JP3138694B2 - 指紋検出方法 - Google Patents
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Description
検出する指紋検出方法に関し、特に、個人認証を行う際
に使用される指紋検出方法に関する。
うな全反射法が用いられている。この方法は、テレビジ
ョン学会誌44巻、9号、1990年、1246頁に開
示されている。
11のガラス/空気境界面で全反射条件を満たすように
置かれる。人間の指2は、プリズム斜面11に押し当て
られる。光源10からの光はプリズム斜面11に接触し
ない指紋凹部13で全反射され、可視カメラ12に入射
する。一方、プリズムに接触する指紋凸部(指紋隆線
部)14では指表面の水分と油分の屈折率が空気の屈折
率より大きいため、全反射条件が満たされなくなり光源
からの光は乱反射される。この方法では、全反射光によ
る明るい背景に対して、指紋隆線部の暗い指紋画像が検
出される。
ogies Bell Laboratories によって直接接触型指紋検出
器が提案されている(NIKKEI ELECTRONIS 1998年2
月9日、709号、149頁)。
イズ50μm角の容量セル21が300×300個アレ
イ状にSi基板20上に配置されたもので、指紋隆線部
27が容量セル21に触れると、セル内の金属センサプ
レート24と人間の指2との間の容量(Cf )から指紋
パターンが得られる。誘電体25(SiN:0.5μm
厚)と誘電体23(燐ガラス膜:1μm厚)を使用して
機械的・化学的強度を高くすると同時に指紋隆線部27
が接触した容量セル21のCf /Cp (Cp :迷容量)
が高くなり、指紋の像のコントラストを高めている。2
2は下部誘電体を示し、26はSiオンチップ回路への
電気配線を示し、28は指2の指紋凹部を示している。
情報をも加味した指紋照合方法が提案されている。
7及び疑似指紋を示す図8を参照して説明する。この指
紋照合方法では、生体情報として、白い領域として表わ
されている指紋隆線部31に存在する汗腺32を利用す
ることにより、擬似指紋(図8)と本物の指紋(図7)
を識別している。図7において、30は黒線として表わ
されている指紋凹部である。指紋を撮像した画像信号を
2値化して、黒画素により指紋凹部(谷線)30を示
し、白画素により指紋隆線部31を示す1画面分の指紋
画面の黒画素を検出する。この黒画素の連続性を識別し
連続画素数が第1のしきい値以下か否かを判定し、第1
のしきい値以下の時に谷線ではなく、隆線に存在する汗
腺と判定する。この汗腺を1画面に渡って数え、その数
が第2のしきい値以上か否かを判定し、第2のしきい値
以上であれば本物の指紋と判定する。汗腺の数が、第2
のしきい値以上でない時は擬似指紋と判定する。
Thomson-CSF 社から公表されている(特開平10−91
769号公報参照)。センサは焦電型赤外センサで画素
サイズ50μmの30×280個の画素のアレイセンサ
であり、表面は強い保護膜で覆われている。センサは人
間の指2より小さいため指紋40を検出する際、図9の
ように指2をセンサ表面に接触させながら方向Vで移動
させることにより、画素に接触した指紋の隆線部の温度
を焦電型センサに伝達させ、t0、t1、…、tnの瞬
間にI0、I1、…、Inという指紋の赤外分割画像を
得る。それらを合成することによって、図10に示すよ
うな指紋の画像を得ることができる。この方法では、図
5と異なり、光源も光学系も不要であるため、システム
が簡単になる。
の場合、指紋のパターンを検出することはできるが、生
体情報を利用していないため、指紋が本物か擬似指紋か
を区別することができない。図6のLucent Technologie
s Bell Laboratories の例の場合、チップの端に熱電対
を作り込んで指紋の体温を検出することにより生体情報
を得ることも考えられる。しかし300×300個の容
量センサのアレイの外側の領域に熱電対を作り込まない
といけないので、指が常に熱電対上にきちんと置かれる
とは限らない。また図6のデバイスは圧力にも敏感なた
め、指をデバイスに強く押し当てるとうまく指紋パタ−
ンを取得することができないことがある。
パターン以外に汗腺の分布を生体情報として用いるのは
効果が大きいと考えられる。しかし他の簡単な手段で汗
腺以外の生体情報(例えば温度分布)も取得できれば、
本物の指紋と擬似指紋をより厳密に区別することがで
き、指紋照合装置の入力装置として遥かに優れたものと
なる。
情報として温度分布を用いて指紋パターンを検出してお
り、かなり優れていると思われる。しかしながら指をチ
ップに接触させながら移動させるため、汗腺の検出は非
常に難しいと思われる。
う2つの生体情報を用いて、指紋のパターンと汗腺のパ
ターンとを同時に検出することができる方法を提供し、
本物の指紋と擬似指紋の区別を容易かつ正確に行うこと
ができるようにすることにある。
紋のパターンと該指の汗腺のパターンとを、該指が熱輻
射として放射する赤外線を検出することにより、同時に
取得パターンとして取得する取得ステップを含むことを
特徴とする指紋検出方法が得られる。
による指紋検出方法は、個人認証を行う際、指紋のパタ
ーンと汗腺のパターンの両方を、人間の指が熱輻射とし
て放射する赤外線を検出することにより、取得すること
を特徴とする。
さい基板に指を押し当て指紋隆線部の体温を基板に転写
する。次に赤外撮像装置で転写された温度分布を熱輻射
として検出することによって指紋のパターンと汗腺の分
布を取得する。
線を透過する基板の主面に指を押し当て、基板の反対側
の面から赤外撮像装置で指紋のパターンと汗腺の分布を
取得する。
外に生体情報として体温と汗腺の分布の両方を用いるこ
とで、指紋照合入力装置としての正確さ(つまり、本物
の指紋と擬似指紋の識別能力)を向上させている。
例について説明する。
第1の実施例による指紋検出方法を説明する。
は、図1の(1)に示すように、熱伝導率の小さいガラ
ス基板1の主面に人間の指2を押し当てて指紋隆線部3
の体温をガラス基板1に転写する(熱転写法)。次に、
図1の(2)に示すように、指をガラス基板1から離し
た後に、波長10μm帯の赤外撮像装置5で転写された温
度分布を熱輻射として検出することによって、図2に示
すように、指紋凹部4と汗腺6のパターンを取得する。
合、熱伝導率は0.55〜0.75W/(m・K)であ
る。ガラス基板1が鉛ガラスからなる場合、熱伝導率は
0.6W/(m・K)である。又、ガラス基板1がパイ
レックスガラスからなる場合、熱伝導率は1.1W/
(m・K)である。
較的高い材料からなる基板を用いると、転写した温度分
布が周囲に伝わり指紋や汗腺のパターンがぼやけたり見
えなくなったりする。Geの熱伝導率は、67W/(m
・K)である。
ス基板1の位置関係によってはガラス基板1の反射の影
響が画像に、例えば、同心円状のパターンとして、現れ
るため、ガラス基板1に指2を置く前の画像と置いた後
の画像の差分を取った方が良い。
合、正確な画像を取るという技術的観点と衛生面の観点
の両方から、前の人の指紋等で汚れたガラス基板1の主
面をきれいにしてから次の人の指をガラス基板1の主面
に接触させた方がよい。
検出方法は、主面を有し、熱伝導率の小さい基板1を用
意するステップと、人間の指2を基板1の前記主面に押
し当てて指2を基板1の前記主面から離すことにより、
指2から基板1に指2の熱輻射を転写するステップと、
基板1に転写された指2の熱輻射の温度分布を、基板1
の前記主面から放射される赤外線を検出することによ
り、赤外画像として検出するステップとを、含み、前記
赤外画像が取得パターンとして取得されることを特徴と
する。
更に、基板1に指2を押し当てる前に、基板1の温度分
布を、基板1から放射される赤外線を検出することによ
り、指押し当て前の赤外画像として検出するステップ
と、該指押し当て前の赤外画像画像と指2を基板1に押
し当てた後の前記赤外画像との差画像を生成するステッ
プとを、含んで、前記差画像が前記取得パターンとして
取得されるようにしても良い。
1の主面を衛生上、清潔にするステップが行われても良
い。
第2の実施例による指紋検出方法を説明する。
熱透過法であり、図3に示すように波長10μm帯の赤外
線を透過するGe基板1´の主面に、人間の指2を押し
当てて、Ge基板1´の反対側の対向面から波長10μm
帯の赤外撮像装置5で指紋凹部4と汗腺6の分布(図4
に示す)を取得する。この場合、Ge基板1´に接触し
た隆線部3の体温がGe基板1´に奪われて同部分の温
度が下がり赤外線強度が小さくなる。一方、指紋凹部4
の温度はGe基板1´に奪われないので赤外線強度は大
きいままである。従ってこの方法だと、図4に示すよう
に、赤外画像で表示される指紋や汗腺の白黒パターンは
図2と逆になる。
する場合、衛生面の観点から前の人の指紋等で汚れたG
e基板1´の主面を拭き取ってから次の人の指をGe基
板1´の主面に接触させた方がよい。しかし正確な赤外
画像を取るという技術的観点からは必ずしもGe基板1
´のクリーニングは必要ではない。その理由は、Geの
ような熱伝導率が比較的大きい基板を用いると、基板に
接触した指紋の隆線部分の温度が周囲にすぐ拡散してし
まい、前の人の指の温度の影響が無くなるためである。
検出方法は、主面と該主面に対向した対向面を有し、赤
外線を透過可能な基板1´を用意するステップと、基板
1´の前記主面に人間の指2が押し当てられた状態で、
指2の熱輻射の温度分布を、基板1´の前記対向面から
放射される赤外線を検出することにより、赤外画像とし
て検出するステップとを、含み、前記赤外画像が取得パ
ターンとして取得されることを特徴とする。
1´の主面を衛生上、清潔にするステップが行われても
良い。
検出方法では、体温と汗腺という2つの生体情報を用い
て、指紋のパターンと汗腺のパターンとを同時に検出す
ることができるので、本物の指紋と擬似指紋の区別を遥
かに容易かつ正確に行うことができる。
転写法)を説明するための図である。
紋と汗腺のパタ−ンを示した図である。
透過法)を説明するための図である。
紋と汗腺のパタ−ンを示した図である。
用いた全反射法)を説明するための図である。
説明するための図である。
り、本物の指紋を示す図である。
あり、擬似指紋を示す図である。
図である。
ための図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 指の指紋のパターンと該指の汗腺のパタ
ーンとを、該指が熱輻射として放射する赤外線を検出す
ることにより、同時に取得パターンとして取得する取得
ステップを含むことを特徴とする指紋検出方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の指紋検出方法におい
て、 前記取得ステップは、 主面を有し、熱伝導率の小さい基板を用意するステップ
と、 前記指を前記基板の前記主面に押し当てて該指を前記基
板の前記主面から離すことにより、該指から前記基板に
該指の熱輻射を転写するステップと、 前記基板に転写された前記指の熱輻射の温度分布を、該
基板の前記主面から放射される赤外線を検出することに
より、赤外画像として検出するステップとを、含み、 前記赤外画像が前記取得パターンとして取得されること
を特徴とする指紋検出方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の指紋検出方法におい
て、 前記取得ステップによって前記取得パターンが取得され
た後、前記基板の前記主面を衛生上、清潔にするステッ
プを更に含むことを特徴とする指紋検出方法。 - 【請求項4】 請求項2に記載の指紋検出方法におい
て、 前記取得ステップは、 前記基板に前記指を押し当てる前に、該基板の温度分布
を、該基板から放射される赤外線を検出することによ
り、指押し当て前の赤外画像として検出するステップ
と、 該指押し当て前の赤外画像画像と前記指を前記基板に押
し当てた後の前記赤外画像との差画像を生成するステッ
プとを、更に含み、 前記差画像が前記取得パターンとして取得されることを
特徴とする指紋検出方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の指紋検出方法におい
て、 前記取得ステップによって前記取得パターンが取得され
た後、前記基板の前記主面を衛生上、清潔にするステッ
プを更に含むことを特徴とする指紋検出方法。 - 【請求項6】 請求項1に記載の指紋検出方法におい
て、 前記取得ステップは、 主面と該主面に対向した対向面を有し、前記赤外線を透
過可能な基板を用意するステップと、 前記基板の前記主面に前記指が押し当てられた状態で、
該指の熱輻射の温度分布を、前記基板の前記対向面から
放射される赤外線を検出することにより、赤外画像とし
て検出するステップとを、含み、 前記赤外画像が前記取得パターンとして取得されること
を特徴とする指紋検出方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の指紋検出方法におい
て、 前記取得ステップによって前記取得パターンが取得され
た後、前記基板の前記主面を衛生上、清潔にするステッ
プを更に含むことを特徴とする指紋検出方法。
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