(57)【要約】  【課題】  本発明は、指紋に基づく生体認証装置に関し、より詳細には指の脈波を読み取り加速度脈波を算出し、算出した加速度脈波が予め記憶した基準加速度脈波と等しいときに生体と判定し、指紋照合により本人認証を行なう生体認証装置、生体認証方法および生体認証プログラムに関するものである。  【解決手段】  本発明は、指の脈波を読み取る脈波読取手段と、指紋パターンを読み取る指紋読取手段と、読み取った脈波から加速度脈波を求め、予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して所定の範囲内にあれば生体であると判定する生体判定手段と、生体と判定された場合に指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターンとを照合して一致する場合に登録指紋パターンの本人と認証する認証手段とで構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の脈波を読み取る脈波読取手段と、
前記指の指紋パターンを読み取る指紋読取手段と、
前記読み取った脈波から加速度脈波を求め、該加速度脈波と予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して所定の一致度以上であれば生体であると判定する生体判定手段と、
前記生体判定手段において生体と判定された場合に、前記指紋読取手段で読み取られた指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターン、または該指紋パターンの指紋特徴情報と予め登録してある登録指紋特徴情報とを照合して所定の一致度以上であれば該登録指紋パターンまたは該登録指紋特徴情報の本人と認証する認証手段と
を備えることを特徴とする生体認証装置。
【請求項２】
前記生体判定手段における加速度脈波の照合は、該加速度脈波における複数の特定の波高値の比である
ことを特徴とする請求項１に記載の生体認証装置。
【請求項３】
前記生体認証装置は、さらに
前記脈波読取手段と前記指紋読取手段と指検出手段とを備え、
前記指検出手段は、指を検出して前記脈波読取手段では該指の脈波を読み取ると共に、前記指紋読取手段では該指の指紋パターンを読み取る
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体認証装置。
【請求項４】
指の脈波を読み取る脈波読取手順と、
前記指の指紋パターンを読み取る指紋読取手順と、
前記読み取った脈波から加速度脈波を求め、該加速度脈波と予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して所定の一致度以上であれば生体であると判定する生体判定手順と、
前記生体判定手順において生体と判定された場合に、前記指紋読取手順で読み取られた指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターン、または該指紋パターンの指紋特徴情報と予め登録してある登録指紋特徴情報とを照合して所定の一致度以上であれば該登録指紋パターンまたは該登録指紋特徴情報の本人と認証する認証手順と
を備えることを特徴とする生体認証方法。
【請求項５】
指紋パターンに基づいて本人の認証を行なう生体認証装置の生体認証プログラムであって、
前記生体認証装置のコンピュータに、
指の脈波を読み取る脈波読取手順と、
前記指の指紋パターンを読み取る指紋読取手順と、
前記読み取った脈波から加速度脈波を求め、該加速度脈波と予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して所定の一致度以上であれば生体であると判定する生体判定手順と、
前記生体判定手順において生体と判定された場合に、前記指紋読取手順で読み取られた指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターン、または該指紋パターンの指紋特徴情報と予め登録してある登録指紋特徴情報とを照合して所定の一致度以上であれば該登録指紋パターンまたは該登録指紋特徴情報の本人と認証する認証手順と
を実行させる生体認証プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋に基づく生体認証装置に関し、より詳細には指の脈波を読み取り加速度脈波を算出し、算出した加速度脈波が予め記憶した基準加速度脈波と等しいときに生体と判定し、指紋照合により本人認証を行なう生体認証装置、生体認証方法および生体認証プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指紋や静脈などの身体的特徴に基づいて認証する生体認証が一般的に行われるようになってきている。例えば、指の指紋による認証方法は、予め本人の指紋を指紋センサで読み取り、読み取った指紋パターンまたは指紋の特徴点の情報をコンピュータに登録しておく。そして、認証に当たっては登録時と同様に指紋を指紋センサで読み取り、先に登録した指紋パターンまたは特徴点情報と照合してその一致度合を比較し、一致度合が高ければ、本人と認証するものである。
【０００３】
指紋による認証は、指紋センサに例えば静電容量式のラインセンサを用いることで小型化できることから携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯情報端末に搭載されるようになってきた。このように指紋による認証が広く用いられるようになると、ゼラチンやシリコンゴムなどを用いた人工指に対する所謂「成りすまし」による行為に対する対策が求められるようになってきている。
【０００４】
このような対策として、読み取った指紋が生体であるかどうかを検知する方法が提案されている。この方法は、指紋センサの近傍に脈拍センサを配置し、脈拍センサが検出した脈拍が予め定めた条件を満たせば（例えば、脈拍数が設定された範囲内にあれば）生体であると判断するものである（特許文献１）。
【０００５】
また、脈拍の波形（脈波）から加速度脈波を求め、健康診断に用いる方法が提案されている。これは、脈波センサで読み取った脈波から加速度脈波を求め、加速度脈波の特徴を読み取り被測定者の健康状態を表す指数値データに変換し、その指数値データを表示するものである（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−１８４４９０号公報
【特許文献２】特公平７−４３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に述べたように、生体認証として指紋を用いた認証装置においては読み取った指紋パターンの指が生体である、という保証があって認証の判定が行なわれることが望ましい。即ち、指紋の照合う前に認証判定の対象の指の生体検知を行なった上で指紋照合し認証判定する必要がある（指紋照合を行なった後に生体検知を行い、検知結果に基づいて認証の判定を行なうようにしてもよい）。
【０００７】
特許文献１で提案された方法は生体検知の方法として脈拍を用いるものである。脈拍も一つの生体検知を行なう有効な方法であるが、これもまた偽造が比較的容易であり、問題が解決される訳ではない。
【０００８】
本発明は、特許文献１とは異なり脈拍波形から加速度波形を求め、さらに加速度波形の特徴点（具体的には波高値）を求めて基準値との比較で生体検知を行なう生体認証装置、生体認証方法および生体認証プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の生体認証装置、生体認証方法および生体認証プログラムは以下のように構成される。
（１）第１の発明
第１の発明は、脈波を読み取ってその脈波が生体であることを確認して指紋照合による認証を行なう生体認証装置の発明である。
【００１０】
本発明の原理を図１を用いて説明する。第１の発明の生体認証装置は、図１に示すように脈波読取手段１０、指紋読取手段２０、生体判定手段３０および認証手段４０で構成する。
【００１１】
脈波読取手段１０は、指の脈拍波形である脈波を読み取る手段である。
【００１２】
指紋読取手段２０は、脈波読取手段１０で読み取った、あるいは読み取る指の指紋パターンを読み取る。
【００１３】
生体判定手段３０は、読み取った脈波から加速度脈波を求め、その加速度脈波と予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して加速度脈波が基準加速度脈波に対して所定の一致度以上であれば生体であると判定する。加速度脈波は読み取った脈波を２次微分することで得られる。
【００１４】
認証手段４０は、生体判定手段で生体と判定された場合に、指紋読取手段で読み取られた指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターンとを照合して所定の一致度以上であれば該登録指紋パターンの本人と認証する。または、指紋読取手段で読み取られた指紋パターンの指紋特徴情報と予め登録してある登録指紋特徴情報と照合して所定の一致度以上であれば登録指紋特徴情報の本人と認証する。
【００１５】
上記の構成により、指紋を採取した指が生体であることを確認して指紋による認証を行なうことができる。
（２）第２の発明
第２の発明は、第１の発明における生体判定手段の加速度脈波の照合は、加速度脈波における複数の特定の波高値の比である、ことを特徴とするものである。求めた加速度脈波には複数のピークがあるので、定めたピークに対するピーク値間の比を求め、予め記憶している基準加速度脈波のピーク値間の比と照合する。
（３）第３の発明
第３の発明は、第１および第２の発明における生体認証装置がさらに脈波読取手段と指紋読取手段と指検出手段とを備え、指検出手段は指を検出して脈波読取手段で指の脈波を読み取ると共に、指紋読取手段で指の指紋パターンを読み取る、ことを特徴とする。
【００１６】
これにより、脈波と指紋の採取が同一の指から採取されることを規制する。即ち、脈波を採取する指と指紋を採取する指とが別個の指でないようにする。
（４）第４の発明
第４の発明は、第１の発明における生体認証方法の発明である。
（５）第５の発明
第５の発明は、第１の発明における生体認証プログラムの発明である。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように本発明によれば、次に示す効果が得られる。
【００１８】
第１の発明により、認証に用いる指の生体検知を行なっているので、人工指による成りすましの防止が計れる生体認証装置の提供ができる。
【００１９】
第２の発明により、登録する加速度脈波の波高値比を人から採取した脈波データを元に作成し登録しておくことにより、偽造した脈拍の使用は困難となる。
【００２０】
第３の発明により、脈波と指紋の採取が同一の指から採取されることを規制でき、偽造をより困難にすることができる。
【００２１】
第４の発明により、第１の発明と同様の効果が得られる生体認証方法の提供ができる。
【００２２】
第５の発明により、第１の発明と同様の効果が得られる生体認証プログラムの提供ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
生体認証装置の実施形態を、図２から図７を用いて説明する。
【００２４】
図２は、生体認証装置１００の構成例を示すもので、本発明に関連する部分のみを示した図である。生体認証装置１００はプログラムやデータを制御する制御部１１０、脈波や指紋を読み取る指置き台１３０を制御する入出力制御部１２０、指紋パターンを記憶部に記憶した登録指紋データ１４０、基準となる加速度脈波の波高値比データを記憶部に記憶した基準加速度脈波データ１５０、および主メモリ１６０上に展開した生体認証プログラム１７０から構成する。
【００２５】
指置き台１３０には脈波センサを構成する近赤外ＬＥＤ１３１と近赤外センサ１３２、指紋パターンを読み取る指紋センサ１３３、指置き台１３０に置かれた指を検出するスイッチ１３４および脈波の読み取り終了を示すランプ１３５を搭載する。脈波の読み取りは少なくとも１脈拍以上の時間指を指置き台１３０に置いておく必要がある。このため、ランプ１３５は被認証者に脈波の読み取りが終了したことを認識させるためのものである。
【００２６】
生体認証プログラム１７０は、さらに脈波読取部１７１、生体判別部１７２、指紋読取部１７３および認証部１７４から構成する。これらのプログラムの概要について次に述べる。
【００２７】
脈波読取部１７１は、スイッチ１３４が指置き台１３０に置かれた指を検知した情報を受取り、近赤外ＬＥＤ１３１と近赤外センサ１３２とから成る脈波センサを作動させて、脈波センサから出力波形（脈波）を読み取る。そして、脈波が読み取ったことを確認してランプ１３５を点灯させる。
【００２８】
生体判別部１７２は、脈波読取部１７１で読み取った脈波を２回微分する演算を行い加速度脈波を算出する。続いて、予め定めたピークを抽出してこのピークに対する波高値を求め、所定のピークに対する波高値比のデータを求める。このデータを記憶部に記憶している基準加速度脈波データ１５０とを照合する。照合は求めた波高値比のデータが基準加速度脈波データ１５０の所定範囲内であれば一致しているものとし、脈波を読み取った指は生体であると判定する。逆に不一致の場合は、生体ではないと判定する。
【００２９】
指紋読取部１７３は、指置き台１３０に置かれた指に対して指紋センサ１３３の出力波形を指紋パターンとして読み取る。
【００３０】
認証部１７４は、読み取った指紋パターンと記憶部に登録してある登録指紋データ１４０と照合する。照合の結果一致すればの本人と判定し、認証する。なお、登録指紋データ１４０は、ここでは指紋パターンを登録しているものとしているが、指紋の特徴点の情報を登録するようにしてもよい。この場合は、認証部１７４において読み取った指紋パターンから特徴点を抽出し、その情報と照合することになる。
【００３１】
以上、生体認証プログラム１７０について説明したが、次に記憶部に記憶した基準加速度脈波データ１５０について説明する。基準加速度脈波データ１５０の説明の前に、まず基準加速度脈波について説明する。加速度脈波は脈波を２回微分した波形であるが、人間の年代に応じてこの加速度脈波は６つのパターンに区分される。図３は、その６つのパターンを示しており、パターン１は２０歳台の加速度脈波を示しており、パターン２以降が順次３０歳台から７０歳台までの加速度脈波を示している。いずれもａ〜ｅの５つピークを有しており、一般に年齢の増加と共にｂのピークの値（波高値）は上昇し、ｃからｅのピークの値は減少している。ａのピークを基準にｂ／ａ、ｃ／ａ、ｄ／ａ、ｅ／ａを求めたものが図４に示す表である。このようにすると年齢の増加に対するパターンの変化の傾向がより分かり易い。図４のデータを基準加速度脈波データ１５０として記憶部に格納しておく。前述した脈波読取部１７１で読み取った脈波から求めた波高値比は、この図４に示す基準加速度脈波データ１４０とを照合し、何れのパターンに属しているかどうかを調べるのである。図４のデータは例えば表中の数値は中心値を表すものとして、例えばそれらの値のそれぞれ＋−０．０５の範囲にあれば一致しているものと見なしている。なお、図３に示した６つのパターンは周知である。
【００３２】
次に、脈波センサと指紋センサ１３３を搭載した指置き台１３０の構造例を図５を用いて説明する。図５に示すように指置き台１３０は、ハウジング１３８に形成した凹部にセンサアセンブリ１３７を挿入し、センサアセンブリ１３７の底部はバネ１３６とスイッチ１３４によって支持している構造である。センサアセンブリ１３７には、近赤外ＬＥＤ１３１と近赤外センサ１３１および指紋センサ１３３（ラインセンサ）が上面に露出するように搭載している。そして、センサアセンブリ１３７は開口する押さえ板（図示しない）で上部から覆い、その押さえ板はハウジング１３８に固定している。押さえ板の開口部は、近赤外ＬＥＤ１３１と近赤外センサ１３１および指紋センサ１３３には指を置きスライドさせる（後述する）ためその部分を開口している。ランプ１３５は図示していないが、指置き台１３０に指を置いた状態で被認証者が見える位置に置かれる。
【００３３】
次に指を指置き台１３０に置き、脈波と指紋を読み取る場合の例を説明する。図６（ａ）は、指を指置き台１３０に置く前の状態を示している。この状態から、指を指置き台１３０の上面の開口部（図示しない）を介してセンサアセンブリ１３７に置き押下すると、センサアセンブリ１３７はバネ１３６に逆らって沈下する。これに伴ってスイッチ１３４が投入され近赤外ＬＥＤ１３１と近赤外センサ１３１に電源が供給される。また、認証プログラム１７０の脈波読取部１７１によって指置き台１３０に置かれた指の脈波を読み取る。近赤外ＬＥＤ１３１から近赤外線の光を発光し、その光は指を通って近赤外センサ１３１によって受光される。受光による出力波形（脈波）が生体であることが確認されると図示しないランプ１３５が点灯すると共に指紋センサ１３３の電源が入り、この状態で指をスライドさせることによって指紋センサ１３３で指紋パターンが読み取られる。
【００３４】
続いて、上記の説明と一部重複するが、指置き台１３０に指を置いた時から認証に至るまでの生体認証装置１００のフロー（一部被認証者の動作を含む）を図７を用いて説明する。まず、被認証者が指を指置き台１３０に置くと指置き台１３０が沈下しスイッチ１３４がＯＮ（投入）される。これに伴って、近赤外ＬＥＤ１３１と近赤外センサ１３１の電源がＯＮとなる（Ｓ１００−Ｓ１２０）。
【００３５】
近赤外ＬＥＤ１３１と近赤外センサ１３１の電源ＯＮに伴い指置き台１３０に置かれた指の脈波を読み取る。続いて、読み取った脈波を２回微分し加速度脈波を求め、その加速度脈波から波高値を抽出する。求めた波高値を元に図４で説明した４つの波高値比（ｂ／ａ〜ｅ／ａ）を求め、この値と記憶部の基準加速度脈波データ１５０とを照合する（Ｓ１３０−Ｓ１６０）。
【００３６】
波高値比が基準加速度脈波データ１５０の何れかのパターンと合致すれば、指紋センサ１３１の電源をＯＮにし、指紋パターンの読み取りを行なう。このとき、指置き台１３０に置かれた指をスライドさせるが、ランプ１３５を点灯させ被認証者に指をスライドさせることを促す。指をスライドさせて得られた指紋パターンと記憶部に登録した登録指紋パターン１４０とを照合する（Ｓ１７０−Ｓ２００）。
【００３７】
登録指紋パターン１４０と照合した結果、合致すれば登録指紋パターン１４０の本人と判定し認証する。合致しなければ、認証不可となる。また、Ｓ１７０で加速度脈波の波高値比が基準加速度脈波データ１５０と一致しなければ、この場合も認証不可とする（Ｓ２１０−Ｓ２３０）。
【００３８】
ここでの実施形態において指紋センサ１３１を静電容量式のラインセンサとしたが、光学式や電界式などであってもよく、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３９】
上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
指の脈波を読み取る脈波読取手段と、
前記指の指紋パターンを読み取る指紋読取手段と、
前記読み取った脈波から加速度脈波を求め、該加速度脈波と予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して所定の一致度以上であれば生体であると判定する生体判定手段と、
前記生体判定手段において生体と判定された場合に、前記指紋読取手段で読み取られた指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターン、または該指紋パターンの指紋特徴情報と予め登録してある登録指紋特徴情報とを照合して所定の一致度以上であれば該登録指紋パターンまたは該登録指紋特徴情報の本人と認証する認証手段と
を備えることを特徴とする生体認証装置。
（付記２）
前記生体判定手段における加速度脈波の照合は、該加速度脈波における複数の特定の波高値の比である
ことを特徴とする付記１に記載の生体認証装置。
（付記３）
前記生体認証装置は、さらに
前記脈波読取手段と前記指紋読取手段と指検出手段とを備え、
前記指検出手段は、指を検出して前記脈波読取手段では該指の脈波を読み取ると共に、前記指紋読取手段では該指の指紋パターンを読み取る
ことを特徴とする付記１または付記２に記載の生体認証装置。
（付記４）
指の脈波を読み取る脈波読取手順と、
前記指の指紋パターンを読み取る指紋読取手順と、
前記読み取った脈波から加速度脈波を求め、該加速度脈波と予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して所定の一致度以上であれば生体であると判定する生体判定手順と、
前記生体判定手順において生体と判定された場合に、前記指紋読取手順で読み取られた指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターン、または該指紋パターンの指紋特徴情報と予め登録してある登録指紋特徴情報とを照合して所定の一致度以上であれば該登録指紋パターンまたは該登録指紋特徴情報の本人と認証する認証手順と
を備えることを特徴とする生体認証方法。
（付記５）
指紋パターンに基づいて本人の認証を行なう生体認証装置の生体認証プログラムであって、
前記生体認証装置のコンピュータに、
指の脈波を読み取る脈波読取手順と、
前記指の指紋パターンを読み取る指紋読取手順と、
前記読み取った脈波から加速度脈波を求め、該加速度脈波と予め記憶してある基準加速度脈波とを照合して所定の一致度以上であれば生体であると判定する生体判定手順と、
前記生体判定手順において生体と判定された場合に、前記指紋読取手順で読み取られた指紋パターンと予め登録してある登録指紋パターン、または該指紋パターンの指紋特徴情報と予め登録してある登録指紋特徴情報とを照合して所定の一致度以上であれば該登録指紋パターンまたは該登録指紋特徴情報の本人と認証する認証手順と
を実行させる生体認証プログラム。
（付記６）
前記生体認証装置は、さらに
前記脈波読取手段で、前記指の脈波の読み取りが行なわれたことを表示する表示手段を備える
ことを特徴とする付記１乃至付記３に記載の生体認証装置。
（付記７）
前記脈波読取手段は、近赤外線を用いて前記指の脈波を読み取る
ことを特徴とする付記１乃至付記４に記載の生体認証装置。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の発明の原理図である。
【図２】生体認証装置の構成例である。
【図３】基準加速度脈波のパターン例である。
【図４】基準加速度脈波のデータ例である。
【図５】脈波センサと指紋センサを搭載した指置き台の構造例である。
【図６】指置き台への指の置き方と脈波／指紋の読み取り例である。
【図７】認証のフロー例である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    脈波読取手段
２０    指紋読取手段
３０    生体判定手段
４０    認証手段
１００  生体認証装置
１１０  制御部
１２０  入出力制御部
１３０  指置き台
１３１  近赤外ＬＥＤ
１３２  近赤外センサ
１３３  指紋センサ
１３４  スイッチ
１３５  ランプ
１３６  バネ
１３７  センサアセンブリ
１３８  ハウジング
１４０  登録指紋データ
１５０  基準加速度脈波データ
１６０  主メモリ
１７０  生体認証プログラム
１７１  脈波読取部
１７２  生体判別部
１７３  指紋読取部
１７４  認証部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008148862.tif 000008
【図７】
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