JP3867340B2

JP3867340B2 - 指紋照合装置及び複合型指紋照合装置

Info

Publication number: JP3867340B2
Application number: JP10056797A
Authority: JP
Inventors: 和之坂本; 拓也和田; 剛小野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: JPH10293833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋が接触する面を有し、この面に接触している指紋の画像を光学的に読み取って、前以て登録された指紋データと照合するための指紋照合装置、及び複数の指紋照合装置を含む複合型指紋照合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理技術が社会全般的に応用され、その普及に伴って、各種システムの管理，安全性の確保が必要とされている。
現在、情報処理分野においては、暗証番号の入力や、これを記録した磁気カード，ＩＣカード等を使用して、各個々人の識別を行なうことが一般に行なわれている。また、個人の生活環境においても、住宅や自動車の鍵、あるいはロッカーの鍵等の安全性確保のためにも、これら情報処理技術の応用が注目されている。これは、従来の手法では、暗証番号の忘れ、鍵や磁気カード，ＩＣカード等の紛失，盗難，偽造等の危険性が回避できないことによる。
従って、これらの危険性を回避するための方法として、個々人固有で且つ不変の指紋を利用して、指紋照合によって、個々人の識別を行なうことにより、システム管理，安全性の確保を図ることが有利である。
【０００３】
従来、このような指紋照合装置は、例えば図８に示すように、構成されている。
図８において、指紋照合装置は、指紋採取面１ａを有するプリズム１，このプリズム１に対して一方（図示の場合、下面）の側に配置された光源２及びプリズム１に対して他方（図示の場合、右方）の側に配置されたレンズ群３及びＣＣＤ（電荷結合素子）等の光電変換素子４から成る指紋読取センサ５と、光電変換素子４からの指紋画像を処理して照合用の指紋画像データとし、この照合用の指紋画像データと前以て登録された参照用の指紋画像データとを比較して、指紋照合を行なう指紋画像データ処理部６とを有している。
【０００４】
このような構成の指紋照合装置においては、オペレータが指紋採取面１ａ上に指を接触させると、光源２から出射した光が、プリズム１内に入射して指紋採取面１ａ上の指紋で反射する。この反射光は、プリズム１から出射してレンズ群３を透過し、光電変換素子４に入射する。そして、光電変換素子４にて光電変換され、指紋画像データ処理部６にて照合用の指紋画像データとして取り込まれる。さらに、指紋画像データ処理部６は、この照合用の指紋画像データと、前以て登録されている参照用の指紋画像データとを比較して、指紋照合を行なうようになっている。
【０００５】
ここで、指紋採取面１ａには、指紋の凸部のみが接触するので、この凸部では入射光は全反射せず、乱反射する。従って、光電変換素子４においては、この凸部に対応する部分が暗部として識別され、凹部に対応する部分が明部として識別されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような指紋照合装置においては、直角プリズム１の指紋採取面１ａに対する指置き方向は、プリズム１，光源２，レンズ群３及び光電変換素子４から成る光学系によって制約されることにより一方向に決まっている。
【０００７】
ところで、各種機器に対する指紋読取センサ５の取付に際して、各種機器等の構成によっては、種々の指置き方向が必要とされることがあり、このような場合には、要求される指置き方向に従って、光学系の取付方向が変更されなければならないという問題があった。
【０００８】
これに対して、複数の指紋照合装置１を含んでいる複合型指紋照合装置において、指置きの方向にかかわらず、共通の光学系を使用する場合には、指置きの方向に応じて、指紋画像データの向きが変化してしまう。このため、各指紋照合装置１が、参照用の指紋画像データを共有することができない。従って、個々の指紋照合装置１がそれぞれ参照用の指紋画像データを画像メモリに記憶しておく必要があり、コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、プリズムの指紋採取面に対する指置き方向にかかわらず、共通の光学系を使用すると共に、共通の指紋画像データを扱うことができるようにした、指紋照合装置及び複合型指紋照合装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、指紋採取面からの指紋画像を検出する撮像手段と、撮像手段からの画像信号を記憶する第一のメモリとしての画像メモリと、第一のメモリである画像メモリから読み出された画像信号に基づいて、照合用の指紋画像データを生成し、前以て前記画像メモリに登録された参照用の指紋画像データと比較して、指紋照合を行なう指紋画像データ処理部と、前記指紋採取面上に所定の指置き方向（順方向）または逆方向での指置き位置を決める指置きガイドとを備えており、さらに、前記指置きガイドの指置き方向を示す方向データが前以て記録される第二のメモリを備え、前記指紋画像データ処理部は、前記方向データが逆方向である場合に、１８０度回転した画像データに変換した後、第一のメモリとしての画像メモリに登録する構成とした、指紋照合装置により、達成される。
【００１１】
上記構成によれば、プリズムの指紋採取面に接触した指の指紋が、光源からの光ビームによって照明され、指紋によって反射された光ビームが、撮像素子の受光面に入射することにより、指紋画像データが得られる。
この場合、プリズムの指紋採取面への指置きは、指置きガイドに従って、光源からの光ビームの光軸に対して所定位置にて所定の指置き方向で正確に位置決めされることになる。
【００１２】
その際、指置きガイドによる指置き方向が順方向である場合には、撮像素子による照合用の指紋画像データは、そのまま画像メモリに記録されると共に、逆方向である場合には、１８０度回転した画像データとして画像メモリに記録される。これにより、指置きガイドによる指置き方向が順方向でも逆方向でも、同じ向きの指紋画像データが画像メモリに記録されることになる。
【００１３】
従って、複数の指紋照合装置を含んでいる複合型指紋照合装置において、異なる指置き方向の指紋照合装置が混在している場合であっても、各指紋照合装置は、異なる指置き方向の指置きガイドを備えることにより、共通の光学系により構成されることになると共に、各指紋照合装置における指紋画像データは、同じ向きの画像データであることから、互いに共有することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図７を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１５】
図１は、本発明による指紋照合装置の一実施形態を示している。
図１において、指紋照合装置１０は、指紋採取面１１ａを有する直角プリズム１１，この直角プリズム１１に対して一方（下面）の側に配置された光源１２及び直角プリズム１１に対して他方（右側面）の側に配置されたレンズ群１３，アパーチャ１３ｃ，撮像手段としてのＣＣＤ（電荷結合素子）等の光電変換素子１４から成る指紋読取センサ１５と、光電変換素子１４からの指紋画像を記憶する第一のメモリとしての画像メモリ１６と、画像メモリ１６から読み出された指紋画像を処理して照合用の指紋画像データとし、この照合用の指紋画像データと前以て画像メモリ１６に登録された参照用の指紋画像データとを比較して、指紋照合を行なう指紋画像データ処理部１７とを有している。
【００１６】
さらに、図１及び図２に示すように、上記直角プリズム１１の指紋採取面１１ａ上に、指置き方向を規制するための指置きガイド１８が配設されている。
指置きガイドは、その指置き方向に関して、互いに異なる指置き方向を備えた二つのタイプがあり、図１にはタイプ１の指置きガイド１８が、また図２にはタイプ２の指置きガイド１９が示されている。
【００１７】
指置きガイド１８は、図１において鎖線で示すように、左方から指先２０がプリズム１１の指紋採取面１１ａの上縁付近に位置するようになっている。また指置きガイド１９は、図２において鎖線で示すように、上方から指先２０がプリズム１１の指紋採取面１１ａの下縁付近に位置するようになっており、それぞれの向き，方向に応じた指の形状に沿った凹陥部を設け、指紋採取すべき指の指置き方向及び指置き位置を規制するように、形成されている。
これにより、指紋採取すべき指先２０の指置き方向及び指置き位置を、指置きガイド１８は図１に示すように順方向に、または指置きガイド１９は図２に示すように逆方向に、プリズム１１の指紋採取面１１ａの所定位置、好ましくは光源１２からの光ビームの光軸付近に規制できることになる。
【００１８】
さらに、上記指紋画像データ処理部１７は、上記指置きガイド１８，１９の指置き方向を示す方向データ（即ち、例えば指置きガイド１８，１９のタイプを示すデータ）を記録するための第二のメモリ１７ａを備えていると共に、照合用及び参照用の指紋画像データを、１８０度回転した画像データに変換できるように、構成されている。
この画像データ変換は、データ変換部等のハードウェアにより、あるいはデータ変換プログラム等のソフトウェアによって、行われる。
また、第一のメモリ１６と第二のメモリ１７ａはひとつの記憶装置に設けるようにしてもよい。
【００１９】
本実施形態による指紋照合装置１０は、以上のように構成されており、先づ参照用の指紋画像データを登録する場合には、オペレータが、指置きガイド１８，１９に対して指先２０を、図１にて斜め左下から、あるいは図２にて斜め右上から挿入すると、指先２０は、指置きガイド１８，１９の形状に基づいて、プリズム１１の指紋採取面１１ａ上にて光源１２からの光ビームの光軸付近で接触することになる。
これにより、光源１２から出射した光が、プリズム１１内に入射して指紋採取面１１ａ上の指紋で反射する。この反射光は、プリズム１１から出射してレンズ群１３を透過し、光電変換素子１４に入射する。そして、光電変換素子１４にて光電変換され、その画像信号が、一旦指紋画像データ処理部１７に入力された後、参照用の指紋画像データとして、第一のメモリである画像メモリ１６に登録される。
【００２０】
その際、指紋画像データ処理部１７は、図３のフローチャートに示すように、先づ光電変換素子１４によりステップＳＴ１で取り込まれた画像データを、ステップＳＴ２にて二値化する。その後、指紋画像データ処理部１７は、さらにステップＳＴ３にて、図４に示すように、所定の参照枠による矩形エリアの画像を抽出する。
続いて、指紋画像データ処理部１７は、ステップＳＴ４にて第二のメモリ１７ａから方向データを読み出して、ステップＳＴ５にて、当該指紋照合装置１０の指置きガイド１８，１９の方向を判別し、順方向である場合、即ちタイプ２の指置きガイド１９である場合には、そのまま画像メモリ１６に記録し、逆方向である場合、即ちタイプ１の指置きガイド１８である場合には、ステップＳＴ６にて、図４に示すように、画像データを１８０度回転した画像データに変換した後、変換画像データを画像メモリ１６に記録する。かくして、参照用の指紋画像データが、画像メモリ１６に登録されることになる。
【００２１】
指紋照合の際には、オペレータが、指置きガイド１８，１９に対して指先２０を置くことにより、同様にして、指紋採取面１１ａ上の指紋画像が、光電変換素子１４上に結像して、光電変換によって生成された照合用の指紋画像データが、指紋画像データ処理部１７を介して、画像メモリ１６に記録される。
【００２２】
その際、指紋画像データ処理部１７は、図５のフローチャートに示すように、先づステップＳＴ１１にて、画像メモリ１６から参照用の指紋画像データを読み込み、ステップＳＴ１２にて、第二のメモリ１７ａから方向データを読み出す。そして、指紋画像データ処理部１７は、ステップＳＴ１３にて、当該指紋照合装置１０の指置きガイド１８，１９の方向を判別し、逆方向である場合、即ちタイプ１の指置きガイド１８である場合には、ステップＳＴ１４にて、参照用の指紋画像データを１８０度回転した画像データに変換する。
そして、指紋画像データ処理部１７は、ステップＳＴ１５にて、照合用の指紋画像データを、図６に示すように、順方向（タイプ２）の場合には読み出した参照用の指紋画像データと、また逆方向（タイプ１）の場合には変換した指紋画像データと比較して、指紋照合を行なうようになっている。
【００２３】
この場合、指紋照合装置１０は、その指置きガイド１８，１９の指置き方向が順方向または逆方向のいずれであっても、一方の指置きガイド、例えばタイプ１の指置きガイド１８が使用されている場合には、参照用の指紋画像データの登録及び読出の際に、指紋画像データを１８０度回転して変換することによって、共通の光学系を利用し且つ共通の参照用の指紋画像データを使用することにより、指紋照合を行なうことができる。
【００２４】
図７は、図１及び図２に示した二つの指紋照合装置を制御装置を介して接続した複合型指紋照合装置の一実施形態を示している。
図７において、複合型指紋照合装置３０は、タイプ２の指置きガイド１９を備えた第一の指紋照合装置３１と、タイプ１の指置きガイド１８を備えた第二の指紋照合装置３２と、これらの指紋照合装置３１，３２をそれぞれ制御する制御装置３３とを備えている。
【００２５】
このような構成の複合型指紋照合装置３０によれば、第一の指紋照合装置３１で取り込んだ照合用の指紋画像データと第二の指紋照合装置３２に登録された参照用の指紋画像データとの照合が、第一の指紋照合装置３１で行なわれる場合、以下のようにして指紋照合が行なわれる。
即ち、先づ、制御装置３３は、第二の指紋照合装置３２の画像メモリ１６に登録された参照用の指紋画像データを、第一の指紋照合装置３１にそのまま転送する。この場合、第二の指紋照合装置３２の参照用の指紋画像データは、図３及び図４に示すようにして、１８０度回転した変換データとして登録されている。
【００２６】
これにより、第一の指紋照合装置３１において、その指紋画像データ処理部１７は、図５及び図６に示すようにして、制御装置３３によって第二の指紋照合装置３２から転送された参照用の指紋画像データを読み込むと共に、当該指紋照合装置３１の指置きガイド１８の方向データを読み込む。そして、指紋画像データ処理部１７は、タイプ２の指置きガイド１９であることを判別して、参照用の指紋画像データを１８０度回転せず、この参照用の指紋画像データと、指紋読取センサ１５により取り込んだ照合用の指紋画像データとを照合する。かくして、タイプ１の指置きガイド１８とタイプ２の指置きガイド１９が混在した複合型指紋照合装置３０において、各指紋照合装置３１，３２において、共通の参照用の指紋画像データに基づいて、指紋照合が行われることになる。
【００２７】
従って、各指紋照合装置３１，３２が、それぞれ参照用の指紋画像データを画像メモリ１６に登録しておく必要がなく、複合型指紋照合装置３０全体としての画像メモリ１６の必要容量が少なくて済み、コストが低減されることになる。
さらに、画像メモリ１６は、一つの指紋照合装置例えば指紋照合装置３２のみに備えられ、すべての参照用の指紋画像データを登録するようにしてもよく、またすべての指紋照合装置にそれぞれ小容量の画像メモリ１６が備えられていて、各指紋照合装置の画像メモリ１６に対して、参照用の指紋画像データが分散して登録されていてもよい。
【００２８】
尚、上記実施形態においては、指紋採取面１１ａを有するプリズムとして、直角プリズムが使用されているが、これに限らず、全反射による指紋の画像を得るための指紋採取面を有する他の形状のプリズムを使用できることは明らかである。
また、上記実施形態においては、複合型指紋照合装置として、二つの指紋照合装置を含む場合について説明したが、これに限らず、三つ以上の指紋照合装置を含む複合型指紋照合装置に対して本発明を適用できることは明らかである。
さらに、上記実施形態においては、複合型指紋照合装置は、各指紋照合装置が制御装置を介して互いに接続されているが、制御装置は各指紋照合装置間で参照用の指紋画像データを転送するだけであるので、制御装置を省略して、各指紋照合装置が直接に互いに接続されるようにした複合型指紋照合装置に対して、本発明を適用できることは明らかである。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、プリズムの指紋採取面に対する指置き方向にかかわらず、共通の光学系を使用すると共に、共通の指紋画像データを扱うことができるようにした、指紋照合装置及び複合型指紋照合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタイプ１の指置きガイドを備えた指紋照合装置の一実施形態の構成を示す概略側面図である。
【図２】本発明によるタイプ２の指置きガイドを備えた指紋照合装置の一実施形態の構成を示す概略側面図である。
【図３】図１及び図２の指紋照合装置における参照用の指紋画像データ登録時の指紋画像データ処理部の作用を示すフローチャートである。
【図４】図３の指紋画像データ登録の際の参照用の指紋画像データの処理を示す概略図である。
【図５】図１及び図２の指紋照合装置における指紋画像データ照合時の指紋画像データ処理部の作用を示すフローチャートである。
【図６】図５の指紋画像データ照合の際の参照用の指紋画像データの処理を示す概略図である。
【図７】本発明による二つの指紋照合装置を含む複合型指紋照合装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図８】従来の指紋照合装置の一例の全体構成を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１０・・・指紋照合装置、１１・・・直角プリズム、１１ａ・・・指紋採取面、１２・・・光源、１３・・・レンズ群、１４・・・光電変換素子（撮像素子）、１５・・・指紋読取センサ、１６・・・画像メモリ、１７・・・指紋画像データ処理部、１７ａ・・・第二のメモリ、１８・・・タイプ１の指置きガイド、１９・・・タイプ２の指置きガイド、２０・・・指先、３０・・・複合型指紋照合装置、３１，３２・・・指紋照合装置、３３・・・制御装置。

Claims

指紋採取面からの指紋画像を検出する撮像手段と、
撮像手段からの画像信号を記憶する第一のメモリとしての画像メモリと、
第一のメモリである画像メモリから読み出された画像信号に基づいて、照合用の指紋画像データを生成し、前以て前記画像メモリに登録された参照用の指紋画像データと比較して、指紋照合を行なう指紋画像データ処理部と、
前記指紋採取面上に所定の指置き方向（順方向）または逆方向での指置き位置を決める指置きガイドと
を備えており、
さらに、前記指置きガイドの指置き方向を示す方向データが前以て記録される第二のメモリを備え、
前記指紋画像データ処理部は、前記方向データが逆方向である場合に、１８０度回転した画像データに変換した後、第一のメモリとしての画像メモリに登録する構成とした
ことを特徴とする指紋照合装置。
互いに相互に接続された複数の指紋照合装置を含んでおり、
各指紋照合装置が、
指紋採取面からの指紋画像を検出する撮像手段と、
撮像手段からの画像信号を記憶する第一のメモリとしての画像メモリと、
第一のメモリである画像メモリから読み出された画像信号に基づいて、照合用の指紋画像データを生成し、前以て前記画像メモリに登録された参照用の指紋画像データと比較して、指紋照合を行なう指紋画像データ処理部と、
前記指紋採取面上に所定の指置き方向（順方向）または逆方向での指置き位置を決める指置きガイドと
を備えており、
さらに、各指紋照合装置に関して、前記指置きガイドの指置き方向を示す方向データが前以て記録される第二のメモリを備え、
前記指紋画像データ処理部は、前記方向データが逆方向である場合に、１８０度回転した画像データに変換した後、第一のメモリとしての画像メモリに登録すると共に、
一つの指紋照合装置が、そこで取り込まれた照合用の指紋画像データに関して、他の任意の指紋照合装置の画像メモリに登録された参照用の指紋画像データを読み出して、指紋照合を行なうようにした
ことを特徴とする複合型指紋照合装置。
互いに相互に接続された複数の指紋照合装置と、これらの指紋照合装置を制御する共通の一つの制御装置とを含んでおり、
各指紋照合装置が、
指紋採取面からの指紋画像を検出する撮像手段と、
撮像手段からの画像信号を記憶する第一のメモリとしての画像メモリと、
第一のメモリである画像メモリから読み出された画像信号に基づいて、照合用の指紋画像データを生成し、前以て前記画像メモリに登録された参照用の指紋画像データと比較して、指紋照合を行なう指紋画像データ処理部と、
前記指紋採取面上に所定の指置き方向（順方向）または逆方向での指置き位置を決める指置きガイドと
を備えており、
さらに、各指紋照合装置に関して、前記指置きガイドの指置き方向を示す方向データが前以て記録される第二のメモリを備え、
前記指紋画像データ処理部は、前記方向データが逆方向である場合に、１８０度回転した画像データに変換した後、第一のメモリとしての画像メモリに登録すると共に、
一つの指紋照合装置が、そこで取り込まれた照合用の指紋画像データに関して、前記制御装置を介して、他の任意の指紋照合装置の画像メモリに登録された参照用の指紋画像データを読み出して、指紋照合を行なうようにした
ことを特徴とする複合型指紋照合装置。