JPH04109371A - 指紋入力装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は指紋パターンを読み取って指紋を入力するため
に用いる指紋入力装置に関する。

［従来の技術］ 第４図は従来の指紋入力装置の概略説明図である。

同図に示すように、従来の指紋入力装置には指紋パター
ンを読み取るために、検出デバイス５１、プリズム５２
、光源５３及び撮像デバイス５４か備えられている。

プリズム５２にはその下方にある光源５３からの光が照
射されており、指紋パターンを入力すべき指５５をプリ
ズム５２の１つの面５２ａに接触させると、指紋パター
ンの凹凸による反射光か面５２ａに対して光源５３の側
にある撮像デバイス５４に取り込まれ、画像信号に変換
されることにより指紋の入力か行われるように構成され
ている。

プリズム５２の上方には検出デバイス５１が配置されて
おり、検出デバイス５１は指５５の面５２ａ上の位置や
角度を検出可能である。

検出された指５５の位置や角度は、指紋照合の際に有効
となる入力された指紋パターンと予め登録された指紋パ
ターンとの位置合わせのために用いられる。

第５図は従来の他の指紋入力装置の概略説明図である。

同図に示すように、この指紋入力装置には指ガイド５６
、プリズム５７、光源５ａ及び撮像デバイス５９か備え
られている。

指ガイド５６は第４図に示す検出デバイス５１の代わり
に、プリズム５７の１つの面５７ａの回りに設けられて
いるもので、指ガイド５６により図示していない指紋パ
ターンを入力すべき指を面５７ａ上の所定の位置に接触
させることができる。

プリズム５７にはその下方にある光源５８からの光が照
射されており、指を面５７ａに接触させると指紋パター
ンの凹凸による反射光が面５７ａに対して光源５８の側
にある撮像デバイス５９に取り込まれ、画像信号に変換
されることにより指紋の入力が行われるように構成され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ このような上述の検出デバイス５１を備えた従来の指紋
入力装置では、指紋パターンを入力すべき指５５の位置
や角度を検出するための検出デバイス５１をプリズム５
２の上方に配置するため、装置か大型化するという問題
点かある。

又、上述の指カイト５６を備えた従来の指紋入力装置で
は、指ガイド５６をプリズム５７の１つの面５７ａの回
りに設けることにより指を面５７ａの所定の位置に接触
させることか可能なため、装置が大型化するという問題
点を解決することができるか、例えば指の大きさ等に個
人差があり、指ガイド５６は通常、ある程度大きく形成
されているため、従って、比較的小さい指の指紋パター
ンか入力される場合には撮像された指紋の画像が回転し
たりずれたりして、指紋照合を行う際に照合が不可能に
なったり、指の位置合わせのための処理が必要となり照
合時間が長くなってしまう、即ち指紋の照合を確実に行
える指紋入力ができないという問題点かある。

従って、本発明の目的は、装置を小型化することができ
ると共に、指紋の照合を確実に行える指紋入力が可能な
指紋入力装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するために、光源と、指紋パターンを
入力すべき指に接触可能な接触面を有している導光手段
と、光源からの光によって照射される接触面に指が接触
しているとき指の指紋１＜ターンによって反射される反
射光を受け取るように配置された撮像手段と、接触面の
垂直中心軸に関して周方向に間隔をもって配設されてお
り指の存在を検出する複数のセンサと、複数のセンサか
らの検出信号により指の接触面上の挿入角度を求める角
度算出手段とを備えている。

［作用コ 光源からの光が接触面を有している導光手段に照射され
、接触面に指紋パターンを入力すべき指を接触させてい
るとき、複数のセンサによって指の存在が検出されて角
度算８手段へ検出信号が送出されると、角度算出手段に
よって検出信号から指の接触面上の挿入角度を求めるこ
とができる。

従って、指の挿入角度をセンサを用いて求めるため装置
を小型化することができると共に、指紋の照合を確実に
行える指紋入力が可能になる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る指紋入力装置の一実施例を示す概
略構成図である。

同図に示すように、この実施例の指紋入力装置には指紋
パターンを読み取るために、プリズム１１、光源１２、
撮像デバイス１３、板１４及び角度算出デバイス１８が
備えられている。

プリズム１１は指紋パターンを入力すべき指１０をプリ
ズム１１の１つの面１１ａに接触させることができるよ
うに不透明な板１４に取り付けられており、板１４には
プリズム１１の回りに複数（ｎ個）のスリット１５が形
成されている。

板１４の下方には光源１２及び撮像デバイス１３が配置
されている。

撮像デバイス１３は指紋の照合を行う指紋登録照合デバ
イス１９に接続されている。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）は第１図の指紋入力装置のスリ
ット部の概略説明図である。

第１図及びこれらの図に示すように、複数のスリット１
５の下方には小型の発光素子１６と受光素子１７とが各
スリット１５毎にそれぞれ配置されており、これら複数
のスリット１５と一対の発光素子１６及び受光素子１７
とは、指１０を接触させる面目ａの垂直中心軸Ｘユに関
して周方向に等間隔に配置されている。

ｎ個の一対の発光素子１６及び受光素子１７はｎ個の反
射型の光電変換素子ｄ、〜ｄ、を構成しており、光電変
換素子ｄ１〜ｄ、は、発光素子１６か所定の周波数のパ
ルス光や所定の波長の光を発光し、受光素子１幼く発光
素子１６から発光される光を受け取るように構成されて
いる。

光電変換素子ｄ１〜ｄ、は角度算出デバイス１８に接続
され、角度算出デバイス１８は指紋登録照合デバイス１
９に接続されている。

プリズム１１、板１４及びスリット１５は本発明の導光
手段の一実施例である。発光素子１６と受光素子１７と
から成っている光電変換素子ｄ１〜ｄ０は本発明のセン
サの一実施例である。角度算出デバイス１８は本発明の
角度算出手段の一実施例である。

撮像デバイス１３は本発明の撮像手段の一実施例である
。

次に、上述の実施例の動作を説明する。

プリズム１１の下方にある光源１２からの光がプリズム
１１に照射されているとき、指紋パターンを入力すべき
指１０をプリズム１１の１つの面１１２に接触させると
、指紋パターンの凹凸による反射光か板１４に対して光
源１２の側にある撮像デバイス１３に取り込まれ画像信
号に変換され、この画像信号は指紋登録照合デバイス１
９に送出される。

このように指１０を面１．　ｌ　ａに接触させると第２
図（Ａ）　　に示すように、複数のスリット１５のうち
のいくつかのスリット１５は指１０によって覆われるた
め発光素子１６から発光される光１．６ａは指１０に反
射されて受光素子１７に受け取られる。

受光素子１７は光１６ａを受け取ったときに検出信号を
角度算出デバイス１８に送出する。

指１０か面１１ａに接触していない場合には第２図（Ｂ
）に示すように、発光素子１６から発光される光１６ａ
はスリット１５を通過するので、受光素子１７は発光素
子１６からの光１６ａを受け取らず角度算出デバイス１
８に検出信号を送８しない。

角度算出デバイス１８では受光素子１７から受け取った
検出信号によって、例えば面１１ａに接触した指１０の
所定の挿入方向（第１図に示す矢印方向）に対する挿入
角度が求められる。

ここで、この指の挿入角度については例えば、光電変換
素子ｄ１〜ｄ、が垂直中心軸Ｘ１に関して周方向に等間
隔に配置されており、光電変換素子ｄ、〜ｄ１の各々が
配置されている各位置間の垂直中心軸Ｘ１に関する中心
角度がわかっているので、指１０の所定の挿入方向と光
電変換素子ｄ１〜ｄ１の位置との角度関係を予め定めて
光電変換素子ｄ１〜ｄ、を配置しておくことにより、指
の挿入角度を求めることができ、角度算出デバイス１８
は上述のような挿入角度の算８ができるようなマイクロ
コンピュータ等によって構成されることが可能である。

この求められた指の挿入角度は指紋登録照合デバイス１
９に送出され、指紋登録照合デバイス１９ではこの求め
られた指の挿入角度を用いて指紋照合の際に有効となる
入力された指紋パターンと予め登録された指紋パターン
との位置合わせか行われる。

この位置合わせは例えば、予め登録された指紋パターン
に対して、入力された指紋パターンを指の挿入角度に基
づいて回転させること等により行われる。

尚、上述の実施例では、一対の発光素子１６及び受光素
子１７から成っている光電変換素子ｄ、　−ｄ。とスリ
ット１５とが、指１０を接触させる面１１．２の垂直中
心軸Ｘ１に関して周方向に等間隔に配置されているが、
光電変換素子ｄ１〜ｄ、の配置は角度算出デバイス１８
において指１０の挿入角度が精度よく求められるような
配置であればよい。又、受光素子１７には発光素子１６
から発光される光１６ａを外乱光と区別できる受光素子
を使用するものとする。

従って、上述の実施例によれば、板１４にはプリズム１
ｊの回りにｎ個のスリット１５か形成されており、スリ
ット１５の各々の下方に配置されている反射型の光電変
換素子ｄ４〜ｄ、から送出される検出信号に基ついて角
度算出デバイス１８によって指）０の所定の挿入方向に
対する挿入角度か求められるので、第４図に示す従来の
指紋入力装置の例のように指の位置や角度を検出するた
めの検出デバイス５１をプリズム５２の上方に配置して
いる場合に比べて装置を小型化することかできる。

又、第５図に示す従来の指紋入力装置の例のように、指
ガイド５６か形成されている場合に比べて指紋の照合を
確実に行える指紋入力が可能になる。

更に、このように指紋の照合を確実に行える指紋入力が
可能になるため、指の位置合わせのための処理が必要な
く短時間で指紋の照合を行うことか可能になるばかりで
なく、指を任意の角度でプリズムの面に接触させること
ができる。

第３図は本発明に係る指紋入力装置の他の実施例を示す
概略構成図である。

同図に示すように、この実施例の指紋入力装置には指紋
パターンを読み取るために、プリズム２１、光源２２、
撮像デバイス２３、板２４、角度算出デバイス２８及び
上板３０が備えられている。

プリズム２１は指紋パターンを入力すべき指２０をプリ
ズム２１の１つの面２１ａに接触させることができるよ
うに不透明な板２４に取り付けられており、板２４には
プリズム２１の回りに複数（ｎ個）のスリット２５が形
成されている。

板２Ａの下方には前述の実施例と同様に光源２２及び撮
像デバイス２３が配置されているか、この実施例では光
源２２はプリズム２１の真下に配置されている。

撮像デバイス２３は指紋の照合を行う指紋登録照合デバ
イス２９に接続されている。

板２４の上方には不透明な上板３０が指２０を面２１ａ
に接触することが可能となるような面２１ａ及び板２４
との間隔を保って板２４に平行に配置されており、上板
３０にはスリット２５と同数であるｎ個のスリット３１
が形成されている。

一対のスリット３１とスリット２５とは、両スリットの
間に遮るものがない場合に光源２２からの光が直線状に
両スリットを通過するように、板２４に垂直な直線上に
並ぶ対応した位置に形成されている。

上板３０のスリット３１の各々の上部には、図示してい
ないｎ個の小型の受光素子り、〜Ｄ。がそれぞれ配置さ
れている。

この受光素子Ｄ１〜Ｄ、、とスリット２５及びスリット
３１とは、指２０を接触させる面２１ａの垂直中心軸Ｘ
２に関して周方向に等間隔に配置されている。

受光素子Ｄ１〜Ｄ、は角度算出デバイス２８に接続され
、角度算出デバイス２ａは指紋登録照合デバイス２９に
接続されている。

プリズム２１、板２４、スリット２５、上板３０及びス
リット３１は本発明の導光手段の一実施例である。

受光素子り、〜Ｄ、は本発明のセンサの一実施例である
。角度算出デバイス２８は本発明の角度算出手段の一実
施例である。撮像デバイス２３は本発明の撮像手段の一
実施例である。

次に、上述の実施例の動作を説明する。

プリズム２１にその下方にある光源２２からの光か照射
されているとき、指紋パターンを入力すべき指２０をプ
リズム２１の１つの面２１ａに接触させると、指紋パタ
ーンの凹凸による反射光が板２４に対して光源２２の側
にある撮像デバイス２３に取り込まれ画像信号に変換さ
れ、この画像信号は指紋登録照合デバイス２９に送８さ
れる。

このように指２０を面２１ａに接触させると、複数のス
リット２５のうちのいくつかのスリット２５か指２０に
よって覆われるため、これらのスリット２５に対応する
スリット３１には光源２２からの光は届かない。即ちこ
のようなスリット３１の上部に配置されている受光素子
は光源２２からの光を受け取らないため、角度算出デバ
イス２８に検出信号を送ａしない。

指２０によって覆われていないスリット２５に対応する
スリット３１の上部に配置されている受光素子だけが光
源２２からの光を受け取ることになる。

光を受け取ったこれらの受光素子からは検出信号が角度
算出デバイス２８に送ａされる。

角度算出デバイス１８はこれらの検出信号によって、例
えば面２ｉａに接触した指２０の所定の挿入方向く第３
図に示す矢印方向）に対する角度を算出し、算出した指
の挿入角度を指紋登録照合デバイス２９に送出する。

指紋登録照合デバイス２９ではこの挿入角度に基ついて
指紋照合の際に有効となる入力された指紋パターンと予
め登録された指紋パターンとの位置合わせが行われる。

尚、受光素子Ｄ１〜Ｄ、とスリット２５及びスリット３
１とは、角度算出デバイス２８において指２０を接触さ
せる面２１ａ上の挿入角度が精度よく求められるように
配置されるものとする。

従って、上述の実施例によれば、板２４にはプリズム２
１の回りにｎ個のスリット２５が形成されており、板２
４の上方には上板３０が板２４に平行に配置されており
、上板３０にはｎ個のスリット３１がｎ個のスリット２
５と板２４に垂直な直線上にそれぞれ並ぶ位置に形成さ
れており、スリット３１の各々の上部には受光素子Ｄ１
〜Ｄ０がそれぞれ配設されており、受光素子り、−Ｄ。

から送出される検出信号に基ついて角度算出デバイス１
８によって指２１〕の挿入角度が求められるので、第４
図に示す従来の指紋入力装置の例のように指の位置や角
度を検圧するための検出デバイス５１をプリズム５２の
上方に配置されている場合に比べて装置を小型化下るこ
とかできる。

又、第５図に示す従来の指紋入力装置の例のように、指
カイト５６を形成されている場合に比へて指紋の照合を
確実に行える指紋入力が可能になる。

更に、このように指紋の照合を確実に行える指紋入力が
可能になるため、指の位置合わせのための処理か必要な
く短時間で指紋の照合を行うことが可能になるばかりで
なく、指を任意の角度でプリズムの面に接触させること
ができる。

上述の実施例によれば、プリズム２１の１つの面２１ａ
を照射する光源２２を指２０の挿入角度の算ａのために
も兼用しているので、第１の実施例の発光素子１６を省
略することができ、従って、安価に構成することができ
る。

又、光源２２からの光を用いて指２０の挿入角度を求め
る際、挿入角度か正確に求められないようであれば別途
発光素子を設けてもよいが、この場合でも第４図に示す
従来の指紋入力装置の例に比へて装置か大型化すること
はない。

上述の２つの実施例では、光電変換素子ｄ、〜ｄ、及び
受光素子Ｄ１〜Ｄ。と角度算出デバイス１８及び２８と
によりプリズム１１及び２１の面１１ａ及び２１、　ａ
上の指１０及び２０の所定の挿入方向に対する角度を算
出するように構成したが、光電変換素子ｄ１〜ｄｏ及び
受光素子り、〜Ｄ、を用いる代わりに、例えばプリズム
１１及び２１の回りにタッチパネル等の圧力センサを設
けてもよい。

又、指紋パターンを入力する接触面を有する導光手段と
してプリズム１１及び２１を用いる代わりに、ガラス等
を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、光源と、指紋パターンを
入力すべき指に接触可能な接触面を有している導光手段
と、光源からの光によって照射される接触面に指が接触
しているとき指の指紋パタンによって反射される反射光
を受け取るように配置された撮像手段と、接触面の垂直
中心軸に関して周方向に間隔をもって配設されており指
の存在を検圧する複数のセンサと、複数のセンサからの
検出信号により指の接触面上の挿入角度を求める角度算
已手段とを備えているので、装置を小型化することかで
きると共に、指紋の照合を確実に行える指紋人力が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る指紋入力装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図ＦＡ）　、（Ｂ）は第１図の指紋入力
装置のスリット部の概略説明図、第３図は本発明に係る
指紋入力装置の他の実施例を示す概略構成図、第４図は
従来の指紋入力装置の概略説明図、第５図は従来の他の
指紋入力装置の概略説明図である。 １０．２０・・・・・・指、１１．２１・・・・・・プ
リズム、Ｉｌａ　、　２１ａ・・・・・・面、１２．２
２・・・・・・光源、１３．２３・・・・・・撮像デバ
イス、１４．２４・・・・・・板、１５．２５．３１・
・・・・・スリット、１６・・・・・・発光素子、１７
・・・・・・受光素子、１８．２８・・・・・・角度算
出デバイス、１９．２９・・・・・・指紋登録照合デバ
イス、３０・・・・・・上板、ｄ１〜ｄ。・・・・・・
光電変換素子、Ｄ１〜Ｄ、・・・・・・受光素子。 （Ａ） （Ｂ） 第２図 第４図 第５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源と、指紋パターンを入力すべき指に接触可能な接触
   面を有している導光手段と、前記光源からの光によって
   照射される前記接触面に前記指が接触しているとき該指
   の指紋パターンによって反射される反射光を受け取るよ
   うに配置された撮像手段と、前記接触面の垂直中心軸に
   関して周方向に間隔をもって配設されており前記指の存
   在を検出する複数のセンサと、該複数のセンサからの検
   出信号により前記指の前記接触面上の挿入角度を求める
   角度算出手段とを備えたことを特徴とする指紋入力装置
   。