JPH10255050A - Fingerprint detecting method and device - Google Patents

Fingerprint detecting method and device

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JPH10255050A
JPH10255050A JP9057306A JP5730697A JPH10255050A JP H10255050 A JPH10255050 A JP H10255050A JP 9057306 A JP9057306 A JP 9057306A JP 5730697 A JP5730697 A JP 5730697A JP H10255050 A JPH10255050 A JP H10255050A
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finger
optical
fingerprint
finger base
pattern
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Michihisa Suga
通久 菅
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the cuticle of a finger from distorting when the finger is moved, to make this device compact and inexpensive and to accurately detect a fingerprint pattern in a fingerprint detecting device in which a one-dimensional image sensor is fixed and a finger is moved. SOLUTION: An optical finger base 13 to which a finger 15 is closely attached is fixed to a slider 14 that can linearly move along a guide 12. The cuticle of a finger is prevented from distorting when the finger moves by parallelly moving the finger in the direction of an arrow with the finger attached closely on the base 13. Equal interval patterns are formed on the base 13, they are read by an one-dimensional image sensor that detects a fingerprint pattern and the image sensor for fingerprint pattern detection is also shared as a sensor for moved distance detection of a finger. Therefore, the number of parts is reduced, the device is made simple and small, and low costs are realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋パターンを検
知する方法および装置に関わり、特に、光学的手段によ
って指紋の凹凸により生じるパターンを検出する方法お
よびこれに使用する装置に関わる。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a fingerprint pattern, and more particularly to a method for detecting a pattern caused by unevenness of a fingerprint by optical means and an apparatus used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報化の進展に伴い、個人の識別やセキ
ュリティを電子的に処理したいという要求が、金融関係
や秘密管理等の分野で強まってきている。電子情報化さ
れた指紋パターンの利用は上記要求に応える有力な手段
と考えられているが、広く実用化されるまでには至って
いない。その最大の理由は、指紋パターンを電子情報化
するための指紋検知装置が、形状が大きく高価であると
いうところにある。
2. Description of the Related Art With the advance of computerization, demands for electronic processing of personal identification and security are increasing in fields such as financial relations and secret management. The use of fingerprint patterns converted into electronic information is considered to be an effective means for meeting the above demand, but has not yet been widely used. The biggest reason is that a fingerprint detection device for converting a fingerprint pattern into electronic information is large and expensive.

【0003】指紋のパターンを明確に検知するために従
来広く使用されていた方法は、図9に示したように、直
角プリズムの対角面に指を当て、2つの直交面の一方か
ら光源からの照射光を入射し、他方から出射した光を光
学的画像センサで読み取るというものである。光源から
の入射光は対角面で全反射されるが、指を当てたとき指
紋の山部が密着している部分は、入射光はその多くが吸
収され全反射成分が少なくなる。一方、指紋の谷部は、
入射光の殆どが全反射する状態が変わらないので、光学
的画像センサで読み取った指紋パターンは山部が黒く谷
部が白い画像として得られる。この方法は、プリズムの
サイズを小さくできない、対象を斜めに見るので、焦点
深度を深くする必要があり光学距離が長くなるだけでな
く、画像センサで読み取った後で画像補正が必要である
等の問題があり、特に小型化に対する困難性があった。
A method that has been widely used in the past for clearly detecting a fingerprint pattern is to place a finger on a diagonal surface of a right-angle prism and to apply a light from a light source from one of two orthogonal surfaces, as shown in FIG. Is irradiated, and the light emitted from the other is read by an optical image sensor. Although the incident light from the light source is totally reflected on the diagonal surface, when the finger is put on the portion where the peak of the fingerprint is in close contact, most of the incident light is absorbed and the total reflection component is reduced. On the other hand, the valley of the fingerprint
Since the state in which most of the incident light is totally reflected remains unchanged, the fingerprint pattern read by the optical image sensor is obtained as an image in which the peaks are black and the valleys are white. In this method, the size of the prism cannot be reduced, and since the object is viewed obliquely, it is necessary to increase the depth of focus, which increases the optical distance, and also requires image correction after reading by the image sensor. There is a problem, especially for miniaturization.

【0004】プリズムサイズを小型化するための従来の
技術の一例として、マイクロプリズム板を使用するもの
が、特開平4−182879号公報の第1図および第2
図に示されている。図10(a),(b)はそれぞれ、
上記第1図および第2図を示す図である。但し、図中の
符号は、説明の都合上、原図のものを省略し叉は変更し
て付してある(尚、図中の符号の変更、省略について
は、この後に述べるいくつかの従来技術に関わる記載に
おいて、同様である)。図10を参照して、微細なプリ
ズム51を多数並べてフィルム状としたもの51は、従
来の直角プリズムと同様な使い方が出来るというもので
ある。この従来例では、プリズムは確かにフィルム状に
薄くできるものの、対象を斜めに見ることは変わらない
ことから、光学距離を短くできない、画像センサで読み
取った後の画像補正が必要である等の問題は残ってお
り、装置全体の小型化を図ることには困難性があった。
As an example of a conventional technique for reducing the size of a prism, a technique using a microprism plate is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-182879.
It is shown in the figure. FIGS. 10A and 10B are respectively
FIG. 3 is a view showing FIG. 1 and FIG. 2; However, the reference numerals in the drawings are omitted or changed from those of the original drawings for convenience of explanation (note that the reference numerals in the drawings are changed or omitted in some of the prior arts described later). The same applies to the description relating to Referring to FIG. 10, a film 51 formed by arranging many fine prisms 51 can be used in the same manner as a conventional right-angle prism. In this conventional example, although the prism can be made thinner in the form of a film, the problem is that the optical distance cannot be shortened and the image must be corrected after being read by the image sensor because the object remains obliquely viewed. Remains, and it is difficult to reduce the size of the entire apparatus.

【0005】上記公報には、ラインイメージセンサを用
いて1次元画像を撮像可能なように構成し、その撮像デ
バイスを移動させて得た1次元画像から2次元画像を合
成する技術も記載されている。このようにラインイメー
ジセンサを用いることで、対象を斜めに見ることで生じ
る歪みの問題は解消できると考えられる。しかし、この
場合はラインイメージセンサを精密に移動させるために
モーター等の駆動装置が必要であり、そのために、指紋
検知装置全体として見た場合、小型化さらには低価格化
に限界があった。
[0005] The above publication also discloses a technique in which a one-dimensional image can be captured using a line image sensor, and a two-dimensional image is synthesized from the one-dimensional image obtained by moving the imaging device. I have. By using the line image sensor in this way, it is considered that the problem of distortion caused by obliquely viewing the target can be solved. However, in this case, a driving device such as a motor is required to precisely move the line image sensor. Therefore, when viewed as a whole fingerprint detecting device, there is a limit to downsizing and cost reduction.

【0006】指紋画像の歪みの発生を避け且つ濃度むら
のない均一な指紋パターンを検知するためにラインイメ
ージセンサを使用することは、他にも、例えば特開平4
−120671号、特開昭63−221485号、特開
昭63−205777号等の公報で広く知られている。
The use of a line image sensor to avoid the occurrence of distortion in a fingerprint image and to detect a uniform fingerprint pattern without density unevenness is also disclosed in, for example,
These are widely known in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1206771, 63-221485 and 63-205777.

【0007】図11に、上記特開平4−120671号
公報の第1図に示された図を示す。同図を参照すると、
この公報記載の発明は、照明装置61と1次元イメージ
センサ62とが一体となって、指ガイド63に固定され
た指の周囲を回転する構造を備えている。この従来技術
による指紋検出装置は、回転運動を生じるための駆動装
置64や、回転位置検知のための角度センサ65等を必
要とし、その複雑な構造のために装置としての小型化、
低価格化が困難であった。
FIG. 11 shows the view shown in FIG. 1 of the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 4-120671. Referring to FIG.
The invention described in this publication has a structure in which the illumination device 61 and the one-dimensional image sensor 62 are integrated and rotate around a finger fixed to the finger guide 63. The fingerprint detection device according to the prior art requires a driving device 64 for generating a rotational motion, an angle sensor 65 for detecting a rotational position, and the like.
It was difficult to reduce the price.

【0008】特開昭63−221485号公報および特
開昭63−205777号公報に記載された発明はいず
れも、撮像素子に入射する光を取り出すためにホログラ
ムを使用することで光学系の小型化を図った指紋検知装
置に関わるものであり、光源部と撮像素子は指の接触面
と平行に移動可能な構造を有している。従って、これら
従来の技術による指紋検知装置は、光源部と撮像素子の
移動のための空間や駆動装置を必要とし、小型化や低価
格化が困難であるという問題を有していた。
[0008] Both the inventions described in JP-A-63-221485 and JP-A-63-205777 use a hologram to extract light incident on an image sensor, thereby reducing the size of an optical system. The light source unit and the image pickup device have a structure that can move in parallel with the contact surface of the finger. Therefore, these conventional fingerprint detecting devices require a space and a driving device for moving the light source unit and the imaging device, and have a problem that it is difficult to reduce the size and the cost.

【0009】上述した従来技術とは異なって、光源やイ
メージセンサを移動させる替りに指を移動させることに
より装置の小型化を図ったものが、特開昭63−273
975号公報および特開昭63−273976号公報に
記載されている。これら公報記載の指紋検知装置はいず
れも、指台の上を指を滑らせて移動させ、そのときの移
動距離は滑らせる指の先端で押した移動距離検出センサ
で検知し、この検知出力信号をパラメータとしてライン
センサで読み取った1次元画像を合成し2次元の指紋パ
ターンを得るものである。これら従来の指紋検知装置の
最も重大な欠点は、指台の上を指を滑らせたときに指と
指台との摩擦により指表面の皮が歪み、且つ、この歪み
が指を滑らせる度に一定していないということである。
このことから、常に安定した指紋パターンを得ることは
困難であり、個人識別において識別率が低くなるという
問題を有していた。更に、これら従来技術による指紋検
知装置は、指紋パターンを読み取るためのラインセンサ
の他に、移動距離検出センサを使用しており、装置の小
型化、低価格化を図る上で不利となる要素を有してい
た。
In contrast to the above-mentioned prior art, a device which is made smaller by moving a finger instead of moving a light source or an image sensor is disclosed in JP-A-63-273.
975 and JP-A-63-273976. In any of the fingerprint detection devices described in these publications, a finger is slid on a finger base and moved, and the movement distance at that time is detected by a movement distance detection sensor pressed by the tip of the finger to be slid. Is used as a parameter to synthesize a one-dimensional image read by a line sensor to obtain a two-dimensional fingerprint pattern. The most serious disadvantage of these conventional fingerprint detection devices is that when the finger is slid on the finger base, the skin on the finger surface is distorted due to the friction between the finger and the finger base, and this distortion may cause the finger to slip. Is not constant.
For this reason, it is difficult to always obtain a stable fingerprint pattern, and there has been a problem that the identification rate in personal identification is low. Furthermore, these conventional fingerprint detection devices use a moving distance detection sensor in addition to a line sensor for reading a fingerprint pattern, and have disadvantageous factors in reducing the size and cost of the device. Had.

【0010】指の方を動かすようにした指紋検知装置の
他の従来例として、特開平4−190470号公報に記
載されているものが知られている。図12は、上記公報
の第1図を示す図である。図12を参照すると、この指
紋検知装置では、スリット71が設けられた指紋入力台
72に指を当て、この指を滑らせる際に上記スリット部
に設けられたローラー73を回転させる。そして、その
ときの回転量をロータリーエンコーダー74で検知し、
その検知信号をパラメータとしてラインイメージセンサ
75で読み取った1次元画像を合成し、2次元の指紋パ
ターンを得る。この指紋検知装置は、スリット部に露出
した指紋を読み取るため、指紋入力台の汚れ等の影響を
受けないことを特徴としているが、一方では、指紋入力
台に指を押し当てる力の大きさによっては、スリット部
に露出した指の表面がスリット内部に大きく膨らみ、そ
の結果、指の移動に対する抵抗力が大きくなり指表面の
皮が引っ張られて歪み、正確な指紋パターンが得にくく
なるという欠点を有している。更に、指の移動距離を検
知するのにローラーとロータリーエンコーダーを使用す
ることは、装置構成を複雑なものとし、小型化と低価格
化を図る上で大きな障害となっていた。
As another conventional example of a fingerprint detecting device in which a finger is moved, a device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-190470 is known. FIG. 12 is a diagram showing FIG. 1 of the above publication. Referring to FIG. 12, in this fingerprint detection device, a finger is put on a fingerprint input table 72 provided with a slit 71, and a roller 73 provided in the slit is rotated when the finger is slid. Then, the rotation amount at that time is detected by the rotary encoder 74,
The one-dimensional image read by the line image sensor 75 is synthesized using the detection signal as a parameter to obtain a two-dimensional fingerprint pattern. This fingerprint detection device is characterized by being unaffected by dirt on the fingerprint input table because it reads the fingerprint exposed on the slit, but on the other hand, it depends on the magnitude of the force pressing the finger against the fingerprint input table. Has the disadvantage that the surface of the finger exposed to the slit swells greatly inside the slit, resulting in increased resistance to finger movement and the skin on the finger surface being pulled and distorted, making it difficult to obtain an accurate fingerprint pattern. Have. Further, the use of a roller and a rotary encoder to detect the moving distance of a finger complicates the configuration of the apparatus, and has been a major obstacle in reducing the size and cost.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上の従来例で述べた
ように、指紋検知装置の小型化、低価格化、濃度むらの
ない指紋画像の検知、指台の汚れの影響のない指紋画像
の検知のために、1次元イメージセンサが使用されてき
た。しかし、照明用の光源や1次元イメージセンサを移
動させ、且つ、その移動距離を検知するための装置構成
を必要とするものは、小型化、低価格化に限界があり、
個人識別やセキュリティ分野における実用的な要請に十
分応えることはできなかった。
As described in the above prior art, the size and cost of the fingerprint detection device are reduced, the fingerprint image is detected without uneven density, and the fingerprint image is not affected by the stain on the finger rest. One-dimensional image sensors have been used for detection. However, those requiring a device configuration for moving a light source for illumination or a one-dimensional image sensor and detecting the moving distance have limitations in miniaturization and cost reduction.
Practical demands in the field of personal identification and security have not been fully met.

【0012】一方、光源や1次元イメージセンサを固定
し指の方を移動させることで装置構成を少しでも簡単化
しようとした指紋検知装置においても、指の移動距離を
検知するための機構が別に必要となり、小型化、低価格
化の要請に十分応えることはできなかった。叉、指を移
動させるときに指を指台の表面を滑らせたり、回転ロー
ラーに押し当てたりすると、指の表面が歪んで正確な指
紋パターンの検知が困難になるという問題を有してい
た。
On the other hand, even in a fingerprint detection device which attempts to simplify the device configuration by fixing the light source or the one-dimensional image sensor and moving the finger, the mechanism for detecting the moving distance of the finger is separately provided. However, it was not possible to sufficiently meet the demands for downsizing and price reduction. Also, when the finger is slid on the surface of the finger base or pressed against the rotating roller when the finger is moved, the surface of the finger is distorted and it is difficult to detect an accurate fingerprint pattern. .

【0013】従ってこの発明の目的は、歪みのない指紋
パターンの検知が可能で、しかも十分な小型化、低価格
化を実現せしめる指紋検知の方法とその装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a fingerprint detection method and apparatus capable of detecting a fingerprint pattern without distortion and realizing sufficient miniaturization and low cost.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明によれば、一つ
の定められた方向に移動可能に構成された光学的指台の
表面に指紋が当たるように指を密着させ、前記密着状態
を維持したまま前記指を前記移動方向に平行移動させる
ことで前記光学的指台を移動させ、前記光学的指台が移
動する間に、前記光学的指台に前記移動方向に沿って設
けられた等間隔パターンを、前記光学的指台の裏面側に
配置された光学的結像手段を通して前記移動方向と直交
して配置された1次元イメージセンサで読み取ってタイ
ミング信号を生成し、前記タイミング信号をトリガーと
して前記光学的指台の裏面から見える指紋パターンを前
記イメージセンサで読み取り、指紋画像信号を出力する
ことを特徴とする指紋検知方法が得られる。
According to the present invention, a finger is brought into close contact with a surface of an optical finger base which is configured to be movable in one predetermined direction so that a finger touches the surface, and the above-mentioned close contact state is maintained. The optical finger base is moved by moving the finger in the movement direction in parallel with the finger being held, and the optical finger base is provided along the movement direction while the optical finger base is moving. The interval pattern is read by an one-dimensional image sensor arranged orthogonal to the moving direction through an optical imaging means arranged on the back side of the optical finger base to generate a timing signal, and the timing signal is triggered. A fingerprint pattern that is visible from the back side of the optical finger base is read by the image sensor and a fingerprint image signal is output.

【0015】更に、この発明によれば、表面に指を密着
させるための光学的指台と、前記光学的指台をその周辺
部で固定し保持するスライダーであって、ガイドに沿っ
て直線的に移動可能に構成され、指を前記密着状態を維
持したまま平行移動させることで、前記光学的指台と指
とを一体的に平行移動可能ならしめるスライダーと、前
記光学的指台の裏面側に配置され、指が密着させられた
前記光学的指台の裏面から見える指紋パターンを結像す
るための光学的結像手段と、前記光学的結像手段の結像
面に結像された光学像を読み取るように前記光学的指台
の移動方向と直交して配置され、前記指紋パターンを前
記光学的結像手段を通して読み取り指紋画像信号を出力
する1次元イメージセンサと、前記光学的指台の表面に
その移動方向に沿って設けられた等間隔パターンを前記
1次元イメージセンサで読み取って得られる等間隔パタ
ーン信号からタイミング信号を生成し、前記タイミング
信号を基準として前記1次元イメージセンサから前記指
紋画像信号を出力させるための駆動手段とを含んで成る
ことを特徴とする指紋検知装置が得られる。
Further, according to the present invention, there is provided an optical finger base for bringing a finger into close contact with a surface, and a slider for fixing and holding the optical finger base at a peripheral portion thereof. A slider for moving the finger in parallel while maintaining the close contact state, whereby the optical finger base and the finger can be moved in parallel integrally, and a back side of the optical finger base. Optical imaging means for imaging a fingerprint pattern visible from the back surface of the optical finger stand to which a finger is in close contact, and an optical image formed on an imaging surface of the optical imaging means A one-dimensional image sensor arranged orthogonal to the moving direction of the optical finger base to read an image, reading the fingerprint pattern through the optical imaging means and outputting a fingerprint image signal; Along the surface A timing signal is generated from an evenly-spaced pattern signal obtained by reading an equally-spaced pattern provided by the one-dimensional image sensor, and the fingerprint image signal is output from the one-dimensional image sensor based on the timing signal. And a driving means.

【0016】叉、この発明によれば、表面に指を密着さ
せるための光学的指台であって、裏面に多数のマイクロ
プリズムが形成されたマイクロプリズムプレートからな
る光学的指台と、ガイドに沿って直線的に移動可能なよ
うに構成されて、前記指と光学的指台との密着状態を維
持したまま前記指を平行移動させることで前記光学的指
台を平行移動可能ならしめるスライダーであって、前記
マイクロプリズムの頂点からなる稜線が前記移動方向と
直交するように前記光学的指台をその周辺部で固定し保
持するスライダーと、前記光学的指台の裏面側に配置さ
れ、指が密着させられた前記光学的指台の裏面から見え
る指紋パターンを結像するための光学的結像手段と、前
記光学的結像手段の結像面に結像された光学像を読み取
るように前記光学的指台の移動方向と直交して配置さ
れ、前記指紋パターンを前記光学的結像手段を通して読
み取り指紋画像信号を出力する1次元イメージセンサ
と、細長い発光面を有する発光手段とシリンドリカルレ
ンズとを含んで構成された光源手段であって、前記光学
的指台の裏面側に配置され、前記発光手段と前記シリン
ドリカルレンズとが、前記細長い発光面を前記シリンド
リカルレンズを通して前記マイクロプリズムの頂点から
なる稜線が移動する平面に結像し、且つ前記マイクロプ
リズムの稜線に平行な線状の光源像を形成するように配
置された光源手段と、前記マイクロプリズムの稜線に前
記線状の光源像が重なったときに前記光学的結像手段に
より結像される光学像が暗くなるのに対応して、前記1
次元イメージセンサで読み取って得られる等間隔パター
ン信号からタイミング信号を生成し、前記タイミング信
号を基準として前記1次元イメージセンサから前記指紋
画像信号を出力させるための駆動手段とを含んでなるこ
とを特徴とする指紋検知装置が得られる。
According to the present invention, there is provided an optical finger base for bringing a finger into close contact with a front surface, the optical finger base including a microprism plate having a large number of microprisms formed on a rear surface, and a guide for a guide. A slider that is configured to be able to move linearly along the optical finger base and that can move the optical finger base in parallel by moving the finger in parallel while maintaining the close contact state between the finger and the optical finger base. A slider that fixes and holds the optical finger base at a peripheral portion thereof such that a ridge line formed by the apex of the microprism is orthogonal to the moving direction; Optical imaging means for imaging a fingerprint pattern visible from the back surface of the optical finger rest to which the optical imaging means is adhered, and an optical image formed on an imaging surface of the optical imaging means to be read. The optical A one-dimensional image sensor arranged orthogonal to the moving direction of the finger base and reading the fingerprint pattern through the optical imaging means and outputting a fingerprint image signal; a light emitting means having an elongated light emitting surface; and a cylindrical lens. The light source means is arranged on the back side of the optical finger base, and the light emitting means and the cylindrical lens move along the elongated light emitting surface through a ridge line formed by the apex of the microprism through the cylindrical lens. Light source means arranged to form a linear light source image parallel to the ridge line of the microprism, and when the linear light source image overlaps the ridge line of the microprism. According to the darkening of the optical image formed by the optical image forming means,
And a driving unit for generating a timing signal from an equally-spaced pattern signal obtained by reading with the one-dimensional image sensor and outputting the fingerprint image signal from the one-dimensional image sensor based on the timing signal. Is obtained.

【0017】この発明における光学的指台は、ガイドに
沿って直線的に移動可能なスライダーに保持されてお
り、小さな力で移動させることが出来る。一方、光学的
指台に指を密着させた状態では、上記光学的指台と密着
させた指との間の摩擦力は、上記スライダーが移動する
ときに発生する摩擦力よりも十分大きい。従って、光学
的指台に指を当て、密着させたまま指を上記ガイドの方
向に移動させることにより、光学的指台も指からずれる
ことなく移動させることができる。すなわち、指と指台
との密着状態を殆ど変えることなく指を移動できるの
で、従来のプリズムに指を押し当てて得られる指紋パタ
ーンと殆ど変わらない安定な指紋パターンが得られる。
The optical finger base according to the present invention is held by a slider that can move linearly along the guide, and can be moved with a small force. On the other hand, when the finger is in close contact with the optical finger base, the frictional force between the optical finger base and the finger in close contact is sufficiently larger than the frictional force generated when the slider moves. Therefore, by touching the finger to the optical finger base and moving the finger in the direction of the guide while keeping the finger in close contact, the optical finger base can also be moved without shifting from the finger. That is, since the finger can be moved without substantially changing the state of close contact between the finger and the finger base, a stable fingerprint pattern that is almost the same as the fingerprint pattern obtained by pressing the finger against the conventional prism can be obtained.

【0018】指を動かしながら1次元イメージセンサで
順次1次元画像を読み取り、これを合成して2次元の指
紋パターンを得るためには、指の移動距離を検知し、こ
の移動距離と読み取った1次元画像との対応を明確にす
る必要がある。この発明においては、光学的指台に等間
隔パターンが形成されており、1次元イメージセンサ
は、指紋画像と共にこの等間隔パターンも読み込むよう
になっている。等間隔パターンは1次元イメージセンサ
に平行になるように形成されているので、このパターン
を読み込んだときのイメージセンサの出力は常に一定値
を示し、濃淡の変化のある指紋画像の出力とは異なるた
め容易に識別が出来る。従って、このパターン信号を識
別した後に一定のタイミングで読み込んだ指紋画像は、
指の表面に等間隔に並んだ指紋パターンを示しており、
これらの1次元画像を合成することで歪みのない2次元
の指紋パターンが形成できる。移動距離を検知するため
のセンサを別個に設ける必要がないため装置構成が簡単
になり、小型化、低価格化のために極めて有効である。
In order to read a one-dimensional image sequentially with a one-dimensional image sensor while moving a finger and to synthesize the two-dimensional fingerprint pattern to obtain a two-dimensional fingerprint pattern, the moving distance of the finger is detected, and the moving distance is read. It is necessary to clarify the correspondence with the two-dimensional image. In the present invention, an evenly-spaced pattern is formed on the optical finger base, and the one-dimensional image sensor reads the equally-spaced pattern together with the fingerprint image. Since the equally-spaced pattern is formed so as to be parallel to the one-dimensional image sensor, the output of the image sensor when reading this pattern always shows a constant value, which is different from the output of a fingerprint image having a change in density. Therefore, it can be easily identified. Therefore, the fingerprint image read at a certain timing after identifying this pattern signal is
It shows fingerprint patterns arranged at equal intervals on the surface of the finger,
By combining these one-dimensional images, a two-dimensional fingerprint pattern without distortion can be formed. Since there is no need to separately provide a sensor for detecting the moving distance, the configuration of the apparatus is simplified, which is extremely effective for miniaturization and cost reduction.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図1を参照して、
本発明の望ましい実施の形態は、その内部に指紋画像読
み取りのために配置せられた光源手段、光学的結像手
段、1次元イメージセンサを有する筐体11の上面に、
ガイド12に沿って直線的に移動可能なように構成さ
れ、且つ指を密着させるための光学的指台13を保持す
るスライダー14を備えている。図示のごとく、光学的
指台に指15を密着させたまま、ガイド12に沿って矢
印で示した方向に指を平行移動させると、光学的指台1
3も指からずれることなくスライダー14ごと移動す
る。この移動の間に、筐体内部に設けられた1次元イメ
ージセンサで指紋パターンを読み込む。ガイド12は、
周知の方法によりスライダー14を常に滑らかに平行移
動させ、かつ保持するように構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG.
A preferred embodiment of the present invention includes a light source unit, an optical imaging unit, and a top surface of a housing 11 having a one-dimensional image sensor disposed therein for reading a fingerprint image.
A slider 14 is provided so as to be able to move linearly along the guide 12 and holds an optical finger base 13 for bringing a finger into close contact. As shown in the figure, when the finger is moved in parallel in the direction indicated by the arrow along the guide 12 while the finger 15 is kept in close contact with the optical finger base,
3 also moves with the slider 14 without shifting from the finger. During this movement, the fingerprint pattern is read by a one-dimensional image sensor provided inside the housing. Guide 12
The slider 14 is always translated and held smoothly by a well-known method.

【0020】筐体11の内部には、図2に断面構造を示
したように、光源手段17、光学的結像手段18及び1
次元イメージセンサ19が配置されている。光学的指台
13は、その周囲20がスライダー14に保持されるよ
うに構成されている。
As shown in FIG. 2, the light source means 17, the optical imaging means 18 and 1
A dimensional image sensor 19 is provided. The optical finger base 13 is configured such that its periphery 20 is held by the slider 14.

【0021】光学的指台13は、図3に拡大された断面
を模式的に示したように、多数のマイクロプリズム21
が裏面に形成されたマイクロプリズムプレート22で構
成されている。マイクロプリズム21の入射面23に
は、照明用の光源手段17からの照明光を入射する。マ
イクロプリズム21の出射面24からは、表面25で全
反射した光源手段17からの照明光が出射される。出射
面24から出た光は、光学的結像手段18を通して、結
像面26に結像される。この結像面26には上記1次元
イメージセンサ19の光電変換素子27が配置されてお
り、結像された光は、その強弱に応じて電気信号に変換
される。かくして、1次元イメージセンサ19からは、
表面25における光学パターンに対応した1次元画像信
号が出力される。
The optical finger base 13 has a large number of micro prisms 21 as schematically shown in an enlarged cross section in FIG.
Is constituted by a microprism plate 22 formed on the back surface. Illumination light from the illumination light source means 17 is incident on the entrance surface 23 of the microprism 21. From the emission surface 24 of the microprism 21, the illumination light from the light source means 17 totally reflected by the surface 25 is emitted. The light emitted from the exit surface 24 is formed on the image forming surface 26 through the optical image forming means 18. The photoelectric conversion element 27 of the one-dimensional image sensor 19 is disposed on the image forming surface 26, and the formed light is converted into an electric signal according to the intensity of the light. Thus, from the one-dimensional image sensor 19,
A one-dimensional image signal corresponding to the optical pattern on the surface 25 is output.

【0022】表面25に指を置いた場合、指紋の谷部は
表面25との間に空気層ができているので、マイクロプ
リズムプレート22内部における光の全反射は、何ら妨
げられることがない。一方、指紋の山部は指表面の水分
や脂分によって表面25に密着するので、光の大部分は
表面25を通り抜けて指紋の山部に到達し、そこで多く
は吸収され、また一部は散乱される。従って、指紋の山
部に対応したマイクロプリズムプレート22内部では、
全反射光は大幅に減衰する。その結果、結像面26に
は、指紋の山部が黒く谷部が白くなったコントラストの
高い1次元画像が形成される。
When a finger is placed on the surface 25, since an air layer is formed between the fingerprint valley and the surface 25, total reflection of light inside the micro prism plate 22 is not hindered at all. On the other hand, since the ridge of the fingerprint adheres to the surface 25 due to moisture or grease on the finger surface, most of the light passes through the surface 25 to reach the ridge of the fingerprint, where most is absorbed and some is absorbed. Scattered. Therefore, inside the microprism plate 22 corresponding to the peak of the fingerprint,
Totally reflected light is greatly attenuated. As a result, a high-contrast one-dimensional image in which the peaks of the fingerprint are black and the valleys are white is formed on the imaging surface 26.

【0023】光学的指台13の表面25に押し当てた指
を動かすと、スライダー14に保持された光学的指台1
3も一緒に移動する。これは、周知の機械設計、加工技
術により、スライダー14とガイド12との間の摩擦抵
抗を光学的指台13の表面25と指15との間のそれよ
りも十分小さくすることが容易にできるからである。押
しつけた指15を表面25との接触状態を感知しながら
動かすことができるので、移動の間に表面25に対して
指15がずれるということも、容易に防止できる。その
結果、歪みのない高品質な画像を安定に形成することが
容易に行える。
When the finger pressed against the surface 25 of the optical finger base 13 is moved, the optical finger base 1 held by the slider 14 is moved.
3 moves with it. This is because the frictional resistance between the slider 14 and the guide 12 can be easily made sufficiently smaller than that between the surface 25 of the optical finger base 13 and the finger 15 by well-known mechanical design and processing technology. Because. Since the pressed finger 15 can be moved while sensing the contact state with the surface 25, the finger 15 can be easily prevented from being displaced with respect to the surface 25 during the movement. As a result, a high-quality image without distortion can be easily formed stably.

【0024】図3に示したように、マイクロプリズム2
1は等間隔で形成されている。従って、上記間隔を1次
元イメージセンサ19によって読み取れば、光学的指台
13に押し当てた指を動かしたときの移動距離を検出で
き、指紋の1次元画像から歪みのない2次元指紋画像を
合成することが可能となる。但し、光学的結像手段18
は焦点がマイクロプリズムプレート22の表面25に合
うようにされているので、マイクロプリズム21の境目
が光学的結像手段18の視野角内に入ってもこれを結像
面26に明瞭に結像出来ない。その結果、1次元イメー
ジセンサで上記間隔を明確に読み取ることは、できな
い。
As shown in FIG.
1 are formed at equal intervals. Therefore, if the distance is read by the one-dimensional image sensor 19, the moving distance when the finger pressed against the optical finger base 13 is moved can be detected, and a two-dimensional fingerprint image without distortion is synthesized from the one-dimensional fingerprint image. It is possible to do. However, the optical imaging means 18
Is focused on the surface 25 of the microprism plate 22, even if the boundary between the microprisms 21 is within the viewing angle of the optical imaging means 18, this is clearly imaged on the imaging surface 26. Can not. As a result, the one-dimensional image sensor cannot clearly read the interval.

【0025】そこでこの問題を解決するために、一実施
例(実施例1)では、光源手段17を発光手段28とシ
リンドリカルレンズ29とで構成する。発光手段28に
は、各種のランプやLED発光素子から出た光を拡散板
等を用いて細長い面状で一様な光強度にしたものが、望
ましい。EL発光素子のような面発光体等も、発光手段
28として適している。シリンドリカルレンズ29は、
発光手段28の面発光している細長い面を焦点の位置3
0に縮小投影して線状の発光像31に変換するするため
に、使用する。光源手段17は、上記の焦点の位置30
がマイクロプリズム21の頂点から成る稜線32が移動
する平面33にあり、かつ稜線32と線状の発光像31
とが平行となるように配置する。このような配置のもと
でマイクロプリズムプレート22を移動させると、線状
の発光像31が入射面23に重なるときはマイクロプリ
ズム内部に光が入射するが、線状の発光像31が稜線3
2と重なったときは、発光像31を通過する入射光の内
特に入射面23に垂直な成分の多くは散乱されてマイク
ロプリズム21の内部に入り得ない。これは、マイクロ
プリズムの頂点を形成する稜線32では角度を厳密に形
成することが困難で、どうしても先端は丸まってしまう
からである。このとき、マイクロプリズム内部の表面2
5で全反射される光の強度も大幅に減少するため、1次
元イメージセンサからは暗レベルに対応した一様なレベ
ルの1次元画像信号が出力される。この画像信号は、様
々な明暗レベルを有する1次元指紋パターン信号とは明
瞭に異なり、識別が容易に出来る。
In order to solve this problem, in one embodiment (embodiment 1), the light source means 17 is composed of a light emitting means 28 and a cylindrical lens 29. It is desirable that the light emitting means 28 be one in which light emitted from various types of lamps or LED light emitting elements is made to have a uniform light intensity in a long and narrow plane using a diffusion plate or the like. A surface light emitter such as an EL light emitting element is also suitable as the light emitting means 28. The cylindrical lens 29 is
The elongate surface of the light emitting means 28 which emits light is focused on the focal point 3
It is used to reduce the projection to 0 and convert it to a linear light-emitting image 31. The light source means 17 is provided at the focal position 30 described above.
Is on a plane 33 on which a ridge line 32 formed of the vertices of the microprism 21 moves, and the linear light emission image 31 is in line with the ridge line 32.
And are arranged in parallel. When the micro-prism plate 22 is moved in such an arrangement, when the linear light-emitting image 31 overlaps the incident surface 23, light enters the inside of the micro-prism.
When it overlaps with 2, most of the incident light passing through the light emission image 31, in particular, many components perpendicular to the incident surface 23 are scattered and cannot enter the inside of the microprism 21. This is because it is difficult to form the angle exactly at the ridgeline 32 that forms the vertex of the microprism, and the tip is necessarily rounded. At this time, the surface 2 inside the microprism
Since the intensity of the light totally reflected at 5 is greatly reduced, the one-dimensional image sensor outputs a one-dimensional image signal of a uniform level corresponding to the dark level. This image signal is clearly different from a one-dimensional fingerprint pattern signal having various light and dark levels, and can be easily identified.

【0026】本実施例において1次元イメージセンサと
してCCDセンサを用いたときの回路構成を、図4に示
す。よく知られているCCDセンサの駆動方法に従っ
て、同期信号発生回路34で発生させた同期信号に基づ
いてドライバー回路35を動かす。これにより、CCD
センサ内部における光電変換電荷の蓄積、蓄積電荷の移
送および移送電荷の転送の動作を行わせる。1次元の画
像信号は、CCDセンサ内部で転送された電荷量に対応
した電圧信号として、CCDセンサより出力される。出
力された画像信号は信号処理回路36に送られ、黒レベ
ル、白レベル及びダイナミックレンジの調整が施され、
更にサンプルホールドにより時間的に連続した1次元画
像信号となる。この連続した1次元画像信号が指紋パタ
ーンを検出したものであるのか、マイクロプリズムの間
隔を検出したものであるのかの判定は、タイミング信号
抽出回路37において、連続した1次元画像信号におけ
る振幅変化の程度を見て行う。指紋パターンに対応した
画像信号は濃淡に対応して振幅が変化するのに対して、
マイクロプリズムの間隔に対応した画像信号では振幅の
値も変化も小さい。この振幅の変化の違いから、マイク
ロプリズムの間隔に対応した画像信号と判定された時点
で、タイミング信号抽出回路37はタイミング信号を出
力する。このタイミング信号を受けて、A/D変換回路
38は信号処理回路36から出力された1次元画像信号
を1ライン分だけ取り込み、ディジタル信号に変換した
後、メモリー回路39の制御された所定のアドレスに格
納する。メモリー回路39には順次1次元画像信号が格
納され、最終的には指紋パターンに対応した2次元画像
信号が構成される。
FIG. 4 shows a circuit configuration when a CCD sensor is used as a one-dimensional image sensor in this embodiment. The driver circuit 35 is operated based on the synchronization signal generated by the synchronization signal generation circuit 34 according to a well-known driving method of the CCD sensor. With this, CCD
The operation of accumulating the photoelectric conversion charge, transferring the accumulated charge, and transferring the transferred charge in the sensor is performed. The one-dimensional image signal is output from the CCD sensor as a voltage signal corresponding to the amount of charge transferred inside the CCD sensor. The output image signal is sent to the signal processing circuit 36, where the black level, the white level, and the dynamic range are adjusted.
Further, a one-dimensional image signal that is temporally continuous is obtained by the sample hold. Whether the continuous one-dimensional image signal is obtained by detecting a fingerprint pattern or by detecting the interval between microprisms is determined by the timing signal extraction circuit 37 based on the amplitude change in the continuous one-dimensional image signal. Do to see the degree. While the amplitude of the image signal corresponding to the fingerprint pattern changes according to the shading,
In an image signal corresponding to the interval between the microprisms, the amplitude value and the change are small. The timing signal extracting circuit 37 outputs a timing signal when it is determined from the difference in the amplitude that the image signal corresponds to the interval between the microprisms. In response to the timing signal, the A / D conversion circuit 38 fetches the one-dimensional image signal output from the signal processing circuit 36 for one line and converts it into a digital signal. To be stored. One-dimensional image signals are sequentially stored in the memory circuit 39, and finally a two-dimensional image signal corresponding to a fingerprint pattern is formed.

【0027】画像信号における振幅の変化の程度を調べ
てタイミング信号を出力するための回路は、通常の回路
技術を用いて構成できる。その一実施例を図5に示す。
信号処理回路36から出力された1次元画像信号は微分
回路40で変化分を示す信号に変換された後、絶対値増
幅器41により絶対値に変換され、さらに積分回路42
により1次元画像信号における全ての変化分が積算さ
れ、この総変化分をコンパレータ43において基準値と
比較し、この基準値より小なる場合は、コンパレータ4
3の出力レベルがオン状態となり画像信号がマイクロプ
リズムの間隔に対応したものであるものと判断され、コ
ンパレータ43のオン状態を受けてタイミング信号発生
回路44より1つ若しくは複数のタイミング信号を発生
する。以上の実施例における1次元イメージセンサとし
てはCCDセンサの他にも、例えば、MOS型として広
く知られたものや、アモルファスシリコン半導体材料で
構成されたイメージセンサ等も使用することが出来る。
A circuit for outputting a timing signal by examining the degree of change in the amplitude of the image signal can be constructed using ordinary circuit technology. One embodiment is shown in FIG.
The one-dimensional image signal output from the signal processing circuit 36 is converted into a signal indicating a change by a differentiating circuit 40, then converted into an absolute value by an absolute value amplifier 41, and further integrated by an integrating circuit 42.
, All the changes in the one-dimensional image signal are integrated, and the total change is compared with a reference value in a comparator 43.
3 is turned on, the image signal is determined to correspond to the interval between the microprisms, and the timing signal generating circuit 44 generates one or a plurality of timing signals in response to the on state of the comparator 43. . As the one-dimensional image sensor in the above embodiments, for example, a sensor widely known as a MOS type, an image sensor made of an amorphous silicon semiconductor material, and the like can be used in addition to the CCD sensor.

【0028】次に、光学的指台13に押し当てた指を動
かすときの移動距離を検出するための構成を示す他の実
施例(実施例2)では、図6に示すように、光学的指台
13の指を当てるための表面25に等間隔パターン45
を形成する。この等間隔パターン45は、例えば、スラ
イダー14の移動方向に直交する線またはストライプパ
ターンで構成する。この等間隔パターン45をイメージ
センサで読み取ることで、移動距離を検知する。
Next, in another embodiment (Embodiment 2) showing a structure for detecting a moving distance when a finger pressed against the optical finger base 13 is moved, as shown in FIG. An evenly-spaced pattern 45 on the surface 25 for applying the finger of the finger base 13
To form The equally-spaced pattern 45 is constituted by, for example, a line or a stripe pattern orthogonal to the moving direction of the slider 14. The moving distance is detected by reading the equally-spaced pattern 45 with an image sensor.

【0029】この実施例では上記実施例1におけると同
様に、光学的指台13はマイクロプリズムプレート22
で構成され、その裏面側には、図7に拡大断面図で示し
たように、実施例1におけると同様の光源手段17、光
学的結像手段18、1次元イメージセンサ19が配置さ
れている。但し、本実施例では、光源手段17は発光手
段28のみから構成される。実施例1に必要であったシ
リンドリカルレンズ29は、不要である。等間隔パター
ン45は、光学的指台13の屈折率よりも小さい屈折率
を持ったバインダー中に黒色の顔料若しくは染料を分散
させたインクを使用して表面25に印刷形成する。或い
は、ガラス等無機材料の加工技術として周知のフォトエ
ッチング技術を用いて、光学的指台13の表面25に等
間隔パターンを刻みつけて形成する。この等間隔パター
ンがインクを使用して印刷形成されたものである場合
は、そのパターン形成部分では、光源手段17からマイ
クロプリズム22内部に入射した光はインクに吸収され
る。従って、表面25で全反射して1次元イメージセン
サ19に入力される光は、大幅に減少する。一方、等間
隔パターンが表面25に刻みつけられたものである場合
は、そのパターン刻印部分では、マイクロプリズム内部
への入射光は刻み部分で散乱される。従って、この場合
も、1次元イメージセンサ19に入力される光は、大幅
に減少する。いずれの場合でも実施例1におけると同様
に、1次元イメージセンサからは、等間隔パターンに対
応して一様に或る暗レベルを持った1次元画像信号が出
力されるので、様々な明暗レベルを有する1次元指紋パ
ターン信号との識別は容易に出来る。
In this embodiment, as in the first embodiment, the optical finger base 13 is provided with a micro prism plate 22.
The light source unit 17, the optical imaging unit 18, and the one-dimensional image sensor 19 similar to those in the first embodiment are arranged on the back side as shown in the enlarged sectional view of FIG. . However, in this embodiment, the light source means 17 is composed of only the light emitting means 28. The cylindrical lens 29 required for the first embodiment is unnecessary. The equally-spaced pattern 45 is printed on the surface 25 using an ink in which a black pigment or dye is dispersed in a binder having a refractive index smaller than that of the optical finger base 13. Alternatively, the surface 25 of the optical finger base 13 is formed by engraving a pattern at equal intervals by using a photo-etching technique known as a processing technique for an inorganic material such as glass. When the equally-spaced pattern is formed by printing using ink, light entering the inside of the microprism 22 from the light source means 17 is absorbed by the ink in the pattern forming portion. Therefore, the amount of light totally reflected by the surface 25 and input to the one-dimensional image sensor 19 is greatly reduced. On the other hand, when the equally-spaced pattern is inscribed on the surface 25, the light incident on the inside of the microprism is scattered in the inscribed portion at the pattern-marked portion. Therefore, also in this case, the light input to the one-dimensional image sensor 19 is greatly reduced. In any case, as in the first embodiment, the one-dimensional image sensor outputs a one-dimensional image signal having a certain dark level uniformly corresponding to the equally-spaced pattern. Can easily be distinguished from a one-dimensional fingerprint pattern signal having

【0030】次に、図8を参照して、本発明の望ましい
他の実施の形態は、平板形状の光学的指台13を用い
る。その光学的指台の周辺20はスライダー14に保持
され、表面25には、上述した実施例2におけると同様
の方法により、等間隔パターン45が形成されている。
本実施の形態においては、光源手段17を光学的指台1
3の端部46近傍に配置し、光源手段17からの光を上
記指台の端部46から指台13内部に斜めに入射する。
入射された光は、光学的指台の表面25及び裏面47で
全反射しながら指台内部を伝播する。この状態で指台表
面25に指15を押し当てると、表面25に密着する指
紋の山部では光学的指台13の内部を伝播する光は全反
射されることなく、一部吸収され一部散乱される。一
方、指紋の谷部では、表面25と指との間に空気層があ
るので、光学的指台13内部における光の全反射状態に
変化はない。指紋の山部で散乱された光は、光学的指台
13の裏面側に配置された光学的結像手段18を通して
結像面26に結像される。結像された1次元の指紋パタ
ーンは、前述の実施例1におけるものとは明暗の関係が
反転したものとなっている。すなわち、指紋の山部が
明、谷部が暗である。この結像面26には1次元イメー
ジセンサ19の光電変換素子が配置されており、結像さ
れた光を、その強弱に応じて電気信号に変換する。この
1次元イメージセンサの駆動回路および画像処理回路等
としては、実施例1の図4および図5に示したものが使
用できる。画像の明暗の関係を上記実施例1と同一にす
ることが必要な場合は、図4に示した回路構成における
信号処理回路36に、周知の信号反転機能を付加すれば
よい。
Referring to FIG. 8, another preferred embodiment of the present invention uses an optical finger base 13 having a flat plate shape. The periphery 20 of the optical finger base is held by the slider 14, and the surface 25 is formed with an equally-spaced pattern 45 by the same method as in the second embodiment described above.
In the present embodiment, the light source means 17 is connected to the optical finger base 1.
The light from the light source means 17 is obliquely incident on the inside of the finger base 13 from the end 46 of the finger base.
The incident light propagates inside the finger base while being totally reflected by the front surface 25 and the rear surface 47 of the optical finger base. When the finger 15 is pressed against the finger platform surface 25 in this state, the light propagating inside the optical finger platform 13 is partially absorbed and partially absorbed at the peak of the fingerprint that is in close contact with the surface 25 without being totally reflected. Scattered. On the other hand, in the valley of the fingerprint, there is an air layer between the surface 25 and the finger, so that the state of total reflection of light inside the optical finger rest 13 does not change. The light scattered by the peaks of the fingerprint is imaged on the image plane 26 through the optical imaging means 18 arranged on the back side of the optical finger base 13. The formed one-dimensional fingerprint pattern is obtained by inverting the light / dark relationship from that in the first embodiment. That is, the peaks of the fingerprint are bright and the valleys are dark. The photoelectric conversion element of the one-dimensional image sensor 19 is arranged on the image forming surface 26, and converts the formed light into an electric signal according to the intensity of the light. As the driving circuit and the image processing circuit of the one-dimensional image sensor, those shown in FIGS. 4 and 5 of the first embodiment can be used. When it is necessary to make the relationship between the lightness and darkness of the image the same as in the first embodiment, a well-known signal inversion function may be added to the signal processing circuit 36 having the circuit configuration shown in FIG.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、光学的指台をスライダーに載せ、指台に押し当てた
指とスライダーとを一体の状態で移動させる。従って、
指は光学的指台13との接触状態を感知しながら移動さ
せられる。これにより本発明によれば、指台表面25に
形成された指紋パターンを、移動の間、殆ど変化させる
ことなく保持することが可能となり、高品質な指紋パタ
ーンを安定に取り込むことが可能となる。
As described above, in the present invention, the optical finger base is placed on the slider, and the finger pressed against the finger base and the slider are moved in an integrated state. Therefore,
The finger is moved while sensing the state of contact with the optical finger base 13. Thus, according to the present invention, it is possible to hold the fingerprint pattern formed on the finger platform surface 25 with little change during movement, and to stably capture a high-quality fingerprint pattern. .

【0032】叉、本発明においては、光学的指台に等間
隔パターンを形成し、このパターンを指紋パターンを検
知するための1次元イメージセンサで読み取るように構
成することにより、指の移動距離を検知するセンサとし
て兼用している。
Further, in the present invention, an equal spacing pattern is formed on the optical finger base, and the pattern is read by a one-dimensional image sensor for detecting the fingerprint pattern, so that the moving distance of the finger can be reduced. Also serves as a sensor to detect.

【0033】これにより本発明によれば、部品点数を少
なくして装置構成を簡単化し、装置の小型化を進めるこ
とが可能になっただけでなく、構成部品に広く市販され
ているものを使用できるようになって、装置価格の大幅
な低減が実現できた。
Thus, according to the present invention, not only the number of parts can be reduced to simplify the device configuration and the device can be downsized, but also the components widely available on the market can be used. As a result, the cost of the apparatus was significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の実施例1を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing Example 1 of one embodiment of the present invention.

【図2】図1をA−A線で切断したときの断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view when FIG. 1 is cut along line AA.

【図3】図2における光学的指台を中心とした拡大図で
ある。
FIG. 3 is an enlarged view centering on an optical finger base in FIG. 2;

【図4】1次元CCDセンサを駆動し画像信号を出力す
るための回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram for driving a one-dimensional CCD sensor and outputting an image signal.

【図5】1次元画像を取り込むタイミング信号を発生す
るための回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram for generating a timing signal for capturing a one-dimensional image.

【図6】本発明の一実施の形態の実施例2を示す斜視図
である。
FIG. 6 is a perspective view showing Example 2 of one embodiment of the present invention.

【図7】図6における光学的指台を中心とした拡大図で
ある。
FIG. 7 is an enlarged view centering on the optical finger base in FIG. 6;

【図8】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図9】従来の指紋検知動作を説明するための断面図で
ある。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a conventional fingerprint detection operation.

【図10】従来の指紋検知装置の一例の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of a conventional fingerprint detection device.

【図11】従来の指紋検知装置の他の例の断面図であ
る。
FIG. 11 is a cross-sectional view of another example of a conventional fingerprint detection device.

【図12】従来の指紋検知装置の更に他の例の断面図で
ある。
FIG. 12 is a sectional view of still another example of the conventional fingerprint detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 筐体 12 ガイド 13 光学的指台 14 スライダー 15 指 16 矢印 17 光源手段 18 光学的結像手段 19 イメージセンサ 20 光学的指台の周囲 21 マイクロプリズム 22 マイクロプリズムプレート 23 入射面 24 出射面 25 表面 26 結像面 27 光電変換素子 28 発光手段 29 シリンドリカルレンズ 30 焦点の位置 31 線状の発光像 32 稜線 33 稜線の移動平面 34 同期信号発生回路 35 ドライバー回路 36 信号処理回路 37 タイミング信号抽出回路 38 A/D変換回路 39 メモリー回路 40 微分回路 41 絶対値増幅器 42 積分回路 43 コンパレーター 44 タイミング信号発生回路 45 等間隔パターン 46 指台の端部 47 指台の裏面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Housing 12 Guide 13 Optical finger stand 14 Slider 15 Finger 16 Arrow 17 Light source means 18 Optical imaging means 19 Image sensor 20 Around optical finger stand 21 Microprism 22 Microprism plate 23 Entrance surface 24 Emission surface 25 Surface 26 Image Forming Surface 27 Photoelectric Conversion Element 28 Light Emitting Means 29 Cylindrical Lens 30 Focus Position 31 Linear Emitted Image 32 Edge Line 33 Edge Movement Plane 34 Synchronization Signal Generation Circuit 35 Driver Circuit 36 Signal Processing Circuit 37 Timing Signal Extraction Circuit 38 A / D conversion circuit 39 Memory circuit 40 Differentiating circuit 41 Absolute value amplifier 42 Integrating circuit 43 Comparator 44 Timing signal generating circuit 45 Equidistant pattern 46 End of finger base 47 Back of finger base

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一つの定められた方向に移動可能に構成
された光学的指台の表面に指紋が当たるように指を密着
させ、 前記密着状態を維持したまま前記指を前記移動方向に平
行移動させることで前記光学的指台を移動させ、 前記光学的指台が移動する間に、前記光学的指台に前記
移動方向に沿って設けられた等間隔パターンを、前記光
学的指台の裏面側に配置された光学的結像手段を通して
前記移動方向と直交して配置された1次元イメージセン
サで読み取ってタイミング信号を生成し、 前記タイミング信号をトリガーとして前記光学的指台の
裏面から見える指紋パターンを前記イメージセンサで読
み取り、指紋画像信号を出力することを特徴とする指紋
検知方法。
1. A finger is brought into close contact with a surface of an optical finger base that is configured to be movable in one predetermined direction so that a fingerprint touches the surface, and the finger is kept parallel to the moving direction while maintaining the close contact state. Moving the optical finger platform by moving, while the optical finger platform is moving, an evenly-spaced pattern provided along the moving direction on the optical finger platform, A one-dimensional image sensor arranged perpendicular to the moving direction reads through an optical imaging means arranged on the back side to generate a timing signal, and the timing signal is used as a trigger to be seen from the back of the optical finger base. A fingerprint detection method comprising reading a fingerprint pattern with the image sensor and outputting a fingerprint image signal.
【請求項2】 表面に指を密着させる透明板材からなる
光学的指台と、指が密着させられた前記光学的指台の裏
面から見える指紋パターンを一次元で読み取る一次元イ
メージセンサを含む指紋パターン読取り手段とを備え、
指と前記指紋パターン読取り手段とを相対的に水平移動
させることにより、指紋パターンの二次元像を生成する
構成の指紋検知装置において、 前記光学的指台に指を密着させた状態を維持したまま、
前記指及び前記光学的指台を一体的に水平移動可能に構
成したことを特徴とする指紋検知装置。
2. A fingerprint comprising: an optical finger base made of a transparent plate material for bringing a finger into close contact with the front surface; and a one-dimensional image sensor for reading a fingerprint pattern visible from the back surface of the optical finger base to which the finger is brought into one-dimensional contact. Pattern reading means,
In a fingerprint detection device configured to generate a two-dimensional image of a fingerprint pattern by relatively horizontally moving a finger and the fingerprint pattern reading unit, a state in which a finger is in close contact with the optical finger base is maintained. ,
A fingerprint detection device, wherein the finger and the optical finger base are integrally movable horizontally.
【請求項3】 前記指紋パターン読取り手段を、前記指
及び前記光学的指台の一体的水平移動の際の移動距離検
出センサとして兼用するように構成したことを特徴とす
る、請求項2に記載の指紋検知装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein said fingerprint pattern reading means is also used as a movement distance detection sensor when said finger and said optical finger base are moved in an integrated manner. Fingerprint detection device.
【請求項4】 表面に指を密着させるための光学的指台
と、 前記光学的指台をその周辺部で固定し保持するスライダ
ーであって、ガイドに沿って直線的に移動可能に構成さ
れ、指を前記密着状態を維持したまま平行移動させるこ
とで、前記光学的指台と指とを一体的に平行移動可能な
らしめるスライダーと、 前記光学的指台の裏面側に配置され、指が密着させられ
た前記光学的指台の裏面から見える指紋パターンを結像
するための光学的結像手段と、 前記光学的結像手段の結像面に結像された光学像を読み
取るように前記光学的指台の移動方向と直交して配置さ
れ、前記指紋パターンを前記光学的結像手段を通して読
み取り指紋画像信号を出力する1次元イメージセンサ
と、 前記光学的指台の表面にその移動方向に沿って設けられ
た等間隔パターンを前記1次元イメージセンサで読み取
って得られる等間隔パターン信号からタイミング信号を
生成し、前記タイミング信号を基準として前記1次元イ
メージセンサから前記指紋画像信号を出力させるための
駆動手段とを含んで成ることを特徴とする指紋検知装
置。
4. An optical finger base for bringing a finger into close contact with a surface, and a slider for fixing and holding the optical finger base at a peripheral portion thereof, the slider being configured to be linearly movable along a guide. By moving the finger in parallel while maintaining the close contact state, a slider that allows the optical finger base and the finger to be able to move in parallel integrally, and a slider that is disposed on the back side of the optical finger base, Optical imaging means for imaging a fingerprint pattern visible from the back surface of the optical finger base in close contact with the optical finger base, and an optical image formed on an imaging surface of the optical imaging means for reading the optical image. A one-dimensional image sensor arranged orthogonal to the moving direction of the optical finger base and reading the fingerprint pattern through the optical imaging means and outputting a fingerprint image signal; Equally spaced along Driving means for generating a timing signal from an evenly-spaced pattern signal obtained by reading a turn with the one-dimensional image sensor, and outputting the fingerprint image signal from the one-dimensional image sensor based on the timing signal. A fingerprint detection device, comprising:
【請求項5】 光学的指台が、その裏面に移動方向と直
交する向きの多数のマイクロプリズムが形成されたマイ
クロプリズムプレートで構成され、 表面に指が密着させられた前記光学的指台の裏面側から
見える指紋パターンを照明するために配置された光源手
段を有し、 前記光学的指台の表面に前記光源手段からの光を吸収し
叉は散乱する等間隔パターンが形成されていることを特
徴とする、請求項4に記載の指紋検知装置。
5. An optical finger base comprising a microprism plate having a plurality of microprisms formed on a back surface thereof in a direction orthogonal to a moving direction, wherein the optical finger base has a finger in close contact with a front surface thereof. It has light source means arranged to illuminate a fingerprint pattern seen from the back side, and an equidistant pattern for absorbing or scattering light from the light source means is formed on the surface of the optical finger base. The fingerprint detection device according to claim 4, wherein:
【請求項6】 光学的指台が透明部材から成る平板部材
で構成され、 前記平板部材の内部に光を導くために前記平板部材の端
面に光源手段が配置されており、 前記平板部材の指を密着させる面に、前記内部に導かれ
た光を散乱する等間隔パターンが形成されていることを
特徴とする請求項4に記載の指紋検知装置。
6. An optical finger base comprising a flat member made of a transparent member, light source means is disposed on an end face of the flat member to guide light into the flat member, and a finger of the flat member is provided. 5. The fingerprint detecting device according to claim 4, wherein an equidistant pattern that scatters the light guided into the inside is formed on a surface on which the light is adhered. 6.
【請求項7】 表面に指を密着させるための光学的指台
であって、裏面に多数のマイクロプリズムが形成された
マイクロプリズムプレートからなる光学的指台と、 ガイドに沿って直線的に移動可能なように構成されて、
前記指と光学的指台との密着状態を維持したまま前記指
を平行移動させることで前記光学的指台を平行移動可能
ならしめるスライダーであって、前記マイクロプリズム
の頂点からなる稜線が前記移動方向と直交するように前
記光学的指台をその周辺部で固定し保持するスライダー
と、 前記光学的指台の裏面側に配置され、指が密着させられ
た前記光学的指台の裏面から見える指紋パターンを結像
するための光学的結像手段と、 前記光学的結像手段の結像面に結像された光学像を読み
取るように前記光学的指台の移動方向と直交して配置さ
れ、前記指紋パターンを前記光学的結像手段を通して読
み取り指紋画像信号を出力する1次元イメージセンサ
と、 細長い発光面を有する発光手段とシリンドリカルレンズ
とを含んで構成された光源手段であって、前記光学的指
台の裏面側に配置され、前記発光手段と前記シリンドリ
カルレンズとが、前記細長い発光面を前記シリンドリカ
ルレンズを通して前記マイクロプリズムの頂点からなる
稜線が移動する平面に結像し、且つ前記マイクロプリズ
ムの稜線に平行な線状の光源像を形成するように配置さ
れた光源手段と、 前記マイクロプリズムの稜線に前記線状の光源像が重な
ったときに前記光学的結像手段により結像される光学像
が暗くなるのに対応して、前記1次元イメージセンサで
読み取って得られる等間隔パターン信号からタイミング
信号を生成し、前記タイミング信号を基準として前記1
次元イメージセンサから前記指紋画像信号を出力させる
ための駆動手段とを含んでなることを特徴とする指紋検
知装置。
7. An optical finger platform for bringing a finger into close contact with a front surface, the optical finger platform comprising a microprism plate having a large number of microprisms formed on a rear surface, and linearly moving along a guide. Configured as possible,
A slider that allows the optical finger base to move in parallel by moving the finger in parallel while maintaining the contact state between the finger and the optical finger base, wherein a ridge line formed by the apex of the microprism is moved. A slider that fixes and holds the optical finger base at its peripheral portion so as to be orthogonal to the direction, and is arranged on the back side of the optical finger base and is visible from the back side of the optical finger base to which a finger is closely attached Optical imaging means for imaging a fingerprint pattern, and arranged perpendicular to the moving direction of the optical finger base so as to read an optical image formed on an imaging surface of the optical imaging means. A one-dimensional image sensor that reads the fingerprint pattern through the optical imaging unit and outputs a fingerprint image signal; a light source unit that includes a light emitting unit having an elongated light emitting surface and a cylindrical lens. Thus, the light emitting means and the cylindrical lens are arranged on the back side of the optical finger stand, and the light emitting means and the cylindrical lens form an image of the elongated light emitting surface on a plane on which a ridge line composed of vertices of the micro prism moves through the cylindrical lens. And light source means arranged so as to form a linear light source image parallel to the ridge line of the microprism, and the optical imaging means when the linear light source image overlaps the ridge line of the microprism In response to the darkening of the optical image formed by the above, a timing signal is generated from the equally-spaced pattern signal obtained by reading with the one-dimensional image sensor.
And a driving unit for outputting the fingerprint image signal from the three-dimensional image sensor.
【請求項8】 光学的手段が屈折率分散型レンズを横1
列に並べて一体としたものであることを特徴とする、請
求項4叉は請求項7に記載の指紋検知装置。
8. An optical device comprising:
The fingerprint detecting device according to claim 4 or 7, wherein the fingerprint detecting device is integrated in a line.
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