JP5001535B2 - 個人認証装置 - Google Patents

Description

この発明は非接触型指紋読取装置と非接触型IＣチップ読取装置とを使用する個人認証装置に関するものである。

不法侵入者の入室、不適格者によるシステム・機器類へのアクセス等を阻止するためには、個人情報を書き込んだIＣカードを用いる方法が一般的である。ところが、高度のセキュリティを必要とされる場合には、上記IＣカード情報の他に指紋情報を兼用するタイプの個人認証装置が有効である。例えば特許文献１（特開平７−３２５９４９号公報）にはカードリーダでIＤ番号をリードし、指紋リーダで指紋をリードし、これらのリードデータが登録データと一致した場合のみ入場を許可する通行制御装置が記載されている。

また特許文献２（特開２００５−３８００５号公報）には、利用者の指紋を読み取る指紋センサ部とIＣカードのデータを非接触で読み取る非接触データ読み取り書き込み機能部とをマウス内に備え、指紋センサ部が読み取った利用者の指の指紋情報と上記非接触IＣカードに予め登録された指紋情報とをマウスが接続されているコンピュータ内部で比較照合し、照合結果が一致したときにコンピュータに予め搭載している認証プログラムが作用しコンピュータの使用を許可するようにしたものが記載されている。

しかし、上記指紋情報を読み取るセンサあるいはリーダは、通常、人の指を指紋検出板の上に直接接触して置き、皮膚とその検出板との接触の有無を光学的あるいは電気的に読み取るいわゆる接触型のため、指紋情報の読み取りの度ごとに利用者の指を直接指紋検出板に接触させなければならず、利用者に不衛生感を与えると共に、指脂の付着により認識率が低下する問題があった。また、指紋情報の読み取り操作とIＣカードに格納された個人情報の読み取り操作は別々に行わなければならないため、認証作業に手間を要し認証効率の向上が図りにくいという問題もあった。

特開平７−３２５９４９号公報（図１及びその説明部分参照） 特開２００５−３８００５号公報

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、利用者に不衛生感を与えることなく、しかも指紋情報の読み取りとIＣチップに予め登録された個人情報の読み取りを同時に実行するようにして、個人認証操作を簡単・短時間に行うことができる個人認証装置を提供するものである。

この発明に係わる個人認証装置は、個人情報を格納したＩＣチップを一部に埋め込んだＩＣカードと、上記ＩＣチップ内の個人情報を非接触で読取るＩＣチップ読取装置と、光源と撮像装置との間に位置した利用者の指の指紋を非接触で読取る指紋読取装置と、上記ＩＣカードが上記利用者の２本の指に挟んだ状態で上記光源と撮像装置との間に位置したことにより上記光源から透過光を照射させ、上記指紋読取装置から指紋の撮像情報を出力すると共に上記ＩＣチップ読取装置からＩＣチップ情報の読み取り情報を出力する制御部と、上記指紋の撮像情報を登録指紋データベースと照合する指紋照合部と、上記ＩＣチップの読み取り情報を個人情報データベースと照合する個人情報照合部とを備え、上記ＩＣカードを利用者の２本の指に挟んだ状態で上記ＩＣチップ読取装置の読取り操作を行うとともに上記２本の指の少なくとも一つまたは他の指を通して指紋読取装置の読取り操作を行い、上記指紋照合部と個人情報照合部の出力が同時に存在する場合のみ個人認証が成立するようにしたものである。

非接触型指紋読取装置と非接触型IＣチップ読取装置とを使用することにより利用者に不衛生感を与えることなく、指紋情報の読み取りと予め登録された個人情報の読み取りを同時に実行するようにすることにより、個人認証操作を簡単・短時間に行うことができるものである。

実施の形態１.
図１に本発明の実施の形態１による個人認証装置のシステム構成図を示している。図において１はその一部表面にIＣチップを埋め込んだIＣカード等のIＣチップ保持体を示しており、このIＣカード１を利用者の指３、４（たとえば人差し指と中指）で挟んだ状態を示している。この状態で詳細は後述するように非接触型指紋読取装置３０による指紋情報の読み取り及び非接触型IＣチップ読取装置４０による個人情報の読み取りを同時に行うものである。

先ず、上記非接触型指紋読取装置３０について説明する。上記指紋読取装置３０は光源５、撮像手段８、制御部１０、指紋画像処理部１１、登録指紋データベース１２、及び指紋照合部１３から構成されている。光源５は光量調整機能を有しシステム稼動時は常に暗点灯している。例えばレーザー、発光ダイオード、ランプ光源が用いられ、赤色光乃至近赤外光領域の投射光あるいは赤色光乃至近赤外光領域の光を含む投射光を照射する。赤色光乃至近赤外光領域の光としては波長が６５０ｎｍから１４００ｎｍのものが好ましい。

上記指先３、４は凹凸パターンからなる指紋を有しており、光源５から照射された光６は指先３あるいは４を透過し透過光７となる。この透過光７は、指紋の凸部及び指紋の凹部より散乱光として放射される。上記透過光７を撮像する撮像手段８は、周知のものでよく、一般に結像レンズ８１、撮像素子８２、画像出力回路８３から構成されている。撮像素子８２は例えば２次元固体撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサ）や撮像管であり、指紋を通過した光に感度を有するもの、即ち、赤色光乃至近赤外光領域の光に感度を有するものが用いられ、また撮像手段８は指３、４からの光以外を受光しないよう遮光されている。

ここで、指先を透過する光の透過率は指紋の凸部に比べて凹部において高いので、指先の指紋を通過した透過光７の強度は指紋の凸部に比べて凹部において高くなり、指紋の凹凸パターンに応じた光強度分布となる。そして、指紋の表面における指先を透過した光の光強度分布を撮像手段８の結像レンズ８１によって撮像素子８２に結像する。このようにして、指紋の凸部に比べて凹部において明るい指紋画像が得られる。

制御部１０は撮像装置８からの出力画像を受けて、光源５の光量と非接触IＣチップリーダ９の動作を制御するものであり、指紋画像処理部１１は撮像装置８から入力された画像を指紋照合に適した画像に変換して指紋照合部１３に出力する。登録指紋データベース１２には事前に登録された利用者の指紋情報が保存されており、指紋照合部１３にて上記指紋画像処理部１１からの出力画像と照合される。指紋照合部１３は上記指紋画像処理部１１からの出力画像と上記登録指紋データベース１２の保存データとが一致した場合だけ出力する機能を有するものである。

次に非接触型IＣカード読取装置４０は、IＣチップ２に予め格納された利用者の個人情報をIＣカード１に直接触れることなく読み取る機能を有する非接触IＣチップリーダ９と、事前に登録された利用者の個人情報を保存しておくための個人情報データベース１４と、個人情報照合部１５とから構成されている。IＣチップ２に対する情報の読出しおよび書込みは、IＣチップ２内の図示しないコイルとIＣチップリーダ９に設けられたアンテナとの間の電磁誘導現象を利用して行われる。非接触型のIＣチップ２が、IＣチップリーダ９の通信圏内になければデータの読出しおよび書込みができない。

IＣチップリーダ９は、その上位装置であるホストコンピュータ（図示していない）に接続されており、各種メイン処理はこのホストコンピュータで実行される。個人情報照合部１５は上記非接触IＣチップリーダ９が読み取ったIＣチップ２に格納されている情報を個人情報データベース１４内の保存データと照合し、一致した場合だけ出力する機能を有するものである。なお、１６は上記指紋照合部１３の出力と上記個人情報照合部１５の出力とを入力する論理積回路であり、上記指紋照合部１３の出力と上記個人情報照合部１５の出力が共に存在する場合のみＯＫとなり、個人認証が成立することとなる。

続いて、実施の形態１の利用者認証手順を図２のフロー図により説明する。まず、利用者が図１に示すように人差し指３、中指４の間にIＣチップ２を内蔵したIＣカード１を挟み、指先の指紋の表面が非接触状態となるように、被検体保持部（図示していない）に保持する（ステップ１）。次に指３と指４の指紋が光源５と撮像装置（カメラ）８の間に位置し、IＣチップ２が非接触IＣチップリーダ９の読み取り可能範囲に入るように操作する（ステップ２）。すると、制御部１０は撮像画像に映っていた光源５の暗点灯が遮られたことを察知し（ステップ３）、指紋情報を含む透過光７を生成するために、光源５へ明点灯命令を発すると共に、非接触IＣチップリーダ９へIＣチップ２の内蔵情報の読み取り命令を出力しIＣチップ読み取りを実行する（ステップ４）。

制御部１０からの命令で光源５は光量を増加し、指紋情報を含む透過光７が生成され、撮像装置８は指紋情報を含む出力画像を出力するようになる。従ってカメラ８の出力画像に指紋情報を含み、IＣチップ２の内蔵情報を読み取ることに成功したら（ステップ５）、指紋画像処理部１１にて入力画像を指紋照合に適した画像に変換する（ステップ６）。ステップ５でカメラ８の出力画像に指紋情報を含み、IＣチップ２の内蔵情報を読み取ることに成功しなかったら、透過光７に指紋情報が含まれ、IＣチップ２の内蔵情報を読み取れるように指３、４の位置を調整する（ステップ７）。

続いて、透過光７を撮像した画像を指紋画像処理部１３へ出力し、指紋画像処理部１３によって撮像装置８からの入力画像と登録指紋データベース１２内の保存データを照合する（ステップ８）。照合結果（ステップ９）がＯＫの場合、個人情報照合部１５にてIＣチップ内蔵データを個人情報データベース１４内の保存データと照合される（ステップ１０）。照合結果（ステップ１１）がＯＫの場合、論理積回路１６から個人認証信号が出力される（ステップ１２）。照合ＮＯの場合には、最終的な個人認証は拒絶されることとなる（ステップ１３）。

以上のようにこの発明の実施の形態１によれば、指紋情報を読み取るために利用者の指に直接触れることなく利用者の指の透過光を撮像することで利用者の指紋情報を読み取る機能を有する非接触型指紋読取装置３０と、IＣチップに直接触れることなくIＣチップに格納した個人情報を読み取ることができる非接触型IＣチップ読取装置４０とを同時並行的に作動させることにより、利用者に不衛生感を与えることなく、指紋情報の読み取りと予め登録された個人情報の読み取りを同時実行することができ、個人認証操作を簡単・短時間に行うことができるようになる。

実施の形態２.
上述の実施の形態１は指の間にIＣカードを挟んで操作することで指紋情報の読み取りとIＣチップに格納した情報の読み取りを同時実行するようにしたものを示したが、同時読み取りの形態はこの他に種々の変形例が考えられる。図３は実施の形態２による同時リード方式を示す読み取り部構成図であり、非接触型指紋読取装置３０と非接触型IＣチップ読取装置４０の他の部分の構成は上述の実施の形態１と同一であるので説明は省略している。この実施の形態によれば、図のように、同じ手の親指２０と人差し指３とでIＣカード１を挟んで保持し、残る他の指（例えば中指）４で指紋検出を行うようにしている。

このようにしても指紋情報の読み取りとIＣチップに格納した情報の読み取りを同時実行することができ、しかも、IＣカードはIＣチップ２内のコイルとIＣチップリーダ９に設けられたアンテナとの間の通信が可能な範囲で移動可能であるため、指紋情報の読み取り位置とIＣチップ情報の読み取り位置との関係に自由度が与えられ、その操作性が向上すると共に設計の自由度も向上する効果がある。

実施の形態３.
この実施の形態は、図４に示すように、同じ手の親指２０と人差し指３とでIＣカード１を挟んで保持するのは上記実施の形態２と同じであるが、もう一方の手の指２１で指紋情報の読み取りを行うものである。非接触型指紋読取装置３０と非接触型IＣカード読取装置４０の他の部分の構成は上述の実施の形態１と同一であるので説明は省略している。このように構成することにより、その操作性、設計の自由度が更に向上することは言うまでもない。

実施の形態４.
この実施の形態は、図５に示すように、IＣチップ２を指輪の台に内蔵あるいは保持しIＣリング２２をIＣチップ保持体として利用する場合の例を示している。利用者は図のようにIＣリング２２を指４に嵌めたまゝ操作することにより、指紋情報の読み取りとIＣチップに格納した情報の読み取りを同時実行することができる。この場合はIＣリングを嵌めた一本の指を所定位置に保持するだけで指紋情報の読み取りとIＣチップリーダの読み取りを同時実行することができるため、個人認証操作が更に簡単・迅速化できる。

実施の形態５.
この実施の形態は、実施の形態３において、もう一方の手の指２１で指紋情報の読み取りを行う際に、図６に示すように複数の指２１、２３を用いて行うようにしたものである。このため、各指先の指紋の表面が非接触状態となるように、上記複数の指を所定の位置に保持する孔部２４を有する被検体保持部２５を用いる。上記複数指からの透過光を撮像することにより、各指の指紋情報や指の長さの違い情報も同時に読み取ることができる。これら読み取った各指の指紋情報や指の長さの違い情報と、予め登録済みの、あるいはIＣチップに格納された指紋情報や指の長さの違い情報を照合することで、個人認証の精度をさらに向上することが可能となる。

なお、本発明は不法侵入者の入室防止、不適格者のシステム・機器類へのアクセス防止、あるいは不適格者のエレベータ利用防止、車両盗難防止等、種々の用途への適用が考えられる。

本発明の実施の形態１による個人認証装置のシステム構成図を示している。 本発明の実施の形態１による利用者認証手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による同時リード方式を示す読み取り部構成図である。 本発明の実施の形態３による同時リード方式を示す読み取り部構成図である。 本発明の実施の形態４による同時リード方式を示す読み取り部構成図である。 本発明の実施の形態５による同時リード方式を示す読み取り部構成図である。

符号の説明

１ IＣカード、
２ IＣチップ、
３、４ 指、
５ 光源、
６ 照射光、
７ 透過光、
８ 撮像手段、
９ 非接触IＣチップリーダ、
１０ 制御部、
１１ 指紋画像処理部、
１２ 登録指紋データベース、
１３ 指紋照合部、
１４ 個人情報データベース、
１５ 個人情報照合部、
１６ 論理積回路、
２５ 被検体保持部。

Claims (1)

1. 個人情報を格納したＩＣチップを一部に埋め込んだＩＣカードと、上記ＩＣチップ内の個人情報を非接触で読取るＩＣチップ読取装置と、光源と撮像装置との間に位置した利用者の指の指紋を非接触で読取る指紋読取装置と、上記ＩＣカードが上記利用者の２本の指に挟んだ状態で上記光源と撮像装置との間に位置したことにより、上記光源から透過光を照射させ上記指紋読取装置から指紋の撮像情報を出力すると共に上記ＩＣチップ読取装置からＩＣチップ情報の読み取り情報を出力する制御部と、上記指紋の撮像情報を登録指紋データベースと照合する指紋照合部と、上記ＩＣチップの読み取り情報を個人情報データベースと照合する個人情報照合部とを備え、上記ＩＣカードを利用者の２本の指に挟んだ状態で上記ＩＣチップ読取装置の読取り操作を行うとともに上記２本の指の少なくとも一つまたは他の指を通して指紋読取装置の読取り操作を行い、上記指紋照合部と個人情報照合部の出力が同時に存在する場合のみ個人認証が成立するようにしたことを特徴とする個人認証装置。

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