JPH0690719B2 - 凹凸面画像検出装置 - Google Patents
凹凸面画像検出装置Info
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- JPH0690719B2 JPH0690719B2 JP62046211A JP4621187A JPH0690719B2 JP H0690719 B2 JPH0690719 B2 JP H0690719B2 JP 62046211 A JP62046211 A JP 62046211A JP 4621187 A JP4621187 A JP 4621187A JP H0690719 B2 JPH0690719 B2 JP H0690719B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- prism
- uneven surface
- fingerprint
- water
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、指紋、印鑑などの凹凸面画像の検出を、イン
ク等を用いないで簡易な光学系で実現する凹凸面画像検
出装置の改良に関する。
ク等を用いないで簡易な光学系で実現する凹凸面画像検
出装置の改良に関する。
「従来の技術」 従来技術では、特開昭58−144280号公報に開示されたご
とく、インクなどを用いない方法として、プリズムなど
の透明なガラス体に指を押し当て、光源により指紋凹凸
面に光を照射し、指紋の凸部からの光が到達し、指紋の
凹部からの光は到達しないように、空気の臨界角を考慮
した位置にカメラなどを置くことにより、指紋画像が検
出されていた。しかし、この方法では、検出装置を車両
に搭載して屋外で指紋画像を検出する際に、プリズムの
検出面と指紋の間に雨などによる多量の水があった場合
には、指紋の凸部からの光と凹部からの光が双方共にカ
メラに到達するので、指紋画像を検出することができな
くなるという問題点があった。
とく、インクなどを用いない方法として、プリズムなど
の透明なガラス体に指を押し当て、光源により指紋凹凸
面に光を照射し、指紋の凸部からの光が到達し、指紋の
凹部からの光は到達しないように、空気の臨界角を考慮
した位置にカメラなどを置くことにより、指紋画像が検
出されていた。しかし、この方法では、検出装置を車両
に搭載して屋外で指紋画像を検出する際に、プリズムの
検出面と指紋の間に雨などによる多量の水があった場合
には、指紋の凸部からの光と凹部からの光が双方共にカ
メラに到達するので、指紋画像を検出することができな
くなるという問題点があった。
「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、指紋等の凹凸面画像を検出する際に、検出面と
凹凸面画像の間に多量の水があっても鮮明な凹凸面画像
を検出することができる検出装置を提供することを目的
とする。
であり、指紋等の凹凸面画像を検出する際に、検出面と
凹凸面画像の間に多量の水があっても鮮明な凹凸面画像
を検出することができる検出装置を提供することを目的
とする。
「問題点を解決するための手段」 しかして、上記目的に沿う本発明の装置は、凹凸面画像
を検出する凹凸面画像検出装置において、凹凸面に圧着
され、光を透過し水および空気とは屈折率の異なる透光
物体と、前記凹凸面に物体を通して光を照射する光源
と、前記凹凸面のうち前記透光物体と接触する凸部から
の光の通過路に位置し、かつ前記凹凸面が前記透光物体
と接触しない凹部から、水の層を通る光の通過路には位
置しないように配設された検出部とを備えることを特徴
とする。
を検出する凹凸面画像検出装置において、凹凸面に圧着
され、光を透過し水および空気とは屈折率の異なる透光
物体と、前記凹凸面に物体を通して光を照射する光源
と、前記凹凸面のうち前記透光物体と接触する凸部から
の光の通過路に位置し、かつ前記凹凸面が前記透光物体
と接触しない凹部から、水の層を通る光の通過路には位
置しないように配設された検出部とを備えることを特徴
とする。
「作用」 上記構成による本発明装置は、水の臨界角を考慮したも
のであり、前記透光物体の検出面と凹凸面の間に多量の
水があっても、凹凸面のうち凸部からの光だけが検出部
に到達するため、凸部は明るく凹部は暗い凹凸面画像が
検出される。
のであり、前記透光物体の検出面と凹凸面の間に多量の
水があっても、凹凸面のうち凸部からの光だけが検出部
に到達するため、凸部は明るく凹部は暗い凹凸面画像が
検出される。
「実施例」 次に、本発明の実施例を第１図から第３図について説明
する。
する。
本システムは、第１図で示すように、光源１、プリズム
２、カメラ３、および画像処理装置４から構成される。
光源１は、ハロゲンランプ、タングステンランプなどの
散乱光光源でも、コリメータ等の平行光光源でもよい
が、プリズム２の面Ｃで全反射しないように、カメラ３
と同じ側に設置する必要がある。プリズム２は、光学ガ
ラス（材質BK7）による直角プリズムであり、プリズム
面ａに指Ｆを押しあてる。また、プリズム面ｂには、黒
色のコーティングを施す。カメラ３は固体撮像素子（CC
D）によるカメラであり、第３図の90゜−θａ＋θ8min
内に配置する。画像処理装置４は、指紋画像の登録、照
合、または自動車キーの解錠などを行なうものである。
２、カメラ３、および画像処理装置４から構成される。
光源１は、ハロゲンランプ、タングステンランプなどの
散乱光光源でも、コリメータ等の平行光光源でもよい
が、プリズム２の面Ｃで全反射しないように、カメラ３
と同じ側に設置する必要がある。プリズム２は、光学ガ
ラス（材質BK7）による直角プリズムであり、プリズム
面ａに指Ｆを押しあてる。また、プリズム面ｂには、黒
色のコーティングを施す。カメラ３は固体撮像素子（CC
D）によるカメラであり、第３図の90゜−θａ＋θ8min
内に配置する。画像処理装置４は、指紋画像の登録、照
合、または自動車キーの解錠などを行なうものである。
第２図に示すように、指紋の凹部８とプリズム面ａの間
には水の層７があり、また、指紋の凸部５とプリズム面
ａの間には指Ｆからの汗や脂の層６があって、層６の方
が水の層７よりも屈折率が高い。これにより、指紋の凸
部５からの光線10のプリズム２から出射する角度θ
５は、プリズム２の屈折率をn1とするとスネルの法則に
より、 n1sinθ４＝sinθ５ ∴θ５＝sin-1（n1sinθ４） ・・・（１） で示される。
には水の層７があり、また、指紋の凸部５とプリズム面
ａの間には指Ｆからの汗や脂の層６があって、層６の方
が水の層７よりも屈折率が高い。これにより、指紋の凸
部５からの光線10のプリズム２から出射する角度θ
５は、プリズム２の屈折率をn1とするとスネルの法則に
より、 n1sinθ４＝sinθ５ ∴θ５＝sin-1（n1sinθ４） ・・・（１） で示される。
屋外などで本実施例の装置を使用する場合、雨等でプリ
ズム面ａが濡れていたり、屋内でも指が濡れていた場合
など、第２図ように、プリズム面ａと指紋の凹部８の間
には、水の層７ができる。また、指紋凸部５とプリズム
面ａの間にある層６は、指からの汗や脂を含んでいるた
め水の層７よりも屈折率が高い。よって、第２図の水の
層７と、指からの汗や脂の層６の屈折率は、次のような
関係となる。
ズム面ａが濡れていたり、屋内でも指が濡れていた場合
など、第２図ように、プリズム面ａと指紋の凹部８の間
には、水の層７ができる。また、指紋凸部５とプリズム
面ａの間にある層６は、指からの汗や脂を含んでいるた
め水の層７よりも屈折率が高い。よって、第２図の水の
層７と、指からの汗や脂の層６の屈折率は、次のような
関係となる。
層６＞層７ ・・・・・（２） 次に第２図の光線30は、水の屈折率をn2とすると となる。また、光線30がプリズム２から出射する角度θ
８は、プリズム２の底角をθａとすると sinθ８＝n1sin（θａ−θ７） ∴θ８＝sin-1｛n1sin（θａ−θ７）｝ ・・・（４） となり、第（４）式に第（３）を代入すると ここでθ６→90゜として、θ７を水の臨界角とするとき
のθ８をθ8minとすると、第（５）式より となる。
８は、プリズム２の底角をθａとすると sinθ８＝n1sin（θａ−θ７） ∴θ８＝sin-1｛n1sin（θａ−θ７）｝ ・・・（４） となり、第（４）式に第（３）を代入すると ここでθ６→90゜として、θ７を水の臨界角とするとき
のθ８をθ8minとすると、第（５）式より となる。
また、プリズム面ａを基準に考えて、光線10のプリズム
２から出射する角度をθｒ、光線30のプリズム２から出
射する角度をθq2として、一般式で表わすと、 90゜−θａ＋θ8min≦θq2 ・・・・（７） θａ−θ５＝θｒ ・・・・・（８） となる。そこで、第３図のように、カメラ３を一般式90
゜−θａ＋θ8min内に配置すれば、プリズム２のａ面や
指に水が付着していても指紋の凸部が白く、指紋の凹部
が黒い指紋画像を得ることができる。また、第（６）式
より となる。
２から出射する角度をθｒ、光線30のプリズム２から出
射する角度をθq2として、一般式で表わすと、 90゜−θａ＋θ8min≦θq2 ・・・・（７） θａ−θ５＝θｒ ・・・・・（８） となる。そこで、第３図のように、カメラ３を一般式90
゜−θａ＋θ8min内に配置すれば、プリズム２のａ面や
指に水が付着していても指紋の凸部が白く、指紋の凹部
が黒い指紋画像を得ることができる。また、第（６）式
より となる。
今、n1＝1.52,n2＝1.33,θａ＝45゜とすると、本方式で
は、第（９）式より となる。
は、第（９）式より となる。
すなわち、本方式では、プリズム面ａを基準としてカメ
ラ３を20.16゜以内に配置しなければならない。
ラ３を20.16゜以内に配置しなければならない。
「他の実施例」 第４図に示す第２の実施例のように、光源１は高輝度LE
Dをアレイ状に並べたものでもよいが、その場合、指向
性の強いLEDの光線を均一にするために、メタクリル酸
メチルエステルよりなる合成樹脂板などの光学的拡散部
９を光源１とプリズム面Ｃとの間に配置する必要があ
る。
Dをアレイ状に並べたものでもよいが、その場合、指向
性の強いLEDの光線を均一にするために、メタクリル酸
メチルエステルよりなる合成樹脂板などの光学的拡散部
９を光源１とプリズム面Ｃとの間に配置する必要があ
る。
第３の実施例として、第５図のように、プリズム２′と
して60゜分散プリズムを使用することも可能であり、そ
の場合、カメラ３の位置は、プリズム２′の屈折率を1.
52とし、水の屈折率を1.33として、第（９）式に代入す
ると となり、プリズム面ａを基準にして、θ９＝28.41゜以
内にカメラ３を配置する必要がある。
して60゜分散プリズムを使用することも可能であり、そ
の場合、カメラ３の位置は、プリズム２′の屈折率を1.
52とし、水の屈折率を1.33として、第（９）式に代入す
ると となり、プリズム面ａを基準にして、θ９＝28.41゜以
内にカメラ３を配置する必要がある。
第４図の実施例として第６図のように、ガラス板２″を
使用してもガラス面ｂとガラス面ｄに黒色のコーティン
グを施せば指紋画像を得ることが可能である。その場
合、カメラ３の位置は、ガラス板２″の屈折率を1.52と
し、水の屈折率を1.33として、第（９）式に代入する
と、 となりガラス板２″のａ面を基準にしてθ10min＝47.38
゜以内にカメラ３を配置する必要がある。また、第７図
のように、ガラス板２″を使用し、ガラス板２″のｂ面
に黒色のコーティングを施せば光源１をガラス板２″の
上部のｄ面から入射しても指紋画像を得ることが可能で
ある。この場合、第８図に示すように、ガラス板２のｄ
面から入射し、ガラス板２″のａ面で散乱した光線のう
ち、上部のｄ面で反射しＣ面から出射する光線40が考え
られる。そのため、カメラ３を光線40が到達しない領域
に配置する必要がある。今、Ｃ面からａ面の実質的検出
部の最遠端までの距離をα１、ガラス板２″の厚さをα
２とすると また、ガラス板２″の屈折率をn1とすると、 n1×sinθ11min＝sinθ12min ・・・（11） 第（11）式に第（10）式を代入すると となる。今、α１＝20mm、α２＝10mmとし、n1＝1.52と
すると、第９図のθ12minは第（13）式より次の値にな
る。
使用してもガラス面ｂとガラス面ｄに黒色のコーティン
グを施せば指紋画像を得ることが可能である。その場
合、カメラ３の位置は、ガラス板２″の屈折率を1.52と
し、水の屈折率を1.33として、第（９）式に代入する
と、 となりガラス板２″のａ面を基準にしてθ10min＝47.38
゜以内にカメラ３を配置する必要がある。また、第７図
のように、ガラス板２″を使用し、ガラス板２″のｂ面
に黒色のコーティングを施せば光源１をガラス板２″の
上部のｄ面から入射しても指紋画像を得ることが可能で
ある。この場合、第８図に示すように、ガラス板２のｄ
面から入射し、ガラス板２″のａ面で散乱した光線のう
ち、上部のｄ面で反射しＣ面から出射する光線40が考え
られる。そのため、カメラ３を光線40が到達しない領域
に配置する必要がある。今、Ｃ面からａ面の実質的検出
部の最遠端までの距離をα１、ガラス板２″の厚さをα
２とすると また、ガラス板２″の屈折率をn1とすると、 n1×sinθ11min＝sinθ12min ・・・（11） 第（11）式に第（10）式を代入すると となる。今、α１＝20mm、α２＝10mmとし、n1＝1.52と
すると、第９図のθ12minは第（13）式より次の値にな
る。
θ12min≒42.83゜ また、第６図で示すように、ａ面を基準にしてθ10min
＝47.38゜以内にカメラ３を配置する必要があるので、
カメラ３は第９図の領域ｅ内に配置しなければならな
い。ところで、第（12）式より、θ12min→90゜とする
と となり 以上にすれば、第８図の光線40は、ガラス面Ｃから出射
しないので第（９）式のみを考慮した範囲にカメラ３を
配置すればよい。ここで、n1＝1.52,α１＝20mmとする
と、第（15）式に代入して、α２が求まる。
＝47.38゜以内にカメラ３を配置する必要があるので、
カメラ３は第９図の領域ｅ内に配置しなければならな
い。ところで、第（12）式より、θ12min→90゜とする
と となり 以上にすれば、第８図の光線40は、ガラス面Ｃから出射
しないので第（９）式のみを考慮した範囲にカメラ３を
配置すればよい。ここで、n1＝1.52,α１＝20mmとする
と、第（15）式に代入して、α２が求まる。
α２≒17.47mm よってガラス面Ｃから20mmの長さまで検出するとする
と、ガラス板２″の厚さ17.47mm以上にすれば、光源１
をガラス面ｄ方向に配置した上に、第（９）式の条件の
みを満たせば指紋の凹部は暗く、指紋の凸部が明るい指
紋画像を得ることができる。
と、ガラス板２″の厚さ17.47mm以上にすれば、光源１
をガラス面ｄ方向に配置した上に、第（９）式の条件の
みを満たせば指紋の凹部は暗く、指紋の凸部が明るい指
紋画像を得ることができる。
「効果」 以上述べたように、本発明の凹凸面画像入力装置は上記
の構成を有するものであり、水の臨界角を考慮して、凹
凸面のうち透光物体と接触する凸部からの光の通過路に
位置し、かつ凹凸面が透光物体と接触しない凹部から、
水の層を通る光の通過路には位置しないように検出部を
配設するものであるから、実際の使用に際して、透光物
体の検出面と凹凸面の間に多量の水があっても、鮮明な
凹凸面画像を検出することができるという優れた効果が
ある。
の構成を有するものであり、水の臨界角を考慮して、凹
凸面のうち透光物体と接触する凸部からの光の通過路に
位置し、かつ凹凸面が透光物体と接触しない凹部から、
水の層を通る光の通過路には位置しないように検出部を
配設するものであるから、実際の使用に際して、透光物
体の検出面と凹凸面の間に多量の水があっても、鮮明な
凹凸面画像を検出することができるという優れた効果が
ある。
第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図および第
３図は原理説明図、第４図は第２の実施例を示す正面
図、第５図は第３の実施例を示す正面図、第６図は第４
の実施例を示す正面図、第７図は第５の実施例を示す正
面図、第８図および第９図は第５の実施例の原理説明図
である。 １……光源、2,2′……プリズム、２″……ガラス板、
３……カメラ、４……画像処理装置、５……指紋の凸
部、６……汗や脂の層、７……水の層、８……指紋の凹
部、９……光学的拡散部、10……凸部からの光線、30…
…凹部からの光線、40……光源からの反射光線。
３図は原理説明図、第４図は第２の実施例を示す正面
図、第５図は第３の実施例を示す正面図、第６図は第４
の実施例を示す正面図、第７図は第５の実施例を示す正
面図、第８図および第９図は第５の実施例の原理説明図
である。 １……光源、2,2′……プリズム、２″……ガラス板、
３……カメラ、４……画像処理装置、５……指紋の凸
部、６……汗や脂の層、７……水の層、８……指紋の凹
部、９……光学的拡散部、10……凸部からの光線、30…
…凹部からの光線、40……光源からの反射光線。
Claims (1)
- 【請求項１】凹凸面画像を検出する凹凸面画像検出装置
において、 凹凸面に圧着され、光を透過し水および空気とは屈折率
の異なる透光物体と、 前記凹凸面に前記透光物体を通して光を照射する光源
と、 前記凹凸面のうち前記透光物体と接触する凸部からの光
の通過路に位置し、かつ前記凹凸面が前記透光物体と接
触しない凹部から、水の層を通して通過する光の通過路
には位置しないように配設された検出部と を備えることを特徴とする凹凸面画像検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62046211A JPH0690719B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 凹凸面画像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62046211A JPH0690719B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 凹凸面画像検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63211468A JPS63211468A (ja) | 1988-09-02 |
| JPH0690719B2 true JPH0690719B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=12740758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62046211A Expired - Lifetime JPH0690719B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 凹凸面画像検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690719B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3012138B2 (ja) * | 1994-02-04 | 2000-02-21 | 富士通株式会社 | 凹凸面読み取り装置 |
| US6175407B1 (en) * | 1998-12-17 | 2001-01-16 | Identix Incorporated | Apparatus and method for optically imaging features on the surface of a hand |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP62046211A patent/JPH0690719B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63211468A (ja) | 1988-09-02 |
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