(57)【要約】【課題】指紋採取時の指紋入力者の協力度や姿勢によらず、高品質な指紋を短時間で採取可能な指紋画像入力装置を提供する【解決手段】指紋の紋様を入力する指紋センサ３を装置本体１の外面に設置し、第１画像表示部２を、装置本体１の指紋センサ３が設けられる面と同一面上に、第２画像表示部４をその裏面に設置する。第２画像表示部４は、指紋センサ３の設置位置の略裏側に設置する。第１画像表示部２は、指紋センサ３により採取された画像データをそのまま表示し、第２画像表示部４は、指紋センサ３により採取された画像データを、指の長手方向に関し左右反転して表示する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装を構成する装置本体と、
前記装置本体の外面に設置され、指紋の紋様を画像データとして読み取る指紋センサと、
前記画像データを指紋画像として表示する第１画像表示部および第２画像表示部と、
前記指紋センサで読み取った前記画像データを保存する記憶部とを有する指紋画像入力装置。
【請求項２】
前記第１画像表示部は、前記装置本体の前記指紋センサが設けられる面と同一面上に設置され、前記第２画像表示部は、前記装置本体の前記指紋センサが設けられる面と異なる面に設置される、請求項１に記載の指紋画像入力装置。
【請求項３】
前記第２画像表示部は、前記指紋センサの設置位置の略裏側に設置される、請求項２に記載の指紋画像入力装置。
【請求項４】
前記第１画像表示部は、前記指紋センサにより採取された画像データをそのまま指紋画像として表示し、前記第２画像表示部は、前記画像データを指の長手方向に関し左右反転した指紋画像として表示する、請求項１から３のいずれか１項に記載の指紋画像入力装置。
【請求項５】
前記装置本体の前記第１画像表示部が設置される面と同一の面に設置され、前記記憶部に記録された画像データまたは前記指紋センサにより採取された画像データを表示する第３画像表示部を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の指紋画像入力装置。
【請求項６】
前記第２画像表示部が前記装置本体から取り外し可能であり、前記装置本体から前記第２画像表示部に画像データを送る手段を備えた、請求項１から５のいずれか１項に記載の指紋画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は指紋を画像として採取するに際し、採取する指紋画像を画像表示装置で確認しながら高品質な画像を取得できるようにした指紋画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
指紋画像は警察業務、セキュリティ、個人認証等における本人確認手段として広く利用されている。従来、指紋画像の採取は、指にインク等をつけて紙面に押捺することにより行われていたが、近年では指から直接指紋画像を採取する装置が広く普及している。
【０００３】
従来用いられてきた技術としては、たとえば、ガラス製のプリズムの表面に指紋を押捺した状態で、斜め下方から照明光をあて、指の表面が接しているところと、接していないところにおける、屈折率や反射率の差を利用して映像化する光学式がある。また、微小な電極を半導体面上に２次元的に配置し、各電極で皮膚表面の凹凸から生じる静電容量の差を測定することで指紋画像を形成する静電式や、微小な温度センサを配置して接している皮膚の温度を検知する感熱式などがある。
【０００４】
指紋画像取得装置がセキュリティや個人認証に使用される局面では、指紋を押捺するのは本人であり、通常は積極的に本人認証をしようとするので、一般的には指紋画像取得装置による画像取得に協力的である。したがって、ユーザーインターフェースとしては、介助者を必要としないスタンドアローン型のシステムとなり、また、一般に据え付けられた状態で使用されるため、小型化のニーズも小さい。さらに、指紋画像の取得に当たり取得した指紋画像をその場で確認する必要性もあまり大きくなかった。
【０００５】
一方、近年では、指紋画像取得装置は、警察や公安関連でも広く使われるようになってきている。事件現場や捜査現場で使用できれば、迅速な身元照会が可能となり、捜査効率化の効果が大きいことから、特に携帯型の指紋画像取得装置が望まれている。このため、これまでにも、据え置き型の個人認証用の装置をベースに小型化した製品が開発されてきている。さらに、近年の半導体技術の進歩により、指紋センサ自体の小型、薄型化技術が大きく進展し、携帯可能な小型の指紋画像取得装置は、技術的には十分に実現可能となってきている。
【０００６】
また、警察用途などでは、指紋が確実に採取されたことをその場で確認する必要性があり、画像確認のための表示機能を装備することが望まれている。
【０００７】
このような理由から、最近では、いわゆるＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタンス：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ    Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）機器に小型、薄型の指紋センサ、ならびに指紋画像を確認する表示部を装備した形態のものが一般的となっている。
【０００８】
図７を用いて、従来技術の指紋画像取得装置の一例を説明する。
【０００９】
図７はその外観を模式的に示したものであり、装置本体１０１に、画像表示部１０２、指紋センサ１０３が備えられている。装置本体は前述のＰＤＡタイプのものが一般的に用いられる。指紋センサ１０３で採取された指紋画像は、液晶などを用いた画像表示部１０２に表示され、これを操作者が見て、所定の位置に指が置かれているか、適正な画像品質であるかなどを判断する。
【００１０】
内部構成としては、たとえば図８に示すように、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、ＲＯＭ１１３、指紋センサ１０３、入出力ポート１１５、画像コントローラ１１６、画像表示部１０２などを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
ＲＡＭ１１２は、たとえば各種プログラムの作業メモリや、採取した指紋、照合用指紋等を格納するメモリとして用いられる。ＲＯＭ１１３は、装置本体１０１の制御を行う各種プログラムのメモリ等として用いられる。入出力ポート１１５は、指紋センサ１０３からの画像データや、各種操作ボタン（図示せず）からの信号をＣＰＵ１１１やＲＡＭ１１２に受け渡す。指紋センサ１０３は、前述のとおり、たとえば光学式、静電式、感熱式等の従来技術のセンサが利用できる。また、画像表示部１０２には、画像コントローラ１１６を介して採取中の指紋、採取後の指紋のほか、照合用の指紋、操作上必要なインターフェース情報等が表示される。
【００１２】
指紋採取の際には、画質や指紋の押捺位置に関する情報を画像処理により解析して、表示部にガイダンスを表示したり、音声を用いたガイダンスを行なうことも可能である。  たとえば、指紋の入力状態を表示し、併せて再入力の際のガイダンスを提供する手段として、取得した指紋画像から中心位置、角度、押圧を検出し、その結果に基づいて、指紋センサの面を表す枠内に基準マーカと入力指紋マーカとを示す状態表示マーク図を作成し、液晶表示器に表示する手段が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００３−３０６２９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の指紋画像入力装置は、このように小型、携帯化あるいは入力補助の観点から利便性が高められているが、あくまで指紋入力者が協力的であることが前提であった。すなわち、セキュリティや個人認証用といった従来の利用形態では、非協力的な指紋入力者は少なく、必要であれば繰り返し入力（リトライ）をしてもらうことも可能である。また、従来技術では、指紋センサと表示部が、指紋画像入力装置の同一面上にあり、基本的には指紋画像入力装置を台上に置いたり、壁に掛けた状態で、指紋入力者が指紋画像入力装置に指を伸ばし、押捺するといった使用方法が想定されていた。
【００１５】
しかし、警察関係では必ずしもこのように使用されない場合も多い。たとえば、警察官などの職員が介助して、非協力的な人物から指紋を採取しなければならない場合がある。このような状況では、何度もリトライすることは困難を伴うであろうし、指紋入力者が拘束されていて、後ろ手の無理な姿勢で押捺させる場合にも、同様と考えられる。
【００１６】
そこで、指紋入力者が拘束されている等、通常の姿勢で指紋採取ができない場合には、指紋画像入力装置を台上から離し、拘束された指紋入力者の指に操作者が指紋センサをあてがい指紋を採取することも考えられる。しかし、この場合、押捺される指の面は常に下向きとは限らず、上向きや横向きになり、介助者にとって指紋画像入力装置の画像表示部を見づらくなることも考えられる。特に、指紋が介助者から見て横に向いた状況で指紋センサを押し付ける場合、従来の装置では、介助者の視界から画像表示部が隠れてしまう。
【００１７】
常に上記のような状況で指紋を採取するのであれば、指紋センサを装置本体の背面に備えた構造も考えられるが、それでは従来のような押捺の状況で逆に不便になってしまう。
【００１８】
以上のように、警察や公安向けの用途では、指紋入力者が非協力的な場面が多く、また、指紋採取時の指紋入力者の姿勢も一律でないことから、従来の技術では、高品質な指紋画像を、確実にかつ１度で取得するには課題が多かったといえる。
【００１９】
本発明の目的は、以上の状況に鑑み、指紋採取時の指紋入力者の協力度や姿勢によらず、高品質な指紋を短時間で採取可能な指紋画像入力装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の指紋画像入力装置は、外装を構成する装置本体と、装置本体の外面に設置され、指紋の紋様を画像データとして読み取る指紋センサと、画像データを指紋画像として表示する第１画像表示部および第２画像表示部と、指紋センサで読み取った画像データを保存する記憶部とを有する。２つの画像表示部を設けたことにより、指紋採取に当たりいずれか見やすい方の表示部で画像確認を行うことが可能となり、画像確認手段の多様化が図れ、より迅速かつ確実な指紋採取が可能となる。そして、指紋センサで読み取った画像データは記憶部に保存され、画像データの確認等のために必要に応じて画像表示部に表示することが可能である。
【００２１】
本発明の指紋画像入力装置は、第１画像表示部を装置本体の指紋センサが設けられる面と同一面上に設置し、第２画像表示部を、装置本体の指紋センサが設けられる面と異なる面に設置してもよい。これにより、画像確認手段の多様化がより実効的に図れ、迅速かつ確実な指紋採取が可能となる。
【００２２】
第２画像表示部は、指紋センサの設置位置の略裏側に設置することもできる。これにより、指紋センサ上にある指をあたかも素通しで直視するようなユーザーインターフェースが可能となり、迅速かつ確実な指紋採取を図ることができる。
【００２３】
本発明の指紋画像入力装置は、第１画像表示部は、指紋センサにより採取された画像データをそのまま指紋画像として表示し、第２画像表示部は、画像データを指の長手方向に関し左右反転した指紋画像として表示するようにしてもよい。これにより、どちらの表示部を見ても、指の左右方向の動きと、表示部に現れる左右方向の動きが一致し、指の位置の調整にあたり違和感を生じることがないようにすることができる。
【００２４】
また、本発明の指紋画像入力装置は、第１画像表示部が設置される面と同一の面に、本体にあらかじめ記録された画像データまたは指紋センサにより採取された画像データを表示する第３画像表示部をさらに備えることもできる。これにより、他の指紋データとの照合がその場で可能となり、迅速な身元照会や捜査効率の向上といった効果が期待できる。第１画像表示部不良時に第３画像表示部に採取中の指紋を表示することで代替機能を果たすことも可能となり、指紋画像入力装置自体の信頼性も向上する。
【００２５】
さらに、第２画像表示部を装置本体から取り外し可能とし、装置本体から第２画像表示部に前記画像データを送る手段を備えるよう構成することもできる。これにより、指紋採取者が極めて不自然な姿勢をとり、上記の解決手段では依然として迅速、確実な指紋採取が期待できない場合でも、取り外された第２画像表示部を確認しながら迅速、確実な指紋採取が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態による指紋画像入力装置の外観図である。同図において、（ａ）は指紋画像入力装置の正面図を、（ｂ）は側面図を、（ｃ）は背面図をそれぞれ示す。
本指紋画像入力装置は、装置本体１、第１画像表示部２、指紋センサ３および第２画像表示部４を有する。装置本体１は、この指紋画像入力装置の外装を構成し、その内部に画像処理や画像の保存に必要な各種電気回路を備えており、通常ＰＤＡと呼ばれる携帯端末と同等の機能を有している。第１画像表示部２と指紋センサ３は、装置本体１の同一面上に設置され、第２画像表示部４は装置本体１の裏面に設置されている。また、第２画像表示部４は、指紋センサ３のほぼ裏側の位置に設けられており、後述するように、指の位置決めを迅速確実に行うための入力補助機能を営むものである。その大きさに特に制限はないが、上記目的に鑑み、第１画像表示部２より小さい画面で構わない。第２画像表示部４で画像の詳細な確認まで実施したい場合、第２画像表示部４を第１画像表示部２と同程度の大きさの画面とすることも可能である。また、第２画像表示部４は、表示される指の大きさを実際の指と略同一の大きさとなるよう調整することができる。
【００２８】
図２は図１に示す指紋画像入力装置の内部構成を示す概略ブロック図である。本実施形態は、ＣＰＵ１１を中心とした電子回路よりなり、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、指紋センサ３、入出力ポート１５、第１画像コントローラ１６、第２画像コントローラ１７、第１画像表示部２および第２画像表示部４より構成されている。
【００２９】
ＲＡＭ１２は、各種プログラムの作業メモリや、指紋入力、照合用指紋等のメモリとして用いられる。ＲＯＭ１３は、装置本体１の制御を行う各種プログラムのメモリ等として用いられる。入出力ポート１５は、指紋センサ３からの画像データや、画像取り込み等の目的で設置される各種操作ボタン（図示せず）からの信号をＣＰＵ１１やＲＡＭ１２に受け渡す。指紋センサ３としては、前述のとおり、たとえば光学式、静電式、感熱式等の従来技術のセンサが利用できる。また、第１画像表示部２には、第１画像コントローラ１６を介して画像データが指紋画像として表示され、第２画像表示部４には第２画像コントローラ１７を介して画像データが指紋画像として表示される。第１、第２画像コントローラ１６、１７はたとえば、データを記憶するＶＲＡＭとデータを表示用の所定の方式の信号に変換する回路（ともに図示せず）から構成される。
【００３０】
第１画像表示部２は、指紋センサ３によって取得された画像データをそのまま指紋画像として表示する。ここで、そのままとは、指を指紋センサ３に押し付けた状態で、指の左右方向が画面の左右方向と一致するという意味である。第２画像表示部４は、指紋センサ３によって取得された画像データを、指の長手方向に対し左右を鏡像反転した指紋画像として表示する。画像の左右反転処理はＣＰＵ１１で行われ、反転された画像データが第２画像コントローラ１７を介して、第２画像表示部４に表示される。また、画像の左右反転処理は画像コントローラ１７で走査方向を反転することでも実現できる。
【００３１】
次に、指紋を採取する手順を、図３（ａ）を用いて説明する。指紋入力者が指紋を採取するには、まず指紋を採取する指を指紋センサ３に押しつける。装置本体１を台上に設置して用いるときは、第１画像表示部２が正面に見え、第１画像表示部２に、指を押しつけた状態での指紋紋様が表示される。そして、第１画像表示部２には、指紋の画像データが左右反転されずにそのまま表示される。したがって、たとえば図３（ａ）に示すように、指の位置が指紋センサ３に対して左に寄りすぎているときは、第１画像表示部２にも画面中心に対して左に寄った指紋画像が表示される。すなわち、指紋入力者は、指が左に寄りすぎていることを第１画像表示部２の表示から容易に知ることができ、自然と指を右にずらす動きが促されることになる。このようにして指の左右方向の位置を調整することで、容易に指紋センサ３の中央付近に指を位置決めすることが可能である。
【００３２】
また、指の位置だけでなく、押圧すなわち、指を指紋センサ３に押しつける圧力を適正化したり、指の指紋センサ３に対する角度を修正するために、適宜画像処理によりその判定を行なったり、ガイダンス（図示せず）を表示することも可能である。これらの技術は、たとえば前記特許文献１に見ることができ、本発明においても同様に適用できる。
【００３３】
次に、典型的には警察、公安関係等で、指紋入力者が手を拘束されるなどの状況下で、装置本体１を台上等に据え付けた状態で用いることが困難な場合の指紋採取の手順を、図３（ｂ）を用いて説明する。まず、警察官等の入力介助者が装置本体１を手に持ち、指紋入力者の指に押しあてる。指紋が入力介助者の側を向いている場合は、指紋センサ３が入力介助者から見て装置本体１の裏側になるので、入力介助者には第２画像表示部４が見えることになる。第２画像表示部４では、上述のとおり、画像データが左右反転されて表示されるため、たとえば指の位置が入力介助者から見て、指紋センサ３に対して右に寄りすぎているときは、第２画像表示部４にも画面中心に対して右に寄った指紋画像が表示される。すなわち、入力介助者は、指が右に寄りすぎていることを第２画像表示部４の表示から容易に知ることができ、自然と装置本体１を右にずらす動きが促されることになる。しかも、前述のごとく、第２画像表示部４は、表示される指の大きさが実際の指と略同一の大きさとなるよう調整されているため、あたかも第２画像表示部４に穴が開いており、穴を素通しで指を直視するのと同様な操作環境が得られる。
【００３４】
もし、この左右反転機能がないと、たとえばビデオカメラを画像モニタと同一方向に設置した状態で自身を写している画面をモニタで見ている際に経験するような左右逆転の違和感を生じることになる。このように、本実施形態によれば、人間の感覚に適合した自然なユーザーインターフェースを提供できるため、容易に指紋センサ３の中央付近に指を位置決めすることが可能である。
【００３５】
第１画像表示部２および第２画像表示部４は、採取中の指紋画像の確認だけにとどまらず、採取した画像データを確認するため、採取作業終了後にＲＡＭ１２に保存された画像データを読み出して表示させることも可能である。また、入力介助者の好みに応じ、第２画像表示部４に左右反転しない画像を表示することも可能である。
【００３６】
図４は本発明の第２の実施形態による指紋画像入力装置の外観図である。本実施形態は、第１画像表示部２２と同じ面にさらに第３表示部２５を設けてなる点が第１の実施形態と異なる。第２画像表示部２４は第１の実施形態と同様、装置本体２１の第１画像表示部２２のある面の裏側に設けられている。第３画像表示部２５は第１画像表示部２２と同程度の大きさである。
【００３７】
図５は図４に示す指紋画像入力装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は、ＣＰＵ３１を中心とした電子回路よりなり、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３、指紋センサ２３、入出力ポート３５、第１画像コントローラ３６、第２画像コントローラ３７、第１画像表示部２２および第２画像表示部２４を有する点は第１の実施形態と同様である。本実施形態では、さらに、第３画像コントローラ３８および第３画像表示部２５を有している。
【００３８】
本実施形態は、指紋入力の手順に関しては、上記の第１の実施形態と全く同様である。そして、指紋入力後、採取した指紋画像を第１画像表示部２２に、ＲＡＭ３２にすでに保存してある他の指紋画像を第３画像表示部２５に表示させることで、即座に指紋データの照合が可能であるため、犯罪捜査等、警察公安関係での使用において、迅速な身元照会が可能となり、捜査効率化の効果が高まる。
【００３９】
また、装置本体２１に通信機能（図示せず）を付加することにより、インターネット等を経由し、画像ファイルをダウンロードし、ＲＡＭ３２に保存後第３画像表示部２５に表示させることも可能である。
【００４０】
第３画像表示部２５は、本実施形態のように、独立に表示部を設けてもよいが、第１画像表示部２２を分割して、２種類の画像データを表示することでも同等の機能が達成できる。
【００４１】
なお、第３画像表示部２５には、比較照合用の指紋画像を表示するだけでなく、たとえば第１画像表示部２２の不良時に、指紋採取時の指紋画像を表示することも可能であり、第１画像表示部２２の代替機能を受け持つことにより、装置自体の信頼性を上げる効果も期待される。
【００４２】
図６は、本発明の第３の実施形態による指紋画像入力装置の外観図である。本実施形態では、第２画像表示部４４を分離可能に構成した点が第１および第２の実施例と異なる。すなわち、第２画像表示部４４は装置本体４１に固定されておらず、ケーブル４６を介して装置本体４１に接続している。その他の内部構成は第１の実施形態と同様である。
【００４３】
したがって、本発明の第１の実施形態を用いてもなお、迅速な指紋採取が難しい状況でも、たとえば、第１の入力介助者が指紋センサ４３に指を押し付け、第２の介助者が第２画像表示部４４で確認しつつ修正指示を与え、第１の入力介助者が指紋センサ４３の位置決めを行うことにより、迅速な指紋採取が可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態では、第２画像表示部４４と装置本体４１とはケーブル接続としているが、無線によるワイヤレス方式でも構わない。常時は第２画像表示部４４からケーブルをはずして本体４１に装着使用し、分離して使用する時だけケーブルを装着することも可能である。ケーブル収容部を装置本体４１の内部に設け、常時はケーブルを巻き取り収納するよう構成してもよい。本実施形態においても第２の実施形態と同様に、第３画像表示部（図示せず）を設けることも可能である。また、以上の各実施形態を通じて、第２画像表示部は装置本体の裏面に限られる必要はなく、指紋画像入力装置が用いられる状況に応じて、例えば装置本体の側面に設けてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、指紋を採取する指紋画像入力装置において、指紋センサにより採取される画像データを２つの画像表示部で確認できるため、画像確認方法の自由度が増え、様々な状況でより確実な指紋画像採取が可能となる。第１画像表示部を指紋センサが設置される面と同一面に備え、第２画像表示部をその裏面に備えることで、各種状況での指紋画像採取がさらに容易、確実となる。
【００４６】
また、指紋センサが設置される面と同一面に備えられた第１画像表示部には画像をそのまま表示し、その背面に備えられた第２画像表示部では、画像の左右反転処理を行うことで、どちらの画像表示部を使っても、人間の感覚に合った自然なユーザーインターフェースが提供され、各種状況での指紋画像採取がより一層容易、確実となる。
【００４７】
また、第３画像表示部を設けることで、あらかじめ保存してある指紋画像と照合することも可能であり、迅速な身元照会が可能となる。
【００４８】
さらに、第２画像表示部を取り外し式とすることで、指紋入力者が特に指紋入力の難しい姿勢をとっている場合にも、指紋画像採取が容易となる。
【００４９】
以上のように、本発明によれば、指紋採取時の指紋入力者の協力度や姿勢によらず、採取中の画像を容易に確認し、押捺位置の修正を迅速かつ間違いなく促すことが可能な、指紋画像表示のユーザーインターフェイスを提供することができ、高品質な指紋を短時間で採取可能な指紋画像入力装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による指紋画像入力装置の外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による指紋画像入力装置の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による指紋画像入力装置を用いた指紋採取方法を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による指紋画像入力装置の外観図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による指紋画像入力装置の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による指紋画像入力装置の外観図である。
【図７】従来の指紋画像入力装置の一例を示す外観図である。
【図８】従来の指紋画像入力装置の内部構成の一例を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１、２１，４１  装置本体
２、２２，４２  第１画像表示部
３、２３，４３  指紋センサ
４，２４，４４  第２画像表示部
２５  第３画像表示部
４６  ケーブル
１１，３１  ＣＰＵ
１２，３２  ＲＡＭ
１３，３３  ＲＯＭ
１５，３５  入出力ポート
１６，３６  第１画像コントローラ
１７，３７  第２画像コントローラ
３８  第３画像コントローラ
【図１】
2004355491.tif 000003
【図２】
2004355491.tif 000004
【図３】
2004355491.tif 000005
【図４】
2004355491.tif 000006
【図５】
2004355491.tif 000007
【図６】
2004355491.tif 000008
【図７】
2004355491.tif 000009
【図８】
2004355491.tif 000010