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JP2003111749A - ヒューマン判定装置 - Google Patents

ヒューマン判定装置

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Publication number
JP2003111749A
JP2003111749A JP2001311738A JP2001311738A JP2003111749A JP 2003111749 A JP2003111749 A JP 2003111749A JP 2001311738 A JP2001311738 A JP 2001311738A JP 2001311738 A JP2001311738 A JP 2001311738A JP 2003111749 A JP2003111749 A JP 2003111749A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
human body
antenna
electric
finger
determination device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001311738A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruhiko Tamori
照彦 田森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BMF KK
Original Assignee
BMF KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BMF KK filed Critical BMF KK
Priority to JP2001311738A priority Critical patent/JP2003111749A/ja
Priority to US10/100,300 priority patent/US20030072475A1/en
Priority to TW091106714A priority patent/TW594018B/zh
Priority to EP02252499A priority patent/EP1302908A3/en
Priority to MXPA02004580A priority patent/MXPA02004580A/es
Priority to CNB021189919A priority patent/CN100495426C/zh
Priority to EA200200508A priority patent/EA003848B1/ru
Priority to KR1020020038970A priority patent/KR20030030839A/ko
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Pending legal-status Critical Current

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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/30—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass
    • G07C9/32—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check
    • G07C9/37—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voice recognition
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
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    • G06V40/1394—Detecting the live character of the finger, i.e. distinguishing from a fake or cadaver finger using acquisition arrangements
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    • G06V40/40—Spoof detection, e.g. liveness detection
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつ低コストで人体の特定部位の真偽を
判別するヒューマン判定方法および装置を提供する。 【解決手段】 個人を特定するデータを取り込むための
センサに設けられた人体の特定部位を作用させる所定の
部所に関連付けて配置されたアンテナと、前記所定の部
所に物体が作用されたとき前記アンテナを含んで構成さ
れる電気回路の電気出力特性を検出する検出手段とを有
し、該検出手段により検出された電気出力特性の変化に
基づいて前記人体の特定部分の真偽を判定する生体判定
装置を構成した。さらに、個人に固有のデータを取り込
むためのセンサに設けられた人体の特定部位を作用させ
る所定の部所に関連付けてアンテナを配置し、前記所定
の部所に人体の特定部位以外の物体が作用されたとき前
記アンテナを含んで構成される電気回路の電気出力特性
を検出し、該電気出力特性の変化に基づいて人体の特定
部位の真偽を判定する生体判別法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば指紋認証
のようなバイオメトリクス（Biometrics）技術を利用し
て本人を確定する個人認証の分野における不正アクセス
行為やなりすまし行為を防止する技術、特に人体の特定
部分の真偽を判定する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】古来より全世界的に広く使用されている
個人認証のデータは、運転免許証、パスポート、大学受
験票などに見られるように本人の顔写真である。これは
個人認証のデータとして人間の顔を映像化（たとえば写
真）したものであり、その認証は第３者(人間)が本人の
顔と写真とを見比べて判断するのが一般的である。
【０００３】ところが最近の高精度の複写技術の進歩に
より、この映像を利用する個人認証の時代は終わろうと
している。それはWindows（登録商標）システムに１２
００ｄｐｉなど高精度のスキャナーと６００ｄｐｉ以上
のカラープリンターを接続すればほとんど原写真と同じ
写真が簡単に複製できるようになったためである。一
方、個人認証のための判断に人間の判断を必要とすると
いうのもこれからのマルチメディア、ＩＴ時代にそぐわ
ないことも理由の１つである。できればコンピュータを
使用し人間の判断に頼らずに無人で自動的に個人認証が
できることが望ましい。
【０００４】そこで従来からの顔写真による個人認証に
代わって最近注目されているのがバイオメトリクス技術
を利用した個人認証である。すなわち、人間のＤＮＡ、
指紋、音声、手首の血管分布パターン、網膜、虹彩など
のバイオメトリクスを利用する個人認証が注目され、一
部実用化されている。このようなバイオメトリクス技術
を利用する認証は、人間の肉体の一部で特殊な認証テク
ノロジーによって個人を特定しようとするもので、高度
な認定技術を必要とするが、顔写真による判定のように
人間による判断ではなくコンピューターソフトによる無
人の判断であり、複雑な操作をすることなく簡単な操作
でコストが安く個人が特定できることから、今後の個人
認証技術として普及することは確実視されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近、この
バイオメトリクスとりわけ指紋を利用した個人認証技術
の分野において、指紋偽造の問題が提起されるようにな
った。すなわち偽造技術を懸命に模索し工夫した結果、
偽造指紋が実現可能になったことが次の文献（１）、
（２）、（３）に発表された。 （１）「指紋照合装置は人工指を受け入れるか」 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.100 No.213,ISEC2
000-45 電子情報通信学会、2000年7月 （２）「指紋照合装置は人工指を受け入れるか(その
２)」 コンピュータセキュリティシンポジウム2000論文集、情
報処理学会 シンポジュームシリーズVol.2000 No12、情報処理学
会、2000年10月 （３）「指紋照合装置は人工指を受け入れるか(その
3)」 2001年暗号と情報セキュリティシンポジュム(SCIS2001)
予稿集 Vol.II pp719-724、電子情報通信学会、2001年1月 これらの文献には、グミ(ゼラチン水溶液をゲル化させ
たもの)を材料として指紋付きの指を人工的に製作し、
その人工指で市販の指紋照合装置９機種に組み込まれて
いる指紋照合システムを操作した実験を行ったところ、
ほとんどのシステムで人間の指と同じことができたこと
を開示している。
【０００６】これまでは一般的に偽造指紋はシリコン樹
脂で製作するのが常識と考えられていたが、グミという
人間の指の水分含有量に近い物質を探し当てたことが特
徴であり、指紋センサが人間の指紋パターンの検出に指
の汗(汗線)を利用して検出していることを知っている技
術者でなければ考えつきにくいものと思われる。
【０００７】この事実は、簡単に人の指の型（何回でも
使用できる型）が製作でき、その結果偽造指さらには偽
造指紋が極めて安価に人工的に製作できることを立証し
た。
【０００８】その結果、従来の指紋センサを用いた指紋
照合システムでは、人間の指が押されているのか偽造指
が押されているのかが見破れないことが実験的に実証さ
れたことになり、個人認証の分野における不正アクセス
行為やなりすまし行為を可能にするという驚異的な問題
が新たに提起された。
【０００９】そこでこのような偽造指紋による不正アク
セス行為やなりすまし行為を防止する手法として考えら
れるのが、人の指の脈拍、血圧、血中酸素等を測定また
は検出する医療電子技術（メディカルエレクトロニク
ス）を利用して指の真偽を判別する方法であるが、この
方法を実現するとなるとそのためのシステムが大掛かり
になり、数万円や数千円のアップリケーションシステム
に応用するにはコスト面で問題があり、民生品などの一
般市場での実用化はむずかしい。同じことは、指に限ら
ず手のひらや手首など人体の他の部位を利用した個人認
証技術についても言えることである。
【００１０】本発明は、上記の点にかんがみてなされた
もので、簡易かつ低コストで人体の一部の真偽を判別す
ることができる人体の真偽判別装置を提供することを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、個人を特定するデータを取り込むための
センサに設けられた人体の特定部位を作用させる所定の
部所に関連付けて配置されたアンテナと、前記所定の部
所に物体が作用されたとき前記アンテナを含んで構成さ
れる電気回路の電気出力特性を検出する検出手段とを有
し、該検出手段により検出された電気出力特性の変化に
基づいて前記人体の特定部分の真偽を判定する生体判定
装置を構成した。
【００１２】さらに、個人に固有のデータを取り込むた
めのセンサに設けられた人体の特定部位を作用させる所
定の部所に関連付けてアンテナを配置し、前記所定の部
所に人体の特定部位以外の物体が作用されたとき前記ア
ンテナを含んで構成される電気回路の電気出力特性を検
出し、該電気出力特性の変化に基づいて人体の特定部位
の真偽を判定する生体判別法を提案する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面を参照して説
明する。
【００１４】図１は本発明による生体判別装置の一例と
しての指判別装置を個人認証用の指紋照合システムに組
み込んだ例を示す概略線図である。
【００１５】図において、１は指紋照合システムで用い
られる指紋センサである。指紋センサ１は、光学式、感
圧式、静電式、磁気式、圧電式などのいかなる形式のも
のでもよいが、一例として特開平８−６８７０４号に提
案されている感圧式指紋センサが利用できる。指紋セン
サ１の表面には人が指を載せる部分（所定部所）が設け
られている。
【００１６】指紋センサ１の構造は本発明の要旨ではな
いので詳細には説明しないが、図２に示すように、最上
位置に可撓性を有する感圧シート１ａが設けられ、この
感圧シート１ａと、ガラス基板などの絶縁基板上にフォ
トリソグラフィによりＴＦＴまたはトランジスタを含む
電子回路が形成された電子回路基板１ｃとの間に、シー
トアンテナ１ｂが配設されている。このシートアンテナ
１ｂは図２（ｂ）に示すような広がりのある導電膜(た
とえば銅貼り積層板)から成り、感圧シート１ａと別体
であってもよいが、指紋センサを構成する感圧シート１
ａの裏面に蒸着されている導電膜で兼用してもよい。シ
ートアンテナ１ｂの面積は０．０１ｍｍ２以上で指紋セ
ンサ１との関係で任意に決めればよい。シートアンテナ
１ｂの代わりに、図２（ｃ）に示すようなループアンテ
ナ１ｄを利用することもできる。このシートアンテナ１
ｂは長さが０．０１ｍｍ以上の電気導線で製作すること
ができる。シートアンテナ１ｂもループアンテナ１ｄも
電気接続端子１７において後述する測定系への電気ライ
ン１６に接続されるが、アンテナと電気接続端子１７と
の接続には、システムの用途や設置場所などを考慮して
直流的接続、交流的接続、電磁的接続、光による接続、
音波による接続または無線による接続等を採用すること
ができる。
【００１７】２は発信機群で、図示した例ではそれぞれ
が異なる固定の基準周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４で発
振する４個の自励発信機２１、２２、２３、２４から構
成されており、各自励発信機はそれぞれ電子スイッチＳ
Ｗ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を介して電気ライン１６
により指紋センサ１のシートアンテナ１ｂの電気接続端
子１７に接続されている。電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４
は図示しない制御回路によりオンオフされ、このオンオ
フにより４個の自励発信機２１〜２４の接続が順不同に
切替えられる。自励発信機２１〜２４は、ＣＲ発振器、
コルピッツ発振器、ハートレー発振器、位相発振器など
任意の発振器で構成される。３は発信機群２の各自励発
信器の発信周波数を検出する発信周波数検出器、４は発
信機群２の各自励発信器の出力レベル（実効値）を検出
する発信出力検出器、５は発信機群２の各自励発信器の
発信位相を検出する発信位相検出器である。
【００１８】６は、次の第１の標準データおよび第２の
標準データを記憶するメモリである。 （１）第１の標準データ：人が指１００を指紋センサ１
に載せた状態で、発信機群２の各発信機２１、２２、２
３、２４がシートアンテナ１ｂを含む発信回路が発信す
る信号の周波数および位相と典型的な偽造指を指紋セン
サ１に載せた状態で同回路が発信する信号の周波数との
差分（周波数変化分）データおよび位相との差分（位相
変化分）データと、指１００を指紋センサ１に載せた状
態で同回路が発信する信号の出力レベル（実効値）デー
タ （２）第２の標準データ：電力線からの電磁波を人体が
受けた結果指１００を指紋センサ１に載せた状態でシー
トアンテナ１ｂから出力する信号の周波数、出力レベル
（実効値）、位相のデータ ７は、指紋照合システムの動作に先立ち、発信周波数検
出器３、発信出力検出器４、発信位相検出器５により検
出された周波数、出力レベル（実効値）、位相に基づい
て求められた周波数変化分、出力レベル（実効値）、位
相変化分をメモリ６に予め記憶されている第１の標準デ
ータと比較し、その後第２の標準データと比較する比較
器で、周波数変化分比較器７ａ、出力レベル比較器７
ｂ、位相変化分比較器７ｃで構成されている。８は比較
器７の出力に基づいて、指紋センサ１に載せられた指１
００が（生きている）人の指かそうでない（つまり偽造
指）かを判定する判定器である。
【００１９】５０は生活環境において身近に布設されて
いる送電線または配電線などの電力線であり、その意義
については後述する。
【００２０】次に本発明の動作原理を説明する。
【００２１】いま、図１において、発信機の１つ（たと
えば自励発信機２１）を発信させた状態で人が指１００
を指紋センサ１の表面に押し当てたときの現象をミクロ
的に観察すると、周波数検出器３で検出される発信機２
１の発信周波数は、指１００の指紋パターン面と指紋セ
ンサ１の指を押し当てる表面（所定部所）との距離によ
って図３に示すように変化する。図３において縦軸は発
信機の発信周波数、横軸は指１００の指紋パターン面と
指紋センサ１の指を押し当てる表面との距離である。
【００２２】いま発信機２１がたとえば基準発振周波数
ｆ１＝１ＭＨｚで出力が180度以上の位相を入力に帰還
（フィードバック）して自励発振しており、この発信機
２１の帰還ループに電気ライン１６が接続されている。
電気ライン１６は図２（ｂ）に示すようにシートアンテ
ナ１ｂの電気接続端子１７に接続されている。
【００２３】実験によると、指１００が指紋センサ１に
近づくにつれて図３に示すように発信機２１の発信周波
数が基準発振周波数ｆ１（ＭＨｚ）から次第に変移して
いき、指１００が指紋センサ１の表面に密着したときの
基準発振周波数ｆ１からの変移量（変化分）Δｆは−
０．２ＭＨｚとなるので発信周波数は０．８ＭＨｚとな
る。これは指１００を一部とする誘電体としての人体に
より誘導されるインピーダンス成分（リアクタンス成
分、インダクタンス成分、抵抗成分）がシートアンテナ
１ｂを介して電気的に発信機１の回路に結合されるため
であり、その結果発信機２１の発信周波数、出力レベル
（実効値）、位相が変化する。図３は周波数の変化を実
線で示す。発信機２１の接続ポイントによっては周波数
の変化が破線で示すように＋側で起こることもある。指
１００と指紋センサ１の指を押し当てる表面（所定部
所）との距離の変化による発信機の出力レベル（実効
値）および位相の変化については図４および図５に示し
た。メモリ６に記憶される第１の標準データは図３、図
４、図５で示されるΔｆ、ｗ、Δｐである。
【００２４】この現象は、発信機２１から指紋センサ１
側を電気回路的にみると、人体は指紋センサ1の表面か
ら指１００、手首、腕、胴体とつながる巨大な誘電体と
等価であると考えることができ、体重２０ｋｇ程度の子
供から１００ｋｇを超える大人まですべて大きな誘電体
である。この基礎の上に立って、本発明者は、人間はそ
の内臓、皮膚、血液などの組織体が生きている場合と死
んでいる場合とでその誘電率が異なることに着目した。
この誘電率の差はほとんど組織内の水分含有量で決定さ
れる。
【００２５】そこで発信機２１〜２４の基準発振周波数
を１０Ｈｚから１０ＧＨｚまでの間で予め設定する。た
とえば発信機２１の基準発振周波数を１０Ｈｚ、発信機
２２については1ＫＨｚ、発信機２３については１００
ＫＨｚ、発信機２４については１ＧＨｚに設定する。電
子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を短時間で切替えることによ
り発信機２１〜２４のそれぞれについて指紋センサ１の
表面の所定部所に載せられた対象物体（人の指または偽
造指など）の発信周波数の変化を発信周波数検出器３に
より検出する。電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４による発信
機の切替え時間をたとえば０．２秒とすると、４つの発
信機２１、２２、２３、２４を一通り切替えるのに０．
８秒を要する。偽造指の場合の発信周波数は図３に一点
鎖線で示したように変化する。切替えた各発信機ごと
に、発信周波数検出器３、発信出力検出器４、発信位相
検出器５により発信周波数、発信出力レベル（実効
値）、発信位相をそれぞれ検出し、比較器７に送る。偽
造指の場合、発信出力（実効値）および発信位相は図４
および図５に一点鎖線で示すように変化する。
【００２６】比較器７では、周波数比較器７ａ、出力比
較器７ｂ、位相比較器７ｃにおいて、発信周波数検出器
３、発信出力検出器４、発信位相検出器５によりそれぞ
れ検出された発信周波数、出力レベル（実効値）、発信
位相から周波数と位相については変化分をまた出力レベ
ルについては検出値自体をメモリ６に予め記憶されてい
る第１の標準データと比較する。
【００２７】一方、日常の生活環境においては、数千ボ
ルトから数万ボルトの高圧送電線が全国に張り廻らされ
ており、身近には配電線なども存在するが、これらの電
力線は交流であるために人体には常にこの電力線からの
電磁波（50Ｈz、60Ｈz）が誘起されている。図６はその
様子を示す。送電線から出る電力電磁波は巨大な電力の
ため、電灯が存在するほとんどすべての地域や建物には
この電磁波は存在する。またこの送電線ノイズは後掲す
る表に示したように交流による電力供給方式を採用する
国にはすべて存在する。直流送電を行っている国ほとん
ど存在しないので、地球表面は送電線ノイズで覆われて
いると言っても過言ではない。
【００２８】この場合、人体が大きな誘電体アンテナと
なり、この人体アンテナは低周波の５０Ｈz、６０Ｈzを
よく呼び込む。そこで人間の体を直接測定すると電力周
波数ノイズが必ず含まれている。たとえば、講演会場な
どに設置したアンプの入力端子に手を近付けるとスピー
カーから巨大なブーンというハム音が聞こえることは日
常よく経験するところであるが、このノイズが電力周波
数ノイズである。
【００２９】このような現象により交流電源１００Ｖを
使用した指紋照合システムは、指紋センサから自動的に
電磁波を周辺に発生している。この事実に着目し、図１
において、電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をすべてオフし
て発信機群２を指紋センサ１から切り離し、指紋センサ
１に人の指が正しく載せられた場合は、電力線５０から
の電磁波を人体アンテナで受けて指紋センサ１のシート
アンテナ１ｂを介して出力する。このアンテナ出力信号
の周波数、実効値、位相は電気ライン１６を介して発信
周波数検出器３、発信出力検出器４、発信位相検出器５
で検出される。メモリ６には上述したように第２の標準
データが予め記憶されている。
【００３０】上述した発信機群２の切替えにより得ら
れ、求めた周波数変化分、出力レベル（実効値）、位相
変化分と第１の標準データとの比較に続いて、今度は電
子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をすべてオフした状態で、す
なわち発信機群を切り離して、電力線５０からの電磁波
を利用して指紋センサ１のシートアンテナ１ｂから出力
される信号の周波数、出力レベル（実効値）、位相とメ
モリ６に予め記憶されている第２の標準データとが比較
される。
【００３１】判定器８は、発信機群を利用して求めた比
較結果と電力線を利用して求めた比較結果とを総合的に
判断し、指紋センサ１に押し当てられた指が人の指１０
０かそれとも偽造指であるかを判定器８により判定す
る。判定器８による判定の手法は種々考えられるが、た
とえば周波数、出力レベル、位相という電気的特性ごと
に求めた標準データとの差分がそれぞれ所定の範囲内に
入っていれば人の指であると判定し、たとえ１つの電気
的特性についての差分でも所定の範囲内に入っていなけ
れば偽造指であると判定する単純ではあるが厳格な手法
がある。判定の手法については、個人認証システムや指
紋照合システムの形式、用途、目的などに応じて判定の
ための処理を変えることにより任意に決定すればよい。
電力線を利用する判定方法は簡便で安価である。
【００３２】以上が指紋センサに押し当てられた指の真
偽の判別動作であって、この動作は指紋照合システムの
本来の個人認証処理に先立って実行される。この個人認
証処理は本発明の要旨ではないのでここでは説明しな
い。
【００３３】上記実施の形態では、電力線からの電磁波
を利用して電気的特性を検出する際電子スイッチＳＷ１
〜ＳＷ４をすべてオフしたが、電子スイッチＳＷ１〜Ｓ
Ｗ４を設けずに図示しない制御回路により発信機群の自
励発信動作を停止させてもよい。
【００３４】また生体としての指の真偽判定のために周
波数、出力レベル、位相の３つの電気的特性を検出対象
とし、これらの特性についての検出結果のすべてに基づ
いて指の真偽を判定したが、判定にはこれらすべての特
性を対象とする必要はないし、システムの用途や目的に
より検出対象を絞ったり判定に用いる特性を選択しても
よいことはもちろんである。
【００３５】さらに、電力線からの電磁波が利用できな
い環境や敢えて利用しない環境においては、近傍に１０
Ｈzから１０ＧＨzまでの基準発振周波数で発振する少な
くとも１つの外部発信機を設置し、その発信機から空間
を伝播して人体に誘導される電力の電磁波を利用するこ
とができる。
【００３６】ここで、上で説明した本発明の一実施の形
態としての指判別装置による偽造指への対応を例を示し
て説明する。
【００３７】図７は、偽造指の一例として、人がその手
３００で人工の擬似指２００を持ち、指紋センサ１に押
し当てている図である。
【００３８】指紋センサ１の表面から見ると、電気回路
的には人（手３００）と指紋センサ１との間に誘電体と
しての擬似指２００が接続された状態であり、人の指を
直接指紋センサに押し当てる場合と比べると、発信機の
発信特性は大きく異なる。このことは、人の指と指紋セ
ンサ１との間にいかなる物質でも挿入されると、誘電率
が格段に異なるため、発信機の発信特性を検出すること
により擬似指２００を容易に見破ることができるわけで
ある。
【００３９】次に、図７において、擬似指２００が人工
の擬似指でなく人体から切断した人の指であると仮定す
ると、その指はすでに人体から切り離されているのでそ
の誘電率は切り離される前の状態における誘電率とは異
なる。さらに、その擬似指２００を持っている（生きて
いる）人の手３００と切断された擬似指２００とは一部
において接触しているが、電気回路的に見ると両者は離
れているとみなされ、つまり手３００の皮膚と擬似指２
００の皮膚との間で誘電接合が生じ、人の手３００から
接触部位を経て擬似指２００となる直列接合になる。こ
の状態は明らかに（生きている）人がその指で指紋セン
サ１に触れている場合と大きく異なり、やはり発信機の
発信特性上の大きな差となって表われる。この差が大き
く出る理由は、測定ポイント（指紋センサ１の表面）か
らあまり離れていない場所、つまり約４ｃｍから１０ｃ
ｍ程度の場所で電気回路上の不連続結合が生じているか
らであり、特に大きな差異が生じることから偽造指の発
見に利用でき、極めて都合がよい。
【００４０】さらに考察を深めるために、指が人体から
切断された場合ではなく、腕が切断されその先端の指を
指紋センサに押し当てた場合を仮定してみる。切断され
た腕をかかえる（生きている）人の手と切断された腕の
先端の指とは３０ｃｍ以上離れているので、通常そこま
で離れた距離の結合は電子回路的な結合とはみなされな
い。その理由は簡単である。指だけの容量をたとえば１
０μＦとすると、１０μＦの直列結合になるので、指紋
センサから人を基準にしてその接続を含んだ容量は５μ
Ｆになる。腕までの容量を１００μＦと仮定すると、１
００μＦの接合でやっと５０μＦを直列に接続したに過
ぎないことになる。
【００４１】つまり指紋センサの表面基準でみると、指
紋センサから近い位置で人と偽造指とを結合させると、
小さい距離に余分な結合容量が存在するので人の指を置
いた場合との差が大きく出る。ところが指紋センサから
離れたところで人と偽造指とを結合させると、擬似物体
の容量が大きくなるので、大容量結合でなければ結合と
みなされない、あるいは人よりも容量の大きな物体を持
ってこなければ同じにならないことになる。大きい面積
で結合するということは腕と腕をひもでしばるような結
合が要求される。したがって偽造指紋対策として極めて
都合がよい。いずれにせよ、生きた人の指そのものとの
差は歴然と出る。
【００４２】図８は指判別装置による偽造指への対応の
他の例を示す。
【００４３】図８は、人の指１００の先端に他人の指紋
パターンを形成した擬似指２０１を取り付け、指紋セン
サ１に押し付けている状態を示す。
【００４４】この場合には指１００と擬似指２０１との
間の接合容量が問題になり、やはり指１００だけを指紋
センサ１に押し当てた場合との差は大きく出る。実験に
よれば、指１００と指紋センサ１との間に紙１枚（約１
０ミクロン程度の厚さ）が介在しても発信特性の差は歴
然と出るもので、この１０ミクロンの厚さで擬似指紋を
形成した指カバーを作っても擬似指紋は見破られる。こ
れは一旦割れた陶器製品をいかなる接着材で接合しても
クラックを計測できる技術に似ており、外見上一体化さ
れているように見えても電気的に欠陥は検出できる。つ
まり指の真偽を判定するには、対象とする指が人体に連
続した一定の誘電率を有するか否かを検出すればよいわ
けである。この判定方法を利用すれば、最も安価で純電
子的に生体を確認できるので、必要なシステムを構築で
き、機器に組み込むことが可能である。
【００４５】以上本発明による生体判定装置を指紋照合
システムに適用した例について説明したが、本発明は人
体の特定部位として指だけでなく、手首の血管分布パタ
ーン、網膜、虹彩などのバイオメトリクスにおいて利用
される人体の特定部位についても同様に適用することが
できる。その場合、手首の血管分布を利用する個人認証
においては手首全体の血管分布測定装置における手首を
押し当てる部所にアンテナを配置し、網膜や虹彩を利用
する個人認証においては人間の目の網膜や虹彩を観察す
る虹彩観察装置における目の位置を固定する固定台にア
ンテナを配置するのが好ましい。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【発明の効果】本発明は生体の特定部位の真偽を判定す
るにあたり、判定対象となる生体の有無による誘電率の
変化に起因する電気的特性の変化を検出するようにした
ので、極めて簡易な操作および手段でしかも低コストで
生体の特定部位の真偽を判定することができる。したが
って、本発明による生体判定装置を人体の部位としての
指の真偽の判定に適用すれば、指紋センサを用いた指紋
照合システムにおける擬似指紋の問題を解決でき、指紋
センサを利用した個人認証の分野における不正アクセス
行為やなりすまし行為を確実に防止することができる。
指紋センサを用いた指紋照合システムに本発明を適用す
る場合は、指紋センサの形式すなわち光学式、感圧式、
静電式、磁気式、圧電式などの形式は問題にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による生体判定装置の一例としての指判
別装置を個人認証用の指紋照合システムに組み込んだ例
を示す概略線図である。
【図２】（ａ）は指紋センサの概略構成断面図、（ｂ）
はシートアンテナ、（ｃ）はループアンテナを示す。
【図３】指紋センサに人の指および偽造指を近付けたと
きの発信周波数の変化を示す。
【図４】指紋センサに人の指および偽造指を近付けたと
きの発信出力レベルの変化を示す。
【図５】指紋センサに人の指および偽造指を近付けたと
きの発信位相の変化を示す
【図６】電力線から誘起される電磁波が人体により受信
される様子を示す。
【図７】指紋センサに擬似指を押し当てている状態を示
す。
【図８】指紋センサに擬似指を押し当てている状態を示
す
【符号の説明】
１ 指紋センサ １ａ 感圧シート １ｂ シートアンテナ １ｄ ループアンテナ ２ 発信機群 ２１、２２、２３、２４ 自励発信機 ３ 発信周波数検出器 ４ 発信出力検出器 ５ 発信位相検出器 ６ メモリ ７ 比較器 ８ 判定器 ５０ 電力線 １００ 人の指 ２００、２０１ 擬似指 ３００ 人の手

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 個人を特定するデータを取り込むための
    センサに設けられた人体の特定部位を作用させる所定の
    部所に関連付けて配置されたアンテナと、前記所定の部
    所に物体が作用されたとき前記アンテナを含んで構成さ
    れる電気回路の電気出力特性を検出する検出手段とを有
    し、該検出手段により検出された電気出力特性の変化に
    基づいて前記人体の特定部分の真偽を判定することを特
    徴とする生体判定装置。
  2. 【請求項２】 前記センサの所定の部所が、個人認証に
    用いられる指紋センサの指押当て面である請求項１に記
    載の生体判定装置。
  3. 【請求項３】 前記アンテナは広がりのある導体面を有
    し、該導体面の総面積が少なくとも０．０１ｍｍ２以上
    である請求項２に記載の生体判定装置。
  4. 【請求項４】 前記アンテナは少なくとも0.0１ｍｍ以
    上の長さの電気導線で構成された請求項２に記載の生体
    判定装置。
  5. 【請求項５】 前記アンテナは電気接続端子を介して外
    部の電気ラインと接続され、該アンテナと電気接続端子
    との接続を、直流的接続、交流的接続、電磁的接続、光
    による接続、音波による接続または無線による接続とし
    た請求項１ないし４のいずれか１項に記載の生体判定装
    置。
  6. 【請求項６】 前記アンテナは電気接続端子を介して外
    部の電気ラインと接続され、該電気接続端子から電気的
    に人体に接続する方法として、直流的接続、交流的接
    続、電磁反射的接続、光反射接続または音波反射的接続
    による接続とした請求項１ないし５のいずれか１項に記
    載の生体判定装置。
  7. 【請求項７】 前記電気接続端子に外部の電気ラインを
    介して複数の自励発信機を接続し、前記センサの所定の
    部位または面に人体の特定部位を作用させたときとそれ
    以外の物体を作用させたときとで自励発信機の発信周波
    数と発信出力と発信位相のいずれかが変化することを利
    用した請求項１ないし６のいずれか１項に記載の生体判
    定装置。
  8. 【請求項８】 前記複数の自励発信機の動作が順次１台
    ずつ交互に切替えられる請求項７に記載の生体判定装
    置。
  9. 【請求項９】 前記アンテナが受信可能な領域に約１０
    Ｈzから約１０ＧＨｚでの間の周波数で発信する少なく
    とも１つの外部発信機を設置し、該外部発信機から空間
    を介して伝播する電波により人体に誘導される誘導周波
    数、誘導出力、誘導位相のいずれかを前記検出手段によ
    り検出する請求項１または２に記載の生体判定装置。
  10. 【請求項１０】 電力線からの送電線周波数または送電
    電力ノイズが空間を伝播して人体に誘起する電気量の送
    電線周波数または送電線電力ノイズレベルを前記電気接
    続端子を介して前記検出手段により検出する請求項１ま
    たは２に記載の生体判定装置。
  11. 【請求項１１】 人体の特定部位の真偽を判定するデー
    タとして、前記自励発信周波数の変化分、発信出力、発
    信位相の変化分のいずれかを使用する請求項７または８
    に記載の生体判定装置。
  12. 【請求項１２】 前記センサの所定の部所が、個人認証
    に用いられる手首全体の血管分布測定装置における手首
    を押し当てる部所である請求項１に記載の生体判定装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記センサの部所が、個人認証に用い
    られる人間の目の虹彩を観察する虹彩観察装置における
    目の位置を固定する固定台である請求項１に記載の生体
    判定装置。
  14. 【請求項１４】 前記センサの部所が、個人認証に用い
    られる人間の目の網膜を観察する網膜観察装置における
    目の位置を固定する固定台である請求項１に記載の生体
    判定装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１ないし１４のいずれか１項に
    記載の生体判定装置を組み込んだ個人認証装置。
  16. 【請求項１６】 個人に固有のデータを取り込むための
    センサに設けられた人体の特定部位を作用させる所定の
    部所に関連付けてアンテナを配置し、前記所定の部所に
    人体の特定部位以外の物体が作用されたとき前記アンテ
    ナを含んで構成される電気回路の電気出力特性を検出
    し、該電気出力特性の変化に基づいて人体の特定部位の
    真偽を判定することを特徴とする生体判別法。
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