WO2010086970A1 - 指紋読取装置及び電子装置 - Google Patents

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岡崎 健
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    • G06V40/60Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition
    • G06V40/63Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition by static guides

Definitions

  • the present invention relates to a fingerprint reading device and an electronic device.
  • slide type a slide type or sweep type (hereinafter referred to as slide type) fingerprint sensor that can realize a small and inexpensive device. Fingerprint readers are becoming popular.
  • FIGS. 1A to 1C are views for explaining a fingerprint reading range and a reading method in such a slide type fingerprint reading apparatus.
  • the first joint portion J1 of the finger F to be scanned is a fingerprint sensor. It is necessary to correctly place the finger on the scanning surface so as to be near the center of 1 (see FIGS. 1B and 1C).
  • the fingerprint FP when the center of the finger F is scanned in the arrow X direction so as to pass through the center position O of the fingerprint sensor 1, the fingerprint FP can be reliably read.
  • the fingerprint sensor 1 when reading the fingerprint, the fingerprint sensor 1 is hidden by the finger F and it is difficult to align the first joint J1 with the fingerprint sensor 1 well.
  • the first joint J1 cannot be correctly positioned so as to be positioned at the center position O of the fingerprint sensor 1.
  • the position of the first joint J1 is relative to the center position O of the fingerprint sensor 1.
  • the position of the first joint J1 may be lower than the center position O of the fingerprint sensor 1 as shown in FIG. 2C. In such a case, there is a problem that an image in a range to be read is lost, a sufficient image cannot be obtained, and authentication fails.
  • the fingerprint sensor is located near the fingerprint sensor from a position slightly shifted from right to left so that the fingerprint sensor is not hidden by the finger, and the first joint of the finger is the fingerprint sensor. It is conceivable to place a finger so that it is located in the center of the screen. However, this method has a problem in that a cramped posture is imposed for fingerprint scanning every time.
  • Patent Document 1 discloses that a guide portion is a pair of ridges arranged substantially parallel to each other, and each ridge as the guide portion extends in the direction of movement of the finger. The configuration is disclosed. Further, it is described that two guide portions having a projection slightly narrower than the finger width are provided along the moving direction (front and back) of the roller and the finger immediately behind the transparent member for reading the fingerprint.
  • Patent Document 2 discloses a configuration having a switch for detecting the presence or absence of a subject's finger F in front of the fingerprint scanning direction slightly away from the fingerprint sensor. This switch is configured to be pressed by the belly of the finger above the first joint.
  • Patent Document 3 a pair of case pads are provided on both sides of the V-shaped groove, and these case pads play a role as an index of the finger position at the time of fingerprint detection, and a fingerprint is detected by a sweep type fingerprint sensor.
  • the first joint closest to the tip of the finger is applied so that the finger is positioned on a straight line connecting the two case pads.
  • a more detailed object of the present invention is to provide a fingerprint reading device and an electronic device that can position a finger at an appropriate reading position without being forced to be tight and can perform accurate fingerprint authentication.
  • This object is a fingerprint reader having a slide-type fingerprint sensor and a positioning structure for positioning a first joint portion of a finger at a central position of the fingerprint sensor, wherein the positioning structure is not pressed. Then, a fingerprint reader having a movable mechanism that holds the fingerprint sensor in a position protruding from the scanning surface scanned by the finger and moves the fingerprint sensor to the scanning surface when pressed, and an electronic device using the same can do.
  • the finger can be correctly positioned at an appropriate position with respect to the fingerprint sensor, and the authentication accuracy can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a personal computer provided with a fingerprint reading apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a personal computer provided with a fingerprint reading apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing a portion indicated by an arrow X in FIG. 3 during fingerprint reading. It is a figure which expands and shows the part shown by the arrow X in FIG. 3 after fingerprint reading. It is a top view which shows the fingerprint reader which is 1st Example of this invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the fingerprint reader which is 1st Example of this invention, and shows the state before scanning a finger.
  • FIG. 1 illustrates a fingerprint reading apparatus according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view illustrating a state in which a finger is being scanned (part 1).
  • FIG. 1 illustrates a fingerprint reading apparatus according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view illustrating a state in which a finger is being scanned (part 1).
  • FIG. 1 illustrates a fingerprint reading apparatus according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the fingerprint reading apparatus according to the first embodiment of the present invention and showing a state in which a finger is being scanned (part 2). It is a top view which shows the fingerprint reader which is 2nd Example of this invention. It is sectional drawing which shows the fingerprint reader which is 2nd Example of this invention, and shows the state before scanning a finger. The fingerprint reader which is 2nd Example of this invention is shown, and it is sectional drawing which shows the state in the middle of the scanning of the finger
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fingerprint reading apparatus according to a second embodiment of the present invention and showing a state in which a finger is being scanned (part 2).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fingerprint reading apparatus according to a third embodiment of the present invention and showing a state in which a finger is being scanned (part 1).
  • FIG. 9 is a sectional view showing a fingerprint reading apparatus according to a third embodiment of the present invention and showing a state in which a finger is being scanned (part 2).
  • FIG. 3 to 5 show application examples of the fingerprint reading apparatus 110A according to the first embodiment of the present invention.
  • the fingerprint reader 110A is mounted on a personal computer 100, which is an example of an electronic device, is shown.
  • the personal computer 100 includes a main body 101 having a keyboard 104, a flat point 105, and the like, and a lid 102 having a liquid crystal display 103 and the like mounted thereon.
  • the fingerprint reader 110 ⁇ / b> A is disposed in the vicinity of the flat point 105.
  • the fingerprint reading device 110A is a device that reads the fingerprint FP of the finger F.
  • the personal computer 100 includes a processing unit such as a CPU and hardware such as a storage unit that stores programs and data.
  • the processing unit of the personal computer 100 collates the data of the fingerprint FP read by the fingerprint reading device 110A with the data held in advance in the storage unit by a program stored in the storage unit. Then, the processing unit controls whether or not the personal computer 100 can be used according to the collation result. As a result, only a person who has registered fingerprints in advance can use the personal computer 100, and security can be improved.
  • the fingerprint reader 110 ⁇ / b> A is a slide type fingerprint reader that reads the fingerprint FP by sliding the finger F on the fingerprint sensor 1. Specifically, as shown in FIG. 4, the finger F is placed on the fingerprint reader 110A, and the fingerprint is read by scanning the finger in the arrow X direction. At this time, as described above, it is necessary to scan the finger F by positioning the first joint portion J1 of the finger F to be scanned at the center position O of the fingerprint sensor 1.
  • FIG. 5 shows the reading end state.
  • the fingerprint reading apparatus 110A includes a fingerprint sensor 1, a front finger scanning surface 2, a rear finger scanning surface 3, a guide sidewall 4, a guide sidewall 5, and the like. ing.
  • the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3 constitute a scanning surface on which the finger F scans when reading the fingerprint FP.
  • the front finger scanning surface 2 is disposed at a front position of the fingerprint sensor 1 with respect to the scanning direction of the finger F (the arrow X direction).
  • the rear finger scanning surface 3 is arranged at a rear position of the fingerprint sensor 1 with respect to the scanning direction of the finger F (the arrow X direction).
  • the guide side walls 4 and 5 are disposed on both sides of the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3 which are the scanning surfaces of the finger F.
  • the height of the upper surfaces of the guide side walls 4 and 5 is set to be flush with the surface of the main body 101.
  • the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3 described above have a curved shape that protrudes downward in a sectional view in order to smoothly scan the finger F (see FIG. 7).
  • the heights of the surfaces of the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3 are relatively lower than the heights of the upper surfaces of the guide side walls 4 and 5. Therefore, when the finger F is scanned on the scanning surface (the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3), both sides of the finger F are guided by the guide side walls 4 and 5, so that smooth finger scanning is performed. Can do.
  • the fingerprint reader 110A according to the present embodiment is configured to be able to move the fingerprint sensor 1 in the vertical direction (Z1, Z2 direction) with respect to the scanning surface of the finger F.
  • An elastic means functioning as a movable mechanism for moving the fingerprint sensor 1 is provided at the lower end of the fingerprint sensor 1 (the back side of each finger scanning surface 2 and 3).
  • the fingerprint sensor 1 is elastically biased upward (in the direction of arrow Z1 in the figure), and moves toward the scanning plane (in the direction of arrow Z2) when pressed.
  • the elastic means application of a spring, plastic, rubber or the like can be considered, and use in combination with a link mechanism or the like is also conceivable.
  • an example in which only the coiled spring 7 is used is shown in order to simplify the structure.
  • the fingerprint sensor 1 is displaced in the Z2 direction in the figure against the elastic force of the spring 7 by being pressed. At this time, the front end portion of the fingerprint sensor 1 is configured to be pressed down to the same height as the scanning surface scanned by the finger F.
  • the fingerprint sensor 1 is moved in the Z1 direction by the elastic restoring force of the spring 7 and restored to the original position. Further, the tip of the fingerprint sensor 1 is set so as to slightly protrude from the upper surfaces of the guide side walls 4 and 5 when not pressed (see FIG. 7).
  • the fingerprint sensor 1 when the finger F is lowered toward the fingerprint reading device 110A by projecting the front end of the fingerprint sensor 1 from the upper surfaces of the guide side walls 4 and 5, the fingerprint sensor 1 from the front side of the lowered position of the warped finger. Can be confirmed, and the fingerprint sensor 1 and the first joint J1 can be positioned.
  • the finger F when the finger F is lowered toward the fingerprint reading device 110A while visually checking and using the sense of touch of the finger F so that the belly of the finger F touches the pair of guides 4 and 5 without being biased, as shown in FIG.
  • the finger F comes into contact with the fingerprint sensor 1.
  • the belly of the finger F is prevented from touching the fingerprint sensor. Therefore, at this time, the position of the finger F with respect to the fingerprint sensor 1 can be recognized by the touch of the finger F by the sense of touch of the finger F. .
  • the finger F When the finger F is further lowered toward the fingerprint reading device 110A, the finger F comes into contact with the fingerprint sensor 1 as shown in FIG. Therefore, at this time, the position of the finger F relative to the fingerprint sensor 1 can be recognized by the touch of the finger F by the touch of the finger F.
  • the first joint J1 of the finger F it is possible to directly recognize the displacement of the first joint J1 of the finger F with respect to the fingerprint sensor 1.
  • the first joint J1 can be adjusted so as to be positioned at the center position O of the fingerprint sensor 1. That is, the movable mechanism (spring 7) and the fingerprint sensor 1 function as a positioning device that positions the first joint J1 of the finger F at the center position O of the fingerprint sensor 1.
  • the first joint J1 is pressed against the fingerprint sensor 1 as shown in FIG.
  • the fingerprint sensor 1 is pressed down to the same height as the scanning surface (configured by the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3).
  • the correct fingerprint FP is read by scanning the finger at a constant speed in the direction of arrow X in the figure while pressing the belly portion of the finger F above the first joint J1 against the fingerprint sensor 1. be able to. At this time, since the fingerprint sensor 1 has moved to the scanning surface as described above, it does not interfere with the scanning of the finger F.
  • the fingerprint sensor 1 is always biased upward (Z1 direction) by the spring 7, so that when the finger F scans the fingerprint sensor 1, the fingerprint is detected.
  • the sensor 1 is always pressed toward the finger F by the elastic force of the spring 7.
  • the first joint J1 of the finger F is used. Even if the fingerprint sensor 1 is correctly placed so as to be at the center position O, the finger may not be sufficiently pressed against the sensor in the second half of the finger scanning. In this case, there is a problem that an image on the upper side of the fingerprint FP is missing or insufficient, and authentication is likely to fail.
  • the fingerprint sensor 1 is always urged upward by the spring 7 as described above, so that the fingerprint sensor 1 is always pressed against the finger F scanned by the finger. . Therefore, even when reading the fingerprint FP with respect to a thin finger or a tapered finger, or when reading the fingerprint FP with respect to a child or an elderly person, correct image acquisition can be obtained, so that the authentication rate can be further improved.
  • the fingerprint sensor 1 when the first joint J1 is brought into contact with the fingerprint sensor 1, the fingerprint sensor 1 is confirmed from the front side of the lowered position of the warped finger.
  • the finger may be slid in the direction opposite to the finger scanning direction on the rear finger scanning surface 3 while warping the finger F.
  • the user uses the tactile sensation of the finger F as well as the eye so that the belly of the finger F touches the pair of guide side walls 4 and 5 without being biased, and the first joint J1 protrudes from the rear finger scanning surface 3.
  • the finger F is brought into contact with the fingerprint sensor 1 (at this point, the belly of the finger F is prevented from touching the fingerprint sensor 1), and the finger F is moved and adjusted to the correct position, and then the first joint J1 is moved to the fingerprint sensor. 1 may be pressed. As a result, the same effect as described above can be obtained.
  • FIGS. 10 to 13 show a fingerprint reader 110B according to the second embodiment.
  • the fingerprint reader 110A according to the first embodiment described above only the fingerprint sensor 1 is moved up and down (Z1, Z2) with respect to the scanning surface of the finger F (configured by the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3). (Moving in the direction).
  • the fingerprint reader 110B is configured to move the front finger scanning surface 32 in addition to the fingerprint sensor 1 (hereinafter, the front finger scanning surface 2 of the present embodiment is movable). Called the front finger scanning plane 32).
  • an elastic means that functions as a finger scanning surface movable mechanism for moving the movable front finger scanning surface 32 is provided.
  • the movable front finger scanning surface 32 is elastically biased upward (in the direction of arrow Z1 in the figure), and is pressed in the same height direction as the rear finger scanning surface 3 (in the direction of arrow Z2). Move).
  • the elastic means springs, plastics, rubbers, etc. can be used, and it can be used in combination with a link mechanism.
  • a link mechanism As the elastic means, springs, plastics, rubbers, etc. can be used, and it can be used in combination with a link mechanism.
  • an example in which only the coiled spring 8 is used is shown in order to simplify the structure.
  • the front end portion of the fingerprint sensor 1 and the surface of the movable front finger scanning surface 32 are configured to be pressed down to the height of the rear finger scanning surface 3. That is, when the finger is not scanned, the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 protrude from the rear finger scanning surface 3.
  • the fingerprint sensor 1 and the sensor moving mechanism for moving the fingerprint sensor 1 are the same as the configuration for moving the fingerprint sensor 1 in the seventh embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 are displaced in the Z2 direction in the figure against the elastic force of the springs 7 and 8 when pressed. Further, by releasing the pressing, the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 are moved in the Z1 direction by the elastic restoring force of the springs 7 and 8 to be restored to the original positions (projected positions).
  • the finger F is bent and the rear finger scanning surface 3 is moved along the finger scanning direction and the half body direction (see FIG. 11). Slide the finger F in the direction indicated by the arrow Y). At this time, the fingerprint sensor 1 using the tactile sensation of the finger F together with the visual observation so that the belly of the finger F touches the pair of guide side walls 4 and 5 without being biased, and the first joint J1 protrudes from the rear finger scanning surface 3. Abut. At this time, the belly of the finger F is prevented from touching the fingerprint sensor 1.
  • the finger F is moved and adjusted to the correct position, and then the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 are pressed so as to tilt the warped finger F (press in the direction indicated by the arrow A in FIG. 12). Thereby, as shown in FIG. 12, the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 are pushed down to the same height as the rear finger scanning surface 3.
  • the first joint J1 can be placed at the center position O of the fingerprint sensor 1, and then, as shown in FIG. 13, the finger F is pressed against the fingerprint sensor 1 at a constant speed in the direction of the arrow X.
  • the correct fingerprint FP is read by scanning.
  • the fingerprint sensor 1 since the fingerprint sensor 1, the movable front finger scanning surface 32, and the rear finger scanning surface 3 are the same surface as described above, the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 obstruct the scanning of the finger F. There is no such thing as.
  • the finger scanning surface movable mechanism (spring 8) and the movable front finger scanning surface 32, the sensor movable mechanism (spring 7), and the fingerprint sensor 1 position the first joint J1 of the finger F at the center position O of the fingerprint sensor 1. It functions as a positioning device.
  • the fingerprint sensor 1 is always pressed against the finger F to be scanned with the finger. Therefore, even when reading the fingerprint FP with respect to a thin finger or a tapered finger, or when reading the fingerprint FP with respect to a child or an elderly person, correct image acquisition can be obtained, so that the authentication rate can be further improved.
  • the configuration example in which the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 move independently is shown.
  • the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 are integrated and moved simultaneously. It may be configured.
  • FIG. 14 to 17 show a fingerprint reader 110C according to the third embodiment.
  • the fingerprint sensor 1 and the movable front finger scanning surface 32 are moved up and down with respect to the scanning surface (configured by the front finger scanning surface 2 and the rear finger scanning surface 3). (Moving in the Z1 and Z2 directions).
  • the fingerprint reading device 110C is configured to move the fingerprint sensor 1 and the rear finger scanning surface 3 up and down with respect to the scanning surface (hereinafter, the rear finger scanning surface according to the present embodiment). 3 is referred to as a movable rear finger scanning surface 33).
  • an elastic means that functions as a finger scanning surface movable mechanism for moving the movable rear finger scanning surface 33 is provided.
  • the movable rear finger scanning surface 33 is elastically biased upward (in the direction of arrow Z1 in the figure), and is pressed toward the front finger scanning surface 2 (in the direction of arrow Z2). Moving.
  • the elastic means springs, plastics, rubbers, etc. can be used, and it can be used in combination with a link mechanism.
  • a link mechanism As the elastic means, springs, plastics, rubbers, etc. can be used, and it can be used in combination with a link mechanism.
  • an example in which only the coiled spring 9 is used is shown in order to simplify the structure.
  • the front end portion of the fingerprint sensor 1 and the surface of the movable rear finger scanning surface 33 are configured to be pressed down to the height of the front finger scanning surface 2. That is, when the finger is not scanned, the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 protrude from the front finger scanning surface 2 (see FIG. 15).
  • the fingerprint sensor 1 and the sensor moving mechanism for moving the fingerprint sensor 1 are the same as the configuration for moving the fingerprint sensor 1 in the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted.
  • the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 are displaced in the Z2 direction in the figure against the elastic force of the springs 7 and 9 when pressed. Further, by releasing the pressing, the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 are moved in the Z1 direction by the elastic restoring force of the springs 7 and 9 to be restored to their original positions.
  • the finger F is first warped while the fingertip is moved on the front finger scanning surface 2 in the finger scanning direction (the arrow in FIG. 16). Slide in the direction indicated by X). At this time, the fingerprint sensor 1 that projects the first joint J1 from the front finger scanning surface 2 while using the visual sense of the finger F as well as touching the belly of the finger F to the pair of guide side walls 4 and 5 without being biased. Abut.
  • the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 are pressed so as to tilt the warped finger F (press in the direction indicated by the arrow B in FIG. 16). Accordingly, as shown in FIG. 16, the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 are pressed down to the same height as the front finger scanning surface 2.
  • the first joint J1 can be placed at the center position O of the fingerprint sensor 1, and then, as shown in FIG. 17, the finger F is pressed against the fingerprint sensor 1 at a constant speed in the direction of the arrow X.
  • the correct fingerprint FP is read by scanning.
  • the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 obstruct the scanning of the finger F. There is no such thing as.
  • the finger scanning surface movable mechanism (spring 9) and the movable rear finger scanning surface 33, the sensor movable mechanism (spring 7), and the fingerprint sensor 1 position the first joint J1 of the finger F at the center position O of the fingerprint sensor 1. It functions as a positioning device.
  • the fingerprint sensor 1 is always pressed against the finger F to be scanned with the finger. Therefore, even when reading the fingerprint FP with respect to a thin finger or a tapered finger, or when reading the fingerprint FP with respect to a child or an elderly person, correct image acquisition can be obtained, so that the authentication rate can be further improved.
  • the configuration example in which the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 move independently has been described.
  • the fingerprint sensor 1 and the movable rear finger scanning surface 33 are integrated and moved simultaneously. It may be configured.

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Abstract

本発明は指紋センサー上で指をスライドさせるスライド型の指紋読取装置に係り、指の第一関節部を前記指紋センサーの中央位置に位置決めさせる位置決め装置が、押下されていない状態では前記指紋センサーを前記指が走査する走査面から突出した位置に保持し、押下された際に前記指紋センサーの移動を許容するセンサー可動機構を有する。

Description

指紋読取装置及び電子装置
 本発明は指紋読取装置及び電子装置に関するものである。
 近年、PC(Personal Computer)やPDA(Personal Digital Assistants),携帯電話等の情報処理装置分野において、小型で安価な装置実現を可能にするスライド型或いはスウィープ型(以下スライド型)指紋センサーを備えた指紋読取装置が普及しつつある。
 図1A~図1Cは、このようなスライド型指紋読取装置における指紋の読取範囲及び読取方法を説明するための図である。スライド型指紋読取装置においては、通常指Fの第一関節J1より先の部分(図中、矢印Lで示す部分)が読取範囲となるため、走査する指Fの第一関節部J1を指紋センサー1の中央部近傍に来るように指を走査面に正しく置く必要がある(図1B及び図1C参照)。
 図2Aに示すように、指Fの中心が指紋センサー1の中心位置Oを通るように矢印X方向に走査された場合、確実に指紋FPの読み取りを行うことができる。しかしながら、指紋の読み取り時には指紋センサー1は指Fに隠れてうまく第1関節J1を指紋センサー1に合わせることが困難である。
 よって、指紋センサー1の中心位置Oに位置するように第1関節J1を正しく位置決めすることができず、例えば図2Bに示すように第1関節J1の位置が指紋センサー1の中心位置Oに対して左右にずれたり、また図2Cに示すように第1関節J1の位置が指紋センサー1の中心位置Oよりも下になったりしてしまう。このような場合、読み取るべき範囲の画像が欠落して十分な画像が得られず、認証に失敗するという問題がある。
 このような問題を解決する方法として、指紋センサーが指に隠れないように、指紋センサーの真上より若干左右にずれた位置から指紋センサー近傍位置を目視し、指の第一関節部が指紋センサーの中央部に位置するよう指を置く方法が考えられる。しかしながら、この方法では、毎回指紋走査のために窮屈な姿勢を強いられるという問題が生じる。
 上記の問題を解決する方法として、特許文献1には、ガイド部を互いに略平行に並んだ1対の突条とし、このガイド部としての各突条を指の移動方向に延在するようにした構成が開示されている。更に、指紋を読み取る透明部材のすぐ後方に、ローラ及び指の移動方向(前後)に沿って指幅よりやや狭い突起状の2本のガイド部を設けることが記載されている。
 また特許文献2には、指紋センサーより少し離れた指紋走査方向前方に、被験者の指Fの有無を検知するスイッチを有する構成が開示されている。このスイッチは、第一関節より上の指の腹で押下する構成とされている。
 更に、特許文献3には、V字型溝の両側に一対のケースパッドを備え、これらケースパッドに指紋検出時の指の位置の指標としての役割を担わせ、スイープ型指紋センサーにより指紋を検出させようとするときは、指の先端に最も近い第1関節が、2つのケースパッド同士を結ぶ直線上に位置するように指をあてがうことが開示されている。
特開2004―240924号公報 特開2004―272745号公報 特開2005―259150号公報
 上記の特許文献1に開示された方法では、指幅よりやや狭い突起状の2本のガイド部に指の腹部を均等に置くようにすることにより、指紋センサーの指走査方向に対して垂直方向中央部への最初の指置き位置への誘導はある程度可能になると思われる。しかしながら、指紋センサーの指走査方向に対しては、指紋センサー中央部近傍に指の第一関節部を正しく置くことができない。
 また、特許文献2に開示された方法では、第一関節より上の指の腹で押下する形となり、指の背側だけから見て腹の中心で押せるとは限らない。このため、十分な指紋画像が得られず、認証に失敗するおそれがある。
 更に、特許文献3に開示された方法では、指を背側から見た場合、第一関節の位置は容易に判別できず、やはり十分な指紋画像が得られず正確な認証をないおそれがある。
 本発明は、上述した従来技術の問題を解決する、改良された有用な指紋読取装置及び電子装置を提供することを総括的な目的とする。
 本発明のより詳細な目的は、窮屈な姿勢を強いられることなく指を適正読み取り位置に位置決めでき、正確な指紋認証を行いうる指紋読取装置及び電子装置を提供することにある。
 この目的は、スライド型の指紋センサーと、指の第一関節部を前記指紋センサーの中央位置に位置決めさせる位置決め構造とを有する指紋読取装置であって、前記位置決め構造は、押下を行っていない状態では、前記指紋センサーを前記指が走査する走査面から突出した位置に保持し、押下により前記指紋センサーを前記走査面まで移動させる可動機構を有する指紋読取装置、及びこれを用いた電子装置により解決することができる。
 上記の指紋読取装置によれば、指紋センサーに対して適性位置に指を正しく位置決めすることができ、認証精度の向上を図ることができる。
指紋読取を行う範囲を説明するための図である。 指紋読取時における指の走査方法を説明するための図である(その1)。 指紋読取時における指の走査方法を説明するための図である(その2)。 指紋センサーの位置と指の置き方を説明するための図である(適正時)。 指紋センサーの位置と指の置き方を説明するための図である(不適正時その1)。 指紋センサーの位置と指の置き方を説明するための図である(不適正時その2)。 第1実施例である指紋読取装置が設けられたパーソナルコンピュータを示す斜視図である。 指紋読取中における、図3に矢印Xで示す部分を拡大して示す図である。 指紋読取後における、図3に矢印Xで示す部分を拡大して示す図である。 本発明の第1実施例である指紋読取装置を示す平面図である。 本発明の第1実施例である指紋読取装置を示しており、指を走査させる前の状態を示す断面図である。 本発明の第1実施例である指紋読取装置を示しており、指の走査中である状態を示す断面図である(その1)。 本発明の第1実施例である指紋読取装置を示しており、指の走査中である状態を示す断面図である(その2)。 本発明の第2実施例である指紋読取装置を示す平面図である。 本発明の第2実施例である指紋読取装置を示しており、指を走査させる前の状態を示す断面図である。 本発明の第2実施例である指紋読取装置を示しており、指の走査中である状態を示す断面図である(その1)。 本発明の第2実施例である指紋読取装置を示しており、指の走査中である状態を示す断面図である(その2)。 本発明の第3実施例である指紋読取装置を示す平面図である。 本発明の第3実施例である指紋読取装置を示しており、指を走査させる前の状態を示す断面図である。 本発明の第3実施例である指紋読取装置を示しており、指の走査中である状態を示す断面図である(その1)。 本発明の第3実施例である指紋読取装置を示しており、指の走査中である状態を示す断面図である(その2)。
符号の説明
1 指紋センサー
2 前方指走査面
3 後方指走査面
4,5 ガイド側壁
7~9 バネ
32 可動前方指走査面
33 可動後方指走査面
110A~110C 指紋読取装置
F 指
FP 指紋
J1 第1関節
 以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
第1実施例
 図3~図5は、本発明の第1実施例である指紋読取装置110Aの適用例を示している。本実施例では、指紋読取装置110Aを電子装置の一例であるパーソナルコンピュータ100に搭載した例を示している。パーソナルコンピュータ100は、図3に示すようにキーボード104及びフラットポイント105等を有した本体部101と、液晶ディスプレイ103等を搭載した蓋体部102とを有している。
 指紋読取装置110Aは、フラットポイント105の近傍位置に配設されている。この指紋読取装置110Aは指Fの指紋FPを読み取る装置である。パーソナルコンピュータ100は、CPU等の処理部と、プログラムやデータを格納する記憶部などのハードウェアを備える。パーソナルコンピュータ100の処理部は、記憶部に格納されているプログラムにより、指紋読取装置110Aにより読み取られた指紋FPのデータと記憶部に予め保持されているデータとの照合を行う。そして、処理部は、照合結果に応じてパーソナルコンピュータ100の使用可否を制御する。これにより予め指紋登録した人のみがパーソナルコンピュータ100を使用する構成とすることができ、セキュリティの向上を図ることができる。
 本実施例に係る指紋読取装置110Aは、指紋センサー1上で指Fをスライドさせることにより指紋FPを読み取るスライド型の指紋読取装置である。具体的には、図4に示すように、指紋読取装置110A上に指Fを置き、矢印X方向に指走査することにより指紋の読み取りを行う。この際、指走査する指Fの第一関節部J1を指紋センサー1の中心位置Oに位置決めして指Fを走査する必要があることは前述した通りである。尚、図5は読み取り終了状態を示している。
 第1実施例に係る指紋読取装置110Aは、図5及び図6に示すように、指紋センサー1、前方指走査面2、後方指走査面3、ガイド側壁4、及びガイド側壁5等により構成されている。
 前方指走査面2及び後方指走査面3は、指紋FPの読み取り時に指Fが走査する走査面を構成する。前方指走査面2は、指Fの走査方向(矢印X方向)に対し指紋センサー1の前方位置に配置されている。また後方指走査面3は、指Fの走査方向(矢印X方向)に対し指紋センサー1の後方位置に配置されている。
 ガイド側壁4,5は、指Fの走査面となる前方指走査面2及び後方指走査面3の両側位置に配設されている。このガイド側壁4,5の上面の高さは本体部101の表面と面一となるよう設定されている。
 これに対し、前記した前方指走査面2及び後方指走査面3は指Fの走査を円滑に行うために断面視で下に凸となる湾曲形状とされている(図7参照)。このため、相対的に、前方指走査面2及び後方指走査面3の表面の高さは、ガイド側壁4,5の上面の高さに対して低くなっている。よって、指Fを走査面(前方指走査面2及び後方指走査面3)上で指走査する際、指Fの両側はガイド側壁4,5にガイドされるため、円滑な指走査を行うことができる。
 ここで、図6及び図7を用い、本実施例に係る指紋読取装置110Aにおける指紋センサー1の配設構造に注目し、以下説明する。本実施例に係る指紋読取装置110Aは、指Fの走査面に対して指紋センサー1を上下方向(Z1,Z2方向)に移動可能な構成としたものである。
 指紋センサー1の下端部(各指走査面2,3の裏側)には、指紋センサー1を移動させる可動機構として機能する弾性手段が設けられている。この弾性手段により、指紋センサー1は上方(図中、矢印Z1方向)に向け弾性付勢され、また押圧されることにより走査面に向けて(矢印Z2方向に向けて)移動する。弾性手段としてはスプリング、プラスチック、ゴム等の適用が考えられ、またリンク機構等と組み合わせて使用することも考えられる。尚、本実施例では、構造の簡単化を図るためにコイル状のバネ7のみを用いた例を示している。
 上記構成において、指紋センサー1は押圧されることにより、バネ7の弾性力に抗して図中Z2方向に変位する。この際、指紋センサー1の先端部は、指Fが走査する走査面と同一の高さとなるまで押下されるよう構成されている。
 また、押圧を解除することにより、指紋センサー1はバネ7の弾性復元力によりZ1方向に移動して元の位置に復元する。また、押圧されてない状態において、指紋センサー1の先端部はガイド側壁4,5の上面より若干突出するよう設定されている(図7参照)。
 このように、指紋センサー1の先端部をガイド側壁4,5の上面より突出させることにより、指紋読取装置110Aに向け指Fを下降させる際、反らせた指の下降位置の手前側から指紋センサー1を確認することができ、指紋センサー1と第1関節J1との位置決めを行うことが可能となる。
 更に、目視と共に指Fの触覚も利用し、指Fの腹が一対のガイド4,5に偏らずに触れるようにしながら、指Fを指紋読取装置110Aに向け下降させると、図7に示すように指Fは指紋センサー1と当接接触する。この時点では、指Fの腹が指紋センサーに触れないようにする、よって、この時点で指Fの触覚により、指紋センサー1に対する指Fの位置を指Fの感触により認識することが可能となる。
 更に指Fを指紋読取装置110Aに向け下降させると、図7に示すように指Fは指紋センサー1と接触する。よって、この時点で指Fの触覚により、指紋センサー1に対する指Fの位置を指Fの感触により認識することが可能となる。
 このように、本実施例に係る110Aでは、指紋センサー1に対する指Fの第1関節J1の位置ずれを直接的に認識することができる。これにより、指紋センサー1が指Fにより隠れた状態であっても、第1関節J1が指紋センサー1の中心位置Oに位置するように調整することが可能となる。即ち、可動機構(バネ7)及び指紋センサー1は、指Fの第1関節J1を指紋センサー1の中心位置Oに位置決めさせる位置決め装置として機能する。
 上記のように指Fの正しい位置が確認されると、図8に示すように第1関節J1を指紋センサー1に押し付ける。これにより、指紋センサー1は走査面(前方指走査面2と後方指走査面3とにより構成される)と同じ高さまで押下される。
 その後、図9に示すように、第1関節J1より上の指Fの腹の部分を指紋センサー1に押し付けながら図中矢印X方向に一定速度で指走査することで正しい指紋FPの読み取りを行うことができる。この際、前記のように指紋センサー1は走査面まで移動しているため、指Fの走査の邪魔になるようなことはない。
 また本実施例に係る指紋読取装置110Aでは、指紋センサー1はバネ7により常に上方(Z1方向)に向け付勢されているため、指Fが指紋センサー1上を指走査している際、指紋センサー1は常にバネ7の弾性力により指Fに向け押圧されている。
 ところで、細い指や先細の形状の指(例えば人差指は一般に先細の人が多い)の場合、或いは指のセンサーへの押し付け力の弱い子供や高齢者の場合は、指Fの第1関節J1を指紋センサー1の中心位置Oに来るように正しく置いたとしても、指走査の後半で指のセンサーへの押し付けが十分でない場合が生じる。この場合、指紋FPの上側の画像が欠落或いは不十分となり、認証に失敗しやすくなる課題がある。
 しかしながら、本実施例の場合、上記のように指紋センサー1はバネ7により常に上方に向け付勢されているため、指紋センサー1は常に指走査される指Fに対して押し付けられた状態となる。よって、細い指や先細の形状の指に対する指紋FPの読み取り、また子供や高齢者に対する指紋FPの読み取り時においても、正しい画像取得が得られるため、認証率の更なる改善を図ることができる。
 本実施例では、第1関節J1を指紋センサー1に当接させる場合、反らせた指の下降位置の手前側から指紋センサー1を確認する形態を示した。しかしながら、指Fを反らせながら後方指走査面3上を指走査方向と反対方向に指をスライドさせる形態にしてもよい。この形態においては、ユーザは目視と共に指Fの触覚も利用して指Fの腹が一対のガイド側壁4,5に偏らずに触れるようにしながら、第1関節J1を後方指走査面3から突出した指紋センサー1に当接させ(この時点では、指Fの腹が指紋センサー1に触れないようにする)、指Fを移動させて正しい位置に位置調整した後、第1関節J1を指紋センサー1に押し付けるようにすればよい。これによって、上述と同様の効果が得られる。
第2実施例
 図10~図13は、第2実施例に係る指紋読取装置110Bを示している。前記した第1実施例に係る指紋読取装置110Aでは、指紋センサー1のみを指Fの走査面(前方指走査面2及び後方指走査面3により構成される)に対して上下動(Z1,Z2方向に移動)するよう構成した。
 これに対して本実施例に係る指紋読取装置110Bは、指紋センサー1に加えて前方指走査面32も上下動するよう構成したものである(以下、本実施例の前方指走査面2を可動前方指走査面32という)。
 可動前方指走査面32の下端部には、可動前方指走査面32を移動させる指走査面可動機構として機能する弾性手段が設けられている。この弾性手段により、可動前方指走査面32は上方(図中、矢印Z1方向)に向け弾性付勢され、また押圧されることにより後方指走査面3と同じ高さ方向に(矢印Z2方向に向けて)移動する。
 この弾性手段としてはスプリング、プラスチック、ゴム等の適用が考えられ、またリンク機構等と組み合わせて使用することも考えられる。本実施例では、構造の簡単化を図るためにコイル状のバネ8のみを用いた例を示している。
 また、指紋センサー1の先端部及び可動前方指走査面32の表面は、後方指走査面3の高さとなるまで押下されるよう構成されている。即ち、指走査されていない状態では、指紋センサー1及び可動前方指走査面32は、後方指走査面3に対して突出した状態となっている。尚、指紋センサー1及び指紋センサー1を移動させるためのセンサー可動機構は、第7実施例で指紋センサー1を可動させる構成と同一であるため、その説明は省略する。
 上記構成において、指紋センサー1及び可動前方指走査面32は、押圧されることによりバネ7,8の弾性力に抗して図中Z2方向に変位する。また、押圧を解除することにより、指紋センサー1及び可動前方指走査面32はバネ7,8の弾性復元力によりZ1方向に移動して元の位置(突出した位置)に復元する。
 上記構成とされた指紋読取装置110Bにより指紋FPの読み取りを行うには、図11に示すように、先ず指Fを反らせながら後方指走査面3上を指走査方向と半体方向(図11に矢印Yで示す方向)に指Fをスライドさせる。この際、目視と共に指Fの触覚も利用し、指Fの腹が一対のガイド側壁4,5に偏らずに触れるようにしながら、第1関節J1を後方指走査面3から突出した指紋センサー1に当接させる。この時点では、指Fの腹が指紋センサー1に触れないようにする。
 そして、指Fを移動させて正しい位置に位置調整した後、反らせた指Fを倒すようにして指紋センサー1及び可動前方指走査面32を押し付ける(図12に矢印Aで示す方向に押し付ける)。これにより、図12に示すように、指紋センサー1及び可動前方指走査面32は後方指走査面3と同じ高さまで押下される。
 このようにして第1関節J1を指紋センサー1の中心位置Oに置くことが可能になり、その後図13に示すように、指Fの腹を指紋センサー1に押し付けながら矢印X方向に一定速度で走査することで正しい指紋FPの読取が行われる。この際、前記のように指紋センサー1、可動前方指走査面32、及び後方指走査面3は同一面となっているため、指紋センサー1及び可動前方指走査面32が指Fの走査の邪魔になるようなことはない。
 これにより、指紋センサー1が指Fにより隠れた状態であっても、第1関節J1が指紋センサー1の中心位置Oに位置するように調整することが可能となる。即ち、指走査面可動機構(バネ8)及び可動前方指走査面32と、センサー可動機構(バネ7)及び指紋センサー1は、指Fの第1関節J1を指紋センサー1の中心位置Oに位置決めさせる位置決め装置として機能する。
 また、本実施例においても、前記した第7実施例と同様に指紋センサー1は常に指走査される指Fに向け押し付けられた状態となる。よって、細い指や先細の形状の指に対する指紋FPの読み取り、また子供や高齢者に対する指紋FPの読み取り時においても、正しい画像取得が得られるため、認証率の更なる改善を図ることができる。
 尚、上記した実施例では指紋センサー1と可動前方指走査面32とが独立して移動する構成例を示したが、指紋センサー1と可動前方指走査面32とを一体化し、同時に移動するよう構成してもよい。
第3実施例
 図14~図17は、第3実施例に係る指紋読取装置110Cを示している。前記した第1実施例に係る指紋読取装置110Aでは、指紋センサー1と可動前方指走査面32を走査面(前方指走査面2及び後方指走査面3により構成される)に対して上下動(Z1,Z2方向に移動)するよう構成した。
 これに対して本実施例に係る指紋読取装置110Cは、指紋センサー1と後方指走査面3を走査面に対して上下動するよう構成したものである(以下、本実施例の後方指走査面3を可動後方指走査面33という)。
 可動後方指走査面33の下端部には、可動後方指走査面33を移動させる指走査面可動機構として機能する弾性手段が設けられている。この弾性手段により、可動後方指走査面33は上方(図中、矢印Z1方向)に向け弾性付勢され、また押圧されることにより前方指走査面2に向けて(矢印Z2方向に向けて)移動する。
 この弾性手段としてはスプリング、プラスチック、ゴム等の適用が考えられ、またリンク機構等と組み合わせて使用することも考えられる。本実施例では、構造の簡単化を図るためにコイル状のバネ9のみを用いた例を示している。
 また、指紋センサー1の先端部及び可動後方指走査面33の表面は、前方指走査面2の高さとなるまで押下されるよう構成されている。即ち、指走査されていない状態では、指紋センサー1及び可動後方指走査面33は、前方指走査面2に対して突出した状態となっている(図15参照)。尚、指紋センサー1及び指紋センサー1を移動させるためのセンサー可動機構は、第1及び第2実施例で指紋センサー1を可動させる構成と同一であるため、その説明は省略する。
 上記構成において、指紋センサー1及び可動後方指走査面33は、押圧されることによりバネ7,9の弾性力に抗して図中Z2方向に変位する。また、押圧を解除することにより、指紋センサー1及び可動後方指走査面33はバネ7,9の弾性復元力によりZ1方向に移動して元の位置に復元する。
 上記構成とされた指紋読取装置110Cにより指紋FPの読み取りを行うには、図15に示すように、先ず指Fを反らせながら、指先を前方指走査面2上で指走査方向(図16に矢印Xで示す方向)にスライドさせる。この際、目視と共に指Fの触覚も利用し、指Fの腹が一対のガイド側壁4,5に偏らずに触れるようにしながら、第1関節J1を前方指走査面2から突出した指紋センサー1に当接させる。
 そして、指Fを移動させて正しい位置に位置調整した後、反らせた指Fを倒すようにして指紋センサー1及び可動後方指走査面33を押し付ける(図16に矢印Bで示す方向に押し付ける)。これにより、図16に示すように、指紋センサー1及び可動後方指走査面33は前方指走査面2と同じ高さまで押下される。
 このようにして第1関節J1を指紋センサー1の中心位置Oに置くことが可能になり、その後図17に示すように、指Fの腹を指紋センサー1に押し付けながら矢印X方向に一定速度で走査することで正しい指紋FPの読取が行われる。この際、前記のように指紋センサー1、可動後方指走査面33、及び前方指走査面2は同一面となっているため、指紋センサー1及び可動後方指走査面33が指Fの走査の邪魔になるようなことはない。
 これにより、指紋センサー1が指Fにより隠れた状態であっても、第1関節J1が指紋センサー1の中心位置Oに位置するように調整することが可能となる。即ち、指走査面可動機構(バネ9)及び可動後方指走査面33と、センサー可動機構(バネ7)及び指紋センサー1は、指Fの第1関節J1を指紋センサー1の中心位置Oに位置決めさせる位置決め装置として機能する。
 また、本実施例においても、前記した第1及び第2実施例と同様に指紋センサー1は常に指走査される指Fに向け押し付けられた状態となる。よって、細い指や先細の形状の指に対する指紋FPの読み取り、また子供や高齢者に対する指紋FPの読み取り時においても、正しい画像取得が得られるため、認証率の更なる改善を図ることができる。
 尚、上記した実施例では指紋センサー1と可動後方指走査面33とが独立して移動する構成例を示したが、指紋センサー1と可動後方指走査面33とを一体化し、同時に移動するよう構成してもよい。
 以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

Claims (4)

  1.  スライド型の指紋センサーと、
     指の第一関節部を前記指紋センサーの中央位置に位置決めさせる位置決め構造とを有する指紋読取装置であって、
     前記位置決め構造は、
     押下されていない状態では前記指紋センサーを前記指が走査する走査面から突出した位置に保持し、押下された際に前記指紋センサーの移動を許容するセンサー可動機構を有する指紋読取装置。
  2.  スライド型の指紋センサーと、
     指の第一関節部を前記指紋センサーの中央位置に位置決めさせる位置決め構造とを有する指紋読取装置であって、
     前記位置決め構造は、
     前記指紋センサーの配設位置に対し指走査方向の前方位置に配設された前方指走査面と、前記指紋センサーの配設位置に対し前記指走査方向の後方位置に配設された後方指走査面とにより構成され、前記指が走査する走査面と、
     押下されていない状態では、前記指紋センサーを前記後方指走査面から突出した位置に保持し、押下された際に前記指紋センサーの移動を許容するセンサー可動機構と、
     押下されていない状態では、前記前方指走査面を前記後方指走査面から突出した位置に保持し、押下された際に前記前方指走査面の移動を許容する指走査面可動機構とを有する指紋読取装置。
  3.  スライド型の指紋センサーと、
     指の第一関節部を前記指紋センサーの中央位置に位置決めさせる位置決め構造とを有する指紋読取装置であって、
     前記位置決め構造は、
     前記指紋センサーの配設位置に対し指走査方向の前方位置に配設された前方指走査面と、前記指紋センサーの配設位置に対し前記指走査方向の後方位置に配設された後方指走査面とにより構成され、前記指が走査する走査面と、
     押下されていない状態では前記指紋センサーを前記前方指走査面から突出した位置に保持し、押下された際に前記指紋センサーの移動を許容するセンサー可動機構と、
     押下されていない状態では、前記後方指走査面を前記前方指走査面から突出した位置に保持し、押下された際に前記後方指走査面の移動を許容する指走査面可動機構とを有する指紋読取装置。
  4.  請求項1乃至4のいずれか一項に記載の指紋読取装置と、
     前記指紋読取装置の指紋センサーにより読み取られたデータを処理する処理部と、を備えた電子装置。
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