JPH10234711A - Personal identification device - Google Patents

Personal identification device

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Publication number
JPH10234711A
JPH10234711A JP9040555A JP4055597A JPH10234711A JP H10234711 A JPH10234711 A JP H10234711A JP 9040555 A JP9040555 A JP 9040555A JP 4055597 A JP4055597 A JP 4055597A JP H10234711 A JPH10234711 A JP H10234711A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
skin
extraction
finger
linear electrodes
input surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP9040555A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Henmi
和弘 逸見
Shiro Saito
史郎 斉藤
Hideaki Hiraki
英朗 平木
Hideo Ando
秀夫 安東
Motohiko Takeuchi
元比古 竹内
Kenichi Ide
賢一 井手
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9040555A priority Critical patent/JPH10234711A/en
Publication of JPH10234711A publication Critical patent/JPH10234711A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To collate characteristics of a finger in a short time even in a case of a person to be identified having less sweating quantity or an environment having an insufficient sweating quantity by controlling a device in such a manner as using the maximum voltage value higher than a reference voltage value for an extraction voltage in the first extraction and then gradually lowering the value in order till a prescribed number of times. SOLUTION: A timing pulse generator 17 generates a signal, which controls switching of analog switches 12a, 12b and a sample timing of a sample hold circuit 15, switches the analog switches 12a, 12b by a fall of the signal, and holds the potential difference by a rise by a sample hold circuit 15. This signal is large in a wide contact area between a finger and an electrode, and shows a steep dip in lateral wrinkles of the first and the second joint parts which have a narrow and small contact area. This projection signal collates an individual based on information registered beforehand. The maximum voltage value higher than the reference voltage is used for an extraction voltage at a first extraction and gradually lowered in order till the prescribed number of times.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、指や手のひら等の
皮膚の接触により入力部に生じる抵抗の変化を利用して
同定を行う個人認証装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a personal identification device for performing identification by utilizing a change in resistance generated in an input section due to contact with skin such as a finger or a palm.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報セキュリティの重要性から、
個人認証装置への関心が高まってきている。その中でも
指紋は個人認証として多く利用される。本件出願人は、
指の長さ方向に対して直交方向に長い複数の線状電極を
指の長さ方向に配列し、指を押し付けたときの隣合う電
極間の抵抗値を指の長さ方向に順次読み取り合成した信
号を用いる方法を既に提案している(特開平7−168
930)。この方法によれば、光学系が不要となり、装
置の小型及び低価格化が可能となる。
2. Description of the Related Art In recent years, from the importance of information security,
Interest in personal authentication devices is increasing. Among them, fingerprints are often used for personal authentication. The applicant has
A plurality of linear electrodes long in the direction perpendicular to the length direction of the finger are arranged in the length direction of the finger, and the resistance value between adjacent electrodes when the finger is pressed is sequentially read in the length direction of the finger and synthesized. A method using the obtained signal has already been proposed (JP-A-7-168).
930). According to this method, an optical system is not required, and the apparatus can be reduced in size and cost.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の方法を用いた個
人認証装置においては、線状電極の配列ピッチを細かく
することにより多くの情報が得られ、照合精度を高める
ことができる。しかし、単純に線状電極の配列ピッチを
細かくすると、電極数及びこれに対応するスイッチ数も
増え、装置の大型化及びコストの増加を招くだけでな
く、特徴抽出時間が長くなり、照合速度が低下する。
In the personal authentication apparatus using the above-described method, a large amount of information can be obtained by reducing the arrangement pitch of the linear electrodes, and the matching accuracy can be improved. However, if the arrangement pitch of the linear electrodes is simply made finer, the number of electrodes and the number of corresponding switches also increase, which not only causes an increase in the size and cost of the device, but also increases the feature extraction time and the matching speed. descend.

【0004】また、得られる特徴抽出信号は、指と線状
電極との接触面積に依存して変化する。接触面積は単に
指(汗孔)と電極の位置関係だけで決まるのではなく、
電極や基板の材質や表面粗さによっても大きく変化す
る。これは表面粗さにより指との真実接触面積が変化す
るためで、表面が荒れている場合は真実接触面積が少な
いため特に発汗量の少ない冬場や低発汗者の場合に照合
精度が大きく低下することが本発明者により見出され
た。しかし、表面を滑らかにして真実接触面積を大きく
しようとしても、指表面自身に凹凸があることから無限
に改善されるものではなく、過剰な平滑化は逆に材料の
ロスや加工時間の増加を招く。
[0004] The obtained feature extraction signal changes depending on the contact area between the finger and the linear electrode. The contact area is not simply determined by the positional relationship between the finger (sweat hole) and the electrode,
It varies greatly depending on the material and surface roughness of the electrodes and the substrate. This is because the real contact area with the finger changes due to the surface roughness, and when the surface is rough, the true contact area is small, so the collation accuracy is greatly reduced especially in winter when the amount of sweating is small or low sweating person Has been found by the present inventor. However, even if an attempt is made to increase the real contact area by smoothing the surface, the finger surface itself has irregularities, but this is not infinitely improved.Excessive smoothing conversely causes loss of material and increase in processing time. Invite.

【0005】また、本発明者により以下の事実が見出さ
れた。即ち、得られる特徴抽出信号の信号強度には大き
な個人差がある。この現象は指表面からの発汗量に大き
く依存しており、発汗量の少ない人は信号強度が低くな
る。信号強度が低くなると、十分な特徴情報を得ること
ができないので照合精度が低下する。
The following facts have been found by the present inventors. That is, there is a large individual difference in the signal strength of the obtained feature extraction signal. This phenomenon largely depends on the amount of sweat from the finger surface, and a person with a small amount of sweat has a low signal intensity. When the signal strength is low, sufficient characteristic information cannot be obtained, and the matching accuracy is reduced.

【0006】また、同一人物でも体調の変動や温度、湿
度等の環境の変化により指の特徴パターンの強度は変化
する。多少の変動であれば信号処理で吸収することが可
能であるが、極端に信号レベルの低下があると本人と認
識できなくなる場合がある。
[0006] Further, even for the same person, the strength of the characteristic pattern of the finger changes due to changes in physical condition and environmental changes such as temperature and humidity. A slight change can be absorbed by signal processing, but if the signal level is extremely lowered, it may not be possible to recognize the person.

【0007】更に、測定開始時、即ち指をセンサ電極に
置いた直後は、一般的に発汗は微弱で検出信号のレベル
は低いことが分かった。通常は、信号レベルをモニタリ
ングして所定値に達するまでは照合処理を開始しないよ
うにする。しかし、このようにした場合、発汗量の少な
い被認証者は照合処理開始までに長時間拘束されること
となる。
Furthermore, at the start of measurement, that is, immediately after placing a finger on the sensor electrode, it has been found that sweating is generally weak and the level of a detection signal is low. Usually, the signal level is monitored so that the matching process is not started until the signal value reaches a predetermined value. However, in this case, the person to be authenticated having a small amount of sweating is restrained for a long time before the start of the verification process.

【0008】本発明はかかる問題点に基づいてなされた
ものであり、複数の線状電極を配列し、被認証者の皮膚
を押し付けたときの電極間の抵抗値を線状電極の配列方
向に順次読み取り合成した信号を用いる個人認証装置に
おいて、発汗量の少ない被認証者や発汗量の十分得られ
ない環境等の条件においても、短時間での照合処理を可
能とすることを目的とする。
The present invention has been made on the basis of the above-described problems. A plurality of linear electrodes are arranged, and the resistance value between the electrodes when the skin of the person to be authenticated is pressed is determined in the direction in which the linear electrodes are arranged. It is an object of the present invention to provide a personal authentication apparatus that uses signals that are sequentially read and synthesized, and that enables a collation process in a short time even under conditions such as a person to be authenticated with a small amount of sweat or an environment in which a sufficient amount of sweat is not obtained.

【0009】本発明はまた、この種の個人認証装置にお
いて、特徴抽出信号レベルや再現性の低下を防止し、長
期間に亘り精度の高い照合が行えるようにすることを目
的とする。
It is another object of the present invention to prevent a characteristic extraction signal level and reproducibility from being lowered in a personal authentication apparatus of this kind so that highly accurate collation can be performed over a long period of time.

【0010】本発明はまた、この種の個人認証装置にお
いて、装置の大型化、コストの増加、照合速度の低下等
を伴うことなく、高い照合精度が得られるようにするこ
とを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a personal identification device of this type that can achieve high matching accuracy without increasing the size of the device, increasing the cost, and lowering the matching speed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の視点は、
個人認証装置において、被認証者の皮膚を接触させるよ
うに配置された複数の線状電極を含む入力表面と、前記
入力表面に前記皮膚が接触することにより得られる前記
線状電極間の電気抵抗の分布から前記皮膚の特徴を抽出
するための抽出回路と、前記皮膚の基準データを登録す
るための記憶手段と、前記抽出回路で得られた測定デー
タと前記基準データとを照合するための照合手段と、前
記抽出回路による前記特徴の抽出を複数回繰返し行うと
共に、前記特徴を抽出するために前記線状電極間に付与
する抽出用電圧として、第1回目の抽出時において基準
電圧値より高い最高電圧値を使用し、その後の所定回数
目の抽出時までは、最高電圧値から順次値を低下させた
電圧値を使用するように制御するための制御手段と、を
具備することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A first aspect of the present invention is as follows.
In the personal authentication device, an input surface including a plurality of linear electrodes arranged to make contact with the skin of the person to be authenticated, and an electrical resistance between the linear electrodes obtained by contacting the skin with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution, storage means for registering the reference data of the skin, and collation for collating the measurement data obtained by the extraction circuit with the reference data Means for extracting the feature by the extraction circuit a plurality of times, and as an extraction voltage applied between the linear electrodes to extract the feature, the extraction voltage is higher than a reference voltage value during the first extraction. Control means for controlling to use the maximum voltage value and to use a voltage value sequentially reduced from the maximum voltage value until a predetermined number of extractions thereafter. To.

【0012】ここで、効率的に照合を行うための望まし
い態様として、各抽出時ごとに電圧値を低下させること
を挙げることができる。しかし、必ずしも各抽出時ごと
に電圧値を低下させる必要はない。
Here, as a desirable mode for efficient collation, it is possible to reduce the voltage value at each extraction. However, it is not always necessary to lower the voltage value for each extraction.

【0013】本発明の第2の視点は、第1の視点の個人
認証装置において、前記制御手段は、前記抽出用電圧が
前記基準電圧値に達した時点を前記所定回数目とするこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the personal authentication apparatus according to the first aspect, the control means sets the time when the extraction voltage reaches the reference voltage value as the predetermined number of times. And

【0014】本発明の第3の視点は、個人認証装置にお
いて、被認証者の皮膚を接触させるように配置された複
数の線状電極を含む入力表面と、前記入力表面に前記皮
膚が接触することにより得られる前記線状電極間の電気
抵抗の分布から前記皮膚の特徴を抽出するための抽出回
路と、前記皮膚の基準データを登録するための記憶手段
と、前記抽出回路で得られた測定データと前記基準デー
タとを照合するための照合手段と、前記線状電極周辺の
温度を測定するための温度測定手段と、前記特徴を抽出
するために前記線状電極間に付与する抽出用電圧とし
て、前記温度測定手段により測定された温度がしきい値
より低い場合は基準電圧値より高い電圧値を使用するよ
うに制御するための制御手段と、を具備することを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, in the personal authentication device, an input surface including a plurality of linear electrodes arranged to make contact with the skin of the person to be authenticated, and the skin comes into contact with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution of the electrical resistance between the linear electrodes, a storage unit for registering the reference data of the skin, and a measurement obtained by the extraction circuit. Collating means for collating data with the reference data, temperature measuring means for measuring the temperature around the linear electrode, and an extraction voltage applied between the linear electrodes to extract the feature And control means for controlling to use a voltage value higher than a reference voltage value when the temperature measured by the temperature measuring means is lower than a threshold value.

【0015】本発明の第4の視点は、個人認証装置にお
いて、被認証者の皮膚を接触させるように配置された複
数の線状電極を含む入力表面と、前記入力表面に前記皮
膚が接触することにより得られる前記線状電極間の電気
抵抗の分布から前記皮膚の特徴を抽出するための抽出回
路と、前記皮膚の基準データを登録するための記憶手段
と、前記抽出回路で得られた測定データと前記基準デー
タとを照合するための照合手段と、を具備し、前記入力
表面は、0.1〜10μmの最大値高さ及び十点平均粗
さで規定される表面粗さを具備することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the personal identification device, an input surface including a plurality of linear electrodes arranged to make contact with the skin of the person to be authenticated, and the skin comes into contact with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution of the electrical resistance between the linear electrodes, a storage unit for registering the reference data of the skin, and a measurement obtained by the extraction circuit. Matching means for comparing data with the reference data, wherein the input surface has a surface roughness defined by a maximum height of 0.1 to 10 μm and a ten-point average roughness. It is characterized by the following.

【0016】本発明の第5の視点は、第1乃至4の視点
のいずれかの個人認証装置において、前記線状電極を含
む前記入力表面は指の皮膚を接触させるように配設され
ることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the personal identification device according to any one of the first to fourth aspects, the input surface including the linear electrode is disposed so as to contact the skin of a finger. It is characterized by.

【0017】本発明の第6の視点は、個人認証装置にお
いて、被認証者の皮膚を接触させるように配置された複
数の線状電極を含む入力表面と、前記入力表面に前記皮
膚が接触することにより得られる前記線状電極間の電気
抵抗の分布から前記皮膚の特徴を抽出するための抽出回
路と、前記皮膚の基準データを登録するための記憶手段
と、前記抽出回路で得られた測定データと前記基準デー
タとを照合するための照合手段と、を具備し、前記線状
電極は不均等な間隔で配列されることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the personal authentication device, an input surface including a plurality of linear electrodes arranged to make contact with the skin of the person to be authenticated, and the skin comes into contact with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution of the electrical resistance between the linear electrodes, a storage unit for registering the reference data of the skin, and a measurement obtained by the extraction circuit. And collating means for collating data with the reference data, wherein the linear electrodes are arranged at unequal intervals.

【0018】本発明の第7の視点は、第6の視点の個人
認証装置において、前記線状電極を含む前記入力表面は
指の皮膚を接触させるように配設され、前記指の第1関
節から第2関節に亘る部分に接触するための前記線状電
極の間隔が、前記指のそれ以外の部分に接触するための
前記線状電極の間隔よりも小さくなるように設定される
ことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the personal identification device according to the sixth aspect, the input surface including the linear electrode is disposed so as to contact the skin of a finger, and the first joint of the finger is provided. The distance between the linear electrodes for contacting a portion extending from the second joint to the second joint is set to be smaller than the distance between the linear electrodes for contacting other portions of the finger. And

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1(a)〜(c)は本発明の実
施の形態に係る個人認証装置の特徴抽出手段10の入力
部18の外観を示す図である。入力部18は、拡大部分
平面図である図1(c)図示の如く、100μmオーダ
ーの幅及び間隔で配列された多数の線状電極11のアレ
イを有する。線状電極11の上面は、被認証者の皮膚と
して代表的な指の皮膚を接触させるための入力表面11
aとして機能する。線状電極11の数及び電極11のア
レイの長手方向(線状電極11の長手方向に対して直交
する方向)の長さは、通常、指の先端から第二関節を完
全に入力できるように設定される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1A to 1C are views showing the appearance of an input unit 18 of a feature extracting means 10 of a personal authentication device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1C, which is an enlarged partial plan view, the input section 18 has an array of a large number of linear electrodes 11 arranged at a width and an interval of the order of 100 μm. The upper surface of the linear electrode 11 has an input surface 11 for contacting the skin of a typical finger as the skin of the person to be authenticated.
Functions as a. The number of the linear electrodes 11 and the length of the array of the electrodes 11 in the longitudinal direction (the direction orthogonal to the longitudinal direction of the linear electrodes 11) are usually set so that the second joint can be completely input from the tip of the finger. Is set.

【0020】線状電極11及びそれらをスイッチに接続
するための出力端子部3は絶縁基板2上に配設された多
数の導電配線4からなる。導電配線4は、線状電極11
のアレイからなる入力部18と出力端子部3とを除い
て、カバーレイ(絶縁層)5により被覆される。
The linear electrodes 11 and the output terminals 3 for connecting them to switches are composed of a large number of conductive wires 4 arranged on the insulating substrate 2. The conductive wiring 4 has a linear electrode 11
Except for the input part 18 and the output terminal part 3 which are composed of an array of the above, the coverlay (insulating layer) 5 covers the part.

【0021】このような構造の入力部18は、次のよう
な方法で製造することができる。先ず、入力部18の基
板として、厚さ約18μmの銅(Cu)箔を張り合わせ
た板厚約100μmのポリイミド基板2を調製する。次
に、フォトリソグラフィー技術を用いて、銅箔をパター
ニングし、導電配線4の基礎となるCu層パターンを形
成する。次に、Cu層パターン上に電気メッキによりN
i層を3μm及びAu層を10μmを積層し、導電配線
4を形成する。次に、入力部18及び出力端子部3を除
いて、導電配線4上に厚さ約25μmのポリエステルフ
ィルムをカバーレイ(絶縁層)5として貼り付ける。
The input section 18 having such a structure can be manufactured by the following method. First, a polyimide substrate 2 having a thickness of about 100 μm and a copper (Cu) foil having a thickness of about 18 μm bonded to the input section 18 is prepared. Next, using a photolithography technique, the copper foil is patterned to form a Cu layer pattern serving as a basis for the conductive wiring 4. Next, N is applied to the Cu layer pattern by electroplating.
The conductive layer 4 is formed by laminating 3 μm of the i layer and 10 μm of the Au layer. Next, a polyester film having a thickness of about 25 μm is attached as a coverlay (insulating layer) 5 on the conductive wiring 4 except for the input section 18 and the output terminal section 3.

【0022】図2は特徴抽出手段10の入力部18と抽
出回路19とを示す概略図である。特徴抽出手段10
は、被認証者の指を線状電極11の入力表面11aに接
触させ、この時の隣り合う電極間の指表面の抵抗値を指
の長さ方向にアナログスイッチ12a、12bを切り替
えることにより順次読み取る。n個の電極に対して指を
押し付けた時、隣接する電極11間で接触する指の接触
面積に応じて電極間の抵抗値が変化する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the input unit 18 and the extraction circuit 19 of the feature extraction means 10. Feature extraction means 10
Is to sequentially contact the input surface 11a of the linear electrode 11 with the finger of the person to be authenticated and change the resistance value of the finger surface between adjacent electrodes by switching the analog switches 12a and 12b in the length direction of the finger. read. When a finger is pressed against the n electrodes, the resistance value between the electrodes changes according to the contact area of the finger in contact between the adjacent electrodes 11.

【0023】隣接する2つの電極11間に、図示の如
く、一定電圧電源13(V0 )と基準抵抗14(Rre
f)とをアナログスイッチ12a、12bを介して接続
する。ここで、i番目の電極間抵抗をR(i)とする
と、この時の基準抵抗14(Rref)の両端の電位差
V(i)は次式で与えられる。
As shown in the figure, a constant voltage power supply 13 (V0) and a reference resistor 14 (Rre) are provided between two adjacent electrodes 11.
f) are connected via analog switches 12a and 12b. Here, assuming that the i-th inter-electrode resistance is R (i), the potential difference V (i) between both ends of the reference resistance 14 (Rref) at this time is given by the following equation.

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】アナログスイッチ12a、12bを切り替
えて、この電位差を指の長さ方向に順次読み取る。そし
て、サンプルホールド回路15を通じてA/D変換器1
6によってデジタル信号に変換する。
By switching the analog switches 12a and 12b, the potential difference is sequentially read in the length direction of the finger. Then, the A / D converter 1 is passed through the sample hold circuit 15.
6 to convert to a digital signal.

【0026】タイミングパルス発生器17はアナログス
イッチ12a、12bの切り替え、及びサンプルホール
ド回路15のサンプルタイミングを制御する信号を生成
する。その信号は例えば図3のようになる。信号の立ち
下がりでアナログスイッチ12a、12bを切り替え、
立ち上がりでサンプルホールド回路15により式(1)
の電位差V(i)をホールドする。
The timing pulse generator 17 generates a signal for controlling the switching of the analog switches 12a and 12b and the sample timing of the sample and hold circuit 15. The signal is, for example, as shown in FIG. The analog switches 12a and 12b are switched at the fall of the signal,
Expression (1) by the sample hold circuit 15 at the rising edge
Hold the potential difference V (i).

【0027】このようにして得られた信号V(i)は例
えば図4のようになる。指と電極との接触面積が広い部
分ではV(i)は大きくなる。第1関節部分及び第2関
節部分にある横皺では接触面積が狭くなるのでV(i)
は小さく、急峻なディップを示す。このV(i)を投影
信号と呼び、この信号と前もって登録しておいた情報と
をもとに個人照合が行われる。
The signal V (i) obtained in this way is, for example, as shown in FIG. V (i) increases in a portion where the contact area between the finger and the electrode is large. Since the contact area is small at the side wrinkles at the first joint portion and the second joint portion, V (i)
Indicates a small and steep dip. This V (i) is called a projection signal, and personal verification is performed based on this signal and information registered in advance.

【0028】図5は本実施の形態に係る個人認証装置の
全体構成を示す図である。図示の如く、個人認証装置
は、特徴抽出手段10、記憶手段20、制御手段30、
ホストコンピュータ40、伝達手段50を有する。
FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of the personal authentication device according to the present embodiment. As shown in the figure, the personal authentication device includes a feature extraction unit 10, a storage unit 20, a control unit 30,
It has a host computer 40 and transmission means 50.

【0029】上述の如く、特徴抽出手段10は、線状電
極11のアレイを有する入力部18と抽出回路19とか
らなる。特徴抽出手段10は、線状電極11の配列方向
に沿って被認証者の指を接触させたときの電極間抵抗の
分布から指の特徴を抽出する。
As described above, the feature extracting means 10 includes the input section 18 having the array of the linear electrodes 11 and the extracting circuit 19. The feature extracting means 10 extracts a feature of the finger from the distribution of resistance between the electrodes when the finger of the person to be authenticated is contacted along the arrangement direction of the linear electrodes 11.

【0030】記憶手段20は、ICカード21と、被認
証者各人の投影信号をICカード21に書き込むと共に
ICカード21から読み出すための読み取り書き込み装
置22とを有する。
The storage means 20 has an IC card 21 and a read / write device 22 for writing a projection signal of each person to be authenticated to the IC card 21 and reading it from the IC card 21.

【0031】制御手段30は、特徴抽出手段10で抽出
された指の抽出特徴データと記憶手段20に記録された
データとから指の置き方の状態を判定する計算を行う。
また、制御手段30は、特徴抽出手段10で抽出された
抽出特徴データの登録や、抽出特徴データと記憶手段2
0に予め記憶される被認証者の基準データとの照合等の
認証処理を行う。
The control means 30 performs a calculation for judging the state of placing the finger based on the extracted characteristic data of the finger extracted by the characteristic extraction means 10 and the data recorded in the storage means 20.
Further, the control unit 30 registers the extracted feature data extracted by the feature extracting unit 10, and stores the extracted feature data and the storage unit 2.
Authentication processing such as collation with reference data of the person to be authenticated stored in advance at 0 is performed.

【0032】ホストコンピュータ40は、被認証者のパ
スワードを入力したり、ディスプレーや音声出力装置等
からなる伝達手段50を介して、制御手段30でなされ
た判定結果やメッセージを被認証者に伝達する、GUI
(Graphical User Interface
s)として機能する。
The host computer 40 inputs the password of the person to be authenticated, and transmits the judgment result and message made by the control means 30 to the person to be authenticated via the transmitting means 50 including a display and a sound output device. , GUI
(Graphical User Interface
s).

【0033】先ず、被認証者は照合される指の基準特徴
データ等を格納した個人情報ファイルを記憶手段20か
ら呼び出すため、ホストコンピュータ40に対して個人
情報ファイルに設定されたパスワードを入力する。制御
手段30を介して呼び出された個人情報ファイルが確認
された後、ホストコンピュータ40を介して伝達手段5
0からアニメーションにより指置きが指示される。
First, the person to be authenticated inputs the password set in the personal information file to the host computer 40 in order to call the personal information file storing the reference characteristic data of the finger to be collated from the storage means 20. After the personal information file called out through the control means 30 is confirmed, the transmission means 5 is transmitted through the host computer 40.
From 0, finger placement is instructed by animation.

【0034】指示に従って線状電極11に信号検出すべ
き指をアレイに沿って接触させると、抽出回路19は隣
り合う電極間の指表面の抵抗値を指の長さ方向にアナロ
グスイッチ12a、12bを切り替えて順次読み取り、
その信号は特徴抽出信号として記憶手段20に記録され
る。次に、記憶手段20に前もって入力された線状電極
11の配列間隔情報が参照され、必要に応じて制御手段
30によりソフト的に抽出信号の補正が行われる。具体
的には、電極間隔の差が存在する場合は、これをパラメ
ータとして、単位長さあたりの印加電圧が一定になるよ
うに抽出信号が補正される。
When a finger whose signal is to be detected is brought into contact with the linear electrode 11 along the array according to the instruction, the extraction circuit 19 determines the resistance value of the finger surface between the adjacent electrodes in the length direction of the finger by analog switches 12a, 12b. To read sequentially,
The signal is recorded in the storage means 20 as a feature extraction signal. Next, the arrangement interval information of the linear electrodes 11 previously input to the storage unit 20 is referred to, and the control unit 30 performs software correction of the extraction signal as necessary. Specifically, if there is a difference between the electrode intervals, the extraction signal is corrected using the difference as a parameter so that the applied voltage per unit length becomes constant.

【0035】制御手段30は、補正した特徴抽出信号か
ら更に指の置き方を判断し、置き方に不十分な部分があ
る場合は、ホストコンピュータ40及び伝達手段50を
介して被認証者に置き方の矯正を指示する。例えば、指
の長さ方向の位置がずれている場合は、第1関節と第2
関節との中間部と線状電極11の配列方向の中央部が一
致するように指示し、指が所定の位置になるまで繰り返
す。置き方に不十分な部分がない場合は、次のステップ
に進む。
The control means 30 further determines how to place the finger from the corrected feature extraction signal, and if there is an inadequate place, places the finger on the person to be authenticated via the host computer 40 and the transmission means 50. Instruct the person to correct. For example, when the position in the length direction of the finger is shifted, the first joint and the second joint
It is instructed that the middle part of the joint with the center part in the arrangement direction of the linear electrodes 11 coincides with each other, and the operation is repeated until the finger reaches a predetermined position. If there is no insufficient part, proceed to the next step.

【0036】ICカード21は図6図示の構成を有す
る。即ち、制御部として制御素子(例えばCPU)11
1;記憶内容が消去可能な不揮発性のデータメモリ11
2、ワーキングメモリ113、プログラムメモリ11
4;及び読み取り書き込み装置22との電気的接触を得
るためのコンタクト部115によって構成される。これ
らのうち破線内の部分(制御素子111、データメモリ
112、ワーキングメモリ113、プログラムメモリ1
14)は、1つ(あるいは複数)のICチップで構成さ
れてICカード本体に埋設される。
The IC card 21 has the configuration shown in FIG. That is, a control element (eg, CPU) 11 as a control unit
1: Non-volatile data memory 11 whose storage contents can be erased
2, working memory 113, program memory 11
4; and a contact portion 115 for obtaining electrical contact with the read / write device 22. Among these, the portions within the broken lines (control element 111, data memory 112, working memory 113, program memory 1
14) is composed of one (or more) IC chip and is embedded in the IC card body.

【0037】データメモリ112は、各種データの記憶
に使用され、例えばEEPROM等で構成されており、
制御素子111のプログラムなどを記憶するものであ
る。データメモリ112は、例えば図7に示すように、
制御領域112−0、ディレクトリ112−1、空き領
域112−2、及び複数のエリア群112−3に分割さ
れる。また、夫々のエリアは、ディレクトリ112−1
にて管理される。このディレクトリは、図8に示すよう
に、各エリアのエリア番号121、エリアの先頭アドレ
ス122、サイズ123、チェックコード124からな
るエリア定義情報の集合体として構成される。例えば、
エリア[01]の先頭アドレス122は、aaa番地、
エリアのサイズはSaバイトであるといったように対応
する。
The data memory 112 is used for storing various data, and is composed of, for example, an EEPROM.
It stores a program of the control element 111 and the like. The data memory 112 includes, for example, as shown in FIG.
It is divided into a control area 112-0, a directory 112-1, an empty area 112-2, and a plurality of area groups 112-3. Each area is stored in the directory 112-1.
Is managed by As shown in FIG. 8, this directory is configured as a set of area definition information including an area number 121 of each area, a head address 122 of the area, a size 123, and a check code 124. For example,
The head address 122 of the area [01] is an aaa address,
The size of the area corresponds to Sa byte.

【0038】さて、これらのエリアに対してのアクセス
コマンドとして、以下の2種類が存在する。1つは、エ
リア内のデータを読み出すためのコマンドで、図9に示
すように、読み出しコマンドを示す機能コード、アクセ
ス対象となるエリアの番号で構成される。もう一つは、
エリア内にデータを書き込むためのコマンドで、図10
に示すように、アクセス対象となるエリアの番号、及び
書き込みデータで構成される。
Now, there are the following two types of access commands for these areas. One is a command for reading data in the area. As shown in FIG. 9, the command includes a function code indicating the read command and the number of the area to be accessed. the other one is,
This is a command for writing data in the area.
As shown in (1), it is composed of the number of the area to be accessed and the write data.

【0039】図11により、ICカードの動作概念を説
明する。図示するように、ICカードは電気的活性化後
に、コマンド待ち状態に移る。この時点でコマンドを待
ち続け、入力されると、コマンド内にあるエリア番号を
抽出し、ディレクトリ内に該当するエリア番号が存在す
るか否かをチェックする。もし存在しなければ、該当エ
リア無しを示すコードを出力しコマンド待ち状態に戻
る。もし存在すれば、この後入力したコマンド中の機能
に該当する各コマンドルーチンにて処理を行い、この処
理結果を出力後、命令データ待ち状態に戻る。
The operation concept of the IC card will be described with reference to FIG. As shown, after the IC card is electrically activated, the IC card shifts to a command waiting state. At this time, the command is kept waiting, and when it is input, the area number in the command is extracted and it is checked whether or not the corresponding area number exists in the directory. If not, a code indicating that there is no corresponding area is output, and the process returns to the command waiting state. If there is, processing is performed in each command routine corresponding to the function in the command input thereafter, and after the processing result is output, the processing returns to the instruction data waiting state.

【0040】本実施の形態では、データ管理を行う装置
としてICカード21を例示したが、筐体構成もカード
状に限らず、棒状、ブロック状等種々変更可能である。
また装置としても、携帯可能な電子装置に限定されるこ
となく適用可能である。また、構成内容も、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。また、特に
本実施の形態のICカード21は、外部装置とのデータ
授受のために、コンタクト部を使用しているが、例えば
光/電界/磁界等を用いて外部装置と接触せずにこれを
行う方法を用いていてもよい。
In the present embodiment, the IC card 21 is exemplified as a device for performing data management. However, the housing configuration is not limited to a card shape, but may be variously changed such as a bar shape and a block shape.
Also, the present invention is applicable without being limited to a portable electronic device. Also, the configuration content can be variously changed without departing from the gist of the present invention. Although the IC card 21 of the present embodiment particularly uses a contact portion for data transfer with an external device, the IC card 21 does not contact the external device using, for example, light / electric field / magnetic field. May be used.

【0041】次に処理の流れについて説明する。処理は
大きく分けて「登録」と「照合」があり、先ず登録につ
いて説明する。登録処理の流れを図12に示す。
Next, the flow of processing will be described. The processing is roughly classified into “registration” and “collation”. First, registration will be described. FIG. 12 shows the flow of the registration process.

【0042】先ず、投影信号V(i)を取り込む(工程
ST1)。次に、工程ST1で取り込んだ投影信号を辞
書信号Vd(i)としてICカード11に登録する(工
程ST2)。以上で登録処理は終了する。
First, the projection signal V (i) is fetched (step ST1). Next, the projection signal fetched in step ST1 is registered as a dictionary signal Vd (i) in the IC card 11 (step ST2). Thus, the registration process ends.

【0043】次に照合処理の流れを図13に示す。先
ず、投影信号V(i)を取り込む(工程ST3)。次
に、辞書Vd(i)と工程ST3で抽出した投影信号V
(i)との照合計算を行う(工程ST4)。
Next, the flow of the collation processing is shown in FIG. First, a projection signal V (i) is captured (step ST3). Next, the dictionary Vd (i) and the projection signal V extracted in step ST3
A collation calculation with (i) is performed (step ST4).

【0044】照合は次の手順で相違度Eを計算すること
により実現する。先ず、ICカード11から読み出した
投影信号を辞書信号Vd(i)、入力された指画像より
求めた投影信号V(i)の位置合せを行う。Vd(i)
とmだけずらしたV(i+m)との2乗誤差をある範囲
にわたって和算したものをS(m)とする。
The collation is realized by calculating the difference E by the following procedure. First, the projection signal read from the IC card 11 is aligned with the dictionary signal Vd (i) and the projection signal V (i) obtained from the input finger image. Vd (i)
S (m) is the sum of the square errors of V (i + m) shifted by m and m over a certain range.

【0045】[0045]

【数2】 (Equation 2)

【0046】[0046]

【数3】 (Equation 3)

【0047】S(m)はV(i+m)とVk(i)との
一致度を現すパラメータであり、S(m)の値が小さい
ほど一致していることを示す。位置合せはmをある範囲
で変化させ、最もS(m)の値が小さくなるときのMを
位置ずれ量と呼び、このMのところで位置合せができた
とする。次に、相違度Eを以下のように計算する。
S (m) is a parameter indicating the degree of coincidence between V (i + m) and Vk (i), and the smaller the value of S (m), the higher the coincidence. In the alignment, m is changed in a certain range, and M when the value of S (m) becomes the smallest is referred to as a positional shift amount. It is assumed that the alignment is performed at this M. Next, the difference E is calculated as follows.

【0048】[0048]

【数4】 (Equation 4)

【0049】[0049]

【数5】 (Equation 5)

【0050】式(4)、(5)のEは位置合せされた入
力信号V(i+M)と辞書信号Vd(i)との2乗誤差
をある範囲に亘って和算したものを同じ範囲の辞書信号
Vd(i)の2乗和で正規化したものである。Eは位置
合せされた入力信号V(i+M)と辞書信号Vd(i)
との相違度を表したもので、Eの値が大きいほど両信号
の違いが大きく、値が小さいほど両信号が似ていること
を示す。
E in the equations (4) and (5) is the sum of the square error between the aligned input signal V (i + M) and the dictionary signal Vd (i) over a certain range. This is normalized by the sum of squares of the dictionary signal Vd (i). E is the aligned input signal V (i + M) and dictionary signal Vd (i)
The greater the value of E, the greater the difference between the two signals, and the smaller the value, the more similar the two signals.

【0051】次に、Eを予め定めておいた閾値THと比
較し(工程ST5)、E≦THならば本人と判断し(工
程ST6)、処理を終了する。それ以外は他人と判断し
(工程ST7)、処理を終了する。 [実施例1]図1を参照して説明した構造を有する特徴
抽出手段10の線状電極11として、指が接触する入力
表面11aにおいて所定の表面粗さを有する電極を使用
し、その効果を調べた。実験にあたり、線状電極11の
入力表面の表面粗さとして、最大高さ及び十点平均粗さ
が0.1μm、0.5μm、5μm、10μm、及び2
0μmの5つのサンプルを作製した。
Next, E is compared with a predetermined threshold value TH (step ST5). If E ≦ TH, it is determined that the user is the person (step ST6), and the process is terminated. Otherwise, it is determined to be another person (step ST7), and the process ends. [Embodiment 1] As the linear electrode 11 of the feature extracting means 10 having the structure described with reference to FIG. 1, an electrode having a predetermined surface roughness on an input surface 11a with which a finger contacts is used. Examined. In the experiment, the maximum height and ten-point average roughness of the input surface of the linear electrode 11 were 0.1 μm, 0.5 μm, 5 μm, 10 μm and 2 μm.
Five samples of 0 μm were made.

【0052】より具体的には、各サンプルについて、前
述の如く、先ず、Cu層パターン上に電気メッキにより
Ni層を3μm及びAu層を10μmを積層し、平面幅
及び間隔が100μmの複数の線状電極11を含む導電
配線4を形成した。次に、最大高さ及び十点平均粗さが
5μm、10μm、及び20μmのサンプルについて
は、夫々#1500番、#600番、及び#240番の
アルミナ製砥粒を用いて線状電極11の表面を最終ラッ
ピング研磨した。また、最大高さ及び十点平均粗さが
0.1μm及び0.5μmのサンプルについては、線状
電極11の表面をラッピング研磨した後、更に夫々#8
000番及び#4000番のアルミナ製砥粒を用いてポ
リッシュ仕上げを行った。
More specifically, for each sample, as described above, first, a Ni layer and a Au layer were laminated by 3 μm and 10 μm on a Cu layer pattern by electroplating, and a plurality of lines having a plane width and an interval of 100 μm were formed. The conductive wiring 4 including the electrode 11 was formed. Next, for the samples having the maximum height and the ten-point average roughness of 5 μm, 10 μm, and 20 μm, the linear electrode 11 was formed using # 1500, # 600, and # 240 alumina abrasive grains, respectively. The surface was final lap polished. For samples having a maximum height and a ten-point average roughness of 0.1 μm and 0.5 μm, the surface of the linear electrode 11 was lapped and polished, and then # 8, respectively.
Polishing was performed using # 000 and # 4000 alumina abrasive grains.

【0053】このようにして作製した5つのサンプルを
用いて、図12及び図13を参照して述べた登録及び照
合処理に従い、1000人の照合を行った。表1は、こ
の実験により得られた、表面粗さの程度を示す最大高さ
及び十点平均粗さと、指の接触により照合した本人認識
率との関係を示す。ここで、他人排除率は99%一定と
した。
Using the five samples thus prepared, 1,000 people were collated according to the registration and collation processing described with reference to FIGS. Table 1 shows the relationship between the maximum height and the ten-point average roughness, which indicate the degree of surface roughness, obtained by this experiment, and the personal recognition rate verified by contact with a finger. Here, the stranger exclusion rate was fixed at 99%.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】表1に示す如く、最大高さ及び十点平均粗
さが0.1μm〜10μmの間において89%以上と良
好な本人認識率が得られた。また、最大高さ及び十点平
均粗さが夫々1.0μm以下のサンプルにおいて、本人
認識率は、表面が滑らかなるのに伴って若干向上する
が、全体の傾向から見ればほぼ飽和傾向を示した。一
方、最大高さ及び十点平均粗さが10μm以上のサンプ
ルにおいて、本人認識率は、表面が粗くなるのに伴って
急激に低下する傾向が見られた。
As shown in Table 1, when the maximum height and the ten-point average roughness were between 0.1 μm and 10 μm, a good identity recognition rate of 89% or more was obtained. In a sample having a maximum height and a ten-point average roughness of 1.0 μm or less, the recognition rate slightly increases as the surface becomes smoother. Was. On the other hand, in a sample having a maximum height and a ten-point average roughness of 10 μm or more, the personal recognition rate tended to decrease sharply as the surface became rough.

【0056】このような結果が得られた理由としては、
線状電極11を、最大高さ及び十点平均粗さが0.1μ
m〜10μmの表面粗さを有する電極とすることによ
り、電極11と指の汗との間に良好な接触状態が得ら
れ、低発汗時の特徴の欠損を防ぐことができたことが考
えられる。 [実施例2]図1を参照して説明した構造を有する特徴
抽出手段10の線状電極11のアレイとして、図14図
示の如く、電極11の間隔即ち入力表面11aの間隔が
一定でないアレイを使用し、その効果を調べた。
The reason for obtaining such a result is as follows.
The linear electrode 11 has a maximum height and a ten-point average roughness of 0.1 μm.
It is considered that by using an electrode having a surface roughness of m to 10 μm, a good contact state was obtained between the electrode 11 and the sweat of the finger, and the loss of characteristics during low sweating could be prevented. . [Embodiment 2] As an array of the linear electrodes 11 of the feature extracting means 10 having the structure described with reference to FIG. 1, an array in which the distance between the electrodes 11, that is, the distance between the input surfaces 11a is not constant, as shown in FIG. Used and examined its effects.

【0057】より具体的には、第1関節の近傍から第2
関節の近傍にかけての線状電極11を100μm間隔で
配置し、それ以外の部分の線状電極11を200μm間
隔で配置した。このような線状電極11の間隔は、前述
の如く、フォトリソグラフィー技術を用いて、ポリイミ
ド基板2上の銅箔をパターニングし、導電配線4の基礎
となるCu層パターンを形成する際に設定した。
More specifically, from the vicinity of the first joint to the second joint
The linear electrodes 11 near the joint were arranged at intervals of 100 μm, and the other linear electrodes 11 were arranged at intervals of 200 μm. As described above, the interval between the linear electrodes 11 is set when the copper foil on the polyimide substrate 2 is patterned by using the photolithography technique to form a Cu layer pattern serving as the basis of the conductive wiring 4. .

【0058】このようにして作製した本実施例のサンプ
ルと、線状電極11の間隔が100μmと一定である以
外は本実施例のサンプルと同一の比較サンプルとを用い
て、図12及び図13を参照して述べた登録及び照合処
理に従い、1000人の照合を行った。表2は、この実
験により得られた、指の接触により照合した本人認識率
及び特徴抽出時間を示す。ここで、他人排除率は99%
一定とした。
FIGS. 12 and 13 show a sample of the present embodiment fabricated in this manner and a comparative sample which is the same as the sample of the present embodiment except that the interval between the linear electrodes 11 is 100 μm. According to the registration and collation processing described with reference to, collation of 1,000 persons was performed. Table 2 shows the personal recognition rate and the feature extraction time obtained by this experiment, which were collated by finger contact. Here, the exclusion rate is 99%
It was fixed.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】表2に示す如く、特徴抽出時間は本実施例
のサンプル及び比較サンプルは共に同じであったが、本
人認識率は本実施例のサンプルの方が高かった。このこ
とから、逆に本人認識率が同じで良いならば、余分な電
極を省いて検出することにより、特徴抽出時間を短縮で
きることがわかる。
As shown in Table 2, the feature extraction time was the same for both the sample of the present embodiment and the comparative sample, but the identity recognition rate was higher for the sample of the present embodiment. From this fact, it can be seen that if the identity recognition rate is the same, the feature extraction time can be reduced by omitting the extra electrodes and performing detection.

【0061】図5を参照して述べたように、線状電極の
配列間隔が不均等である場合の特徴抽出信号の補正はソ
フト的に処理することができる。これに代え、抽出用電
圧を電極の配列間隔に応じて一定となるように調整する
ことによっても補正可能である。具体的には、電源13
としてプログラマブル電源をソフトで制御して用いるこ
とができる。また、複数の定電圧源を用いることもでき
るし、ツェナーダイオードや3端子レジュレータ等の定
電圧素子を複数用い、それらをスイッチで切り替えるよ
うにすることもできる。
As described with reference to FIG. 5, the correction of the feature extraction signal when the arrangement intervals of the linear electrodes are unequal can be processed by software. Alternatively, the correction can be made by adjusting the extraction voltage to be constant according to the arrangement interval of the electrodes. Specifically, the power supply 13
A programmable power supply can be controlled by software and used. Further, a plurality of constant voltage sources can be used, or a plurality of constant voltage elements such as a Zener diode and a three-terminal regulator can be used, and these can be switched by a switch.

【0062】指の位置ずれは、特徴抽出信号と予め登録
した基準信号とをもとに制御手段30で計算し、ホスト
コンピュータ40と伝達手段50を介して被認証者に矯
正させることができる。これに代え、図15図示の如
く、入力部18に指形状の指位置マーク7を印刷してお
くことができる。このようにすれば、被認証者が指の置
き場に迷うことがなく、指位置の矯正によるロス時間を
省くことができる。また、図16図示の如く、入力部1
8を周囲よりやや窪んだ位置、即ち窪み8内に形成する
こともできる。この場合、指の感触のみでおおよその位
置決めができるので、照合が容易となる。
The displacement of the finger can be calculated by the control means 30 based on the feature extraction signal and the reference signal registered in advance, and can be corrected by the person to be authenticated via the host computer 40 and the transmission means 50. Instead, a finger-shaped finger position mark 7 can be printed on the input unit 18 as shown in FIG. With this configuration, the person to be authenticated does not get lost in the place where the finger is placed, and the loss time due to the correction of the finger position can be omitted. In addition, as shown in FIG.
The recess 8 may be formed at a position slightly recessed from the surroundings, that is, in the recess 8. In this case, since the approximate positioning can be performed only by the touch of the finger, the collation becomes easy.

【0063】なお、実施例2では予め形成された全ての
電極11を同時に用いて特徴抽出を行う例を説明した
が、実施例2より細かい電極間隔で均等に電極を形成し
ておき、電極11の切り替え時に不要な電極11を省い
て読み取る方法も考えられる。この場合、特徴抽出手段
10の大型化とコスト増加はあるが、特徴が顕著に出な
い領域の電極11は省いて特徴抽出を行うことにより、
実施例2よりさらに高い照合精度が得られる。また、こ
の場合、電極11のアレイ方向であれば、どこに指が接
触していても特徴抽出が行えるので、位置ずれの影響が
少なく、指の位置決め動作による被照合者の負担が軽く
なり、全体の照合時間も短縮することができる。
In the second embodiment, an example has been described in which feature extraction is performed by simultaneously using all the electrodes 11 formed in advance. However, the electrodes are formed evenly at finer electrode intervals than in the second embodiment, and the electrodes 11 are formed. A method is also conceivable in which unnecessary electrodes 11 are omitted when switching between the two. In this case, although there is an increase in the size and cost of the feature extraction means 10, the feature extraction is performed by omitting the electrode 11 in a region where the feature does not appear significantly.
A higher matching accuracy than in the second embodiment can be obtained. Further, in this case, in the array direction of the electrodes 11, the feature can be extracted regardless of where the finger is in contact, so that the influence of the displacement is small, and the burden on the person to be verified by the finger positioning operation is reduced. Can be shortened.

【0064】図17は本発明の別の実施の形態に係る個
人認証装置の特徴抽出部10を示す概略図である。特徴
抽出部10以外の部分は、図1乃至図13を参照して述
べた構成と同じである。また、図17中、図2中の部材
と対応する部材には同一符号を付してそれらの詳細な説
明を省略する。
FIG. 17 is a schematic diagram showing the feature extracting unit 10 of the personal authentication device according to another embodiment of the present invention. The components other than the feature extracting unit 10 have the same configuration as that described with reference to FIGS. In FIG. 17, members corresponding to members in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0065】この実施の形態の特徴は、電源13と並列
に分圧用抵抗を複数個接続し、各分圧抵抗間にアナログ
スイッチ12cを接続したことにある。例えば、図示の
如く、電源13の電圧を最高電圧値V1 =12Vとし、
分圧抵抗を抵抗値Rのものを7個、抵抗値5Rのものを
1個使用する。各分圧抵抗を順次切り替えることによ
り、電極11のアレイに印加される抽出用電圧Vを12
Vから5Vまで1V間隔で切り替えることができる。
The feature of this embodiment resides in that a plurality of voltage dividing resistors are connected in parallel with the power supply 13, and an analog switch 12c is connected between the voltage dividing resistors. For example, as shown in the figure, the voltage of the power supply 13 is set to a maximum voltage value V1 = 12 V,
Seven voltage dividing resistors having a resistance value R and one having a resistance value 5R are used. By sequentially switching each voltage dividing resistor, the extraction voltage V applied to the array of
It can be switched from V to 5V at 1V intervals.

【0066】図18はこの抽出用電圧の制御例を示す。
m個の電極を走査する回数をnとすると、アナログスイ
ッチ12cを制御し、測定開始時のn=1の走査では最
高電圧値V1 =12Vを各電極に印加する。n=2以降
ではアナログスイッチ12cを切換えて順次1Vづつ抽
出用電圧Vを減少させていく。n=8に達すると抽出用
電圧Vは基準若しくは下限電圧値の5Vとなる。n>8
以降の走査では抽出用電圧は5V一定となる。
FIG. 18 shows an example of control of the extraction voltage.
Assuming that the number of times of scanning the m electrodes is n, the analog switch 12c is controlled, and the highest voltage value V1 = 12V is applied to each electrode in the scan where n = 1 at the start of measurement. After n = 2, the analog switch 12c is switched to sequentially decrease the extraction voltage V by 1V. When n = 8, the extraction voltage V becomes the reference or lower limit voltage value of 5V. n> 8
In the subsequent scanning, the extraction voltage is kept constant at 5V.

【0067】このようにすることで測定開始時の特徴パ
ターンV(i)は、n≧8以降のそれに比較して、式
(1)より、12/5倍の感度となる。2回目以降も順
次、11/5、10/5、…、6/5倍となる。通常一
回の走査は0.1sec程度としており、8回の走査で
基準若しくは定常電圧値V2 =5Vに達するのは測定開
始から0.8sec後となる。しかし、アナログスイッ
チ12cの切換えタイミングを調整し、定常電圧値V2
=5Vに達するまでの時間を1〜2sec程度に設定す
ると、かなり発汗量の低い被認証者に対しても良好な信
号を得ることができる。
In this manner, the characteristic pattern V (i) at the start of the measurement has a sensitivity that is 12/5 times higher than that obtained after n ≧ 8 according to the equation (1). .., 6/5 times sequentially from the second time. Normally, one scan is about 0.1 sec, and the reference or steady voltage value V2 = 5 V is reached 0.8 sec after the start of measurement in eight scans. However, the switching timing of the analog switch 12c is adjusted so that the steady-state voltage V2
If the time until the voltage reaches 5V is set to about 1 to 2 seconds, a good signal can be obtained even for a person to be authenticated having a considerably low sweating amount.

【0068】上述の説明では、アナログスイッチ12c
を切り替えるタイミングを、測定開始からの走査回数に
基づいて制御した。しかし、アナログスイッチ12cを
切り替えるタイミングを、温度に基づいて制御すること
もできる。例えば、通常の測定では定常電圧値V2 =5
Vに設定しておき、周囲環境や測定する被認証者の指の
温度が低いときにのみアナログスイッチ12cを切り替
えて電極11に印加する電圧を増加させてもよい。
In the above description, the analog switch 12c
Was controlled based on the number of scans from the start of measurement. However, the timing for switching the analog switch 12c can be controlled based on the temperature. For example, in a normal measurement, the steady voltage value V2 = 5
V may be set in advance, and the voltage applied to the electrode 11 may be increased by switching the analog switch 12c only when the ambient environment or the temperature of the finger of the person to be measured is low.

【0069】このため、例えば、図1(a)に一点鎖線
で示すように、線状電極11のアレイの電極間隙の一
部、複数部或いは全体に温度センサ6を埋設し、置かれ
た指の温度を検出する。温度センサ6により測定された
温度がしきい値温度T以下であった場合、アナログスイ
ッチ12cを切換え、最高電圧値V1 =12Vを印加す
る。このようにすることで、寒冷地等で体温が低下して
発汗しにくい状態の被認証者に対しても良好な特徴パタ
ーンを測定することが可能となる。
For this reason, for example, as shown by a dashed line in FIG. 1A, the temperature sensor 6 is buried in a part, a plurality of parts or the whole of the electrode gap of the array of the linear electrodes 11 and the finger placed thereon is placed. Detect the temperature of When the temperature measured by the temperature sensor 6 is lower than the threshold temperature T, the analog switch 12c is switched to apply the maximum voltage value V1 = 12V. By doing so, it is possible to measure a good feature pattern even for a person to be authenticated in a state where the body temperature is low and sweating is difficult in a cold region or the like.

【0070】なお、抽出用電圧Vの制御機構は図17図
示の回路に限定されるものではなく、例えば、複数の電
源を切り替えたり、増幅器を接続して利得を変えること
で調整する等の方法でも同一の効果を得ることができ
る。
The control mechanism of the extraction voltage V is not limited to the circuit shown in FIG. 17. For example, a method of switching a plurality of power supplies, connecting an amplifier, and adjusting the gain by changing the gain is used. However, the same effect can be obtained.

【0071】なお、図1乃至図18を参照して述べた本
発明の実施の形態においては、理解を容易にするため、
各特徴部分を個別に説明しているが、これらの特徴は、
必要に応じて任意に組合わせて使用することが可能であ
る。
In the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 18, in order to facilitate understanding,
Each feature is described separately, but these features
Any combination can be used as needed.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明によれば、複数の線状電極を配列
し、被認証者の皮膚を押し付けたときの電極間の抵抗値
を電極の配列方向に順次読み取り合成した信号を用いる
個人認証装置において、条件に応じて基準電圧値より大
きな電圧値を抽出用電圧として使用することにより、発
汗量の少ない被認証者や発汗量の十分得られない環境等
の条件においても、短時間で照合処理を行うことが可能
となる。
According to the present invention, personal authentication using a signal in which a plurality of linear electrodes are arrayed and the resistance value between the electrodes when the skin of the person to be authenticated is pressed is sequentially read in the direction of electrode arrangement and synthesized. The device uses a voltage value higher than the reference voltage value as the extraction voltage depending on the conditions, so that verification can be performed in a short time even under conditions such as an authenticated person with a small amount of sweat or an environment where a sufficient amount of sweat cannot be obtained. Processing can be performed.

【0073】また、本発明によれば、この種の個人認証
装置において、線状電極に所定の表面粗さを付与するこ
とにより、特徴抽出信号レベルや再現性の低下を防止
し、長期間に亘り精度の高い照合を行うことが可能とな
る。
Further, according to the present invention, in this kind of personal authentication device, by giving a predetermined surface roughness to the linear electrode, it is possible to prevent the characteristic extraction signal level and the reproducibility from being lowered, and to provide a long-term operation. It is possible to perform high-precision matching.

【0074】また、本発明によれば、この種の個人認証
装置において、線状電極を不均等な間隔で配列すること
により、装置の大型化、コストの増加、照合速度の低下
等を伴うことなく、高い照合精度を得ることが可能とな
る。
Further, according to the present invention, in this type of personal authentication device, by arranging the linear electrodes at unequal intervals, the size of the device is increased, the cost is increased, and the collation speed is decreased. And high matching accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る個人認証装置の特徴
抽出手段の入力部の外観を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an appearance of an input unit of a feature extracting unit of a personal authentication device according to an embodiment of the present invention.

【図2】特徴抽出手段の入力部と抽出回路とを示す概略
図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an input unit and an extraction circuit of a feature extraction unit.

【図3】特徴抽出手段におけるサンプルホールドのタイ
ミングを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing the timing of sample and hold in a feature extraction unit.

【図4】特徴抽出手段により得られた電極間電位差V
(i)の投影信号例を示す図。
FIG. 4 shows a potential difference V between electrodes obtained by a feature extracting means.
The figure which shows the example of the projection signal of (i).

【図5】個人認証装置の全体構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a personal authentication device.

【図6】ICカードの構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an IC card.

【図7】データメモリの構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a data memory.

【図8】エリア定義情報の例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of area definition information.

【図9】アクセスコマンドの構成図。FIG. 9 is a configuration diagram of an access command.

【図10】データを書き込むためのコマンド構成図。FIG. 10 is a command configuration diagram for writing data.

【図11】ICカードの動作概念を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an operation concept of the IC card.

【図12】登録処理の流れを示す図。FIG. 12 is a diagram showing the flow of a registration process.

【図13】照合処理の流れを示す図。FIG. 13 is a diagram showing a flow of a matching process.

【図14】特徴抽出手段の入力部の一実施例を示す図。FIG. 14 is a diagram showing an embodiment of an input unit of a feature extraction unit.

【図15】特徴抽出手段の入力部の変更例を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a modified example of the input unit of the feature extraction unit.

【図16】特徴抽出手段の入力部の別の変更例を示す
図。
FIG. 16 is a diagram showing another modification of the input unit of the feature extraction unit.

【図17】本発明の別の実施の形態に係る個人認証装置
の特徴抽出手段の入力部と抽出回路とを示す概略図。
FIG. 17 is a schematic diagram showing an input unit and an extraction circuit of a feature extraction unit of a personal authentication device according to another embodiment of the present invention.

【図18】図17図示の特徴抽出手段における抽出用電
圧の制御例を説明する図。
FIG. 18 is a view for explaining an example of control of an extraction voltage in the feature extraction means shown in FIG. 17;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…基板、3…出力端子部、4…導電配線、5…カバー
レイ、6…温度センサ、7…指位置マーク、8…窪み、
10…特徴抽出手段、11…線状電極、11a…入力表
面、12a、12b、12c…アナログスイッチ、13
…電源、14…基準抵抗、15…サンプルホールド回
路、16…A/D変換器、17…タイミングパルス発生
器、18…入力部、19…抽出回路、20…記憶手段、
21…ICカード、22…読み取り書き込み装置、30
…制御手段、40…ホストコンピュータ、50…伝達手
段、111…制御素子、112…データメモリ、120
−0…制御領域、112−1…ディレクトリ、112−
2…空き領域、112−3…複数のエリア群、113…
ワーキングメモリ、114…プログラムメモリ、115
…コンタクト部、121…エリア番号、122…エリア
の先頭アドレス、123…サイズ、124…チェックコ
ード。
2 ... substrate, 3 ... output terminal part, 4 ... conductive wiring, 5 ... coverlay, 6 ... temperature sensor, 7 ... finger position mark, 8 ... dent
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Feature extraction means, 11 ... Linear electrode, 11a ... Input surface, 12a, 12b, 12c ... Analog switch, 13
... power supply, 14 ... reference resistance, 15 ... sample and hold circuit, 16 ... A / D converter, 17 ... timing pulse generator, 18 ... input unit, 19 ... extraction circuit, 20 ... storage means,
21: IC card, 22: read / write device, 30
... Control means, 40 ... Host computer, 50 ... Transmission means, 111 ... Control element, 112 ... Data memory, 120
-0: control area, 112-1: directory, 112-
2: free area, 112-3: plural area groups, 113:
Working memory 114, Program memory 115
... contact part, 121 ... area number, 122 ... area start address, 123 ... size, 124 ... check code.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安東 秀夫 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 (72)発明者 竹内 元比古 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 井手 賢一 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideo Ando 70, Yanagicho, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Yanagicho Plant (72) Inventor Motohiko Takeuchi 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Stock Company. (72) Inventor Kenichi Ide 70, Yanagicho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被認証者の皮膚を接触させるように配置さ
れた複数の線状電極を含む入力表面と、 前記入力表面に前記皮膚が接触することにより得られる
前記線状電極間の電気抵抗の分布から前記皮膚の特徴を
抽出するための抽出回路と、 前記皮膚の基準データを登録するための記憶手段と、 前記抽出回路で得られた測定データと前記基準データと
を照合するための照合手段と、 前記抽出回路による前記特徴の抽出を複数回繰返し行う
と共に、前記特徴を抽出するために前記線状電極間に付
与する抽出用電圧として、第1回目の抽出時において基
準電圧値より高い最高電圧値を使用し、その後の所定回
数目の抽出時までは、最高電圧値から順次値を低下させ
た電圧値を使用するように制御するための制御手段と、
を具備することを特徴とする個人認証装置。
1. An input surface including a plurality of linear electrodes arranged to contact the skin of a person to be authenticated, and an electric resistance between the linear electrodes obtained by contacting the skin with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution of; a storage unit for registering the reference data of the skin; and a collation for collating the measurement data obtained by the extraction circuit with the reference data. Means, and the extraction of the feature by the extraction circuit is repeated a plurality of times, and the extraction voltage applied between the linear electrodes to extract the feature is higher than a reference voltage value at the time of the first extraction. Control means for controlling to use the maximum voltage value and to use a voltage value whose value is sequentially reduced from the maximum voltage value until a predetermined number of subsequent extractions,
A personal authentication device, comprising:
【請求項2】前記制御手段は、前記抽出用電圧が前記基
準電圧値に達した時点を前記所定回数目とすることを特
徴とする請求項1に記載の個人認証装置。
2. The personal authentication apparatus according to claim 1, wherein said control means sets a point in time when said extraction voltage reaches said reference voltage value as said predetermined number of times.
【請求項3】被認証者の皮膚を接触させるように配置さ
れた複数の線状電極を含む入力表面と、 前記入力表面に前記皮膚が接触することにより得られる
前記線状電極間の電気抵抗の分布から前記皮膚の特徴を
抽出するための抽出回路と、 前記皮膚の基準データを登録するための記憶手段と、 前記抽出回路で得られた測定データと前記基準データと
を照合するための照合手段と、 前記線状電極周辺の温度を測定するための温度測定手段
と、 前記特徴を抽出するために前記線状電極間に付与する抽
出用電圧として、前記温度測定手段により測定された温
度がしきい値より低い場合は基準電圧値より高い電圧値
を使用するように制御するための制御手段と、を具備す
ることを特徴とする個人認証装置。
3. An input surface including a plurality of linear electrodes arranged so as to contact the skin of a person to be authenticated, and an electric resistance between the linear electrodes obtained by contacting the skin with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution of; a storage unit for registering the reference data of the skin; and a collation for collating the measurement data obtained by the extraction circuit with the reference data. Means, a temperature measuring means for measuring a temperature around the linear electrode, and a temperature measured by the temperature measuring means as an extraction voltage applied between the linear electrodes to extract the feature. Control means for controlling to use a voltage value higher than the reference voltage value when the voltage is lower than the threshold value.
【請求項4】被認証者の皮膚を接触させるように配置さ
れた複数の線状電極を含む入力表面と、 前記入力表面に前記皮膚が接触することにより得られる
前記線状電極間の電気抵抗の分布から前記皮膚の特徴を
抽出するための抽出回路と、 前記皮膚の基準データを登録するための記憶手段と、 前記抽出回路で得られた測定データと前記基準データと
を照合するための照合手段と、を具備し、前記入力表面
は、0.1〜10μmの最大値高さ及び十点平均粗さで
規定される表面粗さを具備することを特徴とする個人認
証装置。
4. An input surface including a plurality of linear electrodes arranged so as to contact the skin of a person to be authenticated, and an electric resistance between the linear electrodes obtained by contacting the skin with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution of; a storage unit for registering the reference data of the skin; and a collation for collating the measurement data obtained by the extraction circuit with the reference data. Means, wherein the input surface has a surface roughness defined by a maximum height of 0.1 to 10 μm and a ten-point average roughness.
【請求項5】前記線状電極を含む前記入力表面は指の皮
膚を接触させるように配設されることを特徴とする請求
項1乃至4のいずれかに記載の個人認証装置。
5. The personal authentication apparatus according to claim 1, wherein the input surface including the linear electrode is disposed so as to contact the skin of a finger.
【請求項6】被認証者の皮膚を接触させるように配置さ
れた複数の線状電極を含む入力表面と、 前記入力表面に前記皮膚が接触することにより得られる
前記線状電極間の電気抵抗の分布から前記皮膚の特徴を
抽出するための抽出回路と、 前記皮膚の基準データを登録するための記憶手段と、 前記抽出回路で得られた測定データと前記基準データと
を照合するための照合手段と、を具備し、前記線状電極
は不均等な間隔で配列されることを特徴とする個人認証
装置。
6. An input surface including a plurality of linear electrodes arranged to make contact with the skin of a person to be authenticated, and an electric resistance between the linear electrodes obtained by contacting the skin with the input surface. An extraction circuit for extracting the characteristics of the skin from the distribution of; a storage unit for registering the reference data of the skin; and a collation for collating the measurement data obtained by the extraction circuit with the reference data. Means, wherein the linear electrodes are arranged at unequal intervals.
【請求項7】前記線状電極を含む前記入力表面は指の皮
膚を接触させるように配設され、前記指の第1関節から
第2関節に亘る部分に接触するための前記線状電極の間
隔が、前記指のそれ以外の部分に接触するための前記線
状電極の間隔よりも小さくなるように設定されることを
特徴とする請求項6に記載の個人認証装置。
7. The input surface including the linear electrode is arranged to contact the skin of a finger, the input surface of the linear electrode for contacting a portion of the finger from a first joint to a second joint. The personal authentication device according to claim 6, wherein an interval is set to be smaller than an interval between the linear electrodes for contacting other parts of the finger.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100437488B1 (en) * 2001-05-30 2004-06-25 주식회사 바이오스페이스 Bioelectrical impedance analyzer

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