JP7272678B2 - 偽造指紋判別装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
本発明は、指紋認識技術を開示する。特に、本発明の実施形態は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、実際の指紋と偽造指紋とを判別し、交流電圧の印加で生成されたＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する偽造指紋判別装置及びその駆動方法に関する。
近年、保安方法として、生体認識を通じた保安方法が多く使用されている。特に、この保安方法は、スマートフォンなどの電子機器端末などに適用されてその適用例が多様になり、その需要も多くなっている状況である。このような生体認識を通じた保安方法のうち指紋認識は、出入統制保安や電子機器端末の使用統制保安などに広く利用されて一般化されている実情にある。
指紋認識保安の原理としては、光学式、蓄電式、熱感知式、半導体式などの多様な方法があり、指紋認識装置は、適用される状況及び指紋認識原理の特性に応じて選択的に採択されている。
このような指紋認識保安装置は、有用ではあるが、偽造され得る余地が多い。すなわち、指紋モールディングなどで製作された偽造指（ｆａｋｅ ｆｉｎｇｅｒ）を用いて容易に保安装置を騙すことができる。このような偽造指としては、シリコンラバー指（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ Ｆｉｎｇｅｒ）、モールディングプラスチック（ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｌａｓｔｉｃ）及びゼラチン（ｇｅｌａｔｉｎ）を用いて製作した人工指（ｇｕｍｍｙ ｆｉｎｇｅｒ ｏｒ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｆｉｎｇｅｒ）を挙げることができる。このような偽造指は、指紋認識率が非常に高い一方で、従来の指紋認識保安装置を容易に通過できる偽造方法として利用され得る。
しかし、従来技術は、単に生体指の特徴となる各信号が偽造指の特徴と異なることを記載しているだけで、生体指が具体的にどのような偽造指と区別され得るのか、生体指が偽造指と具体的にどのように異なる特性を有するのかは記載されていない。また、周波数の変化によるインピーダンス特性に関しても記載されていない。
したがって、偽造指と生体指との相違点を究明し、これに基づいて生体指であるか否かを判別し、指紋認識センサーを補完できる装置に対する研究の必要性が台頭している。
本発明は、指紋認識技術を開示する。特に、本発明の実施形態は、偽造指紋判別装置及びその駆動方法は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであって、本発明の第１の目的は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、実際の指紋と偽造指紋とを判別し、交流電圧の印加で生成されたＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別することによって、実際の指紋であるか偽造指紋であるかを正確に判別し、その結果、偽造指紋の認証により生じる弊害を防止することにある。
本発明の第２の目的は、指の表皮から伝達される実際の指紋からのＲＸ超音波信号及び偽造指紋からのＲＸ超音波信号に基づいてｘ、ｙ、ｚ軸で区分される互いに異なる第１及び第２ベクトルデータを活用して第１及び第２インピーダンス値をそれぞれ測定した後、第１及び第２インピーダンス値と人体インピーダンス値とを比較し、実際の指紋であるか偽造指紋であるか否かを正確に判別することによって、悪意的或いは不法的な指紋模倣行為を一切根絶させることにある。
本発明の第３の目的は、実際の指紋から確認される血流量を測定し、第１及び第２インピーダンス値が人体インピーダンス値の誤差範囲内にある場合、血流量の測定の有無、或いは、血流量の数値が予め設定された基準血流量の数値の誤差範囲内に存在するか否かを確認し、実際の指紋であるか偽造指紋であるかを明確に判別し、ユーザーの環境やコンディションなどの各種要因によるエラーを最小化することによって、指紋認識の真偽認識率を最大化し、これを通じて社会的健全性及び公正な競争を達成できる制度改善を提示し、産業発展に貢献することにある。
前記課題を達成するための本発明は、次の構成を含む。
すなわち、本発明の実施形態に係る偽造指紋判別装置は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、前記実際の指紋の第１静電容量又は前記偽造指紋の第２静電容量をチェックし、前記第１及び第２静電容量のそれぞれの値によって前記実際の指紋と偽造指紋を判別する指紋認識部と、前記交流電圧の印加で付加的に発生した振動によってＴＸ超音波信号を発振させ、前記実際の指紋又は偽造指紋から反射されるＲＸ超音波信号を認識した後、前記ＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、前記実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認し、前記実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する偽造確認部とを含む。
偽造指紋判別装置の駆動方法は、交流電圧を印加して指紋認識部が実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、前記実際の指紋の第１静電容量又は前記偽造指紋の第２静電容量をチェックし、前記第１及び第２静電容量のそれぞれの値によって前記実際の指紋と偽造指紋を判別する段階と、偽造確認部が前記交流電圧の印加で付加的に発生した振動によってＴＸ超音波信号を発振させ、前記実際の指紋又は偽造指紋から反射されるＲＸ超音波信号を認識する段階と、前記偽造確認部が、前記ＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、前記実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認し、前記実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する段階とを含む。
本発明の偽造指紋判別装置及びその駆動方法は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、実際の指紋と偽造指紋を判別し、交流電圧の印加で生成されたＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別することによって、実際の指紋であるか偽造指紋であるかを正確に判別し、偽造指紋の認証により生じる弊害を防止するという第１の効果を有する。
本発明は、指の表皮から伝達される実際の指紋からのＲＸ超音波信号及び偽造指紋からのＲＸ超音波信号に基づいてｘ、ｙ、ｚ軸で区分される互いに異なる第１及び第２ベクトルデータを活用して第１及び第２インピーダンス値をそれぞれ測定した後、第１及び第２インピーダンス値と人体インピーダンス値とを比較し、第１及び第２インピーダンス値で偽造指紋であるか否かを正確に判別することによって、悪意的或いは不法的な指紋模倣行為を一切根絶させるという第２の効果を有する。
本発明は、実際の指紋から確認される血流量を測定し、第１及び第２インピーダンス値が人体インピーダンス値の誤差範囲内にある場合、血流量の測定の有無、或いは、血流量の数値が予め設定された基準血流量の数値の誤差範囲内に存在するか否かを確認し、実際の指紋であるか偽造指紋であるかを明確に判別し、ユーザーの環境やコンディションなどの各種要因によるエラーを最小化することによって指紋認識の真偽認識率を最大化し、これを通じて社会的健全性及び公正な競争を達成できる制度改善を提示し、産業発展に貢献するという第３の効果を有する。
［実施形態］
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る偽造指紋判別装置を示した図である。
図１を参照して、偽造指紋判別装置１０００は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、実際の指紋と偽造指紋を判別し、交流電圧の印加で生成されたＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する装置であって、指紋認識部１００及び偽造確認部２００を含む。
指紋認識部１００は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、実際の指紋の第１静電容量又は偽造指紋の第２静電容量をチェックし、第１及び第２静電容量のそれぞれの値によって実際の指紋と偽造指紋とを判別する。
偽造確認部２００は、図２から分かるように、交流電圧の印加で付加的に発生した振動によってＴＸ超音波信号を発振させ、実際の指紋又は偽造指紋から反射されるＲＸ超音波信号を認識する。
偽造確認部２００は、ＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認し、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する。
また、偽造確認部２００は、指の表皮から伝達される実際の指紋からのＲＸ超音波信号及び指に嵌めた偽造指紋からのＲＸ超音波信号に基づいて、ｘ、ｙ、ｚ軸で区分される互いに異なる第１及び第２ベクトルデータを活用して第１及び第２インピーダンス値をそれぞれ測定する。
偽造確認部２００は、第１及び第２インピーダンス値を予め設定された人体インピーダンス値と比較し、第１及び第２インピーダンス値が人体インピーダンス値の誤差範囲を逸脱する場合、第１及び第２インピーダンス値を偽造指紋の値であると判別する。
また、偽造確認部２００は、実際の指紋から確認される血流量を測定し、第１及び第２インピーダンス値が人体インピーダンス値の誤差範囲内にある場合、血流量の測定の有無、或いは、血流量の数値が予め設定された基準血流量の数値の誤差範囲内に存在するか否かを確認し、実際の指紋であるか偽造指紋であるかを明確に判別する。
ここで、第１ベクトルデータは、指の表皮から伝達される実際の指紋が空気層と当接するときに生じる摩擦速度及び屈折方向に対する特性値を示した３次元的ベクトル値であり、第２ベクトルデータは、指に嵌めた偽造指紋が空気層と当接するときに生じる他の摩擦速度及び他の屈折方向に対する特性値を示した他の３次元的ベクトル値であることに留意する。
偽造確認部２００は、実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認するとき、対象が気体、液体、及び固体のうちいずれに属するのかを区分した後、指紋認識部１００によって測定された実際の指紋の基準静電容量と対象の静電容量とを比較し、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を数値的に判別する。
偽造確認部２００は、ピエゾ（Ｐｉｅｚｏ）特性を有する素材で形成され、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、チタン酸鉛（ｌｅａｄ ｔｉｔａｎａｔｅ）、ジルコン酸鉛（ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ）、チタン酸ニオブ鉛（ＰＮＴ）、チタン酸ニオブスカンジウム鉛（ＰＳＮＴ）などの圧電セラミック粉末を用いて形成されてもよい。
図３は、本発明の実施形態に係る偽造指紋判別装置の駆動方法を示したフローチャートである。
図３を参照して、偽造指紋判別装置の駆動方法は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、実際の指紋と偽造指紋を判別し、交流電圧の印加で生成されたＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する方法である。
まず、指紋認識部は、交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、実際の指紋の第１静電容量又は偽造指紋の第２静電容量をチェックし、第１及び第２静電容量のそれぞれの値によって実際の指紋と偽造指紋とを判別する（Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００）。
偽造確認部は、交流電圧の印加で付加的に発生した振動によってＴＸ超音波信号を発振させ、実際の指紋又は偽造指紋から反射されるＲＸ超音波信号を認識する（Ｓ４００、Ｓ５００）。
偽造確認部は、ＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認し、実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する（Ｓ６００）。
本発明の実施形態に係る偽造指紋判別装置の駆動方法は、さらに以下の動作を含み、容易に実施可能である。
すなわち、偽造確認部は、指の表皮から伝達される実際の指紋からのＲＸ超音波信号及び指に嵌めた偽造指紋からのＲＸ超音波信号に基づいてｘ、ｙ、ｚ軸で区分される互いに異なる第１及び第２ベクトルデータを活用して第１及び第２インピーダンス値をそれぞれ測定する。
偽造確認部は、第１及び第２インピーダンス値を予め設定された人体インピーダンス値と比較し、第１及び第２インピーダンス値が人体インピーダンス値の誤差範囲を逸脱する場合、第１及び第２インピーダンス値を偽造指紋であると判別する。
また、偽造確認部は、実際の指紋から確認される血流量を測定し、第１及び第２インピーダンス値が人体インピーダンス値の誤差範囲内にある場合、血流量の測定の有無、或いは、血流量の数値が予め設定された基準血流量の数値の誤差範囲内に存在するか否かを確認し、実際の指紋であるか偽造指紋であるかを判別する。
以上、本発明を好適な実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者であれば、特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更が可能であることを理解できるであろう。
１０００：偽造指紋判別装置
１００：指紋認識部
２００：偽造確認部
１００：指紋認識部
２００：偽造確認部
Claims (5)
- 交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、前記実際の指紋の第１静電容量又は前記偽造指紋の第２静電容量をチェックし、前記第１及び第２静電容量のそれぞれの値によって前記実際の指紋と偽造指紋を判別する指紋認識部、及び、
前記交流電圧の印加で付加的に発生した振動によってＴＸ超音波信号を発振させ、前記実際の指紋又は偽造指紋から反射されるＲＸ超音波信号を認識した後、前記ＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、前記実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認し、前記実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する偽造確認部；を備え、
前記偽造確認部は、
指の表皮から伝達される前記実際の指紋からのＲＸ超音波信号及び前記指に嵌めた前記偽造指紋からのＲＸ超音波信号に基づいてｘ、ｙ、ｚ軸で区分され、前記指の表皮から伝達される前記実際の指紋が空気層と当接するときに生じる摩擦速度及び屈折方向に対する特性値を示した３次元的ベクトル値である第１ベクトルデータと、前記指に嵌めた前記偽造指紋が前記空気層と当接するときに生じる他の摩擦速度及び他の屈折方向に対する特性値を示した他の３次元的ベクトル値である第２ベクトルデータとを活用して第１及び第２インピーダンス値をそれぞれ測定し、
前記実際の指紋から確認される血流量を測定することを特徴とする偽造指紋判別装置。 - 前記偽造確認部は、
前記第１及び第２インピーダンス値を予め設定された人体インピーダンス値と比較し、前記第１及び第２インピーダンス値が前記人体インピーダンス値の誤差範囲を逸脱する場合、前記第１及び第２インピーダンス値を偽造指紋であると判別し、
前記第１及び第２インピーダンス値が前記人体インピーダンス値の誤差範囲内にある場合、前記血流量の測定の有無、或いは、前記血流量の数値が予め設定された基準血流量の数値の誤差範囲内に存在するか否かを確認し、前記実際の指紋であるか偽造指紋であるかを判別することを特徴とする、請求項１に記載の偽造指紋判別装置。 - 前記偽造確認部は、
前記実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認するとき、前記対象を気体、液体、及び固体のうちいずれに属するのかを区分した後、前記指紋認識部によって測定された前記実際の指紋の基準静電容量と前記対象の静電容量とを比較し、前記実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を数値的に判別することを特徴とする、請求項１に記載の偽造指紋判別装置。 - 指紋認識部が交流電圧を印加して実際の指紋又は偽造指紋を読み込み、前記実際の指紋の第１静電容量又は前記偽造指紋の第２静電容量をチェックし、前記第１及び第２静電容量のそれぞれの値によって前記実際の指紋と偽造指紋を判別する段階、
偽造確認部が前記交流電圧の印加で付加的に発生した振動によってＴＸ超音波信号を発振させ、前記実際の指紋又は偽造指紋から反射されるＲＸ超音波信号を認識する段階、及び、
前記偽造確認部が、前記ＴＸ超音波信号又はＲＸ超音波信号の周波数が変動するときにおいて、前記実際の指紋又は偽造指紋が捺印されている対象の物性を確認し、前記実際の指紋であるか偽造指紋であるかの真偽を物理的に判別する段階を含み、
前記偽造確認部は、
指の表皮から伝達される前記実際の指紋からのＲＸ超音波信号及び前記指に嵌めた前記偽造指紋からのＲＸ超音波信号に基づいてｘ、ｙ、ｚ軸で区分され、前記指の表皮から伝達される前記実際の指紋が空気層と当接するときに生じる摩擦速度及び屈折方向に対する特性値を示した３次元的ベクトル値である第１ベクトルデータと、前記指に嵌めた前記偽造指紋が前記空気層と当接するときに生じる他の摩擦速度及び他の屈折方向に対する特性値を示した他の３次元的ベクトル値である第２ベクトルデータとを活用して第１及び第２インピーダンス値をそれぞれ測定し、
前記実際の指紋から確認される血流量を測定する段階を含むことを特徴とする偽造指紋判別装置の駆動方法。 - 前記偽造確認部は、
前記第１及び第２インピーダンス値を予め設定された人体インピーダンス値と比較し、前記第１及び第２インピーダンス値が前記人体インピーダンス値の誤差範囲を逸脱する場合、前記第１及び第２インピーダンス値を偽造指紋であると判別する段階、及び、
前記第１及び第２インピーダンス値が前記人体インピーダンス値の誤差範囲内にある場合、前記血流量の測定の有無、或いは、前記血流量の数値が予め設定された基準血流量の数値の誤差範囲内に存在するか否かを確認し、前記実際の指紋であるか偽造指紋であるかを判別する段階、をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の偽造指紋判別装置の駆動方法。
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