JP2002279412A - 指紋認証機能付き携帯端末及び指紋読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化を図ることの可能な指紋認証機能付き
携帯端末を提供すること。 【解決手段】 携帯電話機１０は、本体１１、同本体１
１に設けられた表示部１２、操作部１３、スリット２７
および導光板１４を備える。操作部１３は、指紋の登録
時に使用する登録ボタン１５と、指紋の認証時に使用す
る認証ボタン１６とを含む。スリット２７は表示部１２
の上部に形成され、導光板１４はスリット２７に嵌め込
まれている。導光板１４は、長尺形状をなす透明のガラ
スまたはプラスチックからなる。スリット２７および導
光板１４の長手方向の長さは、指紋領域の幅よりも若干
大きく設定され（例えば、横幅２cm）、スリット２７お
よび導光板１４の短辺の長さは数ミリ程度に設定されて
いる。指紋の認識の際、使用者は指紋を導光板１４に接
しながら移動させて指紋領域を読み取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、指紋認証機能付
き携帯端末に係り、詳しくは携帯端末の所有者の情報が
格納されるとともに、その所有者を識別する機能を有す
る携帯端末に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、持ち運びの利便性の高さか
ら、携帯端末を使用して個人情報（例えば、電子メー
ル、スケジュール、等）を格納および管理することが行
われている。特に、インターネットアクセス機能を有す
る携帯電話機では、電子メールの送受信、オンラインバ
ンキング、等のサービスが利用が可能である。そのよう
なサービスの利用に当たっては、個人情報を扱うためプ
ライバシーおよびセキュリティの問題がある。具体的に
は、携帯電話機はその携帯性の高さから置き忘れによっ
て、第３者に個人情報を閲覧されるおそれがある。従来
より、その対策として携帯電話機の所有者は、携帯電話
機に暗証番号を登録しておき、第３者による閲覧を防止
している。しかしながら、暗証番号はキャシュカード、
クレジットカード、等のように多種多様な機会で使用さ
れており、暗証番号を登録した所有者といえどもその暗
証番号を忘れてしまうという問題がある。このような問
題点を解決するために、暗証番号の代わりに指紋によっ
て個人の認証を行うことが提案されている。図５および
図６を参照して指紋認証機能付き携帯電話機を説明す
る。図５に示すように、携帯電話機５０は、本体５１、
同本体５１に設けられた表示部５２、操作部５３、およ
び指紋と接する導光板５４を備える。操作部５３は、指
紋の登録時に使用する登録ボタン５５と、指紋の認証時
に使用する認証ボタン５６とを含む。導光板５４は、表
示部５２の上部に形成され、その大きさは、指紋の大き
さよりも若干大きく設定されている（例えば、横幅２c
m、縦の長さ３cm）。図６に示すように、指Ｆの指紋と
接触する導光板５４の下方には、導光板５４からの光を
受光する受光部５７が配置されている。また、導光板５
４を照射する光源（図示しない）が設けられている。受
光部５７は、導光板５４よりも若干大きいサイズを有す
る２次元イメージセンサである。また、受光部５７に
は、指紋情報を識別する認識部５８が接続されている。
認識部５８は、表示部５２に接続されている。

【０００３】次に、指紋認証機能の動作について説明す
ると、携帯電話機５０の所有者は、操作部５３の登録ボ
タン５５を押下した後、図６のように指Ｆを導光板５４
上に置く。光源からの光は導光板５４の内部を反射をし
ながら伝搬する。このとき、指紋の凸部と対応する位置
に入射した光の一部は指Ｆによって吸入されて減衰する
ことになる。一方、指紋の凹部と対応する位置に入射し
た光は、減衰することなく全反射される。このように、
指紋の凹凸形状が光の強弱に変換されるため、導光板５
４からの反射光を受光部５７で受光することにより２次
元の指紋情報が得られる。認識部５８は、得られた指紋
情報を受け取る。操作部５３の登録ボタン５５が押され
ていた場合には、認識部５８は得られた指紋情報を登録
する。一方、操作部５３の認証ボタン５６が押されてい
た場合には、得られた指紋情報と予め登録された指紋情
報との照合を行い、本人と認識されたか否かの照合結果
を表示部５２に表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような携帯電話機５０では、導光板５４が指紋よりも大
きな領域を有している。その結果、導光板５４を設けた
分だけ携帯電話機５０が大型化するという問題がある。
これは、携帯電話機５０の特徴である携帯性を低下させ
てしまうことになる。また、導光板５４を設けることに
より、携帯電話機５０の意匠性の低下にもつながる。本
発明の目的は、小型化を図ることの可能な指紋認証機能
付き携帯端末を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明によれば、人の指の所定の指
紋領域の凹凸形状を読み取る読取部と、前記読取部によ
って読み取られた指紋情報と予め登録された指紋情報を
比較する認証部とを備える指紋認証機能付き携帯端末に
おいて、前記読取部は読み取りが必要な前記指紋領域よ
りも狭い読み取り領域を備え、前記読取部は同読み取り
領域を介して同指紋領域の凹凸形状を読み取ることをそ
の要旨とする。上記の発明によれば、読取部の読み取り
領域が指紋領域よりも狭いため読取部の小型化が図ら
れ、端末上における読取部の占有面積が小さくなる。同
時に、読取部を携帯端末に配置する際の自由度が高くな
る。請求項２に記載の発明によれば請求項１の構成に加
え、前記読み取り領域はスリットに嵌め込まれた導光板
であって、前記読取部は同導光板を通じて指紋を照射す
る光源と、前記導光板からの光を受光する１次元イメー
ジセンサとを備えることをその要旨とする。上記の発明
によれば、光源からの光は導光板を反射をしながら伝搬
するが、伝搬する光の強度は指紋領域の凹凸形状に基づ
き変化する。このように、指紋領域の凹凸形状が光の強
度に変換され、１次元イメージセンサを用いて導光板か
らの反射光を受光することにより１次元の指紋情報が得
られる。指紋を順に走査して１次元の指紋情報を順次得
ることにより、指紋領域の全領域の指紋情報が得られ
る。請求項３に記載の発明によれば、人の指の所定の指
紋領域の凹凸形状を読み取るためにその所定領域よりも
狭い読み取り領域に対して指紋領域を曝し、同指紋領域
の一端から他端方向に指を移動させながら読取部に同指
紋領域の凹凸形状を順次読み取らせ、読み取った指紋情
報と予め登録された指紋情報を比較するようにしたこと
をその要旨とする。上記の発明によれば、所定の指紋領
域が読み取り領域よりも狭く設定されていても、指を順
次移動させて指紋領域を順次読み取ることにより、所定
の指紋領域の全領域の凹凸形状を読み取ることが可能と
なる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した指紋認
証機能付き携帯電話機を図面に従って詳述する。図１
は、指紋認証機能付き携帯電話機１０を示す。携帯端末
としての携帯電話機１０には、送受信された電子メー
ル、あるいはスケジュール等の個人データがメモリ（図
示しない）に記憶されている。同図に示すように、携帯
電話機１０は、本体１１、同本体１１に設けられた表示
部１２、操作部１３、スリット２７、および読み取り領
域としての導光板１４を備える。操作部１３は、指紋の
登録時に使用する登録ボタン１５と、指紋の認証時に使
用する認証ボタン１６とを含む。スリット２７は携帯電
話機１０の表面において表示部１２の上部に形成され、
導光板１４がスリット２７に嵌め込まれている。導光板
１４は、長尺形状をなす透明のガラスまたはプラスチッ
クからなる。スリット２７および導光板１４の長手方向
の長さは、指紋の幅よりも若干長く設定され（例えば、
横幅２cm）、スリット２７および導光板１４の短辺の長
さは数ミリ程度に設定されている。スリット２７および
導光板１４の面積は、指Ｆの指紋領域Ｒよりも狭くなっ
ている。このように、携帯電話機１０におけるスリット
２７および導光板１４の占有面積は比較的に小さくなっ
ている。

【０００７】図２および図３に示すように、導光板１４
の下方には、同導光板１４からの光を受光する受光部１
７が配置されている。受光部１７は、導光板１４よりも
若干大きいサイズを有する１次元イメージセンサであ
る。図３に示すように、導光板１４の一端部は斜状に形
成され、その一端には光源１８が設けられている。光源
１８の光は導光板１４の内部で全反射するような角度で
導光板１４の一端部へ向かって照射される。ここで、導
光板１４、光源１８および受光部１７は、読取部を構成
する。受光部１７には、指紋情報を識別する認識部１９
が接続されている。また、認識部１９は、表示部１２に
接続されている。図４に示すように、認識部１９は、Ａ
／Ｄ変換回路２０、バッファ２１、画像処理回路２２、
指紋データメモリ２３、本人データメモリ２４、比較回
路２５、および制御回路２６からなる。Ａ／Ｄ変換回路
２０は、受光部１７からのアナログ信号（指紋情報）を
デジタル信号に変換する。バッファ２１は、変換された
デジタル信号を一時的に記憶する。画像処理回路２２
は、デジタル化された指紋情報をバッファ２１から受け
取り、輪郭強調またはノイズ除去などの処理を行い、指
紋データメモリ２３または本人データメモリ２４に提供
する。指紋データメモリ２３および本人データメモリ２
４は、画像処理回路２２からの指紋情報を格納する。比
較回路２５は、指紋データメモリ２３および本人データ
メモリ２４内に格納された各指紋情報を読み出し、指紋
データメモリ２３内の指紋情報が、本人データメモリ２
４内の指紋情報と一致するか否かを照合し、その照合結
果を制御回路２６に提供する。制御回路２６は、比較回
路２５による照合結果を表示部１２に表示するととも
に、照合結果に基づき認証操作を行った使用者に対して
携帯電話機１０の使用の可否を決定する。

【０００８】次に、指紋認証機能の動作について説明す
る。まず、携帯電話機１０の所有者は、本人の指紋情報
を登録する。操作部１３の登録ボタン１５を押下した
後、図２のように指Ｆを導光板１４上に置く。このと
き、指紋領域Ｒの基端部が導光板１４と接するように指
Ｆを配置する。指紋を登録する指Ｆは、左右のどの指で
あってもよい。ここで、光源１８からの光は導光板１４
の内部を反射をしながら伝搬する。このとき、指紋の凸
部と対応する位置に入射した光の一部は指Ｆによって吸
入されて減衰することになる。一方、指紋の凹部と対応
する位置に入射した光は、減衰することなく全反射され
る。このように、導光板１４と対応する部分において、
指紋の凹凸形状が光の強度に変換される。そして、導光
板１４からの反射光を受光部１７で受光することにより
１次元の指紋情報が得られる。続いて、指紋を導光板１
４に接触させた状態で指Ｆを図２の右方向（指紋領域Ｒ
の一端としての基端から他端としての先端に向かう方
向）へ移動させる。これにより、導光板１４と対応する
部分の指紋領域Ｒが順次光学的に読み取られ、最終的に
指紋領域Ｒ全体が受光部１７によって読み取られる。

【０００９】１次元的に読み込まれた指紋情報は、Ａ／
Ｄ変換回路２０によってデジタル化された後にバッファ
２１に順次格納される。指紋領域Ｒ全体のデータがバッ
ファ２１に読み込まれると、画像処理回路２２に送られ
る。画像処理回路２２は輪郭強調またはノイズ除去など
の処理を行った後に、指紋情報を本人データメモリ２４
に格納する。以上のように、指紋情報の登録作業が完了
する。次に、指紋の認証方法について説明すると、まず
使用者は操作部１３の認証ボタン１６を押下した後に、
登録した指紋の指Ｆを導光板１４上に配置する。そし
て、前述したのと同様の手順で指Ｆを移動させることに
より指紋領域Ｒ全体を読み取る。読み取られた指紋情報
は、バッファ２１を通じて画像処理回路２２へ提供され
る。認証処理時には、画像処理された指紋情報は、指紋
データメモリ２３に格納される。そして、比較回路２５
は、今回読み取られた指紋情報と、予め格納された本人
の指紋情報とを照合し、照合結果を制御回路２６に送信
する。制御回路２６は、本人と認識されたか否かの照合
結果を表示部１２に表示する。読み取られた指紋情報が
本人の指紋情報と一致する場合、使用者が本人であると
判断され、制御回路２６は、その旨を表示部１２に表示
するとともに、使用者に対して携帯電話機１０の使用を
許可する。一方、読み取られた指紋情報が本人の指紋情
報と一致しない場合、使用者が本人ではない第３者であ
ると判断され、制御回路２６は、その旨を表示部１２に
表示するとともに、第３者に対する携帯電話機１０の使
用を拒否する。

【００１０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば以下のような効果を奏する。 （１）指紋認証機能により、第３者による携帯電話機１
０の不正使用を防止することができる。また、指紋を読
み取るための導光板１４の面積が指紋領域Ｒよりも狭
く、導光板１４のサイズを従来よりも大幅に小型化して
いる。これにより、携帯電話機１０における導光板１４
の占有面積が小さくなり、その分だけ携帯電話機１０を
小型化することができる。 （２）導光板１４のサイズが小さいため、導光板１４を
携帯電話機に配置する際の自由度が高くなり、携帯電話
機１０の意匠性を損なうことなく導光板１４を設けるこ
とができる。 （３）導光板１４の面積が指紋領域Ｒよりも狭く設定さ
れており、受光部１７は１次元イメージセンサである
が、使用者が指Ｆを移動させて指紋領域Ｒを順次読み取
る方法を採用しているため、指紋領域Ｒ全体の指紋情報
を得ることができる。 （４）受光部１７が１次元イメージセンサであるため、
従来の２次元イメージセンサを用いたものと比べてセン
サのコストを低減することができる。

【００１１】上記実施の形態は、以下のように具体化さ
れてもよい。 （１）上記実施の形態において、光源１８は導光板１４
の内部に光を照射することができれば、発光ダイオー
ド、半導体レーザー、タングステンランプ、ＥＬ素子な
ど任意の発光素子を用いてもよい。 （２）上記実施の形態において、指紋領域Ｒの凹凸形状
を画像データに変換することができれば、光学的な方式
に限らず他の任意の方式を採用してもよい。例えば、指
紋領域Ｒの凹凸形状に応じた圧力を電気信号に変換する
圧力センサや容量センサであってもよい。読取部として
上記のようなセンサを使用する場合には、スリット４７
および受光部１７を省略して本体１１の上面にセンサを
貼り付ける構成とする。この場合、センサは細長い長尺
形状をなし、接触した指紋領域Ｒの凹凸形状に応じた電
気信号を出力する。この場合、センサの長辺は指紋領域
Ｒの幅よりも若干大きく設定され、センサの短辺は数ミ
リ程度に設定される。センサと接するように指を移動さ
せて指紋領域Ｒを順次走査することにより、指紋領域Ｒ
の凹凸形状に応じた２次元の画像データが得られる。こ
の場合、光学的な方式で指紋領域Ｒの凹凸形状を読み取
る方式と比較して、センサを小型化することができ、同
センサを携帯電話機１０のより狭い位置に設置すること
ができる。 （３）上記実施の形態において、指紋情報の読み取り精
度を向上させるために、導光板１４と受光部１７との間
にレンズまたはフィルタを配置してもよい。 （４）上記実施の形態において、導光板１４を省略して
指紋領域Ｒの凹凸形状を読み取る構成としてもよい。例
えば、光源の光を直接的に指紋領域Ｒに照射し、その反
射光を受光する構成とする。 （５）上記実施の形態において、指紋領域Ｒの凹凸形状
の読み取り精度を向上させるために、導光板１４と受光
部１７との間にレンズまたはフィルタを配置してもよ
い。 （６）上記実施の形態において、携帯電話機１０に限ら
ずＰＤＡ（Personal Data Assistance）または他の携帯
端末に具体化されてもよい。 （７）上記実施の形態では、導光板１４が携帯電話機１
０の表面上部に設けれらているが、携帯電話機１０に配
置可能な任意の場所に設けられてもよい。 （８）上記実施の形態では、指紋情報の登録または認証
操作に際してそれぞれ登録ボタン１５と認証ボタン１６
を使用したが、任意の操作によって指紋情報の登録また
は認証を行ってもよい。 （９）上記実施の形態では、指紋領域Ｒの読み取りの
際、指紋領域Ｒの基端部から先端部に向かう方向に指Ｆ
を移動させたが、指紋領域Ｒの先端部から基端部に向か
う方向に指Ｆを移動させてもよい。

【００１２】なお、本発明は下記のように構成されても
よい。人の指の所定の指紋領域の凹凸形状を読み取る読
取部と、前記読取部によって読み取られた指紋情報と予
め登録された指紋情報を比較する認証部とを備える指紋
認証機能付き携帯電話機において、前記読取部は、スリ
ットを有することを特徴とする指紋認証機能付き携帯電
話機。なお、本発明は、以下のように構成されてもよ
い。指紋の凹凸形状を読み取る読取部と、前記読取部に
よって読み取られた指紋情報と予め登録された指紋情報
を比較する認証部とを備える指紋認証機能付き携帯端末
において、前記読取部は長尺形状をなし、接触した指紋
の凹凸形状に応じた電気信号を出力することを特徴とす
る指紋認証機能付き携帯端末。上記の構成によれば、読
取部が長尺形状をなすため、長手方向の長さを指紋領域
の幅に設定することにより読取部の小型化が可能とな
る。その結果、読取部を携帯端末に設置する場所の自由
度が高まるとともに、携帯端末を小型化することができ
る。

【００１３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、指紋認
証機能により、第３者による携帯端末の不正使用を防止
することができる。読取部の読み取り領域が指紋領域よ
りも狭いため、読取部を従来よりも大幅に小型化するこ
とができる。これにより、携帯端末における読取部の占
有面積が小さくなり、その分だけ携帯端末を小型化する
ことができる。また、読取部のサイズが小さいため、読
取部を携帯端末に配置する際の自由度が高くなり、携帯
端末の意匠性を損なうことなく読取部を設けることがで
きる。請求項２に記載の発明によれば、受光部が１次元
イメージセンサであっても、使用者が指を移動させて指
紋領域を順次読み取ることにより、指紋領域の全領域を
読み取ることができる。請求項３に記載の発明によれ
ば、読取部の読み取り領域が指紋領域よりも狭く設定さ
れているが、読み取り領域に対して指を移動させる方式
のため、指紋領域を順次読み取って指紋領域の全領域を
読み取ることができる。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に従う携帯電話機を示
す平面図。

【図２】 図１の２−２線に沿った断面図。

【図３】 図１の３−３線に沿った断面図。

【図４】 認識部を示す概略ブロック図。

【図５】 従来の携帯電話機を示す平面図。

【図６】 図５の６−６線に沿った断面図。

【符号の説明】

１０…携帯端末としての携帯電話機、１４…読取部を構
成する読み取り領域としての導光板、１７…読取部を構
成する１次元イメージセンサとしての受光部、１８…読
取部を構成する光源、１９…認識部、２７…読取部を構
成するスリット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人の指の所定の指紋領域の凹凸形状を読
   み取る読取部と、 前記読取部によって読み取られた指紋情報と予め登録さ
   れた指紋情報を比較する認証部とを備える指紋認証機能
   付き携帯端末において、 前記読取部は読み取りが必要な前記指紋領域よりも狭い
   読み取り領域を備え、前記読取部は同読み取り領域を介
   して同指紋領域の凹凸形状を読み取ることを特徴とする
   指紋認証機能付き携帯端末。
2. 【請求項２】 前記読み取り領域はスリットに嵌め込ま
   れた導光板であって、前記読取部は同導光板を通じて指
   紋を照射する光源と、前記導光板からの光を受光する１
   次元イメージセンサとを備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の指紋認証機能付き携帯端末。
3. 【請求項３】 人の指の所定の指紋領域の凹凸形状を読
   み取るためにその所定領域よりも狭い読み取り領域に対
   して指紋領域を曝し、同指紋領域の一端から他端方向に
   指を移動させながら読取部に同指紋領域の凹凸形状を順
   次読み取らせ、読み取った指紋情報と予め登録された指
   紋情報を比較するようにしたことを特徴とする指紋読取
   方法。