(57)【要約】【課題】誤判断のおそれが少ない生体認証を付加した指紋認証方法と装置を提供する。【解決手段】光源１１で発生された白色光をフィルタ１２の素通し部を通して認証対象の指２０の表皮２１に照射し、その散乱光をセンサ１３で読み取って表皮２１の指紋を抽出する。また、フィルタ１２で波長４００ｎｍ程度の光を選別して真皮２２に照射し、その散乱光を読み取って真皮２２の内蔵指紋を抽出する。更に、フィルタ１２で近赤外光を選別して指の内部の静脈２３に照射し、その散乱光のスペクトル分布に基づいて、血液中の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合を検出する。処理部１４で、表皮２１の指紋を真皮２２の内蔵指紋で補完し、その指紋情報を登録された人の指紋情報と照合して本人であるか否かの指紋認定を行うと共に、酸化ヘモグロビンの割合に基づいて生体認証を行う。生体ではないと判定した場合は、抽出された指紋情報を記憶部１５に保存する。【選択図】図１
2008006146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を認証対象の指先の表皮に照射し、該表皮からの散乱光の分布に基づいて指紋を抽出する指紋抽出処理と、
波長の短い可視光を前記指先の真皮に照射し、該真皮からの散乱光の分布に基づいて内蔵指紋を抽出する内蔵指紋抽出処理と、
前記指紋抽出処理で抽出した指紋を、前記内蔵指紋抽出処理で抽出した内蔵指紋で補完して指紋情報を生成する指紋情報生成処理と、
近赤外光を前記指先の静脈に照射し、該静脈中の血液で散乱されて出力される光のスペクトル分布に基づいて生体反応の有無を判定する生体検出処理と、
前記生体検出処理で生体反応が有ると判定されたときに、前記生成された指紋情報を予め登録された指紋情報と照合して一致するか否かを判定し、該生体検出処理で生体反応が無いと判定されたときには、該生成された指紋情報を記憶する指紋照合処理とを、
行うことを特徴とする指紋認証方法。
【請求項２】
白色光を認証対象の指の腹側から爪に照射し、該爪で反射されて指先の表皮を透過した光の分布に基づいて指紋を抽出する指紋抽出処理と、
波長の短い可視光を前記指の腹側から爪に照射し、該爪で反射されて指先の真皮を透過した光の分布に基づいて内蔵指紋を抽出する内蔵指紋抽出処理と、
前記指紋抽出処理で抽出した指紋を、前記内蔵指紋抽出処理で抽出した内蔵指紋で補完して指紋情報を生成する指紋情報生成処理と、
近赤外光を前記指の腹側から爪に照射し、該爪で反射されて静脈中の血液を透過した光のスペクトル分布に基づいて生体反応の有無を判定する生体検出処理と、
前記生体検出処理で生体反応が有ると判定されたときに、前記生成された指紋情報を予め登録された指紋情報と照合して一致するか否かを判定し、該生体検出処理で生体反応が無いと判定されたときには、該生成された指紋情報を記憶する指紋照合処理とを、
行うことを特徴とする指紋認証方法。
【請求項３】
可視光から近赤外光までを含む白色光を発生する光源と、
前記光源で発生された光から、白色光、波長の短い可視光及び近赤外光を選別して出力するフィルタと、
前記フィルタから出力されて認証対象の指の表皮で散乱された前記白色光の分布に基づいて指紋を抽出し、該フィルタから出力されて該認証対象の指の真皮で散乱された前記波長の短い可視光の分布に基づいて内蔵指紋を抽出し、該フィルタから出力されて該認証対象の指の静脈中の血液で散乱された前記近赤外光のスペクトル分布に基づいて生体反応の有無を検出するセンサと、
前記センサで抽出された指紋を該センサで抽出された内蔵指紋で補完して指紋情報を生成すると共に、該センサで生体反応が検出されたときには、該生成した指紋情報を予め登録された指紋情報と照合して一致するか否かを判定し、該センサで生体反応が検出されないときには、該生成した指紋情報を記憶部に記憶する処理部とを、
備えたことを特徴とする指紋認証装置。
【請求項４】
可視光から近赤外光までを含む白色光を発生する光源と、
前記光源で発生された光から、白色光、波長の短い可視光及び近赤外光を選別して出力するフィルタと、
前記フィルタから出力されて認証対象の指の爪で反射されて表皮を透過した前記白色光の分布に基づいて指紋を抽出し、該フィルタから出力されて該認証対象の指の爪で反射されて真皮を透過した前記波長の短い可視光の分布に基づいて内蔵指紋を抽出し、該フィルタから出力されて該認証対象の指の爪で反射されて静脈中の血液を透過した前記近赤外光のスペクトル分布に基づいて生体反応の有無を検出するセンサと、
前記センサで抽出された指紋を該センサで抽出された内蔵指紋で補完して指紋情報を生成すると共に、該センサで生体反応が検出されたときには、該生成した指紋情報を予め登録された指紋情報と照合して一致するか否かを判定し、該センサで生体反応が検出されないときには、該生成した指紋情報を記憶部に記憶する処理部とを、
備えたことを特徴とする指紋認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋によって個人を特定する指紋認証方法と装置、特に入力された指紋像が生体から得られたものであることを確認要素として組み入れた指紋認証方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、下記特許文献１に記載された従来の個人特定照合装置の構成図である。
この個人特定照合装置は、指紋認証に生体認証を付加したもので、図２（ａ）に示すように、個人を特定照合するための情報として指紋像を入力する指紋入力部１と、予めメモリに登録された指紋情報照合用データ２と、入力された指紋像を照合用データと照合して登録された指紋に該当するものがあるか否かを調べる指紋情報照合演算部３を有している。更に、この個人特定照合装置は、指紋をコピーした人工指や切断された指等による“なりすまし”を防止するために、入力された指紋像を有する指が生きた指であるか否かを判定するための生体検出部４と生体情報演算部５を有している。生体情報演算部５の判定結果は指紋情報照合演算部３に与えられ、指紋像の照合結果と生体情報の判定結果による総合結論が、照合結果出力部６から出力されるようになっている。
【０００３】
生体検出部４は、図２（ｂ）に示すように、指紋像を採取するためのプリズムのやや手前に設置された発光ダイオード等の光源と、受光用ホトダイオード等のセンサで構成されている。即ち、プリズムの面に指先の指紋面を押し当てたときに、指の第２関節の腹面が位置する場所に、光源とセンサが１０〜１４ｍｍの間隔で並べられている。生体検出部４は、光源からパルス状の可視光〜遠赤外光を異なるレベルで２回出力し、被検体を通過・散乱してセンサに入射された光のレベル差を検出するものである。被検体を通過した光のレベル差は、被検体中の酸素濃度に関係しており、生体検出部４で検出されたレベル差は、生体情報演算部５に与えられ、平均値が求められて正確な酸素濃度が演算され、生体であるか否かの判定が行われるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３０８３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記個人特定照合装置では、指紋像の照合と生体情報の判定を独立した構成で行うようにしているので、装置が大型化・複雑化すると共に、“なりすまし”を完全に防止することが困難であった。
【０００６】
本発明は、生体認証を付加した誤判断のおそれが少ない指紋認証方法と指紋認証装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の指紋認証方法は、白色光を認証対象の指先の表皮に照射し、該表皮からの散乱光の分布に基づいて指紋を抽出する指紋抽出処理と、波長の短い可視光を前記指先の真皮に照射し、該真皮からの散乱光の分布に基づいて内蔵指紋を抽出する内蔵指紋抽出処理と、前記指紋抽出処理で抽出した指紋を、前記内蔵指紋抽出処理で抽出した内蔵指紋で補完して指紋情報を生成する指紋情報生成処理と、近赤外光を前記指先の静脈に照射し、該静脈中の血液で散乱されて出力される光のスペクトル分布に基づいて生体反応の有無を判定する生体検出処理と、前記生体検出処理で生体反応が有ると判定されたときに、前記生成された指紋情報を予め登録された指紋情報と照合して一致するか否かを判定し、該生体検出処理で生体反応が無いと判定されたときには、該生成された指紋情報を記憶する指紋照合処理とを行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、表皮からの散乱光に基づいて指紋を抽出する指紋抽出処理と、真皮からの散乱光に基づいて内蔵指紋を抽出する内蔵指紋抽出処理と、静脈中の血液で散乱された光のスペクトル分布に基づいて生体反応の有無を判定する生体検出処理を行い、生体反応が検出されたときには、抽出した指紋を内蔵指紋で補完して生成した指紋情報を予め登録された指紋情報と照合して指紋認証を行うようにしている。これにより、生体認証を付加した誤判断のおそれが少ない指紋認証が可能になるという効果がある。また、生体反応が無いと判定されたときには、生成された指紋情報を記憶するようにしているので、偽造された指紋の持ち主を割り出すために利用することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施例１を示す指紋認証装置の構成図である。
この指紋認証装置は、指紋認証機能に生体認証機能を付加したもので、装置基板１０上に形成された光源１１、フィルタ１２、センサ１３、処理部１４及び記憶部１５を有している。光源１１は、認証対象の指２０に照射する白色光を発生するもので、例えば、波長が４００〜７６０ｎｍの広帯域スペクトルを有する白色発光ダイオード等が用いられている。
【００１１】
フィルタ１２は、光源１１で発生した白色光から波長を選別して指２０の表皮２１、真皮２２及び静脈２３に照射するものである。このフィルタ１２では、指紋が形成された指先の表皮２１に照射するための白色光と、内蔵指紋が形成された指先の真皮２２に照射するための波長の短い可視光（例えば、波長４００ｎｍ程度の紫色の光）と、指内部の静脈２３に照射するための波長７６０ｎｍ程度の近赤外光を選別して出力するようになっている。なお、内蔵指紋は、表皮２１の指紋と同じ形状であるが、表皮の内側に形成されているため、表皮の指紋ほど明瞭に読み取ることができず、単独で指紋認証に用いることは困難である。従って、表皮に怪我や磨耗等がある場合に、指紋の欠損部分を補完するために用いられる。
【００１２】
センサ１３は、表皮２１で散乱された白色光を受光して指紋を抽出すると共に、真皮２２で散乱された波長の短い可視光を受光して内蔵指紋を抽出するものである。更に、センサ１３は、静脈２３中の血液で散乱された近赤外光のスペクトル分布を検出するようになっている。
【００１３】
処理部１４は、センサ１３で抽出された表皮２１の指紋と真皮２２の内蔵指紋を、予め登録された指紋と照合して指紋認証を行うと共に、このセンサ１３で検出された近赤外光のスペクトル分布に基づいて生体認証を行うものである。また、処理部１４は、生体認証ができなかった場合に、抽出した指紋情報を記憶部１５に保存する機能を有している。
【００１４】
次に動作を説明する。
光源１１で発生された白色光は、フィルタ１２の素通し部を通して認証対象の指２０の指先の表皮２１に照射される。表皮２１に当たった光は、凸部で反射され凹部で分散されて、その散乱光がセンサ１３に入射される。センサ１３では、入射された光の分布に基づいて表皮２１の指紋が抽出される。
【００１５】
また、光源１１で発生された白色光から、フィルタ１２で波長４００ｎｍ程度の光が選別されて認証対象の指２０の表皮２１を通過して真皮２２に照射される。真皮２２に当たった光は、凸部で反射され凹部で分散されて、その散乱光がセンサ１３に入射される。センサ１３では、入射された光の分布に基づいて真皮２２の内蔵指紋が抽出される。
【００１６】
更に、光源１１で発生された白色光から、フィルタ１２で近赤外光が選別されて認証対象の指２０の内部の静脈２３に照射される。静脈２３に当たった近赤外光は、この静脈内の血液で散乱され、その散乱光がセンサ１３に入射される。センサ１３では、入射された近赤外光のスペクトル分布に基づいて、血液中の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合が検出される。
【００１７】
処理部１４では、センサ１３で抽出された表皮２１の指紋を主として用い、これをセンサ１３で抽出された真皮２２の内蔵指紋で補完することにより、指紋情報が生成される。そして、この生成された指紋情報が予め登録された人の指紋情報と照合され、本人であるか否かを判定する指紋認定が行われる。更に、処理部１４では、センサ１３で検出された酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合に基づいて、生体認証が行われる。生体認証の結果、生体ではないと判定されると、抽出された指紋情報が記憶部１５に保存される。
【００１８】
以上のように、この実施例１の指紋認証装置は、次のような利点がある。
（１）  白色光を表皮２１に照射して抽出した指紋と、波長の短い可視光（波長４００ｎｍ程度の光）を真皮２２に照射して抽出した内蔵指紋を用いて指紋認証を行うようにしているので、怪我等で表皮の指紋認証が困難な場合でも、本人の確認が可能である。
（２）  表皮２１の指紋と内蔵指紋を用いているので、偽造した指紋を指先に貼り付けた場合でも、見破ることができる。
（３）  近赤外光を静脈２３に照射して血液中の酸化ヘモグロビンの割合によって生体認証を行っているので、指紋をコピーした人工指や切断された指等による“なりすまし”を防止することができる。
（４）  生体認証されない場合に、抽出された指紋情報を記憶部１５に保存しているので、偽造された指紋の持ち主を割り出すために利用することができる。
（５）  光源１１、フィルタ１２、センサ１３、処理部１４及び記憶部１５を、装置基板１０上で認証対象の指２０の下側の一箇所に集中して形成しているので、装置のサイズが小型化され、省スペースを実現することができる。
【実施例２】
【００１９】
図３は、本発明の実施例２を示す指紋認証装置の構成図であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００２０】
この実施例２では、光源１１からフィルタ１２を通過して指２０の表皮２１、真皮２２及び静脈２３に照射される光の経路が異なる他は、図１と同様の構成となっている。
【００２１】
この指紋認証装置では、光源１１で発生された白色光は、フィルタ１２の素通し部を通して認証対象の指２０の腹側から爪２４の内側に照射され、この爪２４で反射されて指先の表皮２１を透過した光がセンサ１３に入射される。センサ１３では、入射された光の分布に基づいて表皮２１の指紋が抽出される。
【００２２】
また、光源１１で発生された白色光から、フィルタ１２で波長４００ｎｍ程度の光が選別されて認証対象の指２０の爪２４の内側に照射され、この爪２４で反射されて指先の真皮２２を透過した光がセンサ１３に入射される。センサ１３では、入射された光の分布に基づいて真皮２２の内蔵指紋が抽出される。
【００２３】
更に、光源１１で発生された白色光から、フィルタ１２で近赤外光が選別されて認証対象の指２０の爪２４の内側に照射され、この爪２４で反射されて静脈２３内の血液で散乱された光がセンサ１３に入射される。センサ１３では、入射された近赤外光のスペクトル分布に基づいて、血液中の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合が検出される。その他の動作は実施例１と同様であり、同様の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１を示す指紋認証装置の構成図である。
【図２】従来の個人特定照合装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例２を示す指紋認証装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    装置基板
１１    光源
１２    フィルタ
１３    センサ
１４    処理部
１５    記憶部
【図１】
2008006146.tif 000003
【図２】
2008006146.tif 000004
【図３】
2008006146.tif 000005