JPH08263631A

JPH08263631A - 指紋入力装置

Info

Publication number: JPH08263631A
Application number: JP7063759A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kimura; 一夫木村; Shigeto Koda; 成人幸田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化、及び、低電力化を図った指紋入力装
置を提供する。【構成】回転可能な円筒形導波路１０１を被検体の指
１１１との接触媒体に用いて、被検体の指１１１の接す
る部分を移動可能にし、撮像装置１０８を通して回転走
査により指紋全体を入力する。このときの円筒形導波路
１０１の回転角を回転角検出手段１０２で検出する。こ
の検出回転角に基づき、画像処理手段１０３の画像処理
によって正しい指紋画像として再構成する。このような
回転可能な円筒形導波路１０１を指１１１との接触媒体
に使用することで、光学部品を小型化して大幅な小型化
と、その小型化による低電力化を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯機等に好適な、小
型化、低電力化を図った指紋入力装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の指紋入力装置、例えば、参考文献
「特開昭６２−２１２８９２号（三菱電機、池端ら）」
記載の「指紋パターン入力装置」では、指をガラスプリ
ズムに接することにより、その指紋の凹凸情報をコント
ラストの高い光学情報に変換していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の指
紋入力装置では指紋の凹凸をコントラスト高く画像化で
きる利点はあるが、ガラスプリズムと言った比較的大き
な光学部品を用いるため、前記入力装置自体の小型化が
難しいと言った欠点があった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、小型化、及び、低電力化を
図った指紋入力装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のうち、上記の目
的を達成するための代表的な手段は、以下の通りであ
る。

【０００６】（手段１）少なくとも撮像装置と照明用光
源とを具備し、光学的に撮像した指紋画像を前記撮像装
置で光電変換して電気的な指紋画像を得る指紋入力装置
において、被検体である指を接する媒体であり、かつ、
回転可能な媒体であり、かつ、前記回転により移動する
前記指の接する部分の指紋像を撮像装置に伝達する媒体
である円筒形導波路と、前記円筒形導波路の回転角を検
出する回転角検出手段と、前記検出された円筒形導波路
の回転角に基づき前記撮像装置で撮像した指紋画像を補
正処理する画像処理手段と、を具備することを特徴とす
る指紋入力装置である。

【０００７】（手段２）手段１の構成において、前記円
筒形導波路の回転角速度を検出する手段と、前記検出さ
れた回転角速度より指紋入力の有無を判定し、指紋入力
装置を制御する制御手段と、を具備することを特徴とす
る指紋入力装置である。

【０００８】（手段３）手段１、手段２において、前記
円筒形導波路に指をガイドする手段を具備することを特
徴とする指紋入力装置である。

【０００９】

【作用】本発明の手段１の指紋入力装置では、回転可能
な円筒形導波路を指との接触媒体に用いて、被検体の指
の接する部分を移動可能にし、回転走査で指紋全体を入
力し、画像処理によって円筒形導波路の検出回転角に基
づき正しい指紋画像として再構成することにより、光学
部品を小型化して従来のガラスプリズムを使用し、指を
静止した状態で指紋入力する従来の構成に比較して、大
幅な小型化と、光学部品の小型化による低電力化を可能
にする。このような回転可能な円筒形導波路を指との接
触媒体に使用することで、転がりやすくし、走査に伴う
指紋の波形を小さくし、安定した指紋像を撮像可能にす
る。

【００１０】本発明の手段２の指紋入力装置では、指紋
の入力の有無を検出し、指紋入力装置自体の動作状態を
制御することにより、低電力化を図る。

【００１１】本発明の手段３の指紋入力装置では、指ガ
イドを設けて、指の位置を決定することにより、指の位
置ずれによる画像のみだれを減少させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１３】（実施例１）図１は、本発明による第１の
実施例を示す構成図である。図１（ａ）は、その基本構
成図であり、同図（ｂ）、（ｃ）は、その円筒形導波路
部の側面図であり、本発明の動作を説明する図である。

【００１４】１０１は円筒形の導波路であり、透明な媒
体から構成される。また、前記円筒形導波路１０１はそ
の軸方向に対して回転可能な構成となっており、被検体
である指１１１を接して押す力で回転できる。１０２は
前記円筒形導波路１０１の回転角検出手段であり、検出
した回転角情報を画像処理手段１０３へフィードバック
する構成になっている。１０４は光源であり、被検体で
ある指１１１を照明する。その具体的な照明法は次の通
りである。光源１０４から出射された照明光１０５は、
円筒形導波路１０１の端面に設置した光散乱体１０６で
散乱され、その散乱光によって被検体である指１１１を
照明する。ここでは、被検体の照明法の一例を説明した
が、これ以外にも、光源の位置を変更したり、照明光の
散乱体の有無によって、いくつかの照明法が存在するこ
とは明らかである。

【００１５】その照明法の実施例のいくつかを図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。図２（ａ）は光源１０
４を被検体の指１１１の下方に配置した例であり、光源
からの照明光１０５を光散乱体１０６で散乱して照明す
る構成である。図２（ｂ）は図１（ｂ）、（ｃ）の構成
と同様の配置法であるが、光源１０４の位置が撮像装置
１０８に、より近い位置にあることが特徴である。この
ような配置を採れば、光源１０４からの照明光１０５が
直接撮像装置１０８に入射することが無くなり、迷光の
少ない画像を撮像することが可能となる。図２（ｃ）
は、図２（ｂ）の配置に類似するが、さらに光源１０４
を撮像装置１０８に接近させ、円筒形導波路１０１の端
面より照明光１０５を入射する構成である。その動作と
効果は、前述の図２（ｂ）の効果と同様である。

【００１６】図１（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施例に
おいて主に指紋パタンが現われる動作を説明する図を示
す。このいずれの図も本発明の円筒形導波路１０１の側
面図であり、図１（ｂ）は指紋の凹部のパタンが現われ
る状態を示し、図１（ｃ）は指紋の凸部のパタンが現わ
れる状態を示している。照明用光源１０４は、指接触部
における円筒形導波路１０１（屈折率ｎ１）と空気（屈
折率ｎ０）の界面に対して、その照明光線が全反射を生
じるように設置されている。このような場合、図１
（ｂ）の指１１１が円筒形導波路１０１に接していない
領域では、その照明光１０５は円筒形導波路１０１と空
気界面で全反射され、ほとんど減衰なしに撮像装置１０
８に入射する。一方、図１（ｃ）のように指１１１が円
筒形導波路１０１に接している領域では、その照明光１
０５は指１１１によって散乱され、その反射光は大幅に
減衰する。この両者の反射光強度の比を撮像装置１０８
で撮像する。

【００１７】上記のように、円筒形導波路１０１に指１
１１を接した部分では、指紋の凹凸に依存したパタン１
１０（指紋パタン）が現われる。本実施例では、円筒形
導波路１０１の側面と指１１１の接する部分は一般に直
線状となるため、前記撮像装置１０８は２次元光センサ
アレイを用いた撮像装置でも撮像可能であるが、一次元
光センサアレイを用いた撮像装置でもその撮像は十分行
なうことができる。この撮像装置１０８に一次元センサ
アレイを使用した場合では、その出力画像は指紋画像の
一走査画像となる。この一次元走査画像を画像処理手段
１０３へ入力するとともに、前記回転角検出手段１０２
によって検出された回転角情報も同時に入力し、それら
の情報を画像処理手段１０３で記憶する。実際の指紋撮
像では、指１１１によって円筒形導波路１０１を転がし
て走査する構成であるので、その一連の走査・撮像動作
により２次元指紋画像を再構成することができる。その
際に、前記回転角検出手段１０２によって検出された回
転角情報をもとに、指紋画像を画像処理手段１０３で補
正処理を行ない、正しい指紋画像として再構成する。そ
の再構成された２次元指紋画像を出力１０９として出力
する。このようにして、指紋入力を実現できる。

【００１８】さらに、本実施例では、指の位置を決定す
るための指ガイド１２０が設けてある。これにより、指
の位置ずれによる画像のみだれを減少することができ
る。

【００１９】（実施例２）図３に本発明の第２の実施例
を示す。図中、２０１は円筒形導波路、２０２は回転検
出手段、２０３は画像処理手段、２０４は光源、２０５
は照明光、２０６は光散乱体、２０７は反射光、２０８
は撮像装置、２０９は出力、２１０は指紋パタン、２１
１は被検体の指、２１２は回転角速度検出手段、２１３
は制御手段、２２０は指ガイドである。本発明の構成で
は、第１の実施例の構成に、さらに、回転角速度検出手
段２１２と制御手段２１３を付加したものである。

【００２０】その基本動作は、第１の実施例の動作と同
様であり、円筒形導波路２０１に指２１１を接して回転
走査しながら指紋入力を行なう。しかし、本実施例の特
徴的であるのは、新たに、円筒形導波路２０１の回転角
速度を検出する手段２１２を設け、その回転角速度を常
に監視することにより、指紋入力の有無を判定し、指紋
入力装置自体を制御することである。

【００２１】具体的には、前記回転角速度検出手段２１
２から得られる信号を制御手段２１３で常に監視し、そ
の回転角速度が予め設定したある範囲に達したときに指
紋の入力が有ったとみなすことにする。この範囲にない
ときは、指紋の入力は無いものとみなすことにする。さ
らに前記制御手段２１３は、光源２０４、撮像装置２０
８、画像処理手段２０３を制御可能な構成になってお
り、実際に指紋の入力が無いときには待機状態、入力が
有るときには入力状態と指紋入力装置の動作状態を切り
替え可能な構成となっている。具体的には、前記待機状
態では、光源２０４は消灯し、さらに撮像装置２０８も
実際の撮像動作を行なわない状態としている。また、前
記入力状態では、光源２０４を点灯し、撮像動作を行な
う状態としている。

【００２２】このような構成を採用することにより、比
較的電力消費の大きい光源２０４や撮像装置２０８を効
率的に制御でき、特に低消費電力が要求される携帯機等
への応用可能性を拡大することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の指紋入力
装置によれば、従来用いていたガラスプリズムに比較し
て小型の光学部品を用いて構成でき、さらに、その構成
も簡単となるため小型化、低電力化を図ることができ
る。

【００２４】また、回転角速度を検出し、指紋入力の有
無を判定して装置自体を制御するようにした場合には、
特に、低消費電力化が図ることができる。

【００２５】さらに、指ガイドを設けた場合には、指の
位置ずれによる画像のみだれを減少することができる以上により、本発明は、小型・低消費電力が要求される
携帯機等へ指紋入力機能を追加・応用する可能性を大幅
に拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の第１の実
施例を示す図である。

【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記第１の実施例
における照明手段の構成例を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１０１…円筒形導波路１０２…回転検出手段１０３…画像処理手段１０４…光源１０５…照明光１０６…光散乱体１０７…反射光１０８…撮像装置１０９…出力１１０…指紋パタン１１１…指１２０…指ガイド２０１…円筒形導波路２０２…回転検出手段２０３…画像処理手段２０４…光源２０５…照明光２０６…光散乱体２０７…反射光２０８…撮像装置２０９…出力２１０…指紋パタン２１１…指２１２…回転角速度検出手段２１３…制御手段２２０…指ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも撮像装置と照明用光源とを具
備し、光学的に撮像した指紋画像を前記撮像装置で光電
変換して電気的な指紋画像を得る指紋入力装置におい
て、被検体である指を接する媒体であり、かつ、回転可能な
媒体であり、かつ、前記回転により移動する前記指の接
する部分の指紋像を撮像装置に伝達する媒体である円筒
形導波路と、前記円筒形導波路の回転角を検出する回転角検出手段
と、前記検出された円筒形導波路の回転角に基づき前記撮像
装置で撮像した指紋画像を補正処理する画像処理手段
と、を具備することを特徴とする指紋入力装置。
【請求項２】請求項１記載の指紋入力装置において、前記円筒形導波路の回転角速度を検出する手段と、前記検出された回転角速度より指紋入力の有無を判定
し、指紋入力装置を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする指紋入力装置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の指紋入力
装置において、前記円筒形導波路に指をガイドする手段を具備すること
を特徴とする指紋入力装置。