(57)【要約】【課題】安価でセキュリティを高めることが可能な電子機器を提供する。【解決手段】表示手段２、テンキー入力手段３、スピーカ４、指紋センサ手段５、電磁ロック手段７、各手段を制御する制御手段１を備え、制御手段１は、表示手段２の点滅サイクルやカウント表示、あるいはスピーカ４の周期的な発生音に基いて、指紋センサ手段５による指紋の読み取り時間が規定値内であるか判断し、認証の条件に加味する制御を行う電子機器。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示手段、テンキー入力手段、スピーカ、指紋センサ手段、電磁ロック手段、各手段を制御する制御手段を備え、制御手段は、表示手段の点滅サイクルやカウント表示、あるいはスピーカの周期的な発生音に基いて、指紋センサ手段による指紋の読み取り時間が規定値内であるか判断し、認証の条件に加味する制御を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器において、制御手段は、内部のメモリに予め複数指紋を登録し、認証時に、ランダムに要求した指と指紋センサ手段で読み取った指紋データが合致するかどうかを判断することを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１記載の電子機器において、制御手段は、指紋センサ手段に特定の指を決まった角度で単数あるいは複数回読み込ませることで、指と読み取り角度の組み合わせによるデータ処理を行うことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋認証機能を持つ電子機器に関するものであり、例えば、オートロックシステム、タイムカードシステム、電子金庫、ＡＴＭ・ＣＤ機、自動車、ＰＣ関連機器、携帯端末、産業機器、ＯＡ機器等に応用することができる電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
指紋認証機能を持つ電子機器に関連する従来技術として、テンキーの各キーに指紋読み取り部を備え、テンキーからの暗証番号入力時に、暗証番号の各桁ごとに予め設定されている入力する指で押さえたか否か、入力指紋と登録してある各指の指紋とを照合・認証する個人認証装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。この個人認証装置は、携帯端末等へ応用可能である。
また、入力する指の種類と順序が個人ごとに予め設定されており、入力された各指の指紋と入力順序を、予め登録された指紋および順序と照合して認証する本人認証システムも存在する（例えば、特許文献２参照）。この本人認証システムは、計算機室への入退室管理や電子商取引に応用可能である。
【特許文献１】特開２００１−３４４６０５公報
【特許文献２】特開平１０−１５４２３１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、指紋認証機能を備えた電子機器において、番号入力用テンキーに各々指紋読み取りセンサを持ったものはあった。これによると各桁の入力を予め設定してある指で押したかどうかを判定することにより、携帯端末などの応用分野でセキュリティを高めることが可能であった。
しかしながら、テンキー各々にセンサを設けるのでコストが高くなるという欠点があった。また、指紋を読み取らせるタイミングを図る機能を持った機器は無かった。
また、指（指紋）は読み取り時にある程度のズレや傾きに対しても正しく認識されるように、ハードウェアあるいはソフトウェアで補正を掛けていた。これは、角度を付けて読み込ませても同一指紋と判断するようなアルゴリズムを持つことを意味している。従って、角度に閾値を設けて組み合わせによるセキュリティ向上を行う機能は無かった。
本発明は、安価でセキュリティを高めることが可能な電子機器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、表示手段、テンキー入力手段、スピーカ、指紋センサ手段、電磁ロック手段、各手段を制御する制御手段を備え、制御手段は、表示手段の点滅サイクルやカウント表示、あるいはスピーカの周期的な発生音に基いて、指紋センサ手段による指紋の読み取り時間が規定値内であるか判断し、認証の条件に加味する制御を行う電子機器を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、制御手段は、内部のメモリに予め複数指紋を登録し、認証時に、ランダムに要求した指と指紋センサ手段で読み取った指紋データが合致するかどうかを判断する電子機器を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、制御手段は、指紋センサ手段に特定の指を決まった角度で単数あるいは複数回読み込ませることで、指と読み取り角度の組み合わせによるデータ処理を行う電子機器を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の電子機器をオートロックシステムに適用した場合の一例を示すブロック図である。
本オートロックシステムは、コントローラ部１（制御手段）、表示器２（表示手段）、テンキー入力部３（テンキー入力手段）、スピーカ４、指紋センサ部５（指紋センサ手段）、電源ユニット６、電磁ロック７（電磁ロック手段）から構成される。コントローラ部１には、表示器２、テンキー入力部３、スピーカ４、指紋センサ部５、電源ユニット６、電磁ロック７が接続されている。
図２は図１に示すコントローラ部のブロック図である。コントローラ部１は、ＣＰＵ１１、プログラムＲＯＭ１２、データ格納用ＲＯＭ１３、画像メモリ１４、システムメモリ１５、センサインターフェイス１６、テンキーインターフェイス１７、表示器インターフェイス１８、スピーカインターフェイス１９、電磁ロックインターフェイス２０から構成されている。
【０００６】
図３は本発明の第１の制御例を示すフローチャートである。指紋の登録を行う場合、テンキー入力部３から登録メニュー移行のコードを入力するか、あるいは移行キーを押下する（Ｓ１、Ｓ２）。
コントローラ部１では、テンキー入力部３よりのコード入力あるいは移行キー押下が正しく行われたことを認識すると（Ｓ２でＹＥＳ）、表示器２に指紋登録画面を表示し（Ｓ３）、指紋登録を操作者に要求する。
操作者は、任意の指を指紋センサ部５に乗せ、指紋を登録し（Ｓ４）、内部メモリである画像メモリ１４に格納される（Ｓ５）。その後、画像メモリ１４に格納された指紋データはＣＰＵ１１によってデータの補正が行われる。この処理により指紋センサ部５から読み取った画像を補正し照合率を向上させることが可能となる。ここでデータの補正は画像の途切れを補間したり、傾きを補正したりといった処理が行われる。
【０００７】
次に、ＣＰＵ１１は画像メモリ１４上のデータから指紋の特徴点を抽出する処理を行い、指紋データを一定のアルゴリズム化において数値化する。これにより、指紋の生データに比べ数１０分の１〜数１００分の１にデータサイズを小さくすることができると共に、照合精度を向上させることが可能となる。
これらのアルゴリズムは既に知られている特徴点抽出（マニューシャ）法や周波数解析法などを利用することが可能であり本発明では言及しない。抽出したデータは不揮発性メモリであるデータ格納用ＲＯＭ１３に格納される（Ｓ７）。
次に、ＣＰＵ１１は読み取り許容時間の設定画面を表示器２に表示させ（Ｓ８）、操作者はテンキー入力部３より時間の設定を行う（Ｓ９）。例えば、最短４秒、最長５秒に設定したとする。この設定時間も、データ格納用ＲＯＭ１３内に既に格納されている指紋データと関連付けられて格納される（Ｓ１０）。
次に、指紋認証の段階において、認証キーを押下すると（Ｓ１１）、表示器２は指紋入力要求画面を表示する（Ｓ１２）。操作者は、自分の登録した指を指紋センサ部５上に置いて、指紋の読み取りを行う（Ｓ１３）。その際、指が指紋センサ部５に置かれたことをＣＰＵ１１が認識した時点で表示器２上に１秒単位でカウントアップするカウンタ表示を開始する（Ｓ１４）。
【０００８】
ＣＰＵ１１は指紋センサ部５からデータを定期的に取得し、指が指紋センサ部５に乗っている時間を認識するか、あるいは指の有り無し検知を行うセンサを具備した指紋センサ部５の場合には、諮問センサ部５から出力される指の有無検知結果を監視して、指紋センサ部５に指が乗っている時間を認識する。
操作者はカウンタが４になったら、５に移行する前に指を指紋センサ部５から離す。ＣＰＵ１１は４〜５秒間上指紋センサ部５に指が乗っていたと判断し、読み込まれた指紋データを画像メモリ１４上に一旦格納し（Ｓ１５）、再び読み出してデータ補正をかけ、画像メモリ１４上に格納する。その際、指紋センサ部５に指が乗っていた時間のカウント値を計算する（Ｓ１７）。その後、既に登録済みの指紋を読み出し、画像メモリ１４上のデータと比較・照合を行っていく（Ｓ１８）。
一致したデータがあれば（Ｓ１９でＹＥＳ）、そのカウント値による設定時間データを更に比較し（Ｓ２０）、登録されている設定時間の範囲内にあれば（Ｓ２０でＹＥＳ）、完全に一致したと判断し、電磁ロックインターフェイス２０に信号を出力し、電磁ロック７が作動することで、オートロックが解除される（Ｓ２１）。一方、読み込んだ指紋データと登録済みの指紋データとを比較し照合結果が一致しない場合や（Ｓ１９でＮＯ）、カウント値による設定時間データが登録されている設定時間の範囲外の場合（Ｓ２０でＮＯ）、エラー表示する（Ｓ２２）。
なお、上記実施例においては表示手段である表示部２にカウント表示を行い、それに対応した設定時間データに基づきデータの比較・照合を行ったが、表示部２を点滅させ、そのサイクルに基づいて指紋読み取り時間を設定したり、或いはスピーカ４から周期的な音を発生し、それに基づいて指紋読み取り時間を設定するように構成してもよい。
【０００９】
図４は本発明の第２の制御例を示すフローチャートである。指紋の登録を行う場合、テンキー入力部３から登録メニュー移行のコードを入力するか、あるいは移行キーを押下する（Ｓ１、Ｓ２）。
コントローラ部１では、テンキー入力部３よりのコード入力あるいは移行キー押下が正しく行われたことを認識すると（Ｓ２でＹＥＳ）、表示器２に指紋登録画面を表示し（Ｓ３）、指紋登録を操作者に要求する。
操作者は、任意の指を指紋センサ部５に乗せ、指紋を登録し（Ｓ４）、内部メモリである画像メモリ１４に格納される（Ｓ５）。その後、画像メモリ１４に格納された指紋データはＣＰＵ１１によってデータの補正が行われる。このデータ補正処理により指紋センサ部５から読み取った画像を補正し照合率を向上させることが可能となり、データ補正処理としては画像の途切れを補間したり、傾きを補正したりといった処理が行われる。
【００１０】
次に、ＣＰＵ１１は画像メモリ１４上のデータから指紋の特徴点を抽出する処理を行い、指紋データを一定のアルゴリズム化において数値化する。これにより、指紋の生データに比べ数１０分の１〜数１００分の１にデータサイズを小さくすることができると共に、照合精度を向上させることが可能となる。
これらのアルゴリズムは既に知られている特徴点抽出（マニューシャ）法や周波数解析法などを利用することが可能であり本発明では言及しない。抽出したデータは不揮発性メモリであるデータ格納用ＲＯＭ１３に格納される。
登録する全ての指の指紋データの登録が完了すると、各々の指に番号を自動的にあるいは任意に設定する。自動の場合は、例えば右手親指→人差指→中指→薬指→小指を１→２→３→４→５等という様に割り振る。任意設定の場合は、番号の割り付けを表示器２とテンキーを使って自由に設定することが可能である。
また、番号以外にも記号や音の種類を指毎に変えるように割り付けることも可能である。例えば、前述の自動設定の場合で登録したとする。この設定もデータ格納用ＲＯＭ１３内に既に格納されている指紋データと関連付けられて格納される（Ｓ６、Ｓ７）。
【００１１】
次に、指紋認証の段階において、認証キーを押下すると（Ｓ８）、表示器２は指紋入力要求画面を表示する（Ｓ９）。その際、ランダムな番号、例えば“１３２３”という番号が表示器２に表示された場合、正しい指紋入力順序は右手の親指→中指→人差指→中指である。したがって、操作者は一番目の指紋を入力するため親指を指紋センサ部５にのせ、指紋データを採取する。ＣＰＵ１１は指紋データが入力されると（Ｓ１０）、第１回目入力データとして当該データを補正し（Ｓ１１）、内部メモリにデータを格納する（Ｓ１３）。その後、登録している指紋データをデータ格納用ＲＯＭ１３から読み出し順次比較・照合を行い（Ｓ１３）、一致すれば（Ｓ１４でＹＥＳ）、二番目の指の番号が表示され（Ｓ１５）、２回目以降のデータ読み込みが行われる（Ｓ１６）。２回目以降のデータ読み込みも第１回目のデータ読み込みと同様にデータ入力（Ｓ１７）、データ補正（Ｓ１８）、内部メモリにデータ格納（Ｓ１９）、データ格納用ＲＯＭに格納されたデータの読み出し・照合（Ｓ２０）が順次行われる。なお、図４に示したフローチャートでは省略したが、上記Ｓ１６〜Ｓ２０のステップと同様のステップをその後の２つの指紋データ判定で行い、４つの指紋それぞれのデータ比較と順番が正しければ、完全に一致したと判断し（Ｓ２１）、電磁ロックインターフェイス２０に信号を出力し、電磁ロック７が作動することで、オートロックが解除される（Ｓ２２）。一方、入力された指紋データと一致しない場合はエラー表示となる（Ｓ２３）。
【００１２】
図５は本発明の第３の制御例を示すフローチャートである。指紋の登録を行う場合、テンキー入力部３から登録メニュー移行のコードを入力あるいは移行キーを押下する（Ｓ１、Ｓ２）。
コントローラ部１では、コントローラ部１では、テンキー入力部３よりのコード入力あるいは移行キー押下が正しく行われたことを認識すると（Ｓ２でＹＥＳ）、表示器２に指紋登録画面を表示し（Ｓ３）、指紋登録を操作者に要求する。操作者は、任意の指を指紋センサ部５に乗せ、指紋を登録する（Ｓ４）。指紋データはＣＰＵ１１によって一旦画像メモリ１４に格納され（Ｓ５、Ｓ６）、ＣＰＵ１１によって指紋データの補正が行われる。この指紋データ補正処理により指紋センサ部５から読み取った画像を補正し照合率を向上させることが可能となり、データ補正としては画像の途切れを補間したり、傾きを補正したりといった処理が行われる。
次に、ＣＰＵ１１は画像メモリ１４上のデータから指紋の特徴点を抽出する処理を行い、指紋データを一定のアルゴリズム化において数値化する。これにより、指紋の生データに比べ数１０分の１〜数１００分の１にデータサイズを小さくすることができると共に、照合精度を向上させることが可能となる。
これらのアルゴリズムは既に知られている特徴点抽出（マニューシャ）法や周波数解析法などを利用することが可能であり本発明では言及しない。抽出したデータは不揮発性メモリであるデータ格納用ＲＯＭ１３に格納される（Ｓ７）。
登録の際、単数あるいは複数の指を任意の回数登録することができるが、登録時に傾きもＣＰＵによるデータ解析で認識することができる。これにより、０±２０°、４５±２０°、９０±２０°といった角度の閾値を予め設定しておくと、例えば親指を４５°→人差指を９０°→中指を０°→親指を０°の４つの順序で登録することなどが可能となる。データ格納用ＲＯＭ１３には、特徴点を抽出した指紋データに関連づける様に順序と角度を登録する。
【００１３】
次に、指紋認証の段階において、認証キーを押下すると（Ｓ８でＹＥＳ）、表示器２は指紋入力要求画面を表示する（Ｓ９）。その際、操作者は自分が登録した指を登録した順序で登録した角度（ある程度の許容をもたせて、この場合は±２０°）入力していく。
ＣＰＵ１１は入力された指紋の随時データ補正〜データ一次格納を入力が完了するまで繰り返す（Ｓ１０〜Ｓ１３）。入力が完了したら（Ｓ１３でＹＥＳ）、登録している指紋データをデータ格納用ＲＯＭ１３から読み出し順次比較・照合を行っていく（Ｓ１４）。
この例では４つの指紋それぞれのデータ比較と順番と角度が正しければ（Ｓ１５でＹＥＳ）、完全に一致したと判断し、電磁ロックインターフェイス２０に信号を出力し、電磁ロック７が作動することで、オートロックが解除される。一方、４つの指紋それぞれのデータ比較と順番と角度が正しくなければ、一致せず（Ｓ１５でＮＯ）エラー表示する（Ｓ１７）。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の電子機器においては、時間のタイミングをとるために、表示器の点滅やカウント表示、あるいはスピーカの周期的な発生を行い、操作者はそれに合わせて予め設定してある時間、指紋を読み取らせるために指紋センサ手段に指を置いた場合のみ認証機能が許可されるようにすることで、たとえ指紋が一致していても他人では知りえない任意設定可能な規定時間を守ったかどうかも判定基準とし、規定時間を守った場合のみ読み取った指紋の認証を行うことができ、安価でセキュリティを高めることが可能となる。
請求項２の電子機器においては、指紋読み取り時に情報（文字、記号、音、音声など）がランダムに発せられ、操作者はその表示内容や音あるいは音声に関連づけて登録した指を読み込ませることで、他人では知りえない規定の指順の一致を判断し、安価でセキュリティの高いシステムが可能となる。この場合、登録時にＡ＝親指、Ｂ＝中指、Ｃ＝人差指と設定した場合、認証時に表示器に文字で“ＢＡＣＡ”と表示されたら、中指→親指→人差指→親指  という順序が正しく、登録時に設定した本人しか分からないため、安価でセキュリティを高めることが可能となる。
請求項３の電子機器においては、予め設定していた状態遷移（例えば、１３２３）に従って角度を変えながら指を認識させ、正しい場合のみ機規定の処理を行うようなシステムが構築可能である。この場合、登録時に１＝０±２０°、２＝４５±２０°、３＝９０±２０°と設定しておけば、読み取り時に０°→９０°→４５°→９０°と指を傾けながら読み込ませる必要があり、登録時に設定した本人しか分からないため、安価でセキュリティを高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子機器におけるオートロックシステムの一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すコントローラ部のブロック図である。
【図３】本発明の第１の制御例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の制御例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の制御例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  コントローラ部（制御手段）
２  表示器（表示手段）
３  テンキー入力部（テンキー入力手段）
４  スピーカ
５  指紋センサ部（指紋センサ手段）
６  電源ユニット
７  電磁ロック（電磁ロック手段）
【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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