JP2796428B2 - 指紋入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、指紋照合又は指紋識別等に使用する指紋入
力装置に関する。

［従来の技術］ 個人を識別する手段として指紋を実際に用いるために
は、利用者の心理的、肉体的負担が少ない簡易な無イン
ク式の指紋入力装置が望ましい。

このような指紋入力装置においては、指紋の隆線部と
谷線部とのコントラストが明瞭な画像を得ることや、１
画素当たり50μｍ程度の読み取り精度を確保することが
後の処理を容易にするために重要である。

従来の指紋入力装置としては、皮膚の分泌物に含まれ
ている物質のレーザ光による発光を利用するものと、プ
リズムなどのガラス面などに指紋パターンを入力すべき
指を接触させてその反射光の変化を利用するものがある
（指紋自動識別技術河越正弘、「計測と制御」、Vol.2
5,No.8,pp.701−706）。

後者のプリズムを用いた指紋入力装置は、プリズムの
底面を内側から全反射照明し、プリズムの内面を全反射
した光をプリズム外に配置されている結像光学系によっ
て撮像素子上に結像させるように構成されている。即
ち、この装置はプリズムの底面の外面に指が押し当てら
れた場合に、指紋の凸部では皮膚とプリズムのガラス面
とが接触して光が散乱することを利用している（指紋パ
ターンの自動分類、河越、棟上、「情報処理学会研究報
告」、コンピュータビジョン、18−２、1982）。

［発明が解決しようとする課題］ このような上述のプリズムなどのガラス面を用いた従
来の指紋入力装置では、指紋パターンの各点から撮像素
子までの光路がそれぞれ異なるので台形歪みが発生して
しまうという問題点がある。

又、前の利用者の残留指紋によってノイズ光が重畳し
てしまうため、現利用者の指紋パターンの特徴を抽出す
ることができないという問題点がある。

更に、プリズムの外部で結像するための光学系を必要
とするので、小型化が困難であるという問題点がある。

尚、これらの問題点に対して、散乱光が到達しない領
域に撮像素子を配置してコントラストを向上させる方法
（プリズムを用いた指紋情報検出方法、清水他、「電子
通信学会全国大会」、1311、1984）や、残留指紋による
影響を避けるためにホログラムを使用して指紋の隆線部
のパターンの２次元画像データを入力する装置（ホログ
ラフィック指紋センサを用いた個人照合装置、井垣他、
「電子情報通信学会研究報告」、パターン認識と理解、
88−38、1988）が提案されているが、いずれの場合にも
接触式である、即ち指紋パターンを入力すべき指をガラ
ス面等に接触させて指紋パターンを採取するので、上述
の問題点を解決することができないばかりでなく、２次
元画像データを入力するための２次元イメージセンサを
使用する場合には装置が高価になるという問題点があ
る。

従って、本発明は、残留指紋の影響を受けずに確実に
指紋パターンを入力することが可能であり、且つ簡単な
構成を有する指紋入力装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本願の第１の発明は、指紋パターンを入力すべき指を
照明する照明手段と、指の移動方向と直交する方向に沿
って配置されており指が接触し移動することによって回
転可能なローラと、ローラの回転量から指の移動量を検
出可能な移動検出手段と、指紋パターンによって反射さ
れた照明手段からの光を直接受け取り指の移動方向と直
交する方向の１次元画像を撮像する１次元撮像手段と、
１次元撮像手段によって撮像された１次元画像と移動検
出手段によって検出された指の移動量とに基づいて２次
元画像を合成する合成手段とを備え、指を往復移動させ
た際に往路及び復路に対応する２次元画像をそれぞれ読
みとり往路及び復路の各々の２次元画像を合成して照合
すべき指紋パターンを得るように構成されている。

又、本願の第２の発明は、指紋パターンを入力すべき
指を照明する照明手段と、指を挿入可能なガイド手段
と、ガイド手段の内側に挿入された指の移動量を検出可
能な移動検出手段と、指紋パターンによって反射された
照明手段からの光を直接受け取り指の移動方向と直交す
る方向の１次元画像を撮像する１次元撮像手段と、１次
元撮像手段によって撮像された１次元画像と移動検出手
段によって検出された指の移動量とに基づいて２次元画
像を合成する合成手段とを備え、指を往復移動させた際
に往路及び復路に対応する２次元画像をそれぞれ読みと
り往路及び復路の各々の２次元画像を合成して照合すべ
き指紋パターンを得るように構成されている。

［作用］ 本願の第１の発明では、指紋パターンを入力すべき指
が照明手段によって照明され、指がローラに接触して移
動するとローラが回転し、移動検出手段によってローラ
の回転量から指の移動量が検出される。指紋パターンに
よって反射された照明手段からの光は１次元撮像手段に
よって直接受け取られ、指の移動方向と直交する方向の
１次元画像が撮像される。合成手段によって１次元撮像
手段により撮像された１次元画像と移動検出手段により
検出された指の移動量とに基づいて２次元画像が合成さ
れる。照合すべき指紋パターンは、指を往復移動させた
際に往路及び復路に対応する２次元画像をそれぞれ読み
とり往路及び復路の各々の２次元画像を合成して得られ
るので、従って、簡単な構成によって残留指紋の影響を
受けずに入力された指紋パターンの照合精度を向上させ
ることができる。

又、本願の第２の発明では、指紋パターンを入力すべ
き指がガイド手段の内側に挿入され、移動検出手段によ
って挿入の際の指の移動量が検出される。挿入された指
は照明手段によって照明され、指紋パターンによって反
射された照明手段からの光は１次元撮像手段によって直
接受け取られ、指の移動方向と直交する方向の１次元画
像が撮像される。合成手段によって１次元撮像手段によ
り撮像された１次元画像と移動検出手段により検出され
た指の移動量とに基づいて２次元画像が合成される。照
合すべき指紋パターンは、指を往復移動させた際に往路
及び復路に対応する２次元画像をそれぞれ読みとり往路
及び復路の各々の２次元画像を合成して得られるので、
従って、簡単な構成によって残留指紋の影響を受けずに
入力された指紋パターンの照合精度を向上させることが
できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本願の第１の発明に係る指紋入力の一実施例
を示す概略構成図、及び第２図３は第１図の指紋入力装
置を示す要部平面図である。

第１図及び第２図に示すように、指紋入力装置には指
紋入力台11、ガイド板12、ローラ13、スリット14、照明
デバイス15、ロータリエンコーダ16、円筒状レンズ17、
ラインイメージセンサ18及び合成バッファ19が備えられ
ている。

指紋入力台11は指Ｆの指紋面が長手方向に沿って摺動
し移動可能なように平板状に形成されており、例えば水
平に配置されている。

ガイド板12は指Ｆがその幅方向（第２図に図示ｘ方
向）にずれないように指紋入力台11の側方に形成されて
いる。

ローラ13、スリット14及び照明デバイス15は、指紋入
力台11に配設されている。

ローラ13は指紋パターンを入力すべき指Ｆが指紋入力
台11及びローラ13に接触して指Ｆの移動方向（第１図及
び第２図に図示ｙ方向）に沿って移動した場合に回転す
ることが可能なように構成されている。

照明デバイス15はスリット14上の指紋パターンを照明
し、指紋パターンからの反射光をスリット14を介して真
下に反射させることが可能なように構成されている。

ローラ13、スリット14及び照明デバイス15は、指Ｆの
幅方向、即ち指Ｆの移動可能なｙ方向と直交するｘ方向
に沿っていずれも配設されている。

ロータリエンコーダ16は指紋入力台11及びローラ13の
下方に配置されており、合成バッファ19に接続されてい
る。又、ロータリエンコーダ16はローラ13の回転量を検
出可能なように構成されている。

円筒状レンズ17は指紋入力台11のスリット14の真下に
配置されており、指Ｆの指紋パターンからの反射光を平
行化することが可能なように構成されている。又、円筒
状レンズ17は光路長を短くして装置を小型化するため
に、焦点深度の深いものが選択されるように構成されて
いる。

ラインイメージセンサ18は指紋入力台11のスリット14
の真下にある円筒状レンズ17の更に下方に配置されてお
り、合成バッファ19に接続されている。又、ラインイメ
ージセンサ18は円筒状レンズ17によって平行化された指
Ｆの指紋パターンからの反射光を読み取ることが可能な
ように構成されている。

ロータリエンコーダ16の最小検出量δとラインイメー
ジセンサ18の読み取り精度σとは、１画素当たり50μｍ
程度のものが選択されるように構成されている。

合成バッファ19は入力された指紋パターンを識別する
図示していない識別装置に接続されている。

照明デバイス15は本願の第１の発明の照明手段の一実
施例である。ロータリエンコーダ16は本願の第１の発明
の移動検出手段の一実施例である。ラインイメージセン
サ18は本願の第１の発明の１次元撮像手段の一実例であ
る。合成バッファ19は本願の第１の発明の合成手段の一
実施例である。

第３図は第１図の合成バッファ19の詳細な構成を示す
ブロック図、及び第４図は第１図の指紋入力装置の動作
を説明するためのフローチャートである。

第３図に示すように、合成バッファ19はラインバッフ
ァ19a、CPU19b及び画像メモリ19cを備えている。

ラインバッファ19aはラインイメージセンサ18によっ
て読み取られてディジタル値に変換された１ライン分の
１次元画像ｇ（ｘ）を記憶することが可能なように構成
されている。

CPU19bは第４図に示すフローチャートに従って制御を
行うことが可能なように構成されている。

画像メモリ19cは指Ｆの指紋パターンの２次元画像を
記憶することが可能なように構成されている。

第５図及び第６図は第１図の指紋入力装置の動作説明
図である。

次に第４図〜第６図を参照して上述の実施例の動作、
特にCPU19bの動作を説明する。

指紋パターンを入力すべき指Ｆが指紋入力台11及びロ
ーラ13に接触してｙ方向（第１図及び第２図に図示）に
沿って移動すると、ローラ13が回転する。

このときのローラ13の回転量はロータリエンコーダ16
によって検出され、ロータリエンコーダ16はその最小検
出量δ毎にパルスを発生すると共に回転方向信号（符
号）を発生し、合成バッファ19へ出力する。

ラインイメージセンサ18は円筒状レンズ17によって平
行化された指Ｆの指紋パターンからの反射光を読み取
り、その読み取り信号をシリアルに合成バッファ19へ出
力する。

先ず第５図に示すように、指Ｆがローラ13に接触して
ローラ13から照明デバイス15の方向（＋ｙ方向）へ移動
する場合、即ち指Ｆがスリット14上を第１関節から第２
関節の方向へ移動する場合、ロータリエンコーダ16は最
小検出量δ毎のパルスと正（＋ｙ）の回転方向信号とか
ら成るｙ座標信号をCPU19bへ出力する。

指Ｆの指紋パターンは照明デバイス15によって照明さ
れ、指紋パターンからの反射光はスリット14を通過し円
筒状レンズ17によって平行光に整形されラインイメージ
センサ18によって読み取られ、１ライン分の指紋パター
ンの１次元画像データｇ（ｘ）としてラインバッファ19
aに順次格納される。

CPU19bは第４図に示すように、ロータリエンコーダ16
からのｙ座標信号が入力されると（ステップS1）、ライ
ンバッファ19aに格納された１ライン分の１次元画像デ
ータｇ（ｘ）を読み出し（ステップS2）、１次元画像デ
ータｇ（ｘ）から１ライン分の２次元画像データＧ（ｇ
（ｘ）、ｙ）を合成し、この２次元画像データＧ（ｇ
（ｘ）、ｙ）を画像メモリ19cの第１ラインの領域に格
納する（ステップS3）。

以下、ｙ座標のアドレスを示すカウンタｙをインクリ
メントし（ステップS4）、カウンタｙが指紋Ｆの所定の
最大値（最大移動量）に達するまで（ステップS5）上述
の処理を繰り返す。

CPU19bはカウンタｙがカウントアップすると、画像メ
モリ19cの２次元画像データＧ（ｇ（ｘ）、ｙ）を読み
出し、図示していない識別装置へ出力する。

従って、第５図に示すように、指紋パターンを入力す
べき指Ｆがローラ13に接触してローラ13から照明デバイ
ス15の方向（＋ｙ方向）へ移動する場合、指Ｆの指紋パ
ターンの各ラインの１次元画像データｇ（ｘ）がライン
バッファ19aに順次格納され、指紋パターンの２次元画
像データＧ（ｇ（ｘ）、ｙ）が指Ｆの先端に対応するデ
ータから順に合成され画像メモリ19cに格納される。

尚、第５図に示すラインイメージセンサ18において示
すｘ方向の単位はラインイメージセンサ18の読み取り精
度σであり、画像メモリ19cにおいて示す＋ｙ方向の単
位はロータリエンコーダ16の最小検出量δである。

又、第６図に示すように、指Ｆがローラ13に接触して
照明デバイス15からローラ13の方向（−ｙ方向）へ移動
する場合、即ち指Ｆがスリット14上を第２関節から第１
関節の方向へ移動する場合、ロータリエンコーダ16は最
小検出量δ毎のパルスと負（−ｙ）の回転方向信号とか
ら成るｙ座標信号をCPU19bへ出力する。

指Ｆの指紋パターンは照明デバイス15によって照明さ
れ、指紋パターンからの反射光はスリット14を通過し円
筒状レンズ17によって平行光に整形されラインイメージ
センサ18により読み取られ、１ライン分の指紋パターン
の１次元画像データｇ（ｘ）としてラインバッファ19a
に順次格納される。即ち、指Ｆの指紋パターンの１次元
画像データｇ（ｘ）は、第２関節から第１関節の方向へ
読み取られて１ライン毎にラインバッファ19aに格納さ
れる。

CPU19bは第４図に示すように、ロータリエンコーダ16
からのｙ座標信号が入力されると（ステップS1）、ライ
ンバッファ19aに格納された１ライン分の１次元画像デ
ータｇ（ｘ）を読み出し（ステップS2）、１次元画像デ
ータｇ（ｘ）から１ライン分の２次元画像データ（Ｇ
（ｇ（ｘ）、ｙ）を合成し、この２次元画像データＧ
（ｇ（ｘ）、ｙ）を画像メモリ19cの第１ラインの領域
に格納する（ステップS3）。即ち、CPU19bはロータリエ
ンコーダ16からの負の回転方向信号によって、画像メモ
リ19cのｙ方向の最大値アドレスの領域から最小値アド
レスの領域へ向かって２次元画像データＧ（ｇ（ｘ）、
ｙ）を格納する。

以下、ｙ座標のアドレスを示すカウンタｙをインクリ
メントし（ステップS4）、カウンタｙが指Ｆの所定の最
大値（最大移動量）に達するまで（ステップS5）上述の
処理を繰り返す。

CPU19bはカウンタｙがカウントアップすると、画像メ
モリ19cの２次元画像データＧ（ｇ（ｘ）、ｙ）を読み
出し、図示していない識別装置へ出力する。

従って、第６図に示すように、指Ｆがスリット14上を
第２関節から第１関節の方向へ移動する場合にも、指Ｆ
の指紋パターンの正常な２次元画像データＧ（ｇ
（ｘ）、ｙ）が画像メモリ19cに格納される。

尚、この実施例では、多くの読み取りデータを確保す
ることによって指紋の照合精度を向上することができ
る。即ち、第５図及び第６図に示すように、指Ｆを往復
させて往路（＋ｙ方向への移動）及び復路（−ｙ方向へ
の移動）の２次元画像データＧ（ｇ（ｘ）、ｙ）をそれ
ぞれ読み取り、往路及び復路の各々の２次元画像データ
Ｇ（ｇ（ｘ）、ｙ）を合成することにより、指紋の照合
精度を向上することができる。

この場合、指紋パターンの往路及び復路のすべての２
次元画像を合成する必要はなく、ローラ13の回転方向が
変わり（＋ｙ方向から−ｙ方向へ変わり）、ロータリエ
ンコーダ16が正方向パルスの出力に続いて例えば３つの
負方向パルスを連続して出力した場合に２次元画像を合
成するようにしてもよい。

上述の実施例によれば、指紋入力台11に対して非接触
式でスリット14を介して指紋パターンを入力することが
できるので、残留指紋の影響を受けない。又、１画素当
たりの読み取り精度は、ロータリエンコーダ16の最小検
出量δとラインイメージセンサ18の読み取り精度σとに
依存するので、１画素光当たり50μｍ程度の読み取り精
度を簡単な構成で実現することができる。

従って、簡単な構成によって残留指紋の影響を受けず
に確実に指紋パターンを入力することができる。

第７図は本願の第１の発明に係る指紋入力装置の第２
の実施例を示す概略構成図、及び第８図は第７図の指紋
入力装置を示す要部平面図である。

第７図及び第８図に示すように、この第２の実施例の
指紋入力装置には、指紋入力台11、ガイド11a及び11b、
ガイド板12、ローラ13及び13a、スリット14、照明デバ
イス15、ロータリエンコーダ16、円筒状レンズ17、ライ
ンイメージセンサ18、合成バッファ19並びにタイミング
ベルト20が備えられている。

この実施例の指紋入力装置の構成は、上述の第１の実
施例に加えてガイド11a及び11b、ローラ13a並びにタイ
ミングベルト20が設けられている点のみが第１の実施例
の指紋入力装置の構成と異なっており、他の主要な構成
は同一であり、従って、これら同一の構成については同
一の参照番号を附す。

ローラ13及び13a並びに照明デバイス15は、ローラ13
とローラ13aとの間に照明デバイス15が位置するように
指紋入力台11上に水平に配置されており、ローラ13及び
13aは第８図の下方に示すように、タイミングベルト20
を介して同方向に回転連動することが可能なように構成
されている。

尚、タイミングベルト20はその代わりにギヤ等から構
成するようにしてもよい。

ガイド11a及び11bは指紋入力台11上のローラ、13の上
流側（指Ｆが移動可能な図示−ｙ方向側）、及びローラ
13aの下流側（指Ｆが移動可能な図示＋ｙ方向側）にそ
れぞれ設けられている。又、ガイド11a及び11bは指紋パ
ターンを入力すべき指Ｆがローラ13及び13aの両方の上
を摺動して移動可能なようにその断面が凸面形状である
ように形成されている。

合成バッファ19は第１の実施例と同様に第３図に示す
ように、ラインバッファ19a、CPU19b及び画像メモリ19c
を備えている。

この第２の実施例の指紋入力装置の動作は、第１の実
施例の装置の動作と同様である。

即ち、前述の第１の実施例では、指Ｆの指紋面が１つ
のローラ13上のみを移動するので、指Ｆの先端が上下
（図示ｚ）方向へぶれた場合に読み取り画像データの精
度が低下することがあるが、この第２の実施例では、指
Ｆの指紋面はローラ13及び13a並びにガイド11a及び11b
により水平に移動することが可能なので、従って、指紋
パターンの読み取り精度を向上することができる。

第９図は本願の第１の発明に係る指紋入力装置の第３
の実施例を示す概略構成図である。

同図に示すように、この第３の実施例の指紋入力装置
には、指紋入力台11、ガイド11a及び11b、ガイド板12、
ローラ13、照明デバイス15、ロータリエンコーダ16並び
に合成バッファ19が備えられている。

この第３の実施例では、前述の第２の実施例のローラ
13a、スリット14、円筒状レンズ17、ラインイメージセ
ンサ18及びタイミングベルト20の代わりに、指紋パター
ンを入力すべき指Ｆの指紋面が摺動可能な密着イメージ
センサ21が設けられている。

密着イメージセンサ21は指紋入力台11上に設けられて
いる照明デバイス15の下流側（指Ｆが移動可能な図示＋
ｙ方向側）に配置されている。

他の主要な構成は第１及び第２の実施例の指紋入力装
置の構成と同一であり、従って、これら同一の構成につ
いては同一の参照番号を附す。

合成バッファ19は第１の実施例と同様に第３図に示す
ように、ラインバッファ19a、CPU19b及び画像メモリ19c
を備えている。

この第３の実施例の指紋入力装置の動作は、第１及び
第２の実施例の装置の動作と同様である。但し、この場
合には、指Ｆの指紋パターンは照明デバイス15によって
照明され、指紋パターンからの反射光が密着イメージセ
ンサ21に直接受け取られて指紋パターンが読み取られ、
１ライン分の指紋パターンの１次元画像データｇ（ｘ）
としてラインバッファ19aに順次格納され、以下同様の
動作が実施される。

即ち、第１及び第２の実施例では、指Ｆの指紋パター
ンからの反射光はスリット14を介して導かれ、円筒状レ
ンズ17によって平行化されラインイメージセンサ18によ
って直接受け取られて読み取られるので光路長が長くな
るが、この第３の実施例では、密着イメージセンサ21の
みによって指Ｆの指紋パターンが読み取られるので、従
って、第１及び第２の実施例に比べて装置を小型化する
ことができる。

第10図は本願の第２の発明に係る指紋入力装置の第１
の実施例を示す概略構成図である。

同図に示すように、この本願の第２の発明の第１の実
施例の指紋入力装置には、スリット14、照明デバイス15
a及び15b、ロータリエンコーダ16、円筒状レンズ17、ラ
インイメージセンサ18、合成バッファ19、円筒状ガイド
30、円板31、コイルばね32、ベルト33並びにプーリ34が
備えられている。

この本願の第２の発明の第１の実施例では、第１の発
明の第１〜第３の実施例の平板状の指紋入力台11の代わ
りに、内径が指紋パターンを入力すべき指Ｆの外径にほ
ぼ一致しており指Ｆが挿入可能な円筒状ガイド30が例え
ば水平に設けられている。

円筒状ガイド30の内側には、円筒状ガイド30の内径に
ほぼ一致する大きさの円板31が指Ｆの移動方向（図示ｙ
方向）と垂直に配置されている。

円板31はベルト33を介してコイルばね32に連結されて
いる。即ち、ベルト33は円筒状ガイド30の外側に配置さ
れているプーリ34に巻回されており、ベルト33のプーリ
34から円板31までの部分33aは硬い部材から形成されて
おり、このベルト33の部分33aが円筒状ガイド30に形成
されている貫通溝30aを貫通してコイルばね32に連結さ
れている。

円板31は又、円筒状ガイド30の軸方向（図示ｙ方向）
に沿って移動可能なように構成されている。即ち、円板
31は円筒状ガイド30の外側に配置されているコイルばね
32によって指Ｆの挿入方向（図示矢印−ｙ方向）と反対
方向（図示矢印＋ｙ方向）に附勢されるように構成され
ている。

プーリ34には前述のロータリエンコーダ16が連結され
ている。

従って、指Ｆを円筒状ガイド30の内側に挿入し、指Ｆ
の先端によってコイルばね32の附勢力に抗して円板31が
押されると、円板31とベルト33とが移動するため、ロー
タリエンコーダ16によって指Ｆの−ｙ方向への移動量を
検出することが可能である。

尚、他の構成は本願の第１の発明の第１〜第３の実施
例と同一であるので、これら同一の構成については同一
の参照番号を附す。

スリット14は円筒状ガイド30の下側のほぼ中央に形成
されている。

照明デバイス15a及び15b、円筒状レンズ17並びにライ
ンイメージセンサ18は、スリット14の下方に設けられて
おり、指Ｆが円筒状ガイド30の内側に挿入されたとき
に、指Ｆの指紋面がその下方から照明デバイス15a及び1
5bによってスリット14を介して照明され、指Ｆの指紋パ
ターンからの反射光は円筒状レンズ17に直接受け取ら
れ、円筒状レンズ17によって平行化された反射光がライ
ンイメージセンサ18に届くように配置されている。

ロータリエンコーダ16の指Ｆの移動量及び移動方向の
検出信号と、ラインイメージセンサ18の読み取り信号と
は合成バッファ19へ出力され、第５図及び第６図に示す
ような２次元画像データＧ（ｇ（ｘ）、ｙ）が合成され
るように構成されている。

ロータリエンコーダ16の最小検出量δとラインイメー
ジセンサ18の読み取り精度σとは、１画素当たり50μｍ
程度のものが選択されるように構成されている。

合成バッファ19は入力された指紋パターンを識別する
図示していない識別装置に接続されている。

照明デバイス15は本願の第２の発明の照明手段の一実
施例である。ロータリエンコーダ16は本願の第２の発明
の移動検出手段の一実施例である。ラインイメージセン
サ18は本願の第２の発明の１次元撮像手段の一実施例で
ある。合成バッファ19は本願の第２の発明の合成手段の
一実施例である。円筒状ガイド30は本願の第２の発明の
ガイド手段の一実施例である。

又、合成バッファ19は本願の第１の発明の第１の実施
例と同様に第３図に示すように、ラインバッファ19a、C
PU19b及び画像メモリ19cを備えている。

この実施例の指紋入力装置の動作は、本願の第１の発
明の第１の実施例の装置の動作と同様である。

尚、この実施例では、多くの読み取りデータを確保す
ることによって指紋の照合精度を向上することができ
る。即ち、第５図及び第６図に示すように、指Ｆを往復
させて往路（−ｙ方向への移動）及び復路（＋ｙ方向へ
の移動）の２次元画像データＧ（ｇ（ｘ）、ｙ）をそれ
ぞれ読み取り、往路及び復路の各々の２次元画像データ
Ｇ（ｇ（ｘ）、ｙ）を合成することにより指紋の照合精
度を向上することができる。ここで、ｘは図示ｘ方向の
位置（座標）を表わす。

この場合、指紋パターンの往路及び復路のすべての２
次元画像を合成する必要はなく、ローラ13の回転方向が
変わり（−ｙ方向から＋ｙ方向へ変わり）、ロータリエ
ンコーダ16が正方向パルスの出力に続いて例えば３つの
負方向パルスを連続して出力した場合に２次元画像を合
成するようにしてもよい。

この本願の第２の発明の第１の実施例によれば、円筒
状ガイド30の内径が指Ｆの外径にほぼ一致するため、指
Ｆがその幅方向（図示ｘ方向）にぶれることなく挿入可
能であり、スリット14を介して指紋パターンを入力する
ことができるので、残留指紋の影響を受けない。又、１
画素当たりの読み取り精度は、ロータリエンコーダ16の
最小検出量δとラインイメージセンサ18の読み取り精度
σとに依存するので、１画素当たり50μｍ程度の読み取
り精度を簡単な構成で実現することができる。

従って、残留指紋の影響を受けずに指紋パターンを正
確に入力することができる。

第11図は本願の第２の発明に係る指紋入力装置の第２
の実施例の要部を示す概略構成図、及び第12図は第11図
の指紋入力装置の全体構成を示す概略構成図である。

第11図及び第12図に示すように、この本願の第２の発
明の第２の実施例の指紋入力装置には、スリット14、照
明デバイス15a及び15b、ロータリエンコーダ16、円筒状
レンズ17、ラインイメージセンサ18、合成バッファ19、
円筒状ガイド40、円筒部材41、コロ42及び43、コイルば
ね44並びにコロ45が備えられている。

この本願の第２の発明の第２の実施例では、その第１
の実施例の円筒状ガイド30、円板31、コイルばね32、ベ
ルト33及びプーリ34の代わりに、大きさが円筒状ガイド
30と同一であってその先端、即ち指Ｆの挿入口40aと反
対側（図示−ｙ方向側）に端壁を有している円筒状ガイ
ド40が設けられている。

円筒状ガイド40は本願の第２の発明のガイド手段の一
実施例である。

円筒状ガイド40の内側には円筒状部材41が配置されて
おり、この円筒状部材41の内側にはロータリエンコーダ
16が固定されている。

円筒状部材41は上端及び下端にそれぞれ設けられてい
るコロ42及び43を介して円筒状ガイド40の内側をその軸
方向（図示ｙ方向）に沿って移動可能なように構成され
ており、円筒状部材41は又、コイルばね44を介して円筒
状ガイド40の端壁に連結されており、コイルばね44によ
って指Ｆの挿入方向（図示−ｙ方向）と反対方向（図示
＋ｙ方向）に附勢されている。

下端のコロ43はコロ45を介して円筒状部材41の内側の
ロータリエンコーダ16に連結されており、従って、指Ｆ
が円筒状ガイド40の内側に挿入されてその先端がコイル
ばね44の附勢力に抗して円筒状部材41を押すと、円筒状
部材41がロータリエンコーダ16と共に移動し、ロータリ
エンコーダ16によって指Ｆの移動量及び移動方向を検出
することが可能である。

尚、他の主要な構成は本願の第１の発明の第１〜第３
の実施例、及び本願の第２の発明の第２の実施例の構成
と同一であるので、これら同一の構成については同一の
参照番号を附す。

又、合成バッファ19は本願の第１の発明の第１の実施
例と同様に第３図に示すように、ラインバッファ19a、C
PU19b及び画像メモリ19cを備えている。

この本願の第２の発明の第２の実施例の指紋入力装置
の動作は、本願の第１の発明の第１の実施例の装置の動
作と同様である。

即ち、この実施例においても、円筒状ガイド０の内径
が指Ｆの外形にほぼ一致するため、指Ｆがその幅方向
（図示ｘ方向）にぶれることなく挿入可能であり、スリ
ット14を介して指紋パターンを入力することができるの
で、残留指紋の影響を受けない。又、１画素当たりの読
み取り精度は、ロータリエンコーダ16の最小検出量δと
ラインイメージセンサ18の読み取り精度σとに依存する
ので、１画素当たり50μｍ程度の読み取り精度を簡単な
構成で実現することができる。

従って、残留指紋の影響を受けずに指紋パターンを正
確に入力することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本願の第１の発明は、指紋パタ
ーンを入力すべき指を照明する照明手段と、指の移動方
向と直交する方向に沿って配置されており指が接触し移
動することによって回転可能なローラと、ローラの回転
量から指の移動量を検出可能な移動検出手段と、指紋パ
ターンによって反射された照明手段からの光を直接受け
取り指の移動方向と直交する方向の１次元画像を撮像す
る１次元撮像手段と、１次元撮像手段によって撮像され
た１次元画像と移動検出手段によって検出された指の移
動量とに基づいて２次元画像を合成する合成手段とを備
え、指を往復移動させた際に往路及び復路に対応する２
次元画像をそれぞれ読みとり往路及び復路の各々の２次
元画像を合成して照合すべき指紋パターンを得るように
構成されているので、簡単な構成によって残留指紋の影
響を受けずに入力された指紋パターンの照合精度を向上
させることができる。

又、本願の第２の発明は、指紋パターンを入力すべき
指を照明する照明手段と、指を挿入可能なガイド手段
と、ガイド手段の内側に挿入された指の移動量を検出可
能な移動検出手段と、指紋パターンによって反射された
照明手段からの光を直接受け取り指の移動方向と直交す
る方向の１次元画像を撮像する１次元撮像手段と、１次
元撮像手段によって撮像された１次元画像と移動検出手
段によって検出された指の移動量とに基づいて２次元画
像を合成する合成手段とを備え、指を往復移動させた際
に往路及び復路に対応する２次元画像をそれぞれ読みと
り往路及び復路の各々の２次元画像を合成して照合すべ
き指紋パターンを得るように構成されているので、簡単
な構成によって残留指紋の影響を受けずに入力された指
紋パターンの照合精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願の第１の発明に係る指紋入力装置の一実施
例を示す概略構成図、第２図は第１図の指紋入力装置を
示す要部平面図、第３図は第１図の合成バッファの詳細
な構成を示すブロック図、第４図は第１図の指紋入力装
置の動作を説明するためのフローチャート、第５図、第
６図は第１図の指紋入力装置の動作説明図、第７図は本
願の第１の発明に係る指紋入力装置の第２の実施例を示
す概略構成図、第８図は第７図の指紋入力装置を示す要
部平面図、第９図は本願の第１の発明に係る指紋入力装
置の第３の実施例を示す概略構成図、第10図は本願の第
２の発明に係る指紋入力装置の第１の実施例を示す概略
構成図、第11図は本願の第２の発明に係る指紋入力装置
の第２の実施例の要部を示す概略構成図、第12図は第11
図の指紋入力装置の全体構成を示す概略構成図である。 11……指紋入力台、11a、11b……ガイド、12……ガイド
板、13、13a……ローラ、14……スリット、15、15a、15
b……照明デバイス、16……ロータリエンコーダ、17…
…円筒状レンズ、18……ラインイメージセンサ、19……
合成バッファ、19……ラインバッファ、19b……CPU、19
c……画像メモリ、20……タイミングベルト、21……密
着イメージセンサ、30、40……円筒状ガイド、31……円
板、32……コイルばね、33……ベルト、34……プーリ、
41……円筒状部材、42、43、45……コロ、44……コイル
ばね。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】指紋パターンを入力すべき指を照明する照
   明手段と、指の移動方向と直交する方向に沿って配置さ
   れており該指が接触し移動することによって回転可能な
   ローラと、該ローラの回転量から指の移動量を検出可能
   な移動検出手段と、前記指紋パターンによって反射され
   た前記照明手段からの光を直接受け取り前記直交する方
   向の１次元画像を撮像する１次元撮像手段と、該１次元
   撮像手段によって撮像された前記１次元画像と前記移動
   検出手段によって検出された前記指の移動量とに基づい
   て前記指紋パターンの２次元画像を合成する合成手段と
   を備え、前記指を往復移動させた際に往路及び復路に対
   応する前記２次元画像をそれぞれ読みとり該往路及び復
   路の各々の２次元画像を合成して照合すべき指紋パター
   ンを得るように構成されていることを特徴とする指紋入
   力装置。
2. 【請求項２】指紋パターンを入力すべき指を照明する照
   明手段と、指を挿入可能なガイド手段と、該ガイド手段
   の内側に挿入された指の移動量を検出可能な移動検出手
   段と、前記指紋パターンによって反射された前記照明手
   段からの光を直接受け取り前記指の移動方向と直交する
   方向の１次元画像を撮像する１次元撮像手段と、該１次
   元撮像手段によって撮像された前記１次元画像と前記移
   動検出手段によって検出された前記指の移動量とに基づ
   いて前記指紋パターンの２次元画像を合成する合成手段
   とを備え、前記指を往復移動させた際に往路及び復路に
   対応する前記２次元画像をそれぞれ読みとり該往路及び
   復路の各々の２次元画像を合成して照合すべき指紋パタ
   ーンを得るように構成されていることを特徴とする指紋
   入力装置。