JP2993287B2 - 凹凸形状検出装置 - Google Patents
凹凸形状検出装置Info
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- JP2993287B2 JP2993287B2 JP4230658A JP23065892A JP2993287B2 JP 2993287 B2 JP2993287 B2 JP 2993287B2 JP 4230658 A JP4230658 A JP 4230658A JP 23065892 A JP23065892 A JP 23065892A JP 2993287 B2 JP2993287 B2 JP 2993287B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、指紋のような物体の凹
凸形状を、簡易に薄形構造で正確に検出する装置に関す
る。
凸形状を、簡易に薄形構造で正確に検出する装置に関す
る。
【0002】従来、個人識別のため指紋照合を行うこと
が研究され、そのとき平行な透明導光体の一方の面に押
し当てた指の指紋が作る凹凸形状について、他方の面の
外方から光を入射させて、導光体内を伝播させた後に検
出する。このとき、構成が大型化したから、簡易に薄形
の装置を開発することが要望される。
が研究され、そのとき平行な透明導光体の一方の面に押
し当てた指の指紋が作る凹凸形状について、他方の面の
外方から光を入射させて、導光体内を伝播させた後に検
出する。このとき、構成が大型化したから、簡易に薄形
の装置を開発することが要望される。
【0003】
【従来の技術】指紋により個人を識別し、コンピュータ
室への入室やコンピュータと接続されている端末を利用
することを可能とすることが研究されている。それは指
紋が万人不同かつ終生不変という特徴を有するからであ
り、指紋センサの平板上に指を置き、下方から照射され
た光により、指紋の凹凸けいじょう画像データとして検
出し、予めデータファイルに格納されているデータと照
合する。
室への入室やコンピュータと接続されている端末を利用
することを可能とすることが研究されている。それは指
紋が万人不同かつ終生不変という特徴を有するからであ
り、指紋センサの平板上に指を置き、下方から照射され
た光により、指紋の凹凸けいじょう画像データとして検
出し、予めデータファイルに格納されているデータと照
合する。
【0004】図4、図5は従来の指紋センサにおける凹
凸形状検出部の概略図である。図4において、1は凹凸
形状を検出する物体として例えば指紋センサ上の指を示
す。2は直角プリズム、3は照明光の光源、4は撮像系
を示す。
凸形状検出部の概略図である。図4において、1は凹凸
形状を検出する物体として例えば指紋センサ上の指を示
す。2は直角プリズム、3は照明光の光源、4は撮像系
を示す。
【0005】直角プリズム2の斜面(図の上面)に指1
を押し当て、側方に設けた光源3から照明する。指1の
指紋のように凹凸があるとき、凹部5は空気層で指紋の
谷線、凸部6は指紋の隆線と呼ばれるもので、指紋の谷
線である凹部5の空気層では照明光が全反射して、プリ
ズム2の光源とは異なる他方へ直進して行くと共に、凸
部6で示す指紋の隆線では照明光がプリズム2内の四方
に散乱されるようになる。
を押し当て、側方に設けた光源3から照明する。指1の
指紋のように凹凸があるとき、凹部5は空気層で指紋の
谷線、凸部6は指紋の隆線と呼ばれるもので、指紋の谷
線である凹部5の空気層では照明光が全反射して、プリ
ズム2の光源とは異なる他方へ直進して行くと共に、凸
部6で示す指紋の隆線では照明光がプリズム2内の四方
に散乱されるようになる。
【0006】従って、凹部5から反射した光は、プリズ
ム2より飛び出して撮像系4に強く入射し、凸部6で反
射した光は、撮像系4に弱く入射する。撮像系4におい
ては、図示しないレンズ集束部を用い、指1の指紋の谷
線と隆線に対応する光の強弱により、コントラストのつ
いた指紋像が得られる。
ム2より飛び出して撮像系4に強く入射し、凸部6で反
射した光は、撮像系4に弱く入射する。撮像系4におい
ては、図示しないレンズ集束部を用い、指1の指紋の谷
線と隆線に対応する光の強弱により、コントラストのつ
いた指紋像が得られる。
【0007】図5は、図4の装置よりさらにコントラス
トの高い画像を得るための装置であり、7は導光体、7
-1と7-2とは導光体7の互いに平行な対向面であり、材
質として透明なガラス・プラスチックを使用するもの、
また8はレンズ機能を付加した回折格子を示す。
トの高い画像を得るための装置であり、7は導光体、7
-1と7-2とは導光体7の互いに平行な対向面であり、材
質として透明なガラス・プラスチックを使用するもの、
また8はレンズ機能を付加した回折格子を示す。
【0008】導光体7の一方の面7-2に指1を押し当
て、他方の面7-1から照明光を殆ど垂直方向に入射させ
る。すると、指1の凹所5には空気層があり、照明光の
一部は凹所5に入り込んで所定の場所において反射し、
四方に散乱する。そして、殆どは面7-2に垂直方向に再
入射して導光体7内を直進し、他方の面7-1から出射し
(R1)、遠方に消える。
て、他方の面7-1から照明光を殆ど垂直方向に入射させ
る。すると、指1の凹所5には空気層があり、照明光の
一部は凹所5に入り込んで所定の場所において反射し、
四方に散乱する。そして、殆どは面7-2に垂直方向に再
入射して導光体7内を直進し、他方の面7-1から出射し
(R1)、遠方に消える。
【0009】他方、凸部6に当たった光は、恰も凸部6
を新たな光源とするように導光体7内に散乱し、その一
部はR2 で示すように導光体7から出射し、他は全反射
しながらR3 と示す如く導光体7の内部を伝播して行
く。
を新たな光源とするように導光体7内に散乱し、その一
部はR2 で示すように導光体7から出射し、他は全反射
しながらR3 と示す如く導光体7の内部を伝播して行
く。
【0010】R3 で示す光成分について、回折格子8に
より結像させ、導光体7の外部に設けた撮像系4例えば
CCD使用のものにより指紋像が得られる。図6は薄形
化した従来の指紋センサにおける凹凸形状検出部の概略
図である。
より結像させ、導光体7の外部に設けた撮像系4例えば
CCD使用のものにより指紋像が得られる。図6は薄形
化した従来の指紋センサにおける凹凸形状検出部の概略
図である。
【0011】図6において(特開平1−321576号
公報参照)、9は導光体、9-1と9 -2とは導光体9の互
いに平行な対向面、10は導光体9の傾斜面9-3に設けた
光ビーム集束用曲面 (レンズ) 、11は曲面10からの出射
光を撮像系4に向けて反射させる反射鏡である。
公報参照)、9は導光体、9-1と9 -2とは導光体9の互
いに平行な対向面、10は導光体9の傾斜面9-3に設けた
光ビーム集束用曲面 (レンズ) 、11は曲面10からの出射
光を撮像系4に向けて反射させる反射鏡である。
【0012】導光体9の一方の面9-2に指1を押し当
て、他方の面9-1の外方から照明光を殆ど垂直方向に入
射させる。すると、指1の凹所5には空気層があり、照
明光の一部は凹所5に入り込んで所定の場所において反
射し、四方に散乱する。そして、殆どは面9-2に垂直方
向に再入射して導光体9内を直進し、他方の面9-1から
出射し遠方に消える。
て、他方の面9-1の外方から照明光を殆ど垂直方向に入
射させる。すると、指1の凹所5には空気層があり、照
明光の一部は凹所5に入り込んで所定の場所において反
射し、四方に散乱する。そして、殆どは面9-2に垂直方
向に再入射して導光体9内を直進し、他方の面9-1から
出射し遠方に消える。
【0013】他方、凸部6に当たった光は、恰も凸部6
を新たな光源とするように導光体9内に散乱し、その一
部は導光体7から出射し、他は全反射しながらR3で示
す如く導光体9の内部を伝播し、曲面10の外方に散乱す
る。
を新たな光源とするように導光体9内に散乱し、その一
部は導光体7から出射し、他は全反射しながらR3で示
す如く導光体9の内部を伝播し、曲面10の外方に散乱す
る。
【0014】従って、導光体9の外部に設けた反射鏡11
と撮像系4例えばCCD使用のものにより、指1の指紋
像が得られる。図7は図6に示す凹凸形状検出部の応用
例である。
と撮像系4例えばCCD使用のものにより、指1の指紋
像が得られる。図7は図6に示す凹凸形状検出部の応用
例である。
【0015】図7において(特開平1−321576号
公報参照)、13は導光体、14は導光体13を埋め込んで装
着した扉、15は扉14のノブであり、導光体13はくの字形
状に屈曲し、導光体13の一端に撮像系4例えばCCD使
用のものが対向する。
公報参照)、13は導光体、14は導光体13を埋め込んで装
着した扉、15は扉14のノブであり、導光体13はくの字形
状に屈曲し、導光体13の一端に撮像系4例えばCCD使
用のものが対向する。
【0016】かかる凹凸形状検出部において、導光体13
は導光体9に相当し、導光体13の指1の当接面は、扉14
のV字形凹所16内に露呈する。
は導光体9に相当し、導光体13の指1の当接面は、扉14
のV字形凹所16内に露呈する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の凹凸形状検出部は、撮像系4が導光体から見て外れ
た方向に設けているまたは、撮像光は導光体内を繰り返
し反射して伝播する構成である。
来の凹凸形状検出部は、撮像系4が導光体から見て外れ
た方向に設けているまたは、撮像光は導光体内を繰り返
し反射して伝播する構成である。
【0018】撮像系4が導光体(三角プリズム)から外
れた構成では、装置の厚さが増大し薄形化が困難であ
り、指紋照合システムのように扉に取付けてコンピュー
タ室への入室管理を厳格に行うとき、薄い扉に対し完全
に埋め込むことができない。
れた構成では、装置の厚さが増大し薄形化が困難であ
り、指紋照合システムのように扉に取付けてコンピュー
タ室への入室管理を厳格に行うとき、薄い扉に対し完全
に埋め込むことができない。
【0019】撮像光が導光体内を繰り返し反射して伝播
する構成では、撮像光の伝播損失が大きく,鮮明な撮像
が妨げられるという不都合があった。なお、薄形化した
従来の指紋センサの凹凸形状検出部は、他のものより薄
いもの例えば扉に収容可能になるが、扉等の収容部厚さ
を20mm以下にすることができない。
する構成では、撮像光の伝播損失が大きく,鮮明な撮像
が妨げられるという不都合があった。なお、薄形化した
従来の指紋センサの凹凸形状検出部は、他のものより薄
いもの例えば扉に収容可能になるが、扉等の収容部厚さ
を20mm以下にすることができない。
【0020】
【課題を解決するための手段】図1は本発明装置におけ
る凹凸形状検出部の基本構成図である。図1において、
透明なガラスもしくはプラスチックにてなる導光体21
は、検出すべき凹凸を有する物体例えば指1を接触せし
める平面21-2と、平面21-2に対し適当な角度で交差し光
源から出射する照明光Rを取り入れる平面21-1と、照明
光Rが指1に照射したときの反射光R3 を反射せしめそ
の反射光R3 が平面21-2に対しほぼ平行になるようにす
る反射面21-3と、端面21-4より突出し反射面21-3からの
反射光R3を集光させるレンズ21-5とを具え、導光体21
の外には、レンズ21-5からの出射光を平面21-1に対しほ
ぼ直角方向に反射せしめる反射鏡11と、反射鏡11の反射
光が入射する撮像系4とを具えてなる。
る凹凸形状検出部の基本構成図である。図1において、
透明なガラスもしくはプラスチックにてなる導光体21
は、検出すべき凹凸を有する物体例えば指1を接触せし
める平面21-2と、平面21-2に対し適当な角度で交差し光
源から出射する照明光Rを取り入れる平面21-1と、照明
光Rが指1に照射したときの反射光R3 を反射せしめそ
の反射光R3 が平面21-2に対しほぼ平行になるようにす
る反射面21-3と、端面21-4より突出し反射面21-3からの
反射光R3を集光させるレンズ21-5とを具え、導光体21
の外には、レンズ21-5からの出射光を平面21-1に対しほ
ぼ直角方向に反射せしめる反射鏡11と、反射鏡11の反射
光が入射する撮像系4とを具えてなる。
【0021】
【作用】上記手段によれば、導光体内において撮像光
は、1回の反射だけで導光体から取り出され、導光体に
対し照明光の光源は、斜め下方に配設することになる。
は、1回の反射だけで導光体から取り出され、導光体に
対し照明光の光源は、斜め下方に配設することになる。
【0022】従って、導光体内における撮像光の伝播損
失は、直角プリズムを使用した従来のものと同程度に少
なく、かつ、凹凸形状検出部を収納する厚さは、直角プ
リズムを使用した従来のもの,繰り返し反射する導光体
を使用した従来のものより薄くできる。
失は、直角プリズムを使用した従来のものと同程度に少
なく、かつ、凹凸形状検出部を収納する厚さは、直角プ
リズムを使用した従来のもの,繰り返し反射する導光体
を使用した従来のものより薄くできる。
【0023】
【実施例】図2は本発明の実施例になる装置の凹凸形状
検出部の構成図である。図2において、22は透明なガラ
スやプラスチックにてなる導光体であり、導光体22は、
検出すべき凹凸を有する物体例えば指1を接触せしめる
平面22-2と、平面22-2に対し適当な角度で交差し光源か
ら出射する照明光Rを取り入れる平面22 -1と、照明光R
が指1に照射したときの反射光R3 を反射せしめその反
射光R3が平面22-2に対しほぼ平行になるようにする反
射面22-3と、端面22-4より突出し反射面22-3からの反射
光R3 を集光させるレンズ22-5とを具えてなる。
検出部の構成図である。図2において、22は透明なガラ
スやプラスチックにてなる導光体であり、導光体22は、
検出すべき凹凸を有する物体例えば指1を接触せしめる
平面22-2と、平面22-2に対し適当な角度で交差し光源か
ら出射する照明光Rを取り入れる平面22 -1と、照明光R
が指1に照射したときの反射光R3 を反射せしめその反
射光R3が平面22-2に対しほぼ平行になるようにする反
射面22-3と、端面22-4より突出し反射面22-3からの反射
光R3 を集光させるレンズ22-5とを具えてなる。
【0024】平面22-1と22-3とは同一面となるようにす
るため、平面22-2に対向する平面22 -6に対する角度αは
例えば20度とし、そのような導光体22の外には、レンズ
22-5からの出射光を平面22-1に対しほぼ直角方向に反射
せしめる反射鏡11と、反射鏡11の反射光が入射する撮像
系4とを配設する。
るため、平面22-2に対向する平面22 -6に対する角度αは
例えば20度とし、そのような導光体22の外には、レンズ
22-5からの出射光を平面22-1に対しほぼ直角方向に反射
せしめる反射鏡11と、反射鏡11の反射光が入射する撮像
系4とを配設する。
【0025】そこで、導光体22の平面22-2の所定部に指
1を押し当て、平面22-1の外方からの照明光Rを、指1
と平面22-2との当接面に照射させる。すると、指1の凹
凸(指紋)に対応する反射光R3 は、平面22-3に反射
し、レンズ22-5から出射したのち反射鏡11で反射し、撮
像系4例えばCCD使用のものにより撮像されようにな
る。
1を押し当て、平面22-1の外方からの照明光Rを、指1
と平面22-2との当接面に照射させる。すると、指1の凹
凸(指紋)に対応する反射光R3 は、平面22-3に反射
し、レンズ22-5から出射したのち反射鏡11で反射し、撮
像系4例えばCCD使用のものにより撮像されようにな
る。
【0026】図3は本発明により指紋像を検出する装置
の応用例を示す図である。情報処理システムにおいて、
データベースにアクセスできる者を限定する等の目的
で、指紋照合システムを適用するとき、指紋入力装置を
特別に設けることなく、例えばキーボード25に埋め込む
ことができれば、外観を損ねることなく、また、使い易
いシステムとなる。図8はキーボード25に埋め込んだ例
であり、26は端末装置を示す。
の応用例を示す図である。情報処理システムにおいて、
データベースにアクセスできる者を限定する等の目的
で、指紋照合システムを適用するとき、指紋入力装置を
特別に設けることなく、例えばキーボード25に埋め込む
ことができれば、外観を損ねることなく、また、使い易
いシステムとなる。図8はキーボード25に埋め込んだ例
であり、26は端末装置を示す。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
光体内において撮像光は、1回の反射だけで導光体から
取り出されるため、撮像光の伝播損失が減少し, 鮮明な
撮像を可能とし、かつ、20mm程度の薄い物体例えば扉に
収容できるようにした効果がある。
光体内において撮像光は、1回の反射だけで導光体から
取り出されるため、撮像光の伝播損失が減少し, 鮮明な
撮像を可能とし、かつ、20mm程度の薄い物体例えば扉に
収容できるようにした効果がある。
【図1】 本発明装置における凹凸形状検出部の基本構
成図である。
成図である。
【図2】 本発明の実施例になる装置の凹凸形状検出部
の構成図である。
の構成図である。
【図3】 本発明により指紋像を検出する装置の応用例
を示す図である。
を示す図である。
【図4】 従来の指紋センサの凹凸形状検出部の概略図
(その1)である。
(その1)である。
【図5】 従来の指紋センサの凹凸形状検出部の概略図
(その2)である。
(その2)である。
【図6】 従来の薄形指紋センサにおける凹凸形状検出
部の概略図である。
部の概略図である。
【図7】 図6に示す凹凸形状検出部の応用例である。
1は検出すべき凹凸を有する物体(指) 4は撮像系 11は反射鏡 21,22 は導光体 21-2, 22-2は導光体の凹凸物体当接平面 21-1, 22-1は導光体の照明光取り入れ面 21-3, 22-3は導光体の反射面 21-5, 22-5は導光体の集光レンズ Rは凹凸物体に照射する照明光 R3 は凹凸物体からの反射光 (撮像光)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 栄悦 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−165982(JP,A) 特開 平2−176984(JP,A) 特開 平2−307176(JP,A) 特開 平3−256185(JP,A) 実開 昭63−107063(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00
Claims (1)
- 【請求項1】 検出すべき凹凸を有する物体(1) を当接
する平面 (21-2, 22 -2) と該平面 (21-2, 22-2) に対し
適当な角度で交差する照明光取り入れ面 (21 -1, 22-1)
と該照明光取り入れ面 (21-1, 22-1) から入射した照明
光(R) が該物体(1) に照射した反射光(R3)を該物体当接
平面 (21-2, 22-2) にほぼ平行する方向に反射せしめる
反射面 (21-3, 22-3) と該反射面 (21-3, 22-3) で反射
した反射光(R3)の集光レンズ (21-5, 22-5) とを有する
導光体(21,22) と、該レンズ (21-5, 22-5) からの出射
光を該物体当接平面 (21-2, 22-2) に対しほぼ直角方向
に反射する反射鏡(11)と、該反射鏡(11)の反射光(R3)が
入射する撮像系(4) とを具えたことを特徴とする凹凸形
状検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4230658A JP2993287B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 凹凸形状検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4230658A JP2993287B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 凹凸形状検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0683944A JPH0683944A (ja) | 1994-03-25 |
JP2993287B2 true JP2993287B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=16911263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4230658A Expired - Fee Related JP2993287B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 凹凸形状検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2993287B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100355329B1 (ko) * | 1998-12-21 | 2002-10-12 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 요철 패턴 판독 장치 |
US6912300B1 (en) | 1999-08-20 | 2005-06-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Irregular pattern reader |
JP3780785B2 (ja) | 1999-11-30 | 2006-05-31 | 三菱電機株式会社 | 凹凸パターン検出装置 |
JP2004112034A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Canon Inc | 撮像装置 |
JP4780921B2 (ja) | 2004-03-17 | 2011-09-28 | キヤノン株式会社 | 並列パルス信号処理装置、及びその制御方法 |
KR100760061B1 (ko) * | 2005-07-25 | 2007-09-18 | 추안 리앙 인더스트리얼 코., 엘티디. | 지문 패턴을 인식하도록 전반사를 이용하는 지문 인식조립체 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP4230658A patent/JP2993287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0683944A (ja) | 1994-03-25 |
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