JP2006197981A - 指紋照合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 指を回転させて撮像された場合でも、指紋の照合性能が低下しない指紋照合装
置を得る。
【解決手段】 軸線が互いに所定角度を持つように配置され、それぞれ、指置き部２に挿
入された指１の爪側から光を照射する光源３ａ、３ｂと、指を透過した光を受光する光学
レンズ部５ａ、５ｂと、この光学レンズ部５ａ、５ｂにより受光された光を撮像する撮像
部６ａ、６ｂとを有する２セットの光学部を有し、指置き部２に挿入された指１を指検出
センサ３によって検出したとき、２セットの光学部により、順次、指の指紋を撮像し、こ
の撮像された二つの指紋画像を合成して、登録時と照合時の指紋画像による指紋照合に供
するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、指紋を撮像して得られる指紋画像によって指紋照合する指紋照合装置に関
するものである。

従来の指紋照合装置は、指を指置き部に挿入すると、指検出センサにより検出されて光
源が点灯され、指紋画像を光学レンズ部を通して撮像部により得られる構造となっている
。
指紋の登録操作の場合に、指がきちんと水平に指置き部に挿入されると、正常な指紋画
像が得られる。ところが、指紋の照合操作で、指が回転した状態で指置き部に挿入されて
いる状況では、正常な指紋画像が得られない。（特許文献１参照）

特開２００３−８５５３８号公報（第３〜４頁、図１）

指紋の照合は、登録時の指紋画像と照合時の指紋画像とを比較することにより、行われ
るので、照合操作において指を回転させた場合、指紋の一致した部分の割合が著しく小さ
くなってしまい、このために、照合性能が低下するという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、指を回転させて
撮像された場合でも、指紋の照合性能が低下しない指紋照合装置を得ることを目的にして
いる。

この発明に係わる指紋照合装置においては、指紋を撮像し、登録時に撮像した指紋画像
と照合時に撮像した指紋画像とを用いて指紋照合する指紋照合装置において、指を挿入す
る指置き部、この指置き部に挿入された指を検出する指検出センサ、及び軸線が互いに所
定角度を持つように配置され、指検出センサによる指の検出に応じて、順次指の指紋を撮
像する２セットの光学部を備え、光学部は、指置き部に挿入された指の爪側から光を照射
する光源と、指を透過した光を受光する光学レンズ部と、この光学レンズ部により受光さ
れた光を撮像する撮像部とにより構成され、２セットの光学部により撮像された二つの指
紋画像は合成されて指紋照合に用いられるものである。

この発明は、以上説明したように、指紋を撮像し、登録時に撮像した指紋画像と照合時
に撮像した指紋画像とを用いて指紋照合する指紋照合装置において、指を挿入する指置き
部、この指置き部に挿入された指を検出する指検出センサ、及び軸線が互いに所定角度を
持つように配置され、指検出センサによる指の検出に応じて、順次指の指紋を撮像する２
セットの光学部を備え、光学部は、指置き部に挿入された指の爪側から光を照射する光源
と、指を透過した光を受光する光学レンズ部と、この光学レンズ部により受光された光を
撮像する撮像部とにより構成され、２セットの光学部により撮像された二つの指紋画像は
合成されて指紋照合に用いられるので、軸線が所定角度を持つ２セットの光学部を有し、
照合操作で指を回転させた場合でも、照合操作での指紋画像と登録時の指紋画像との一致
する面積割合が小さくならないため、照合性能が低下しないという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による指紋照合装置を示す構成図であり、図１（ａ）
は正面図、図１（ｂ）は側面図である。
図１において、指１を指置き部２に挿入すると、指検出センサ４によりこの挿入された
指１を検出する。これに応じて、光源３ａが点灯して、指の爪側から光を照射し、これに
より光学レンズ５ａを通して撮像部６ａによって指紋画像が撮像され、次に、光源３ｂが
点灯して、光学レンズ５ｂを通して撮像部６ｂによって指紋画像が撮像される。光源３ａ
と、光学レンズ５ａと、撮像部６ａとは、一つの光学部を構成し、光源３ｂと、光学レン
ズ５ｂと、撮像部６ｂとは、別の光学部を構成する。すなわち、軸線１１ａ、１１ｂが指
を通ると共に、所定角度を持つように配置された２セットの光学部を有している。

図２は、この発明の実施の形態１による指紋照合装置の登録操作を示す説明図である。
図２において、１、３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂは図１におけるものと同一の
ものである。図２は、登録操作の場合で、指１がきちんと水平に操作されていると、２セ
ットの光学部によりそれぞれ指紋画像７ａ、７ｂが得られると共に、この２つが合成され
て指紋画像７ｃが得られる。
図３は、この発明の実施の形態１による指紋照合装置の登録操作の流れを示す図である
。

図４は、この発明の実施の形態１による指紋照合装置の照合操作を示す説明図である。
図４において、１、３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂは図１におけるものと同一の
ものである。図４は、照合操作において、指１が回転した状態で操作されると、２セット
の光学部によりそれぞれ指紋画像８ａ、８ｂが得られ、これを合成して指紋画像８ｃとな
る。

図５は、この発明の実施の形態１による指紋照合装置の照合操作の流れを示す図である
。
図６は、この発明の実施の形態１による指紋照合装置の指紋画像の照合結果を示す図で
ある。
図６において、登録時の指紋画像７ｃと照合時の指紋画像８ｃを重ねて示しており、灰
色部分は比較時に一致した指紋画像９を示している。

次に、図３により登録操作の流れを説明する。
指挿入検出手段２０により指１が指置き部２に挿入されたことを検出し、光源ａ点灯手
段２１ａにより光源３ａを点灯する。指紋画像ａ撮像手段２２ａにより指紋画像７ａを撮
像し、指紋画像ａ一時保存手段３０で一旦保存し、光源ａ消灯手段２６ａにて光源ａを消
灯する。
続いて，光源ｂ点灯手段２１ｂにより光源３ｂを点灯して、指紋画像ｂ撮像手段２２ｂ
により指紋画像７ｂを撮像する。指紋画像データ合成手段３１にて指紋画像７ａと指紋画
像７ｂを合成し、合成された指紋画像７ｃを指紋特徴データ算出手段２３にて、数値デー
タ化して、登録指紋データ保存手段２４により保存する。指１が排出されると、指排出検
出手段２５にて検出し、光源消灯手段２６ｂにて光源ｂを消灯する。

次に、図５により照合操作の流れを説明する。
指挿入検出手段２０により指１が指置き部２に挿入されたことを検出し、光源ａ点灯手
段２１ａにより光源３ａを点灯する。指紋画像ａ撮像手段２２ａにより指紋画像８ａを撮
像し、指紋画像ａ一時保存手段３０で一旦保存し、光源ａ消灯手段２６ａにて光源ａを消
灯する。
続いて、光源ｂ点灯手段２１ｂにより光源３ｂを点灯して、指紋画像ｂ撮像手段２２ｂ
により指紋画像８ｂを撮像する。次いで、指紋画像データ合成手段３１にて指紋画像８ａ
と指紋画像８ｂを合成し、合成された指紋画像８ｃを指紋特徴データ算出手段２３にて、
数値データ化する。
次いで、登録指紋データ読込手段２７により、登録データを読み出し、指紋特徴データ
比較手段２８によって登録データと比較し、その結果を比較結果通知手段２９によって、
操作者に通知する。指１が排出されると、指排出検出手段２５にて検出し、光源消灯手段
２６ｂにて光源ｂを消灯する。

図６では、登録時の指紋画像７ｃと照合時の指紋画像８ｃを重ねて示しており、灰色部
分は比較時に一致した指紋画像９を示している。
照合操作において、指を回転させた場合、一致した指紋画像を登録時の指紋画像と比較
すれば、一致する面積の割合があまり小さくなっていないため、照合性能があまり低下し
ない。

実施の形態１によれば、斜めに角度を付けた２セットの光学部を有しているので、照合
操作において、指を回転させた場合でも、照合操作での指紋画像と登録時の指紋画像との
一致する面積の割合があまり小さくならないため、照合性能が低下しないという効果があ
る。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による指紋照合装置を示す構成図であり、図７（ａ）
は正面図、図７（ｂ）は側面図である。
図７において、指１を指置き部２に挿入すると、指検出センサ４により検出して光源３
を点灯し、指紋画像が光学レンズ部５を通して撮像部６により得られるようになっている
。図７では、光源３、光学レンズ５及び撮像部６が一体となって移動レール１０に沿って
左右に可動する構造となっている。

図８は、この発明の実施の形態２による指紋照合装置の登録操作を示す説明図である。
図８において、１、３、５、６、１０は図７におけるものと同一のものである。図８の
登録操作の場合では、指１がきちんと水平に操作されていると、移動レール１０に沿って
光源３、光学レンズ５、撮像部６が一体となって移動し、位置１０ａ（第一の位置）に移
動して指紋画像７ａを得て、次いで、位置１０ａとは光学部の軸線が所定角度を持つ位置
の位置１０ｂ（第二の位置）に移動して指紋画像７ｂを得て、この２つの指紋画像を合成
して登録指紋画像７ｃを得ている。
図９は、この発明の実施の形態２による指紋照合装置の登録操作の流れを示す図である
。

図１０は、この発明の実施の形態２による指紋照合装置の照合操作を示す説明図である
。
図１０において、１、３、５、６、１０は図７におけるものと同一のものである。図１
０の照合操作では、光学部が所定位置に固定されているため、指１が回転した状態で操作
されると、一部が欠けた指紋画像８が得られる。

図１１は、この発明の実施の形態２による指紋照合装置の照合操作の流れを示す図であ
る。
図１２は、この発明の実施の形態２による指紋照合装置の指紋画像の照合結果を示す図
である。
図１２において、登録時の指紋画像７ｃと照合時の指紋画像８を重ねて示しており、灰
色部分は比較時に一致した指紋画像９を示している。

次に、図９により登録操作の流れを説明する。
指挿入検出手段２０により、指１が装置に挿入されたことを検出し、光源点灯手段２１
により光源３を点灯する。光学部ａ回転手段３２ａによって、光源３、光学レンズ５、撮
像部６からなる光学部が、移動レール１０ａの位置に移動され、指紋画像撮像手段２２に
より、指紋画像７ａが撮像されて、指紋画像ａ一時保存手段３０で一旦保存する。
続いて、光学部ｂ回転手段３２ｂによって、光学部が移動レール１０ｂの位置に移動さ
れ、指紋画像撮像手段２２により、指紋画像７ｂが撮像される。次いで、指紋画像データ
合成手段３１にて、指紋画像７ａと指紋画像７ｂを合成し、合成された指紋画像７ｃを指
紋特徴データ算出手段２３にて、数値データ化して登録指紋データ保存手段２４により保
存する。
指１が排出されると、指排出検出手段２５にて検出し、光源消灯手段２６にて光源を消
灯し、光学部回転手段３２によって光学部を元の位置に移動させる。

次に、図１１により照合操作の流れを説明する。
指挿入検出手段２０により、指１が装置に挿入されたことを検出し、光源点灯手段２１
により、光源３を点灯する。指紋画像撮像手段２２により、指紋画像８を撮像し、指紋特
徴データ算出手段２３にて、数値データ化する。
次いで、登録指紋データ読込手段２７により、登録データを読み出し、指紋特徴データ
比較手段２８によって、登録データと比較し、その結果を比較結果通知手段２９によって
操作者に通知する。指１が排出されると、指排出検出手段２５にて検出し、光源消灯手段
２６にて光源を消灯する。

図１２で示されるように、登録時の指紋画像７ｃと照合時の指紋画像８との比較時に、
照合操作において指を回転させた場合には、一致した指紋画像９は、照合時のそれと同じ
画像となっている。これにより、照合性能の低下が少ないと共に、実施の形態１と比較し
て照合時の撮像回数が１回であるため、処理時間が短いという効果がある。

実施の形態２によれば、光源３、光学レンズ５及び撮像部６が一体となって移動レール
１０に沿って左右に可動する構造となっているため、これにより撮像された登録操作と照
合操作の指紋画像の比較結果は、照合操作の指紋画像と同じになり、照合性能の低下が少
ないとともに、実施の形態１と比較して照合時の撮像回数が１回であるため、処理時間が
短いという効果がある。

実施の形態３．
図１３は、この発明の実施の形態３による指紋照合装置の照合操作を示す説明図である
。
図１３において、１、３、５、６、１０ａ、１０ｂは図８におけるものと同一のもので
ある。図１３の照合操作では、指１が回転した状態で操作されると、光学部が移動レール
１０の上を１０ａ、１０ｂと移動して、指紋画像８ａ、８ｂが得られ、これを合成して指
紋画像８ｃとなる。

図１４は、この発明の実施の形態３による指紋照合装置の照合操作の流れを示す図であ
る。
図１５は、この発明の実施の形態３による指紋照合装置の指紋画像の照合結果を示す図
である。
図１５において、登録時の指紋画像７ｃと照合時の指紋画像８を重ねて示しており、灰
色部分は比較時に一致した指紋画像９を示している。

実施の形態３は、実施の形態２における照合時の動作について、光学部を可動させるこ
とにより、照合操作において指を回転させた場合の照合性能のさらなる向上を図るもので
ある。なお、登録操作は、実施の形態２と同じである。

次に、図１４により実施の形態３の照合操作の流れを説明する。
指挿入検出手段２０により、指１が装置に挿入されたことを検出し、光源点灯手段２１
により光源３を点灯する。光学部ａ回転手段３２ａによって、光源３、光学レンズ５、撮
像部６からなる光学部が移動レール１０ａの位置に移動され、指紋画像撮像手段２２によ
り、指紋画像８ａが撮像されて、指紋画像ａ一時保存手段３０で一旦保存される。
続いて、光学部ｂ回転手段３２ｂによって、光学部が移動レール１０ｂの位置に移動さ
れ、指紋画像撮像手段２２により、指紋画像８ｂが撮像される。次いで、指紋画像データ
合成手段３１にて、指紋画像８ａと指紋画像８ｂを合成し、合成された指紋画像８ｃを指
紋特徴データ算出手段２３にて、数値データ化する。
次いで、登録指紋データ読込手段２７により、登録データを読み出し、指紋特徴データ
比較手段２８によって登録データと比較し、その結果を比較結果通知手段２９によって、
操作者に通知する。指１が排出されると、指排出検出手段２５にて検出し、光源消灯手段
２６にて光源を消灯し、光学部回転手段３２によって光学部を元の位置に移動させる。

照合操作において指を回転させた場合、図１５の登録時の指紋画像７ｃと照合時の指紋
画像８ｃとの一致部分の指紋画像は、登録時の指紋画像との一致面積が大きいため、照合
性能が非常に高まることを示している。

実施の形態３によれば、照合操作で、指が回転した状態で操作されると、光学部が移動
レールの上を移動して、指紋画像を得て、これを合成して指紋画像とするので、登録画像
との比較において一致する部分の指紋画像は、登録時の指紋画像との一致面積の割合が大
きいため、照合性能が非常に高まるという効果がある。

この発明の実施の形態１による指紋照合装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による指紋照合装置の登録操作を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による指紋照合装置の登録操作の流れを示す図である。 この発明の実施の形態１による指紋照合装置の照合操作を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による指紋照合装置の照合操作の流れを示す図である。 この発明の実施の形態１による指紋照合装置の指紋画像の照合結果を示す図である。 この発明の実施の形態２による指紋照合装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による指紋照合装置の登録操作を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による指紋照合装置の登録操作の流れを示す図である。 この発明の実施の形態２による指紋照合装置の照合操作を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による指紋照合装置の照合操作の流れを示す図である。 この発明の実施の形態２による指紋照合装置の指紋画像の照合結果を示す図である。 この発明の実施の形態３による指紋照合装置の照合操作を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による指紋照合装置の照合操作の流れを示す図である。 この発明の実施の形態３による指紋照合装置の指紋画像の照合結果を示す図である。

符号の説明

１ 指
２ 指置き部
３ 光源
４ 指検出センサ
５ 光学レンズ
６ 撮像部
７ 登録操作の指紋画像
８ 照合操作の指紋画像
９ 一致した指紋画像
１０ 移動レール
１１ 軸線

Claims (3)

1. 指紋を撮像し、登録時に撮像した指紋画像と照合時に撮像した指紋画像とを用いて指紋
   照合する指紋照合装置において、指を挿入する指置き部、この指置き部に挿入された指を
   検出する指検出センサ、及び軸線が互いに所定角度を持つように配置され、上記指検出セ
   ンサによる指の検出に応じて、順次上記指の指紋を撮像する２セットの光学部を備え、上
   記光学部は、上記指置き部に挿入された指の爪側から光を照射する光源と、上記指を透過
   した光を受光する光学レンズ部と、この光学レンズ部により受光された光を撮像する撮像
   部とにより構成され、上記２セットの光学部により撮像された二つの指紋画像は合成され
   て上記指紋照合に用いられることを特徴とする指紋照合装置。
2. 指紋を撮像し、登録時に撮像した指紋画像と照合時に撮像した指紋画像とを用いて指紋
   照合する指紋照合装置において、指を挿入する指置き部、この指置き部に挿入された指を
   検出する指検出センサ、この指検出センサによる指の検出に応じて、指の指紋を撮像する
   光学部、及びこの光学部を移動させる移動レールを備え、上記光学部は、上記指置き部に
   挿入された指の爪側から光を照射する光源と、上記指を透過した光を受光する光学レンズ
   部と、この光学レンズ部により受光された光を撮像する撮像部とにより構成され、登録時
   には上記光学部を上記移動レールにより第一の位置及びこの第一の位置とは上記光学部の
   軸線が所定の角度を持つような第二の位置に移動させて、この二つの位置で上記光学部に
   より上記指紋を撮像し、この二つの位置で撮像された二つの指紋画像を合成すると共に、
   照合時には上記光学部を所定位置に固定させ、この固定位置で上記指紋を撮像することを
   特徴とする指紋照合装置。
3. 指紋を撮像し、登録時に撮像した指紋画像と照合時に撮像した指紋画像とを用いて指紋
   照合する指紋照合装置において、指を挿入する指置き部、この指置き部に挿入された指を
   検出する指検出センサ、この指検出センサによる指の検出に応じて、指の指紋を撮像する
   光学部、及びこの光学部を移動させる移動レールを備え、上記光学部は、上記指置き部に
   挿入された指の爪側から光を照射する光源と、上記指を透過した光を受光する光学レンズ
   部と、この光学レンズ部により受光された光を撮像する撮像部とにより構成され、登録時
   及び照合時にそれぞれ、上記光学部を上記移動レールにより第一の位置及びこの第一の位
   置とは上記光学部の軸線が所定の角度を持つような第二の位置に移動させて、この二つの
   位置で上記光学部により上記指紋を撮像した二つの指紋画像を合成し、この合成された指
   紋画像を上記指紋照合に用いることを特徴とする指紋照合装置。

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