JP2009522649A - 保護フィルムにより光学式に指紋画像を処理するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

光学式指紋画像処理システムが、光学的に透明な圧盤と、圧盤に接着剤で剥離可能に接着された保護フィルムとを含んでいる。保護フィルムは、圧盤を掻き疵、くぼみ、その他の表面損傷から保護し、かつ指を押し当てて指紋画像を得るさいに触れる恐れのある石油基物質に対し化学的に事実上不活性である。接着剤は、選択された凝集強さを有し、このため、保護フィルムと接着剤とは、接着剤残渣を残すことなく圧盤から除去できる。保護フィルムは、圧盤の保守の一環として定期的に交換できるので、精確な指紋画像を連続的に取得できる。圧盤の保護方法も開示してある。

Description

本発明は、広くは電子式の指紋取得に関し、より具体的には、光学式の指紋画像処理装置の圧盤を保護するシステム及び方法に関するものである。

電子式指紋取得システムは、最近、インク又は化学試薬の必要をなくすために導入されたものである。このシステムの場合、対象者は、光学システムの平らな又は湾曲した透明圧盤に指先を押し付けるか、圧盤上で転動させるかする。圧盤を通して光が向けられ、光は指先から、ミラー又はプリズム、レンズ、例えばビデオカメラに用いられる種類のＣＣＤ画像処理器等の電子式画像センサを含む光路内へ反射される。指紋画像は、デジタル化され、分析され、プリントアウトされ、記憶され、伝送され、既存の単数又は複数の指紋と照合される。

指紋の照合は精密科学であり、各指紋の多くの細部の独特な特徴を比較することが必要である。それらの特徴には、各個人の指紋の細部として技術上公知の、隆起部の端部及び分基点のパターン、これらの特徴の位置及び方向が含まれる。細部すべての収集は、指紋の唯一の保持者を特定する記号又は型を集合的に含むのに十分な完全なものでなければならない。未知の指紋型と既知の人物の指紋型との比較は、手操作又は電子システムによって行うことができる。指紋型を照合して未知の指紋を同定する処置には、精確を期するため、最小限度の細部の相関が必要とされる。画像取得方法と関係なしに、また指紋が熟練者か器械いずれによって解釈されるかに関わりなく、取得された指紋画像の明晰さと解像度は、明らかに最も重要である。十分に明晰でなければ、たとえ合致しても、明晰な合致を得るのに十分な細部像は得られない。

光学式画像処理装置の場合、指先を圧盤上に当てると、圧盤からの光の選択的な反射によって指先の指紋画像が得られる。指紋の細部を表す反射光は画像処理センサによってデータに変換され、そのデータが、画像処理装置によって指紋画像に組み換えられる。組み換えが成功すれば、指紋画像が「取得」されたことになる。しかし、指紋画像の明晰度や解像度が、圧盤の曇り、歪み、掻き疵、不完全さのために低い場合には、指紋に関する細部の数が限られる結果、指紋画像のデータベースと細部との相関が、他の指紋との相関が突き止められる結果にはならないか、又は多数の指紋との相関が生じる結果となり、このため、その未知の指紋の同定が不可能となる。

電子式指紋取得システムでの不明瞭な指紋画像は、（１）隆起部と凹部とのコントラストの欠如、（２）圧盤上に潜在する指紋による妨害、（３）使用条件又は環境条件から結果する圧盤上の汚れ、（４）使用、乱暴な扱い、環境条件から結果する圧盤の掻き疵又は欠陥、（５）圧盤に押し付けられる指先の過剰な圧力、（６）圧盤との指先の接触不足による乏しい反射画像、（７）圧盤上で指を転動させることによる歪み、（８）光学装置の乏しい解像度、（９）システムの構成から結果する著しい歪みが原因となる可能性がある。不明瞭な画像を生じさせる条件は、ほかにもある。原因がどうであれ、不明瞭な指紋は、精確には読み取れないか、又は相互検証又は同定目的で既存の指紋と比較することができない。

指紋取得処置を改善するために、技術上、極めて様々な電子式指紋画像処理装置が提案されてきた。多くの先行指紋画像処理装置に共通な点は、装置に組み込まれている圧盤が、比較的高価な点である。図１及び図２に示したように、幾つかの先行指紋画像処理装置２１の圧盤２０では、光学的に透明又は透過可能な剛性第１層２４が、粘着性ポリマーの第２層２６で覆われ、指紋画像の品質が改善されている。この場合、第１層は、画像処理装置のハウジング２８の上方へ僅かに突出しており、該第１層がその周縁を取り囲む突出した壁部を形成し、それにより第２層を受容するポケット３０が形成される。第２層は、また乾いた指先との光学的接触を改善するようにされている。

図３に示したように、指先３２の指紋画像は、光源（図示せず）からの入射光３４が第１と第２の層２４，２６を透過し、指先の指紋凹部３６の下の第２層の複数部分で反射されるさいに作られるが、これは、第２層と第２層上方の空気との屈折率が相違しているためである。指先の指紋凹部と関係する反射光３８は、電子画像センサ（図示せず）によって受光される。入射光は、指先の指紋の隆起部と接触する第２層の複数部分で概して吸収される。しかし、入射光の中には、指先の指紋隆起部と接触する第２層の複数部分で反射することもあり、その結果、指紋画像のコントラストが低下する。

画像のコントラストを改善するために、圧盤２０の第２層を、それに押し付けられる指先３２の指紋隆起部４０による圧力で変形するように設計することもできる。隆起部とそれに対応する変形は、説明のために誇張して図示されている。隆起部の下の変形によって、隆起部の下で反射される入射光２は散乱し、これにより隆起部による反射光４４が電子画像センサに入射する量が低減されるのが好ましい。それにより、画像処理装置が隆起部と凹部とを区別するのがより容易になる。理論に縛られるつもりはないが、以上の論議及び参考図面は、説明目的でのみ示したものである。

きわめて様々な指紋画像処理装置は、すべて一つの共通の問題を抱えている。すなわち、圧盤の保守の問題である。使用中に圧盤２０上に油や汚れが溜まるのは極めて自然かつ不可避のことである。埃が舞い上がったり紫外線が当るという環境条件も、圧盤上に汚れやグリースを堆積させたり、圧盤表面に損傷を生じさせたりして、指紋画像を不明瞭にすることがある。汚れた圧盤をティシューで拭うようにすれば、長い間には圧盤表面が摩耗して、更に指紋画像が不明瞭になりかねない。
圧盤２０は、或る環境では、より急速に劣化する。保健医療施設では、しばしば、薬品の小出し設備又は保管室その他の設備で指紋画像処理装置が採用されている。不幸にも、多くの圧盤が、医療従事者の手に使用される殺菌剤及び石油基の加湿ローションや設備に使用される消毒剤で、劣化する。圧盤のなかには、第２層が粘着性ポリマー製のものがあるが、その種の第２層２６は、保健医療施設で使用されている前記のようなハンド・ローションや洗浄剤によって化学変化を起こすことが分かっている。第２層の化学変化により、第２層は、耐引掻き性及び耐くぼみ性が低下し、普通の使用で、より摩耗し易くなる。

図４に示すように、圧盤２０の外表面４８に掻き疵、くぼみ、その他の欠陥４６がある場合、指紋の凹部３６（図３）の下で反射される入射光３４は、散乱して画像を明確には結べない。したがって、圧盤表面の疵は、凹部に関わる反射光の、電子画像センサへの入射量を不都合に減少させ、画像処理装置による指紋細部の明確な識別を難しくするか、又は不可能にする。このようなことになると、幾つかの画像処理装置の場合には、光源、プリズム、センサを含む全装置２１を交換せねばならない。また他の画像処理装置の場合には、圧盤のみを定期的に交換することができる。いずれの場合も、そうした交換には、高額の費用と時間がかかり、特別の訓練と工具が必要である。

不都合さと交換費用とに加えて、圧盤２０上の掻き疵、くぼみ、その他の欠陥４６が、作業の流れに有害な影響を与えることがある。例えば、保健医療従事者は、しばしば、例えばカージナル・ヘルス（カリフォルニア州サン・ディエゴ）のピュクシス・メドステーション等の電子制御式薬品小出し設備にアクセスする場合、自己同定せねばならない。これらの設備は、保健医療施設内の看護ステーションその他の好都合な場所での薬品の貯蔵や供給に使用される。指紋画像処理装置は、同定過程の自動化や、特に麻酔薬その他、監視下に置かれる物質及び監視下に置かれる品目を薬品設備に保管する場合、安全性を高めるために使用される。外表面の化学変化や微細摩耗（掻き疵）の結果として曇って、指紋照合に使用不可能になるか、間欠的にのみ使用可能になる圧盤２０は、薬品保管設備への自動的なログインや薬品保管設備の安全特性を損なうことになり、それによって、患者の看護を効率的に行う作業の流れが損なわれる。ここで用いた「監視下の品目」とは、麻酔薬に限定されるものではなく、保健医療施設で監視又は追跡の要ありとするどのような品目をも含むものである。

したがって、当業者は、迅速かつ簡単に安価な圧盤保守が可能で、そうした保守の必要を少なくする保護部材を含む改良型の電子式指紋画像処理システム及び処理方法が必要と認識している。

簡単に、一般的に言えば、本発明は、画像処理のシステム及び方法、保護フィルム、圧盤を劣化から保護する方法に関するものである。本発明の複数の態様によれば、指紋画像を得るための光学式指紋画像処理システムが得られ、該画像処理システムは、取得すべき指紋画像を透過させる外表面を有する光学的に透明な圧盤と、指紋画像取得中に光の透過に悪影響を与えるであろう欠陥が事実上皆無の材料、それも指紋画像取得のため指を支えるさいに触れる恐れのある石油基物質に化学的に事実上不活性の材料を含む保護フィルムとを含み、前記保護フィルムが外表面と内表面とを有し、該内表面が圧盤に対向しており、前記保護フィルムが、また保護フィルムに押し当てられた指の指紋隆起部どおりに弾性変形するようにされており、前記指紋画像処理システムが、更に、保護フィルムの内表面に施された接着剤を含み、これにより光学的に整合する形式で圧盤に保護フィルムを剥離可能に取り付けることができ、該接着剤が、選択された凝集強さを有する結果、保護フィルムを接着剤残渣なし剥離することができ、このため保護フィルムの反復的な交換が可能である。

より具体的な態様によれば、保護フィルムはウレタンを包含している。別のより具体的態様では、このウレタンが光学プラスチックの特性を含み、光の透過に悪影響を与える恐れのある欠陥は皆無である。
本発明の別の態様によれば、光学的に透明な圧盤は剛性材料を含み、保護フィルムは圧盤の外表面に直接取り付けられている。この場合、保護フィルムは、０．６３５ｍｍ（２５ミル）を超える厚さを有している。しかし、別の態様では、保護フィルムは約０．０７６ｍｍ（３ミル）約‐０．１５２ｍｍ（６ミル）の厚さを有している。

更に別の態様では、保護フィルムは、指紋の隆起部に沿って変形し接触する一方、指紋の隆起部に隣接する凹部のところの隙間は維持するようにされる。加えて、接着剤は、更に、選択された湿潤特性を含むことにより、保護フィルムが取り付けられる表面の掻き傷、くぼみ、その他の不整箇所に接着剤が補填されるようにされ、それにより保護フィルムが取り付けられた表面を透過する光の透過率が増大する。接着剤は、保護フィルムに対し、保護フィルムが取り付けられる表面に対する剥離接着力より大きい剥離接着力を有している。きわめて具体的な一態様によれば接着剤はアクリル・ポリマーを含んでいる。この接着剤は、別の具体的な態様では、約０．０５ｍｍ（２ミル）以下の厚さのコーティングを形成する。

更に、より具体的な態様によれば、圧盤は、剛性かつ光学的に透明な材料からなる第１層と、指紋画像を得るために光を透過する圧盤外表面を形成する材料からなる第２層とを含み、該材料の第２層が、指紋の隆起部どおりに弾性変形するようにされており、その場合、保護フィルムは、第２層の外表面に取り付けられる。圧盤の第２層はシリコーンを含んでいる。

本発明の付加的な態様によれば、光学式指紋画像処理装置の光学的に透明な圧盤を保護する保護フィルムが得られ、該圧盤が外表面を有し、該外表面を介して指紋画像が得られ、前記保護フィルムが、指紋画像取得中に光の透過に悪影響を与えるであろう欠陥が事実上皆無の材料、それも指紋画像取得のため指を支えるさいに触れる恐れのある石油基物質に対して化学的に事実上不活性な材料を含み、保護フィルムの前記材料が、選択された硬度を有することで、保護フィルムが、フィルムに押し当てられた指の指紋隆起部どおりに弾性変形するようにされており、更に前記保護フィルムが、光学的に整合する形式で圧盤に剥離可能に取り付けられるように、保護フィルム内表面に施された接着剤を含み、該内表面が圧盤と対向し、前記接着剤が、選択された凝集強さ有しているため、保護フィルムは、接着剤残渣を残すことなく剥離可能であり、それにより保護フィルムは繰り返し交換することができる。更に別の具体的な態様によれば、保護フィルムは、圧盤より耐磨耗性が大である。

より具体的な態様によれば、保護フィルムは、０．６３５ｍｍ（２５ミル）を超える厚さのウレタンを含んでいる。しかし、別の態様では、保護フィルムは、約０．０７６ｍｍ（３ミル）‐約０．１５２ｍｍ（６ミル）の厚さを有している。保護フィルムは、指紋の隆起部どおりに変形し接触する一方、指紋の隆起部に隣接する凹部のところには隙間が維持されるようになっている。接着剤は、更に選択された湿潤特性を有することにより、保護フィルムが取り付けられる表面の掻き疵、くぼみ、その他不整箇所を補填するようにされており、それによって、保護フィルムが取り付けられる表面を透過する光の透過率が増大する。保護フィルムに対する接着剤の剥離接着力は、保護フィルムが取り付けられる表面に対する剥離接着力より大きい。該接着剤はアクリルポリマーを含んでいる。該接着剤は、また保護フィルム上に、約０．０５ｍｍ（２ミル）以下の厚さのコーティングを形成する。

本発明の方法の態様によれば、光学式指紋画像処理装置の光学的に透明な圧盤を保護する方法が得られ、その場合、該圧盤は指紋画像を透過させる外表面を有しており、前記方法は、指紋画像取得中に光の透過に悪影響を与えるであろう欠陥が事実上皆無の材料、それも指紋画像取得のため指を支えるさい触れる恐れのある石油基物質に化学的に事実上不活性な材料を含む保護フィルムで圧盤を被覆する段階を含み、前記保護フィルムが外表面と内表面とを有し、該内表面が圧盤に対向しており、前記方法は、また保護フィルムが、保護フィルム内表面に施された接着剤によって、圧盤と光学的に整合する形式で剥離可能に圧盤に接着される段階と、保護フィルムに押し当てられた指の指紋隆起部に合致すように保護フィルムが弾性変形される段階とを含んでいる。
本発明の特徴及び利点は、添付図面と関連して行われる以下の説明により、より容易に理解されるだろう。

より詳しく実施例の図面を見てみると、複数図面間の対応部材又は等しい部材には等しい符号が付されており、図５には、光学式指紋画像処理装置５０の斜視図が、また図６には、同画像処理装置の分解図が示されている。この画像処理装置は、ハウジング５２と、その上に配置された圧盤５４とを含んでいる。圧盤は、剥離可能な保護フィルム５８によって覆われている。この実施例の場合、圧盤は、第１層６０と第２層６２とを含んでいる。保護フィルム５８は、第２層とハウジングとに剥離可能に取り付けられている。圧盤は光学的に透明であり、画像処理装置内から光は容易に圧盤を通して伝送され、圧盤に押し付けられた指の指紋画像が精確に作成され、検証又は同定の目的に使用される。

特に図６を参照すると、この実施例の第１層６０は、剛性であり、好ましくは平面的だが、必ず平面的でなければならないわけではない。第１層は、ガラス、プラスチック、その他の光学的に透明な材料のいずれかで作られている。第２層６２は、第１層より軟質で、圧盤上に押し当てられた指先の指紋隆起部に合致するように弾性変形することができ、それによって指紋画像の品質が高められる。指先が第２層から離されると、変形は消失し、第２層は原形に戻り、別の指紋画像を取ることができる。第２層に適した材料の一例は、シリコーンを含む合成ゴムである。当業者には、指紋画像品質を高めるために、第２層に適した他の材料を使用できることが理解されよう。他の適当な材料により、第１層より軟質でない第２層を形成することもできる。

保護フィルム５８は、圧盤５４より高い耐損傷性及び耐劣化性を有するように設計できる。特に、保護フィルムは、石油基物質、例えば圧盤に触れる医療従事者の指先表面のハンドローション又はクリームに対し、圧盤に比して化学的に不活性又は高い耐性を有している。保護フィルムは、また紫外線による劣化や漸次的な退色に対する耐性を有することで、保護フィルムの交換頻度が低減されるのが好ましい。加えて、保護フィルムは、光学的に透明になる光学材料で形成されるのが好ましい。この実施例では、保護フィルムが光学ガラス又は光学プラスチックの特性を有し、得られた指紋画像の解像度に悪影響を与えないように、光学材料で形成されている。保護フィルムには、光に悪影響を与えるであろう不完全な点が事実上皆無であり、細部が画像処理装置によって精確に読み取られる。この不完全な点には、未溶解粒子、異物、泡、保護フィルム内の化学的な非均質部分、保護フィルム上の波形・掻き疵・くぼみが含まれるが、これらに限定はされない。

保護フィルム５８は、また圧盤５４より高い耐摩耗性を有しているのが好ましい。耐摩耗性により、保護フィルムには、機械的な作用、例えば擦れ、引掻き、表面から漸次材料が取り去られる腐食等に対する抵抗能力が与えられる。この抵抗能力により、保護フィルム外表面の元の外観や組織の維持が助けられる。耐摩耗性を特徴付ける幾つかの技術は、米国試験・材料協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）（ＡＳＴＭ）が公開している。ＡＳＴＭ法Ｄ１０４４−９９「透明プラスチック表面の耐摩耗性の標準試験方法」では、摩耗損傷が、摩耗の跡を透過して前方へ散乱することで入射光からそれる透過光のパーセンテージによって判定される（パーセンテージが低いほど耐摩耗性は高い）。ＡＳＴＭ法Ｄ５９６３−０４「擦れ特性−摩耗の標準試験方法」では、耐摩耗性が、回転ドラムに取り付けた研磨シート上で検体を移動させることによって測定され、体積損が立法ミリメートルで表されるか（体積が小さければ、それだけ耐摩耗性は高い）、又は耐摩耗率がパーセンテージで表される（パーセンテージが高ければ、それだけ耐摩耗性が高い）。

一般に、軟質で伸長性が高いが弾性的でもある材料は、耐摩耗性が高い。したがって、保護フィルム５８は、圧盤より高い耐摩耗性を有するように、圧盤５４の硬度より低い選択硬度を有する材料で作られる。しかし、注意すべき点は、過度に軟質の材料は、往々にして耐摩耗性が低い点である。また、高い耐摩耗値が得られる材料の中には、化学変化を起こしたり、しみ、油、汚れが着き易いものがある。例えば、粘着性シリコーン・ゴム等の軟質で弾性的な材料は、石油基物質に曝されると化学変化を起こすため、時が経つにつれて耐摩耗性が乏しくなる。したがって、保護フィルム５８は、石油基の物質に曝されても、圧盤より長期にわたって耐摩耗性を維持するのが好ましい。

図７に示すように、圧盤５４には、保護フィルム５８の内表面に施された接着剤６４が被着している。この内表面は圧盤に対向しているので、接着剤は圧盤の外表面に付着している。保護フィルムは、また押し付けられる指先と接触する外表面６８を有している。保護フィルムの外表面は、得られた指紋画像の品質が低下しないように、表面に不整な点が事実上無いのが好ましい。図示の実施例では、圧盤の外表面が第２層６２の外表面７２で形成されている。使用時、第２層の内表面７４は、第１層６０と接触している。第１層と第２層とは静粘着又はファンデルワールス引力により互いに密着可能である。あるいはまた、第１層と第２層との間に接着剤（図示せず）を使用して双方の層を密着させてもよい。

接着剤６４は剥離可能なのが好ましい。一般に、剥離可能な接着剤の特徴は、凝集強さが比較的高く、他の剥離不能の接着剤に比して極限付着力が低いことである。更に、剥離可能な接着剤は、概して、表面への接着剤の親和性に応じて幾らかは転移するが、大抵の表面からは容易に剥離できる。本発明では、保護フィルム５８への接着剤の親和性又は剥離接着力は、圧盤５４への接着剤の剥離接着力より強力である。加えて、この接着剤は、選択凝集強さ又は内部強度を有しているため、保護フィルムは、凝集破壊又は割裂なしに圧盤から剥離することができる。したがって、保護フィルムと接着剤とは、圧盤からきれいに剥離でき、保護フィルムを剥がした時、圧盤上に接着剤残渣は事実上残らない。事実上残渣が後に残らないので、汚れるか又はその他の損傷を受けるかした保護フィルムは、取り外して廃棄し、清浄な無疵の保護フィルムと繰り返し交換でき、しかも圧盤は先に清浄化する必要がなく、恐らく損傷することもない。適当な接着剤の一例は、アクリル・ポリマーで作られたものである。理解すべき点は、凝集強さと剥離接着力は、材料組成と、その他の、保護フィルム内表面６６及び圧盤外表面７０の特性に応じて変化する点である。

図８に示すように、保護フィルム５８は、保護フィルム表面に直接押し当てられる指先の指紋隆起部７６に合致するように弾性変形可能な材料で作られ、それによって指紋画像の品質が高められる。保護フィルム外表面６８と、指紋の隆起部に隣接する指紋の凹部７８との間には、空気の隙間８０が維持される。指紋の凹部と隆起部とは、分かり易くするために誇張して図示されている。隙間の空気と保護フィルムとは屈折率が異なるため、入射光は指紋の凹部の下で反射することができる。必ずではないが、保護フィルムは、選択された厚さと、例えばショア値又はロックウェル値での硬度特性とを有するのが好ましい。それにより、指の典型的な圧力で変形が可能になり、かつ変形が消えて、元の形状に戻ることが可能になる。このようなレジリエンスにより、圧盤は、指先を取り除いた後、直ぐに別の指紋画像を得る準備ができ、保護フィルム上に変形が潜在することがない。適当な保護フィルムの一例は、０．６３５ｍｍ（２５ミル）を超える厚さ、より好ましくは、約０．０７６ｍｍ（３ミル）‐約０．１５２ｍｍ（６ミル）厚さのフレキシブルなウレタン・シートである。

引き続き図８を参照すると、保護フィルム５８の外表面６８の変形は、保護フィルムの内表面６６と圧盤５４の外表面７０とに転写される。別の実施例（図示せず）では、保護フィルム５８の外表面６８の変形は、保護フィルム５８の外表面６８の下の他の表面に転写されない。

次に図９を参照すると、接着剤６４は、必ずではないが、技術的に周知のように、選択された湿潤特性を有するのが好ましい。それにより接着剤６４は、保護フィルム５８を取り付ける表面に、この場合は第２層に生じる掻き疵、くぼみ、その他の不整箇所８４を補填することができる。表面の不整箇所が補填されることによって、より多くの光が、指紋凹部の下の第２層外表面の複数部分で反射され、画像処理装置５０の画像センサ（図示せず）によって受け取られる。また、指紋の隆起部に接触する第２層外表面の複数部分で、より多くの光が吸収され、反射光が減少する。したがって、過剰な掻き疵、くぼみ、圧盤外表面のその他の種類の劣化現象のために使用不能又は信頼性が低下した指紋画像処理装置は、保護フィルムを接着剤で直接圧盤に接着させることで、再び使用可能にすることができるか、又はより高い信頼性が得られるようにすることができる。この実施例では、接着剤が、保護フィルムに約０．０５ｍｍ（２ミル）厚さのコーティングを形成するのが好ましい。得られる指紋画像の品質への悪影響なしに、別の接着剤厚さも使用できることが、当業者には理解されよう。

発明人には、べンチャーテープ・コーポレーション社（マサチューセッツ州ロックランド）製のベンチャーシールド^ＴＭフィルムに見られる剥離可能なアクリル接着剤を有する０．０７６ｍｍ（３ミル）‐０．１５２ｍｍ（６ミル）厚のウレタン・シートが、前記保護フィルムと接着剤との特性を有することが分かった。べンチャーテープ社で７５１０と呼ばれる０．１２５ｍｍ（６ミル）厚さのシートは、０．１５２４ｍｍ（６．０ミル）厚のウレタンシート、０．０７８７ｍｍ（２．０ミル）厚さの接着剤、粘着テープ・カウンシル・テスト法ＰＳＴＣ−１により決定された１６．３Ｎ／２５ｍｍ（２５ｏｚ／幅ｉｎ）の剥離接着力、ＰＳＴＣ−７により決定された不定値１５．２ｋＰａ（２．２ｐｓｉ）のせん断接着力、２５３Ｎ／２５ｍｍ（５６ｌｂ／幅ｉｎ）の引張り強さ、３７０％の破断点伸び、ＡＳＴＭ Ｄ−１０００により決定された１８ｋｇの破壊抵抗を有するものである。これらの数字は仕様の例として挙げたもので、本発明の範囲を制限する意図のものではない。

図１０に示すように、圧盤５４の外表面７０は、画像処理装置ハウジング５２の隣接部分から突出している。したがって、保護フィルム５８は、画像処理装置ハウジングの隣接部分上に重ねて取り付けられる場合、圧盤縁部のかど８６に合致できるように、選択された厚さと融通性とを有しており、これによって保護フィルムは、圧盤外表面から離間したり引き離されたりすることがない。そうした離間があれば、圧盤外表面上に空気ポケットが発生し、得られる指紋画像の品質に悪影響が及ぼされよう。

次に図１１を参照すると、本発明の別の実施例の場合、圧盤５４´は剛性の層６０´を有し、より軟質の第２層を備えていない。圧盤は、保護フィルム５８´と、圧盤に直接に施された接着剤６４´とを備えている。この場合、保護フィルムは、必ずではないが、０．６３５ｍｍ（２５ミル）以上の厚さを有し、それにより図５‐図８の実施例の第２層６２に似た機能を有している。好ましくは、接着剤は、選択された湿潤特性を有し、それにより保護フィルムが取り付けられる表面に、この場合は圧盤の外表面７０´に生じた掻き疵、くぼみ、不整箇所８４（図９）に接着剤を補填することができる。加えて、保護フィルム内表面６６´の接着剤６４´は、選択された凝集強さと剥離接着力とを有しているので、圧盤の外表面７０´から剥離可能である。この実施例の剛性圧盤は、図５‐図８の実施例の軟質の第２層６２とは異なる材料製なので、この実施例の選択凝集強さ及び剥離接着力は、図５‐図８の実施例の凝集強さ及び剥離接着力とは異なるが、必ず異ならねばならないわけではない。

使用時、接着剤付き保護フィルムは、掻き疵や劣化を付加的に防止する必要のある圧盤、又は既に外表面に掻き疵や劣化が生じている圧盤に取り付けられる。接着剤は、保護フィルムに圧盤への取り付け前に転移されるが、必ずそうしなければならないわけではない。取り付け前、保護フィルムと接着剤とは、保護フィルム上の接着剤に一時的に剥離ライナーを付加して保存される。剥離ライナーは、ポリコート漂白クラフト紙、又は剥離接着力の小さい他の材料でよい。剥離ライナーは、その後、剥がされて、保護フィルムを接着剤と一緒に圧盤外表面に直接に剥離可能に接着させることができる。この作業は、保護フィルム外表面を指で圧迫し、保護フィルム全面に指を滑らせ、空気ポケットを除去し、圧盤外表面の不整箇所に接着剤を補填するようにして行うことができる。

保護フィルムは、偶然に圧盤から剥がれるのを防止するため、図５及び図６に示すように、圧盤を取り囲むハウジング複数部分に重ねて、剥離可能に取り付けられるように寸法付けされるが、必ずそうしなければならないわけではない。保護フィルムは、汚れた時や損傷した時には、剥がして廃棄し、新しい保護フィルムを取り付けることができる。そうすることで、特別の工具や訓練は不要となり、指紋画像処理装置を損傷する恐れのある洗浄剤も不要となる。したがって、本発明の画像処理システム、保護フィルム、方法により、迅速かつ簡単で安価な圧盤保守が可能になり、かつ将来の保守の必要も低減することが理解されよう。

以上、本発明の幾つかの形式を図示し、説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変化形が可能であることも理解されよう。また、開示した実施例の特定の特徴や態様の異なる大小の組み合わせを、互いに結合したり、代用したりすることで、本発明の種々の態様を形成できると考えられる。したがって、本発明は、特許請求の範囲の記載以外のものには制限されない。

光学式の先行指紋画像処理装置の斜視図。ハウジングと楕円形の圧盤が示され、該圧盤に指先を押し当てて読み取り可能な指紋画像が得られる。 図１の先行指紋画像処理装置の分解斜視図。圧盤の第１層が第２層から外されて示されている。第２層は、指紋画像の品質を高めるためのもので、指先の指紋隆起部に接触する外表面を形成している。 図１に示した先行指紋画像処理装置の圧盤の部分断面図。装置ハウジングの上方へ突出した圧盤と、第２層を受容するために第１層に設けられた凹部とが示され、更に指紋の隆起部によって第２層に生じる変形が示されている。第２層の変形部分からの反射光は、第２層の、より平らな部分からの反射光より散乱度が高い。 先行圧盤の外表面の詳細図。指紋画像の品質を低下させる掻き疵、くぼみ、その他の外表面の損傷により散乱する反射光が示されている。 本発明の態様による光学式指紋画像処理装置を上方から見た斜視図。この場合、読取り可能な指紋画像作成のため指先が押し当てられる保護フィルムが、楕円形圧盤と画像処理装置の一部とに、それらの形状に合致するように剥離可能に接着されている。 図５の光学式指紋画像処理装置の、上方から見た分解斜視図。ハウジングと楕円形圧盤とが示され、該圧盤上に任意に指先が押し当てられることで読み取り可能な指紋画像が作成される。また、装置ハウジング上の取り付け穴と、電力及び通信信号を得るための電気接続部と、圧盤及びハウジングの一部を覆う保護フィルムと、保護フィルム内表面の接着剤とが示されている。 図６に示した光学式指紋画像処理装置の圧盤の部分側断面図。圧盤の第１と第２の層が示され、第２層は、第１層より軟質で、指紋画像の品質を高める目的を有している。更に、第２層外表面と保護フィルム内表面との間に施された接着剤により第２層に剥離可能に取り付けられた保護フィルムが示されている。 図６に示した光学式指紋画像処理装置の圧盤の部分側断面図。保護フィルムの外表面上に直接に押し当てられた指先と、保護フィルム及び第２層の一部を変形させている指紋の隆起部とが示されている。 本発明による圧盤の外表面の詳細図。外表面の掻き疵、くぼみ、その他の損傷が接着剤で補填さられていることが分かる。 図５に示した光学式指紋画像処理装置の圧盤及びハウジングの部分側断面図。装置ハウジングから突出した圧盤と、第２層を受容する第１層凹部とが示され、かつまた圧盤外表面とハウジングの一部とに接着され、圧盤縁部のかどに沿って密着している保護フィルムが示されている。 本発明の別の実施例による光学式指紋画像処理装置の圧盤の部分側断面図。軟質の第２層が無い圧盤と、圧盤外表面と保護フィルム内表面の間に施された接着剤により、圧盤に剥離可能に取り付けられた保護フィルムとが示されている。

符号の説明

２０ 先行技術の圧盤
２１ 先行技術の指紋画像処理装置
２４ 第１層
２６ 第２層
２８ ハウジジング
３０ ポケット
３２ 指先
３４ 入射光
３６ 指紋の凹部
３８ 反射光
４０ 指紋の隆起部
４２ 入射光
４４ 反射光
４６ 圧盤表面の疵
４８ 圧盤２０の外表面
５０ 光学式指紋画像処理装置
５２ ハウジング
５４ 圧盤
５８ 保護フィルム
６０ 第１層
６２ 第２層
６４ 接着剤
６６ 保護フィルムの内表面
６８ 保護フィルムの外表面
７０ 圧盤の外表面
７２ 第２層の外表面
７４ 第２層の内表面
７６ 指紋の隆起部
７８ 指紋の凹部
８０ 空気隙間
８４ 表面の不整部分
８６ 圧盤縁部のかど

Claims (39)

1. 指紋画像を得るための光学式指紋画像処理システムにおいて、
   該画像処理システムには、
   外表面を有する光学的に透明な圧盤が含まれ、前記外表面を介して指紋画像が得られ、また
   保護フィルムが含まれ、該保護フィルムには、指紋画像取得中に光の透過に悪影響を及ぼすであろう欠陥が事実上皆無の材料、それも指紋画像取得のため指を支えるさいに触れる恐れのある石油基物質に化学的に事実上不活性な材料が含まれ、前記保護フィルムが、外表面と内表面とを有し、該内表面が圧盤に対向しており、該保護フィルムが、押し当てられる指の指紋隆起部に合わせて弾性変形するようにされており、更に
   保護フィルム内表面に施された接着剤が含まれ、これにより保護フィルムを光学的に圧盤と整合的する形式で圧盤に剥離可能に取り付けることができ、該接着剤が、選択された凝集強さを有する結果、保護フィルムは接着剤残渣を残すことなしに剥離可能であり、このために保護フィルムを繰り返し交換することができる、指紋画像を得るための光学式指紋画像処理システム。
2. 前記保護フィルムがウレタンを含む、請求項１に記載された画像処理システム。
3. 前記ウレタンが光学プラスチックの特性を含み、光の透過に悪影響を及ぼすであろう欠陥を有していない、請求項２に記載された画像処理システム。
4. 前記光学的に透明な圧盤が剛性材料を含み、前記保護フィルムが圧盤の外表面に直接に取り付けられる、請求項１に記載された画像処理システム。
5. 前記保護フィルムが０．６３５ｍｍ（２５ミル）を超える厚さを含む、請求項１に記載された画像処理システム。
6. 前記保護フィルムが約０．０７６２（３ミル）‐約０．１５２４ｍｍ（６ミル）の厚さを含む、請求項１に記載された画像処理システム。
7. 前記保護フィルムが指紋の隆起部に沿って変形し接触する一方、指紋の隆起部に隣接する指紋凹部のところには隙間が維持されるようになっている、請求項１に記載された画像処理システム。
8. 前記接着剤が、更に、選択された湿潤特性を含み、それにより、保護フィルムが取り付けられる表面の掻き疵、くぼみ、その他の不整箇所に接着剤が補填されるようになっており、こうすることで、保護フィルムが取り付けられる表面を透過する光の透過率が高められる、請求項１に記載された画像処理システム。
9. 前記接着剤が、保護フィルムに対し、保護フィルムが取り付けられる表面に対する剥離接着力より大きい剥離接着力を有している、請求項１に記載された画像処理システム。
10. 前記接着剤にはアクリル・ポリマーが含まれる、請求項１に記載された画像処理システム。
11. 前記接着剤が、保護フィルム表面に約０．０５ｍｍ（２ミル）以下の厚さを有するコーティングを形成する、請求項１に記載された画像処理システム。
12. 前記圧盤が、剛性かつ光学的に透明な材料第１層と、指紋画像が得られるように光を透過させる圧盤外表面を形成する材料第２層とを含み、該第２層が、指の指紋隆起部に沿って弾性変形するようにされており、
    しかも、前記保護フィルムが第２層の外表面に取り付けられる、請求項１に記載された画像処理システム。
13. 圧盤の前記第２層がシリコーンを含む、請求項１２に記載された画像処理システム。
14. 前記保護フィルムが圧盤より高い耐磨耗性を有している、請求項１に記載された画像処理システム。
15. 光学式指紋画像処理装置の光学的に透明な圧盤を保護するための保護フィルムであって、該圧盤が外表面を有し、この外表面を介して指紋画像が得られる形式のものにおいて、前記保護フィルムが、
    指紋画像作成時に光の透過に悪影響を与えるであろう欠陥が事実上皆無の材料、それも、指紋画像作成のため指を支えるさいに触れる恐れのある石油基物質に化学的に事実上不活性の材料を含み、該材料により、保護フィルムには選択された硬度が与えられ、それにより、指を押し当てられた保護フィルムが、指紋の隆起部に合致するように弾性変形するようにされており、前記保護フィルムは、また、
    内表面に施された接着剤を含み、これにより、圧盤と光学的に整合する形式で剥離可能に圧盤に取り付け可能であり、該内表面が圧盤と対向しており、前記接着剤が、選択された凝集強さを有することで、前記保護フィルムを接着剤残渣を残すことなく剥がすことができ、それにより保護フィルムの反復的な交換が可能である、光学式指紋画像処理装置の光学的に透明な圧盤を保護するための保護フィルム。
16. 前記保護フィルムがウレタンを含む、請求項１５に記載された保護フィルム。
17. 前記保護フィルムの厚さが０．６３５ｍｍ（２５ミル）を超える厚さを含む、請求項１５に記載された保護フィルム。
18. 前記保護フィルムの厚さが約０．０７６ｍｍ（３ミル）‐約０．１５２ｍｍ（６ミル）の厚さを含む、請求項１５に記載された保護フィルム。
19. 前記保護フィルムが、指紋隆起部に合致するように変形し接触する一方、指紋隆起部に隣接する指紋凹部のところには隙間が維持される、請求項１５に記載された保護フィルム。
20. 前記接着剤が、更に、選択された湿潤特性を含み、これにより保護フィルムが取り付けられる表面の掻き疵、くぼみ、その他の不整箇所を接着剤が補填するようにされており、それによって保護フィルムが取り付けられる表面を透過する光の透過率が高められる、請求項１５に記載された保護フィルム。
21. 前記接着剤が、保護フィルムに対し、保護フィルムが取り付けられる表面に対する剥離接着力より大きい剥離接着力を有している、請求項１５に記載された保護フィルム。
22. 前記接着剤がアクリル・ポリマーを含む、請求項１５に記載された保護フィルム。
23. 前記接着剤が、保護フィルムに約０．０５ｍｍ（２ミル）以下の厚さを有するコーティングを形成する、請求項１５に記載された保護フィルム。
24. 前記保護フィルムが、圧盤より高い耐磨耗性を有している、請求項１５に記載された保護フィルム。
25. 光学式指紋画像処理装置の光学的に透明な圧盤を保護する方法であって、該圧盤が外表面を有し、該外表面を介して指紋画像を取得することができる形式のものにおいて、前記方法が、
    保護フィルムによって圧盤を覆う段階を含み、該保護フィルムが、指紋画像作成中に光の透過に悪影響を与えるであろう欠陥が事実上皆無の材料、それも指紋画像作成のため指を支えるさい触れる恐れのある石油基物質に対し事実上不活性の材料を含んでおり、該保護フィルムが、また外表面と内表面とを有し、該内表面が圧盤に対向しており、前記方法は、また
    保護フィルムが圧盤と光学的に整合する形式で剥離可能に取り付けられるように、保護フィルムを保護フィルム内表面に施された接着剤によって圧盤に剥離可能に接着する段階と、
    保護フィルム上に押し当てられる指の指紋隆起部に合致するように保護フィルムを弾性変形させる段階とを含む、光学式指紋画像処理装置の光学的に透明な圧盤を保護する方法。
26. 更に、前記方法が、圧盤上に著しい接着剤残渣を残すことなく圧盤から保護フィルムを剥がす段階を含む、請求項２５に記載された方法。
27. 保護フィルムにより圧盤を覆う前記段階が、圧盤をウレタンで形成されたフィルムで覆う段階を含む、請求項２５に記載された方法。
28. ウレタンで形成されたフィルムで圧盤を覆う前記段階が、光の透過に悪影響を及ぼすであろう欠陥を有さない点で光学プラスチックの特性を有するウレタンによって圧盤を覆う段階を含む、請求項２７に記載された方法。
29. 圧盤を覆う前記段階が、剛性材料で形成された圧盤を、圧盤の外表面に直接取り付けられる保護フィルムによって覆う段階を含む、請求項２５に記載された方法。
30. 保護フィルムで圧盤を覆う前記段階が、圧盤を圧盤より耐磨耗性の高い保護フィルムで覆う作業を含む、請求項２５に記載された方法。
31. 保護フィルムで圧盤を覆う前記段階が、圧盤を約０．０７６ｍｍ（３ミル）‐約０．１５２ｍｍ（６ミル）厚さの保護フィルムで覆う作業を含む、請求項２５に記載された方法。
32. 保護フィルムで圧盤を覆う前記段階が、０．６３５ｍｍ（２５ミル）を超える厚さの保護フィルムで覆う作業を含む、請求項２５に記載された方法。
33. 接着剤によって保護フィルムを接着させる前記段階が、選択された湿潤特性を有する接着剤によって接着させる作業を含み、それによって保護フィルムが取り付けられる表面の掻き疵、くぼみ、その他表面の不整箇所に接着剤が補填され、それによって保護フィルムが取り付けられる表面を透過する光の透過率が高くなるようにされている、請求項２５に記載された方法。
34. 接着剤で保護フィルムを接着させる前記段階が、保護フィルムに対する剥離接着力が、保護フィルムを取り付ける表面に対する剥離接着力より大きい接着剤で接着する作業を含む、請求項２５に記載された方法。
35. 接着剤で保護フィルムを接着させる前記段階が、アクリル・ポリマーを含む接着剤で接着させる作業を含む、請求項２５に記載された方法。
36. 接着剤で保護フィルムを接着させる前記段階が、約０．０５ｍｍ（２ミル）以下の厚さのコーティングを形成する接着剤で接着させる段階を含む、請求項２５に記載された方法。
37. 圧盤を覆う前記段階が、圧盤材料の第１層と圧盤材料の第２層とを覆う作業を含み、前記第１層が剛性かつ光学的に透明であり、前記第２層が圧盤の外表面を形成し、この外表面を光が透過することで指紋画像が得られ、更に前記材料第２層が指紋隆起部に合致するように弾性変形するようにされており、
    しかも、この場合、保護フィルムが圧盤の外表面に取り付けられることで、保護フィルムに押し当てられる指から指紋隆起部が圧盤第２層へ転写される、請求項２５に記載された方法。
38. 圧盤の前記第２層がシリコーンを含む、請求項３７に記載された方法。
39. 圧盤を保護フィルムで覆う前記段階が、０．６３５ｍｍ（２５ミル）を超える厚さの保護フィルムで圧盤を覆う作業を含む、請求項２５に記載された方法。

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