JP6795096B2 - 指紋読取装置及び指紋読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、指紋読取装置及び指紋読取方法に関する。

指紋は、個人によって異なるという万人不同性を有するとともに、一生変化することがないという終生不変性を有している。このため、指紋は、個人の識別が必要となる場面において広く利用されるに至っている。

上記のような指紋を読み取る装置としては、光学式、静電容量式等の装置が知られている（特許文献１〜４）。例えば、光学式の装置では、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の二次元のイメージセンサにより指紋が撮像されて読み取られる。

イメージセンサを用いて指紋を撮像する光学式の装置のなかでも、透過光型の指紋入力装置が注目されている（特許文献１〜３参照）。透過光型の指紋入力装置では、光源からの光を指内に入れ、指内で散乱させて、再び指の表面から外に出てくる光を利用して指紋の像を結像させている。

国際公開第２０１７／０４７０９０号 国際公開第２０１７／０４７０９１号 国際公開第２０１７／０４７０９２号 特開２００５−１８２４７４号公報

上述のように、各種の方式により指紋を読み取る場合、指紋を読み取る指は、一般的に、イメージセンサ等の方式に応じた読取センサ上の読取面に指が載置されて指紋が読み取られる。この場合において、例えば、湿潤状態の指、保水能力の高い指や、新生児や乳幼児の指のように比較的に柔らかい指は、読取面への指の載置の仕方によっては大きく弾性変形することがある。大きな弾性変形が生じている指では、指紋を適切に読み取ることは困難であるため、個人の識別等に利用しうる高品質の指紋画像を取得することは困難である。

例えば、握られた手の指の間に指紋読取装置の読取面を滑り込ませて指をセンサ面に接触させた場合、センサ面に接触した指は、比較的に柔らかいと、読取面が滑り込む方向に受ける力その他の力により容易に大きく弾性変形しうる。

本発明の目的は、比較的に柔らかく容易に大きく弾性変形しうる指の指紋を読み取る場合であっても、指紋を適切に読み取ることができる指紋読取装置及び指紋読取方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、指が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記指が接触する第１の位置と、前記載置部に載置された前記指が離れる第２の位置との間で移動可能に前記載置部に設けられた読取面と、前記読取面を、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる駆動部と、前記第１の位置に位置する前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取る読取部とを有し、前記駆動部が、前記第１の位置で前記指に接触する前記読取面を、前記第２の位置に移動させ、さらに前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、前記読取部が、前記第２の位置から前記第１の位置に移動した前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取ることを特徴とする指紋読取装置が提供される。

本発明の他の観点によれば、載置部に載置された指が接触する第１の位置と、前記載置部に載置された前記指が離れる第２の位置との間で移動可能に前記載置部に設けられた読取面に接触する前記指の指紋を読み取る指紋読取方法であって、前記読取面が前記第１の位置に位置する前記載置部に前記指を載置し、前記第１の位置で前記指に接触する前記読取面を、前記第２の位置に移動させ、さらに前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、前記第２の位置から前記第１の位置に移動した前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取ることを特徴とする指紋読取方法が提供される。

本発明によれば、比較的に柔らかく容易に大きく弾性変形しうる指の指紋を読み取る場合であっても、指紋を適切に読み取ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態による指紋読取システムを示す概略図である。 図２は、本発明の第１実施形態による指紋読取装置を示す平面図である。 図３は、本発明の第１実施形態による指紋読取装置を示す縦断面図である。 図４は、本発明の第１実施形態による指紋読取装置を示す横断面図である。 図５Ａは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置におけるセンサ駆動部の一例を示す概略図である。 図５Ｂは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置におけるセンサ駆動部の一例を示す概略図である。 図６は、本発明の第１実施形態による指紋読取装置を用いて対象者の指の指紋を読み取る様子を示す概略図である。 図７は、本発明の第１実施形態による指紋読取装置を示すブロック図である。 図８は、本発明の第１実施形態による画像処理装置を示すブロック図である。 図９Ａは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図９Ｂは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図９Ｃは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図１０Ａは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置により指紋を読み取る際に指紋の変形が低減される原理を説明する概略図である。 図１０Ｂは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置により指紋を読み取る際に指紋の変形が低減される原理を説明する概略図である。 図１０Ｃは、本発明の第１実施形態による指紋読取装置により指紋を読み取る際に指紋の変形が低減される原理を説明する概略図である。 図１１は、本発明の第２実施形態による指紋読取装置を示す平面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態による指紋読取装置を示す縦断面図である。 図１３Ａは、本発明の第２実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図１３Ｂは、本発明の第２実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図１３Ｃは、本発明の第２実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図１４は、本発明の第３実施形態による指紋読取装置を示す平面図である。 図１５は、本発明の第３実施形態による指紋読取装置を示す縦断面図である。 図１６Ａは、本発明の第３実施形態による指紋読取装置におけるセンサ駆動部の一例を示す概略図である。 図１６Ｂは、本発明の第３実施形態による指紋読取装置におけるセンサ駆動部の一例を示す概略図である。 図１７Ａは、本発明の第３実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図１７Ｂは、本発明の第３実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図１７Ｃは、本発明の第３実施形態による指紋読取装置の動作を説明する概略図である。 図１８は、本発明の第４実施形態による指紋読取装置を示す平面図である。 図１９は、本発明の第５実施形態による指紋読取装置を示す平面図である。 図２０は、本発明の第６実施形態による指紋読取装置を示す横断面図である。 図２１は、本発明の第７実施形態による指紋読取装置を示す横断面図である。 図２２は、本発明の第８実施形態による指紋読取装置及び画像処理装置の動作を示すフローチャートである。 図２３は、本発明の他の実施形態による指紋読取装置の機能構成を示すブロック図である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図１乃至図１０Ｃを用いて説明する。

はじめに、本実施形態による指紋読取装置を含む指紋読取システムの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による指紋読取システムの全体構成を示す概略図である。

図１に示すように、本実施形態による指紋読取システム１は、対象者の指紋を撮像して読み取る指紋読取装置１０と、指紋読取装置１０により読み取られた指紋の画像である指紋画像に対して表示、記録等の処理を行う画像処理装置２０とを有している。指紋読取装置１０は、対象者の指が載置される載置部１０２と、使用時にユーザにより把持される把持部１０４とを有している。載置部１０２には、載置部１０２に載置された指が接触するセンサ面１１８が設けられている。指紋読取装置１０は、通信ケーブル３０を介して画像処理装置２０に通信可能に接続されている。なお、指紋読取装置１０は、通信ケーブル３０による有線方式に代えて、無線方式により画像処理装置２０に通信可能に接続されてもよい。

本実施形態による指紋読取装置１０は、例えば、新生児、乳児及び幼児を、指紋を読み取るべき対象者とするものである。新生児、乳児及び幼児、特に新生児の指は、大人の指と比較して、水分比率が高いために柔らかく、大人の指と比較して容易に大きく弾性変形しうる。本実施形態による指紋読取装置１０は、後述するように、新生児、乳児及び幼児の指のように、水分比率が高いために比較的に柔らかく容易に大きく弾性変形しうる指の場合であっても、指紋を適切に読み取ることができる。なお、新生児、乳児、幼児等は、自ら単独では指紋の撮像が不可能又は困難である。このように自ら単独では指紋の撮像が不可能又は困難である対象者の指紋を読み取るべき場合、後述するように、装置の操作が可能な成年者等がユーザとなり、ユーザが、対象者の指紋の読み取りを行うことになる。

指紋読取装置１０は、二次元イメージセンサを用いて指紋画像を撮像して指紋を読み取る光学式の指紋スキャナである。指紋読取装置１０は、例えば、対象者の左手及び右手それぞれの親指、人差し指、中指、薬指、及び小指の合計１０本の指のうちのいずれか１本の指の指紋画像を撮像することができる。また、指紋読取装置１０は、手の指のみならず、左足及び右足それぞれの第一趾、第二趾、第三趾、第四趾、及び第五趾の合計１０本の趾のうちのいずれか１本の足の指（趾）紋画像を撮像することもできる。

例えば新生児、乳児又は幼児が対象者である場合、指紋読取装置１０を用い、１人の対象者について複数の指趾について指紋を撮像し、これら複数の指の指紋画像を個人の識別の用に供することができる。この場合、例えば、１人の対象者について、左手の親指、右手の親指、左足の第一趾、及び右足の第一趾について順次指紋を撮像することができる。

以下、本実施形態による指紋読取装置１０の具体的な構成についてさらに図２乃至図７を用いて説明する。図２は、本実施形態による指紋読取装置１０を示す平面図であり、指紋読取装置１０の表裏面のうちの表面側から見た平面を示している。図３は、本実施形態による指紋読取装置１０を示す縦断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面を示している。図４は、本実施形態による指紋読取装置１０を示す横断面図であり、図２のＢ−Ｂ線に沿った横断面を示している。図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態による指紋読取装置１０におけるセンサ駆動部の一例を示す概略図である。図６は、本実施形態による指紋読取装置１０を用いて対象者の指の指紋を読み取る様子を示す概略図である。図７は、本実施形態による指紋読取装置１０を示すブロック図である。なお、第１実施形態及びその後の実施形態において参照する各図において、各部材の縮尺は必ずしも一定ではなく、説明の便宜上、誇張して描かれている場合がある。

図２乃至図４に示すように、本実施形態による指紋読取装置１０は、筐体１０６と、イメージセンサ１０８と、センサカバー１１０と、一対の側方光源１１２と、センサ駆動部１１４と、制御回路１１６とを有している。

筐体１０６は、上下方向に扁平した薄型で略直方体状の外形を有する中空のものであり、長手方向を前後方向としている。筐体１０６は、例えば樹脂製のものである。筐体１０６の長手方向に沿った前側部分及び後側部分のうち、前側部分が載置部１０２、後側部分が把持部１０４になっている。載置部１０２の前端部分は、裏面側から表面側に向かって傾斜するテーパ形状を有している。なお、筐体１０６の外形は、扁平した略直方体状の外形に限定されるものではなく、あらゆる形状を採用することができる。

イメージセンサ１０８は、載置部１０２の筐体１０６内に設けられている。イメージセンサ１０８は、その撮像面を筐体１０６の外側に向けるように配置されている。イメージセンサ１０８の撮像面には、センサカバー１１０が設けられている。

センサカバー１１０の表面は、指紋を読み取るべき対象者の指の腹が載置されて接触する読取面であるセンサ面１１８になっている。センサカバー１１０は、近赤外光を透過する材質の板状部材で構成されており、例えば保護ガラスで構成されている。これにより、後述するように一対の側方光源１１２から放射されてセンサカバー１１０上の指内に入射し、指内で散乱した後に指の腹側から放射される近赤外光がイメージセンサ１０８に入射するようになっている。

イメージセンサ１０８の撮像面は、指紋を撮像する対象となる指（趾）の腹よりも広い面積を有する矩形状の平面形状を有している。イメージセンサ１０８は、後述の撮像位置で、矩形状の平面形状の長手方向が、筐体１０６の前後方向に沿うように配置されている。なお、イメージセンサ１０８の平面形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。また、イメージセンサ１０８の裏面には、イメージセンサ１０８を冷却するための金属等からなるヒートシンクが設けられていてもよい。

イメージセンサ１０８は、指の指紋を読み取る読取部として機能する。イメージセンサ１０８は、後述するように、センサカバー１１０のセンサ面１１８に接触する指の腹から放射されてセンサカバー１１０を透過した近赤外光を撮像面で受光することにより、指の指紋を撮像して読み取るように構成されている。イメージセンサ１０８は、二次元イメージセンサであり、例えばＣＭＯＳイメージセンサである。また、イメージセンサ１０８として、ＣＭＯＳイメージセンサのほか、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いることもできる。イメージセンサ１０８の画素密度及び画素数は、特に限定されるものではないが、新生児、乳児、及び幼児等の指紋を撮像する場合を考慮すると、例えば１０００ｐｐｉ以上のように高い密度で画素数が多いことが好ましい。具体的には、イメージセンサ１０８としては、例えば、サイズが幅２０ｍｍ、長さ３０ｍｍであり、画素密度が１２７０ｐｐｉである大型かつ高画素密度の画素数の多いＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。

イメージセンサ１０８の前端部は、ヒンジ部１２０を介して、筐体１０６における載置部１０２前端の天板に取り付けられている。ヒンジ部１２０は、筐体１０６における載置部１０２の幅方向に沿った揺動軸を含んでいる。なお、イメージセンサ１０８の前側や前端部は、指紋読取装置１０における端部、すなわち載置部１０２における把持部１０４とは反対側の端部を示す。また、イメージセンサ１０８の後側や後端部は、指紋読取装置１０における中央部、すなわち載置部１０２における把持部１０４側の端部を示す。

イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、載置部１０２前側の端部に位置するヒンジ部１２０の揺動軸を支点として揺動可能に設けられている。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、第１の位置である撮像位置と、撮像位置よりも筐体１０６内に位置する第２の位置である退避位置との間を移動可能になっている。

撮像位置において、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、センサカバー１１０のセンサ面１１８が載置部１０２の上下方向に垂直になるように配置される。また、撮像位置に位置するイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、載置部１０２内を密閉している。一方、退避位置において、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、センサカバー１１０のセンサ面１１８が載置部１０２の後側斜め上方を向くように傾斜して配置される。

イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、センサ駆動部１１４により駆動されて、撮像位置と退避位置との間を移動する。撮像位置において、センサ面１１８は、載置部１０２に載置された指の腹に接触する。一方、退避位置において、センサ面１１８は、載置部１０２に載置された指の腹が離れる。

図３では、撮像位置におけるイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を実線で示し、退避位置におけるイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を一点鎖線で示している。図示するように、撮像位置におけるセンサカバー１１０のセンサ面１１８は、載置部１０２の上下方向に垂直であり、把持部１０４の表面とほぼ段差のない面一になっている。一方、退避位置におけるセンサカバー１１０のセンサ面１１８は、載置部１０２の前側から後側に向かうに従って、筐体１０６の内側に入り込むように傾斜している。

筐体１０６の載置部１０２におけるセンサ面１１８の両側の領域上には、一対の側方光源１１２が設けられている。一対の側方光源１１２は、それぞれ、筐体１０６の長手方向である載置部１０２の前後方向に沿って延在するように設けられた線状光源である。一対の側方光源１１２は、センサ面１１８の、載置部１０２の幅方向に対向する端部の両側に設けられ、センサ面１１８を介して載置部１０２の幅方向に互いに対向している。一対の側方光源１１２は、載置部１０２のセンサ面１１８上に載置された指に近赤外光を照射する光源である。

各側方光源１１２は、複数の近赤外ＬＥＤ１２２と、複数の近赤外ＬＥＤ１２２を覆うように形成された導光部１２４とを有している。各側方光源１１２において、複数の近赤外ＬＥＤ１２２は、載置部１０２の前後方向に沿って一列に並ぶように配置されている。一列に配置された複数の近赤外ＬＥＤ１２２は、載置部１０２の前後方向に沿って設けられた導光部１２４により覆われている。

複数の近赤外ＬＥＤ１２２は、それぞれ、線状光源を構成する単位光源であり、例えば波長８２０〜９８０ｎｍの近赤外光を出射する。各近赤外ＬＥＤ１２２は、筐体１０６の上下方向において、撮像位置におけるセンサ面１１８と同じ高さ又は撮像位置におけるセンサ面１１８よりも高い高さに設けられている。また、各近赤外ＬＥＤ１２２は、撮像位置におけるセンサ面１１８の中央上方をその光軸が向くように傾斜して配置されている。各近赤外ＬＥＤ１２２は、センサ面１１８に対する光軸の角度が例えば０度よりも大きく９０度よりも小さくなるように傾斜して配置されている。

こうして各近赤外ＬＥＤ１２２が傾斜して配置されていることにより、線状光源である各側方光源１１２は、その光軸が撮像位置に位置するセンサ面１１８の内側に向かって傾斜し、その光軸がセンサ面１１８の中央上方を向くように構成されている。各側方光源１１２は、例えばセンサ面１１８に対する光軸の角度が例えば０度よりも大きく９０度よりも小さくなっている。このように各側方光源１１２の光軸がセンサ面１１８の内側に向かって傾斜していることにより、各側方光源１１２は、十分な光量の近赤外光を、載置部１０２のセンサ面１１８上に載置された指に照射することができる。

導光部１２４は、例えばシリコーン等の透光性樹脂その他の透光性材料から構成されている。なお、導光部１２４を構成する透光性材料は、複数の近赤外ＬＥＤ１２２が出射する近赤外光に対して透光性を有するものであれば特に限定されるものではなく、種々の透光性材料を用いることができる。

導光部１２４は、載置部１０２の前後方向に沿って一列に並んだ複数の単位光源である複数の近赤外ＬＥＤ１２２を覆うように、載置部１０２の前後方向に沿って形成されている。複数の近赤外ＬＥＤ１２２を覆う導光部１２４は、その複数の近赤外ＬＥＤ１２２から出射された近赤外光を拡散しつつ導光して、載置部１０２のセンサ面１１８上に載置された指に向けて出射する。

導光部１２４は、畝状の突出部１２６と、突出部１２６と一体的に形成された裾野状の縁端部１２８とを有している。突出部１２６は、複数の近赤外ＬＥＤ１２２を覆って載置部１０２の上方に突出するように畝状に形成されている。縁端部１２８は、突出部１２６のセンサ面１１８の側に、突出部１２６から連続的にセンサ面１１８側に延在するように突出部１２６と一体的に裾野状に形成されている。縁端部１２８は、載置部１０２の上下方向の高さが突出部１２６よりも低く、センサ面１１８側に向かうに従って徐々にその高さが低くなっている。

突出部１２６は、例えば、センサ面１１８とは反対の側である載置部１０２上方の側に凸の表面を有している。一方、縁端部１２８は、例えば、センサ面１１８の側である載置部１０２下方の側に凸の表面を有している。

導光部１２４は、センサ面１１８の端部上まで部分的に張り出して延在するように形成されている。より具体的には、導光部１２４において、突出部１２６の縁端部１２８側の一部及び縁端部１２８が、センサ面１１８の端部上に張り出してセンサ面１１８の端部上に位置している。このように一部が張り出した導光部１２４は、そのセンサ面１１８側の表面が、センサ面１１８上の指のセンサ面１１８側の表面に接触するように構成されている。こうして、導光部１２４は、センサ面１１８の端部上まで部分的に張り出して延在するように形成されていることで、載置部１０２に載置された指を支持可能に構成されている。

突出部１２６の縁端部１２８側の一部及び縁端部１２８が張り出してセンサ面１１８の端部上に位置する幅である張り出し幅は、載置部１０２の前後方向にわたって一定になっている。突出部１２６の縁端部１２８側の一部及び縁端部１２８の張り出し幅は、特に限定されるものではなく、対象者となる年齢層の指の大きさ等に応じて適宜設定することができる。例えば、新生児を対象者とする場合、幅２０ｍｍのイメージセンサ１０８に対して、その両側の導光部１２４は、それぞれ、突出部１２６の縁端部１２８側の一部及び縁端部１２８の張り出し幅が５ｍｍになるように構成することができる。この場合、両側の縁端部１２８の間に露出するセンサ面１１８の幅は１０ｍｍとなる。

導光部１２４のセンサ面１１８の端部上に張り出して位置する部分である突出部１２６の一部及び縁端部１２８のセンサ面１１８側の下面には、遮光部１３０が設けられている。遮光部１３０が設けられた突出部１２６の一部及び縁端部１２８のセンサ面１１８側の下面は、撮像位置におけるセンサ面１１８に平行な平坦な面になっている。

遮光部１３０は、近赤外ＬＥＤ１２２から出射された近赤外光が、突出部１２６及び縁端部１２８から指を介さずに直接イメージセンサ１０８に入射することを防止するために設けられている。指を介さずに直接イメージセンサ１０８に近赤外光が入射することを遮光部１３０により防止することにより、ノイズ光を低減してさらに高品質の指紋画像を取得することができる。なお、遮光部１３０は、遮光部１３０に入射する近赤外光を反射することにより近赤外光を遮光する反射型のものであってもよいし、遮光部１３０に入射する近赤外光を吸収することにより近赤外光を遮光する吸収型のものであってもよい。遮光部１３０としては、このように近赤外光を反射又は吸収することにより近赤外光を遮光する遮光材料からなるフィルム、箔、シートその他の遮光部材を用いることができる。

本実施形態による指紋読取装置１０において、導光部１２４では、突出部１２６のみならず、突出部１２６よりもセンサ面１１８に近い縁端部１２８から、センサ面１１８上の指に向けて近赤外光を照射することができる。さらに、縁端部１２８又は縁端部１２８及び突出部１２６は、センサ面１１８に載置された指のセンサ面１１８側の表面に接触する。このような縁端部１２８により、センサ面１１８上の指の中に入射する近赤外光の光量を増大させることができる。したがって、本実施形態によれば、コントラストの高い高品質の指紋画像を取得することができる。

また、各側方光源１１２における導光部１２４は、上述のように複数の近赤外ＬＥＤ１２２から出射された近赤外光を導光するのみならず、載置部１０２のセンサ面１１８上に載置された指を支持可能に構成された支持部として機能する。すなわち、導光部１２４において、センサ面１１８の端部上に張り出して位置する突出部１２６の一部及び縁端部１２８は、図４に示すように、センサ面１１８上の指Ｆのセンサ面１１８側の表面に接触して指Ｆをセンサ面１１８側から支持するようになっている。このような導光部１２４が設けられていることにより、指紋を撮像すべき指を安定して支持して、センサ面１１８に対する指の位置ずれを抑制、さらには防止することができる。

特に、本実施形態による指紋読取装置１０は、上述のようにイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が撮像位置と退避位置との間で移動する構成になっている。このような構成において、突出部１２６の一部及び縁端部１２８が、指Ｆのセンサ面１１８側の表面に接触して指Ｆをセンサ面１１８側から支持する。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の移動に起因する指Ｆの位置ずれを抑制、さらには防止することができる。例えば、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が撮像位置から退避位置に移動した場合であっても、その移動に伴う指Ｆの位置ずれを抑制、さらには防止することができる。

イメージセンサ１０８は、撮像位置において、センサ面１１８に載置された指の指紋を撮像して読み取る。ここで、センサ駆動部１１４は、後述するように、撮像位置において指に接触するセンサ面１１８を、撮像位置から退避位置に移動させ、さらに退避位置から撮像位置に移動させて復帰させる。この場合において、イメージセンサ１０８は、退避位置から撮像位置に復帰したセンサ面１１８に接触する指の指紋を撮像して読み取る。

イメージセンサ１０８は、指内で散乱して指の表面から出射した近赤外光により指紋を撮像して読み取る。イメージセンサ１０８により指紋が撮像される原理は次のとおりである。指紋の撮像に際しては、センサカバー１１０のセンサ面１１８に指の腹を接触させた状態で、一対の側方光源１１２から近赤外光が放射される。一対の側方光源１１２から放射された近赤外光は、センサカバー１１０上の指内に入射する。指内に入射した近赤外光は、指内で散乱した後、指外に指の表面から出射する。指外に出射した近赤外光は、指紋の隆線部から出射するか谷線部から出射するかに応じて、その強度が異なったものとなる。

指紋の隆線部から指外に出射した近赤外光は、隆線部がセンサカバー１１０のセンサ面１１８に接触しているため、大きく減衰することなく、比較的高い強度でイメージセンサ１０８に到達して入射する。一方、指紋の谷線部から指外に出射した近赤外光は、谷線部がセンサ面１１８に接触していないため、谷線部とセンサ面１１８との間に存在する空気層により拡散される。これとともに、皮膚と空気及び空気とセンサカバー１１０の界面において屈折率の違いにより反射と屈折現象が起こる。このため、谷線部から出射した近赤外光は、隆線部から出射した近赤外光と比較して大きく減衰し、比較的低い強度でイメージセンサ１０８に到達して入射するか、イメージセンサ１０８へ到達することができない。

この結果、イメージセンサ１０８には、指紋の隆線部と谷線部との間に明暗差が存在する指紋像が結像される。すなわち、結像される指紋像においては、指紋の隆線部が明部となり、谷線部が暗部となる。こうして、指内で散乱して指外に出射する近赤外光をイメージセンサ１０８で受光することにより指紋が撮像される。

指の指紋を撮像したイメージセンサ１０８は、その指紋画像を構成する画像データを出力する。後述するように、イメージセンサ１０８から出力された画像データは、制御回路１１６を経た後、通信ケーブル３０を介して画像処理装置２０に転送される。画像データが転送された画像処理装置２０は、転送された画像データに基づき、指紋画像の表示、記録等を行う。

センサ駆動部１１４は、載置部１０２の筐体１０６内においてイメージセンサ１０８の後端部の下に設けられている。センサ駆動部１１４は、揺動可能に筐体１０６に取り付けられたイメージセンサ１０８の後端部を下降、上昇させるように駆動して、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を揺動させて移動させる駆動部である。

具体的には、センサ駆動部１１４は、撮像位置に位置するイメージセンサ１０８の後端部を降下させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を揺動させて撮像位置から退避位置に移動させる。また、センサ駆動部１１４は、退避位置に位置するイメージセンサ１０８の後端部を上昇させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を揺動させて退避位置から撮像位置に移動させる。こうして、センサ駆動部１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を、撮像位置から退避位置に移動させ、さらに退避位置から撮像位置に移動させて復帰させる。

センサ駆動部１１４の構成は、特定の構成に限定されるものではなく、イメージセンサ１０８の後端部を降下、上昇させることができるものであればよい。例えば、センサ駆動部１１４は、アクチュエータとしてソレノイドが用いられたソレノイド式の構成を有するものであってもよい。図５Ａ及び図５Ｂは、センサ駆動部１１４の一例として、ソレノイド式の構成を有するものを示している。図５Ａは、イメージセンサ１０８が撮像位置に位置するときのソレノイド式のセンサ駆動部１１４を示す側面図である。図５Ｂは、イメージセンサ１０８が退避位置に位置するときのソレノイド式のセンサ駆動部１１４を示す側面図である。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ソレノイド式のセンサ駆動部１１４は、ソレノイド１３２と、当接部１３４と、弾性体部材１３６とを有している。

ソレノイド１３２は、プランジャ１３８と、コイルを含む本体部１４０とを有し、通電状態においてプランジャ１３８が本体部１４０内に引き込まれるプル型のソレノイドである。ソレノイド１３２の本体部１４０は、筐体１０６の上下方向にプランジャ１３８が動作するように筐体１０６の底に設けられている。

当接部１３４は、プランジャ１３８の上端部に取り付けられている。当接部１３４は、イメージセンサ１０８の後端部の下面に当接してイメージセンサ１０８の後端部を支持している。当接部１３４と本体部１４０との間には、当接部１３４をイメージセンサ１０８側に付勢するばね等の弾性体部材１３６が設けられている。

ソレノイド１３２の非通電状態においては、図５Ａに示すように、プランジャ１３８は、本体部１４０内に引き込まれていない。さらに、当接部１３４は、弾性体部材１３６によりイメージセンサ１０８側に付勢されている。弾性体部材１３６により付勢されている当接部１３４は、イメージセンサ１０８の後端部の下面に当接してイメージセンサ１０８の後端部を支持する。非通電状態において、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、撮像位置に位置する。

一方、ソレノイド１３２に通電されると、プランジャ１３８は、本体部１４０内に引き込まれる。プランジャ１３８が本体部１４０内に引き込まれると、当接部１３４は、弾性体部材１３６の付勢力に抗して下降する。これに伴い、当接部１３４に支持されているイメージセンサ１０８の後端部も下降する。このため、当接部１３４は、図５Ｂに示すように、非通電状態の位置よりも低い位置でイメージセンサ１０８の後端部の下面に当接してイメージセンサ１０８を支持する。こうして、通電状態において、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、退避位置に位置する。

さらに、ソレノイド１３２への通電が停止されると、プランジャ１３８の本体部１４０内への引き込みが解除される。さらに、プランジャ１３８及び当接部１３４は、弾性体部材１３６の付勢力により上昇して非通電状態の初期位置に復帰する。これに伴い、当接部１３４に支持されるイメージセンサ１０８の後端部も上昇する。こうして、通電状態後の非通電状態において、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、撮像位置に復帰する。

こうして、ソレノイド式のセンサ駆動部１１４は、プランジャ１３８に取り付けられた当接部１３４により、イメージセンサ１０８の後端部を下降、上昇させる。これにより、センサ駆動部１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を揺動させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を撮像位置と退避位置との間で移動させる。

上述のように、センサ駆動部１１４として、ソレノイド１３２を用いたソレノイド式のものを用いることができる。なお、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を移動させるセンサ駆動部１１４の駆動機構は、上述したようなソレノイド１３２を用いた電気的な機構に限定されるものではない。センサ駆動部１１４の駆動機構は、電気的に駆動される駆動モータ、リニアアクチュエータ等を用いた他の電気的な機構であってもよいし、手動により操作可能なハンドル、レバー、リンク、アーム等を用いた機械的な機構であってもよい。

筐体１０６の後側部分である把持部１０４は、指紋の撮像に際して、指紋を撮像すべき対象者の指の撮像を行うユーザが把持する部分である。

新生児、乳児、幼児等は、自ら単独では指紋の撮像が不可能又は困難な者である。このため、自ら単独で装置の操作が可能な成年者又は未成年者であるユーザが、指紋読取装置１０を操作して、新生児、乳児、幼児等である対象者の指の指紋の撮像を行う。ユーザは、一方の手で把持部１０４を把持して指紋読取装置１０をその前側の載置部１０２側から、指紋を撮像すべき対象者の親指等の指に向けて移動させる。ユーザは、例えば、把持部１０４を把持する手の指のうち、親指が筐体１０６の天板側に位置し、親指以外の４指が筐体１０６の底板側に位置するように把持部１０４を側方から把持することができる。さらに、ユーザは、必要に応じて他方の手を使いつつ、図６に示すように、対象者の指の腹をセンサカバー１１０のセンサ面１１８に接触させることができる。なお、図６には示していないが、ユーザは、把持部１０４を把持する手の親指等の指先でセンサ面１１８に接触する対象者の指を押さえてその位置を固定することができる。

ユーザにより把持される把持部１０４の底面には、押しボタン式の移動スイッチ１４２が設けられている。移動スイッチ１４２は、これを押下することで、センサ駆動部１１４を駆動して、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を移動させることができるように構成されている。すなわち、移動スイッチ１４２は、これを押下することで、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を、撮像位置から退避位置に移動させ、さらに、退避位置から撮像位置に移動させて復帰させることができるように構成されている。

また、把持部１０４の底面には、押しボタン式のキャプチャスイッチ１４４が設けられている。キャプチャスイッチ１４４は、これを押下することで、側方光源１１２に対する点灯若しくは消灯の指示、イメージセンサ１０８に対する指紋の撮像の指示、又は画像処理装置２０に対する指紋画像の記録の指示を行うことができるように構成されている。

把持部１０４を把持するユーザは、把持部１０４を把持したままで、把持部１０４を把持する手の指のうちの筐体１０６の底板側に位置する４指のいずれかで移動スイッチ１４２及びキャプチャスイッチ１４４を押下することができる。

また、移動スイッチ１４２は、移動スイッチ１４２の押下面と把持部１０４の底面との間がほぼ平坦になるように、把持部１０４に埋め込まれるように形成されている。また、キャプチャスイッチ１４４も、キャプチャスイッチ１４４の押下面と把持部１０４の底面との間がほぼ平坦になるように、把持部１０４に埋め込まれるように形成されている。このように移動スイッチ１４２及びキャプチャスイッチ１４４が把持部１０４の底面に対して突出しないように設けられていることで、移動スイッチ１４２及びキャプチャスイッチ１４４の誤った押下を抑制することができる。

筐体１０６の把持部１０４内には、制御回路１１６が収容されている。また、把持部１０４の後側の側端部には、通信ケーブル３０が接続されるコネクタ部１４６が設けられている。

図７は、上述した指紋読取装置１０の各部を示すブロック図であり、イメージセンサ１０８、側方光源１１２、センサ駆動部１１４、及び制御回路１１６の詳細を示している。

図７に示すように、イメージセンサ１０８は、画素アレイ１４８と、タイミングジェネレータ１５０とを有している。また、イメージセンサ１０８は、垂直走査回路１５２と、列増幅回路１５４と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路１５６と、水平走査回路１５８と、信号処理回路１６０とを有している。

画素アレイ１４８には、複数の画素が行列状に設けられている。各画素は、入射した近赤外光を光電変換することにより画素信号を生成する光電変換素子を有している。タイミングジェネレータ１５０は、垂直走査回路１５２及び水平走査回路１５８を制御するためのタイミング信号を生成して出力する。垂直走査回路１５２は、画素アレイ１４８の画素を画素行ごとに走査する。列増幅回路１５４は、垂直走査回路１５２の走査により読み出された画素信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路１５６は、列増幅回路１５４により増幅された画素信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。水平走査回路１５８は、Ａ／Ｄ変換回路１５６により変換された画素信号を外部に読み出すために画素列ごとに走査する。信号処理回路１６０は、水平走査回路１５８により読み出されてＡ／Ｄ変換回路１５６から出力された画素信号に対して所定の信号処理を行って、指紋画像を構成する画像データを出力する。信号処理回路１６０から出力された画像データは、制御回路１１６に入力される。

側方光源１１２において、複数の近赤外ＬＥＤ１２２のそれぞれには、近赤外ＬＥＤ１２２に流れる電流を制限する電流制限抵抗１６２と、スイッチとなるトランジスタ１６４とが接続されている。

各近赤外ＬＥＤ１２２のアノード側端子には、電流制限抵抗１６２の一方の端子が接続されている。各近赤外ＬＥＤ１２２のカソード側端子には、トランジスタ１６４のコレクタが接続されている。電流制限抵抗１６２の他方の端子には、正電源電圧ＶＤＤが入力される。トランジスタ１６４のベースは、制御回路１１６に接続されており、制御回路１１６からベースに入力されるスイッチ信号によりトランジスタ１６４のオンオフが切り替えられる。

制御回路１１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６６と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６８と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７０とを有している。また、制御回路１１６は、ビデオコントローラ１７２と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１７４と、通信コントローラ１７６とを有している。さらに、制御回路１１６は、電圧レギュレータ１７８を有している。ＣＰＵ１６６、ＲＯＭ１６８、ＲＡＭ１７０、ビデオコントローラ１７２、Ｉ／Ｆ１７４、及び通信コントローラ１７６は、共通のバスライン１８０に接続されている。

ＣＰＵ１６６は、指紋読取装置１０の動作を制御するためのプログラムを実行して、指紋読取装置１０の各部の動作を制御する。ＲＯＭ１６８は、ＣＰＵ１６６が実行するプログラムを記憶する。また、ＲＡＭ１７０は、ＣＰＵ１６６がプログラムを実行する際のワーキングエリアとなる。

ビデオコントローラ１７２は、イメージセンサ１０８の信号処理回路１６０に接続されており、信号処理回路１６０から画像データが入力される。ビデオコントローラ１７２は、バスライン１８０を介して通信コントローラ１７６に画像データを転送する。

Ｉ／Ｆ１７４には、イメージセンサ１０８のタイミングジェネレータ１５０が接続されている。これにより、ＣＰＵ１６６による制御信号が、Ｉ／Ｆ１７４を介してタイミングジェネレータ１５０に入力される。タイミングジェネレータ１５０は、Ｉ／Ｆ１７４を介して入力された制御信号に基づきタイミング信号を生成して出力する。

また、Ｉ／Ｆ１７４には、側方光源１１２における複数のトランジスタ１６４のベースが接続されている。これにより、ＣＰＵ１６６によるスイッチ信号が、Ｉ／Ｆ１７４を介してトランジスタ１６４のベースに入力される。トランジスタ１６４は、Ｉ／Ｆ１７４を介して入力されたスイッチ信号に基づきオンオフが切り替えられる。トランジスタ１６４のオンオフが切り替えられることにより、近赤外ＬＥＤ１２２の点灯及び消灯が切り替えられて側方光源１１２の点灯及び消灯が切り替えられる。

センサ駆動部１１４は、ソレノイド１３２と、ソレノイド１３２の駆動を制御するドライバ１８２とを有している。ドライバ１８２は、Ｉ／Ｆ１７４に接続されている。これにより、ＣＰＵ１６６による制御信号が、Ｉ／Ｆ１７４を介してドライバ１８２に入力される。ドライバ１８２は、Ｉ／Ｆ１７４を介して入力された制御信号に基づき、ソレノイド１３２の駆動を制御する。

Ｉ／Ｆ１７４には、移動スイッチ１４２が接続されている。移動スイッチ１４２の押下に応じて、ＣＰＵ１６６によるドライバ１８２の制御信号の出力がトリガされる。

具体的には、イメージセンサ１０８による指紋の読み取り前の状態では、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が撮像位置に位置している。移動スイッチ１４２が押下されると、センサ駆動部１１４において、ドライバ１８２によりソレノイド１３２が駆動される。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が、撮像位置から退避位置に移動し、さらに退避位置から撮像位置に移動して復帰する。

なお、移動スイッチ１４２は、必ずしも設けられている必要はない。これに代えて、センサ面１１８に指が接触したことが検知されると、上記と同様に、ドライバ１８２の制御信号の出力がトリガされて、センサ駆動部１１４により、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が、撮像位置から退避位置に向けて移動するように構成することもできる。このように移動スイッチ１４２を設けない構成では、センサ面１１８への指の接触は、例えば、イメージセンサ１０８により撮像される画像の変化に基づき検知することができ、また、センサ面１１８に設けたタッチセンサ等の接触を検知しうるセンサにより検知することができる。

また、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が撮像位置から退避位置を経て撮像位置に復帰するまでの動作時間は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。ただし、この動作時間は、センサ面１１８に一旦接触した指の弾性変形が十分に低減される時間に設定することが好ましい。

また、Ｉ／Ｆ１７４には、キャプチャスイッチ１４４が接続されている。キャプチャスイッチ１４４の押下に応じて、ＣＰＵ１６６によるイメージセンサ１０８の制御信号及び側方光源１１２のスイッチ信号の出力がトリガされる。

具体的には、イメージセンサ１０８の停止状態では、側方光源１１２も消灯状態であり、この状態でキャプチャスイッチ１４４が押下されると、側方光源１１２が点灯するとともに、イメージセンサ１０８が指紋を撮像する。指紋を撮像したイメージセンサ１０８は、撮像した指紋画像の画像データを出力する。画像データの出力後、イメージセンサ１０８は停止状態になり、側方光源１１２は消灯状態となる。画像処理装置２０には、イメージセンサ１０８が出力した指紋画像の画像データが転送される。

通信コントローラ１７６は、指紋画像の画像データを転送する転送部として機能し、ビデオコントローラ１７２から転送された画像データを、コネクタ部１４６に接続された通信ケーブル３０を介して画像処理装置２０に転送する。通信コントローラ１７６は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信規格に従って通信ケーブル３０を介して画像処理装置２０と通信するように構成されている。

通信ケーブル３０は、信号の送受信のための２本の差動信号線と、電力供給のための電源線と、グラウンド線とを有するように構成されている。通信コントローラ１７６は、通信ケーブル３０における２本の差動信号線により信号の送受信を行う。

電圧レギュレータ１７８には、通信ケーブル３０の電源線が接続されており、この電源線を介して画像処理装置２０における電源回路２１６（図８参照）から電力が供給される。電圧レギュレータ１７８は、供給された電力の電圧を調整して指紋読取装置１０の各部に電源として供給する。指紋読取装置１０は、このように画像処理装置２０から通信ケーブル３０を介して供給される電力により動作するバスパワー式のものとなっている。なお、指紋読取装置１０は、バスパワー式のものに限定されるものではなく、例えば、内蔵バッテリーにより供給される電力により動作するものであってもよい。

一方、画像処理装置２０は、指紋を撮像した指紋読取装置１０から転送される指紋画像に対して、その表示、記録等の処理を行う画像処理部として機能するものである。画像処理装置２０は、例えば、ラップトップ型、タブレット型等のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、スマートフォン等のコンピュータ装置により構成することができる。また、画像処理装置２０は、指紋読取装置１０の動作を制御することもできる。なお、画像処理装置２０は、必ずしも後述のディスプレイ２１４を含むものである必要はなく、表示部を含まないものとして画像処理部を構成することもできる。

以下、画像処理装置２０の具体的な構成についてさらに図８を用いて説明する。図８は、画像処理装置２０を示すブロック図である。

図８に示すように、画像処理装置２０は、ＣＰＵ２０２と、ＲＯＭ２０４と、ＲＡＭ２０６と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０８と、通信コントローラ２１０とを有している。また、画像処理装置２０は、ディスプレイコントローラ２１２と、ディスプレイ２１４とを有している。また、画像処理装置２０は、電源回路２１６と、入力装置２１８とを有している。ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ２０４、ＲＡＭ２０６、ＨＤＤ２０８と、通信コントローラ２１０、ディスプレイコントローラ２１２、電源回路２１６、及び入力装置２１８は、共通のバスライン２２０に接続されている。また、画像処理装置２０は、通信ケーブル３０が接続されるコネクタ部２２２が設けられている。

ＣＰＵ２０２は、画像処理装置２０全体の動作を制御する。また、ＣＰＵ２０２は、指紋読取装置１０により取得される指紋画像の表示、記録等を行うための画像処理プログラムを実行する。画像処理プログラムは、指紋読取装置１０により転送される画像データに対して画像処理を行い、その指紋画像の表示、記録等を行う。

ＲＯＭ２０４には、ブートプログラム等のプログラムが記録されている。ＲＡＭ２０６は、ＣＰＵ２０２が処理を実行する際のワーキングエリアとして使用される。また、ＲＡＭ２０６は、指紋読取装置１０から転送される指紋画像の画像データが一時的に記憶される画像メモリとしても機能する。ＨＤＤ２０８には、ＣＰＵ２０２が実行する画像処理プログラム等のプログラムが記録されている。

また、ＨＤＤ２０８は、指紋読取装置１０により撮像された指紋画像を記録する記録部としても機能する。ＣＰＵ２０２は、記録制御部として機能し、指紋画像をＨＤＤ２０８に記録する。なお、指紋画像を記録する記録部は、ＨＤＤ２０８に限定されるものではなく、ＨＤＤ２０８に代えて、種々の記録装置を記録部として用いることができる。指紋画像を記録する記録部は、ＨＤＤ２０８のように画像処理装置２０に内蔵されていてもよいし、画像処理装置２０とは別個独立の外部記録装置であってもよい。

通信コントローラ２１０は、指紋画像の画像データを受信する受信部として機能し、コネクタ部２２２に接続された通信ケーブル３０を介して、指紋読取装置１０の通信コントローラ１７６から転送される画像データを受信する。通信コントローラ２１０により受信された画像データは、画像メモリとしてのＲＡＭ２０６に一時的に記憶される。通信コントローラ２１０は、通信コントローラ１７６に対応して、例えばＵＳＢ等の通信規格に従って通信ケーブル３０を介して指紋読取装置１０と通信するように構成されている。通信コントローラ２１０は、通信コントローラ１７６に対応して、通信ケーブル３０における２本の差動信号線により信号の送受信を行うように構成されている。

ディスプレイコントローラ２１２には、指紋画像を表示する表示部として機能するディスプレイ２１４が接続されている。ディスプレイコントローラ２１２は、ＣＰＵ２０２と協働して表示制御部として機能し、ＣＰＵ２０２により実行される画像処理プログラムの表示画面をディスプレイ２１４に描画して表示する。ディスプレイ２１４に表示される画像処理プログラムの表示画面は、撮像された指紋画像が表示されるプレビューウィンドウを含んでいる。なお、ディスプレイ２１４は、特に限定されるものではないが、例えば液晶ディスプレイである。また、ディスプレイ２１４は、ラップトップ型、タブレット型等のＰＣである画像処理装置２０に内蔵されたものであってもよいし、画像処理装置２０とは別個に設けられた外部ディスプレイであってもよい。

電源回路２１６は、画像処理装置２０の内蔵電源の電力、又は画像処理装置２０に接続された外部電源の電力を指紋読取装置１０に供給する。電源回路２１６は、通信ケーブル３０における電源線及びグラウンド線が接続され、電源線を介して指紋読取装置１０の電圧レギュレータ１７８に電力を供給する。

入力装置２１８は、例えば、キーボード、マウス等である。また、入力装置２１８は、ディスプレイ２１４に組み込まれたタッチパネルであってもよい。操作者は、入力装置２１８を介して、ディスプレイ２１４に表示される画像処理プログラムにおいて、対象者の識別番号（ＩＤ）、氏名等の文字情報を入力したり、指の種別に関する情報を選択したりすることができる。また、撮像条件等の設定を行うことができる。

こうして、本実施形態による指紋読取システム１が構成されている。

次に、本実施形態による指紋読取装置１０の動作についてさらに図９Ａ乃至図９Ｃ、及び図１０Ａ乃至図１０Ｃを用いて説明する。図９Ａ乃至図９Ｃは、本実施形態による指紋読取装置１０の動作を説明する概略図である。図９Ａ乃至図９Ｃは、センサ面１１８に指Ｆが接触してから指紋を撮像するまでの間の指Ｆとイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０との位置関係を示している。簡単のため、図９Ａ乃至図９Ｃでは、側方光源１１２を省略している。図１０Ａ乃至図１０Ｃは、本実施形態による指紋読取装置１０により指紋を読み取る際に指紋の弾性変形が低減される原理を説明する概略図である。図１０Ａは、読み取るべき理想的な指紋を模式的に示す概略図である。図１０Ｂは、大きく弾性変形した指から読み取られる指紋を模式的に示す概略図である。図１０Ｃは、弾性変形が低減された指から読み取られる指紋を模式的に示す概略図である。

指紋読取装置１０が停止した状態において、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、撮像位置に位置している。まず、このイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が撮像位置に位置している状態で、図９Ａに示すように、ユーザは、対象者の指Ｆの腹を、指紋読取装置１０のセンサ面１１８に接触させる。例えば、指Ｆの腹には、筐体１０６の長手方向、すなわち載置部１０２の前後方向に指Ｆが沿うように、筐体１０６の前側である載置部１０２の前側からセンサ面１１８を滑り込ませてセンサ面１１８に接触させる。

指Ｆの腹がセンサ面１１８に接触した状態では、一対の側方光源１１２のそれぞれにおいて、センサ面１１８の端部上に張り出して位置する突出部１２６の一部及び縁端部１２８が、センサ面１１８上に載置された指Ｆのセンサ面１１８側の表面に接触する。指Ｆのセンサ面１１８側の表面に接触した突出部１２６の一部及び縁端部１２８は、センサ面１１８に接触した指Ｆをセンサ面１１８側から支持する。

ここで、上述のように指Ｆをセンサ面１１８に接触させると、センサ面１１８が滑り込む方向に受ける力その他の力により、センサ面１１８に接触した指Ｆには、大きな弾性変形が生じる場合がある。特に、新生児や乳幼児の指のような指Ｆの場合、水分比率が高いため、比較的に柔らかく、大きな弾性変形が生じうる。また、上述のように指Ｆの腹にセンサ面１１８を滑り込ませた場合、指Ｆの先端側の部分は、根本側の部分よりも長時間にわたりセンサ面１１８が滑り込む方向に力を受けることになる。このため、指Ｆの先端側の部分は、根本側の部分と比較して、より大きく弾性変形しうる。

指Ｆに大きな弾性変形が生じた状態で指紋を読み取ると、読み取られる指紋は、全体的に又は局所的に大きく変形し、理想的な指紋とは大きく異なるものとなる。例えば、大きな弾性変形が生じた指Ｆから読み取られる指紋は、図１０Ａに示す理想的な指紋と比較して、図１０Ｂに示すようにセンサ面１１８が滑り込む方向、すなわち指Ｆの長手方向に全体的に縮まったものとなる。なお、指紋は、縮むのみならず、指Ｆに加わる力に応じて、伸びたり、撓んだりする等、様々な態様で変形しうる。また、指紋は、図１０Ｂに示すように全体的に変形することもあれば、その一部が局所的に変形することもありうる。

次いで、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触した状態で、ユーザは、移動スイッチ１４２を押下する。移動スイッチ１４２の押下により、指紋読取装置１０に対して、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動を指示する駆動指示信号を入力する。

指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６は、移動スイッチ１４２の押下により入力された駆動指示信号に応じて、センサ駆動部１１４を駆動して、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を駆動する。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、イメージセンサ１０８の前端部を筐体１０６に取り付けるヒンジ部１２０の揺動軸を支点として揺動する。

なお、移動スイッチ１４２を設けない構成では、移動スイッチ１４２の押下に代えて、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触したことが検知されると、上記と同様に、駆動指示信号が入力され、センサ駆動部１１４によりイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が駆動される。

揺動するイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、まず、図９Ｂに示すように、後端部が下降して、撮像位置から退避位置に移動する。退避位置では、センサ面１１８が、指Ｆの腹から離れる。移動スイッチ１４２を設けない構成では、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触したことが検知されると、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、後端部が下降して、撮像位置から退避位置に向けて移動する。

続いて、退避位置に移動したイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、図９Ｃに示すように、後端部が上昇して、退避位置から撮像位置に移動して復帰する。復帰した撮像位置では、センサ面１１８が、再び指Ｆの腹に接触する。

なお、指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の後端部が下降から上昇に切り替わるトリガとして、種々のトリガを用いることができる。例えば、ＣＰＵ１６６は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の後端部が下降して、センサ面１１８が指Ｆから離れたことを検知すると、これをトリガとして、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の後端部を上昇させるように、センサ駆動部１１４を駆動させることができる。すなわち、撮像位置から退避位置に向かうセンサ面１１８が指Ｆから離れたことを検知すると、センサ駆動部１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を撮像位置に向けて移動させる。センサ面１１８が指Ｆから離れたことは、例えば、イメージセンサ１０８により撮像される画像の変化に基づき検知することができ、また、センサ面１１８に設けたタッチセンサ等の接触を検知しうるセンサにより検知することができる。

また、ユーザが移動スイッチ１４２を用いて手動でイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を移動させる場合、次のように構成することもできる。すなわち、移動スイッチ１４２を再度押下することにより、撮像位置から退避位置に向かうイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が、移動方向を変えて退避位置から撮像位置に向かって移動するように構成することもできる。この場合、例えば指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６又は画像処理装置２０のＣＰＵ２０２は、センサ面１１８が指Ｆから離れたことを検知すると、ユーザに対して、センサ面１１８が指Ｆから離れたことを例えば通知ライト、通知音、画面表示等により通知する。これにより、ユーザは、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の全体を下降させる必要なく、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を上昇させるタイミングを知ることができる。センサ面１１８が指Ｆから離れたことを通知されたユーザは、移動スイッチ１４２を再度押下する。移動スイッチ１４２を再度押下されることにより、センサ面１１８が指Ｆから離れた位置である退避位置から撮像位置に向かって、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が移動する。

このように、本実施形態では、退避位置において、センサ面１１８が、指Ｆの腹から一旦離れる。続いて、退避位置から復帰した撮像位置において、センサ面１１８が、再び指Ｆの腹に接触する。センサ面１１８が指Ｆの腹から一旦離れることにより、はじめにセンサ面１１８が接触した際に生じた指Ｆの弾性変形を低減、さらには解消することができる。本実施形態では、こうして指Ｆの弾性変形を低減、さらには解消してから、以下に述べるようにして指Ｆの指紋を撮像して読み取り、指紋画像を取得する。したがって、本実施形態によれば、比較的に柔らかく容易に弾性変形しうる指Ｆの指紋を読み取る場合であっても、指紋を適切に読み取ることができ、高品質の指紋画像を取得することができる。指Ｆに生じた弾性変形を低減等して指紋を読み取ると、読み取られる指紋は、図１０Ｃに示すように、図１０Ａに示す理想的な指紋とほぼ同様のものとなる。

また、本実施形態では、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が撮像位置から退避位置に移動し、さらに撮像位置に復帰するまでの間、導光部１２４が指Ｆを支持している。すなわち、この間、導光部１２４のセンサ面１１８の端部上に張り出して位置する部分である突出部１２６の一部及び縁端部１２８が、指Ｆをセンサ面１１８側から支持している。したがって、本実施形態によれば、センサ面１１８が指Ｆの腹から一旦離れるにもかかわらず、指Ｆの位置ずれを抑制、さらには防止することができ、よって、指Ｆの指紋をさらに適切に読み取ることができ、さらに高品質の指紋画像を取得することができる。

ところで、特開２００５−１８２４７４号公報には、指が載置部に置かれたことを検知すると、モータによって指紋センサを載置部に上昇移動させる構成が記載されている。この構成では、指紋の読み取り時以外は指紋センサが載置部から離されて下降位置に位置するため、筐体内の密閉性を確保することが困難であり、よって防塵性等に問題があった。一方、本実施形態では、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が、通常、載置部１０２内を密閉する撮像位置に位置しており、指紋を読み取る際に、撮像位置から退避位置に移動し、さらに退避位置から撮像位置に移動して復帰する。このように、本実施形態では、通常はイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が載置部１０２内を密閉しているため、優れた防塵性を確保することができる。

次いで、指紋読取装置１０のセンサ面１１８に再び指Ｆの腹が接触した状態で、ユーザは、キャプチャスイッチ１４４を押下する。このキャプチャスイッチ１４４の押下により、指紋読取装置１０に対して、撮像を指示する撮像指示信号を入力する。

指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６は、キャプチャスイッチ１４４の押下により入力された撮像指示信号に応じて、イメージセンサ１０８を駆動するとともに、側方光源１１２を点灯する。これにより、指紋読取装置１０は、イメージセンサ１０８で指Ｆの指紋を撮像して読み取り、指紋画像を取得する。指紋画像の取得後、指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６は、側方光源１１２を消灯する。

また、指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６は、指紋画像を取得すると、通信ケーブル３０を介して、取得した指紋画像の画像データを画像処理装置２０に転送する。

指紋画像の画像データが転送された画像処理装置２０において、ＣＰＵ２０２は、画像メモリとしてのＲＡＭ２０６に画像データを一時的に記憶した後、画像データに所定の画像処理を施す。さらに、画像処理装置２０のＣＰＵ２０２は、ディスプレイ２１４に指紋画像を表示する。また、画像処理装置２０のＣＰＵ２０２は、ユーザによる記録指示の入力に応じて又は自動的に指紋画像をＨＤＤ２０８等に記録する。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図１１乃至図１３Ｃを用いて説明する。なお、上記第１実施形態による指紋読取装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

本実施形態による指紋読取装置の基本的構成は、上記第１実施形態による指紋読取装置１０の構成とほぼ同様である。本実施形態による指紋読取装置は、イメージセンサ１０８が筐体１０６に取り付けられた位置、及びイメージセンサ１０８のセンサ駆動部１１４により支持されて下降、上昇される部分に関する点で、第１実施形態による指紋読取装置１０とは異なっている。

以下、本実施形態による指紋読取装置の具体的な構成について図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、本実施形態による指紋読取装置を示す平面図であり、指紋読取装置の表裏面のうちの表面側から見た平面を示している。図１２は、本実施形態による指紋読取装置を示す縦断面図であり、図１１のＡ−Ａ線に沿った縦断面を示している。

図１１及び図１２に示すように、本実施形態による指紋読取装置２０１０では、第１実施形態と異なり、イメージセンサ１０８の後端部が、ヒンジ部２１２０を介して、筐体１０６における把持部１０４の天板前端に取り付けられている。ヒンジ部２１２０は、筐体１０６における載置部１０２の幅方向に沿った揺動軸を含んでいる。

イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、載置部１０２後側の端部に位置するヒンジ部２１２０の揺動軸を支点として揺動可能に設けられている。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、第１の位置である撮像位置と、撮像位置よりも筐体１０６内に位置する第２の位置である退避位置との間を移動可能になっている。

撮像位置において、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、第１実施形態と同様に、センサカバー１１０のセンサ面１１８が載置部１０２の上下方向に垂直になるように配置される。また、撮像位置に位置するイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、第１実施形態と同様に、載置部１０２内を密閉している。一方、退避位置において、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、センサカバー１１０のセンサ面１１８が載置部１０２の前側斜め上方を向くように傾斜して配置される。

イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、第１実施形態によるセンサ駆動部１１４と同様のセンサ駆動部２１１４により駆動されて、撮像位置と退避位置との間を移動する。

図１２では、撮像位置におけるイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を実線で示し、退避位置におけるイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を一点鎖線で示している。図示するように、撮像位置におけるセンサカバー１１０のセンサ面１１８は、第１実施形態と同様に、載置部１０２の上下方向に垂直であり、把持部１０４の表面とほぼ段差のない面一になっている。一方、退避位置におけるセンサカバー１１０のセンサ面１１８は、第１実施形態とは異なり、載置部１０２の後側から前側に向かうに従って、筐体１０６の内側に入り込むように傾斜している。

本実施形態による指紋読取装置２０１０は、第１実施形態によるセンサ駆動部１１４に代えて、センサ駆動部２１１４を有している。センサ駆動部２１１４は、載置部１０２の筐体１０６内においてイメージセンサ１０８の前端部の下に設けられている。センサ駆動部２１１４は、第１実施形態によるセンサ駆動部１１４と同様の駆動機構を有すものである。

センサ駆動部２１１４は、揺動可能に筐体１０６に取り付けられたイメージセンサ１０８の前端部を下降、上昇させるように駆動して、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を揺動させて移動させるものである。

具体的には、センサ駆動部２１１４は、撮像位置に位置するイメージセンサ１０８の前端部を下降させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を揺動させて撮像位置から退避位置に移動させる。また、センサ駆動部２１１４は、退避位置に位置するイメージセンサ１０８の前端部を上昇させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を揺動させて退避位置から撮像位置に移動させる。こうして、センサ駆動部２１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を、撮像位置から退避位置に移動させ、さらに退避位置から撮像位置に移動させて復帰させる。

センサ駆動部２１１４の構成は、第１実施形態によるセンサ駆動部１１４と同様に、特定の構成に限定されるものではなく、イメージセンサ１０８の前端部を降下、上昇させることができるものであればよい。例えば、センサ駆動部２１１４は、第１実施形態によるセンサ駆動部１１４と同様に、アクチュエータとしてソレノイドが用いられたソレノイド式の構成を有するものであってもよい。

次に、本実施形態による指紋読取装置２０１０の動作についてさらに図１３Ａ乃至図１３Ｃを用いて説明する。図１３Ａ乃至図１３Ｃは、本実施形態による指紋読取装置２０１０の動作を説明する概略図である。図１３Ａ乃至図１３Ｃは、センサ面１１８に指Ｆが接触してから指紋を撮像するまでの間の指Ｆとイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０との位置関係を示している。簡単のため、図１３Ａ乃至図１３Ｃでは、側方光源１１２を省略している。

まず、第１実施形態と同様に、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が撮像位置に位置している状態で、図１３Ａに示すように、ユーザは、対象者の指Ｆの腹を、指紋読取装置２０１０のセンサ面１１８に接触させる。指Ｆの腹がセンサ面１１８に接触した状態では、第１実施形態と同様に、指Ｆのセンサ面１１８側の表面に接触した突出部１２６の一部及び縁端部１２８が、センサ面１１８に接触した指Ｆをセンサ面１１８側から支持する。

次いで、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触した状態で、ユーザは、第１実施形態と同様に、移動スイッチ１４２を押下する。移動スイッチ１４２の押下により、指紋読取装置２０１０に対して、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動を指示する駆動指示信号を入力する。

指紋読取装置２０１０のＣＰＵ１６６は、移動スイッチ１４２の押下により入力された駆動指示信号に応じて、センサ駆動部２１１４を駆動して、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を駆動する。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、イメージセンサ１０８の後端部を筐体１０６に取り付けるヒンジ部２１２０の揺動軸を支点として揺動する。

なお、本実施形態でも、第１実施形態と同様に移動スイッチ１４２を設けない構成とすることができる。この場合、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触したことが検知されると、上記と同様に、駆動指示信号が入力され、センサ駆動部２１１４によりイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が駆動される。

揺動するイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、まず、図１３Ｂに示すように、前端部が下降して、撮像位置から退避位置に移動する。退避位置では、センサ面１１８が、指Ｆの腹から離れる。移動スイッチ１４２を設けない構成では、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触したことが検知されると、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、前端部が下降して、撮像位置から退避位置に向けて移動する。

続いて、退避位置に移動したイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、図１３Ｃに示すように、前端部が上昇して、退避位置から撮像位置に移動して復帰する。復帰した撮像位置では、センサ面１１８が、再び指Ｆの腹に接触する。

なお、指紋読取装置２０１０のＣＰＵ１６６は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の前端部が下降から上昇に切り替わるトリガとして、種々のトリガを用いることができる。例えば、ＣＰＵ１６６は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の前端部が下降して、センサ面１１８が指Ｆから離れたことを検知すると、これをトリガとして、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の前端部を上昇させるように、センサ駆動部２１１４を駆動させることができる。すなわち、撮像位置から退避位置に向かうセンサ面１１８が指Ｆから離れたことを検知すると、センサ駆動部２１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を撮像位置に向けて移動させる。センサ面１１８が指Ｆから離れたことは、第１実施形態と同様に検知することができる。

また、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、移動スイッチ１４２を再度押下することにより、撮像位置から退避位置に向かうイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が、移動方向を変えて退避位置から撮像位置に向かって移動するように構成することもできる。

このように、本実施形態でも、退避位置において、センサ面１１８が、指Ｆの腹から一旦離れる。続いて、退避位置から復帰した撮像位置において、センサ面１１８が、再び指Ｆの腹に接触する。これにより、本実施形態においても、はじめにセンサ面１１８に接触した際に生じた指Ｆの弾性変形を低減、さらには解消することができる。したがって、本実施形態によれば、比較的に柔らかく容易に弾性変形しうる指Ｆの指紋を読み取る場合であっても、指紋を適切に読み取ることができ、高品質の指紋画像を取得することができる。

また、本実施形態でも、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が撮像位置から退避位置に移動し、さらに撮像位置に復帰するまでの間、導光部１２４における突出部１２６の一部及び縁端部１２８が、指Ｆをそのセンサ面１１８側から支持している。したがって、本実施形態によれば、センサ面１１８が指Ｆの腹から一旦離れるにもかかわらず、指Ｆの位置ずれを抑制、さらには防止することができ、よって、指Ｆの指紋をさらに適切に読み取ることができ、さらに高品質の指紋画像を取得することができる。

また、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、通常はイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が載置部１０２内を密閉しているため、優れた防塵性を確保することができる。

以後の動作は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

なお、上記第１及び第２実施形態では、イメージセンサ１０８の前端部又は後端部が、ヒンジ部２１２０を介して筐体１０６に取り付けられている場合について説明したが、これらに限定されるものではない。例えば、イメージセンサ１０８の一方の側端部が、ヒンジ部を介して筐体１０６における載置部１０２の一方の側方部に揺動可能に取り付けられていてもよい。この場合、ヒンジ部は、例えば、筐体１０６における載置部１０２の前後方向に沿った揺動軸を含んでいる。また、この場合、載置部１０２内には、イメージセンサ１０８の他方の側端部を下降、上昇させるように駆動する、センサ駆動部１１４と同様のセンサ駆動部を設けることができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図１４乃至図１７Ｃを用いて説明する。なお、上記第１及び第２実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

本実施形態による指紋読取装置の基本的構成は、上記第１実施形態による指紋読取装置１０の構成とほぼ同様である。本実施形態による指紋読取装置は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が移動する態様に関する点で、第１実施形態による指紋読取装置１０とは異なっている。

以下、本実施形態による指紋読取装置の具体的な構成について図１４乃至図１６Ｂを用いて説明する。図１４は、本実施形態による指紋読取装置を示す平面図であり、指紋読取装置の表裏面のうちの表面側から見た平面を示している。図１５は、本実施形態による指紋読取装置を示す縦断面図であり、図１４のＡ−Ａ線に沿った縦断面を示している。図１６Ａ及び図１６Ｂは、本実施形態による指紋読取装置におけるセンサ駆動部の一例を示す概略図である。

図１４及び図１５に示すように、本実施形態による指紋読取装置３０１０では、第１実施形態とは異なり、イメージセンサ１０８が、センサ駆動部３１１４を介して、載置部１０２の筐体１０６内の底に取り付けられている。

イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、センサ駆動部３１１４を介して、筐体１０６の上下方向に平行移動可能になっている。イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の平行移動可能な方向は、センサ面１１８に対して垂直な方向になっている。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、第１の位置である撮像位置と、撮像位置よりも筐体１０６内に位置する第２の位置である退避位置との間を移動可能になっている。本実施形態では、第１実施形態とは異なり、退避位置においても、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は傾斜することなく、センサカバー１１０のセンサ面１１８が、筐体１０６の上下方向に垂直なままとなる。なお、撮像位置に位置するイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、第１実施形態と同様に、載置部１０２内を密閉している。

イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、センサ駆動部３１１４により駆動されて、撮像位置と退避位置との間を移動する。

図１５では、撮像位置におけるイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を実線で示し、退避位置におけるイメージセンサ及びセンサカバー１１０を一点鎖線で示している。図示するように、撮像位置におけるセンサカバー１１０のセンサ面１１８は、第１実施形態と同様に、載置部１０２の上下方向に垂直であり、把持部１０４の表面とほぼ段差のない面一になっている。一方、退避位置におけるセンサカバー１１０のセンサ面１１８は、撮像位置に位置するときよりも筐体１０６内に位置するとともに、載置部１０２の上下方向に垂直なままとなっている。

本実施形態による指紋読取装置３０１０は、第１実施形態によるセンサ駆動部１１４に代えて、センサ駆動部３１１４を有している。センサ駆動部３１１４は、載置部１０２の筐体１０６においてイメージセンサ１０８の中央部の下に設けられている。センサ駆動部３１１４の上部には、イメージセンサ１０８が取り付けられている。

センサ駆動部３１１４は、その上部に取り付けられたイメージセンサ１０８を下降、上昇させるように駆動して、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を平行移動させて移動させるものである。

具体的には、センサ駆動部３１１４は、撮像位置に位置するイメージセンサ１０８の全体を下降させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を平行移動させて撮像位置から退避位置に移動させる。また、センサ駆動部３１１４は、退避位置に位置するイメージセンサ１０８の全体を上昇させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を平行移動させて退避位置から撮像位置に移動させる。こうして、センサ駆動部３１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を、撮像位置から退避位置に移動させ、さらに退避位置から撮像位置に移動させて復帰させる。

センサ駆動部３１１４の構成は、特定の構成に限定されるものではなく、イメージセンサ１０８の全体を降下、上昇させることができるものでればよい。例えば、センサ駆動部３１１４は、パンタグラフ機構が用いられたパンタグラフ式の構成を有するものであってもよい。図１６Ａ及び図１６Ｂは、センサ駆動部３１１４の一例として、パンタグラフ式の構成を有するものを示している。図１６Ａは、イメージセンサ１０８が撮像位置に位置するときのパンタグラフ式のセンサ駆動部３１１４を示す側面図である。図１６Ｂは、イメージセンサ１０８が退避位置に位置するときのパンタグラフ式のセンサ駆動部３１１４を示す側面図である。

図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、パンタグラフ式のセンサ駆動部３１１４は、基台３１１６と、パンタグラフアーム３１１８を含むパンタグラフ機構と、支持部３１２０とを有している。なお、パンタグラフアーム３１１８は、平行に例えば２つ並んで設けられている。また、パンタグラフ式のセンサ駆動部３１１４は、パンタグラフアーム３１１８を駆動する駆動機構３１２２を有している。

基台３１１６は、載置部１０２における筐体１０６内の底に設けられている。支持部３１２０は、パンタグラフアーム３１１８を介して基台３１１６上に設けられている。駆動機構３１２２は、基台３１１６上に設けられている。

パンタグラフアーム３１１８の下側の一端及び他端は、基台３１１６に軸支されている。パンタグラフアーム３１１８の下側の一端及び他端のうちの一端は、基台３１１６に沿ってスライド可能になっている。パンタグラフアーム３１１８の上側の一端及び他端は、支持部３１２０に軸支されている。パンタグラフアーム３１１８の上側の一端及び他端のうちの一端は、支持部３１２０に沿ってスライド可能になっている。

駆動機構３１２２は、パンタグラフアーム３１１８の下側の一端をスライド駆動するものである。駆動機構３１２２は、特定の機構に限定されるものではなく、電気的にスライド駆動するものであってもよいし、機械的にスライド駆動するものであってもよい。例えば、駆動機構３１２２として、駆動モータにより回転されるボールねじや、ソレノイド等によりパンタグラフアーム３１１８の下側の一端をスライド駆動する電気的な駆動機構を用いることができる。また、例えば、駆動機構３１２２として、手動操作されるレバー等によりパンタグラフアーム３１１８の下側の一端をスライド駆動する機械的な駆動機構を用いることができる。

パンタグラフアーム３１１８は、その下側の一端が駆動機構３１２２により駆動されてスライドすることにより、筐体１０６の上下方向に伸縮する。すなわち、パンタグラフアーム３１１８は、その下側の一端が他端に近づくように、その下側の一端が駆動機構３１２２により駆動されてスライドすることにより伸長する。また、パンタグラフアーム３１１８は、その下側の一端が他端から離れるように、その下側の一端が駆動機構３１２２により駆動されてスライドすることにより収縮する。

支持部３１２０には、イメージセンサ１０８が取り付けられている。筐体１０６の上下方向に対してセンサ面１１８が垂直になるようにイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を支持している。

図１６Ａに示すように、パンタグラフアーム３１１８が伸長した状態では、支持部３１２０により支持されたイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、撮像位置に位置する。

図１６Ｂに示すように、駆動機構３１２２によりパンタグラフアーム３１１８が伸長した状態から収縮した状態になると、支持部３１２０により支持されたイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、撮像位置から下降する。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、退避位置に移動する。

さらに、駆動機構３１２２によりパンタグラフアーム３１１８が収縮した状態から伸長した状態になると、支持部３１２０により支持されたイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、退避位置から撮像位置に移動して復帰する。

こうして、パンタグラフ式のセンサ駆動部３１１４は、パンタグラフアーム３１１８により、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の全体を下降、上昇させる。これにより、センサ駆動部３１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０を平行移動させて、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を撮像位置と退避位置との間で移動させる。

上述のように、センサ駆動部３１１４として、パンタグラフ機構を有するパンタグラフ式のものを用いることができる。

次に、本実施形態による指紋読取装置３０１０の動作についてさらに図１７Ａ乃至図１７Ｃを用いて説明する。図１７Ａ乃至図１７Ｃは、本実施形態による指紋読取装置３０１０の動作を説明する概略図である。図１７Ａ乃至図１７Ｃは、センサ面１１８に指Ｆが接触してから指紋を撮像するまでの間の指Ｆとイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０との位置関係を示している。簡単のため、図１７Ａ乃至図１７Ｃでは、側方光源１１２を省略している。

まず、第１実施形態と同様に、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が撮像位置に位置している状態で、図１７Ａに示すように、ユーザは、対象者の指Ｆの腹を、指紋読取装置３０１０のセンサ面１１８に接触させる。指Ｆの腹がセンサ面１１８に接触した状態では、第１実施形態と同様に、指Ｆのセンサ面１１８側の表面に接触した突出部１２６の一部及び縁端部１２８が、センサ面１１８に接触した指Ｆをセンサ面１１８側から支持する。

次いで、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触した状態で、ユーザは、第１実施形態と同様に、移動スイッチ１４２を押下する。移動スイッチ１４２の押下により、指紋読取装置３０１０に対して、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動を指示する駆動指示信号を入力する。

指紋読取装置３０１０のＣＰＵ１６６は、移動スイッチ１４２の押下により入力された駆動指示信号に応じて、センサ駆動部３１１４を駆動して、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を駆動する。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、筐体１０６の上下方向に平行移動する。

なお、本実施形態でも、第１実施形態と同様に移動スイッチ１４２を設けない構成とすることができる。この場合、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触したことが検知されると、上記と同様に、駆動指示信号が入力され、センサ駆動部３１１４によりイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が駆動される。

平行移動するイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、まず、図１７Ｂに示すように、全体が下降して、撮像位置から退避位置に移動する。退避位置では、センサ面１１８が、指Ｆの腹から離れる。移動スイッチ１４２を設けない構成では、センサ面１１８に指Ｆの腹が接触したことが検知されると、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０は、全体が下降して、撮像位置から退避位置に向けて移動する。

続いて、退避位置に移動したイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、図１７Ｃに示すように、全体が上昇して、退避位置から撮像位置に移動して復帰する。復帰した撮像位置では、センサ面１１８が、再び指Ｆの腹に接触する。

なお、指紋読取装置３０１０のＣＰＵ１６６は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の全体が下降から上昇に切り替わるトリガとして、種々のトリガを用いることができる。例えば、ＣＰＵ１６６は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の全体が下降して、センサ面１１８が指Ｆから離れたことを検知すると、これをトリガとして、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の全体を上昇させるように、センサ駆動部３１１４を駆動させることができる。すなわち、撮像位置から退避位置に向かうセンサ面１１８が指Ｆから離れたことを検知すると、センサ駆動部３１１４は、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０を撮像位置に向けて移動させる。センサ面１１８が指Ｆから離れたことは、第１実施形態と同様に検知することができる。

また、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、移動スイッチ１４２を再度押下することにより、撮像位置から退避位置に向かうイメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が、移動方向を変えて退避位置から撮像位置に向かって移動するように構成することもできる。

このように、本実施形態でも、退避位置において、センサ面１１８が、指Ｆの腹から一旦離れる。続いて、退避位置から復帰した撮像位置において、センサ面１１８が、再び指Ｆの腹に接触する。これにより、本実施形態においても、はじめにセンサ面１１８に接触した際に生じた指Ｆの弾性変形を低減、さらには解消することができる。したがって、本実施形態によれば、比較的に柔らかく容易に弾性変形しうる指Ｆの指紋を読み取る場合であっても、指紋を適切に読み取ることができ、高品質の指紋画像を取得することができる。

また、本実施形態でも、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が撮像位置から退避位置に移動し、さらに撮像位置に復帰するまでの間、導光部１２４における突出部１２６の一部及び縁端部１２８が、指Ｆをセンサ面１１８側から支持している。したがって、本実施形態によれば、センサ面１１８が指Ｆの腹から一旦離れるにもかかわらず、指Ｆの位置ずれを抑制することができ、よって、指Ｆの指紋をさらに適切に読み取ることができ、さらに高品質の指紋画像を取得することができる。

また、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、通常はイメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が載置部１０２内を密閉しているため、優れた防塵性を確保することができる。

以後の動作は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図１８を用いて説明する。なお、上記第１乃至第３実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

本実施形態による指紋読取装置の基本的構成は、上記第１実施形態による指紋読取装置１０とほぼ同様である。本実施形態による指紋読取装置は、側方光源１１２における導光部の形状に関する点で、第１実施形態による指紋読取装置１０とは異なっている。

以下、本実施形態による指紋読取装置の具体的な構成について図１８を用いて説明する。図１８は、本実施形態による指紋読取装置を示す平面図であり、図２に示す第１実施形態による指紋読取装置１０の平面と対応する平面を示している。

図１８に示すように、本実施形態による指紋読取装置４０１０では、一対の側方光源１１２のそれぞれが、第１実施形態による導光部１２４に代えて、導光部４１２４を有している。なお、導光部４１２４を構成する透光性材料は、第１実施形態による導光部１２４と同様である。

各側方光源１１２における導光部４１２４は、第１実施形態による導光部１２４と同様に、載置部１０２の前後方向に沿って形成されている。導光部４１２４は、畝状の突出部４１２６と、裾野状の縁端部４１２８とを有している。突出部４１２６は、第１実施形態による突出部１２６と同様のものである。

縁端部４１２８は、第１実施形態による縁端部１２８と同様に、突出部４１２６のセンサ面１１８の側に、突出部４１２６から連続的にセンサ面１１８側に延在するように突出部４１２６と一体的に裾野状に形成されている。縁端部４１２８は、載置部１０２の上下方向の高さが突出部４１２６よりも低く、センサ面１１８側に向かうに従って徐々にその高さが低くなっている。突出部４１２６の縁端部４１２８側の一部及び縁端部４１２８は、第１実施形態と同様に、センサ面１１８の端部上に張り出して位置している。

さらに、縁端部４１２８は、第１実施形態による縁端部１２８とは異なり、センサ面１１８の端部上に張り出して位置する幅である張り出し幅が一定でない部分を有している。具体的には、縁端部４１２８は、載置部１０２の前側部分において、載置部１０２の前後方向に沿って載置部１０２の前側に向かうに従って、その張り出し幅が広くなっている。このため、一方の側方光源１１２における縁端部４１２８と他方の側方光源１１２における縁端部４１２８との間の間隔は、載置部１０２の前後方向に沿って載置部１０２の前側に向かうに従って狭くなっている。

このように、本実施形態による指紋読取装置４０１０では、上述のように載置部１０２の前側部分における縁端部４１２８の張り出し幅が広くなっている部分により、指紋を読み取るべき指をセンサ面１１８側からより確実に支持することができる。このため、本実施形態によれば、指紋を読み取るべき指の位置ずれをより確実に抑制することができる。また、縁端部４１２８の張り出し幅が広くなっている部分は、載置部１０２の前側部分であるため、イメージセンサ１０８による指紋の撮像を妨げることもない。したがって、本実施形態によれば、より適切に指紋を読み取ることができ、より高品質の指紋画像を取得することができる。

また、指紋の特徴量は、指の付け根部よりも先端部の方が多い。そのため、本実施形態では、図１８に示すように、指の付け根部に対応する縁端部４１２８が存在していても、指の先端部には開口があるため、指の先端部がセンサ面１１８に接触することができ、指紋画像を取得することができる。

なお、上記では、第１実施形態において導光部１２４に代えて導光部４１２４を設けた場合について説明したが、第２及び第３実施形態においても導光部１２４に代えて導光部４１２４を設けることができる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図１９を用いて説明する。なお、上記第１乃至第４実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

本実施形態による指紋読取装置の基本的構成は、上記第１実施形態による指紋読取装置１０の構成とほぼ同様である。本実施形態による指紋読取装置は、側方光源１１２における導光部の形状に関する点で、第１実施形態による指紋読取装置１０とは異なっている。

以下、本実施形態による指紋読取装置の具体的な構成について図１９を用いて説明する。図１９は、本実施形態による指紋読取装置を示す平面図であり、図２に示す第１実施形態による指紋読取装置１０の平面と対応する平面を示している。

図１９に示すように、本実施形態による指紋読取装置５０１０では、一対の側方光源１１２のそれぞれが、第１実施形態による導光部１２４に代えて、導光部５１２４を有している。なお、導光部５１２４を構成する透光性材料は、第１実施形態による導光部１２４と同様である。

各側方光源１１２における導光部５１２４は、第１実施形態による導光部１２４と同様に、載置部１０２の前後方向に沿って形成されている。導光部５１２４は、畝状の突出部５１２６と、裾野状の縁端部５１２８とを有している。突出部５１２６は、第１実施形態による突出部１２６と同様のものである。

縁端部５１２８は、第１実施形態による縁端部１２８と同様に、突出部５１２６のセンサ面１１８の側に、突出部５１２６から連続的にセンサ面１１８側に延在するように突出部５１２６と一体的に裾野状に形成されている。縁端部５１２８は、載置部１０２の上下方向の高さが突出部５１２６よりも低く、センサ面１１８側に向かうに従って徐々にその高さが低くなっている。突出部５１２６の縁端部５１２８側の一部及び縁端部５１２８は、第１実施形態と同様に、センサ面１１８の端部上に張り出して位置している。

さらに、本実施形態では、一方の側方光源１１２の縁端部５１２８と、他方の側方光源１１２の縁端部５１２８とが、センサ面１１８上にわたって延在してセンサ面１１８上で互いに連続するように形成されている。センサ面１１８上にわたって延在する縁端部５１２８の下面には、第１実施形態と同様の遮光部１３０が形成されている。

センサ面１１８上にわたって延在する縁端部５１２８の中央部には、センサ面１１８を露出する開口部５１３０が形成されている。開口部５１３０は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０が撮像位置に位置する場合において、指紋を読み取ることができる形状及び面積のセンサ面１１８が露出するように形成されている。開口部５１３０の平面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、楕円形状、指先形状になっている。

このように、本実施形態による指紋読取装置５０１０では、上述のようにセンサ面１１８にわたって延在する縁端部５１２８の開口部５１３０以外の部分により、指紋を読み取るべき指をセンサ面１１８側からより確実に支持することができる。このため、本実施形態によれば、指紋を読み取るべき指の位置ずれをより確実に抑制することができる。また、開口部５１３０を介してイメージセンサ１０８が指紋を撮像することができるため、イメージセンサ１０８による指紋の撮像が妨げられることもない。したがって、本実施形態によれば、より適切に指紋を読み取ることができ、より高品質の指紋画像を取得することができる。

また、本実施形態でも、図１９に示すように、指の付け根部に対応する縁端部５１２８が存在していても、指紋の特徴量が多い指の先端部には開口があるため、指の先端部がセンサ面１１８に接触することができ、指紋画像を取得することができる。

なお、上記では、第１実施形態において導光部１２４に代えて導光部５１２４を設けた場合について説明したが、第２及び第３実施形態においても導光部１２４に代えて導光部５１２４を設けることができる。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図２０を用いて説明する。なお、上記第１乃至第５実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法と同様の構成要素については同様の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

上記第１乃至第５実施形態では、新生児、乳児及び幼児を、指紋を読み取るべき対象者とする場合について説明したが、対象者は新生児、乳児及び幼児に限定されるものではない。指紋読取装置は、新生児、乳児及び幼児以外のほか、あらゆる年齢層の者を対象者とすることができる。

本実施形態では、指紋読取装置が、新生児、乳児及び幼児のみならず、新生児、乳児及び幼児以外の者をも対象者とする場合について説明する。なお、新生児、乳児及び幼児以外の者には、新生児、乳児及び幼児以外の未成年者、及び成年者が含まれる。以下の説明では、新生児、乳児及び幼児を「新生児等」と表記し、新生児、乳児及び幼児以外の者を「成年者等」と表記する。

新生児等及び成人者等を対象者とする本実施形態による指紋読取装置の基本的構成は、第１実施形態による指紋読取装置１０の構成とほぼ同様である。本実施形態による指紋読取装置は、成年者等をも対象者とするため、側方光源１１２における導光部の形状に関する点で、第１実施形態による指紋読取装置１０とは異なっている。

以下、本実施形態による指紋読取装置の具体的な構成について図２０を用いて説明する。図２０は、本実施形態による指紋読取装置を示す横断面図であり、図４に示す第１実施形態による指紋読取装置１０の横断面と対応する横断面を示している。なお、図２０には、対比のため、第１実施形態による導光部１２４を一点鎖線で示している。

図２０に示すように、本実施形態による指紋読取装置６０１０では、一対の側方光源１１２のそれぞれが、第１実施形態による導光部１２４に代えて、導光部６１２４を有している。なお、導光部６１２４を構成する透光性材料は、第１実施形態による導光部１２４と同様である。

各側方光源１１２における導光部６１２４は、第１実施形態による導光部１２４と同様に、載置部１０２の前後方向に沿って形成されている。導光部６１２４は、畝状の突出部６１２６と、裾野状の縁端部６１２８とを有している。

突出部６１２６は、第１実施形態による突出部１２６と同様に、複数の近赤外ＬＥＤ１２２を覆って筐体１０６表面の上方に突出するように畝状に形成されている。ただし、突出部６１２６は、第１実施形態による突出部１２６とは異なり、センサ面１１８の端部上に張り出さず、センサ面１１８の端部上に位置しないように形成されている。

縁端部６１２８は、第１実施形態による縁端部１２８と同様に、突出部６１２６のセンサ面１１８の側に、突出部６１２６から連続的にセンサ面１１８側に延在するように突出部６１２６と一体的に裾野状に形成されている。縁端部６１２８は、載置部１０２の上下方向の高さが突出部６１２６よりも低く、センサ面１１８側に向かうに従って徐々にその高さが低くなっている。本実施形態では、縁端部６１２８の一部が、センサ面１１８の端部上に張り出して位置している。

導光部１２４のセンサ面１１８の端部上に張り出して位置する部分である縁端部６１２８の一部のセンサ面１１８側の下面には、第１実施形態と同様に遮光部１３０が設けられている。

なお、縁端部６１２８の一部が張り出してセンサ面１１８の端部上に位置する幅である張り出す幅は、新生児等の指紋のみならず、成年者等の指紋をも読み取ることができるように適宜設定することができる。

このように、本実施形態では、突出部６１２６がセンサ面１１８の端部上に張り出しておらず、導光部６１２４のうちの縁端部６１２８の一部のみが、センサ面１１８の端部上に張り出して位置している。このため、本実施形態では、第１実施形態と比較して広い空間がセンサ面１１８上に確保されているため、新生児等の指と比較して大きな成年者等の指をセンサ面１１８に接触させることができる。これにより、本実施形態では、第１実施形態と同様にして、新生児等のみならず、成年者等の指紋を読み取ることができる。

なお、対象者として成年者等の指紋を読み取る場合、成年者等の対象者自身が指紋読取装置６０１０を操作して、自身の指の指紋を読み取ることができる。この場合、対象者は、指紋を撮像すべき自身の指とは反対の手で把持部１０４を把持しつつ、指紋を撮像すべき指の腹をセンサカバー１１０のセンサ面１１８に接触させることができる。対象者は、例えば、把持部１０４を把持する手の指のうち、親指が筐体１０６の天板側に位置し、親指以外の４指が筐体１０６の底板側に位置するように把持部１０４を側方から把持することができる。

把持部１０４を把持する成年者等の対象者は、把持部１０４を把持したままで、把持部１０４を把持する手の指のうちの筐体１０６の底板側に位置する４指のいずれかで移動スイッチ１４２及びキャプチャスイッチ１４４を押下することができる。対象者自身が移動スイッチ１４２及びキャプチャスイッチ１４４を操作することにより、第１実施形態と同様にして対象者の指紋を読み取ることができる。成年者等の指の指紋を読み取る場合においても、例えば、湿潤状態、高い保水能力、高い水分比率等の影響により、指は大きく弾性変形しうる。本実施形態によれば、成年者等の指の指紋を読み取る場合においても、第１実施形態と同様に指に生じた弾性変形を低減、さらには解消してから指紋を読み取るため、指紋を適切に読み取ることができ、高品質の指紋画像を取得することができる。

一方、対象者として新生児等の指紋を読み取る場合は、第１実施形態と同様にして対象者の指紋を読み取ることができる。

なお、上記では、第１実施形態において導光部１２４に代えて導光部６１２４を設けた場合について説明したが、第２及び第３実施形態においても導光部１２４に代えて導光部６１２４を設けることができる。

また、第４及び第５実施形態においても、本実施形態と同様に、突出部４１２６、５１２６がセンサ面１１８の端部上に位置しないように導光部４１２４、５１２４を形成することができる。

［第７実施形態］
本発明の第７実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図２１を用いて説明する。なお、上記第１乃至第６実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

上記第１実施形態では、導光部１２４における突出部１２６の一部及び縁端部１２８がセンサ面１１８の端部上に張り出して位置している場合を説明したが、必ずしも導光部１２４がセンサ面１１８の端部上に位置している必要はない。

本実施形態では、導光部がセンサ面１１８の端部上に位置していない場合について説明する。なお、本実施形態による指紋読取装置は、第６実施形態による指紋読取装置６０１０と同様に、新生児等のみならず、成年者等をも指紋を読み取るべき対象者とすることができる。

本実施形態による指紋読取装置の基本的構成は、第１実施形態による指紋読取装置１０とほぼ同様である。本実施形態による指紋読取装置は、側方光源１１２における導光部の構成に関する点で、第１実施形態による指紋読取装置１０とは異なっている。

以下、本実施形態による指紋読取装置の具体的な構成について図２１を用いて説明する。図２１は、本実施形態による指紋読取装置を示す横断面図であり、図４に示す第１実施形態による指紋読取装置１０の横断面と対応する横断面を示している。

図２１に示すように、本実施形態による指紋読取装置７０１０では、一対の側方光源１１２のそれぞれが、第１実施形態による導光部１２４に代えて、導光部７１２４を有している。なお、導光部７１２４を構成する透光性材料は、第１実施形態による導光部１２４と同様である。

各側方光源１１２における導光部７１２４は、第１実施形態による導光部１２４と同様に、載置部１０２の前後方向に沿って形成されている。導光部７１２４は、突出部７１２６のみから構成されており、裾野状の縁端部１２８を有していない。

突出部７１２６は、第１実施形態による突出部１２６と同様に、複数の近赤外ＬＥＤ１２２を覆って載置部１０２の上方に突出するように畝状に形成されている。ただし、突出部７１２６は、第１実施形態による突出部１２６とは異なり、センサ面１１８の端部上に張り出さず、センサ面１１８の端部上に位置しないように、筐体１０６のセンサ面１１８の脇の領域上に形成されている。

本実施形態では、第１実施形態とは異なり、突出部７１２６に対しては、裾野状の縁端部１２８が形成されていない。

また、本実施形態では、導光部７１２４が、センサ面１１８の端部上に張り出しておらず、センサ面１１８の端部上に位置していない。このため、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、導光部７１２４に対して遮光部１３０は設けられていない。

本実施形態のように、導光部７１２４が、突出部７１２６のみから構成され、導光部７１２４がセンサ面１１８の端部上に位置していなくてもよい。

なお、上記では、第１実施形態において導光部１２４に代えて導光部７１２４を設けた場合について説明したが、第２及び第３実施形態においても導光部１２４に代えて導光部７１２４を設けることができる。

［第８実施形態］
本発明の第８実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法について図２２を用いて説明する。なお、上記第１乃至第７実施形態による指紋読取装置及び指紋読取方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

上記第１乃至第７実施形態では、ユーザ又は対象者が移動スイッチ１４２及びキャプチャスイッチ１４４を押下して指紋を読み取る場合について説明したが、指紋の読み取りは自動化することができる。本実施形態では、第１実施形態において、指紋の読み取りを自動化した場合について説明する。

本実施形態では、指紋読取システム１における画像処理装置２０が、指紋読取装置１０による指紋の読み取りを自動化するように構成されている。本実施形態では、以下のように画像処理装置２０及び指紋読取装置１０が構成されている。

画像処理装置２０において、ＣＰＵ２０２は、センサ駆動部１１４及びイメージセンサ１０８を含む指紋読取装置１０の動作を制御して指紋読取装置１０による指紋の読み取りを自動化する制御部として機能する。ＣＰＵ２０２は、指紋の読み取りを指示する読取指示信号に応じて、指紋読取装置１０を制御する制御信号を出力して通信ケーブル３０を介して指紋読取装置１０に入力する。制御信号は、指紋読取装置１０による指紋の読み取りを自動化するための信号である。制御信号は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動を指示する駆動指示信号と、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動後の指紋の撮像を指示する撮像指示信号とを含む。

指紋読取装置１０及び画像処理装置２０は、例えば、ユーザがキャプチャスイッチ１４４を押下することにより、指紋読取装置１０を介して画像処理装置２０に上記の指紋の読み取りを指示する読取指示信号が入力されるように構成することができる。また、画像処理装置２０は、ユーザが入力装置２１８を操作することにより、上記の指紋の読み取りを指示する読取指示信号が入力されるように構成することもできる。

さらに、画像処理装置２０において、ＣＰＵ２０２は、指紋読取装置１０から転送される指紋画像の品質の良否を判定する判定部としても機能する。ＣＰＵ２０２は、指紋画像の品質に関する基準に基づき、指紋読取装置１０から転送される指紋画像の品質の良否を判定する。ＣＰＵ２０２は、指紋画像の品質が所定の品質以上である場合にその指紋画像の品質が良好であると判断し、指紋画像の品質が所定の品質以上でない場合にその指紋画像の品質が不良であると判定する。

ＣＰＵ２０２は、指紋画像の品質が不良であると判定した場合、上記の駆動指示信号と撮像指示信号とを含む制御信号を再度出力して指紋読取装置１０に入力する。こうして、ＣＰＵ２０２は、指紋画像の品質の良否の判定結果に基づき、駆動指示信号によりセンサ駆動部１１４の動作を制御し、撮像指示信号によりイメージセンサ１０８の動作を制御する制御部として機能する。

一方、指紋読取装置１０において、ＣＰＵ１６６は、画像処理装置２０から入力される制御信号に基づき、センサ駆動部１１４及びイメージセンサ１０８を駆動する。具体的には、ＣＰＵ１６６は、制御信号に含まれる、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動を指示する駆動指示信号に応じて、センサ駆動部１１４を駆動する。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、第１実施形態と同様に、撮像位置から退避位置に移動し、さらに退避位置から撮像位置に移動して復帰する。また、ＣＰＵ１６６は、制御信号に含まれる、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動後の指紋の撮像を指示する撮像指示信号に応じて、第１実施形態と同様に、側方光源１１２の点灯下でイメージセンサ１０８に指紋を撮像させて読み取らせる。

以下、本実施形態による指紋読取装置１０及び画像処理装置２０の動作について図２２を用いて説明する。図２２は、本実施形態による指紋読取装置及び画像処理装置の動作を示すフローチャートである。

まず、ユーザは、第１実施形態と同様に、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０が撮像位置に位置している状態で、対象者の指の腹を、指紋読取装置１０のセンサ面１１８に接触させる（ステップＳ１０２）。

次いで、ユーザは、例えば入力装置２１８を用いて、指紋の読み取りを指示する読取指示信号を画像処理装置２０に入力する（ステップＳ２０２）。

次いで、画像処理装置２０のＣＰＵ２０２は、ユーザにより入力された指紋読取信号に応じて、指紋読取装置１０を制御する制御信号を出力して指紋読取装置１０に入力する（ステップＳ２０４）。制御信号は、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動を指示する駆動指示信号と、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の駆動後の指紋の撮像を指示する撮像指示信号とを含む。なお、本実施形態でも、移動スイッチ１４２を設けない構成と同様にセンサ面１１８に指の腹が接触したことが検知されると、ユーザによる読取指示信号の入力を待たずに、上記と同様に駆動指示信号及び撮像指示信号が指紋読取装置１０に入力されてもよい。

次いで、指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６は、画像処理装置２０から入力された制御信号に基づき、以下のように、センサ駆動部１１４を駆動し、その後、イメージセンサ１０８に指紋を撮像させる（ステップＳ１０４、Ｓ１０６）。

まず、ＣＰＵ１６６は、画像処理装置２０から入力された制御信号に含まれる駆動指示信号に応じて、センサ駆動部１１４を駆動する（ステップＳ１０４）。これにより、イメージセンサ１０８及びセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０は、第１実施形態と同様に、撮像位置から退避位置に移動し、さらに退避位置から撮像位置に移動して復帰する。なお、本実施形態でも、イメージセンサ１０８及びセンサカバー１１０の後端部が下降から上昇に切り替わるトリガとして、第１実施形態と同様のトリガを用いることができる。

次いで、ＣＰＵ１６６は、画像処理装置２０から入力された制御信号に含まれる撮像指示信号に応じて、第１実施形態と同様に、側方光源１１２の点灯下でイメージセンサ１０８に指紋を撮像させて読み取らせる（ステップＳ１０６）。

イメージセンサ１０８により撮像された指紋画像の画像データは、第１実施形態と同様に、通信ケーブル３０を介して画像処理装置２０に転送される（ステップＳ１０８）。画像処理装置２０に転送された指紋画像の画像データには、第１実施形態と同様に所定の画像処理が施される。

次いで、画像処理装置２０のＣＰＵ２０２は、指紋画像の品質に関する基準に基づき、指紋読取装置１０から転送された指紋画像の品質が良好か否かを判定する（ステップＳ２０６）。

ＣＰＵ２０２は、指紋画像の品質が良好であると判定すると（ステップＳ２０６、ＹＥＳ）、第１実施形態と同様に、その指紋画像の表示、記録等を行う（ステップＳ２０８）。

一方、ＣＰＵ２０２は、指紋画像の品質が不良であると判定すると（ステップＳ２０６、ＮＯ）、ステップＳ２０４に移行し、上記の駆動指示信号と撮像指示信号とを含む制御信号を再度出力して指紋読取装置１０に再度入力する。なお、ＣＰＵ２０２は、不良であると判定した指紋画像についても、第１実施形態と同様に表示等を行うこともできる。

画像処理装置２０から制御信号が再度入力された指紋読取装置１０のＣＰＵ１６６は、ステップＳ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８を再度実行する。これにより、指紋読取装置１０において再度取得された指紋画像の画像データが画像処理装置２０に再度転送される。センサ駆動部１１４を駆動するステップＳ１０４が再度実行されることにより、指紋画像の品質の低下の一因である指の弾性変形の低減、解消が試みられる。

指紋画像の画像データが再度転送された画像処理装置２０のＣＰＵ２０２は、ステップＳ２０６を再度実行する。

こうして、所定の品質以上の指紋画像が取得されるまで指紋読取装置１０における指紋の読み取りが繰り返される。

このように、本実施形態では、画像処理装置２０により指紋読取装置１０を制御して指紋の読み取りを自動化する。さらに、本実施形態では、画像処理装置２０における指紋画像の品質の良否判定の結果に基づき、所定の品質以上の指紋画像が取得されるまで指紋読取装置１０における指紋の読み取りが繰り返される。したがって、本実施形態によれば、高品質の指紋画像を効率よく取得することができる。

また、上記では、画像処理装置２０のＣＰＵ２０２が、指紋読取装置１０の動作を制御して指紋読取装置１０による指紋の読み取りを自動化する判定部及び制御部として機能する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、指紋読取装置１０自体の制御回路１１６のＣＰＵ１６６が、上記画像処理装置２０のＣＰＵ２０２と同様に指紋読取装置１０による指紋の読み取りを自動化する判定部及び制御部の全部又は一部として機能してもよい。

また、上記では、第１実施形態において指紋の読み取りを自動化した場合について説明したが、第２乃至第７実施形態においても上記と同様に指紋の読み取りを自動化することができる。

［他の実施形態］
上記各実施形態において説明した指紋読取装置は、他の実施形態によれば、図２３に示すように構成することもできる。図２３は、他の実施形態による指紋読取装置の機能構成を示すブロック図である。

図２３に示すように、他の実施形態による指紋読取装置９０００は、指が載置される載置部９００２を有している。また、指紋読取装置９０００は、載置部９００２に載置された指が接触する第１の位置と、載置部９００２に載置された指が離れる第２の位置との間で移動可能に載置部９００２に設けられた読取面９００４を有している。また、指紋読取装置９０００は、読取面９００４を、第１の位置と第２の位置との間で移動させる駆動部９００６を有している。さらに、指紋読取装置９０００は、第１の位置に位置する読取面９００４に接触する指の指紋を読み取る読取部９００８を有している。駆動部９００６は、第１の位置で指に接触する読取面９００４を、第２の位置に移動させ、さらに第２の位置から第１の位置に移動させる。読取部９００８は、第２の位置から第１の位置に移動した読取面９００４に接触する指の指紋を読み取る。

他の実施形態による指紋読取装置９０００によれば、比較的に柔らかく容易に大きく弾性変形しうる指の指紋を読み取る場合であっても、指紋を適切に読み取ることができる。

［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、指紋を撮像して読み取る光学式の読取部であるイメージセンサ１０８を用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。指紋を読み取る読取部としては、光学式のほか、静電容量方式、電界強度方式等の種々の方式のものを用いることができる。

また、上記実施形態では、指が接触するセンサ面１１８を含むセンサカバー１１０とともにイメージセンサ１０８がセンサ駆動部１１４により駆動される場合を例に説明したが、これに限定されるものでない。少なくともセンサ面１１８が上記実施形態のように駆動されればよく、撮像位置に位置するセンサ面１１８に接触する指の指紋を読み取り可能なイメージセンサ１０８その他の読取部が、センサ面１１８から分離された位置に固定されていてもよい。

上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
指が載置される載置部と、
前記載置部に載置された前記指が接触する第１の位置と、前記載置部に載置された前記指が離れる第２の位置との間で移動可能に前記載置部に設けられた読取面と、
前記読取面を、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる駆動部と、
前記第１の位置に位置する前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取る読取部と
を有し、
前記駆動部が、前記第１の位置で前記指に接触する前記読取面を、前記第２の位置に移動させ、さらに前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、
前記読取部が、前記第２の位置から前記第１の位置に移動した前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取る
ことを特徴とする指紋読取装置。

（付記２）
前記駆動部が、前記読取面を揺動又は平行移動させることにより、前記読取面を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる
ことを特徴とする付記１記載の指紋読取装置。

（付記３）
前記読取面が、前記載置部の前側の端部に位置する揺動軸であって、前記載置部の幅方向に沿った揺動軸を支点として揺動可能に設けられており、
前記駆動部が、前記読取面を揺動させることにより、前記読取面を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる
ことを特徴とする付記２記載の指紋読取装置。

（付記４）
前記載置部に設けられ、前記載置部に載置された前記指に光を照射する一対の光源を有し、
前記読取部が、前記指内で散乱して前記指の表面から出射した光により前記指紋を撮像して読み取る
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の指紋読取装置。

（付記５）
前記一対の光源が、前記第１の位置に位置する前記読取面の内側に向かって傾斜している
ことを特徴とする付記４記載の指紋読取装置。

（付記６）
前記一対の光源が、
前記読取面の、前記載置部の幅方向に対向する端部の両側に設けられ、
それぞれ前記載置部の前後方向に沿って形成された導光部を有する
ことを特徴とする付記４又は５に記載の指紋読取装置。

（付記７）
前記導光部が、前記読取面の前記端部上まで延在するように形成され、前記載置部に載置された前記指を支持可能に構成されている
ことを特徴とする付記６記載の指紋読取装置。

（付記８）
前記一対の光源のそれぞれが、前記載置部の前記前後方向に沿って配置された複数の単位光源を有し、
前記導光部が、前記複数の単位光源を覆うように形成されている
ことを特徴とする付記６又は７に記載の指紋読取装置。

（付記９）
前記導光部が、
前記複数の単位光源を覆う突出部と、
前記突出部の前記読取面の側に前記突出部と一体的に形成され、前記載置部の上下方向の高さが前記突出部よりも低い縁端部と
を有する
ことを特徴とする付記８記載の指紋読取装置。

（付記１０）
前記突出部の一部及び前記縁端部が、前記読取面の前記端部上に位置している
ことを特徴とする付記９記載の指紋読取装置。

（付記１１）
前記縁端部の一部が、前記読取面の前記端部上に位置している
ことを特徴とする付記９記載の指紋読取装置。

（付記１２）
前記縁端部の前記読取面の前記端部上に位置する幅が、前記載置部の前側に向かうに従って広くなっている
ことを特徴とする付記９乃至１１のいずれかに記載の指紋読取装置。

（付記１３）
前記一対の光源の一方及び他方の前記導光部の前記縁端部が、前記読取面の上で互いに連続するように形成されており、
前記縁端部には、前記読取面を露出する開口部が形成されている
ことを特徴とする付記９乃至１１のいずれかに記載の指紋読取装置。

（付記１４）
前記導光部の前記読取面の前記端部上に位置する部分の下面に形成された遮光部を有する
ことを特徴とする付記７乃至１３のいずれかに記載の指紋読取装置。

（付記１５）
前記読取部により読み取られた前記指紋の指紋画像の品質の良否を判定する判定部と、
前記判定部による前記品質の良否の判定結果に基づき、前記駆動部及び前記読取部の動作を制御する制御部を有する
ことを特徴とする付記１乃至１４のいずれかに記載の指紋読取装置。

（付記１６）
前記第１の位置の前記読取面に前記指が接触したことが検知されると、前記駆動部が、前記読取面を前記第１の位置から前記第２の位置に向けて移動させる
ことを特徴とする付記１乃至１５のいずれかに記載の指紋読取装置。

（付記１７）
前記第１の位置から前記第２の位置に向かう前記読取面が前記指から離れたことが検知されると、前記駆動部が、前記読取面を前記第１の位置に向けて移動させる
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の指紋読取装置。

（付記１８）
載置部に載置された指が接触する第１の位置と、前記載置部に載置された前記指が離れる第２の位置との間で移動可能に前記載置部に設けられた読取面に接触する前記指の指紋を読み取る指紋読取方法であって、
前記読取面が前記第１の位置に位置する前記載置部に前記指を載置し、
前記第１の位置で前記指に接触する前記読取面を、前記第２の位置に移動させ、さらに前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、
前記第２の位置から前記第１の位置に移動した前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取る
ことを特徴とする指紋読取方法。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１７年７月２６日に出願された日本出願特願２０１７−１４４５３２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１…指紋読取システム
１０、２０１０、３０１０、４０１０、５０１０、６０１０、７０１０、９０００…指紋読取装置
２０…画像処理装置

Claims (18)

1. 指が載置される載置部と、
   前記載置部に載置された前記指が接触する第１の位置と、前記載置部に載置された前記指が離れる第２の位置との間で移動可能に前記載置部に設けられた読取面と、
   前記読取面を、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる駆動部と、
   前記第１の位置に位置する前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取る読取部と
   を有し、
   前記駆動部が、前記第１の位置で前記指に接触する前記読取面を、前記第２の位置に移動させ、さらに前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、
   前記読取部が、前記第２の位置から前記第１の位置に移動した前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取る
   ことを特徴とする指紋読取装置。
2. 前記駆動部が、前記読取面を揺動又は平行移動させることにより、前記読取面を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる
   ことを特徴とする請求項１記載の指紋読取装置。
3. 前記読取面が、前記載置部の前側の端部に位置する揺動軸であって、前記載置部の幅方向に沿った揺動軸を支点として揺動可能に設けられており、
   前記駆動部が、前記読取面を揺動させることにより、前記読取面を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる
   ことを特徴とする請求項２記載の指紋読取装置。
4. 前記載置部に設けられ、前記載置部に載置された前記指に光を照射する一対の光源を有し、
   前記読取部が、前記指内で散乱して前記指の表面から出射した光により前記指紋を撮像して読み取る
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指紋読取装置。
5. 前記一対の光源が、前記第１の位置に位置する前記読取面の内側に向かって傾斜している
   ことを特徴とする請求項４記載の指紋読取装置。
6. 前記一対の光源が、
   前記読取面の、前記載置部の幅方向に対向する端部の両側に設けられ、
   それぞれ前記載置部の前後方向に沿って形成された導光部を有する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の指紋読取装置。
7. 前記導光部が、前記読取面の前記端部上まで延在するように形成され、前記載置部に載置された前記指を支持可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項６記載の指紋読取装置。
8. 前記一対の光源のそれぞれが、前記載置部の前記前後方向に沿って配置された複数の単位光源を有し、
   前記導光部が、前記複数の単位光源を覆うように形成されている
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の指紋読取装置。
9. 前記導光部が、
   前記複数の単位光源を覆う突出部と、
   前記突出部の前記読取面の側に前記突出部と一体的に形成され、前記載置部の上下方向の高さが前記突出部よりも低い縁端部と
   を有する
   ことを特徴とする請求項８記載の指紋読取装置。
10. 前記突出部の一部及び前記縁端部が、前記読取面の前記端部上に位置している
    ことを特徴とする請求項９記載の指紋読取装置。
11. 前記縁端部の一部が、前記読取面の前記端部上に位置している
    ことを特徴とする請求項９記載の指紋読取装置。
12. 前記縁端部の前記読取面の前記端部上に位置する幅が、前記載置部の前側に向かうに従って広くなっている
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の指紋読取装置。
13. 前記一対の光源の一方及び他方の前記導光部の前記縁端部が、前記読取面の上で互いに連続するように形成されており、
    前記縁端部には、前記読取面を露出する開口部が形成されている
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の指紋読取装置。
14. 前記導光部の前記読取面の前記端部上に位置する部分の下面に形成された遮光部を有する
    ことを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の指紋読取装置。
15. 前記読取部により読み取られた前記指紋の指紋画像の品質の良否を判定する判定部と、
    前記判定部による前記品質の良否の判定結果に基づき、前記駆動部及び前記読取部の動作を制御する制御部を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の指紋読取装置。
16. 前記第１の位置の前記読取面に前記指が接触したことが検知されると、前記駆動部が、前記読取面を前記第１の位置から前記第２の位置に向けて移動させる
    ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の指紋読取装置。
17. 前記第１の位置から前記第２の位置に向かう前記読取面が前記指から離れたことが検知されると、前記駆動部が、前記読取面を前記第１の位置に向けて移動させる
    ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の指紋読取装置。
18. 載置部に載置された指が接触する第１の位置と、前記載置部に載置された前記指が離れる第２の位置との間で移動可能に前記載置部に設けられた読取面に接触する前記指の指紋を読み取る指紋読取方法であって、
    前記読取面が前記第１の位置に位置する前記載置部に前記指を載置し、
    前記第１の位置で前記指に接触する前記読取面を、前記第２の位置に移動させ、さらに前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、
    前記第２の位置から前記第１の位置に移動した前記読取面に接触する前記指の指紋を読み取る
    ことを特徴とする指紋読取方法。

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