(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体情報を検出する生体情報検出部と、
前記生体情報検出部に隣接して配置されて水分を吸収する水分吸収部とを備え、
前記生体情報検出部が生体との相対的な移動により生体情報を走査するものであって、
前記水分吸収部が溝構造であり且つ前記相対的な移動方向と平行に形成されていることを特徴とする生体情報入力装置。
【請求項２】
請求項１記載の生体情報入力装置において、前記水分吸収部が毛細管現象を生成する構造であることを特徴とする生体情報入力装置。
【請求項３】
請求項１記載の生体情報入力装置において、前記生体情報検出部が取得する生体情報が指紋であって、前記溝構造の溝幅が平均的な隆線のピッチよりも狭いことを特徴とする生体情報入力装置。
【請求項４】
請求項１記載の生体情報入力装置において、前記生体情報検出部付近における水分吸収部のそれぞれに生体の移動方向を示す形状を有する移動方向指示部を設けたことを特徴とする生体情報入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋、掌紋などの生体情報を用いて本人認証やポインティングを行うための生体情報入力装置に関し、特に、生体を相対的に移動させながら生体情報を入力するスウィープ型の生体情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの小型情報機器は、近年の高機能化に伴い、ネットワークに接続されたり大量の個人情報などを格納したりすることができるようになり、これらの機器におけるセキュリティ性能の向上の要求が極めて高くなっている。
【０００３】
このような機器においてセキュリティを確保するために、生体情報（バイオメトリクス情報）による個人認証は、信頼性が高く、上述の要望に応えられるものと考えられる。特に、生体情報として指紋を用いた場合には利便性も高い。
【０００４】
生体情報として指紋を用いて個人認証を行なう場合、静電容量式指紋センサや光学式指紋センサにより、被認証者の指から指紋（指紋センサの採取面に接触しうる隆線と同採取面に接触しない谷線とから成る紋様）を画像情報として採取する。そして、その指紋画像の例えば隆線像から分岐点や端点の位置情報を特徴情報として抽出し、抽出された特徴情報と予め登録されている被認証者の登録特徴情報とを照合することにより、被認証者が本人であるか否かの判定つまり個人認証を行なっている。
【０００５】
指紋センサを携帯電話やＰＤＡといった小型情報機器に搭載するために小型化された指紋センサとしてスウィープ型（走査型）の指紋センサが知られている（特許文献１、２、３）。スウィープ型指紋センサは、指の長さよりも十分に短く、小面積の矩形検出面（センサ面／撮像面）を有している。そして、指を検出面に対して移動させるか、または、検出面（指紋センサ）を指に対して移動させるかしながら、指紋センサによって、指の指紋について複数の部分画像を連続的に採取し、採取された複数の部分画像から、指の指紋画像の全体を再構成することが行なわれている。
【０００６】
このように再構成された指紋画像から、特徴点（隆線の分岐点や端点）の情報を抽出・生成し、その情報に基づいて上記個人認証が行なわれることになる。
【特許文献１】特開平１０−０９１７６９号公報
【特許文献２】特開平１１−２５３４２８号公報
【特許文献３】特開２００５−１４３８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来のスウィープ型の指紋センサにあっては、使用環境や状況によっては、指が湿潤した状態、例えば汗による水滴のついた指の状態で走査する場合があり、このような場合には指紋画像に汗や水滴が映りこみ、指の移動によって筋状のパターンとなり、本人認証を行う場合にはノイズとなって認証性能を劣化させてしまう問題がある。
【０００８】
即ち、湿潤した状態の指でスウィープ型の指紋センサを走査すると、指の移動によって指とセンサの間に挟まれた水分が引きずれられたり、指が移動しながら汗が付着したりするため、指紋画像には縦筋状の画像パターンが形成される。この縦筋状の画像パターンは再現性に乏しいか、もしくは全く指紋紋様と関係しないものであり、本人認証に用いる場合にはノイズとなり、認証性能を劣化させてしまう。
【０００９】
この湿潤した指による画像パターンのノイズについては、画像処理により抑圧除去することも可能であるが、そのための研究開発、更に実用化には手間と時間がかかり、コスト増加が避けられない問題がある。
【００１０】
本発明は、湿潤した指でもノイズの少ない良好な指紋画像の取得を低コストで可能とする生体情報入力装置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】
【００１１】
本発明の生体情報入力装置を提供する。本発明の生体情報入力装置は、生体情報を検出する生体情報検出部と、生体情報検出部に隣接して配置されて水分を吸収する水分吸収部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
水分吸収部が溝構造である。また水分吸収部が毛細管現象を生成する構造である。
【００１３】
生体情報検出部は生体との相対的な移動により生体情報を走査するもの（スウィープ型）であって、溝構造が前記相対的な移動方向と平行に形成されている。
【００１４】
生体情報検出部が取得する生体情報が指紋であって、溝構造の溝幅が平均的な隆線のピッチよりも狭い。また溝構造の溝幅が０.２ミリメートル以下とする。更に溝構造の溝の深さが０.０４ミリメートル以下とする。水分吸収部が繊維で構成されるされてもよい。
【００１５】
本発明の生体情報入力装置は、更に、生体情報検出部と水分吸収部とを備えた装置本体に対し着脱自在な保護キャップを設け、保護キャップは、装置本体の上部側に装着された際に生体情報検出部を覆い、装置本体の底部側に装着された際に生体情報検出部の検出面の傾斜角度を所定角度増加させる角度調整構造を備える。
【００１６】
装置本体は上下に対象な形状であり、側面中央に保護キャップを嵌合するガイド溝を形成している。
【００１７】
生体情報検出部は、検出面の前後に生体と接触してアースするためのフレームグランド電極を配置し、一対のフレームグランド電極は検出面よりも高い位置に配置される。フレームグランド電極は検出面に対する生体の移動方向を示すマーカー形状を備える。
【００１８】
溝構造としては、相対的な移動方向にＶ字溝パターンが連続的に形成されているものや、相対的な移動方向を長手方向とする菱形格子溝パターンが連続的に形成されているものであっても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、生体情報としてノイズの原因となる水分を、水分吸収部を用いて吸収して生体から除去することによって、ノイズを低減して良好な生体情報を取得でき、本人認証などにおける認証性能を向上することができる。
【００２０】
また水分吸収部を溝構造とすることで、抜き型を使った加工が可能となり、溝構造をつけることによる製造コストを抑えることができる。
【００２１】
また毛細管現象を利用して水分吸収部を実現することによって、シリカゲルに代表される水分吸収時の化学反応による発熱で人体が火傷することがなく、安全に生体から水分を吸収、除去することができる。
【００２２】
本発明では、溝構造が相対的な移動方向と平行に形成することによって、生体の相対的な移動方向を一定に保つことができ、これによってさらに歪み方が一定となり、さらに生体の相対的な移動方向が一定に保たれ、かつ歪み方が一定となることにより、検出された生体情報を用いて生体の移動方向や移動距離が効率よく算出できる。
【００２３】
溝構造の溝幅を隆線のピッチ以下に狭くすることによって溝に生体を押付けたときに生体に溝の凹凸の跡が残らなくなり、生体情報検出部で検出される生体情報の欠落が抑制できる。
【００２４】
溝構造の溝幅を平均的な隆線のピッチである０.２ミリメートル以下に狭くすることによって、溝に生体を押付けたときに生体に溝の凹凸の跡が残らなくなり、生体情報検出部で検出される生体情報の欠落が抑制できる。
【００２５】
溝構造の深さを０.０４ミリメートル以下に浅くすることによって、溝に汚れが付着した場合でも容易に拭き取ることが可能となる。
【００２６】
また水分吸収部として布など繊維からなる構造物を用いることによって、高い水分吸収能力によって生体から水分を吸収、除去することができる。
【００２７】
本発明は、装置本体に対し着脱自在な保護キャップを設け、保護キャップ装置本体の底部側に装着して検出面の傾斜角度を所定角度増加させことで、検出面に対する指の走査に対する接触する度合いを適切にして良好な生体画像を取得できる。
【００２８】
本発明は、検出面の前後に、生体と接触して静電破壊を防止するためのフレームグランド電極を検出面よりも高い位置に配置することで、従来、検出面を囲んで配置していたフレームグランドを無くして小型化できる。またフレームグランド電極が生体の移動方向を示すマーカー形状をもつことで、利便性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は本発明による生体情報入力装置の実施形態の説明図であり、本実施形態にあっては、生体情報として指紋を入力する場合を例にとっている。
【００３０】
図１において、生体情報入力装置１０は装置本体１２と保護キャップ１４で構成され、保護キャップ１４は装置本体１２に対し着脱自在に設けられている。装置本体１２はＵＳＢプラグ１６よりケーブル１８が接続され、ケーブル１８によって生体情報入力装置１０をパーソナルコンピュータなどの処理装置に接続して使用する。
【００３１】
装置本体１２の上面には指紋センサ２０が配置されている。指紋センサ２０は指を検出面に対し移動させることで、二次元配列上の生体情報画像、すなわち指紋画像を取得するものであって、検出方法としては電解式、静電容量式、感熱式、光学式のいずれかの方式をとることができる。なお、指紋センサ２０に対する指の移動は相対的なものであり、指を移動しても良いし、指紋センサ２０側を移動しても良い。
【００３２】
指紋センサ２０の前後には水分吸収部２２、２４が配置されている。水分吸収部２２、２４は指紋センサ２０の検出面で指先をスライドさせる際に指先が水分吸収部２２に先に触れてから、次に指紋センサ２０の検出面に触れるように指紋センサ２０に隣接して配置している。
【００３３】
本実施形態にあっては指紋センサ２０をはさんで水分吸収部２２、２４を隣接して配置しているが、指紋センサ２０の検出面に指が触れる前に先に触れる位置となる一箇所に水分吸収部を設けてもよいし、指紋センサ２０の周囲を囲むように水分吸収部を設けるようにしてもよい。
【００３４】
水分吸収部２２は指紋センサ２０に対する指の移動方向に平行な縦縞溝パターンを持つ溝構造となっており、指の表面に汗など水滴がついている場合、例えば水分吸収部２２に押し付けることで、水分吸収部２２の溝構造に押し出され、同時に溝構造の幅が狭いことから毛細管現象によって指の水分が溝構造に吸い出されることになる。
【００３５】
指紋センサ２０の前後の水分吸収部２２、２４を配置した位置にはフレームグランド電極２６、２８が設けられている。フレームグランド電極２６、２８は指を触れた際に指と指紋センサ２０とのグランドレベルを一致させるためのアース機能を持ち、人体の静電気による指紋センサ２０の破壊を防ぐようにしている。
【００３６】
フレームグランド電極は従来の指紋センサの場合、検出面の周囲を囲んで電極を設けていたが、本実施形態にあっては、指紋センサ２０の指をスライドする前後に分離して設けている。またフレームグランド電極２８については指の操作方向を示す三角形状を持たせるようにし、指の移動方向をガイダンスできるようにしている。
【００３７】
図２は装置本体１２から保護キャップ１４をはずした状態の説明図である。図２において、保護キャップ１４は装置本体１２の手前側の上部または下部に着脱自在な構造であり、底部に角度調整フィン３０を起立するとともに、側面の内側にガイドフィン３２を起立している。
【００３８】
装置本体１２は側面にガイド溝３４を形成しており、ガイド溝３４に対し保護キャップ１４のガイドフィン３２を嵌めいれることで、図１に示すように装置本体１２の底部側に保護キャップ１４を装着し、この場合には保護キャップ１４が楔型スペーサーとして機能し、装置本体１２の設置面に対する指紋センサ２０を設置している操作面の傾斜角を所定角度増加させることができる。
【００３９】
また保護キャップ１４は装置本体１２の指紋センサ２０を外的衝撃から保護する機能を持ち、生体情報入力装置１０を使用しない場合には、図３に示すように保護キャップ１４を裏返しにして装置本体１２にガイドフィン３２によって嵌め入れることで、保護キャップ１４により装置本体１２の指紋センサ２０の部分を覆って保護するようにしている。
【００４０】
尚、図３の保護キャップ１４の装着状態から明らかなように、保護キャップ１４の底部コーナーには脚部４２が設けられ、図１のように楔形スペーサーとして装置本体１２に装着した際の指紋センサ２０に対する指の押し付け移動に対し、保護キャップ１４が机などの設置面上でずれないようにしている。
【００４１】
図４は本実施形態における装置本体１２の平面、側面及び底面の説明図である。図４において、装置本体１２は上面に図１に示したように指紋センサ２０を挟む前後の位置に水分吸収部２２、２４を形成しており、合わせて指紋センサ２０の前後の位置に分離してフレームグランド電極２６、２８を配置し、フレームグランド電極２６、２８は指の操作方向を示す三角方向ガイダンス形状を持っている。更に装置本体１２の左側の側面には図１のＵＳＢプラグ１６を接続するコネクタ１５が設けられている。
【００４２】
装置本体１２は図４（Ｂ）に示すように側面に保護キャップ１４を装着するためのガイド溝３４を形成しており、このガイド溝３４に対し保護キャップ１４を上部側または底部側に上下を入れ替えて着脱自在に装着可能とするため、装置本体１２の側面形状は上下に対象な形状としている。
【００４３】
また図４（Ｃ）に示すように、装置本体１２の底部の一端には脚部３６が設けられ、脚部３６の底に滑り止めのためにゴムパッド３８を装着している。脚部３６の反対側の底部にも滑り止めのためのゴムパッド４０を装着している。
【００４４】
図５は本実施形態の保護キャップ１４の平面及び側面の説明図である。図５において、保護キャップ１４は底部中央に角度調整フィン３０を起立しており、側面内側にガイドフィン３２を起立している。
【００４５】
保護キャップ１４は底に滑り止めのためのゴムパッドを装着している。このゴムパッドは底面全体に貼り付けても良いし、あるいは装置本体１２のゴムパッド３８、４０と同様の形状でもよい。さらには保護キャップ１４がエラストマ等の摩擦係数の高い素材であってもよい。
【００４６】
図６は装置本体単体での設置角度と保護キャップを装着した際での設置角度の説明図である。図６（Ａ）は装置本体１２を単体で机などの設置面４４に載せた場合であり、脚部３６のゴムパッド３８及び反対側のゴムパッド４０が設置面４４に接触して位置決めされ、この場合の指紋センサ２０を設けている上面の傾斜角θ１はθ１＝３°となっている。
【００４７】
図６（Ｂ）は装置本体１２に保護キャップ１４を装着して楔形スペーサーとした場合であり、保護キャップ１４の装着により装置本体１２の指紋センサ２０を設けている上面の傾斜角θ２はθ２＝７°と図６の装置本体１２が単体の場合に対し４°増加しており、この傾斜角の増加により指紋センサ２０の検出面に対する指の移動に伴う押し付けが適切にできるようにしている。
【００４８】
即ち傾斜角が大きくなると指の水平方向の移動に対し傾斜した検出面で指をで受けることで、検出面に対する指の押し付け力が増加し、指の指紋が指紋センサ２０の検出面に適切に押し付けられることで、鮮明な指紋画像を取得することができる。また、傾斜角を机などの設置面と指とがなす角度に合わせることで指紋全体が指紋センサ２０の検出面に接触するようになる。
【００４９】
図７は本実施形態の装置本体１２に設けている水分吸収部２２、２４の詳細を示した説明図である。図７（Ａ）において、水分吸収部２２、２４は指紋センサ２０の前後に配置されており、溝２５−１、２５−２・・・２５−８を移動方向４６に平行に並べた縦縞溝パターン２５の溝構造としている。尚、溝２５−１〜２５−８は、説明を簡単にするため実際の幅に対し大きめに表している。
【００５０】
水分吸収部２２、２４に設けた縦縞溝パターン２５の溝２５−１〜２５−８のそれぞれは溝幅Ｗを持ち、その断面はＩ−Ｉ断面を示した図７（Ｂ）に示すように、例えば深
さＤの台形溝としている。
【００５１】
図８は図７の縦縞溝パターン２５による湿潤した指先から水分を除去する作用の説明図である。図８において、指４８の表面に汗などの水分５２が付着している場合、指４８を縦縞溝パターン２５の溝構造に押し付けることで指４８と溝構造の凸部にはさまれた水分５２は指４８における指紋の谷線と溝構造の凹部に押し出される。もし溝構造がなかった場合には、水分５２は指紋の谷線部に集中してしまうことと比較すると、溝構造があることによって指４８の表皮上の水分５２の量を少なくすることができる。
【００５２】
また縦縞溝パターン２５の溝構造の溝幅は小さいことから、毛細管現象によって指４８の谷線部にはいってる水分５２が縦縞溝パターン２５の溝の部分に吸い出され、これによっても指４８の水分５２を少なくすることができる。このように溝構造による毛細管現象によって指の水分が溝側に吸いだされることで、例えばシリカゲルのような水分を吸着して発熱する吸着剤を使用した場合に比較すると、やけどなどの人体への悪影響はまったくない。
【００５３】
再び図７を参照するに、水分吸収部２２、２４に設けた縦縞溝パターン２５にあっては、水分吸着作用と同時に指紋センサ２０に対し適切に指先を案内走査するためのガイド作用を果たす。
【００５４】
即ち、指紋センサ２０に対する相対的な移動によって指紋画像を走査する際、指先の移動が弧を描いたり、じくざくしたりすると、指の表皮は弾力性があるため指と生体情報入力装置との間で生ずる摩擦によって表皮の歪み方が大きく変化し、読み取られた指紋が認証に適さなくなるが、本実施形態にあっては水分吸収部２２、２４として縦縞溝パターン２５による溝構造を設けることで、指を移動方向４６に沿ってガイドできるようにしている。
【００５５】
即ち、指紋のように表皮に隆線と呼ばれる周囲よりも盛り上がっている部分がある場合、この隆線が水分吸収部２２、２４に設けた縦縞溝パターン２５の溝構造の凹凸と噛み合うことになる。
【００５６】
この場合、溝と平行の方向に指を移動させる場合と、溝と直交する方向に移動させる場合とを比較すると、直交する方向に移動する場合には指紋の隆線が溝の凸部にひっかかって抵抗を大きくなって移動がしにくくなるが、溝と平行の場合には隆線の凸部が溝に沿って移動することで抵抗が小さく移動しやすくなる。その結果、水分吸収部２２、２４を構成する縦縞溝パターン２５の溝構造は、指の移動を一定方向に揃えるためのガイドの役割を果たすことができる。
【００５７】
図９は本実施形態の水分吸収部２２、２４に使用する溝の断面図であり、図９（Ａ）の台形溝５５−１は図７に示したものであるが、これ以外に図９（Ｂ）の矩形溝５５−２、図９（Ｃ）の波型溝５５−３あるいは図９（Ｄ）のカール溝５５−４のいずれかの形状の断面溝にしてもよい。
【００５８】
このような本発明の溝構造で使用する溝断面形状としては、金型で成型する際の加工の容易さと指先をガイドする作用とのバランスを考慮して決めればよく、加工の容易さとガイド作用の両方を満たす最適な溝断面形状としては本実施形態では図９（Ａ）の台形溝５５−１を採用している。
【００５９】
次に本実施形態の水分吸収部２２、２４に設けた縦縞溝パターン２５における溝の幅及び深さについて説明する。
【００６０】
図１０は縦縞溝パターン２５における溝幅を広くした場合の指の操作に伴う溝構造及び指紋センサ２０の検出面における表皮の状態を表している。
【００６１】
指紋を入力する指は弾力性があるため、縦縞溝パターン２５のような凹凸がある部分に指先を押し付けると指先の表皮は溝の凹凸に沿って変形し、変形した後に元の状態に回復するまでには多少の時間がかかることになる。
【００６２】
即ち図１０（Ｂ）のように台形溝５４に指を押し付けながら移動させ、その直後に指紋センサ２０で指紋画像が検出される状況にあっては、台形溝５４の溝幅Ｗが広い場合には荷重５８により指を溝５４に押し付けることによって、指４８の表皮が溝５４の深いところまで入りこんで変形し、指側の凹凸が深くなる。
【００６３】
続いて図１０（Ｃ）のように指紋センサ２０の検出面に指を移動した場合、荷重６０がかかることによって指４８の表皮の凹凸がつぶれるようになるが、指側の凹凸が深い場合には指紋センサ２０の検出面を通過する際に元の状態に回復せずに指の凹凸が残ったままとなる。このように指側に凹凸が残っていると指側における指紋の凹部の隆線は指紋センサ２０の検出面に接着せず、隆線の画像が映らなくなり、鮮明な指紋画像を取得することができなくなる。
【００６４】
これに対し図１１（Ａ）のように縦縞溝パターン２５における溝幅を、図１１（Ｂ）の溝２５のように狭くした場合には、指を荷重５８の方向に押し付けたときの表皮４８の凹凸が浅くなり、指を指紋センサ２０に移動した際には図１１（Ｃ）のように荷重６０が加わることで指の表皮４８の溝による凹凸がつぶれ、ほとんど元の状態に回復している。
【００６５】
即ち、溝５４の幅が指紋の隆線の幅以下であれば溝５４に指を押し付けた際の凹凸の後が残りにくく、たとえ凹凸の後が指に残ったとしても指紋センサ２０の検出面を移動する際の荷重６０によって凹凸がつぶれて元の状態に回復する。
【００６６】
さらに指側の凹部の隆線が指紋センサ２０と接触せずに指紋画像が映らない部位があったとしても、写らない部位の周囲には凸部の隆線が指紋センサ２０の検出面と確実に接触して指紋画像が映っており、このため指紋画像が映っている隆線を用いて欠落した部分の指側の凹部の隆線があることを容易に推測して画像補正を行うことができる。
【００６７】
ここで指の指紋における平均的な隆線の幅は０．２ミリメートルであることが報告されている（Ｄ―ＩＩ  Ｖｏｌ．Ｊ７２−Ｄ−ＩＩ  Ｎｏ．５  ｐｐ７２４〜７３７、１９８
９年５月発行）。
【００６８】
このように平均的な隆線の幅が０．２ミリメートルであることから、本実施形態における溝構造の溝幅Ｗとしては０．２ミリメートル以下とする。この場合、標準偏差が０．０３ミリメートルであることから、ばらつきを考慮して溝幅Ｗを０．１６ミリメートル以下とすることが望ましい。
【００６９】
一方、溝の深さＤとしては、生体情報入力装置で指が接触する指紋センサ２０の前後に溝構造を持つ水分吸収部２２、２４が配置されている場合、溝構造の凹部に粉塵や皮脂などの汚れが付着して入り込み、溝が深い場合には溝に入り込んだ汚れを取り除くことが困難になる。
【００７０】
そこで本実施形態にあっては、ティッシュペーパーなど容易に入手可能なもので溝の汚れを適切に除去できるため、溝の深さＤを０．０４ミリメートル以下としてふき取り効果が適切に得られるようにしている。また溝の深さを０．０２ミリメートルとした場合には水分吸収部２２、２４としての水分吸着機能が損なわれることがなく更にふき取り効果を高めることが可能である。
【００７１】
図１２は本実施形態で使用可能な溝パターンを不適切な溝パターンと対比して示した説明図である。図１２（Ａ）は縦縞溝パターン２５であり、これはすでに説明した溝構造であり、摩擦係数が低いため指紋が歪まず、滑らかに指を動かすことのできるガイド効果も十分に得られる。
【００７２】
縦縞溝パターン２５で注意する点は、溝幅が広い場合に指に溝の跡が残って指紋画像の読み込みに支障をきたすことから、溝幅を前述したように０．２ミリメートル以下とする必要がある。
【００７３】
図１２（Ｂ）は横縞溝パターン６２であり、横縞溝パターン６２は溝が指の移動方向に直交していることから、水分除去機能は高いが摩擦係数が高いのでの指紋が歪み、また滑らかに指を動かせずガイド機能がないことから、本実施形態の溝構造としては不適切といえる。
【００７４】
図１２（Ｃ）はＶ字溝パターン６４であり、摩擦係数が横縞溝パターン６２より低く、指紋が歪みにくい利点を持つ。また縦縞溝パターン２５と比較したときに溝幅が広くても指に溝の跡が残りにくい。更にＶ字の先端を指紋センサ中央にあわせ且つ指を動かす方向に合わせることで比較的指を動かすガイダンス作用が得られる。尚、指を動かすときの摩擦係数は縦縞溝パターン２５より高くなる。
【００７５】
図１２（Ｄ）は菱形格子溝パターン（Ｘ字溝パターン）６６であり、摩擦係数が横縞溝パターン６２より低く、その分指紋が歪みにくい。また水分除去効果は縦縞溝パターン２５より高い。また縦縞溝パターン２５と比較したとき溝幅が広くても指に溝の跡が残りにくい。但し、摩擦係数は縦縞溝パターン２５やＶ字溝パターン６４よりも高くなる。
【００７６】
この図１２における溝パターンにつき、最適なパターンは図１２（Ａ）の縦縞溝パターン２５であり、それ以外に本実施形態にあっては図１２（Ｃ）のＶ字溝パターン６４あるいは図１２（Ｄ）の菱形（Ｘ字）溝パターン６６の使用が可能である。
【００７７】
図１３は本実施形態で装置本体１２の指紋センサ２０の前後に配置したフレームグランド電極の説明図である。
【００７８】
図１３（Ａ）は装置本体１２に設けた指紋センサ２０の前後に配置したフレームグランド電極２６、２８の位置関係の説明図である。フレームグランド電極２６、２８はコモンモードノイズなどの不要なノイズが指紋画像に現れることを抑制するため、指と指紋センサ２０とのグランドレベルを一致するためのアース機能を果たしている。
【００７９】
ここで指紋センサ２０に対し、指が触れる前にフレームグランド電極２６または２８に指が触れるようにするため、指紋センサ２０の検出面より高い位置にフレームグランド電極２６、２８を配置している。また指が指紋センサ２０に触れているときは常にフレームグランド電極に指が触れるように指紋センサ２０の前後の２箇所にフレームグランド電極２６、２８を配置している。
【００８０】
図１３（Ｂ）は指の移動に伴うフレームグランド電極２６、２８の接触の様子を示している。指４８−１は指紋センサ２０に触れる前の位置であり、この状態で指４８−１はフレームグランド電極２６に接触している。フレームグランド電極２６、２８及び指紋センサ２０のそれぞれは信号線６８とともに接続されたグランド線７０のレーンに接続されている。このため指先４８−１がフレームグランド電極に触れた状態で指紋センサ２０側に移動することで、指４８−１と指紋センサ２０のグランドレベルを同じにすることができる。
【００８１】
続いて指４８−２が指紋センサ２０を移動して触った直後の位置であり、この位置では指紋センサ２０の後ろに配置しているフレームグランド電極２８に触れ、指と指紋センサのグランドレベルを同じにすることができる。
【００８２】
図１４は本実施形態の生体情報入力装置を接続したパーソナルコンピュータの機能構成のブロック図である。図１４において、パーソナルコンピュータ７２には生体情報認証処理のプログラムなどの実行により実現される特徴抽出部７４、記憶部７６、一致度算出部７８及び一致度判定部８０が設けられる。
【００８３】
特徴抽出部７４は生体情報入力装置１０から入力された指紋画像の画像処理により認証にとって有意な指紋の特徴情報を抽出しコード化する。記憶部７６には生体認証装置の利用を開始するための登録処理の際に生体情報入力装置１０で読み取られて特徴抽出部７４で抽出された登録用特徴データが記憶される。
【００８４】
一致度算出部７８は、記憶部７６で登録特徴データが記憶された後の使用状態において、生体情報入力装置１０から読み取られた指紋画像情報について特徴抽出部７４で得られた登録用特徴データと、記憶部７６の登録用特徴データとの一致度具合を算出する。一致度判定部８０は一致度算出部７８で算出された一致度と所定の閾値を照合し、照合結果を判定して出力する。
【００８５】
図１５は本実施形態における生体情報入力装置１０の回路ブロック図である。図１５において、生体情報入力装置１０は、生体情報検出部８２、Ａ／Ｄ変換部８４、バッファ８６及び制御部８８を備えている。
【００８６】
生体情報検出部８２は例えば指紋センサ２０であり、生体情報を接触もしくは非接触で読み取り、１次元以上の生体情報信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部８４は生体情報検出部８２から得られた生体情報信号を離散化し、バッファ８６に格納する。制御部８８は制御命令信号Ｅ１を受け取り、生体情報検出部８２を制御するとともにバッファ８６から外部に出力データ信号Ｅ２を出力する制御を行う。
【００８７】
尚、上記の実施形態は生体情報として指紋画像を読み取る場合を例にとるものであったが、これ以外に掌紋など適宜の生体情報の入力につき本発明をそのまま適用することができる。
【００８８】
また上記の実施形態はパーソナルコンピュータにケーブルコネクタにより外部接続される生体情報入力装置を例にとるものであったが、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡなどの情報機器に一体化的に組み込まれる生体情報入力装置についても同様に適用することができる。
【００８９】
また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【００９０】
ここで本発明の特徴を列挙すると次の付記のようになる。
（付記）
（付記１）
生体情報を検出する生体情報検出部と、
前記生体情報検出部に隣接して配置されて水分を吸収する水分吸収部と、
を備えたことを特徴とする生体情報入力装置。（１）
【００９１】
（付記２）
付記１記載に生体情報入力装置において、前記水分吸収部が溝構造であることを特徴とする生体情報入力装置。（２）
【００９２】
（付記３）
付記１記載の生体情報入力装置において、前記水分吸収部が毛細管現象を生成する構造であることを特徴とする生体情報入力装置。（３）
【００９３】
（付記４）
付記２記載の生体情報入力装置において、
前記生体情報検出部が生体との相対的な移動により生体情報を走査するものであって、
前記溝構造が前記相対的な移動方向と平行に形成されていることを特徴とする生体情報入力装置。（４）
【００９４】
（付記５）
付記２記載の生体情報入力装置において、前記生体情報検出部が取得する生体情報が指紋であって、前記溝構造の溝幅が平均的な隆線のピッチよりも狭いことを特徴とする生体情報入力装置。（５）
【００９５】
（付記６）
付記５記載の生体情報入力装置において、前記溝構造の溝幅が０.２ミリメートル以下であることを特徴とする生体情報入力装置。
【００９６】
（付記７）
付記２記載の生体情報入力装置において、前記溝構造の溝の深さが０.０４ミリメートル以下であることを特徴とする生体情報入力装置。
【００９７】
（付記８）
付記１記載の生体情報入力装置において、前記水分吸収部が繊維で構成されることを特徴とする生体情報入力装置。
【００９８】
（付記９）
付記１記載の生体情報入力装置において、
更に、前記生体情報検出部と前記水分吸収部とを備えた装置本体に対し着脱自在な保護キャップを設け、
前記保護キャップは、前記装置本体の上部側に装着された際に前記生体情報検出部を覆い、前記装置本体の底部側に装着された際に前記生体情報検出部の検出面の傾斜角度を所定角度増加させる角度調整構造を備えたことを特徴とする生体情報入力装置。
【００９９】
（付記１０）
付記９記載の生体情報入力装置において、前記装置本体は上下に対称な形状であり、側面中央に前記保護キャップを嵌合するガイド溝を形成したことを特徴とする生体情報入力装置。
【０１００】
（付記１１）
付記１記載の生体情報入力装置において、前記生体情報検出部は、検出面の前後に生体と接触してアースするためのフレームグランド電極を配置し、前記一対のフレームグランド電極は前記検出面よりも高い位置に配置されたことを特徴とする生体情報入力装置。
【０１０１】
（付記１２）
付記１１記載の生体情報入力装置において、前記フレームグランド電極は前記検出面に対する生体の移動方向を示すマーカー形状を備えたことを特徴とする生体情報入力装置。
【０１０２】
（付記１３）
付記２記載の生体情報入力装置において、
前記生体情報検出部が生体との相対的な移動により生体情報を走査するものであって、
前記溝構造は前記相対的な移動方向にＶ字溝パターンが連続的に形成されていることを特徴とする生体情報入力装置。
【０１０３】
（付記１４）
付記２記載の生体情報入力装置において、
前記生体情報検出部が生体との相対的な移動により生体情報を走査するものであって、
前記溝構造は前記相対的な移動方向を長手方向とする菱形格子溝パターンが連続的に形成されていることを特徴とする生体情報入力装置。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明による生体情報入力装置の実施形態の説明図
【図２】図１につき装置本体から保護キャップを外した状態の説明図
【図３】装置本体の上部に保護キャップを装着した状態の説明図
【図４】装置本体の平面、側面及び底面の説明図
【図５】保護キャップの平面及び側面の説明図
【図６】装置本体単体での設置角度と保護キャップを装着した状態での設置角度の説明図
【図７】装置本体に設けた水分吸収部の詳細を示した説明図
【図８】縦縞溝パターンによる湿潤した指先から水分を除去する作用の説明図
【図９】本実施形態の水分吸収部に使用する溝の断面図
【図１０】溝幅が広い場合の指の移動に伴う皮膚の変形の様子を示した説明図
【図１１】溝幅が狭い場合の指の移動に伴う皮膚の変形の様子を示した説明図
【図１２】本実施形態で使用可能な溝パターンと不適切な溝パターン説明図
【図１３】装置本体の指紋センサの前後に配置したフレームグランド電極の説明図
【図１４】本実施形態の生体情報入力装置を接続したパーソナルコンピュータの機能構成のブロック図
【図１５】本実施形態における生体情報入力装置の回路ブロック図
【符号の説明】
【０１０５】
１０：生体情報入力装置
１２：装置本体
１４：保護キャップ
１５：コネクタ
１６：ＵＳＢプラグ
１８：ケーブル
２０：指紋センサ
２２、２４：水分吸収部
２５：縦縞溝パターン
２５−１〜２５−８：溝
２６、２８：フレームグランド電極
３０：角度調整フィン
３２：ガイドフィン
３４：ガイド溝
３６、４２：脚部
３８、４０：ゴムパッド
４４：設置面
４８：指
５０：谷線
５２：水分
５４：溝
５５−１：台形溝
５５−２：矩形溝
５５−３：波形溝
５５−４：カール溝
６２：横縞溝パターン
６４：Ｖ字溝パターン
６６：菱形格子溝パターン
６８：信号線
７０：グランド線
７２：パーソナルコンピュータ
７４：特徴抽出部
７６：記憶部
７８：一致度算出部
８０：一致度判定部
８２：生体情報検出部
８４：Ａ／Ｄ変換部
８６：バッファ
８８：制御部
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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