JPH0740291B2 - 指紋センサ - Google Patents

指紋センサ

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JPH0740291B2
JPH0740291B2 JP61142958A JP14295886A JPH0740291B2 JP H0740291 B2 JPH0740291 B2 JP H0740291B2 JP 61142958 A JP61142958 A JP 61142958A JP 14295886 A JP14295886 A JP 14295886A JP H0740291 B2 JPH0740291 B2 JP H0740291B2
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誠吾 井垣
伸 江口
裕紀 矢作
弘之 池田
雄史 稲垣
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 指紋センサの指紋入力部の導光板下側に光センサを配置
して、全反射の臨界角以内の範囲に散乱する光を受光
し、この光センサの出力により誤差検出回路で指位置の
偏り量を求め、指紋の場合照合等を行なう。
又、指紋センサの指紋入力部の導光板下側に光センサを
配置して、全反射の臨界角位内の範囲に散乱する光を受
光し、この光センサの出力により画像信号のレベル均一
にして画像入力を行ない、個人差をなくす。
〔産業上の利用分野〕
本発明は全反射照明型の平板状指紋センサに関するもの
で、さらに詳しく言えば、光センサを用いて指からの散
乱光を情報として検知し、指紋の照合等に利用できるよ
うにした指紋センサに関するものである。
〔従来技術〕
一般に、指紋の照合等を行なうために全反射照明型の平
板状指紋センサが用いられている。この指紋センサは、
例えば、第5図に示される如く、平板状ガラス板等から
なる導光板11中央上面の指紋入力部に指12を接触させ、
該導光板11の下方よりレーザ13で照明する。このレーザ
光13のうち指12の隆線(指紋を形成する山部)12aの反
射光は、全反射を繰り返して所定位置の導光板11下面に
設けられたホログラム14に伝搬され外部に取り出され
る。この外部に取り出された光は、CCD15で受光され、A
/D変換器16を介してフレームメモリ17に記憶される。フ
レームメモリ17はバス18によりCPU19に接続され、このC
PU19によりすでに登録された指紋等との照合が行われ
る。この照合のためには、導光板11上の指紋入力部にお
ける指12の接触位置の偏りを補正して、CCD15における
指の画像中心位置を検出する必要がある。この画像中心
位置は、所定の論理ソフト的処理により検出することも
可能であるが照合に時間がかかる。そのため、指12から
導光板11で全反射された光を他の位置に導き、該導光板
11の下面に誤差検出用のホログラム20を設けて、外部に
取り出す。この外部に取り出された光は、4分割ダイオ
ード21で受光され、誤差検出回路22により画像中心から
の偏り量が求められる。誤差検出回路22はバス18により
CPU19に接続され、所定の処理により指紋照合が行われ
る。このハード的対応により照合等の全体的スピード化
が図られるようになっている。
また、第6図に示される如く、平板状ガラス板等からな
る導光板11の上面の指紋入力部に指12を接触させ、該導
光板11の下方よりレーザ光13で照明する。指12はその隆
線(指紋を形成する山部)12aにおいて導光板11の上面
と接触し、該隆線12aの表面のしめり気(水、或いは
油)により光学的接触が形成される。このためレーザ光
13のうち指12の隆線12aでの反射光は、全反射を繰り返
して所定位置の導光板11下面に設けられたホログラム14
により外部に取り出される。この外部に取り出された光
は、CCD15で受光され、A/D変換器16を介してフレームメ
モリ17に記憶される。フレームメモリ17はバス18により
CPU19に接続され、該CPUのフリーズ信号Sにより画像信
号の取り込みが行われる。そしてCPU19によりすでに登
録された指紋等との照合が行われる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような指紋センサでは、誤差検出用
のホログラム20が必要になり、また導光板11もそのため
に大きなものを使用しなければならない。
また、このような指紋センサでは、指12の導光板11への
光学的接触は個人差があり、CCD15のアナログ信号に高
低があり、そのためA/D変換器16もレンジの広いものを
用い、フレームメモリ17も容量の大きいものを用いなけ
ればならず、後の処理が煩雑であった。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、ホロ
グラムの数を少なくするとともに導光板も小さくでき、
簡略化できる指紋センサを提供することを目的とする。
また、他の目的は個人差に影響されることなく画像信号
レベルを所定の範囲内にして、A/D変換器のレンジも低
く、フレームメモリ等も容量の少ないものが使用でき、
後の処理も簡単になる指紋センサを提供することであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明の指紋センサの原理説明図を示す。
第1図において、31は平板状の導光板、12は導光板31の
指紋入力部に接触する指、32は導光板31の下方から指12
に照射されるレーザ光、33は4分割ダイオード等の光セ
ンサ、34は誤差検出回路である。
また、第3図は本発明の指紋センサの原理説明図を示
す。
第3図において、21は平板状の導光板、12は導光板21の
指紋入力部に接触する指、22は導光板21の下方から指12
を照明するレーザ光、23は光センサ、24はコンパレー
タ、17はフレームメモリである。
〔作用〕
本発明によれば、導光板の内部を全反射して進行してい
る反射光(指紋の凸部と指紋入力部との接触部における
反射光)を撮像するほかに、指紋入力部の直下に位置す
る散乱光を検知する検知部を有しているため、撮像素子
によって撮像された画像を認識する為に設けられた装置
を介することなく、容易に指紋入力部と指紋との関係の
概略が検知できるのである。
第1図において、指紋入力部の導光板31の下側の全反射
の臨界角以内では、指12で反射されたレーザ光32は導光
板31より外部に散乱する。この散乱光は光センサ33で受
光され、誤差検出回路34により指12の偏り位置が検出さ
れる。
また、第3図において、指紋入力部の導光板21の下側の
全反射の臨界角以内では、指12で反射されたレーザ光22
は導光板21より外部に散乱する。この散乱光は指12のし
めり気と相関している。つまり、この散乱光は指紋の凹
部で反射された反射光の他に、CCD15で観測できる指紋
の凸部と指紋入力部との接触部の反射光も含まれている
のであるが、指紋の凸部と指紋入力部との接触部の反射
光は、指12のしめり気が大きいほど接触量が増大して反
射光がおおきくなるのである。
CCD15では、それに入力される反射光が大きいほど鮮明
な画像が得られるが、しめり気がすくないと、十分に鮮
明な指紋画像が撮像できないので、上記散乱光量を光セ
ンサ23にて観測すれば、指12のしめり気に応じた画像取
り込みのタイミングをとることができるのである。つま
り、この光センサ23の出力は、コンパレータ24により規
定値Aと比較され、この規定値Aを越えたときの出力信
号S1により、フリーズ信号Sを生じフレームメモリ17へ
の画像の取り込みを開始する。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明による実施例を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の第一実施例に係り、指紋センサの原理
説明図である。
この図において符号31は平板状ガラス板等からなる導光
板であり、この導光板31上面の一端部側の指紋入力部に
指12を接触させ、導光板31の下方よりレーザ光32で照明
する。このレーザ光32のうち指12の隆線12aでの反射光
は、全反射を繰り返して導光板31下面の他端部側に設け
られたホログラム14に外部により取り出される。この外
部に取り出された光は、前記従来例で説明したようにCC
D15、A/D変換器16を介してフレームメモリ17に記憶され
る。フレームメモリ17はバス18によりCPU19に接続され
ている。
前記指12を接触させた指紋入力部の導光板31の直下に
は、光センサとして4分割ダイオード33が配置されてい
るい。この4分割ダイオード33は、第2図に示される如
く、それぞれ分割された4つの受光領域31a〜31dを有
し、レーザ光32の指12からの散乱光が入射する。前記4
分割ダイオード33は、従来例と同様の誤差検出回路34に
接続され、各受光領域31a〜31dの出力の和、或いは差を
求めることにより画像中心からの偏り量が求められる。
誤差検出回路34はバス18によりCPU19に接続され、所定
の処理により指紋照合等が行われる。
このような構成によれば、指紋入力部の導光板31の直下
においては、指12で反射されたレーザ光32は全反射の臨
界角以内の範囲において、導光板31より外部に散乱され
る。この散乱光は4分割ダイオード33受光され、誤差検
出回路34によりCCD15における指の画像中心位置の偏り
位置を検出することができる。これによりCPU19で所定
の処理で、特徴部分の位置検出等を行い指紋照合が行わ
れる。
従って、指紋入力部直下の導光板31からの散乱光を利用
できるため、誤差検出用のホログラムが不要になり、導
光板31も小さくなる。
第3図は本発明の第二実施例に係り、指紋センサの原理
説明図である。
この図において符号21は平板状ガラス板等からなる導光
板であり、この導光板21上面の一端部側の指紋入力部に
指12を接触させ、導光板21の下方よりレーザ光22を照射
する。このレーザ光22のうち指12の隆線12aでの反射光
は、反射光を繰り返して導光板21下面の他端部側に設け
られたホログラム14により外部に取り出される。この外
部に取り出された光は、前記従来例で説明したようにCC
D15、A/D変換器16を介してフレームメモリ17に記憶され
る。フレームメモリ17はバス18によりCPU19に接続され
ている。
前記指12を接触させた指紋入力部の導光板21の直下に
は、光センサ23が配置されている。この光センサ23はレ
ーザ22の全反対の臨界角以内の散乱光を受光するもので
ある。前記散乱光は全反射光と比例関係にあり、指12の
しめりけと一定の相関関係がある。前記光センサ23の出
力はコンパレータ24に入力される。このコンパレータ24
は前記光センサ23の出力信号と所定の既定値Aとの比較
を行い、光センサ23の出力信号が既定値Aより高くなっ
たときに出力信号S1を生ずる。既定値AはCCD15の輝度
信号レベルが所定の範囲内になる値に選定される。前記
コンパレータ24の出力はアンドゲート回路25の入力端に
接続されている。また、このアンドゲート回路25の他の
入力端はバス18を介してCPU19に接続され、画像取込み
開始信号S2が入力する。アンドゲート回路25の出力は、
フリーズ信号Sを生じ前記フレームメモリ17に出力され
る。即ち、コンパレータ24とアンドゲート回路25とによ
りフレームメモリ17への画像取り込みの信号発生回路を
構成している。
このような構成によれば、指紋入力部の導光板21の直下
においては、指12で反射されたレーザ光22は全反射の臨
界角以内の範囲で、導光板21より外部に散乱される。こ
の散乱光は、全反射してホログラム14から取り出されCC
D15に受光される光の強さと所定の関係にある。光セン
サ23の出力は既定値Aより高いときに出力信号S1を生
じ、この信号S1と画像取り込み開始信号S2とによりフリ
ーズ信号Sを生じフレームメモリ17の画像取り込が行わ
れる。これにより個人差に関係なく、画面全体を同一レ
ベルの範囲にすることができる。
従って、指紋入力部直下の導光板21からの散乱光を利用
し、A/D変換器、フレームメモリ等もレンジの狭いもの
が使用でき、後の処理も簡単になる。
第4図は本発明の他の実施例に係り、指紋センサの原理
説明図である。
この実施例はCCD15の後にコンパレータ24を設け、前記
実施例と同様の光センサ23の出力を係数回路35を介して
コンパレータ24に接続する。このコンパレータ24の出力
をフレームメモリ17に接続し、CPUからのフリーズ信号
Sにより画像の取り込が行われる。
このような構成によれば、CCD15からのアナログ信号を
直接2値化することができる。
なお、前記第一の実施例において、4分割ダイオード33
を用いているが、偏り量を検出する任意の光センサを用
いることができ、例えば2分割等で一方向の偏りのみを
検出するものでもよい。また、光センサは少なくとも、
指12からの反射光が導光板31の外部に散乱する全反射の
臨界角以内の範囲に配置されていればよい。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、本発明によれば導光板下側に散
乱される光を、光センサにより受光し、その出力により
指の偏り位置を求めるようにしているため、ホログラム
の数を少なくするとともに導光板も小さくでき、簡略化
できる効果がある。
また、本発明によれば平板状指紋センサの指紋入力部の
導光板の下側に配置した受光センサの出力が既定値を越
えたときに画像取り込み信号を発生し、この信号により
指紋画像の入力を開始する信号発生回路を設けるように
しているため、個人差に影響されることなく画像信号レ
ベルを所定の範囲内にして、A/D変換器、フレームメモ
リ等もレンジの狭いものが使用でき、後の処理も簡単に
なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例に係り、指紋センサの原理
説明図、 第2図は4分割ダイオードの説明図、 第3図は本発明の第二実施例に係り、指紋センサの原理
説明図、 第4図は本発明の他の実施例に係り指紋センサの原理説
明図、 第5図は従来例の指紋センサの原理説明図、 第6図は従来例の指紋センサの原理説明図である。 12……指、 14……ホログラム、 15……CCD、 16……A/D変換器、 17……フレームメモリ、 18……バス、 19……CPU、 21……導光板、 22……レーザ光、 23……光センサ、 24……コンパレータ、 25……アンドゲート回路、 31……導光板、 32……レーザ光、 33……光センサ(4分割ダイオード)、 34……誤差検出回路.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 弘之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 稲垣 雄史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平板状の導光板と、該導光板上に位置する
    指紋入力部に接触した指紋を照明するための光源と、前
    記導光板内を全反射して進行している前記指紋によって
    反射された反射光を外部に取り出すためのホログラム
    と、前記取り出された反射光を撮像する撮像素子とを有
    する指紋センサにおいて、 前記導光板上の指紋入力部と対向する側の面から前記指
    紋入力部に接触した指紋による散乱光を検知する検知部
    を有することを特徴とする指紋センサ。
  2. 【請求項2】前記検知部は指の偏り位置を検出する誤差
    検知回路であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の指紋センサ。
  3. 【請求項3】前後検知部は光センサを有しており、前記
    光センサの出力値が規定値を越えたときを画像取り込み
    タイミングとして前記撮像素子から画像を取り込むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の指紋センサ。
JP61142958A 1986-06-20 1986-06-20 指紋センサ Expired - Lifetime JPH0740291B2 (ja)

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JP61142958A JPH0740291B2 (ja) 1986-06-20 1986-06-20 指紋センサ

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JPS63678A JPS63678A (ja) 1988-01-05
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JPH04147385A (ja) * 1990-10-11 1992-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 個人識別装置

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JPS63678A (ja) 1988-01-05

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