JPH1131218A - 押捺指紋画像入力装置及びその入力方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】押捺指紋画像を入力する場合に、短冊状領域画
像の検出に指紋画像自体の画像濃度値を用いた結果、押
捺指紋画像を入力できない部分が生じたり、短冊状領域
画像の取り込みの失敗を防ぐ押捺指紋画像入装置の提
供。 【解決手段】透明多面体２上に指の接触位置を検出する
ファイバー束４と光検出器５を設置し、ファイバー束４
からの光線を遮断する、指が透明多面体２に接触する部
分の短冊状領域の画像のみを保存して、各短冊状領域画
像から押捺指紋画像を合成する。これにより、指が透明
多面体に部分的に接触していない領域がある場合の短冊
状領域画像を採取することを防ぎ、押捺指紋画像が入力
できない部分を生じさせなくすることと、短冊状領域画
像の採取中断、再採取を指紋画像自体の画像濃度値に左
右されることなく、確実に短冊状領域画像の採取を行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体の指表面の汗
腺の集まりである指紋を用いて個人を識別するための指
紋照合装置に関し、特に、指の側面までの指紋画像をコ
ンピュータ等に入力するための押捺指紋画像入力装置お
よびその入力方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、指紋照合に使われる押捺指紋画像
の入力は、指紋の凹凸による反射率の差異に着目し、指
による反射光を受光することにより指紋の凹凸を濃淡画
像として得るものが大多数であり、また、押捺指紋画像
の入力では、指を指載置台上で回転させたときの画像を
取り込む方法が大多数であった。

【０００３】図７（Ａ）は、従来の代表的な指紋照合装
置における指紋画像入力装置の構成を示す図である。図
７（Ａ）を参照すると、指紋画像入力装置は、白色光を
光源とする投光部７１と、指との接触面において全反射
条件を満たすように投光部７１から入射され白色光を反
射するプリズム７２と、プリズム７２からの反射光を受
光して指紋画像を得る撮像素子７３と、から構成され
る。

【０００４】すなわち、プリズム７２に指が接触してい
ない場合、投光部７１から入射された白色光はプリズム
７２の上面で全反射され、撮像素子７３により得られる
画像は全面が明るい画像となる。

【０００５】また、指紋入力時には、このプリズム７２
の上面に指を押し当てる。このとき、指紋の凸部では、
皮膚とプリズム７２とが接触しているため、全反射条件
を満たさなくなり、投光部７１からの白色光の大部分が
皮膚に吸収され、一部が接触面で反射されることにな
る。一方、指紋の凹部では、皮膚とプリズム７２とが接
触していないため、全反射条件を満たすことになり、投
光部７１からの白色光は接触面で全反射され、撮像素子
７３に入射されることになる。これにより、指紋の凹部
は明るく、凸部は暗くなり、コントラストのある指紋画
像が得られる。

【０００６】また、指の側面を含めた回転押捺指紋を採
取する場合、撮像素子７３より入力される指紋画像を、
長指方向の短冊状領域画像７４に分割し（図７（Ｂ）参
照）、指紋と該短冊状領域画像７４との接触を、繰り返
し採取される該短冊状領域画像７４中の所定位置の複数
画素、或いはランダムな位置の画素の濃淡を調べること
により検出し、この短冊状領域画像７４を順次、採取
し、最端短冊状領域画像の採取が終了した時点で、採取
された全短冊状領域画像を合成し、押捺指紋画像を入力
していた（詳細は例えば特開平２−１７１８８１号公報
参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の押捺指紋画像入力装置は、下記記載の問題点を
有している。

【０００８】（１）第１の問題点は、押捺指紋画像を入
力できない部分が生じてしまう場合がある、ということ
である。

【０００９】その理由は、短冊状画像領域内における指
紋載置検出用画素により、検出された短冊状領域画像
は、指紋載置検出用画素で検出する画像濃淡値が閾値を
越えていたとしても、指紋載置検出用画素以外の短冊状
領域画像を採取できているとは限らず、指載置台に指が
接触していない部分を含んだ短冊状領域画像を採取して
しまう場合がある、からである。

【００１０】（２）第２の問題点は、短冊状領域画像の
取り込みに失敗する回数が増える、ということである。

【００１１】その理由は、短冊状画像領域内における指
紋載置検出用画素で検出する画像濃淡値が閾値を越える
か否かによって、短冊状領域画像を取り込むか否かを決
定しているため、指紋画像自体の画像濃度値が閾値を越
えないような場合においても、短冊状領域画像を採取す
ることを中断してしまい、再度採取しなおそうとするた
めである。

【００１２】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、押捺指紋画像を
入力する場合に、短冊状領域画像の検出に指紋画像自体
の画像濃度値を用いた結果、押捺指紋画像を入力できな
い部分が生じたり、短冊状領域画像の取り込みに失敗す
ることを回避し、確実に短冊状領域画像の採取可能とし
た押捺指紋画像入力装置及びその入力方法を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の押捺指紋画像入力装置は、平行光線を指の
置かれた透明多面体に照射する平面状光源と、前記透明
多面体と指との接触面からの反射光を受光し反射光強度
を電気信号に変換する２次元イメージセンサと、前記透
明多面体の指の接触する面に該指の接触位置を検出する
ために両側に対向して設けられる光線を照射するファイ
バー束及び光検出器と、を備え、前記指の前記透明多面
体表面との接触により前記ファイバー束からの光線が遮
断される部分の短冊状領域の画像のみを保存し、各短冊
状領域画像から押捺指紋画像を合成する、ことを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の押捺指紋画像入力装置は、その好
ましい実施の形態において、平行光線を指の置かれた透
明多面体（図１の２）に照射する平面状光源（図１の
１）と、透明多面体（図１の２）と指との接触面からの
反射光を直接受光し、反射光強度を電気信号に変換する
２次元イメージセンサ（図１の３）と、透明多面体（図
１の２）に指が回転して接触する部分を光線の遮断によ
って検出するよう、透明多面体上に設置された、光線を
照射するライン状のファイバー束（図１の４）と、ファ
イバー束に入射する光源（図１の６）と、ファイバー束
からの光線の遮断を検出する透明多面体上に設置された
ライン状の光検出器（図１の５）と、ファイバー束から
の光線が遮断された短冊状領域の画像を２次元イメージ
センサ（図１の３）からの電気信号をディジタル画像濃
度データに変換して保存し、保存された各領域の短冊状
画像濃度データから押捺指紋画像を形成する制御部（図
１の７）と、を備えている。

【００１５】平面状光源（図１の１）により照射された
平行光線は、透明多面体（図１の２）と指との接触部に
照射され、接触部からの反射光は、その強度が２次元イ
メージセンサ（図１の３）により電気信号に変換され
る。

【００１６】透明多面体上に設置されたライン状のファ
イバー束（図１の４）から照射される光線が、透明多面
体（図１の２）上を回転する指により遮断されたこと
を、透明多面体上の光検出器（図１の５）で検出し、接
触領域を検出する。

【００１７】検出した接触領域の短冊状領域画像を制御
部（図１の７）で記録するとともに、短冊状領域の先頭
位置と最後尾位置を記録する。

【００１８】指を回転して光線を遮断する短冊状領域の
最後尾位置が、先に記録した先頭位置と最後尾位置の中
心に一致した場合、その時の短冊状領域画像を記録す
る。

【００１９】指の側面を含めた指紋全領域について接触
部の短冊状領域画像を記録した後、各々の短冊状領域画
像濃度値の最大値を残すように合成して押捺指紋画像を
形成する。

【００２０】このため、本発明の実施の形態によれば、
指が透明多面体に部分的に接触していない領域がある場
合の短冊状領域画像を採取することを防ぐことができ、
押捺指紋画像を入力できない部分が生じなくなり、短冊
状領域画像を指紋載置検出用画素で画像濃淡値から検出
する方法のように、短冊状領域画像の採取中断、再採取
が指紋画像自体の画像濃度値に左右されることがなくな
り、確実に短冊状領域画像の採取を行うことができる。

【００２１】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。

【００２２】図１は、本発明の一実施例の構成を説明す
るための図である。

【００２３】図１を参照すると、本発明の一実施例は、
平行光線を指の置かれた透明多面体２に照射する平面状
光源１と、透明多面体２と指との接触面からの反射光を
直接受光し、反射光強度を電気信号に変換する２次元イ
メージセンサ３と、透明多面体２に指が回転して接触す
る部分を光線の遮断によって検出するよう透明多面体２
上に設置された、光線を照射するライン状のファイバー
束４と、ファイバー束４に入射する光源６と、ファイバ
ー束４からの光線の遮断を検出する透明多面体２上に設
置されたライン状の光検出器５と、ファイバー束４から
の光線が遮断された短冊状領域の画像を２次元イメージ
センサ３からの電気信号をディジタル画像濃度データに
変換して保存し、保存された各領域の短冊状画像濃度デ
ータから押捺指紋画像を形成する制御部７と、を備えて
いる。

【００２４】次に、図１に示した本発明の一実施例の動
作について詳細に説明する。

【００２５】図２は、本発明の一実施例において、透明
多面体２上に設置されたファイバー束４と、光検出器５
の位置関係を説明するための図である。図２を参照する
と、透明多面体２上の指が接触する面には、規則正しく
集めてまとめられたライン状のファイバー束４が、透明
多面体２上の片方の端に設置され、平行光線を照射す
る。透明多面体２上の反対の端には、ファイバー束４か
ら照射された光線を検出するため、ライン状に規則正し
く検出素子が並んだ光検出器５が設置されている。

【００２６】図３は、本発明の一実施例において、透明
多面体２上のファイバー束４から照射される光線の遮断
と、短冊状領域８の検出の関係を説明するための図であ
る。図３に示すように、透明多面体２上に指を置くと、
指と透明多面体２が接触する部分では、ファイバー束４
からの光線が遮断される。光線が遮断された部分は、光
検出器５に光線が届かず、指が透明多面体２に接触して
いる短冊状領域８（図３（Ｂ）参照）を検出することが
できる。

【００２７】光源１から透明多面体２に照射された平行
光線は、指が接触している透明多面体２上で反射され、
２次元イメージセンサ３に入射して電気信号に変換され
る。制御部７でこの電気信号をディジタル信号に変換し
て、画像濃度値データとして記録するが、この時、光検
出器５で検出された短冊状領域８のみの画像濃度値デー
タを記録する。

【００２８】図４は、本発明の一実施例において、短冊
状領域画像８１から８３の採取過程を横から表した説明
図である。図５は、本発明の一実施例において、短冊状
領域画像８１から８３の採取過程を上から表した説明図
である。

【００２９】図４、及び図５を参照すると、制御部７
は、短冊状領域８１（図５（Ａ）参照）を採取・記録し
た後、短冊状領域の先端位置Ｓ１と最後尾位置Ｅ１を記
録する。指が透明多面体２上を回転し、短冊状領域８２
（図５（Ｂ）参照）の先端位置Ｓ２が、先端位置Ｓ１と
最後尾位置１の中間にきたときに制御部７は、短冊状領
域８２を採取・記録する。

【００３０】続いて先端位置Ｓ２と最後尾位置Ｅ２を記
録し、短冊状領域８３（図５（Ｃ）参照）の先端位置Ｓ
３が先端位置Ｓ２とＥ２の中間にきたとき、制御部７
は、短冊状領域８３を採取・記録する。

【００３１】この処理を指が透明多面体２より離れるま
で実行する。制御部７は、記録した各短冊状領域画像を
比較し、画像が重なる部分については、画像濃度値が大
きい方のデータを残すようにして合成し、押捺指紋画像
を形成する。

【００３２】図６は、本発明の一実施例における制御部
７の動作を説明するための流れ図である。図６を参照し
て、本発明の一実施例における制御部７の動作について
説明する。

【００３３】始めに、制御部７は、指が透明多面体２の
上に置かれるとファイバー束４からの光線が遮断される
位置を光検出器５から検出し、その位置より初期短冊状
領域画像を採取・記録した後、短冊状領域の初期先頭位
置と最後尾位置を記録する（ステップＳ６１）。

【００３４】指が透明多面体２上で回転し始めると、制
御部７は、光検出器５で検出される短冊状領域の先頭位
置が、先に記録された短冊状領域の先頭位置と最後尾位
置の中間点に一致するかどうかを比較し、一致しない場
合には、光検出器５からの短冊状領域の先端位置を再
度、検出する（ステップＳ６２）。

【００３５】光検出器５で検出された短冊状領域の先頭
位置が、先に記録された短冊状領域の先頭位置と最後尾
位置の中間点に一致した場合、制御部７は、短冊状領域
画像を記録した後、その時の短冊状領域の先端位置と最
後尾位置を記録する（ステップＳ６３）。

【００３６】制御部７は、光検出器５によりファイバー
束４からの光線が、透明多面体２に置かれた指により遮
断されているかどうかを検出し（ステップＳ６４）、遮
断されている場合には、ステップＳ６２に戻り、再び短
冊状領域の先頭位置が記録された先頭位置と最後尾位置
の中間に一致するか調べ、一致する場合は短冊状領域画
像を記録し、先頭位置と最後尾位置を記録する。

【００３７】透明多面体２から指が離れ、ファイバー束
４からの光線が、遮断されなくなったことを光検出器５
により検出した場合には、制御部７は、記録した各短冊
状領域画像を比較し、画像が重なる部分については各短
冊状領域画像濃度値データを画素ごとに比べて、画像濃
度値が大きい方のデータを残し、各短冊状領域画像を合
成して押捺指紋画像を形成し（ステップＳ６５）、全て
の制御動作を終了する。

【００３８】なお、次の短冊状領域を検出する際、検出
した先頭位置が、記録された先頭位置と最後尾位置の中
間に一致するかどうかを比較する以外に、先頭位置と最
後尾位置の最後尾位置寄りで一致するかどうかを比較し
てもよい。また、各短冊状領域画像を合成する際、画像
が重なる部分の最大値を比較記録する以外にも、画像濃
度値の平均を計算して、新たな画像濃度値とする方法な
どがある。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。

【００４０】（１）本発明の第１の効果は、押捺指紋画
像の入力において、押捺指紋画像が入力されない部分が
生じるということを回避できる、ということである。

【００４１】その理由は、本発明においては、透明多面
体上の指との接触部を透明多面体表面上に設置したファ
イバー束からの光線遮断を光検出器により検出し、必ず
指が接触している短冊状領域を検出している、からであ
る。

【００４２】（２）本発明の第２の効果は、押捺指紋画
像の入力において、短冊状領域画像の取り込みに失敗す
ることを回避する、ということである。

【００４３】その理由は、本発明においては、短冊状領
域画像の検出に、指紋画像自体の画像濃度値を用いてお
らず、透明多面体表面上に設置したファイバー束からの
光線遮断を光検出器により検出し、短冊状領域画像を検
出しているので、指紋画像濃度値が小さい場合でも、短
冊状領域画像を検出することができる、からである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例を説明するための図であり、
透明多面体上のファイバー束と光検出器の位置関係を示
す説明図である。

【図３】本発明の一実施例を説明するための図であり、
透明多面体上のファイバー束からの光線遮断と短冊状領
域検出の関係を表す説明図である。

【図４】本発明の一実施例を説明するための図であり、
短冊状領域画像の採取過程を横から表した説明図であ
る。

【図５】本発明の一実施例を説明するための図であり、
短冊状領域画像の採取過程を上から表した説明図であ
る。

【図６】本発明の一実施例における制御部の押捺指紋画
像入力時の動作を表すフローチャートである。

【図７】従来の指紋画像入力装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 透明多面体 ３ ２次元イメージセンサ ４ ファイバー束 ５ 光検出器 ６ 光源 ７ 制御部 ８ 短冊状領域 ８１ 短冊状領域 ８２ 短冊状領域 ８２ 短冊状領域 Ｅ１ 最後尾位置 Ｅ２ 最後尾位置 Ｅ３ 最後尾位置 Ｓ１ 先端位置 Ｓ２ 先端位置 Ｓ３ 先端位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行光線を指の置かれた透明多面体に照射
   する平面状光源と、 前記透明多面体と指との接触面からの反射光を受光し反
   射光強度を電気信号に変換する２次元イメージセンサ
   と、 前記透明多面体の指の接触する面に該指の接触位置を検
   出するために両側に対向して設けられる光線を照射する
   ファイバー束及び光検出器と、 を備え、 前記指の前記透明多面体表面との接触により前記ファイ
   バー束からの光線が遮断される部分の短冊状領域の画像
   のみを保存し、各短冊状領域画像から押捺指紋画像を合
   成する、ことを特徴とする押捺指紋画像装置。
2. 【請求項２】平行光線を指の置かれた透明多面体に照射
   する平面状光源と、 前記透明多面体と指との接触面からの反射光を直接受光
   し反射光強度を電気信号に変換する２次元イメージセン
   サと、 前記透明多面体に指が回転して接触する部分を光線の遮
   断によって検出するために、前記透明多面体上に設置さ
   れた、光線を照射するライン状のファイバー束と、 前記ファイバー束に入射する光源と、 前記ファイバー束からの光線の遮断を検出するために、
   前記透明多面体上に設置されたライン状の光検出器と、 前記ファイバー束からの光線が遮断された短冊状領域の
   画像を、前記２次元イメージセンサからの電気信号をデ
   ィジタル画像濃度データに変換して保存し、各領域の短
   冊状画像濃度データから押捺指紋画像を形成する制御部
   と、 を備えたことを特徴とする押捺指紋画像入力装置。
3. 【請求項３】前記透明多面体に指が接触し、前記透明多
   面体上に設置された光線を照射するライン状のファイバ
   ー束からの光線が遮断されることによって指の接触領域
   を検出する第１のステップと、 検出された、指と前記透明多面体の接触面から受光した
   反射光強度を２次元イメージセンサで電気信号に変換
   し、前記電気信号から前記接触領域付近の短冊状画像濃
   度データを、前記制御部で記録する第２のステップと、 前記ファイバー束からの光線が遮断された先頭位置と最
   後尾の位置を記録する第３のステップと、 前記透明多面体上を指が回転して、前記ファイバー束か
   らの光線を遮断する最後尾位置が、先に記録した先頭位
   置と最後尾位置の中心近傍に一致した時に、前記ファイ
   バー束からの光線を遮断する、指と前記透明多面体の接
   触面を検出する第４のステップと、 前記透明多面体上で回転する指が、前記透明多面体から
   離れることにより、前記ファイバー束からの光線が遮断
   されなくなることを検出するまで、前記第２のステップ
   から第４のステップを繰り返す第５のステップと、 記録した各短冊状画像濃度データを制御部で合成して、
   押捺指紋画像を形成する第６のステップと、 を含むことを特徴とする押捺指紋画像入力方法。