WO2019131181A1 - 指紋認証装置 - Google Patents

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registration
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洋介 大橋
里仁 大脇
吉川　文崇
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株式会社東海理化電機製作所
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365—Matching; Classification
    • G—PHYSICS
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    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing

Definitions

  • the present invention relates to a fingerprint authentication apparatus.
  • a start control device including control means to be executed (see, for example, Patent Document 1).
  • the control means of the start control device When the start is commanded by the start switch, the control means of the start control device performs fingerprint collation by the fingerprint read by the fingerprint sensor and the registered fingerprint registered in advance, before executing the start by the start means, If the determination is made, the user is authenticated as a valid user, and start by the start means is permitted.
  • An object of the present invention is to provide a fingerprint authentication apparatus capable of setting a suitable detection threshold.
  • a fingerprint authentication apparatus detects a fingerprint for detection after registration of a minimum detection value among detection values obtained by touching a detection surface a plurality of times in order to register a fingerprint. It has an authentication unit that defines it as a threshold.
  • FIG. 1A is an explanatory view showing a fingerprint authentication apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 1B is a block diagram showing a fingerprint authentication apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram for describing an operation of registering a fingerprint by transitioning from the normal mode to the registration mode of the fingerprint authentication apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2B is an explanatory diagram for describing a normal mode using the updated update detection threshold value in the fingerprint authentication device according to the embodiment.
  • FIG. 2C is an explanatory diagram for describing a normal mode using the updated update detection threshold value in the fingerprint authentication device according to the embodiment.
  • FIG. 1A is an explanatory view showing a fingerprint authentication apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 1B is a block diagram showing a fingerprint authentication apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram for describing an operation of registering a fingerprint by transitioning from the normal mode to the registration mode of the fingerprint authentication apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2B
  • FIG. 3A is an explanatory diagram for describing an operation in the fingerprint authentication device according to the embodiment, which shifts from the normal mode to the registration mode and performs additional registration of a fingerprint.
  • FIG. 3B is an explanatory diagram for describing an operation in the fingerprint authentication device according to the embodiment, which shifts from the normal mode to the registration mode and performs additional registration of a fingerprint.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the fingerprint authentication apparatus according to the embodiment.
  • the fingerprint authentication apparatus detects a minimum detection value among detection values obtained by touching the detection surface a plurality of times in order to register a fingerprint.
  • Detection threshold for detection of fingerprint after registration It is roughly configured with an authentication unit that determines the value.
  • this fingerprint authentication apparatus uses the minimum detection value at the time of registration as the detection threshold after registration, it is possible to set a suitable detection threshold as compared with the case where the detection threshold is constant. it can.
  • FIG. 1A is a schematic view showing an example of a fingerprint authentication apparatus according to the embodiment
  • FIG. 1B is an example of a block diagram of the fingerprint authentication apparatus.
  • the ratio between figures may be different from the actual ratio.
  • the flows of main signals and information are indicated by arrows.
  • the fingerprint authentication apparatus 1 authenticates a fingerprint which is one of the biometric information.
  • the fingerprint authentication apparatus 1 is disposed in the start switch 5 of the vehicle, but is not limited to this, and may be disposed in an electronic device such as a smartphone or a personal computer.
  • the fingerprint authentication apparatus 1 registers a minimum detection value among detection values obtained by touching the detection surface 11 a plurality of times in order to register a fingerprint.
  • a control unit 14 as an authentication unit which defines a detection threshold (update detection threshold Th 3 ) for detection of a fingerprint is roughly configured.
  • the fingerprint authentication apparatus 1 includes, as an example, a registration unit 12 for registering a plurality of fingerprints.
  • the start switch 5 is disposed, for example, in front of an operator seated in a driver's seat, or on a floor console located between the driver's seat and a passenger seat.
  • the start switch 5 instructs the vehicle to start the drive device of the vehicle or prepare to start the vehicle by the push operation (on operation) performed on the operation surface 51 of the operation button 50, and the push operation performed thereafter (off operation) Instructs the driver to stop.
  • the fingerprint authentication device 1 since the fingerprint authentication device 1 is disposed, a push operation is detected, and the fingerprint of the operation finger in contact with the detection surface 11 in the push operation is detected by the fingerprint authentication device 1 If certified, it is configured to output a signal instructing start of the drive.
  • the fingerprint reading unit 10 is disposed such that the detection surface 11 is exposed at the center of the operation surface 51 of the start switch 5.
  • a sensor configured to read a fingerprint pattern such as a capacitance type, an electric field strength measurement type, a pressure-sensitive type, or a thermal type is used.
  • the fingerprint reading unit 10 is, for example, a capacitive sensor.
  • the fingerprint reading unit 10 is configured to detect a capacitance value C generated between the operation finger and the operation finger contacting the operation surface 51 in order to operate the start switch 5 and read the fingerprint of the operation finger. .
  • the fingerprint reading unit 10 has, as an example, a plurality of electrodes intersecting in an insulated state below the detection surface 11.
  • the fingerprint reading unit 10 drives, for example, one electrode in one crossing direction, sequentially reads a capacitance value C generated with the operation finger by the electrode in the other crossing direction, performs image processing, and relates to a fingerprint. information, and is configured to generate information including the read information S 1 of total capacitance value C T as the detection value is the sum of the capacitance value C of one cycle of reading.
  • the fingerprint reading unit 10 converts the detected capacitance into a digital value to calculate the sum.
  • the total capacitance value CT is used as the detection value as an example, but the present invention is not limited to this, and the maximum value or the peak value of the read capacitance value may be used as the detection value.
  • the control unit 14 may be configured to calculate the total capacitance value C T.
  • the registration unit 12 has a set button 120 and a registration button 121 to a registration button 123 arranged in the vicinity of the start switch 5 as an example, as shown in FIG. 1A.
  • the set button 120 and the registration button 121 to the registration button 123 are, for example, configured as push buttons, but are not limited to these and may be touch switches.
  • the set button 120, the registration button 121 to the registration button 123 are a group of buttons which are pressed when registering a fingerprint or when identifying a registrant through a fingerprint.
  • the characters "SET" are printed.
  • the letters “A” to “C” are printed on the registration button 121 to the registration button 123 as an example.
  • the “A” to “C” indicate registration A to registration C.
  • the number of registration buttons and the number that can be registered are arbitrary.
  • the control unit 14 stores registration information 140 in which the operated registration button is associated with the fingerprint template.
  • the registrant presses the registration button for registering the fingerprint, and then the start switch 5 is turned on, whereby the fingerprint of the registrant and the fingerprint template registered in the registration information 140 are authenticated.
  • the fingerprint template is used for fingerprint authentication and is composed of fingerprint feature points.
  • the control unit 14 extracts a feature point of the read fingerprint and performs authentication by calculating the degree of matching with the template.
  • Registration unit 12 generates, for example, the operation information S 2 corresponding to a combination of the registration button pressed, to the control unit 14.
  • the control unit 14 determines such a normal mode or a registration mode based on the operation information S 2.
  • the fingerprint authentication apparatus 1 may be configured to be able to register more than three fingerprints in accordance with a combination of registration buttons. For example, when fingerprint A is already registered, fingerprint authentication device 1 registers fingerprint B in addition to fingerprint A of the same registrant by pressing registration button 121 “A” and registration button 122 “B”. be able to.
  • the fingerprint authentication apparatus 1 may be configured to identify a fingerprint registrant by communication with an electronic key, for example, and to register a plurality of fingerprints of the same registrant.
  • FIG. 2A is a schematic diagram for explaining an example of an operation of shifting from the normal mode to the registration mode and registering a fingerprint according to the embodiment, and FIGS. 2B and 2C are updated. It is a schematic diagram for explaining an example of the normal mode using an update detection threshold.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are schematic diagrams for explaining an example of the operation of shifting from the normal mode to the registration mode and performing additional registration of a fingerprint.
  • Figure 2A, 2B, 2C the rectangular area shown in FIGS. 3A and 3B, it shows a total capacitance value C T. The total capacitance value detected is shown as C t.
  • the one part is illustrated as having touched N times (as an example, N is an integer larger than 1).
  • the control unit 14 includes, for example, a central processing unit (CPU) that performs computation, processing, etc. on acquired data according to a stored program, a random access memory (RAM) that is a semiconductor memory, a read only memory (ROM), and the like.
  • a microcomputer that The ROM, for example, a program for the control unit 14 operates, an initial detection threshold Th 1, the registration detection threshold Th 2, the update detection threshold Th 3, the registration information 140, A similarity threshold 141 is stored.
  • the RAM is used, for example, as a storage area for temporarily storing operation results and the like.
  • Control unit 14 when the fingerprint authentication is established, outputs an instruction signal S 3 indicating the establishment of authentication.
  • Start switch 5 the push operation is detected, indicating the start of the drive unit by inputting an instruction signal S 3 indicating the authentication establishment of the fingerprint.
  • Initial detection threshold Th 1 is the initial value when the fingerprint is not registered.
  • the initial detection threshold Th 1 is set higher than the registration detection threshold Th 2.
  • Registration detection threshold Th 2 is a detection threshold used in the registration mode for registering the fingerprint.
  • Update detection threshold Th 3 is a detection threshold that is set based on the minimum total capacitance value C min when registering a fingerprint.
  • the initial detection threshold Th 1 , the registration detection threshold Th 2, and the update detection threshold Th 3 determine a touch on the detection surface 11 of the operating finger, in other words, whether or not to authenticate a fingerprint. Detection threshold for
  • the similarity threshold 141 is a threshold relating to the degree of coincidence when the feature point of the read fingerprint is compared with the registered fingerprint template. As an example, when the number of feature points to be compared is 100, the control unit 14 determines that the number of matching feature points of the read fingerprint and the feature points of the template is 70 or more of the similarity threshold 141. If there is an operator, it is authenticated as a registrant having a registered fingerprint.
  • the control unit 14 updates the minimum total capacitance value C min among the total capacitance values C t obtained a plurality of times when the fingerprint registration is performed with the update detection threshold value Th 3 . It is configured to determine. Then, the control unit 14, when registering the fingerprint, and is configured to switch to the registration detection threshold Th 2 having a reduced initial detection threshold Th 1 determined in advance.
  • control unit 14 for example, if the fingerprint is not registered, the initial detection threshold Th 1. Subsequently, when the control unit 14 determines that the registration mode is instructed based on the operation information S 2 input from the registration unit 12, the detection threshold is set to the registration detection threshold Th 2 from the initial detection threshold Th 1. Lower it to make it easier to detect fingerprints.
  • control unit 14 for example, the detection surface 11 to the required sufficient fingerprint template is created by N times touched, to obtain a plurality of total capacitance value C t.
  • the control unit 14 targets only the total capacitance value C t equal to or greater than the registration detection threshold Th 2 and creates a template using a plurality of fingerprints when the total capacitance value C t is obtained. Do.
  • control unit 14 has the registration detection threshold Th 2 or more, and among the total capacitance values C t obtained until the template is created, the minimum total capacitance value C t (C min ) defined as newly updated detection threshold Th 3 a.
  • control unit 14 for example, the fingerprint template is created registered mode is completed, the program proceeds to the normal mode to authenticate the fingerprint update detection threshold Th 3 as a detection threshold.
  • control unit 14 obtains information S 1 read from the fingerprint reading unit 10, first compares the total capacitance value C t and updated detection threshold Th 3. Subsequently, for example, as illustrated in FIG. 2B, when the total capacitance value C t is equal to or greater than the update detection threshold Th 3 , the control unit 14 subsequently performs fingerprint authentication.
  • the control unit 14 is, for example, as shown in Figure 2C, the total capacitance value C t may update the threshold Th 3 smaller, no authentication of the fingerprint.
  • the control unit 14 detects the detection value (total capacitance value C t ) obtained by touching the detection surface 11 in order to register additional fingerprints, and detects the detection value set up to that time. If a threshold (updated detection threshold Th 3) or more detection values (total capacitance value C t), is configured not to update the detection threshold (update detection threshold Th 3) ing.
  • the control unit 14 detects a detection value (total capacitance value C t ) obtained by touching the detection surface 11 as a detection threshold (update detection) set up to that time. If the detection value (total capacitance value C t ) lower than the threshold value Th 3 ), the detection threshold value (updated detection threshold value Th 3 ) is set to a low detection value (total capacitance value C) t ) is configured to update.
  • control unit 14 if the same registrant registers a fingerprint in addition, for example, as shown in FIG. 3A, lower the update detection threshold Th 3 Registered detection threshold Th 2, fingerprints Makes it easy to detect
  • control unit 14 for example, the detection surface 11 to the required sufficient fingerprint template is created by N times touched, to obtain a plurality of total capacitance value C t.
  • control unit 14 has the registration detection threshold Th 2 or more, and among the total capacitance values C t obtained until the template is created, the minimum total capacitance value C t (C min And the update detection threshold Th 3 before lowering.
  • the control unit 14 sets the update detection threshold Th 3 as The total capacitance value C t (C min ) is updated and the registration mode is ended.
  • Control unit 14 of the fingerprint authentication device 1 determines that the registration mode is instructed based on the operation information S 2 input from the register unit 12 to switch from the normal mode to the registration mode (Step1). Then, the control unit 14 switches have been set detection threshold (the initial detection threshold Th 1 or update detection threshold Th 3) Registered detection threshold Th 2 at that time (Step2).
  • control unit 14 creates the template from the fingerprint with registered detection threshold Th 2 or more of the total capacitance value C t on the basis of the read information S 1 input from the fingerprint reading unit 10.
  • the control unit 14 determines that “Yes” in Step 3 is satisfied, that is, when the template is created (Step 3: Yes), the smallest total capacitance value Ct of the fingerprints used when creating the template.
  • the capacitance value C t (C min ) is set as the update detection threshold Th 3 (Step 4).
  • the control unit 14 determines that the minimum total capacitance value C t is only updates the update threshold Th 3 is lower than the update threshold Th 3.
  • control unit 14 after setting the update detection threshold Th 3, switch from the registration mode to the normal mode (Step5), and ends the registration processing.
  • the fingerprint authentication apparatus 1 can set a suitable detection threshold. Specifically, since the fingerprint authentication apparatus 1 sets the minimum total capacitance value C t (C min ) obtained in the registration mode as the update detection threshold Th 3 in the normal mode, the detection threshold As compared with the case of being constant, it is possible to set a detection threshold suitable for the registrant, and it is possible to suppress false detection or no detection. In addition, the fingerprint authentication device 1 updates and detects the minimum total capacitance value C t (C min ) when the operator intentionally touches the detection surface 11 until the fingerprint template is created. since the value Th 3, as compared with the case not employing the configuration, a high accuracy of the threshold.
  • the fingerprint authentication device 1 lowers the detection threshold to the registration detection threshold Th 2 in the registration mode, so fingerprints are more easily detected than when this configuration is not adopted, and the appropriate minimum total capacitance value It is easy to obtain C t (C min ).
  • the fingerprint authentication apparatus 1 updates the minimum total capacitance value C t (C min ) lower than the previous update threshold value Th 3 when the same registrant additionally registers a fingerprint, as it is obtained. Compared to the case where this configuration is not adopted, a more suitable detection threshold can be set.
  • the fingerprint authentication device 1 is also suitable because it is not updated if the minimum total capacitance value C t (C min ) obtained in the additional registration mode is equal to or more than the previous update threshold Th 3 . Detection thresholds can be maintained.
  • the fingerprint authentication device 1 does not perform fingerprint authentication when the total capacitance value C t is lower than the update detection threshold Th 3 , so the processing load of the control unit 14 is smaller than when this configuration is not adopted. Reduced.

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Abstract

指紋認証装置は、指紋の登録を行うため、複数回検出面に触れさせて得られた検出値のうち、最小の検出値を登録後の指紋の検出のための検出しきい値と定める制御部を有する。また制御部は、指紋を登録する場合、予め定められた初期検出しきい値Ｔｈ１を下げた登録検出しきい値Ｔｈ２に切り替えるように構成されている。さらに制御部は、追加の指紋を登録するため、検出面に触らせて得られた検出値が、それまでに設定された検出しきい値よりも低い検出値であった場合、検出しきい値を低い検出値に更新する。

Description

指紋認証装置 関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１２月２８日に出願された日本国特許出願２０１７－２５４１４９号の優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１７－２５４１４９号の全内容を本出願に参照により援用する。
本発明は、指紋認証装置に関する。
駆動源の始動や停止を指令する始動スイッチと、駆動源を始動させる始動手段と、指紋を読み取る指紋センサと、指紋センサ、始動スイッチからの入力に基づいて始動手段の作動を制御する始動処理を実行する制御手段と、を備えた始動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この始動制御装置の制御手段は、始動スイッチにより始動が指令されたとき、始動手段による始動を実行する前に、指紋センサが読み取った指紋と予め登録された登録指紋とによる指紋照合を行い、一致判定がなされると、利用者が正当な利用者であると認証して始動手段による始動を許可する。
特開２００８－１７４０９５号公報
特許文献１に開示された始動制御装置は、例えば、指紋を登録している登録者の個人差による誤検出を抑制するため、指紋を読み取る際の検出しきい値を高く設定すると操作指が触れているのに検出されない可能性があり、検出しきい値を低く設定すると誤検出が増加する可能性がある。
本発明の目的は、適した検出しきい値を設定することができる指紋認証装置を提供することにある。
本発明の一実施形態による指紋認証装置は、指紋の登録を行うため、複数回検出面に触れさせて得られた検出値のうち、最小の検出値を登録後の指紋の検出のための検出しきい値と定める認証部を有する。
本発明の一実施形態によれば、適した検出しきい値を設定する指紋認証装置を提供することができる。
図１Ａは、実施の形態に係る指紋認証装置を示す説明図である。 図１Ｂは、実施の形態に係る指紋認証装置を示すブロック図である。 図２Ａは、実施の形態に係る指紋認証装置の通常モードから登録モードに移行して指紋の登録を行う動作を説明するための説明図である。 図２Ｂは、実施の形態に係る指紋認証装置における、更新された更新検出しきい値を用いた通常モードについて説明するための説明図である。 図２Ｃは、実施の形態に係る指紋認証装置における、更新された更新検出しきい値を用いた通常モードについて説明するための説明図である。 図３Ａは、実施の形態に係る指紋認証装置における、通常モードから登録モードに移行して指紋の追加登録を行う動作を説明するための説明図である。 図３Ｂは、実施の形態に係る指紋認証装置における、通常モードから登録モードに移行して指紋の追加登録を行う動作を説明するための説明図である。 図４は、実施の形態に係る指紋認証装置の動作の一例を示すフローチャートである。
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る指紋認証装置は、指紋の登録を行うため、複数回検出面に触れさせて得られた検出値のうち、最小の検出値を登録後の指紋の検出のための検出しきい値と定める認証部を備えて概略構成されている。
この指紋認証装置は、登録の際の最小の検出値を登録後の検出しきい値とするので、検出しきい値が一定である場合と比べて、適した検出しきい値を設定することができる。
[実施の形態]
（指紋認証装置１の概要）
図１Ａは、実施の形態に係る指紋認証装置の一例を示す概略図であり、図１Ｂは、指紋認証装置のブロック図の一例である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１Ｂでは、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
指紋認証装置１は、生体情報の一つである指紋の認証を行うものである。この指紋認証装置１は、一例として、図１Ａに示すように、車両のスタートスイッチ５に配置されているがこれに限定されず、スマートフォンやパーソナルコンピュータなどの電子機器に配置されても良い。
指紋認証装置１は、例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、指紋の登録を行うため、複数回検出面１１に触れさせて得られた検出値のうち、最小の検出値を登録後の指紋の検出のための検出しきい値（更新検出しきい値Ｔｈ３）と定める認証部としての制御部１４を備えて概略構成されている。
この指紋認証装置１は、一例として、複数の指紋を登録するための登録部１２を備えている。
（スタートスイッチ５の構成）
スタートスイッチ５は、例えば、運転席に着座する操作者の前方や運転席と助手席の間に位置するフロアコンソールなどに配置されている。このスタートスイッチ５は、操作ボタン５０の操作面５１になされたプッシュ操作（オン操作）により、車両の駆動装置の始動、又は始動準備を車両に指示し、その後になされたプッシュ操作（オフ操作）により、駆動装置の停止を指示する。
本実施の形態のスタートスイッチ５は、指紋認証装置１が配置されているので、プッシュ操作が検出されると共に、プッシュ操作の際に検出面１１に接触した操作指の指紋が指紋認証装置１によって認証された場合、駆動装置の始動を指示する信号を出力するように構成されている。
（指紋読取部１０の構成）
指紋読取部１０は、スタートスイッチ５の操作面５１の中央に検出面１１が露出するように配置されている。この指紋読取部１０は、例えば、静電容量式、電界強度測定式、感圧式及び感熱式などの指紋パターンを読み取るように構成されたセンサが用いられる。
本実施の形態の指紋読取部１０は、一例として、静電容量式のセンサである。この指紋読取部１０は、スタートスイッチ５を操作するために操作面５１に接触する操作指との間に生じる静電容量値Ｃを検出すると共に、操作指の指紋を読み取るように構成されている。
この指紋読取部１０は、一例として、検出面１１の下方に、絶縁された状態で交差する複数の電極を有している。指紋読取部１０は、例えば、交差する一方向の１つの電極を駆動し、交差する他方向の電極によって操作指との間に生じる静電容量値Ｃを順次読み取り、画像処理を行って指紋に関する情報、及び読み取りの１周期分の静電容量値Ｃの和である検出値としての総静電容量値ＣＴの情報含む読取情報Ｓ１を生成するように構成されている。指紋読取部１０は、一例として、検出した静電容量をデジタル値に変換して総和を算出する。
本実施の形態では、一例として、検出値として総静電容量値ＣＴを用いるがこれに限定されず、読み取られた静電容量値の最大値やピーク値を検出値としても良い。
なお指紋認証装置１は、例えば、指紋読取部１０が静電容量値Ｃを制御部１４に出力し、制御部１４が総静電容量値ＣＴを算出するように構成されても良い。
（登録部１２の構成）
登録部１２は、一例として、図１Ａに示すように、スタートスイッチ５の近傍に配置されたセットボタン１２０、登録ボタン１２１～登録ボタン１２３を有する。このセットボタン１２０、登録ボタン１２１～登録ボタン１２３は、例えば、プッシュボタンとして構成されているがこれに限定されず、タッチスイッチであっても良い。
セットボタン１２０、登録ボタン１２１～登録ボタン１２３は、指紋を登録する際や指紋を介して登録者を識別する際に押されるボタン群である。
セットボタン１２０には、一例として、「ＳＥＴ」の文字が印刷されている。登録ボタン１２１～登録ボタン１２３には、一例として、「Ａ」～「Ｃ」の文字が印刷されている。この「Ａ」～「Ｃ」は、登録Ａ～登録Ｃを示している。なお登録ボタンの数や登録可能な数は、任意である。
ここで操作者が指紋を登録する場合、一例として、セットボタン１２０を押した後、指紋を登録したい登録ボタンを押し、検出面１１に操作指を押し当てて行われる。この登録操作では、操作された登録ボタンと指紋のテンプレートとが関連付けられた登録情報１４０が制御部１４に記憶される。
そして登録の後、登録者が指紋を登録した登録ボタンを押し、続いてスタートスイッチ５をオン操作することにより、登録者の指紋と登録情報１４０に登録された指紋のテンプレートとが認証される。
なお指紋のテンプレートとは、指紋の認証に使用されるものであり、指紋の特徴点から構成される。制御部１４は、一例として、読み取られた指紋の特徴点を抽出し、このテンプレートとの一致度を算出することで認証を行う。
登録部１２は、例えば、押された登録ボタンの組み合わせに応じた操作情報Ｓ２を生成し、制御部１４に出力する。制御部１４は、操作情報Ｓ２に基づいて通常モードや登録モードなどを判定する。
ここで変形例として指紋認証装置１は、例えば、登録ボタンの組み合わせに応じて３つより多くの指紋の登録を行うことができるように構成されても良い。指紋認証装置１は、例えば、既に指紋Ａが登録されている場合、登録ボタン１２１「Ａ」と登録ボタン１２２「Ｂ」を押すことにより、同じ登録者の指紋Ａに加えて指紋Ｂを登録することができる。
また他の変形例として指紋認証装置１は、例えば、電子キーとの通信によって指紋の登録者を識別し、同じ登録者の複数の指紋を登録するように構成されても良い。
（制御部１４の構成）
図２Ａは、実施の形態に係る指紋認証装置の通常モードから登録モードに移行して指紋の登録を行う動作の一例を説明するための概略図であり、図２Ｂ及び図２Ｃは、更新された更新検出しきい値を用いた通常モードの一例について説明するための概略図である。図３Ａ及び図３Ｂは、通常モードから登録モードに移行して指紋の追加登録を行う動作の一例を説明するための概略図である。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３Ａ、及び図３Ｂに示す矩形の面積は、総静電容量値ＣＴを示している。また検出された総静電容量値は、Ｃｔとして示している。さらに図２Ａ、図３Ａ及び図３Ｂでは、テンプレートを作成するため、Ｎ回タッチしたとしてその一部を図示している（一例として、Ｎは１より大きい整数）。
制御部１４は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１４が動作するためのプログラムと、初期検出しきい値Ｔｈ１と、登録検出しきい値Ｔｈ２と、更新検出しきい値Ｔｈ３と、登録情報１４０と、類似度しきい値１４１と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。
制御部１４は、指紋の認証が成立した場合、認証の成立を示す指示信号Ｓ３を出力する。スタートスイッチ５は、プッシュ操作が検出されると共に、指紋の認証成立を示す指示信号Ｓ３が入力することによって駆動装置の始動を指示する。
初期検出しきい値Ｔｈ１は、指紋が登録されていない場合の初期値である。この初期検出しきい値Ｔｈ１は、登録検出しきい値Ｔｈ２よりも高く設定されている。
登録検出しきい値Ｔｈ２は、指紋を登録する登録モードの際に用いられる検出しきい値である。
更新検出しきい値Ｔｈ３は、指紋を登録する際の最小の総静電容量値Ｃｍｉｎに基づいて設定される検出しきい値である。この初期検出しきい値Ｔｈ１、登録検出しきい値Ｔｈ２及び更新検出しきい値Ｔｈ３は、操作指の検出面１１に対するタッチを判定する、言い換えるなら指紋の認証を行うか否かを判定するための検出しきい値である。
類似度しきい値１４１は、読み取られた指紋の特徴点と登録された指紋のテンプレートとを比較した際の一致度に関するしきい値である。制御部１４は、一例として、比較対象の特徴点が１００個であった場合、読み取られた指紋の特徴点とテンプレートの特徴点の一致する数が類似度しきい値１４１の「７０」以上であると操作者を登録された指紋を有する登録者であると認証する。
以下では、指紋の登録について説明する。
・指紋の登録について
制御部１４は、指紋の登録を行う際に複数回得られた総静電容量値Ｃｔのうち、最小の総静電容量値Ｃｍｉｎを更新検出しきい値Ｔｈ３と定めるように構成されている。そして制御部１４は、指紋を登録する場合、予め定められた初期検出しきい値Ｔｈ１を下げた登録検出しきい値Ｔｈ２に切り替えるように構成されている。
具体的には、図２Ａに示すように、制御部１４は、例えば、指紋が登録されていない場合、初期検出しきい値Ｔｈ１を設定する。続いて制御部１４は、登録部１２から入力した操作情報Ｓ２に基づいて登録モードが指示されたと判定すると、初期検出しきい値Ｔｈ１から登録検出しきい値Ｔｈ２に検出しきい値を下げ、指紋を検出し易くする。
次に制御部１４は、例えば、必要十分な指紋のテンプレートが作成されるまで検出面１１をＮ回タッチさせ、複数の総静電容量値Ｃｔを得る。なお制御部１４は、登録検出しきい値Ｔｈ２以上の総静電容量値Ｃｔのみを対象とし、この総静電容量値Ｃｔが得られた際の複数の指紋を用いてテンプレートを作成する。
次に制御部１４は、登録検出しきい値Ｔｈ２以上であり、テンプレートが作成されるまで得られた総静電容量値Ｃｔの中で、最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）を新たに更新検出しきい値Ｔｈ３と定める。
・登録検出しきい値Ｔｈ２を用いた認証について
制御部１４は、検出された検出値（総静電容量値Ｃｔ）が検出しきい値（更新検出しきい値Ｔｈ３）よりも小さい場合、指紋の認証を行わないように構成されている。
具体的には、制御部１４は、例えば、指紋のテンプレートが作成されて登録モードが終了すると、更新検出しきい値Ｔｈ３を検出しきい値として指紋の認証を行う通常モードに移行する。
そして制御部１４は、指紋読取部１０から読取情報Ｓ１を取得し、まず総静電容量値Ｃｔと更新検出しきい値Ｔｈ３とを比較する。続いて制御部１４は、例えば、図２Ｂに示すように、総静電容量値Ｃｔが更新検出しきい値Ｔｈ３以上である場合、続いて指紋の認証を行う。
また制御部１４は、例えば、図２Ｃに示すように、総静電容量値Ｃｔが更新しきい値Ｔｈ３より小さい場合、指紋の認証を行わない。
・指紋の追加登録について
制御部１４は、追加の指紋を登録するため、検出面１１に触らせて得られた検出値（総静電容量値Ｃｔ）が、それまでに設定された検出しきい値（更新検出しきい値Ｔｈ３）以上の検出値（総静電容量値Ｃｔ）であった場合、当該検出しきい値（更新検出しきい値Ｔｈ３）を更新しないように構成されている。
また制御部１４は、追加の指紋を登録するため、検出面１１に触らせて得られた検出値（総静電容量値Ｃｔ）が、それまでに設定された検出しきい値（更新検出しきい値Ｔｈ３）よりも低い検出値（総静電容量値Ｃｔ）であった場合、当該検出しきい値（更新検出しきい値Ｔｈ３）を低い検出値（総静電容量値Ｃｔ）に更新するように構成されている。
具体的には、制御部１４は、同じ登録者が追加で指紋を登録する場合、例えば、図３Ａに示すように、更新検出しきい値Ｔｈ３を登録検出しきい値Ｔｈ２に下げ、指紋を検出し易くする。
次に制御部１４は、例えば、必要十分な指紋のテンプレートが作成されるまで検出面１１をＮ回タッチさせ、複数の総静電容量値Ｃｔを得る。
次に制御部１４は、登録検出しきい値Ｔｈ２以上であり、テンプレートが作成されるまで得られた総静電容量値Ｃｔの中で、最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）と下げる前の更新検出しきい値Ｔｈ３とを比較する。制御部１４は、例えば、図３Ａに示すように、最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）が更新検出しきい値Ｔｈ３以上である場合、更新検出しきい値Ｔｈ３を更新させないで登録モードを終了する。
ここで制御部１４は、例えば、図３Ｂに示すように、最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）が更新検出しきい値Ｔｈ３よりも低い場合、更新検出しきい値Ｔｈ３を当該総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）に更新して登録モードを終了する。
以下に本実施の形態の指紋認証装置１の登録モードに関する動作の一例について図４のフローチャートに従って説明する。
（動作）
指紋認証装置１の制御部１４は、登録部１２から入力する操作情報Ｓ２に基づいて登録モードが指示されたと判定すると通常モードから登録モードに切り替える（Ｓｔｅｐ１）。そして制御部１４は、そのときに設定されている検出しきい値（初期検出しきい値Ｔｈ１又は更新検出しきい値Ｔｈ３）を登録検出しきい値Ｔｈ２に切り替える（Ｓｔｅｐ２）。
次に制御部１４は、指紋読取部１０から入力する読取情報Ｓ１に基づいて登録検出しきい値Ｔｈ２以上の総静電容量値Ｃｔを有する指紋からテンプレートを作成する。
制御部１４は、ステップ３の「Ｙｅｓ」が成立する、つまりテンプレートが作成されると（Ｓｔｅｐ３：Ｙｅｓ）、テンプレートを作成する際に用いた指紋の総静電容量値Ｃｔのうち、最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）を更新検出しきい値Ｔｈ３と設定する（Ｓｔｅｐ４）。
ここで制御部１４は、登録モードが追加の指紋を登録するためのモードであった場合、つまり既に更新検出しきい値Ｔｈ３が設定されていた場合、最小の総静電容量値Ｃｔが当該更新しきい値Ｔｈ３より低い場合のみ更新しきい値Ｔｈ３を更新する。
次に制御部１４は、更新検出しきい値Ｔｈ３を設定したのち、登録モードから通常モードに切り替え（Ｓｔｅｐ５）、登録処理を終了する。
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る指紋認証装置１は、適した検出しきい値を設定することができる。具体的には、指紋認証装置１は、登録モードで得られた最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）を通常モードにおける更新検出しきい値Ｔｈ３とするので、検出しきい値が一定である場合と比べて、登録者に適した検出しきい値を設定することができ、誤検出や検出されないといったことが抑制される。また指紋認証装置１は、指紋のテンプレートが作成されるまでの間、操作者が意図して検出面１１を触った際の最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）を更新検出しきい値Ｔｈ３とするので、この構成を採用しない場合と比べて、しきい値としての精度が高い。
指紋認証装置１は、登録モードにおいて検出しきい値を登録検出しきい値Ｔｈ２に下げるので、この構成を採用しない場合と比べて、指紋が検出され易く、適切な最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）が得られ易い。
指紋認証装置１は、同じ登録者が指紋を追加で登録する場合、それまでの更新しきい値Ｔｈ３よりも低い最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）が得られると更新するので、この構成を採用しない場合と比べて、より適した検出しきい値を設定することができる。また指紋認証装置１は、追加の登録モードにおいて得られた最小の総静電容量値Ｃｔ（Ｃｍｉｎ）がそれまでの更新しきい値Ｔｈ３以上であった場合、更新しないので、適した検出しきい値を維持することができる。
指紋認証装置１は、総静電容量値Ｃｔが更新検出しきい値Ｔｈ３より低い場合、指紋の認証を行わないので、この構成を採用しない場合と比べて、制御部１４の処理負荷が低減される。
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ 指紋認証装置
１０ 指紋読取部
１１ 検出面
１２ 登録部
１４ 制御部
５１ 操作面
Ｔｈ１ 初期検出しきい値
Ｔｈ２ 登録検出しきい値
Ｔｈ３ 更新検出しきい値
 

Claims (10)

  1. 指紋の登録を行うため、複数回検出面に触れさせて得られた検出値のうち、最小の検出値を登録後の指紋の検出のための検出しきい値と定める認証部を備えた指紋認証装置。
  2. 前記認証部は、指紋を登録する場合、予め定められた初期検出しきい値を下げた登録検出しきい値に切り替える、
    請求項１に記載の指紋認証装置。
  3. 前記認証部は、追加の指紋を登録するため、前記検出面に触らせて得られた検出値が、それまでに設定された前記検出しきい値以上の検出値であった場合、前記検出しきい値を更新しない、
    請求項１又は２に記載の指紋認証装置。
  4. 前記認証部は、追加の指紋を登録するため、前記検出面に触らせて得られた検出値が、それまでに設定された前記検出しきい値よりも低い検出値であった場合、前記検出しきい値を前記低い検出値に更新する、
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指紋認証装置。
  5. 前記認証部は、検出された検出値が前記検出しきい値よりも低い場合、指紋の認証を行わない、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載の指紋認証装置。
  6. 操作指が触れる検出面を有し、当該検出面へ前記操作指が触れることにより前記操作指の指紋に応じた情報及び検出値を出力する指紋読取部と、
    前記指紋に応じた情報の登録を行うため、前記検出面に複数回触れさせて得られた前記検出値のうち、最小の検出値を登録後の指紋の検出のための検出しきい値と定める認証部を備えた指紋認証装置。
  7. 前記指紋読取部は、静電容量式のセンサである、
    請求項６に記載の指紋認証装置。
  8. 前記静電容量式のセンサは、前記検出面の下方に、絶縁された状態で交差する複数の電極を有し、交差する一方向の１つの電極を駆動し、交差する他方向の電極によって前記操作指との間に生じる静電容量を順次読み取り、画像処理を行って前記指紋に応じた情報、及び読み取りの１周期分の静電容量の和である総静電容量の和である総静電容量値を前記検出値として出力する、
    請求項７に記載の指紋認証装置。
  9. 前記静電容量式のセンサは、前記検出面の下方に、絶縁された状態で交差する複数の電極を有し、交差する一方向の１つの電極を駆動し、交差する他方向の電極によって前記操作指との間に生じる静電容量を順次読み取り、画像処理を行って前記指紋に応じた情報、及び読み取りの１周期分の静電容量の最大値あるいはピーク値を前記検出値として出力する、
    請求項７に記載の指紋認証装置。
  10. さらに前記指紋に応じた情報の登録を指示する登録指示部を備える、
    請求項６乃至９のいずれか１項に記載の指紋認証装置。
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