(57)【要約】【課題】中高齢者にも負担の少ない、楽な姿勢で指先を指紋読取り面に安定して当てることができる指紋入力装置を提供する。また指先を当てる正しい位置が容易にわかり、正確に入力できる指紋入力装置を提供する。【解決手段】本発明の指紋入力装置は、指紋を読取る面が指紋の入力者の方向に高くなる勾配を有し、その勾配の角度が水平面に対して３〜５０度であることを特徴とする。また本発明の指紋入力装置の別の形態においては、指先を指紋の読取り面に当てたときの指の方向と、入力者に正対する方向とのなす角度が、平面図でみたときに５〜４５度であることを特徴とする。また本発明の指紋入力装置の別の形態においては、指先を指紋の読取り面に当てた状態において、手のひら及び又は手首を支持する台座を指紋読取り面の入力者の側に設ける。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指先の指紋パターンを入力する指紋入力装置において、指紋を読取る面が指紋の入力者の方向に高くなる勾配を有し、該勾配の角度が水平面に対して３〜５０度であることを特徴とする指紋入力装置。
【請求項２】
指紋を読取る面の近傍に鏡が設置され、該鏡により入力者が指紋の読取り面および自分の指先を視認することができる請求項１に記載の指紋入力装置。
【請求項３】
指紋を読取る面の内部より光線が照射され、指先腹部の中央を当てる箇所が読取り面上に該光線による光点として表示されている請求項１〜２のいずれかに記載の指紋入力装置。
【請求項４】
指紋を読取る面の内部より画像が照射され、読取り面上において指先および爪の適正な位置を示す画像が表示されている請求項１〜２のいずれかに記載の指紋入力装置。
【請求項５】
指先の指紋パターンを入力する指紋入力装置において、指先を指紋の読取り面に当てたときの指の方向と、入力者に正対する方向とのなす角度が、５〜４５度であることを特徴とする指紋入力装置。
【請求項６】
指先を指紋の読取り面に当てた状態において、手のひら及び又は手首を支持する台座がもうけられた指紋入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的なセキュリティー分野で本人を確認するために用いられる指紋入力装置に関する。より詳しくは、指紋読取り面に指先を接触する際の姿勢に無理が無く、例えば高齢者でも楽に指紋入力が行える指紋入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の出入口等におけるセキュリティーを確保するために、指紋入力装置が用いられることがある。該入力装置の設置場所を節約するために、該装置は壁面に取り付ける形式が一般的である。壁面取り付け型では、入力者は手を持ち上げて、呼び鈴を押すような姿勢（図８）で指先を指紋読取り面に当て、指紋の入力を行う。読取り面は図７に示すように、鉛直方向からおよそ５〜４５度（図７の角度ｃ）くらい傾けてあることが多い。このように角度を付けることによって、入力者は指紋読取り面を容易に視認でき、指を当てる部分がよく見えるので好都合であり、一見したところ問題無いように思える。ところが実際に指を当てて入力してみるとそうではない。
【０００３】
壁面取り付け型では、入力の際には指先だけが指紋読取り面に接触した状態になるような構造が大部分であるが、この姿勢では短時間であっても指先を静止して保持するのはかなりの困難や苦しさが感じられる場合がある。読取りを確実に行うには、呼び鈴を押すときのように適当にポンと押したり、一瞬タッチすれば良いというわけにはいかず、１秒ないしそれ以上の間ほぼ一定の圧力で指先の腹を読取り面に押しつけたままで静止し、扉等が開錠されるまで待っていなければならないのが普通である。実際にやってみると、楽な作業・姿勢ではないことがわかる。
【０００４】
特に高齢者にとっては手を持ち上げて手のひらをそらせ、指を立てるようにする姿勢（図８の姿勢。この姿勢を本明細書で呼び鈴姿勢とも称する。）は相当な困難を伴うことがある。指紋入力時に手を保持する介助者が必要なことすらある。人口の高齢化が進行し、国を挙げてバリアフリーを推進している中で、高齢者の利用しにくいセキュリティーシステムが普及していることは問題である。
【０００５】
特許文献１には指紋入力装置において、大人と子供の別無く指を常に面に一定の角度で当てられる装置が記載されている。指紋の読取り面のあるセンサがばね等で保持されており、指の圧力に追従して読取り面の角度が変化し、自然な姿勢で入力できるとされている。しかし本装置の読取り面は指を上方に立てて当てることが想定されており、前記した呼び鈴姿勢の問題がある。
【０００６】
特許文献２には指紋入力装置において、指の姿勢の自由度が格段に高く、しかも高い照合精度の装置が記載されている。読取り面の周囲に指を載せる位置を案内する回転可能なガイド部材があり、指を載せる方向に自由度があって姿勢が楽であり且つその方向を検知して、入力された指紋画像を回転補正するものである。しかし本装置も結局呼び鈴姿勢で入力を行なっている。
【０００７】
特許文献３は指紋ではなく掌紋を読取る装置に関するが、目的は同じく本人確認である。掌紋を撮像するために手のひらを当てる台（本文献の図面の図２の符号１３）は、おおよそ水平のようであり、特に手のひらをそらせたり、指先を高くするような姿勢で入力するのでは無いと思われる。但し本文献には入力時の姿勢に関する記載は無く、入力しやすい姿勢についての示唆も無い。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２９３６６９
【特許文献２】
特開２００１−２６６１０８
【特許文献３】
特開平９−１０６４４７
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
中高齢者にも負担の少ない、楽な姿勢で指先を指紋読取り面に安定して当てることができる指紋入力装置を提供する。また指先を当てる正しい位置が容易にわかり、正確に入力できる指紋入力装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の指紋入力装置では、指紋を読取る面が指紋の入力者の方向に高くなる勾配を有し、その勾配の角度が水平面に対して３〜５０度（図１の角度ａ）であることを特徴とする。
【００１１】
指先を読取り面に当てるために手を前に出すとき、手をそらせて指先を手首よりも高くして保持することは肉体に負担をかける。しかし指先が手首よりも少し低くなるような姿勢なら自然であり、中高齢者も容易にその姿勢を保持して指紋入力ができる。本発明の指紋入力装置はその自然な姿勢のままで入力ができるように読取り面の奥の方が低くなっている。図２は本発明の装置で指紋入力をしている時の姿勢の一例を示す図である。
【００１２】
また本発明の指紋入力装置の別の形態においては、指先を指紋の読取り面に当てたときの指の方向と、入力者に正対する方向とのなす角度（図４の角度ｂ）が、平面図でみたときに５〜４５度であることを特徴とする。指紋入力をしようとする人は、読取り面を視認する必要があるので、該読取り面がよく見えるように装置に正対するのが普通である。つまり顔のまっすぐ前の方向、即ち体の中心の前方に装置の指紋読取り部があるように立つのが普通である。この姿勢で手を前に出して装置に指先を当てる場合、手を自然に前に出すならば指先はまっすぐ前方に向くのではなく、肩から手に向かう方向に少し内側に向く（図４）。
【００１３】
ゆえに読取り面がまっすぐ前方の向きであると、手をひねるようにして指を当てる必要があり、肉体に負担をかける。指紋読取り面が前記の角度の範囲であれば、指紋入力装置の正面に立って手を前に出すときの自然な楽な姿勢で指先を指紋読取り面に当てることができる。
【００１４】
また本発明の指紋入力装置の別の形態においては、指先を指紋の読取り面に当てた状態において、手のひら及び又は手首を支持する台座を指紋読取り面の入力者の側に設ける。図５は台座３を利用して指紋入力をする一例を示す。装置に指先だけを当てて手を浮かすような姿勢は不安定であり、その姿勢を保つことは肉体に負担をかける。また手を浮かしているとどうしても動いたりふるえたりしやすく、従って読取り中に指先も動いて指紋入力が不正確になりやすい。指紋入力エラーになると、やり直しで苦しい姿勢をさらに続けねばならない。図５に示すように手のひらや手首を支える台座や枕状のものを指紋読取り面の入力者側に設置することにより、指先を読取り面に安定して当てることができ、またその姿勢を容易に保持して静止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（１）本発明の指紋入力装置においては、指紋を読取る面が指紋の入力者の方向に高くなる勾配を有し、該勾配の角度（図１の角度ａ）が水平面に対して３〜５０度である。指先を当てるときは読取り面を目で確認できる方が良い。前記勾配の角度が小さいと読取り面の視認性は優れるが、指先の先端をそれだけ持ち上げるので姿勢はやや苦しくなる。角度を大きくすると指先はより下がった状態になり、姿勢は楽になるが読取り面を目で確認しにくくなる。以上を考慮して、角度は前記の３〜５０度が適当であり、より好ましくは１０〜３５度である。
【００１６】
また読取り面の高さは手を体の前に出して自然に触れるくらいの高さとするのが好ましい。一般成人では床面から読取り面までの高さは７０〜１２０ｃｍが好ましく、より好ましくは８０〜１１５ｃｍである。この値はそれぞれの入力装置において主として入力する人の身長に合わせて読取り面の高さを適宜調節できるようにするのが良い。入力者の身長に合わせて高さを調節できるようにしても良いし、高さの異なる複数の読取り部を設けても良い。
【００１７】
（２）前記の勾配を大きくすると手や指の姿勢は楽になるが、読取り面の視認性は低下する。そこで指紋を読取る面の近傍に鏡を設置し、該鏡により入力者が指紋の読取り面および自分の指先を視認することができるようにすることができる。鏡の近傍に照明等を設置しても良い。図３は該鏡（図３の２）を設置する一例を示す。図３の矢印は入力者の眼の位置する方向である。
【００１８】
（３）指紋入力装置において指先を正しい位置に当てることは簡単なようでいて意外に難しい。入力者は当然自分の指先の爪の側を見ながら指の腹を読取り面に当てる。ここで指の腹の中央部（指紋の渦の付近）を指紋を読取る面の中央に当てるのが正しい当て方であるが、入力者は爪の中央が指の腹の中央に対応すると錯覚しやすい。実際は爪の根元付近が指紋の中央部にあたるので、入力者から見たときに爪の根元付近が読取り面の中央部に位置するように指を当てねばならない。爪の中央が読取り面の中央にあたれば良いと勘違いして指先を当てると、指先の腹の先端付近しか読取り面に当たらず、指紋の読取りがうまくいかないことがある。
【００１９】
このようなトラブルを防ぐ一つの方法として、本発明では指紋を読取る面の内部より光線を照射し、指先腹部の中央を当てる箇所が読取り面上に該光線による光点として表示される方法を開示する。例えば読取り面の中央に赤い光点があれば、それが指の腹の中央に当たるように指先を当てるべきことは容易にわかる。
光点を表示するための光線は、イメージセンサ等による指紋読取り中に邪魔になるなら読取り中は消しても良い。「指紋の渦の中心が赤い光点に当たるように指を当ててください」と表示すればより確実に入力をしてもらえる。
【００２０】
（４）指先を指紋を読取る面の正しい位置に当てることを支援する別の方法として、本発明では指紋を読取る面の内部より画像を照射し、該画像が読取り面上において指先および爪の標準的な位置を表す方法を開示する。指先や爪の絵が読取り面に表示されていれば、当てる位置を迷う可能性は小さい。読み取りに支障がなければ読取り面に指先や爪の正しい位置を示す絵や画像を描いておくこともできる。
【００２１】
（５）また指紋入力装置の前に立って指紋を入力しようとする場合に、前記した指紋を読取る面が指紋の入力者の方向に高くなる勾配を有する本発明の装置であっても、従来の壁掛け型の入力装置（呼び鈴姿勢で入力する）であっても、指先を該入力装置に当てるために手を前に出す自然の姿勢では、指はまっすぐに前方を向くのではなく、肩から手先へと向かう方向に、わずかに内側を向く。指をまっすぐに前に向けようとすると手を外側にひねるようにしなければならない。
【００２２】
ゆえに指紋の読取り面は、手を前に出したときに指が自然に向く方向に合わせるのが好ましい。図４に示すように、その角度（図４の角度ｂ）は５〜５０度の範囲が好ましく、より好ましくは１５〜４０度である。
【００２３】
ところで図４の構成では右利きの人にとっては楽であるが、左利きの人には大変入力しにくい。そこで左右どちらの利き腕の人でも容易に入力できるように、例えば読取り面をプリズムとして、右左どちらの手の指を当てる場合でも本発明の好ましい角度で一つのイメージセンサで指紋の読み取りが行えるようにすることもできる。もちろん左右の手それぞれに専用の読取り面を設けても良い。
【００２４】
（６）また手のひらや手首を支持する台座を読取り面の近傍に設け、該台座で手のひらや手首を支持しながら指先を読取り面に当てるようにすれば姿勢も楽であり、指先を安定して読取り面に当てることができる。台座等は清潔のために抗菌性の材料を用いても良い。また指紋入力者がいない間は、台座や読取り面等を紫外線等の殺菌ランプで照射して衛生的に保つことも好ましい。
【００２５】
図５は台座３を利用して指紋入力を行なう様子の一例を示す。図６は台座の形状の一例であり、かまぼこ型の例である。他に円座型、球面型、円筒型、角を丸めた直方体型等でも良い。図６において、台座の奥行き４は４０〜１２０ｍｍ、高さ５は７〜３０ｍｍ、そして幅６は６０〜１５０ｍｍが好ましい。
【００２６】
セキュリティーのために、指紋以外に特許文献３に記載のように掌紋等を入力することも行なわれるが、該装置の設計において以上記述した本発明の指紋入力装置と同様の配慮が有効であることは言うまでもない。
【００２７】
また指紋入力装置における指紋パターンの採取方法には、読取り面を通してイメージセンサ等により光学的に採取する方法の他に、読取り面に２次元に配置された静電容量センサにより非光学的に採取する方法などもある。本発明は入力者が自ら手または指を入力装置に差し出して入力を行なうものであれば、指紋パターンの採取方法の種類を問わず適用可能であり、その効果を発揮する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の指紋入力装置は、手や腕に無理な姿勢を強いたり、肉体的に負担をかける姿勢を強いたりせず、楽に指紋入力を行なうことができる。また指先を当てる位置が容易にわかるように表示されており、迅速かつ正確に指紋入力ができる。特に中高齢以上の方が指紋入力する場合に、入力時における肉体的な負担を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の指紋入力装置の読取り部に指先を当てているところの一例を示す図である。
【図２】本発明の指紋入力装置の読取り部に入力者が指先を当てているところを示す。
【図３】本発明の指紋入力装置において、指紋の読取り面を入力者が視認するための鏡を設置する場合を示す。矢印は入力者の眼の位置する方向を示す。
【図４】本発明の指紋入力装置の読取り部に入力者が指先を当てているところの平面図を示す。
【図５】指先を指紋の読取り部に当てた状態で、手のひら及び又は手首が台座３で支持されているところを示す。
【図６】台座３の平面図および側面図である。
【図７】従来一般的な壁面取り付け型の指紋入力装置において、指紋の読取り部に指先を当てているところを示す。
【図８】従来一般的な壁面取り付け型の指紋入力装置において、入力者が指先を当てているところを示す。
【符号の説明】
１    指紋の読取り部
２    鏡
３    台座
４    台座の奥行き
５    台座の高さ
６    台座の幅
【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】
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【図７】
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【図８】
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