WO2020050115A1 - 生体情報認証装置 - Google Patents

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WO2020050115A1
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biometric
read image
biometric information
authentication
biometric authentication
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洋介 大橋
里仁 大脇
喬彦 安藤
恭久 太田
雄哉 後藤
直幸 ▲高▼田
小川　大輔
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株式会社東海理化電機製作所
トヨタ自動車株式会社
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    • G06V40/60—Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition
    • G06V40/63—Static 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 biometric information authentication device.
  • a start control device including a control unit that executes the control (for example, see Patent Document 1).
  • the control means of the start control device performs a fingerprint collation between the fingerprint read by the fingerprint sensor and a pre-registered fingerprint before executing the start by the start means when the start is instructed by the start switch, If a match is determined, the user is authenticated as a legitimate user, and starting by the starting means is permitted.
  • the start control device disclosed in Patent Literature 1 for example, when a foreign substance such as a liquid adheres to a finger or a fingerprint sensor and the read fingerprint is not suitable for biometric authentication and biometric authentication is Even if the user is informed that biometric authentication has not been established, it is not known why the user was not established. Therefore, it takes time until biometric authentication is established repeatedly and biometric authentication is established, resulting in an increase in operation load.
  • An object of the present invention is to provide a biometric information authentication device that can reduce an operation load.
  • a biometric information authentication device includes a biometric information sensor that reads biometric information of a user, a biometric information storage unit that pre-registers biometric information of a registrant as registered biometric information for verification, It is determined whether or not the read image read by the information sensor is suitable for biometric authentication. If the read image is determined to be suitable for biometric authentication, the read image and the registered biometric information registered in the biometric information storage unit are determined. And a notifying unit for notifying that the read image is not suitable for the biometric authentication, wherein the determining unit determines that the read image is not suitable for the biometric authentication. If it is determined, the notifying unit notifies the notification unit that the read image is not suitable for the biometric authentication without performing the biometric authentication by the authentication unit.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram of the inside of a vehicle in which a start switch device according to an embodiment is arranged.
  • FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating the start switch device according to the embodiment.
  • FIG. 2A is a block diagram of the start switch device according to the embodiment.
  • FIG. 2B is a block diagram of the vehicle.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating a read image read by the biological information sensor of the start switch device according to the embodiment.
  • FIG. 3B is an explanatory diagram showing a message displayed on the main monitor of the start switch device according to the embodiment.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a read image determined to be unsuitable for biometric authentication in the control unit of the start switch device according to the embodiment.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating a read image determined to be unsuitable for biometric authentication in the control unit of the start switch device according to the modification.
  • FIG. 4C is an explanatory diagram illustrating a read image determined to be unsuitable for biometric authentication in the control unit of the start switch device according to the modification.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the start switch device according to the embodiment.
  • the biometric information authentication device when it is determined that the read image read by the biometric information sensor that reads the biometric information of the user is not suitable for biometric authentication, without performing biometric authentication, the read image is suitable for biometric authentication A determination unit that outputs a notification signal for notifying the notification device of the absence.
  • the biometric information authentication device notifies the user before performing biometric authentication. It can be understood that the read image has a problem and can be dealt with, and the operation load can be reduced.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram inside a vehicle in which a start switch device according to an embodiment is arranged
  • FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating a start switch device according to an embodiment
  • FIG. 2A is a block diagram of a start switch device according to the embodiment
  • FIG. 2B is a block diagram of a vehicle
  • FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating a read image read by the biological information sensor of the start switch device according to the embodiment.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a message displayed on a main monitor of the start switch device according to the embodiment.
  • the start switch device 1 as a biometric information authentication device is located, for example, as shown in FIG. 1A, in front of a user sitting in a driver's seat, a panel 80 around a steering 84, and between a driver's seat and a passenger's seat. It is arranged on the floor console 81, the steering 84, and the like.
  • the start switch device 1 instructs the vehicle control unit 89 of the vehicle 8 to start or prepare to start the driving device of the vehicle 8 by a push operation (ON operation), and by a push operation (OFF operation) performed thereafter.
  • the stop of the driving device can be instructed.
  • the biometric information authentication device is not limited to the start switch device 1, but can be mounted on a device that performs login, unlock, settlement, and the like by biometric authentication.
  • the start switch device 1 performs biometric authentication when it determines that the read image 22 read by the biometric information sensor 2 that reads the biometric information 23 of the user is not suitable for biometric authentication. not to a control unit 5 as determination unit for outputting a notification signal S 4 for notifying that the read image 22 is not suitable for biometric authentication notification device.
  • the control unit 5 determines that the read image 22 is not suitable for biometric authentication when the number of feature points 6 extracted from the read image 22 described below is equal to or less than the notification threshold value 52 as the first notification threshold value. It is configured to
  • the start switch device 1 includes, as an example, a biological information sensor 2 and a switch unit 4 as shown in FIGS. 1B and 2A.
  • the start switch device 1 includes, for example, a cylindrical main body 10 and operation buttons 12, as shown in FIG. 1B.
  • the operation button 12 is inserted into the opening 102 of the main body 10.
  • the vehicle 8 includes a main monitor 86, a sub monitor 87, and a vehicle control unit 89, for example.
  • the notification device of the present embodiment is, for example, at least one of the main monitor 86 and the sub monitor 87, but is not limited thereto. Further, the notification device is not limited to, for example, the main monitor 86 and the sub monitor 87, and may be a speaker device that outputs sound. The notification may be performed, for example, by combining at least two of the main monitor 86, the sub monitor 87, and the speaker device.
  • the main monitor 86 is disposed on the center console 82 as shown in FIG. 1A, but is not limited to this.
  • the main monitor 86 is, for example, a liquid crystal monitor, for displaying based on the display signal S 5 outputted from the vehicle control unit 89.
  • the sub-monitor 87 is disposed on the instrument panel 83 in front of the driver's seat as shown in FIG. 1A, but is not limited to this.
  • the sub monitor 87 is, for example, a liquid crystal monitor, and performs display based on a display signal S 6 output from the vehicle control unit 89.
  • the sub-monitor 87 is not limited to the instrument panel 83, for example, and may be arranged at another place such as a head-up display.
  • the notification device is the main monitor 86.
  • the vehicle control unit 89 is, for example, a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory).
  • the vehicle control unit 89 is electromagnetically connected to the start switch device 1 via a vehicle LAN (Local Area Network) such as CAN (Controller Area Network) or LIN (Local Interconnect Network).
  • a vehicle LAN Local Area Network
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • the biological information sensor 2 is configured to read a fingerprint of the operating finger 9 as the biological information 23, as shown in FIGS. 1B and 3A, for example.
  • the biometric information 23 is not limited to the fingerprint of the operation finger 9 but may be a vein of the operation finger 9 or the like.
  • a sensor configured to read a fingerprint such as an optical type, a capacitance type, an electric field intensity measurement type, a pressure-sensitive type, and a heat-sensitive type is used as the biological information sensor 2. .
  • a sensor configured to read the vein based on the reflected near-infrared radiation is used as the biological information sensor 2.
  • a sensor configured to irradiate visible light and process a captured image to extract a fingerprint and a vein is used as the biological information sensor 2.
  • the biological information sensor 2 of the present embodiment is, for example, a capacitance-type sensor that reads a fingerprint as the biological information 23.
  • the biological information sensor 2 is configured to read the biological information 23 from the operating finger 9 that has contacted the reading surface 20 when the operator contacts the operating surface 120 of the operation button 12.
  • the reading surface 20 may be disposed below the operation surface 120 without being exposed to the operation surface 120. Further, the reading surface 20 is not limited to a rectangle, for example, and may be a circle or an ellipse.
  • the biological information sensor 2 includes, for example, a plurality of detection electrodes arranged in rows and columns in a grid below the reading surface 20. As an example, tens of thousands to hundreds of thousands of the plurality of detection electrodes are formed and arranged at intervals of several ⁇ m to several tens ⁇ m.
  • the biological information sensor 2 scans all the detection electrodes by repeating, for example, reading the capacitance of the detection electrodes arranged in a row while changing the column, and subsequently reading the capacitance of the detection electrodes while changing the row. Is configured.
  • the scanning cycle is, for example, about 100 ms.
  • Biometric information sensor 2 outputs, for example, an electrostatic capacity information S 1 formed on the basis of a plurality of capacitive read by scanning the control unit 5.
  • the capacitance information S 1 is formed, for example, based on the capacitance of one period.
  • the biological information sensor 2 divides a capacitance equal to or greater than a predetermined threshold value into two values of “1” and a capacitance lower than the threshold value into “0”, and performs detection. in association with the position of the electrodes to generate an electrostatic capacity information S 1.
  • Image 22 reading shown in FIG. 3A is obtained the position of the detection electrode of the "1" described above on the basis of the capacitance information S 1 black, the position of the detection electrodes of "0" as a white .
  • the circles in the figure are added to indicate a part of the feature points 6 described later.
  • a read image 22 as shown in FIG. 3A is obtained as an example.
  • the image shown in black in the read image 22 is the read biological information 23.
  • the switch unit 4 is configured as, for example, a rubber dome switch that contacts an end of the operation button 12 opposite to the operation surface 120.
  • the rubber dome switch includes, for example, a rubber dome that generates an elastic force and has a movable contact, and a switch substrate on which the rubber dome is disposed and has a fixed contact facing the movable contact.
  • the start switch device 1 is configured such that, for example, when the push operation is completed, the operation button 12 returns to the initial position by the elastic force of the rubber dome.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a read image determined to be unsuitable for biometric authentication in the control unit of the start switch device according to the embodiment.
  • FIGS. 4B and 4C are diagrams illustrating control of the start switch device according to the modification.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a read image determined to be unsuitable for biometric authentication in a unit.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram showing the read image 22 shown in FIG. 4A in binary.
  • the control unit 5 is, for example, a microcomputer including a CPU for performing calculations, processing, and the like on acquired data in accordance with stored programs, and a semiconductor memory such as a RAM and a ROM.
  • a program for operating the control unit 5 is stored.
  • the RAM is used as a storage area for storing, for example, registered biometric information 50, an authentication threshold value 51, a notification threshold value 52, a calculation result, and the like.
  • the control unit 5 has a means for generating a clock signal therein, and operates based on the clock signal.
  • Control unit 5 for example, to extract the feature point 6 performs extraction processing on the capacitance information S 1.
  • This extraction processing is, for example, ridge extraction processing.
  • the feature point 6 is, for example, a center point, a branch point, an end point, and a delta as shown in FIG. 3A, but is not limited thereto.
  • the center point is a point that is the center of the fingerprint.
  • the branch point is a point at which the ridge of the fingerprint branches.
  • An end point is a point where a ridge is broken.
  • Deltas are points where ridges gather from three directions.
  • the registered biometric information 50 is, for example, information that associates a registrant name with a template.
  • the registrant name identifies, for example, a registrant who registers the registered biometric information 50 and is acquired from the vehicle 8.
  • the template includes, for example, feature points 6 of the biological information 23 read by the biological information sensor 2.
  • the registered biometric information 50 is generated for each biometric information 23 of the finger registered by the user.
  • the control unit 5 compares the feature point 6 of the read biometric information 23 of the user with the template of the registered biometric information 50, for example, and determines the similarity based on the position of the feature point 6, the distance between the feature points 6, and the like. Calculate the degree. Then, the control unit 5, if the degree of similarity is not authenticated threshold 51 or more, the user is a registered person, that biometrics outputs an instruction signal S 3 as satisfied.
  • the authentication threshold value 51 is defined as, for example, 80% of the similarity of the comparison target such as the position of the feature point 6 and the distance between the feature points 6. That is, for example, when the number of comparison targets used for biometric authentication is 80, and when 64 or more comparison targets match, the control unit 5 determines that the user is a registrant.
  • the biometric authentication is not limited to the authentication method using the similarity of the feature points 6, but may be an authentication method such as pattern matching.
  • the notification threshold value 52 is a threshold value for determining whether the read image 22 is suitable for biometric authentication.
  • the fact that the read image 22 can be used for biometric authentication indicates, for example, that the read image 22 has more feature points 6 as compared with the registered biometric information 50. Therefore, the notification threshold value 52 is a threshold value regarding the number of feature points 6.
  • the control unit 5 determines that the biometric authentication has been established. judge.
  • the calculation of the position of the feature points 6, the distance between the feature points 6, and the like requires a greater load on the CPU and a longer time than counting the number of the feature points 6, for example.
  • the control unit 5 calculates the position of the feature points 6 and the distance between the feature points 6 and performs biometric authentication and reports that the biometric authentication is not established
  • the user performs biometric authentication many times without knowing the reason why biometric authentication is not established, it takes time and the operation load increases until biometric authentication is established.
  • the read image 22 read in a state where a foreign substance such as a liquid adheres to the reading surface 20 of the biological information sensor 2 or a foreign substance adheres to a user's finger has a blank area 25. Is likely to be an image that is not suitable for biometric authentication due to the occurrence of an image. If the number of the feature points 6 of the read image 22 is small, for example, without calculating the position and the distance, there is a high possibility that the biometric authentication is not established.
  • control unit 5 is configured to count the number of the feature points 6 by the notification threshold value 52 and determine whether or not the read image 22 is suitable for the biometric authentication. .
  • Control unit 5 for example, if the number of feature points 6 were broadcast threshold 52 or less, and outputs a notification signal S 4 to the vehicle control unit 89.
  • the vehicle control unit 89 for example, as shown in FIG. 3B, and displays a message image 861 indicating that the image 22 read on the display screen 860 of the main monitor 86 based on the notification signal S 4 input is not appropriate for biometric authentication .
  • the message image 861 is, for example, “It is an image that cannot be authenticated. Wipe your finger. Wipe the sensor.”
  • control unit 5 shows that the read image 22 is represented by two values of a first value and a second value, and the difference between the number of the first value and the second value is a notification threshold value 52.
  • the value is equal to or more than the (second notification threshold value)
  • the first value and the second value are, for example, “0” and “1” described above.
  • the notification threshold value 52 is, for example, a threshold value regarding a difference between “0” and “1” in the modification.
  • FIG. 4B illustrates, as an example, binary values of “0” and “1” for some of the detection electrodes.
  • a blank area 25 is generated in the read image 22.
  • the blank area 25 is not a conductive foreign substance, the blank area 25 is occupied by a value of “0”, and thus “0” is more than “1”.
  • the blank area 25 is occupied by “1” when, for example, a conductive foreign substance is attached.
  • the control unit 5 determines that the read image 22 is not suitable for biometric authentication.
  • the difference between “0” and “1” is an absolute value in consideration of adhesion of a conductive foreign matter.
  • control unit 5 may be configured to determine that the read image 22 is not suitable for biometric authentication, for example, when “0” and “1” do not vary, that is, are not clear. In this case, the control unit 5 may, for example, consider a failure of the biological information sensor 2 in addition to the adhesion of the foreign matter. 4 may be configured to be output.
  • the control unit 5 When the area of the read image of the biometric information 23 of the user is equal to or smaller than the notification threshold value 52 (third notification threshold value), the control unit 5 as another modified example performs biometric authentication on the read image 22. It is configured to determine that it is not suitable for. This area is calculated, for example, as the number of detection electrodes having a value of “0” or “1”.
  • the notification threshold value 52 in this modification is a threshold value regarding the area of the biological information 23.
  • FIG. 4C shows, as an example, a case where the area of the image 26 of the biological information 23 is small. Further, for example, when there is a blank area 25 as shown in FIG. 4A, the area of the image 26 of the biological information 23 becomes small. As described above, when the area of the image of the biometric information 23 is small, the obtained feature points 6 are small.
  • control unit 5 determines that the read image 22 is not suitable for biometric authentication.
  • control unit 5 determines whether or not the read image 22 is suitable for biometric authentication by combining at least two of the above-described condition regarding the number of the feature points 6, the condition regarding the binary difference, and the condition regarding the area, for example. May be configured.
  • the control unit 5 acquires a read image 22 read by the user touching the operation button 12 of the start switch device 1 (Step 1).
  • control unit 5 determines whether or not the acquired read image 22 is suitable for biometric authentication.
  • the control unit 5 extracts the feature points 6 from the read image 22 and determines that the read image 22 is suitable for biometric authentication when the number of the extracted feature points 6 is larger than the notification threshold value 52 (Step 2: Yes) ).
  • control unit 5 since the control unit 5 determines that the read image 22 is suitable for biometric authentication, the control unit 5 starts biometric authentication (Step 3) and ends the operation of determining whether the read image 22 is suitable for biometric authentication.
  • Step 2 when the number of the feature points 6 of the read image 22 is equal to or less than the notification threshold value 52, the control unit 5 determines that the read image 22 is not suitable for the biometric authentication (Step 2: No), and issues the notification.
  • read image 22 read by outputting a signal S 4 to notify that unsuitable for biometric authentication (Step4).
  • the start switch device 1 can suppress the operation load. Specifically, when the read image 22 that is read is not suitable for biometric authentication, the start switch device 1 notifies the user before biometric authentication is performed. Thus, the user can understand that there is a problem with the read image 22 read at an early stage and can cope with the problem, so that the time until biometric authentication is established can be shortened and the operation load can be suppressed.
  • the start switch device 1 can display a message image 861 indicating that the read image 22 is not suitable for the biometric authentication on the main monitor 86 or the like before performing the biometric authentication, and can notify the user of the attachment of a foreign substance or the like. As compared with the case where no notification is made, the user can easily take measures such as wiping the reading surface 20 of the biometric information sensor 2 and wiping the finger, and biometric authentication can be established earlier.
  • Reference Signs List 1 start switch device 2 biological information sensor 5 control unit 6 feature point 20 reading surface 22 read image 23 biological information 50 registered biological information 51 authentication threshold value 52 notification threshold value 86 main monitor 87 sub monitor 860 display screen 861 message image

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Abstract

生体情報認証装置としてのスタートスイッチ装置１は、ユーザの生体情報２３を読み取る生体情報センサ２が読み取った読取画像２２が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、読取画像２２が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号Ｓ４を出力する制御部５を有する。このスタートスイッチ装置１は、操作負荷を抑制することができる。

Description

生体情報認証装置 関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年９月４日に出願された日本国特許出願２０１８－１６５２７０号の優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１８－１６５２７０号の全内容を本出願に参照により援用する。
本発明は、生体情報認証装置に関する。
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に、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、指や指紋センサに液体などの異物が付着し、読み取られた指紋が生体認証に適さずに生体認証が不成立だった場合、生体認証の結果として生体認証が不成立であったことを報知されてもユーザがなぜ不成立であったか分からないので、繰り返し不成立となって生体認証が成立するまで時間が掛かり、操作負荷が増加する問題がある。
本発明の目的は、操作負荷を抑制することができる生体情報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生体情報認証装置は、ユーザの生体情報を読み取る生体情報センサと、登録者の生体情報を照合用の登録生体情報として予め登録しておく生体情報記憶部と、前記生体情報センサが読み取った読取画像が生体認証に適するか否かを判定し、前記読取画像が前記生体認証に適すると判定した場合、前記読取画像と前記生体情報記憶部に登録された前記登録生体情報とを照合して生体認証を行う判定部と、前記読取画像が前記生体認証に適さないことについて報知する報知部と、を備え、前記判定部は、前記読取画像が前記生体認証に適さないと判定した場合、前記認証部による前記生体認証を行わずに、前記読取画像が前記生体認証に適さないことを前記報知部に報知させる構成を有する。
本発明の一実施形態によれば、操作負荷を抑制する生体情報認証装置を提供することができる。
図１Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置が配置された車両内の説明図である。 図１Ｂは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置を示す説明図である。 図２Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置のブロック図である。 図２Ｂは、車両のブロック図である。 図３Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の生体情報センサで読み取られた読取画像を示す説明図である。 図３Ｂは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置のメインモニタに表示されたメッセージを示す説明図である。 図４Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像を示す説明図である。 図４Ｂは、変形例に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像を示す説明図である。 図４Ｃは、変形例に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像を示す説明図である。 図５は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の動作を示すフローチャートである。
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る生体情報認証装置は、ユーザの生体情報を読み取る生体情報センサが読み取った読取画像が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、読取画像が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号を出力する判定部を有する。
この生体情報認証装置は、読み取られた読取画像が生体認証に適さない場合、生体認証を行う前にそのことを報知するので、生体認証を行った結果を報知する場合と比べて、早い段階で読み取られた読取画像に問題があることが分かって対応でき、操作負荷を抑制することができる。
[実施の形態]
（スタートスイッチ装置１の概要）
図１Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置が配置された車両内の説明図であり、図１Ｂは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置を示す説明図である。図２Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置のブロック図であり、図２Ｂは、車両のブロック図である。図３Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の生体情報センサで読み取られた読取画像を示す説明図であり、図３Ｂは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置のメインモニタに表示されたメッセージを示す説明図である。
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２Ａ及び図２Ｂでは、主な信号や情報などの流れを矢印で示している。
生体情報認証装置としてのスタートスイッチ装置１は、例えば、図１Ａに示すように、運転席に着座するユーザの前方であってステアリング８４の周囲のパネル８０、運転席と助手席の間に位置するフロアコンソール８１、及びステアリング８４などに配置される。このスタートスイッチ装置１は、プッシュ操作（オン操作）により、車両８の駆動装置の始動、又は始動準備を車両８の車両制御部８９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ことができる。
なお車両８の駆動装置の始動や車両８の電源遷移は、例えば、スタートスイッチ装置１から出力された指示信号Ｓ３と、シフト装置などの操作条件と、に基づいて車両制御部８９が判断するものとする。また生体情報認証装置は、スタートスイッチ装置１に限定されず、ログイン、ロック解除や決済などを生体認証で行う装置に搭載可能である。
スタートスイッチ装置１は、例えば、図１Ｂ及び図２Ａに示すように、ユーザの生体情報２３を読み取る生体情報センサ２が読み取った読取画像２２が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、読取画像２２が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号Ｓ４を出力する判定部としての制御部５を有する。
制御部５は、後述する読取画像２２から抽出される特徴点６の数が第１の報知しきい値としての報知しきい値５２以下である場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されている。
またスタートスイッチ装置１は、一例として、図１Ｂ及び図２Ａに示すように、生体情報センサ２と、スイッチ部４と、を備えている。
このスタートスイッチ装置１は、例えば、図１Ｂに示すように、円筒形の本体１０と、操作ボタン１２と、を備えている。この操作ボタン１２は、本体１０の開口１０２に挿入されている。
また車両８は、一例として、図２Ｂに示すように、メインモニタ８６と、サブモニタ８７と、車両制御部８９と、を備えて構成されている。本実施の形態の報知装置は、例えば、メインモニタ８６及びサブモニタ８７の少なくとも一方であるがこれに限定されない。また報知装置は、例えば、メインモニタ８６やサブモニタ８７に限定されず、音声を出力するスピーカ装置であっても良い。また報知は、例えば、メインモニタ８６、サブモニタ８７及びスピーカ装置の少なくとも２つを組み合わせて行われても良い。
メインモニタ８６は、一例として、図１Ａに示すように、センターコンソール８２に配置されているがこれに限定されない。このメインモニタ８６は、例えば、液晶モニタであり、車両制御部８９から出力される表示信号Ｓ５に基づいて表示を行う。
サブモニタ８７は、一例として、図１Ａに示すように、運転席から見て正面のインストルメントパネル８３に配置されているがこれに限定されない。このサブモニタ８７は、例えば、液晶モニタであり、車両制御部８９から出力される表示信号Ｓ６に基づいて表示を行う。このサブモニタ８７は、例えば、インストルメントパネル８３に限定されず、ヘッドアップディスプレイなどのように他の場所に配置されても良い。以下では、報知装置は、メインモニタ８６であるものとする。
車両制御部８９は、例えば、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。この車両制御部８９は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）といった車両ＬＡＮ（Local Area Network）を介してスタートスイッチ装置１と電磁気的に接続されている。
（生体情報センサ２の構成）
生体情報センサ２は、例えば、図１Ｂ及び図３Ａに示すように、生体情報２３として操作指９の指紋を読み取るように構成されている。なお生体情報２３は、操作指９の指紋に限定されず、操作指９の静脈などでも良い。
この生体情報センサ２は、例えば、操作指９の指紋を読み取る場合、光学式、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を読み取るように構成されたセンサが用いられる。
また生体情報センサ２は、例えば、操作指９の静脈を読み取る場合、照射した近赤外線の反射に基づいて静脈を読み出すように構成されたセンサが用いられる。
また生体情報センサ２は、例えば、指紋と静脈の両方を読み取る場合、可視光を照射して撮像した画像を画像処理して指紋と静脈を抽出するように構成されたセンサが用いられる。
本実施の形態の生体情報センサ２は、例えば、生体情報２３として指紋を読み取る静電容量式のセンサである。この生体情報センサ２は、操作者が操作ボタン１２の操作面１２０に接触すると、読取面２０に接触した操作指９から生体情報２３を読み取るように構成されている。
なお読取面２０は、操作面１２０に露出せず、操作面１２０の下方に配置されても良い。また読取面２０は、例えば、矩形に限定されず、円形や楕円形であっても良い。
生体情報センサ２は、例えば、読取面２０の下方に、格子状に行と列に並ぶ複数の検出電極を備えている。この複数の検出電極は、一例として、数万から数十万個形成されると共に、数μｍから数十μｍの間隔で配置されている。
生体情報センサ２は、例えば、列を変えながら行に並ぶ検出電極の静電容量を読み出し、続いて行を変えて検出電極の静電容量を読み出すことを繰り返して全ての検出電極を走査するように構成されている。この走査の周期は、一例として、１００ｍｓ程度である。
生体情報センサ２は、例えば、走査して読み出した複数の静電容量に基づいて形成される静電容量情報Ｓ１を制御部５に出力する。この静電容量情報Ｓ１は、例えば、１周期分の静電容量に基づいて形成される。
具体的には、生体情報センサ２は、例えば、予め設けられたしきい値以上の静電容量を「１」、しきい値より低い静電容量を「０」の二値に分けると共に、検出電極の位置と関連付けて静電容量情報Ｓ１を生成する。
図３Ａに示す読取画像２２は、一例として、静電容量情報Ｓ１に基づいて上述の「１」の検出電極の位置を黒、「０」の検出電極の位置を白として得られるものである。なお図中の丸は、後述する特徴点６の一部を示すために付したものである。
静電容量が高い位置は、指紋の山の位置であって検出電極までの距離が近いので、静電容量が高くなる。そして低い位置は、指紋の谷の位置であって検出電極までの距離が遠く、静電容量が低くなる。従って静電容量の高い位置を黒、低い位置を白とすると、一例として、図３Ａに示すような読取画像２２が得られる。この読取画像２２において黒で示した画像は、読み取られた生体情報２３である。
（スイッチ部４の構成）
スイッチ部４は、一例として、操作ボタン１２の操作面１２０とは反対側となる端部と接触するラバードームスイッチとして構成されている。このラバードームスイッチは、例えば、弾性力を生成すると共に可動接点を有するラバードームと、ラバードームが配置され、可動接点と対向する固定接点を有するスイッチ基板と、を備えている。
そしてプッシュ操作によって操作ボタン１２が本体１０に押し込まれると、ラバードームが変形して可動接点が固定接点と導通し、スイッチがオンしたことを示すスイッチ信号Ｓ２が制御部５に出力される。そしてスタートスイッチ装置１は、例えば、プッシュ操作が終了すると、ラバードームの弾性力によって操作ボタン１２が初期の位置に復帰するように構成されている。
（制御部５の構成）
図４Ａは、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像を示す説明図であり、図４Ｂ及び図４Ｃは、変形例に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像を示す説明図である。図４Ｂは、図４Ａに示す読取画像２２を二値で示した説明図である。
制御部５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、半導体メモリであるＲＡＭ及びＲＯＭ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５が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、登録生体情報５０、認証しきい値５１、報知しきい値５２及び演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部５は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
制御部５は、例えば、静電容量情報Ｓ１に対して抽出処理を行って特徴点６を抽出する。この抽出処理は、例えば、隆線の抽出処理などである。
特徴点６とは、例えば、図３Ａに示すように、中心点、分岐点、端点及び三角州などであるがこれに限定されない。中心点とは、指紋の中心となる点である。分岐点とは、指紋の隆線が分岐している点である。端点とは、隆線が切れている点である。三角州とは、三方向から隆線が集まった点である。
登録生体情報５０は、例えば、登録者名と、テンプレートと、を関連付けた情報である。この登録者名とは、例えば、登録生体情報５０を登録する登録者を識別するものであり、車両８から取得する。テンプレートとは、例えば、生体情報センサ２が読み取った生体情報２３の特徴点６から構成される。なお登録生体情報５０は、ユーザが登録した指の生体情報２３ごとに生成される。
制御部５は、例えば、読み取られたユーザの生体情報２３の特徴点６と、登録生体情報５０のテンプレートと、を比較し、特徴点６の位置、特徴点６間の距離などに基づいて類似度を算出する。そして制御部５は、類似度が認証しきい値５１以上であった場合、ユーザが登録者である、つまり生体認証が成立したとして指示信号Ｓ３を出力する。
この認証しきい値５１は、一例として、特徴点６の位置、特徴点６間の距離などの比較対象の類似度の８０％として定義される。つまり制御部５は、例えば、生体認証に使用する比較対象の数が８０個である場合、６４個以上の比較対象が一致すれば、ユーザが登録者であると判定する。
なお生体認証は、例えば、特徴点６の類似度を用いた認証方法に限定されず、パターンマッチングなどの認証方法であっても良い。
報知しきい値５２は、読み取られた読取画像２２が生体認証に適するか否かを判定するためのしきい値である。この読取画像２２が生体認証に使用することができるとは、例えば、読取画像２２の内に、登録生体情報５０と比較することができるほど特徴点６が多いことを示している。従って報知しきい値５２は、特徴点６の数に関するしきい値である。
制御部５は、例えば、上述のように、特徴点６の位置、特徴点６間の距離などに基づいた比較対象の類似度が認証しきい値５１以上である場合、生体認証が成立したと判定する。この特徴点６の位置や特徴点６間の距離などの算出は、例えば、特徴点６の数をカウントすることに比べて、ＣＰＵに対する負荷が大きく、また長い時間が掛かる。
例えば、制御部５が特徴点６の位置や特徴点６間の距離などを算出して生体認証を行った結果、不成立だったとして報知した場合、ユーザは、再度生体情報センサ２に指を接触させなければならない。例えば、生体認証が不成立となる理由が分からず、ユーザが何度も生体認証を行った場合、生体認証が成立するまで、時間が掛かると共に操作の負荷も増加する。
例えば、図４Ａに示すように、生体情報センサ２の読取面２０に液体などの異物が付着したり、ユーザの指に異物が付着したりした状態で読み取られた読取画像２２は、空白領域２５が生じて生体認証に適さない画像である可能性が高い。そしてこの読取画像２２の特徴点６の数が、例えば、位置や距離を算出するまでもなく少ない場合、生体認証が不成立となる可能性が高い。
そこで制御部５は、生体認証を行う前に、報知しきい値５２によって特徴点６の数をカウントし、生体認証に適した読取画像２２であるか否かを判定するように構成されている。
制御部５は、例えば、特徴点６の数が報知しきい値５２以下であった場合、報知信号Ｓ４を車両制御部８９に出力する。車両制御部８９は、例えば、図３Ｂに示すように、入力した報知信号Ｓ４に基づいてメインモニタ８６の表示画面８６０に読取画像２２が生体認証に適さないことを示すメッセージ画像８６１を表示させる。
このメッセージ画像８６１は、一例として、「認証できない画像です。指を拭いてください。センサを拭いてください。」である。
ここで変形例としての制御部５は、読取画像２２が第１の値及び第２の値の二値で示され、第１の値と第２の値の数の差が報知しきい値５２（第２の報知しきい値）以上である場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されている。
この第１の値及び第２の値は、例えば、上述の「０」と「１」である。また報知しきい値５２は、例えば、変形例において「０」と「１」の差に関するしきい値とされている。図４Ｂは、一例として、一部の検出電極ごとの「０」と「１」の二値を図示したものである。
例えば、図４Ａに示すように、指や読取面２０に異物が付着した場合、読取画像２２に空白領域２５が生じる。この空白領域２５は、例えば、導電性の異物でない場合、「０」の値で占められるので、「１」に比べて「０」が多くなる。また空白領域２５は、例えば、導電性の異物が付着していた場合、「１」で占められる。
制御部５は、例えば、図４Ｂに示すように、「０」と「１」の差が報知しきい値５２以上となった場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定する。なお「０」と「１」の差は、導電性の異物の付着も考える場合、絶対値である。
ここで制御部５は、例えば、「０」と「１」がばらついていない、つまり鮮明でない場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されても良い。この場合、制御部５は、例えば、異物の付着の他に、生体情報センサ２の故障が考えられるので、複数回同様の判定であった場合、生体情報センサ２の故障を報知させる報知信号Ｓ４を出力するように構成されても良い。
また他の変形例としての制御部５は、読み取られたユーザの生体情報２３の画像の面積が報知しきい値５２（第３の報知しきい値）以下である場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されている。この面積は、例えば、「０」又は「１」の値を取る検出電極の数として算出される。
この変形例における報知しきい値５２は、生体情報２３の面積に関するしきい値とされている。図４Ｃは、一例として、生体情報２３の画像２６の面積が小さい場合を示している。また例えば、図４Ａのように空白領域２５がある場合、生体情報２３の画像２６の面積が小さくなる。このように、生体情報２３の画像の面積が小さい場合、得られる特徴点６が少ない。
制御部５は、生体情報２３の面積が報知しきい値５２以下である場合、読み取られた読取画像２２が生体認証に適さないと判定する。
さらに制御部５は、例えば、上述の特徴点６の数に関する条件、二値の差に関する条件、及び面積に関する条件の少なくとも２つを組み合わせて読取画像２２が生体認証に適しているか否かを判定するように構成されても良い。
以下に本実施の形態のスタートスイッチ装置１の動作の一例について図５のフローチャートに従って説明する。以下では、読取画像２２が生体認証に適しているか否かを判定する動作について説明する。
（動作）
制御部５は、ユーザがスタートスイッチ装置１の操作ボタン１２に接触したことによって読み取られた読取画像２２を取得する（Ｓｔｅｐ１）。
次に制御部５は、取得した読取画像２２が生体認証に適しているか否かを判定する。制御部５は、読取画像２２から特徴点６を抽出し、抽出した特徴点６の数が報知しきい値５２より多い場合、読取画像２２が生体認証に適していると判定する（Ｓｔｅｐ２：Ｙｅｓ）。
次に制御部５は、読取画像２２が生体認証に適していると判定したので、生体認証を開始し（Ｓｔｅｐ３）、読取画像２２が生体認証に適するか否かの判定動作を終了する。
ここでステップ２において制御部５は、読取画像２２の特徴点６の数が報知しきい値５２以下である場合、読取画像２２が生体認証に適していないと判定し（Ｓｔｅｐ２：Ｎｏ）、報知信号Ｓ４を出力して読み取った読取画像２２が生体認証に適さないことを報知する（Ｓｔｅｐ４）。
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るスタートスイッチ装置１は、操作負荷を抑制することができる。具体的には、スタートスイッチ装置１は、読み取られた読取画像２２が生体認証に適さない場合、生体認証を行う前にそのことを報知するので、生体認証を行った結果を報知する場合と比べて、ユーザが早い段階で読み取られた読取画像２２に問題があることが分かって対応でき、生体認証が成立するまでの時間が短くなると共に操作負荷を抑制することができる。
スタートスイッチ装置１は、生体認証を行う前に、メインモニタ８６などに読取画像２２が生体認証に適さないことを示すメッセージ画像８６１を表示させ、異物の付着などについてユーザに報知することができるので、報知しない場合と比べて、ユーザが生体情報センサ２の読取面２０を拭いたり、指を拭いたりといった対策を取り易く、早期に生体認証を成立させることができる。
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 スタートスイッチ装置
２ 生体情報センサ
５ 制御部
６ 特徴点
２０ 読取面
２２ 読取画像
２３ 生体情報
５０ 登録生体情報
５１ 認証しきい値
５２ 報知しきい値
８６ メインモニタ
８７ サブモニタ
８６０ 表示画面
８６１ メッセージ画像

Claims (10)

  1. ユーザの生体情報を読み取る生体情報センサと、
    登録者の生体情報を照合用の登録生体情報として予め登録しておく生体情報記憶部と、
    前記生体情報センサが読み取った読取画像が生体認証に適するか否かを判定し、前記読取画像が前記生体認証に適すると判定した場合、前記読取画像と前記生体情報記憶部に登録された前記登録生体情報とを照合して生体認証を行う判定部と、
    前記読取画像が前記生体認証に適さないことについて報知する報知部と、を備え、
    前記判定部は、前記読取画像が前記生体認証に適さないと判定した場合、前記認証部による前記生体認証を行わずに、前記読取画像が前記生体認証に適さないことを前記報知部に報知させる、生体情報認証装置。
  2. 前記判定部は、前記読取画像に対して抽出処理を行って、前記生体情報の特徴点を抽出するとともに、前記読取画像から抽出される特徴点と、前記登録生体情報と、を比較し、前記特徴点に基づく類似度が類似度しきい値以上である場合、前記ユーザが前記登録者であるとして生体認証を成立させる、
    請求項１に記載の生体情報認証装置。
  3. 前記判定部は、前記特徴点の数が第１の報知しきい値以下である場合、前記読取画像が生体認証に適さないと判定する、
    請求項１又は２に記載の生体情報認証装置。
  4. 前記生体情報センサは、前記生体情報として指紋を読み取り、
    前記判定部は、前記特徴点として前記指紋の中心点、分岐点、端点及び三角州を抽出する、
    請求項２又は３に記載の生体情報認証装置。
  5. 前記生体情報センサは、読取面の下方に設けられた複数の検出電極の複数の静電容量を読み出し、当該複数の静電容量のうち予め設けられたしきい値以上の静電容量のものを第１の値、当該しきい値より低い静電容量のものを第２の値として二値に分けるとともに、前記検出電極の位置と関連付けて静電容量情報を生成することにより前記読取画像とする、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体情報認証装置。
  6. 前記判定部は、前記第１の値と前記第２の値の数の差が第２の報知しきい値以上である場合、前記読取画像が生体認証に適さないと判定する、
    請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体情報認証装置。
  7. 前記判定部は、前記第１の値及び第２の値の分布におけるばらつきが、所定のばらつき度以下である場合、前記読取画像が生体認証に適さないと判定する、
    請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体情報認証装置。
  8. 前記判定部は、前記ユーザの生体情報の画像の面積を算出するとともに、算出した前記ユーザの生体情報の画像の面積が第３の報知しきい値以下である場合、前記読取画像が生体認証に適さないと判定する、
    請求項１乃至７のいずれか１項に記載の生体情報認証装置。
  9. 前記判定部は、前記ユーザの生体情報の画像の面積を、前記生体情報センサの前記第１の値又は前記第２の値を取る前記検出電極の数として算出する、
    請求項８に記載の生体情報認証装置。
  10. 前記報知部は、音声あるいは表示、又は音声と表示の組み合わせを用いて報知を行う、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の生体情報認証装置。
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