JP2004240924A

JP2004240924A - 指紋読取装置

Info

Publication number: JP2004240924A
Application number: JP2003032338A
Authority: JP
Inventors: Masakuni Iwanaga; 正国岩永
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】被験者の指が接触する接触部材に対して指を所定方向にガイドして被験者の正確な指紋画像を取得する。
【解決手段】本発明に係る指紋読取装置１は、被験者の指Ｆが接触する透明部材３を有し、指Ｆが透明部材３に接触した状態で透明部材３上を前後方向に移動したときに指Ｆの指紋を読み取るようになっている。そして指紋読取装置１では、指Ｆの移動方向（前後方向）の透明部材３より前側及び後側には、指Ｆの移動をガイドするガイド部６，７（突条）が配設されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被験者の指の指紋を読み取る指紋読取装置に係り、特に被験者の指を所定方向にガイドするガイド機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、携帯電話，ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ），ＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）といった電子機器間のネットワーク化が進展し、種々の情報源にアクセスして多くの情報を迅速かつ安易に取得できるようになってきているが、これに伴い、悪意ある者による不正アクセスが跡を絶たず、セキュリティの重要性がますます高まっている。セキュリティ技術においては、各個人でユーザ名，パスワードを設定して個人認証をおこなう技術が一般的となっているが、その他にも各個人の指紋により個人認証をおこなうといった技術が実用化されており、セキュリティ技術は進歩の一途をたどっている。
【０００３】
指紋認証のためには被験者の指紋を読み取る指紋読取装置が必要とされる。この指紋読取装置の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１の指紋読取装置は、被験者が回転自在な読取りローラに指を接触させながら読取りローラを回転させることで被験者の指紋を読み取ることができるようになっており、詳しくは、読取りローラが所定角度回転する毎に被験者の指を光学的に検出・撮像して指紋の一次元画像を断片的に順次取得・蓄積し、その後、断片化された複数の一次元画像を合成して最終的に被験者の指紋の二次元画像を取得できるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１８４４９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の指紋読取装置では、被験者が読取りローラに対して所定方向に指を移動させなければ、最終的に取得した二次元画像が歪んだり変形したりして正確な指紋の二次元画像を取得できない可能性がある。また特に、読取りローラ上で被験者の指が移動方向とは異なる方向にずれた場合には、正確な指紋の二次元画像を取得することはできない。
【０００６】
本発明の課題は、被験者の正確な指紋画像を取得できる指紋読取装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
被験者の指が接触する接触部材を有し、前記指が前記接触部材に接触した状態で前記接触部材上を所定方向に移動したときに前記指の指紋を読み取る指紋読取装置において、
前記指の移動方向の前記接触部材より前側及び後側の少なくとも一方の側には、前記指の移動をガイドするガイド部が配設されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、指の移動方向の接触部材より前側及び後側の少なくとも一方の側にガイド部が配設されているため、被験者がガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。この場合、被験者の指は、接触部材から離れたり接触部材上で移動方向と異なる方向にずれたりすることなく接触部材に対して所定方向に移動するので、被験者の正確な指紋画像を取得できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は突条、溝又は複数の点状の突起であり、
前記ガイド部としての突条、溝又は各突起は、前記指の移動方向に延在することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、ガイド部が突条、溝又は複数の突起であるため、簡単な構成でガイド部を構成することができる。そして被験者が指で突条、溝又は各突起をたどりながらこれらガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができ、ひいては被験者の正確な指紋画像を取得することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は、前記接触部材の略中央部を通過する前記指の移動方向に延在することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、ガイド部が、接触部材の略中央部を通過する指の移動方向に延在するため、被験者が指の中心部でガイド部をたどりながらガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材の略中央部に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、
請求項２に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は、前記接触部材の端部を通過する前記指の移動方向に延在することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、ガイド部が、接触部材の端部を通過する指の移動方向に延在するため、被験者が指の側部でガイド部をたどりながらガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は互いに略平行に並んだ１対の突条であり、
前記ガイド部としての各突条は、前記指の移動方向に延在することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、ガイド部が互いに平行に並んだ１対の突条であり、各突条が指の移動方向に延在しているため、被験者が指の左右側部で各ガイド部をたどりながらガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。この場合、各ガイド部は指の左右側部を支持することができるので、指の移動を安定させた状態でガイドすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は互いに略平行に並んだ複数の突条であり、
前記ガイド部としての各突条は前記指の移動方向に沿って延在するとともに、略中心に配置された突条を基準として基準の突条から離れるにつれて高さが高くなることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、ガイド部としての各突条は、略中心に配置された突条を基準として基準の突条から離れるにつれて高さが高くなるため、各突条を断面視すると略円弧状を呈し、ガイド部としての各突条は被験者の指の腹（凹凸を有する面）に略合致するような形態となる。従って、被験者が指の腹で各ガイド部をたどりながらガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。この場合、各ガイド部は指の腹全体を支持することができるので、指の移動を安定させた状態でガイドすることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は、前記指の移動方向に沿って幅が狭くなる略ハ字状の突条であるか又は前記指の移動方向に沿って屈曲する略く字状の突条であることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、ガイド部が略ハ字状の突条又は略く字状の突条であるため、被験者が指でガイド部をたどりながらガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の指紋読取装置において、
前記接触部材上には、前記指の移動方向に延在する溝が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、接触部材上に、指の移動方向に延在する溝が形成されているため、被験者が指で溝をたどりながら溝に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材上で所定方向に指を円滑に移動させることができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の指紋読取装置において、
前記接触部材には、前記指の移動方向に切り欠かれた切欠部又は前記指の移動方向若しくはその反対方向に突き出た突起部が配設されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明では、接触部材に切欠部又は突起部が配設されているため、被験者が指で切欠部又は突起部をたどりながら切欠部又は突起部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係る指紋読取装置の実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２６】
［第一の実施の形態］
始めに、図１〜図３を参照しながら指紋読取装置の第一の実施形態について説明する。
図１は指紋読取装置１の斜視図であり、図２は指紋読取装置１の断面図である。
図１に示す通り、指紋読取装置１は直方体状の筐体２を有しており、筐体２の上部の略中央部には接触部材としての透明部材３が固定されている。透明部材３は、左右方向に延在する長尺な部材であり、ガラス，アクリル，ポリカーボネイト等の光透過性の材料から構成されている。図２に示す通り、透明部材３は所定の厚みを有する略弓形の部材であって、透明部材３の上面は筐体２の上面より盛り上がった状態で前後方向にわたり湾曲しており、透明部材３の下面は滑らかな平面となっている。
【００２７】
筐体２の上部の透明部材３より後側には、透明部材３の長手方向に沿って延在する長尺なローラ４が配設されており、ローラ４は透明部材３に対して平行に配置されている。図１に示す通り、筐体２の上部にはスリット状の開口部２ａが形成されており、円柱状を呈するローラ４は、外周面の一部が開口部２ａから僅かに突出した状態で筐体２の外部に露出している。ローラ４は軸心回りに回転自在な状態で筐体２により支持されており、ローラ４の内部にはローラ４の回転角度を検出するロータリーエンコーダ５（図３参照）が配設されている。
【００２８】
さらに筐体２の上部には、前後方向に延在するガイド部６，７が配設されている。各ガイド部６，７は断面が略半円状を有する直線状の突条である。一方のガイド部６は透明部材３より前側に配設されており、他方のガイド部７はローラ４より後側に配設されている。各ガイド部６，７は、互いに前後方向に延在する同じ直線上に配置されており、透明部材３の略中央部を通過する方向に延在している。
【００２９】
図２に示す通り、筐体２の内部には、指Ｆの指紋を読み取る指紋読取部１０が配設されている。指紋読取部１０には支持部材１１が配設されている。支持部材１１は左右方向に延在した部材であり、筐体２に固定されている。ただし、図２では、紙面の表側から裏側又は裏側から表側に向かう方向が左右方向となっている。
【００３０】
支持部材１１には、上下方向に貫通する光路孔１１ａが形成されており、光路孔１１ａは支持部材１１に沿って左右方向に延在している。光路孔１１ａにはセルフォックレンズアレイ１２が嵌め込まれている。
【００３１】
セルフォックレンズアレイ１２は、複数のセルフォックレンズ１２ａ，１２ａ，…と１対のプレート１２ｂ，１２ｂとを有している。各セルフォックレンズ１２ａは、互いに平行な状態で左右方向に沿って一列に配列されるように１対のプレート１２ｂ，１２ｂにより挟持されている。ただし、左右方向に沿って一列をなす複数のセルフォックレンズ１２ａ，１２ａ，…が前後方向にわたり複数の列をなして配列されてもよい。また、各セルフォックレンズ１２ａは円柱状のロッドレンズであって、中心軸から周面にかけて放物線状の屈折率分布を有している。具体的に各セルフォックレンズ１２ａの屈折率は、中心軸において最も高く、周面において最も低い。従って各セルフォックレンズ１２ａは球面レンズと光学的に略等価な性質を備えており、全てのセルフォックレンズ１２ａ，１２ａ，…は互いに等価な性質を備えている。
【００３２】
上記構成を具備するセルフォックレンズアレイ１２は、各セルフォックレンズ１２ａの中心軸（つまりセルフォックレンズアレイ１２の光軸）が上記透明部材３の上面及び下面に対して直交するように配置されている。セルフォックレンズアレイ１２は、透明部材３の上面に接した指Ｆに合焦するようになっており、複数のセルフォックレンズ１２ａ，１２ａ，…全体で指Ｆと透明部材３の上面とが接した部分の連続した像を後述の固体撮像デバイス１４に正立等倍に結像することができるようになっている。
【００３３】
支持部材１１の下部には、基板１３がセルフォックレンズアレイ１２の下方に位置するように固定されている。基板１３の上面であって支持部材１１と基板１３とに囲まれた光路孔１１ａの内部には、固体撮像デバイス１４がセルフォックレンズアレイ１２の光軸上に位置するように配置されている。
【００３４】
上記固体撮像デバイス１４は具体的に、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型固体撮像デバイス，ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型固体撮像デバイス等であり、入射した光の強度（又は光量）を電気信号に変換する画素としての複数の光電変換素子（例えばフォトダイオード，フォトトランジスタ等）が左右方向に配列された構造となっている。固体撮像デバイス１４においては、複数の光電変換素子が左右方向に沿って一列に並んでいてもよいし、複数列にわたり並んでいてもよい。つまり、固体撮像デバイス１４は、左右方向に延在する長尺な一次元固体撮像デバイスであって、セルフォックレンズアレイ１２によって結像された一次元像を取得するものである。
【００３５】
支持部材１１の後側の側面には、左右方向に延在する線状の光源１５が固定されている。光源１５は、セルフォックレンズアレイ１２の光軸を避けて配置されており、より詳しくはセルフォックレンズアレイ１２の光軸と透明部材３の上面とが交差する部分に向けて光を照射できる位置に配置されている。光源１５は具体的に、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ），有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ），無機ＥＬ，冷陰極管，蛍光管等の自発光素子等から構成されている。
【００３６】
次に、指紋読取装置１の回路構成について説明する。
図３は指紋読取装置１の回路構成を示すブロック図である。
図３に示す通り、ロータリーエンコーダ５には、ドライバ回路２１、信号処理回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３及び合成バッファ２４が接続されている。ロータリーエンコーダ５は、ローラ４が所定角度回転する毎に同期信号をドライバ回路２１、信号処理回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３及び合成バッファ２４へ出力するようになっている。ドライバ回路２１、信号処理回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３及び合成バッファ２４は、ロータリーエンコーダ５からの同期信号に同期して動作するようになっている。
【００３７】
ドライバ回路１２には上記固体撮像デバイス１４が接続されており、ドライバ回路１２は、ロータリーエンコーダ５から入力された同期信号に従って固体撮像デバイス１４を駆動するようになっている。固体撮像デバイス１４には信号処理回路２２が接続されており、固体撮像デバイス１４は、ドライバ回路２１により駆動されることで、受光した光量（又は光強度）を電気信号に変換して一次元画像を電気信号として取得し、その電気信号を信号処理回路２２に出力するようになっている。信号処理回路２２にはＡ／Ｄ変換回路２３が接続されており、信号処理回路２２は、固体撮像デバイス１４から入力された電気信号に増幅等の処理をおこなってその電気信号をＡ／Ｄ変換回路２３に出力するようになっている。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換回路２３には合成バッファ２４が接続されており、Ａ／Ｄ変換回路２３は、信号処理回路２２から入力された電気信号をＡ／Ｄ変換し、その電気信号を一次元画像データとして合成バッファ２４に出力するようになっている。合成バッファ２４には、Ａ／Ｄ変換回路２３から入力された一次元画像データが順次格納され、合成バッファ２４では一次元画像データが順次合成されて二次元画像データが生成されるようになっている。また合成バッファ２４にはコンピュータ（図示略）が接続されており、合成バッファ２４は、生成された二次元画像データを上記コンピュータに出力するようになっている。コンピュータに入力された二次元画像データは、コンピュータの処理の用に供されるようになっている。
【００３９】
次に、指紋読取装置１の使用方法及び動作について説明する。
被験者は、指Ｆの中心部で後方のガイド部７から前方のガイド部６へと各ガイド部６，７をたどるように、指Ｆを筐体２の上面に押し付けながら後方から前方へと移動させる。この場合、被験者の指Ｆは、まず、ガイド部７によりガイドされた状態でローラ４に接触してローラ４を回転させながら移動し、その後透明部材３の上面に接触する。
【００４０】
指Ｆが透明部材３に接触すると、光源１５が点灯し、光源１５の光が透明部材３を介して指Ｆに入射し、指Ｆは透明部材３の上面に接触した部分で光の照射を受ける。
【００４１】
さらに被験者が指Ｆを透明部材３に押し付けながら後方から前方へと移動させると、指Ｆが固体撮像デバイス１４の上方を後方から前方へと通過し、ローラ４が指Ｆの移動に伴い回転する。このときローラ４が所定角度回転する毎に、ロータリーエンコーダ５が、同期信号を発生させてその同期信号をドライバ回路２１、信号処理回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３及び合成バッファ２４のそれぞれに出力し、指Ｆは固体撮像デバイス１４により線走査される。
【００４２】
ここで、指Ｆと透明部材３の上面とが接触した部分においてセルフォックレンズアレイ１２の光軸と透明部材３の上面とが交差する部分では、指Ｆの凸部（指紋の稜線）が透明部材３の上面に密着し、指Ｆの凹部（指紋の溝線）が透明部材３の上面から僅かに離間する。従って指Ｆに入射した光のうち、凸部に入射した光はセルフォックレンズアレイ１２を通じて固体撮像デバイス１４に高強度で入射する。一方、凹部に入射した光は、指Ｆの表皮と透明部材３の上面との間で反射を繰り返したり乱反射したりして、凹部で反射した反射光が、セルフォックレンズアレイ１２を通じて固体撮像デバイス１４に低強度で入射する。
【００４３】
このように、指Ｆの凹凸で定義された像、つまり指Ｆの凸部が明るく凹部が暗い像がセルフォックレンズアレイ１２により固体撮像デバイス１４に結像される。
【００４４】
そして固体撮像デバイス１４は、ドライバ回路２１により駆動されて指Ｆの凹凸で定義された像を同期信号のタイミングで撮像し、指紋の一次元画像を電気信号として取得し、一次元画像を取得する毎にその電気信号を信号処理回路２２に出力する。すると信号処理回路２２は、入力された電気信号を処理してその電気信号をＡ／Ｄ変換回路２３に出力し、Ａ／Ｄ変換回路２３は入力された電気信号をＡ／Ｄ変換してその電気信号を指紋の一次元画像データとして合成バッファ２４に出力する。そして最終的に、指紋の一次元画像データが合成バッファ２４に順次蓄積され合成されて、合成バッファ２４で指紋の二次元画像データが生成され、生成された二次元画像データは、合成バッファ２４からコンピュータに出力される。
【００４５】
なお、指紋読取装置１で取得した二次元画像データは、上記の通りコンピュータの処理の用に供されるが、例えば、コンピュータは、予め登録された登録者の登録指紋画像データと指紋読取装置１で取得された二次元画像データとを比較する処理と、比較した結果に基づき二次元画像データが登録指紋画像データと一致するか否かを判定する処理と、二次元画像データが登録指紋画像データと一致する場合には被験者を登録者として認識する処理と、を行うようになっている。
【００４６】
以上のような指紋読取装置１では、透明部材３の前方とローラ４の後方とに、透明部材３の略中央部を通過する方向に延在したガイド部６，７が配設されているため、被験者が指Ｆの中心部で各ガイド部６，７をたどりながらガイド部６，７に沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３の略中央部に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。この場合、被験者の指Ｆは、透明部材３から離れたり透明部材３上で移動方向と異なる方向にずれたりすることなく透明部材３に対して所定方向に移動するので、被験者の正確な指紋画像を取得できる。
【００４７】
ところで上記第一の実施形態では、被験者の指Ｆをガイドする部材としてガイド部６，７（図１及び図２参照）を例示したが、以下の実施形態では、図４〜図１３を参照しながらガイド部６，７に代わるガイド部の変形例（［変形例１］〜［変形例７］）と、透明部材３に代わる透明部材の変形例（［変形例８］〜［変形例１０］）とを順次説明する。ただし、［変形例１］〜［変形例７］では、図１及び図２に示すガイド部６，７以外の指紋読取装置１の構成、使用方法及び動作は全て上記と略同様なのでそれらの詳細な説明を省略しており、［変形例８］〜［変形例１０］でも、図１及び図２に示す透明部材３以外の指紋読取装置１の構成、使用方法及び動作は全て上記と略同様なのでそれらの詳細な説明を省略している。
【００４８】
［変形例１］
図４に示す通り、変形例１では上記ガイド部６，７（図１参照）に代えて、２つのガイド部２６ａ，２６ｂが筐体２の上部に形成されている。各ガイド部２６ａ，２６ｂは直線状の溝であって、前後方向に延在している。一方のガイド部２６ｂは透明部材３の前側に形成されており、他方のガイド部２６ａはローラ４の後側に形成されている。各ガイド部２６ａ，２６ｂは、互いに前後方向に延在する同じ直線上に配置されており、透明部材３の略中央部を通過する方向に延在している。
【００４９】
変形例１においては、被験者が指Ｆの中心部で各ガイド部２６ａ，２６ｂをたどりながらこれらガイド部２６ａ，２６ｂに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３の略中央部に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００５０】
［変形例２］
図５に示す通り、変形例２では上記ガイド部６，７（図１参照）に代えて、複数のガイド部２８ａ〜２８ｇが筐体２の上部に形成されている。各ガイド部２８ａ〜２８ｇは平面視して円形状を有する点状の突起であって、前後方向に並んで延在している。ガイド部２８ｄ〜２８ｇは透明部材３の前側に形成されており、ガイド部２８ａ〜２８ｃはローラ４の後側に形成されている。各ガイド部２８ａ〜２８ｇは互いに前後方向に延在する同じ直線上に配置されており、透明部材３の略中央部を通過する方向に延在している。
【００５１】
変形例２においては、被験者が指Ｆの中心部で各ガイド部２８ａ〜２８ｇをたどりながらこれらガイド部２８ａ〜２８ｇに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３の略中央部に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００５２】
［変形例３］
図６に示す通り、変形例３では上記ガイド部６，７（図１参照）に代えて、２つのガイド部２７ａ，２７ｂが筐体２の上部に配設されている。各ガイド部２７ａ，２７ｂは、上記ガイド部６，７と同様に断面が略半円状を有する直線状の突条であって、前後方向に延在している。一方のガイド部２７ｂは透明部材３の前側に配設されており、他方のガイド部２７ａはローラ４の後側に配設されている。各ガイド部２７ａ，２７ｂは互いに前後方向に延在する同じ直線上に配置されている。また各ガイド部２７ａ，２７ｂは上記ガイド部６，７と異なり、透明部材３の左端部を通過する方向に延在している。
【００５３】
変形例３においては、被験者が指Ｆの左側部で各ガイド部２７ａ，２７ｂをたどりながらこれらガイド部２７ａ，２７ｂに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００５４】
なお、変形例３では、各ガイド部２７ａ，２７ｂは透明部材３の左端部を通過する方向に延在しているが、透明部材３の右端部を通過する方向に延在していてもよい。この場合、被験者が指Ｆの右側部で各ガイド部２７ａ，２７ｂをたどりながらこれらガイド部２７ａ，２７ｂに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。また、各ガイド部２７ａ，２７ｂは直線状の突条であるが、突条に代えて、図４に示すような溝であってもよいし、図５に示すような複数の点状の突起であってもよい。
【００５５】
［変形例４］
図７に示す通り、変形例４では上記ガイド部６，７（図１参照）に代えて、４つのガイド部２９ａ〜２９ｄが筐体２の上部に配設されている。各ガイド部２９ａ〜２９ｄは、上記ガイド部６，７と同様に断面が略半円状を有する直線状の突条である。４つのガイド部２９ａ〜２９ｄのうち、２つのガイド部２９ａ，２９ｂは対となってローラ４の後側に配設されており、互いに略平行に並んだ状態で前後方向に延在している。一方、残り２つのガイド部２９ｃ，２９ｄは対となって透明部材３の前側に配設されており、互いに略平行に並んだ状態で前後方向に延在している。各ガイド部２９ａ，２９ｃは互いに同じ直線上に配置されており、これと同様に、各ガイド部２９ｂ，２９ｄも互いに同じ直線上に配置されている。またガイド部２９ａ，２９ｂ間とガイド部２９ｃ，２９ｄ間との各幅は、指Ｆの幅よりやや狭くなっている。
【００５６】
変形例４においては、被験者が指Ｆの左右側部で各ガイド部２９ａ〜２９ｄをたどりながらこれらガイド部２９ａ〜２９ｄに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。特に変形例４では、指Ｆの幅よりやや狭い２対のガイド部２９ａ，２９ｂ及びガイド部２９ｃ，２９ｄは指Ｆの左右側部を支持することができるので、指Ｆの移動を安定させた状態でガイドすることができる。
【００５７】
［変形例５］
図８に示す通り、変形例５では上記ガイド部６，７（図１参照）に代えて、複数のガイド部３０ａ〜３０ｌが筐体２の上部に配設されている。各ガイド部３０ａ〜３０ｌは上記ガイド部６，７と同様に断面が略半円状を有する直線状の突条であって、各ガイド部３０ａ〜３０ｌとも前後方向に延在している。複数のガイド部３０ａ〜３０ｌのうち、６つのガイド部３０ａ〜３０ｆはローラ４の後側に配設されており、残り６つのガイド部３０ｇ〜３０ｌは透明部材３の前側に配設されている。
【００５８】
ローラ４の後側に配設された６つのガイド部３０ａ〜３０ｆは互いに略平行に並んで配置されており、最も内側に配置された２つのガイド部３０ａ，３０ｂ間の幅は指Ｆの幅よりもやや狭くなっている。そしてこれら６つのガイド部３０ａ〜３０ｆでは、中心に配置された１対のガイド部３０ａ，３０ｂを基準として基準のガイド部３０ａ，３０ｂから左右に離れるにつれて他のガイド部３０ｃ〜３０ｆの高さが徐々に高くなっている。つまり、各突条３０ｃ，３０ｄの高さは突条３０ａ，３０ｂよりも高くなっており、各突条３０ｅ，３０ｆの高さは突条３０ｃ，３０ｄよりも高くなっている。
【００５９】
一方、透明部材３の前側に配設された６つの各ガイド部３０ｇ〜３０ｌも上記ガイド部３０ａ〜３０ｆと同様に配置されており、中心に配置された１対のガイド部３０ｇ，３０ｈを基準として基準のガイド部３０ｇ，３０ｈから左右に離れるにつれて他のガイド部３０ｉ〜３０ｌの高さが徐々に高くなっている。また、各ガイド部３０ｇ，３０ｈ間の幅も指Ｆの幅よりもやや狭くなっている。
【００６０】
変形例５においては、各ガイド部３０ａ〜３０ｆ（又は３０ｇ〜３０ｌ）は、中心に配置されたガイド部３０ａ，３０ｂ（又は３０ｇ，３０ｈ）を基準として基準のガイド部３０ａ，３０ｂ（又は３０ｇ，３０ｈ）から離れるにつれて高さが高くなるため、各ガイド部３０ａ〜３０ｆ（又は３０ｇ〜３０ｌ）を断面視すると略円弧状を呈し、各ガイド部３０ａ〜３０ｆ（又は３０ｇ〜３０ｌ）は被験者の指Ｆの腹（凹凸を有する面）に略合致するような形態となっている。従って、被験者が指Ｆの腹で各ガイド部３０ａ〜３０ｌをたどりながらガイド部３０ａ〜３０ｌに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。この場合、各ガイド部３０ａ〜３０ｌは指Ｆの腹全体を支持することができるので、指Ｆの移動を安定させた状態でガイドすることができる。
【００６１】
［変形例６］
図９に示す通り、変形例６では上記ガイド部６，７（図１参照）に代えて、４つのガイド部３１ａ〜３１ｄが筐体２の上部に配設されている。各ガイド部３１ａ〜３１ｄは、上記ガイド部６，７と同様に断面が略半円状を有する直線状の突条である。４つのガイド部３１ａ〜３１ｄのうち、２つのガイド部３１ａ，３１ｂはローラ４の後側に配設されており、平面視して略ハ字状を形成するようにそれぞれ配置されている。各ガイド部３１ａ，３１ｂ間の幅は後方から前方に向かうにつれて徐々に狭くなっており、より詳しくは後方では指Ｆの幅よりもやや広く、後方から前方に向かうにつれて徐々に狭まり、前方では指Ｆの幅よりもやや狭くなっている。一方、残り２つのガイド部３１ｃ，３１ｄは対となって透明部材３の前側に配設されており、互いに平行に並んだ状態で前後方向に延在している。ガイド部３１ｃ，３１ｄ間の幅は指Ｆの幅よりやや狭くなっている。
【００６２】
変形例６においては、被験者が指Ｆの左右側部で各ガイド部３１ａ〜３１ｄをたどりながらこれらガイド部３１ａ〜３１ｄに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００６３】
［変形例７］
図１０に示す通り、変形例７では上記ガイド部６，７（図１参照）に代えて、７つのガイド部３２ａ〜３２ｇが筐体２の上部に配設されている。各ガイド部３２ａ〜３２ｇは、上記ガイド部６，７と同様に断面が略半円状を有する突条である。７つのガイド部３２ａ〜３２ｇのうち、３つのガイド部３２ａ〜３２ｃはローラ４の後側に配設されており、残り４つのガイド部３２ｄ〜３２ｇは透明部材３の前側に配設されている。各ガイド部３２ａ〜３２ｇは後方から前方に向かって屈曲しており、平面視して略く字状を呈している。そして各ガイド部３２ａ〜３２ｇの屈曲部が、前後方向に延在する同じ直線上に配置されている。
【００６４】
変形例７においては、被験者が指Ｆの中心部で各ガイド部３２ａ〜３２ｇの屈曲部をたどりながらこれらガイド部３２ａ〜３２ｇに沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００６５】
［変形例８］
図１１に示す通り、変形例８では上記透明部材３（図１参照）に代えて、接触部材としての透明部材３５が筐体２の上部の略中央部に固定されている。透明部材３５は、透明部材３と略同様のものであって、左右方向に延在しており、ガラス，アクリル，ポリカーボネート等の光透過性の材料から構成されている。透明部材３５の上部は筐体２の上面より僅かに突出しており、透明部材３５の下部は筐体２の内部に埋設されているとともに下面が滑らかな平面となっている。透明部材３５の上部の各面のうち、後側面３５ａは後方から前方に向かって上方に傾斜しており、前側面３５ｂは後方から前方に向かって下方に傾斜している。
【００６６】
後側面３５ａから前側面３５ｂにつながる上面３５ｃは略平面とされており、より詳しくは、上面３５ｃには、前後方向に延在する複数の溝３５ｄが等間隔をあけて略平行に並んで形成されている。各溝３５ｄのピッチは指Ｆの凹凸のピッチよりも狭く、各溝３５ｄの深さは指Ｆの凹凸の深さよりも浅い。また上面３５ｃに形成された各溝３５ｃは、上記の通り非常に微細なものであり、指Ｆの指紋の読み取りには何ら支障をきたすものではない。
【００６７】
変形例８においては、被験者が指Ｆの中心部で各溝３５ｄをたどりながら各溝３５ｄに沿って後方から前方に向かい指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３５上で所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００６８】
［変形例９］
図１２に示す通り、変形例９では上記透明部材３（図１参照）に代えて、接触部材としての透明部材３６が筐体２の上部の略中央部に固定されている。透明部材３６は、透明部材３と略同様のものであって、左右方向に延在しており、ガラス，アクリル，ポリカーボネート等の光透過性の材料から構成されている。透明部材３６の上部は筐体２の上面より僅かに突出しており、透明部材３６の下部は筐体２の内部に埋設されているとともに下面が滑らかな平面となっている。
【００６９】
透明部材３６の上部の後側部には、後方から前方に向かう方向に三角形状に切り欠かれた切欠部３６ａが形成されている。また透明部材３６の上部の各面のうち、後側面３６ｂは後方から前方に向かって上方に傾斜しており、上面３６ｃは平面とされており、前側面３６ｄは後方から前方に向かって下方に傾斜している。
【００７０】
変形例９においては、被験者が指Ｆの中心部で切欠部３６ａをたどりながら切欠部３６ａに沿って後方から前方に向かい指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３６に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００７１】
［変形例１０］
図１３に示す通り、変形例１０では上記透明部材３（図１参照）に代えて、接触部材としての透明部材３７が筐体２の上部の略中央部に固定されている。透明部材３７は、透明部材３と略同様のものであって、左右方向に延在しており、ガラス，アクリル，ポリカーボネート等の光透過性の材料から構成されている。透明部材３７の上部は筐体２の上面より僅かに突出しており、透明部材３７の下部は筐体２の内部に埋設されているとともに下面が滑らかな平面となっている。透明部材３７の上部の各面のうち、後側面３７ａは後方から前方に向かって上方に傾斜しており、上面３７ｂは平面とされており、前側面３７ｃは後方から前方に向かって下方に傾斜している。
【００７２】
後側面３７ａ及び前側面３７ｃの各中央部には、三角形状の突起部３７ｄ，３７ｅが配設されている。突起部３７ｄは前方から後方に向かう方向に突き出ており、突起部３７ｅは後方から前方に向かう方向に突き出ている。
【００７３】
変形例１０においては、被験者が指Ｆの中心部で各突起部３７ｄ，３７ｅをたどりながら各突起部３７ｄ，３７ｅに沿って後方から前方に向かい指Ｆを移動させることにより、被験者は透明部材３７に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。
【００７４】
［第二の実施の形態］
続いて、図１４及び図１５を参照しながら指紋読取装置の第二の実施形態について説明する。ただし、本第二の実施形態では、第一の実施形態で示した部材と同様の部材に上記と同様の符号を付してそれら部材の詳細な説明を省略する。
図１４は指紋読取装置４０の斜視図であり、図１５は指紋読取装置４０の断面図である。
【００７５】
図１４及び図１５に示す指紋読取装置４０が第一の実施形態における上記指紋読取装置１と主に異なる点は、透明部材３に代えて接触部材としてのプリズム４１が配設されており、筐体２の内部での指紋読取部１０の部材の配置が変更されていることである。
【００７６】
詳しくは、図１４及び図１５に示す通り、プリズム４１は、左右方向に延在しかつ断面が五角形を呈する多角柱状のプリズムである。プリズム４１は、左右側面を除く５面のうち３面を含む上部が筐体２の上面より突出しており、残り２面を含む下部が筐体２の内部に埋設されている。
【００７７】
プリズム４１の上部の第１の面４２は後方から前方に向かって上方に傾斜しており、第２の面４３は平面とされており、第３の面４４は後方から前方に向かって下方に傾斜している。このように第１の面４２及び第３の面４４が傾斜しているため、被験者は指をプリズム４１の上部に接触させながらプリズム４１の前後方向にわたり指Ｆをスムーズに移動させることができる。また、プリズム４１の下部の第４の面４５と第５の面４６は互いに直交している。
【００７８】
一方、筐体２の内部に配設された指紋読取部１０では、光源１５が支持部材１１から分離しており、光源１５を除く指紋読取部１０の各部材は、プリズム４１の第４の面４５に対向する位置に配置されており、より詳しくは、セルフォックレンズアレイ１２の光軸が第４の面４５に対して直交するように配置されている。これに対し光源１５は、プリズム４１の第５の面４６に対向する位置に配置されており、より詳しくは、セルフォックレンズアレイ１２の光軸とプリズム４１の第２の面４３とが交差する部分に向けて光を照射できる位置に配置されている。
【００７９】
次に、指紋読取装置４０の使用方法及び動作について説明する。
指紋読取装置４０の使用方法及び動作は、上記第一の実施形態で示した指紋読取装置１の使用方法及び動作と略同様である。すなわち、被験者が、指Ｆの中心部で後方のガイド部７から前方のガイド部６へと各ガイド部６，７をたどるように、指Ｆを筐体２に押し付けながら後方から前方へと移動させる。すると被験者の指Ｆは、ガイド部７によりガイドされた状態でローラ４の外周面に接触し、ローラ４を回転させながら移動してプリズム４１に接触する。
【００８０】
指Ｆがプリズム４１に接触すると、光源１５が点灯し、光源１５の光がプリズム４１を介して指Ｆに入射し、指Ｆはプリズム４１に接触した状態で光の照射を受ける。また、ローラ４が所定角度回転する毎に、ロータリーエンコーダ５が、同期信号を発生させてその同期信号をドライバ回路２１、信号処理回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３及び合成バッファ２４のそれぞれに出力し、指Ｆは固体撮像デバイス１４により線走査される。
【００８１】
そして上記第一の実施形態で示した原理と同様の原理に従い、指Ｆの凹凸で定義された像がセルフォックレンズアレイ１２により固体撮像デバイス１４に結像され、固体撮像デバイス１４は指Ｆの指紋の一次元画像を取得する。その後も上記第一の実施形態と同様に、固体撮像デバイス１４は、一次元画像を取得する毎にその電気信号を信号処理回路２２に出力し、出力された各電気信号は、信号処理回路２２により増幅等の処理がおこなわれ、Ａ／Ｄ変換回路２３によりＡ／Ｄ変換され、合成バッファ２４に順次蓄積される。そして合成バッファ２４が、蓄積した各一次元画像データから指紋の二次元画像データを生成し、その二次元画像データは合成バッファ２４からコンピュータに出力されて被験者の指紋認証の処理の用に供されるようになっている。
【００８２】
以上のような指紋読取装置４０でも、上記第一の実施形態で示した指紋読取装置１と同様に、プリズム４１の前方とローラ４の後方とに、プリズム４１の略中央部を通過する方向に延在したガイド部６，７が配設されているため、被験者が指Ｆの中心部で各ガイド部６，７をたどりながらガイド部６，７に沿って指Ｆを移動させることにより、被験者はプリズム４１の略中央部に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。この場合、被験者の指Ｆは、プリズム４１から離れたりプリズム４１上で移動方向と異なる方向にずれたりすることなくプリズム４１に対して所定方向に移動するので、被験者の正確な指紋画像を取得できる。
【００８３】
なお、本第二の実施形態の指紋読取装置４０では、図１４及び図１５に示す通り、被験者の指Ｆをガイドする部材としてガイド部６，７を図示したが、上記第一の実施形態に示した［変形例１］〜［変形例７］の各ガイド部（符号略）を指紋読取装置４０に適用してもよい。また、上記第一の実施形態に示した［変形例８］のような溝をプリズム４１上に形成してもよいし、上記第一の実施形態に示した［変形例９］，［変形例１０］のような切欠部又は突起をプリズム４１に配設してもよい。
【００８４】
［第三の実施の形態］
続いて、図１６〜図１９を参照しながら指紋読取装置の第三の実施形態について説明する。ただし、本第三の実施形態では、第一の実施形態で示した部材と同様の部材に上記と同様の符号を付してそれら部材の詳細な説明を省略する。
図１６は指紋読取装置５０の斜視図であり、図１７は指紋読取装置５０の断面図であり、図１８は指紋読取装置５０の筐体２の内部に配設された部材を示す斜視図であり、図１９は指紋読取装置５０の回路構成を示すブロック図である。
【００８５】
図１６及び図１７に示す指紋読取装置５０が第一の実施形態における上記指紋読取装置１と主に異なる点は、透明部材３及びローラ４が配設されておらず、透明部材３に代えて、接触部材としての回転ローラ５１が配設されていることである。
【００８６】
詳しくは、図１６に示す通り、筐体２の略中央部には、左右方向に長尺な長方形状の開口部２ｇが形成されている。図１６及び図１７に示す通り、筐体２の内部には、ガラス，アクリル，ポリカーボネート等の透明な光透過性材料から構成された回転ローラ５１が配設されている。回転ローラ５１は、左右方向に延在した円筒状の部材であって、軸心回りに回転自在な状態で筐体２により支持されている。回転ローラ５１は、外周面の一部が筐体２の開口部２ｇから突出した状態で筐体２の外部に露出している。
【００８７】
回転ローラ５１の外周面と回転ローラ５１の内周面とは同軸となっており、回転ローラ５１の外周面及び内周面は滑らかな曲面になっている。ただし、回転ローラ５１の外周面に微小な凹凸（シボ）を形成し、回転ローラ５１の外周面で光を拡散するような構成としてもよい。
【００８８】
図１７に示す通り、回転ローラ５１の内部には、第一の実施形態で示した指紋読取部１０と同様の各部材が配設されている。セルフォックレンズアレイ１２は、各セルフォックレンズ１２ａの中心軸（つまりセルフォックレンズアレイ１２の光軸）が回転ローラ５１の内周面及び外周面に直交するように配置されている。光源１５は、セルフォックレンズアレイ１２の光軸と回転ローラ５１の外周面とが交差する部分に向けて光を照射できる位置に配置されている。
【００８９】
さらに筐体２の内部において、図１８に示す通り、回転ローラ５１の一方の端部には、回転ローラ５１と同軸の平歯車５２が固定されている。平歯車５２にはピニオン５３が噛み合っており、ピニオン５３にはロータリーエンコーダ５４が配設されている。このような構成により、回転ローラ５１が回転するとその回転力が平歯車５２からピニオン５３に伝達され、ロータリーエンコーダ５４は、回転ローラ５１の回転角度を検出して同期信号を発生・出力できるようになっている。
【００９０】
次に、指紋読取装置５０の回路構成について説明する。
図１９に示す通り、ロータリーエンコーダ５４には、ドライバ回路５５、信号処理回路５６、Ａ／Ｄ変換回路５７及び合成バッファ５８が接続されている。ロータリーエンコーダ５４は、回転ローラ５１が所定角度回転する毎に同期信号をドライバ回路５５、信号処理回路５６、Ａ／Ｄ変換回路５７及び合成バッファ５８へ出力するようになっている。ドライバ回路５５、信号処理回路５６、Ａ／Ｄ変換回路５７及び合成バッファ５８は、第一の実施形態で示したドライバ回路２１、信号処理回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３及び合成バッファ２４と略同様の機能を有するものであって、ロータリーエンコーダ５４からの同期信号に同期して動作するようになっている。ただし、ドライバ回路５５には固体撮像デバイス１４が接続されており、ドライバ回路５５が、ロータリーエンコーダ５４から入力された同期信号に従って固体撮像デバイス１４を駆動するようになっている。そして固体撮像デバイス１４には信号処理回路５６が接続されており、固体撮像デバイス１４は、ドライバ回路５５により駆動されることで、受光した光量（又は光強度）を電気信号に変換して一次元画像を取得し、その電気信号を信号処理回路５６に出力するようになっている。
【００９１】
次に、指紋読取装置５０の使用方法及び動作について説明する。
被験者は、指Ｆの中心部で後方のガイド部７から前方のガイド部６へと各ガイド部６，７をたどるように、指Ｆを筐体２に押し付けながら後方から前方へと移動させる。すると被験者の指Ｆは、ガイド部７によりガイドされた状態で回転ローラ５１の外周面に接触し、その後回転ローラ５１を回転させながら移動して固体撮像デバイス１４の上方を後方から前方へと通過する。
【００９２】
この場合に、指Ｆが回転ローラ５１に接触すると、光源１５が点灯し、光源１５の光が回転ローラ５１を介して指Ｆに入射し、指Ｆは回転ローラ５１の外周面に接触した状態で光の照射を受ける。また、回転ローラ５１が所定角度回転する毎に、ロータリーエンコーダ５４が、同期信号を発生させてその同期信号をドライバ回路５５、信号処理回路５６、Ａ／Ｄ変換回路５７及び合成バッファ５８のそれぞれに出力し、指Ｆは固体撮像デバイス１４により線走査される。
【００９３】
そして上記第一の実施形態で示した原理と同様の原理に従い、指Ｆの凹凸で定義された像がセルフォックレンズアレイ１２により固体撮像デバイス１４に結像され、固体撮像デバイス１４は指Ｆの指紋の一次元画像を取得する。その後も上記第一の実施形態と同様に、固体撮像デバイス１４は、一次元画像を取得する毎にその電気信号を信号処理回路５６に出力し、出力された各電気信号は、信号処理回路５６により増幅等の処理がおこなわれ、Ａ／Ｄ変換回路５７によりＡ／Ｄ変換され、合成バッファ５８に順次蓄積される。そして合成バッファ５８が、蓄積した各一次元画像データから指紋の二次元画像データを生成し、その二次元画像データは合成バッファ５８からコンピュータに出力されて被験者の指紋認証の処理の用に供されるようになっている。
【００９４】
以上のような指紋読取装置５０でも、上記第一の実施形態で示した指紋読取装置１と同様に、回転ローラ５１の前方と後方とに、回転ローラ５１の略中央部を通過する方向に延在したガイド部６，７が配設されているため、被験者が指Ｆの中心部で各ガイド部６，７をたどりながらガイド部６，７に沿って指Ｆを移動させることにより、被験者は回転ローラ５１の略中央部に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。この場合、被験者の指Ｆは、回転ローラ５１から離れたり回転ローラ５１上で移動方向と異なる方向にずれたりすることなく回転ローラ５１に対して所定方向に移動するので、被験者の正確な指紋画像を取得できる。
【００９５】
なお、本第三の実施形態の指紋読取装置５０では、図１６及び図１７に示す通り、被験者の指Ｆをガイドする部材としてガイド部６，７を図示したが、上記第一の実施形態に示した［変形例１］〜［変形例７］の各ガイド部（符号略）を指紋読取装置５０に適用してもよい。
【００９６】
［第四の実施の形態］
続いて、図２０〜図２２を参照しながら指紋読取装置の第四の実施形態について説明する。ただし、本第四の実施形態では、第一の実施形態で示した部材と同様の部材に上記と同様の符号を付してそれら部材の詳細な説明を省略する。
図２０は指紋読取装置６０の斜視図であり、図２１は指紋読取装置６０の断面図であり、図２２は指紋読取装置６０の回路構成を示すブロック図である。
【００９７】
図２０及び図２１に示す指紋読取装置６０が第一の実施形態における上記指紋読取装置１と主に異なる点は、透明部材３が配設されておらず、筐体２の内部において指紋読取部１０の部材が変更されていることである。
【００９８】
詳しくは、図２０及び図２１に示す通り、筐体２の上部の略中央部には、断面視して台形状に起伏した起伏部２ｂが筐体２と一体になって形成されている。起伏部２ｂを構成する各面のうち、後側面２ｃは後方から前方に向かって上方に傾斜しており、上面２ｄは平面とされており、前側面２ｅは後方から前方に向かって下方に傾斜している。このように後側面２ｃ及び前側面２ｅが傾斜しているため、被験者は指を起伏部２ｂに接触させながら起伏部２ｂの前後方向にわたり指Ｆをスムーズに移動させることができる。また、起伏部２ｂの上面２ｄの中央部には、左右方向に延在するスリット状の開口部２ｆが形成されている。
【００９９】
筐体２の起伏部２ｂの内部には、左右方向に延在する基板６１が配設されている。基板６１は筐体２に固定されている。基板６１の上部には、基板６１に沿って延在するラインセンサ６２が実装されている。ラインセンサ６２は、複数のコンデンサ（図示略）を左右方向に配列した静電容量方式半導体センサであって、指Ｆの指紋の凹凸に応じて各コンデンサの容量値（電荷量）がコンデンサの静電容量効果により変化する性質を備えている。ラインセンサ６２の上面は起伏部２ｂの開口部２ｆから筐体２の外部に露出しており、起伏部２ｂの上面２ｄと同じ面上に存している。
【０１００】
次に、指紋読取装置６０の回路構成について説明する。
図２２に示す通り、ロータリーエンコーダ５には、ドライバ回路６３、信号処理回路６４、Ａ／Ｄ変換回路６５及び合成バッファ６６が接続されている。ロータリーエンコーダ５は、ローラ４が所定角度回転する毎に同期信号をドライバ回路６３、信号処理回路６４、Ａ／Ｄ変換回路６５及び合成バッファ６６へ出力するようになっている。ドライバ回路６３、信号処理回路６４、Ａ／Ｄ変換回路６５及び合成バッファ６６は、第一の実施形態で示したドライバ回路２１、信号処理回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３及び合成バッファ２４と略同様の機能を有するものであって、ロータリーエンコーダ５からの同期信号に同期して動作するようになっている。ただし、ドライバ回路６３には上記ラインセンサ６２が接続されており、ドライバ回路６３が、ロータリーエンコーダ５から入力された同期信号に従ってラインセンサ６２を駆動するようになっている。そしてラインセンサ６２には信号処理回路６４が接続されており、ラインセンサ６２は、ドライバ回路６３により駆動されることで、各コンデンサで蓄積した電荷量を電気信号に変換して一次画像を取得し、その電気信号を信号処理回路６４に出力するようになっている。
【０１０１】
次に、指紋読取装置６０の使用方法及び動作について説明する。
被験者は、指Ｆの中心部で後方のガイド部７から前方のガイド部６へと各ガイド部６，７をたどるように、指Ｆを筐体２に押し付けながら後方から前方へと移動させる。この場合、被験者の指Ｆは、ガイド部７によりガイドされた状態でローラ４に接触し、その後ローラ４を回転させながら移動してラインセンサ６２の上部を後方から前方へと通過する。
【０１０２】
そしてローラ４が所定角度回転する毎に、ロータリーエンコーダ５が、同期信号を発生させてその同期信号をドライバ回路６３、信号処理回路６４、Ａ／Ｄ変換回路６５及び合成バッファ６６のそれぞれに出力し、指Ｆはラインセンサ６２により線走査される。
【０１０３】
ここで、指Ｆとラインセンサ６２の上面とが接触する部分では、指Ｆの凸部（指紋の稜線）はラインセンサ６２の上面に密着し、指Ｆの凸部の直下に存する各コンデンサは静電容量が大きくなる（電荷の蓄積量が多くなる）。一方、指Ｆの凹部（指紋の溝線）はラインセンサ６２の上面から僅かに離間し、指Ｆの凹部の直下に存する各コンデンサは静電容量が小さくなる（電荷の蓄積量が少なくなる）。
【０１０４】
そしてラインセンサ６２はドライバ回路６３により駆動され、ロータリーエンコーダ５による同期信号のタイミングで指Ｆの凹凸に応じた電荷量を電気信号に変換し、指Ｆの指紋の一次元画像を取得する。その後ラインセンサ６２は、一次元画像を取得する毎にその電気信号を信号処理回路６４に出力し、出力された各電気信号は、信号処理回路６４により増幅等の処理がおこなわれ、Ａ／Ｄ変換回路６５によりＡ／Ｄ変換され、合成バッファ６６に順次蓄積される。そして合成バッファ６６は、蓄積した各一次元画像データから指紋の二次元画像データを生成し、その二次元画像データは合成バッファ６６からコンピュータに出力されて被験者の指紋認証の処理の用に供されるようになっている。
【０１０５】
以上のような指紋読取装置６０でも、上記第一の実施形態で示した指紋読取装置１と同様に、ラインセンサ６２の前方とローラ４の後方とに、ラインセンサ６２の略中央部を通過する方向に延在したガイド部６，７が配設されているため、被験者が指Ｆの中心部で各ガイド部６，７をたどりながらガイド部６，７に沿って指Ｆを移動させることにより、被験者はラインセンサ６２の略中央部に対して所定方向に指Ｆを円滑に移動させることができる。この場合、被験者の指Ｆは、ラインセンサ６２から離れたりラインセンサ６２上で移動方向と異なる方向にずれたりすることなくラインセンサ６２に対して所定方向に移動するので、被験者の正確な指紋画像を取得できる。
【０１０６】
なお、本第四の実施形態の指紋読取装置６０では、図２０及び図２１に示す通り、被験者の指Ｆをガイドする部材としてガイド部６，７を図示したが、上記第一の実施形態に示した［変形例１］〜［変形例７］の各ガイド部（符号略）を指紋読取装置６０に適用してもよい。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、被験者がガイド部に沿って指を移動させることにより、被験者は接触部材に対して所定方向に指を円滑に移動させることができる。この場合、被験者の指は、接触部材から離れたり接触部材上で移動方向と異なる方向にずれたりすることなく接触部材に対して所定方向に移動するので、被験者の正確な指紋画像を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態における指紋読取装置の斜視図である。
【図２】第一の実施形態における指紋読取装置の断面図である。
【図３】第一の実施形態における指紋読取装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１のガイド部の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１のガイド部の変形例を示す斜視図である。
【図６】図１のガイド部の変形例を示す斜視図である。
【図７】図１のガイド部の変形例を示す斜視図である。
【図８】図１のガイド部の変形例を示す斜視図である。
【図９】図１のガイド部の変形例を示す斜視図である。
【図１０】図１のガイド部の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１の透明部材の変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１の透明部材の変形例を示す斜視図である。
【図１３】図１の透明部材の変形例を示す斜視図である。
【図１４】第二の実施形態における指紋読取装置の斜視図である。
【図１５】第二の実施形態における指紋読取装置の断面図である。
【図１６】第三の実施形態における指紋読取装置の斜視図である。
【図１７】第三の実施形態における指紋読取装置の断面図である。
【図１８】第三の実施形態における指紋読取装置の筐体の内部に配設された部材の斜視図である。
【図１９】第三の実施形態における指紋読取装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２０】第四の実施形態における指紋読取装置の斜視図である。
【図２１】第四の実施形態における指紋読取装置の断面図である。
【図２２】第四の実施形態における指紋読取装置の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，４０，５０，６０指紋読取装置
２筐体
３，３５，３６，３７透明部材（接触部材）
４ローラ
５，５４ロータリーエンコーダ
６，７；２６ａ，２６ｂ；２７ａ，２７ｂ；２８ａ〜２８ｇ；２９ａ〜２９ｄ；３０ａ〜３０ｌ；３１ａ〜３１ｄ；３２ａ〜３２ｇガイド部
１０指紋読取部
１１支持部材
１１ａ光路孔
１２セルフォックレンズアレイ
１２ａセルフォックレンズ
１２ｂプレート
１３基板
１４固体撮像デバイス
１５光源
２１，５５，６３ドライバ回路
２２，５６，６４信号処理回路
２３，５７，６５Ａ／Ｄ変換回路
２４，５８，６６合成バッファ
３５ｄ溝
３６ａ切欠部
３７ｄ，３７ｅ突起部
４１プリズム（接触部材）
５１回転ローラ（接触部材）
５２平歯車
５３ピニオン
６１基板
６２ラインセンサ（接触部材）
Ｆ指

Claims

被験者の指が接触する接触部材を有し、前記指が前記接触部材に接触した状態で前記接触部材上を所定方向に移動したときに前記指の指紋を読み取る指紋読取装置において、
前記指の移動方向の前記接触部材より前側及び後側の少なくとも一方の側には、前記指の移動をガイドするガイド部が配設されていることを特徴とする指紋読取装置。
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は突条、溝又は複数の点状の突起であり、
前記ガイド部としての突条、溝又は各突起は、前記指の移動方向に延在することを特徴とする指紋読取装置。
請求項２に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は、前記接触部材の略中央部を通過する前記指の移動方向に延在することを特徴とする指紋読取装置。
請求項２に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は、前記接触部材の端部を通過する前記指の移動方向に延在することを特徴とする指紋読取装置。
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は互いに略平行に並んだ１対の突条であり、
前記ガイド部としての各突条は前記指の移動方向に延在することを特徴とする指紋読取装置。
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は互いに略平行に並んだ複数の突条であり、
前記ガイド部としての各突条は前記指の移動方向に沿って延在するとともに、略中心に配置された突条を基準として基準の突条から離れるにつれて高さが高くなることを特徴とする指紋読取装置。
請求項１に記載の指紋読取装置において、
前記ガイド部は、前記指の移動方向に沿って幅が狭くなる略ハ字状の突条であるか又は前記指の移動方向に沿って屈曲する略く字状の突条であることを特徴とする指紋読取装置。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の指紋読取装置において、
前記接触部材上には、前記指の移動方向に延在する溝が形成されていることを特徴とする指紋読取装置。
請求項１〜８のいずれか一項に記載の指紋読取装置において、
前記接触部材には、前記指の移動方向に切り欠かれた切欠部又は前記指の移動方向若しくはその反対方向に突き出た突起部が配設されていることを特徴とする指紋読取装置。