JP3509035B2 - 指紋撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、貴金属や情報などを管
理するセキュリティシステムにおいて、個人を識別する
情報処理を実行するために指紋を撮像する指紋撮像装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、指紋照合に基づいたセキュリティ
システムでは、指紋撮像装置から入力した指紋像からな
る指紋データと、指紋照合装置に登録されている指紋デ
ータとを比較することにより、被撮像者及び被登録者が
同一人物であるか否かという個人識別の判定が行われて
いる。このようなセキュリティシステムの利用によって
所定の管理室に入室する人間を管理する入室管理として
は、指紋撮像装置に指紋像を入力した人物が正規に登録
されていても、その被登録者に不審者が同伴している場
合などには、解錠しない措置を備えていることが要望さ
れている。すなわち、指紋照合による入室希望者を識別
するとともに、施錠している扉の周辺状況を監視するこ
とが必要になっている。 【０００３】図１１は、従来のセキュリティシステムを
示す斜視図である。このセキュリティシステムを施工し
た建屋内にある管理室180は、壁200や扉210などによっ
て通路190と仕切られている。扉210には、電気錠170が
設置されている。この管理室180の外側には、壁200上に
指紋撮像装置230及び監視カメラ240が設置されている。
一方、管理室180の内側には、電気錠170及び指紋撮像装
置230にそれぞれ接続された指紋照合装置250と、監視カ
メラ240に接続されたモニタ260とが設置されている。 【０００４】ここで、図示しない入室を希望する操作者
が指紋撮像装置230に指紋像を入力した場合、指紋照合
装置250によって操作者の識別が行われると同時に、監
視カメラ240を介してモニタ260に扉210の周辺状況が映
される。そのため、図示しない管理室内に居る管理者が
指紋照合装置250の照合結果とモニタ260の映像とを確認
し、操作者が正規の登録者であって扉210の周辺状況が
不審ではないと判定した場合、電気錠170の解錠が行わ
れる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセキュリティシステムでは、監視カメラの設置にと
もない、当然にコストが増大するとともに、監視カメラ
に気付いた入室希望者は不信な感情や不快な印象などを
受けるという不都合があった。また、指紋撮像装置に用
いられるカメラは指紋の入力時以外では稼働していない
ので、その稼働率が著しく低いという問題があった。 【０００６】そこで、本発明は、上記の問題点を解決
し、入室管理などを行うセキュリティシステムに利用さ
れるように改善した指紋撮像装置を提供することを目的
とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の指紋撮像装置
は、照明光を発生して出力する照明光源と、所定の平坦
面を外部に露出して配置された光透過性部材を有し、前
記照明光源から入力した前記照明光を前記光透過性部材
に導き、所定の操作者が指先の腹部分を密着した前記平
坦面で前記操作者の指紋の形状に対応して反射した前記
照明光を出力する指紋入力部と、前記操作者が存在する
領域周辺から入力した外光を集光して出力する外光入力
部と、前記照明光または前記外光を結像する結像光学系
と、この結像光学系から入力した前記照明光または前記
外光を受光する受光素子とを有し、前記操作者の指紋像
または周辺像を撮像する撮像カメラと、前記指紋入力部
から入力した前記照明光の光路と前記外光入力部から入
力した前記外光の光路とが交差する領域内に回転軸が配
置されてこの回転軸を中心に所定の区間を変位するプリ
ズムを有し、このプリズムは、角錐台状で、その一面に
背向した反射面を有するとともに、その一面の両側に前
記外光が垂直に入出射する側壁部を有し、このプリズム
を区間の一端側に変位させた場合に前記照明光の光路を
前記反射面で遮断するとともに前記外光を前記一方の側
壁部から入射し前記反射面で反射させて他方の側壁部か
ら前記撮像カメラの結像光学系へ出力し、前記プリズム
を区間の他端側に変位させた場合に前記外光の光路を前
記反射面で遮断するとともに前記照明光を前記反射面で
反射させて前記撮像カメラの結像光学系へ出力する光路
切替部と、前記照明光源、前記光路切替部及び前記撮像
カメラの駆動を連動して制御する制御信号を出力する制
御回路とを備えるものである。 【０００８】 【作用】本発明の指紋撮像装置においては、光路切替部
がプリズムの変位に対応して照明光及び外光のいずれか
を選択して出力するので、操作者の周辺像及び指紋像が
同一の撮像カメラによって撮像される。 【０００９】まず、光路切替部が制御回路から入力した
制御信号に基づき、プリズムを所定の角度だけ回動させ
て所定の区間の一端に変位させる。そのため、所定の操
作者の周辺から外光入力部を介して光路切替部に入力し
た外光は、プリズムによって撮像カメラに出力される。
一方、照明光源から指紋入力部を介して光路切替部に入
力した照明光は、プリズムによって遮断されて撮像カメ
ラに出力されない。そのため、撮像カメラは操作者の周
辺像を撮像する。 【００１０】続いて、光路切替部が制御回路から入力し
た制御信号に基づき、プリズムを所定の角度だけ回動さ
せて所定の区間の他端に変位させる。そのため、照明光
源から指紋入力部を介して光路切替部に入力した照明光
は、プリズムによって撮像カメラに出力される。一方、
所定の操作者の周辺から外光入力部を介して光路切替部
に入力した外光は、プリズムによって遮断されて撮像カ
メラに出力されない。ここで、操作者が指の腹部分を指
紋入力部の光透過性部材の平坦面に密着すると、照明光
源から指紋入力部に入力した照明光は光透過性部材の平
坦面で操作者の指紋の形状に対応した散乱を受けて反射
される。そのため、撮像カメラは操作者の指紋像を撮像
する。 【００１１】このように、本発明によれば、操作者の周
辺像及び指紋像をそれぞれ撮像する複数の撮像カメラが
必要でなくなるので、製造コストが低減される。また、
一つの撮像カメラが操作者の周辺像及び指紋像を撮像す
るので、撮像カメラの稼働率が増大する。また、プリズ
ムが、指紋入力部から入力した照明光の光路と外光入力
部から入力した外光の光路とが交差する領域内に配置さ
れた回転軸を中心に所定の区間を変位し、さらに、この
プリズムが、角錐台状で、その一面に背向した反射面を
有するとともに、その一面の両側に外光が垂直に入出射
する側壁部を有し、このプリズムを区間の一端側に変位
させた場合に照明光の光路を反射面で遮断するとともに
外光を一方の側壁部から入射し反射面で反射させて他方
の側壁部から撮像カメラの結像光学系へ出力し、プリズ
ムを区間の他端側に変位させた場合に外光の光路を反射
面で遮断するとともに照明光を反射面で反射させて撮像
カメラの結像光学系へ出力する構成であり、プリズムは
外光の光路及び照明光の光路から退避しなくてもよくで
きる。 【００１２】 【実施例】以下、本発明に係る実施例の構成及び作用に
ついて、図１ないし図１０を参照して説明する。なお、
図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重
複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明
のものと必ずしも一致していない。 【００１３】図１は、本発明の指紋撮像装置の前提とす
る構成を示す斜視図である。図２は、図１の指紋撮像装
置における光学系を示す構成図である。 【００１４】この指紋撮像装置10は、ハウジング20を筐
体として構成されている。ハウジング20は、上部よりも
前面側に膨出した下部を有する形状に成形されている。
ハウジング20の前面は、上部のパネル面21と、上部及び
下部に挟まれた段差部のパネル面22と、下部のパネル面
23とから構成されている。パネル面21上には、呼出キー
（呼出入力部）30、外光入力部40及びディスプレイ50が
部分的に露出して配置されている。パネル面22上には、
テンキー（番号入力部）60及び指紋入力部80が部分的に
露出して配置されている。 【００１５】ハウジング20の内部には、指紋像を構成す
る照明光が進行する光学系と、周辺像を構成する外光が
進行する光学系とが設置されている。一方の光学系は、
照明光が照明光源70から指紋入力部80及び光路切替部90
を経由して撮像カメラ100に至るように構成されてい
る。他方の光学系は、外光が外光入力部40から光路切替
部90を経由して撮像カメラ100に至るように構成されて
いる。さらに、ハウジング20の内部には、中央制御回路
110及びゲイン制御回路120が、呼出キー30、ディスプレ
イ50、テンキー60、照明光源70、光路切替部90及び撮像
カメラ100などの各種機器の駆動を制御する制御回路と
して設置されている。 【００１６】図３は、図１の指紋撮像装置を利用したセ
キュリティシステムを示す斜視図である。図４は、図３
のセキュリティシステムにおける指紋照合装置を示す構
成図である。 【００１７】このセキュリティシステムは、所定の建屋
内にある管理室180に対する入室管理を実行するもので
ある。管理室180は、外側にある通路190などから壁200
によって仕切られており、この壁200の一部に設けられ
た扉210の開閉によってのみ人間の出入りを許すように
構成されている。この扉210には、電気錠170が所定の位
置に設置されている。通路190には、指紋撮像装置10が
壁200の扉210付近において、入室を希望する操作者220
の顔面が外光入力部40の視野角の上方に収まる程度の高
さに設置されている。管理室180には、監視装置130及び
モニタ部160が所定の位置に設置されている。 【００１８】呼出キー30は、操作者220の入力に基づい
て呼出データとしてＯＮ状態の検出信号を中央制御回路
110に出力する。外光入力部40は、半透カバー（光半透
過性部材）41、補助光学系42及び遮光板43を含んで構成
されており、外部から入力した外光を扉210における通
路190側の周辺像として光路切替部90に出力する。半透
カバー41は、外部に露出して配置されて外光を透過して
も内部の光を透過しないように構成されており、例えば
暗褐色等の有色樹脂、ガラスまたは半透鏡などである。
補助光学系42は、半透カバー41から入力した外光に対し
て比較的大きい視野角及び焦点深度を有するように構成
されており、例えば外光が進行する向きに凹レンズ−凹
レンズ−凸レンズとして順次配置されたレンズ群であ
る。遮光板43は、補助光学系42を少なくとも部分的に被
覆するように配置されており、外光の乱反射を防止す
る。ディスプレイ50は、操作者220に所定の操作を促す
ために、中央制御回路110から入力したメッセージデー
タを外部に表示するように構成されており、例えば液晶
ディスプレイである。 【００１９】なお、外光入力部40は指紋入力部80と撮像
カメラ100との間に挟まれて配置されていることによ
り、外光入力部40から撮像カメラ100に至る光路長が低
減するので、補助光学系42の口径は比較的小さく設定す
ることができる。また、補助光学系42の視野角は、扉21
0の通路190付近を見込む程度の範囲であればよい。ま
た、補助光学系42の光軸は、扉210の通路190付近に対す
る撮影範囲を調整するために、上下方向に適宜傾斜させ
ることができる。例えば、補助光学系42において視野角
を約70°に設定するとともに光軸をほぼ水平に設定し、
身長約１８０ｃｍの操作者220が指紋撮像装置10の前方
に約５０ｃｍの間隔で立つと想定する場合、指紋撮像装
置10は操作者220の胸元付近に対向して外光入力部40を
配置する高さに設置されていることが望ましい。また、
補助光学系42は指紋入力部80を介さないで撮像カメラ10
0に外光を出力することから、撮像カメラ100との間隔を
比較的短くして配置されているので、比較的小さい口径
を有して構成することができる。さらに、補助光学系42
の具体的構成は、撮像カメラ100に内蔵された結像光学
系101の構成、ハウジング20のサイズ、扉210の通路190
付近に対する撮影範囲に対応して適宜に設定されてい
る。 【００２０】テンキー60は、操作者220の入力に基づい
て番号データを中央制御回路110に出力する。照明光源7
0は、マトリクス状に配置した複数のＬＥＤ（Light Emi
tting Diode）71を含んで構成されており、中央制御回
路110から入力した制御信号に基づいて全体として照度
ムラが小さい照明光を発生して指紋入力部80に出力す
る。なお、照明光源70は、指紋像を撮像する際にのみ駆
動させるので、消費電力を低減するとともに寿命を延ば
すことができる。 【００２１】指紋入力部80は、直角プリズム（光透過性
部材）81及び反射鏡（光反射性部材）82を含んで構成さ
れており、操作者220が直角プリズム81に密着した指紋2
21の隆線部に対応して散乱した明像として、照明光源70
から入力した照明光を光路切替部90に出力する。直角プ
リズム81は、直角を挟む一方のプリズム面81aを照明光
源70に対向して配置して照明光の進行方向に垂直な入射
面とするとともに、直角を挟む他方のプリズム面81bを
外部に露出するように配置して指紋221の密着面とし、
さらに直角に対向するプリズム面81cを照明光の進行方
向に垂直な出射面とするように配置されている。反射鏡
82は、直角プリズム81から入力した照明光を反射し、照
明光の光路を折り曲げる。なお、光路切替部90は、反射
鏡82によって小型化されるとともに、外光または照明光
に対する反射率の低減を抑制することができる。 【００２２】光路切替部90は、モータ91、回転軸92、反
射鏡（光反射性部材）93、遮光板94、光スイッチ95及び
ストッパ96，97を含んで構成されており、外光入力部40
から入力する外光または指紋入力部80から入力する照明
光を選択し、いずれか一方を撮像カメラ100に出力す
る。モータ91は、中央制御回路110から入力した制御信
号に基づいて駆動し、回転軸92を時計周りまたは半時計
周りに回転させる。回転軸92は、外光の光路と照明光の
光路とが交差する位置の内角側に配置され、モータ91の
駆動によって反射鏡93及び遮光板94を一体に回転させ
る。反射鏡93は、回転軸92の回転にともなって変位し、
ストッパ96，97のいずれか一方に接触して固定される。
遮光板94は扇状に成形され、回転軸92の回転にともなう
変位によって反射鏡93の固定位置に対応して光スイッチ
95の内部を挿通するか否かであるように配置されてい
る。光スイッチ95は、遮光板94が対向配置されている発
光素子と受光素子との間の光路内を挿通するように配置
されており、遮光板94の位置に基づいて反射鏡93の位置
を検出する検出信号を中央制御回路110に出力する。ス
トッパ96，97は、反射鏡93の移動範囲を制限するように
設置されている。 【００２３】なお、反射鏡93がストッパ96に接触して固
定されている場合、反射鏡93は指紋入力部80から撮像カ
メラ100に至る照明光の光路を遮断する。そのため、外
光は反射鏡93で反射して撮像カメラ100に出力されると
ともに、照明光に対して干渉などの影響を受けない。こ
のとき、光スイッチ95は発光素子と受光素子との間の光
路を遮光板94によって遮断され、検出信号をＯＦＦ状態
として出力する。一方、反射鏡93がストッパ97に接触し
て固定されている場合、反射鏡93は指紋入力部80から撮
像カメラ100に至る照明光の光路から退避する。そのた
め、照明光は反射鏡93を介さないで撮像カメラ100に出
力されるとともに、外光に対して干渉などの影響を受け
ない。このとき、光スイッチ95は発光素子と受光素子と
の間の光路を開放され、検出信号をＯＮ状態として出力
する。 【００２４】撮像カメラ100は、結像光学系101及びＣＣ
Ｄ（Charge Coupled Device ）（受光素子）102を含ん
で構成されており、光路切替部90から入力した外光また
は照明光を受光してビデオ信号を中央制御装置110に出
力する。結像光学系101は、外光または照明光に対して
比較的小さい視野角を有してＣＣＤ102の受光面上に結
像するように構成されており、例えば外光または照明光
が進行する向きに凸レンズ−凹レンズ−凸レンズとして
順次配置されたレンズ群である。ＣＣＤ102は、中央制
御装置110から入力した制御信号に基づいて感度を設定
し、結像光学系101から入力した外光または照明光をビ
デオ信号に光電変換する。なお、結像光学系101の視野
角は、操作者220が指紋入力部80に密着した指紋221を見
込む程度の範囲であればよい。 【００２５】中央制御回路110は、ＣＰＵ（Central Pro
cessing Unit ）を含んで構成されてケーブル等によっ
て各種の電子機器に接続されたマイクロコンピュータで
あり、呼出キー30、テンキー60、光スイッチ95、撮像カ
メラ100及びゲイン制御回路120からそれぞれ入力した各
種の信号に対応し、所定のプログラムに基づいてディス
プレイ50、照明光源70、モータ91、ゲイン制御回路120
及び監視装置130を駆動する各種の信号をそれぞれ出力
する。ゲイン制御回路120は、中央制御回路110から入力
した制御信号に基づいてＡＧＣ（Auto Gain Control ）
モードまたはＦＧＣ（Fixed Gain Control）モードのい
ずれか一方を選択し、所定のプログラムに基づいて演算
した感度データを中央制御回路110に出力する。すなわ
ち、反射鏡93がストッパ96に接触して固定されている場
合、ゲイン制御回路120はＡＧＣモードを選択し、ＣＣ
Ｄ102に入力した外光の可変な照度に対応して最適に調
整する感度を算出する。一方、反射鏡93がストッパ97に
接触して固定されている場合、ゲイン制御回路120はＦ
ＧＣモードを選択し、ＣＣＤ102に入力した照明光の一
定な照度に対応して設定された所定の感度を算出する。 【００２６】監視装置130は、モード選択部（Mode Sele
ct Unit）140及び指紋照合部150を含んで構成されてお
り、中央制御回路110から入力した制御信号及びビデオ
信号に基づいて所定の管理情報をモニタ部160に出力す
る。モード選択部140は、中央制御回路110から入力した
制御信号に基づいて監視モードまたは指紋照合モードの
いずれか一方を選択し、中央制御回路110から入力した
ビデオ信号をモニタ部160または指紋照合部150に出力す
る。指紋照合部150は、ＣＰＵ151、ＰＭ（Program Memo
ry）152、ＩＭ（Image Memory）153、Ａ／Ｄ（Analogue
/Digital Converter）154、ＷＭ（Working Memory）15
5、ＤＦ（Data File ）156を含んで構成されており、モ
ード選択部140から入力したビデオ信号に基づいて操作
者220の指紋データと格納されている登録者の指紋デー
タとの比較によって照合の成否を選択し、照合結果に基
づいたビデオ信号をモニタ部160に出力するとともに、
図示しない管理者の入力に基づいて制御信号を電気錠17
0に出力する。 【００２７】なお、反射鏡93がストッパ96に接触して固
定されている場合、モード選択部140はモニタモードを
選択し、操作者220の周辺像に基づいたビデオ信号をモ
ニタ部160に出力する。一方、反射鏡93がストッパ97に
接触して固定されている場合、モード選択部140は指紋
照合モードを選択し、操作者220の指紋像に基づいたビ
デオ信号を指紋照合部150に出力する。このとき、指紋
照合が成功するとともに図示しない管理者が許可する場
合に、指紋照合部150は解錠する制御信号を電気錠170に
出力するが、その他の場合に指紋照合部150は施錠を保
持する制御信号を電気錠170に出力する。 【００２８】図５ないし図７は、図３のセキュリティシ
ステムにおける作用を示すフローチャートである。 【００２９】まず、ステップ300では、中央制御回路110
が光スイッチ95から入力した検出信号Ｔ_１ を判定す
る。検出信号Ｔ_１ がＯＮ状態である場合にステップ31
0に移行し、検出信号Ｔ_１ がＯＦＦ状態である場合に
ステップ320に移行する。 【００３０】次に、ステップ310では、モータ91が中央
制御回路110から入力した制御信号に基づいて回転軸92
を時計周りに所定の角度だけ回転させて停止する。 【００３１】このとき、反射鏡93がストッパ96に接触し
て固定される。そのため、外光が扉210における通路190
側の周辺から外光入力部40に入力し、光路切替部90で反
射されて撮像カメラ100で受光される。 【００３２】次に、ステップ320では、ゲイン制御回路1
20が中央制御回路110から入力した制御信号に基づいて
ＡＧＣモードを選択し、ＣＣＤ102に入力した外光の照
度に対応する最適な感度データを中央制御回路110に出
力する。そのため、ＣＣＤ102は中央制御回路110から入
力した制御信号に基づいて外光の照度に対応した感度を
設定する。 【００３３】次に、ステップ330では、モード選択部140
が中央制御回路110から入力した制御信号に基づいて監
視モードを選択し、中央制御回路110から入力したビデ
オ信号をモニタ部160に出力する。そのため、モニタ部1
60は扉210における通路190側の周辺像を表示する。ここ
で、管理室180の内部にいる図示しない管理者がモニタ
部160の映像を監視し、扉210付近に不審者がいるか否か
を確認する。なお、補助光学系42が比較的大きい視野角
及び焦点深度を有するために、モニタ部160に表示され
る通路190側の周辺像は広範囲の奥行きや横幅を有する
映像になる。 【００３４】次に、ステップ340では、中央制御回路110
が呼出キー30から入力した検出信号Ｔ_２ を判定する。
ここで、操作者220が指紋撮像装置10の前方に現れて呼
出キー30を押した場合、検出信号Ｔ_２ はＯＦＦ状態か
らＯＮ状態になる。このとき、検出信号Ｔ_２ がＯＮ状
態である場合にステップ350に移行し、検出信号Ｔ_２
がＯＦＦ状態である場合に操作者220の呼出キー30に対
する入力を待つ状態になる。 【００３５】次に、ステップ350では、ディスプレイ50
が中央制御回路110から入力したメッセージデータに基
づいてメッセージ（１）をスクロール表示する。このメ
ッセージ（１）としては、例えば「いらっしゃいませ。
ご本人の指紋照合を行いますので、”登録番号をご入力
願います。”という表示がありましたら、登録番号を入
力して下さい。そして、入力番号に訂正がなければ、確
定キーを押して下さい。」とする。 【００３６】次に、ステップ360では、ディスプレイ50
が中央制御回路110から入力したメッセージデータに基
づいてメッセージ（２）を表示する。このメッセージ
（２）としては、例えば「登録番号をご入力願いま
す。」とする。 【００３７】なお、メッセージ（２）が表示されるまで
に、操作者220がテンキー60を操作しても、中央制御回
路110は番号データを受付けないように設定されてい
る。というのは、扉210付近の周辺像に対する監視時間
ができるだけ長く確保するためである。この場合、操作
者220は所定の時期まで番号の入力を受付けられなくと
も、メッセージ（１）の表示によって指紋撮像装置10の
故障などの誤解を想起せずに不安感を抱かないので、番
号の入力操作を待機する。また、メッセージ（１）のス
クロール表示は必ずしも必要ではないが、操作者220の
注意を引き付けることから、操作者220に不安感を喚起
させない点について、静止した表示よりも有効である。 【００３８】次に、ステップ370では、中央制御回路110
がテンキー60から入力した番号データＮを判定する。こ
こで、操作者220がテンキー60の番号キーを押した場
合、番号データＮはＯＦＦ状態からＯＮ状態になる。こ
のとき、番号データＮがＯＮ状態である場合にステップ
380に移行し、番号データＮがＯＦＦ状態である場合に
ステップ360に移行して操作者220の番号キーに対する入
力を待つ状態になる。 【００３９】次に、ステップ380では、ディスプレイ50
が中央制御回路110から入力した番号データＮに基づい
て入力番号を表示する。 【００４０】次に、ステップ390では、中央制御回路110
がテンキー60から入力した検出信号Ｔ_３ を判定する。
ここで、操作者220がディスプレイ50に表示された入力
番号を確認してテンキー60の確定キーを押した場合、検
出信号Ｔ_３ はＯＦＦ状態からＯＮ状態になる。このと
き、検出信号Ｔ_３ がＯＮ状態である場合にステップ40
0に移行し、検出信号Ｔ_３ がＯＦＦ状態である場合に
ステップ380に移行して操作者220の確定キーに対する入
力を待つ状態になる。なお、テンキー60が外光入力部40
の下方に取り付けられていることから、番号の入力操作
を行っている操作者220の腕などが外光入力部40を被覆
しないので、扉210付近の周辺像に対する監視は良好に
行われる。 【００４１】次に、ステップ400では、指紋照合部150が
中央制御回路110から入力した番号データＮに基づいて
番号照合を行う。ここで、ＣＰＵ151はＰＭ152に格納さ
れている所定のプログラムに基づいてＤＦ156に格納さ
れている登録番号をＷＭ155で検索し、番号データＮに
一致する登録番号があるか否かを判定する。このとき、
番号データＮに一致する登録番号がない場合にステップ
410に移行し、番号データＮに一致する登録番号がある
場合にステップ420に移行する。なお、登録番号は、あ
らかじめ管理室180の入室を許可されている人間に個別
に付与されている識別番号である。 【００４２】次に、ステップ410では、ディスプレイ50
が中央制御回路110から入力したメッセージデータに基
づいてメッセージ（３）を表示する。このメッセージ
（３）としては、例えば「ご入力の番号は登録されてお
りません。はじめからやり直して下さい。」とする。こ
の後、ステップ300に移行する。 【００４３】次に、ステップ420では、中央制御回路110
が光スイッチ95から入力した検出信号Ｔ_１ を判定す
る。このとき、検出信号Ｔ_１ がＯＦＦ状態である場合
にステップ430に移行し、検出信号Ｔ_１ がＯＮ状態で
ある場合にステップ440に移行する。 【００４４】次に、ステップ430では、モータ91が中央
制御回路110から入力した制御信号に基づいて回転軸92
を反時計周りに所定の角度だけ回転して停止する。この
とき、反射鏡93がストッパ97に接触して固定される。 【００４５】次に、ステップ440では、ゲイン制御回路1
20が中央制御回路110から入力した制御信号に基づいて
ＡＧＣモードを解除する。 【００４６】次に、ステップ450では、ゲイン制御回路1
20が中央制御回路110から入力した制御信号に基づいて
ＦＧＣモードを設定し、ＣＣＤ102に入力する照明光の
照度に対応する最適な感度データを中央制御回路110に
出力する。そのため、ＣＣＤ102は中央制御回路110から
入力した制御信号に基づいて照明光の照度に対応した感
度を設定する。なお、操作者220の指が指紋入力部80に
密着されないことにより、照明光が指紋入力部80から外
部に出力されてＣＣＤ102に入力しなくても、ＣＣＤ102
の感度はＦＧＣモードによって制限されて閾値を越える
ことはない。 【００４７】次に、ステップ460では、照明光源70が中
央制御回路110から入力した制御信号に基づいて駆動
し、照明光を出力する。そのため、照明光源70は常時点
灯されているのではなく、指紋の入力操作時に点灯され
るので、比較的長く寿命を保持する。 【００４８】次に、ステップ470では、モード選択部140
が中央制御回路110から入力した制御信号に基づいて指
紋照合モードを設定し、中央制御回路110から入力した
ビデオ信号を指紋照合部150に出力するように設定す
る。 【００４９】次に、ステップ480では、ディスプレイ50
が中央制御回路110から入力したメッセージデータに基
づいてメッセージ（４）を表示する。このメッセージ
（４）としては、例えば「指紋の入力面に指を密着させ
て下さい。」とする。 【００５０】次に、ステップ490では、指紋照合部150が
中央制御回路110から入力した指紋データＦに基づいて
指紋照合を行う。ここで、照明光源70から出射された照
明光は、指紋入力部80及び光路切替部90を介して撮像カ
メラ100で受光される。なお、指紋入力部80では、照明
光は直角プリズム81のプリズム面81aに入射してプリズ
ム面81cで全反射された後、プリズム面81bで全反射され
る際に密着された操作者220の指紋221に対応して散乱さ
れ、プリズム面81cから出射されて反射鏡82で反射され
る。また、外光入力部40から入力した外光は遮光板43に
よって指紋入力部80に対する入力を妨げられているとと
もに、反射鏡93によって指紋入力部80と撮像カメラ100
との間の光路に対する入力を妨げられている。そのた
め、照明光は外光による影響を受けていない鮮明な指紋
像として撮像カメラ100に受光される。 【００５１】さらに、モード選択部140が中央制御回路1
10から入力したビデオ信号を指紋照合部150に出力す
る。ここで、ＣＰＵ151はＰＭ152に格納されている所定
のプログラムに基づいてビデオ信号をＡ／Ｄ154で量子
化し、ＩＭ153に量子画像の指紋データＦとして保持す
る。続いて、ＣＰＵ151はＤＦ156を検索し、番号データ
Ｎに一致する登録番号に対応した指紋データをＷＭ155
に呼び出すとともに、ＩＭ153に保持した指紋データＦ
をＷＭ155に呼び出し、この二つの指紋データが一致す
るか否かを判定した結果をモニタ部160に表示する。こ
のとき、二つの指紋データが一致するとともに、扉210
付近に不審者がいないことをステップ330で確認した図
示しない管理者が監視装置130に入力した場合にステッ
プ500に移行し、二つの指紋データが一致しない場合に
ステップ520に移行する。 【００５２】次に、ステップ500では、ディスプレイ50
が中央制御回路110から入力したメッセージデータに基
づいてメッセージ（５）を表示する。このメッセージ
（５）としては、例えば「解錠しますので、ご入室下さ
い。」とする。 【００５３】次に、ステップ510では、電気錠170が中央
制御回路110から入力した制御信号に基づいて解錠す
る。そのため、操作者220は扉210を開放して管理室180
の内部に入ることができる。この後、ステップ300に移
行する。 【００５４】次に、ステップ520では、ディスプレイ50
が中央制御回路110から入力したメッセージデータに基
づいてメッセージ（６）を表示する。このメッセージ
（６）としては、例えば「ご本人の確認ができませんで
した。はじめからやり直して下さい。」とする。この
後、ステップ300に移行する。 【００５５】上記構成では、指紋入力部80が照明光の光
路を折り曲げる手段として反射鏡82を含んで構成されて
いる。しかしながら、外光入力部40が外光の光路を折り
曲げる手段として反射鏡（光反射性部材）を含んで構成
されていてもよい。そのため、指紋撮像装置10における
光学系全体の小型化が図られる。 【００５６】図８は、図１の指紋撮像装置における照明
光源に係る一変型例を示す構成図である。すなわち、照
明光源70がパラボラ反射鏡73の反射面の中心にランプ74
を配置して構成されており、中央制御回路110から入力
した制御信号に基づいて照明光を平行光線束として発生
して指紋入力部80に出力してもよい。ここで、パラボラ
反射鏡73は比較的高価であるが、ランプ74から発生した
照明光を平行光線束として出力するので、撮像カメラ10
0における指紋像の検出精度が向上する。なお、ランプ7
4としては、例えばハロゲンランプが望ましい。 【００５７】図９は、図１の指紋撮像装置における指紋
入力部に係る一変型例を示す構成図である。すなわち、
直角プリズム81が直角を挟む一方のプリズム面81aを照
明光源70に対向して配置して照明光の進行方向に垂直な
入射面とするとともに、直角に対向するプリズム面81c
を外部に露出するように配置して指紋221の密着面と
し、さらに直角を挟む他方のプリズム面81bを照明光の
進行方向に垂直な出射面とするように配置されてもよ
い。そのため、照明光はプリズム面81cで全反射される
際に操作者220が密着した指紋221に対応して散乱され
る。このとき、照明光は、指紋221の隆線部に対応して
全反射条件を崩した暗像として光路切替部90に出力され
る。 【００５８】また、図１０は、指紋撮像装置における光
路切替部に係る実施例を示す構成図である。光路切替部
90が、下底部を両反射面として形成された角錐台状のプ
リズム99を用いることにより、プリズム99の下底部にお
ける外光の光路と照明光の光路とが交差する領域内に回
転軸92を固定配置して構成されてもよい。このとき、プ
リズム99の上底部及び下底部は、回転軸92の回転にとも
なって変位し、ストッパ96，97のいずれか一方に接触し
て固定される。そのため、プリズム99の下底部がストッ
パ96に接触して固定されている場合、プリズム99の両反
射面は指紋入力部80から撮像カメラ100に至る照明光の
光路を遮断し、外光を反射して撮像カメラ100に出力す
る。このとき、光スイッチ95は発光素子と受光素子との
間の光路を遮光板94によって遮断され、検出信号をＯＦ
Ｆ状態として出力する。一方、プリズム99の上底部がス
トッパ97に接触して固定されている場合、プリズム99の
両反射面は外光入力部40から撮像カメラ100に至る外光
の光路を遮断し、照明光を反射して撮像カメラ100に出
力する。このとき、光スイッチ95は発光素子と受光素子
との間の光路を開放され、検出信号をＯＮ状態として出
力する。 【００５９】なお、プリズム99は外光の光路及び照明光
の光路から退避しなくてもよいので、モータ91の配置は
外光の光路及び照明光の光路に対する制限を低減され
る。また、プリズム99の側壁部は、プリズム99の下底部
がストッパ96に接触している場合に、外光がプリズム99
の側壁部を入出する際に屈折しないように外光の進行方
向に対して垂直に傾斜して成形されていることが望まし
い。また、プリズム99の下底部がストッパ97に接触して
いる場合に、照明光の光路からモータ91や回転軸92など
を退避して設置するという制限がなくなる。さらに、プ
リズム99の両反射面に対する外光及び照明光の反射角を
大きくすることにより、反射率の低減防止や反射面の縮
小化などを図るために、図１０においてプリズム99から
出射された光の進行方向に対し、補助光学系42の光軸が
下方に傾斜するとともに指紋入力部80から出射された照
明光の進行方向が上方に傾斜するように、補助光学系42
及び指紋入力部80がそれぞれ配置されることが望しい。
外光が外光入力部40から撮像カメラ100に至る光路を折
り曲げることにより、プリズム99の両反射面に対する外
光及び照明光の反射角が大きくなるので、反射率の低減
防止や反射面の縮小化などを図っている。 【００６０】 【発明の効果】本発明の指紋撮像装置においては、光路
切替部がプリズムの変位に対応し、照明光源から指紋入
力部を介して入力した照明光と操作者の周辺領域から外
光入力部を介して入力した外光とのいずれかを選択して
出力するため、操作者の周辺像及び指紋像が同一の撮像
カメラによって撮像される。したがって、操作者の周辺
像及び指紋像をそれぞれ撮像する複数の撮像カメラが必
要でなくなるので、製造コストが低減される。また、一
つの撮像カメラが操作者の周辺像及び指紋像を撮像する
ので、撮像カメラの稼働率が増大する。また、プリズム
が、指紋入力部から入力した照明光の光路と外光入力部
から入力した外光の光路とが交差する領域内に配置され
た回転軸を中心に所定の区間を変位し、さらに、このプ
リズムが、角錐台状で、その一面に背向した反射面を有
するとともに、その一面の両側に外光が垂直に入出射す
る側壁部を有し、このプリズムを区間の一端側に変位さ
せた場合に照明光の光路を反射面で遮断するとともに外
光を一方の側壁部から入射し反射面で反射させて他方の
側壁部から撮像カメラの結像光学系へ出力し、プリズム
を区間の他端側に変位させた場合に外光の光路を反射面
で遮断するとともに照明光を反射面で反射させて撮像カ
メラの結像光学系へ出力する構成であり、プリズムは外
光の光路及び照明光の光路から退避しなくてもよくでき
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の指紋撮像装置の前提とする構成を示す
斜視図である。 【図２】図１の指紋撮像装置における光学系を示す構成
図である。 【図３】図１の指紋撮像装置を利用したセキュリティシ
ステムを示す斜視図である。 【図４】図３のセキュリティシステムにおける指紋照合
装置を示す構成図である。 【図５】図３のセキュリティシステムにおける作用を示
すフローチャートである。 【図６】図３のセキュリティシステムにおける作用を示
すフローチャートである。 【図７】図３のセキュリティシステムにおける作用を示
すフローチャートである。 【図８】図１の指紋撮像装置における照明光源に係る一
変型例を示す構成図である。 【図９】図１の指紋撮像装置における指紋入力部に係る
一変型例を示す構成図である。 【図１０】本発明の指紋撮像装置に係る実施例の構成図
である。 【図１１】従来のセキュリティシステムを示す斜視図で
ある。 【符号の説明】 10…指紋撮像装置、 40…外光入力部、 70…照明光源、80
…指紋入力部、81…光透過性部材としての直角プリズ
ム、90…光路切替部、92…回転軸、99…プリズム、100
…撮像カメラ、101…結像光学系、102…受光素子として
のＣＣＤ、110…中央制御回路、120…ゲイン制御回路、
220…操作者、221…指紋。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−309448（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−139338（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−139337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−289474（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−97000（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−102091（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−24168（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 15/00 G06T 1/00 G06T 1/60 G06T 7/00 E05B 1/00 - 75/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 照明光を発生して出力する照明光源と、 所定の平坦面を外部に露出して配置された光透過性部材
   を有し、前記照明光源から入力した前記照明光を前記光
   透過性部材に導き、所定の操作者が指先の腹部分を密着
   した前記平坦面で前記操作者の指紋の形状に対応して反
   射した前記照明光を出力する指紋入力部と、 前記操作者が存在する領域周辺から入力した外光を集光
   して出力する外光入力部と、 前記照明光または前記外光を結像する結像光学系と、こ
   の結像光学系から入力した前記照明光または前記外光を
   受光する受光素子とを有し、前記操作者の指紋像または
   周辺像を撮像する撮像カメラと、 前記指紋入力部から入力した前記照明光の光路と前記外
   光入力部から入力した前記外光の光路とが交差する領域
   内に回転軸が配置されてこの回転軸を中心に所定の区間
   を変位するプリズムを有し、この プリズムは、角錐台状
   で、その一面に背向した反射面を有するとともに、その
   一面の両側に前記外光が垂直に入出射する側壁部を有
   し、このプリズムを区間の一端側に変位させた場合に前
   記照明光の光路を前記反射面で遮断するとともに前記外
   光を前記一方の側壁部から入射し前記反射面で反射させ
   て他方の側壁部から前記撮像カメラの結像光学系へ出力
   し、前記プリズムを区間の他端側に変位させた場合に前
   記外光の光路を前記反射面で遮断するとともに前記照明
   光を前記反射面で反射させて前記撮像カメラの結像光学
   系へ出力する光路切替部と、 前記照明光源、前記光路切替部及び前記撮像カメラの駆
   動を連動して制御する制御信号を出力する制御回路とを
   備える ことを特徴とする指紋撮像装置。