JP4430414B2 - 指紋照合装置 - Google Patents

Description

この発明は、指紋を読み取る時の指の位置決めを容易にした指紋照合装置に係るものである。

従来の指紋照合装置は、例えば、プリズムの反射面に指を対接し、この反射面の指紋画像を、登録指紋画像と照合するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
また、指紋の表面状態、例えば、汗や油による皮膚表面の汚れ具合によって、指とプリズムの対接面との密着度が変動して指紋画像が変化する。この変化を避けるため、開口部に指の指紋部分を晒して非接触状態で保持し、開口部の指紋を通過する光を撮像して指紋画像を得るようにしていた（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３４５３３２号公報（段落番号９〜１０、図１） 特開２００３−８５５３８号公報（段落番号１３〜１４、図１）

従来の指紋照合装置は、上記のとおり構成されており、特許文献１に記載の指紋照合装置にあっては、指はプリズム上に載置されるものの、照合する部分の指紋の位置がその都度変動する。この変動に伴って画質も変化するため、指紋の照合精度が低下する、という問題があった。
また、特許文献２に記載のものも同様であって、開口部に晒すべき指紋部分がその都度変動して画質が変化し、指紋の照合精度が低下する、という問題があった。
更に、指紋照合のタイミングが不明瞭なため、ユーザが意図していない状態で照合が行われて指紋照合の精度低下の一因になっていた、という問題もあった。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、照合する部分の指紋の位置が変動するのを抑制して、指紋の照合精度を向上させた指紋照合装置を得ることを目的とする。
また、指紋照合のタイミングの明確化を図って指紋の照合精度を向上させた指紋照合装置を得ることを目的とする。

この発明に係る指紋照合装置は、一端に指の挿入口が形成された指挿入筒と、この指挿入筒の反挿入口側に設けられた閉塞端と、上記指挿入筒の内側面に設けられて挿入された上記指の先端が上記閉塞端に当接したときに指の所定部位の指紋を露呈させる開口が形成された指置き部と、上記開口の上記挿入口側に近接して上記指挿入筒の内側面に設けられた挿入口側スイッチと、上記開口の上記閉塞端側に近接して上記指挿入筒の内側面に設けられた反挿入口側スイッチと、上記挿入口側及び反挿入口側スイッチが上記挿入された指によって共に操作されたときに、上記指置き部の上記開口を介して露呈した上記指紋を写し撮る撮像手段と、この撮像手段によって写し撮られた画像を処理する画像処理手段と、この画像処理手段によって処理された画像と予め登録されている指紋とを照合する照合手段とを設けたものである。
また、この発明に係る指紋照合装置は、指紋露呈部が開口になっている指置き部、又は上記開口に透明体が嵌着された指置き部に、指挿入筒によって指を導くようにしたものである。
更に、この発明に係る指紋照合装置は、指紋露呈部の開口にプリズムが嵌着された指置き部に、指挿入筒によって指を導くようにしたものである。

この発明は上記のとおり構成されているので、以下の効果を奏する。
この発明に係る指紋照合装置は、指挿入筒を設けて指置き部に指を導くようにしたので、指置き部に載置される指の位置は制限されて略定位置となり、指紋の照合精度を向上させることができる。
また、この発明に係る指紋照合装置は、指置き部の態様が、指紋を露呈させる開口が形成されたものであっても、又は上記開口に透明体が嵌着されたものであっても、更に上記開口にプリズムが嵌着されたものであっても、指挿入筒によって指置き部に指を導くようにしたので、指置き部に載置される指の位置は制限されて略定位置となり、指紋の照合精度を向上させることができる。
更に、この発明に係る指紋照合装置は、指置き部の開口を挟んで挿入口側と反挿入口側の双方に取り付けられたスイッチが指挿入筒に挿入された指によって共に操作されたときに作動するようにしたので、人が意図した部位の指紋を写し撮って照合することができ、照合精度を向上させることができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一符号を付し、説明の重複を省いた。
実施の形態１．
図１から図４は、この発明の実施の形態１を示す。図１は、指紋照合装置の外観を示す斜視図である。本体１の前面２には、指４を挿入する挿入口３ａが形成されている。この挿入口３ａを一端として内側へ向けて指挿入筒３が横設されている。また、前面２には、挿入口３ａへの指４の挿入を促す載置指示ランプ１６と、挿入された指の指紋が予め登録されている指紋と一致したときに点灯するＯＫランプ１７と、挿入された指の指紋が予め登録されている指紋と一致しなかったときに点灯するＮＧランプ１８が、それぞれ取り付けられている。

図２は、指挿入筒３が横設されている部分の本体１の縦断面図で、制御回路のブロック図を併せて示す。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を矢視した断面図である。
図２において、指挿入筒３の反挿入口側の端部は閉塞端３ｅになっていて、挿入された指４´の先端が当接するようになっている。閉塞端３ｅに当接したときに指４´の指紋渦が対接する部分の指挿入筒３の内側面は切り欠かれていて、図３に示したとおり、下部開口３ｄが形成されている。このため、指４´の指紋渦部位は下部開口３ｄを介して露呈される。下部開口３ｅに対向する上側の内側面も切り欠かれて上部開口３ｃが形成されている。この上部開口３ｃの上位には光源５が取り付けられていて、上部開口３ｃを介して指４´の反指紋側を平行光線で直射し、指４´を透過させて透過光５ａを下部開口３ｅから指挿入筒３の下方へ通過させる。
ここで、指挿入筒３の反挿入口側の端部に設けられて挿入された指４´の指紋渦部位の指紋を露呈させる下部開口３ｅが形成された部分は指置き部を構成する。

透過光５ａは、レンズ７によって集光されてＣＣＤからなる撮像手段８に、下部開口３ｅを介して露呈された指４´の指紋を描き出す。撮像手段８は描き出された指４´の指紋を写し撮る。写し撮られた指紋の画像は、画像処理手段１１によってＡＤ変換され、更にノイズ除去及び輪郭強調等の前処理が行われる。前処理された画像の所定範囲内に指紋渦が含まれていることが指紋渦検出手段１２によって検出されると、照合画像生成手段１３によって照合に供すべき部分の指紋が生成される。この生成により載置指示ランプ１６が消灯する。生成された照合対象の指紋は、照合手段１５によって登録指紋記憶手段１４に予め登録されている指紋と照合される。照合対象の指紋が予め登録されている指紋と一致するとＯＫランプ１７が点灯する。一致しなかったときはＮＧランプ１８が点灯して照合結果を知らせる。なお、画像処理手段１１、指紋渦検出手段１２、照合画像生成手段１３、登録指紋記憶手段１４及び照合手段１５は、指紋画像を処理する信号処理部２１を構成する。

図４は、指紋照合装置の動作を示す流れ図である。初期状態として、指挿入筒３には、指４は挿入されておらず、載置指示ランプ１６は点灯しているものとする。また、撮像手段８は、指置き部、即ち下部開口３ｅ部の画像を常時読み取っているものとする。
手順Ｓ１１で、撮像手段８が下部開口３ｄ部の画像を撮像する。手順Ｓ１２で、撮像された画像内に指紋渦が検出され、かつ、その指紋渦が所定の範囲内にあるか調べる。所定範囲内に指紋渦が検出されなかった場合は、手順Ｓ１１と手順Ｓ１２の処理を繰り返す。手順Ｓ１２で所定範囲内に指紋渦が検出された場合は、手順Ｓ１３へ移り、照合に供すべき部分の指紋が生成される。手順Ｓ１４で載置指示ランプ１６を消灯させる。この消灯によって被検査者は、所定位置に指４が載置されたことを知得することができる。手順Ｓ１５で生成された検査対象の指紋と予め登録されている指紋とが照合される。手順Ｓ１６で、両指紋が一致していると判断された場合は手順Ｓ１７へ移り、ＯＫランプ１７を点灯させて、その旨を被検査者に知らせる。手順Ｓ１６で検査対象の指紋と予め登録されている指紋とが一致していない場合は手順Ｓ１８へ移り、ＮＧランプ１８を点灯させて、その旨を被検査者に知らせて処理を終わる。

上記実施の形態１によれば、指挿入筒３を設けて下部開口３ｄからなる指置き部に指４を導くようにしたので、指置き部に載置される指４の位置は制限されて略定位置となり、指紋渦を所定範囲内に収めることができる。このため、照合対象部分の指紋を的確に撮像することができ、照合精度を向上させることができる。
また、被検査者は指４が下部開口３ｄに達したことにより、更には指挿入筒３の閉塞端３ｅに当接したことにより、指４が指置き部に載置されたことを容易に知得することができ、延いては照合精度を向上させることができる。
更に、この発明に係る指紋照合装置は、指置き部の画像から指紋渦が所定範囲内に検出されると照合動作を開始するようにしたので、対象外の部位の指紋が照合対象になることはない。このため、指紋の照合精度を向上させることができる。

実施の形態２．
図５及び図６は、この発明の実施の形態２を示す。この実施の形態２は、起動スイッチ３１の操作によって指紋照合装置を起動させるようにしたものである。
図５は、指紋照合装置の外観を示す斜視図である。即ち、本体１の前面２には、挿入口３ａの周辺に操作部を露出させた起動スイッチ３１が取り付けられている。この起動スイッチ３１が人為操作されると、撮像手段８に指置き部の画像の読取りを開始させるようにしたものである。なお、信号処理部２１は、図２に示したものと同じである。

図６は、指紋照合装置の動作を示す流れ図である。初期状態として、指挿入筒３には、指４は挿入されておらず、載置指示ランプ１６は点灯しているものとする。
手順Ｓ２１で、被検査者が、自身の指４を指置き部に載置したものと判断して起動スイッチ３１を操作すると、手順Ｓ２２へ移り、撮像手段８が下部開口３ｄ部の画像を撮像する。手順Ｓ２３で、撮像された画像内に指紋渦が検出され、かつ、その指紋渦が所定の範囲内にあるか調べる。所定範囲内に指紋渦が検出されなかった場合は、手順Ｓ２２と手順Ｓ２３の処理が繰り返される。手順Ｓ２３で所定範囲内に指紋渦が検出された場合は、手順Ｓ２４へ移る。この手順Ｓ２４は、図４の手順Ｓ１３から手順Ｓ１８と同じ処理からなり、説明を省略する。

上記実施の形態２によれば、被検査者の意図に基づいて起動スイッチ３１が被検査者によって操作されると、撮像手段８に指置き部の画像の撮像を開始させて指紋を照合させるようにしたので、被検査者が意図した部位の指紋を写し撮って照合させることができる。このため、照合対象部分の指紋を的確に撮像することができ、照合精度を向上させることができる。

実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３を示し、指挿入筒３が横設されている部分の本体１の縦断面図である。この実施の形態３も実施の形態２と同様に、起動スイッチ３２の操作によって指紋照合装置を起動させるようにしたものである。
特に起動スイッチ３２は指置き部の下部開口３ｄよりも反挿入口側であって、指挿入筒３の閉塞端３ｅに取り付けられて挿入された指４´の先端部によって操作されて作動するようにしたものである。動作の詳細は図６に示したものと同じである。

上記実施の形態３によれば、被検査者の指４´が指置き部の下部開口３ｄ部位まで挿入されたときに、起動スイッチ３２が指４´の先端部によって操作されて作動するようにしたので、照合対象部分の指紋を的確に撮像することができ、照合精度を向上させることができる。

実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４を示し、指挿入筒３が横設されている部分の本体１の縦断面図である。この実施の形態４も実施の形態２と同様であって、起動スイッチ３３の操作によって指紋照合装置を起動させるようにしたものである。特に起動スイッチ３３を、指置き部の下部開口３ｄを挟んで挿入口３ａ側に取り付けられたスイッチ３３ａと反挿入口側に取り付けられたスイッチ３３ｂとＡＮＤ素子３３ｃで構成し、スイッチ３３ａ、３３ｂの双方が作動したときにＡＮＤ素子３３ｃから有意信号が出力されて信号処理部２１を作動させるようにしたものである。動作の詳細は図６に示したものと同じである。

上記実施の形態４によれば、起動スイッチ３３を、指置き部の下部開口３ｄを挟んで挿入口３ａ側と反挿入口側の双方に取り付けられたスイッチ３３ａ、３３ｂが指挿入筒３に挿入された指４´によって共に操作されたときに作動するようにしたので、指挿入筒３内の指４´の位置を更に規制して照合対象部分の指紋を的確に撮像することができ、照合精度を向上させることができる。

実施の形態５．
図９から図１１は、この発明の実施の形態５を示し、図９は指挿入筒２３が横設されている部分の本体１の縦断面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面を矢視した縦断面図、図１１は図９のＸＩ−ＸＩ線断面を矢視した縦断面図である。この実施の形態５は、指置き部の開口に透明体を嵌着したものである。
即ち、指挿入筒２３の内側内面を一部分平面にして平面状内面２３ｂとし、この平面状内面２３ｂを下側にして本体１内に横設すると共に、指置き部の下部開口２３ｄに透明体からなる載置板６を嵌着し、上面を平面状内面２３ｂと同一面として挿入された指４´の指紋側が対接する対接部６ａを構成したものである。
なお、挿入口２３ａ、上部開口２３ｃ、下部開口２３ｄ及び閉塞端２３ｅは、いずれも図２に示した各部と同じ構成であり、説明を省略する。また、動作の詳細は図４に示したものと同じである。

上記実施の形態５によっても、指置き部に載置される指４´の位置は制限されて略定位置となり、指紋の照合精度を向上させることができる。特に、指挿入筒３の内側内面の一部を平面状内面３ｂとしたので、筒内において指４´を載置すべき位置が更に明確になると共に、指置き部に載置板６を嵌着して指４´を押接する対接部６ａを設けたので、指紋の画像を撮像手段８上に明瞭に映し出すことができる。

実施の形態６．
図１２は、この発明の実施の形態６を示し、指挿入筒２４が横設されている部分の本体１の縦断面図である。この実施の形態６は、指置き部の開口にプリズムを嵌着したものである。
即ち、指挿入筒２４の内側内面を一部分平面にして平面状内面２４ｂとし、この平面状内面２４ｂを下側にして本体１内に横設すると共に、指置き部の下部開口２４ｄに反射面を指挿入筒２４の内側へ向けたプリズム２６を嵌着し、上記反射面を平面状内面２４ｂと同一面として挿入された指４´の指紋側が対接する対接部２６ａにしたものである。
なお、挿入口２４ａ、下部開口２４ｄ及び閉塞端２４ｅは、いずれも図２に示した各部と同じ構成であり、説明を省略する。また、図２の上部開口３ｃに相当する部分の内側面は切り欠かれずに閉塞されたままである。
光源５は、指挿入筒２４の下側に取り付けられていてプリズム２６を斜め下側から照射し、撮像手段８はプリズム２６の反射面、即ち対接部２６ａで反射された反射光を受光して指４´の指紋を写し撮る。動作は図４に示したものと同じである。

上記実施の形態６によっても、実施の形態５と同様に、指置き部に載置される指４´の位置は制限されて略定位置となるので、指紋の照合精度を向上させることができる。特に、指置き部にプリズム２６を嵌着して反射面を指４´を押接する対接部２６ａとしたので、指紋の画像を撮像手段８上に明瞭に映し出すことができると共に、実施の形態１〜５における上部から指４´を照射する場合に加えて、多様な照射態様に対応することができる。

この発明の実施の形態１における指紋照合装置の外観を示す斜視図。 この発明の実施の形態１における指紋照合装置の指挿入筒３が横設されている部分の本体１の縦断面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を矢視した断面図。 この発明の実施の形態１における指紋照合装置の動作を示す流れ図。 この発明の実施の形態２における指紋照合装置の外観を示す斜視図。 この発明の実施の形態２における指紋照合装置の動作を示す流れ図。 この発明の実施の形態３における指紋照合装置の指挿入筒３が横設されている部分の本体１の縦断面図。 この発明の実施の形態４における指紋照合装置の指挿入筒３が横設されている部分の本体１の縦断面図。 この発明の実施の形態５における指紋照合装置の指挿入筒２３が横設されている部分の本体１の縦断面図。 図９のＸ−Ｘ線断面を矢視した縦断面図。 図９のＸＩ−ＸＩ線断面を矢視した縦断面図。 この発明の実施の形態６における指紋照合装置の指挿入筒２４が横設されている部分の本体１の縦断面図。

符号の説明

１ 本体、 ２ 前面、 ３ 指挿入筒、 ３ａ 挿入口、 ３ｃ 上部開口、 ３ｄ 下部開口、 ３ｅ 閉塞端、 ４ 指、 ５ 光源、 ６ 載置板、 ６ａ 対接部、 ７ レンズ、 ８ 撮像手段、 １１ 画像処理手段、 １２ 指紋渦検出手段、 １３ 照合画像生成手段、 １４ 登録指紋記憶手段、 １５ 照合手段、 １６ 載置指示ランプ、 １７ ＯＫランプ、 １８ ＮＧランプ、 ２１ 信号処理部、 ２３ 指挿入筒、 ２３ａ 挿入口、 ２３ｂ 平面状内面、 ２３ｃ 上部開口、 ２３ｄ 下部開口、 ２３ｅ 閉塞端、 ２４ 指挿入筒、 ２４ａ 挿入口、 ２４ｂ 平面状内面、 ２４ｄ 下部開口、 ２４ｅ 閉塞端、 ２６ プリズム、 ２６ａ 対接部、 ３１ 起動スイッチ、 ３２ 起動スイッチ、 ３３ 起動スイッチ。

Claims (4)

1. 一端に指の挿入口が形成された指挿入筒と、
   この指挿入筒の反挿入口側に設けられた閉塞端と、
   上記指挿入筒の内側面に設けられて挿入された上記指の先端が上記閉塞端に当接したときに上記指の所定部位の指紋を露呈させる開口が形成された指置き部と、
   上記開口の上記挿入口側に近接して上記指挿入筒の内側面に設けられた挿入口側スイッチと、
   上記開口の上記閉塞端側に近接して上記指挿入筒の内側面に設けられた反挿入口側スイッチと、
   上記挿入口側及び反挿入口側スイッチが上記挿入された指によって共に操作されたときに、上記指置き部の上記開口を介して露呈した上記指紋を写し撮る撮像手段と、
   この撮像手段によって写し撮られた画像を処理する画像処理手段と、
   この画像処理手段によって処理された画像と予め登録されている指紋とを照合する照合手段とを備えた指紋照合装置。
2. 指置き部を、指紋を露呈させる開口に加えて反指紋側にも開口が形成されたものとし、撮像手段を、上記反指紋側の上記開口を介して照射されて指を透過した光を上記指紋側の上記開口を介して受光して上記指紋を写し撮るものとした請求項１に記載の指紋照合装置。
3. 指置き部の開口に透明体を嵌着したことを特徴とする請求項２に記載の指紋照合装置。
4. 指置き部の開口に反射面を上記指挿入筒の内側へ向けたプリズムが嵌着されて指の所定部位の指紋が上記プリズムの上記反射面に対接されるものとし、撮像手段を、指紋側から上記プリズムを照射して上記反射面で反射された反射光を受光して上記指紋を写し撮るものとした請求項１に記載の指紋照合装置。

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