JPH11102432A - 指紋入力装置 - Google Patents
指紋入力装置Info
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- JPH11102432A JPH11102432A JP9262039A JP26203997A JPH11102432A JP H11102432 A JPH11102432 A JP H11102432A JP 9262039 A JP9262039 A JP 9262039A JP 26203997 A JP26203997 A JP 26203997A JP H11102432 A JPH11102432 A JP H11102432A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源の光強度を強くすることなく結像面に結
像される指紋像の光強度を強くする。ぼけを抑制した条
件の下での台形歪みの発生を大幅に抑制する。 【解決手段】 レンズ３−４としてたる型歪曲収差を持
つレンズを用いる。この場合、図（ａ）に示すように、
レンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸ＬＯに対し、指紋採取
面Ａ−ＢでＢ側にθ１だけ傾ける。ぼけが生じないよう
に結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きを調整する。レ
ンズ３−４として糸巻き型歪曲収差を持つレンズを用い
る場合には、図（ｂ）に示すように、レンズ３−４の中
心軸ＬＣを光軸ＬＯに対し、指紋採取面Ａ−ＢでＡ側に
θ２だけ傾ける。
像される指紋像の光強度を強くする。ぼけを抑制した条
件の下での台形歪みの発生を大幅に抑制する。 【解決手段】 レンズ３−４としてたる型歪曲収差を持
つレンズを用いる。この場合、図（ａ）に示すように、
レンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸ＬＯに対し、指紋採取
面Ａ−ＢでＢ側にθ１だけ傾ける。ぼけが生じないよう
に結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きを調整する。レ
ンズ３−４として糸巻き型歪曲収差を持つレンズを用い
る場合には、図（ｂ）に示すように、レンズ３−４の中
心軸ＬＣを光軸ＬＯに対し、指紋採取面Ａ−ＢでＡ側に
θ２だけ傾ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、指紋を登録した
り、既に登録されている指紋像との照合のために指紋像
を入力する指紋入力装置に関するものである。
り、既に登録されている指紋像との照合のために指紋像
を入力する指紋入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】指紋は「万人不同」、「終生不変」とい
う特徴を持つため、指紋照合システムは特に高いセキュ
リティ性を求められる分野の個人照合システムとしても
用いられる。この指紋照合システムにおいて指紋像を入
力する装置は必須の構成要素である。この指紋入力装置
は光学系で構成される。ところで、指紋照合システムの
照合精度の良し悪しは指紋像が正しく入力できるか否か
に大きく依存する。そこで、指紋像の歪みやぼけに対処
する指紋入力装置が、例えば特開昭５９−１４２６７５
号公報、実開昭６３−９９９６０号公報、特開平２−１
７６９８４号公報など、既にいくつか提案されている。
しかしながら、これらの従来の指紋入力装置では、いず
れも光学系にレンズを用いているために、指紋像の歪み
とぼけを同時に解決することはできない。
う特徴を持つため、指紋照合システムは特に高いセキュ
リティ性を求められる分野の個人照合システムとしても
用いられる。この指紋照合システムにおいて指紋像を入
力する装置は必須の構成要素である。この指紋入力装置
は光学系で構成される。ところで、指紋照合システムの
照合精度の良し悪しは指紋像が正しく入力できるか否か
に大きく依存する。そこで、指紋像の歪みやぼけに対処
する指紋入力装置が、例えば特開昭５９−１４２６７５
号公報、実開昭６３−９９９６０号公報、特開平２−１
７６９８４号公報など、既にいくつか提案されている。
しかしながら、これらの従来の指紋入力装置では、いず
れも光学系にレンズを用いているために、指紋像の歪み
とぼけを同時に解決することはできない。
【０００３】図４は従来の指紋入力装置の要部を示す図
である。同図において、１は光源、２はプリズム、３は
受光器である。光源１はプリズム２の下面側右側方に配
置されている。プリズム２の左側方面には黒色塗装（或
いは遮光板）４が施されており、光源１からの光がプリ
ズム２の内部を通して指紋採取面２−１に照射される構
成とされている。この構成において、光源１からの光
は、指紋採取面２−１に置かれる指の紋様面にて反射
し、プリズム２より出射され、受光器３のレンズ３−１
を通して結像面（ＣＣＤ）３−２上に結像される。図５
にこの指紋入力装置の光学系の説明図を示す。同図にお
いて、Ａ−Ｂはプリズム２の指紋採取面、Ｏはレンズ３
−１の中心、Ｆはレンズ３−１の焦点である。なお、こ
の図では、説明を分かり易くするために、プリズム２の
屈折率を空気に等しいものとして考える。
である。同図において、１は光源、２はプリズム、３は
受光器である。光源１はプリズム２の下面側右側方に配
置されている。プリズム２の左側方面には黒色塗装（或
いは遮光板）４が施されており、光源１からの光がプリ
ズム２の内部を通して指紋採取面２−１に照射される構
成とされている。この構成において、光源１からの光
は、指紋採取面２−１に置かれる指の紋様面にて反射
し、プリズム２より出射され、受光器３のレンズ３−１
を通して結像面（ＣＣＤ）３−２上に結像される。図５
にこの指紋入力装置の光学系の説明図を示す。同図にお
いて、Ａ−Ｂはプリズム２の指紋採取面、Ｏはレンズ３
−１の中心、Ｆはレンズ３−１の焦点である。なお、こ
の図では、説明を分かり易くするために、プリズム２の
屈折率を空気に等しいものとして考える。
【０００４】この光学系において、指紋採取面Ａ−Ｂに
置かれる指の紋様面の像すなわち指紋像が全てぼけない
ようにするには、結像面をＥ−Ｇ（結像面）に置けば
よい。しかし、この場合、光路比が一定でないので（Ａ
Ｏ：ＯＧ≠ＢＯ：ＯＥ）、指紋像が歪んでしまう。これ
に対し、指紋像が歪まないようにするには結像面をＥ−
Ｈ（結像面）に置けばよい。しかし、この場合、指紋
採取面Ａ−Ｂの点Ａが結像面Ｅ−Ｈ上ではＨ−Ｋに広が
り、指紋像がぼけてしまう。このように、レンズ３−１
を使用している以上、ぼけと歪みを同時に無くすことは
できない。歪みの是正を重視するとぼけの程度が実用に
支障を招くほど悪化し、ぼけが生じないようにすると歪
みが実用に耐えられないほど悪化する。結局、図４の構
成では、歪みとぼけをそれぞれ実用に耐えられる範囲で
甘受するという妥協を強いられていた。
置かれる指の紋様面の像すなわち指紋像が全てぼけない
ようにするには、結像面をＥ−Ｇ（結像面）に置けば
よい。しかし、この場合、光路比が一定でないので（Ａ
Ｏ：ＯＧ≠ＢＯ：ＯＥ）、指紋像が歪んでしまう。これ
に対し、指紋像が歪まないようにするには結像面をＥ−
Ｈ（結像面）に置けばよい。しかし、この場合、指紋
採取面Ａ−Ｂの点Ａが結像面Ｅ−Ｈ上ではＨ−Ｋに広が
り、指紋像がぼけてしまう。このように、レンズ３−１
を使用している以上、ぼけと歪みを同時に無くすことは
できない。歪みの是正を重視するとぼけの程度が実用に
支障を招くほど悪化し、ぼけが生じないようにすると歪
みが実用に耐えられないほど悪化する。結局、図４の構
成では、歪みとぼけをそれぞれ実用に耐えられる範囲で
甘受するという妥協を強いられていた。
【０００５】そこで、本出願人は、特願平８−３２６６
６０号として、図６に示すように、レンズ３−１の代わ
りにピンホール板３−３を用いると共に、プリズム２の
指紋採取面２−１と結像面３−２とを光学的に平行とな
るように構成した指紋入力装置を提案した。図７はこの
指紋入力装置の光学系の説明図である。同図において、
Ａ−Ｂはプリズム２の指紋採取面、Ｃ’−Ｄ’はその中
央部にピンホールＰＨが開けられたピンホール３−３の
板面、ＯはピンホールＰＨの中心である。なお、この図
では、説明を分かり易くするために、プリズム２の屈折
率を空気に等しいものとして考える。
６０号として、図６に示すように、レンズ３−１の代わ
りにピンホール板３−３を用いると共に、プリズム２の
指紋採取面２−１と結像面３−２とを光学的に平行とな
るように構成した指紋入力装置を提案した。図７はこの
指紋入力装置の光学系の説明図である。同図において、
Ａ−Ｂはプリズム２の指紋採取面、Ｃ’−Ｄ’はその中
央部にピンホールＰＨが開けられたピンホール３−３の
板面、ＯはピンホールＰＨの中心である。なお、この図
では、説明を分かり易くするために、プリズム２の屈折
率を空気に等しいものとして考える。
【０００６】この光学系において、指紋採取面Ａ−Ｂに
置かれる指の紋様面にて反射したプリズム２からの出射
光は、ピンホールＰＨを通過し、結像面Ｉ−Ｊ上に結像
される。この場合、プリズム２の指紋採取面Ａ−Ｂと結
像面Ｉ−Ｊとを平行とすれば、光路比が一定となり（Ａ
Ｏ：ＯＪ＝ＢＯ：ＯＩ）、指紋像は歪むことがない。ま
た、指紋採取面Ａ−Ｂ上の一点は、結像面Ｉ−Ｊ上の一
点に結像されるので、指紋像にぼけは生じない。これに
よりぼけと歪みを同時に無くすことができる。
置かれる指の紋様面にて反射したプリズム２からの出射
光は、ピンホールＰＨを通過し、結像面Ｉ−Ｊ上に結像
される。この場合、プリズム２の指紋採取面Ａ−Ｂと結
像面Ｉ−Ｊとを平行とすれば、光路比が一定となり（Ａ
Ｏ：ＯＪ＝ＢＯ：ＯＩ）、指紋像は歪むことがない。ま
た、指紋採取面Ａ−Ｂ上の一点は、結像面Ｉ−Ｊ上の一
点に結像されるので、指紋像にぼけは生じない。これに
よりぼけと歪みを同時に無くすことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この指
紋入力装置では指紋像の解像度を上げるためにピンホー
ルＰＨの径をある程度小さくする必要があり、そのため
に結像面Ｉ−Ｊに結像される指紋像の光強度が弱くな
る。これを補うためには指紋採取面Ａ−Ｂに照明する光
源１の光強度を強くする必要がある。すると、光源１の
発熱による光源自身の寿命の劣化や、プリズム２を透過
した光を使用者が眩しく感じるという新たな問題が生じ
る。その対策として、光源１に近赤外発光ダイオードを
用いることも考えられるが、眩しさは抑えられるもの
の、発熱の問題は解決することができない。
紋入力装置では指紋像の解像度を上げるためにピンホー
ルＰＨの径をある程度小さくする必要があり、そのため
に結像面Ｉ−Ｊに結像される指紋像の光強度が弱くな
る。これを補うためには指紋採取面Ａ−Ｂに照明する光
源１の光強度を強くする必要がある。すると、光源１の
発熱による光源自身の寿命の劣化や、プリズム２を透過
した光を使用者が眩しく感じるという新たな問題が生じ
る。その対策として、光源１に近赤外発光ダイオードを
用いることも考えられるが、眩しさは抑えられるもの
の、発熱の問題は解決することができない。
【０００８】そこで、本出願人は、図８に示すように、
ピンホール板３−３の背面に近接してレンズ３−４を設
けることによって、光源１の光強度を強くすることなく
結像面３−２に結像される指紋像の光強度を強くするこ
とを考えた。この場合、指紋採取面２−１の中心と結像
面３−２の中心とを結ぶ直線を光軸としたとき、レンズ
３−４の中心軸と光軸とを一致させる。また、レンズ３
−４を設けることによってぼけが生じるので、ぼけが生
じないように結像面３−２の光軸に対する傾きを調整す
る。
ピンホール板３−３の背面に近接してレンズ３−４を設
けることによって、光源１の光強度を強くすることなく
結像面３−２に結像される指紋像の光強度を強くするこ
とを考えた。この場合、指紋採取面２−１の中心と結像
面３−２の中心とを結ぶ直線を光軸としたとき、レンズ
３−４の中心軸と光軸とを一致させる。また、レンズ３
−４を設けることによってぼけが生じるので、ぼけが生
じないように結像面３−２の光軸に対する傾きを調整す
る。
【０００９】しかしながら、このような構成では、結像
面３−２において台形状の歪みが生じる。すなわち、指
紋採取面２−１上の物体を図９（ａ）に示すような正方
格子状の物体とした場合、結像面３−２上の像には同図
（ｂ）に示すような台形状の歪みが生じる。すなわち、
図１０において、指紋採取面をＡ−Ｂ、ピンホールの中
心をＯ、結像面をａ−ｂ、指紋採取面Ａ−Ｂ上の任意の
点をＸ、Ｘが結像面ａ−ｂ上に投影された点をｘとする
と、ｘの点での像倍率ｍはｍ＝Ｏｘ／ＯＸで表される。
つまり、線分ＯｘとＯＸとの比で像倍率が決まる。この
場合、ΔＯＡＢとΔＯａｂとが相似形でなく、ＯＡがＯ
Ｂよりも短いため、Ａ側の像が大きくなり、Ｂ側の像が
小さくなる。この台形歪みはＯＡ：ＯＢの比が大きいほ
ど大きくなる。指紋入力装置を小型にするほど指紋採取
面−レンズ間距離を短くする必要があり、短くするとＯ
Ａ：ＯＢの比が大きくなり、台形歪みが大きくなる。
面３−２において台形状の歪みが生じる。すなわち、指
紋採取面２−１上の物体を図９（ａ）に示すような正方
格子状の物体とした場合、結像面３−２上の像には同図
（ｂ）に示すような台形状の歪みが生じる。すなわち、
図１０において、指紋採取面をＡ−Ｂ、ピンホールの中
心をＯ、結像面をａ−ｂ、指紋採取面Ａ−Ｂ上の任意の
点をＸ、Ｘが結像面ａ−ｂ上に投影された点をｘとする
と、ｘの点での像倍率ｍはｍ＝Ｏｘ／ＯＸで表される。
つまり、線分ＯｘとＯＸとの比で像倍率が決まる。この
場合、ΔＯＡＢとΔＯａｂとが相似形でなく、ＯＡがＯ
Ｂよりも短いため、Ａ側の像が大きくなり、Ｂ側の像が
小さくなる。この台形歪みはＯＡ：ＯＢの比が大きいほ
ど大きくなる。指紋入力装置を小型にするほど指紋採取
面−レンズ間距離を短くする必要があり、短くするとＯ
Ａ：ＯＢの比が大きくなり、台形歪みが大きくなる。
【００１０】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、光源の光強
度を強くすることなく結像面に結像される指紋像の光強
度を強くすることができ、かつぼけを抑制した条件の下
での台形歪みの発生を大幅に抑制することができ、精度
良く指紋像を入力することの可能な指紋入力装置を提供
することにある。
なされたもので、その目的とするところは、光源の光強
度を強くすることなく結像面に結像される指紋像の光強
度を強くすることができ、かつぼけを抑制した条件の下
での台形歪みの発生を大幅に抑制することができ、精度
良く指紋像を入力することの可能な指紋入力装置を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、その一方向面を指紋採取面として
配置されたプリズムと、このプリズムの内部を通してそ
の指紋採取面に光を照射する光源と、この光源からプリ
ズムに入射されその指紋採取面に対して置かれる指の紋
様面にて反射し前記プリズムより出射される光の通過通
路に設けられたピンホールと、このピンホールの背面に
近接して配置されたレンズと、このピンホールおよびレ
ンズを通過したプリズムからの出射光が結像される結像
面とを設け、指紋採取面の中心と結像面の中心とを結ぶ
直線を光軸としたとき、ぼけが生じないように結像面を
光軸に対して傾け、かつ台形歪みが生じないようにレン
ズの中心軸を光軸に対して傾けるようにしたものであ
る。この発明によれば、ピンホールの背面に近接して配
置されたレンズによって、結像面に結像される指紋像の
光強度がアップされる。このとき、結像面が光軸に対し
て傾けられていることによってぼけが抑制され、このぼ
けが抑制された条件下での台形歪みがレンズの中心軸を
光軸に対して傾けることによって抑制される。
るために、本発明は、その一方向面を指紋採取面として
配置されたプリズムと、このプリズムの内部を通してそ
の指紋採取面に光を照射する光源と、この光源からプリ
ズムに入射されその指紋採取面に対して置かれる指の紋
様面にて反射し前記プリズムより出射される光の通過通
路に設けられたピンホールと、このピンホールの背面に
近接して配置されたレンズと、このピンホールおよびレ
ンズを通過したプリズムからの出射光が結像される結像
面とを設け、指紋採取面の中心と結像面の中心とを結ぶ
直線を光軸としたとき、ぼけが生じないように結像面を
光軸に対して傾け、かつ台形歪みが生じないようにレン
ズの中心軸を光軸に対して傾けるようにしたものであ
る。この発明によれば、ピンホールの背面に近接して配
置されたレンズによって、結像面に結像される指紋像の
光強度がアップされる。このとき、結像面が光軸に対し
て傾けられていることによってぼけが抑制され、このぼ
けが抑制された条件下での台形歪みがレンズの中心軸を
光軸に対して傾けることによって抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。 〔実施の形態１：たる型歪曲収差の場合〕図１（ａ）は
この発明に係る指紋入力装置の一実施の形態の要部を示
す図である。この実施の形態ではレンズ３−４としてた
る型歪曲収差（負の歪曲収差）を持つレンズを用いてい
る。そして、このレンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸ＬＯ
（指紋採取面Ａ−Ｂの中心Ｘ0 と結像面ａ−ｂの中心ｘ
0 とを結ぶ直線）に対し、指紋採取面Ａ−ＢでＢ側にθ
１だけ傾けている。また、ぼけが生じないように、結像
面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きを調整している。
き詳細に説明する。 〔実施の形態１：たる型歪曲収差の場合〕図１（ａ）は
この発明に係る指紋入力装置の一実施の形態の要部を示
す図である。この実施の形態ではレンズ３−４としてた
る型歪曲収差（負の歪曲収差）を持つレンズを用いてい
る。そして、このレンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸ＬＯ
（指紋採取面Ａ−Ｂの中心Ｘ0 と結像面ａ−ｂの中心ｘ
0 とを結ぶ直線）に対し、指紋採取面Ａ−ＢでＢ側にθ
１だけ傾けている。また、ぼけが生じないように、結像
面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きを調整している。
【００１３】このようにすることによって、図２（ｂ）
に斜線で示すレンズ軸上の領域を指紋採取面Ａ−Ｂから
の光が通過し、レンズ３−４の中心軸ＬＣと光軸ＬＯと
を一致させたときに生じる台形状の歪み（図２（ａ）参
照）がレンズ３−４が持つ固有のたる型歪曲収差によっ
て補正され、指紋採取面Ａ−Ｂに置かれた指紋の像が台
形状の歪みを大幅に抑制した形で結像面ａ−ｂ上に結像
される。
に斜線で示すレンズ軸上の領域を指紋採取面Ａ−Ｂから
の光が通過し、レンズ３−４の中心軸ＬＣと光軸ＬＯと
を一致させたときに生じる台形状の歪み（図２（ａ）参
照）がレンズ３−４が持つ固有のたる型歪曲収差によっ
て補正され、指紋採取面Ａ−Ｂに置かれた指紋の像が台
形状の歪みを大幅に抑制した形で結像面ａ−ｂ上に結像
される。
【００１４】この場合、レンズ３−４によって結像面ａ
−ｂに結像される指紋像の光強度がアップされるので、
光源１の光強度を強くする必要がなく、光源１の発熱に
よる光源自身の寿命の劣化や、プリズム２を透過した光
を使用者が眩しく感じるという問題は生じない。また、
結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きが調整されている
ことによってぼけが抑制され、このぼけが抑制された条
件下での台形歪みがレンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸Ｌ
Ｏに対してθ１だけ傾けることによって抑制され、精度
良く指紋像を入力することが可能となる。
−ｂに結像される指紋像の光強度がアップされるので、
光源１の光強度を強くする必要がなく、光源１の発熱に
よる光源自身の寿命の劣化や、プリズム２を透過した光
を使用者が眩しく感じるという問題は生じない。また、
結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きが調整されている
ことによってぼけが抑制され、このぼけが抑制された条
件下での台形歪みがレンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸Ｌ
Ｏに対してθ１だけ傾けることによって抑制され、精度
良く指紋像を入力することが可能となる。
【００１５】〔実施の形態２：糸巻き型歪曲収差の場
合〕図１（ｂ）はこの発明に係る指紋入力装置の他の実
施の形態の要部を示す図である。この実施の形態ではレ
ンズ３−４として糸巻き型歪曲収差（正の歪曲収差）を
持つレンズを用いている。そして、このレンズ３−４の
中心軸ＬＣを光軸ＬＯに対し、指紋採取面Ａ−ＢでＡ側
にθ２だけ傾けている。また、ぼけが生じないように、
結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きを調整している。
合〕図１（ｂ）はこの発明に係る指紋入力装置の他の実
施の形態の要部を示す図である。この実施の形態ではレ
ンズ３−４として糸巻き型歪曲収差（正の歪曲収差）を
持つレンズを用いている。そして、このレンズ３−４の
中心軸ＬＣを光軸ＬＯに対し、指紋採取面Ａ−ＢでＡ側
にθ２だけ傾けている。また、ぼけが生じないように、
結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きを調整している。
【００１６】このようにすることによって、図３（ｂ）
に斜線で示すレンズ軸上の領域を指紋採取面Ａ−Ｂから
の光が通過し、レンズ３−４の中心軸ＬＣと光軸ＬＯと
を一致させたときに生じる台形状の歪み（図３（ａ）参
照）がレンズ３−４が持つ固有の糸巻き型歪曲収差によ
って補正され、指紋採取面Ａ−Ｂに置かれた指紋の像が
台形状の歪みを大幅に抑制した形で結像面ａ−ｂ上に結
像される。
に斜線で示すレンズ軸上の領域を指紋採取面Ａ−Ｂから
の光が通過し、レンズ３−４の中心軸ＬＣと光軸ＬＯと
を一致させたときに生じる台形状の歪み（図３（ａ）参
照）がレンズ３−４が持つ固有の糸巻き型歪曲収差によ
って補正され、指紋採取面Ａ−Ｂに置かれた指紋の像が
台形状の歪みを大幅に抑制した形で結像面ａ−ｂ上に結
像される。
【００１７】この場合、レンズ３−４によって結像面ａ
−ｂに結像される指紋像の光強度がアップされるので、
光源１の光強度を強くする必要がなく、光源１の発熱に
よる光源自身の寿命の劣化や、プリズム２を透過した光
を使用者が眩しく感じるという問題は生じない。また、
結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きが調整されている
ことによってぼけが抑制され、このぼけが抑制された条
件下での台形歪みがレンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸Ｌ
Ｏに対してθ２だけ傾けることによって抑制され、精度
良く指紋像を入力することが可能となる。
−ｂに結像される指紋像の光強度がアップされるので、
光源１の光強度を強くする必要がなく、光源１の発熱に
よる光源自身の寿命の劣化や、プリズム２を透過した光
を使用者が眩しく感じるという問題は生じない。また、
結像面ａ−ｂの光軸ＬＯに対する傾きが調整されている
ことによってぼけが抑制され、このぼけが抑制された条
件下での台形歪みがレンズ３−４の中心軸ＬＣを光軸Ｌ
Ｏに対してθ２だけ傾けることによって抑制され、精度
良く指紋像を入力することが可能となる。
【００１８】歪曲収差には上述したようにたる型と糸巻
き型の２種類があるが、台形歪みの補正においての効果
は同等で、どちらが優れているということはない。ま
た、本実施の形態において、ピンホールは設計にゆとり
を持たせることができるという役割を果たす。すなわ
ち、ピンホールをレンズの前に配置することにより、レ
ンズの焦点深度が深くなり、ぼけが生じないような結像
面の光軸となす角度の許容誤差が確保でき、設計にゆと
りを持たせることができる。
き型の２種類があるが、台形歪みの補正においての効果
は同等で、どちらが優れているということはない。ま
た、本実施の形態において、ピンホールは設計にゆとり
を持たせることができるという役割を果たす。すなわ
ち、ピンホールをレンズの前に配置することにより、レ
ンズの焦点深度が深くなり、ぼけが生じないような結像
面の光軸となす角度の許容誤差が確保でき、設計にゆと
りを持たせることができる。
【００１９】また、本実施の形態において、指紋入力装
置の光学系の設計は次のようにして行われる。 プリズムの位置を決める。 光軸の角度と距離を決める。 レンズの選択（レンズの形状、焦点距離など）を行
い、光軸上のレンズの位置を決める。 ピンホールの選択（ピンホールの径，焦点深度など）
を行い、ピンホールの位置を決める。 ぼけが生じないように結像面の光軸に対する傾き角度
を変化させながら，を繰り返し、レンズの選択，レ
ンズの位置，ピンホールの選択，ピンホールの位置を決
定する。 レンズ角度を変化させて台形歪みが最小になる角度を
決める。なお、レンズ角度を変化させると結像面にぼけ
が生じる場合が出てくるので、ピンホールの位置を修正
してぼけが生じないようにする。
置の光学系の設計は次のようにして行われる。 プリズムの位置を決める。 光軸の角度と距離を決める。 レンズの選択（レンズの形状、焦点距離など）を行
い、光軸上のレンズの位置を決める。 ピンホールの選択（ピンホールの径，焦点深度など）
を行い、ピンホールの位置を決める。 ぼけが生じないように結像面の光軸に対する傾き角度
を変化させながら，を繰り返し、レンズの選択，レ
ンズの位置，ピンホールの選択，ピンホールの位置を決
定する。 レンズ角度を変化させて台形歪みが最小になる角度を
決める。なお、レンズ角度を変化させると結像面にぼけ
が生じる場合が出てくるので、ピンホールの位置を修正
してぼけが生じないようにする。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、ぼけが生じないように結像面を光軸に対
して傾け、かつ台形歪みが生じないようにレンズの中心
軸を光軸に対して傾けるようにしたので、光源の光強度
を強くすることなく結像面に結像される指紋像の光強度
を強くすることができ、かつぼけを抑制した条件の下で
の台形歪みの発生を大幅に抑制することができ、精度良
く指紋像を入力することが可能となる。
発明によれば、ぼけが生じないように結像面を光軸に対
して傾け、かつ台形歪みが生じないようにレンズの中心
軸を光軸に対して傾けるようにしたので、光源の光強度
を強くすることなく結像面に結像される指紋像の光強度
を強くすることができ、かつぼけを抑制した条件の下で
の台形歪みの発生を大幅に抑制することができ、精度良
く指紋像を入力することが可能となる。
【図１】 本発明に係る指紋入力装置の要部を示す図で
ある。
ある。
【図２】 台形状の歪みがたる型歪曲収差による補正さ
れる状況を説明する図である。
れる状況を説明する図である。
【図３】 台形状の歪みが糸巻き型歪曲収差による補正
される状況を説明する図である。
される状況を説明する図である。
【図４】 従来の指紋入力装置の要部を示す図である。
【図５】 従来の指紋入力装置の光学系の説明図であ
る。
る。
【図６】 レンズの代わりにピンホール板を用いるよう
にした指紋入力装置の要部を示す図である。
にした指紋入力装置の要部を示す図である。
【図７】 従来の指紋入力装置の光学系の説明図であ
る。
る。
【図８】 ピンホール板の背面に近接してレンズを設け
るようにした指紋入力装置の要部を示す図である。
るようにした指紋入力装置の要部を示す図である。
【図９】 この指紋入力装置において生じる台形状の歪
みを説明する図である。
みを説明する図である。
【図１０】 この指紋入力装置において生じる台形状の
歪みを説明する図である。
歪みを説明する図である。
１…光源、２…プリズム、２−１（Ａ−Ｂ）…指紋採取
面、３…受光器、３−２（ａ−ｂ）…結像面、３−３…
ピンホール板、３−４…レンズ、４…黒色塗装（或いは
遮光板）、ＬＯ…光軸、ＬＣ…中心軸、θ１，θ２…傾
斜角。
面、３…受光器、３−２（ａ−ｂ）…結像面、３−３…
ピンホール板、３−４…レンズ、４…黒色塗装（或いは
遮光板）、ＬＯ…光軸、ＬＣ…中心軸、θ１，θ２…傾
斜角。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１０月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図 １】
【図 ２】
【図 ３】
【図 ４】
【図 ６】
【図 ８】
【図 ９】
【図 ５】
【図 ７】
【図 １０】
Claims (1)
- 【請求項１】 その一方向面を指紋採取面として配置さ
れたプリズムと、 このプリズムの内部を通してその指紋採取面に光を照射
する光源と、 この光源から前記プリズムに入射されその指紋採取面に
対して置かれる指の紋様面にて反射し前記プリズムより
出射される光の通過通路に設けられたピンホールと、 このピンホールの背面に近接して配置されたレンズと、 このピンホールおよびレンズを通過した前記プリズムか
らの出射光が結像される結像面とを備え、 前記指紋採取面の中心と前記結像面の中心とを結ぶ直線
を光軸としたとき、ぼけが生じないように前記結像面が
前記光軸に対して傾けられ、かつ台形歪みが生じないよ
うに前記レンズの中心軸が前記光軸に対して傾けられて
いることを特徴とする指紋入力装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9262039A JPH11102432A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 指紋入力装置 |
| US08/985,112 US6185319B1 (en) | 1996-12-06 | 1997-12-04 | Fingerprint input apparatus |
| EP97121472A EP0847024A3 (en) | 1996-12-06 | 1997-12-05 | Fingerprint input apparatus |
| KR1019970066457A KR100295773B1 (ko) | 1996-12-06 | 1997-12-05 | 지문입력장치 |
| CN97125449A CN1111821C (zh) | 1996-12-06 | 1997-12-05 | 指纹输入设备 |
| US09/655,155 US6463166B1 (en) | 1996-12-06 | 2000-09-05 | Fingerprint input apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9262039A JPH11102432A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 指紋入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102432A true JPH11102432A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17370189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9262039A Pending JPH11102432A (ja) | 1996-12-06 | 1997-09-26 | 指紋入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11102432A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001011549A3 (en) * | 1999-08-04 | 2001-08-16 | Secugen Corp | Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP9262039A patent/JPH11102432A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001011549A3 (en) * | 1999-08-04 | 2001-08-16 | Secugen Corp | Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system |
| US6324020B1 (en) | 1999-08-04 | 2001-11-27 | Secugen Corporation | Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system |
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