(57)【要約】【課題】指と接触する指紋認識センサー（光学式および半導体式）の指紋認識部の毀損を防止し、使用上の利便および機構の安全性を実現する。【解決手段】使用者の指紋情報がメモリーに入力され基本指紋情報として蓄積されるマイクロプロセッサーと、前記基本指紋情報と対比するために実際の使用者の指紋情報を形成する指紋認識部と、実際の使用者指紋情報と基本指紋情報とを比較することで同一であるかを判断し、その結果に応じたマイクロプロセッサーの信号によってドアなどのアクセス部の開閉動作が可能になる開閉部と、前記指紋認識部の入力部であるプリズムまたは撮像素子を保護するために、マイクロプロセッサーの制御によるロック機能とロック解除機能が付与され、前記（ＤＣおよびＡＣ）モーターの回転運動の伝達を受けた動力伝達手段によりスライド移動しながら指紋入力部を開閉できるシャッターにより構成した指紋認識システムである。【選択図】図４ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の指紋情報がメモリーに入力され基本指紋情報として蓄積されるマイクロプロセッサーと、該基本指紋情報と対比される実際の使用者の指紋情報を形成する指紋認識部と、実際の使用者指紋情報と前記基本指紋情報とを比較することで同一であるかどうかを判断し、その結果に応じた前記マイクロプロセッサーの信号によってアクセス部の開閉動作が可能となる開閉部と、前記指紋認識部の指紋入力部である光学式プリズムまたは撮像素子を保護するために、マイクロプロセッサーの制御によりロック機能とロック解除機能が付与され、モーターの回転運動の伝達を受けた動力伝達手段によりスライド移動して、前記指紋入力部を開閉するシャッターとを備えてなる指紋認識システム。
【請求項２】
前記シャッターが、前記指紋認識部の前面部に沿って移動し、前記指紋入力部が開閉される請求項１記載の指紋認識システム。
【請求項３】
前記シャッターが、リミットスイッチにより一定区間内のみ移動できる請求項１記載の指紋認識システム。
【請求項４】
前記シャッターのスライド移動機構が、ベースと、該ベースにほぼ直角に形成された側板と、該側板に前記シャッターのスライド方向に形成されるガイド部と、前記ガイド部と摺動可能に嵌合う前記シャッターに形成されたガイド溝とからなる請求項１記載の指紋認識システム。
【請求項５】
前記シャッターの片側にラックが形成され、該ラックが前記動力伝達手段と連結することでシャッターがスライド移動する請求項１記載の指紋認識システム。
【請求項６】
前記シャッターが、通常は閉められていて、使用者認証部を通じて入力されたデータがマイクロプロセッサーに蓄積された使用者認証手段データと一致した場合に、該シャッターが開けられ、一定時間が経過するか指紋確認が完了すると該シャッターが元の位置に戻って、前記指紋入力部が自動的に閉まる請求項１記載の指紋認識システム。
【請求項７】
前記動力伝達手段が、ベースに設置された前記モーターの回転軸に固定されたウォームと、前記ベースに設置されたブラケットに回転自在に保持され、前記ウォームとかみ合って回転軸方向を変換するウォームホイールと、該ウォームホイールと一緒に回転するピニオンギアと、該ピニオンギアの回転運動を直線運動に変換し、シャッターを開閉するラックとを含んで構成される請求項１記載の指紋認識システム。
【請求項８】
前記指紋認識システムが、マイクロプロセッサーに先に入力された使用者情報を判読し、二重安全手段として指紋認識部の使用を認証する使用者認証部を有する請求項１記載の指紋認識システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は指紋認識システムに関する。さらに詳しくは、指と接触する指紋認識部の入力部半導体（Ｃ−ＭＯＳ方式）またはプリズム（光学方式）が、異物または故意的な毀損または危害行為から汚染および破損されることを防止し、使用上の利便性と機構の安全性を保つ指紋認識部保護装置を具備した指紋認識システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に指紋認識システムは、データベースに各個人の指紋に関する情報を登録しておき、登録された指紋イメージと入力される指紋イメージを比較し、個人の身元を確認するための装置として使用されている。
【０００３】
このような指紋認識システムが判読する指紋は、汗腺が隆起し、一定の形状をなしたもので、その形状が各個人で異なり、生まれた際の姿のままに一生変わらない固有の特性であるために、識別性能に対し信頼度が高いものとして知られている。
【０００４】
特に、ネットワークの発達とともに安全性と個人の私生活が重視され、個人認証方法として指紋認識技術は脚光を浴びる技術分野に発展している。
【０００５】
指紋認識システムは識別システムと認証システムに大きく区分されるが、識別システムは登録された多数の指紋の中で入力された指紋を区別するもので、犯罪捜査用に多く利用され、認証システムは登録された指紋と入力された指紋を１対１に比較対照し判別するもので、入出管理手段あるいは事務機器の使用制限手段などに使用されている。
【０００６】
近年はコンピュータを利用して指紋認識を処理するようになり、多くの応用分野で指紋認識技術が導入され、ネットワークを通じて遠距離からでも指紋を比較対照できるようになり、使用範囲が拡大している。
【０００７】
指紋認識技術の革新により、その適用できる分野も多様化しているが、入出管理、金融取引の信用カード、犯罪捜査、コンピュータ制御およびネットワークを利用した電子商取引などに使用されている。
【０００８】
入出管理に適用される指紋認識技術は、機密性を要する場所の入出者を管理するために、あるいは家庭への他人の侵入を制限するためにドアロック制御部に指紋情報を記録し、ドアの開閉を制御できるようになっている。また、信用カードの使用量が増えるにつれ、カードの紛失、盗難および偽造を防止するためにカードに指紋を記録することで、使用者が本人であるかどうかを確認できるなど、信用カードにも指紋認識技術が導入されている。
【０００９】
また、個人の火気の使用を制限するために、あるいは犯罪現場から採取した指紋を、サーバまたはメモリーに蓄積された指紋データと比較して活用する公務および犯罪捜査用に用いられたり、コンピュータに指紋入力装置を設置し、認証された使用者だけがコンピュータを使用できるようにしている。特に電子商取引への導入では、消費者と販売者の被害を防止し安全な取引ができるように、お互いの指紋確認過程を確認した後、取引を成立させるなど、コンピュータ制御およびネットワークを利用した電子商取引などに発展している。
【００１０】
図８は通常使用している指紋認識システムの光学系を図示したもので、一定の方向に所定の明るさで光を照射する光源５２と、この光源５２から出る光を斜面５４に当て、平面に置いた指５６の指紋稜線５８と接触した部分から散乱させ、残り部分から前記斜面５４と直角方向になっている斜面６０に反射させ指紋の映像を発生するプリズム６２と、前記反射した光を結像させる結像レンズ６４と、結像した光から映像を検出する映像検出手段６６を具えている。
【００１１】
前記映像検出手段６６から検出された指紋稜線５８のイメージデータはメモリー（図示せず）に蓄積され、蓄積された指紋データは身元を確認するための指紋イメージと比較対照され、入力されたデータと一致した場合、個人が確認できるようになっている。
【００１２】
しかし、従来の指紋認識機器は指５６と接触し、実質的に指紋をスキャンするプリズム６２がむき出しの状態で位置するために、異物の接触あるいは汚れによりプリズム６２の透明性が低下し、これによって指紋認識機が作動しない場合がある。
【００１３】
また、むき出しのプリズム６２に子供のいたずらでガムのようなものが接着すると指紋を認識できないことはもちろん、これを除去するために多大の時間がかかるだけではなく、最悪の場合プリズム６２が損傷し、指紋認識機器そのものが使用できなくなる場合がある。
【００１４】
さらに、このようなプリズム６２の表面に砂あるいは鋭い金属などにより傷ができた場合も、指紋認識機器は機能を発揮できないという問題がある。
【００１５】
大韓民国登録特許第０３７６０４７号（特許文献１）は上に記載された問題点を解消できる手段を開示している。
【００１６】
特許文献１は指紋を認識するために指と接触するプリズムの指紋認識部が異物により毀損するのを防止するために、指紋認識部の前面部分にシャッターを設置している。このシャッターはピンを通じてヒンジ結合するか、ソレノイドと連結して開閉される構造になっている。
【００１７】
【特許文献１】大韓民国登録特許第０３７６０４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、前記指紋認識システムの指紋認識部保護装置は、シャッターがピンを通じてヒンジ結合した構造では、シャッターのロック機能が解除された場合、指でシャッターを押し、オープンさせるプッシュ型になっており、使用が不便な短所がある。
【００１９】
一方、ソレノイドで作動するシャッターは、ソレノイドは駆動軸が一定のストロークで駆動することでシャッターを開けるようになっている。このシャッターは本体内部からの移動が可能な構造になっており、指紋認識機器が建物外部に設置された場合、気温が低い冬にはシャッターが本体に凍りついて開かなくなるか、ソレノイドの駆動軸運動範囲が制限され、シャッターが完全にオープンしないなどの構造上の問題がある。
【００２０】
本発明は上記のような問題を解決するために考案されたもので、本発明の目的は指と接触する指紋認識部の入力部の撮像素子である半導体（Ｃ−ＭＯＳ方式）、あるいはプリズム（光学方式）が、異物や故意の毀損、危害行為、汚れ、あるいは破損を防止できるようにし、また、使用上の利便性と構造上の安全性を保つ指紋認識部保護装置を具える指紋認識システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
如上の目的を実現するために、本発明の指紋認識システムは、使用者の指紋情報がメモリーに入力され基本指紋情報として蓄積されたマイクロプロセッサーと、基本指紋情報と対比される実際の使用者の指紋情報を形成する指紋認識部と、実際の使用者指紋情報と基本情報の指紋情報を比較対照し、同一かどうかを判断し、その結果に応じた前記マイクロプロセッサーの信号によってドアなどのアクセス部の開閉動作が可能となる開閉部と、指紋認識部のプリズムを保護するために設置され、マイクロプロセッサーの制御によるロック機能とロック解除機能が付与され、モーターの回転運動が伝達された動力伝達手段によりスライド移動しながら指紋入力部を開閉できるシャッターとを備えてなることを特徴とする。
【００２２】
本発明において、アクセス部とは、ドアを含む出入り口、銀行カードまたはクレジットカードなどの利用、公務の許可または情報入出力、コンピュータ制御およびネットワークを利用した電子商取引などのアクセスなど、場所への入場もしくは接近、または情報の入出力もしくは利用の経路をいう。また、アクセス部を開くとは、場所への入場もしくは接近、または情報の入出力もしくは利用を許可することをいい、アクセス部を閉じるとは、場所への入場もしくは接近、または情報の入出力もしくは利用を禁止することをいう。
【００２３】
なお、このシャッターは指紋認識部の前面部を、ガイドに従ってスライド移動する構造になっており、リミットスイッチによる一定区間内だけで移動できるようになっている。
【００２４】
前記動力伝達手段は、モーターの回転軸にとりつけられたウォームと、該ウォームと歯車でかみあい、回転軸方向を変換するウォームホイール、該ウォームホイールと一緒に回転するピニオンギア、このピニオンギアの回転運動を直線運動に変換するラックなどで構成されることが特徴となっている。
【００２５】
さらに、本発明の指紋認識システムは、マイクロプロセッサーに先に入力された使用者情報を判読し、二重安全手段として指紋認識部の使用を認証する使用者認証部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による指紋認識システムは、指紋認識部にほこりまたはガムなどの異物が侵入することを防止し、光学式、半導体式の指紋認識のような指紋認識手段を完璧に保護することができ、シャッターをプッシュ型のように指で押さなくとも開く構造なので使用上の利便性が提供される。
【００２７】
また指紋認識部を開閉する動力伝達手段は歯車と結合されたギアの組み合わせで成り立っており構造的な安全性が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明にかかわる１実施の形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１および図２は、本発明の１実施の形態による指紋認識システムの指紋認識部保護装置が、アクセス部である出入口を開閉する電子式ドアロックに適用されたケースを示す、ドアロックの正面図および背面図であり、符号２はドアロック本体を表わす。
【００３０】
本実施の形態にかかわる指紋認識システムは、前記ドアロック本体２に直接設置されるかその周辺に設置され、使用者の基本指紋情報が蓄積されたマイクロプロセッサー４、基本指紋情報と対比される実際の使用者の指紋情報が入力される指紋認識部６、実際の使用者指紋情報と基本情報のデジタルデータに変換され画像情報を比較対照して同一であるかを判断し、その結果、マイクロプロセッサー４の信号により開閉動作が可能になる開閉部８からなっている。
【００３１】
そして、本体２前面のマイクロプロセッサー４に先に入力された使用者情報を判読し、指紋認識部６の使用を認証する使用者認証部１０が追加的に設置できる。
【００３２】
ドアロック本体２の前面またはその周辺には、その内側にある指紋認識部６を使用できる開口１２が、本体２外側にはドアロックの作動状態を使用者に知らせる表示部１４がある。
【００３３】
指紋認識部６は図３または図６に示されるようにベース１６と、このベース１６の両側から延びた１セットの側板１８と、１セットの側板１８の間の内側で指紋認識のための指が挿入できるように下部が開かれた空間部２０と、この空間部２０の開かれた側にあるドアロック本体２と、内部に設置された光源（図示せず）から放出される光を入射させ指紋認識機器使用者の指紋映像を発生する指紋入力部であるプリズム２２とからなる。
【００３４】
このプリズム２２を通じて描かれた指紋映像は図示されていない結像レンズと映像検出素子を通じてマイクロプロセッサー４に使用者の基本指紋情報として蓄積される。
【００３５】
また、ベース１６には多数の穴２４が開けられ、スクリューのような固定用の部材などで本体２内部または周辺部に固定できるようになっている。
【００３６】
側板１８は、傾斜面になっており、ドアロック本体２の前面もこの側板１８の傾斜面と同一の傾斜角を保つように制作され、ドアロック本体２内部前面に指紋認識部６の前面が若干の間隔を空けて設置されるようになっている。
【００３７】
使用者認証部１０は許された使用者だけが指紋認識部６を使用できるようにする手段として、指紋認識機器を使用できる人の使用者情報を先に入力し、情報が入力された人に限り指紋認識部６に指紋を入力できるようにするためのものである。
【００３８】
この使用者認証部１０は、数字ボタン２６（図１参照）からなり、使用者が設定した暗号と同一の暗号が入力された場合、指紋認識部６を使用可能にするか、あるいは数字ボタンに代わりにカード認識手段を設け、使用者が通常使用しているカード（ＲＦ−ＩＣカード、ＩＣカード、マグネチックストリップカード、バーコードカードなど）情報をマイクロプロセッサー４に蓄積した後、使用者認証部にカードを所定距離からかざし、マイクロプロセッサー４でカードを認識し、登録されたカードとして確認されると、マイクロプロセッサー４の制御により指紋認識部６を使用可能にすることもできる。
【００３９】
上記のように使用者認証部１０を通じて認証された使用者の場合、指紋認識部６を使用できるように指紋認識部６の前面には指紋認識部保護装置が設けられている。
【００４０】
本発明が提案する指紋認識部保護装置は、指紋認識部６のプリズム２２を外部から保護するためのもので、マイクロプロセッサー４の制御でロック機能とロック解除機能が付いたシャッター２８からなり、このシャッターのロック／解除はモーター３０の回転運動を伝える動力伝達手段でスライド移動しながらプリズム２２に使用者が指を置くための空間部２０を開閉するようになっている。
【００４１】
このシャッター２８が正確に安定してスライドするために、側板１８の片面には、側板から延びるガイド部３２があり、このガイド部３２に沿ってシャッター２８が移動できるように、シャッター２８の片面にはガイド部３２に対応するためのガイド溝３４がある。
【００４２】
そして、シャッター２８が一定区間内だけで移動するように、側板１８の片面には一定の間隔を維持するためにワンセットのリミットスイッチ３５が設置され、シャッター２８の片面には、このリミットスイッチ３５と接触するシャッター２８の移動範囲を制限する接続突起３６がある。
【００４３】
このシャッター２８はモーター３０の駆動力を伝達された動力伝達手段の作動によって開閉するが、この駆動力が伝わるようにシャッター２８の片側にはラック３８が形成されている。
【００４４】
この動力伝達手段は、モーター３０の回転軸に固定されたウォーム４０と、ウォーム４０とかみ合って回転軸方向を変換するウォームホイール４２と、ウォームホイール４２と一緒に回転するピニオンギア４４と、このピニオンギア４４の回転運動を直線運動に変換し、シャッター２８を実質的に開閉するラック３８とから構成されている。
【００４５】
ウォームホイール４２とピニオンギア４４は、ベース１６に固定されたブラケット１９に回転自在に保持された軸２１とともに回転するように設置される。
【００４６】
シャッター２８は通常、マイクロプロセッサー４の制御によって空間部２０を閉めた状態となっている。モーター３０の回転軸にウォーム４０が固定され、ウォームホイール４２に固定されたピニオンギア４４が、シャッター２８に形成されたラック３８と噛み合っているので、シャッター側から力がかかっても開かない。そして、使用者認証部１０に登録された出入者の場合に限り、マイクロプロセッサー４の制御によりモーター３０が駆動しながらシャッター２８を移動させることで空間部２０が開き、指紋認識部６が使用できるようになっている。
【００４７】
指紋認識部６のプリズム２２で指紋が確認された後、プリズム２２に置いた指を空間部２０から外に出すとマイクロプロセッサー４の制御によって、モーター３０が上記と反対方向に駆動しながらシャッター２８を元の位置に移動させ、指紋認識部６の空間部２０を閉鎖するように設定されている。
【００４８】
このシャッター２８は外からの力にも充分に耐えられる金属または硬い合成樹脂で造ることが望ましく、許容される範囲内で指紋認識部６を完全に閉める大きさに製造するのがよい。
【００４９】
このような指紋認識部保護装置がついた指紋認識機器を使用するためには、まず使用者認証部１０が数字ボタンの場合、暗号数字を使用者が記憶し、使用者認証部１０がカード認識手段の場合、使用者認証部１０が認識可能な距離にカードをおいて、カード情報をマイクロプロセッサー４に蓄積し、これと同時に指紋認識機使用者の指紋を指紋認識部６のプリズム２２を通じてマイクロプロセッサー４に蓄積する。
【００５０】
このように使用者情報が登録された後、指紋認識機器の使用者認証部１０に数字ボタン２６を押し、暗号を入力するかまたはカードを所定距離に置くと、マイクロプロセッサー４がこれを比較し、暗号が一致するかあるいは登録されたカードが確認された場合、マイクロプロセッサー４の制御によってモーター３０が駆動する。
【００５１】
このモーター３０の回転によりウォーム４０が回転しながらこれと歯車でつながったウォームホイール４２およびピニオンギア４４も同時に回転するようになり、このピニオンギア４４の回転運動をラック３８が直線運動に変換し、シャッター２８を側板１８に形成されたガイド部３２に沿って、スライドさせる。
【００５２】
このように、シャッター２８を作動する動力伝達手段が、歯車でつながったギアの組み合わせで成立しているのでシャッター２８の開閉作動はより確実にでき、また、シャッターを手でスライドすることができず、構造的な安全性が確保される。
【００５３】
このシャッター２８の移動は接触突起３６が図５に示すように上部側のリミットスイッチ３５と接触するまで進み、この作用で図７に示すようにシャッター２８が上部に移動しながら開き、指紋認識部６の空間部２０を開けることになる。
【００５４】
さらにシャッター２８がオープンすると指紋認識部がすぐ使用できる状態になり、従来のようにシャッターを指で押さなくてもよいので、指紋認識部の使用上の利便性が提供される。
【００５５】
また、指紋認識部６の空間部２０が開けられると、ドアロック本体２に形成された開口１２と空間部２０はお互いに通じるようになって、この状態でプリズム２２に使用者の指を置くと、該プリズム２２で認識された指紋データがマイクロプロセッサー４に蓄積された指紋データと一致した場合、ドアが開くようにドアロックを解除し、開閉部８を回転させ、ドアを開くことができる。
【００５６】
したがって使用者認証部１０で一次的に身元確認をし、認証された人に限り指紋認識部６が使用できるようにする二重の安全性を確保することができ、暗号が洩れたり、カードを紛失しても指紋が入力されたデータと一致しない場合はドアを開けることができない。
【００５７】
二重の安全性のため使用者認証部は選択できる。使用者認証部を備えない場合は、シャッター２８を開けるためのスイッチが使用できる。
【００５８】
本実施例ではドアの開閉部８を回転させ手動でオープンできるように表わしているが、これに限らずたとえば、プリズム２２で認識された指紋データがマイクロプロセッサー４に蓄積された指紋データと一致すると、自動的にドアがオープンできるように設定することも可能である。
【００５９】
ドアをオープンしてから一定の時間が過ぎるか、ドアに装着されたセンサーにより人の出入が確認された後、マイクロプロセッサー４の作動でモーター３０が反対方向に駆動しながらシャッター２８が上記動作とは反対方向に作動して閉まりながら、同時にドアの全てのロック機能が作動し、ドアが閉まる。
【００６０】
シャッター２８のロックは接触突起３６により、図５に示す下部側のリミットスイッチ３５が接触するまで進み、この動作によって開かれていた指紋認識部６の空間部２０をシャッター２８が閉鎖する。
【００６１】
前記の指紋認識機器の使用者認証部１０はカードあるいは暗号のいずれかで使用できるものを示しているが、カード読み取りと暗号入力を１つのドアロック本体に装備し、両者を併用することも可能である。
【００６２】
また上記の実施例は指紋認識部の指紋入力部は光学式プリズムが適用されるものを例として説明したが、これに限らず半導体式のＣ−ＭＯＳ撮像素子などにも応用できる。
【００６３】
そして、本実施の形態ではアクセス部としてドアロックに適用される指紋認識システムを示したが、本発明による指紋認識システムは、アクセス部としてはこれに限らず出入許可、金融およびクレジットカードの本人確認、公務の許可および犯罪捜査などのための情報入出力許可、コンピュータ制御およびネットワークを利用した電子商取引などのアクセス認証にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の１実施の形態にかかわる指紋認識システムの指紋認識部保護装置を電子式ドアに適用したものを示す正面図である。
【図２】図１に示す指紋認識システムの指紋認識部保護装置を電子式ドアに適用したものの背面図である。
【図３】本発明の１実施の形態にかかわる指紋認識システムの指紋認識部保護装置の正面図である。
【図４ａ】図３の左側面図である。
【図４ｂ】図４ａを平面からみた主要部分拡大図である。
【図５】図３の右側面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明による指紋認識システムの指紋認識部保護装置の使用状態図である。
【図８】一般的な指紋認識システムの光学系を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
２  ドアロック本体
４  マイクロプロセッサー
６  指紋認識部
１０  使用者認証部
１４  表示部
１６  ベース
１８  側板
１９  ブラケット
２０  空間部
２１  軸
２２  プリズム
２４  穴
２６  数字ボタン
２８  シャッター
３０  モーター
３５  リミットスイッチ
３６  接続突起
３８  ラック
４０  ウォーム
４２  ウォームホイール
４４  ピニオンギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
2006107123.tif 000008
【図６】
2006107123.tif 000009
【図７】
2006107123.tif 000010
【図８】
2006107123.tif 000011