JPH03224069A - ホログラムを利用した指紋認識装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、指紋の認識装置に係るもので、詳しくは、ホ
ログラムを利用し指紋の認識をより一層確実に行い得る
ようにした指紋認識装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、従来の指紋認識装置においては、第３図に示し
たように、指の指紋に光を照射する光源としてのＬＥＤ
アレイ板（Ａｒｒａｙ板）１と、プリズム２と、該プリ
ズム２の傾斜面に形成する指紋を結像させるための結像
レンズ３と、該結像レンズ３により結像した指紋を電気
的信号に変更させる二次元ＣＣＤ　（Ａｒｅａ　ｃｈａ
ｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）　４と、該二
次元ＣＣＤ　４からの信号を増幅及び分析する回路部５
とにより構成されていた。そして、前記プリズム２の傾
斜面に指を当接した状態において、前記ＬＥＤアレイ板
１により光を照射させると、指紋の凹凸面中の突出（凸
）部位は前記プリズム２の傾斜面に当接しているので明
るく輝き、反対に、指紋の窪み（凹）部位はそのプリズ
ム２の傾斜面に当接していないため、暗くなることによ
りそのプリズム２の傾斜面に指紋の像が形成される。

次いで、その指紋の像は前記結像レンズ３により前記二
次元ＣＣＤ　４に結像された後、電気的信号に変更され
て前記回路部５に伝達され、該回路部５でその電気的信
号が増幅及び分析されて指紋の認識が行われていた。

〔発明が解決しようとする課題］ 然るに、このような従来の指紋認識装置においては、第
４図に示したように、水平に配置された結像レンズ３の
光軸に対し、４５°の角度をなして傾いた状態でプリズ
ム２に指紋が形成されるため、二次元ＣＣＩ）　４にお
いての指紋の像が傾いた状態６に結像される現象が発生
し、よって、光軸の周囲においてはその指紋の形成が明
確に現われるが、その光軸から離れるにつれて薄くなっ
て、指紋の像の歪曲現象が発生し、指紋の認識を正確に
行い得ないという不都合な点があった。又、前記の欠点
をある程度補正するため、結像レンズ３を多数個のレン
ズにて構成する方法も採用されているが、像の歪曲現象
を完全に解決し得るとは言い難いと共に原価が上昇する
という不都合な点があった。

それで、このような問題点を解決するため、本発明者達
は次のような指紋の認識装置を提供しようとするもので
ある。

（課題を解決するための手段〕 すなわち、本発明に係るホログラムを利用した指紋認識
装置においては、照明光を発生するレーザーと、このレ
ーザーで発生される照明光を平行に進行させるコリメー
ターと、そのレーザービームにより指紋の像を第１像形
成面に形成させる５角プリズムとが第１光軸に配置され
、前記第１像形成面の指紋の像を第２像形成面に移動さ
せるホログラムと、その第２像形成面に形成した指紋の
像を結像させる結像レンズと、その結像した指紋の像を
電気的信号に変更させる二次元ＣＣＤとが前記第２像形
成面の中心点と一致する第２光軸に配置され、前記二次
元ＣＣＤがこの二次元ＣＣＤからの発生信号を増幅及び
分析する回路部に連結されてなることにより指紋の像の
歪曲のない正確な認識をし得るように構成されている。

〔作　用〕

そして、このように構成された本発明に係る指紋の認識
装置においては、５角プリズムに形成される指紋の実像
がホログラムにより結像レンズの光軸上に移動して虚像
にて形成され、該虚像が結像レンズにより二次元ＣＣＤ
に結像して指紋の映像に従い電気的信号が発生され、該
信号が回路部に伝達して増幅及び分析されることにより
指紋の認識が行われる。即ち、このような本発明に係る
指紋の認識装置においては、ホログラムを利用し指紋の
像を結像レンズの光軸に移動させた後認識するようにな
っているため、従来の指紋の像の歪曲現象及び認識エラ
ーの要因が完全に除去され正確な指紋の認識が行われる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例に対し図面を用いて詳細に説明す
る。第１図は本発明に係る指紋認識装置の光学系構成図
で、図面に示したように、レーザービームを発生するレ
ーザー１１と、このレーザー１１で発生したレーザービ
ームを平行光にさせるコリメーター１２と、そのレーザ
ービームで指紋の像を形成させる５角プリズム１３とが
第１光軸ａｌ上に配置され、この５角プリズム１３で形
成される指紋の像の発生位置を移動させるホログラム１
４と、その指紋の像を結像させる結像レンズ１５と、該
結像レンズ１５により結像した指紋の像を電気的信号に
変更させる二次元ＣＣＤ　１６とが第２光軸ａ２上に配
置され、その二次元ＣＣＤ　１６がこの二次元ＣＣＤ　
１６の電気的信号を増幅及び分析する回路部１７に連結
されて本発明に係るホログラムを利用した指紋認識装置
が構成されている。そして、前記５角プリズム１３は、
指の当接されるこの５角プリズムの当接面１３ａが前記
コリメーター１２に直交されるように配置され、その５
角プリズム１３の傾斜面１３ｂは前記ホログラム１４に
向かって配置され、それら当接面１３ａと傾斜面１３ｂ
間の内角は４５°を有している。又、前記コリメーター
１２からレーザービームが前記５角プリズム１３に入射
されると、指紋の像は、その当接面１３ａと所定角度′
＆１をなす第１像形成面１８に形成される。且つ、前記
ホログラム１４は、第２図に示したように所定距離ＬＬ
だけ離れた位置で発散する球面波Ｗ１と、所定距離Ｌ　
ｚ　、たけ離れた位置で発散する球面波Ｗ２とが、所定
角度ひイを置いてこのホログラム１４のホログラフィッ
クプレート（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　ｐｌａｔｅ）に
入射されるように形成されている。そして、前記各所定
角ＧＭ及びひ、の間にはａ□−４５°−σ１の関係が成
立されている。ここで、Ｗｌは物体光（ｏｂｊｅｃｔｗ
ａｖｅ）であり、Ｗｌは参照光（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　
ｗａｖｅ）である。更に、前記ホログラム１４は、水平
面からひ、の角度をなすように配置され、前記５角プリ
ズム１３の第１像形成面１８とホログラム１４との間に
は前記Ｌ２の距離が維持され、前記５角プリズム１３か
らそのホログラム１４にレーザービームが入射すると、
そのホログラム１４から前記り、の距離だけ離れた第２
像形成面１９に指紋の像が形成されるようになっている
。又、この第２像形成面１９からＬ３だけ離れた位置に
前記結像レンズ１５が配置され、該結像レンズ１５から
Ｌ４だけ離れた位置に前記二次元ＣＣＤ　１６が配置さ
れて、そのニアリアＣＣＤようになっている。且つ、前
記ホログラム１４と前記結像レンズ１５との光軸は前記
第２像形成面１９の中心点Ｃと一致している。図中、未
説明符号２ｏは前記コリメーター１２により平行光にな
ったレーザービーム（照明光）を示し、２１は指の指紋
により散乱したレーザービーム、２２は５角プリズム１
３における光路の差に因り散乱レーザービーム２１の位
置が移動した散乱レーザービーム、２３はホログラム１
４により散乱レーザービーム２２が移動したレーザービ
ームを夫々示したものである。

このように構成された本発明に係るホログラムを利用し
た指紋認識装置の作用を説明すると次のようである。第
１図に示したように、レーザー１１から発生したレーザ
ービームはコリメーターにより平行光にて入射され、５
角プリズム１３における指の当接した部位を照明する。

すると、レーザービームは指紋の突出及び窪み（凸凹）
部位に従い５角プリズム１３に当接した突出（凸）部位
においては散乱され、非当接（凹）部位においては反射
又は透過される。そして、このとき、指紋の凹凸に因る
散乱作用により指紋の像が形成されるが、５角プリズム
１３における光路の差により指紋の像はσ、の角度をな
す像形成面１８に実質的に形成される。即ち、５角プリ
ズム１３のＡ点から散乱されるレーザービームは実質的
にＢ点で散乱するレーザービームになる。次いで、その
指紋の像はホログラム１４に入射され、該ホログラム１
４により像形成面１９に移動して結像レンズ１５の光軸
上に存在し、よって、物体が光軸を離れることにより発
生される収差は完全に除去させる。その後、移動した指
紋の像は結像レンズ１５により二次元ＣＣＤ　１６上に
結そのニアリアＣＣＤ　１６で電気的信号に変換され、
回路部１７で増幅及び分析されて指紋の認識が行われる
。即ち、本発明に係るホログラムを利用した指紋認識装
置は、ホログラムを利用して５角プリズム１３に形成さ
れる指紋の像の実像を結像レンズ１５の光軸に移動させ
、その虚像を結像レンズ１５によりニアリアＣＣＤ上に
結ばせることにより指紋の像の歪曲を完全に補正し得る
という特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明に係るホログラムを利用
した指紋認識装置においては、プリズムに形成される指
紋の像をホログラムを利用してより一層正確に認識し、
指紋の像の微細な歪曲現象を完全に排除し得るという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る指紋認識装置の光学系構成図であ
り、第２図は本発明に係るホログラムの作用表示図であ
り、第３図は従来の指紋認識装置の光学系構成図であり
、第４図は従来の指紋認識装置の作用概略表示図である
。 図中において、 １１・・・レーザー、　　　　　１２・・・コリメータ
ー１３・・・５角プリズム、　　１３ａ・・・当接面、
１３ｂ・・・傾斜面、 １５・・・結像レンズ、 １７・・・回路部、 １９・・・第２像形成面、 ａ２・・・第２光軸、 Ｗ２・・・参照光。 １４・・・ホログラム、 １６・・・ニアリアＣＣＤ、 工８・・・第１像形成面、 ａ、・・・第１光軸、 Ｗｌ・・・物体光、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、照明光を発生するレーザー（１１）と、該レーザー
   （１１）で発生される照明光を平行に進行させるコリメ
   ーター（１２）と、そのレーザービームにより指紋の像
   を第１像形成面（１８）に形成させる５角プリズム（１
   ３）とが第１光軸（ａ＿１）に配置され、前記第１像形
   成面（１８）の指紋の像を第２像形成面（１９）に移動
   させるホログラム（１４）と、その第２像形成面（１９
   ）に形成した指紋の像を結像させる結像レンズ（１５）
   と、その結像した指紋の像を電気的信号に変更させる二
   次元ＣＣＤ（１６）とが前記第２像形成面（ａ＿２）の
   中心点と一致する第２光軸（９２）に配置され前記二次
   元ＣＣＤ（１６）が該二次元ＣＣＤ（１６）からの発生
   信号を増幅及び分析する回路部（１７）に連結されてな
   ることにより指紋の像の歪曲のない正確な認識をし得る
   ように構成されたことを特徴とするホログラムを利用し
   た指紋認識装置。 ２、前記ホログラム（１４）は、該ホログラム（１４）
   のホログラフィックプレートに、所定距離Ｌ＿１だけ離
   れた位置から発散する物体光Ｗ＿１と、所定距離Ｌ＿２
   だけ離れた位置から発散する参照光Ｗ＿２とが互いに所
   定角度θ＿Ｈを置いて入射されるように形成されてなる
   請求項の１に記載のホログラムを利用した指紋認識装置
   。 ３、前記５角プリズム（１３）は、指の当接される当接
   面（１３ａ）と、前記ホログラム（１４）を向いて傾斜
   された傾斜面（１３ｂ）とのなす内角が４５゜にて形成
   され、前記第１像形成面（１８）が前記当接面（１３ａ
   ）と４５°よりも小さい角度θ＿１だけ傾斜して形成さ
   れ、前記ホログラム（１４）は前記第１像形成面（１８
   ）と所定距離Ｌ＿２離れた位置にそのホログラムの水平
   面が前記角度θ＿１だけ傾斜して配置され、前記第２像
   形成面（１９）は前記ホログラム（１４）から所定距離
   Ｌ＿１だけ離れた位置に形成されてなる請求項の１又は
   ２のいずれか１項に記載のホログラムを利用した指紋認
   識装置。 ４、前記結像レンズ（１５）は前記第２像形成面（１９
   ）から所定距離Ｌ＿３（Ｌ＿３＞Ｌ＿１）だけ離れて配
   置され、その結像レンズ（１５）から所定距離Ｌ＿４だ
   け離れて前記二次元ＣＣＤ（１６）が配置され、該二次
   元ＣＣＤ（１６）には倍率Ｌ＿４／Ｌ＿３の指紋の像が
   結像されてなる請求項の１に記載のホログラムを利用し
   た指紋認識装置。 ５、前記各所定角度θ＿Ｈ及びθ＿１の間には、θ＿Ｈ
   ＝４５°−θ＿１、の関係が成立する請求項の２又は３
   のいずれか１項に記載のホログラムを利用した指紋認識
   装置。