JPH06266829A - 指紋入力装置 - Google Patents

指紋入力装置

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JPH06266829A
JPH06266829A JP5053608A JP5360893A JPH06266829A JP H06266829 A JPH06266829 A JP H06266829A JP 5053608 A JP5053608 A JP 5053608A JP 5360893 A JP5360893 A JP 5360893A JP H06266829 A JPH06266829 A JP H06266829A
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JP
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finger
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Withdrawn
Application number
JP5053608A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Henmi
和弘 逸見
Shunji Shiromizu
俊次 白水
Yujiro Naruse
雄二郎 成瀬
Masayuki Shiratori
昌之 白鳥
Tatsuro Beppu
達郎 別府
Shigeki Obata
茂喜 小幡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 指紋の読み取りおよびそれに基づく個人認証
を短時間で行なうことができ、かつ構造が簡易で従来に
比較して飛躍的な小型化を実現した指紋入力装置を提供
する。 【構成】 指1の指紋情報(指紋の凹凸パターン)を直
接に線状電極3と抵抗体シート7との接触による電気抵
抗から読み取り、しかもそれを指紋情報読み取り回路9
で順次読み出して時系列的に並べるだけで、個人認証を
行なう際の信号処理を簡易に行なうことのできる一次元
の多値射影信号を得ることができるので、指紋の読み取
りおよびそれに基づく個人認証を短時間に行なうことが
でき、かつ構造を簡易化、小型化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、指から指紋情報を読み
取る指紋入力装置に係り、特に一次元のシリアルな指紋
情報を読み取る指紋入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば重要な施設の入退室管理や
個人情報に対する不法なアクセスの抑止などを目的とし
た個人認証装置への関心が高まっているが、その中で
も、指紋を個人認証に用いる指紋入力装置が有力な手段
として特に注目されている。
【0003】指紋入力装置は、従来から様々な方式のも
のが提案されているが、最も一般的なものとしては、指
紋を光学的に二次元画像信号として検出し、この二次元
の信号に基づいて個人認証を行なうというものがある。
あるいは、指紋の凹凸に応じた押圧力の面的な分布を二
次元信号として検出するという方式も提案されている。
【0004】これに対して、指の指紋全体の二次元画像
信号を検出し、この二次元画像信号を指の長手方向の一
次元の多値射影信号に再構成(変換)し、この一次元の
多値射影信号を被検者の指の特徴量として取り出して、
例えば予め記憶素子に登録しておいた本人の指紋の特徴
量と比較させて個人認証を行なうという方式の指紋入力
装置が提案されている。(「指の特徴を用いた個人認証
方法」竹田、内田、平松、松浪、電子情報通信学会技術
研究報告:PRU89-50) この方法は、指紋の特徴量として取り扱う信号が一次元
の信号で構成されているため、二次元信号である指紋の
画像情報を取り扱う場合と比較してデータ量を削減する
ことができ、またその信号処理アルゴリズムを簡素化す
ることができる。その結果、信号処理速度が向上して、
認証照合に要する時間を短縮化することができるという
利点がある。またこの方式によれば指紋凸部すなわち指
隆線の影響も少ないことが報告されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような多値射影信号を指紋の特徴量として用いる場合に
も、検出する(読み取る)指紋情報は前述のごとく光学
センサあるいは圧力センサなどにより指紋全体の面的な
情報つまり二次元画像信号として一旦検出し、この二次
元画像信号をさらに一次元の多値射影信号に変換してい
る。
【0006】このため、まず指紋情報を検出する時点
で、光学センサなどにより煩雑な二次元画像信号を読み
出すための極めて高精度の性能が要求されるので、その
ような高精度な装置の実現が容易ではないという問題が
ある。あるいは装置の構造が繁雑なものとなり装置の小
型化が困難であるという問題がある。また、指紋を検出
する際に外光などの環境の変化に影響されて誤差を生じ
てしまい正確な情報の検出を妨げられるという問題があ
る。
【0007】また、指紋情報を多値射影信号に変換する
ための信号処理に煩雑なアルゴリズムが必要で、そのよ
うな信号処理に時間がかかり、信号の高速処理が困難で
あるという問題がある。
【0008】本発明はこのような問題を解決するために
成されたもので、その目的は、指紋の読み取りおよびそ
れに基づく個人認証を短時間で行なうことができ、かつ
構造が簡易で従来に比較して飛躍的な小型化を実現した
指紋入力装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の指紋入力装置は、指の長手方向に対して直
交あるいは斜交するように線状電極が前記指の長手方向
に複数本列設された基板と、指による押圧がかからない
ときには前記線状電極とは電気的に絶縁状態を保ち指に
よる押圧がかかるときには前記線状電極との電気的接続
が得られるように前記基板上に間隙を有して形成される
抵抗体シートと、前記抵抗体シート上に指を押圧させた
ときの前記線状電極の隣り合う線状電極どうしの間の電
気抵抗値を順次読み取って指紋情報を得る指紋情報読み
取り手段とを具備することを特徴としている。
【0010】なお、前記の線状電極の幅および列設され
るピッチとしては、指の指紋のピッチよりも小さい幅お
よびピッチに設定することが望ましい。
【0011】また、前記の抵抗体シートについては、指
による押圧がかからないときに線状電極との電気的な絶
縁状態を保つようにするために、例えばその周囲を前記
基板の周囲に接着するとともに線状電極上を被覆する領
域では重力と張力との均衡で単に基板表面上に載置され
るようにすればよい。あるいは抵抗体シートと線状電極
が形成された基板表面との間隙に流動性が高く電気絶縁
性が高い液体層を封入させるなどしてもよい。
【0012】また、前記の電気抵抗値を順次読み取る方
法としては、例えば列設された線状電極を隣り合う 2本
ずつ一方向に順次選択してゆき、これにより読み取られ
た隣り合う 2本ずつの線状電極間の電気抵抗値を読み取
られた順に時系列的に(シリアルに)並べて一次元の多
値射影信号にすればよい。
【0013】
【作用】本発明によれば、指を押圧することにより、そ
の指紋の凹凸に対応して線状電極と抵抗体シートとが電
気的に接続して電気抵抗が生じる。この電気抵抗は指紋
の凹凸形状ごとに特有の値となっている。そしてこのよ
うな電気抵抗を列設された線状電極ごとに順次読み取っ
てこれを時系列的にシリアルに並べるだけで、指紋のパ
ターンの一次元の多値射影信号を得ることができる。
【0014】このように指の指紋情報(指紋の凹凸パタ
ーン)を直接に線状電極と抵抗体シートとの接触による
電気抵抗から読み取り、しかもそれを順次読み出して時
系列的に並べるだけで、個人認証を行なう際の信号処理
を簡易に行なうことのできる一次元の多値射影信号を得
ることができるので、指紋の読み取りおよびそれに基づ
く個人認証を短時間に行なうことができ、かつ構造を簡
易化、小型化することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る指紋入力装置の一実施例
を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】図1は本発明に係る指紋入力装置の主要部
を拡大して示す断面図、図2はその主要部に被検者の指
を押圧したときの状態の一例を示す断面図、図3はその
等価回路を示す図、図4は本発明に係る指紋入力装置に
より得られる指紋の多値射影信号の一例を示す図であ
る。
【0017】この指紋入力装置は、指1長手方向に対し
てほぼ直交するように線状電極3が指の長手方向に複数
本列設された絶縁基板5と、指1による押圧がかからな
いときには線状電極3とは電気的に絶縁状態が保たれ指
1による押圧がかかるときには線状電極3との電気的接
続が得られるように前記の絶縁基板5上に載置されると
ともに周囲を絶縁基板5の周囲に接着されており特定の
電気抵抗を有する抵抗体シート7と、この抵抗体シート
7上に指1を押圧させたときの線状電極3の隣り合う線
状電極3どうしの間の電気抵抗値を順次に読み取ってシ
リアルな一次元の多値射影信号として指紋情報を得る指
紋情報読み取り回路9とをその主要部に具備している。
【0018】絶縁基板5の表面に列設された線状電極3
は、Cu、Au、Niのような導電性の良好な金属の薄
膜をめっき法により形成してもよく、あるいはPt、p
bなどの薄膜を成膜しこれをエッチングして形成しても
よい。この線状電極の線幅およびピッチは、指紋の特徴
量をより正確に検出できるように、指紋よりも細かい
0.1mm以下のピッチとすることが望ましい。さらに好
ましくは、50〜 500μmの線幅およびピッチに設定すれ
ばよい。
【0019】また線状電極の列の長さ(列の端から端ま
でのスパン)は、指の先端から第2関節までをほぼ完全
に含むことができる長さとすることが望ましく、その列
の長さは30〜 100mm程度であり、このときの列設する
線状電極3の総本数は60〜2000本程度となる。
【0020】また線状電極一本ごとの長さとしては、指
の幅を完全に含むことができる長さとすればよい。例え
ば線状電極の長さは20〜30mmとすることが望ましい。
【0021】また絶縁基板5としては、例えばガラスエ
ポキシ配線板のようないわゆるプリント基板材料や、セ
ラミック基板、あるいは絶縁被覆した金属薄板などを用
いることができる。
【0022】前記の線状電極3が形成された絶縁基板5
上に特定の電気抵抗を有する抵抗体シート7を載置し、
その周囲を絶縁基板5の周囲に接着する。この抵抗体シ
ート7の厚みとしては0.05mm乃至これより薄いものが
好適である。この抵抗体シート7が厚い場合には指紋の
凹凸を正確に検知することが困難となるおそれがあるか
らである。そしてこの抵抗体シート7のシート抵抗値と
しては、 100KΩ〜 1MΩ程度の抵抗値であることが好
ましい。この抵抗体シート7は、線状電極3上には載置
され軽く接触しているだけで電気的には絶縁されている
状態に保っておく。具体的には、周囲を絶縁基板5の周
囲に接着するとともに線状電極3上を被覆する部分では
重力と張力とが均衡して絶縁基板5の表面上に間隙を有
して保持されるか、あるいは軽く接するようにすればよ
い。
【0023】そして図2に示すように指紋検出を行なう
べき対象の指1を抵抗体シート7上に押圧すると、その
指1の指紋の凹凸に対応して線状電極3と抵抗体シート
7とが電気的に接続されて、接続された隣り合う線状電
極3どうしの間にはそれぞれ抵抗体シート7の面積抵抗
にその接触部分の面積を乗じた値の電気抵抗、つまり図
3に示すような電気抵抗r11、r12…r21、r22
i1、ri2…が生じる。この電気抵抗rnxは指紋の凹凸
形状ごとに特有の値および分布となっている。また隣り
合う各 2本の線状電極3どうしの間の抵抗Rn は、各電
気抵抗rn1、rn2…rnxを並列接続した抵抗値として検
出される。すなわち、 Rn =( 1/rn1)+( 1/rn2)+…=Σ( 1/
nx) ここで指紋情報読み取り回路9は、図3に示すように基
準抵抗(Rref )11を内蔵しており、この基準抵抗
(Rref )11および一定電源(V0 )13を、アナロ
グスイッチ15を順次切り換えることで、隣り合う 2本
の各線状電極(P1 とP2 、P3 とP4 …Pi とPi+1
)ごとに順次に走査選択的に接続してゆく。このとき
基準抵抗(Rref )11の両端の電位差Vi は次式で与
えられる。すなわち、 Vi =Rref ・V0 /(Rref +Rn )、(但し、Rn
=R1 、R2 、R3 …Ri ) そして上記の電位差Vi から逆算して隣り合う 2本の線
状電極3ごとの各電気抵抗値Rn (R1 …R2 …R3 …
Ri )のデータを得ることができる。
【0024】このようにして隣り合う 2本の線状電極3
ごとの各電気抵抗値Rn のデータを時系列的にR1 から
Ri までを一走査周期として順次読み取ってゆき、これ
を時系列的にシリアルにR1 、R2 …Ri のように並べ
ることで、指紋のパターンに対応した図4に示すような
一次元の多値射影信号と等価な信号を得ることができ
る。ここで、得られた多値射影信号は理論的には矩形状
の波形を描くはずであるが、実際には配線抵抗や寄生容
量に起因して波形の端部が若干鈍るので、図4において
はそのような実際の波形の一例を示してある。このとき
の波形鈍りは指紋のパターンの判定には実際上の問題は
全くないことは言うまでもない。また図4においては図
示を明解なものとするために、指1の指紋に当接する線
状電極3の位置Pn と、その位置に対応する線状電極3
の電気抵抗値Rn とが横軸上で位置的に対応するように
描いてある。
【0025】なお、指紋情報読み取り回路9は多チャン
ネルになるので、アナログスイッチとして例えばアナロ
グマルチプレクサICを用いることにより回路をさらに
小型化および簡易化することができる。
【0026】以上のように、本発明によれば、指の指紋
情報(指紋の凹凸パターン)を直接に線状電極3と抵抗
体シート7との接触による電気抵抗から読み取り、それ
を時系列的に順次読み出して並べるだけで、個人認証を
行なう際の信号処理が簡易な一次元の多値射影信号を得
ることができるので、指紋の読み取りおよびそれに基づ
く個人認証を短時間に行なうことができ、かつ構造を簡
易化、小型化することができる。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、指紋の読み取りおよびそれに基づく個人
認証を簡易な信号処理によって短時間に行なうことがで
き、かつ構造が簡易で小型の指紋入力装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る指紋入力装置の主要部を拡大して
示す断面図。
【図2】本発明に係る指紋入力装置の主要部に被検者の
指を押圧したときの状態の一例を示す断面図。
【図3】本発明に係る指紋入力装置の主要部の等価回路
を示す図。
【図4】本発明に係る指紋入力装置で得られる指紋の多
値射影信号の一例を示す図。
【符号の説明】
1…指、3…線状電極、5…絶縁基板、7…抵抗体シー
ト、9…指紋情報読み取り回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白鳥 昌之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 別府 達郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 小幡 茂喜 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 指の長手方向に対して直交あるいは斜交
    するように線状電極が前記指の長手方向に複数本列設さ
    れた基板と、 指による押圧がかからないときには前記線状電極とは電
    気的に絶縁状態を保ち指による押圧がかかるときには前
    記線状電極との電気的接続が得られるように前記基板上
    に間隙を有して形成される抵抗体シートと、 前記抵抗体シート上に指を押圧させたときの前記線状電
    極の隣り合う線状電極どうしの間の電気抵抗値を順次読
    み取って指紋情報を得る指紋情報読み取り手段とを具備
    することを特徴とする指紋入力装置。
JP5053608A 1993-03-15 1993-03-15 指紋入力装置 Withdrawn JPH06266829A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5053608A JPH06266829A (ja) 1993-03-15 1993-03-15 指紋入力装置

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JP5053608A JPH06266829A (ja) 1993-03-15 1993-03-15 指紋入力装置

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JPH06266829A true JPH06266829A (ja) 1994-09-22

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ID=12947615

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5053608A Withdrawn JPH06266829A (ja) 1993-03-15 1993-03-15 指紋入力装置

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JP (1) JPH06266829A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657614B1 (en) 1999-04-21 2003-12-02 Fuji Xerox Co., Ltd. Detecting apparatus, input apparatus, pointing device, individual identification apparatus, and recording medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657614B1 (en) 1999-04-21 2003-12-02 Fuji Xerox Co., Ltd. Detecting apparatus, input apparatus, pointing device, individual identification apparatus, and recording medium

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Effective date: 20000530