるている貫通穴５ｃに通される。回路基板６は、指紋検出部４で得られた信号を指紋データに処理する機能を有し、基板収納部５ｂに形成された取付座５ｄにビス５ｅで固定される。

回路基板６は、指紋検出部４で得られた信号を指紋データに処理する回路、指紋データを指紋判定部に送信するとともに判定結果を受信する通信回路、および判定結果に応じて籠室操作盤１０１へ認証信号を出力する認証出力回路などを備える。

エレベータの操作盤は、乗り籠１００の中だけでなく、図６に示すようにエレベータホール１０７にもホール操作盤１０８として設置されている。そして、指紋認証装置１ａは、乗り籠１００の呼び出しボタン１０９とともにホール操作盤１０８に設けられている。また、ホール操作盤１０８の壁の上方に、指紋検出部４を照らす光源となるスポットライト７が乗り籠１００の内部と同様に設置されている。

以上のように構成された指紋認証装置１ａは、利用者が指擦部２２に沿って指を滑らせることによって、指紋検出部４において指紋を読み取る。読み取られた指紋は、予め登録された指紋と比較される。読み取られた指紋が登録されている指紋のいずれかと一致すれば、指紋認証装置１ａは、認証信号をこの指紋認証装置１ａが設けられているホール操作盤１０８あるいは籠室操作盤１０１へ出力する。エレベータは、認証信号に基づいてホール操作盤１０８または籠室操作盤１０１への入力の受付及び拒否を行う。

利用者は、読み取らせた指紋が認証されることによって、ホール操作盤１０８及び籠室操作盤１０１に対する入力操作ができるようになる。この場合、籠室操作盤１０１の階床ボタン１０４については、認証された利用者が許可されている階床のみ操作できるようにするとなお良い。また、複数の利用者が同乗する場合、指紋を読み取らせる認証操作を後から行う利用者は、先に認証操作を行った利用者と共通する認証階床（認証エリア）のみ階床ボタン１０４を操作することができるようにしても良い。

さらに、エレベータホール１０７の利用者がホール操作盤１０８を操作して乗り籠１００を呼び出す場合、乗り籠１００に搭乗している利用者の認証階床に乗り籠１００を呼び出している階床が含まれない場合や、乗り籠１００に搭乗している利用者の目的階床が、呼び出している利用者の認証階床に含まれない場合に、乗り籠１００を呼び出している階床に停止させないようにすることも保安の面で有効である。

指紋認証装置１Ａに設けられた指擦部２２は、利用対象者の中で最も太い指を想定して溝形状の幅が決定されている。そして、指擦部２２は、幅を決定する側部２２ｂ，２２ｃに向かって、底部２２ａから互いに離れる方向へ斜めに立ち上がる傾斜部２２ｄ，２２ｅを有している。指擦部２２に対して指が細い場合、指は、傾斜部２２ｄ，２２ｅによって案内される。

したがって、利用者は、指が傾斜部２２ｄ，２２ｅによって両側から支持された状態で案内されることにより、指紋認証装置１Ａに予め指紋を登録した時に近い条件で、指を滑らせることが容易である。この結果、指紋認証装置１Ａは、指を指紋検出部４に滑らせて指紋を読み取らせる指紋認証操作の再現性が良く、指の太さによらず指紋の認証率が向上する。

また、指紋認証装置１Ａの指紋検出部４は、スポットライト７で照らされている。利用者は、周囲が暗い場合でも指紋検出部４を目視することができるので、視認しながら指を指擦部２２に沿って滑らせることができる。したがって、安定させて指を滑らせることができるので、指紋の認証率が向上する。

本発明に係る第２の実施形態の指紋認証装置１Ｂについて、図７及び図８を参照して説明する。なお、第１の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７及び図８に示す指紋認証装置１Ｂの指擦部２２の底部２２ａは、指を滑らせる方向へ指紋検出部４に近づくにしたがって滑らかに凸状に膨出している。これにともない、互いに離れる方向に底部２２ａの両端から斜めに立ち上がる傾斜部２２ｄ，２２ｅを有した側部２２ｂ，２２ｃも底部２２ａに倣って湾曲し、指擦部２２の深さ方向に膨出している。つまり、指紋検出部４を中心になだらかに膨出させるように指擦部２２が湾曲した形状となっている。基板収納部５ｂは、指擦部２２が湾曲していることにともない多少形状が変更されている。

以上のように、指紋認証装置１Ｂは、指紋検出部４を中心にこの近傍がなだらかに指擦部２２の底部２２ａから開口側に向かって膨出しているので、利用者が指を滑らせた場合、指の腹、つまりは指紋が確実に指紋検出部４に押し当てられるようになる。したがって、一度の指紋認証操作によって、指紋が正しく認証される確率が高くなる。

本発明に係る第３の実施形態の指紋認証装置１Ｃについて、図９及び図１０を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ，１Ｂと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図９に示す指紋認証装置１Ｃは、指を滑らせる方向に指紋検出部４よりも上流側、つまり始端部３ａ寄りの指擦プレート３上に導電性部材のアース端子８を有している。アース端子８は、図１０に示すように、指擦プレート３の裏面側から内装ケース５の基板収納部５ｂに設けられた回路基板６を介してリード線９で接地されている。なお、アース端子８は、図１０に示すように指擦プレート３に嵌め込んだ導電性部材のほか、指擦プレート３上に金属めっきを施しても良いし、導電性部材の箔を貼り付けたものでも良い。

以上のように構成された指紋認証装置１Ｃは、利用者にアース端子８を触らせた後、指紋検出部４に触れさせることができる。冬期など利用者に帯びている静電気は、アース端子８に放電される。したがって、指紋検出部４は、静電気から保護される。また、検出した信号に静電気によるノイズが入ることを防止することができるので、指紋認証率が向上する。

本発明に係る第４の実施形態の指紋認証装置１Ｄについて、図１１から図１４を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｃと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１に示す指紋認証装置１Ｄの指擦プレート３は、図１２に示すように、裏面が内装ケース５にばね５４で支持されている。指擦プレート３は、図１３及び図１４に示すように、指擦部２２の深さ方向へ沈下する。第１凹部５２は、ばね５４を取り付けるため、第２凹部５３よりも深く形成されている。なお、第１凹部５２を全体的に深くする代わりにばね５４の取付部のみを窪ませても良い。

図１１及び図１２に示す待機状態において、指擦プレート３は、ばね５４によって外装ケース２側に押し当てられ、指紋検出部４の読取部４ａは、指擦プレート３の表面よりも埋没している。利用者は、指紋を読み取らせるために、待機状態の指擦部２２に沿って指擦プレート３を押し下げながら指を滑らせる。指擦プレート３が押し下げられた被操作状態において、指紋検出部４の読取部４ａは、スリット３ｃから指擦プレート３の表面よりも突出する。

以上のように構成された指紋認証装置１Ｄは、被操作状態で指紋検出部４の読取部４ａが指擦プレート３より表側に露出し、待機状態で読取部４ａが隠れる。したがって、読取部４ａは、被操作状態以外において保護されることで、部分的に損傷を受けることなく、指紋認証精度を維持安定しやすい。

本発明に係る第５の実施形態の指紋認証装置１Ｅについて、図１５及び図１６を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｄと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１５に示す指紋認証装置１Ｅは、外装ケース２の膨出部２１をまたいで、指擦部２２を覆うカバーとしてフード４１が取り付けられている。このフードは、利用者が指擦部２２に指をかざし指紋認証操作を行う際に邪魔にならない程度に開放的で、かつ、指紋検出部４の読取部４ａが斜め上から見えない程度に覆い被さっている。また、本実施形態においてフード４１は、導電性の部材で形成されている。接地されたリード線９が、図１６に示すように、外装ケース２を貫通するフード装着用の締結具４２に接続されている。

以上のように構成された指紋認証装置１Ｅは、指擦部２２が全体的に覆われることで、指紋検出部４の読取部４ａが保護される。また、フード４１によって指紋検出部４は、直接見えないように覆われているので、指紋認証装置１Ｅが周囲からの死角に設置されるような場合でもいたずらされにくい。

本発明に係る第６の実施形態の指紋認証装置１Ｆについて、図１７及び図１８を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｅと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１７及び図１８に示す指紋認証装置１Ｆは、指擦部２２を覆うカバーとしてハッチ４３が取り付けられている。ハッチ４３は、膨出部２１に沿って指擦部２２の開口側を面一に覆う形に形成されている。ハッチ４３は、指擦部２２の始端部３ａ側の縁において、指を滑らせる方向を横切る方向に指擦部２２の始端部３ａ側の縁に設けられる回動軸４４を中心に回動する。ハッチ４３は、指擦部２２の開口側に合わされた閉状態から、指擦部２２に沿って指を滑らせて指紋を認証させる指紋認証操作を行える程度に起こされた開状態まで移動する。

ハッチ４３は、導電性部材で形成され、ハッチ４３の回動中心側の基端部４３ａに導電性のピン４５ａが摺接している。ピン４５ａは、図１８に示すように、外装ケース２を通して設けられ、アースねじ４５ｂに支持される押しばね４５ｃによって、外装ケース２の裏面側からハッチ４３の基端部４３ａに押し当てられている。接地されたリード線９が、アースねじ４５ｃに接続されている。これにより、ハッチ４３は、ピン４５ａとアースねじ４５ｂと押しばね４５ｃを通して接地される。

なお、閉状態及び開状態の少なくとも一方を検出する検出スイッチをハッチ４３と指擦部２２との間に備えることも好ましい。どちらの状態を検出する検出スイッチを備える場合においても、検出スイッチで検出される閉状態または開状態の信号を基に、ハッチ４３が操作されたことを検出し、指紋認証装置１Ｆの起動と休止を制御することが可能である。検出スイッチとして、ハッチ４３の基端部４３ａにカムを設けてこのカムとリンクするボタンスイッチを備えても良いし、ハッチ４３の開閉によって指擦部２２に生じる輝度の差を検出するフォトセンサを設けても良い。

以上のように構成される指紋認証装置１Ｆは、第１及び第２の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ，１Ｂと同様に、指紋認証率が向上するとともに、指擦部２２が完全に覆われるので指紋検出部４が確実に保護される。また、利用者は、指紋認証操作を行うために必ずハッチ４３を開ける。ハッチ４３が接地されているので、利用者が静電気を帯びていても、第３の実施形態に記載の指紋認証装置１Ｃと同様に、静電気は、確実に除去される。

本発明に係る第７の実施形態の指紋認証装置１Ｇについて、図１９を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｆと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１Ｇは、図１９に示すように、指を滑らせる方向に２つの指紋検出部４を並べて備えている。各指紋検出部４の読取部４ａは、指を滑らせる方向と直角に、かつ、互いに平行に配置されている。

このように構成される指紋認証装置１Ｇは、複数の指紋検出部４を指を滑らせる方向に並べて備えるので、一度の指紋認証操作によって指紋検出部４の数だけ同じ指紋を読み取る。指紋検出部４のどれかで読み取った指紋データが登録されている指紋データと一致する確率が高くなる。また、各指紋検出部４で読み取った指紋データにおいて不足している部分を互いに補い合うようにデータ処理することで、指紋の認証率が向上する。

本発明に係る第８の実施形態に記載の指紋認証装置１Ｈについて、図２０を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｇと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１Ｈは、図２０に示すように、第７の実施形態に記載の指紋認証装置１Ｇと同様に、２つの指紋検出部４を備えている。これらの指紋検出部４は、それぞれの指紋検出部４に沿う線分が互いに交差する角度を有して配置されている。また、膨出部２１全体を覆うカバーとして、第６の実施形態に記載のハッチ４３のように、始端部３ａ側の端部を中心に閉状態と開状態との間で回動する蓋４６が取り付けられている。

この蓋４６は、膨出部２１の表面に沿う形に形成されており、指擦部２２を完全に覆い隠す。また、蓋４６は、導電性部材で形成されており、回動軸に端子４７が取り付けられている。接地されたリード線９は、端子４７に接続されている。なお、蓋４６と膨出部２１との間に、閉状態及び開状態の少なくともどちらかを検出する検出スイッチを設けても良い。検出スイッチの信号を基に、指紋認証装置１Ｈは、起動や休止の制御を行うことができる。

このように構成される指紋認証装置１Ｈは、指紋検出部４が互いに角度を有して配置されているので、指を滑らせる方向に対して利用者が指を多少斜めに構えて指紋検出部４を通過させた場合でもどちらかの指紋検出部４で指紋を正しく検出する確率が高く、指紋認証率が向上する。

本発明に係る第９の実施形態の指紋認証装置１Ｉについて、図２１及び図２２を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｈと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１Ｉは、図２１に示すように、表示部６１を指擦部２２の近傍の膨出部２１に備える。表示部６１は、指紋認証装置１Ｉの動作状態を出力する報知手段として、光で動作状態を表示する。表示部６１は、図２２に示すように、内装ケース５の裏面側に取り付けられた基板６２と、この基板６２に実装された光源となるＬＥＤ（Light-emitting diode）６４と、各ＬＥＤ６４に対応する位置から内装ケース５及び外装ケース２の膨出部２１を貫通して指擦部２２の脇へ複数装着された導光柱６５とを備える。

ＬＥＤ６４は、単色のみを発光するＬＥＤ６４でも複数色を発光できるＬＥＤ６４でもよい。ＬＥＤ６４によって発光された光は、膨出部２１の表側に露出する導光柱６５の光出射端６５ａまで導かれて、散乱される。また、ＬＥＤ６４は、点灯、消灯、点滅、あるいは明滅のパターンによって、指紋認証装置１Ｉの状態を報知してもよいし、これを複数の色によって報知してもよい。

以上の構成を有する指紋認証装置１Ｉは、動作状態をこの表示部６１によって報知するので、指紋認証装置１Ｉがどのような状態、たとえば、待機状態、認証状態、許可状態、不許可状態、休止状態などであるのかが容易に目視確認できる。したがって、利用者が、指紋認証装置１Ｉを操作する際に、動作状態に応じた適切な対応をすることができるようになる。

なお、報知手段として光を用いる代わりに、音で利用者に知らせる報知手段や、振動で利用者に知らせる報知手段を適用してもよい。また、指擦部２２近傍に、液晶文字表示板を設け、より具体的に指紋認証装置１Ｉの動作状態を表示したり、利用者へ操作指示を文字などで出力してもよい。

本発明に係る第１０の実施形態の指紋認証装置１Ｊについて、図２３及び図２４を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｉと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１ｊは、図２３及び図２４に示すように、指擦部２２の始端部３ａから立ち上がる上流壁２２ｆに指紋検出部４を照らす光源となるＬＥＤランプ７１が取り付けられている。ＬＥＤランプ７１の代わりに小さなハロゲン球でもよい。この指紋認証装置１Ｊは、設置された周囲の環境が暗く、手元が十分に照らされない場合にも指紋検出部４が照らされる。したがって、利用者は、指紋検出部４を目視確認しやすく、安定して指を指擦部に沿わせて指紋を読み取らせることができる。そのため、一度の操作で指紋認証装置１Ｊの指紋検出部４に指紋が認証される確率が向上する。第１の実施形態において設けたスポットライト７よりもＬＥＤランプ７１は、消費電力が少なく、また、利用者の体で遮られることも無い。

本発明に係る第１１の実施形態の指紋認証装置１Ｋについて、図２５を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｊと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１Ｋは、図２５に示すように、指を滑らせる方向にほぼ直線状に設けられた指擦部２２の指擦プレート３として導光板３１を配置した構成である。始端部３ａ側の導光板３１の入射端３１ａには光源ランプとしてのＬＥＤ３２が実装された光源基板３３が取り付けられる。指紋認証装置１Ｋの指擦部２２の底部２２ａを構成する導光板３１の表面は、指擦部２２の開口側に向けてＬＥＤ３２から導かれた光を放射する。指紋認証装置１Ｋは、周囲の環境が暗い場合などにも底部２２ａ全体が光る。したがって、指紋認証装置１Ｋは、指紋認証操作の操作性に優れ、その結果、指紋認証率が向上する。

本発明に係る第１２の実施形態の指紋認証装置１Ｌについて、図２６を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｋと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

この指紋認証装置１Ｌは、図２６に示すように、指擦部２２が第２の実施形態に記載の指紋認証装置１Ｂと同様に形成されており、その指擦プレート３が、第１１の実施形態に記載の指紋認証装置１Ｋと同様に導光板３１で形成された構成である。指擦プレート３が導光板３１で構成されることによって、湾曲していても、指擦プレート３全体が発光し、影ができない。したがって、指擦部２２及び指紋検出部４が目視確認しやすく、利用者は、再現性良く指を指擦部２２に沿って滑らせることができる。つまり、指紋認証装置１Ｌにおける指紋認証率が向上する。

本発明に係る第１３の実施形態の指紋認証装置１Ｍについて、図２７を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｌと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１Ｍは、図２７に示すように、指を滑らせる方向に指紋検出部４よりも上流側に指検出器８０が設けられている。指検出器８０は、指擦部２２の一方の側部２２ｂに配置される発光素子となるＬＥＤ８１と、指擦部２２の他方の側部２２ｃに配置される受光素子８２とを備える。ＬＥＤ８１と受光素子８２とは、指を滑らせる方向に指擦部２２を横切って互いに対面する同一直線上に配置される。

この指検出器８０は、利用者が指紋認証操作を行うために指紋検出部４よりも上流側の指擦部２２に指を置くことで、ＬＥＤ８１から受光素子８２へ入射されていた光が遮断される。指紋認証装置１Ｍは、ＬＥＤ８１からの光が遮断されたことに基づいて、利用者が指紋認証操作を開始したと判断して指紋検出部４などを起動する。また、指紋認証装置１Ｍは、一度、光が遮断された後、再び光を検出し始めたことに基づいて、指紋認証操作が完了したと判断し、指紋検出部４などを休止状態にする。なお、指検出器８０で検出された信号を基に、指紋読み取りの開始及び停止の制御を行っても良い。

このように設けられた指紋認証装置１Ｍは、利用者が指擦部２２に指をかざすことに応じて電源を入り切りするので、電力消費量を低く押さえることができるようになる。また、指紋認証装置１Ｍ自体の寿命を延ばすことにもつながる。なお、指検出器８０は、指が指紋検出部４よりも上流側に置かれたことを検出できれば良い。したがって、静電容量変化によって利用者が触れたことを検出する接触センサを指紋検出部４よりも上流側に設けても良い。

本発明に係る第１４の実施形態の指紋認証装置１Ｎについて、図２８を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｍと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１Ｎは、図２８に示すように、指擦部２２を平行に並べて複数、本実施形態においては２つ有している。各指擦部２２は、１つずつ指紋検出部４を備える。指擦部２２の形状は、第１の実施形態の指擦部２２と同じである。なお、指擦部２２の形状は、第２から第１３の実施形態の指擦部２２の形状と同じであっても良いし、カバーとして、フード４１、ハッチ４３、蓋４６のいずれかを備えても良い。

以上のように構成された指紋認証装置１Ｎは、利用者の指の指紋を同時に２つ読み取り、認証することができる。２つの指紋の組合せによりより高度な認証を行うことができるとともに、いずれか一方の指紋によって認証することにより、指紋認証率を向上させることができる。また、指紋認証操作を行う際に、２つの指擦部２２の間に形成される壁２２ｇがガイドの役割を果たすため、指の動きにブレが生じにくくなるので、一度で指紋が認証される指紋認証率が向上する。

本発明に係る第１５の実施形態の指紋認証装置１Ｐについて、図２９を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の指紋認証装置１Ａ〜１Ｎと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

指紋認証装置１Ｐは、図２９に示すように、外装ケース２の表面にカメラ９０が設けられている。このカメラ９０は、指擦部２２に指を滑らせる指紋認証操作を行う利用者の顔面を撮像する角度に固定されている。なお、カメラ９０の設置場所は、外装ケース２のみによらず、指擦部２２に指を沿わせる利用者、あるいは指紋認証装置１Ｐの前に立つ者の顔面を撮像できる位置であればよい。

特に、死角となりやすい部分に指紋認証装置１Ｐが配置される場合、認証エリアに侵入を試みようとする不審者によって破壊されたり、一部の心無いものによっていたずらされたりする率が増える。ところが、指紋認証装置１Ｐにカメラ９０を備えることで、指紋認証装置１Ｐの近傍が死角ではなくなる。したがって、指紋認証装置１Ｐに近づくものをカメラ９０で撮像することで、不審者が近づくことを予防することにつながる。

以上の第１から第１５の実施形態に示した指紋認証装置１Ａ〜１Ｎ，１Ｐは、それぞれ組み合わせて構成されてもよいものである。例えば、第３の実施形態に示した指紋認証装置１Ｃに設けたアース端子８と、第９の実施形態に示した指紋認証装置１Ｉに設けた表示部６１とを第２の実施形態に示した指紋認証装置１Ｂに備えることも好ましい。さらに、第１３の実施形態に示した指紋認証装置１Ｍに設けた指検出器８０を第２の実施形態に示した指紋認証装置１Ｂに備えることも好ましい。

本発明に係る指紋認証装置は、個人を認証して立ち入りを可能にする管理区域の出入口や、個人を認証して使用または利用可能にする設備の操作部に設置されるものである。管理区域としては、例えば、集合住宅やオフィスビルの出入口及びエレベータ、建物内の各部屋の出入口、会員制の敷地ならびに建物の出入口、レジャー施設の入退場口、公共施設の出入口、駅、空港、研究施設などがあげられる。また、個人を特定して利用を可能にする設備などとして、銀行の現金取り扱い機器、宿泊施設、レジャー施設の遊戯設備などがあげられる。

本発明に係る第１の実施形態の指紋認証装置をエレベータの籠室内の操作盤に設けた状態を示す斜視図。 図１に示した指紋認証装置の分解斜視図。 図１に示した指紋認証装置の斜視図。 図３に示したＦ４−Ｆ４線に沿う指紋認証装置の断面図。 図４に示したＦ５−Ｆ５線に沿う指紋認証装置の断面図。 図３に示した指紋認証装置をエレベータのエレベータホールの操作盤に設けた斜視図。 本発明に係る第２の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 図７に示したＦ８−Ｆ８線に沿う指紋認証装置の断面図。 本発明に係る第３の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 図９に示したＦ１０−Ｆ１０線に沿う指紋認証装置の断面図。 本発明に係る第４の実施形態の指紋認証装置の待機状態を示す斜視図。 図１１に示したＦ１２−Ｆ１２線に沿う指紋認証装置の断面図。 図１１に示した指紋認証装置が操作されて指擦部が沈み込んだ状態の斜視図。 図１３に示したＦ１４−Ｆ１４線に沿う指紋認証装置の断面図。 本発明に係る第５の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 図１５に示した指紋認証装置の側面図。 本発明に係る第６の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 図１７に示したＦ１８−Ｆ１８線に沿う指紋認証装置の断面図。 本発明に係る第７の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 本発明に係る第８の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 本発明に係る第９の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 図２１に示したＦ２２−Ｆ２２線に沿う指紋認証装置の斜視図。 本発明に係る第１０の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 図２３に示したＦ２４−Ｆ２４線に沿う指紋認証装置の断面図。 本発明に係る第１１の実施形態の指紋認証装置を示す断面図。 本発明に係る第１２の実施形態の指紋認証装置を示す断面図。 本発明に係る第１３の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 本発明に係る第１４の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。 本発明に係る第１５の実施形態の指紋認証装置を示す斜視図。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｐ…指紋認証装置、２…外装ケース（底部の周辺部材）、３…指擦プレート（底部部材）、４…指紋検出部、７…スポットライト、８…アース端子、９…リード線（接地用）、２２…指擦部、２２ａ…底部、２２ｄ，２２ｅ…傾斜部、３１…導光板、３２…ＬＥＤ（光源）、３３…光源基板、４１…フード（カバー）、４３…ハッチ（カバー）、４６…蓋（カバー）、６１…表示部、６５…導光柱、７１…ＬＥＤランプ（光源）、８０…指検出器、８１…ＬＥＤ（発光素子）、８２…受光素子。

Claims (21)

1. 溝状に形成された指擦部の底部に配置される指紋検出部に対して指を滑らせて指紋を読み取らせる指紋認証装置において、
   前記指擦部は、利用者が指を手前に引き寄せる方向へ滑らせる場合に上流側となる始端部から下流側となる終端部に向けてなだらかに下がるよう前記底部が傾斜しており、開口する上部の方が前記底部よりも広く形成され、
   前記指紋検出部は、前記底部の終端部側に配置される
   ことを特徴とする指紋認証装置であって、
   前記指紋認証装置は、エレベータの乗り籠内の籠室操作盤およびエレベータホールのホール操作盤の少なくとも一方の鉛直な壁に、前記底部が前記始端部から前記終端部に向けてなだらかに下がる傾斜した状態で、設置される
   ことを特徴とする指紋認証装置。
2. 前記底部は、指を滑らせる方向へ前記指紋検出部に近づくにしたがって滑らかに凸状に膨出することを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
3. 前記底部を取外し可能に周囲と別部材とすることを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
4. 指を滑らせる方向に前記指紋検出部よりも上流側の前記指擦部に接地された導電性部材を配置することを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
5. 前記底部は、前記指擦部の深さ方向へ沈下可能に支持され、
   前記指紋検出部は、待機状態で前記底部よりも埋没しており、前記底部が押し下げられる被操作状態で前記底部よりも突出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
6. 前記指紋検出部を覆うカバー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。
7. 前記カバーは、導電性部材で形成されて接地されることを特徴とする請求項６に記載の指紋認証装置。
8. 前記カバーは、前記指紋検出部を覆う閉状態から前記指紋検出部に指の指紋を検出させることのできる開状態まで、移動することを特徴とする請求項６に記載の指紋認証装置。
9. 前記カバーの前記閉状態及び前記開状態の少なくとも一方を検出する検出スイッチを備えることを特徴とする請求項８に記載の指紋認証装置。
10. 前記指紋検出部は、前記底部に複数設けられ、指を滑らせる方向に並べて配置されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
11. 前記複数の指紋検出部は、互いに平行に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の指紋認証装置。
12. 前記複数の指紋検出部は、各指紋検出部に沿う線分が互いに交差する角度を有して配置されることを特徴とする請求項１０に記載の指紋認証装置。
13. 前記指紋検出部の動作状態を出力する報知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。
14. 前記報知手段は、前記指紋検出部の動作状態を光で表示する表示部を前記指擦部の近傍に備えることを特徴とする請求項１３に記載の指紋認証装置。
15. 前記報知手段は、前記指紋検出部の動作状態を音または振動で出力することを特徴とする請求項１３に記載の指紋認証装置。
16. 前記指紋検出部を照らす光源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。
17. 前記底部は、前記指擦部の開口側に向けて光を出射する導光板で形成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋認証装置。
18. 前記指擦部は、指を滑らせる方向に前記指紋検出部よりも上流側に指が置かれたことを検出する指検出器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。
19. 前記指擦部は、平行に並べて複数配置され、少なくとも１つの前記指紋検出部をそれぞれ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。
20. 前記指紋検出部を操作する利用者の顔面を含む上半身を撮影するカメラ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。
21. 指を滑らせる溝状に形成される指擦部と、指を滑らせる方向を横切って前記指擦部の途中に配置される指紋検出部とを備え、
    前記指擦部は、利用者が指を手前に引き寄せる方向へ滑らせる場合に上流側となる始端部から下流側となる終端部に向けてなだらかに下がる傾斜を有して幅方向へ平坦に形成される底部と、この底部の両端から互いに離れる方向へ斜めに立ち上がる傾斜部とを備え、
    前記指紋検出部は、前記底部の終端部側に配置される
    ことを特徴とする指紋認証装置であって、
    前記指紋認証装置は、エレベータの乗り籠内の籠室操作盤およびエレベータホールのホール操作盤の少なくとも一方の鉛直な壁に、前記底部が前記始端部から前記終端部に向けてなだらかに下がる傾斜した状態で、設置される
    ことを特徴とする指紋認証装置。

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