(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長の光を投光する投光部と、
指の載置部と、
前記投光部が投光した光が前記載置部の表面で反射した反射光を受光する撮像部と、
前記投光部が投光した光の波長を含む波長範囲の光を選択的に透過させる第一のフィルタと、
前記第一のフィルタが透過させる波長範囲の光を遮蔽し、且つ、可視光領域の波長の光を透過する第二のフィルタとを具備し、
前記第一のフィルタは前記載置部と前記撮像部との間に配設され、そして
前記第二のフィルタは前記載置部を外側から覆うように配設した
ことを特徴とする、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、指紋画像入力装置に関し、特に指の載置状態を視認することが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】
従来より、種々の出入管理装置が実用化されている。これらの出入管理装置は、部屋等の出入口扉近傍に設置され、部屋への入室許可者であることを確認できれば、扉の電気錠を解錠させる制御等を行う。また、特定人間を識別する手段として、人間の指紋を使用する指紋照合技術を適用し、人間の指紋データの照合に基づき入室許可者を確認する出入管理装置がある。
従来の指紋照合技術を適用した出入管理装置（以下、「指紋照合装置」と称することがある）では、入室しようとする者の指紋データを読取り、当該指紋データと、予め記憶されている入室許可者の指紋データとを比較照合し、それらが一致していれば入室許可者と判断している。指紋データの取込みは、先ず、入室しようとする者がプリズム斜面上の載置台に指を載置すると、ＬＥＤから赤外線が発光され、その赤外線はプリズムの一方の底面側からプリズム内を通り、前記載置台に照射される。照射された赤外線は、指の表面が触れた部分だけ吸収され、指の触れていない部分は反射されるので、その反射光を、前記プリズムのもう一方の底面の外側に設けたＣＣＤカメラにて撮影することにより、指紋データを読み込む。そして、ＣＣＤカメラにて得られた指紋データと、予め記憶させている入室許可者の指紋データとを比較照合している。
また、照射した赤外線以外の光をＣＣＤが受光すると、当該赤外線光以外の光の強弱により撮影される指紋の濃淡が異なってくる。そこで、投光する赤外線以外の成分の光を除去するために、照射した赤外線の波長近傍以外の波長成分を除去するバンドパスフィルタをＣＣＤの前に配設している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の指紋照合装置では、太陽光が直接照射される場所、例えば、屋外に設置すると、指紋画像の入力を安定して行うことができないという問題があった。すなわち、指紋照合装置を屋外に設置すると、太陽光が指紋入力部にも入射する。この太陽光には、前述したバンドパスフィルタを透過する照射赤外線成分も含まれている。そして、太陽光は、他の人工的な照明に比べて光量が大きく、しかも時刻や天候によって照射量が変動するので、指紋照合装置に照射される量も変動する。従って、太陽光が照射しているときと、照射していないときとでＣＣＤカメラにて撮影可能な指紋データが大きく変動してしまい、安定した指紋データの取込みが困難であった。例えば、太陽光が強く照射されると、ＣＣＤカメラに入射される光の光量が大きすぎるため、飽和状態となり指紋画像の濃淡が現れないようなことになってしまう。
また、太陽光が指紋入力部に入射すると、指の載置台表面に残った皮脂や汗などによる残留指紋画像が、ＣＣＤカメラに入射して写ってしまう不具合もある。このため、従来の指紋照合装置は、太陽光が直接照射されない場所に設置することが求められ、屋外や窓際等に設置できないという問題があり、設置場所に制限があった。
したがって、本発明の課題は、太陽光が直接照射される場所に設置しても、指紋画像の入力を安定して行うことができ、指の載置状態を視認できる指紋画像入力装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、
所定波長の光を投光する投光部と、
指の載置部と、
前記投光部が投光した光が前記載置部の表面で反射した反射光を受光する撮像部と、
前記投光部が投光した光の波長を含む波長範囲の光を選択的に透過させる第一のフィルタと、
前記第一のフィルタが透過させる波長範囲の光を遮蔽し、且つ、可視光領域の波長の光を透過する第二のフィルタとを具備し、
前記第一のフィルタは前記載置部と前記撮像部との間に配設され、そして
前記第二のフィルタは前記載置部を外側から覆うように配設した
ことを特徴とする、指紋画像入力装置によって解決することができる。
本発明による指紋画像入力装置では、太陽光に含まれる投光部からの光と同一成分は第二のフィルタによって遮蔽され、可視光領域の波長は透過される。また、太陽光に含まれる他の成分の光は第一のフィルタによって遮蔽される。一方、投光部が投光する光は載置部におかれた指で反射し、第二のフィルタを通過せずに第一のフィルタのみを通過するので、それらのフィルタに遮蔽されることなく撮像部に到達することができる。従って、撮像部では、太陽光の影響を受けることなく、投光部からの光による反射光から指紋画像を取得することができるとともに、利用者は第二のフィルタを介して指の載置位置を視認することができ、使用勝手が向上する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による指紋照合装置を図１〜図５に沿って、具体的に説明する。図１は、本発明の１実施態様である指紋照合装置１０の外観を示す正面図である。この指紋照合装置１０は、指紋入力部１と、情報入力部２と、表示部３とを備えている。指紋入力部１は、この指紋照合装置１０による指紋照合を受ける利用者の実指の指紋をカメラなどで読み取ることができ、利用者の指紋を予め登録する場合や指紋照合を行う場合に、指先を載せる指置き台を含む。情報入力部２は、利用者毎に予め定めてある個人識別用情報（例えば、ＩＤ番号）、あるいはパスワードなどを入力する装置であり、例えば、テンキーなどで構成することができる。情報入力部２は、テンキーのみからなることもできるが、個人識別用情報（例えば、ＩＤ番号）を磁気カードやＩＣカードに記憶させておき、カードリーダーにて暗唱番号を読み込み、パスワードの入力をテンキーなどで別々に行うように構成することもできる。また、表示部３では、指紋照合の結果や操作手順などの操作指示を表示することができる。表示部３としては、好ましくは、液晶（ＬＣＤ）を用いることができるが、ＣＲＴ表示手段やスピーカーなどの音声出力装置のみあるいはこれらを併用することもできる。
【０００６】
図２は、本発明による指紋照合装置１０の側面図であり、その一部を切り欠いて指紋入力部１の内部構造を模式的に示す。指紋入力部１は、プリズム４１と、赤外線を投光するＬＥＤ４２と、載置台４１ａからの反射光を受光して撮像するＣＣＤ４３とを備える。また、指紋照合装置１０の正面壁面から陥没させて設けた指挿入室４４の下側壁面にプリズム４１の斜面を露出させ、指の載置台４１ａとしている。載置台４１ａには防水シートなどを設けることもできる。指挿入室４４の上方に太陽光遮蔽フィルタ１３を設け、載置台４１ａに太陽光が直接に照射しないようにする。更に、プリズム４１とＣＣＤ４３との間に、撮像光透過フィルタ４５を設ける。
【０００７】
図３は、本発明による指紋照合装置１０のブロック構成図である。図３に示すように、指紋入力部１は、例えば、センサ部１１とＡ／Ｄ変換部１２とから構成することができる。センサ部１１は、指の載置台を提供するプリズム４１と、指に光を照射するためのＬＥＤ４２と、画像データを取り込むＣＣＤ４３などから構成され、そして前記のＡ／Ｄ変換部１２は、前記のセンサ１１から取り込まれた画像データを量子化することができる。前記の指紋入力部１は、情報入力部２及び表示部３などと共に、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５を介して制御部６に接続されている。制御部６は、周辺回路を含めたＣＰＵ６１、指紋照合装置１０の機能を実現するためのプログラムなどを蓄積するＲＯＭ６２、及び予め登録された利用者毎の個人識別用情報や照合用の基準となる指紋情報などの個人情報が記憶されているＲＡＭ６３などからなるマイクロプロセッサの基本構成を有し、前記のようにインターフェース（Ｉ／Ｆ）５を介して、指紋入力部１、情報入力部２、及び表示部３の各部と電気的に信号の授受を行うことができるように接続されている。
【０００８】
次に、本発明の指紋照合装置による指紋照合操作を、添付図面に沿って説明する。
操作者が、予め指紋を登録してある指先を指挿入室４４に挿入して載置台４１ａに載せると、それを感知したセンサ（図示せず）からの信号に応答して赤外線ＬＥＤ４２が、予め定めてある波長の赤外線（例えば６６０ｎｍの波長の赤外光）を投光する。指載置センサを設けずに、常に赤外線を投光させておくこともできる。また、投光する光の波長も限定されず、赤外線ＬＥＤに替えて、例えば、緑色ＬＥＤを用いて緑色光を投光することもできる。投光された赤外線は、プリズム４１の一方の底面４１ｂからプリズム４１内に侵入し、指が載置されるプリズム４１の斜面である載置台４１ａで指が触れた部分だけ赤外線が吸収され、指の触れている部分は反射される。この反射光は、プリズム４１内をもう一方の底面４１ｃの方向に進行し、プリズム４１を出てから撮像光透過フィルタ４５を通過し、ＣＣＤ４３に受光される。撮像光透過フィルタ４５は、赤外線ＬＥＤ４２が投光する光の波長及びその波長の近傍の波長範囲の光のみを選択的に透過させ、それ以外の波長の光を透過させない。従って、ＣＣＤ４３には、赤外線ＬＥＤ４２が投光した赤外線は到達するが、それ以外の波長の光は実質的に到達しないので、ＣＣＤ４３としては、広い範囲の波長に対して感度を有する撮像器を用いることができる。
【０００９】
本発明の指紋照合装置においては、指挿入室４４の外側に、第二のフィルタとして太陽光遮蔽フィルタ１３が設けられており、太陽光が太陽光遮蔽フィルタ１３を通過せずに直接に載置台４１ａを照射することはない。また、指挿入室４４には指の挿入口が開口しているが、指挿入室に指が挿入されている場合には挿入口がほとんど塞がれているので、太陽光の乱反射光も実質的には載置台４１ａを照射することはない。太陽光遮蔽フィルタ１３は、前記の撮像光透過フィルタ４５が透過させる波長範囲の光を遮断すればそれ以外の波長範囲の光を透過させることができる。こうして、太陽光の内、前記の撮像光透過フィルタ４５が透過させる波長範囲の光は太陽光遮蔽フィルタ１３のフィルタリングによって遮断され、太陽光遮蔽フィルタ１３を透過した太陽光のその他の成分は、続いて撮像光透過フィルタ４５のフィルタリングによって遮断されるので、太陽光は、基本的にＣＣＤカメラに到達しない。
【００１０】
次に、図４及び図５に沿って、第一のフィルタ（例えば、撮像光透過フィルタ４５）及び第二のフィルタ（例えば、太陽光遮蔽フィルタ１３）の透過特性について具体的に説明する。
赤外線ＬＥＤを使用する場合には、撮像光透過フィルタ４５の透過特性は、少なくとも６６０ｎｍの波長の光のみを透過させるものであればよく、一般的には６６０ｎｍを含む波長範囲（例えば、６００ｎｍ〜７２０ｎｍ）の光を透過させるバンドパスフィルタを使用する。緑色ＬＥＤ等の投光手段を用いる場合には、その投光波長に伴って透過させる波長が異なるフィルタを用いる。
【００１１】
太陽光遮蔽フィルタ１３は、撮像光透過フィルタ４５が透過させる波長の光を遮蔽することが最低限必要である。例えば、太陽光遮蔽フィルタ１３が６００ｎｍ〜７２０ｎｍの波長の光を透過させる場合は、少なくとも、この範囲の波長の光を遮蔽することが必要である。例えば、図４に示すように、太陽光遮蔽フィルタ１３として、５９９ｎｍ以下の波長の光を透過させ、それ以外の波長の光を遮蔽するフィルタを採用し、撮像光透過フィルタ４５として、６６０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長の光を遮蔽するフィルタを採用することができる。
また、図５に示すように、太陽光遮蔽フィルタ１３として、５９９ｎｍ以下の波長の光と７２１ｎｍ以上の波長の光と透過させ、それ以外の波長の光を遮蔽するフィルタを採用し、撮像光透過フィルタ４５として、６６０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長の光を遮蔽するフィルタを採用することができる。
【００１２】
人間の目が認識することのできる領域、すなわち可視領域は、約５００ｎｍ〜約７００ｎｍである。従って、太陽光遮蔽フィルタ１３としては、この可視領域の波長の内、投光ＬＥＤ４２の投光波長を除き、それ以外の波長の光をできるかぎり多く透過させるフィルタを用いるのが好ましい。この理由は、操作者が、太陽光遮蔽フィルタ１３を介して載置台４１ａの位置を確認することができるようにするためである。載置台４１ａでの指の置き方が異なると、指紋データが異なることがあるので、操作者に載置台４１ａの位置を確認させることは重要である。従って、太陽光遮蔽フィルタ１３が半透明である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明による指紋照合装置においては、第一のフィルタ（撮像光透過フィルタ）と第二のフィルタ（太陽光遮蔽フィルタ）との間に指の載置台（プリズム）が配置されており、更に、第一のフィルタ（撮像光透過フィルタ）の後方に撮像部（ＣＣＤカメラ）が設けてあるので、太陽光の内、前記の撮像光透過フィルタが透過させる波長範囲の光は太陽光遮蔽フィルタのフィルタリングによって遮断され、太陽光遮蔽フィルタを透過した太陽光のその他の成分は、続いて撮像光透過フィルタのフィルタリングによって遮断されるので、太陽光の各成分は、基本的にＣＣＤカメラに到達しない。そして、撮像光透過フィルタは、可視光領域の波長の光を透過するので、太陽光が直接照射される場所に設置しても、指紋画像の入力を安定して行うことができるとともに、指の載置位置を視認することができ、使用勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様である指紋照合装置の正面図である。
【図２】図１の指紋照合装置の一部を切り欠いて示す側面図である。
【図３】指紋照合装置のブロック構成図である。
【図４】第一のフィルタ及び第二のフィルタの透過特性の一例を示す説明図である。
【図５】第一のフィルタ及び第二のフィルタの透過特性の別の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・指紋入力部；２・・・情報入力部；３・・・表示部；
５・・・インターフェース；６・・・制御部；１０・・・指紋照合装置；
１１・・・センサ；１２・・・Ａ／Ｄ変換部；１３・・・太陽光遮蔽フィルタ；
４１・・・プリズム；４１ａ・・・載置台（プリズム斜面）；
４１ｂ，４１ｃ・・・プリズム底面；４２・・・ＬＥＤ；４３・・・ＣＣＤ；
４４・・・指挿入室；４５・・・撮像光透過フィルタ；
６１・・・ＣＰＵ；６２・・・ＲＯＭ；６３・・・ＲＡＭ。
【図１】
0003883714.tif 000002
【図２】
0003883714.tif 000003
【図３】
0003883714.tif 000004
【図４】
0003883714.tif 000005
【図５】
0003883714.tif 000006