JPH11225998A

JPH11225998A - 指紋検知装置および電気機器および扉開閉装置

Info

Publication number: JPH11225998A
Application number: JP10036254A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hoshino; 聡星野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-24
Also published as: SG77221A1; US6912299B1; MY134730A

Abstract

(57)【要約】【課題】指先による指紋入力部の押圧力が所定の大き
さの時に指紋検知を行い、誤差を低減する。【解決手段】指先で指紋入力部１の押圧面６を押し下
げ、突起部６ｂが凹部１０ａと対向する位置まで到達す
ると、両者が嵌合して押圧面６がロック状態となる。こ
の時、スイッチ９がオンとなり、ＣＣＤカメラ２に信号
を出力する。この信号を受けたＣＣＤカメラ２が、押圧
面６上の指先を撮像し、撮像結果は光電変換回路３にて
光電変換され、認証処理部４に送信され、メモリ部５へ
の記憶（指紋登録動作）や、予め記憶されている指紋デ
ータとの比較（指紋照合動作）が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋検知装置と、
これを組み込んだ電気機器および扉開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人物を確認、特定するため
に、終生不変かつ万人不同である指紋の照合が行われて
いる。特に近年では、コンピュータを利用した認識技術
を用いて自動的に指紋照合を行う指紋検知装置が実現さ
れている。

【０００３】このような指紋検知装置の一例としては、
指先をプリズムのガラス面に押し当て、その部分にガラ
スの内側から光を照射した時の反射光の強度パターンを
ＣＣＤカメラで撮像し光電変換して電気信号として取り
出すことにより、指紋の隆起部の接触による反射条件の
変化を求める光学式の装置がある。

【０００４】また、指紋検知装置の他の例としては、感
圧シートにマトリクス電極を形成し、この感圧シートを
指先で押圧した時の電気抵抗の変化を測定する装置や、
絶縁物表面に対を成すように形成された電極により容量
を形成し、対を成す電極に接するように指先で押圧した
時の容量変化を測定する装置や、電界効果型トランジス
タのチャネル領域に圧電薄膜を設けたセンサーをマトリ
クス状に配置し、指先で押圧することにより圧電薄膜に
発生する電荷を測定する装置などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した指紋検知装置
は、いずれも指紋入力部を指先で押圧することにより指
紋検知可能な状態となるものであるが、指先の押圧力が
不十分であったり、逆に押圧力が強過ぎる場合などには
指紋の正確な検知ができない。従来の指紋検知装置で
は、指先の押圧力が人によって全く不均一であるため、
指紋検知に誤差を生じ、指紋照合が正確に行えない場合
がある。

【０００６】そこで本発明の目的は、様々な人が指紋検
知を行う際に、指先による指紋入力部の押圧力を常に一
定となるようにし、指紋検知の誤差を低減することが可
能な指紋検知機構を提供することにある。さらに、本発
明の他の目的は、このような指紋検知装置を組み込んだ
電気機器および扉開閉装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、指紋入力部の
押圧面上に載せられた指先の指紋検知を行う指紋検知装
置において、前記押圧面が、指先で押されることにより
移動可能であり、前記押圧面が所定位置に到達した時点
でこの押圧面を固定させるロック機構と、前記ロック機
構が前記押圧面を固定させた時点で指紋検知を行う検知
部とを有することを特徴とする。

【０００８】前記ロック機構が前記押圧面を固定させた
ことを感知して信号を出力するスイッチを有し、前記検
知部が前記スイッチからの信号を受けた時点で指紋検知
を行う。

【０００９】さらに、前記押圧面の移動に対する抵抗を
なし、前記押圧面が前記所定位置へ到達するための押圧
力を均一化する付勢部材を有する。また、指紋データを
記憶するメモリ部を有する。

【００１０】このような構成によると、押圧面を所定位
置まで押すための押圧力は一定であるので、最適な圧力
が加わった時点で押圧面を固定するようにロック機構を
設定して、高精度の指紋検知が可能になる。

【００１１】本発明の電気機器は、前記した構成の指紋
検知装置を組み込んだ電源スイッチを有する。

【００１２】また、本発明の扉開閉装置は、前記した構
成の指紋検知装置を組み込んだ呼び鈴スイッチを有す
る。そして、前記検知部により検知した指紋が、予め記
憶された指紋データと一致する場合に扉を開く。

【００１３】このように、本発明の指紋検知装置を、従
来より設けられている電気機器の電源スイッチや扉開閉
装置の呼び鈴スイッチに組み込むことにより、あまり構
成を複雑にしたりコスト高にすることなく、セキュリテ
ィ機能を持たせることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について説明する。

【００１５】図１，２に、本発明の指紋検知装置の第１
の実施形態を示している。この実施形態は、光学式の指
紋検知装置の例である。

【００１６】この指紋検知装置は、検知部１１と、指紋
入力部１と、メモリ部５とを有している。検知部１１
は、ＣＣＤカメラ２と、光電変換回路３と、認証処理部
４とからなっている。指紋入力部１は、実際に指先が接
触する上下可能な押圧面６と、この押圧面６の上下動に
抵抗を与えるばねなどの付勢部材７と、押圧面６を所定
位置に保持するためのロック機構８と、このロック機構
８と連動してＣＣＤカメラ２に信号を送るスイッチ９と
からなっている。

【００１７】本実施形態では、押圧面６はプリズムのガ
ラス面である。付勢部材７が定常状態の時、図１に示す
指紋入力部の初期状態である。そしてこの初期状態から
押圧面６がある程度押し下げられた位置にて押圧面６を
固定するように、ロック機構８が設けられている。ロッ
ク機構８は、押圧面６の外周枠６ａに設けられている突
起部６ｂと、フレーム１０に設けられ突起部６ｂに係合
可能な凹部１０ａとからなる。フレーム１０は撓み変形
しやすい板ばね状の材質等からなり、押圧面６の上下動
時にはフレーム１０が外側に撓んだ状態でその内部を押
圧面６が摺動し、突起部６ｂと凹部１０ａとが対向する
位置でフレーム１０の内側への復帰力で凹部１０ａが突
起部６ｂに嵌合する（図２参照）。この位置で押圧面６
は保持される。ただし、この保持状態から押圧面６をわ
ずかに押すだけで、フレーム１０が再度外側へ撓んで凹
部１０ａと突起部６ｂの嵌合が解除され、押圧面６は上
下動可能になる。ここで押圧面から指を離すと、付勢部
材７の力により初期状態に復帰する。付勢部材７は、押
圧面６の押しごたえを生じさせ、凹部１０ａと突起部６
ｂが嵌合する位置における指先から押圧面６への押圧力
が任意の大きさ（指紋検知に適した押圧力）になるよう
に付勢力が設定されている。また、図面中では詳述しな
いが、スイッチ９は、凹部１０ａと突起部６ｂが嵌合し
た時にフレーム１０と連動してオンとなり、信号をＣＣ
Ｄカメラ２に送出する。

【００１８】ＣＣＤカメラ２は、スイッチ９からの信号
を受けると、押圧面６を介して照射した光を指先が反射
した反射光の強度パターンを撮像する。その撮像結果
は、光電変換回路３に送信され、光電変換されて電気信
号として出力される。そして、この電気信号は認証処理
部４に送られる。

【００１９】本実施形態における指紋検知工程を示すフ
ローチャートが、図３に示されている。まず、図１に示
す初期状態において指紋入力部１の押圧面６上に指先を
載せる（ステップＡ）。そして、指先で押圧面６を押し
下げる（ステップＢ）。押圧面６が下降し突起部６ｂが
凹部１０ａと対向する位置まで到達すると、両者が嵌合
して押圧面６がロック状態となる（ステップＣ）。この
時、ロック機構８と連動してスイッチ９がオンとなり、
ＣＣＤカメラ２に信号を出力する（ステップＤ）。この
信号を受けたＣＣＤカメラ２が、押圧面６上の指先を撮
像する（ステップＥ）。この撮像結果は光電変換回路３
に送信されて光電変換される（ステップＦ）。光電変換
により求められた指紋の隆起部の接触による反射条件の
変化を表す電気信号は、指紋登録動作の時には（ステッ
プＧ）、認証処理部４に送信されメモリ部５に記憶され
る（ステップＨ）。また、指紋照合動作の時には（ステ
ップＧ）、認証処理部４に送信され、メモリ部５に予め
記憶されている指紋のデータとの比較が行われる（ステ
ップＩ）。

【００２０】この構成によると、凹部１０ａと突起部６
ｂが嵌合してロック機構８が作動するのは、押圧面６が
ある一定の高さまで押し下げられた時であるので、その
時点で押圧面６にかかる押圧力は常に一定である。その
時点でスイッチがオンし、ＣＣＤカメラ２による撮像が
行われるので、撮像される瞬間、すなわち実際の指紋検
知が行われる瞬間は、常に指先から押圧面６に一定の押
圧力が加わっている時である。従って、最適の押圧力で
押圧している状態の指先の指紋を検知するため、誤差が
あまりなく正確な検知ができる。

【００２１】また、一方では、使用者はクリック感の有
無により指先の押圧力が指紋検知のために十分な力であ
るかどうかがわかる。すなわち、クリック感が得られる
どうかが、使用者が指先で押圧する力の目安となる。つ
まり、クリック感が得られるまでは、使用者は押圧面６
を押しつづけて押圧力を増していく。そしてクリック感
が得られた時点で、それ以上押圧面６を押す必要がない
ことが分かるので押圧を中止する。こうすることによ
り、指紋検知時の指先の押圧力が不十分であったり、過
大な押圧力を加えることが防げる。

【００２２】なお、本実施形態では、光学式の検知部に
ついて例示したが、これに限定されるものではなく、前
記した感圧シートを用いる装置、電極の容量変化を測定
する装置、電界効果型トランジスタを用いる装置など様
々な方式の検知部を有する指紋検知装置について、この
構成を採用することができる。また、指紋入力部１の押
圧面６は、プリズムのガラス面に限らずファイバーオプ
ティカルプレートや半導体センサーやマイクロプリズム
センサーなど、それぞれの指紋検知方式に適した材質か
ら形成すればよい。

【００２３】このような本発明の指紋検知装置は、様々
な電気機器等に組み込むことができる。例えば、図４に
しめすようなパーソナルコンピューター１２やワークス
テーションの電源スイッチ（押しボタン）１３に本発明
の指紋検出装置を組み込むことができる。従来、利用者
を制限するためにパスワードを設定し、そのパスワード
が入力された場合のみそのパーソナルコンピューター１
２などのソフトウェアを利用できるようにしたものがあ
るが、本発明の指紋検出装置を電源スイッチ１３に組み
込み、電源スイッチに触れた人の指紋が予め登録されて
いる指紋と一致する場合のみ電源をオンにしてそのパー
ソナルコンピューター１２などを起動させるようにする
ことができる。これにより、面倒のパスワード設定、入
力が不要になるとともに、パスワードを失念した場合で
も、登録ユーザーであれば使用可能であり、逆に登録ユ
ーザー以外の者がパスワードを知ったり推測したりして
不正に使用することが防ぎ得る。

【００２４】また、同様にして、テレビやオーディオ装
置など様々な機器の押しボタンスイッチに本発明の指紋
検出装置を組み込むことにより、使用者の制限を行うこ
とができる。

【００２５】また、図５，６に示すように、家の呼び鈴
スイッチ（押しボタン）１４に本発明の指紋検出装置を
組み込んで扉開閉装置を構成することができる。この場
合、家人の指紋データをメモリ部５に予め登録してお
き、呼び鈴スイッチ１４に触れた指の指紋が登録されて
いる家人の指紋と一致した場合のみ、ブザー１５を鳴ら
すともに扉１６の施錠手段１７のロックを解除して開く
ようにしたオートロック機構を構成することができる。
これによると、指紋データが登録されている者は、鍵を
持っていなくても扉を開くことができ、指紋データが登
録されていない者は決して扉を開くことができなくな
る。これは会社等の事業所のセキュリティシステムとし
て用いることもできる。

【００２６】なお、このように様々な機器や呼び鈴の押
しボタンスイッチに本発明の指紋検知装置を組み込む場
合、指紋検知用に新たにスイッチ等を設ける必要がな
く、従来よりある押しボタンスイッチを利用することが
でき、構成をあまり複雑にすることなく、またあまりコ
スト高になることがない。

【００２７】

【発明の効果】本発明では、常に一定の押圧力が押圧面
に加わった時点で指紋検知が行われるので、最適の押圧
力で押圧している状態の指先の指紋を検知することがで
き検知精度が向上する。

【００２８】そして、使用者はロック機構のクリック感
の有無により指先の押圧力が指紋検知のために十分な力
であるかどうかがわかるため、使用者が、指紋検知時の
指先の押圧力が不十分であったり過大であったりするこ
とを容易に防ぎ得る。

【００２９】様々な電気機器の電源スイッチや扉開閉装
置の呼び鈴スイッチに本発明の指紋検知装置を組み込む
と、簡単な構成かつ低コストで、セキュリティ効果を持
たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の指紋検知装置の一実施形態を示す概略
図である。

【図２】図１に示す指紋検知装置の指紋検知状態を示す
概略図である。

【図３】図１に示す指紋検知装置の指紋検知工程を示す
フローチャートである。

【図４】本発明の電気機器の一例であるパーソナルコン
ピューターを示す斜視図である。

【図５】本発明の扉開閉装置を示す正面図である。

【図６】図５に示す扉開閉装置の概略図である。

【符号の説明】

１指紋入力部２ＣＣＤカメラ３光電変換回路４認証処理部５メモリ部６押圧面６ａ外周枠６ｂ突起部７付勢部材８ロック機構９スイッチ１０フレーム１０ａ凹部１１検知部１２パーソナルコンピューター１３電源スイッチ１４呼び鈴スイッチ１５ブザー１６扉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指紋入力部の押圧面上に載せられた指先
の指紋検知を行う指紋検知装置において、前記押圧面が、指先で押されることにより移動可能であ
り、前記押圧面が所定位置に到達した時点でこの押圧面を固
定させるロック機構と、前記ロック機構が前記押圧面を
固定させた時点で指紋検知を行う検知部とを有すること
を特徴とする指紋検知装置。
【請求項２】前記ロック機構が前記押圧面を固定させ
たことを感知して信号を出力するスイッチを有し、前記
検知部が前記スイッチからの信号を受けた時点で指紋検
知を行う請求項１に記載の指紋検知装置。
【請求項３】前記押圧面の移動に対する抵抗をなし、
前記押圧面が前記所定位置へ到達するための押圧力を均
一化する付勢部材を有する請求項１または２に記載の指
紋検知装置。
【請求項４】指紋データを記憶するメモリ部を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の指紋検知装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の指
紋検知装置を組み込んだ電源スイッチを有する電気機
器。
【請求項６】請求項１〜４のいずれか１項に記載の指
紋検知装置を組み込んだ呼び鈴スイッチを有する扉開閉
装置。
【請求項７】前記検知部により検知した指紋が、予め
記憶された指紋データと一致する場合に扉を開く請求項
６に記載の扉開閉装置。