(57)【要約】  本発明は、認識されるべき個人の部位の可能性がある部位が適用される接触エリア（５）を有する多数の感応部材（３）を含むセンサ（１）と、前記感応部材（３）に接続され、前記接触エリア（５）に適用された前記部位（１１）により生じる局所接触力に関する情報を提供する計測手段（６）と、前記センサ（１）に接続され、前記局所接触力から、認識されるべき前記個人の形態学的特性を判定する処理手段（１０）と、を含む個人認識装置に関する。前記計測手段（６）は、前記接触に対する少なくとももう一つの物理量に関する情報をも提供し、前記処理手段（１０）が、この他の物理量から、認識されるべき前記個人の生理学的特性を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
認識されるべき個人の部位の可能性がある部位が適用される接触エリア（５）を有する多数の感応部材（３）を含むセンサ（１）と、
前記感応部材（３）に接続され、前記接触エリア（５）に適用された前記部位（１１）により生じる局所接触力に関する情報を提供する計測手段と（６）と、
前記センサ（１）に接続され、前記局所接触力から、認識されるべき前記個人の形態学的特性を判定する処理手段（１０）と、
を含み、
前記計測手段（６）は、前記接触エリア（５）に生じる全体圧力または前記接触エリア（５）における局所インピーダンスに応じて、前記接触に対する少なくとももう一つの物理量に関する情報をも提供し、前記処理手段（１０）が、この他の物理量から、認識されるべき前記個人の生理学的特性を判定すること、
を特徴とする個人認識装置。
【請求項２】
前記形態学的特性が、前記個人の指紋である、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記生理学的特性が、心拍または発汗特性である、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
各感応部材（３）がフレキシブル膜（２４）を含み、その変形が容量性検出により計測される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
感応部材（３）が、前記変形の前記容量性検出に用いられる電極対（２２．１、２２．２）を含み、一方（２２．１）が固定され他方（２２．２）が可動し、前記フレキシブル膜（２４）と一体化されている、
請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記対の一方の電極（２２．２）が、２つのサブ電極（２２．２ａ、２２．２ｂ）に分割される、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記サブ電極（２２．２ａ、２２．２ｂ）が、互いにかみ合う、
請求項６に記載の装置。
【請求項８】
感応部材が、一つまたは複数のピエゾ抵抗ゲージ（Ｊ）を含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
感応部材（３）が、前記フレキシブル膜（２４）と一体化された２つのサブ電極（２２．２ａ、２２．２ｂ）を有する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記計測手段が、電気的な接続により前記感応部材（３）に接続され、前記局所接触力に関する情報提供に適した第一変換手段（８．１）と、
前記電気的な接続または他の電気的な直接接続により前記感応部材に接続され、前記接触に対する前記他の物理量関する情報提供に適した少なくとも一つの第二変換手段（８．２）とを含む、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記計測手段（６）が、
前記感応部材（３）に接続されるマルチプレクサ手段（７）と、
前記マルチプレクサ手段（７）に接続され、前記局所接触力に関する情報提供に適した第一変換手段（８．１）と、
前記接触に対する前記他の物理量に関する情報提供に適した少なくとも一つの第二変換手段（８．２、８．３）と、
前記感応部材（３）を前記第一変換手段（８．１）または前記第二変換手段（８．２）に接続するための前記マルチプレクサ手段（７）の制御手段（９）と、
を含む、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第一変換手段（８．１）が、前記膜（２４）の動きによる容量性変化の計測に適した、各感応部材（３）に対する変換器（８０）を含む、
請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記他の物理量が前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応し、前記可動電極（２２．１）が単一の場合、前記第二変換手段（８．２）が前記可動電極（２２）とアースとの間のインピーダンスの変化の計測に適した、各感応部材（３）に対する変換器（８０）を含む、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記他の物理量が前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応し、前記可動電極（２２）が２つのサブ電極（２２．２ａ、２２．２ｂ）に分割される場合、前記第二変換手段（８．２）が前記２つのサブ電極（２２．２ａ、２２．２ｂ）の間のインピーダンスの変化の計測に適した各感応部材（３）に対する変換器（８０）を含む、
請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記他の物理量が前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応し、前記対の前記電極（２２．１、２２．２）が単一の場合、前記第二変換手段（８．２）が２つの隣り合う電極（３、３´）の前記可動電極（２２．２）の間のインピーダンスの変化の計測に適した２つの隣り合う感応部材（３、３´）と協働する変換器（８０）を含む、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記他の物理量が全体圧力に対応する場合、前記第二変換手段（８．３）が前記感応部材（３）全てまたは感応部材（３）のグループに対する変換器（８００）を含み、前記変換器（８００）が前記感応部材全てまたは感応部材のグループに対応する前記膜（２４）の動きによる全体容量性変化の計測に適した、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記電極の一方（２２．２）が２つのサブ電極（２２．２ａ、２２．２ｂ）から形成される場合、互いに接続される前記サブ電極が前記第一変換手段（８．１）に接続される、
請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記第一変換手段（８．１）が感応部材（３）のグループに対する変換器（８０）を含み、該変換器は前記感応部材（３）のグループと前記変換器（８０）との間に挿入された局所マルチプレクサ（８１）と協働し、前記変換器（８０）が前記グループの各感応部材（３）に対応する前記膜（２４）の動きによる容量性変化の計測に適した、
請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１９】
前記他の物理量が前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応する場合、前記第二変換手段（８．２）が感応部材（３）のグループに対する変換器（８０）を含み、該変換器は前記感応部材（３）のグループと前記変換器（８０）との間に挿入された局所マルチプレクサ（８１）と協働し、前記変換器（８０）が前記グループの各感応部材（３）におけるインピーダンスの変化の計測に適した、
請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項２０】
前記第二変換手段（８．２）が、前記第一変換手段（８．３）と併合されている、
請求項１０〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記マルチプレクサ手段（７）が、遮断器（Ｉ１、Ｉ２）およびインバータ（ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３、ＩＮＶ４）を含む、
請求項１０〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
局所力の計測が、前記局所力の２次元マップ（６００）の構築を可能とし、このマップが、計測フィルタ（６０２）として、前記他の物理量の計測に考慮すべき有用な感応部材を選択するために機能すること、
を特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
認識されるべき個人の部位の可能性がある部位に対する接触エリアを有する多数の感応部材を含むセンサによる、下記ステップを含む個人認識方法。
多数の感応部材により、前記部位による接触の間に生じる前記局所接触力を計測し（Ｓ１）、局所接触力の２次元マップを構築し（Ｓ２）、前記マップを用いて認識すべき前記個人の前記部位の画像を判定し（Ｓ３）、
前記多数の感応部材により、前記部位による前記接触の間に生じる前記接触に対する局所インピーダンスを計測し（Ｓ４）、前記局所インピーダンスのマップを構築し（Ｓ５）、前記マップを用いて前記接触エリアに接する前記部位の前記発汗特性を判定し（Ｓ６）、
および／または、多数の感応部材により、前記局所接触力の積分を計測して前記圧力の積分を取得し（Ｓ７）、前記圧力の前記積分を用いて（Ｓ７）、心拍を判定し（Ｓ８）、
前記部位の前記画像（Ｓ３）を用いてそれが認識されるべき前記個人のものに一致するかを判定し、
前記発汗特性（Ｓ６）および／または心拍（Ｓ８）を用いて接触する前記部位に不正行為があるかを判定する。
【請求項２４】
前記画像（Ｓ３）から判定された前記個人の識別を確認するために、前記発汗特性（Ｓ６）および／または心拍（Ｓ８）を用いることを本質とする、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記局所接触力の前記２次元マップ（Ｓ２）により、前記接触に対する前記局所インピーダンスの前記マップ（Ｓ５）を補正することを本質とする、
請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記局所インピーダンスの前記マップ（Ｓ５）が２次元マップである、
請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記圧力の前記積分（Ｓ７）が２次元積分である、
請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記２次元マップにより、１次元マップである局所インピーダンスの前記マップ（Ｓ５´）の判定を可能とする前記有用な感応部材の前記局所接触力（Ｓ２）を選択することを本質とする、
請求項２３〜２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
前記２次元マップにより、１次元積分である前記圧力の前記積分（Ｓ７´）の取得を可能とする前記有用な感応部材の前記局所接触力（Ｓ２）を選択することを本質とする、
請求項２３〜２６または２８のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生態認識による認識方法および装置に関する。本装置は、不正行為に対抗するために高いレベルのセイキュリティが求められ、確実な個人認識が要求される分野での利用を目的としている。現在の生態認証装置の中で、最も広く用いられているものは、小型で安価な指紋認識装置である。しかしながら、他の装置、例えば、掌認識装置なども存在する。従って、本発明は、指紋による個人認識装置に限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
指紋による個人認識装置は、一般に、多数の感応部材を備えたセンサを有しており、センサと関連する接触領域に置かれた指の指紋画像を構築する。
【０００３】
このセンサは、例えば、光学センサ、容量センサ、熱センサ、超音波センサ等であり得る。センサの各感応部材は、接触する指の光反射、表面インピーダンス、熱伝導率、または超音波反射の局所的特性を計測可能である。例えば、別途記載され、複数のセンサをレヴューする非特許文献１に記載されている。
【０００４】
昨今、エピデルミンにより生じた圧力の計測に基づくセンサが提案されている。例えば、圧電素子、または、MEM技術（微細電子機械を用いた技術）の発展に伴う、別途記載される特許文献１に記載されるような接触センサ、または容量計測圧力センサがある。これらのセンサの各感応部材は、接触する指により生じる局所圧力を検出する。
【０００５】
これらのセンサ全ては、局所計測から、センサに対向する露出された皮膚の稜谷を区別することにより、指紋画像の構築を可能とする。しかしながら、公知の指紋取得技術では、指が生きているかは検出できない。偽の指またはおとり、言い換えれば、人口指または身体から切り取られた死指、は、センサを欺くことが可能であり、これらの偽指である限り実際には検出ができない不正行為は、もっともらしい指紋パターンを有している。
【０００６】
偽指を生指と区別する技術は既に提案されているが、幾つかの理由で、不十分である。
【０００７】
別途記載される特許文献２は、指紋センサと、さらに、例えば心拍、血液の酸素化率、心電図信号、人体組織の周波数特性、血流量、ヘマトクリット、人体組織の生化学分析、電気プレチスモグラフィー等の、生理的パラメータの計測手段を提案している。生理的パラメータの計測手段は、実用的ではなく、高価で大きい付加的な装置に基づく。
【０００８】
別途記載される特許文献３は、指紋認識手段に加えて、不正行為か否かを判定することが可能な、光学的血流検出手段を提案している。血流検出手段は、指紋認識手段のセンサに組み込まれている。このような装置の価格は、センサを単独で利用する利用者のものに比べて、より高価である。さらに、これらの認識装置は、認識の信頼性のため、完全に満足できるものではない。実際、人工指紋が付された良好な薄膜を備えた本物の生指により、指紋認識装置を欺くことが可能である。
【０００９】
実際、この欠点は、温度、血液の酸素化率、および、一般に、皮膚の表面特性に直接関連しない計測に基づくすべての生理学的パラメータに基づく、すべての認識装置に存在する。
【００１０】
別途記載される特許文献４は、ラジオ周波数領域における皮膚の伝達特性の計測を可能とする装置を提案している。この場合も、皮膚の伝達特性を真似た人工材料を用いることで、欺き得る。
【００１１】
さらに昨今、指紋による個人認識装置が開発されている。この装置は、皮膚の蒸散特性を利用している。例えば、別途記載する特許文献５および非特許文献２に記載される。ある実施形態では、利用されるセンサは、容量計測表面インピーダンスセンサ型（容量センサとしても知られる）である。指が適用される、硬い接触面を有する。蒸散する指の指紋の画像は、汗が非常に高い誘電率を有するため、乾いた指のものとは異なる。得られる指紋画像は、指の蒸散により、稜において、より暗くなる。これらの稜の毛穴により生じた汗は、稜に沿って蒸散し、汗のない場合に得られるものに比べ、より強い画像を生じる。異なる時間での同じ指の指紋画像を取得し、時間によるその変化を解析することにより、指が本物の生指かおとりかを判定することができる。実際、生指は、時間とともに蒸散し、ますます飽和した画像を与える。接触での局所インピーダンスの情報は、指紋および発汗特性の双方を得るために利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本方法では、第一に、少なくとも２つの指画像が、時間をあけて取られる。最終画像から、稜の頂上を実体化する線が判定される。得られる最終画像は、より飽和しているため、これらの線をより簡単に判定可能とする。これらの線は、２次元または２Ｄの指紋画像、言い換えれば表面画像を、１次元または１Ｄ画像、言い換えれば線画像に変換するための、分析フィルタとして利用される。この変換は、発汗現象の基準特性系を得ることを可能にする。これらの基準の一つが、得られる曲線のフーリエ変換における特性周波数の存在であり、この空間周波数は、一般的に0.5ミリメータ前後の、毛穴の間の平均距離に関係する。他の基準は、これらの稜に沿った汗の移動に起因する、この周波数に関する最小値と最大値の変化である。従って、この他の基準は、稜線に沿った汗の蒸散を特徴付ける。
【００１３】
一見して有望なこの手法は、それでもなお、幾つかの欠点に悩む。表面インピーダンスセンサによる単独の計測で得られた情報は、指紋および発汗の双方を特徴付け、解釈を難しくする。
【００１４】
このような方法は、センサ上の指により生じる圧力の時間的変動により、発汗を特徴付ける情報が、混乱され、または、欺かれるため、信頼性を欠く。最終的に、分析を実行するのに用いられるのが常に最終画像であるため、処理は、リアルタイムで実行され得ない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の目的は、上記制約および問題点を持たない個人認識装置を提案することである。
【００１６】
特に、目的の一つは、同時に、小型、安価、および、装置に接し個人を特徴付けるエリアが本当に個人のエリアかおとりかを判定することにより、信頼性高く個人認識が可能な、個人認識装置を提案することである。
【００１７】
本発明のもう一つの目的は、特に、リアルタイムで作動する個人認識装置を提案することである。
【００１８】
本発明のもう一つの目的は、動作が速く、分析に要するポインがほとんど不要な個人認識装置を提案することである。
【００１９】
この目的を達するため、本発明は、認識されるべき個人の部位の可能性がある部位が適用される接触エリアを有する多数の感応部材を含むセンサと、前記感応部材に接続され、前記接触エリアに適用された前記部位により生じる局所接触力に関する情報を提供する計測手段と、前記センサに接続され、前記局所接触力から、認識されるべき前記個人の形態学的特性を判定する処理手段と、を有する個人認識装置を提案する。本装置では、前記計測手段は、前記接触エリアに生じる全体圧力または前記接触エリアにおける局所インピーダンスに応じて、前記接触に対する少なくとももう一つの物理量に関する情報をも提供し、前記処理手段が、この他の物理量から、認識されるべき前記個人の生理学的特性を判定する。
【００２０】
この形態学的特性は、個人の指紋であることが好ましい。
【００２１】
この生理学的特性は、心拍または発汗特性であっても良い。
【００２２】
感応部材は、それぞれフレキシブル膜を含むことが好ましく、その変形が容量性検出により計測される。
【００２３】
感応部材は、容量性検出に用いられる電極対を含み、一方が固定され他方が可動し、フレキシブル膜と一体化されている。
【００２４】
対の一方の電極が、２つのサブ電極に分割されても良く、非常に良好な感度で接触エリアでの局所インピーダンスを計測可能とする。サブ電極は、互いにかみ合っても良い。
【００２５】
感応部材は、一つまたは複数のピエゾ抵抗ゲージを含んでも良い。
【００２６】
感応部材は、フレキシブル膜と一体化された２つのサブ電極を有しても良い。
【００２７】
第一の実施形態によれば、計測手段は、電気的な接続により前記感応部材に接続され、前記局所接触力に関する情報提供に適した第一変換手段と、前記電気的な接続または他の電気的な直接接続により前記感応部材に接続され、前記接触に対する前記他の物理量関する情報提供に適した少なくとも一つの第二変換手段と、を含み得る。
【００２８】
第二の実施形態によれば、前記計測手段は、前記感応部材に接続されるマルチプレクサ手段と、前記マルチプレクサ手段に接続され、前記局所接触力に関する情報提供に適した第一変換手段と、前記接触に対する前記他の物理量関する情報提供に適した少なくとも一つの第二変換手段と、前記感応部材を前記第一変換手段または前記第二変換手段に接続するための前記マルチプレクサ手段の制御手段と、を含み得る。
【００２９】
第二変換手段は、第一変換手段と併合し得る。
【００３０】
ある実施形態では、前記第一変換手段が、前記膜の動きによる容量性変化の計測に適した、各感応部材に対する変換器を含み得る。
【００３１】
前記電極の一方が２つのサブ電極から形成される場合、互いに接続される前記サブ電極は、前記第一変換手段に接続される。
【００３２】
前記他の物理量は、前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応し、前記可動電極が単一の場合、前記第二変換手段は、前記可動電極とアースとの間のインピーダンスの変化の計測に適した、各感応部材に対する変換器を含み得る。
【００３３】
前記他の物理量は、前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応し、前記可動電極が２つのサブ電極に分割される場合、前記第二変換手段は、前記２つのサブ電極の間のインピーダンスの変化の計測に適した各感応部材に対する変換器を含み得る。
【００３４】
前記他の物理量は、前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応し、前記対の前記電極が単一の場合、前記第二変換手段は、２つの隣り合う電極の前記可動電極の間のインピーダンスの変化の計測に適した２つの隣り合う感応部材と協働する変換器を含み得る。
【００３５】
前記他の物理量が全体圧力に対応する場合、前記第二変換手段は前記感応部材全てまたは感応部材のグループに対する変換器を含むことができ、前記変換器は前記感応部材全てまたは感応部材のグループに対応する前記膜の動きによる全体容量性変化の計測に適する。
【００３６】
代替形態において、前記第一変換手段は、感応部材のグループに対する変換器を含むことができ、該変換器は、前記感応部材のグループと前記変換器との間に挿入された局所マルチプレクサと協働し、前記変換器は、前記グループの各感応部材に対応する前記膜の動きによる容量性変化の計測に適する。
【００３７】
代替形態において、前記他の物理量が、前記接触に対する前記局所インピーダンスに対応する場合、前記第二変換手段は、感応部材のグループに対する変換器を含むことができ、該変換器は、前記感応部材のグループと前記変換器との間に挿入された局所マルチプレクサと協働し、前記変換器は、前記グループの各感応部材におけるインピーダンスの変化の計測に適する。
【００３８】
前記接触に対する前記局所インピーダンスの計測に適した前記第二変換手段は、前記第一変換手段と併合され、コストおよび大きさの双方を削減することができる。
【００３９】
前記マルチプレクサ手段は、遮断器およびインバータの双方を含み得る。
【００４０】
局所力の計測は、局所力の２次元マップの構築を可能とし、このマップは、計測フィルタとして、前記他の物理量の計測に考慮すべき有用な感応部材を選択するために機能し得る。
【００４１】
本発明は、認識されるべき個人の部位の可能性がある部位に対する接触エリアと協働する多数の感応部材が与えられたセンサによる個人認識方法に関する。それは、下記ステップを含む。
多数の感応部材により、前記部位による接触の間に生じる前記局所接触力を計測し、前記局所接触力の２次元マップを構築し、前記マップを用いて認識すべき前記個人の前記部位の画像を判定し、
前記多数の感応部材により、前記部位による前記接触の間に生じる前記接触に対する局所インピーダンスを計測し、前記局所インピーダンスのマップを構築し、前記マップを用いて前記接触エリアに接する前記部位の前記発汗特性を判定し、
および／または、多数の感応部材により、前記局所接触力の積分を計測して前記圧力の積分を取得し、前記圧力の前記積分を用いて心拍を判定し、
前記部位の前記画像を用いてそれが認識されるべき前記個人のものに一致するかを判定し、
前記発汗特性および／または心拍を用いて前記接触部位に不正行為があるかを判定する。
【００４２】
本手法は、前記画像から判定された前記個人の識別を確認するために、前記発汗特性および／または心拍を用いることを本質とし得る。
【００４３】
本手法は、特に前記センサが弾性表面を有する場合、前記局所接触力の前記２次元マップにより、前記接触に対する前記局所インピーダンスの前記マップを補正することを本質とし得る。
【００４４】
前記局所インピーダンスの前記マップは、２次元マップであり得る。
【００４５】
同様に、前記圧力の前記積分は、２次元積分であり得る。
【００４６】
本手法における処理速度を増すために、前記２次元マップにより、１次元マップである局所インピーダンスの前記マップの判定を可能とする前記有用な感応部材の前記局所接触力を選択することができる。
【００４７】
同じ目的で、前記２次元マップにより、１次元積分である前記圧力の前記積分の取得を可能とする前記有用な感応部材の前記局所接触力を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による個人認識装置の断面図を示す。
【図２Ａ】本発明の装置に備えられるセンサの感応部材の実施形態の断面図を示す。
【図２Ｂ】本発明の装置に備えられるセンサの感応部材の実施形態の平面図を示す。
【図３Ａ】本発明の装置に備えられるセンサの感応部材の他の実施形態の断面図を示す。
【図３Ｂ】本発明の装置に備えられるセンサの感応部材の他の実施形態の平面図を示す。
【図４Ａ】本発明による個人認識方法の代替形態を示す。
【図４Ｂ】本発明による個人認識方法の代替形態を示す。
【図４Ｃ】本発明による個人認識方法の代替形態を示す。
【図５Ａ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｂ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｃ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｄ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｅ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｆ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｇ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｈ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｉ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｊ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｋ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｌ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｍ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図５Ｎ】実行される計測の種類によるセンサの感応部材と変換手段の間の異なる接続を示す。
【図６】局所接触力のマップを用いた局所インピーダンスおよび圧力の積分のマップのフィルタ処理の利点を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明は、付随する図を参照しつつ、単に例示され制約されることのない実施形態の記述を読むことで、より深く理解される。
【００５０】
ある図から他の図に容易に移行できるように、以下に記述される、異なる図面の同一、類似または等価部分には、同一の符号を付す。
【００５１】
図を読みやすくするため、図に示される異なる部位は、同一のスケールである必要はない。
【００５２】
図１に、本発明に従う個人認識装置の例を示す。この装置は、接点においてネットワーク４に配置され、被覆接触エリア５の区切りに貢献する多数の感応部材３を含む、少なくとも一つのセンサ１を含んでいる。これらの感応部材３は、マルチプレクサ手段７、第一変換手段８．１、少なくとも一つの第二変換手段８．２、８．３およびマルチプレクサ手段７の制御手段９を含む、計測手段６と協働する。マルチプレクサ手段７は、第一に感応部材３に、第二に変換手段８．１、８．２、８．３に、そして制御手段９に接続される。以降、符号８．２の第二変換手段は、局所インピーダンスの計測に応じるものとし、他方の符号８．３の第二変換手段は、全体圧力の計測に応じるものとする。第二変換手段は、第一変換手段８．１と併合する。他の第二変換手段８．３は、オプションであるが、存在する場合、第一変換手段８．１とは異なる。センサ１は、少なくとも２つの異なる取得モードを有している。従って、センサ１は、接触に関する少なくとも２つの物理的大きさの計測を目的としており、前記接触は、接触エリア５に適用される部位１１により達成される。この部位１１は、認識されるべき個人の部位である。本発明の認識装置は、この部位１１がおとりか否か、従って、不正行為があるか否かを、判定可能である。おとりは、死領域、例えば切断指、または、人工エリア、例えば、表面が指紋のパターンと凹凸とを真似た鋳物指等を意味する。この部位１１は、指であればよいが、これに限定されない。それは手のひら等であることが予想され得る。以下では、それは指であるとするが、限定されるものではない。
【００５３】
これらの２つの物理的大きさの中で、一つは、局所接触力に対応する。もう一方の物理量は、接触に対する局所インピーダンス、または、接触で生じる全体圧力に対応する。局所的という言葉の意味は、計測される大きさが、センサ１の各感応部材３に対して、または、必要であれば、隣り合う２つの感応部材のグループに対して、異なる方法で得られる、ということを意味する。この局所的という言葉は、計測される大きさが、一緒の、またはグループでの感応部材に関連する、全体的という言葉とは反対である。
【００５４】
本発明による装置は、形態学的特性、たとえば認識されるべき個人の指紋、に加え、少なくとも一つの生理学的特性、例えば発汗および／または心拍を、同時に特性化することができる。
【００５５】
計測手段６は、計測手段６により実行される計測から、少なくとも接触エリア５に適用された部位１１の形態学的特性と、個人の生理学的特性とを判定するための、センサ１に結合された処理手段１０と協働する。個人の部位１１が指の場合、形態学的特性は、指紋である。他の部位の皮膚、例えば掌が接触するより一般的な場合では、特性は、接触した皮膚の部位の指紋である。生理学的特性は、接触する個人の部位１１の発汗、または代わりに、個人の心拍の特性化である。これらの生理学的特性は、装置に接触するエリアが生きたエリアの代わりにおとりである際に、不正行為を明らかにすることができる。これらの生理学的特性の解析は、どのようなおとりも発見することが可能である。有効な２つの生理学的特性を有する事実は、不正行為の検出の信頼性をさらに向上させることができるが、一般には、一つの生理学的特性のみで十分である。処理手段１０は、例えば発汗特性に対する特許文献５に記載されるような、公知の情報処理アルゴリズムである。
【００５６】
感応部材として、容量性部材を用いることに利点がある。図２Ａ、２Ｂに、容量性感応部材の第一実施形態を示す。容量性感応部材に変わり、抵抗性も利用し得る。
【００５７】
図２Ａは、本発明の装置に用いられるセンサ１の複数の感応部材３の断面を示す。図２Ｂは、図２Ａの感応部材３の底面図を示す。これらの部材３は、MEMS技術を用いて形成された、公知のフレキシブル膜型である。全ての感応部材３は、例えばシリコンのような半導体基質２０で形成され、例えば酸化ケイ素のような電気絶縁層２１でカバーされた、同じ電気絶縁ベース２００に一体化されている。各感応部材３は、互いに対向し、約０．１マイクロメータから５マイクロメータのスペース２３で分離された、電極２２．１、２２．２の対を有する。スペース２３の変化は、電極対の端子の電位変化を誘発し、容量の変化を示す。対の一方の電極２２．１は、絶縁層側２１においてベース２００に固定一体化され、対の他方の電極２２．２は、可動する。各感応部材は、電気絶縁フレキシブル部材２４を有し、端部はベース２００に固定されている。可動電極２２．２は、フレキシブル膜２４に一体化されている。膜２４は、少なくとも部分的に固定電極２２．１を含む空洞の範囲を定める。適用され、認識されるべき個人のものと仮定される部位により生じる、局所接触力の作用下における、フレキシブル膜２４の変形は、スペース２３におけるこの変化を生じる。可動電極２２．２は、空洞側のフレキシブル膜２４の内部表面に固定されることが好ましい。フレキシブル膜２４の外部表面に配置することも考えられるが、適用される部位が直接接触しないように保護を付加する必要がある。図示された構造では、フレキシブル膜２４の外部表面は、接触エリア５を規定する。図２Ａは、基質を除外した感応部材３の底面図である。例えば、Si3N4で作られたフレキシブル膜２４は、一般的に、およそマイクロメータの厚さを有し、十分にフレキシブルで、およそ数十キロパスカルの接触圧を検出できる。
【００５８】
各感応部材３は、電極２２．１、２２．２により、第一変換手段８．１、および第二変換手段８．２、８．３およびマルチプレクサ手段７の一部を含む電子計測装置（図２には示さず、図４〜６に図示）に接続される。この電子装置は、全ての感応部材と同様に、ベース２００に支えられる。
【００５９】
センサ１は、マトリクスに配置された全ての個別感応部材３を有し、電子計測装置と関連する各感応部材３は、約５０マイクロメータ×５０マイクロメータの表面領域を占める。そして、接触エリア５に適用された部位１１の画像を、約５００ｄｐｉ（ドット／インチ）の解像度で得ることができる。
【００６０】
感応部材３は、例えば、電子計測装置の製造に用いられるCMOS型集積回路の形成方法と互換可能な方法により、ベース２００に、集合体形態で形成されても良い。これは、別途記載される特許文献６に記載される。
【００６１】
図３Ａ、３Ｂに示される代替形態では、表面インピーダンスの示差測定法が簡単に実行できるように、対の電極の一方２２．２を、２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂに分割することができる。図３Ａ、３Ｂに、この第二実施形態を示す。２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂに分割した電極２２．２は、可動電極である。
【００６２】
２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂは、互いにかみ合う形態でも良いが、例えば別途記載される特許文献７に示されるような他の構造も考えられる。
【００６３】
これまで述べた装置を実装する個人認識方法を、以下説明する。
【００６４】
センサによる原データの取得、その変換および処理は、まず個人認識装置の接触エリアに適用された部位の画像を、次に、不正行為の発生の有無の情報の取得を可能にする。
【００６５】
図４Ａに、本発明の方法の第一の実施形態の例を示す。
【００６６】
感応部材上で、個人認識装置の接触エリアに接する部位により生じる局所接触力に関する原情報が取得される（ブロックＳ１）。これらの局所接触力は、認識されるべき個人の部位の皮膚の地勢に依存する。
【００６７】
この原情報は、容易に取得でき、センサが容量センサである場合、センサの各感応部材での容量値を示す電圧値に対応する。容量値は、いろいろな方法で計測され得る。
【００６８】
局所接触力に関するこの原情報は、センサに加わる局所接触力のマップを構築するため（ブロックＳ２）に、第一変換手段において変換される（Ｃ１）。マップは、センサの各感応部材または実質的には各感応部材がそれぞれ情報を提供する２次元２Ｄマップを含む。２次元マップは、実質上センサ１のすべての感応部材３により提供される情報に基づくマップを意味する。局所接触力のこの２次元マップは、処理手段における処理（Ｔ１）の後、接触し認識されるべき個人のものであるべき部位の画像、場合によっては、例示するような指紋、を提供する働きをする（ブロックＳ３）。処理（Ｔ１）は従来のものであり、観察される皮膚の稜谷の分析と、稜の連続性の変化である、指紋の特性点または特徴点の判定とにより実行される。こうしてブロックＳ３で得られた指紋は、局所インピーダンスに無関係であり、従って、特許文献５および非特許文献２の場合のような、発汗特性には依存しない。
【００６９】
この指紋は、個人の形態学的特性を示す。続いて、この指紋は、予め適切なメモリＭに記録された、認識されるべき１人または複数の個人の指紋と比較され得る（ブロックＳ１０）。比較の結果は、個人が識別されたか否かの判定を可能にする。これらの指紋は、認識装置の初期化フェーズの間に記録され得る。
【００７０】
本発明の方法によれば、同じセンサ１を用いて、少なくとも一つの個人の生理学的特性の検出が実行され、センサ１に接触する部位１１が本当にその個人のものであるか、言い換えれば、生きているか、がチェックされる。
【００７１】
この特性は、センサに接触した部位の皮膚の発汗の特性化である。この発汗特性は、局所接触力の原情報から得ることは出来ない。発汗は、センサに接触した皮膚の部位の稜に位置する毛穴で生じ、この稜に沿って広がる。
【００７２】
続いて、再び同じセンサ１により、接触に対する局所インピーダンスの原情報が取得される（ブロックＳ４）。このような接触感応センサにより、２タイプの原情報が、空間的損傷なしに得られ得る。第二変換手段における変換Ｃ２の後に、接触に対する局所インピーダンスの原情報は、局所インピーダンスの２次元２Ｄマップの構築をもたらし（ブロックＳ５）、処理手段における処理（Ｔ２）の後、従来法により、接触する部位の発汗特性を判定する働きをする（ブロックＳ６）。これらの特性を用いて、比較により、検出された発汗特性が個人の平均特性であるか否かの判定が可能となり、不正行為の検出が可能となる（ブロックＳ９）。
【００７３】
発汗特性が個人のものと一致した場合、不正行為がある場合とは逆で、不正行為はないことになる。不正行為がなく、検出された指紋が記録された指紋の一つと一致した場合、個人が識別確認される（ブロックＳ１１）。不正行為があり、検出された指紋が記録された指紋の一つと一致した場合、個人は識別されない（ブロックＳ１２）。
【００７４】
インピーダンスの２次元マップ（ブロックＳ５）は、ブロックＳ２において実行される接触力のマッピングとは必ずしも無関係ではないことに留意すべきである。実際、感応部材により計測された局所インピーダンスは、接触表面とこの表面のインピーダンスの双方の関数であり得る。接触表面は、センサに接触するエリアが伸縮する場合、生じる局所力の関数であり得る。この場合、発汗特性（ブロックＳ６）は、力の２次元マップにより補正されたインピーダンスの２次元マップ、例えば、接触力によるインピーダンスの正規化、から得られる。この補正は、図４において、ブロックＳ２の下流から処理Ｔ２への矢印により示されている。
【００７５】
インピーダンスの局所的計測の実行に代わり、またはこの計測に加えて、本発明の方法は、認識されるべき個人の部位により接触エリアにおいて生じる、全体圧力計測の実行を提供する。このようにして、個人の他の生理学的特性、心拍、が、決定される。図４Ｂに、２つの生理学的特性を導く、２つの計測が実行される例を示す。言うまでもなく、心拍だけの検出も可能である。本実施形態は、心拍を示す情報が得られれば、不正行為の検出のための図４Ａに示すものと類似しており、この理由で、単独で図示されていない。心拍の取得は、図４Ｂに記載されている。
【００７６】
この全体圧力計測は、ブロックＳ１で取得された局所接触力を原情報として用いることにより実行される。この原情報は、センサで生じた圧力の２次元２Ｄ積分を構築する（ブロックＳ７）ために、他の第二変換手段において変換（Ｃ３）される。変換Ｃ３は、局所接触力の積分である。一時的な解像度、または、通過帯域等、最終的に心拍を扱うのに必要な情報の仕様を考慮に入れておく。心拍（ブロックＳ８）は、処理手段における適切な処理Ｔ３の後に、圧力の２次元積分と、特に、この圧力の積分の一時的な変化の調査分析から決定される。この処理は、当業者には無問題である。そして、一時的な変化が、個人の実際の平均心拍のものと一致するか否かを判定することができる。
【００７７】
前述と同様にして、心拍が本物と考えられ、指紋が識別されれば、その指紋を有する個人が識別される。
【００７８】
図４Ｂのように、２つの生理学的特性が検出される場合は、それらは統合され（処理Ｔ４）、不正行為の存在の有無を結論付ける（ブロックＳ９）。不正行為が検出された場合は、指紋が識別されても、個人識別はされない（ブロックＳ１２）。不正行為がなく、指紋が識別された場合は（ブロックＳ１１）、この指紋を有する個人が識別される。検出された発汗特性と心拍は、指紋が得られた個人の識別の確認に用いられる。
【００７９】
図４Ｃと下記説明手順により、信頼性の低下なしに、本発明による識別法の実施率を向上し得る。
【００８０】
本実施形態は、生理学的特性の判定の間、どれが最も重要な考慮すべき感応部材であるか、を判定するために、事前に実行される、接触力の２次元マップ（ブロックＳ２）の利用に本質がある。実際に、センサに部位が接している間、わずかな感応部材のみが、生理学的特性の判定のための有益な情報を提供する。それは、最大局所力を検出する感応部材を含む。これらの感応部材は、指紋の稜線に関係する情報を取得する。指紋の谷は、最低力をもたらす。従って、有用な感応部材は、稜線を検出するものであり、それ以外は無用であり得る。ここで、感応部材は、２つの隣り合う稜線を隔てる間隔よりも小さくないことを仮定している。こうして、接触力の２次元マップ（ブロックＳ２）から、圧力の積分（ブロックＳ７´）とインピーダンスのマップ（ブロックＳ５´）を決定するために考慮される有用な感応部材が選択される。表面に沿って配置された感応部材の代わりに、実質的に１本の線（稜線）に配置された感応部材により提供される信号から得られるため、この積分とマップは、１次元または１Ｄとして認識される。この選択は、圧力の１次元積分を導く場合（ブロックＳ７´）、フィルタ処理ｆ１に対応し、インピーダンスの１次元マップを導く場合（ブロックＳ５´）、ｆ２に対応する。インピーダンスの１次元マップは、必要情報を全て含んでおり、サイズはインピーダンスの２次元マップよりも小さい。従って、発汗特性を得る、より高速な処理が可能であり、情報の損失がない。同じことが、圧力の積分に対しても言える。適用された部位が指でない場合でも、圧力が高い有用な感応部材を選択することが可能である。
【００８１】
本方法の残りの実施は、図４Ｂに記載のものと類似しており、説明がくどくならないように、再説明と全図は省略する。
【００８２】
センサ１の感応部材３により提供される情報の異なる取得モードを、図５Ａ〜５Ｊを参照しつつ説明する。図５Ａ、５Ｃ、５Ｅ、５Ｆ、５Ｈ、５Ｉ、５Ｇは、図２に図示されるような単一電極の対を備えた感応部材に関し、図５Ｂ、５Ｄ、５Ｇは、対の電極一つが、図３に図示されるような２つのサブ電極に分割された感応部材に関する。
【００８３】
図５Ａ、５Ｂにおいて、認識装置は、局所力のマップを構築するために、接触エリア５で生じる局所力の原情報を取得するモードにある。この構成では、第一変換手段８．１は、局所的であり、言い換えれば、各感応部材３は、それに特定の変換器８０に結合されている。より詳細には、各変換器８０は、入力において、まず感応部材３の電極２２．１に、次に感応部材３の他の電極２２．２に接続される。変換器８０の出力は、処理手段（不図示）に提供される。各感応部材３は、感応部材３の対２２の２つの電極２２．１、２２．２の間に生じる容量の局所的計測を実行する働きをする。各変換器８０は、関連する感応部材で生じた接触力を表す情報を提供し、この情報は、局所接触力のマップを形成する。各感応部材３は、接触する部分１１の部位により生じる力のみを検出し、この部位は、感応部材３に対向する。図５Ａにおいて、２つの感応部材３は、部位１１が一方のみを圧し、双方を圧しないため、同じ力を検出しない。取得される情報は、実際には、局所接触力に依存し、接触する部位１１の表面インピーダンスは無関係である。
【００８４】
図５Ｂにおいて、相違点は、電極２２．２の分割である２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂが、ともに接続され、計測の感度を向上し得ることである。第一変換手段８．１に変更はない。
【００８５】
図５Ｃ、５Ｄ、および５Ｅにおいて、認識装置は、局所インピーダンスのマップを構築するために、局所インピーダンスの原情報を取得するモードにある。第二変換手段８．２は、局所的である。それらは、各感応部材３に関連する変換器８０を有している。図５Ｃにおいて、電極の対２２の２つの電極２２．１、２２．２は、共に、関連する変換器８０の入力に接続される。接触する部位１１は、アース電位である。変換器８０の入力も、アース接続されている。その出力は、処理手段（不図示）に提供される。計測は、別途記述される特許文献８に開示されるような、アースに対する容量の計測である。
【００８６】
このように、フレキシブル膜２４の動きによる容量の変化は、局所インピーダンスの計測では考慮されない。感応部材３が単独の電極２２．１、２２．２の対を有するこの構成では、局所接触力の計測が差分計測であり、接触に対する局所インピーダンスの計測が地球に対するインピーダンスの計測であるため、一方が局所接触力の計測（図５Ａ）用で、他方が接触に対する局所インピーダンスの計測（図５Ｃ）用の、個別の第一変換手段８．１および第二変換手段８．２の双方を備えることが必要である。
【００８７】
局所インピーダンス計測用構造の図５Ｄのように、一方の電極２２．１が、サブ電極２２．１ａ、２２．１ｂに分割される場合、２つの電極２２．１ａおよび２２．１ｂは、関連する変換器８０の異なる入力にそれぞれ接続される。対２２．１の他方の電極は、例えばアースなどの固定電位に接続される。変換器８０の出力は、処理手段（不図示）に接続される。この構成では、第一変換手段８．１と第二変換手段８．２とを併合して利用することができ、それらは、２つの計測が差分計測であるため、局所力の局所計測（図５Ｂ）用と、局所インピーダンスの局所計測（図５Ｄ）用とに機能する。電極の接続のみが異なり、マルチプレクサ手段がその接続を変更可能である。
【００８８】
図５Ｂおよび５Ｄのモードは、図５Ｃのモードよりも工業的に興味深い。
【００８９】
図５Ｅに示すように、感応部材３が、単独電極２２．１、２２．２の対のみを有する場合、２つの隣り合う感応部材３、３´の間の表面インピーダンスを計測することが可能である。第二変換手段８．２は、２つの隣り合う感応部材３、３´に対する単一の変換器８０からなる。互いに接続された感応部材３の２つの電極２２．１、２２．２は、変換器８０の入力に接続される。互いに接続された他の感応部材３´の２つの電極２２．１、２２．２は、変換器８０の他の入力に接続される。変換器８０の出力は、処理手段（不図示）に接続される。この構成では、計測の空間分解能は低下するが、問題になることは少ない。しかしながら、局所計測の実行が考慮され得る。この構成の利点は、第一変換手段および第二変換手段が併合されることと、２つの計測が差分容量計測であるため、それらは、局所力の局所計測（図５Ａ）用と、局所インピーダンスの局所計測（図５Ｅ）用とに機能することである。
【００９０】
記述した構成に用いられる変換器８０は局所的であり、図２および３で記述したベースセルの一部を形成し、および／または２つの感応部材３、３´に共通である。それらは、電極２２．１、２２．２に非常に近く、特許文献７に記載されるように、通常電極の下方に配置される。従って、電極２２．１、２２．２と変換器８０との間の接続長は、非常に短く、容量変化を非常に低くできる。分解能要求は制限され、例えば、約数Ｈｚの通過帯域に対し、最大８ビットである。これらの変換器は、逐次近似変換器であり得る。
【００９１】
全体圧力の計測を、図５Ｆおよび５Ｇに示す。全体圧力の計測に関する他の第二変換手段８．３が、ここで利用される。それらは、前述した第一第二変換器８．２とは異なる。この他の第二変換手段８．３は、全感応部材３、または、複数の感応部材３のグループに関連する変換器８００からなる。図５Ｆの構成では、感応部材３の電極２２．１、２２．２の対２２の全てが、並列接続され、他の第二変換手段８．３を形成する単独の変換器８００の入力に接続される。この変換器８００は、センサの全感応部材３に対応している。変換器８００の出力は、処理手段（不図示）に接続される。電極２２．２の一方が２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂに分割された図５Ｇの構成では、接続は類似しているが、２つのサブ電極が相互に接続されている。全体変換器８００は、通常、１０Ｈｚ以上の通過帯域に対して、１４ビット以上の高分解能を得ることが可能となる。この構成では、この単独の変換器８００が多数の感応部材３に接続されるため、サイズの制約は重要な意味を持たない。電子工学でよく知られるシグマデルタ変換器が、例えば利用され得る。
【００９２】
図５Ｆおよび５Ｇは、対の各電極２２．１（固定または可動）と変換器８００との間に配置された遮断器Ｉを示している。これらの遮断器Ｉは、マルチプレクサ手段７の一部を形成し、これらの手段については後述する。この構成では、遮断器Ｉは、感応部材３が選択または代わりに無視され得るため、圧力の１次元積分を実行可能とする。
【００９３】
図５Ｈに示す代替形態では、第一変換手段８．１または第二変換手段８．２は、Ｎ感応部材３のグループと協働する変換器８０からなることが可能である。局所マルチプレクサ８１が、この変換器８０と、それと協働する感応部材３との間に挿入されている。この代替形態は、変換器８０と局所マルチプレクサ８１に対して、利用可能な表面をＮ倍増加させることができ、または、感応部材３の密度を増加させることができる。
【００９４】
圧力の全体計測を実行するために、全体圧力の計測に関する他の第二変換手段８．３が、複数の変換器８００を一体化することが可能であり、それぞれは、感応部材３の一つのグループとのみ協働し、これらの変換器８００により提供される情報が、共に加算される。この代替形態は、図５Ｉで図示され、加算器は、＋の符号で引用される。
【００９５】
圧力の１次元積分を構築するために用いられる感応部材３を選択するための、局所力の２次元マップを利用する利点が、図示されている。５０マイクロメータステップに対して、感応部材３に関する容量の標準値は、約１５ｆＦである。１００×１００の感応部材３のネットワークに対して、圧力の２次元積分に対応する、全感応部材３を用いることによる総容量は、１５０ｐＦである。感応部材３の約１０％が、最重要のものだけを保つための選択で保たれた場合、約１５ｐＦの総容量が得られるが、一時的な変動は高い。
【００９６】
図５Ｊに示すセンサは、３つの異なる取得モード、すなわち、モードＡ：局所力計測、モードＢ：局所インピーダンス計測、モードＣ：全体力計測、を有し、同じ多数の感応部材から、局所力の２次元ナップ、圧力の積分、および、局所インピーダンスのマップの取得を可能とする。一つのモードから他への移行は、感応部材３と変換手段８．１、８．２、８．３の間の接続を変更するマルチプレクサ手段７による。記述例では、第一および第二変換手段８．１、８．２が併合されている。図５Ｊの説明の残りの部分では、第一変換手段８．１のみを説明する。
【００９７】
マルチプレクサ手段７は、各感応部材３に対して、遮断器Ｉ１、Ｉ２およびインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３、ＩＮＶ４から形成され、選択された取得モードの関数として、感応部材３の各電極２２．１、２２．２を、第一および第二変換手段８．１、８．２、８．３へ選択モードで接続する。遮断器Ｉ１、Ｉ２も、計測に用いる感応部材を選択することができる。局所力の計測（モードＡ）の間、所望の感応部材、言い換えれば有用な感応部材、が、決定される。全体力計測（モードＣ）は、有用な感応部材を用いて、単独に行われる。
【００９８】
従って、制御手段９は、マルチプレクサ手段７における遮断器Ｉ１、Ｉ２および変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３、ＩＮＶ４に対する一連の状態において、取得モードＡ、Ｂ、またはＣ（局所力の局所計測、局所インピーダンスの局所計測、圧力の全体計測）に応じた設定点を変更することができる論理部材である。
【００９９】
一方のサブ電極２２．２ａは、第一インバータＩＮＶ１を介して、第一変換手段８．１の第一端子（モードＢ）、または、他方のサブ電極２２．２ｂ（モードＡおよびモードＣ）に接続され得る。他方のサブ電極２２．２ｂは、第二インバータＩＮＶ２を介して、第一変換手段８．１の他の端子（モードＡおよびモードＢ）、または、第一遮断器Ｉ１を介して、第三変換手段８．３の第一端子（モードＣ）に接続され得る。
【０１００】
固定電極２２．１は、第三インバータＩＮＶ３を介して、アース（モードＢ）、または、第四インバータＩＮＶ４（モードＡおよびモードＣ）に接続される。従って、第四インバータＩＮＶ４は、まず、第一変換手段８．１の第一端子（モードＡ）、または、第二遮断器Ｉ２を介して、第三変換手段８．３の第二端子（モードＣ）に接続され得る。
【０１０１】
従って、モードＡでは、２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂは、相互に接続されて、第一変換手段８．１の第二端子に接続される。固定電極２２．１は、第三インバータＩＮＶ３および第四インバータＩＮＶ４を介して、第一変換手段８．１の第一端子に接続される。
【０１０２】
モードＢでは、一方のサブ電極２２．２ａは、第一インバータＩＮＶ１を介して、第一変換手段８．１の第一端子に接続され、他の２２．２ｂは、第二インバータＩＮＶ２を介して、第一変換手段８．１の第二端子に接続される。固定電極２２．１は、第三インバータＩＮＶ３を介して、アースに接続される。
【０１０３】
モードＣでは、２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂは、相互に接続されて、第二インバータＩＮＶ２を介して、第三変換手段８．３の第一端子に接続される。固定電極２２．１は、第三インバータＩＮＶ３、第四インバータおよび第二遮断器Ｉ２を介して、第三変換手段８．３の第二端子に接続される。
【０１０４】
本図では、図５Ｆ、５Ｇに示す、有用な感応部材を選択することができる遮断器は、示されていない。このように、センサは、少なくとも２つ、必要であれば３つの異なる取得モードを有する。計測は、連続的または同時に行われ得る。
【０１０５】
図５Ｋ〜５Ｍに、マルチプレクサ手段を持たない計測手段の実施形態を示す。
【０１０６】
これらの図では、センサの感応部材３が一つだけ示されている。言うまでもなく、複数で、変換手段が複数の感応部材に接続されても良い。
【０１０７】
図５Ｋでは、共通電極２２．１と、対向する２つのサブ電極２２．２ａおよび２２．２ｂとで形成される一対の電極がある。このサブ電極は、膜と一体化されている。
【０１０８】
力の計測とインピーダンスの計測は、双方とも容量の計測に基づく。２つのサブ電極の一方２２．２ａは、この２つの計測に共通である。
【０１０９】
第一に共通電極２２．１に、第二に一方のサブ電極２２．２ａに電気的に接続される変換器８０で形成される、第一変換手段８．１が提供される。この第一変換手段８．１は、接触力に関する情報を提供するのに適している。
【０１１０】
第一に一方のサブ電極２２．２ａに、第二に他方のサブ電極２２．２ｂに電気的に接続される変換器８０´で形成される、第二変換手段８．２も提供される。
【０１１１】
この第一変換手段８．２は、例えば局所インピーダンス等、接触に関する他の物理量に関する情報を提供するのに適している。力とインピーダンスの計測は、同時であっても良い。
【０１１２】
図５Ｌでは、２つのサブ電極の代わりに、２２．２ａ、２２．２ｂ、２２．２ｃの３つがある。これらは、膜と一体化されている。
【０１１３】
第一変換器８０は、第一に共通電極２２．１に、第二に一つののサブ電極２２．２ｃに電気的に接続される。第二変換器８０´は、他の２つのサブ電極２２．２ａおよび２２．２ｂに電気的に接続される。計測原理は、図５Ｋと同様である。
【０１１４】
図５Ｍでは、共通電極２２．１と２つのサブ電極２２．２ａおよび２２．２ｂ、ポジションにより、力計測からインピーダンス計測に切り替えられるスイッチＳを備えた、単一の変換器８０が示されている。スイッチＳのあるポジションでは、変換器８０は、第一に共通電極２２．１に、第二に一方のサブ電極２２．２ａに電気的に接続される。スイッチＳの他のポジションでは、変換器８０は、第一に一方のサブ電極２２．２ａに、第二に他方のサブ電極２２．２ｂに電気的に接続される。力とインピーダンスの計測は、同時ではない。第一変換手段８．１および第二変換手段８．２は、併合され、変換器８０により形成される。図５Ｋ、５Ｌおよび５Ｍで示した代替形態は、複数の隣り合う感応部材間の表面インピーダンスが計測される図５Ｅに統合され得る。複数の感応部材に対し、単独の変換器が用いられる。２つの異なる変換器を用い、マルチプレクサに遮断器を追加することも可能である。これにより、検出感度を向上することができる。
【０１１５】
図５Ｎでは、感応部材３が２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂを有し、共通電極を持たない代替形態が示されている。２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂは、膜と一体化されている。この２つのサブ電極２２．２ａ、２２．２ｂは、インピーダンス計測用の第二変換手段を形成する変換器８０´に電気的に接続されている。インピーダンスの計測は、容量検出に基づく。力の検出は、少なくとも一つのピエゾ抵抗ゲージによるピエゾ抵抗検出に基づく。
【０１１６】
図５Ｎでは、ウィートストンブリッジに配置されたピエゾ抵抗ゲージＪが、感応部材３の膜と協働する。それらは、膜の変形により生じる拘束力を検出する。それらは、変換器８０１で形成される第一変換手段に電気的に接続される。
【０１１７】
ピエゾ抵抗ゲージは、電極に加えて備えられる。
【０１１８】
図６は、局所インピーダンスの１次元マップと、力の１次元マップとを構成するために、局所力６００の初期２次元マップの利用を可能にするステップのシーケンスを示す。デジタル化後、局所力６００の初期２次元マップから抽出された稜線６０１は、一方では力の１次元マップ６０３と、インピーダンスの１次元マップ６０４とを構成するために用いられる有用な感応部材を決定するための計測フィルタ６０２として機能する。力の１次元マップと、インピーダンスの１次元マップとにおける、３つのブロックは、例えば、時間ｔ０、ｔ１、ｔ３等、３つの連続する時間的計測を表す。力の１次元マップ６０３を用いて、インピーダンスの１次元マップ６０４の連続画像を補正することが可能である。
【０１１９】
本発明による個人認識装置は、発汗に依存しない指紋等の接触部位から、信頼性の高い個人判定が可能である。指紋および発汗特性に基づく公知の装置は、接触に対する局所インピーダンスに関する情報を提供するセンサを用いる。しかしながら、２つの情報アイテムを分離するために、利用可能な高性能データ処理手段が必要である。これらの処理手段は、２つのタイプの情報の時間変化において、例えば、指紋が時間的に一定であり、発汗特性が時間とともに変化する、という仮定に基づく。この特質により、これらの装置は、信頼性に欠ける。
【０１２０】
局所接触力に関する情報を提供するセンサを用いた公知の個人認識装置は、指紋情報のみを提供できる。発汗特性は得られない。正確な心拍情報は、利用できない。これらの装置は、本発明のような、不正行為を検出する機能を持たない。
【０１２１】
本発明による装置は、非特許文献２に記載の装置に比べて利点を有する。実際、非特許文献２で用いられる原理は、空間および時間画像解析の双方に基づいている。２つの画像が、５秒の間を置いて取得される。第一ステップは、時間が経つにつれ発汗が増加するために、第一画像よりもより飽和している第二画像から、稜線を判定する働きをする。本発明では、稜線は、原データとして、接触に対する局所インピーダンスではなく、局所接触力を用いることにより、第一画像から判定され得る。
【０１２２】
非特許文献２では、稜線は、２次元画像を１次元曲線に変換し、発汗現象の基準特性系を得るための分析フィルタとして用いられる。この曲線は、取得の終了時点でのみ利用可能であり、これは、処理がリアルタイムで行われ得ないことを意味する。
【０１２３】
本発明の装置では、計測フィルタ６０２は、取得した最初の画像から利用可能である。フィルタ処理は、リアルタイムで実行される。稜線は、後の画像取得６０４において、感応部材を選択するために用いられ得るが、これは、これらの感応部材により与えられた情報のみが解析に用いられるためである。これは、画像において考慮すべき感応部材の数の制限を可能とし、従って、同じ処理時間の間に、複数の画像を利用を可能とする。
【０１２４】
このようにして、より良好な時間分解能で、発汗の変化を容易にモニタすることが可能となり、これは、非特許文献２に記述される処理アルゴリズムの実行に対して、著しい進歩である。
【０１２５】
非特許文献２では、発汗に関する情報は、不安定であり、時間経過とともにセンサ上の指の圧力を変化することにより、欺かれ得る。本発明では、圧力の一定特性は、例えば、処理の最後に、局所力の２次元マップが一定であるかをチェックすることにより、制御され得る。そうでない場合、局所力のマップ６０３に時間とともに従い、リアルタイムで計測フィルタを調整しても十分である。続いて、局所接触力から得られた最終画像が用いられる。
【符号の説明】
【０１２６】
１          センサ
３          感応部材
５          接触エリア
６          計測手段
７          マルチプレクサ手段
８．１      第一変換手段
８．２      第二変換手段
８．３      第二変換手段、第三変換手段
９          制御手段
１０        処理手段
１１        部位
２２        電極
２２．１    固定電極
２２．２    可動電極
２２．２ａ  サブ電極
２２．２ｂ  サブ電極
２４        フレキシブル膜
８０        変換器
８１        局所マルチプレクサ
６００      局所力の２次元マップ
６０２      計測フィルタ
８００      変換器
Ｊ          ピエゾ抵抗ゲージ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２７】
【特許文献１】FR-A-2 762 389
【特許文献２】US-B-5 719 950
【特許文献３】US-B-5 737 439
【特許文献４】US-A-2003/0072475
【特許文献５】WO-A-01/24700
【特許文献６】FR-A-2 762 389
【特許文献７】EP-A- 0 942 259
【特許文献８】US-A-4 353 056
【非特許文献】
【０１２８】
【非特許文献１】“Liveness Detection in Fingerprint Recognition Systems”, Chapitre 4, pages 22-34, These de Marie Sandstrom, 10th June 2004, Universite de Linkoping, Reg Nr: LITH-ISY-EX-3557-2004
【非特許文献２】“Determination of vitality from a non-invasive biomedical measurement for use in fingerprint scanners”, Reza Derakhshani et al., Pattern Recognition, vol.36 (2003), pages 383-396
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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【図５Ｍ】
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【図５Ｎ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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