JPH11309133A

JPH11309133A - 光学式指紋等読取り装置

Info

Publication number: JPH11309133A
Application number: JP10120950A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Murai; 豊村井; Hideki Yoshino; 英樹吉野
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】指紋の画像濃度は、外気湿度、温度、更に個
々人の特性（乾燥皮膚、又は多汗性皮膚）によってプリ
ズム面での指の密着度合いが変わり、それに応じて画像
濃度を調整する必要があり、その調整はカットアンドト
ライのため時間がかかり且つ面倒な作業であった。【解決手段】湿度センサ２４で外気の湿度を、皮膚の
表面抵抗測定センサ２５で個々人の特性差(皮膚の乾き
具合)を測定し、これらの情報を基準値と比較した結果
で、その結果によりカメラ５のゲイン調整又は、面光源
８の光量調整を自動的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指紋や掌紋を自動
採取する装置、特に画像濃度を自動調整する指紋等読取
り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気的な指紋や掌紋等の採取装置は、そ
の当接面にガラスやプリズムを置き、当接面からの反射
光をＣＣＤカメラ等で撮像し、この画像処理を行って指
紋や掌紋等の画像を得るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】指紋や掌紋等の採取の
際に、適正な画像濃度を得られない場合がある。空気中
の水分の大小による湿度の影響や皮膚の湿りや乾きによ
る個人差の影響のためである。

【０００４】本発明の目的は、こうした湿度や、人の手
の湿り・乾きによる個人差をも考慮して明瞭な画像を得
ることを可能にする指紋等読取り装置を提供するもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、指紋等の採取
面の当接する光学面と、この光学面に光を照射する光源
と、採取面からの映像を読みとる撮像手段と、撮像手段
で読みとった映像又は映像処理結果を表示する表示器と
を備えると共に、採取雰囲気中の湿度を検出する湿度セ
ンサと、該センサの値を基準値と比較しその結果によっ
て、読み取り画像の濃度を自動調節する調整手段とを備
えたことを特徴とする光学式指紋等読取り装置を開示す
る。

【０００６】更に本発明は、上記調整手段は、基準値よ
り湿度センサの検出値が高い時には画像濃度を低くする
ように、低い時には画像濃度を濃くするように、上記撮
像手段のゲインを調整する手段とした。

【０００７】更に本発明は、上記調整手段は、湿度セン
サの検出値が高い時には上記光源の光量を低くし、低い
時には上記光源の光量を高くするように調整する手段と
した。

【０００８】更に本発明は、冷却用の吸気ファンを設
け、上記湿度センサを吸気ファンの近辺の空気流束内に
配設した。

【０００９】更に本発明は、指紋等の採取面の当接する
光学面と、光学面に光を照射する光源と、採取面からの
映像を読み取る撮像手段と、撮像手段で読み取った映像
又は映像処理結果を表示する表示器とを備えると共に、
採取面等の皮膚表面抵抗を測定する皮膚表面抵抗測定セ
ンサと、該センサの値を基準値と比較しその結果によっ
て、読み取り画像の濃度を自動調節する調整手段とを備
えたことを特徴とする光学式指紋等読取り装置を開示す
る。

【００１０】更に本発明は、指紋等の採取面の当接する
光学面と、光学面に光を照射する光源と、採取面からの
映像を読みとる撮像手段と、撮像手段で読みとった映像
又は映像処理結果を表示する表示器とを備えると共に、
採取雰囲気中の湿度を検出する湿度センサと、採取面等
の皮膚表面抵抗を測定する皮膚表面抵抗測定センサと、
該２つのセンサの値に基づいて、読み取り画像の濃度を
自動調節する調整手段とを備えたことを特徴とする光学
式指紋読取り装置を開示する。

【００１１】更に本発明は、上記皮膚表面抵抗測定セン
サは、皮膚等の接触面と、その接触による電気抵抗の変
化検出用電極とより成るものとした。

【００１２】更に本発明は、上記変化検出用電極は、接
触面に沿って等間隔で且つ円形に配置した複数面の電極
から成るものとした。

【００１３】更に本発明は、上記調整手段にあっては、
湿度センサの測定結果に基づき皮膚抵抗基準値を選択
し、皮膚表面抵抗測定センサの測定結果をこの選択した
値と比較して、その結果により濃度調整するものとし
た。

【００１４】更に本発明は、上記調整手段にあっては、
選択した基準値よりも測定値が大きい時には画像の濃度
を濃くするように、小さい時には低くするように、撮像
手段又は光源の光量を制御するものとした。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図３に
ついて説明する。図１は、指紋や掌紋などの採取装置の
一断面図で、ベース１にプリズム２、ミラー３、ミラー
４と更にカメラベース９に取り付けられた掌紋用のカメ
ラ５が取り付けられ、個々の寸法精度が確保される。こ
のうちミラー３、ミラー４とカメラベース９に固定され
た撮像２次元ＣＣＤカメラ５はこのカメラベース９が保
持板６に固定され撮像カメラユニット７を構成し、この
保持板６が前記ベース１に固定される。すなわちカメラ
ユニット７が固定される。以下では掌紋検出の例で述べ
るが、指紋検出でも同じである。

【００１６】なお、プリズム２は角度４５度のプリズム
で、面２ａが手のひら１４を押し付ける面であり、面２
ｂには面光源８が面２ａの手のひら１４を照明するため
設けられている。以上の光学系で、面２ａ上の手のひら
１４の像を掌紋用のカメラ５に読み取ることが出来る。
二点鎖線が光の経路Ｐを示し、本装置の掌紋の読み取り
は、図３に示すごとく全反射光を使う方式で、掌紋の隆
線１４ａはプリズム２の面２ａに接触しているため面光
源８の光（照明光）は散乱する。一方掌紋の谷線１４ｂ
は面２ａに接触しないため光は全反射し、隆線１４ａの
散乱光に対し強い光で、掌紋用カメラ５には隆線１４ａ
は黒、谷線１４ｂは白として読み取らせるものである。

【００１７】図１、図２において、画像処理ボード１０
は掌紋用カメラ５から送られてくるデジタル信号の画像
処理及び画像濃度調整を行う基板である。液晶等からな
る表示器１１は画像処理されて得られた掌紋像を表示す
るものであり、これらが筐体１２内に組み込まれてい
る。画像処理ボード１０Ａと表示器１１を接続するイン
ターフェースコネクタ１３が装置後部に配置されてい
る。又、本装置の運転は、運転制御ボード１０Ｂにより
制御される。更に、運転制御ボード１０Ｂは、スイッチ
１５Ａ及び湿度センサ２４からの信号を受け取る。湿度
センサ２４は、装置内に配設した電源（図示せず）や画
像処理ボード１０を冷却するための吸気方式のファン２
３の、空気吐き出し側近傍の空気流束中に配置した。こ
れにより装置外部の空気の湿度を検出する。湿度センサ
２４の検出信号は、信号１０ａを通して画像濃度の調整
に利用する。更に運転制御ボード１０Ｂからの読み取り
のスタート指示は、外部スイッチ１５Ａから又は、図示
しないパソコン等の画面からのマウスからの指示に基づ
いてなされる。尚、２６は冷却ファン２３に空気を取り
入れるための風穴である。

【００１８】この湿度センサー２４の動作について説明
する。運転制御ボード１０Ｂは、湿度センサー２４の測
定結果を基準湿度と比較し(回路図示せず)、基準湿度よ
り測定結果が高い場合は濃度を「薄く」する方向に、低
い場合は「濃く」する方向にカメラ５のゲイン調整を制
御信号１０ａによって制御するものである。

【００１９】次に、図１の構成に、湿度センサ２４の代
わりに皮膚表面抵抗センサ２５を付加した等その他の特
徴を持つ構成例を図４に示す。筺体１２の上面に、掌紋
用プリズム２及び、指紋用プリズム１７は配置され、読
み取り画像の表示等を制御するパソコン１９を接続し、
全体の制御（読み取り画像データをストア等）を行う。
パソコンのキーボード１９ｂからは名前、住所等の情報
を入力でき、又、表示器１９ａには操作メニューや読み
取り画像を表示するものである。

【００２０】一方、読み取りのスタートは開口部２２に
出し入れ自在な外部スイッチ１５からも指示出来、外部
スイッチベース１５の押しボタンスイッチ１５Ａを押す
ことで、指示される。尚、外部スイッチベース１５はコ
ード２１で本体に接続され、このコード２１は図示しな
い装置内部のコードリールにより巻き取り可能に構成し
ている。又、開口部２２は、外部スイッチ１５Ａを使用
しない時に収納するポケットである。

【００２１】センサ２５は、上面に配置した皮膚表面抵
抗測定センサであり、このエリアに指等を押し当て皮膚
の表面抵抗測定を測定するものである。このセンサ２５
も、湿度センサ２４と同じように運転制御ボード１０Ｂ
につながり、画像濃度調整が行われる。次に動作につい
て説明する。図４において、電源を入れ立ち上げが終了
すると、指紋等を採取する前に先ず指を皮膚表面抵抗測
定センサ２５に押し付け皮膚表面抵抗測定し、運転制御
ボード１０Ｂを介して画像濃度をどのレベルに設定する
かの自動又は手動調整を行う。

【００２２】画像濃度の設定が終了すると、次に外部ス
イッチベース１５の押しボタンスイッチ１５Ａが押され
ると、図２の運転制御ボード１０により読み取りが指令
され、読み取りが開始される。先ず、プリズム２の対物
面２ａに手のひら１４を乗せ、押し付ける。光源８の光
により手のひら１４は照明される。光源８の光は図３に
示す如く、掌紋の隆線１４ａはプリズム面２ａに接触し
ているため散乱する。一方谷線１４ｂは接触していない
ために正反射する。図２に戻り反射光は２次元ＣＣＤセ
ンサを有するカメラ５に映像として読み込まれ、デジタ
ル信号化される。カメラ５は、隆線１４ａの反射光は光
強度が弱いため黒、また谷線１４ｂの反射光は光強度が
強いため白と認識する。

【００２３】このカメラ５の映像信号は画像処理ボード
１０Ａに取り込まれ、像の歪み補正等の処理を施して図
４のパソコン１９のメモリにストアする、必要に応じて
これを読み出し、表示器１９ａに表示して参照に供する
ものである。次に図５により本発明の皮膚表面抵抗測定
センサ２５とＣＰＵ等を使ったその処理構成の具体例に
ついて説明する。２７ａ、２７ｂ・・・、２７ｆは電極
で、２８ａ、２８ｂ・・・、２８ｆは、電極２７と電極間
抵抗検出部２９を結ぶ配線、電極間抵抗検出部２９から
出力された信号は電極間抵抗信号増幅ＡＭＰ３０により
増幅され、ＣＰＵ３１で演算処理される。又、ＣＰＵ３
１からはスキャン信号３２が電極間抵抗検出部２９に指
令されこれにより、抵抗測定の電極対が指示される。一
方、この抵抗測定値により、ＣＰＵ３１はカメラ５にゲ
イン調整信号を出力し、画像濃度を決定するか又は、Ｃ
ＰＵ３１から面光源(バックライト)８の電源３７に対し
光量調整信号を３５出力しバックライト電源３７を調整
し面光源(バックライト)８の光量を調整し画像の濃度を
調整する方法のいずれかで制御する。

【００２４】次に図６により電極２７の配置、抵抗測定
について説明する。図６（ｉ）は電極の配置例を示すも
ので、各々の電極２７ａ〜ｆは、電極間距離Ｌ₁、Ｌ₂が
ほぼ等しくなる様に配設する。図６（ｉｉ）は該電極２
７に指を接触させた状態を示し、指紋の隆線１４ａが電
極２７に押し付けられた状態を表わしている。この図６
（ｉｉ）において、指紋の１本の隆線が２個の電極に接
触しているのは隆線１４ａ２が電極２７ｃと２７ｄに接
触し、隆線１４ａ３が電極２７ｂと２７ｅに接触してい
る。指紋の隆線１４ａには汗線孔と呼ばれる汗が出るた
めの孔が無数に開いている。この汗線孔が３８である。
したがって、汗をかく場合はこの汗線孔３８すなわち、
隆線１４ａから湿ってくることになる。この汗をかいた
隆線と汗をかいていない隆線では、電極２７ａ、２７ｄ
間や電極２７ｂ、２７ｅの抵抗値は微少ながら異なる。
この差を増幅してカメラのゲインや照明の光量調整の制
御信号とするものである。

【００２５】次に電極２７の電極間抵抗の測定方法につ
いて述べる。図５において、ＣＰＵ３１からの指令(ス
キャン信号)によりどの電極とどの電極間の抵抗を測定
するかの指令が電極間抵抗検出部２９に指令される。そ
の順序は、先ず電極２７ａと外周の電極２７ｂ・・・、２
７ｆを順次測定しその値を記憶する。次に電極２７ｂと
２７ｃ〜２７ｆの各電極間の抵抗を測定、記憶し、次に
電極２７ｃとこれまでの測定点と重複しない電極２７
ｄ、２７ｅ、２７ｆ間、次に電極２７ｄと電極２７ｅ、
２７ｆ間、最後に電極２７ｅと電極２７ｆ間の抵抗を測
定、記憶する。この抵抗の測定値を「基準の抵抗値」と
比較する。測定抵抗値の最小値が「基準抵抗値」より大
きい場合は画像濃度を「濃く」する方向に、測定抵抗値
の最大抵抗が「基準抵抗値」より小さい場合は画像濃度
を「薄く」する方向の指令をＣＰＵ３１から、ゲイン調
整信号としてカメラ５に発行しカメラ５のゲインを調整
するものである。

【００２６】以上の構成に代わって、湿度センサ２４と
皮膚抵抗測定センサ２５との両者を設置して濃度調整す
るやり方もある。この場合、以下の濃度調整のやり方が
ある。（１）、センサ２４、２５の測定値をそれぞれ別個に濃
度調整に利用するやり方。このやり方は、互いのセンサ
出力がそれ程関連がないと思われる如き場合に採用す
る。（２）、センサ２４、２５の測定値を互いに関連させて
濃度調整に利用するやり方。測定値として関連している
と思われる如き場合に採用する。関連の仕方は、相互の
関連と濃度との関係から与える。その一例として、湿度
センサ２４の値を従とし、抵抗測定センサ２５の値を主
とするやり方があり、例えば、抵抗測定センサ２５の
「基準抵抗値」を複数パターン準備しておき、前記湿度
センサー２４の測定した湿度の値によりこの複数のパタ
ーンから１つのパターンを選択し、この選択されたパタ
ーンの「基準抵抗値」と前記電極間抵抗値を比較し、前
述した比較を実施することによりさらに調整精度が向上
する。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明の如く、本発明によれば、外
気湿度、人間の発汗まで考慮され最適の画像濃度が自動
的に調整できるので調整時間が必要なく、指紋の入力を
短時間で行うことが出来る効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】指掌紋採取装置の主要な構成を示す装置断面図
である。

【図２】指掌紋採取装置の動作、機能を示す模式図であ
る。

【図３】全反射方式の原理説明図である。

【図４】機器構成図である。

【図５】本発明の皮膚抵抗測定、画像濃度調整ブロック
図である。

【図６】本発明の皮膚抵抗測定原理説明図である。

【符号の説明】

１ベース２プリズム３、４ミラー５カメラ６保持板７カメラユニット８面光源(バックライト) １０画像処理ボード１４指紋隆線２３冷却ファン２４湿度センサ２５皮膚表面抵抗測定センサ２６抵抗測定電極３８汗腺孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指紋等の採取面の当接する光学面と、こ
の光学面に光を照射する光源と、採取面からの映像を読
みとる撮像手段と、撮像手段で読みとった映像又は映像
処理結果を表示する表示器とを備えると共に、採取雰囲
気中の湿度を検出する湿度センサと、該センサの値を基
準値と比較しその結果によって、読み取り画像の濃度を
自動調節する調整手段とを備えたことを特徴とする光学
式指紋等読取り装置。
【請求項２】上記調整手段は、基準値より湿度センサ
の検出値が高い時には画像濃度を低くするように、低い
時には画像濃度を濃くするように、上記撮像手段のゲイ
ンを調整する手段とした請求項１の光学式指紋等読取り
装置。
【請求項３】上記調整手段は、湿度センサの検出値が
高い時には上記光源の光量を低くし、低い時には上記光
源の光量を高くするように調整する手段とした請求項１
の光学式指紋等読取り装置。
【請求項４】冷却用の吸気ファンを設け、上記湿度セ
ンサを吸気ファンの近辺の空気流束内に配設したことを
特徴とする請求項１の光学式指紋等読取り装置。
【請求項５】指紋等の採取面の当接する光学面と、光
学面に光を照射する光源と、採取面からの映像を読み取
る撮像手段と、撮像手段で読み取った映像又は映像処理
結果を表示する表示器とを備えると共に、採取面等の皮
膚表面抵抗を測定する皮膚表面抵抗測定センサと、該セ
ンサの値を基準値と比較しその結果によって、読み取り
画像の濃度を自動調節する調整手段とを備えたことを特
徴とする光学式指紋等読取り装置。
【請求項６】指紋等の採取面の当接する光学面と、光
学面に光を照射する光源と、採取面からの映像を読みと
る撮像手段と、撮像手段で読みとった映像又は映像処理
結果を表示する表示器とを備えると共に、採取雰囲気中
の湿度を検出する湿度センサと、採取面等の皮膚表面抵
抗を測定する皮膚表面抵抗測定センサと、該２つのセン
サの値に基づいて、読み取り画像の濃度を自動調節する
調整手段とを備えたことを特徴とする光学式指紋読取り
装置。
【請求項７】上記皮膚表面抵抗測定センサは、皮膚等
の接触面と、その接触による電気抵抗の変化検出用電極
とより成るものとした請求項５又は６の光学式指紋等読
取り装置。
【請求項８】上記変化検出用電極は、接触面に沿って
等間隔で且つ円形に配置した複数面の電極から成るもの
とした請求項８の光学式指紋読取り装置。
【請求項９】上記調整手段にあっては、湿度センサの
測定結果に基づき皮膚抵抗基準値を選択し、皮膚表面抵
抗測定センサの測定結果をこの選択した値と比較して、
その結果により濃度調整するものとした請求項８の光学
式指紋読取り装置。
【請求項１０】上記調整手段にあっては、選択した基
準値よりも測定値が大きい時には画像の濃度を濃くする
ように、小さい時には低くするように、撮像手段又は光
源の光量を制御するものとした請求項９の光学式指紋等
読取り装置。