JP2738349B2 - Fingerprint image input device - Google Patents

Fingerprint image input device

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JP2738349B2
JP2738349B2 JP7163425A JP16342595A JP2738349B2 JP 2738349 B2 JP2738349 B2 JP 2738349B2 JP 7163425 A JP7163425 A JP 7163425A JP 16342595 A JP16342595 A JP 16342595A JP 2738349 B2 JP2738349 B2 JP 2738349B2
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fingerprint
laser
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剛志 畔出
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、人体の指表面の汗腺の
集まりである指紋を用いて個人を識別するための指紋照
合装置において、特に指表面の指紋画像と指紋特徴点を
コンピュータ等に入力するための指紋画像入力装置およ
びその入力方法と特徴点抽出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint collating apparatus for identifying an individual using a fingerprint, which is a collection of sweat glands on the surface of a finger of a human body. The present invention relates to a fingerprint image input device for input, an input method thereof, and a feature point extraction method.

【0002】[0002]

【従来の技術】指紋照合装置における従来の指紋画像入
力装置の一例が特開昭54−85600号公報に示され
ている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional fingerprint image input device in a fingerprint collating device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-85600.

【0003】この種の指紋照合装置は、指紋の凹凸によ
る反射率の差異に着目し、指による反射光を受光するこ
とにより指紋の凹凸を濃淡画像として得るものが大多数
であり、また、指紋照合で使われる特徴点の抽出は、画
像をコンピュータ等に取り込んでから行うのが大多数で
ある。
A large number of fingerprint collation apparatuses of this type pay attention to the difference in reflectance due to the unevenness of the fingerprint and obtain the unevenness of the fingerprint as a grayscale image by receiving the light reflected by the finger. In most cases, the extraction of the feature points used in the matching is performed after the image is taken into a computer or the like.

【0004】特開昭54−85600号公報に記載され
た例を以下説明する。
An example described in JP-A-54-85600 will be described below.

【0005】図13を参照すると、従来の代表的な指紋
照合装置における指紋画像入力装置は、白色光を光源と
する投光部131と、指との接触面において全反射条件
を満たすように投光部131から入射され白色光を反射
するプリズム132と、プリズム132からの反射光を
受光して指紋画像を得る撮像素子133とから構成され
る。
Referring to FIG. 13, a fingerprint image input device in a conventional typical fingerprint collation device projects a light projecting section 131 using white light as a light source and a total reflection condition at a contact surface with a finger. It is composed of a prism 132 that reflects white light incident from the light unit 131 and an image sensor 133 that receives the reflected light from the prism 132 and obtains a fingerprint image.

【0006】すわなち、プリズム132に指が接触して
いない場合、投光部131から入射された白色光はプリ
ズム132の上面で全反射され、撮像素子133により
得られる画像は全面が明るい画像となる。また、指紋入
力時にはこのプリズム132の上面に指を押し当てる。
このとき、指紋の凸部では皮膚とプリズム132とが接
触しているため、全反射条件を満たさなくなり、投光部
131からの白色光の大部分が皮膚に吸収され一部が接
触面で反射されることになる。一方、指紋の凹部では皮
膚とプリズム132とが接触していないため、全反射条
件を満たすことになり、投光部131からの白色光は接
触面で全反射され、撮像素子133に入射されることに
なる。これにより、指紋の凹部は明るく、凸部は暗くな
り、コントラストのある指紋画像が得られる。
That is, when a finger is not in contact with the prism 132, the white light incident from the light projecting unit 131 is totally reflected on the upper surface of the prism 132, and the image obtained by the image sensor 133 is a bright image over the entire surface. Becomes When inputting a fingerprint, a finger is pressed against the upper surface of the prism 132.
At this time, since the skin and the prism 132 are in contact with each other at the convex part of the fingerprint, the condition for total reflection is not satisfied, and most of the white light from the light emitting unit 131 is absorbed by the skin and a part of the white light is reflected on the contact surface. Will be done. On the other hand, since the skin and the prism 132 are not in contact with each other in the concave portion of the fingerprint, the total reflection condition is satisfied, and the white light from the light projecting unit 131 is totally reflected by the contact surface and is incident on the image sensor 133. Will be. As a result, the concave portions of the fingerprint are bright and the convex portions are dark, and a fingerprint image with contrast is obtained.

【0007】また、1992年発行の雑誌「映像情報
(1)の第24巻第41−48頁に大和一晴による「指
紋照合技術と入出力管理セキュリティシステムの動向」
と題する記事が知られている。
In addition, Kazuharu Yamato, "Trends in Fingerprint Verification Technology and Input / Output Management Security Systems", in the magazine "Video Information (1), Vol. 24, pp. 41-48," issued in 1992.
An article entitled is known.

【0008】この記事によれば、指紋の特徴点データと
して隆線が終端した端点や分かれた分岐点の位置と方向
データを抽出する場合、指紋画像をコンピュータ等に取
り込み、取り込まれた指紋画像を細線化し、特徴点を抽
出する画像処理を行っている。
According to this article, when extracting the position and direction data of an end point of a ridge or a branch point as feature point data of a fingerprint, the fingerprint image is taken into a computer or the like, and the taken fingerprint image is taken. Image processing for thinning and extracting feature points is performed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の指紋画
像入力装置では、指紋画像をコンピュータ等に取り込ん
だ後の特徴抽出に膨大な量の画像処理が必要である。こ
のため、特徴点抽出に画像処理専用のバックエンドプロ
セッサを余分に増設しなければならないという問題点が
ある。
In this type of conventional fingerprint image input device, a huge amount of image processing is required for feature extraction after the fingerprint image is taken into a computer or the like. For this reason, there is a problem that an extra back-end processor dedicated to image processing must be additionally provided for feature point extraction.

【0010】また、従来の指紋画像入力装置では、投光
器からの白色光をプリズム上の指に照射し、その反射光
を撮像素子で受光して指紋画像を得るとき、白色光が用
いられている。従来の指紋画像入力装置では、白色光が
散乱したりあるいは色収差が生じるため、指紋画像が不
鮮明になりやすいという欠点もある。
In a conventional fingerprint image input device, white light is used when a finger on a prism is irradiated with white light from a projector and the reflected light is received by an image sensor to obtain a fingerprint image. . The conventional fingerprint image input device has a disadvantage that the fingerprint image tends to be unclear because white light is scattered or chromatic aberration occurs.

【0011】さらに、従来の装置で使用されるプリズム
が三角柱形状であるため、プリズムからの指紋画像が撮
像素子に対して平行にならない。このため、従来の装置
では、指紋画像に台形歪みが発生しやすいという欠点も
ある。
Further, since the prism used in the conventional device has a triangular prism shape, the fingerprint image from the prism is not parallel to the image pickup device. For this reason, the conventional device also has a disadvantage that trapezoidal distortion is likely to occur in the fingerprint image.

【0012】本発明の目的は、装置の構成を簡易化する
ようにした指紋画像入力装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a fingerprint image input device which has a simplified structure.

【0013】本発明の他の目的は、歪のない鮮明な高解
像度の指紋画像を得られるようにした指紋画像入力装置
および指紋画像の入力方法を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a fingerprint image input apparatus and a fingerprint image input method capable of obtaining a clear, high-resolution fingerprint image without distortion.

【0014】本発明の他の目的は台形歪のない指紋画像
を得られるようにした指紋画像入力装置および指紋画像
の入力方法を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a fingerprint image input apparatus and a fingerprint image input method capable of obtaining a fingerprint image free of trapezoidal distortion.

【0015】本発明の他の目的は、プリズムからの反射
光強度の変化から特徴点を抽出する特徴点抽出方法を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a feature point extracting method for extracting a feature point from a change in the intensity of light reflected from a prism.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の装置は、
透明多面体(以下プリズム)上に置かれた指の指紋隆線
および谷線のどちらか一方に沿ってレーザ光の所定の大
きさに収束されたレーザスポットを走査する走査手段
と、この走査手段の走査によりプリズムから反射された
レーザ光の反射光強度を検出する検出手段とを含む。
The first device of the present invention comprises:
Scanning means for scanning a laser spot converged to a predetermined size of laser light along one of fingerprint ridges and valleys of a finger placed on a transparent polyhedron (hereinafter, prism); Detecting means for detecting the intensity of reflected laser light reflected from the prism by scanning.

【0017】本発明の第2の装置は、前記第1の装置で
あって前記検出手段で検出された反射光強度に関するデ
ータを記録する記録手段を含む。
A second apparatus according to the present invention is the first apparatus, and further includes recording means for recording data relating to the intensity of reflected light detected by the detecting means.

【0018】本発明の第3の装置はプリズム上に置かれ
た指の指紋隆線および谷線のどちらか一方に沿ってレー
ザ光の所定の大きさに収束されたレーザスポットを走査
する走査手段と、この走査手段の走査によりプリズムか
ら反射されたレーザ光の反射光強度を変換し、変換され
た電気信号から特徴点を抽出する抽出手段とを含む。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a scanning device for scanning a laser spot converged to a predetermined size of a laser beam along one of a fingerprint ridge and a valley of a finger placed on a prism. And an extracting means for converting the intensity of the laser light reflected from the prism by the scanning of the scanning means and extracting a characteristic point from the converted electric signal.

【0019】本発明の第4の装置は、前記第3の装置で
あって、前記抽出手段で抽出された特徴点を記録する記
録手段を含む。
A fourth device of the present invention is the third device, and further includes a recording unit that records the characteristic points extracted by the extraction unit.

【0020】本発明の第5の装置は、プリズム上に置か
れた指の指紋隆線および谷線のどちらか一方に沿ってレ
ーザ光の所定の大きさに収束されたレーザスポットを走
査する走査手段と、この走査手段の走査によりプリズム
から反射されたレーザ光の反射光強度を変換し変換され
た電気信号から画像濃度データを生成するデータ生成手
段とを含む。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a scanning device for scanning a laser spot converged to a predetermined size of a laser beam along one of a fingerprint ridge and a valley of a finger placed on a prism. Means, and data generating means for converting the intensity of the laser light reflected from the prism by scanning by the scanning means and generating image density data from the converted electric signal.

【0021】本発明の第6の装置は、前記第5の装置で
あって、前記データ生成手段で生成されたデータから特
徴点を抽出する抽出手段を含む。
A sixth apparatus according to the present invention is the fifth apparatus, and further includes an extracting unit for extracting a feature point from the data generated by the data generating unit.

【0022】本発明の第7の装置は、前記第6の装置で
あって、前記抽出手段で抽出された特徴点を記録する記
録手段を含む。
A seventh device of the present invention is the sixth device, further comprising a recording unit for recording the feature points extracted by the extraction unit.

【0023】本発明の第8の装置は、予め定めた一定の
波長を有するレーザ光を所定の大きさのスポット状に収
束するよう光軸上を走査するレンズ(図1の3)と、こ
のレンズで収束されたレーザスポットをプリズムの指と
の接触面上で主走査方向に走査させる第1のミラー(図
1の4)と、前記レンズで収束されたレーザスポットを
前記プリズムの指との接触面上で副走査方向に走査させ
る第2のミラー(図1の5)と、前記プリズムからの反
射光を受光し、反射光強度を電気信号に変換する受光部
(図1の8)と、前記受光部からの電気信号により画像
濃度データを生成し、その画像濃度データから指紋画像
を形成するとともに、前記レンズおよび前記第1と第2
のミラーに対して前記レーザスポットを光軸方向および
主走査方向と副走査方向に所定のステップ数だけ走査さ
せる駆動制御信号を送出する制御部(図1の9)とを備
えている。
An eighth apparatus according to the present invention comprises a lens (3 in FIG. 1) for scanning a laser beam having a predetermined constant wavelength on the optical axis so as to converge into a spot of a predetermined size. A first mirror (4 in FIG. 1) for scanning the laser spot converged by the lens in the main scanning direction on a contact surface of the prism with the finger, and a laser spot converged by the lens with the finger of the prism; A second mirror (5 in FIG. 1) for scanning in the sub-scanning direction on the contact surface, and a light receiving unit (8 in FIG. 1) for receiving reflected light from the prism and converting the reflected light intensity into an electric signal. Generating image density data based on an electric signal from the light receiving unit, forming a fingerprint image from the image density data, and forming the lens and the first and second lenses.
And a controller (9 in FIG. 1) for transmitting a drive control signal for scanning the laser spot in the optical axis direction, the main scanning direction, and the sub-scanning direction by a predetermined number of steps with respect to the mirror.

【0024】また、本発明の第9の装置は、予め定めた
一定の波長を有するレーザ光を指紋隆線または谷線の幅
と同程度の所定の大きさのスポット状に収束するよう光
軸上を走査するレンズ(図1の3)と、このレンズで収
束されたレーザスポットをプリズムの指との接触面上で
主走査方向に走査させる第1のミラー(図1の4)と、
前記レンズで収束されたレーザスポットを前記プリズム
の指との接触面上で副走査方向に走査させる第2のミラ
ー(図1の5)と、前記プリズムからの反射光を受光
し、反射光強度を電気信号に変換する受光部(図1の
8)と、この受光部からの電気信号により指紋隆線部を
検出し、その指紋隆線に沿うように、前記レンズおよび
前記第1と第2のミラーに対して前記レーザスポットを
光軸方向および主走査方向と副走査方向に所定のステッ
プ数だけを走査させる駆動制御信号を送出し、前記受光
部からの電気信号により特徴点を検出したときの前記プ
リズム上の位置に対応する指紋画像上の位置を記録する
制御部(図1の9)とを備えている。
The ninth apparatus according to the present invention is arranged so that a laser beam having a predetermined wavelength is converged into a spot having a predetermined size substantially equal to the width of a fingerprint ridge or valley. A lens that scans upward (3 in FIG. 1), a first mirror (4 in FIG. 1) that scans the laser spot converged by the lens in the main scanning direction on the contact surface of the prism with the finger,
A second mirror (5 in FIG. 1) that scans the laser spot converged by the lens on the contact surface of the prism with the finger in the sub-scanning direction; A light receiving unit (8 in FIG. 1) for converting the light into an electric signal, a fingerprint ridge is detected based on the electric signal from the light receiving unit, and the lens and the first and second lenses are arranged along the fingerprint ridge. When a drive control signal for scanning the laser spot in the optical axis direction and the main scanning direction and the sub-scanning direction by a predetermined number of steps is transmitted to the mirror, and a feature point is detected by an electric signal from the light receiving unit. And a control unit (9 in FIG. 1) for recording a position on the fingerprint image corresponding to the position on the prism.

【0025】本発明の第10の装置は、前記第8または
第9の装置において前記第1のミラーおよび前記第2の
ミラーはともにガルバノメータミラーであることを特徴
とする。
A tenth device according to the present invention is characterized in that, in the eighth or ninth device, both the first mirror and the second mirror are galvanometer mirrors.

【0026】本発明の第1の方法は、予め定めた一定の
波長を有するレーザ光を所定の大きさのスポット状に収
束するよう光軸上にレンズを走査させる第1のステップ
と、前記レンズで収束されたレーザスポットを第1のミ
ラーを回転させることによりプリズムの指との接触面上
で主走査方向の予め定めた初期位置に移動させる第2の
ステップと、前記プリズムから受光した反射光の強度を
電気信号に変換し、その電気信号から画像濃度データを
生成して記録する第3のステップと、前記第1のミラー
を回転させることにより前記レーザスポットを予め定め
た幅だけ主走査方向に移動させる第4のステップと、前
記レーザスポットによる主走査方向の走査を終了したと
き前記レーザスポットを前記第2のミラーを回転させる
ことにより予め定めた幅だけ副走査方向に移動させると
ともに前記レンズを予め定めた幅だけ走査して、前記レ
ーザを所定の大きさのスポットに収束させ、前記主走査
方向の走査を終了していないとき前記第3のステップに
戻る第5のステップと、前記レーザスポットによる副走
査方向の走査を終了したとき全ての動作を修了し、前記
副走査方向の走査を修了していないとき前記第2のステ
ップに戻る第6のステップを含む。
In a first method of the present invention, a first step of scanning a lens on an optical axis so as to converge a laser beam having a predetermined constant wavelength into a spot of a predetermined size, A second step of moving the laser spot converged by the first mirror to a predetermined initial position in the main scanning direction on the contact surface of the prism with the finger by rotating the first mirror; and reflected light received from the prism. A third step of converting the intensity of the laser spot into an electric signal, generating and recording image density data from the electric signal, and rotating the first mirror to move the laser spot by a predetermined width in the main scanning direction. Moving the laser spot to a predetermined position by rotating the second mirror when scanning in the main scanning direction by the laser spot is completed. The laser is moved by a predetermined width in the sub-scanning direction, and the lens is scanned by a predetermined width to converge the laser to a spot of a predetermined size. When the scanning in the main scanning direction is not completed, the third A fifth step of returning to the step; and a step of returning to the second step when the scanning in the sub-scanning direction by the laser spot is completed and all the operations are completed when the scanning in the sub-scanning direction is not completed. 6 steps.

【0027】本発明の第2の方法は、予め定めた一定の
波長を有するレーザ光を指紋隆線または谷線の幅と同程
度の所定の大きさのスポット状に収束するよう光軸上を
レンズを走査させる第1のステップと、前記レンズで収
束されたレーザスポットを第1及び第2のミラーを回転
させることによりプリズムの指との接触面上で予め定め
た幅だけまだ一度も走査されていない主走査方向および
副走査方向に移動させる第2のステップと、前記プリズ
ムから受光した反射光の強度を電気信号に変換する第3
のステップと、前記電気信号から指紋隆線部または谷線
部を検出し、隆線部の近傍領域をレーザスポットが移動
するように前記レンズおよび前記第1と第2のミラーを
走査させる駆動制御信号を送出し、隆線部と近傍領域で
の電気信号を比較してレーザスポットを隆線に沿うよう
に移動させる第4のステップと、隆線部と近傍領域での
電気信号を比較して指紋特徴点を検出する第5のステッ
プと、特徴点を検出したときの前記透明多面体上の位置
に対応する指紋画像上の位置を記録する第6のステップ
と、まだ一度も前記レーザスポットを走査していない透
明多面体の領域があるときは、第2のステップに戻る第
7のステップとを含む。
According to a second method of the present invention, a laser beam having a predetermined wavelength is converged on an optical axis so as to converge into a spot having a predetermined size substantially equal to the width of a fingerprint ridge or a valley. A first step of scanning the lens, and the laser spot converged by the lens is scanned once more by a predetermined width on the contact surface of the prism with the finger by rotating the first and second mirrors. A second step of moving the reflected light in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and a third step of converting the intensity of the reflected light received from the prism into an electric signal.
And a drive control for detecting a fingerprint ridge or a valley from the electric signal and scanning the lens and the first and second mirrors so that a laser spot moves in a region near the ridge. A fourth step of transmitting a signal, comparing the electric signal in the ridge and the neighboring area and moving the laser spot along the ridge, and comparing the electric signal in the ridge and the neighboring area; A fifth step of detecting a fingerprint feature point, a sixth step of recording a position on the fingerprint image corresponding to a position on the transparent polyhedron when the feature point is detected, and scanning the laser spot even once. If there is a transparent polyhedron region that has not been processed, a seventh step is returned to the second step.

【0028】本発明の第3の方法は、前記第1または第
2の方法であって、前記第1のミラーおよび前記第2の
ミラーはともにガルバノメータミラーであることを特徴
とする。
A third method according to the present invention is the method according to the first or second method, wherein both the first mirror and the second mirror are galvanometer mirrors.

【0029】[0029]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0030】図1を参照すると、本発明の第1の実施例
は、半導体レーザあるいは発光ダイオード等を光源とし
てレーザ光を出力する投光部1と、投光部1から出力さ
れたレーザ光を微小スポット状に収束するよう光軸上を
走査するレンズ2と、制御信号に応じて光軸方向への動
作を行い、レンズ2で収束されたレーザ光の径をさらに
変化させる走査レンズ3と、制御信号に応じて回転動作
を行い、走査レンズ3で収束されたレーザ光をプリズム
7の指との接触面上で主走査方向に走査するように反射
する第1のガルバノメータミラー4と、この第1のガル
バノメータミラー4で反射されたレーザ光をプリズム7
の指との接触面上でさらに副走査方向へ走査するように
反射する第2のガルバノメータミラー5と、この第2の
ガルバノメータミラー5で反射されたレーザ光の光路調
整を行うレンズ6と、このレンズ6で光路調整されたス
ポット状のレーザ光が入射され、指との接触面での全反
射条件によりこのスポット状のレーザ光を反射するプリ
ズム7と、このプリズム7からのレーザ光の反射光を受
光し検出し、この反射光の光学的強度に応じた電気信号
に変換し出力する受光部8と、この受光部8からの電気
信号に応じて画像濃度データを生成し、内部メモリ91
の所定の位置に画像濃度データを記憶するとともに、指
紋隆線部を検出し、その指紋隆線にそうように走査レン
ズ3、第1のガルバノメータミラー4および第2のガル
バノメータミラー5に対してスポット状のレーザ光を光
軸方向,主走査方向および副走査方向に所定のステップ
数だけ走査させる駆動制御信号を送出し、受光部8から
の電気信号により特徴点を検出したときのプリズム7上
の位置に対応する指紋画像上の位置を記録する動作を制
御するための制御信号を出力する制御部9と、この制御
部9で記憶された画像濃度データに基づいて指紋画像を
表示する表示部10とを備えている。
Referring to FIG. 1, in a first embodiment of the present invention, a light emitting section 1 for outputting a laser beam using a semiconductor laser or a light emitting diode as a light source, and a laser beam output from the light emitting section 1 are provided. A lens 2 that scans on the optical axis so as to converge in a minute spot shape, a scanning lens 3 that performs an operation in the optical axis direction according to a control signal and further changes the diameter of the laser light converged by the lens 2, A first galvanometer mirror 4 that performs a rotation operation in accordance with the control signal and reflects the laser light converged by the scanning lens 3 so as to scan in a main scanning direction on a contact surface of the prism 7 with a finger; The laser beam reflected by the first galvanometer mirror 4 is converted into a prism 7
A second galvanometer mirror 5 that reflects light so as to scan further in the sub-scanning direction on the contact surface with the finger; a lens 6 that adjusts the optical path of the laser light reflected by the second galvanometer mirror 5; A spot-shaped laser beam whose optical path has been adjusted by the lens 6 is incident, and the prism 7 reflects the spot-shaped laser beam according to the condition of total reflection at the contact surface with the finger, and reflected light of the laser beam from the prism 7. Receiving the light, detecting the light, converting the light into an electric signal corresponding to the optical intensity of the reflected light, and outputting the electric signal.
The image density data is stored at a predetermined position, a fingerprint ridge portion is detected, and a spot on the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4, and the second galvanometer mirror 5 is detected as the fingerprint ridge. A drive control signal for scanning the laser beam in the optical axis direction, the main scanning direction, and the sub-scanning direction by a predetermined number of steps is transmitted, and the prism 7 when the characteristic point is detected by the electric signal from the light receiving unit 8 is transmitted. A control unit 9 for outputting a control signal for controlling an operation of recording a position on the fingerprint image corresponding to the position, and a display unit 10 for displaying the fingerprint image based on the image density data stored by the control unit 9 And

【0031】次に、本発明の第1の実施例の動作につい
て図1、図2および図3を参照して説明する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

【0032】投光部1から出力されたレーザ光はレンズ
2で収束された後、走査レンズ3に入射される。この走
査レンズ3は、図3に示されるように制御部9から出力
される制御信号に応じてレンズを光軸方向に移動させる
ことによりレーザ光のスポット径を変えることができ、
プリズム7に照射するレーザ光のスポット径が副走査方
向の位置により変化するのを防ぎ、一定のスポット径に
保つことができる。走査レンズ3により収束されたレー
ザ光は、第1のガルバノメータミラー4に入射される。
この第1のガルバノメータミラー4も、図1で示された
制御部9から出力される制御信号に応じてレーザ光を主
走査方向に走査する。第1のガルバノメータミラー4で
反射されたレーザ光は第2のガルバノメータミラー5に
入射され、制御部9から出力される制御信号に応じてレ
ーザ光を副走査方向に走査する。第2のガルバノメータ
ミラー5で反射されたレーザ光は、レンズ6により光路
が調整されて透明多面体である二等辺プリズム7の指と
の接触面に照射される。このとき、プリズム7と指との
接触面において、指紋の凸部と接触した部分では、全反
射条件を満たしていないためスポット状のレーザ光は散
乱される。一方、プリズム7と指との接触面において、
指紋の凹部と接触した部分では、全反射条件を満たして
いるためスポット状のレーザ光は全反射される。
The laser beam output from the light projecting unit 1 is converged by the lens 2 and then enters the scanning lens 3. The scanning lens 3 can change the spot diameter of the laser beam by moving the lens in the optical axis direction according to a control signal output from the control unit 9 as shown in FIG.
It is possible to prevent the spot diameter of the laser beam applied to the prism 7 from changing according to the position in the sub-scanning direction, and to keep the spot diameter constant. The laser light converged by the scanning lens 3 is incident on a first galvanometer mirror 4.
The first galvanometer mirror 4 also scans the laser beam in the main scanning direction according to a control signal output from the control unit 9 shown in FIG. The laser light reflected by the first galvanometer mirror 4 is incident on the second galvanometer mirror 5, and scans the laser light in the sub-scanning direction according to a control signal output from the control unit 9. The laser beam reflected by the second galvanometer mirror 5 has its optical path adjusted by the lens 6 and is applied to the contact surface of the transparent polyhedron with the finger of the isosceles prism 7. At this time, on the contact surface between the prism 7 and the finger, a spot-shaped laser beam is scattered at a portion in contact with the convex portion of the fingerprint because the condition for total reflection is not satisfied. On the other hand, at the contact surface between the prism 7 and the finger,
At the portion in contact with the concave portion of the fingerprint, the spot-like laser light is totally reflected since the condition for total reflection is satisfied.

【0033】このように、本発明では、レーザ光を光源
として用いたことにより、従来問題となっていた白色光
の散乱あるいは色収差をなくすことが可能となり、それ
により指紋画像が不鮮明になるのを防ぐことが可能とな
る。
As described above, in the present invention, the use of laser light as a light source makes it possible to eliminate the scattering or chromatic aberration of white light, which has been a problem in the past, thereby preventing the fingerprint image from becoming unclear. Can be prevented.

【0034】図1および図2を参照すると、プリズム7
で反射されたスポット状のレーザ光の強度は、受光部8
で検出され、電気信号に変換される。続いて、制御部9
は、電気信号を受信し、プリズム7で照射した位置に対
応するアドレスで画像濃度データとして内部メモリ91
に書き込む。そして、主走査方向に1ラインを走査し終
えたと判定すると、制御部9は第2のガルバノメータミ
ラー5に対して副走査方向に1ラインを移動させるよう
制御信号を出力し、さらに第1のガルバノメータミラー
4に対して初期の位置から主走査方向に1ラインを走査
するよう制御信号を出力する。このとき副走査方向のレ
ーザスポットの位置によってレーザスポットの大きさが
変わらないように走査レンズ3に対してレンズを光軸方
向に移動させる制御信号を出力する。このような処理を
副走査方向の終わりまで繰り返し行うことにより、スポ
ット状のレーザ光による指紋の2次元走査を実現してい
る。内部メモリ91に記憶されたレーザ光の反射光強度
は、表示部10で強度分布を表す画像として表示され
る。
Referring to FIGS. 1 and 2, the prism 7
The intensity of the spot-like laser light reflected by the
And converted into an electrical signal. Subsequently, the control unit 9
Is an internal memory 91 which receives an electric signal and stores it as image density data at an address corresponding to the position irradiated by the prism 7.
Write to. When it is determined that one line has been scanned in the main scanning direction, the control unit 9 outputs a control signal to the second galvanometer mirror 5 to move the one line in the sub-scanning direction, and further outputs the first galvanometer. A control signal is output to the mirror 4 so as to scan one line from the initial position in the main scanning direction. At this time, a control signal for moving the lens in the optical axis direction is output to the scanning lens 3 so that the size of the laser spot does not change depending on the position of the laser spot in the sub-scanning direction. By repeating such processing until the end of the sub-scanning direction, two-dimensional scanning of the fingerprint by the spot-like laser light is realized. The reflected light intensity of the laser light stored in the internal memory 91 is displayed on the display unit 10 as an image representing the intensity distribution.

【0035】本発明では、レーザ光の光路がプリズム7
から受光部8に入射するまでに歪んだとしても、プリズ
ム7上の各ポイントに対応した内部メモリ91のアドレ
スに各ポイントの反射光強度をそれぞれ記録しているの
で、台形歪のない指紋画像が得られる。
In the present invention, the optical path of the laser beam is
Even if the light is distorted before the light enters the light receiving unit 8, since the reflected light intensity of each point is recorded in the address of the internal memory 91 corresponding to each point on the prism 7, a fingerprint image without trapezoidal distortion is obtained. can get.

【0036】また、第1の実施例の特徴である制御部9
の動作について図1,図2および図6を参照して説明す
る。
The control unit 9 which is a feature of the first embodiment is described.
Will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 6. FIG.

【0037】図1,図2および図6を参照すると、まず
初めに、制御部9は、走査レンズ3と第1のガルバノメ
ータミラー4および第2のガルバノメータミラー5を初
期位置に移動させる制御信号を送出し、レーザスポット
をプリズム7の指との接触面の初期位置に移動させる
(図6、ステップS61、ステップS62)。次に、制
御部9は、受光部8で検出したプリズム7からの反射光
強度に応じた電気信号を受信し、画像濃度データとして
内部メモリ91の所定の位置に書き込む(図6、ステッ
プS63)。さらに、制御部9は、第1のガルバノメー
タミラー4を1ステップ主走査方向に移動させる制御信
号を第1のガルバノメータミラー4に送出し、レーザス
ポットをプリズム7の指との接触面で主走査方向に1ス
テップ移動させる(図6、ステップS64)。ここで制
御部9は、レーザ光の主走査方向における走査が終了し
たか否かを判定し(図6、ステップS65)、終了して
いない場合はステップS63に戻り引き続き受光部8か
らの反射光強度信号を受信して画像濃度データとして内
部メモリ91に記録し、終了している場合は第2のガル
バノメータミラー5を1ステップ副走査方向に移動させ
る制御信号を第2のガルバノメータミラー5に送出し、
レーザ光を副走査方向に1ステップ移動させる(図6、
ステップS66)。さらに、副走査方向のプリズム7の
指との接触面のレーザスポットの位置に対応して走査レ
ンズ3を光軸方向に移動させる制御信号を走査レンズ3
に送出する(図6、ステップS67)。そして、制御部
9は、レーザ光の副走査方向における走査が終了したか
否かを判定し(図6、ステップS68)、終了していな
い場合はステップS62に戻りレーザスポットを再度初
期位置に移動させて走査し、終了している場合は全ての
制御動作を終了する。
Referring to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 6, first, the control unit 9 sends a control signal for moving the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4 and the second galvanometer mirror 5 to the initial position. Then, the laser spot is moved to the initial position of the contact surface of the prism 7 with the finger (FIG. 6, step S61, step S62). Next, the control section 9 receives an electric signal corresponding to the intensity of the reflected light from the prism 7 detected by the light receiving section 8 and writes it as an image density data at a predetermined position in the internal memory 91 (FIG. 6, step S63). . Further, the control unit 9 sends a control signal for moving the first galvanometer mirror 4 in the main scanning direction by one step to the first galvanometer mirror 4, and causes the laser spot to contact the finger of the prism 7 in the main scanning direction. Is moved by one step (FIG. 6, step S64). Here, the control unit 9 determines whether the scanning of the laser beam in the main scanning direction has been completed (FIG. 6, step S65), and if not completed, returns to step S63 to continue the reflected light from the light receiving unit 8. The intensity signal is received and recorded in the internal memory 91 as image density data, and if it is completed, a control signal for moving the second galvanometer mirror 5 in the sub-scanning direction by one step is sent to the second galvanometer mirror 5. ,
The laser beam is moved by one step in the sub-scanning direction (FIG. 6,
Step S66). Further, a control signal for moving the scanning lens 3 in the optical axis direction in accordance with the position of the laser spot on the contact surface of the prism 7 with the finger in the sub-scanning direction is transmitted to the scanning lens 3.
(FIG. 6, step S67). Then, the control unit 9 determines whether the scanning of the laser beam in the sub-scanning direction has been completed (FIG. 6, step S68), and if not completed, returns to step S62 to move the laser spot to the initial position again. The scanning is performed, and if the scanning is completed, all the control operations are terminated.

【0038】次に、本発明の第2の実施例について図
1、図2、図3、図4、図5、図9および図10を参照
して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 9, and 10. FIG.

【0039】図1,図2および図3を参照すると、投光
部1から出力されたレーザ光はレンズ2で収束された
後、走査レンズ3に入射される。この走査レンズ3は、
図3に示されるように制御部9から出力される制御信号
に応じてレンズ光軸方向に移動させることによりレーザ
光のスポット径を変えることができ、プリズム7に照射
するレーザ光のスポット径が副走査方向の位置により変
化するのを防ぎ、一定の平均的な指紋隆線の幅にスポッ
ト径を保つことができる。走査レンズ3により指紋隆線
の幅程度に収束されたレーザ光は、第1のガルバノメー
タミラー4に入射される。この第1のガルバノメータミ
ラー4も、制御部9から出力される制御信号に応じてレ
ーザ光を主走査方向に走査する。第1のガルバノメータ
ミラー4で反射されたレーザ光は第2のガルバノメータ
ミラー5に入射され、制御部9から出力される制御信号
に応じてレーザ光を副走査方向に走査する。第2のガル
バノメータミラー5で反射されたレーザ光は、レンズ6
により光路が調整されて透明多面体である二等辺プリズ
ム7の指との接触面に照射される。このとき、プリズム
7と指との接触面において、指紋の凸部と接触した部分
では、全反射条件を満たしていないためスポット状のレ
ーザ光は散乱される。一方、プリズム7と指との接触面
において、指紋の凹部と接触した部分では、全反射条件
を満たしているためスポット状のレーザ光は全反射され
る。また、プリズム7上で走査されるレーザスポットの
走査幅はレーザスポット径の半分以下とする。プリズム
7で反射されたスポット状のレーザ光の強度は、受光部
8で検出され、電気信号に変換される。続いて、制御部
9は、電気信号を受信し、プリズム7で照射した位置に
対応するアドレスで画像濃度データとして一時的に保持
する。
Referring to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, the laser beam output from the light projecting unit 1 is converged by the lens 2 and then enters the scanning lens 3. This scanning lens 3
As shown in FIG. 3, the spot diameter of the laser light can be changed by moving the lens in the direction of the optical axis of the lens in accordance with the control signal output from the control unit 9. It is possible to prevent the spot diameter from changing depending on the position in the sub-scanning direction and keep the spot diameter at a constant average fingerprint ridge width. The laser light converged to the width of the fingerprint ridge by the scanning lens 3 is incident on the first galvanometer mirror 4. The first galvanometer mirror 4 also scans the laser beam in the main scanning direction according to a control signal output from the control unit 9. The laser light reflected by the first galvanometer mirror 4 is incident on the second galvanometer mirror 5, and scans the laser light in the sub-scanning direction according to a control signal output from the control unit 9. The laser light reflected by the second galvanometer mirror 5 is
As a result, the light path is adjusted, and the light is irradiated on the contact surface of the isosceles prism 7 which is a transparent polyhedron with the finger. At this time, on the contact surface between the prism 7 and the finger, a spot-shaped laser beam is scattered at a portion in contact with the convex portion of the fingerprint because the condition for total reflection is not satisfied. On the other hand, at the contact surface between the prism 7 and the finger, the portion in contact with the concave portion of the fingerprint satisfies the condition of total reflection, so that the spot-shaped laser light is totally reflected. In addition, the scanning width of the laser spot scanned on the prism 7 is equal to or less than half the laser spot diameter. The intensity of the spot-shaped laser light reflected by the prism 7 is detected by the light receiving unit 8 and converted into an electric signal. Subsequently, the control unit 9 receives the electric signal, and temporarily stores the electric signal as image density data at an address corresponding to the position irradiated by the prism 7.

【0040】図1および図4を参照するとこの濃度デー
タ値がしきい値以下の隆線ポイント12の場合、制御部
9は第1のガルバノメータミラー4および第2のガルバ
ノメータミラー5と走査レンズ3に隆線ポイント12の
周囲の8方向に一定の大きさのレーザスポットを走査す
るように制御信号を送出する。その時、各方向のレーザ
光の反射光強度を受光部8で検出し、電気信号に変換し
た後、プリズム7で照射した位置に対応するアドレスで
画像濃度データとして、一時的に保持する。制御部9は
この画像濃度データが最小かつしきい値以下の隆線方向
を8方向の中から決定し、次の隆線ポイントとして、ま
た隆線ポイントの周囲の8方向にレーザスポットを走査
する。以上の動作を繰り返し隆線をトレースしていく。
また、この時一度走査したポイントは走査しない。
Referring to FIGS. 1 and 4, when the density data value is the ridge point 12 below the threshold value, the control unit 9 controls the first galvanometer mirror 4, the second galvanometer mirror 5, and the scanning lens 3 to operate. A control signal is sent to scan a laser spot of a fixed size in eight directions around the ridge point 12. At this time, the reflected light intensity of the laser light in each direction is detected by the light receiving unit 8 and converted into an electric signal, and then temporarily stored as image density data at an address corresponding to the position irradiated by the prism 7. The controller 9 determines the ridge direction in which the image density data is minimum and equal to or less than the threshold value from among the eight directions, and scans the laser spot as the next ridge point and in the eight directions around the ridge point. . The above operation is repeated to trace the ridge.
At this time, the point once scanned is not scanned.

【0041】図5を参照すると、未走査ポイント、走査
済みポイントおよび隆線ポイントの関係が示されてお
り、隆線ポイント12の周囲の8方向走査のうち4方向
が走査済みポイントのため残りの4方向が走査される。
隆線11の端点13までトレースしていくと、このポイ
ントでは8方向にレーザースポットを走査しても画像濃
度データ値がしきい値以下になる方向がないため、この
ポイントが端点13となる。
Referring to FIG. 5, the relationship between the unscanned point, the scanned point, and the ridge point is shown, where four of the eight directions of scanning around the ridge point 12 are scanned points and the remaining Four directions are scanned.
When tracing to the end point 13 of the ridge 11, at this point, even if the laser spot is scanned in eight directions, there is no direction in which the image density data value becomes lower than the threshold value.

【0042】図1および図5を参照すると、制御部9
は、端点13を特徴点としてプリズム7でレーザを照射
した位置に対応するアドレスで内部メモリ91に記録す
る。制御部9は、次の隆線ポイントを探すため第1のガ
ルバノメータミラー4、第2のガルバノメータミラー5
および走査レンズ3にレーザスポットを走査するように
制御信号を送出し、特徴点を抽出していく。以上の動作
をプリズム7上の全領域に対して行う。
Referring to FIG. 1 and FIG.
Is recorded in the internal memory 91 at an address corresponding to the position irradiated with the laser by the prism 7 with the end point 13 as a feature point. The control unit 9 controls the first galvanometer mirror 4 and the second galvanometer mirror 5 to search for the next ridge point.
Then, a control signal is sent to the scanning lens 3 so as to scan the laser spot, and feature points are extracted. The above operation is performed for the entire area on the prism 7.

【0043】以上は端点の抽出方法であるが、分岐点の
抽出方法は、指紋の端点と分岐点の関係が、濃度値を反
転させると端点が分岐点に、分岐点が端点になることを
利用し、指紋の谷線の部分での反射光強度がしきい値よ
り大きい谷線上の点を隆線の場合と同様にして探索して
端点を抽出することにより隆線の分岐点を抽出すること
ができる。
The above is a method of extracting an end point. The method of extracting a branch point is such that the relationship between the end point of the fingerprint and the branch point is such that when the density value is inverted, the end point becomes a branch point and the branch point becomes an end point. The ridge branch point is extracted by searching for a point on the valley line where the reflected light intensity at the valley line portion of the fingerprint is larger than the threshold value in the same manner as the case of the ridge line, and extracting the end point. be able to.

【0044】図1および図9を参照すると、プリズム7
上でレーザを照射した位置に対応するアドレスの画像濃
度データ値が、しきい値以上の谷線ポイント15である
場合、制御部9は第1のガルバノメータミラー4、第2
のガルバノメータミラー5および走査レンズ3に谷線ポ
イント15の周囲の8方向に一定の大きさのレーザスポ
ットを走査するように制御信号を送出する。その時、各
方向のレーザ光の反射光強度を受光部8で検出し、電気
信号に変換した後、プリズム7で照射した位置に対応す
るアドレスで画像濃度データとして一時的に保持する。
制御部9はこの画像濃度データが最大かつしきい値以上
の谷線方向を8方向の中から決定し、次の谷線ポイント
として、また谷線ポイントの周囲の8方向にレーザスポ
ットを走査する。以上の動作を繰り返し谷線をトレース
していく。また、この時一度走査したポイントは走査し
ない。
Referring to FIGS. 1 and 9, the prism 7
When the image density data value of the address corresponding to the position where the laser is irradiated above is the valley line point 15 which is equal to or greater than the threshold value, the control unit 9 sets the first galvanometer mirror 4 and the second
A control signal is sent to the galvanometer mirror 5 and the scanning lens 3 so as to scan a laser spot of a fixed size in eight directions around the valley point 15. At this time, the reflected light intensity of the laser light in each direction is detected by the light receiving unit 8 and converted into an electric signal, and then temporarily stored as image density data at an address corresponding to the position irradiated by the prism 7.
The controller 9 determines a valley line direction in which the image density data is maximum and equal to or larger than the threshold value from among the eight directions, and scans the laser spot in the eight directions around the valley line point as the next valley line point. . The above operation is repeated to trace the valley line. At this time, the point once scanned is not scanned.

【0045】図10を参照すると、未走査ポイント、走
査済みポイントおよび隆線ポイントの関係が示されてお
り、谷線ポイント15の周囲の8方向走査のうち4方向
が走査済みポイントのため残りの4方向が走査される。
谷線14の端点16までトレースしていくと、このポイ
ントでは8方向にレーザスポットを走査しても画像濃度
データ値がしきい値以上になる方向がないため、このポ
イントが端点16となる。
Referring to FIG. 10, the relationship between the unscanned point, the scanned point, and the ridge point is shown. In the eight directions of scanning around the valley point 15, four directions are the scanned points. Four directions are scanned.
When the trace is traced to the end point 16 of the valley line 14, the point becomes the end point 16 because there is no direction in which the image density data value exceeds the threshold value even if the laser spot is scanned in eight directions at this point.

【0046】図1および図9を参照すると、制御部9
は、端点16を分岐点の特徴点としてプリズム7でレー
ザを照射した位置に対応するアドレスで内部メモリ91
に記憶する。制御部9は、次の谷線ポイントを捜すため
第1のガルバノメータミラー4、第2のガルバノメータ
ミラー5および走査レンズ3にレーザスポットを走査す
るように制御信号を送出し、特徴点を抽出していく。以
上の動作をプリズム7上の全領域に対して行う。
Referring to FIG. 1 and FIG.
Is the address corresponding to the position irradiated with the laser beam by the prism 7 with the end point 16 as the characteristic point of the branch point, and the internal memory 91
To memorize. The control unit 9 sends a control signal to the first galvanometer mirror 4, the second galvanometer mirror 5, and the scanning lens 3 to scan the laser spot in order to search for the next valley line point, and extracts a feature point. Go. The above operation is performed for the entire area on the prism 7.

【0047】また、本発明の第2の実施例の特徴である
制御部9の動作について図7、図8、図11および図1
2を参照して説明する。
The operation of the control unit 9 which is a feature of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0048】まず始めに端点抽出の動作について説明す
る。
First, the operation of endpoint extraction will be described.

【0049】図1および図7を参照すると、制御部9
は、走査レンズ3,第1のガルバノメータミラー4およ
び第2のガルバノメータミラー5を初期位置に移動させ
る制御信号を送出し、レーザスポットをプリズム7の指
との接触面の初期位置に移動させる(図7、ステップS
71)。次に、制御部9は、受光部8で検出したプリズ
ム7からの反射光強度に応じた電気信号を受信し、画像
濃度データとして一時的に保持する(図7、ステップS
72)。この時のプリズム7上のレーザスポットの位置
を走査済みとして内部メモリ91に記録する(図7、ス
テップS73)。制御部9は、プリズム7からの反射光
強度の画像濃度データ値がしきい値以下か否か判定し
(図7、ステップS74)、しきい値以下の場合は、指
紋隆線上のポイントとして隆線のトレースおよび特徴点
の抽出処理(図8、)へ移行し、しきい値以下でない
場合は、内部メモリ91に次の移動ポイントが走査済み
と記録されているか判定する(図7、ステップS7
5)。走査済みの場合は、更に次の移動ポイントが走査
済みか判定し、走査済みでない場合は、制御部9は、走
査レンズ3、第1のガルバノメータミラー4および第2
のガルバノメータミラー5をその移動ポイントにレーザ
スポットを移動させるよう制御信号を送出する(図7、
ステップS76)。そして、制御部9は、レーザ光の全
ポイントにおける走査が終了したか否かを判定し(図
7、ステップS77)、終了していない場合はステップ
S72に戻り、終了している場合は全ての制御動作を終
了する。
Referring to FIG. 1 and FIG.
Sends a control signal for moving the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4 and the second galvanometer mirror 5 to the initial position, and moves the laser spot to the initial position of the contact surface of the prism 7 with the finger (FIG. 7. Step S
71). Next, the control unit 9 receives an electric signal corresponding to the intensity of the reflected light from the prism 7 detected by the light receiving unit 8, and temporarily stores the electric signal as image density data (FIG. 7, step S).
72). At this time, the position of the laser spot on the prism 7 is recorded in the internal memory 91 as having been scanned (FIG. 7, step S73). The control unit 9 determines whether or not the image density data value of the intensity of the reflected light from the prism 7 is equal to or less than a threshold value (step S74 in FIG. 7). The process proceeds to the line tracing and feature point extraction processing (FIG. 8), and if not less than the threshold value, it is determined whether or not the next moving point is recorded as scanned in the internal memory 91 (FIG. 7, step S7).
5). If the scanning has been completed, it is determined whether or not the next moving point has been scanned. If not, the control unit 9 sets the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4, and the second
A control signal is sent to move the laser spot of the galvanometer mirror 5 to its moving point (FIG. 7,
Step S76). Then, the control unit 9 determines whether or not scanning at all points of the laser beam has been completed (FIG. 7, step S77), and if not completed, returns to step S72. The control operation ends.

【0050】図1および図8を参照すると、隆線のトレ
ースおよび特徴点の抽出処理(図8、)に移行した場
合は、まず現レーザスポットの位置を指紋隆線の走査開
始点とする(図8、ステップS81)。制御部9は、走
査レンズ3、第1のガルバノメータミラー4および第2
のガルバノメータミラー5を走査開始点に隣接する8方
向に一定の大きさのレーザスポットを走査するよう制御
信号を送出する(図8、ステップS82)。次に、制御
部9は、受光部8で検出されたプリズム7からの8方向
の反射光強度に応じた電気信号を受信し、8方向それぞ
れについて画像濃度データとして一時的に保持する(図
8、ステップS83)。この時プリズム7上の8方向の
レーザスポットの位置が走査済みとして内部メモリ91
に記録される(図8、ステップS84)。制御部9は、
プリズム7からの8方向の反射光強度の画像濃度データ
値が最小かつしきい値以下となるポイントがあるか否か
を判定し(図8、ステップS85)、画像濃度値が最小
かつしきい値以下となるポイントがある場合は、そのポ
イントを走査開始点とし(図8、ステップS86)、ス
テップS82に戻り、画像濃度値が最小かつしきい値以
下となるポイントがない場合は、現走査開始点を端点と
し、特徴点としてプリズム7上のレーザスポットの位置
を内部メモリ91に記録して(図8、ステップS8
7)、ステップS75に戻る(図7、)。
Referring to FIGS. 1 and 8, when the processing shifts to the ridge tracing and feature point extraction processing (FIG. 8), first, the position of the current laser spot is set as the scanning start point of the fingerprint ridge ( FIG. 8, step S81). The control unit 9 includes the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4, and the second
A control signal is sent so that the galvanometer mirror 5 scans a laser spot of a fixed size in eight directions adjacent to the scanning start point (FIG. 8, step S82). Next, the control unit 9 receives electric signals corresponding to the reflected light intensities in eight directions from the prism 7 detected by the light receiving unit 8, and temporarily stores the image signals as image density data in each of the eight directions (FIG. 8). , Step S83). At this time, the positions of the laser spots in eight directions on the prism 7 are determined to have been scanned,
(FIG. 8, step S84). The control unit 9
It is determined whether or not there is a point where the image density data value of the reflected light intensity in eight directions from the prism 7 is minimum and equal to or less than the threshold value (FIG. 8, step S85). If there is a point below, the point is set as the scanning start point (FIG. 8, step S86), and the process returns to step S82. If there is no point at which the image density value is minimum and equal to or less than the threshold value, the current scanning starts. The position of the laser spot on the prism 7 is recorded in the internal memory 91 as a feature point, with the point as an end point (FIG. 8, step S8).
7), and return to step S75 (FIG. 7).

【0051】次に分岐点抽出の動作について説明する。Next, the operation of branch point extraction will be described.

【0052】図1および図11を参照すると、制御部9
は、走査レンズ3、第1のガルバノメータミラー4およ
び第2のガルバノメータミラー5を初期位置に移動させ
る制御信号を送出し、レーザスポットをプリズム7の指
との接触面の初期位置に移動させる(図11、ステップ
S111)。次に、制御部9は、受光部8で検出したプ
リズム7からの反射光強度に応じた電気信号を受信し、
画像濃度データとして一時的に保持する(図11、ステ
ップS112)。この時のプリズム7上のレーザスポッ
トの位置が走査済みとして内部メモリ91に記録される
(図11、ステップS113)。制御部9は、プリズム
7からの反射光強度の画像濃度データ値がしきい値以上
か否か判定し(図11、ステップS114)、しきい値
以上の場合は、指紋谷線上のポイントとして谷線のトレ
ースおよび特徴点の抽出処理(図12、)へ移行し、
しきい値以上でない場合は、内部メモリ91に次の移動
ポイントが走査済みと記録されているか判定する(図1
1、ステップS115)。走査済みの場合、制御部9
は、さらに次の移動ポイントが走査済みか判定する。走
査済みでない場合、制御部9は、走査レンズ3、第1の
ガルバノメータミラー4および第2のガルバノメータミ
ラー5をその移動ポイントにレーザスポットを移動させ
るよう制御信号を送出する(図11、ステップS11
6)。そして、制御部9は、レーザ光の全ポイントにお
ける走査が終了したか否かを判定し(図11、ステップ
S117)、終了していない場合はステップS112に
戻り、終了している場合は全ての制御動作を終了する。
Referring to FIG. 1 and FIG.
Sends a control signal for moving the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4, and the second galvanometer mirror 5 to the initial position, and moves the laser spot to the initial position of the contact surface of the prism 7 with the finger (FIG. 11, step S111). Next, the control unit 9 receives an electric signal corresponding to the reflected light intensity from the prism 7 detected by the light receiving unit 8,
It is temporarily stored as image density data (FIG. 11, step S112). The position of the laser spot on the prism 7 at this time is recorded in the internal memory 91 as having been scanned (step S113 in FIG. 11). The control unit 9 determines whether or not the image density data value of the intensity of the reflected light from the prism 7 is equal to or greater than a threshold (FIG. 11, step S114). The process proceeds to the line tracing and feature point extraction processing (FIG. 12).
If the value is not equal to or larger than the threshold value, it is determined whether or not the next movement point is recorded as scanned in the internal memory 91 (FIG. 1).
1. Step S115). When scanning has been completed, the control unit 9
Determines whether the next moving point has been scanned. If scanning has not been completed, the control unit 9 sends a control signal to move the laser spot to the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4, and the second galvanometer mirror 5 to the moving point (FIG. 11, step S11).
6). Then, the control unit 9 determines whether or not the scanning at all points of the laser beam has been completed (FIG. 11, step S117). If not completed, the process returns to step S112. The control operation ends.

【0053】図1および図12を終了すると谷線のトレ
ースおよび特徴点の抽出処理(図12、)に移行した
場合は、まず現レーザスポットの位置を指紋谷線の走査
開始点とする(図12、ステップS121)。制御部9
は、走査レンズ3、第1のガルバノメータミラー4およ
び第2のガルバノメータミラー5を走査開始点に隣接す
る8方向に一定の大きさのレーザスポットを走査するよ
う制御信号を送出する(図12、ステップS122)。
次に、制御部9は、受光部8で検出したプリズム7から
の8方向の反射光強度に応じた電気信号を受信し、8方
向それぞれについて画像濃度データとして一時的に保持
する(図12、ステップS123)。この時のプリズム
7上の8方向のレーザスポットの位置が走査済みとして
内部メモリ91に記録する(図12、ステップS12
4)。制御部9は、プリズム7からの8方向の反射光強
度の画像濃度データ値が最大かつしきい値以上となるポ
イントがあるか否か判定し(図12、ステップS12
5)、画像濃度値が最大かつしきい値以上となるポイン
トがある場合は、画像濃度値が最大となるポイントを走
査開始点とし(図12、ステップS126)、ステップ
S122に戻り、画像濃度値が最大かつ敷居値以上とな
るポイントがない場合は、現走査開始点を分岐点とし、
特徴点としてプリズム7上のレーザスポットの位置を内
部メモリ91に記録して(図12、ステップS12
7)、ステップS115に戻る(図11、)。
When the processing of FIG. 1 and FIG. 12 is completed and the processing proceeds to the processing of extracting the trace of the valley line and the feature point (FIG. 12), first, the position of the current laser spot is set as the scanning start point of the fingerprint valley line (FIG. 12, step S121). Control unit 9
Sends a control signal so that the scanning lens 3, the first galvanometer mirror 4, and the second galvanometer mirror 5 scan a laser spot of a fixed size in eight directions adjacent to the scanning start point (FIG. 12, step S122).
Next, the control unit 9 receives an electric signal corresponding to the reflected light intensity in eight directions from the prism 7 detected by the light receiving unit 8, and temporarily stores the image signal as image density data in each of the eight directions (FIG. 12, FIG. Step S123). At this time, the positions of the laser spots in the eight directions on the prism 7 are recorded in the internal memory 91 as having been scanned (FIG. 12, step S12).
4). The control unit 9 determines whether or not there is a point where the image density data value of the reflected light intensity in eight directions from the prism 7 is maximum and equal to or more than a threshold value (FIG. 12, step S12).
5) If there is a point where the image density value is maximum and equal to or greater than the threshold value, the point where the image density value is maximum is set as the scanning start point (FIG. 12, step S126), and the process returns to step S122 to return to the image density value. If there is no point where is greater than or equal to the maximum and the threshold value, the current scanning start point is taken as the branch point,
The position of the laser spot on the prism 7 is recorded in the internal memory 91 as a feature point (FIG. 12, step S12).
7), and return to step S115 (FIG. 11).

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明の特徴の1つは、プリズム上の指
紋隆線または谷線に沿ってレーザスポットを簡単な制御
によって走査しプリズムからの反射光強度の違いから特
徴点を抽出,記録することにある。この結果、本発明
は、特徴点抽出を複雑な画像処理で行う必要がなく、画
像処理専用のバックエンドプロセッサを余分に増設する
必要がない。また、本発明は、画像処理部でしか行うこ
とのできなかった画像処理による特徴点抽出を画像入力
部で行うことができる。
One of the features of the present invention is that a laser spot is scanned along a fingerprint ridge or valley on a prism by a simple control, and a feature point is extracted and recorded from a difference in intensity of light reflected from the prism. Is to do. As a result, according to the present invention, it is not necessary to perform feature point extraction by complicated image processing, and it is not necessary to additionally add a back-end processor dedicated to image processing. In addition, according to the present invention, feature point extraction by image processing that can only be performed by the image processing unit can be performed by the image input unit.

【0055】本発明の特徴の他の1つは、単一波長の光
であるレーザ光をスポット状に絞って照射ポイント毎の
プリズムからの反射光強度全てを検出することにある。
この特徴により画素あたりの信号を大きくすることがで
き、信号値に対する雑音比(S/N)が高くなる。すな
わち、本発明は、レーザ光を非常に小さなスポット状に
収束し、そのレーザスポットをプリズムの指との接触面
に対して2次元走査させ、そのレーザスポット毎の反射
光強度に応じて画像濃度データを記録することにより、
散乱および色収差による悪影響をなくした鮮明な画像を
得ることができる。
Another feature of the present invention resides in that laser light, which is light of a single wavelength, is focused in a spot shape and all the reflected light intensity from the prism at each irradiation point is detected.
With this feature, the signal per pixel can be increased, and the noise ratio (S / N) to the signal value increases. That is, according to the present invention, the laser beam is converged into a very small spot, the laser spot is two-dimensionally scanned on the contact surface of the prism with the finger, and the image density is adjusted according to the reflected light intensity of each laser spot. By recording the data,
It is possible to obtain a clear image without the adverse effects of scattering and chromatic aberration.

【0056】また、本発明は、歪んだ2次元画像をその
まま2次元撮像素子で撮像するわけではなく、レーザ光
の光路がプリズムから受光部に入射するまでに歪んだと
しても、プリズム上の各ポイントに対応したコンピュー
タ等のメモリアドレスに各ポイントの反射光強度をそれ
ぞれ記録しているので、歪の影響を受けない。
Further, the present invention does not necessarily capture a distorted two-dimensional image with a two-dimensional image pickup device as it is. Since the reflected light intensity of each point is recorded in a memory address of a computer or the like corresponding to the point, the point is not affected by distortion.

【0057】この結果、本発明は台形歪のない指紋画像
を得ることができる。
As a result, the present invention can obtain a fingerprint image without trapezoidal distortion.

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

【図1】本発明の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される実施例の一部を上から見た上面
図である。
FIG. 2 is a top view of a part of the embodiment shown in FIG. 1 as viewed from above.

【図3】プリズム上でのレーザスポット径と走査レンズ
の位置の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a laser spot diameter on a prism and a position of a scanning lens.

【図4】指紋隆線の特徴点とレーザスポットの走査を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing scanning of a feature point of a fingerprint ridge and a laser spot.

【図5】隆線ポイントの走査方向を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a scanning direction of a ridge point.

【図6】図1における制御部9の画像入力時の動作を示
すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of the control unit 9 in FIG. 1 when an image is input.

【図7】図1における制御部9の端点抽出時の動作を示
すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of the control unit 9 in FIG. 1 when extracting an end point.

【図8】図1における制御部9の端点抽出時の動作を示
すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the control unit 9 in FIG. 1 when extracting an end point.

【図9】指紋谷線の特徴点とレーザスポットの走査を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing scanning of characteristic points of a fingerprint valley line and a laser spot.

【図10】谷線ポイントの走査方向を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a scanning direction of a valley line point.

【図11】図1における制御部9の分岐点抽出時の動作
を示すフローチャートである。
11 is a flowchart showing the operation of the control unit 9 in FIG. 1 when extracting a branch point.

【図12】図1における制御部9の分岐点抽出時の動作
を示すフローチャートである。
12 is a flowchart showing the operation of the control unit 9 in FIG. 1 when extracting a branch point.

【図13】従来の指紋画像入力装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a conventional fingerprint image input device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 投光部 2 レンズ 3 走査レンズ 4 第1のガルバノメータミラー 5 第2のガルバノメータミラー 6 レンズ 7 プリズム 8 受光部 9 制御部 10 表示部 11 隆線 12 隆線ポイント 13 端点 14 谷線 15 谷線ポイント 16 端線 91 内部メモリ REFERENCE SIGNS LIST 1 light projecting unit 2 lens 3 scanning lens 4 first galvanometer mirror 5 second galvanometer mirror 6 lens 7 prism 8 light receiving unit 9 control unit 10 display unit 11 ridge 12 ridge point 13 end point 14 valley 15 valley point 16 End line 91 Internal memory

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ光を所定の大きさに収束させたレ
ーザスポットを透明多面体上に置かれた指に照射して指
紋の隆線および谷線のどちらか一方からのレーザ光の反
射光強度を検出し、該反射光強度が所望の条件を満たす
よう前記レーザスポットを前記指への照射位置を移動さ
せることにより指紋隆線および谷線のどちらか一方に沿
って走査させる走査手段と、 この走査手段により得られた走査結果を用いて指紋の特
徴点を抽出する抽出手段とを含むことを特徴とする指紋
画像入力装置。
1. A laser spot obtained by converging a laser beam to a predetermined size onto a finger placed on a transparent polyhedron, and the reflected light intensity of the laser beam from one of ridges and valleys of the fingerprint. Scanning means for scanning along the fingerprint ridge or the valley line by moving the irradiation position of the laser spot on the finger so that the reflected light intensity satisfies a desired condition; A fingerprint image input device, comprising: an extracting unit that extracts a feature point of a fingerprint using a scanning result obtained by the scanning unit.
【請求項2】 前記抽出手段で抽出された特徴点を記録
する記録手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の
指紋画像入力装置。
2. The fingerprint image input device according to claim 1, further comprising a recording unit that records the feature points extracted by the extraction unit.
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