JPH01501507A - 指紋鑑別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 指紋鑑別装置 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、指紋を鑑別するための自動電気光学装置に関し、特に潜在的指紋の非 干渉性光学像が既知の指紋の上に重ね合わされて比較される形式の装置に関する 。更に特徴を言えば、本発明は、前もって鑑別されている指紋を印した表面を横 断して繰り返しパターンにより潜在的指紋の光学的投射像を迅速に掃引して、同 一の指紋がその特色が合致した場合に生ずる反射光もしくは透過光中の顕著な変 化を感光する方法ならびに手段を組合わせて成る指紋鑑別装置を意図するもので ある。

従来の技術 一旦その分野を犯罪捜索と法律施行にほとんど独占的に限定した場合、自動指紋 鑑別装置の出現により、個人鑑別を指紋の使用により行なうことがますますその 通用範囲を拡げるようになっている。迅速に個人の鑑定をし確認できる性能と確 実性があるために、銀行とか商業、その他の商業行為におけるアクセス制御、ト ランザクシラン承認、及び保険及び福祉関係の管理や救助業務における記録処理 などの目的に役立つている。

その大部分に対して、現行の指紋鑑定システムは３つの基本的な形式に分けられ る。１つは走査電子ビームを利用して鑑別される指紋の細部の点その他の特質を 惑じ取り暗号に直す手段を利用している。指の形に変換し圧縮し貯えられた暗号 化されたデータはコンビ二一夕で処理され、前取って鑑別されている指紋から得 た同様なデータと比較される。この種の装置は高価であり、しかもいろいろな理 由で正確性、信憑性もしくは望ましい用途に対する実用性に欠けている。

第２の型では、鑑別される潜在的指紋が、ホログラム、回折像、フーリエ変換あ るいは他のアナログ表現で一般に干渉性の光技術を用い、既知の指紋との光学的 もしくは計数型の相関性のために変換される。これらの装置は最初の形式の装置 よりもその精度と信頼性において一層劣りしかもこの種の装置の現在の開発の段 階では、そのほとんどの装置が、研究室で用いる以外の他の用途の外部環境の影 響の変化に対して感度があまりにも劣っている状態にある。

第３番目の鑑別システムは、その例が、アメリカ特許番号３．９２８．８４２で 開示されており、この例では、強い非干渉性光源と光学的投射手段を用いており 、このものには、像形成レンズシステムが含まれており、潜在指紋の像を既知の 指紋の上に重ね合せる。２つの指紋像によって反射もしくは透過される光輝はこ れらの相関性を表示する如く感光される。

２つの指紋の像中に存在する筈の個有の特徴の表示を保証するために手段が講じ られており、繰り返すラスター内の規範的指紋を横断して潜在的指紋の光学的投 射像を掃引するようになっている。基本的には、像は光の経路中に設けられ互い に直角に交わる軸線の周りに回転振動をする如く同時に制限作動する如く設けら れた一対の鏡によって偏向される。１個の鏡は比較的緩慢に振動し像を指紋の平 面内の第１の軸に沿って往復運動させる。もう一方の鏡はこれより更に速い速度 で作動し第１の軸に直角な第２の軸に沿って像の往復運動をさせる。この像によ り追跡されるパターンは、指紋がもし同一であるならば、それらの特徴が走査中 にある点において合致する筈であるということを保証するように設計されている 。

２つの指紋について発生の可能性のある角度上の非−線化を補償する目的で、独 立の手段が用意されており、比較作業サイクル中に既知の指紋に関して像もしく は完全な掃引パターンの何れかを効果的に回転する。

かかるシステムが基礎を置いている光学的自動的相関技術は一般に何れの形式の パターン合致システムを用いても最高の精度を用いて利用できると考えられ、し かも上述の３つの形式のシステムの中でこのものは最もその用途も広く最大の有 効性を現わすと考えられる。

しかし、現在では、この種の形式の装置は多くの不具合点をもっている。これら の不具合の内の主なものは、精度と信頼、操作の比較的緩慢な速さ及び装置のか なりな大きさなどに反対に影響する各種の影響に対して存するこの種装置の感受 性である。２次的で、しかも、かなり重要な不具合としては、製作に金がかかる ということと相当整備に手間がかかるということである。これらの不具合は全て 指紋比較器の設計を進める上での従来技術により追究可能である。

指紋の一致・不一致の間の判定に対する光学的自動相関性の能力は像と基準指紋 との適合の鮮明度に決定的に依存する。焦点の正確な制御と像の拡大が大切であ る０例えば、アメリカ特許番号３．９２８．８４２などの開示内容によれば、従 来技術では、この機能を果すために単一の光学レンズを用いた設計に成る自動相 関性型比較器が存在する。かねてから、１個以上のレンズを用いるシステムは考 える必要性がなかった。更に、そのようなシステムに用いる高度に修正可能な光 学的要素の必要費用の故に、第２のレンズの組合せを採用することは著しく排斥 された。

実用性を考えた結果として単レンズシステムを出来るだけ早い時機に用いること となった。必然的にそのようなレンズシステムは視野における、深さが非常に限 定されている。その結果、焦点距離が僅かに変動しても、得られる像はその鮮明 度と大きさにおいて許容不能なほどの変化を生ずる。在来技術による比較器はか くの如く温度による変形とか機構上の変位、光学的非−線化及びその他の要因で 像の通過経路の長さを変えるようなものに対して極端に敏恣である。

焦点をもった像走査光学システムにおいては、像の走査パターンを発生するため に使用するあらゆる光偏向要素は、レンズと像との間に存在するように要求され る。この要求の故に、従来技術の比較器において、ただ１つのレンズ系が用いら れたもう１つの理由は、全ての像の掃引成分及びその関連支持構造部材と駆動機 構とはレンズシステムも一端に全て存在せしめなければならないということであ る。光学システムには停止点はただ１つしかないので他の機構が考えられようも ない、この構成が空間を相当大きくもった光学配列を生ずる結果となった。

加えて、焦点距離の受動に対して、前述のような全光学システムの感度により加 えられる構造上の制限があるために、レンズシステムの１側に像偏向装置を全て 置こうとする要因は掃引パターンを生ずるために用いることが可能な像偏向装置 の種類に、そして、次に比較器の操作速さに厳しい制限を設ける。

これまでに、像の経路長さに実質上の変化を導入しそれに対応して像の焦点と大 いさに変化をもたらすことなどせずに、光学的投射像を最も迅速に偏向可能とす る装置として、共振電気機構トルク駆動、例えば検流計の如きものが考えられた 。この考えにもとづいて、在来技術の比較器は共通的に検流計に装着した鏡を用 いて、２つの像掃引用掃引作動の１つを行わせる。

トルク駆動を用いる場合、固定された像経路長さを維持するために、駆動用回転 軸は反射表面の平面に出来るだけ近く配置されねばならない、非常に高速で振動 する検流計を使用可能であるが、鏡とその保持構造体でこの必要条件を満足する ために必要なものが評価されるために、実際問題として、検流計は、毎秒、約１ ２０掃引サイクルのものだけ用いられる。迅速な掃引は、１つの完全な掃引ラス ターを完成するために像に必要な時間を有効に決定する光学システムの操作成分 であるという事実に照してみると、比較的緩慢な振動トルク駆動を用いることは 、好ましくない長時間を要する指紋比較業務サイクルを生ずる。市場に現在出廻 っている指紋鑑別装置は、一般的に正の鑑別をするために少くとも６秒要する。

明らかに、もっと迅速な像偏向手段がめられる。

かかる１つの手段、すなわち、回転式多面鏡すなわち「反射多角形」が既知であ る。しかしこの鏡は在来技術における設計で用いる比較器としては役に立たない 、多角形の平らな反射面は多角形の回転軸の周囲に走行するので、この反射面の 光学的経路を介しての通路は像によって横切られる焦点距離の半径方向の変化を 生ずる。この形式の鏡は、線とかあるいは狭い焦点をもたない光線を走査するた めの投射システムにおいて、単一であるいは対で広範な用途をもつが、２次元ラ スターの焦点を結んだ像を投射するシステムには如何なるシステムにも、この１ つ、ましてや２つの鏡は用いられないことが分っている。ここで１つのシステム を発明した。

本発明の概要 本発明においては１対の同形の多面多角形を用いており、この多角形は互いに直 交する軸線の周囲を回転自在に設けられ、既知の指紋を覆う稠密なパターン中に 結像した指紋を掃引するようになっている。この構成を完成するために、共通に 中間介在する結像板の周りに対称的に配置された、一対の、全く等しい自己修正 式中継レンズシステムを本発明では用い、これによって、目的物から結像板に到 る全体像の減少比率を１；１としている。中間に介在する結像板における主光線 はテレセンドリンク系であり、１つの光の中継を他の中継に供給するための視野 レンズを必要としている。

光学的投射システムは２つの開口停止位置を保有する。かかる構成により、反射 面をそれぞれの停止位置面に配置し、その反射面の機能を関連するレンズ系の停 止位置として用いることが可能である。

かかる反射面が停止位置において実際に回転されると、これらの面は全像の視野 の完全な掃引と偏向とを生ずる。

この結果をうるために、本発明では各多面体の回転軸を、この回転軸が回転する 際にその各面が順次隣接するレンズ系の開口停止位置に合致する如く設けて成る 。各面が開口停止位置を通過する際に、各面は多角形の回転面内で回転する。実 際に、反射面の回転軸は光の経路に関して一定運動をしている。像の鮮明度を阻 害するかかる作動を防止するために本発明ではこの多角形に適当な直径を与えま た多数の反射面を設けて、反射面が常時、開口停止位置に接近できるようにした 。

指紋の角度の不一致を補償するために、本発明では、保持用横木に互いに一定の 距離をとって相対して固定された一対の鏡を用いた１つの新規な光学２次システ ムを開発している。これらの一対の鏡の内の最初の鏡は入射して来る潜在指紋の 像を第２の鏡に偏向し、この第２の鏡は順次この像を入射光と平行でしかもその 入射方向と反対の方向に外に向けて放射する。横木はこれら一対の鏡を分けてい る距離の中間点にある軸線の周囲に回転自在に設けられ、その方向は２つの光路 と平行である。この横木に対しては、モータ駆動カムと対抗して引張るばねを用 いて振動状態に回転する運動が与えられる。かかる構成により、光路内における 回転運動が潜在指紋に印加される。

３軸式走査システムのこれまで述べて来たものがいろいろな用途に適用されるの だが、本発明の主要な目的は、指紋鑑定用の１つの新規な装置に対してこのシス テムを採用することである。

もう１つの目的は、焦点をもった像を繰り返し走査パターン内の表面に投射する 独特な光学システムを提供するにある。

更にもう１つの目的は、極めて安定した結像能力を具備した装置を提供するにあ る。

しかもまたもう１つの目的は、２つの光軸の中の像を偏向させるために一対の多 面回転鏡を用いる独特な光学的投射システムを提供するにある。

更に本発明の目的は、像の経路内で実際に像を回転するために新規な光学的手段 の光学的投射システムを提供することである。

更に本発明の目的は、指紋を比較し合致させるために光学的自動相関方法を駆使 して、小ぢんまりとまとまった、頑丈で極めて正確なしかも信鯨性のある自動指 紋鑑別装置を提供するにある。

しかも更に本発明の目的は、在来技術の指紋比較器に類位の何れのものよりもそ の操作時間が短く、しかも−組の指紋が合致するか否かを１秒程度で決定するこ の種の装置を提供するにある。

また更に他の目的は、製造上費用をあまり必要とせず、実際使用現場で整備にほ とんど手間を要しないような指紋鑑別装置を提供するにある。

本発明のもつ更に付加的目的と特徴、ならびにその操作については、以下に添付 の図面を用いて説明する好適な実施ｔｉ様に関する詳細説明により本明細書の読 者は明らかになる筈である。

図面の説明 添付の図において； 第１図は、本発明に係る実施Ｂ様による指紋鑑別装置の斜視図、第２図は、第１ 図に図解した装置の前方立面図であって、その内部構造を開示するための一部断 面図、第３図は、像回転鏡組立体の構造に示している第２図の３−３線による断 面図、 第４図は、外被体を除去した状態の第１図における装置の上面図、 第５図は、外被体を除去した状態の第１図における装置の後方立面図、 第６図は、第１図の装置の光学系の斜視図、第７図は、本発明の光学的投射シス テムにより発生される仮想の掃引ラスターのグラフ、 第８図は、指紋の合致を示す仮想の電気出力信号を示すグラフ、第９図は、第１ 図の装置の電気回路の主な特徴を図示するブロック図、である。

発明の詳細な説明 本発明は各種の状況や形態において使用できるが、本明細書に図解しである実施 態様は例えば銀行の金銭出納係の窓とか小売店の会計台などに現われる個人の確 認のために使うことを意図している。ここで第１図によると、本発明に係る標準 的な指紋鑑別装置１１が脱着自在なカバー１２が装着されている図示されていな い合板をもつ収納箱に納めである。カバー１２は脱着自在かまたは蝶番式板１３ でもよく、時々必要になる整備などの細かい作業のために開は易、くなっている 。

鑑別を有する個人から指紋を具合よく採取するために、収納箱の前部にある棚１ ４には吸収バッド１５が入っており、このバンド１５は化学処理を施しである紙 の上に鮮明な、コントラストの強い指紋を得るために、キレート剤あるいは他の 適当な活性剤を含有した無インク溶液で飽和されている。かかる溶液ならびに増 感紙は公知のものであり本発明の部分ではない。

第２図の１部切開の図でよく解るように、棚の下に装着されている在来のパルス 駆動段階モータ１９により駆動される巻取上げリール１８がスプール２２から化 学処理紙のテープ２１を引つ張っている０図示してないスプール装着機構に設け である拘束ブレーキと共動する引張りローラ２３の如き適当な手段がテープ２１ を引張られた状態に保つ、テープ２１は棚１４内の開口部２７の下にここを通っ て露呈されるが、この１ｌ１４には、在来の方法で紙の表面に、予め無インク溶 液を湿めらせておいて個人の指を接触させて得た指紋がある。

収納箱の凹面内の長孔２９は、個人の指紋を保有する個人の鑑別カード３２を受 入れるようになっている。

鑑別用としてこの鑑別カード３２は、その指紋をもつ人の写真、住所その他身元 を示す印を包有させることができる。もちろん、その他の情報を盛り込むことも 差支えない。

長孔２９の内側に延びる案内３３は、カード３１を受け入れ、しかもカードを光 投射装置の結像板内に位置させる。一旦カード３１が置かれると、案内３３がカ ードを更に動かないように拘束する。収納箱の前部に装着される肌着自在な光を 透過しない外被体３４は巻上げ機構が指紋２８を持っているテープの部分を開口 部２７から収納箱の目視観察位置にまで進行できるように設けである。ボタン３ ６もしくは他の便利なスイッチ手段が巻上げ機構を起動させ、それと同時に自動 的な鑑別作業サイクルを開始する。

所望ならば、観察位置３５における指紋２８の位置へのテープの進行と鑑別作業 サイクルの開始とを含めて、全ての操作が、カード３１を長孔２９に挿入すると 作動するようになっているマイクロスイッチ１つであるいは他の適当な手段で作 動開始できる筈である。

第４図及び第５図を見ると、ランプ覆い４１が跨がる観察位置３５を設けている 。この覆い４１は１対のランプホルダー４２を有しこのホルダーは、自動車用の ライン・フィラメント・ランプであって可聴高周波帯域で点灯される蛍光灯４３ か、あるいは他の適当な、光がちらつかない非粘着性光を出す光源を受け入れる ようになっている。覆い４１とホルダー４２とは観察位置３５に位置する指紋２ ８の表面を平均に横断してランプ４３からの放射光を分布させる形態を有する。

ランプのリードｖＡ４４は覆い４１の外に延び、そして差し込み電気コード４６ を通り屋内を流から電流を取る電源４５に適当な回路を介して結線されている。

好ましくは、この装置を操作するための回路の全てが１個以上のプリント回路基 板に共に納められていて、合板に対してこの基板が在来の方法で装着されている 。

調節自在な鏡台５６．５７に保持されている１対の相対立する鏡５４．５５が剛 性横木５９に固設されている。鏡５４．５５は垂直線に対し４５°傾きしかも垂 直軸６１に対して互いに対称となっている。軸６１は鏡５４．５５から等距離に ある点で横木５９に取りつけられ台板６３に設けられた装着ブラケット６２に回 転自在に軸支される。鏡５４．５５及び横木５９は本発明の光学的像回転機構を 形成する。

鏡５４．５５は指紋に関して配置してその方を向いておりまた互いに相対して配 置しているので便宜上点＆Ｉ６４で示されている指紋２８の光学像を形成する入 射光線は、最初に鏡５４で受け取られここで反射されて、第２の鏡５５に入る。

鏡５５は次いでその像を反射して鏡５４により受入れられる光線の径路に平行な 径路を下方に向は然る後備５５から横断方向に走らせる。ここで示しである実施 ａ様では、鏡５４は指紋２８の垂直上方に配置されており、２本の平行な光路は 垂直である。

多極カムモータ６８が台板６３上の装着用ブラケット６９に固設されて軸７１を 介して半径方向円盤カム７２に連結される。モータ６８はカム７２を毎分６０回 転の速さで回転する。従車７３はこの場合はナイロン製ねじ７３であるが、鏡台 ５７上のブラケット７４にねじ調節自在に設けられカム面に載置される。ブラケ ット６９及び７４に連結されているばね７５の如き引張り手段は、カム７２と接 する従車７３を保持している。

カム７２のカム面は１回転毎に横木５９に対して約８°の弧を画いて往復振動す るように設計されている。像の回転機構の形状により、このカム運動が、＠５５ によって下方に投射される光路６４の主軸線の周りに約１６゛の円弧、すなわち それぞれの方向に約８°の角度を介して、指紋２８の光学像を回転せしめる。

１６゛のサイクルを完了するのに約１秒要する。

掃引ラスターを生ぜしめるために多面鏡を使用する上で、一対の独立した自己修 正光学リレーレンズ系統７８．７９が裏合せにして共通の交互検板（図示してな い）の周囲に設けられる。この構造により、もし紙の薄片が交互検板に配置され ると、双方のレンズ系統を介し同時に交互検板に向って投射される個々の独立像 は交互検板の双方の側にて焦点を結び、目視可能となる。この様な光学系統の規 定の設計要素は公知である。好ましい実施態様では、それぞれの光学的部分７８ ．７９は対象物と実像との縮小が約３＝１の顕微鏡の接眼鏡と同等である。３： １に縮小し、また１：３に拡大するように像を変化させることにより有効な１： １の拡大倍率の光学系が得られ、比較すべき２つの指紋２８と３２の約１／３の 交互像が得られる。

レンズ系統７８．７９は互いに独立しているから、これらの系統を連結する像径 路は、投射される像の焦点にかなりな反対効果を伴わないで、例えば固定した鏡 ８２のような各種の手段により屈折できるということが注目される。かかる多様 性があるためにこの装置を全体的に押し込めて縮小し「折りたたむ」ことを可能 にした。好ましくは、鏡８２は正しくは交互像の位置には置がず、そこから一方 の側かあるいは他の位置に移して、反射面の１つにごみや異物が落ちることがな いようにする。

光学レンズ系統７８．７９にはそれぞれ開口停止位置８４．８５があり、これら は交互検板から離れまた開口停止位置からもある距離にとって位置する。同様な 正多角形状の一対の多面鏡、すなわち“多角形”８６．８７が回転自在に、互い に直角をなす軸８８．８９に設けられて成る。この多面体多角形は、しかし、同 じ結果を生じ、これ以後に説明するそれら多角形の回転軸と像の投射光学とは改 変されねばならない。

軸８８と８９はその設定位置は正確であるから多角形８６と８７とが回転すると 、それらの平坦な反射率の大きい面９２と９３とは、それらが属するレンズ系統 ７８と７９との開口停止位置８４．８５を介して通過する。その開口停止位置８ ４．８５に来たときに、それぞれの多角形９２と９３とはそれぞれのレンズ系７ ８と７９を停止する。

定速回転モータ９６と９７が設けてあり、多角形８６．８７を駆動する。駆動モ ータ９６．９７と、これらのモータが駆動するそれぞれの多角形駆動機構は一定 回転速度で多角形８６と８７とを駆動できる機構で、あれば従来公知のもので何 でもよ（１０図示の実施Ｂ様では、光学的投射系における第１多角形８６には直 結駆動軸８８が用いられ、また第２多角形８７を駆動するには、間接０リング形 駆動ベルト９９と第２モータ９７に装着された移送用プーリ１０１が用いられる 。望むならば、この第２モータは除いてもよくそして第２の多角形８７が直接軸 に装着されてプーリと駆動用ベルトを省くことになる。

本発明では第１多角形８６を任意に選定して用い第１軸に沿って投射像の迅速な 掃引作動が可能となっている。モータ９６は多角形８６を毎分３６００回転で廻 す。理由は後で説明するが、各多角形は何れも２４個の反射面をもっている。従 って、毎秒開口停止位置８４を介して通過する多角形８６の検反射面の数は１４ ４０個になる。

第２の多角形８７は多角形８６の速さの約０．０２４倍の速さで駆動される、そ して、第１の軸に移送する第２の軸の投射像を毎秒約３５回偏向させる。

この状況で注意すべきことは、像回転機構の多角形８６．８７及び横木５９が一 定速さで回転する場合、これらは互いに全く独立して作動するということである 。第１多角形８６の掃引速さは著しく速いから、多角形８６．８７もしくは像回 転機構の何れかの作動を同期化するのであって何らそのための準備部品は必要で ない、このことが本装置の構造を著しく簡単なものとしており、重要な整備作業 の問題をほとんど除去してしまっている。

像回転機構に戻って説明すると、固定鏡９４が第２鏡５５の下に設けである。こ の鏡９４は、鏡５５により下方に突出する光路６４に対して４５°の角度をなし ており、そのため、関連するレンズ系７８の開口停止位置８４と面９２が合致す るときに、全部の像を多角形８６の反射面９２のそれぞれの面上に偏向させる。

反射面９２の２４個の面のそれぞれは多角形８６の回転軸の周りに弧１５°を介 して回転し、これら反射面は指紋２８の光学像をその弧上に約４°だけにわたっ て有効に見ることになる。

多角形８６の面９２がこの円弧を４゛だけ通る際に、軸８８の周囲の回転運動に 加えて、この面９２は同時に、像径路６４に関連して多角形８６の面内で回転を する。面９２の反射面の回転により多角形８６の平面内での掃引運動を伴い光の 像が偏向される。

各面９２により偏向され動いている像はレンズ系７８を通過するように向けられ 、入射光路に４５°をとっている前述の＠８２上に向けられる。鏡８２は結像し た像を偏向して第２レンズ系７９内に通す、もう］個の４５°に固定された鏡１ ０２がレンズ系７９の光軸上に配置されておりレンズ系７９で投射された像を偏 向し、これらの像が通過するときに第２多角形８７０面９３上に、レンズ系７９ の開口停止位置８５を介して再び結像する。

多角形８６の操作に関連して前に説明した方法により第２多角形８７の面は、面 ９２で掃引される平面を横切る平面内における掃引運動により像を偏向する、そ して順次、一対の４５°に固定した鏡１０３と１０４とを介して偏向する。鏡１ ０４は、長孔２９内に前もって挿入しそして案内３３によって結像板内に保持さ れている鑑別カード３１の表面上にある指紋３２上に結像した像と重なり合うよ うに配置される。

第７図に仮想で描写するように、指紋３２上に重なり合う像１０９は、光の像の 回転機構と２つの回転する多面鏡の多面体８６と８７を交互作用させることによ ってパターンを合成されたものを描写したものである。

回転多面体８６と８７の面９２と９３によって、光の像１０９上にその一部を施 した掃引は、各面９２及び９３による入射光線の初めの妨害により開始する。こ の面９２と９３がも早や像の径路から外れた時点でこの掃引は終了する。それぞ れの多面体８６と８７の面９２．９３は連続し隣接して設けられているし、多角 形８６．８７の回転は一定速さでありしかも常に同一方向であるので、面９２と ９３の交互作用により生じたラスターはその先端部に連なった目視可能な追跡線 を持たない傾斜した連続した経路１１１の中に存在している。この経路１１１は 矢印１１２で示す方向にラスターを掃引し、連続した経路１１１は指紋３２の像 を矢印１１３で示す方向に横断して動（。

早い時点で述べたように、各走査作業中に指紋２８の像１０９は結像板内で一定 速さで回転される。像１０９の方向角度、θ１は任意の基本経路１１５の一方の 側に８°から同じ経路の他方の側へ８゛の関度る。多面体８６の極端に迅速な掃 引により、比較的緩慢に回転する像１０９内の点で、１つの掃引経路１１１０期 間内の１つの分解増分以上動く点はないということを保証できる。

指紋２８の像１０９の特徴と指紋３２の特徴とを交互作用することにより生じた 光輝を感じとるために、増倍型光電管もしくは他の適当な光検出器１０５は、指 紋３２を有するカード３１の表面の領域から反射された光エネルギーに対する光 検出器の応答を最大にするように配置され方向を与えられている光電陰極窓と共 に台板６３に装着される。

光検出器１０５は、像２８と指紋３２との双方の模様形状の相互作用から生ずる 光輝にだけ応答し環境の光には応答しないことを保証するために、好ましくは、 カード３１と光検出器１０５とは光を遮蔽する密封体１０６内に包有される。こ の封密体１０６の中へ人を入れることは鏡１０３と１０４との間の光路内に設け られる開口部１０７を介して設けられる。

照明された像１０９は規範指紋３２を横断して掃引され、それぞれの指紋２８と ３２とはその模様形状の交互作用が光検出器１０５により感光される偏光の強さ を、そして光検出器１０５の電気的出力信号を連続的に変える。

一方、像１０９が指紋３２上を掃引されており、２つの模様形状が合致するまで 、光検出器１０５により感光された反射光輝はバラバラである。模様形状が合致 すると、光輝の強さは鋭く増す。

電子信号処理回路が用意される、例えば、プリント回路基板５３において、この 特色のある応答を強化するためである。この回路構成は、基本的には、低騒音前 置増幅、高域フィルター及び自動利得制御能力を用い、スプリアス信号と暗騒音 を抑制してフィルタし、しかももしそして発生する場合には所望の相関信号を抽 出するのに使う。

第８図は発生した信号１２１の仮想説明図であって、像１０９と指紋３２との適 合状態にある模様形状を並置することによって生じた光輝を表わす相関パルス１ ２２を高度化して示す処理信号の仮想の描写である。

無作意な出力背景上のある水準にしきい値１２３を設定することによって、信号 は正の鑑別もしくは正の鑑別の欠落を検出するように提供される。

この装置の操作をもっとよく理解するために、第９図のブロック図を用いて説明 しである。

使用に先立ち、この装置は供給電力を増大されそして多角形モータ９６．９７が 操作回転速さにもってこられる。これらモータ９６．９７はその有する質量が原 因で連続回転される。鑑定を実施する場合、鑑定される個人は自分の指紋を前述 の方法でテープ２１上に押し、自分の鑑別カード３１を長孔２９に挿入し、この 場合ではボタン３６を押して作動を開始する。

第９図に示すように、ボタン３６を押すことにより螢光ランプ４３がつき、パル ス発振器１２５が作動開始し、ステッパモータ１９に予め定めである数のパルス を送信する。ステッパモータ１９とテープ駆動機構１２６とはテープ２１を観察 位置３５にある指紋２８の位置に進める。

パルス発振器１２５に応答するパルス計数器１２７は信号を走査スイッチ１２８ に送り、この場合、指紋２８が指紋３２を走査するために適当な位置にあること を指示する。

それぞれの掃引サイクルを予め設定された開始位置にある像回転機構により、開 始するのが有利であることが分っている。従って、カム面７２によって作動され るマイクロスイッチ１２９を提供し、これによって横木５９を第４及び５の各図 に示す位置にまで返戻する。この信号を受信することにより、走査用スイッチ１ ２８はランプ４３とカムモータ６８とを作動停止する。

走査サイクル中に、信号処理回路１３２は連続的に光検出器１０５の出力を処理 する。走査サイクル中に、もし信号処理回路１３２の出力がしきい値１２３用に 前もって定めた限界を超えるならば、加速器１３３は、例えば緑ランプ１３４な どの正の鑑別信号を発信する。

もし比較サイクルの終点において正の鑑別がなされないときは、マイクロスイッ チ１２９と加速器１３３からの信号はゲート１３５を作動し、赤ランプ１３６の 如きずれ検出器上に返戻する。

比較サイクルが完了すると、その後、正の鑑別検出器１３４、もしくはずれ検出 器１３５は照明されたままカード３１が除かれるまでそのまま保持される。

本発明に係る光学的投射装置の形状寸法上の重要な諸元に関する解析により明ら かになることは、多角形８６．８７の各面９２及び９３のそれぞれの面はそれぞ れが関連するレンズ系７８及び７９の開口停止位置を通過するので、その光学像 の経路６４の軸方向にそれら面が若干ずれるということである。かかるずれが生 じたからと言って像１０９をこの光学系の焦点領域の限界を超えさせることはな く、多角形８６．８７の大きさ及び面９２．９３の数は勘定せねばならない、事 例により、わづかに３個ないし４個の面を有する多角形により明らかに、光の経 路内の反射面の行程は基準指紋上に衝突する像を焦点ずれさせる。

大雑把な規則として、本発明の実施態様に係る装置に用いられる好適な大部分の レンズ系の焦点深度は８個以上の反射面を伴った多角形に適応するに適している 。

実際問題として、それぞれの反射面が適正な光学上のＦナンバをもっていること 、すなわち、像の回転機構及び回転多角形を包有するに充分なだけの高い値をも つかあるいは、相関信号と電流暗騒音間の判定をするために充分な照明を光検出 器が受入れることを保証するのに充分低いＦナンバーをもっていることの必要性 により多角形の全体寸法を効果的に決定する。ここで図解している実施態様にお いては、２４個の反射面を有する多角形８６と８７はその直径が大体３インチで ある。

本発明に関し、これまで数種の互換性のある特徴をもつ好適な実施前について説 明して来たが、本発明はこの実施態様ならびにこれらの特徴に制限されるもので はない、これらは限定するというよりむしろ図解用として開示したものである。

引用した事例についてなされる多くの改変など全て含めて説明するのが本仕様書 の意図するとこである、そして以下に掲げる特許請求の範囲の精神ならびに範嗜 から逸脱しない内容を開示することを目的として選定した事例についてあらゆる 、また如何なる改変をも包含するのが本明細書に依る開示の意図するところであ る。

ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ジ寝 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称　指紋佐別装置 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 氏　名　フローリック　ロナルド　ダブリュー４、代理人 ５、補正命令の日付　自　発

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．潜在指紋を照明する光源と； 潜在指紋の光学経路中の像を投射して既知の指紋上に重ね合わせることによって これら潜在ならびに既知の両指紋の間に挟み込む手段であって、しかも、 共通の中間に介在する結像板に関して対称位置に配設されそれぞれが結像板に関 して開口停止位置をもつ一対の独立同軸像形成レンズと、 前記像を繰り返し模様内にて前記既知の指紋を横断させる如く前記開口停止位置 のそれぞれに配設される光学的偏向手段と、そして、 前記像を効果的に前記光路中で回転する光学的回転手段とを包有する光学的反射 手段と； 前記既知の指紋に隣接して位置ししかも前記既知の指紋の像の交互作用によって 放射される光輝を感光しこの光輝の表現である電気的信号を発する感知手段と； 前記感知手段に連結し前記信号を前以って設定した相関信号しきい値と比較する 信号処理手段と；そして、前記信号処理手段に呼応しこの信号が前記しきい値を 超え前記２つの指紋の合致を表示する時に作動される表示手段と；これらから成 ることを特徴とするところの、潜在指紋と既知の指紋との迅速な自動的比較をす る指紋鑑別装置。
2. ２．前記光学的偏光手段が互いに直角をなす軸線上を回転する一対の多角形の多 面鏡を有しそれぞれの鏡の偏光面が前記開口停止位置の１つと連続的に合致する 如く設けられて成ることを特徴とする請求項１記載の指紋鑑別装置。
3. ３．前記光学的回転手段が、一定の距離をとって１本の保持横木上に相対する形 で設けられた一対の鏡を有し、第１の鏡がその上の像を第２の鏡の上に偏向し、 第２の鏡が前記像をある方向に偏向し、前記横木が前記方向に平行な前記鏡間に 介在する軸線の周りに回転して成ることを特徴とする請求項２記載の指紋鑑別装 置。
4. ４．前記多面鏡と前記組合わさった鏡とを時間が合致する関係で回転させること を特徴とする請求項３記載の指紋鑑別装置。
5. ５．前記指紋を静置状態に保持する保持手段を有することを特徴とする請求項４ 記載の指紋鑑別装置。
6. ６．前記潜在指紋を保持する保持手段が、複数個の潜在指紋を受け入れる連続性 のテープと；そして、選別された既知の指紋と比較するために潜在指紋の中の選 定した指紋を位置決めする移送手段と：から成ることを特徴とする請求項５記載 の指紋鑑別装置。
7. ７．共通の中間に介在する結像板に関して対称に配置された一対の互いに独立し た同軸の結像レンズであってそれぞれのレンズがこれらレンズに関連して存在す る開口停止位置を有している一対のレンズと； 前記開口停止位置のそれぞれに配置し前記像を操り返しパターンにより既知の指 紋を横断させる光学的偏向手段と；そして、前記像を前記光学的経路において効 果的に回転する光学的回転手段と； から成ることを特徴とするところの、指紋鑑別装置内で既知の指紋に潜在的指紋 の像を重ね合せるための光学的投射手段。
8. ８．前記光学的偏向手段が、互いに直角をなす軸線の周囲に回転する一対の多角 形をした多面鏡を有しこれら鏡のそれぞれの反射面が連続的に前記開口停止位置 の１つと合致することを特徴とする請求項７記載の光学的投射手段。
9. ９．前記光学的回転手段が、前記光学的経路の方向を回転する一対のある距離を 置いて設けられた鏡があり、この鏡は互いに組合わさった関係にありそして前記 光学的経路方向に平行な共通的に中間に介在する軸線に対してその周囲を回転し て成ることを特徴とする請求項８記載の光学的投射手段。
10. １０．前記多面鏡と前記組合わさった関係にある鏡とを時間が合致した状態で回 転せしめる駆動手段を有することを特徴とする請求項９記載の光学的投射手段。