JPH0387981A

JPH0387981A - 指紋像入力装置

Info

Publication number: JPH0387981A
Application number: JP1223256A
Authority: JP
Inventors: Taku Niizaki; 卓新崎; Seigo Igaki; 井垣　誠吾; Hiroyuki Ikeda; 池田　弘之
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-04-12
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2708051B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕指紋照合装置等に対して指の指紋像を入力するための指
紋像入力装置に関し、装置を構成する部品数を減少させると共に、装置が分解
された時でも生体識別処理の方式を容易に推察されない
ようにすることを目的とし、検出対象の指に対して光を
照射し、該指の指紋像を指紋結像光学系により画像検出
手段上に結像して指紋像の入力を行う指紋像入力装置で
あって、前記画像検出手段は色識別機能を備え、該画像
検出手段により得られた指紋像において、前記指の押圧
力の増加による色の変化を検出して該指が生体のもので
あるか否かを識別するように構成する。

〔産業上の利用分野〕本発明は、指紋像入力装置に関し、特に、指紋照合装置
等に対して指の指紋像を入力するための指紋像入力装置
に関する。

近年、電子計算機等を利用した情報システムが社会全般
に導入されるのに伴い、システムの保全性（セキュリテ
ィ）を如何に確保するかが問題となっている。例えば、
電算機室への入室や端末等の情報システムを利用する際
の本人確認の手段としては、従前、ＩＤカードや暗証番
号によるものが一般に使用されている。しかし、ＩＤカ
ードには紛失・盗難の恐れだけでなく、磁気情報を複製
して偽造カードが作られてしまうといった危険もある。

さらに、暗証番号は、一般に、覚え易い生年月日等とす
ることが多いために、本人の周辺情報から容易に推察さ
れるといった問題点も指摘されている。

そこで、ＩＤカード等に代わる本人確認の手段として、
「万人不同」・「終生不変」という三大特徴を有する指
紋を利用することが注目されて来ており、各所で指紋を
用いた簡便な個人照合装置等の研究開発が進められてい
る。このような指紋照合装置等は、指紋を画像として取
り扱うため、指紋を画像データに変換する指紋像入力装
置が要望されている。

〔従来の技術〕

第３図は典型的な指紋像入力装置の構成を概略的に示す
図であり、参照符号Ｆは検出対象の指。

１０１は指紋像を検出するために照射する光源、　１０
３はレンズ、１０４は画像検出器、１０５は透明体であ
る。

第３図に示されるように、指紋像入力装置は、ガラス等
で構成された透明体１０５の検査面１５１上に指Ｆを接
触させ、光源１０３からの光を指Ｆ全体に照射し、指Ｆ
における指紋の隆線部分（曲部分）の散乱光の中から透
明体１０５、の界面で全反射する成分をレンズ１０３で
カラー〇ＣＤ　（電荷結合素子）等の画像検出器１０４
上に結像させるようになされている。そして、画像検出
器１０４により得られた指紋の隆線パターンの画像（指
紋像）は、例えば、指紋照合システムに使用され、指紋
照合用データとして登録されたり、また、既に登録され
ている指紋照合用データと対比されて本人かどうかの判
別が行われることになる。

しかしながら、例えば、指紋照合システムに登録された
指紋と全く同じ凹凸をもつレプリカが使用された場合、
そのレプリカによっても指紋が照合することになり、セ
キュリティが破られる恐れがある。そこで、指紋像入力
装置に接触した検知対象の指Ｆが人間の指（生体）であ
るか、レプリカ（非生体）であるかを識別する生体識別
機構を指紋像入力装置に設けることが必要とされている
。

第４図は従来の生体識別の１つの手法を説明するための
図であり、人体の脈動に起因する透過光量の変化を利用
した生体識別方法を説明するものである。これは、指Ｆ
の両側に発光器１８１および受光器１８２を配置し、指
Ｆ内部を透過する光が脈動と同じ周期で変化することを
利用するもので、透過率の変化を受光器１８２で電気信
号に変換し、その信号変化から指Ｆが生体か非生体かを
識別するものである。しかし、この脈動を利用した生体
識別方法は、脈動を検出するために、電気信号を成る程
度の時間継続してモニターする必要があり、瞬時に生体
か否かの識別を行うことができないという問題がある。

第５図は従来の生体識別の他の手法を説明するための図
であり、指の皮膚抵抗を利用した生体識別方法を説明す
るものである。これは、指の接触面Ｆ°に透明電極１９
１，１９２を設けて指の抵抗値を測定し、予め設定され
たレプリカの抵抗値と比較することにより生体か非生体
かを識別するものである。しかし、この皮膚抵抗を利用
した生体識別方法は、測定される皮膚の抵抗値が各個人
により異なるだけでなく、皮膚の乾湿状態等により大き
く変化するため、レプリカとの識別を行うのが難しい。

さらに、透明電極１９１．１９２のパターンも指紋像と
一緒に画像として取り込まれるため、電極パターン像が
指紋像に影響を与える恐れもある。

このような従来の生体識別方法に対して、本出願人は、
無圧時と押圧時で指の色が変化することを利用した生体
識別方法に注目した。すなわち、第６図（ａ）に示され
るように、無圧時の指表面は、赤味がかった色であるの
に対して、押圧時の指表面は、白っぽい色に変化する。

このことは、ガラス板等に指を押し当てながらガラス板
を通して指表面を観察することによって容易に追認する
ことができる。

第７図は人の皮膚の分光反射率特性を示す図であり、無
圧時および押圧時の皮膚の分光反射率を測定した結果を
示すグラフである。このグラフによれば、無圧時と押圧
時との間で波長４００〜６００ｎｍ付近に大きな変化が
認められる。波長４００〜６００ｎｍは可視光線の青色
および緑色の領域に相当し、また、６００ｎａ＋を越え
た６４０〜７００ｎＩＩ＋は赤色領域に相当している。

すなわち、第７図から無圧時と押圧時では、赤色領域の
相対反射率はそれほど変化しないが、無圧時において青
色および緑色領域の相対反射率が大きく減少しているこ
とがわかる。このことから、例えば、青色または緑色領
域の分光反射光量を無圧時および押圧時の双方で検出し
、その光量の変化から生体の識別を行うことができる。

第８図は従来の生体識別機能を備えた指紋像入力装置の
一例を示すブロック図であり、参照符号１６０は発光素
子１６０ａおよび受光素子１６０ｂで構成された光スイ
フチ、１６２はレンズ、１６３はカラーＣＣＤである。

第８図に示されるように、この指紋像入力装置は、透明
体１０２の検査面１０２ａに接触する前の指Ｆの画像と
、指Ｆが検査面１０２ａに押し当てられた後の指Ｆの画
像とをレンズ１６２および色識別機能を有する画像検出
器（例えば、カラーＣＣＤ）　１６３により検出し、そ
れらの画像の色の変化を比較することによって、検査面
１０２ａに押し当てられた指Ｆが生体のものであるか否
かを識別するようになされている。すなわち、画像検出
器１６３は、赤色検出素子（Ｒ）、緑色検出素子（Ｇ）
および青色検出素子（Ｂ）で構成され、各色検出信号は
比較回路１６１に供給されるようになされている。この
比較回路１６１には、光スィッチ１６０の出力信号が供
給されていて、指Ｆが検査面ｌ０２ａに接触する前を認
識して政権Ｆの画像を取り込み、指Ｆが検査面ＬＯ２ａ
に押し当てられた後の指Ｆの画像との比較を行えるよう
になされている。ここで、指紋照合等に使用される指Ｆ
の指紋像は、指Ｆが検査面１０２ａに押し当てられた後
、前述の第２図に示すような装置により検出するように
なされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来、生体識別機能を備えた指紋像入
力装置が提案されているが、この従来の指紋像入力装置
は、第８図に示されるように、生体識別を行う専用の光
学系（レンズ”）　１６２．画像検出器１６３および比
較回路１６１を必要とするため、装置の部品数が増加す
るだけでなく、指紋像入力装置が分解された場合に生体
識別処理の方式が容易に推察されてしまう恐れがあった
。

本発明は、上述した従来の指紋像入力装置が有する課題
に鑑み、装置を構成する部品数を減少させると共に、装
置が分解された時でも生体識別処理の方式を容易に推察
されないようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明に係る指紋像入力装置の原理を示す図で
ある。

本発明によれば、検出対象の指Ｆに対して光りを照射し
、政権Ｆの指紋像を指紋結像光学系３により画像検出手
段４上に結像して指紋像の入力を行う指紋像入力装置で
あって、前記画像検出手段４は色識別機能を備え、該画
像検出手段４により得られた指紋像において、前記指Ｆ
の押圧力の増加による色の変化を検出して該指が生体の
ものであるか否かを識別するようにしたことを特徴とす
る指紋像入力装置が提供される。

〔作　用〕

上述した構成を有する本発明の指紋像入力装置によれば
、第１図に示されるように、光源ｌから透明体２の検査
面２１上に接触された指Ｆに対して光りが照射され、該
光照射により現出した指Ｆの指紋像が指紋結像光学系３
で画像検出手段４上に結像される。さらに、画像検出手
段４で検出された指紋像は、指紋像入力処理手段５で、
例えば、指紋照合等の処理が行われる。そして、指Ｆが
生体のものであるか否かの識別は、生体識別手段６にお
いて、指Ｆが検査面２１に接触した瞬間の指紋像（画像
検出手段４により最初に検出される指紋像）と、指Ｆが
検査面２１に押し当てられた後の指紋像（画像検出手段
４により安定して検出される指紋像）との色の変化を比
較判別することにより行われる。

すなわち、本発明の指紋像入力装置によれば、指紋像の
入力処理と指の生体識別処理とは、同一の指紋結像光学
系３および画像検出手段４を使用して行われるため、外
観上、生体識別機能を持たない指紋像入力装置と同一の
部品により構成されることになる。これにより、装置の
部品数が減少するだけでなく、仮に、装置が分解された
としても生体識別処理の方式を推察することが困難とな
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明に係る指紋像入力装置の実
施例を説明する。

第２図は本発明の指紋像入力装置の一実施例を示すブロ
ック図である。また、第１図は本発明に係る指紋像入力
装置の原理を示す図であるが、この第１図も参照して指
紋像入力装置の一実施例を説明する。

第１図および第２図に示されるように、本実施例の指紋
像入力装置は、指Ｆに対して光りを照射する光源１．透
明体２．レンズ３および画像検出平蓋４を備えている。

さらに、本実施例の指紋像入力装置は、画像検出平蓋４
で得られた指紋像を利用して指紋照合等の処理を行う指
紋像入力処理部５および指Ｆの生体識別を行う生体識別
部６を備えている。

透明体２はガラス等の光透過性物質で構成され、その上
部には検出対象の指Ｆを接触させる検査面２１が設けら
れている。透明体２の一端には絞り３１を介してレンズ
３が一体的に設けられている。このレンズ３は、透明体
２の内部で全反射された光（指紋像をカラーＣＣＤ等の
画像検出平蓋４に結像するために使用されるものである
。また、透明体２の他端には鏡２２が設けられていて、
指Ｆからの光をレンズ３の方向へ反射するようになされ
ている。ここで、絞り３１は、レンズ３が有する光学的
収差を減少させるために挿入されたもので、固定絞りと
されている。また、画像検出平蓋４は、例えば、赤色検
出素子（Ｒ）、緑色検出素子（Ｇ）および青色検出素子
（Ｂ）を備えた色識別機能を有するカラー〇ＣＤで構成
されている。

画像検出平蓋４により得られた画像は、１７．Ｇ、Ｂ分
離回路７を介して指紋像入力処理部５および生体識別部
６に供給されている。ここで、指紋像入力処理部５に対
しては、例えば、光学系の持つ色収差の影響を取り除く
ために指紋像の赤色成分Ｒだけが供給され、生体識別部
６には、指紋像における赤色成分Ｒ９緑色成分Ｇおよび
青色成分Ｂの全てが供給されるようになされている。

指紋像入力処理部５は、画像取り込み回路５１と指紋照
合回路５２で構成され、画像取り込み回路５１にはＲ，
Ｇ、　Ｂ分離回路７により分離された赤色Ｒの指紋像の
信号だけが供給されている。そして、取り込まれた画像
信号は、指紋照合回路５２に供給され、例えば、指紋の
照合処理が行われるようになされている。ここで、指紋
照合に使用する指紋像の信号は、赤色Ｒの画像信号に限
定されないのはいうまでもない。

次に、本実施例の指紋像入力装置における指Ｆの生体識
別処理を説明する。本実施例の生体識別処理は、第６図
（ａ）　、　（ｂ）および第７図を参照して説明したよ
うに、無圧時と押圧時で指の色が変化することを利用し
たものである。すなわち、第６図（ａ）に示されるよう
に、無圧時の指表面は、赤味がかった色であるのに対し
て、押圧時の指表面は、白っぽい色に変化することを利
用するものである。

生体識別部６は、色ずれ補正回路６１と色識別回路６２
で構成され、色ずれ補正回路６１にはＲ，Ｇ、Ｂ分離回
路７から赤色Ｒ５緑色Ｇおよび青色Ｂの全ての色の指紋
像信号が供給されるようになされている。この色ずれ補
正回路６１では、各色の指紋像信号の色ずれを補正して
色識別回路６２に色ずれ補正された指紋像信号を供給す
る。色識別回路６２では、指Ｆが検査面２１に接触した
瞬間の指紋像（画像検出手段４により最初に検出される
指紋像）と、指Ｆが検査面２１に押し当てられた後の指
紋像（画像検出手段４により安定して検出される指紋像
）との色の変化を比較判別して、指Ｆが生体のものであ
るか否かの識別を行うようになされている。すなわち、
指Ｆの検査面２１に対する押圧力が小さい指Ｆが検査面
２１に接触した瞬間の指紋像は、隆線の色が赤身を帯び
ており、そして、指Ｆの検査面２１に対する押圧力が大
きい指Ｆが検査面２１に押し当てられた後の指紋像は、
隆線の色が白っぽい肌色として検出される。このように
、色識別機能を有する画像検出器４からＲ，Ｇ、　Ｂ分
離回路７および色ずれ補正回路６１を介して色識別回路
６２に供給される指紋像の色情報の変化から生体識別を
行い、指Ｆが生体のものであると確認されると、指紋照
合回路５２に対して信号を送出し、直ちに指紋像の照合
を行う。

このように、本実施例の指紋像入力装置は、指紋像の入
力処理と指の生体識別処理とは、同一の指紋結像光学系
３および画像検出手段４を使用するため、外観上、生体
識別機能を持たない指紋像入力装置と同一の部品により
構成されることになる。これにより、装置の部品数を減
少することができるだけでなく、仮に、装置が分解され
たとしても生体識別処理の方式を容易に推察されないよ
うにすることができる。また、生体識別と指紋検出が短
時間の内に行うことができる。

以上において、指Ｆの押圧力に対する色の変化は人間の
指独特の現象であり、このような人間の指の特性を持た
せたレプリカを作成するのは困難である。また、指紋像
入力装置を悪意のユーザが分解したとしても、生体の識
別専用の光学系および画像検出器が存在しないので、直
ちに本実施例における生体識別処理の方式を推察するこ
とが困難であり、システムの安全を保持することができ
る。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように、本発明に係る指紋像入力装置は
、生体識別を行うために使用する結像光学系および画像
検出器が指紋像を検出するのと同一のものであるため、
装置を構成する部品数を減少させると共に、装置が分解
された時でも生体識別処理の方式を容易に推察されない
ようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る指紋像入力装置の原理を示す図、第２図は本発明の指紋像入力装置の一実施例を示すブロ
ック図、第３図は典型的な指紋像入力装置の構成を概略的に示す
図、第４図は従来の生体識別の１つの手法を説明するための
図、第５図は従来の生体識別の他の手法を説明するための図
、第６図は無圧時および押圧時における指の色をそれぞれ
示す図、第７図は人の皮膚の分光反射率特性を示す図、第８図は
従来の生体識別機能を備えた指紋像入力装置の一例を示
すブロック図である。（符号の説明〉１・・・光源、２・・・透明体、２１・・・検査面、３・・・指紋結像光学系（レンズ）、３１・・・絞り、４・・・画像検出手段、５・・・指紋像検出手段、６・・・生体識別手段、７・・・Ｒ，Ｇ、　Ｂ分離回路、Ｆ・・・指。第１図１・・・光源２・・・透明体３・・・指紋結像光学系Ｌ・・・照射光本発明の指紋像入力装置の一実施例を示すブロック間第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、検出対象の指（Ｆ）に対して光（Ｌ）を照射し、該
指の指紋像を指紋結像光学系（３）により画像検出手段
（４）上に結像して指紋像の入力を行う指紋像入力装置
であって、前記画像検出手段は色識別機能を備え、該画
像検出手段により得られた指紋像において、前記指の押
圧力の増加による色の変化を検出して該指が生体のもの
であるか否かを識別するようにしたことを特徴とする指
紋像入力装置。２、検査面（２１）を有する透明体（２）と、該検査面
上に接触された指（Ｆ）に光（Ｌ）を照射して指紋像を
現出させる光源（１）と、前記指紋像を結像する指紋結
像光学系（３）と、該結像された指紋像を電気信号に変
換する色識別機能を備えた画像検出手段（４）と、該電気信号に変換された指紋像を取り込んで所定の処理
を行う指紋像入力処理手段（５）と、前記電気信号に変
換された指紋像を取り込んで、該指紋像における前記指
が前記検査面に接触した瞬間の分光反射特性と、該指紋
像における前記指が前記検査面に押圧された時の分光反
射特性との違いを利用して該指が生体のものであるか否
かを識別する生体識別手段（６）とを具備する指紋像入
力装置。３、前記指紋像入力処理手段は、Ｒ、Ｇ、Ｂ分離回路（
７）により分離された前記画像検出手段からの指紋像に
おける所定の色信号だけを取り込むようになっている請
求項第２項に記載の指紋像入力装置。４、前記指紋像入力処理手段は、前記画像検出手段で電
気信号に変換された指紋像を取り込む画像取り込み回路
（５１）と、該画像取り込み回路の出力により指紋照合
を行う指紋照合回路（５２）とを備えている請求項第２
項に記載の指紋像入力装置。５、前記生体識別手段は、前記取り込まれた指紋像の色
ずれを補正する色ずれ補正回路（６１）と、該色ずれ補
正回路の出力信号の変化を検出して前記指の生体識別処
理を行う色識別回路（６２）とを備えている請求項第２
項に記載の指紋像入力装置。