JPH05266174A - Fingerprint image input device - Google Patents
Fingerprint image input deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、指紋照合システムなど
に用いられる指紋像入力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint image input device used in a fingerprint collation system or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】個人を識別する方法として指紋照合を行
うシステムが知られている。このような指紋照合システ
ムは重要施設などへの入出管理などに用いられるととも
に、鍵を必要とする所ではどこでも適用され得る。ま
た、このような指紋照合システムは指紋を画像として扱
うのが普通であり、指紋を画像データに変換するための
指紋像入力装置と、登録されている指紋画像データと入
力された指紋画像データとを照合するための照合装置と
から構成されている。2. Description of the Related Art A fingerprint collation system is known as a method for identifying an individual. Such a fingerprint collation system is used for entry / exit management of important facilities and the like, and can be applied wherever a key is required. Further, such a fingerprint collation system usually handles a fingerprint as an image, and a fingerprint image input device for converting the fingerprint into image data, registered fingerprint image data, and input fingerprint image data. And a collation device for collating.
【０００３】照合装置には図５に示すような個々人の指
紋画像データ（指紋特徴点データ）が予め記憶登録され
ており、この記憶登録されている指紋画像データと、図
６に示す入力指紋画像データとのパターンマッチングを
図７のように行い、両者の指紋の分岐点や端点などの特
徴点の分布、指紋の形状などの一致・不一致を判定する
ことにより指紋の照合を行う。Fingerprint image data (fingerprint feature point data) of an individual as shown in FIG. 5 is stored and registered in advance in the collating device. The fingerprint image data stored and registered and the input fingerprint image shown in FIG. The pattern matching with the data is performed as shown in FIG. 7, and the fingerprints are collated by determining the matching / mismatching of the distribution of feature points such as branch points and end points of the fingerprints of both the fingerprints, and the shape of the fingerprints.
【０００４】図８は前記指紋照合システムに使用されて
いる従来の指紋像入力装置の一例を示す。図において、
１は指、２は指紋入力面を構成する導光板、３は指照射
用の光源、４は結像用のレンズ、５はＣＣＤなどのイメ
ージセンサ、Ｃは装置ケースである。FIG. 8 shows an example of a conventional fingerprint image input device used in the fingerprint collation system. In the figure,
Reference numeral 1 is a finger, 2 is a light guide plate constituting a fingerprint input surface, 3 is a light source for illuminating a finger, 4 is an image forming lens, 5 is an image sensor such as CCD, and C is a device case.
【０００５】一般に、指紋像入力装置は、指とガラスと
の光学的な接触を利用し、指紋の隆線パターンを検出す
るように構成されている。すなわち、図８において、指
１を指紋入力面たるガラスなどの導光板２の上面に押し
当てると、指１の指紋の凸部は導光板２に接触するが、
指紋の凹部は接触せずに空洞を形成する。Generally, a fingerprint image input device is configured to detect a ridge pattern of a fingerprint by utilizing optical contact between a finger and glass. That is, in FIG. 8, when the finger 1 is pressed against the upper surface of the light guide plate 2 such as glass as the fingerprint input surface, the convex portion of the fingerprint of the finger 1 contacts the light guide plate 2,
The fingerprint depressions form cavities without contact.
【０００６】そこで、導光板２の裏面に配置した光源３
から光を照射すると、この光は指１の指紋の凹部と凸部
で反射散乱される。指紋の凹部からの反射散乱光は、一
度空気中を通って導光板２に入射するため、裏面側へ突
き抜け、導光板２内で全反射することがない。一方、凸
部からの反射散乱光は、指１から導光板２中に直接球面
波として入射する。そして、その一部が導光板２内での
全反射条件を満足し、導光板２内で全反射を繰り返しな
がら右端へ向かって伝搬していく。この全反射成分をレ
ンズ４などの適当な光学系で集光してイメージセンサ５
上に結像させることにより、図６に示すような指紋の凸
部の隆線パターン像を得ることができる。Therefore, the light source 3 arranged on the back surface of the light guide plate 2
When the light is emitted from the light source, the light is reflected and scattered by the concave and convex portions of the fingerprint of the finger 1. Since the reflected and scattered light from the concave portion of the fingerprint once passes through the air and enters the light guide plate 2, it does not penetrate through the back surface side and totally reflected inside the light guide plate 2. On the other hand, the reflected and scattered light from the convex portion directly enters the light guide plate 2 from the finger 1 as a spherical wave. Then, a part thereof satisfies the condition for total reflection in the light guide plate 2, and propagates toward the right end while repeating total reflection in the light guide plate 2. The total reflection component is condensed by an appropriate optical system such as the lens 4 and the image sensor 5
By forming an image on the top, a ridge pattern image of the convex portion of the fingerprint as shown in FIG. 6 can be obtained.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の指紋像入力装置においては、指紋入力面を構成
する導光板２として透明ガラスを使用しているのが普通
である。したがって、外部から強い光を入射させたとき
は誤動作を起こす可能性がある。さらに、指紋入力面が
透明であることから、これを通して装置内部の構造を知
られる恐れがあり、保安上の問題を有する。By the way, in the conventional fingerprint image input device as described above, it is usual to use transparent glass as the light guide plate 2 constituting the fingerprint input surface. Therefore, when strong light is incident from the outside, malfunction may occur. Furthermore, since the fingerprint input surface is transparent, the internal structure of the device may be known through the fingerprint input surface, which poses a security problem.
【０００８】本発明は前記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、指紋入力面から強い光が
入射しても誤動作を起こすおそれがなく、また指紋入力
面を通して装置内部の構造を知られるおそれもない指紋
像入力装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to prevent malfunction even when strong light is incident from the fingerprint input surface, and to improve the internal structure of the device through the fingerprint input surface. It is an object of the present invention to provide a fingerprint image input device that is unlikely to be known.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、上面を指紋入力面とされた導光板を備え、
該導光板の裏面側から指紋入力面を光源により照射し、
指紋入力面に置かれた指の指紋の凹凸による散乱反射光
を光学系で集光して結像させることにより指紋の隆線パ
ターン像を得るようにした指紋像入力装置において、前
記指紋入力面を構成する導光板の適宜の面に特定の光の
みを透過させる光学フィルタを配置し、該光学フィルタ
によって装置内部を掩蔽するように構成したものであ
る。In order to achieve the above object, the present invention comprises a light guide plate having an upper surface as a fingerprint input surface,
The fingerprint input surface is illuminated by a light source from the back side of the light guide plate,
A fingerprint image input device configured to obtain a ridge pattern image of a fingerprint by condensing and forming an image of scattered reflected light due to unevenness of a fingerprint of a finger placed on the fingerprint input surface by an optical system. An optical filter for transmitting only specific light is arranged on an appropriate surface of the light guide plate constituting the above, and the inside of the device is covered by the optical filter.
【００１０】[0010]
【作用】指紋入力面を構成する導光板の適宜の面に特定
の光のみを透過させる光学フィルタを配置したことによ
り、指紋入力面を通して不要な外光の入射を防止すると
ともに、装置の内部を見えなくすることができる。By providing an optical filter that transmits only specific light on an appropriate surface of the light guide plate that constitutes the fingerprint input surface, unnecessary external light is prevented from entering through the fingerprint input surface and the inside of the device is protected. You can make it invisible.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す。この第１
実施例は、指紋入力面を構成する導光板の上面に所望の
光学フィルタを載置して装置内部を掩蔽するようにした
場合の例を示すものである。1 shows a first embodiment of the present invention. This first
The embodiment shows an example in which a desired optical filter is placed on the upper surface of the light guide plate constituting the fingerprint input surface so as to cover the inside of the device.
【００１２】すなわち、図１（Ａ）は、指紋入力面を構
成する導光板としてプリズム６を採用し、このプリズム
６の上面に赤外透過フィルタ７を載置することにより装
置内部を掩蔽したものである。なお、１は指、３は光源
（赤外光源）、４はレンズ、５はＣＣＤなどのイメージ
センサ、Ｃは装置ケースである。That is, in FIG. 1A, a prism 6 is adopted as a light guide plate constituting a fingerprint input surface, and an infrared transmission filter 7 is placed on the upper surface of the prism 6 to cover the inside of the device. Is. 1 is a finger, 3 is a light source (infrared light source), 4 is a lens, 5 is an image sensor such as a CCD, and C is a device case.
【００１３】この図１（Ａ）の場合、光源３から放射さ
れた赤外光はプリズム６の右側の面から入射し、直接ま
たは左側の面で反射された後、フィルタ７を介して指１
の指紋の凹凸により反射散乱され、再びプリズム６内に
戻って右側の面から出ていく。プリズム６から出た反射
散乱光はレンズ４によってイメージセンサ５上に指１の
指紋の隆線パターンとして結像される。In the case of FIG. 1A, the infrared light emitted from the light source 3 is incident on the right side surface of the prism 6 and is reflected directly or on the left side surface, and then is passed through the filter 7 to the finger 1.
The light is reflected and scattered by the unevenness of the fingerprint, returns to the inside of the prism 6 and exits from the surface on the right side. The reflected and scattered light emitted from the prism 6 is imaged on the image sensor 5 by the lens 4 as a ridge pattern of the fingerprint of the finger 1.
【００１４】図１（Ｂ）は、指紋入力面を構成する導光
板として透明平板８を採用し、この透明平板８の上面に
赤外透過フィルタ７を載置したものである。指１の指紋
の凹凸による反射散乱光は、この透明平板８内で全反射
を繰り返しながらホログラム９の位置まで達し、回折格
子としてのホログラム９により垂直方向に引き出された
後、レンズ４によってイメージセンサ５上に指１の指紋
の隆線パターンとして結像される。In FIG. 1B, a transparent flat plate 8 is adopted as a light guide plate constituting a fingerprint input surface, and an infrared transmission filter 7 is placed on the upper surface of the transparent flat plate 8. The reflected and scattered light due to the unevenness of the fingerprint of the finger 1 reaches the position of the hologram 9 while repeating the total reflection in the transparent flat plate 8, and is extracted in the vertical direction by the hologram 9 as a diffraction grating, and then is imaged by the lens 4. An image is formed on the surface 5 of the finger 1 as a ridge pattern of the fingerprint of the finger 1.
【００１５】図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の変形であっ
て、透明平板８の左端面に反射ミラー１０を形成し、指
１の指紋の凹凸による反射散乱光をこの反射ミラー１０
で水平（長さ）方向に導出するようにしたものである。
反射ミラー１０で水平方向に導出された反射散乱光は、
絞り１１で絞られた後、レンズ４、反射ミラー１２によ
ってイメージセンサ５上に指１の指紋の隆線パターンと
して結像される。FIG. 1 (C) is a modification of FIG. 1 (B), in which a reflective mirror 10 is formed on the left end surface of the transparent flat plate 8, and the reflected scattered light due to the unevenness of the fingerprint of the finger 1 is reflected by this reflective mirror 10.
Is derived in the horizontal (length) direction.
The reflected and scattered light that has been horizontally derived by the reflection mirror 10 is
After being stopped down by the stop 11, the lens 4 and the reflection mirror 12 form an image on the image sensor 5 as a ridge pattern of the fingerprint of the finger 1.
【００１６】なお、図１の各例では、フィルタ７として
赤外透過フィルタを採用したが、光源の波長に応じて可
視透過フィルタや帯域フィルタを用いることもできる。
ただし、可視透過フィルタを使用する場合には、掩蔽効
果との関係で、赤側または青側に透過帯域が寄ったもの
を用いることが望ましい。また、帯域フィルタを使用す
る場合には、光源の波長をその透過帯域の中心波長とす
るフィルタを用いることが望ましい。In each example of FIG. 1, an infrared transmission filter is used as the filter 7, but a visible transmission filter or bandpass filter may be used depending on the wavelength of the light source.
However, when a visible transmission filter is used, it is desirable to use a filter having a transmission band closer to the red side or the blue side in relation to the obscuration effect. When using a bandpass filter, it is desirable to use a filter having the wavelength of the light source as the center wavelength of its transmission band.
【００１７】図２は本発明の第２実施例を示す。この第
２実施例は、指紋入力面を構成する導光板として図１
（Ａ）と同様のプリズム６を採用し、このプリズム６の
左右の側面に第１のフィルタ１３と第２のフィルタ１４
を設けることにより装置内部を掩蔽したものである。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this second embodiment, a light guide plate forming a fingerprint input surface is shown in FIG.
The prism 6 similar to that of (A) is adopted, and the first filter 13 and the second filter 14 are provided on the left and right side surfaces of the prism 6.
The inside of the device is covered by the provision of.
【００１８】図３は本発明の第３実施例を示す。この第
３実施例は、指紋入力面を構成する導光板の下面側にフ
ィルタを配置した場合の例を示すものである。すなわ
ち、図３（Ａ）は、指紋入力面を構成する導光板として
図１（Ｂ）と同様な透明平板８を採用し、この透明平板
８の下面にフィルタ１５を備えることにより装置内部を
掩蔽したものである。また、図３（Ｂ）は、指紋入力面
を構成する導光板として図１（Ｃ）と同様な反射ミラー
１０を備えた透明平板８を採用し、この透明平板８の下
面にフィルタ１６を設けることにより装置内部を掩蔽し
たものである。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The third embodiment shows an example in which a filter is arranged on the lower surface side of the light guide plate constituting the fingerprint input surface. That is, in FIG. 3A, a transparent flat plate 8 similar to that shown in FIG. 1B is adopted as a light guide plate forming a fingerprint input surface, and a filter 15 is provided on the lower surface of the transparent flat plate 8 to cover the inside of the device. It was done. Further, in FIG. 3B, a transparent flat plate 8 having a reflection mirror 10 similar to that of FIG. 1C is adopted as a light guide plate forming a fingerprint input surface, and a filter 16 is provided on the lower surface of the transparent flat plate 8. As a result, the inside of the device is covered.
【００１９】図４は本発明の第４実施例を示す。この第
４実施例は、透明平板８とは別体の指乗せ用ガラス１７
によって指紋入力面を凸状に形成する場合において、こ
の指乗せ用ガラス１７の上面または下面にフィルタ７を
張り合わせるようにした場合の例を示すものである。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This fourth embodiment is different from the transparent flat plate 8 in that it has a glass 17 for finger rest.
In the case where the fingerprint input surface is formed in a convex shape by means of the above, an example is shown in which the filter 7 is attached to the upper surface or the lower surface of the finger resting glass 17.
【００２０】すなわち、図４（Ａ）（Ｄ）は、指乗せ用
ガラス１７の上面にフィルタ７を張り合わせた後、透明
平板８上に接着したものである。また、図４（Ｂ）
（Ｃ）は、これとは逆に、指乗せ用ガラス１７の下面に
フィルタ７を張り合わせたものである。このように装置
本体とは別体の指乗せ用ガラス１７を用意し、これにフ
ィルタ７を張り合わせることにより、フィルタ７の厚さ
を装置本体とは独立して自由に調整することができ、光
源３からの照明光および指１からの反射散乱光の光量が
低下することのないように、設置場所の条件などに合わ
せてその透過率を調整することができる。That is, in FIGS. 4A and 4D, the filter 7 is attached to the upper surface of the finger resting glass 17 and then adhered onto the transparent flat plate 8. Also, FIG. 4 (B)
In contrast to this, (C) shows the filter 7 attached to the lower surface of the glass 17 for finger placement. In this way, by preparing the finger resting glass 17 which is separate from the device main body and adhering the filter 7 thereto, the thickness of the filter 7 can be freely adjusted independently of the device main body, The transmittance of the light source 3 and the reflected and scattered light from the finger 1 can be adjusted in accordance with the conditions of the installation place so that the light amount does not decrease.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の指紋像入力装置によるときは、指紋入力面を構
成する導光板の適宜の面に特定の光のみを透過させる光
学フィルタを配置し、該光学フィルタによって装置内部
を掩蔽したので、指紋入力面を通して外光が入り込むこ
とがなくなり、強い光が入射しても誤動作を起こすおそ
れがなくなる。また、指紋入力面を通して装置内部の構
造を知られるおそれもなくなり、保安上の問題も解消す
ることができる。As is clear from the above description,
According to the fingerprint image input device of the present invention, an optical filter that transmits only specific light is arranged on an appropriate surface of the light guide plate that constitutes the fingerprint input surface, and the inside of the device is covered by the optical filter. External light does not enter through the surface, and malfunction does not occur even when strong light enters. Further, there is no fear that the internal structure of the device is known through the fingerprint input surface, and the security problem can be solved.
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す略示側面図で
ある。FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施例の構成を示す略示側面図で
ある。FIG. 2 is a schematic side view showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３実施例の構成を示す略示側面図で
ある。FIG. 3 is a schematic side view showing the configuration of a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４実施例の構成を示す略示側面図で
ある。FIG. 4 is a schematic side view showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.
【図５】指紋特徴点データの一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of fingerprint feature point data.
【図６】入力された指紋の隆線パターン像の一例を示す
図であるFIG. 6 is a diagram showing an example of a ridge pattern image of an input fingerprint.
【図７】指紋特徴点データと入力された指紋の隆線パー
タン像とのパターンマッチング処理の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of pattern matching processing between fingerprint feature point data and an input ridge pattern image of a fingerprint.
【図８】従来の指紋像入力装置の構成を示す略示側面図
である。FIG. 8 is a schematic side view showing a configuration of a conventional fingerprint image input device.
１ 指 ２ 導光板 ３ 光源 ４ レンズ ５ イメージセンサ ６ プリズム ７ 光学フィルタ ８ 透明平板 ９ ホログラム １０ 反射ミラー １１ 絞り １２ 反射ミラー １３〜１６ 光学フィルタ １７ 指乗せ用ガラス 1 Finger 2 Light guide plate 3 Light source 4 Lens 5 Image sensor 6 Prism 7 Optical filter 8 Transparent flat plate 9 Hologram 10 Reflecting mirror 11 Aperture 12 Reflecting mirror 13-16 Optical filter 17 Glass for finger rest
Claims (6)
え、該導光板の裏面側から指紋入力面を光源により照射
し、指紋入力面に置かれた指の指紋の凹凸による散乱反
射光を光学系で集光して結像させることにより指紋の隆
線パターン像を得るようにした指紋像入力装置におい
て、 前記指紋入力面を構成する導光板の適宜の面に特定の光
のみを透過させる光学フィルタを配置し、該光学フィル
タによって装置内部を掩蔽したことを特徴とする指紋像
入力装置。1. A light guide plate having an upper surface serving as a fingerprint input surface, the fingerprint input surface being illuminated by a light source from the rear surface side of the light guide plate, and scattered reflected light due to unevenness of a fingerprint of a finger placed on the fingerprint input surface. In a fingerprint image input device configured to obtain a ridge pattern image of a fingerprint by condensing and forming an image with an optical system, only specific light is transmitted to an appropriate surface of the light guide plate that constitutes the fingerprint input surface. A fingerprint image input device, characterized in that an optical filter is arranged, and the inside of the device is covered by the optical filter.
学フィルタを配置したことを特徴とする請求項１記載の
指紋像入力装置。2. The fingerprint image input device according to claim 1, wherein an optical filter is arranged on the upper surface of the light guide plate constituting the fingerprint input surface.
からなり、該透明平板の下面に光学フィルタを配置した
ことを特徴とする請求項１記載の指紋像入力装置。3. The fingerprint image input device according to claim 1, wherein the light guide plate constituting the fingerprint input surface is made of a transparent flat plate, and an optical filter is arranged on the lower surface of the transparent flat plate.
からなり、該プリズムの指紋入力面となる上面を除く他
のプリズム側面に光学フィルタを配置したことを特徴と
する請求項１記載の指紋像入力装置。4. The fingerprint according to claim 1, wherein the light guide plate constituting the fingerprint input surface is formed of a prism, and an optical filter is arranged on a side surface of the prism other than an upper surface of the prism which is a fingerprint input surface. Image input device.
ラスを載置し、この指乗せ用ガラスの上面または下面に
光学フィルタを添着したことを特徴とする請求項１記載
の指紋像入力装置。5. The fingerprint image according to claim 1, wherein a finger-putting glass serving as a fingerprint input surface is placed on the light guide plate, and an optical filter is attached to an upper surface or a lower surface of the finger-putting glass. Input device.
フィルタの透過波長領域に設定したことを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の指紋像入力装置。6. The fingerprint image input device according to claim 1, wherein the wavelength of the light source that illuminates the fingerprint input surface is set in the transmission wavelength region of the optical filter.
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| JP3100456B2 (en) | 2000-10-16 |
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