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JP2003331271A - Biometric pattern detection method and biometric pattern detection device, biometric authentication method, and biometric authentication device - Google Patents

Biometric pattern detection method and biometric pattern detection device, biometric authentication method, and biometric authentication device

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Publication number
JP2003331271A
JP2003331271A JP2002134569A JP2002134569A JP2003331271A JP 2003331271 A JP2003331271 A JP 2003331271A JP 2002134569 A JP2002134569 A JP 2002134569A JP 2002134569 A JP2002134569 A JP 2002134569A JP 2003331271 A JP2003331271 A JP 2003331271A
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JP
Japan
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tissue
skin
pattern
shape
detected
Prior art date
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Application number
JP2002134569A
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Japanese (ja)
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JP4247656B2 (en
JP2003331271A5 (en
Inventor
Kiyoaki Takiguchi
清昭 滝口
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to KR1020107002388A priority patent/KR101035667B1/en
Priority to CN038139626A priority patent/CN1662931A/en
Priority to EP03721050A priority patent/EP1503330B1/en
Priority to US10/512,087 priority patent/US20050180620A1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 偽造等の危険のない、恒久的な生体認証を可
能とする。生体認証と同時に生体所属識別も可能とす
る。 【解決手段】 表皮組織に遮蔽された皮膚深層組織の凹
凸隆起分布パターンを読み取り、生体固有のパターンを
抽出する。読み取ったパターンに基づいて、生体認証を
行う。皮膚深層組織の凹凸隆起分布パターンの読み取り
は、表皮組織と皮膚深層組織の電気的特性の相違を利用
して電気的に行う。あるいは、表皮組織に比べて真皮組
織の方が血管が多く相対的に皮内温度が高くなることを
利用して、温度差あるいは赤外線強度分布より読み取
る。検出対象位置は、例えば皮下血管の分岐部とし、分
岐部の形状から検出対象位置を決定する。このとき、皮
下血管を利用して生体所属識別を行うことも可能であ
る。
(57) [Summary] [Problem] To enable permanent biometric authentication without danger of forgery and the like. Biometric identification can be performed simultaneously with biometric authentication. SOLUTION: An unevenness distribution pattern of a deep skin tissue shielded by an epidermis tissue is read, and a pattern unique to a living body is extracted. Biometric authentication is performed based on the read pattern. Reading of the uneven ridge distribution pattern of the deep skin tissue is performed electrically using the difference in electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue. Alternatively, taking advantage of the fact that the dermal tissue has more blood vessels and relatively higher intradermal temperature than the epidermal tissue, it is read from the temperature difference or the infrared intensity distribution. The detection target position is, for example, a branch portion of a subcutaneous blood vessel, and the detection target position is determined from the shape of the branch portion. At this time, it is also possible to use the subcutaneous blood vessel to identify the living body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、真皮等の皮膚深層
パターンを捕捉し得る新規な生体パターン検出方法及び
生体パターン検出装置に関するものであり、さらには、
これを応用した生体認証方法及び生体認証装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel biological pattern detection method and biological pattern detection apparatus capable of capturing a deep skin pattern such as dermis, and further,
The present invention relates to a biometric authentication method and a biometric authentication device to which this is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】広く個人認証に用いられている指紋、掌
紋等は、皮膚の表皮組織が真皮の凹凸構造に中に沈み込
んでできた隆線網が外部から直接見える部分であり、基
本的には真皮等の皮膚深層構造を反映するものである。
手掌や足底などの部位の皮膚は、皮膚深層に分布する触
覚神経終端がより外部刺激を検出し易くする目的や摩擦
に対する強度等の生理的理由により、他の部位の皮膚と
異なり真皮等の皮膚深層構造の形状と表皮の形状とが一
致した独特の皮膚構造を有している。従来から個人認証
に用いられてきた指紋は、基本的にこの深層構造の恒久
性を利用したものである。
2. Description of the Related Art Fingerprints, palm prints, etc., which are widely used for personal authentication, are the parts where the ridge network formed by the skin's epidermal tissue sinking into the uneven structure of the dermis can be seen directly from the outside. Indicates the deep skin structure such as dermis.
The skin of parts such as palms and soles is different from the skin of other parts due to physiological reasons such as the purpose of facilitating the detection of external stimuli by the tactile nerve terminals distributed in the deep skin and the strength against friction. It has a unique skin structure in which the shape of the deep skin structure and the shape of the epidermis match. The fingerprint that has been conventionally used for personal authentication basically utilizes the permanence of this deep structure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記指紋を
用いた生体認証は、いわゆる「なりすまし」等に対し
て、その対策が必ずしも十分とは言えない。例えば、指
紋は容易に他の物体に痕跡として残り、また目視も容易
であるために、第三者に偽造される危険性が否定できな
い。
By the way, in the biometric authentication using the fingerprint, the countermeasure against so-called "spoofing" is not always sufficient. For example, fingerprints easily remain as marks on other objects and are easy to see, so the risk of being forged by a third party cannot be denied.

【0004】これに対して、例えば他の部位の表皮によ
り生体認証を行うことができれば、前記偽造の危険性を
回避できるものと考えられる。しかしながら、表皮層は
28日周期で細胞がすべて入れ替わる等、流動的であ
り、また肌荒れや乾燥などによりさまざまな変化がある
ため、この部分の紋理には恒久性が無い。また、測定の
結果、指幹部や母指球部等では、指先の指紋と全く異な
り表皮と表皮下の紋理は全く別でむしろ直交する傾向す
らあり、表皮紋理は生体認証には使用することができな
い。
On the other hand, if it is possible to perform biometric authentication using the epidermis of another part, it is considered that the risk of forgery can be avoided. However, the epidermal layer is fluid such that all cells are replaced every 28 days, and various changes are caused by rough skin, dryness, etc. Therefore, the pattern of this part is not permanent. In addition, as a result of the measurement, in the finger trunk and the ball of the thumb, the fingerprints on the epidermis and the epidermis are completely different and even tend to be orthogonal, unlike the fingerprints on the fingertips. Can not.

【0005】深層構造を直接表皮が反映し目視できる指
先の指紋等の特殊な場合と異なり、同じ手掌型といえど
も母指球等の手掌部、指幹部や手背部の皮膚も含む人体
の大半の皮膚では、深層構造の紋理は表皮層の紋理とは
一致せず、また、6層からなる表皮構造による散乱や基
底細胞等のメラニン色素に可視光が遮蔽されるため、外
部から目視することも困難である。このため、例えば指
輪型の認証装置を形成する場合、装着時に当該指輪の内
側に接触する皮膚紋理はそのままでは認証には使用でき
ないのが実情である。
Unlike special cases such as fingertips where the deep structure is directly reflected on the epidermis and can be visually observed, most of the human body including the skin of the palm part such as the ball of the foot, the finger trunk and the back of the hand, even though it is the same palm type In the skin, the deep-layered pattern does not match the epidermal-layer pattern, and the visible light is blocked by melanin pigments such as scatter and basal cells due to the 6-layered epidermal structure. Is also difficult. Therefore, for example, when a ring-type authentication device is formed, the skin pattern that contacts the inside of the ring when worn cannot be used for authentication as it is.

【0006】一方、皮膚の深層構造は基本的には生体固
有のものであり、また経年変化も指紋等で言われている
ようにほとんど無く、例えばこの部分に色素を注入した
刺青や妊娠線と呼ばれるものの恒久性も同様の部位の性
質によるものである。したがって、皮膚の深層構造であ
る表皮下紋理は、生体認証に適するものと考えられる
が、直観的に目視できないことや物体に接触しても痕跡
が残らないこともあり、指紋と同等の生体認証特性を有
しながらも、個人認証方法として顧みられることは無か
った。
On the other hand, the deep-layer structure of the skin is basically peculiar to the living body, and there is almost no secular change as is said by fingerprints. The permanence of what is called is also due to the nature of similar sites. Therefore, the subdermal pattern, which is a deep structure of the skin, is considered to be suitable for biometrics, but it may not be intuitively visible or may leave no trace even if it comes into contact with an object, and biometrics equivalent to fingerprints. Despite its characteristics, it was never considered as a personal authentication method.

【0007】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、表皮下に隠れた皮膚深層組織の凹凸
隆起分布(表皮下紋理)を把握し得る生体パターン検出
方法及び生体パターン検出装置を提供することを目的と
する。さらに、本発明は、偽造等による「なりすまし」
の危険がなく、恒久的な生体認証が可能な生体認証方法
及び生体認証装置を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and a biological pattern detection method and biological pattern detection capable of grasping the uneven bump distribution (subepithelial pattern) of deep skin tissue hidden under the epidermis. The purpose is to provide a device. Furthermore, the present invention is a "spoofing" by forgery or the like.
An object of the present invention is to provide a biometrics authentication method and a biometrics authentication device that can perform permanent biometrics authentication without the danger of

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するべく種々の検討を重ねてきた。その結果、表皮
組織と皮膚深層組織の電気的な特性の違い、あるいは温
度差を利用することによりこれらを識別し、表皮に遮蔽
されて目視困難な皮膚深層組織の凹凸隆起分布パターン
を明瞭化することが可能であり、指紋のように真皮層パ
ターンと表皮層パターンが一致する特殊な場所以外の全
身の皮膚及び皮下組織においても、その紋理を検出し、
これを生体認証(個人認証)に応用することが可能であ
るとの知見を得るに至った。
The present inventor has made various studies in order to achieve the above object. As a result, the difference in the electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue or the difference in temperature is used to identify them, and the uneven ridge distribution pattern of the deep skin tissue that is shielded by the epidermis and difficult to see is clarified. It is possible to detect the pattern even on the skin and subcutaneous tissue of the whole body other than the special place where the dermis layer pattern and the epidermis layer pattern match like a fingerprint.
We have come to the knowledge that this can be applied to biometric authentication (personal authentication).

【0009】本発明は、かかる知見に基づいて完成され
たものである。すなわち、本発明の生体パターン検出方
法は、表皮組織と皮膚深層組織との電気特性の相違を利
用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を電気的に
読み取り、生体固有のパターンを抽出することを特徴と
するものであり、あるいは、表皮組織と皮膚深層組織と
の温度差を利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形
状を読み取り、生体固有のパターンを抽出することを特
徴とするものである。
The present invention has been completed based on such findings. That is, the biological pattern detection method of the present invention electrically reads the shape of the subepidermal tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in the electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and extracts a pattern unique to the biological body. Alternatively, the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue is read by utilizing the temperature difference between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and a pattern peculiar to the living body is extracted. It is a thing.

【0010】また、本発明の生体パターン検出装置は、
表皮組織と皮膚深層組織との電気特性の相違を利用して
表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を電気的に読み取
る手段を有し、生体固有のパターンを抽出することを特
徴とするものであり、あるいは、表皮組織と皮膚深層組
織との温度差を利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組
織形状を読み取る手段を有し、生体固有のパターンを抽
出することを特徴とするものである。
Further, the biological pattern detection device of the present invention is
It is characterized by having a means for electrically reading the shape of the subepidermal tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in the electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and extracting a peculiar pattern to the living body. Yes, or using a temperature difference between the epidermal tissue and the deep skin tissue to have a means for reading the shape of the subepidermal tissue shielded by the epidermal tissue, and is characterized by extracting a pattern peculiar to the living body. .

【0011】さらに、本発明の生体認証方法は、表皮組
織と皮膚深層組織との電気特性の相違を利用して表皮組
織に遮蔽された表皮下組織形状を電気的に読み取り、予
め登録されたパターンと照合することにより生体認証を
行うことを特徴とするものであり、また、表皮組織と皮
膚深層組織との温度差を利用して表皮組織に遮蔽された
表皮下組織形状を読み取り、予め登録されたパターンと
照合することにより生体認証を行うことを特徴とするも
のである。
Further, according to the biometric authentication method of the present invention, the pre-registered pattern is obtained by electrically reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in the electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue. It is characterized in that biometric authentication is performed by collating with, and the shape of the subepidermal tissue shielded by the epidermal tissue is read using the temperature difference between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and is registered in advance. It is characterized in that biometric authentication is performed by collating with the above pattern.

【0012】さらにまた、本発明の生体認証装置は、表
皮組織と皮膚深層組織との電気特性の相違を利用して表
皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を電気的に読み取る
手段を有し、予め登録されたパターンと照合することに
より生体認証が行われることを特徴とするものであり、
また、表皮組織と皮膚深層組織との温度差を利用して表
皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を読み取る手段を有
し、予め登録されたパターンと照合することにより生体
認証が行われることを特徴とするものである。
Furthermore, the biometric device of the present invention has means for electrically reading the shape of the subepidermal tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in the electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue, It is characterized in that biometric authentication is performed by matching with a pattern registered in advance,
Further, it has a means for reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the temperature difference between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and biometric authentication is performed by collating with a pre-registered pattern. It is a feature.

【0013】本発明は、表皮の紋理を認証に利用するの
ではなく、皮膚深層組織、例えば真皮層の紋理を検出し
て認証に利用するというのが基本的なコンセプトであ
る。皮膚深層組織の表皮下組織形状である凹凸隆起分布
パターン(紋理)は、指紋や掌紋、足底紋等と同様に生
体固有であり、経年変化が少なく恒久的であるばかりで
なく、例えば指先等、指紋として認識可能な部位を除い
て、大半の皮膚では表皮層の紋理とは一致せず、表皮構
造によって隠蔽されていることから、外部から目視する
ことは困難である。また、物体に接触しても痕跡を残す
ことはない。したがって、その偽造はほとんど不可能で
ある。
The basic concept of the present invention is not to use the pattern of the epidermis for authentication but to detect and use the pattern of deep skin tissue, for example, the dermis layer, for authentication. The uneven ridge distribution pattern (texture), which is the subepidermal tissue shape of deep skin tissue, is unique to the living body like fingerprints, palm prints, plantar prints, etc., and is not only permanent with little secular change, but also, for example, fingertips. Except for the part that can be recognized as a fingerprint, most skins do not match the pattern of the epidermis layer and are hidden by the epidermis structure, so it is difficult to see from the outside. Moreover, even if it touches an object, no trace is left. Therefore, its forgery is almost impossible.

【0014】さらに、本発明では、上記の通り、指紋の
ように皮膚角質等の核を喪失して死んだ組織の形状を捕
捉するのではなく、皮膚深層組織という生きた組織の形
状を捕捉している。この皮膚深層組織は、生体から切り
離されるとそのパターンを維持することができない。例
えば、皮膚深層組織には、毛細血管が存在するが、この
毛細血管の血流がなすパターンは、生体特有のものであ
り、組織が生体から切り離された場合には、血管萎縮、
血流停止、血液喪失等により直ちに消失し、皮膚深層組
織全体のパターンにも影響を及ぼす。したがって、本発
明では、生体認証と生体所属識別とが一体化され、生体
組織を入手しての「なりすまし」は不可能であり、本当
の意味での生体認証が実現される。
Furthermore, according to the present invention, as described above, the shape of a dead tissue such as a skin dead layer due to the loss of nuclei such as skin keratin is not captured, but the shape of a living tissue called deep skin tissue is captured. ing. This deep skin tissue cannot maintain its pattern when separated from the living body. For example, there are capillaries in the deep skin tissue, but the blood flow pattern of the capillaries is peculiar to a living body, and when the tissue is separated from the living body, vascular atrophy,
Immediately disappears due to blood flow stoppage, blood loss, etc., and also affects the pattern of the entire deep skin tissue. Therefore, in the present invention, biometric authentication and biometric identification are integrated, "impersonation" by obtaining biological tissue is impossible, and biometric authentication in the true sense is realized.

【0015】上記皮膚深層組織の表皮下組織形状、例え
ば真皮層の凹凸隆起分布パターンは、単体の細胞やその
痕跡組織の集合体である表皮組織と、密性結合組織であ
る真皮組織の構成の違いが、電気的な特性の違いになる
ことを利用して、電気的に検出することができる。
The above-mentioned subepidermal tissue shape of the deep skin tissue, for example, the uneven ridge distribution pattern of the dermis layer, is composed of epidermal tissue which is an aggregate of single cells and their trace tissues and dermal tissue which is dense connective tissue. The difference can be electrically detected by utilizing the difference in the electrical characteristics.

【0016】また、皮膚構造において、表皮組織は血管
を有さず体温に関して受動的であり、これに対して真皮
組織は、血管網を有して血流に起因して体温を能動的に
生成する。このような機構に基づいて、表皮組織に対し
て真皮組織の方が相対的に温度が高くなることから、温
度差を利用して表皮下組織形状を検出することもでき
る。このとき、生体の体温が特定波長の赤外線を放射す
ることに着目し、温度差を赤外線強度差として検出する
ことも可能である。
In the skin structure, the epidermal tissue has no blood vessels and is passive with respect to body temperature, whereas the dermal tissue has a vascular network and actively generates body temperature due to blood flow. To do. Based on such a mechanism, the temperature of the dermis tissue is relatively higher than that of the epidermis tissue. Therefore, the shape of the epidermis tissue can be detected by utilizing the temperature difference. At this time, paying attention to the fact that the body temperature of the living body emits infrared rays having a specific wavelength, it is possible to detect the temperature difference as the infrared intensity difference.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した生体パタ
ーン検出方法、検出装置、及び生体認証方法、認証装置
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a biometric pattern detection method, a detection apparatus, a biometric authentication method, and an authentication apparatus to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

【0018】例えば指紋による生体認証の場合、他の物
体に痕跡(指紋)が容易に残り、また目視が容易である
ため第三者に偽造される危険性が否定できず、その対策
として、検出された指紋が正しく生体の指のものである
か否かを判定するための生理学的な生体所属識別を別途
必要とする。これは、指紋による生体認証では、直接に
は皮膚角質など核を喪失して死んだ組織の形状を光学的
・電気的に捕捉しているためである。
[0018] For example, in the case of biometrics authentication using a fingerprint, since a trace (fingerprint) easily remains on other objects and is easy to see, the risk of being forged by a third party cannot be denied. A separate physiological biometric identification is required to determine whether the fingerprint obtained is that of the finger of the living body. This is because in biometrics authentication using fingerprints, the shape of dead tissue such as skin corneum is directly captured optically and electrically.

【0019】上記指紋や虹彩、その他の生体認証手段の
セキュリティ強度は、検出精度ではなく、むしろこの生
理学的生体所属確認に依存すると言っても良く、例えば
指紋による生体認証において生理学的生体所属識別が破
られれば、認証対象となる生体組織を入手して容易に
「なりすまし」が可能になり、その意味で当該システム
のセキュリティ強度は無きに等しいことになる。一般の
クレジットカードなどのセキュリティであれば、それが
突破されても経済的損失のみで生命身体に直接の危害は
発生しないが、上記生体組織の入手による「なりすま
し」は、生命身体に重大な二次災害を新たに招く結果に
なる。以降これを外科的災害(Surgical Hazard)と呼
ぶこととする。
It can be said that the security strength of the fingerprint, iris, or other biometric authentication means does not depend on the detection accuracy, but rather on the confirmation of the physiological biological belonging. If it is broken, it becomes possible to easily “spoof” by obtaining the biological tissue to be authenticated, and in that sense, the security strength of the system is essentially equal. In the case of general credit card security, even if it is broken through, it will not cause any direct harm to the living body due to only economic loss, but the "impersonation" due to the acquisition of the above-mentioned biological tissue is a serious problem for the living body. This will result in a new disaster. Hereafter, this will be referred to as a Surgical Hazard.

【0020】生体認証においては、一般的な認証技術で
用いられる局所的なセキュリティ強度の他に、新たにシ
ステムとして、外科的災害に対するセキュリティ強度の
概念が必要であり、利用者の安全をも含めたセキュリテ
ィを考慮する必要があるが、従来技術ではその点が明確
にされていない。
In biometric authentication, in addition to the local security strength used in general authentication technology, a new system requires the concept of security strength against surgical disasters, including user safety. Security must be taken into consideration, but the point is not clarified in the prior art.

【0021】すなわち、生体認証としてのセキュリティ
は、「本人のものに一致する、かつ本人から切り取られ
た等のものではない生体組織」という「認証」と認証対
象の正常な生体であることを識別する「生体所属識別」
という2つの条件をどれほどの信頼性で確立できるかに
依存しているが、従来の生体認証技術では単純に前者の
認証の精度や信頼性のみ着目されている。この場合、生
体認証と言いながら、実は「生体所属識別」することな
しに対象を認証することになり、実際には「生体」認証
ではないという矛盾を生じてしまう。したがって、実運
用も含めたセキュリティシステムとしてみた場合、かか
る矛盾から外科的災害という2次災害を誘発する可能性
があると言える。
That is, the security as biometric authentication identifies "authentication" as "living tissue that does not correspond to the person himself or is not cut from the person" and a normal living body to be authenticated. "Organization identification"
However, in the conventional biometric authentication technology, only the accuracy and reliability of the former authentication are simply focused on. In this case, although it is called biometric authentication, in reality, the object is authenticated without "living body identification", which causes a contradiction that it is not actually "biometric" authentication. Therefore, when viewed as a security system including actual operation, it can be said that such a contradiction may induce a secondary disaster called a surgical disaster.

【0022】最も簡便で何の技術知識も設備も必要とし
ない「なりすまし方法」は、生体から指、腕、眼球等の
組織を切断・摘出して第三者が認証を行う方法である。
仮に個人の小口預金以下程度の経済的価値しか得られな
くても、こうした生体認証手段の導入は、その手口の簡
便さゆえ、却って利用者の生命や身体に金銭に換え難い
深刻な被害をもたらす結果となる。このため、指紋や目
の虹彩等による従来の生体認証方法は、他の認証手段の
補足的手段として用いられたり、簡易用途等のように曖
昧に限定された形で利用されるに止まり、広く普及させ
ることは困難である。
The "spoofing method", which is the simplest and does not require any technical knowledge or equipment, is a method in which a third party authenticates by cutting / extracting tissues such as fingers, arms, and eyes from the living body.
Even if the economic value is less than that of an individual small deposit, the introduction of such biometric authentication means will cause serious damage to the user's life and body, which is difficult to convert into money, due to the simplicity of the method. Will result. Therefore, the conventional biometric authentication method using a fingerprint, an iris of the eye, or the like is used as a supplementary means to other authentication means, or is used in a vaguely limited form such as a simple application. It is difficult to spread.

【0023】一方、上記指紋による生体認証等の比較的
偽造が容易な方法では、例えば静電容量による指紋認証
を例に取れば、偽造対策として、指紋表面の汗等の塩分
を含む湿度(水分)により皮膚表面を導電体として機能
させ、電極との間の静電容量や静電誘導を測定すること
により、微小電極と皮膚表面との距離を検出して指紋パ
ターンを捕捉する方法が試みられている。これは、ある
意味で生体所属識別を試みた例である。生体から分泌さ
れる汗等の塩分を含む電解性の湿度が存在しないと、上
記測定は不可能だからである。
On the other hand, in the method of relatively easy forgery such as biometric authentication by the fingerprint, taking fingerprint authentication by capacitance as an example, as a countermeasure against forgery, humidity (moisture content) containing salt such as sweat on the fingerprint surface is used. ) Makes the skin surface function as a conductor, and measures the capacitance or electrostatic induction between the electrodes to detect the distance between the microelectrodes and the skin surface to capture a fingerprint pattern. ing. In this sense, this is an example of attempting to identify a living body. This is because the above measurement cannot be performed without the presence of electrolytic humidity containing salt such as sweat secreted from the living body.

【0024】しかしながら、当該検出方法では認証対象
に電解性の湿度の存在は必要ではあるが、それが必ずし
も生体由来のものである必要は無く、これ以外に例えば
切り取られたものではないことを検出するための生体所
属識別は成立していない。そのため、保水性を持つゲル
状物質等に指紋パターンを形成した模造物や、切断した
指に生理食塩水を噴霧または浸漬したものを用いられて
も、これを排除することは困難である。
However, in the detection method, the presence of electrolytic humidity is required for the authentication target, but it is not necessary that it is of biological origin, and other than this, it is detected that it is not cut out, for example. Living body affiliation identification is not established. Therefore, it is difficult to eliminate the imitation product in which a fingerprint pattern is formed on a gel-like substance having water-retaining property, or a cut finger in which physiological saline is sprayed or dipped.

【0025】また、DNA等を用いた生体認証では、確
かにDNAの「偽造」そのものは困難であるが、その認
証対象となるDNAが生体に所属しているものなのか、
死体や髪の毛から採取されPCRなどで大量複製された
ものなのか判別することは、本質的に不可能であり、こ
れも生体所属識別が成立しない方法である。このため、
生体認証手段に加えて、赤外線による指の血流検出等、
生体認証そのものとは別に生体であることを何らかの方
法で識別する新たなセンサーを別途付加するなどの対策
が必要となる。
In addition, in biometric authentication using DNA or the like, it is certainly difficult to "counterfeit" the DNA itself, but whether the DNA to be authenticated belongs to the living body,
It is essentially impossible to determine whether or not a corpse or hair was mass-replicated by PCR or the like, and this is also a method in which living body affiliation identification is not established. For this reason,
In addition to biometrics, infrared blood flow detection of fingers, etc.
In addition to the biometric authentication itself, it is necessary to take measures such as adding a new sensor that identifies the body by some method.

【0026】ここで、生体認証は「生体・認証」という
2つに分離されて、生体認証とは異なるものとなり、認
証をフロントドア(front door)とすれば、その認証対
象の生体所属識別を認証とは別な物理的検出に依存する
ことは、バックドア(back door)を作ることと同様の
問題となる。この矛盾は、バックドアの生体所属識別手
段を欺瞞できれば、その時点で認証システムとしてのセ
キュリティは破綻し、物体を用いた「なりすまし」や、
さらには外科的災害が誘発される危険性がある。生体所
属識別は、多様性に富む生物組織を前提として「生きて
いる組織か否か」を識別するものであるが、生命とは何
かというセントラルドグマでも明らかなように、それ単
体のみではその多様性への対応故に識別の間口が大きく
なり、結果として欺瞞が可能という本質的な問題を抱え
ている。生体認証と生体所属識別に用いる検出手段を別
々に用意する従来の方法では、生体所属識別のセンシン
グ方法を第三者が容易に発見し解析可能であったと言
え、このようなことから、結論として、認証と生体所属
識別とが一体化され、認証=生体所属識別であるバック
ドアのない本当の意味での生体認証方法が求められてい
る。
Here, biometrics authentication is separated into two parts, "biometrics / authentication", and is different from biometrics authentication. If the authentication is a front door, the biometrics identification of the authentication target is identified. Relying on physical detection apart from authentication presents the same problem as creating a back door. This inconsistency means that if the biometric identification means of the back door can be deceived, the security as an authentication system at that point breaks down, and "spoofing" using an object or
Furthermore, there is a risk of inducing a surgical disaster. Living body affiliation identification is to identify "whether or not it is a living tissue" on the premise of a biological tissue rich in diversity, but as it is clear even in the Central Dogma that what life is, it alone There is an inherent problem that fraud is possible as a result of the fact that the frontier of discrimination becomes large because of the diversity. It can be said that in the conventional method in which the detection means used for biometric authentication and biometric identification are separately prepared, a third party could easily discover and analyze the biometric identification sensing method. There is a demand for a true biometric authentication method in which authentication and biometric identification are integrated, and authentication is biometric identification and there is no back door.

【0027】そこで、本発明においては、上記指紋のよ
うな表皮紋理を利用するのではなく、皮膚深層組織、例
えば真皮層の凹凸隆起分布パターンを検出し、これを利
用して生体認証を行うこととする。
Therefore, in the present invention, rather than utilizing the epidermal pattern such as the fingerprint, the uneven ridge distribution pattern of deep skin tissue, for example, the dermis layer is detected, and biometric authentication is performed using this. And

【0028】図1は、皮膚組織の模式図であり、皮膚組
織は、大別して表皮1と真皮2とからなる。表皮(Epid
ermis)1は、角化重層偏平上皮組織であり、角質層1
1、透明層12、顆粒層13、有棘層14、基底層1
5、及び基底膜16から構成される。これら各層のう
ち、顆粒層13、有棘層14及び基底層15は、併せて
マルピギー層と呼ばれる。
FIG. 1 is a schematic diagram of a skin tissue, which is roughly divided into an epidermis 1 and a dermis 2. Epidermis (Epid
ermis) 1 is keratinized stratified squamous epithelium, and stratum corneum 1
1, transparent layer 12, granular layer 13, spinous layer 14, basal layer 1
5 and the basement membrane 16. Among these layers, the granular layer 13, the spinous layer 14, and the basal layer 15 are collectively referred to as Malpighian layer.

【0029】角質層11は、角質細胞間脂質の2分子膜
によるラメラ液晶形態を持ち、透明層12はコレステリ
ック型液晶形態を、また顆粒層13はケラトヒアリン顆
粒と呼ばれる光を反射・散乱するビーズのような光学的
性質を有する塩基性の構造体を細胞質に含んでいる。ま
た、基底層15はメラニン顆粒を持つ等、外部の紫外線
等から生体を防御するため光学的に各層で多様な散乱・
吸収形態を持っている。特に紫外線帯域の光に対して
は、表皮は屈折率の異なる多層薄膜構造から、ある種の
ダイクロイックな特性を有する。しかしながら、基本的
に表皮1は、メラニン色素による着色を除くと可視光領
域でも比較的散乱性を有する半透明状の組織である。た
だし、可視光の赤や近赤外線よりも長波長の帯域では透
過性が高くなる。このため、表皮1下の真皮2の毛細血
管網内の血流が散乱され、外部からも例えば顔色や血色
として観察することが可能であり、皮膚の色は基本的に
メラニン色素と真皮2の毛細血管内の血液により決定さ
れる。表皮1は、毛細血管やリンパ液等の電解質の循環
が無く、基本的には角質層11に代表されるように誘電
体としての性質が強い。
The stratum corneum 11 has a lamellar liquid crystal form due to a bilayer membrane of intercorneal lipids, the transparent layer 12 has a cholesteric liquid crystal form, and the granule layer 13 is a bead that reflects and scatters light called keratohyaline granules. The cytoplasm contains a basic structure having such optical properties. In addition, the basal layer 15 has various melanin granules, such as melanin granules, to optically protect the living body from external ultraviolet rays.
It has an absorption form. Particularly for light in the ultraviolet band, the epidermis has a certain dichroic property due to the multilayer thin film structure having different refractive indexes. However, basically, the epidermis 1 is a semitransparent tissue having a relatively scattering property even in the visible light region except for the coloring by the melanin pigment. However, the transmittance is higher in a wavelength band longer than that of red of visible light or near infrared. For this reason, the blood flow in the capillary network of the dermis 2 under the epidermis 1 is scattered and can be observed from the outside as, for example, a complexion or blood color, and the skin color is basically the melanin pigment and the dermis 2. It is determined by the blood in the capillaries. The epidermis 1 has no circulation of electrolytes such as capillaries and lymph, and basically has a strong dielectric property as represented by the stratum corneum 11.

【0030】一方、真皮(Dermis)2は、表皮1と比較
すると全く違う様相を呈している。基本的に、真皮2は
コラーゲンやエラスチンからなる密生結合組織と毛細血
管網からなり、単体の細胞の集合体で毛細血管が存在し
ない表皮1とは大きく異なっている。
On the other hand, the dermis (Dermis) 2 has a completely different appearance compared to the epidermis 1. Basically, the dermis 2 is composed of dense connective tissue composed of collagen and elastin and a capillary network, and is greatly different from the epidermis 1 which is an aggregate of cells and has no capillaries.

【0031】この真皮2は、乳頭層と網状層に分かれて
いる。真皮乳頭層は表皮組織の最下層である基底膜によ
り表皮組織と接する組織であり、結合組織と毛細血管か
らなり、感覚神経終端が存在する。網状層は一定の配列
構造を持つコラーゲンとそれを繋ぐエラスチン、そし
て、それらの間を埋める基質からなる。真皮2は毛細血
管が豊富で、またリンパ液等の循環により電解質に富ん
でおり、このため表皮1に比べて導電性が著しく高い。
The dermis 2 is divided into a papillary layer and a reticular layer. The papillary dermis is a tissue that is in contact with the epidermal tissue by the basement membrane, which is the lowermost layer of the epidermal tissue, is composed of connective tissue and capillaries, and has sensory nerve endings. The reticular layer is composed of collagen having a certain array structure, elastin that connects them, and a matrix that fills the gap between them. The dermis 2 is rich in capillaries and rich in electrolytes due to circulation of lymph and the like, and therefore has significantly higher conductivity than the epidermis 1.

【0032】本発明では、これらの電気的特性の違いを
利用することにより、皮膚深層組織(例えば真皮組織)
の凹凸隆起分布パターン等を検出し、生体認証に利用す
る。
In the present invention, by utilizing these differences in electrical characteristics, deep skin tissue (for example, dermal tissue)
The uneven ridge distribution pattern etc. are detected and used for biometric authentication.

【0033】図2は、静電誘導を用いて皮膚の電位を検
出し、これにより表皮下の真皮組織の深さを検出してそ
の皮下パターンを得る検出装置の一例を示すものであ
る。この検出装置では、相対的に見た場合、表皮層が誘
電体としての性質を持ち、真皮層が高い導電性を有する
ことを利用して、検出電極と真皮層との間で発生する静
電容量を検出する。
FIG. 2 shows an example of a detecting device for detecting the electric potential of the skin by using electrostatic induction and thereby detecting the depth of the dermal tissue under the epidermis to obtain the subcutaneous pattern. In this detection device, when viewed relatively, the skin layer has a property as a dielectric and the dermis layer has high conductivity, and therefore electrostatic charges generated between the detection electrode and the dermis layer are utilized. Detect capacity.

【0034】上記静電容量を検出するために、図2に示
す検出装置では、皮膚表面に接触させる検出面上に複数
の微小電極21をマイクロマシニング等により2次元ア
レー等の形に構成して検出電極面としている。検出電極
面の各微小電極21と真皮層との間に容量結合を発生さ
せ、電極に対する距離に応じた静電容量から各微小電極
21下の表皮下導電層の距離分布を求め、この分布から
表皮下組織形状を検出する。すなわち、皮膚の上に平行
に置かれた微小電極21群とそれに皮膚との間でコンデ
ンサを形成し、これらのコンデンサの端子電圧を測定す
ることにより、その値から真皮層の形状を検出する。
In order to detect the electrostatic capacitance, in the detection device shown in FIG. 2, a plurality of micro electrodes 21 are formed in a two-dimensional array or the like by micromachining or the like on the detection surface to be brought into contact with the skin surface. It is used as the detection electrode surface. Capacitive coupling is generated between each microelectrode 21 on the detection electrode surface and the dermis layer, and the distance distribution of the subepithelial conductive layer under each microelectrode 21 is obtained from the electrostatic capacitance according to the distance to the electrode. From this distribution Detect subepidermal tissue shape. That is, capacitors are formed between the microelectrodes 21 arranged in parallel on the skin and the skin, and the terminal voltages of these capacitors are measured to detect the shape of the dermis layer from the values.

【0035】上記微小電極21は、例えば金属製の円筒
状の筐体22内に絶縁担体23によって支持された状態
で封入されており、高抵抗を有する抵抗24を介して筐
体22と電気的に接続されている。微小電極21と筐体
22との間には空隙が設けられており、筐体22を皮膚
に接触させた時には、上記微小電極21は、筐体22の
開口部22aにおいて所定の距離をもって皮膚と対向す
る。
The microelectrode 21 is enclosed in a cylindrical housing 22 made of, for example, a metal and supported by an insulating carrier 23, and electrically connected to the housing 22 via a resistor 24 having a high resistance. It is connected to the. A space is provided between the microelectrode 21 and the case 22, and when the case 22 is brought into contact with the skin, the microelectrode 21 is separated from the skin at a predetermined distance in the opening 22a of the case 22. opposite.

【0036】ただし、ここで問題となるのは、皮膚表面
は誘電体としての性質を有するが、それ故に外来のAC
電源や蛍光灯のノイズ等の誘導を受け易く、また表面形
状的にも角質層のはがれや落屑等があり、そのままでは
極めて不安定であることである。このため、指紋検出等
では、人体の皮膚に高周波電気信号を印加してこれを検
出する方法も考えられているが、このような方法は、指
紋等、表皮と真皮パターンが一致する場合には適用可能
であるが、これらが一致しない他の部分の皮膚組織では
表皮パターンを検出することになる。この場合、表皮パ
ターンには指紋のような恒常性は無く、生体個人認証と
して使用できない。
However, the problem here is that the surface of the skin has the property of a dielectric, and therefore the external AC
It is easy to be influenced by noise of a power source or a fluorescent lamp, and the surface shape of the corneal layer is peeled off or scraped off. Therefore, in fingerprint detection or the like, a method of applying a high-frequency electric signal to the skin of the human body to detect it has been considered, but such a method is used when the epidermis and the dermis pattern match, such as a fingerprint. Applicable, but will detect epidermal patterns in other parts of the skin tissue where they do not match. In this case, the epidermis pattern has no constancy like a fingerprint and cannot be used for biometric individual authentication.

【0037】そこで、これらの問題に対処するために、
例えば図3に示すように、金属製の筐体22の開口部に
誘電体薄膜25を設ける。接触する皮膚表面との間に誘
電体薄膜25を配置し、この誘電体薄膜25と微小電極
21を被う接地側と接続された金属製の筐体22を接触
させ、筐体22側にもコンデンサを形成させる。これに
より、形状的にも皮膚角質の不安定さに影響されること
が少なくなる。
Therefore, in order to deal with these problems,
For example, as shown in FIG. 3, a dielectric thin film 25 is provided in the opening of the metal housing 22. A dielectric thin film 25 is disposed between the skin surface and the metal surface 22 which is connected to the ground side covering the microelectrodes 21 and is brought into contact with the surface of the skin. Form a capacitor. As a result, the shape is less affected by the instability of the skin keratin.

【0038】また、検出電極面に設けられた各微小電極
21の表面には、エレクトレット被膜26を設ける。エ
レクトレット被膜26は、テトラフルオロエチレン等か
らなる膜に電荷を半永久的に電荷を保持させたものであ
る。このエレクトレット被膜26の恒久分極によって、
真皮組織(導電性組織)との間にバイアスとなる静電容
量を発生させ、外部から高周波バイアスを加えることな
しに各微小電極21の静電容量差の分布を検出して、非
侵襲的に皮膚表面から真皮層等の皮膚深層形状を検出す
ることができる。
An electret coating 26 is provided on the surface of each micro electrode 21 provided on the detection electrode surface. The electret coating 26 is a film made of tetrafluoroethylene or the like in which charges are semipermanently held. By the permanent polarization of this electret coating 26,
Capacitance serving as a bias is generated between the dermis tissue (conductive tissue), and the distribution of the capacitance difference between the microelectrodes 21 is detected without applying a high frequency bias from the outside to non-invasively. It is possible to detect a deep skin shape such as a dermis layer from the skin surface.

【0039】図3の構成の検出装置では、上記筐体22
の皮膚側に開口した開口部22aからエレクトレット被
膜26を配した微小電極21が前記誘電体薄膜25を介
して皮膚との間にコンデンサを形成させる。筐体22は
皮膚との対向電極が接地側であり、開口部22a側は逆
に検出電極側となる。このため、両方に共通して入る表
皮性の電位変動成分は互いに逆極性となり相殺しあう。
In the detection device having the structure shown in FIG.
The microelectrode 21 having the electret coating 26 arranged from the opening 22a opened to the skin side forms a capacitor with the skin via the dielectric thin film 25. In the case 22, the electrode facing the skin is the ground side, and the opening 22a side is the detection electrode side. For this reason, the epidermal potential fluctuation components that are commonly input to both have mutually opposite polarities and cancel each other out.

【0040】その一方で、皮膚深部の電位変動は、導電
性を持つ真皮層と検出電極である微小電極21との間で
キャパシタンスが生じ、該微小電極21から検出させる
ことができるが、筐体22側ではエレクトレット等のバ
イアスが存在しないため、表面帯電に引きずられて皮膚
深層の電位変化は検出できない。このため、皮膚表面の
誘導や帯電による影響を相殺し、皮膚深層の電位変化の
みを正確に検出できる。
On the other hand, the potential fluctuation in the deep skin causes a capacitance between the conductive dermis layer and the microelectrode 21 as the detection electrode, which can be detected from the microelectrode 21. Since there is no bias such as electret on the 22 side, the potential change in the deep skin layer cannot be detected due to the surface charge. Therefore, it is possible to cancel the influence of induction and charging of the skin surface and accurately detect only the potential change in the deep skin layer.

【0041】前記で抽出された電位変化を皮膚の各点で
測定した場合に、表皮の厚みによる容量変化によりそれ
ぞれで検出される振幅が変化する。図4は、2次元マト
リクス状に前記の検出電極(微小電極21)を配置する
ことで、歩行時など人体全体に同期して発生する電位変
化の振幅の相違によって皮下の導電層の形状を得るもの
である。
When the potential change extracted above is measured at each point on the skin, the amplitude detected at each point changes due to the capacitance change due to the thickness of the epidermis. In FIG. 4, by arranging the detection electrodes (microelectrodes 21) in a two-dimensional matrix, the shape of the subcutaneous conductive layer is obtained by the difference in the amplitude of the potential change that occurs in synchronization with the entire human body when walking. It is a thing.

【0042】図5に示すように、歩行時には人体全体に
同期して同一位相の電荷量の変化が足の路面との接地・
剥離によって生ずる。歩行に伴う人体電荷量変化につい
て説明すると、歩行に伴い皮膚面上に形成された静電容
量型センサーで検出される波形は、下記の2つのメカニ
ズムから生成される。
As shown in FIG. 5, when walking, the change in the amount of electric charge in the same phase in synchronization with the entire human body causes the ground contact with the road surface of the foot.
Caused by peeling. Explaining the change in human body charge amount with walking, the waveform detected by the capacitance type sensor formed on the skin surface with walking is generated by the following two mechanisms.

【0043】第一のメカニズムは、基本的にはコンデン
サマイクと同じものである。マイクの場合には、振動板
とエレクトレット電極との間の空隙の距離が振動板の振
動により変化し、それにより空隙の静電容量(C)が変
化するため、これをFETのゲートを介してインピーダ
ンス変換して捉える。本発明ではマイクの振動板を取り
外し、センサーと人体とを誘電体膜を介して密着させて
電荷結合する。エレクトレットと誘電体膜との間の空隙
でコンデンサ(静電容量)が形成されると同時に、更に
人体との電荷結合により、人体の静電容量と当該空隙の
静電容量が合成される。この状態が形成されると、人体
が歩行運動等によって外界(接地物など)と相互作用し
てその静電容量が変化すると、それがそのままセンサー
にマイクの音声検出のように波形信号として検出され
る。
The first mechanism is basically the same as the condenser microphone. In the case of a microphone, the distance between the diaphragm and the electret electrode changes due to the vibration of the diaphragm, which changes the capacitance (C) of the gap. Capture by converting impedance. In the present invention, the diaphragm of the microphone is removed, and the sensor and the human body are brought into close contact with each other through the dielectric film to charge-couple them. A capacitor (electrostatic capacity) is formed in the gap between the electret and the dielectric film, and at the same time, the capacitance of the human body and the capacitance of the gap are combined by charge coupling with the human body. When this state is formed, when the human body interacts with the outside world (grounded object, etc.) due to walking motion, etc., and its capacitance changes, it is directly detected by the sensor as a waveform signal like voice detection of a microphone. It

【0044】ここで、人体静電容量(C)は路面との接
地と空間の足の位置により変化する。つまり、路面と接
していれば、容量が大きく足が路面から離れれば足の裏
(靴底)と路面との間に誘電率の低い空気の層ができる
ため静電容量は著しく小さくなる。また足の路面との接
触面積が大きければ容量も大きくなる。コンデンサの静
電容量Cは、 C=ε・S/d[F] (εは電極間の空隙を満たす媒質の誘電率、Sは電極面
積、dは電極間の距離)なる関係が成立する。このため足
の接地面積が大きければ電極面積(S)も大きくなり静
電容量も大きくなる。
Here, the human body capacitance (C) changes depending on the ground contact with the road surface and the position of the foot in the space. In other words, when it is in contact with the road surface, the capacitance is large, and when the foot is away from the road surface, an air layer having a low dielectric constant is formed between the sole of the foot (sole) and the road surface, and the capacitance is remarkably reduced. The larger the contact area of the foot with the road surface, the larger the capacity. The capacitance C of the capacitor is C = ε · S / d [F] (ε is the permittivity of the medium that fills the gap between the electrodes, S is the electrode area, and d is the distance between the electrodes). Therefore, if the ground contact area of the foot is large, the electrode area (S) is also large and the capacitance is large.

【0045】第二のメカニズムは、電極自体が帯電セン
サーとして作用するものであり、金属筒に封入され誘電
体膜を介して皮膚と接触しているセンサー内部の電極
は、人体の帯電によって誘電体膜上に誘導された電極電
圧の電位変化を波形として検出する。
The second mechanism is that the electrode itself acts as a charge sensor, and the electrode inside the sensor, which is enclosed in a metal cylinder and is in contact with the skin through the dielectric film, is a dielectric body due to the charging of the human body. The potential change of the electrode voltage induced on the film is detected as a waveform.

【0046】よって、この二つのメカニズムによって人
体から検出される波形は、基本的に、電位ではなく電荷
量であると考えられ、下記の式に従う現象であり、等価
回路のシミュレーションによっても観測波形の再現が確
認された。 Q(電荷量)=C(静電容量)・V(電極電圧)
Therefore, it is considered that the waveform detected from the human body by these two mechanisms is basically not the electric potential but the electric charge amount, and it is a phenomenon according to the following equation, and the observed waveform is also obtained by the simulation of the equivalent circuit. Reproduction was confirmed. Q (charge amount) = C (capacitance) V (electrode voltage)

【0047】上記電荷量の変化は、基本的には体全体で
同一波形であるが、皮膚組織の微細構造、特に表皮と真
皮層との関係によって振幅が異なる。電荷量変移波形は
全身で同期するため前記の2次元マトリクス状に構成し
た微細な検出電極により、振幅の差を比較することによ
り、各電極での真皮層までの距離を測定し表皮下の形状
を得ることができる。
The change in the amount of charge basically has the same waveform throughout the body, but the amplitude varies depending on the fine structure of the skin tissue, particularly the relationship between the epidermis and the dermis layer. Since the charge variation waveforms are synchronized throughout the body, the distance to the dermis layer at each electrode is measured by comparing the amplitude differences with the fine detection electrodes configured in the above-mentioned two-dimensional matrix, and the shape of the subepidermal shape is measured. Can be obtained.

【0048】このように、電荷を印加する電極等の能動
的電荷発生手段を用いず、歩行時等の足の着地・離床等
の対物運動により、人体自体に電荷量変化が日常的に発
生することを利用して、歩行や動作等の活動に伴って発
生する電荷量の変化を各微小電極21で検出し、運動に
伴い全身で同期して発生する電荷量の変移波形の各微小
電極21における振幅差を皮膚表面と皮下組織との距離
として変換し、検出電極面下の真皮層等の皮膚深層形状
を検出することができる。
As described above, the amount of charge is routinely changed in the human body by the objective movement such as landing and leaving of the foot during walking without using active charge generating means such as electrodes for applying electric charge. Utilizing this, each microelectrode 21 detects a change in the amount of electric charge that occurs with activities such as walking and movements, and each microelectrode 21 having a waveform of the amount of electric charge that changes in synchronization with the whole body with exercise It is possible to detect the shape of the deep skin layer such as the dermis layer under the detection electrode surface by converting the amplitude difference in A to the distance between the skin surface and the subcutaneous tissue.

【0049】静電容量や抵抗による皮膚紋理検出として
は、従来、指紋の検出技術としてマイクロマシニングに
より微小電極を検出面上に構成し、その上に指が接触し
た際の指紋の溝と隆線を静電容量や静電誘導により検出
する方法が知られている(例えば特開平8−30583
2号公報、特開平11−19070号公報、特開200
1−311752公報参照)。また、指紋ではなく指幹
部の皮膚の凹凸パターンに対応した一次元の抵抗分布を
用い表面凹凸からなる紋理を用いて個人認証を行う方法
(特許第2971296号)や、皮膚表面の汗等の影響
を排除した方法として、特定周波数の電気信号を皮膚に
接触させた複数の電極から各電極下の皮膚の凹凸による
電極との接触・非接触によるインピーダンスの違いを用
いて皮膚のパターンを得る方法も考えられている(特開
2000−242770)。
Conventionally, as skin fingerprint detection by electrostatic capacity or resistance, a microelectrode is formed on the detection surface by micromachining as a fingerprint detection technique, and when the finger touches the microelectrode, the fingerprint grooves and ridges are formed. Is known by electrostatic capacitance or electrostatic induction (for example, JP-A-8-30583).
No. 2, JP-A-11-19070, JP-A-200
1-311754). In addition, a method of performing personal authentication using a pattern formed by surface irregularities using a one-dimensional resistance distribution corresponding to the skin irregularities pattern of the finger trunk instead of a fingerprint (Japanese Patent No. 2971296) and the influence of sweat on the skin surface As a method of eliminating the skin noise, there is also a method of obtaining a skin pattern by using the difference in impedance due to the contact / non-contact with the electrodes due to the unevenness of the skin under each electrode It is considered (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-242770).

【0050】しかしながら、これら従来の皮膚紋理の検
出方法は、静電容量、圧力、抵抗方式の別を問わず、あ
くまで表層の紋理の検出を目的としたもので、指紋等、
皮下真皮層と表皮とで隆起形状が一致している手掌型皮
膚の一部にのみ適用可能である。手掌型皮膚の一部以外
の皮膚で認証を行おうとすると、恒久性の無い表皮の紋
理を検出することとなり、皮膚全般では実用には適さな
い。また、単純に皮膚表面の電気・光学特性を用いた従
来の方法では、生体所属識別が困難であり、バックドア
対策のために、別途、何らかの生体所属識別手段を設け
る必要があり、構成が複雑化するとともにセキュリティ
性の点でも不安がある。
However, these conventional skin print detection methods are intended only for detecting print prints on the surface layer, regardless of whether they are capacitance, pressure or resistance methods.
It can be applied only to a part of palm-shaped skin in which the ridges of the subcutaneous dermis layer and the epidermis are the same. If authentication is attempted on skin other than a part of the palm-type skin, non-permanent prints on the epidermis will be detected, which is not suitable for practical use on the skin in general. In addition, in the conventional method that simply uses the electrical and optical characteristics of the skin surface, it is difficult to identify the living body affiliation, and it is necessary to separately provide some living body affiliation identification means as a countermeasure against the back door, and the configuration is complicated. There is concern about security as it becomes more common.

【0051】また、従来の静電容量方式は、基本的に固
定型の認証装置が前提とされているものと考えられ、装
置に接地が取れている前提の構成となっている。このた
め、例えば人体に認証装置を装着し装着者自体を認証す
るウェアラブルな環境において、例えば冬季の乾燥時に
絨毯上を歩いた場合には、検出電極と接地部の双方が強
く帯電して正確な検出が困難となる可能性がある。これ
は、ウェアラブルな環境では、接地部も人体上にあるた
めである。
Further, it is considered that the conventional electrostatic capacitance method is basically based on the assumption that a fixed type authentication device is used, and the device is grounded. Therefore, for example, in a wearable environment in which the authentication device is attached to the human body and the wearer authenticates itself, for example, when walking on a carpet during the dry season in winter, both the detection electrode and the grounding part are strongly charged and accurate. It can be difficult to detect. This is because in a wearable environment, the grounding part is also on the human body.

【0052】そうした問題の解決策として、検出電極の
他に新たに電極や振動子等の送信手段を用意して人体に
密着させ、積極的に人体に伝播するように超音波や一定
の高周波信号を印加し、これを皮膚上の微小電極で受信
させて皮膚との接触面と非接触面を識別させて指紋パタ
ーンを得る方法等が考案されている。しかしながら、こ
うした方法では構成が複雑となるとともに、前記のこれ
までの指紋認証同様、指紋等、手掌型皮膚の一部に限定
されるものである。例えば、指輪等に内蔵し、指輪の下
の皮膚面を認証に用いることを考えた場合、当該部位で
は皺などの表皮層の紋理が、真皮層のパターンと直交す
るがごとく異なる傾向にあるために、恒久性の無い表皮
パターンを検出してしまうことになり、認証精度の点で
も課題がある。
As a solution to such a problem, in addition to the detection electrode, a new transmitting means such as an electrode and a vibrator is prepared so as to be in close contact with the human body, and ultrasonic waves or a constant high frequency signal so as to be actively propagated to the human body. A method has been devised in which a fingerprint pattern is obtained by applying a voltage and receiving it by a microelectrode on the skin to identify the contact surface with the skin and the non-contact surface. However, in such a method, the configuration becomes complicated, and like the fingerprint authentication so far described, the fingerprint is limited to a part of the palm-shaped skin. For example, when it is considered that the skin surface under the ring is used for authentication when it is built in a ring, etc., the pattern of the epidermis layer such as wrinkles tends to be different at that part, although it is orthogonal to the pattern of the dermis layer. In addition, a non-permanent epidermis pattern is detected, which poses a problem in terms of authentication accuracy.

【0053】本発明は、先にも述べたように、表皮の紋
理ではなく、表皮下組織の形状(例えば真皮層の凹凸隆
起分布パターン)を静電容量により検出し、これに基づ
いて生体認証を行うものであり、上記の不都合は悉く解
消される。
As described above, the present invention detects not the pattern of the epidermis but the shape of the subepidermal tissue (for example, the uneven ridge distribution pattern of the dermis layer) by electrostatic capacitance, and based on this, biometric authentication is performed. The above-mentioned inconvenience is completely eliminated.

【0054】すなわち、本発明は表皮下組織形状により
生体認証を行うものであるため、生体認証と生体所属認
識が一致することになり、このため切断した組織を生理
食塩水などに浸漬して細胞を生かしていたとしても、血
流が存在しないためこれを認証排除し得るものである。
認証対象組織は、肺循環と拍動を備えて血流と血液の各
ヘモグロビン比率を正しく備える必要があり、仮に腕を
外科的に切断して用いようとしても、その腕の各血管を
外科的に人工心肺装置に接続し、かつ拍動波形も正確に
再現する必要があり、例えば携帯型人工心肺も実用化さ
れていない今日の状況では実現は困難である。また仮に
将来それが実用化されたとしても、腕の切断から始まっ
て、各血管と装置への接続、切断された微小血管や神経
に対する処置、切断に対する生活反応による組織変化の
解消や血流再開後の組織の安定等、高度な外科的技術と
医療設備を必要とし、現実的な作業ではない。一方、微
細な毛細血管の3次元立体構造や散乱等について、生体
を用いないで人工的に同一のものを正確に構成すること
はさらに困難である。
That is, in the present invention, since biometric authentication is performed by the shape of the subepithelial tissue, the biometric authentication and the biometric identification match. Therefore, the cut tissue is immersed in physiological saline or the like to remove cells. Even if the above is utilized, since there is no blood flow, this can be authenticated and excluded.
The tissue to be certified must have pulmonary circulation and pulsation, and must properly have the hemoglobin ratio of blood flow and blood, and even if the arm is surgically cut and used, each blood vessel of the arm is surgically cut. It is necessary to connect to an artificial heart-lung machine and accurately reproduce the pulsation waveform. For example, it is difficult to realize it in the present situation where a portable heart-lung machine has not been put to practical use. Even if it is put to practical use in the future, it starts from amputation of the arm, connects to each blood vessel and device, treats the cut microvessels and nerves, eliminates tissue changes due to life reaction to the amputation, and restarts blood flow. It requires advanced surgical techniques and medical equipment, such as stabilization of the tissue later, and is not a realistic task. On the other hand, regarding the three-dimensional three-dimensional structure of fine capillaries, scattering, and the like, it is more difficult to accurately construct the same one artificially without using a living body.

【0055】また、本発明は、ウェアラブルな環境に適
用することも可能である。例えば、人体装着型または携
帯型情報装置において、該装置を保持または装着した際
に利用者の皮膚と該装置が接触する面に自然光では目視
困難な表皮下の組織又は血管パターン等の検出手段を設
け、利用者が該装置を把持または装着する際に、身体と
該装置との接触部分の表皮下の皮膚組織パターンを検出
して、該装置または該装置とネットワーク接続されたサ
ーバーなどに予め登録してあるパターンと照合し、その
結果から少なくとも該装置やネットワークから提供され
るサービスの少なくとも一部を許可や制限する、いわゆ
るアクセスコントロールを実現することが可能である。
The present invention can also be applied to a wearable environment. For example, in a human-wearable or portable information device, a detection means for detecting a subdermal tissue or a blood vessel pattern which is difficult to see by natural light on a surface where the user's skin comes into contact with the device when the device is held or worn. When the user grips or wears the device, the skin tissue pattern under the epidermis at the contact part between the body and the device is detected and registered in advance in the device or a server connected to the network. It is possible to realize so-called access control in which at least a part of the service provided from the device or the network is permitted or restricted based on the result of comparison with a given pattern.

【0056】ところで、上記の検出装置や認証装置を、
例えば腕時計型等の人体装着型認証装置とした場合に、
装着時に取り付け位置や方向を厳密に定める必要があ
り、また、生体に緩み無く密着させて生体が活動しても
動かないようにする等の対策が必要である。具体的に
は、皮膚のどの面が認証対象となるのか特定する必要が
ある。対象領域を含む広範な皮膚領域の干渉パターンを
予め登録する方法も考えられるが、広い領域のパターン
から特定のパターンを照合する必要があるため、処理上
大きな負荷が発生する。携帯型機器にした場合には、消
費電力等の点でかかる大きな負荷は好ましくない。
By the way, the above detection device and authentication device are
For example, in the case of a wrist-worn type body-worn authentication device,
It is necessary to strictly determine the mounting position and the direction at the time of mounting, and it is also necessary to take measures such as keeping the living body in close contact with the living body so as not to move even when the living body is active. Specifically, it is necessary to specify which side of the skin is the subject of authentication. A method of pre-registering an interference pattern of a wide skin area including a target area is conceivable, but it is necessary to collate a specific pattern from a pattern of a wide area, which causes a heavy processing load. In the case of a portable device, a heavy load in terms of power consumption is not preferable.

【0057】例えば、皮膚紋理を用いた生体認証におい
て、指紋等の特殊な場合では渦、馬蹄等の中心が捕捉し
易く、また指表面の形状も限られた狭いものであること
等から認証対象の位置を特定することが容易である。し
かしながら、そうした限定された特異な部位を除いた一
般の皮膚においては、領域も指先に比べて広く、且つ指
紋のように渦状等の位置特定し易い幾何学的形状を持た
ない微細な皮膚紋理パターンの中から認証対象となる領
域を特定することは極めて難しい。
For example, in a biometric authentication using a skin pattern, in a special case such as a fingerprint, the center of a vortex, a horseshoe or the like is easily captured, and the shape of the finger surface is limited and narrow. It is easy to specify the position of. However, in general skin excluding such limited and peculiar parts, the area is wider than the fingertips, and a fine skin pattern that does not have a geometrical shape such as a spiral that is easy to locate like a fingerprint. It is extremely difficult to identify the area to be authenticated from among these.

【0058】このため、上記のように予め広い領域の皮
膚紋理を登録し、認証時に検出した紋理が当該登録パタ
ーンに含まれるかを検索する方法も考えられるが、本来
不要な領域まで登録するため登録に手間がかかる上に、
認証の際の照合にも装置に処理上の負荷と時間がかか
る。また、全身の皮膚紋理の登録が理想的であるが前記
の理由から実用的ではなく、またその場合に「広い領
域」の定義が曖昧であり、実際の運用では、人体の柔軟
性やその時々の認証装置への認証対象のコンタクトの違
いにより、個認証時に当該領域から外れてしまう可能性
もある。
Therefore, as described above, a method of registering a skin pattern in a wide area in advance and searching for whether the pattern detected at the time of authentication is included in the registration pattern can be considered. It takes a lot of time to register, and
The verification process at the time of authentication also requires a processing load and time on the device. In addition, it is ideal to register the skin pattern on the whole body, but it is not practical for the above reasons.In that case, the definition of "wide area" is ambiguous, and in actual operation, the flexibility of the human body and the occasion There is a possibility that the authentication device may be out of the area at the time of individual authentication due to the difference in the authentication target contact.

【0059】そこで、これを解決するための手法とし
て、検出対象皮膚面を皮下血管の分岐部とすることが好
適である。当該分岐の形状を用いることで、容易に上記
主軸方向を割り出すことができる。例えば、皮下血管の
分岐部の位置関係を予め登録時に決定・記録しておけ
ば、認証時に血管分岐部の位置から検出対象皮膚面を簡
単に合わせることができる。
Therefore, as a method for solving this, it is preferable to use the skin surface to be detected as a branch portion of the subcutaneous blood vessel. By using the shape of the branch, it is possible to easily determine the main axis direction. For example, if the positional relationship of the branch portion of the subcutaneous blood vessel is previously determined and recorded at the time of registration, the skin surface to be detected can be easily aligned with the position of the blood vessel branch portion at the time of authentication.

【0060】次に、温度差を利用した生体パターンの検
出及び認証について説明する。皮膚構造において、表皮
組織は血管を有さず体温に関して受動的であり、これに
対して真皮組織は、血管網を有して血流に起因して体温
を能動的に生成する。したがって、直射日光への体表の
暴露等、外的に熱が印加された場合を除き、表皮組織に
比べて真皮組織の方が相対的に皮内温度が高くなる。こ
れを利用して表皮下組織形状を検出する。
Next, the detection and authentication of the biometric pattern using the temperature difference will be described. In the skin structure, epidermal tissue has no blood vessels and is passive with respect to body temperature, whereas dermal tissue has a vascular network and actively produces body temperature due to blood flow. Therefore, the dermal tissue has a relatively higher intradermal temperature than the epidermal tissue, except when external heat is applied such as exposure of the body surface to direct sunlight. Utilizing this, the shape of the subepidermal tissue is detected.

【0061】例えば、先の微小電極の代わりに、サーミ
スタボロメータやサーモパイル等の温度検出用の微小素
子を2次元アレー化し、各点での温度を測定する。この
とき、各微小素子下の表皮層の厚さ等に応じて微小素子
間で温度差が生ずる。これを利用することで表皮下の真
皮層の凹凸分布を検出することができる。特に、温度検
出のために人体の放射する赤外線帯域に応じたサーモパ
イルを用いることにより、太陽光等の外的な熱源による
影響を排除することが可能である。
For example, instead of the above-mentioned microelectrodes, microelements for temperature detection such as thermistor bolometer and thermopile are made into a two-dimensional array, and the temperature at each point is measured. At this time, a temperature difference occurs between the microelements depending on the thickness of the skin layer under each microelement. By utilizing this, it is possible to detect the uneven distribution of the dermis layer under the epidermis. In particular, by using a thermopile corresponding to the infrared band radiated by the human body for temperature detection, it is possible to eliminate the influence of an external heat source such as sunlight.

【0062】また、例えば生体の体温が特定波長の赤外
線(例えば波長10μm程度)を放射することに着目
し、温度検出手段として赤外線検出手段をマトリクス状
に配置して皮膚表面に近接させ、表皮組織下の真皮層パ
ターンを検出することも可能である。マトリクス状の配
置された個々の赤外線検出手段においては、表皮の厚さ
や赤外線発生源である真皮との距離に応じて赤外線強度
に差異が発生する。この赤外線強度分布に基づいて、表
皮下組織の形状、例えば真皮層の凹凸パターンを検出す
る。
Further, for example, paying attention to the fact that the body temperature of the living body emits infrared rays of a specific wavelength (for example, a wavelength of about 10 μm), infrared detecting means as temperature detecting means are arranged in a matrix and brought close to the skin surface, and the epidermal tissue It is also possible to detect the underlying dermal layer pattern. In each of the infrared detecting means arranged in a matrix, the infrared intensity varies depending on the thickness of the epidermis and the distance from the dermis, which is the infrared source. Based on this infrared intensity distribution, the shape of the subepidermal tissue, for example, the uneven pattern of the dermis layer is detected.

【0063】上記において、皮下血管の存在により温度
が他の部分よりも局所的に高くなることを利用して、血
管位置を特定し、それを用いて生体認証を行うことも可
能である。あるいは、検出した毛細血管像を基に、認証
対象の位置や方向の特定を行うことも可能であるし、さ
らには、生体所属識別を行うことも可能である。
In the above, it is also possible to identify the position of the blood vessel by utilizing the fact that the temperature locally becomes higher than that of other portions due to the presence of the subcutaneous blood vessel, and perform biometric authentication using it. Alternatively, it is possible to specify the position and direction of the authentication target based on the detected capillary blood vessel image, and further it is possible to perform living body affiliation identification.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、指先等、特定の場所ではなく全身の皮膚で
ユビキタスに生体認証が可能である。また、認証対象は
指紋と異なり外部からは目視できず、指紋や虹彩等のよ
うに容易に身体上の場所を特定されることがないため、
秘匿性が高く、偽造は困難である。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to perform ubiquitous biometric authentication with the skin of the whole body rather than a specific place such as a fingertip. Also, unlike the fingerprint, the authentication target is not visible from the outside, and the location on the body is not easily specified like a fingerprint or an iris.
It is highly confidential and difficult to forge.

【0065】さらに、本発明は、真皮組織のような血
流、体液循環に富む場所を用いた認証法であり、これら
の変化に対して鋭敏にその特性が変化するため、基本的
に生体認証手段と生体所属識別とが完全に一体化してい
ることになる。これにより外科的災害の無効化が実現で
き、利用者の安全性を高めることが可能である。
Furthermore, the present invention is an authentication method using a place such as dermis tissue, which is rich in blood flow and body fluid circulation, and its characteristics are sensitive to these changes. This means that the means and the biometric identification are completely integrated. As a result, the surgical disaster can be nullified and the safety of the user can be improved.

【0066】さらにまた、本発明の検出装置、認証装置
では、例えばウェアラブル装置の人体接触面に検出部を
設けることができるため、認証を意識せずに日常の動作
で生体認証を完了することができる。また、検出や照合
エラーが発生しても利用者に意識されること無くリトラ
イが行われるため、利用者にとって認証のリトライに伴
う煩雑さがない。
Furthermore, in the detection device and the authentication device of the present invention, since the detection unit can be provided on the human body contact surface of the wearable device, for example, biometric authentication can be completed in daily operation without being aware of the authentication. it can. Further, even if a detection or matching error occurs, the retry is performed without the user being aware of it, so that the user does not have to worry about the authentication retry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】皮膚組織の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of skin tissue.

【図2】皮膚表面電位検出素子の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a skin surface potential detecting element.

【図3】皮膚表面電位検出素子の他の例を示す模式図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view showing another example of the skin surface potential detecting element.

【図4】皮膚表面電位検出素子を2次元アレイ状に配列
した皮下組織パターン検出装置の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a subcutaneous tissue pattern detection device in which skin surface potential detection elements are arranged in a two-dimensional array.

【図5】歩行時に生ずる電位波形の一例を示す波形図で
ある。
FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a potential waveform generated during walking.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表皮、2 真皮、21 微小電極、22 金属製筐
体、23 絶縁担体、25 誘電体薄膜、26 エレク
トレット被膜
1 epidermis, 2 dermis, 21 microelectrodes, 22 metal casing, 23 insulating carrier, 25 dielectric thin film, 26 electret coating

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表皮組織と皮膚深層組織との電気特性の
相違を利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を
電気的に読み取り、生体固有のパターンを抽出すること
を特徴とする生体パターン検出方法。
1. A living body characterized by electrically reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue to extract a pattern peculiar to the living body. Pattern detection method.
【請求項2】 上記皮膚深層組織が真皮組織であること
を特徴とする請求項1記載の生体パターン検出方法。
2. The biological pattern detection method according to claim 1, wherein the deep skin tissue is dermal tissue.
【請求項3】 静電誘導を用いて皮膚の電位を測定し、
表皮下の真皮組織の深さを検出して上記表皮下組織形状
を読み取ることを特徴とする請求項2記載の生体パター
ン検出方法。
3. The potential of the skin is measured using electrostatic induction,
The biological pattern detecting method according to claim 2, wherein the depth of the dermal tissue under the epidermis is detected to read the shape of the epidermal tissue.
【請求項4】 検出対象となる皮膚上に複数の微小電極
を所定の間隔をもって平行に配列することを特徴とする
請求項3記載の生体パターン検出方法。
4. The biological pattern detection method according to claim 3, wherein a plurality of microelectrodes are arranged in parallel on the skin to be detected at a predetermined interval.
【請求項5】 各微小電極と真皮組織との間に容量結合
を発生させ、各微小電極における静電容量から表皮下の
導電層の距離分布を算出して表皮下組織形状を検出する
ことを特徴とする請求項4記載の生体パターン検出方
法。
5. A method of generating capacitive coupling between each microelectrode and dermal tissue, calculating the distance distribution of the conductive layer under the epidermis from the capacitance of each microelectrode, and detecting the shape of the subdermal tissue. The biometric pattern detection method according to claim 4, which is characterized in that.
【請求項6】 上記微小電極を金属製の筐体内に絶縁担
体を介して所定の間隔で配置し、金属製の筐体と皮膚の
間に誘電体薄膜を介在させることを特徴とする請求項5
記載の生体パターン検出方法。
6. The microelectrodes are arranged in a metal casing at a predetermined interval via an insulating carrier, and a dielectric thin film is interposed between the metal casing and the skin. 5
The biological pattern detection method described.
【請求項7】 上記微小電極の表面にエレクトレット被
膜を設け、当該エレクトレット被膜の恒久分極により真
皮組織との間にバイアスとなる静電容量を発生させるこ
とを特徴とする請求項5記載の生体パターン検出方法。
7. The biopattern according to claim 5, wherein an electret coating is provided on the surface of the microelectrode, and a permanent polarization of the electret coating generates a capacitance serving as a bias between the electret coating and the dermal tissue. Detection method.
【請求項8】 運動に伴って発生する生体の電荷量変化
を上記微小電極で検出し、電荷量変移波形の各微小電極
における振幅差を皮膚表面と表皮下組織の距離として変
換することを特徴とする請求項4記載の生体パターン検
出方法。
8. The change in the amount of electric charge of a living body caused by exercise is detected by the microelectrodes, and the amplitude difference between the microelectrodes of the charge amount change waveform is converted as the distance between the skin surface and the subepidermal tissue. The biological pattern detection method according to claim 4.
【請求項9】 表皮組織と皮膚深層組織との電気特性の
相違を利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を
電気的に読み取る手段を有し、生体固有のパターンを抽
出することを特徴とする生体パターン検出装置。
9. A method for electrically reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in the electrical characteristics of the epidermal tissue and the deep skin tissue, and extracting a pattern peculiar to a living body. A characteristic biometric pattern detection device.
【請求項10】 静電誘導を用いて皮膚の電位が測定さ
れ、表皮下の真皮組織の深さが検出されて上記表皮下組
織形状が読み取られることを特徴とする請求項9記載の
生体パターン検出装置。
10. The biological pattern according to claim 9, wherein the electric potential of the skin is measured by using electrostatic induction, the depth of the dermal tissue under the epidermis is detected, and the shape of the epidermal tissue is read. Detection device.
【請求項11】 検出対象となる皮膚上に所定の間隔を
もって平行に配列される複数の微小電極を備え、各微小
電極における静電容量から表皮下の導電層の距離分布が
算出され、表皮下組織形状が検出されることを特徴とす
る請求項10記載の生体パターン検出装置。
11. The epidermis is provided with a plurality of micro electrodes arranged in parallel at a predetermined interval on the skin to be detected, and the distance distribution of the conductive layer under the epidermis is calculated from the capacitance of each micro electrode. The biological pattern detecting device according to claim 10, wherein a tissue shape is detected.
【請求項12】 上記微小電極は、それぞれ金属製の筐
体内に絶縁担体を介して所定の間隔で配置され、金属製
の筐体と皮膚の間に誘電体薄膜が介在されることを特徴
とする請求項11記載の生体パターン検出装置。
12. The microelectrodes are arranged at predetermined intervals in a metal housing with an insulating carrier interposed therebetween, and a dielectric thin film is interposed between the metal housing and the skin. The biological pattern detecting device according to claim 11.
【請求項13】 上記微小電極の表面にエレクトレット
被膜が設けられていることを特徴とする請求項11記載
の生体パターン検出装置。
13. The biological pattern detecting apparatus according to claim 11, wherein an electret coating is provided on the surface of the microelectrode.
【請求項14】 表皮組織と皮膚深層組織との電気特性
の相違を利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状
を電気的に読み取り、予め登録されたパターンと照合す
ることにより生体認証を行うことを特徴とする生体認証
方法。
14. The biometric authentication is performed by electrically reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in the electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and collating it with a pre-registered pattern. A biometric authentication method characterized by performing.
【請求項15】 上記皮膚深層組織が真皮組織であるこ
とを特徴とする請求項14記載の生体認証方法。
15. The biometric authentication method according to claim 14, wherein the deep skin tissue is dermal tissue.
【請求項16】 静電誘導を用いて皮膚の電位を測定
し、表皮下の真皮組織の深さを検出して上記表皮下組織
形状を読み取ることを特徴とする請求項14記載の生体
認証方法。
16. The biometric authentication method according to claim 14, wherein the electric potential of the skin is measured using electrostatic induction, the depth of the dermal tissue under the epidermis is detected, and the shape of the epidermal tissue is read. .
【請求項17】 表皮組織と皮膚深層組織との電気特性
の相違を利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状
を電気的に読み取る手段を有し、予め登録されたパター
ンと照合することにより生体認証が行われることを特徴
とする生体認証装置。
17. A means for electrically reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the difference in the electrical characteristics between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and collating with a pre-registered pattern. A biometrics authentication device, characterized in that biometrics authentication is performed by.
【請求項18】 静電誘導を用いて皮膚の電位が測定さ
れ、表皮下の真皮組織の深さが検出されて上記表皮下組
織形状が読み取られることを特徴とする請求項17記載
の生体認証装置。
18. The biometric authentication according to claim 17, wherein the electric potential of the skin is measured using electrostatic induction, the depth of the dermal tissue under the epidermis is detected, and the shape of the epidermal tissue is read. apparatus.
【請求項19】 検出対象となる皮膚上に所定の間隔を
もって平行に配列される複数の微小電極を備え、各微小
電極における静電容量から表皮下の導電層の距離分布が
算出され、表皮下組織形状が検出されることを特徴とす
る請求項18記載の生体認証装置。
19. The epidermis is provided with a plurality of micro electrodes arranged in parallel at a predetermined interval on the skin to be detected, and the distance distribution of the conductive layer under the epidermis is calculated from the capacitance of each micro electrode. The biometric authentication device according to claim 18, wherein the tissue shape is detected.
【請求項20】 表皮組織と皮膚深層組織との温度差を
利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を読み取
り、生体固有のパターンを抽出することを特徴とする生
体パターン検出方法。
20. A method for detecting a biometric pattern, which comprises utilizing a temperature difference between the epidermal tissue and a deep skin tissue to read the shape of the subdermal tissue shielded by the epidermal tissue, and extracting a pattern peculiar to the living body.
【請求項21】 上記皮膚深層組織が真皮組織であるこ
とを特徴とする請求項20記載の生体パターン検出方
法。
21. The biological pattern detection method according to claim 20, wherein the deep skin tissue is dermal tissue.
【請求項22】 微小温度検出素子を配列し、これら温
度検出素子間の温度差より上記表皮下組織形状を読み取
ることを特徴とする請求項20記載の生体パターン検出
方法。
22. The method for detecting a biological pattern according to claim 20, wherein minute temperature detecting elements are arranged and the shape of the epidermal tissue is read from the temperature difference between the temperature detecting elements.
【請求項23】 上記温度差を赤外線強度差として検出
することを特徴とする請求項20記載の生体パターン検
出方法。
23. The biometric pattern detection method according to claim 20, wherein the temperature difference is detected as an infrared intensity difference.
【請求項24】 表皮組織と皮膚深層組織との温度差を
利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を読み取
る手段を有し、生体固有のパターンを抽出することを特
徴とする生体パターン検出装置。
24. A biometric pattern comprising means for reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the temperature difference between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and extracting a peculiar pattern to the living body. Detection device.
【請求項25】 検出対象となる皮膚上に配列される複
数の温度検出素子を備え、各温度検出素子間の温度差か
ら表皮下の凹凸分布が検出され、表皮下組織形状が検出
されることを特徴とする請求項24記載の生体パターン
検出装置。
25. A plurality of temperature detecting elements arranged on the skin to be detected are provided, and the uneven distribution of the subepithelium is detected from the temperature difference between the temperature detecting elements, and the shape of the subepidermal tissue is detected. 25. The biological pattern detection device according to claim 24.
【請求項26】 検出対象となる皮膚上に配列される複
数の赤外線検出素子を備え、各赤外線検出素子間の赤外
線強度差から表皮下の凹凸分布が検出され、表皮下組織
形状が検出されることを特徴とする請求項24記載の生
体パターン検出装置。
26. A plurality of infrared detection elements arranged on the skin to be detected are provided, and the uneven distribution of the subepidermal surface is detected from the infrared intensity difference between the infrared detection elements to detect the subepidermal tissue shape. 25. The biological pattern detection device according to claim 24, wherein:
【請求項27】 表皮組織と皮膚深層組織との温度差を
利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を読み取
り、予め登録されたパターンと照合することにより生体
認証を行うことを特徴とする生体認証方法。
27. The biometric authentication is performed by reading the shape of the subepithelial tissue shielded by the epidermis tissue by utilizing the temperature difference between the epidermis tissue and the deep skin tissue, and by matching the pattern with a pre-registered pattern. Biometric authentication method.
【請求項28】 上記皮膚深層組織が真皮組織であるこ
とを特徴とする請求項27記載の生体認証方法。
28. The biometric authentication method according to claim 27, wherein the deep skin tissue is a dermal tissue.
【請求項29】 微小温度検出素子を配列し、これら温
度検出素子間の温度差より上記表皮下組織形状を読み取
ることを特徴とする請求項27記載の生体認証方法。
29. The biometric authentication method according to claim 27, wherein minute temperature detecting elements are arranged, and the shape of the epidermal tissue is read from the temperature difference between the temperature detecting elements.
【請求項30】 上記温度差を赤外線強度差として検出
することを特徴とする請求項27記載の生体認証方法。
30. The biometric authentication method according to claim 27, wherein the temperature difference is detected as an infrared intensity difference.
【請求項31】 表皮組織と皮膚深層組織との温度差を
利用して表皮組織に遮蔽された表皮下組織形状を読み取
る手段を有し、予め登録されたパターンと照合すること
により生体認証が行われることを特徴とする生体認証装
置。
31. A means for reading the shape of the subdermal tissue shielded by the epidermal tissue by utilizing the temperature difference between the epidermal tissue and the deep skin tissue, and performing biometric authentication by collating with a pattern registered in advance. A biometric authentication device characterized by being operated.
【請求項32】 検出対象となる皮膚上に配列される複
数の温度検出素子を備え、各温度検出素子間の温度差か
ら表皮下の凹凸分布が検出され、表皮下組織形状が検出
されることを特徴とする請求項31記載の生体認証装
置。
32. A plurality of temperature detecting elements arranged on the skin to be detected are provided, and the uneven distribution of the subepithelium is detected from the temperature difference between the temperature detecting elements to detect the subepidermal tissue shape. 32. The biometrics authentication system according to claim 31.
【請求項33】 検出対象となる皮膚上に配列される複
数の赤外線検出素子を備え、各赤外線検出素子間の赤外
線強度差から表皮下の凹凸分布が検出され、表皮下組織
形状が検出されることを特徴とする請求項31記載の生
体認証装置。
33. A plurality of infrared detecting elements arranged on the skin to be detected are provided, and the uneven distribution of the subepithelium is detected from the difference in infrared intensity between the infrared detecting elements to detect the subepidermal tissue shape. 32. The biometrics authentication system according to claim 31, characterized in that
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