(57)【要約】【課題】指紋照合のために載置された利用者の指の角度が、予め記録されているこの利用者の指の登録画像データと比較して大きくずれた場合でも、正確に指紋照合が行われる指紋照合装置を得る。【解決手段】所定の角度の範囲を回動可能な機構を有するイメージセンサと、このイメージセンサの回動を制御する制御部と、イメージセンサが所定の角度を回転するのに伴い、一定角度毎に連続して指紋の照合画像を読み込む画像読込部と、読み込まれた複数の照合画像の中から、予め記録されている登録画像の指の角度と略同角度のものを選択し、登録画像との照合を行う画像認識部とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め記録されている指紋の登録画像と、読み込んだ指紋の照合画像とを照合することによって、個人の識別を行う指紋照合装置において、所定の角度の範囲を回動可能な機構を有するイメージセンサと、このイメージセンサの回動を制御する制御部と、前記イメージセンサが所定の角度を回転するのに伴い、一定角度毎に連続して指紋の前記照合画像を読み込む画像読込部と、読み込まれた前記複数の照合画像の中から、前記登録画像の指の角度と略同角度のものを選択し、前記登録画像との照合を行う画像認識部とを備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項２】
予め記録されている指紋の登録画像と、読み込んだ指紋の照合画像とを照合することによって、個人の識別を行う指紋照合装置において、指を載置する指置き部の指先先端側と腹部側にそれぞれ設けられ、指との接触を感知する感知センサと、この両感知センサと指との接触部分から指の載置角度を検出するセンサ検出部と、このセンサ検出部により検出された指の載置角度に基づいて、照合画像の角度を補正する角度補正手段と、この角度補正手段により補正された前記照合画像と前記登録画像との照合を行う画像認識部とを備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項３】
予め記録されている指紋の登録画像と、読み込んだ指紋の照合画像とを照合することによって、個人の識別を行う指紋照合装置において、指を載置する指置き部の指先先端側と腹部側と左右にそれぞれ設けられ、指との接触を感知する感知センサと、この指先先端側と腹部側の両感知センサと指との接触部分から指の載置角度を検出するセンサ検出部と、前記左右の感知センサと指との接触が検出された時に、指が正しく載置されていない旨を表示する表示部と、前記センサ検出部により検出された指の載置角度に基づいて、照合画像の角度を補正する角度補正手段と、この角度補正手段により補正された前記照合画像と前記登録画像との照合を行う画像認識部とを備えたことを特徴とする指紋照合装置。
【請求項４】
前記角度補正手段は、所定の角度の範囲を回動可能な機構を有するイメージセンサと、前記センサ検出部により検出された指の載置角度に基づいて、前記登録画像の指の角度に合わせて、前記イメージセンサの角度を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３の何れかに記載の指紋照合装置。
【請求項５】
前記角度補正手段は、前記センサ検出部により検出された指の載置角度に基づいて、前記登録画像の指の角度に合わせて、読み込まれた前記照合画像を画像処理する画像処理部を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３の何れかに記載の指紋照合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、指紋照合によって個人の識別を行う指紋照合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の指紋照合装置では、読み取られた指紋の画像信号に関して、指の長手方向に延びる画面の中心線に沿って指の先端を検索し、この先端からの相対位置を基準にして指紋画像データの照合対象領域（以下「参照枠」という）を設定しているため、指紋採取面に対する指置きが指の長手方向に関してずれた場合には指の位置ずれに追従して参照枠が正確に採取されるが、指紋採取面に対する指置きが指の長手方向に対して横向きにずれた場合には、指の先端が長手方向の中心線からずれてしまうことで照合用の指紋画像データにバラツキが生じることとなる。そこで、指置き位置が指の長手方向に対して横向きにずれた場合でも指紋照合が確実に行われるようにするため、撮像手段による画像データをニ値化して、指紋照合すべき指の形状データを得る第一の段階と、この指の形状データに基づいて、指の形状の中心データを得る第二の段階と、この指の形状の中心データによる画面座標位置に基づいて、参照枠を設定する第三の段階とで構成される参照枠設定方法を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２９３８４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の指紋照合方法では、指の形状データから得られた中心座標位置に基づいて所定の参照枠が設定されるため、指紋照合のときに利用者が無造作に指を置いてしまい、その指の角度が予め記録されているこの利用者の指の登録画像データと比較して大きくずれた場合には、登録画像データと異なる指紋画像データと判断されることがあり、利便性が悪いという問題があった。また、指の位置や角度が大きくずれているために登録画像データと異なる指紋画像データと判断される場合には、なぜ同一指紋と判断されないのかが利用者には分からず、利用者に対して指紋照合を何度も強いることになり、不快感を与えてしまうという問題もあった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第一の目的は、指紋照合のために載置された利用者の指の角度が、予め記録されているこの利用者の指の登録画像データと比較して大きくずれた場合でも、正確に指紋照合が行われる指紋照合装置を提供することである。
【０００６】
また、第二の目的は、指紋照合のために載置された利用者の指の位置が左右に大きくずれた場合に、利用者に対して適切な位置に指を置く旨を伝達する手段を設けた指紋照合装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る指紋照合装置は、所定の角度の範囲を回動可能な機構を有するイメージセンサと、このイメージセンサの回動を制御する制御部と、イメージセンサが所定の角度を回転するのに伴い、一定角度毎に連続して指紋の照合画像を読み込む画像読込部と、読み込まれた複数の照合画像の中から、予め記録されている登録画像の指の角度と略同角度のものを選択し、登録画像との照合を行う画像認識部とを備えたものである。
【０００８】
また、指を載置する指置き部の指先先端側と腹部側と左右にそれぞれ設けられ、指との接触を感知する感知センサと、この指先先端側と腹部側の両感知センサと指との接触部分から指の載置角度を検出するセンサ検出部と、左右の感知センサと指との接触が検出された時に、指が正しく載置されていない旨を表示する表示部と、センサ検出部により検出された指の載置角度に基づいて、照合画像の角度を補正する角度補正手段と、この角度補正手段により補正された照合画像と登録画像との照合を行う画像認識部とを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における指紋照合装置の構成図、図２はその登録画像と照合画像とを示す図である。図において、指紋照合のために利用者の指１が、ガラスやアクリルなどの透明材料から成る指置き部３上に載置されると、指置き部３の斜め下方に設置されている光源２から指１に対して光が照射される。この光源２から照射された光は、指置き部３で反射した後、３６０度回動可能な構造を有するイメージセンサ４に入射して、電気信号に変換される。この時、指１と指置き部３とが接触している指紋の凸部における反射率と、接触していない指紋の凹部における反射率とが異なるため、イメージセンサ４においては、指１の指紋情報が、明部と暗部により識別されることになる。また、イメージセンサ４に反射光が入射する際には、イメージセンサ４の回動を制御するイメージセンサ制御部５によって、イメージセンサ４が３６０度回転するように制御され、画像読込部６によって所定の角度毎に連続して指紋画像が取り込まれる。このように取り込まれた複数の指紋画像は、照合画像９ａ、９ｂ、９ｃ‥‥としてメモリー７に記録され、メモリー７に全ての角度の照合画像が記録されると、画像認識部１０によって、照合画像９ａ、９ｂ、９ｃ‥‥の中からメモリー７に照合用として予め記録されているこの利用者の指１の登録画像８と指１の角度が一番近いものが選び出され、その選び出された照合画像と登録画像８とが同一指紋であるか否かの照合判定が行われる。
【００１０】
この発明の実施の形態１によれば、イメージセンサ４が３６０度回転しながら所定の角度毎に連続して指紋画像が取り込まれ、画像処理部によって、複数の照合画像の中から登録画像８と指１の角度が一番近いものが選び出されて照合判定が行われるため、利用者が指１を指置き部３にどのような角度から載置しても、正確に指紋照合が行われることになる。また、実施の形態１では、イメージセンサ４が３６０度回転しながら所定の角度毎に連続して指紋画像が取り込まれることとしているが、指置き部３付近に指１の載置方向を表示するなどして、利用者の指１の載置方向をある程度限定することができれば、イメージセンサ４の回転角度を３６０度よりも小さくすることができるため、照合画像９ａ、９ｂ、９ｃ‥‥の取り込む枚数が少なくなり、照合判定に要する時間を短くすることも可能となる。
【００１１】
実施の形態２
図３は、この発明の実施の形態２における指紋照合装置の構成図、図４は、その指の載置状態を示す図である。図において、指１との接触を検出する感知センサ１１ａ及び１１ｂが、その指先腹部側及び指先先端側にそれぞれ設けられた指置き部３上に、指紋照合のために利用者の指１が載置されると、指置き部３の斜め下方に設置されている光源２から指１に対して光が照射され、指紋情報を有する反射光が３６０度回動可能な構造を有するイメージセンサ４に入射して電気信号に変換される。この時、指１と感知センサ１１ａ及び１１ｂとのそれぞれの接触部分から、センサ検出部１２によって、指置き部３上に載置されている指１が所定の基準よりどの程度角度がずれているのかが検出される。この検出結果から、指１の角度がメモリー７に予め記録されている登録画像８の指の角度と一致するように、イメージセンサ４がイメージセンサ制御部５によって制御される。このようにして読み込まれた指紋画像はメモリー７に照合画像９として記録され、画像認識部１０により登録画像８との照合判定が行われる。
【００１２】
この発明の実施の形態２によれば、指１と感知センサ１１ａ及び１１ｂとの接触部分から、センサ検出部１２によって指１の角度ずれが検出される。そして、この検出結果から、登録画像８の指の角度と照合画像９の指１との角度が一致するように、イメージセンサ４が回転して、照合画像９が記録されることで、指置き部３への利用者の指１の載置角度が登録画像８の指の角度に対してずれている場合でも、正確に指紋照合が行われることになる。また、イメージセンサ４の角度設定と照合画像９の記録とが１度ずつしか行われないため、実施の形態１の場合と比較して照合判定に要する時間を短くすることも可能である。
【００１３】
実施の形態３
図５は、この発明の実施の形態３における指紋照合装置の構成図である。図において、感知センサ１１ａ及び１１ｂがその指先腹部側と指先先端側にそれぞれ設けられた指置き部３上に、指紋照合のために利用者の指１が載置されると、指置き部３の斜め下方に配置されている光源２から指１に対して光が照射され、指紋情報を有する反射光がイメージセンサ４に入射して電気信号に変換される。そして、この電気信号は、画像読込部６で指紋画像が取り込まれ、照合画像９としてメモリー７に記録される。ここで、感知センサ１１ａ及び１１ｂと指１とのそれぞれの接触部分から、センサ検出部１２によって、指置き部３上に載置されている指１が所定の基準よりどの程度角度がずれているのかが検出される。この検出結果から、画像処理部１３によって、メモリー７に予め記録されている登録画像８の指の角度と一致するように、メモリー７に記録された照合画像９が画像処理される。その後、画像認識部１０により画像処理された照合画像１６と登録画像８との照合判定が行われる。
【００１４】
この発明の実施の形態３によれば、指１と感知センサ１１ａ及び１１ｂとの接触部分から、センサ検出部１２によって指１の角度ずれが検出される。そして、この検出結果から、登録画像８の指の角度と一致するように、メモリー７に記録された照合画像９が画像処理されることで、指置き部３への利用者の指１の載置角度が登録画像８の指の角度に対してずれている場合でも、正確に指紋照合が行われることになる。また、イメージセンサ４の回動機構が必要ではなくなるため、指紋照合装置自体の小型化が可能となる。
【００１５】
実施の形態４
図６は、この発明の実施の形態４における指紋照合装置の構成図、図７は、その指の載置状態を示す図である。図において、指１との接触を検出する感知センサ１１ａ及び１１ｂがその指先腹部側及び指先先端部にそれぞれ設けられ、さらに、同様の感知センサ１４ａと１４ｂがその左右にそれぞれ設けられた指置き部３上に、指紋照合のために利用者の指１が載置されると、指置き部３の斜め下方に配置されている光源２から指１に対して光が照射される。この時、指置き部３の左右に設けられた感知センサ１４ａ又は１４ｂと指１とが接触していることがセンサ検出部１２によって検出されると、適切な位置に指１を載置するよう促す表示が、ガイダンス表示部１５によってなされる。その他は、実施の形態２と同様の構成になっている。
【００１６】
この発明の実施の形態４によれば、指置き部３の左右に感知センサ１４ａ及び１４ｂが設けられているため、利用者の指の位置が左右に大きくずれた場合には、利用者に対して適切な位置に指を置く旨を伝えることができる。そのため、利用者はなぜ指紋照合が正しく行われないのかを把握することができ、同じ間違いを繰り返すことがなくなる。また、実施の形態４では、感知センサ１４ａ又は１４ｂと指１とが接触していることがセンサ検出部１２によって検出された時に、ガイダンス表示部１５に表示される以外、実施の形態２と同様の構成としたが、画像処理部１３が設けられた実施の形態３と同様の構成とすることでも同様の効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、所定の角度の範囲を回動可能な機構を有するイメージセンサと、このイメージセンサの回動を制御する制御部と、イメージセンサが所定の角度を回転するのに伴い、一定角度毎に連続して指紋の照合画像を読み込む画像読込部と、読み込まれた複数の照合画像の中から、予め記録されている登録画像の指の角度と略同角度のものを選択し、登録画像との照合を行う画像認識部とを備える構成としたことで、指紋照合のために載置された利用者の指の角度が予め記録されているこの利用者の指の登録画像データと比較して大きくずれた場合でも、正確に指紋照合を行うことができる。
【００１８】
また、指を載置する指置き部の指先先端側と腹部側と左右にそれぞれ設けられ、指との接触を感知する感知センサと、この指先先端側と腹部側の両感知センサと指との接触部分から指の載置角度を検出するセンサ検出部と、左右の感知センサと指との接触が検出された時に、指が正しく載置されていない旨を表示する表示部と、センサ検出部により検出された指の載置角度に基づいて、照合画像の角度を補正する角度補正手段と、この角度補正手段により補正された照合画像と登録画像との照合を行う画像認識部とを備える構成としたことで、指紋照合のために載置された利用者の指の位置が左右に大きくずれた場合に、利用者に対して適切な位置に指を置く旨を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における指紋照合装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における登録画像と照合画像とを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２における指紋照合装置の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２における指の載置状態を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３における指紋照合装置の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態４における指紋照合装置の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４における指の載置状態を示す図である。
【符号の説明】
１  指
２  光源
３  指置き部
４  イメージセンサ
５  イメージセンサ制御部
６  画像読込部
７  メモリー
８  登録画像
９  照合画像
９ａ  照合画像１
９ｂ  照合画像２
９ｃ  照合画像３
１０  画像認識部
１１ａ、１１ｂ  感知センサ
１２  センサ検出部
１３  画像処理部
１４ａ、１４ｂ  感知センサ
１５  ガイダンス表示部
１６  照合画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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