JP2022028834A - Biological feature input device and biological feature input method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体特徴入力装置、生体特徴入力方法に関する。 The present invention relates to a biological feature input device and a biological feature input method.
指紋認証は、長年の研究によって同じパターンを持つ人間の確率がきわめて低く、また数値化しやすい構造であるため個人識別用として多く用いられている。
指を置いて個人を認証する生体特徴入力装置として、プリズムなどを利用して指に光を照射し、指で反射した光から指紋画像を取得する反射方式が知られている。
例えば、特許文献1には、反射方式による指の指紋による生体特徴入力装置が開示されている。
Fingerprint authentication is often used for personal identification because the probability of humans having the same pattern is extremely low and the structure is easy to quantify according to many years of research.
As a biological feature input device that authenticates an individual by placing a finger, a reflection method is known in which a prism or the like is used to irradiate the finger with light and acquire a fingerprint image from the light reflected by the finger.
For example, Patent Document 1 discloses a biological feature input device using a finger fingerprint by a reflection method.
特許文献1の生体特徴入力装置は、指紋の隆線(凸部)がプリズムガラスに接触して接触面における全反射が妨げられることによって画像を得ている。このため、接触性の悪い乾燥指や指紋の隆線と隆線の間(谷部)が空気ではなく水分等で埋まってしまうような湿潤指の場合、特許文献1の生体特徴入力装置は、指紋の画像を取得できない可能性がある。 The biological feature input device of Patent Document 1 obtains an image by contacting a ridge (convex portion) of a fingerprint with a prism glass and hindering total internal reflection on the contact surface. For this reason, in the case of a dry finger having poor contact or a wet finger in which the space between the ridges (valleys) of the fingerprint is filled with moisture or the like instead of air, the biological feature input device of Patent Document 1 is used. It may not be possible to obtain a fingerprint image.
本発明は、乾燥指や湿潤指でも画像を取得できる生体特徴入力装置及び生体特徴入力方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a biological feature input device and a biological feature input method capable of acquiring an image even with a dry finger or a wet finger.
第1の態様の生体特徴入力装置は、指の周囲から前記指の中に向かって光を入射させる照射系と、前記指の指紋部が置かれ、前記指の透過光のうち、前記指紋部から出射される透過光を取り込む入射面を上部に有するファイバプレートと、前記ファイバプレートの下部に位置し、反射コーティング面を有するプリズム体と、前記反射コーティング面で反射された前記透過光から、縮小された指紋画像を生成し、前記指紋画像を撮像する撮像系と、を備える。 In the biological feature input device of the first aspect, an irradiation system for injecting light from around the finger toward the inside of the finger and a fingerprint portion of the finger are placed, and the fingerprint portion of the transmitted light of the finger is placed. Reduced from the fiber plate having an incident surface at the top that captures the transmitted light emitted from, the prism body located at the bottom of the fiber plate and having a reflective coating surface, and the transmitted light reflected by the reflective coating surface. It is provided with an imaging system that generates a fingerprint image and captures the fingerprint image.
また、第2の態様の生体特徴入力方法は、上部に入射面を有するファイバプレート、前記ファイバプレートの下部の位置に反射コーティング面を有するプリズム体、縮小光学系及び撮像部を有する撮像光学系と、を設置すると共に、前記入射面に指の指紋部を設置する設置ステップと、前記指の周囲から前記指の中に向かって光を入射させる照射ステップと、前記指の透過光のうち、前記指紋部から出射され、前記入射面で取り込まれ、前記反射コーティング面で反射された透過光から、縮小された指紋画像を生成し、前記指紋画像を撮像する撮像ステップと、を実施する。 Further, the biological feature input method of the second aspect includes a fiber plate having an incident surface at the upper part, a prism body having a reflective coating surface at a position below the fiber plate, and an imaging optical system having a reduction optical system and an image pickup unit. Of the installation step of installing the fingerprint portion of the finger on the incident surface, the irradiation step of incident light from the periphery of the finger toward the inside of the finger, and the transmitted light of the finger. An imaging step of generating a reduced fingerprint image from the transmitted light emitted from the fingerprint portion, captured by the incident surface, and reflected by the reflective coating surface, and imaging the fingerprint image is performed.
本発明の一態様によれば、乾燥指や湿潤指でも画像を取得できる。 According to one aspect of the present invention, an image can be acquired even with a dry finger or a wet finger.
以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<第一実施形態>
以下、本発明に係る生体特徴入力装置の第一実施形態について図1から図3を参照して説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the biological feature input device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
本実施形態の生体特徴入力装置10の構成について説明する。
図1に示すように、生体特徴入力装置10は、照射系20と、ファイバプレート30と、プリズム体40と、撮像系50と、を備える。
照射系20は、後述する指FGの指紋部FPの上方に設けられ、指FGの中に向かって光を照射する。
ファイバプレート30は、上部に入射面30a及び下部に出射面30bを有する。ファイバプレート30の入射面30aには、指FGの指紋部FPが置かれ、指の透過光のうち、指紋部FPから出射される透過光を取り込み、出射面30bから出射する。
プリズム体40は、ファイバプレート30の下部に位置し、反射コーティング面40aを有する。
撮像系50は、指紋部FPから出射される透過光をファイバプレート30及びプリズム体40介して受光し、縮小された指紋画像を生成し、指紋画像を撮像する。
以下、指FGの先から付け根側に向かう方向を+X方向、上方向を+Z方向、+X方向及びZ方向に直交する方向であって、紙面の表から裏に向かう方向をY方向とも記載する。
プリズム体40に入射したファイバプレート30の後述する出射方向の光が、プリズム体40の反射コーティング面40aで反射して、撮像系50に入射するように、ファイバプレート30、プリズム体40及び撮像系50は配置される。
以下、図2及び図3に沿って、各構成について説明する。
The configuration of the biological
As shown in FIG. 1, the biological
The
The
The
The
Hereinafter, the direction from the tip of the finger FG to the base side is described as the + X direction, the upward direction is the direction orthogonal to the + Z direction, the + X direction and the Z direction, and the direction from the front side to the back side of the paper is also described as the Y direction.
The
Hereinafter, each configuration will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
(照射系)
図2に示すように、照射系20は、光源20aを有する。本実施形態では、光源20aは、指FG内を透過する光の波長の光であって、赤から近赤外の領域(600~1000nm付近)の波長の光を照射する。光源20aは、指FGの上方に設けられ、指FGの周囲のうち、指FGの爪側(背側)から照射する。本実施形態において、光源20aは、LED等の点光源である。
(Irradiation system)
As shown in FIG. 2, the
(ファイバプレート)
ファイバプレート30は、指FGに侵襲する光が指FG内部で散乱して、指FGの腹側から放射された光をプリズム体40に導く。
ファイバプレート30は、指FGの先端から、指FGの第一関節FG1と第二関節FG2の間まで延びている。
図3に示すように、ファイバプレート30は、ファイバ束31を有する。ファイバプレート30のファイバ束31の方向は、光路L1の方向に一致させている。ここで光路L1は、ファイバプレート30を出射した各光が、プリズム体40の反射コーティング面40aで反射され、撮像系50に入射する光路である。
図3に示すように、ファイバ束31の各ファイバ31aの軸線Afは、Z方向に対して傾けられている。このため、ファイバプレート30は、反射コーティング面40aに向かって、Z方向に対して、傾いている出射角度を有する。
(Fiber plate)
In the
The
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 3, the axis Af of each
特に限定するものではないが、ファイバプレート30は、開口数NAが0.3~0.6(=sin(2θ))のファイバプレートが用いられてもよい。さらに、特に限定するものではないが、ファイバプレート30は、出射角度が30~60度のファイバプレートが用いられてもよい。
ファイバプレート30の開口角が0.3~0.6で構成される共に、出射角度が30~60度で構成されれば、生体特徴入力装置10は、指FG内散乱光の画像を効率的に導光することが可能となる。
Although not particularly limited, as the
If the opening angle of the
(プリズム体)
プリズム体40は、指FGの先端側の側部に反射コーティング面40a、上部にファイバプレート30の出射面30bに沿った入射面40bと、反射コーティング面40aと対向する側(指FGの付け根側)の側部に出射面40cと、を有する。
プリズム体40は透光体である。ファイバプレート30の出射面30bから入射面40bへ入射した光は、プリズム体40内部を透過し、反射コーティング面40aで反射し、出射面40cに出射する。出射面40cから出射する光は、出射面40cで屈折しつつ縮小光学系50Aに向かう。
ファイバプレート30と同様に、プリズム体40は、指FGの先端から、指FGの第一関節FG1と第二関節FG2の間まで延びている。
(Prism body)
The
The
Similar to the
(撮像系)
撮像系50は、縮小光学系50Aと撮像部50Bとを有する。撮像系50は、縮小光学系50A及び撮像部50Bが、出射面40cに向くように配置される。
縮小光学系50Aは、レンズ群を有し、指FGの腹側から放射された光の像を縮小して撮像部50Bに結像させる。
撮像部50Bは、結像された像を指紋画像として撮像する。
(Imaging system)
The
The reduced
The
(作用及び効果)
生体特徴入力装置10の作用及び効果を説明する。
本実施形態の生体特徴入力装置10は、指FG内で散乱し、指から出射する指FG内散乱光の指紋画像を取得している。このため、指で反射した光から指紋画像を取得する反射方式とは異なり、指FG内散乱光方式であるため、生体特徴入力装置10は、乾燥指や湿潤指の指紋画像を取得することができる。
したがって、体質や環境などによって指紋認証が困難になる人の場合であっても、指紋認証が可能となる。
(Action and effect)
The operation and effect of the biological
The biological
Therefore, even for a person who has difficulty in fingerprint authentication due to his / her constitution or environment, fingerprint authentication is possible.
また、本実施形態の生体特徴入力装置10は、指FG内で散乱した光を指の腹側からファイバプレート30に出射している。
ファイバプレート30は、光路L1の方向にファイバ束31の方向を向けてカットされている。このため、ファイバプレート30は、指FG内からの光をなるべく平行に揃えて、指紋画像を導くことにより、方向性の無いコントラスト低下の要因である光を遮断することができる。
したがって、本実施形態の生体特徴入力装置10は、方向性の無いコントラスト低下の要因である光を遮断して指紋画像を取得するため、効率的に指FG内散乱光による指紋画像を得ることができる。
Further, the biological
The
Therefore, since the biological
さらに、本実施形態の生体特徴入力装置10は、縮小光学系を用いているので、撮像系50に小面積イメージセンサを用いることができる。
もし、指内散乱光による指紋の画像をレンズなどの縮小光学系を使用せず、直接大きさの比率1対1で2次元のイメージセンサに導く場合、指紋の面積と同等の大型イメージセンサが必要であり、製造コストが高価になってしまう。
例えば、2次元のイメージセンサは、性能の面でシリコン半導体基板のC-MOS又はCCD方式が望ましいが、シリコン半導体基板のC-MOS又はCCD方式の大型イメージセンサは、非常に高価である。
工程的にC-MOS又はCCD方式よりも比較的安価で作成可能な比較的安価なTFT式のイメージセンサであっても、縮小光学系を用いた小面積イメージセンサよりは高価になってしまう。さらに、TFT式のイメージセンサは、C-MOS又はCCD方式のイメージセンサよりも、高精細で高感度、低ノイズのものが技術的に作りにくく、安定供給もされていない。
これに比べて、本実施形態の生体特徴入力装置10は、縮小光学系50Aを用いているので、撮像系50に小面積イメージセンサを用いることができる。したがって、生体の認証精度を向上しながらも二次元イメージセンサによって直接画像を得る方式よりコストを削減する。
Further, since the biological
If the fingerprint image due to scattered light in the finger is directly guided to a two-dimensional image sensor with a size ratio of 1: 1 without using a reduction optical system such as a lens, a large image sensor equivalent to the area of the fingerprint is used. It is necessary and the manufacturing cost is high.
For example, a two-dimensional image sensor is preferably a C-MOS or CCD system of a silicon semiconductor substrate in terms of performance, but a large image sensor of a C-MOS or CCD system of a silicon semiconductor substrate is very expensive.
Even a relatively inexpensive TFT type image sensor that can be produced at a relatively low cost compared to the C-MOS or CCD method in terms of process will be more expensive than a small area image sensor using a reduced optical system. Further, it is technically difficult to make a TFT type image sensor with higher definition, higher sensitivity, and lower noise than a C-MOS or CCD type image sensor, and stable supply is not possible.
In comparison with this, since the biological
<第二実施形態>
以下、第二実施形態に係る生体特徴入力装置について、図4及び図5を参照しながら詳細に説明する。
<Second embodiment>
Hereinafter, the biological feature input device according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
本実施形態に係る生体特徴入力装置は、第一実施形態と基本的に同じであるが、指の側面に複数の光源を設けている点が異なっている。 The biological feature input device according to this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that a plurality of light sources are provided on the side surface of the finger.
生体特徴入力装置10’は、照射系20’と、ファイバプレート30と、プリズム体40と、撮像系50と、を備える。
照射系20’は、指FGの指紋部FPの上方に設けられ、指FGの中に向かって光を照射する。
照射系20’は、複数の光源20a’を有する。本実施形態では、光源20a’は、指FG内を透過する光の波長の光であって、赤から近赤外の領域(600~1000nm付近)の波長の光を照射する。本実施形態では、照射系20’は、指FGの上部に設けられ、指FGの爪側(背側)から照射する。本実施形態において、各光源20a’はLED等の点光源である。
The biological feature input device 10'includes an irradiation system 20', a
The irradiation system 20'is provided above the fingerprint portion FP of the finger FG, and irradiates light toward the inside of the finger FG.
The irradiation system 20'has a plurality of
図4及び図5に示すように、複数の光源20a’は、指FGを囲むように配置される。
図5は、生体特徴入力装置10’のうち、複数の光源20a’及びファイバプレート30のみを示す図である。
本実施形態では、複数の光源20a’は、指FGの両側面に沿って各7個、及び指FGの先端側及び付け根側FBに各1個、計16個の光源20a’で指FGを囲んでいる。
このため、照射系20’は、指FGの上面(爪側の面)及び側面から指FGを照射する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the plurality of light sources 20a'are arranged so as to surround the finger FG.
FIG. 5 is a diagram showing only a plurality of light sources 20a'and a
In the present embodiment, the plurality of light sources 20a'are 7 light sources each along both side surfaces of the finger FG, and 1 each on the tip side and the base side FB of the finger FG, for a total of 16
Therefore, the irradiation system 20'irradiates the finger FG from the upper surface (the surface on the nail side) and the side surface of the finger FG.
したがって、照射系20’は、指FGを囲むように、指FGの上面及び側面から指FGに光を照射しているので、指FGを均一に且つ多方向から照射することができる。 Therefore, since the irradiation system 20'irradiates the finger FG with light from the upper surface and the side surface of the finger FG so as to surround the finger FG, the finger FG can be uniformly and multi-directionally irradiated.
<第三実施形態>
以下、第三実施形態に係る生体特徴入力装置について、図6を参照しながら詳細に説明する。
<Third embodiment>
Hereinafter, the biological feature input device according to the third embodiment will be described in detail with reference to FIG.
本実施形態に係る生体特徴入力装置は、第一実施形態と基本的に同じであるが、血管画像も撮像可能である点が異なっている。 The biological feature input device according to the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that blood vessel images can also be captured.
図6に示すように、生体特徴入力装置100は、照射系20と、ファイバプレート30と、反射コーティング面140a、入射面140b及び出射面140cを有するプリズム体140と、縮小光学系150A及び撮像部150Bを有する撮像系150と、鏡60と、を備える。
本実施形態において、鏡60は、指FGの下面に向く一板面の全面に、鏡面を有する。
鏡60の鏡面は、指FGの下面のうち、第一関節FG1より付け根側FBの下面に向いている。
鏡60は、鏡60の鏡面上端が、出射面140cの下端に揃うようにプリズム体140の下方に設けられている。
As shown in FIG. 6, the biological
In the present embodiment, the
The mirror surface of the
The
ファイバプレート30及びプリズム体140は、指FGの先端から、指FGの第一関節FG1と第二関節FG2との間まで延びている。ファイバプレート30及びプリズム体140は、+X方向に向かって同じ位置まで延びている。このため、指FGの付け根側FBのファイバプレート30の端部30eと、出射面140cとが、X方向について同じ位置にある。
したがって、指FGの付け根側FBのファイバプレート30の端部30eから指FGの先端において、指FGから出射された透過光は、光路L1に沿って、ファイバプレート30及びプリズム体140を透過する。他方、指FGの付け根側FBのファイバプレート30の端部30eよりも、指FGの付け根側FBから出射された透過光は、ファイバプレート30及びプリズム体140を透過せず、光路L2に沿って、鏡60に向かって出射される。言い換えると、出射面40cよりも指FGの付け根側FBから出射された透過光は、出射面40cよりも+X方向側を通って、鏡60に向かって出射される。
The
Therefore, at the tip of the finger FG from the
本実施形態では、反射コーティング面140aは、出射面140cの下部分に光路L1が向くように、ファイバプレート30を介して指紋部FPから出射した光(透過光)を反射する。
このため、反射コーティング面140aは、出射面140cの下部分に光路L1を向けるように構成されている。すなわち、入射面140bと反射コーティング面140aとの間の角が、第一実施形態における入射面40bと反射コーティング面40aとの間の角より大きくなっている。
鏡60は、指FGの第一関節FG1と第二関節FG2の間から出射された透過光のうち、第二関節FG2側の一部の透過光を反射する。
In the present embodiment, the
Therefore, the
The
撮像系150は、指FG内で散乱し、指紋部FPから出射した光を指紋画像として、撮像する。
撮像系150は、ファイバプレート30を介してプリズム体140の反射コーティング面140aで反射され、撮像系150に入射する光路L1を進んでくる光を結像して、指紋画像を撮像する。
The
The
撮像系150は、指FG内で散乱し、ファイバプレート30及びプリズム体140を透過せず、鏡60に向かって出射される光を血管画像として撮像する。
撮像系150は、鏡60で反射され、撮像系150に入射する光路L2を進んでくる光を結像して、血管画像を撮像する。
指FG内を透過する光は、指FGの第一関節より付け根側FBの指FGの腹側から射出するとき、静脈血管内の血液で光が吸収される。光が静脈血管内の血液で吸収されると画像に陰影ができるため、生体特徴入力装置100は、血管の画像の撮像も可能となる。
指FGの先端側に比べて、第一関節FG1より指の付け根側FBは、ファイバプレート30に圧迫されていないので、血管の画像が撮像可能である。
The
The
When the light transmitted through the finger FG is emitted from the ventral side of the finger FG on the base side FB from the first joint of the finger FG, the light is absorbed by the blood in the venous blood vessel. Since the image is shaded when the light is absorbed by the blood in the venous blood vessel, the biological
Since the FB at the base of the finger from the first joint FG1 is not pressed by the
生体特徴入力装置100は、光路L1に沿って進む(ファイバプレート30とプリズム体140を経由する)光の画像(指紋画像)を撮像系150の有効画角の上半分に導き、光路L2に沿って進む(鏡60を経由する)光の画像(血管画像)を撮像系150の有効画角の下半分へ導く。
したがって、撮像系150は、指紋画像と、鏡60で反射された指FGの血管画像とが同時に映り込んだ画像を撮像することができる。
The biological
Therefore, the
<第四実施形態>
以下、第四実施形態に係る生体特徴入力装置について、図7を参照しながら詳細に説明する。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, the biological feature input device according to the fourth embodiment will be described in detail with reference to FIG. 7.
本実施形態に係る生体特徴入力装置は、第三実施形態と基本的に同じであるが、赤外線透過フィルタをさらに備える点が異なっている。 The biological feature input device according to the present embodiment is basically the same as that of the third embodiment, except that it further includes an infrared transmission filter.
生体特徴入力装置200は、指FGの透過光の光路に、赤外線透過フィルタ70をさらに備える。赤外線透過フィルタ70は、赤外線領域の波長の光を透過し、他の波長領域の光を除去する。
図7に示すように、本実施形態では、赤外線透過フィルタ70は、プリズム体140の出射面140cと撮像系150との間に設けられている。さらに、赤外線透過フィルタ70は、撮像系150の有効画角の全体に亘って設けられている。
The biological
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the
赤外線透過フィルタ70は、波長850~960nm程度の近赤外光の波長範囲の光を透過し、他の波長範囲光を除去するフィルタとすることができる。
血管のヘモグロビンによる吸収によるコントラストの増強、及び汚れや外乱光からの耐性を考慮すると、血管画像を取得するには、波長850~960nm程度の近赤外光に波長特性を持つ光が重要である。
このため、波長850~960nm程度の近赤外光の波長範囲の光を透過し、他の波長範囲光を除去するフィルタとすれば、血管画像を高コントラスト及び低ノイズで取得することができる。
The
Considering the enhancement of contrast due to absorption by hemoglobin of blood vessels and the resistance to dirt and ambient light, light having wavelength characteristics in near-infrared light having a wavelength of about 850 to 960 nm is important for acquiring blood vessel images. ..
Therefore, if a filter is used to transmit light in the wavelength range of near-infrared light having a wavelength of about 850 to 960 nm and remove light in another wavelength range, a blood vessel image can be acquired with high contrast and low noise.
赤外線透過フィルタ70は、撮像系150の有効画角の全体に亘って設けられているが、変形例として、赤外線透過フィルタ70は、撮像系150の有効画角の全体のうち、鏡60を経由する血管画像の光の有効画角である下半分の有効画角だけに設けられてもよい。
The
<第五実施形態>
以下、第五実施形態に係る生体特徴入力装置について、図8を参照しながら詳細に説明する。
<Fifth Embodiment>
Hereinafter, the biological feature input device according to the fifth embodiment will be described in detail with reference to FIG.
本実施形態に係る生体特徴入力装置は、第一実施形態と基本的に同じであるが、血管画像を撮像する撮像系を別に備える点が異なっている。 The biological feature input device according to the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that an imaging system for capturing a blood vessel image is separately provided.
図8に示すように、生体特徴入力装置300は、照射系20と、ファイバプレート30と、プリズム体40と、撮像系50と、補助撮像系55と、を備える。
プリズム体40は、指FGの付け根側FBの側部に反射コーティング面40a、上部にファイバプレート30の出射面30bに沿った入射面40bと、反射コーティング面40aと対向する側(指FGの先端側)の側部に出射面40cと、を有する。
As shown in FIG. 8, the biological
The
ファイバプレート30及びプリズム体40は、指FGの先端から、指FGの第一関節FG1と第二関節FG2の間まで延びている。ファイバプレート30と、プリズム体40とが、-X方向に向かって、同じ位置まで延びている。このため、指FGの先端側のファイバプレート30の端部30eと、反射コーティング面40aの上端とが、X方向について同じ位置にある。
したがって、指FGの付け根側FBのファイバプレート30の端部30eから指FGの先端において、指FGから出射された透過光は、光路L1に沿って、ファイバプレート30及びプリズム体40を透過する。他方、指FGの付け根側FBのファイバプレート30の端部30eよりも、指FGの付け根側FBから出射された透過光は、ファイバプレート30及びプリズム体40を透過せず、光路L2に沿って、補助撮像系55に向かって出射される。言い換えると、出射面40cよりも指FGの付け根側FBから出射された透過光は、出射面40cよりも-X方向側を通って、補助撮像系55に向かって出射される。
The
Therefore, at the tip of the finger FG from the
補助撮像系55は、補助縮小光学系55Aと補助撮像部55Bとを有する。補助撮像系55は、補助縮小光学系55A及び補助撮像部55Bが指FGの下面に向くように配置される。補助縮小光学系55A及び補助撮像部55Bは、指FGの下面のうち、第一関節FG1より付け根側FBの下面に向いている。
したがって、生体特徴入力装置300は、撮像系50で指紋画像、補助撮像光学系で血管画像を取得することができる。
The
Therefore, the biological
<変形例>
第五実施形態では、補助撮像系55は、指FGから出射された透過光を直接受光しているが、変形例として生体特徴入力装置400のように構成してもよい。
図9のように、生体特徴入力装置400は、鏡65をさらに備える。生体特徴入力装置400は、指FGから出射された透過光を水平方向に鏡65で折り返して補助撮像系55で撮像する。
<Modification example>
In the fifth embodiment, the
As shown in FIG. 9, the biological
図4及び図5の第二実施形態の光源は、第一実施形態に限らず、他の実施形態に適用されてもよい。他の実施形態に適用されれば、均一に照明された指紋画像を取得することができる。血管画像を取得する他の実施形態に適用されれば、均一に照明された血管画像を取得することができる。 The light source of the second embodiment of FIGS. 4 and 5 is not limited to the first embodiment, and may be applied to other embodiments. When applied to other embodiments, it is possible to obtain a uniformly illuminated fingerprint image. When applied to other embodiments for obtaining a blood vessel image, a uniformly illuminated blood vessel image can be obtained.
図7の第四実施形態では、赤外線透過フィルタ70は、プリズム体140の出射面140cと撮像系150との間に設けられているが、変形例として、指FGの下面と鏡60との間の光路に設けられてもよい。他の変形例として、照射系と指FGとの間に設けられてもよい。
In the fourth embodiment of FIG. 7, the
図7の第四実施形態では、第三実施形態の生体特徴入力装置100に赤外線透過フィルタ70が設けられているが、変形例として、他の実施形態の生体特徴入力装置に赤外線透過フィルタ70が設けられてもよい。
他の生体特徴入力装置に設けられる場合、赤外線透過フィルタ70は、指FGと撮像系又は補助撮像系との間の光路に設けられてもよいし、さらに、赤外線透過フィルタ70は、照射系と指FGとの間に設けられてもよい。
さらに、第五実施形態の変形例の生体特徴入力装置400に設けられる場合、赤外線透過フィルタ70は、鏡65と補助撮像系55との間の光路に設けられてもよいし、指FGの下面と鏡65との間の光路に設けられてもよい。
In the fourth embodiment of FIG. 7, the
When provided in another biological feature input device, the
Further, when provided in the biological
<生体特徴入力方法>
本発明に係る各実施形態の生体特徴入力方法について、図10を参照して説明する。
<Biological feature input method>
The biological feature input method of each embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
まず、上部に入射面を有するファイバプレート、ファイバプレートの下部の位置に反射コーティング面を有するプリズム体、縮小光学系及び撮像部を有する撮像光学系と、を設置すると共に、前記入射面に指の指紋部を設置する(ST1:設置ステップ)。
次に、指の周囲から指の中に向かって光を入射させる(ST2:照射ステップ)。
最後に、指の透過光のうち、指紋部から出射され、入射面で取り込まれ、反射コーティング面で反射された透過光から、縮小された指紋画像を生成し、指紋画像を撮像する(ST3:撮像ステップ)。
First, a fiber plate having an incident surface at the upper part, a prism body having a reflective coating surface at the lower part of the fiber plate, an imaging optical system having a reduction optical system and an imaging unit, and a finger on the incident surface are installed. Install the fingerprint part (ST1: Installation step).
Next, light is incident from around the finger toward the inside of the finger (ST2: irradiation step).
Finally, of the transmitted light of the finger, a reduced fingerprint image is generated from the transmitted light emitted from the fingerprint portion, captured on the incident surface, and reflected on the reflective coating surface, and the fingerprint image is captured (ST3 :). Imaging step).
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are shown as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof shall be included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as well as in the scope and gist of the invention.
10:生体特徴入力装置
10’:生体特徴入力装置
20:照射系
20’:照射系
20a:光源
20a’:光源
30:ファイバプレート
30a:入射面
30b:出射面
31:ファイバ束
31a:ファイバ
40:プリズム体
40a:反射コーティング面
40b:入射面
40c:出射面
50:撮像系
50A:縮小光学系
50B:撮像部
55:補助撮像系
55A:補助縮小光学系
55B:補助撮像部
60:鏡
65:鏡
70:赤外線透過フィルタ
100:生体特徴入力装置
140:プリズム体
140a:反射コーティング面
140b:入射面
140c:出射面
150:撮像系
150A:縮小光学系
150B:撮像部
200:生体特徴入力装置
300:生体特徴入力装置
400:生体特徴入力装置
FB:付け根側
FG:指
FG1:第一関節
FG2:第二関節
FP:指紋部
L1:光路
L2:光路
10: Biological feature input device 10': Biological feature input device 20: Irradiation system 20':
Claims (8)
前記指の指紋部が置かれ、前記指の透過光のうち、前記指紋部から出射される透過光を取り込む入射面を上部に有し、下部に出射面を有するファイバプレートと、
前記ファイバプレートを通過した前記透過光から、縮小された指紋画像を生成し、前記指紋画像を撮像する撮像系と、
を備える生体特徴入力装置。 An irradiation system that injects light from around the finger toward the inside of the finger,
A fiber plate on which the fingerprint portion of the finger is placed, and of the transmitted light of the finger, an incident surface having an incident surface for taking in the transmitted light emitted from the fingerprint portion at the upper portion and an emitting surface at the lower portion.
An imaging system that generates a reduced fingerprint image from the transmitted light that has passed through the fiber plate and captures the fingerprint image.
A biological feature input device.
前記撮像系は、前記反射コーティング面で反射された前記透過光から、縮小された指紋画像を生成し、前記指紋画像を撮像し、
前記反射コーティング面に向かって傾いている出射角度で前記ファイバプレートの前記出射面から出射される前記透過光が、前記プリズム体の前記入射面へ入射し、前記反射コーティング面で反射し、前記プリズム体の前記出射面から出射して、前記撮像系に入射するように、前記ファイバプレートと前記プリズム体と前記撮像系とが配置されている、請求項1に記載の生体特徴入力装置。 Further comprising a prism body located below the fiber plate and having a reflective coating surface, an entrance surface and an exit surface.
The imaging system generates a reduced fingerprint image from the transmitted light reflected by the reflective coating surface, and images the fingerprint image.
The transmitted light emitted from the emission surface of the fiber plate at an emission angle inclined toward the reflection coating surface enters the incident surface of the prism body, is reflected by the reflection coating surface, and is reflected by the prism. The biological feature input device according to claim 1, wherein the fiber plate, the prism body, and the image pickup system are arranged so as to emit light from the exit surface of the body and enter the image pickup system.
前記撮像系は、前記指紋画像と、前記鏡で反射された前記指の血管画像とが同時に映り込んだ画像を撮像し、
前記鏡の鏡面が、前記指の前記第一関節より前記付け根側の下面に向いており、
前記付け根側から出射された前記透過光が、前記ファイバプレート及び前記プリズム体を透過せず、前記鏡に向かって出射され、前記鏡を反射して、前記撮像系に入射するように、前記鏡と前記ファイバプレートと前記プリズム体と前記撮像系とが配置されている請求項2に記載の生体特徴入力装置。 A mirror that reflects the transmitted light emitted from the base side of the first joint of the finger among the transmitted light of the finger is further provided.
The imaging system captures an image in which the fingerprint image and the blood vessel image of the finger reflected by the mirror are simultaneously reflected.
The mirror surface of the mirror faces the lower surface on the base side of the first joint of the finger.
The transmitted light emitted from the root side does not pass through the fiber plate and the prism body, but is emitted toward the mirror, reflects the mirror, and is incident on the image pickup system. The biological feature input device according to claim 2, wherein the fiber plate, the prism body, and the imaging system are arranged.
前記補助撮像系が、前記指の第一関節より付け根側の下面に向いており、
前記付け根側から出射された前記透過光が、前記ファイバプレート及び前記プリズム体を透過せず、前記補助撮像系に向かって出射されるように、前記補助撮像系と前記ファイバプレートと前記プリズム体と前記撮像系とが配置されている請求項2に記載の生体特徴入力装置。 Further equipped with an auxiliary imaging system for imaging the blood vessel image of the finger,
The auxiliary imaging system faces the lower surface on the base side of the first joint of the finger.
The auxiliary imaging system, the fiber plate, and the prism body so that the transmitted light emitted from the root side does not pass through the fiber plate and the prism body and is emitted toward the auxiliary imaging system. The biological feature input device according to claim 2, wherein the imaging system is arranged.
前記指の周囲から前記指の中に向かって光を入射させる照射ステップと、
前記指の透過光のうち、前記指紋部から出射され、前記入射面で取り込まれた透過光から、縮小された指紋画像を生成し、前記指紋画像を撮像する撮像ステップと、
を実施する生体特徴入力方法。 An installation step of installing a fiber plate having an incident surface on the upper part and an emitting surface on the lower part, an imaging system having a reduced optical system and an imaging unit, and installing a finger fingerprint portion on the incident surface.
An irradiation step in which light is incident from around the finger toward the inside of the finger,
An imaging step of generating a reduced fingerprint image from the transmitted light emitted from the fingerprint portion of the transmitted light of the finger and captured on the incident surface, and imaging the fingerprint image.
Biological feature input method to carry out.
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