(57)【要約】【課題】指紋認証システムの導入を検討している段階で、顧客に対して指紋認証の特徴や効果的な入力方法を習得させて、指紋認証システム導入に当たって指紋登録時の登録指紋データ不良の発生または指紋認証システム導入後の運用時における入力指紋データの不良の発生を軽減させる指紋入力訓練装置を提供する。【解決手段】指紋入力訓練装置１は、指紋を読み取る指紋読取手段２と、該指紋読取手段で所定回数読み取った指紋画像データを所定の指紋判定基準に基づいて照合し、当該指紋画像データが指紋認証システムに用いる指紋画像データとして適するか否かを判定する指紋認証適合性判定処理回路部３と、該指紋認証適合性判定処理回路部で判定された指紋認証適合性判定結果を出力する表示出力手段８および／または音響出力手段９とを携帯可能な筐体１０に一体的に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋認証装置に指紋入力する方法を人に訓練させる指紋入力訓練装置であって、
指紋を読み取る指紋読取手段と、
該指紋読取手段で読み取った指紋画像データを所定の指紋判定基準に基づいて照合し、当該指紋画像データが指紋認証システムに用いる指紋画像データの指紋認証適合性を判定する指紋認証適合性判定処理回路部と、
該指紋認証適合性判定処理回路部で判定された指紋認証適合性判定結果を出力する表示出力手段および／または音響出力手段と
を携帯可能な筐体に一体的に備えたことを特徴とする指紋入力訓練装置。
【請求項２】
前記指紋認証適合性判定処理回路部は、指紋画像データが前記所定の指紋判定基準のうち、第１の指紋判定基準以上の場合に指紋認証に適すると判定し、第２の指紋判定基準未満の場合に指紋認証に適さないと判定し、前記第２の指紋判定基準以上かつ前記第１の指紋判定基準未満の場合に指紋認証に適合する可能性があると判定して、指紋画像データの指紋認証適合性を判定することを特徴とする請求項１記載の指紋入力訓練装置。
【請求項３】
前記指紋認証適合性判定処理回路は、読み取った指紋が指紋認証に適さないと判定した場合または指紋認証に適合する可能性があると判定した場合に、前記表示出力手段および／または音響出力手段により指紋認証に不適合である旨の判定結果を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の指紋入力訓練装置。
【請求項４】
前記指紋判定基準は、最初に読み取られた指紋画像データから抽出した特徴情報と次に読み取られた指紋画像データから抽出した特徴情報の一致率であることを特徴とする請求項１及請求項３に記載の指紋入力訓練装置。
【請求項５】
前記指紋認証適合性判定処理回路部は、前記指紋画像データを記憶する記憶部を備えており、該記憶部に記憶された前記指紋画像データは、データ照合後または電源遮断時に消去されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の指紋入力訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋認証を利用する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指紋認証システムは、個人または指毎に紋様が全て異なるという特徴をもつ指紋を個人認証に利用するものであり、指紋認証装置を利用した建築物の入退室管理システムやセキュリティシステムとして広く用いられている。
【０００３】
しかし、指紋認証システムでは、従来より、登録ユーザ本人であるにもかかわらず本人ではないと誤認証してしまう「本人拒否の誤認証」の問題と、他人であるにもかかわらず登録ユーザ本人と認証してしまう「他人受入の誤認証」の問題が原理的に存在しており、いわゆる二律背反の状態・関係を有している。
【０００４】
すなわち、一例として、指紋認証システム（指紋認証装置）は、「他人受入の誤認証」の問題を解消するために登録指紋データに基づく入力指紋データの指紋判定基準（例えば画像データマッチング率や、あるいは指紋画像データの隆線部分などの指紋特徴情報から算出した一致率など）を高めると、他人の入力指紋データを登録指紋データと異なるものと確実に判定することができる。しかし、指紋データは指の乾燥具合（湿り具合）や指の置き方で一様にならないことが知られており、このような状態で上記判定基準に基づいて登録ユーザが指紋入力する場合、指紋認証システム（指紋認証装置）は登録ユーザ本人の入力指紋データであっても登録指紋データと異なると判定してしまう場合がある（「本人拒否の誤認証」が発生する）。
【０００５】
また、「本人拒否の誤認証」の問題を軽減するために指紋判定基準（指紋判定基準値）を低く設定すると、指紋認証システム（指紋認証装置）は、指の状態の影響を殆ど受けることなく登録ユーザ本人の入力指紋データが登録指紋データと等しいと判定できる一方、他人の入力指紋データであっても登録ユーザの登録指紋データに一致していると判定してしまう場合がある（「他人受入の誤認証」が発生する）。
【０００６】
このように、指紋認証システムがそれ特有の二律背反状態・関係を有する問題は、指紋認証システム導入後の指紋入力の際に入力指紋データが一様でないことに加え、システム導入に当たって実際に登録ユーザ本人が指紋データを設定登録する際の登録指紋データが指の状態や登録指紋データの設定基準（設定基準値）などによって一様でないことにも起因する。
【０００７】
そこで、前述したような問題を軽減するための指紋認証装置として、登録指紋データの信頼性を向上させる技術が提案されている（例えば特許文献１）。また、指紋認証システム導入後の指紋入力の際に登録ユーザが本人拒否の誤認証をなされないように指紋入力方法を指示する技術が提案されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−１８０９８８号公報
【特許文献２】実開昭６３−１２６０号公報
【０００９】
上記特許文献１の装置は、指紋認証システムが導入される段階（指紋登録を行う段階）で登録指紋データの信頼性が低いことが判明した場合に、ユーザに指の置き方などを指導して信頼性の高い登録指紋データの再設定登録を促すものである。また、上記特許文献２の装置は、指紋認証システムが運用されている段階で入力指紋データが登録指紋データに一致しない場合に登録ユーザに入力指紋データが誤認証された理由等を示して再入力を促すものである。
【００１０】
つまり、これらの装置は、指紋認証の精度が指の状態（湿り具合）や指の置き方に依存する度合いが高いことに着目して、指紋登録時または指紋入力時の各段階で各指紋データを解析して効果的に指紋登録または指紋入力する指紋認証方法を（登録）ユーザに示すものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、これらの技術は、指紋登録時または運用段階において、ユーザの指紋認証方法の習熟度の低さが発見された場合にユーザに確実な指紋登録・指紋入力の方法を指導するので、ユーザ側にとっては、指紋認証システムに対する習熟度が低い状態のままシステムを導入するので指紋認証システムを活用できるようになるまで時間的・精神的負担を強いられることになり、運用上、効率が良いはいえない。また、指紋認証システム（指紋認証装置）を提供するメーカー側にとってもユーザが指紋認証方法を習熟して指紋認証システムを活用できるようになるまで多大な費用と労力を要してユーザを支援しなければならず、サービス提供上、効率が良いとはいえない。
【００１２】
したがって、指紋認証の特質から指紋データの登録・入力およびシステム運用を効果的に行うには、指紋認証システムを導入する段階で既に顧客が指紋認証方法を充分に習得していることおよびユーザが自分の指紋の特徴・適合性を理解していることが最良策である。しかし、指紋認証システムの導入を検討している者に対して効果的な指紋認証方法を簡単に体験させて習得させるようなツールはいままでなかった。
【００１３】
また、指紋認証装置（指紋認証システム）は、例えば、入退室管理システムのように、入り口付近の壁やその他のシステム機器（例えばドアホンなど）に組み込まれた状態で実機として設置されていることが一般的であり、メーカーが店舗等において顧客が指紋認証システムの導入を検討する段階で指紋認証装置などの説明を行う際にも、店舗に展示してある他システムに組み込まれた状態の実機を用いて行うので、顧客に指紋認証装置の指紋登録などの操作を体験させる場合にも指紋認証装置を移動出来ず不便であった。
【００１４】
また、導入検討の結果、指紋認証システム購入が決定し、システム運用を開始するに当たって指紋登録を行う際には、システムが導入された設置現場において直接実機に指紋の登録を行って運用を開始するか、あるいは予めメーカの店舗等で携帯可能な記憶媒体に登録指紋データを記憶して設置現場までそれを携帯し、登録指紋データを実機にロードするか、あるいは指紋登録装置からＰＣなどに取り込み、ネットワークを介して遠隔操作により実機に登録指紋データをロードするような措置がとられている。
しかし、携帯可能な記憶媒体に登録指紋データを記憶させる方法や遠隔操作などにより登録指紋データが運用される実機以外にも登録指紋データが存在する状態を作ることはセキュリティ上好ましい方法とは言えない。
【００１５】
したがって、本発明は、指の状態や指の置き方で指紋誤認証の問題が殆ど解消されることを、指紋認証システム導入前の段階でユーザに認知させるとともに指紋の読み取らせ方を習得させ、さらに、メーカー側がこれらの指紋認証システムおよび指紋認証装置の説明や実演・指紋認証方法指導を行う際にも簡便であって、さらに、セキュリティ上も安全な指紋入力訓練装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、試行の結果、指紋認証に適さないユーザ（顧客、導入検討者）がいる場合には、他の認証システムへの移行を速やかに促すことができ、ユーザ（顧客、導入検討者）が認証システム導入の検討に掛ける労力を軽減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、指紋認証装置に指紋入力する方法を人に訓練させる指紋入力訓練装置であって、指紋を読み取る指紋読取手段と、該指紋読取手段で読み取った指紋画像データを所定の指紋判定基準に基づいて照合し、当該指紋画像データが指紋認証システムに用いる指紋画像データの指紋認証適合性を判定する指紋認証適合性判定処理回路部と、該指紋認証適合性判定処理回路部で判定された指紋認証適合性判定結果を出力する表示出力手段および／または音響出力手段とを携帯可能な筐体に一体的に備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の指紋入力訓練装置において、前記指紋認証適合性判定処理回路部は、指紋画像データが前記所定の指紋判定基準のうち、第１の指紋判定基準以上の場合に指紋認証に適すると判定し、第２の指紋判定基準未満の場合に指紋認証に適さないと判定し、前記第２の指紋判定基準以上かつ前記第１の指紋判定基準未満の場合に指紋認証に適合する可能性があると判定して、指紋画像データの指紋認証適合性を判定することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３記載の発明は、請求項１乃至請求項２記載の指紋入力訓練装置において、前記指紋認証適合性判定処理回路は、読み取った指紋が指紋認証に適さない、または指紋認証に適合する可能性があると判定すると、前記表示出力手段および／または音響出力手段により指紋認証に不適合である旨の判定結果を出力することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載の指紋入力訓練装置において、前記指紋判定基準は、最初に読み取られた指紋画像データから抽出した特徴情報と次に読み取られた指紋画像データから抽出した特徴情報の一致率であることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４記載の指紋入力訓練装置において、前記指紋認証適合性判定処理回路部は、前記指紋画像データを記憶する記憶部を備えており、該記憶部に記憶された前記指紋画像データは、データ照合後または電源遮断時に消去されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の指紋入力訓練装置は、指紋認証システム（装置）の導入を検討する段階で、ユーザに対して指紋登録・入力方法を訓練・習得させることにより、効率的かつ円滑に指紋認証システムの提供および導入検討を行うことができる。
また、本発明の指紋入力訓練装置は、ユーザに対する指紋認証システムの体験（入力訓練）を簡便に提供することを目的としており、利用後は入力指紋データを消去する構成としているので、悪用されない。
【００２３】
また、指紋入力方法の習得が困難な顧客や生来指紋認証システムに適さない顧客がいる場合にも、導入検討の段階で、速やかに別の認証システムへの移行を提案することができ、顧客は指紋認証システムの導入検討に費やす時間・労力を最小限に留めることができ、かつ自身にとって最適な別の認証システムの導入検討に移行できるので、経済的・労力的・精神的に大きな効果がある。また、メーカー側にとっても顧客に対して提供する指紋認証システムの適否を簡便に説明することができ、経済的・労力的に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の指紋入力訓練装置１を示す外観図である。
【図２】図２は、指紋入力訓練装置１の回路構成図である。
【図３】図３は、指紋入力訓練装置１の操作時の画面表示を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２５】
図１に示されるように指紋入力訓練装置１は、携帯可能な小型筐体１０と、筐体１０の正面上部に設けられた画面表示部８（表示出力手段８）と、画面表示部８下部の筐体斜面に設けられた訓練開始ボタン１５と音響出力部９（音響出力手段９）と、筐体１０の正面下部に設けられた指紋読取手段２と筐体側面の下部に設けられた電源スイッチ１４から構成されており、筐体１０内に一体的に設けられている。なお、バッテリ電源１３は、卓上に載置する際に装置１の重心が安定するように筐体１０の背面下側に電池収納部が設けられている。また筐体１０内部には、後述する指紋認証適合性判定処理回路部３が格納されている。
【００２６】
次に、図１および図２の回路構成図および図３の表示画面フローチャートを用いて指紋の読み取り動作および指紋認証適合性判定処理について説明をする。
なお、本実施例においては、指紋画像を２回読み取り、読み取った画像から指紋の隆線が途切れる部分（端点）及び分岐する部分（分岐点）などの特徴点（マニューシャ）を抽出し、その一致率に基づいて指紋認証の適合性を判定するマニューシャ方式の指紋判定方法を用いることとする。
【００２７】
図２に示されるように、指紋認証適合性判定処理回路部３は、指紋読取手段２へ照射する光源２０と、光源２０の照射により指紋読取手段２に載置された指の紋様からの反射光を受光して画像として読み取り、指紋画像データに変換する指紋画像読取部４と、指紋画像データから特徴点を抽出、照合して指紋認証適合性などを判定するためのプログラムなどが格納されたＲＯＭ７と、初回に読み取った指紋画像データを一時的に記憶する揮発性の記憶媒体であるＲＡＭ６と、タイマ３０と、指紋適合性を判定し、各種制御処理を行うＣＰＵ１１から構成されている。
【００２８】
次に指紋入力訓練の操作について説明する。
まず、指紋入力訓練装置１の電源スイッチ１４を操作して電源投入すると、指紋認証適合性判定処理回路部３が起動し、ＣＰＵ１１は、画面表示（ａ）の「適合チェック」を表示させる（図３、Ｓ１）。
次に、指紋入力訓練者（ユーザ）が訓練開始ボタン１５を押下すると、ＣＰＵ１１はこれを入力し、画面表示（ｂ）の「指を置いて下さい」を表示制御し、音響出力手段９（ブザー）を「ピリリッピッ」と鳴動する制御を行う。また、タイマ３０が１０秒間の計時を開始する。この間、ＣＰＵ１１は、画面表示（ｂ）「指を置いて下さい」を点滅制御し、光源２０を発光制御する（図３、Ｓ２）。
【００２９】
画面表示（ｂ）が点滅中に、指紋入力訓練者（ユーザ）は指紋読取手段２に指を置く。そして、指紋画像が指紋画像読取部４で読み取られ、指紋画像データに変換されると、ＲＡＭ６に一時的に書き込まれる（図３、Ｓ３）。そして、ＣＰＵ１１はＲＡＭ６への書き込みを入力し、特徴点の抽出を行い基準値以上の特徴点が抽出できていれば、特徴点情報をＲＡＭ６に書き込み、読取が成功したとして音響出力手段９（ブザー）を「ピッ」と鳴動制御する。これを確認した指紋登録者（ユーザ）は指を指紋読取手段２から離す（ことができる）。あるいは、これを確認した説明員が指を離すようにユーザーを促す（ことができる）。
なお、タイマ計時中に指紋画像読取部で画像入力がないか、読み取った画像から抽出した特徴点が基準値以下だった場合は読取を終了し、ブザーを鳴動し、画面表示（ｄ）の「＜結果＞×：難」を表示する。
【００３０】
初回の指紋読み取り成功後、ＣＰＵ１１は、音響出力手段９（ブザー）を「ピッ」と鳴動させ、画面表示（ｃ）「もう一度置いて下さい」を表示制御する。
【００３１】
また、ＣＰＵ１１は、画面表示（ｃ）「もう一度置いて下さい」を表示制御するとともに、音響出力手段９（ブザー）を「ピリリッピッ」と鳴動する制御を行う。そしてタイマ３０が再度１０秒間の計時を開始する。この間、ＣＰＵ１１は、画面表示（ｂ）「指を置いて下さい」を点滅表示制御し、光源２０を発光制御する（図３、Ｓ４）。
【００３２】
画面表示（ｂ）が点滅中に、指紋入力訓練者（ユーザ）は、指紋読取手段２に指を置く。そして、２回目の指紋画像が指紋画像読取部４で読み取られ、指紋画像データに変換されると、ＣＰＵ１１は特徴点の抽出を行い基準値以上の特徴点が抽出できていれば、特徴点情報をＲＡＭ６に記憶された初回に採取した特徴点情報と照合し一致率を算出する。そして一致率が適合基準値以上となった場合に指紋照合成功および指紋認証適合指紋と判定して、画面表示（ｄ）の「＜結果＞○：適」を表示制御する。（図３、Ｓ４）。
【００３３】
また、ＣＰＵ１１は、判定照合後には、ＲＡＭ６の指紋データおよび特徴情報を消去する。
また、読み取りが成功したとして音響出力手段９（ブザー）を「ピッ」と鳴動するので、これを確認した指紋入力訓練者（ユーザ）は指を指紋読取手段２から離す（ことができる）。あるいは、これを確認したメーカーの機器販売員が指を離すように指紋入力訓練者（ユーザー）に促す（ことができる）。
なお、タイマ計時中に指紋画像読取部で画像入力がないか、読み取った画像から抽出した特徴点が基準値以下だった場合は読取を終了し、ブザーを鳴動し、画面表示（ｄ）の「＜結果＞×：難」を表示する。
【００３４】
一方、一致率が適合基準値未満（第１の適合基準値未満）、準適合基準値以上（第２の適合基準値以上）となった場合には、ＣＰＵ１１は照合可能だが照合エラーが出やすい指紋として（指紋認証適合可能性ありとして）、画面表示（ｄ）の「＜結果＞△：やや難」を表示制御する（図３、Ｓ４）。
また一致率が、準基準値未満（第２の適合基準値未満）である場合には、指紋認証不適合指紋として画面表示（ｄ）の「＜結果＞×：難」を表示する。
そして、画面表示（ｄ）のいずれかを表示した後（タイマ３０が３０秒間を計時後）、もしくは、訓練ボタンが入力されると、表示画面（ａ）に切り替える表示制御をする。
なお、本実施例においては、第１の指紋判定基準（値）として一致率を９０％とし、第２の指紋判定基準（値）として一致率を５０％としているが、これに限定されない。
【００３５】
上記の読み取り成功以外の表示（「やや難」または「難」）がなされた場合には、メーカーの機器販売員がこれを見て、指紋入力訓練者に対して、指に息を吹きかけるように指示するか、あるいは指を置く位置（指の中心）を指紋読取手段２の照射部中央に置くように促すか、あるいは指紋読取手段２に指を少し強めに押して置くように促すか、あるいはこれらをすべて行うように指示するか適当な指紋入力方法（指紋入力のコツ）を伝授して、再試行を促す。そして、指紋入力訓練者はこの指紋入力方法（指紋入力のコツ）を伝授された後、指紋入力を再試行する。
【００３６】
そして、指紋入力訓練を数回試行させ、指紋入力訓練者が高確率で指紋入力訓練装置で「適」の判定を得られるようになったら、この指紋入力訓練者は指紋認証システムの利用に当たって適しており、指紋認証方法も習得したとして、メーカーの機器販売員は、具体的な指紋認証システムの機器説明に移ることができる。
【００３７】
しかし、メーカーの機器販売員のアドバイスを受けた後に再試行しても、指紋入力訓練装置の結果表示が「＜結果＞×：難」になる場合は、指紋認証に適合しないとして、他の認証システムを推奨する。
一方、結果表示が「＜結果＞△：やや難」になる場合は、照合エラーが発生しやすいことをユーザーに十分説明し、指紋入力のコツが必要になることを了承できない場合は、他の認証システムを推奨する。
【００３８】
なお、本発明は、逸脱しない範囲で適宜応用可能である。例えば、バッテリ電源１３を筐体内蔵型の携帯型指紋入力訓練装置としたが、これに限定されず、卓上に載置し易いようにバッテリ電源を指紋入力訓練装置と別体の台座型電池収納ボックスに内蔵すれば、指紋入力訓練装置はより安定する。
【００３９】
なお、本発明の携帯型指紋入力訓練装置１は、この本体のみで機能が自己完結するものとしてＰＣなどへの接続不可能な構成・構造が好ましい。また、ユーザ側、メーカー側にとって手軽かつ簡単に指紋入力体験の提供および指紋入力装置訓練を行う仕様に特化させることが好ましい。
【００４０】
また、ＬＥＤを設け、画面表示の各表示を点滅させる代わりにＬＥＤを点灯または点滅させて指紋読取中の表示をさせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、生体認証装置およびそのシステムを提供する際または導入を検討する際の生体認証システム導入適性診断装置および生体認証入力訓練装置として適用可能である。
すなわち、本発明の指紋認証機能を他の生体認証機能に変更して適用すれば、上述した指紋認証システムの場合と同様の効果があり、生体認証システムを提供・導入前の検討段階で導入後に発生しうる問題を回避・軽減できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  指紋入力訓練装置
２  指紋読取手段
３  指紋認証適合性判定処理回路部
４  指紋読取画像部
６  ＲＡＭ
７  ＲＯＭ
８  表示出力手段（液晶画面）
９  音響出力手段（ブザー）
１０  筐体
１３  バッテリ電源部
１４  電源スイッチ
１５  訓練開始ボタン
２０  光源
３０  タイマ
【図１】
2010231366.tif 000003
【図２】
2010231366.tif 000004
【図３】
2010231366.tif 000005