JPH0664602B2 - 凹凸面情報検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕指と接触しているガラス板の内部を伝播する全
反射光を用いて指紋像を取得する装置において、指紋を
照明するレーザ光の強度を、ガラス板に対する指の押圧
力が低い時には強く、押圧力が高い時には弱くなるよう
に制御するために、押圧力を測定するための圧力センサ
と光透過率が異なる複数のフィルタを設け、この圧力セ
ンサの出力値に基づいて選択された一つのフィルタが、
ガラス板とレーザ光源の間に配置される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は凹凸によって表現されるパターンを光学的に検
出する装置に係り、とくに、指紋を弁別するためのシス
テムにおける指紋情報入力用のセンサに関する。

〔従来の技術〕

コンピュータシステムのセキュリティを確保するため
に、IDカードやパスワードを用いる個人検証が行われて
いる。一方、この分野においても、指紋の有する「万人
不同」・「終生不変」の特性を利用して、さらに高度の
セキュリティを確立することが試みられている。指紋を
用いれば、携帯不備、盗用、改竄等の不都合も回避でき
る。

上記の目的に対しては、指紋を即時に弁別することが必
要であり、このために、指紋情報を光学的に検出する方
法が提案されている。この場合に重要なことは、指紋を
高いコントラストで検出することである。その一つの方
法として、ガラス板等の透明平板に指を押しつけた場合
に、指紋の該ガラス板に接している凸部（隆線）で散乱
された光の一部は該ガラス板の内部を全反射して伝播す
るが、該ガラス板に接していない凹部（谷線）で散乱さ
れた光は、上記の全反射の条件を満たすことができず、
該ガラス板に入射したのち、これを透過して、再び外部
へ出射してしまうことを利用するものがある。すなわ
ち、この全反射光を取り出して結像させれば、高コント
ラストの指紋像を得ることができる。このような原理を
用い、種々の改良モデルが提案されている。（特開昭55
−81321、特開昭61−201380等参照） 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような指紋検出装置において、ガラス板に対する
指の接触状態、すなわち、指の押圧力や皮膚の滑らかさ
および発汗の程度等によって、指紋による散乱光の強度
が変化する。とくに、荒れ性の皮膚の場合には、ガラス
板に対する密着が悪く、散乱光が弱くなる。その結果、
撮像装置に投射される指紋像の明るさが低い。このよう
な指紋像を処理して、画像情報、すなわち、指紋の特徴
点に関する情報、を得る際に、種々の誤りを生じやす
い。例えば、撮像装置からの出力信号の２値化処理にお
けるスライスレベルの不適切に起因する２値化の誤り、
また指紋を代表する特徴点を選び出すための細線化ある
いは修復処理での指紋の端点あるいは分岐点の判別誤り
等である。

従来の装置では、上記のような処理における誤りを防止
するための対策は、もっぱら処理のアルゴリズムに負わ
されていた。このために、処理アルゴリズムが複雑とな
り、検出能率が低く、また得られた情報の信頼性が低い
という問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点は、柔らかい被検凹凸面（12）が接触され
る凹凸面情報入力部が設けられた一平面と該平面に平行
な他平面とを有する透明平板（10）と、該凹凸面（12）
の凸部で散乱されたのち該透明平板（10）に入射し、そ
の内部を全反射条件で伝播する散乱光を、該透明平板
（10）の外部へ導出するために該平面のいずれか一方に
設けられたホログラム（14）と、該透明平板（10）に接
触している該被検凹凸面（12）を照明するためのレーザ
光源（20）と、該ホログラム（14）から出射する回折像
を検出するための撮像素子（30）とを備えた凹凸面情報
検出装置であって、 該透明平板（10）に対する該被検凹凸面（12）の押圧力
を測定する圧力センサ（40）と、 該被検凹凸面（12）と該レーザ光源（20）との間に配置
されたフィルタ（22）と、 該押圧力に基づいて、該フィルタ（22）の透過率を変化
させるための透過率調整器（24） とを有することを特徴とする、本発明の凹凸面情報検出
装置によって解決される。

〔作用〕

透明平板に対する指の押圧力が大きいときにはフィルタ
の透過率が小さくなるように制御することにより、指紋
による散乱光の強度をほぼ一定レベルに制御する。これ
により、指紋弁別処理のアルゴリズムに対する負担が軽
減される。すなわち、該アルゴリズムは簡素化可能とな
り、その結果、処理能率および得られたパターン情報の
信頼性が向上できる。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る凹凸面情報検出装置の構成概要を
示す模式図である。透明平板10の表面に、指12が押しつ
けられている。透明平板10の一端の表面には、ホログラ
ム14が形成されている。該ホログラム14は、透明平板10
とは別に、写真フィルム等を用いて作製されたものを、
透明平板10に貼り付けてもよい。

透明平板10に接触している指12の表面が、レーザ光源20
からの光によって照射されると、指12の指紋の隆線で散
乱され、透明平板10の内部へ入射した光の一部は、透明
平板10の表面で全反射されながら、その内部を伝播す
る。一方、指紋の谷線で散乱された光は、透明平板10に
入射しても全反射の条件が満足されないため、透明平板
10を透過して再び外部へ出射してしまう。このようにし
て、ホログラム14には、指紋の隆線からの散乱光のみが
入射する。この散乱光はホログラム14で回折され、撮像
装置30の、例えばCCDのような受光面上に、指紋像とし
て結像される。該指紋像は画素に分解され、フレームメ
モリ31に格納される。

本発明の凹凸面情報検出装置においては、さらに、指12
とレーザ光源20との間に設けられた、透過率が変化可能
なフィルタ21、指12が透明平板10に接触したときこれを
検知し、かつ指12の押圧力に対応する値の信号を出力す
る圧力センサ40、該圧力センサ40の出力が所定の押圧力
に対応する値以下のとき、警報信号（例えばブザー音）
を発生する警報器41、該圧力センサ40の出力に応じて、
フィルタ21の透過率を所定値に制御する透過率調整器22
が設けられている。

上記の凹凸面情報検出装置の動作を、第２図のフローチ
ヤートにより説明する。まず、ステップ指紋入力で指
が透明平板上の凹凸面情報入力部に接触される。する
と、圧力センサにより指の押圧力が測定される。ステッ
プにおいて該押圧力が所定値以上か否かが判定され、
所定値以下であれば、警報信号が出力されるとともに、
再びステップにもどる。

ステップにおいて、押圧力が所定値以上であれば、ス
テップで、圧力センサから送られた制御信号に基づ
き、透過率調整器はフィルタの透過率を、該押圧力に対
応する所定値に設定する。そののち、ステップで、画
像（ホログラムから出射する指紋像）が撮像装置により
取り込まれる。以後、この画像が処理され、指紋の特徴
点の抽出が行われ、特徴点情報（特徴点の種類と座標）
がメモリに格納（登録）される。照合時には、上記と同
様の手順により取り込まれた画像（指紋）から抽出され
た特徴点情報が、あらかじめメモリに登録されている特
徴点情報と照合される。

第３図は、押圧力とこれに対応して設定されるフィルタ
の透過率との関係を示すグラフである。前記のように、
一般に、押圧力が低いと、指紋による散乱光の強度が弱
い。したがって、同図に示すように、フィルタの透過率
を、押圧力が、ほぼ所定値のときに100％で、押圧力が
増すにしたがって50％程度まで減少するように制御す
る。このようにして、どのような押圧力においても、指
紋による散乱光強度がほぼ等しくなるように調整され
る。

このような透過率の値は、必ずしも連続的に変化する必
要はないので、例えば、10％程度の差の透過を有する複
数のフィルタを支持枠に取りつけ、この支持枠を前記透
過率調整器により駆動して、該複数のフィルタのうちか
ら、適当な透過率のものを配置する構成でもよい。ま
た、印加電圧によって透過率の変化する液晶パネルを用
いてフィルタを構成してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、撮像装置に入力する指紋像の明るさが
ほぼ一定のレベルに維持されるので、指紋弁別処理の能
率および信頼性を向上可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る凹凸面情報検出装置の構成概要を
示す模式図、 第２図は、本発明に係る凹凸面情報検出装置の動作を説
明するためのフローチヤート、 第３図は、押圧力とこれに対応して設定されるフィルタ
の透過率の関係を示すグラフである。 図において、10は透明平板、12は指、14はホログラム、
20はレーザ光源、22はフィルタ、24は透過率調整器、30
は撮像装置、32はフレームメモリ、40は圧力センサ、42
は警報器である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柔らかい被検凹凸面（12）が接触される凹
   凸面情報入力部が設けられた一平面と該平面に平行な他
   平面とを有する透明平板（10）と、該凹凸面（12）の凸
   部で散乱されたのち該透明平板（10）に入射し、その内
   部を全反射条件で伝播する散乱光を、該透明平板（10）
   の外部へ導出するために該平面のいずれか一方に設けら
   れたホログラム（14）と、該透明平板（10）に接触して
   いる該被検凹凸面（12）を照明するためのレーザ光源
   （20）と、該ホログラム（14）から出射する回折像を検
   出するための撮像素子（30）とを備えた凹凸面情報検出
   装置であって、 該透明平板（10）に対する該被検凹凸面（12）の押圧力
   を測定する圧力センサ（40）と、 該被検凹凸面（12）と該レーザ光源（20）との間に配置
   されたフィルタ（22）と、 該押圧力に基づいて、該フィルタ（22）の透過率を変さ
   せるための透過率調整器（24）、 とを有することを特徴とする凹凸面情報検出装置。
2. 【請求項２】透過率の異なる複数のフィルタが設けら
   れ、該透過率調整器（24）は、該圧力センサ（40）によ
   り測定された押圧力値に基づき、該複数のフィルタから
   その一つ（22）を選択して該被検凹凸面（12）とレーザ
   光源（20）との間に配置することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の凹凸面情報検出装置。
3. 【請求項３】該押圧力が所定値以下の場合に警報を発信
   する警報器（42）を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の凹凸面情報検出装置。