(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検対象となる指を載置するイメージセンサと、前記イメージセンサに載置された指を照射して内部で光を拡散させることにより前記指を実質的に発光させる光源と、前記光源の発光状態を時系列的に変化させる発光制御信号を出力する発光制御部と、所定周期毎に前記イメージセンサを作動させて前記指の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段で取得された画像から前記光源の発光状態の変化を検出し其の変化が前記光源の発光状態の時系列的な変化と相関しているか否かを判定する実時間入力判定手段と、前記画像取得手段で取得された画像から前記光源の発光状態の変化に伴って生じる影響を除去した画像の時系列的な変化により血流の有無を判定する生体判定手段とを備えたことを特徴とする指紋入力装置。
【請求項２】
前記発光制御信号が、前記光源の発光強度を時系列的に変化させる信号によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の指紋入力装置。
【請求項３】
前記発光制御信号が、前記光源の発振周波数を時系列的に変化させる信号によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の指紋入力装置。
【請求項４】
前記発光制御信号が、前記光源の発光強度および発振周波数を時系列的に変化させる信号によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の指紋入力装置。
【請求項５】
前記発光制御部には、前記発光制御信号を無作為的に生成する信号生成機能が設けられていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３または請求項４の何れか一項に記載の指紋入力装置。
【請求項６】
前記発光制御部が、指紋入力装置本体と接続した主装置側に配備されていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項５の何れか一項に記載の指紋入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋入力装置の改良、特に、入力に用いる指が生体である否かを判定するために必要とされるハードウェアの構造の低コスト化のための改良と、電子的および物理的な指紋の偽造入力に対するセキュリティの強化を達成するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
指紋入力装置の入力に用いられている指が生体であるのか偽造品であるのかを判定するための手段としては、レーザダイオードによるレーザ光で指を透過して照射し、その出力光にスペックル光のノイズが含まれるか否かによって判定を行うものが、例えば、特願昭６３−１５４９６２号として提案されている。
【０００３】
また、指先を入力面のガラスに押し付けて指紋の隆線部（凸部）と谷線部（凹部）とを光学的に識別して画像を読み込み、同時に、発汗による指先の密着度の変化によって生じるセンサ出力の時間的な変化を検出することによって指が生体であるのか偽造品であるのかを判定するものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特願昭６３−１５４９６２号のものは、スペックル光を利用する必要上、指を照らす光源が、コヒーレント光を照射する高価なレーザダイオードに限定されるため、全体的な装置製造コストが割高となる欠点がある。
【０００５】
また、指先の密着度の変化を利用して指の真贋を判定するものは、押圧力によって密着度が変化する弾性素材で作られた偽造品等を使用された場合の誤動作が想定され、また、発汗に起因する密着度の変化によって生じるセンサ出力の変化が指数関数的（法則的）であるため、不当な装置を利用したセンサ信号の電子的な偽造等も心配される。
【０００６】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、格別高価な光源を必要とせず、入力に使用されている指の真贋を的確に判定することのできる指紋入力装置を提供することにある。また、センサ信号の偽造が困難であって、また、センサ信号を盗用して再生入力されたような場合であっても、必要十分なセキュリティを確保することのできる指紋入力装置を提供することも、その目的の一部である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検対象となる指を載置するイメージセンサと、前記イメージセンサに載置された指を照射して内部で光を拡散させることによって指を実質的に発光させる光源と、所定周期毎にイメージセンサを作動させて指の画像を取得する画像取得手段と、画像取得手段で取得された画像から前記光源の発光状態の変化を検出し其の変化が前記光源の発光状態の時系列的な変化と相関しているか否かを判定する実時間入力判定手段と、前記画像取得手段で取得された画像から前記光源の発光状態の変化に伴って生じる影響を除去した画像の時系列的な変化により血流の有無を判定する生体判定手段とを備えたことを特徴とする構成により前記目的を達成した。
【０００８】
このように、内部で光を拡散させることによって指を発光させ、イメージセンサに密着した指紋の隆線部（イメージセンサとの接触により相対的に高い輝度が検出される指紋の凸部）と谷線部（イメージセンサとの間に生じる間隙の影響によって相対的に低い輝度が検出される指紋の凹部）とを識別する構成であるため、スペックル光を利用する従来の指紋入力装置とは違って、光源の波長を考慮する必要がない。従って、通常の発光ダイオードを使用することが可能であり、装置の製造コストの低減化に有利である。
また、画像取得手段により所定周期毎に取得された画像の時系列的な変化を生体判定手段で評価して血流の有無を判定することによって被検対象の指が生体であるか否かを識別するようにしているので、偽造の指に対する真贋判定のミスを高い確率で予防することができる。
特に、指を照射する光源の発光状態を時系列的に変化させて画像取得手段によって所定周期毎に取得される画像のデータに光源の発光状態の時系列的な変化を反映させ、実時間入力判定手段が、画像取得手段で取得された画像から光源の発光状態の変化を検出し、其の変動が光源の発光状態の時系列的な変化と相関しているか否かを判定するようにしているので、指紋入力装置に入力された指紋の画像が実時間（リアルタイム）で入力された画像であるか否かを判定することが可能となり、センサ信号の電子的な偽造に対する真贋判定のミスを極めて高い確率で予防することができるようになる。
また、生体判定手段の側には、画像取得手段で取得された画像から光源の発光状態の変化に伴って生じる影響を除去する機能が付加されているので、光源の発光状態の変化に関わりなく、所定周期毎に取得された画像を的確に評価して血流の有無を判定し、被検対象の指が生体であるか否かを識別することができる。
【００１１】
発光制御信号で光源の発光強度を変化させることによって光源の発光状態を時系列的に変化させることができる。
【００１２】
この場合、実時間入力判定手段は、画像取得手段で取得された画像から光源の発光強度の変化を検出し、其の変動が光源の発光強度の時系列的な変化と相関しているか否かを判定することになる。そして、生体判定手段は、画像取得手段で取得された画像から光源の発光強度の変化に伴って生じる影響を除去して所定周期毎に取得された画像を評価し、血流の有無を判定する。
【００１３】
また、発光制御信号で光源の発振周波数を変化させることによって光源の発光状態を時系列的に変化させることもできる。
【００１４】
この場合、実時間入力判定手段は、画像取得手段で取得された画像から光源の発振周波数の変化を検出し、其の変動が光源の発振周波数の時系列的な変化と相関しているか否かを判定することになる。また、生体判定手段は、画像取得手段で取得された画像から光源の発振周波数の変化に伴って生じる影響を除去して所定周期毎に取得された画像を評価し、血流の有無を判定する。
【００１５】
更に、発光制御信号で光源の発光強度および発振周波数を変化させることによって光源の発光状態を時系列的に変化させるようにしてもよい。
【００１６】
この場合、実時間入力判定手段は、画像取得手段で取得された画像から光源の発光強度および発振周波数の変化を検出し、其の変動が光源の発光強度および発振周波数の時系列的な変化と相関しているか否かを判定することになる。また、生体判定手段は、画像取得手段で取得された画像から光源の発光強度および発振周波数の変化に伴って生じる影響を除去して所定周期毎に取得された画像を評価し、血流の有無を判定する。
【００１７】
また、前記発光制御部には、発光制御信号を無作為的に生成する信号生成機能を設けることも可能である。
【００１８】
この構成を適用した場合、光源の発光状態が時系列的にどのように変化するかを外部から予測することは極めて困難となるので、正当な方法で生成されたセンサ信号を盗用して後で再生入力するといった不正に対しても、十分に対処できるようになる。
例えば、過去に当該指紋入力装置が適正に使用された時に盗まれたセンサ信号を後で再び再生入力したとしても、大抵の場合は、再生入力された信号に記録されている光源の発光状態の時系列的な変化と、今回の入力操作に際して新たに生成された発光制御信号による光源の発光状態の時系列的な変化とが相違するため、今回の指紋入力操作が不正であることが実時間入力判定手段によって的確に検出される。
【００１９】
また、前記発光制御部は、指紋入力装置本体と接続した主装置側に配備することが望ましい。
【００２０】
発光制御信号を生成する発光制御部を指紋入力装置本体にではなく主装置の側に設けることにより、発光制御信号を第三者が盗用することが困難となり、不正操作に対するセキュリティが更に強化されることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１および図２はワークステーションやパーソナルコンピュータ等の利用を制限するために使用する指紋入力装置に対して本発明を適用した場合の一実施形態について示す機能ブロック図であり、図１では、主に、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等に接続された指紋入力装置本体１の部分について示し、また、図２では指紋入力装置本体１の機能に関連するワークステーションやパーソナルコンピュータ等の主装置２の構成の一部を含めて図示している。
【００２２】
図１に示されるように、指紋入力装置本体１の筐体の上面には被検対象となる指１５を載置するためのイメージセンサ３が配備され、また、このイメージセンサ３の近傍には、イメージセンサ３上に載置された指１５を照射するための光源となる発光ダイオード４が設けられている。イメージセンサ３は二次元に配置された多数の受光素子５を備えた二次元イメージセンサであり、指１５と接触する表面は光透過性保護膜６によって機械的および電気的に保護されている。バッファ７はイメージセンサ３からの画像を取り込む部分であり、画像取得手段の一部として機能する。
【００２３】
また、ドライバ８は、外部からの指令、つまり、この場合は主装置２からの発光制御信号を受けて、発光ダイオード４の発光強度、および、発振周波数を等を制御するためのものである。つまり、この実施形態においては、発光制御信号を出力するための発光制御部は、指紋入力装置本体１の側ではなく、主装置２の側に設けられることになる。
【００２４】
図２に示されるように、指紋入力装置本体１はインターフェイス９を介して主装置２に接続されており、主装置２側のＣＰＵ１０等によって指紋入力装置の発光制御部が構成されることになる。また、このＣＰＵ１０は、指紋入力装置の生体判定手段、および、実時間入力判定手段を兼ねる。
ＲＯＭ１１，ＲＡＭ１２，外部記憶装置１３，手動データ入力装置１４の各々は主装置２側の構成要素であるが、このうち、ＲＯＭ１１は、複数の発光制御信号を記憶するための記憶手段でもあり、発光制御部における信号生成機能実現手段の一部を兼ねる。
【００２５】
この実施形態では、発光ダイオード４の発光強度と発振周波数の双方を発光制御信号によって時系列的に変化させるようにしており、ＲＯＭ１１には、例えば、（Ｐ１，Ｔ１），（Ｐ２，Ｔ２），・・・，（Ｐｉ，Ｔｉ），・・・，（Ｐｎ，Ｔｎ）等のかたちのデータ配列で発光制御信号を記憶させるようにしている。ここで、Ｐｉは発光強度を示す値、また、Ｔｉは発光強度Ｐｉを継続させる時間、つまり、発振周波数の逆数に相当する値である。
【００２６】
発光制御部としてのＣＰＵ１０は、指紋入力装置本体１からのスタート信号を受けて複数の発光制御信号の中から１つの発光制御信号を無作為に選択し、この発光制御信号を構成する（Ｐ１，Ｔ１），（Ｐ２，Ｔ２），・・・，（Ｐｉ，Ｔｉ），・・・，（Ｐｎ，Ｔｎ）のデータをｉ＝１〜ｎの順で読み出し、順次、Ｐｉの発光強度をＴｉ秒だけ保持することによって発光ダイオード４の発光強度と発振周波数を時系列的に変化させる。
【００２７】
ここでは簡略化して１つの発光制御信号を構成するデータ列（Ｐ１，Ｔ１），（Ｐ２，Ｔ２），・・・，（Ｐｉ，Ｔｉ），・・・，（Ｐｎ，Ｔｎ）についてのみ示しているが、実際には、これと同様のデータ配列を有して各データ項目の数値、つまり、発光強度と発光継続時間が相違する複数のデータ列が発光制御信号の数分だけＲＯＭ１１に記憶されている。
【００２８】
なお、発光強度Ｐｉの最小値は、最低でもイメージセンサ３による指紋の識別処理が可能な程度の明るさに設定することが望ましく、また、発振周波数Ｔｉの値は、血液の脈動による画像の明暗変化による誤認識を防止する必要上、血液の脈動の周波数とは異なる値に設定すべきである。
【００２９】
次に、図３および図４のフローチャートを参照して指紋入力装置本体１を用いた指紋入力処理について説明する。
【００３０】
ＣＰＵ１０は、まず、インターフェイス９およびバッファ７を介してイメージセンサ３からの出力を読み込み（ステップｓ１）、その値と前回の処理周期で検出した値との偏差が所定値を越えているか否か、つまり、イメージセンサ３上に指１５が置かれてイメージセンサ３からの出力に変動が生じたか否かを判別する（ステップｓ２）。
【００３１】
この判別結果が偽となった場合には、イメージセンサ３からの出力に変動が生じていないこと、つまり、指１５が置かれていないことを意味するので、ＣＰＵ１０は、今回読み込んだ出力値を次周期で使用する比較対象値としてレジスタに一時記憶した後（ステップｓ３）、再び、ステップｓ１の処理に移行する。イメージセンサ３上に指１５が置かれて出力に大幅な変動が生じない限り、前記と同様にしてステップｓ１〜ステップｓ３の処理が繰り返し実行されることになる。
【００３２】
そして、イメージセンサ３上に指１５が置かれて出力に変動が生じたことがステップｓ２の判別処理で確認されると、信号生成機能実現手段としてのＣＰＵ１０は、乱数関数等を利用して所定の上限と下限の範囲内で乱数を無作為に生成し、その値に対応する発光制御信号のデータ列をＲＯＭ１１から選択する（ステップｓ４）。例えば、発光制御信号の組が１０組あるとすれば、前述した上限と下限の範囲を１０等分し、その各々に発光制御信号の組を一対一に対応させておき、生成された乱数がどの分割範囲に属するかによって発光制御信号のデータ列を１組だけ無作為に選択することが可能である。
【００３３】
次いで、発光制御部としてのＣＰＵ１０は、指標ｉの値を１に初期化し、ステップｓ４の処理で選択したＲＯＭ１１の発光制御信号のデータ列から指標ｉ＝１に対応する先頭のデータ（Ｐｉ，Ｔｉ）を読み込むと共に、出力強度Ｐｉの発光制御信号をドライバ８に出力して発光ダイオード４の点灯を開始する（ステップｓ５）。そして、ＣＰＵ１０は、発光開始後の経過時間を計測するためのタイマＴ１と発光制御信号のデータ列の個々のデータに基く発光時間を計測するためのタイマＴ２をリセットして再スタートさせ、一時記憶用のデータファイルを初期化する（ステップｓ６）。
【００３４】
次いで、画像取得手段の一部を構成するＣＰＵ１０は、バッファ７を介してイメージセンサ３の画像を読み込み（ステップｓ７）、画像の明るさの平均値Ｐを求めて（ステップｓ８）、この値Ｐを発光開始後の経過時間Ｔ１と共に（Ｐ，Ｔ１）のかたちで一時記憶用のデータファイルに追加記憶する（ステップｓ９）。
【００３５】
そして、生体判定手段としてのＣＰＵ１０は、ステップｓ７の処理で読み込んだ画像から発光ダイオード４の発光状態の変化、つまり、発光強度の強弱によって生じる影響を取り除き、相対的な明暗比から指紋の隆線部と谷線部を識別して検出する（ステップｓ１０）。読み込んだ画像から発光ダイオード４の発光強度の強弱によって生じる影響を取り除く手段としては、例えば、画像全体の平均的な明るさを求め、その明るさを背景の明るさの基準として指紋各部のコントラスト（濃度）を検出する方法がある。
イメージセンサ３上に載置された指１５は発光ダイオード４からの光を内部で散乱させることによって実質的にそれ自体が発光しているので、図１に示されるように、イメージセンサ３の表面に直に接触する隆線部は明るく撮影され、また、指紋の凹みによってイメージセンサ３との間に間隙を形成された谷線部は相対的に暗く撮影されることになる。
【００３６】
次いで、生体判定手段としてのＣＰＵ１０は、こうして得た指紋各部の濃度を前周期データ記憶レジスタに記憶された指紋、つまり、前周期の処理で読み込んだ指紋各部の濃度と比較して（ステップｓ１１）、血流があるか否か、つまり、イメージセンサ３上の指１５が血の通った本物の指であるのか偽造品であるのかを判別する（ステップｓ１２）。
血流がある場合には赤血球やヘモグロビンの移動によって指の内部の各位置における光の伝播経路の明暗が変化するので、前述したように、発光強度の強弱によって生じる影響を画像から取り除いた後、画像各部の微小部分の明るさの変化を前周期で撮影した対応部分のデータと比較することによって、血流の有無つまり生体であるか否かを判定することが可能である。
【００３７】
ここで、ステップｓ１２の判別結果が偽となった場合、つまり、指紋各部の画像の濃度が前周期のものと同一であって血液の脈動が検出されなかった場合には、イメージセンサ３上に載置されている指１５が偽造品であることを意味するので、生体判定手段としてのＣＰＵ１０は、この指１５による入力操作を拒否してステップｓ１の処理に復帰し、適切な指の載置を待つ初期の待機状態にもどる。
【００３８】
一方、ステップｓ１２の判別結果が真となって、少なくとも、この指１５が生体の指であることが確認された場合には、ＣＰＵ１０は、発光強度の強弱によって生じる影響を取り除かれた今回検出分の画像データを次周期におけるステップｓ１１の比較処理で用いる比較データとして前周期データ記憶レジスタに更新して記憶する（ステップｓ１３）。
【００３９】
次いで、発光制御部としてのＣＰＵ１０は、発光時間を計測するためのタイマＴ２の測定時間が発光制御信号（Ｐｉ，Ｔｉ）で定められた発光時間Ｔｉに達しているか否かを判別する（ステップｓ１４）。
【００４０】
そして、タイマＴ２の測定時間が発光時間Ｔｉに達していなければ、発光制御部としてのＣＰＵ１０は、現在の発光強度Ｐｉを保持して再びステップＳ７の処理に移行し、前記と同様にして、ステップｓ７〜ステップｓ１４の処理を繰り返し実行し、画像の明るさの平均値Ｐと発光開始後の経過時間Ｔ１との関係（Ｐ，Ｔ１）のデータを一時記憶用のデータファイルに追加記憶し、また、これと並行して指紋検出処理と生体検出処理を繰り返し実行する。
【００４１】
このような処理を繰り返し実行する間にタイマＴ２の測定時間が発光時間Ｔｉに達したことがステップｓ１４の判別処理で確認されると、発光制御部としてのＣＰＵ１０は、指標ｉの値を１インクリメントし（ステップｓ１５）、該指標ｉの現在値が現時点で選択されている発光制御信号のデータの構成要素の個数ｎを越えているか否かを判別する（ステップｓ１６）。
【００４２】
ここで、指標ｉの現在値がデータの個数ｎを越えていなければ、当該発光制御信号を構成するデータ列の次のデータを読み込んで発光ダイオード４を点灯させ続ける必要があることを意味する。従ってこの場合、発光制御部としてのＣＰＵ１０は、次のデータによる発光時間の計測を開始するためにタイマＴ２の値を改めてリセットして再スタートさせ（ステップｓ１７）、ステップｓ１５の処理でインクリメントされた指標ｉの値に従って、現在選択されている発光制御信号から次のデータ（Ｐｉ，Ｔｉ）を読み込み、この値Ｐｉに基いて出力強度Ｐｉの大きさを切り替えて発光ダイオード４の点灯を開始し（ステップｓ１８）、再びステップＳ７の処理に移行して前記と同様の処理を繰り返し実行する。
【００４３】
この処理操作により、発光ダイオード４の発光強度と発振周波数の双方が時系列的に（Ｐ１，Ｔ１），（Ｐ２，Ｔ２），・・・，（Ｐｉ，Ｔｉ），・・・，（Ｐｎ，Ｔｎ）と切り替えられていくことになる。発光ダイオード４の発光状態の時系列変化の一例を図５に太い実線で示す。
【００４４】
そして、このような切り替え処理を繰り返す間に、最終的に、指標ｉの現在値がデータの個数ｎを越え、選択されている発光制御信号の最後のデータ（Ｐｎ，Ｔｎ）による発光制御が完了したことがステップｓ１６の判別処理で検出されると、実時間入力判定手段としてのＣＰＵ１０は、発光開始後の経過時間Ｔ１を時間軸として、今回選択された発光制御信号（Ｐ１，Ｔ１），（Ｐ２，Ｔ２），・・・，（Ｐｉ，Ｔｉ），・・・，（Ｐｎ，Ｔｎ）による発光ダイオード４の発光強度Ｐｉの変化（図５における太い実線の線図）と、一時記憶用のデータファイルに記憶された画像の明るさの平均値（Ｐ，Ｔ１）の変化（図５における細い実線の線図）との相関関係を演算し（ステップｓ１９）、その相関関係が予め設定された基準値よりも大きいか否か、つまり、発光ダイオード４の発光強度の変化に追従して画像の明るさの平均値が変化しているか否かを判別する（ステップｓ２０）。
【００４５】
ここで、血液の脈動によって生じる画像の明るさの平均値Ｐの変化は、発光強度Ｐｉの変化に伴って生じる画像の明るさの平均値Ｐの変化に比べて十分に小さく、また、ｉ＝１〜ｎの発光時間Ｔｉの値も血液の脈動とは違う値に設定してあるので、血液の脈動によって画像の明るさの平均値Ｐに多少の変化が生じた場合であっても、イメージセンサ３に入力される光が発光制御信号の強弱変化に追従して的確に反応しているかどうか、つまり、発光ダイオード４の発光強度の変化と画像の明るさの平均値の変化との間に十分な相関関係があるか否かを的確に判定することができる。
【００４６】
そして、発光ダイオード４の発光強度の変化と画像の明るさの平均値の変化との間に十分な相関関係が認められた場合には、実時間入力判定手段としてのＣＰＵ１０は、今回選択された発光制御信号の制御の下で適切な指紋入力操作が行われたものと判定し、検出された指紋のデータに加えて適正な入力操作が行われたことを示す適正信号を指紋照合処理のルーチンに渡し（ステップｓ２１）、一回の指紋入力に関する全ての処理を終了して、再び、指紋の入力操作を待つ待機状態に入る。なお、指紋の照合自体に関する処理については既に公知であるので、ここでは説明を省略する。
【００４７】
また、ステップｓ２０の判別処理で十分な相関関係が認められない場合には、実時間入力判定手段としてのＣＰＵ１０は、不正なデータ再生装置を用いて偽造信号を入力する等の不正な操作が行われたものと見做し、検出された指紋のデータに加えて、不正操作が行われたことを示す不適正信号を指紋照合処理のルーチンに渡し（ステップｓ２２）、一回の指紋入力に関する処理を終了して、再び、指紋の入力操作を待つ待機状態に入る。
【００４８】
以上、発光ダイオード４の発光強度と発振周波数が共に異なる複数の発光制御信号をＲＯＭ１１に記憶させておき、その中から発光制御信号をランダムに選択して発光ダイオード４の発光状態を時系列的に変化させる場合の処理の一例について述べたが、発振周波数（各Ｔｉの値）を変えずに発光ダイオード４の発光強度のみを異ならせた複数の発光制御信号、または、発光ダイオード４の発光強度を変えずに発振周波数（各Ｔｉの値）のみを異ならせた複数の発光制御信号をＲＯＭ１１に記憶させておき、その中から発光制御信号をランダムに選択するようにしてもよい。
【００４９】
また、ＲＯＭ１１に記憶させる発光制御信号を１つのみとした場合であっても、発光ダイオード４の発光強度や発振周波数（各Ｔｉの値）を複雑に設定しておけば、不正なデータ再生装置等を用いた偽造信号の入力に対して十分に対処することが可能である。
【００５０】
前述の実施形態においては、指紋入力装置の発光制御部を主装置２側のＣＰＵ１０およびＲＯＭ１１によって構成し、更に、実時間入力判定手段を主装置２側のＣＰＵ１０によって構成することで不正なデータ再生装置等を用いた偽造信号の入力に対して強力なセキュリティを実現するようにしているが、技術的には、指紋入力装置本体１の側に専用のＣＰＵを設けて実時間入力判定手段としたり、あるいは、発光制御部および実時間入力判定手段とすることも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の指紋入力装置は、イメージセンサに載置された指を照射して内部で光を拡散させることによって実質的に指を発光させる光源を利用し、イメージセンサとの接触により相対的に高い輝度が検出される指紋の隆線部と、イメージセンサとの間の間隙によって相対的に低い輝度が検出される指紋の谷線部とを識別して指紋を検出する構成であるため、光源の波長を格別考慮する必要はない。従って、スペックル光を利用した従来の指紋入力装置のようにコヒーレント光のレーザダイオードを使用する必要はなく、通常の発光ダイオードの利用が可能となって、装置全体の製造コストを容易に低減化することができる。
また、所定周期毎にイメージセンサを作動させて指紋の画像を取得し、生体判定手段で画像の時系列的な変化を評価し、血流の有無によって被検対象の指が生体であるか否かを判定するようにしているので、偽造品の指に対する真贋判定のミスを高い確率で予防することができる。
特に、指を照射する光源の発光状態を時系列的に変化させて画像取得手段によって所定周期毎に取得される画像のデータに光源の発光状態の時系列的な変化を反映させ、実時間入力判定手段が、画像取得手段で取得された画像から光源の発光状態の変化を検出し、其の変動が光源の発光状態の時系列的な変化と相関しているか否かを判定するようにしているので、指紋入力装置に入力された指紋の画像が実時間（リアルタイム）で入力された画像であるか否かを判定することが可能となり、センサ信号の電子的な偽造に対する真贋判定のミスを極めて高い確率で予防することができるようになる。
また、生体判定手段の側には、画像取得手段で取得された画像から光源の発光状態の変化に伴って生じる影響を除去する機能が付加されているので、光源の発光状態の変化に関わりなく、所定周期毎に取得された画像を的確に評価して血流の有無を判定し、被検対象の指が生体であるか否かを識別することができる。
【００５２】
更に、発光制御部からの発光制御信号により光源の発光状態、つまり、発光強度や発振周波数を時系列的に変化させると共に、画像取得手段で取得された画像からも光源の発光状態の時系列的な変化を検出し、其の変動が光源の発光状態の時系列的な変化と相関しているか否かによって正当な指紋入力装置を利用した指紋のリアルタイム入力が行われているか否かを判定するようにしたので、センサ信号の電子的な偽造に対する真贋判定のミスをも極めて高い確率で予防することができる。
【００５３】
しかも、光源の発光強度や発振周波数の時系列的な変化は、その都度、指紋入力装置の信号生成機能によって無作為的に生成されるようになっているので、外部の者が光源の発光強度や発振周波数の時系列的な変化を予め知って入力データの電子的な偽造を行うことは極めて困難である。また、正当な方法で生成されたセンサ信号を盗用して後で再生入力されたような場合であっても、これを不正な入力操作として的確に検出することができる。
【００５４】
また、発光制御部は、指紋入力装置本体に設けずに、指紋入力装置本体と接続した主装置の側に設けるようにしているので、発光制御信号自体を第三者が盗用することは極めて困難であり、不正操作に対するセキュリティが更に強化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】指紋入力装置本体ついて示した機能ブロック図である。
【図２】指紋入力装置の機能に関連して主装置の構成の一部を示した機能ブロック図である。
【図３】指紋入力装置本体を用いた指紋入力処理の概略を示したフローチャートである。
【図４】指紋入力処理の概略を示したフローチャートの続きである。
【図５】発光ダイオードの発光状態Ｐｉの時系列変化の一例と、それに対応する画像の明るさの平均値Ｐの変化の一例を対応させて示した概念図である。
【符号の説明】
１  指紋入力装置本体
２  主装置
３  イメージセンサ
４  発光ダイオード（光源）
５  受光素子
６  光透過性保護膜
７  バッファ（画像取得手段の一部）
８  ドライバ
９  インターフェイス
１０  ＣＰＵ（発光制御部，生体判定手段，実時間入力判定手段，信号生成機能実現手段）
１１  ＲＯＭ
１２  ＲＡＭ
１３  外部記憶装置
１４  手動データ入力装置（ＣＲＴ／ＭＤＩ）
１５  指
【図１】
0003627615.tif 000002
【図２】
0003627615.tif 000003
【図３】
0003627615.tif 000004
【図４】
0003627615.tif 000005
【図５】
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