KR20030014111A - 지문 판독 방법 및 지문 판독 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지문 대조면에 접촉된 손끝이 진짜(생체)인지, 복사 등의 유사 손가락인지를 간단한 구성으로 판별할 수 있도록 한다.

지문 대조면(2)에 대하여 검지 광선을 발광하는 광원으로서, 적색 발광되는 LED(4)와 녹색 발광되는 LED(5)의 2종류가 설치된다. 지문 대조면(2)에 손끝(Y)을 접촉한 상태로, LED(4)만을 발광시키고, 이 때의 지문 대조면(2)으로부터의 반사광이 촬상 수단(10)에 입사되어, 제 1 화상이 얻어진다. 마찬가지로, LED(5)만을 발광시켜서, 제 2 화상이 얻어진다. 지문의 요철에 따른 반사광의 강약의 차, 즉 콘트라스트 차가 제 1 화상에 대해서는 D1로서 결정되고, 제 2 화상에 대해서는 D2로서 결정된다. D1과 D2의 차의 절대치가 임계치(R)보다도 클 때, 손가락(Y)이 생체의 진짜라고 판정된다.

Description

지문 판독 방법 및 지문 판독 장치{Fingerprint reading method and fingerprint reading apparatus}

본 발명은 지문 판독 방법 및 지문 판독 장치에 관한 것이다.

본인 확인을 위한 패스워드를 사용하는 대신에, 지문 대조에 의해서 본인인지의 여부의 확인을 행하는 것이 많아지고 있고, 이를 위해서 지문 대조 장치가 사용된다. 광학식의 지문 대조 장치에 있어서는, 지문의 요철을 광의 강약으로 변환하고, 이것을 촬상 수단에서 전기 신호(지문에 따른 화상 신호)로 변환하여, 얻어진 전기 신호를 미리 기억되어 있는 본인용의 전기 신호와 비교함으로써, 본인인지의 여부의 확인이 행하여지도록 되어 있다. 지문의 요철에 따른 광의 강약의 신호를 얻기 위해서, 광원으로부터 발광된 검지(檢知) 광선이 손끝이 접촉되는 지문 대조면에 대하여 조사되고, 이 지문 대조면에서 반사된 검지 광선, 즉 반사광이 결상(結象) 렌즈 등을 거쳐서 촬상 수단에 입사되게 된다.

그런데, 지문 대조 장치에 있어서는 지문 대조면에 대하여 진짜 손끝을 접촉하는 대신에, 타인의 손끝의 지문을 갖는 유사 손가락을 접촉하는 기만 행위, 즉 본인이 아님에도 불구하고 본인이라는 인식을 얻고자 하는 기만 행위가 행하여질 가능성이 있다. 유사 손가락으로서는 여러가지를 고려할 수 있지만, 예를 들면 타인의 손끝(의 지문)이 복사(copy)된 복사 화상이 있다.

상술한 유사 손가락을 이용한 기만 행위를 방지하기 위해서, 지문 대조면에 접촉된 손끝이 진짜 손끝인지의 여부의 확인, 즉 손끝의 진위를 확인하는 것이 행하여지고 있다. 이러한 손끝의 진위의 확인을 행하는 하나의 방법으로서, 지문 대조면에 접촉된 물체가 생체인지의 여부를 판별하는 것이 있다(예를 들면, 일본 특허 제 2637253호 공보, 특허 제 2774313호 공보, 특허 제 2773750호 공보, 특개 2000-201907호 공보 참조).

그러나, 상기 각 공보에 기재된 방법에서는 모두 지문 대조에 필요한 광학 시스템에 대하여, 생체 검지를 위한 특별한 구조를 별도로 부가할 필요가 있어, 장치가 대형화되거나 비용 상승의 큰 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 간단한 구성에 의해서, 지문 대조면에 접촉된 손끝의 진위를 확인할 수 있도록 한 지문 판독 방법 및 지문 판독 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 지문 판독 방법에서는 다음과 같은 해결 방법을 채택하고 있다. 즉, 특허청구의 범위에 있어서의 청구항 1에 기재된 바와 같이,

제 1 발광색을 갖는 검지 광선{예를 들면 도 1의 LED(4)로부터의 검지 광선}을 손끝{예를 들면 도 1의 손끝(Y)}이 접촉되는 지문 대조면{예를 들면 도 1의 지문 대조면(2)}에 조사하여, 상기 지문 대조면으로부터의 반사광에 따른 제 1 화상을 얻는 제 1 단계와,

상기 제 1 발광색과는 상이한 색이 되는 제 2 발광색을 갖는 검지 광선{예를 들면 도 1의 LED(5)로부터의 검지 광선}을 상기 지문 대조면에 조사하여, 상기 지문 대조면으로부터의 반사광에 따른 제 2 화상을 얻는 제 2 단계와,

상기 제 1 화상과 제 2 화상을 비교하여, 상기 지문 대조면에 접촉된 손끝의 진위를 판정하는 제 3 단계를 포함한 것으로 하고 있다.

사용하는 검지 광선의 색의 상위에 의해서, 얻어지는 화상 상태, 예를 들면 지문의 요철에 따른 광의 강약의 차로 이루어지는 콘트라스트의 차가 변화한다. 그리고, 이 콘트라스트의 차는 생체인 진짜 손가락과 생체가 아닌 유사 손가락 사이에서는 검지 광선이 어떤 특정한 색의 경우는 상위하지 않은 경우도 있지만, 검지 광선의 색을 변경함에 따라 크게 상위하게 된다.

즉, 본 발명과 같이 검지 광선의 색으로서 2종류를 사용하고, 이 2종류의 색에 따른 화상끼리를 비교함으로써, 지문 대조면에 접촉한 손끝이 진짜 손가락인지 유사 손가락인지의 판정 정밀도를 높일 수 있다. 그리고, 지문 대조에 필요한 원래의 광학 시스템에 대해서는 검지 광선의 광원으로서 2종류의 색을 발광할 수 있도록 하는 것만으로 되어, 구성이 간단하고 저가로 실시할 수 있다. 물론, 3종류 이상의 색의 광을 사용하는 것도 가능하다.

상기 해결 방법을 전제로 하여, 다음과 같은 방법을 아울러 채택할 수 있다. 즉,

상기 제 1 화상 및 제 2 화상이 각각 흑백 화상이 되고,

상기 제 3 단계에서의 판정이 상기 제 1 화상 중에서의 콘트라스트의 차{예를 들면 도 7의 콘트라스트 차(D1)}와 상기 제 2 화상 중에서의 콘트라스트의 차{예를 들면 도 7의 콘트라스트 차(D2)}의 차를 소정의 임계치{예를 들면 도 7의 임계치(R)}와 비교함으로써 행하여지도록 할 수 있다. 이 경우, 촬상 수단{예를 들면 도 1의 촬상 수단(10)}은 흑백 화상을 얻으면 되기 때문에, 컬러 화상을 얻는 경우에 비하여, 지극히 저가가 되며 또한 화상 처리를 위한 제어 시스템의 부담도 작다. 또한, 손끝의 진위의 판정을 매우 간단히 할 수 있도록 하기 위해서도 바람직한 것이 된다.

상기 제 1 발광색 및 제 2 발광색의 발광원이 각각 LED{예를 들면 도 1의 LED(4, 5)}가 되고,

상기 제 1 발광색과 제 2 발광색 중 어느 한쪽이 적색이 되고, 다른쪽이 녹색이 되도록 할 수 있다. 이 경우, 광원으로서, 지문 대조 장치용의 광원으로서 일반적으로 사용되고 있는 LED를 이용할 수 있고, 더욱이 발광색의 관계로부터 저가인 LED를 사용할 수 있으며, 또한 얻어지는 화상의 차가 큰 색 관계로 할 수 있다. 물론, 적색과 초록 이외의 색의 광을 이용할 수도 있다.

상기 제 1 화상 및 제 2 화상을 기억하는{예를 들면 도 6의 SRAM(21)} 제 4 단계를 또한 포함하고,

상기 제 3 단계에서 사용하는 제 1 화상 및 2 제 2 화상이 각각, 상기 제 4 단계에서 기억되어 있는 제 1 화상 및 제 2 화상이 되도록 할 수 있다. 이 경우, 지문 대조면에 접촉되어 손끝의 지문 화상을 각 색마다 신속하게 얻도록 하여, 지문 대조면에 손끝을 접촉하는데 필요한 시간을 매우 짧게 하는데 있어서 바람직한 것이 된다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 있어서의 지문 판독 장치에서는 다음과 같은 해결 방법을 채택하고 있다. 즉, 특허청구의 범위에 있어서의 청구항 5에 기재된 바와 같이,

광원으로부터의 검지 광선을 손끝이 접촉되는 지문 대조면{예를 들면 도 1의 지문 대조면(2)}에 조사하여, 상기 지문 대조면으로부터의 반사광을 촬상 수단{예를 들면 도 1의 촬상 수단(10)}에 입력시켜서 상기 반사광에 따른 화상을 얻도록 한 지문 판독 장치에 있어서,

상기 광원으로서, 제 1 발광색을 갖는 검지 광선을 발광하기 위한 제 1 광원{예를 들면 도 1의 LED(4)}과, 상기 제 1 발광색과는 상이한 색이 된 제 2 발광색을 갖는 검지 광선을 발광하기 위한 제 2 광원{예를 들면 도 1의 LED(5)}이 설치되어 있도록 하고 있다. 상기 해결 방법에 의하면, 상술한 본 발명에 있어서의 지문 판독 방법을 실시하는 경우에 있어서, 광원으로부터 촬상 수단까지의 광학 시스템의 구조가 제공된다.

상기 제 2 광원을 발광시키지 않고 상기 제 1 광원만을 발광시키는 제 1 발광 상태와, 상기 제 1 광원을 발광시키지 않고 상기 제 2 광원만을 발광시키는 제 2 발광 상태를 전환하는 발광 전환 수단{예를 들면 도 1의 발광 제어 회로(U1)}을 또한 구비하도록 할 수 있다. 이 경우, 발광 전환 수단을 또한 구비하는 구조가 제공된다.

상기 제 1 발광 상태에서 얻어진 제 1 화상과, 상기 제 2 발광 상태에서 얻어진 제 2 화상의 차에 근거하여, 상기 지문 대조면에 접촉된 손끝의 진위를 판정하는 판정 수단{예를 들면 도 6의 진위 판별 회로(U3)}을 구비하도록 할 수 있다. 이 경우, 최종적으로, 손끝의 진위를 판정할 수 있는 구조가 제공된다.

상기 광원과 지문 대조면 사이에, 상기 광원으로부터 발광된 검지 광선을 면발광으로 하여 상기 지문 대조면에 조사시키는 확산판{예를 들면 도 1의 확산판(3)}이 설치되도록 할 수 있다. 이에 의해, 지문 대조면에 접촉된 손끝을 매우 균일 광선으로 조사할 수 있어, 지문의 요철부의 콘트라스트 차를 균일하게 하는데 있어서 바람직한 것이 된다.

지문 판독 방법에서도 설명한 바와 같이,

상기 제 1 광원 및 제 2 광원이 각각 LED가 되고,

상기 제 1 발광색과 제 2 발광색 중 어느 한쪽이 적색이 되고, 다른쪽이 녹색이 되도록 할 수 있다.

상기 제 1 화상과 제 2 화상을 기억하는 기억 수단{예를 들면 도 6의 SRAM(21)}을 더욱 구비하고,

상기 판정 수단이 사용하는 상기 제 1 화상 및 제 2 화상이 각각, 상기 기억 수단에 기억되어 있는 제 1 화상 및 제 2 화상이 되도록 할 수 있다. 이 경우, 지문 판독 방법에 대한 설명에 있어서 설명하였지만, 지문 대조면에 접촉되어 손끝의 지문 화상을 각 색마다 신속하게 얻도록 하여, 지문 대조면에 손끝을 접촉하는데 필요한 시간을 매우 짧게 하는데 있어서 바람직한 것이 된다.

상기 촬상 수단이 흑백 화상을 얻게 되고,

상기 판정 수단에 의한 판정이 상기 제 1 화상 중에서의 콘트라스트의 차{예를 들면 도 7의 콘트라스트 차(D1)}와 상기 제 2 화상 중에서의 콘트라스트의 차{예를 들면 도 7의 콘트라스트 차(D2)}의 차를 소정의 임계치{예를 들면 도 7의 임계치(R)}와 비교함으로써 행하여지도록 할 수 있다. 이 경우, 촬상 수단으로서 흑백 화상을 얻으면 되기 때문에, 컬러 화상을 얻는 경우에 비하여 지극히 저가로 된다. 또한, 손끝의 진위의 판정을 매우 간단하게 할 수 있도록 하기 위해서도 바람직한 것이 된다.

도 1은 본 발명이 적용되는 광학 시스템의 일례를 도시하는 간략 측면도.

도 2는 지문 대조면에 접촉되는 손끝을 확대하여 도시하는 도면.

도 3은 확산판과 광원을 도시하는 간략 평면도.

도 4는 확산판의 단면도로서, 도 3의 X4-X4선 단면도.

도 5는 프리즘의 구성을 도시하는 사시도.

도 6은 화상의 기억과 손끝의 진위 판정을 행하는 회로 예를 도시하는 도면.

도 7은 화상의 기억과 이것에 근거하는 손끝의 진위를 판정하는 제어 예를 도시하는 플로 차트.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

1 : 프리즘 2 : 지문 대조면

3 : 확산판 4 : LED(적색 발광의 광원)

5 : LED(녹색 발광의 광원)10 : 촬상 수단

21 : SRAM(기억 수단) U1 : 발광 제어 회로(발광 전환 수단)

U2 : 기억 회로U3 : 진위 판정 회로(판정 수단)

도 1에 있어서, 도면 부호 1은 광학 유리 또는 광학 플라스틱에 의해 형성된 프리즘이고, 후술하는 검지 광선의 경로를 도시하는 관계상, 그 빗금을 생략하여 도시하고 있다.

프리즘(1)은 단면 4각형으로 된 4각 프리즘이 되고, 그 4개의 면은 다음과 같이 되어 있다. 우선, 상측면에 상당하는 소정의 면(1a)은 평탄면이 되고, 그 대부분의 면적 부분이 손끝(Y)이 접촉되는 지문 대조면(2)으로서 구성되어 있다. 실시예에서는 지문 대조면(2)이 되는 부분에는 소정의 면(1a)의 소정 면적 부분에 대하여, 손끝의 지문(의 요철)을 강조하기 위한 막 부재(예를 들면 실리콘막)를 도포함으로써 형성되어 있다.

프리즘(1)의 4개의 면 중, 소정의 면(1a){지문 대조면(2)}에 대향하는 대향면(1b)은 소정의 면(1a)에 대하여 약간 경사져 있다. 보다 구체적으로는 도 1 중 좌측으로부터 우측을 향함에 따라서, 프리즘(1)의 상하 방향 두께가 서서히 두꺼워지도록, 대향면(1b)이 경사져 있다.

프리즘(1)의 4개의 면 중, 도 1 중 좌측이 되는 한쪽의 측단면(1c)은 소정의 면(1a)과 직각으로 연장되어 있다. 프리즘(1)의 4개의 면 중, 도 1 중 우측이 되는 다른쪽의 측단면(1d)은 소정의 면(1a)에 대하여 약간 경사져 있다. 즉, 다른쪽의 측단면(1d)은 소정의 면(1a)으로부터 이격됨에 따라서, 한쪽의 측단면(1c)으로부터의 이격 거리가 서서히 커지도록 경사져 있다.

프리즘(1)의 바로 아래쪽, 즉 대향면(1b) 바로 근처에는, 확산판(도광판)(3)이 배치되어 있다. 확산판(3)은 전체적으로 평판형이 되고, 그 큰 면적을 갖는 판면이 프리즘(1)의 대향면(1b) 바로 근처이며{대향면(1b)에 접촉시켜도 좋다}, 또한 대향면(1b)과 평행하게 설치되어 있다. 확산판(3)은 도 1 중 좌측을 향함에 따라서 서서히 두께가 얇아지도록 되고, 그 바닥면(3a)은 프리즘(1)의 소정의 면(1a)과 평행 또는 거의 평행하게 되어 있다.

도 3에도 도시하는 바와 같이, 확산판(3)의 도 1 중 좌단측에는 광원으로서 의 LED(4, 5)가 설치되어 있다. LED(4)는 예를 들면 적색 발광용이 되고, 지면(紙面) 직각 방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다(실시예에서는 2개). LED(5)는 예를 들면 녹색 발광용이 되고, 지면 직각 방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다(실시예에서는 2개). LED(4, 5)는 서로 쌍을 이루는 것으로, 서로 근접 배치된 하나씩의 LED(4, 5)가 합계 2세트 구성되어 있다.

확산판(3)은 LED(4, 5)로부터 발광된 검지 광선을 확산하여, 프리즘(1)의 대향면(1b)을 향하여 면발광하는 것이다. 이러한 확산판(3)은 예를 들면 도 4에 도시하는 바와 같은 구조를 채택할 수 있다. 즉, 확산판(3)은 각각 광투과성 부재로 이루어지는 본체 판부(3A)와, 본체 판부(3A)의 상측면에 일체화된 표면 판부(3B)로 구성되어 있다. 본체 판부(3A)의 상측면에는 그 거의 전체면에 걸쳐서, 미세한 홈부(3C)가 형성되어 있다. 이 홈부(3C)는 입사된 광원으로서의 LED(4, 5)로부터의 검지 광선을 넓게 면형상으로 분산시키는 것으로, LED(4, 5)로부터 출사되는 광이 진행하는 방향과 거의 평행한 방향(도 1 및 도 3에 있어서 좌우 방향)으로 연장되어 있고, 또한 LED(4, 5)의 설치 방향(도 1의 지면 직각 방향이고, 도 3의 상하 방향)으로 다수 형성되어 있다. 상기 표면 판부(3B)에 의해서, 본체 판부(3A)에서 넓게 확산된 검지 광선이 소정 방향을 향하여 발광되는 균일 광선이 되도록 교정된다.

이에 대하여, 프리즘(1)의 확산판(3)과 접하는 면(1b)에는 도 5에 도시되는 바와 같이, 확산판(3)의 홈부(3C)(도 4)와 직각의 방향으로 연장되는 마이크로 프리즘(1A)이 LED(4, 5)로부터의 광이 진행하는 방향(도 1의 좌우 방향)으로 다수 설치되어 있다. 이와 같이 마이크로 프리즘(1A)을 형성함으로써, 광을 효과적으로 지문 대조면(2)의 방향으로 확산할 수 있다.

확산판(3)에 의해 면발광 상태가 된 검지 광선은 상술한 프리즘(1)의 4개의 면(1a 내지 1d)의 설정에 의해서, 프리즘(1) 내를 도 1의 화살표로 도시하는 바와 같이 전달되어, 최종적으로 프리즘(1)의 한쪽의 측단면(1c)으로부터 외부로 출사된다. 즉, 확산판(3)으로부터의 검지 광선은 대향면(1b)으로부터 프리즘(1) 내에 입사되고, 프리즘(1) 내를 진행하여, 소정의 면(1a), 즉 지문 대조면(2)에 대하여 비스듬하게 입사된다. 지문 대조면(2)에서 반사된 검지 광선, 즉 반사광은 프리즘(1) 내를 통과하여 대향면(1b)에 대하여 비스듬하게 입사된다. 대향면(1b)에 입사된 반사광은 이 대향면(1b)에서 반사되고, 프리즘(1) 내를 진행하여, 다른쪽의 측단면(1d)에 대하여 비스듬하게 입사된다. 이 다른쪽의 측단면(1d)에 입사된 반사광은 다른쪽의 측단면에서 반사되고, 프리즘(1) 내를 통과하여, 한쪽의 측단면(1c)을 향하고, 이 한쪽의 측단면(1c)에서 프리즘(1)의 외부로 출사되게 된다.

프리즘(1)의 도 1의 좌측측, 즉 프리즘(1)으로부터의 검지 광선의 출사 방향에는 결상 렌즈(RZ)가 배치되어 있다. 이 결상 렌즈(RZ)는 제 1 렌즈(6)와 조리개(iris)(7)와 제 2 렌즈(8)를 조합하여 구성되어 있다. 제 2 렌즈(8)는 조리개(7)를 사이에 두고, 제 1 렌즈(6)와는 반대측에 설치되고, 조리개(7)를 통과한 후의 검지 광선이 입사되는 입사면이 오목면이 되고, 출사면이 평탄면이 된 편면 볼록 렌즈로 되어 있다.

결상 렌즈(RZ)의 좌측에는 반사 미러(9)가 설치되고, 이 반사 미러(9)의 아래쪽에 촬상 수단(10)이 설치되어 있다. 이 촬상 수단(10)으로서는 예를 들면 n개×m개의 매트릭스형으로 배치된 다수의 포토다이오드로 구성할 수 있으며, 또한 CM0S 이미지 센서에 의해서 구성할 수도 있다. 또한, 촬상 수단(10)은 흑백 화상만을 얻을 수 있는 흑백 화상용이 되고, 저가인 것으로 되어 있다. 상기 반사 미러(9)와 촬상 수단(10)은 상하 방향으로 근접하고 있어 전체적으로 상하 방향으로 얇아지도록 배치되어 있다.

도 1 중, 파선으로 도시하는 것은 광학 시스템을 구성하는 부재를 덮는 케이싱(K)이다. 케이싱(K)은 프리즘(1)의 두께보다도 약간 두꺼운 정도의 두께로 되어, 지극히 얇게 되어 있다.

즉, 프리즘(1)의 아래쪽 바로 근처에 얇은 확산판(3)이 배치되고, 이프리즘(1)과 확산판(3)의 장착 상태에서의 상하 방향 두께가 작은 것이 되고, 케이싱(K)의 상하 방향 두께를 작게 하는 것에 크게 기여하고 있다. 특히, 프리즘(1)과 확산판(3)의 상하 방향의 두께의 변화 방향이 도 1의 좌우 방향에서 서로 반대로 되어 있기 때문에, 즉, 도 1에 있어서, 프리즘(1)은 우측을 향함에 따라서 서서히 두꺼워지는데 대하여, 확산판(3)은 우측을 향함에 따라서 서서히 얇아지고, 프리즘(1)과 확산판(3)을 상하 방향으로 겹치도록 배치한 경우에, 그 합계의 상하 방향 두께가 작아지도록 되어 있다. 덧붙여서 말하면, 확산판(3)을 프리즘(1)과 마찬가지로 도 1의 우측을 향함에 따라서 서서히 두꺼워지도록 한 경우는 프리즘(1)과 확산판(3)의 상하 방향 두께는 도 1에 도시하는 경우보다도 상당히 두꺼워져 버린다.

프리즘(1)과 확산판(3)의 조립체를 도 1의 좌측으로 연장된 궤적 내에, 결상 렌즈(5)와 LED(4, 5)가 상하 방향으로 배치된 상태로 설치된다. 그리고, 이 결상 렌즈(RZ)와 LED(4, 5)보다도 도 1의 좌측에 배치된 반사 미러(9)와 얇은 판형의 촬상 수단(10)이 상기 연장 궤적 내에서, 상하 방향으로 간격을 두고 설치되어 있다. 이와 같이 프리즘(1)과 확산판(3)을 상하 방향으로 중첩한 두께의 범위 내에서, 각종 부품{RZ((6 내지 8), 9, 10}을 배치하여, 케이싱(K)이 매우 얇아지도록 되어 있다. 또한, 상술한 제 1 렌즈(6), 조리개(7) 및 제 2 렌즈(9)는, 미리 유지 케이스(11)에 유지, 일체화된 조립체가 되고, 이 유지 케이스(11)가 케이싱(K)의 소정 위치에 고정된다. 또한, 결상 렌즈(RZ)의 광축을 기준으로 고려하였을 때, 이 광축을 사이에 두고 한측에 지문 대조면(2)이 위치되고, 다른측에 확산판(3),LED(4, 5)가 위치되며, 광축상에 프리즘(1)이 위치된다{프리즘(1)의 상하 방향 거의 중간 위치에 광축이 위치된다}.

여기서, LED(4, 5)는 그 어느 한쪽만이 먼저 발광되고, 다음으로 다른쪽의 LED가 발광되도록 되어 있고, 이 때, 한쪽이 발광되어 있을 때는 다른쪽은 소등된다. 즉, 예를 들면 적색 발광이 되는 LED(4)가 먼저 소정 시간 발광되고{이 때 녹색 발광이 되는 LED(5)는 소등}, 이어서 LED(5)가 소정 시간 발광된다{이 때 LED(4)는 소등}. 이러한 LED(4, 5)의 발광 상태를 전환하는 발광 제어 회로가 도 1 중 부호 U1으로 도시된다.

도 6에는 촬상 수단(10)에 의해서 촬상된 화상을 처리하기 위한 회로가 도시된다. 이 도 6에 있어서, 제어 회로(U2)는 촬상 수단(10)으로 촬상된 화상을 기억 수단으로서의 예를 들면 SRAM(21)에 기억시켜두기 위한 것이다. 즉, 촬상 수단(10)으로부터 화상(화상 신호)이, 화상 소자 컨트롤 회로(22), 신호 증폭기 (23), A/D 변환기(24)를 거쳐서, SRAM(21)에 입력(기억)된다. 그리고, 타이밍 제어 회로(25)에 의해서, 컨트롤 회로(22)와 A/D 변환기(24)와 SRAM(21)의 동기가 도모된다.

제어 회로(U3)는 손끝(Y)이 진짜 손끝인지의 여부를 판별하기 위한 판별 수단을 구성하는 것이다. 이 제어 회로(U3)의 기능에 대해서는 후술하지만, 손끝(Y)의 진위를 판정하기 위해서, SRAM(21)에 기억되어 있는 화상{LED(4)만을 발광시켰을 때 얻어지는 제 1 화상 및 LED(5)만을 발광시켰을 때 얻어지는 제 2 화상}이 판독되도록 되어 있다. 그리고, 제어 회로(U3)로부터는 손끝(Y)의 진위의 판정 결과가 출력된다. 물론, 손끝(Y)이 진짜로 판정된 것을 전제로, 금회 판독된 화상(상기 제 1 화상 또는 제 2 화상 중 적어도 어느 한쪽의 화상)이 미리 기억(등록)되어 있는 본인의 지문 화상과 비교되어, 본인인지의 여부의 판정이 별도로 행하여지게 된다.

여기서, 도 2를 참조하면서, 손끝(Y)의 지문의 요철에 따른 반사광의 강약에 대해서, 또한 색이 상위하는 2종류의 검지 광선을 이용한 손끝의 진위 판정의 사고방식에 대해서 설명한다.

우선, 도 2에 있어서, 손끝(Y)이 부분적으로 확대되어 도시되고, 지문의 볼록부에 상당하는 부분이 부호 31로 도시되고, 지문의 오목부에 상당하는 부분이 부호 32로 도시된다. 볼록부(31)에 입사된 검지 광선은 이 볼록부 부분에 있어서 여러가지의 방향으로 확산되게 되고, 이 결과 볼록부(31)에서 반사된 반사광은 광의 강도가 약한 것이 된다.

이에 대하여, 오목부(32)에 입사된 검지 광선은 여기서 확산되지 않고 경면(鏡面) 반사되게 된다. 이 결과 오목부(32)에서 반사된 반사광은 광의 강도가 강한 것이 된다. 따라서, 촬상 수단(10)에 의해서 얻어지는 화상은 볼록부(31)에 상당하는 부분에 있어서는 광의 강도가 약해지고, 오목부(32)에 상당하는 부분에서는 광의 강도가 강한 것이 되어, 전체적으로, 지문의 요철에 따른 콘트라스트의 차가 큰 것을 얻을 수 있고, 지문 대조를 양호한 정밀도로 행하는데 있어서 바람직한 것이 된다(지문 요철 형상의 명확한 인식이 가능).

상기 볼록부(31)와 오목부(32)의 광의 강도의 차는 콘트라스트의 차로서 수치화될 수 있다. 지금, 적색의 검지 광선만을 사용하여, 지문 대조면(2)에 진짜 손끝(Y)을 접촉하였을 때에 얻어지는 화상에 있어서, 상기 콘트라스트의 차를 HRC로 하면, HRC는 예를 들면 2로 수치화된다. 마찬가지로, 적색의 검지 광선만을 사용하여, 지문 대조면(2)에 접촉하여, 상기 HRC=2를 얻은 손끝을 흑백 복사하여 이루어지는 유사 손가락을 접촉하였을 때에 얻어지는 화상에 있어서, 상기 콘트라스트를 NRC로 하면 NRC=6이다.

마찬가지로 녹색의 검지 광선만을 사용하여, 지문 대조면(2)에 진짜 손끝(Y)을 접촉하였을 때 얻어지는 화상에 있어서, 상기 콘트라스트의 차를 HGC로 하면, HGC는 예를 들면 5로 수치화된다. 마찬가지로, 녹색의 검지 광선만을 사용하여, 지문 대조면(2)에 대하여, 상기 HGC=5를 얻은 손끝을 흑백 복사하여 이루어지는 유사 손가락을 접촉하였을 때에 얻어지는 화상에 있어서, 상기 콘트라스트를 NGC로 하면 NGC=5이다.

이와 같이, 검지 광선으로서 상이한 색을 사용하면 콘트라스트 차가 상위한 이유는 다음과 같다. 우선, 지문의 볼록부(31)에 있어서의 광의 확산의 강약은 검지 광선의 색과 피검출물이 되는 볼록부(31)의 색의 상관 관계가 성립한다. 또한, 광의 확산의 강약은 취득 화상의 볼록부와 오목부의 콘트라스트의 차로서 나타난다. 따라서, 지문의 요철 형상이 동일한 유사 손가락이더라도, 검지 광선의 색을 상위시킴으로써, 진짜 손가락과는 다른 콘트라스트 차를 발생시키게 된다. 다시 말하면, 생체인 진짜 손끝의 경우는 검지 광선의 색을 변경하면, 임의의 색에서의 상기 콘트라스트 차와 별도의 색에서의 상기 콘트라스트 차의 차가 상당히 커진다(유사 손가락의 경우는 이 차가 작아진다).

더욱 구체적으로 손끝의 진위의 판정 방법에 대해서 설명하면, 상술한 바와 같이 녹색의 검지 광선만을 사용하였을 때의 콘트라스트 차를 진짜 손끝과 유사 손가락으로 비교하였을 때, 진짜 손끝의 콘트라스트 차 HGC=5이고, 유사 손가락의 콘트라스트 차 NGC=5로 동일해지고, 손끝이 진짜인지 가짜인지 판정할 수 없게 된다. 그렇지만, 적색의 검지 광선만을 사용하였을 때의 콘트라스트 차는 진짜가 HRC=2이고, 가짜가 NRC=6으로, 콘트라스트 차에 큰 상위를 갖게 된다.

여기서, 손끝이 진짜일 때, 검지 광선을 적색으로 하였을 때의 콘트라스트 차(HRC=2)와 녹색으로 하였을 때의 콘트라스트 차(HGC=5)의 차를 그 절대치로 보면 「3」이 되어, 상당히 큰 값이 된다.

한편, 손끝이 유사 손가락일 때, 검지 광선을 적색으로 하였을 때의 콘트라스트 차(NRC=6)와 녹색으로 하였을 때의 콘트라스트 차(NGC=5)의 차를 그 절대치로 보면 「1」이 되고, 상당히 작은 값이 된다.

지문 대조하였을 때는 손끝(Y)이 진짜인지 유사 손가락인지 불명확한 상태이다. 따라서, 검지 광선을 적색으로 하였을 때에 얻어지는 화상에 있어서의 콘트라스트 차(D1)를 얻고, 검지 광선을 녹색으로 하였을 때에 얻어지는 화상에 있어서의 콘트라스트 차(D2)를 얻어, 이 양쪽의 콘트라스트 차(D1, D2)의 차를 dD(예를 들면 절대치로 나타낼 수 있음)로 한다. 이 차(dD)가 어떤 소정의 임계치(R)보다도 크면 진짜 손끝이라고 판정할 수 있고, 반대로 차(dD)가 임계치(R)보다도 작을 때는 유사 손가락이라고 판정할 수 있다.

도 6의 진위 판별 회로(U3)가 상술한 손끝의 진위의 판정을 하는 것이다. 이하 도 7의 플로 차트를 참조하면서, SRAM(21)으로의 화상 기억의 처리도 포함하여{발광 제어 회로(U1)의 발광 상태 전환 제어와 회로(U2)를 이용한 SRAM(21)으로 화상 기억하는 처리}, 진위 판별 회로(U3)의 제어 내용에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 Q는 단계를 나타낸다.

우선, Q1에 있어서, 적색 발광하는 LED(4)만이 발광되고{녹색 발광의 LED(5)는 소등}, 이 때 촬상 수단(10)으로 얻어진 화상이 제 1 화상으로서 SRAM(21)에 기억된다. 다음으로, Q2에 있어서, 녹색 발광하는 LED(5)만이 발광되고{적색 발광의 LED(4)는 소등}, 이 때 촬상 수단(10)으로 얻어진 화상이 제 2 화상으로서 SRAM(21)에 기억된다.

Q3에서는 SRAM(21)에 기억되어 있는 제 1 화상이 진위 판별 회로(U3)에서 판독되어, 이 제 1 화상 중에 있어서의 지문의 요철에 따라서 발생하는 콘트라스트 차(D1)가 결정된다. 마찬가지로 Q4에 있어서, SRAM(21)에 기억되어 있는 제 2 화상이 진위 판별 회로(U3)에서 판독되어, 이 제 2 화상 중에 있어서의 지문의 요철에 따라서 발생하는 콘트라스트 차(D2)가 결정된다.

Q5에서는 콘트라스트 차(D1, D2)의 차(dD)의 절대치가 소정의 임계치(R)보다도 큰지의 여부가 판별된다. 이 Q5의 판별에서 '예'일 때는 Q6에서 진짜 손끝이라고 판정된다. Q5의 판별에서 '아니오'일 때는 Q7에 있어서, 유사 손가락이라고 판정된다.

본 발명에 따르면, 지극히 간단한 구성, 특히 광학 시스템을 간단한 구성으로 하면서, 지문 대조면에 접촉한 손끝의 진위를 판정할 수 있다.

Claims (11)

1. 제 1 발광색을 갖는 검지 광선을 손끝이 접촉하는 지문 대조면에 조사하여, 상기 지문 대조면으로부터의 반사광에 따른 제 1 화상을 얻는 제 1 단계와,

   상기 제 1 발광색과는 상이한 색으로 이루어지는 제 2 발광색을 갖는 검지 광선을 상기 지문 대조면에 조사하여, 상기 지문 대조면으로부터의 반사광에 따른 제 2 화상을 얻는 제 2 단계, 및

   상기 제 1 화상과 제 2 화상을 비교하여, 상기 지문 대조면에 접촉된 손끝의 진위를 판정하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 판독 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 화상 및 제 2 화상은 각각 흑백 화상이 되고,

   상기 제 3 단계에서의 판정은 상기 제 1 화상 중에서의 콘트라스트의 차와 상기 제 2 화상 중에서의 콘트라스트의 차의 차를 소정의 임계치와 비교함으로써 행하여지는 것을 특징으로 하는 지문 판독 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 발광색 및 제 2 발광색의 발광원은 각각 LED가 되고,

   상기 제 1 발광색과 제 2 발광색 중 어느 한쪽은 적색이 되고, 다른쪽은 녹색이 되어 있는 것을 특징으로 하는 지문 판독 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 화상 및 제 2 화상을 기억하는 제 4 단계를 또한 포함하며,

   상기 제 3 단계에서 사용하는 제 1 화상 및 제 2 화상이 각각, 상기 제 4 단계에서 기억되어 있는 제 1 화상 및 제 2 화상이 되는 것을 특징으로 하는 지문 판독 방법.
5. 광원으로부터의 검지 광선을 손끝이 접촉되는 지문 대조면에 조사하여, 상기 지문 대조면에서의 반사광을 촬상 수단에 입력시켜 상기 반사광에 따른 화상을 얻도록 한 지문 판독 장치에 있어서,

   상기 광원으로서, 제 1 발광색을 갖는 검지 광선을 발광하기 위한 제 1 광원과, 상기 제 1 발광색과는 상이한 색이 된 제 2 발광색을 갖는 검지 광선을 발광하기 위한 제 2 광원이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지문 판독 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 광원을 발광시키지 않고 상기 제 1 광원만을 발광시키는 제 1 발광 상태와, 상기 제 1 광원을 발광시키지 않고 상기 제 2 광원만을 발광시키는 제 2 발광 상태를 전환하는 발광 전환 수단을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 지문 판독 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 발광 상태에서 얻어진 제 1 화상과 상기 제 2 발광 상태에서 얻어진 제 2 화상의 차에 근거하여, 상기 지문 대조면에 접촉한 손끝의 진위를 판정하는 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 지문 판독 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 광원과 지문 대조면 사이에, 상기 광원으로부터 발광된 검지 광선을 면발광으로 하여 상기 지문 대조면에 조사시키는 확산판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지문 판독 장치.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 광원 및 제 2 광원은 LED가 되고,

   상기 제 1 발광색과 제 2 발광색 중 어느 한쪽은 적색이 되고, 다른쪽은 녹색이 되어 있는 것을 특징으로 하는 지문 판독 장치.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 화상과 제 2 화상을 각각 기억하는 기억 수단을 또한 구비하며,

    상기 판정 수단이 이용하는 상기 제 1 화상 및 제 2 화상이 각각, 상기 기억 수단에 기억되어 있는 제 1 화상 및 제 2 화상이 되는 것을 특징으로 하는 지문 판독 장치.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 촬상 수단은 흑백 화상을 얻는 것이 되고,

    상기 판정 수단에 의한 판정은 상기 제 1 화상 중에서의 콘트라스트의 차와 상기 제 2 화상 중에서의 콘트라스트의 차의 차를 소정의 임계치와 비교함으로써 행하여지는 것을 특징으로 하는 지문 판독 장치.