(57)【要約】【課題】指紋を正確に読み取れるようにすることを目的とする。【解決手段】指９９０が指挿入孔１１２に挿入された際、撮像制御部２１０はファン１４０を用いて指９９０に向けて送風し、指９９０や透明板１１４に付着した汚れを吹き飛ばす。また、撮像制御部２１０は指９９０がカメラ１２０の所定の撮像範囲に位置しているか判定する。指９９０が所定の撮像範囲に位置していない場合、撮像制御部２１０はファン１４０の風力を調整し、指９９０を所定の撮像範囲に誘導する。画像処理部２２０は所定の撮像範囲に映し出された指９９０から指紋の特徴を抽出して指紋を読み取る。指紋照合部２３０は登録指紋データベース２９０に記憶されている登録指紋データ９９４と画像処理部２２０により読み取られた指紋読取データ９９３とを比較して指紋を照合する。【選択図】図１
2009169705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指が配置される指配置部と、
前記指配置部に配置された指の指紋を撮像するカメラと、
前記指配置部に配置された指に向けて送風するファンと、
前記指配置部に配置された指が前記カメラの所定の撮像範囲から外れているか否かをセンサを用いて検知する指位置検知部と、
前記指位置検知部により前記指が前記撮像範囲から外れていると検知された場合、前記ファンの風力を制御し、前記ファンの風力により前記指を前記撮像範囲に誘導する指誘導部と、
前記指誘導部により前記撮像範囲に誘導された前記指の指紋を前記カメラを用いて撮像し、前記カメラから前記指の指紋画像を取得する指紋撮像部と、
前記指紋撮像部により取得された前記指紋画像に基づいて前記指の指紋の特徴を示す特徴情報を前記指の指紋から読み取った指紋読取データとして生成する指紋読取部と
を備えたことを特徴とする指紋読取装置。
【請求項２】
前記指紋読取装置は、前記指位置検知部と前記指誘導部と前記指紋撮像部と前記指紋読取部との少なくともいずれかを制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備え、
前記ファンは、前記ＣＰＵを冷却するＣＰＵクーラーを兼ねる
ことを特徴とする請求項１記載の指紋読取装置。
【請求項３】
請求項１〜請求項２いずれかに記載の前記指紋読取装置と、
特定の指紋の特徴を示す特徴情報を登録された登録指紋データとして記憶機器を用いて記憶する登録指紋記憶部と、
前記指紋読取装置の前記指紋読取部により新たに生成された前記指紋読取データと前記登録指紋記憶部に記憶されている前記登録指紋データとを比較し、比較した結果に基づいて前記指紋読取データにより特徴が示される読み取られた指紋と前記登録指紋データにより特徴が示される登録された指紋とが同じであるか否かを示す情報を前記読み取られた指紋の照合結果として出力する指紋照合部と
を備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項４】
前記指紋照合装置は、さらに、
前記指紋照合部から出力された前記照合結果が前記読み取られた指紋と前記登録された指紋とが同じであることを示す場合、前記照合結果が出力されてから所定の期間内に前記指紋読取部により新たに読み取られた前記指紋読取データを前記登録指紋データとして前記登録指紋記憶部に記憶させる指紋登録部
を備えたことを特徴とする請求項３記載の指紋照合装置。
【請求項５】
指位置検知部が、指配置部に配置された指が前記指の指紋を撮像するカメラの所定の撮像範囲から外れているか否かをセンサを用いて検知する指位置検知処理を行い、
指誘導部が、前記指位置検知部により前記指が前記撮像範囲から外れていると検知された場合、前記指に向けて送風するファンの風力を制御し、前記ファンの風力により前記指を前記撮像範囲に誘導する指誘導処理を行い、
指紋撮像部が、前記指誘導部により前記撮像範囲に誘導された前記指の指紋を前記カメラを用いて撮像し、前記カメラから前記指の指紋画像を取得する指紋撮像処理を行い、
指紋読取部が、前記指紋撮像部により取得された前記指紋画像に基づいて前記指の指紋の特徴を示す特徴情報を前記指の指紋から読み取った指紋読取データとして生成する指紋読取処理を行う
ことを特徴とする指紋読取方法。
【請求項６】
指位置検知部が、指配置部に配置された指が前記指の指紋を撮像するカメラの所定の撮像範囲から外れているか否かをセンサを用いて検知する指位置検知処理を行い、
指誘導部が、前記指位置検知部により前記指が前記撮像範囲から外れていると検知された場合、前記指に向けて送風するファンの風力を制御し、前記ファンの風力により前記指を前記撮像範囲に誘導する指誘導処理を行い、
指紋撮像部が、前記指誘導部により前記撮像範囲に誘導された前記指の指紋を前記カメラを用いて撮像し、前記カメラから前記指の指紋画像を取得する指紋撮像処理を行い、
指紋読取部が、前記指紋撮像部により取得された前記指紋画像に基づいて前記指の指紋の特徴を示す特徴情報を前記指の指紋から読み取った指紋読取データとして生成する指紋読取処理を行い、
指紋照合部が、前記指紋読取部により新たに生成された前記指紋読取データと登録指紋記憶部に予め記憶されている登録指紋データとを比較し、比較した結果に基づいて前記指紋読取データにより特徴が示される読み取られた指紋と前記登録指紋データにより特徴が示される登録された指紋とが同じであるか否かを示す情報を前記読み取られた指紋の照合結果として出力する指紋照合処理を行う
ことを特徴とする指紋照合方法。
【請求項７】
請求項５記載の指紋読取方法をコンピュータに実行させる指紋読取プログラム。
【請求項８】
請求項６記載の指紋照合方法をコンピュータに実行させる指紋照合プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、セキュリティ装置として用いられる指紋読取装置、指紋照合装置、指紋読取方法、指紋照合方法、指紋読取プログラムおよび指紋照合プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、指紋検出装置として、指紋センサをテープ状フィルムで覆い、テープ状フィルムを移動させ、テープ状フィルムの移動経路に清掃機構を有するものが開示されている。この指紋検出装置は、油脂成分、汗、ゴミ等の付着による指紋センサの汚染を防ぐとともに、指の表面状態にかかわらず、常に正確な指紋の読取を可能にすることを目的としている。
【特許文献１】特開２００６−２０４４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
但し、このような指紋検出装置には、清掃機構で除去しきれない汚れがフィルムに付着した場合に指紋読取性能が低下するといった課題や、清掃機構に溜まった汚れを取り除くための保守費用がかかるといった課題がある。
【０００４】
本発明は、例えば、テープ状フィルムやテープ状フィルムを清掃する機構を用いる以外の方法により、指紋を正確に読み取れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の指紋読取装置は、指が配置される指配置部と、前記指配置部に配置された指の指紋を撮像するカメラと、前記指配置部に配置された指に向けて送風するファンと、前記指配置部に配置された指が前記カメラの所定の撮像範囲から外れているか否かをセンサを用いて検知する指位置検知部と、前記指位置検知部により前記指が前記撮像範囲から外れていると検知された場合、前記ファンの風力を制御し、前記ファンの風力により前記指を前記撮像範囲に誘導する指誘導部と、前記指誘導部により前記撮像範囲に誘導された前記指の指紋を前記カメラを用いて撮像し、前記カメラから前記指の指紋画像を取得する指紋撮像部と、前記指紋撮像部により取得された前記指紋画像に基づいて前記指の指紋の特徴を示す特徴情報を前記指の指紋から読み取った指紋読取データとして生成する指紋読取部とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば、指に付着した汚れをファンの風により吹き飛ばすことができる。また例えば、ファンの風により指を特定の撮像範囲に誘導することができる。これらにより、指紋の読み取り精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における指紋照合装置１００の構成図である。
実施の形態１における指紋照合装置１００の機能構成およびハードウェア構成について、図１に基づいて以下に説明する。
【０００８】
指紋照合装置１００（指紋読取装置）は、指挿入枠１１１（指配置部）、指挿入孔１１２、通風口１１３、透明板１１４、カメラ１２０、主光源１３０（図２参照）、ファン１４０を備える。
さらに、指紋照合装置１００は、撮像制御部２１０、画像処理部２２０（指紋読取部、指紋登録部）、指紋照合部２３０、照合閾値設定部２４０、登録指紋データベース２９０（登録指紋記憶部）を備える。
【０００９】
指紋照合装置１００の筐体１１０には指９９０が挿入される指挿入孔１１２がある。指挿入枠１１１は、挿入された指９９０の上下左右と挿入先とを囲って指挿入孔１１２を形成する。指挿入枠１１１および指挿入孔１１２は指９９０が挿入され、配置される指配置部である。
【００１０】
指挿入枠１１１の下側の手前（指９９０が挿入される入り口側）には透明板１１４が設けられている。また、筐体１１０内には、透明板１１４の下方にカメラ１２０が取り付けられている。透明板１１４は指挿入孔１１２に挿入された指９９０の指紋９９１をカメラ１２０に向けて透過し、カメラ１２０は透明板１１４を透過して見える指紋９９１を撮像する。
透明板１１４は、指９９０とカメラ１２０との間に位置し、カメラ１２０の撮像を妨げることなく、水分やホコリ等のゴミが指紋照合装置１００の内部に侵入することを防ぐ。例えば、透明板１１４はガラス板やアクリル板である。
カメラ１２０は、指紋９９１を鮮明に撮像できる程度の解像度と、指９９０の動きの有無を判別可能な程度の撮像速度（動画撮影機能、連写機能）を有する。
【００１１】
図２は、実施の形態１における指紋照合装置１００の指挿入孔１１２部分を指９９０の挿入先から示した透過図である。
図１および図２に示すように、指挿入枠１１１には挿入された指９９０の上下左右と挿入先とに位置する各面に通風口１１３が設けられ、筐体１１０内には通風口１１３に向けてファン１４０が取り付けられている。
通風口１１３とファン１４０とは指挿入孔１１２に挿入された指９９０の上下左右と挿入先とに位置し、ファン１４０は通風口１１３を通じて指９９０に向けて送風する。
【００１２】
また、図２に示すように、指挿入枠１１１には挿入された指９９０の左右に位置する面に透光板１１５が設けられ、筐体１１０内には透光板１１５に向けて主光源１３０が取り付けられている。
主光源１３０は、カメラ１２０による撮像時の照明として、指挿入孔１１２に挿入された指９９０を透光板１１５を通じて照らす。例えば、主光源１３０は電球であり、透光板１１５はガラス板やアクリル板である。
【００１３】
図３は、実施の形態１における指紋照合装置１００に備わる撮像制御部２１０の機能構成を示す図である。
実施の形態１における指紋照合装置１００に備わる撮像制御部２１０の機能構成について、図３に基づいて説明する。
【００１４】
撮像制御部２１０は、指位置検知部２１１、指誘導部２１２および指紋撮像部２１３を備え、ファン１４０、主光源１３０およびカメラ１２０を制御して指紋９９１を撮像し、指紋画像９９２を取得する。
【００１５】
指位置検知部２１１は、指挿入孔１１２に指９９０が挿入されたか否か、および、指挿入孔１１２に挿入された指９９０がカメラ１２０の所定の撮像範囲から外れている（はみ出している、ずれている）か否かを、センサを用いて検知する。例えば、指位置検知部２１１は、指挿入枠１１１に設けられた赤外線センサ、熱感知センサ、圧力センサ、人感センサなどのセンサ（図示省略）からの出力に基づいて、指挿入孔１１２に指９９０が挿入されたか否かを検知する。また例えば、指挿入孔１１２に指９９０が挿入されたことを検知した際、指位置検知部２１１はカメラ１２０を用いて指９９０を撮像し、撮像した画像に基づいて、指９９０が所定の撮像範囲から外れているか否かを検知する。指９９０を撮像する際、指位置検知部２１１は主光源１３０を点灯させる。赤外線センサ、熱感知センサ、圧力センサ、人感センサ、カメラ１２０は指９９０を検知するセンサの一例である。
【００１６】
図４は、実施の形態１におけるカメラ１２０の指紋読取範囲１２１を示す図である。
指位置検知部２１１は、図４に示す指紋読取範囲１２１を所定の撮像範囲として、指９９０の末節９９０ａ（指先９９０ｂから第一関節９９０ｅの間）が指紋読取範囲１２１から外れているか否かを検知する。例えば、指紋読取範囲１２１は、予め定められた範囲であり、カメラ１２０の撮像範囲（透明板１１４）の中央部に位置する範囲であり、指９９０の末節９９０ａの大きさ程度の範囲である。指紋読取範囲１２１は、固定に定められてもよいし、指９９０の末節９９０ａの大きさに合わせて可変であってもよい。例えば、指紋読取範囲１２１は、縦横比が予め定められ、指挿入孔１１２に挿入された指９９０の末節９９０ａの幅（右端９９０ｃと左端９９０ｄとの距離）を横の長さとして縦の長さが定められてもよい。
【００１７】
図３において、指誘導部２１２は、指位置検知部２１１により指９９０が指紋読取範囲１２１から外れていると検知された場合、ファン１４０の風力を制御し、ファン１４０の風力により指９９０を指紋読取範囲１２１に誘導する。
指紋撮像部２１３は、指誘導部２１２により指紋読取範囲１２１に誘導された指９９０の指紋９９１をカメラ１２０を用いて撮像し、カメラ１２０から指９９０の指紋画像９９２を取得する。指紋９９１を撮像する際、指紋撮像部２１３は主光源１３０を点灯させる。
【００１８】
図１において、画像処理部２２０は、指紋撮像部２１３により取得された指紋画像９９２に基づいて、指紋９９１の特徴を示す特徴情報を、指紋９９１から読み取った指紋読取データ９９３として生成する。
【００１９】
登録指紋データベース２９０は、認証を受けた利用者の指紋９９１（特定の指紋９９１の一例）の特徴を示す特徴情報を、登録された登録指紋データ９９４として記憶機器（例えば、ハードディスク）を用いて記憶する。
【００２０】
指紋照合部２３０は、画像処理部２２０により新たに生成された指紋読取データ９９３と登録指紋データベース２９０に記憶されている登録指紋データ９９４とを比較し、比較した結果に基づいて、指紋読取データ９９３により特徴が示される読み取られた指紋９９１と登録指紋データ９９４により特徴が示される登録された指紋９９１とが同じであるか否かを示す情報を、読み取られた指紋９９１の照合結果９９５として画像処理部２２０および上位システム３００に出力する。
例えば、指紋照合部２３０は、指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４との一致率が所定の照合閾値９９６以上である場合、読み取られた指紋９９１と登録された指紋９９１とが同じであると判定し、指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４との一致率が所定の照合閾値９９６未満である場合、読み取られた指紋９９１と登録された指紋９９１とが異なると判定する。
【００２１】
また、登録指紋データベース２９０（指紋登録部）は、指紋照合部２３０から出力された照合結果９９５が読み取られた指紋９９１と登録された指紋９９１とが同じであることを示す場合、照合結果９９５が出力されてから所定の期間内（例えば、３分以内）に指挿入孔１１２に新たに指９９０が挿入され、画像処理部２２０により新たに読み取られた指紋読取データ９９３を登録指紋データ９９４として登録指紋データベース２９０に記憶させる。
【００２２】
照合閾値設定部２４０は、上位システム３００から照合閾値９９６を取得し、取得した照合閾値９９６を指紋照合部２３０に出力する。
【００２３】
上位システム３００は、指紋照合部２３０から出力された照合結果９９５が読み取られた指紋と登録された指紋とが同じであることを示す場合に利用者を認証し、認証した利用者にサービスを提供する。
例えば、指紋照合装置１００はエレベータ乗場のエレベータ呼び操作盤に併設され、上位システム３００は利用者を認証した際にエレベータ呼び操作盤の操作を有効にし、利用者に対してエレベータの利用を許可する。エレベータ呼び操作盤とは、例えば、エレベータかごの現在位置する階を示す掲示灯と、上向きの矢印が記されてエレベータかごのＵＰ呼びの指定時に押下されるボタンと、下向きの矢印が記されてエレベータかごのＤＯＷＮ呼びの指定時に押下されるボタンとが取り付けられたものである。
また、上位システム３００は、上位システム３００を操作する管理者に指定された照合閾値９９６を入力機器（例えば、キーボード、マウス）から入力し、入力した照合閾値９９６を照合閾値設定部２４０に出力する。
【００２４】
次に、実施の形態１におけるの指紋登録方法と指紋照合方法とについて説明する。
例えば、利用者は、指紋照合装置１００の筐体１１０の指挿入枠１１１付近に設けられた選択ボタンを押下して、指紋９９１の登録または指紋９９１の照合を指定する。指紋照合装置１００は指紋９９１の登録が指定された場合、以下に説明する指紋登録方法の各処理を実行し、指紋９９１の照合が指定された場合、以下に説明する指紋照合方法の各処理を実行する。
【００２５】
まず、実施の形態１における指紋登録方法について説明する。
【００２６】
図５は、実施の形態１における指紋照合装置１００の指紋登録方法を示すフローチャートである。
指紋照合装置１００が新たに利用者の指紋読取データ９９３を登録指紋データ９９４として登録指紋データベース２９０に登録する指紋登録方法について、図５に基づいて以下に説明する。
指紋照合装置１００の各部は、以下に説明する処理をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて実行する。
【００２７】
＜Ｓ１１０：撮像前処理＞
指位置検知部２１１と指誘導部２１２とは、以下に説明するＳ１１１〜Ｓ１１４の処理により、指９９０を指紋読取範囲１２１に配置させる。
【００２８】
＜Ｓ１１１：指検知処理＞
指位置検知部２１１は指９９０が指挿入孔１１２に挿入され、指９９０が透明板１１４にかざされたか否かを判定する。
例えば、指位置検知部２１１は、指挿入枠１１１に設けられた赤外線センサ、熱感知センサ、圧力センサ、人感センサなどのセンサからの出力に基づいて、指９９０が指挿入孔１１２に挿入され、指９９０が透明板１１４にかざされたか否かを判定する。
指位置検知部２１１は指９９０が指挿入孔１１２に挿入され、指９９０が透明板１１４にかざされるのを待つ。
【００２９】
＜Ｓ１１２：指誘導処理Ａ＞
指検知処理（Ｓ１１１）において指位置検知部２１１により指９９０が指挿入孔１１２に挿入され、指９９０が透明板１１４にかざされたと判定された場合、指誘導部２１２はファン１４０を駆動させ、ファン１４０に指９９０に向けて送風させる。
指９９０に向けて送風され、また、送風された風が指９９０を迂回して透明板１１４に向けて流れることにより、指９９０や透明板１１４に付着している汚れ（ゴミ、汗、皮脂等）を吹き飛ばすことができる。
【００３０】
＜Ｓ１１３：指位置検知処理＞
指位置検知部２１１は指挿入孔１１２に挿入され、透明板１１４にかざされた指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置しているか否かを判定する。
例えば、指位置検知部２１１は、指９９０が指挿入孔１１２に挿入され、透明板１１４にかざされた後、主光源１３０を点灯させ、カメラ１２０に指９９０を撮像させる。そして、指位置検知部２１１は撮像された指９９０の画像をカメラ１２０から入力し、入力した画像に基づいて、指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置しているか否かを判定する。例えば、指位置検知部２１１は、指９９０が透明板１１４にかざされていない通常時の画像と入力した画像とを比較し、入力した画像のうち、通常時の画像と異なる部分を指９９０が映っている部分と判定する。次に、指位置検知部２１１は、指先９９０ｂと指９９０の右端９９０ｃと指９９０の左端９９０ｄとのそれぞれを映している画素とが指紋読取範囲１２１から所定の画素数内に位置している場合、指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置していると判定する。そして、指位置検知部２１１は、指先９９０ｂと指９９０の右端９９０ｃと指９９０の左端９９０ｄとのそれぞれを映している画素が指紋読取範囲１２１を示す枠から所定の画素数内に位置していない場合、指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置していないと判定する。
【００３１】
また、指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置していると判定した場合、指位置検知部２１１は、指９９０が静止しているか否かを判定する。
例えば、指位置検知部２１１は、カメラ１２０を用いて所定の時間差で指９９０の画像を２枚撮像し、２枚の画像の差の量が所定の閾値以内であれば指９９０が静止していると判定し、２枚の画像の差の量が所定の閾値より大きければ指９９０が静止していないと判定する。指９９０が静止していないと判定した場合、指位置検知部２１１は、再び、指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置しているか否かを判定する。
【００３２】
＜Ｓ１１４：指誘導処理Ｂ＞
指位置検知処理（Ｓ１１３）において指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置していないと判定された場合、指誘導部２１２はファン１４０の回転数を制御してファン１４０の風力を調整する。指誘導部２１２は、調整したファン１４０の風力により、指９９０の末節９９０ａを指紋読取範囲１２１に誘導する。
【００３３】
例えば、指位置検知処理（Ｓ１１３）において指９９０の右端９９０ｃが指紋読取範囲１２１の外側に位置し、指９９０の左端９９０ｄが指紋読取範囲１２１の内側に位置している、つまり、指９９０が指紋読取範囲１２１の右側にずれていると判定された場合、指誘導部２１２は指挿入枠１１１の右側に取り付けられているファン１４０ｄの風力を大きくすると共に、指挿入枠１１１の左側に取り付けられているファン１４０ｅの風力を小さくし、その後、ファン１４０ｄとファン１４０ｅとの風力を戻して同じ風力にする。指挿入枠１１１内の指９９０は、風力が変化している間に、ファン１４０ｄから風圧を受けて、指挿入枠１１１の中央部に誘導される。指９９０が指挿入枠１１１の中央部に誘導されることにより、末節９９０ａは指紋読取範囲１２１に配置される。
同様に、指誘導部２１２は、指９９０が指紋読取範囲１２１の左側にずれているときには指挿入枠１１１の左側に取り付けられているファン１４０ｅの風力を大きくすると共にファン１４０ｄの風力を小さくし、指９９０が指紋読取範囲１２１の前側（指９９０の挿入先側）にずれているときには指挿入枠１１１の前側に取り付けられているファン１４０ｃの風力を大きくする。
【００３４】
また例えば、指誘導部２１２は、指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１からはみ出している場合、つまり、指９９０が透明板１１４に近すぎの場合や透明板１１４に押し潰されている場合、指挿入枠１１１の下側に取り付けられているファン１４０ｂの風力を大きくすると共に、指挿入枠１１１の上側に取り付けられているファン１４０ａの風力を小さくし、その後、ファン１４０ｂとファン１４０ａとの風力を戻して同じにする。指挿入枠１１１内の指９９０は、風力が変化している間に、ファン１４０ｂから風圧を受けて、透明板１１４から離される。指９９０が透明板１１４から離されることにより、末節９９０ａは指紋読取範囲１２１内に収まる。
同様に、指誘導部２１２は、指９９０が透明板１１４から上方に離れすぎているときにはファン１４０ａの風力を大きくすると共にファン１４０ｂの風力を小さくする。
【００３５】
また例えば、指誘導部２１２は、ファン１４０ａ、ファン１４０ｂ、ファン１４０ｄ、ファン１４０ｅの風力を一定に制御することにより、指９９０を指紋読取範囲１２１に誘導してもよい。
例えば、指９９０が指紋読取範囲１２１の右側にずれている場合、指紋読取範囲１２１が指挿入枠１１１の中央部に位置するため、指９９０に対する右側からの風圧が大きくなり、指９９０は指紋読取範囲１２１に誘導される。
【００３６】
指誘導処理Ｂ（Ｓ１１４）の後、再び、指位置検知処理（Ｓ１１３）が実行される。
【００３７】
＜Ｓ１２０：指紋撮像処理＞
指位置検知処理（Ｓ１１３）において指９９０の末節９９０ａが指紋読取範囲１２１に位置し、且つ、指９９０が静止していると判定された場合、指紋撮像部２１３は、主光源１３０を点灯させ、カメラ１２０に指９９０の指紋９９１を撮像させる。そして、指紋撮像部２１３は、指紋９９１が撮像された指紋画像９９２をカメラ１２０から入力し、入力した指紋画像９９２を画像処理部２２０に出力する。
【００３８】
＜Ｓ１３０：指紋読取処理＞
画像処理部２２０は、撮像制御部２１０から指紋画像９９２を入力し、入力した指紋画像９９２の指紋読取範囲１２１を画像処理して指紋画像９９２から指紋９９１の特徴を抽出する。そして、画像処理部２２０は、抽出した指紋９９１の特徴を示す指紋読取データ９９３を生成し、生成した指紋読取データ９９３を指紋照合部２３０に出力する。
指紋読取データ９９３は、指誘導処理Ｂ（Ｓ１１４）により指紋読取範囲１２１に誘導された指９９０の指紋画像９９２から生成されるため、指紋９９１を照合するのに十分な量の特徴を示す。
例えば、指紋９９１の特徴とは、指紋９９１の紋様を作っている隆線（盛り上がっている線）の特徴点（端点、分岐点など）の位置や方向のことである。
【００３９】
＜Ｓ１４０：指紋照合処理＞
指紋照合部２３０は、以下に説明するＳ１４１〜Ｓ１４３の処理により、指紋読取データ９９３が登録指紋データ９９４と同じか否かを判定する。
【００４０】
＜Ｓ１４１：指紋比較処理＞
指紋照合部２３０は、画像処理部２２０から指紋読取データ９９３を入力し、登録指紋データベース２９０から登録指紋データ９９４を入力し、指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４とを比較する。そして、指紋照合部２３０は、指紋読取データ９９３の示す指紋９９１の特徴と登録指紋データ９９４の示す指紋９９１の特徴との一致する量として指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４との一致率を算出する。
【００４１】
ここで、登録指紋データベース２９０が登録指紋データ９９４の記憶されていない空状態の場合、つまり、初期状態の場合、登録指紋データベース２９０から登録指紋データ９９４を入力することはできない。そこで、初期状態の場合、指紋登録処理（Ｓ１５０）が実行され、指紋読取データ９９３が登録指紋データ９９４として登録指紋データベース２９０に記憶されるようにしてもよい。
【００４２】
＜Ｓ１４２：指紋照合判定処理＞
指紋照合部２３０は、照合閾値設定部２４０から照合閾値９９６を入力し、指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４との一致率と照合閾値９９６とを大小比較する。
指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４との一致率が照合閾値９９６未満である場合、照合結果９９５を“ＮＧ（非認証）”として、次に、指紋登録処理（Ｓ１５０）が実行される。
【００４３】
＜Ｓ１４３：照合結果出力処理＞
指紋照合判定処理（Ｓ１４２）において指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４との一致率が照合閾値９９６以上であった場合、指紋照合部２３０は、“ＯＫ（認証）”を示す照合結果９９５を画像処理部２２０に出力する。
指紋読取データ９９３は、指誘導処理Ｂ（Ｓ１１４）により指紋読取範囲１２１に誘導された指９９０の指紋画像９９２から生成されているため、指紋９９１を照合するのに十分な量の特徴を示す。このため、指紋読取データ９９３と同一の指９９０の登録指紋データ９９４との一致率は高くなる。そして、照合閾値９９６には高い一致率を示す値を設定することができる。上位システム３００の管理者は、照合閾値９９６として高い一致率を示す値を設定することにより、指紋照合装置１００の照合精度を高め、指紋認証の利便性・安全性・信頼性を高めることができる。
【００４４】
＜Ｓ１５０：指紋登録処理＞
画像処理部２２０は、以下に説明するＳ１５１〜Ｓ１５２の処理により、登録指紋データ９９４の登録されている利用者を新たな利用者の登録を許可する権限者として、権限者の指紋読取データ９９３の照合後に新たな利用者の指紋読取データ９９３を登録指紋データ９９４として登録指紋データベース２９０に記憶する。
これにより、権限者に許可されていない利用者の指紋読取データ９９３が登録されることを防ぎ、且つ、権限者に許可された利用者の指紋読取データ９９３を容易に登録することができる。
登録とは、登録指紋データベース２９０に指紋読取データ９９３を登録指紋データ９９４として記憶することである。
【００４５】
＜Ｓ１５１：登録要否判定処理＞
指紋照合判定処理（Ｓ１４２）において指紋読取データ９９３と登録指紋データ９９４との一致率が照合閾値９９６未満であると判定された場合、画像処理部２２０は、現在時刻から所定の時間前までの間に、指紋照合部２３０から“ＯＫ”を示す照合結果９９５を入力したか否かを判定する。これは、登録されていない利用者により指９９０が指挿入孔１１２に挿入された場合に、所定の時間内に権限者の指９９０が照合されていたか否かを判定することを意味する。
所定の時間内に画像処理部２２０が“ＯＫ”を示す照合結果９９５を入力していない場合、指紋読取処理（Ｓ１３０）で指紋読取データ９９３を生成された利用者は権限者により登録を許可されていない利用者である。このため、指紋読取データ９９３は登録されず、次に、後処理（Ｓ１６０）が実行される。
【００４６】
＜Ｓ１５２：指紋記憶処理＞
登録要否判定処理（Ｓ１５１）において所定の時間内に“ＯＫ”を示す照合結果９９５を入力している場合、指紋読取処理（Ｓ１３０）で新たに指紋読取データ９９３を生成された利用者は権限者により登録を許可された利用者である。このため、画像処理部２２０は指紋読取処理（Ｓ１３０）で新たに生成した指紋読取データ９９３を新たな利用者の登録指紋データ９９４として登録指紋データベース２９０に記憶する。
【００４７】
＜Ｓ１６０：後処理＞
指誘導部２１２はファン１４０を停止して、指挿入孔１１２に挿入された指９９０の誘導を終了する。
【００４８】
以上の処理により、権限者に許可された利用者の指紋読取データ９９３を登録指紋データ９９４として新たに登録することができる。
【００４９】
次に、実施の形態１における指紋照合方法について説明する。
【００５０】
図６は、実施の形態１における指紋照合方法を示すフローチャートである。
指紋照合装置１００が利用者の指紋９９１を登録指紋データ９９４と照合する指紋照合方法について、図６に基づいて以下に説明する。
指紋照合装置１００の各部は、以下に説明する処理をＣＰＵを用いて実行する。
【００５１】
＜Ｓ２１０：撮像前処理＞
指位置検知部２１１と指誘導部２１２とは、指紋登録方法の撮像前処理（Ｓ１１０）と同じ処理を行って、指９９０を指紋読取範囲１２１に配置させる。
【００５２】
＜Ｓ２２０：指紋撮像処理＞
指紋撮像部２１３は、指紋登録方法の指紋撮像処理（Ｓ１２０）と同じ処理を行って、指紋画像９９２を取得する。
【００５３】
＜Ｓ２３０：指紋読取処理＞
画像処理部２２０は、指紋登録方法の指紋読取処理（Ｓ１３０）と同じ処理を行って、指紋読取データ９９３を生成する。
【００５４】
＜Ｓ２４０：指紋照合処理＞
指紋照合部２３０は、指紋登録方法の指紋照合処理（Ｓ１４０）と同じ処理を行って、指紋読取データ９９３が登録指紋データ９９４と同じか否かを判定する。
照合結果出力処理（Ｓ２４３）において、指紋照合部２３０は“ＯＫ”を示す照合結果９９５を上位システム３００に出力する。
【００５５】
＜Ｓ２５０：外部処理＞
照合結果出力処理（Ｓ２４３）において“ＯＫ”を示す照合結果９９５を指紋照合部２３０から入力した場合、上位システム３００は、利用者にサービスを提供する。
例えば、上位システム３００はエレベータ呼び操作盤の操作を有効にし、利用者に対してエレベータの利用を許可する。
【００５６】
＜Ｓ２６０：後処理＞
指誘導部２１２は、指紋登録方法の後処理（Ｓ１６０）と同じ処理を行って、指９９０の誘導を終了する。
【００５７】
以上の処理により、利用者の指紋９９１を照合し、登録利用者にサービスを提供することができる。
【００５８】
図７は、実施の形態１における指紋照合装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図７において、指紋照合装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０、カメラ１２０、主光源１３０、ファン１４０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりにその他の記憶装置（例えば、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリ）を用いてもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶機器は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例であり、出力データが記憶される記憶機器は出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
通信ボード９１５は、入出力機器、入出力装置あるいは入出力部の一例である。
【００５９】
通信ボード９１５は、有線または無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、電話回線などの通信網に接続され、通信網を介して上位システム３００に接続されている。
【００６０】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１により実行される。
【００６１】
上記プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００６２】
ファイル群９２４には、実施の形態において、「〜部」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。指紋画像９９２、指紋読取データ９９３、登録指紋データ９９４、照合結果９９５、照合閾値９９６などはファイル群９２４に含まれるものの一例である。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００６３】
また、実施の形態において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスクやその他の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００６４】
実施の形態１において、指紋照合装置１００はＣＰＵ９１１に取り付けられているＣＰＵクーラーをファン１４０として利用してもよい。つまり、ファン１４０をＣＰＵクーラーとして利用してもよい。ＣＰＵクーラーは、ＣＰＵ９１１に取り付けられたファンであり、ＣＰＵ９１１により熱せられた空気を排気してＣＰＵ９１１の蓄熱を抑止するものである。
【００６５】
例えば、実施の形態１において、以下のような指紋照合装置１００について説明した。
指紋照合装置１００はカメラ１２０、透明板１１４、ファン１４０、主光源１３０、撮像制御部２１０、画像処理部２２０、登録指紋データベース２９０、指紋照合部２３０および照合閾値設定部２４０を備える。
カメラ１２０は、指９９０の指紋９９１を撮像可能な解像度と、指９９０の動きの有無を判別可能な程度の動画撮影機能を有する。
透明板１１４は、利用者の指９９０とカメラ１２０との間に位置し、カメラ１２０の撮像を妨げることなく、指紋照合装置１００内部への水分やゴミ（埃など）の侵入を防ぐ機能を有する。
ファン１４０は、利用者の指９９０の上下左右部に位置し、風力調節機能を有する。
主光源１３０は、利用者の指９９０の左右に位置し、指紋９９１を撮像する際に利用者の指９９０に指紋撮像用の光を照射する機能を有する。
撮像制御部２１０は、利用者の指９９０がカメラ撮像範囲に無い場合はファン１４０を停止させる。また、撮像制御部２１０は、利用者の指９９０が撮像範囲にあっても指９９０が正しい位置（上下左右のファン１４０から見て中心の位置）に無い場合は利用者の指９９０を正しい位置に誘導するようにファン１４０の風力を調整する。また、撮像制御部２１０は、カメラ１２０により撮像された画像に基づいて利用者の指９９０が正しい位置で静止したことを検知した場合は主光源１３０を点灯させて指紋画像９９２を撮像する。
画像処理部２２０は、主光源１３０から光が照射されて撮像された指紋画像９９２を撮像制御部２１０から受けて、指紋９９１の照合に必要な特徴データ（指紋読取データ９９３）を抽出する機能を有する。
登録指紋データベース２９０は、画像処理部２２０で抽出された利用者の指紋９９１の特徴データを保存する。
指紋照合部２３０は、画像処理部２２０で抽出された指紋９９１の特徴データ（指紋読取データ９９３）を登録指紋データベース２９０に保存された指紋９９１の特徴データ（登録指紋データ９９４）と照合し、上位システム３００や画像処理部２２０に照合結果９９５を出力する機能を有する。
照合閾値設定部２４０は、上位システム３００から入力を受け、指紋照合部２３０で実行される照合処理で使用される照合閾値９９６を設定する機能を有する。
【００６６】
例えば、実施の形態１における指紋照合装置１００は、以下のような特徴点を有する。
（１）指紋９９１の登録時も照合時も、利用者は、指９９０を上下左右のファン１４０から同時に出る風に任せることで、指９９０を正しい位置にかざすことができる。ファン１４０として、外部からの風力調整機能を有する扇風機などを用いることができる。
（２）ファン１４０から出る風が直接透明板１１４に当たったり、一度指９９０に当たって透明板１１４に当たったりすることで、透明板１１４や指９９０に付着した汚れ（ゴミ、汗、皮脂など）を吹き飛ばすことができる。
【００６７】
例えば、実施の形態１における指紋照合装置１００は、以下のような効果を奏する。
登録時に撮像された指９９０の画像から抽出される特徴データと照合時に撮像された指９９０の画像から抽出される特徴データとの位置ズレが軽減されるため、特徴データの位置ズレを原因とする照合ＮＧや再照合操作が減少し、照合操作時間が短縮される。
また、安全性を決定する照合閾値９９６は特徴データの位置ズレ許容度を含むため、ファン１４０で指９９０の位置ズレが抑止される分、照合閾値９９６を上げて位置ズレ許容度を厳しくし、安全性を向上させることができる。
また、指９９０や透明板１１４に付着した汚れにより指９９０の撮像が妨げられることが軽減されるため、汚れの付着を原因とする照合ＮＧや再照合操作が減少し、照合操作時間が短縮される。
また、安全性を決定する照合閾値９９６は指紋画像９９２の撮像欠け許容度を含むため、ファン１４０で汚れによる指紋撮像妨害が軽減される分、照合閾値９９６を上げて指紋画像９９２の撮像欠け許容度を厳しくし、安全性を向上させることができる。
また、指紋照合装置１００は自動的に指９９０や透明板１１４を清掃するため、清掃にかかる費用を節約することができる。
また、ファン１４０をＣＰＵクーラーのように撮像制御部２１０に近接させることで、撮像制御部２１０が発熱した際、撮像制御部２１０を冷却することができる。
また、指紋照合装置１００は指９９０が全く触れないため、衛生的であり、利用者が誤って負傷することも無く、安全である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施の形態１における指紋照合装置１００の構成図。
【図２】実施の形態１における指紋照合装置１００の指挿入孔１１２部分を指９９０の挿入先から示した透過図。
【図３】実施の形態１における指紋照合装置１００に備わる撮像制御部２１０の機能構成を示す図。
【図４】実施の形態１におけるカメラ１２０の指紋読取範囲１２１を示す図。
【図５】実施の形態１における指紋照合装置１００の指紋登録方法を示すフローチャート。
【図６】実施の形態１における指紋照合方法を示すフローチャート。
【図７】実施の形態１における指紋照合装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１００  指紋照合装置、１１０  筐体、１１１  指挿入枠、１１２  指挿入孔、１１３，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅ  通風口、１１４  透明板、１１５，１１５ａ，１１５ｂ  透光板、１２０  カメラ、１２１  指紋読取範囲、１３０，１３０ａ，１３０ｂ  主光源、１４０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４０ｅ  ファン、２１０  撮像制御部、２１１  指位置検知部、２１２  指誘導部、２１３  指紋撮像部、２２０  画像処理部、２３０  指紋照合部、２４０  照合閾値設定部、２９０  登録指紋データベース、３００  上位システム、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９２０  磁気ディスク装置、９２１  ＯＳ、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群、９９０  指、９９０ａ  末節、９９０ｂ  指先、９９０ｃ  右端、９９０ｄ  左端、９９０ｅ  第一関節、９９１  指紋、９９２  指紋画像、９９３  指紋読取データ、９９４  登録指紋データ、９９５  照合結果、９９６  照合閾値。
【図１】
2009169705.tif 000003
【図２】
2009169705.tif 000004
【図３】
2009169705.tif 000005
【図４】
2009169705.tif 000006
【図５】
2009169705.tif 000007
【図６】
2009169705.tif 000008
【図７】
2009169705.tif 000009