JPH0245884A - 指紋照合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、指紋照合装置に関するものであり、特に、指
紋照合装置内の指紋入力部における操作性を向上させ、
照合率を向上させ、保守性を向上させ、さらに指紋入力
部に対する不測の操作により損傷または誤動作しないよ
うにした、指紋照合装置に関する。また、指の汚れを除
去しうるようにした指紋照合装置に関する。

本発明の指紋照合装置は、例えば、安全管理システムの
出入管理などに用いられる。

〔従来の技術〕

指紋は個人ごとに異なるので、指紋を用いて個人を同定
する指紋照合装置が種々提案され、一部実用化が図られ
てきている。そのような指紋照合装置の適用例の一つと
して、安全管理システムがある。安全管理システムにお
いては、指紋照合装置は特定の人の出入管理に用いられ
ている。以下その概要を述べる。予め、特定の利用者の
指について走査し、指紋の特徴部を抽出し、さらにパタ
ーン化して登録しておく。その利用者が出入する際、指
紋照合装置の指紋入力部に指をあてる。指紋照合装置は
、その利用者の指を走査し、指紋の特徴部を抽出し、パ
ターン化したうえで、予め登録しである指紋パターンと
比較照合し、一致しているか否かを判定する。一致して
いる場合は、正しい出入者とする。このように、指紋を
用いることにより、正確な出入管理が可能になる。

〔発明が解決しようとする課題〕 指紋パターンの比較照合においては、同一人の指紋であ
っても、指紋入力時の指の圧力、指のひらの汚れ、入力
時の指の位置、入力時の指の移動などにより、登録時の
指紋パターンと異なる指紋パターンとして入力されて、
不一致とされることがある。このように、指紋照合装置
の利用においては、照合アルゴリズムの正確さよりも利
用者の操作条件が予定どうりでないために不一致と判断
して、照合率を低下させるとともに、利用者に再操作を
強いることがあり、正確さ、利用性、照合時間などに問
題がある。また、指紋入力部は、指を置くため凹陥状の
機構となっているが、塵芥などが付着しやすく付着した
塵芥が指紋パターン入力に狂いを生じさせる。指紋入力
部は光学的に指紋を走査するが、指が置かれ°ることに
より汚れて入力誤差の要因になるので、オペレータがア
ルコールや布などで拭き取るといった保守作業が必要と
なっている。

さらに、指紋入力部に、故意またはいたずらにより、異
物または棒などが挿入されて、光学系が損傷されること
がある。光学系に傷がついたりすると、指紋入力に狂い
が生じることになる。

以上述べたように、従来の指紋照合装置は、実際の運用
において、種々の問題に遭遇している。

本発明の目的は、上記問題を解決し、操作性に富み、照
合率が高く、保守性に富み、しかも、いたずらなどの影
響を受けにくい、指紋照合装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、予め定められた容認者条件を入力する
容認者入力部と、実際の指を走査し指紋データを入力す
る指紋入力部と、予め登録された指紋データを格納して
おく照合用指紋データ記憶手段と、前記指紋入力部から
の実際の抽出指紋データと前記照合用指紋データ記憶手
段からの登録指紋データとを比較照合する照合手段とを
備えた、指紋照合装置において、前記指紋入力部が、操
作体を有し、該操作体は不動作詩前記指紋入力部の内部
を外部から隔離し、前記容認者入力部にふいて入力され
た容認者条件が予め定められた条件に一致したときのみ
前記操作体が移動可能となるように構成したことを特徴
とする、指紋照合装置が提供される。

前記指紋入力部が、圧搾気体を収容した容器と、該容器
の開閉弁と、圧搾気体用導管とを具備し、前記指紋入力
部に圧搾気体を導入するように構成される。

前記指紋入力部が、汚れ除去部を具備し、前記指に付着
する汚れを除去するように構成される。

〔作　用〕

実際に指紋の入力が行われる間、指が適切に固定される
。これにより、指紋入力の正確さが向上し、照合率の向
上ならびに利用度が向上する。

指紋入力部の内部が指紋読み取り時のみ外部に対して開
放されるように構成され、塵芥の付着防止およびいたず
らなどによる装置の損傷が防止できる。

指紋入力部に汚れ除去部を設けることにより、保守性の
向上、および指紋入力精度の向上が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明の指紋照合装置の実施例として、安全管理
システムの出入管理に用いられる場合について、添付図
面を参照して述べる。

第１図は本発明の１実施例としての指紋照合装置の操作
パネル部の平面図である。第２図は該指紋照合装置のシ
ステム構成図である。第３図は第１図における指紋入力
部の機構図である。第４図は第２図における制御部のブ
ロック構成図である。

第５図は以上の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

第１図において、１はこの指紋照合装置の利用者が実際
の指（実損）を入力するための指紋入力部を示し、２は
テンキイによる入力部を示し、利用者が予め指定された
容認者条件、例えば、パスワードを入力したり、指紋の
選択コード、登録コードなどの各種のデータを入力する
ために用いられる。入力部２はテンキイにかえて機能ス
イッチなどに代えることができる。３は照合結果出力部
を示し、照合結果、各種ガイダンスなどを出力する。照
合結果出力部３は液晶（ＬＣＤ）　、ＣＲＴ。

音声出力、またはこれらの組み合せなどにより構成され
る。４は本指紋照合装置を利用する場合、予め利用者の
指紋を登録する場合に用いる「登録モード」、または実
ｒに照合する場合に用いる「照合モード」のいずれかを
設定するためのモード設定部を示し、この実施例では１
！（キイ）によって実現されている。鍵に代えて、カー
ドとそのカードを読み取るカードリーダとの組み合せ、
または機能ボタンスイッチなどを用いることができる。

第２図において、指紋入力部１はセンサ部１１とＡＤ変
換部１２とから構成される。センサ部１１は、第３図に
示すように、指紋を照射するための投光部としてのＬ［
ＥＤｌｌｌと、ＬＥＤｌｌｌからの光を受光して指紋パ
ターンを反射させるプリズム１１２と、プリズム１１２
からの反射光から指紋画像を取り出すＣＣＤイメージセ
ンサ１１３などから構成される。ＡＤ変換部１２は、セ
ンサ部１１において得られた指紋画像をＡＤ変換してデ
ィジタルデータにする。入力部（テンキイ）２、照合結
果出力部３、モード設定部４および指紋入力部１が、入
出力インターフェイス５を介して制御部６に接続されて
いる。この実施例では、制御部６はマイクロプロセッサ
で実現されており、ＣＰＵ　（周辺回路も含む”）　６
１、ＲＯＭ　６２、およびＲＡＭ　６３から構成されて
いる。ＲＯＭ　６２には、後述する指紋登録及び照合の
ためのプログラムが記憶されている。ＲＡＭ６３は利用
者の指紋データ、各種パラメータ、データの記憶に用い
られる。

第３図を参照して、指紋入力部１の構造を述べる。操作
体１１５は、通常、指またはその他の異物の入力を塞ぐ
ように閉じられている。操作体１１５の下端には汚れ除
去部４０が設けられ、操作体１１５の上端には磁石１１
６およびその電磁石１１４が設けられている。操作体１
１５に対向したＣＣＤイメージセンサ１１３の奥に、基
板３０に固定された支持部材３１にリミットスイッチ３
２およびスプリング３３が取り付けられている。汚れ除
去部４０は、例えば、眼鏡のレンズを拭き取るために用
いられる、ポリエステル製の超極細繊維の布を使用して
いる。磁石１１６およびその電磁石１１４とで、操作体
ストッパ部１３を構成する。指紋入力部１の動作につい
ては後述する。

第４図を参照して、制御部６について述べる。

制御部６には容認者入力部２１、指紋入力部１およびモ
ード設定部４が接続されている。容認者入力部２１は入
力部２、すなわち、テンキイで代用され、容認者の条件
を入力する。指紋入力部１はセンサ部１１と操作体スト
ッパ部１３を図示する。

照合結果出力部３も図示のごとく接続されている。

制御部６は、下記に述べる機能を持つ下記の手段から構
成されている。

（イ）容認者判定手段６１１ 容認者入力部２１から容認者条件、例えば、パスワード
が入力された場合、それが予め登録されたものか否かを
判定する。

（ロ）モード設定手段６１２ モード設定部４からの設定操作に応じて、「登録モード
」または「照合モード」のいずれかを設定する。

（ハ）指紋データ抽出手段６１３ 指紋入力部１のセンサ部１１からの指紋データからその
特徴パターンを抽出する。

（ニ）電磁石付勢手段６１４ リミットスイッチ３２の状態に応じて電磁石を付勢また
は消勢するためのオン・オフ信号を出力する。

（ホ）照合用指紋データ記憶手段６３１「登録モード」
において得られた基準となる照合用の特定の人の指紋デ
ータを予め記憶する部分であり、ＲＡＭ　６３の一部で
ある。

（へ）照合手段６１５ 「照合モード」において、指紋入力部１および指紋デー
タ抽出手段６１３からの実際の指紋データと、照合用指
紋データ記憶手段６３１からの指紋データとを比較照合
する。

第５図を参照して、上記指紋照合装置の「照合モード」
について述べる。なお、基準となる指紋データは、「登
録モード」において、予め上記照合用指紋データ記憶手
段６３１に登録されているものとする。

ステップ５ＯＯＩ−３ＯＯ４ 利用者は、所定の鍵を用いてモード設定部４を「照合モ
ード」に設定する。この設定操作に応じて、モード設定
手段６１２が、制御部６の内部を「照合モード」にする
（ＳＯＯＩ）。

ついで、利用者は、容認者入力部２１を介してそのパス
ワードを入力する。容認者判定手段６１１が入力された
パスワードが予め登録されたものか否かを判断する（Ｓ
ｎＯ２）。もし一致しなければ、再試行される。ただし
、所定の回数再試行しても−致しなければ、照合結果出
力部３から、エラー出力がされる（図示せず）。

さらに、利用者は、テンキイ２を介して、指紋選択コー
ド、すなわち、照合用の指に相当する「指コード」を入
力する（ＳｎＯ４）。

ステップ５ＯＯ５−３ＯＯ９ 入力されたパスワードと指コードに基づいて、照合用指
紋データ記憶手段６３１内の該当する照合用指紋データ
が照合手段６１−５に送出される（ＳｎＯ５）。

入力されたパスワードが正当な利用者のものであると容
認者判定手段６１１において判断されると、付勢手段６
１４を介して電磁石１１４が消勢されてオフとなる（Ｓ
ｎＯ２）。これにより、利用者が指で、第３図における
操作体１１５を押せば、スプリング３３の付勢力に対抗
して操作体１１５をリミットスイッチ３２に向かって押
すことができる。

操作体１１５が押しこまれてリミットスイッチ３２に当
接すると、操作体ストッパ部１３がらオン（閉）信号が
付勢手段６１４に出力される。

操作体１１５を押している指の指紋が入力され（ＳＯＯ
７Ｌ　　リミットスイッチ３２がオンになったときの指
紋入力画像データについてその特徴部が抽出される（Ｓ
ｎＯ９）。

ステップ５ＯＬＯ−３Ｏ１３ 照合手段６１５において、予め登録された指紋データと
上記のごとく入力された指紋データとを比較照合する（
ＳＯＬＯ）。照合結果が照合結果出力部３に送出され、
照合結果出力部３から出力される（ＳＯ１３）。この間
利用者が指を引くと、リミットスイッチ３２がオフとな
り（ＳＯＩＩ）、電磁石付勢手段６１４が電磁石１１４
を付勢（オン）する（ＳＯ１２）。これにより、利用者
の指が操作体１１５　　とともに、押し出される。

以上に述べたように、先ず、指紋の入力が一定の位置で
行われるので指紋入力の読み取り精度が向上する。つい
で、指紋を入力する際、指を所定の位置に強制的に置か
せるというのではなく、操作体１１５を押すという必然
的な動作によるので、指の押圧力も均一化され読み取り
精度が向上するとともに、利用者の操作性も向上する。

さらに、指紋入力部１の光学系部分は不使用時は操作体
１１５により、外部から隔離されており、塵芥などの影
響を受けにくい。また、操作体１１５は、容認者である
ことを確認したうえで操作可能となるので、いたずらな
どにより、光学系が損傷されることがない。指が操作体
１１５を押していくとき、自動的に汚れ除去部４０の部
分を通るので指に付着した汚れが事前に除去され、光学
系を汚すことがなく、保守が容易になるとともに、読み
取り精度の低下も生じない。

本発明の指紋照合装置の第２実施例を第６．７図を参照
して述べる。この実施例は、指紋入力部１の操作体スト
ッパ１３の操作体１１５を電動式にしたものであり、制
御部６は、第４図の電磁石付勢手段６１４に代えて、第
６図に示すモータ駆動手動６１６を用いている。第７図
のフローチャートに示されるように、容認者と判定され
れば（ＳＯＯ３）、電磁石１１４が消勢（オフ）され（
ＳＯＯ６）、モータ駆動手段６１６が指をのせた操作体
１１５をモータを介して移動させる（ＳＯ２１）。指紋
読み取り、照合ののち、モータ駆動手段６１６は、操作
体１１５をもとの位置に戻すようにモータを駆動する（
ＳＯ２２）。その後、電磁石１１４が付勢（オン）され
（３０１３）、再び、実指挿入口を塞ぐ。

指紋入力部１のモータ駆動機構については省略した。

本発明の指紋照合装置の第３実施例を第８−１１図を参
照して述べる。

第８図において、操作体１１７は上方向に回転可能にな
っており、この操作体１１７には磁石１１６が装着され
ている。操作体１１７が回転すると、軸１１８に取り付
けられたぜんまい式スプリング（図示せず）を締め付け
る。操作体１１７が所定の位置まで回転すると、蓋板１
２０に取り付けられた電磁石１１４が付勢（オン）され
て、操作体１１７がそこに固定される。電磁石１１４は
操作体の固定部１４を構成する。操作体１１７は、磁石
１１６および電磁石１１９とともに操作体ストッパ部１
３を構成し、通常時、指入力部を塞ぐようになっている
。５０は汚れ除去部で、プリズム１１２および突指の汚
れを除去するように、カートリッジ式の炭酸ガス（ＣＯ
２）圧搾器の弁が開いて所定の時間炭酸ガスが指紋入力
部１に導入されるようにしている。

第９図に指紋照合装置の構成を示す。指紋入力部１は、
センサ部１１、操作体ストッパ部１３のほかに操作体固
定部１４を含んでいる。制御部６には、第１の計時手段
６１７Ａと第２の計時手段６１７Ｂとからなる計時手段
６１７が設けられている。

第１０図のフローチャートを参照して、照合モードにつ
いて述べる。

ステップ５ＯＯＩ−３ＯＯ５は前述の内容と同じである
。

ステップ５Ｏ３１−３Ｏ３７ 容認者が正当であることが判断されると、操作体ストッ
パ部１３が解除される（ＳＯ３１）。利用者は、軸１１
８に取り付けられているぜんまい式スプリングの付勢力
に対抗して軸１１８を中心に操作体１１７を回転させる
。

所定の位置まで操作体１１７が回転されると、操作体１
１７が付勢されている電磁石１１４により、固定される
。このとき、汚れ除去部５ｏから、指紋入力部１に炭酸
ガスが導入される。

操作体固定部１４がオンすると、第１の計時手段６１７
Ａが時間ｔ１を設定し、計時を開始する。

以上の間、指紋入力および指紋データ抽出が上記同様に
行われる（ＳＯ３２、５Ｏ３４）。抽出された指紋デー
タが照合手段６１５に送出される。

上記時間ｔ１が経過すると、操作体固定部１４の電磁石
１１４がオフにされ、ぜんまい式スプリングの付勢力に
より、操作体１１７がもとの位置に戻る。

ステップ５ＯＯ８−３Ｏ４０ 第２の計時手段６１７Ｂが第２の時間ｔ２を設定し、計
時を開始す、る。その時間ｔ２が経過すると、電磁石１
１９を付勢する。これにより、操作体１１７がもとの位
置に固定され、指の挿入口を塞ぐ。

ステップ５Ｏ４１、５Ｏ４２ 上記同様に、比較照合、および、その結果が出力される
。

第１１図（ａ）　−（Ｃ）に指紋入力部１のさらに他の
実施例を示す。第１１図（ａ）は指紋入力部１の断面図
、第１１図（ｂ）は操作体１２１の正面図、第１１図（
Ｃ）は第１１図（ａ）の平面図である。この指紋入力部
の操作体１２１は、第８図のものとは異なり、透明体で
あり、しかも、図に示すように軸１１８を中心として下
方に回転可能となっている。操作体１２１の裏面には磁
石１２２が取り付けられている。固定手段として操作体
ストッパ部１２３が設けられている。プリズム１１２の
両側には操作体固定部１４を構成する電磁石１２４が設
けられている。ＣＣＤ１１３の奥には、圧搾空気を収容
しである容器６１と、制御部６からの電気的な制御信号
に基づいて開閉する容器弁６２と、指紋入力部１に容器
６１からの圧搾空気を導入する導管６３とからなる、汚
れ除去部６０が設けられている。圧搾空気により、汚れ
を除去する。指は操作体１２１のうえに置き、操作体１
２１を押しながら、透明の操作体１２１Ａを通して指紋
が読み取られるように構成されている。操作体１２１の
回転動作および磁石の動作は第８図の場合と同様である
。

操作体固定部１４は取り除くことができる。このとき、
ぜんまい式スプリング１１８Ａの付勢力は、利用者が操
作体１２１を押し付けて指紋を入力するときの指の圧力
が加わるような大きさに設定しておく。

指の汚れを除去するための機構を設けることもできる。

以上の実施例において、基準の照合用の指紋データ、パ
スワードなどをＩＣカードに記憶しておき、そのＩＣカ
ードを用いるようにしてもよい。

本発明の実施に際しては、上記の実施例を種々組み合せ
ることができる他、種々の変形形態を採ることができる
。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、先ず、指紋の入
力が正確に行われるので指紋入力の読み取り精度が向上
する。ついで、指紋を入力する際、指を所定の位置に強
制的に置かせるというのではなく、操作体を押すという
必然的な動作によるので、指の押圧力も均一化され読み
取り精度が向上するとともに、利用者の操作性も向上す
る。さらに、指紋入力部の光学系部分は不使用時は操作
体により、外部から隔離されており、塵芥などの影響を
受けにくい。また、操作体は、容認者であることをｆＩ
！認したうえで操作可能となるので、いたずらなどによ
り、光学系が損傷されることがない。

自動的に汚れ除去部により指に付着した汚れが事前に除
去され、光学系を汚すことがな（、保守が容易になると
ともに、読み取り精度の低下も生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例としての指紋照合装置の操作
パネル部の平面図、 第２図は該指紋照合装置のシステム構成図、第３図は第
１図における指紋入力部の機構図、第４図は第２図にお
ける制御部のブロック構成図、 第５図は以上の動作を説明するためのフローチャート、 第６図は本発明の第２の実施例の指紋照合装置のシステ
ム構成図、 第７図は第６図の動作を説明するためのフローチャート
、 第８図は本発明の第３の実施例の指紋照合装置における
指紋入力部の構成図、 第９図は第３の実施例の指紋照合装置の制御部のブロッ
ク図、 第１０図は第３実施例の動作を説明するためのフローチ
ャート、 第１１図は（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）’Ｉｔ本発
明０）第４図の実施例の指紋入力部に構成図、である。 （符号の説明） １・・・指紋入力部、　　　２・・・入力部、３・・・
照合結果出力部、４・・・モード設定部、６・・・制御
部、　　　　　３２・・・リミットスイッチ、３３・・
・スプリング、　　４０・・・汚れ除去部、１１５、１
１７．１２１・・・操作体、１１１・・・ＬＥＤ、　　
　　　１１２・・・プリズム、１１３・・・ＣＣＤイメ
ージセンサ。 （ｃ） 第１１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、予め定められた容認者条件を入力する容認者入力部
   （２１）と、実際の指を走査し指紋データを入力する指
   紋入力部と（１）と、予め登録された指紋データを格納
   しておく照合用指紋データ記憶手段（６３１）と、前記
   指紋入力部からの実際の指紋データと前記照合用指紋デ
   ータ記憶手段からの登録指紋データとを比較照合する照
   合手段（６１５）とを備えた、指紋照合装置において、 前記指紋入力部が、操作体（１１５、１１７、１２１）
   を有し、該操作体は不動作時前記指紋入力部の内部を外
   部から隔離し、 前記容認者入力部において入力された容認者条件が予め
   定められた条件に一致したときのみ前記操作体が移動可
   能となるように構成したことを特徴とする、指紋照合装
   置。 ２、前記指紋入力部が、圧搾気体を収容した容器（６１
   ）と、該容器の開閉弁（６２）と、圧搾気体用導管（６
   ３）とを具備し、前記指紋入力部に圧搾気体を導入する
   ように構成されていることを特徴とする、請求項１記載
   の指紋照合装置。 ３、前記指紋入力部が、汚れ除去部（４０）を具備し、
   前記指に付着する汚れを除去するように構成されている
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の指紋照合装
   置。