JP2738906B2 - 照合装置 - Google Patents

照合装置

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JP2738906B2
JP2738906B2 JP5295681A JP29568193A JP2738906B2 JP 2738906 B2 JP2738906 B2 JP 2738906B2 JP 5295681 A JP5295681 A JP 5295681A JP 29568193 A JP29568193 A JP 29568193A JP 2738906 B2 JP2738906 B2 JP 2738906B2
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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、パターン認識などにお
ける空間フーリエ変換を用いた光情報処理技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】パターン認識は、個人の識別に用いるこ
とができるため、例えば、指紋パターンを個人情報とし
て用い、これにより個人の識別を行う照合装置が考えら
れている(特開平3−204625など)。
【0003】パターンの相関を光演算で高速に行う方法
は種々提案されており、そのうちの一つに、合同変換相
関法(Joint Transform Correlation:JTC)と呼ばれ
るものがある(「光情報処理におけるフーリエ変換」、
光学 21,6,392-399 )。この方法は、Vander-Lugt の光
相関器を用いる方法(「光学的相関系位相フィルタによ
るパターン認識」、応用物理 58,6(1989) )と比較して
パターンが書き込まれたホログラム乾板の正確な位置合
せを必要としない、という利点がある。
【0004】JTCを用いた照合装置の従来技術には、
特開平3−280179公報に記載された光パターン認
識装置(第1の従来技術)と、文献「Optical Engineer
ingVol.30,(12),1991」のFig.2に記載された指紋照合
装置(第2の従来技術)がある。
【0005】第1の従来技術である光パターン認識装置
は、複数の参照パターンと入力パターンを同時にSLM
に書き込んで、パターン間の相関信号を1度に得るもの
である。
【0006】また、第2の従来技術である指紋照合装置
は、図6に示すように、CCDカメラ200で撮像した
指紋のパターンと、パソコン201のメモリに記憶され
た参照パターンとを電気アドレス型の空間光変換器(S
LM)202に書き込み、SLM202から読み出した
合同フーリエ変換像をCCDカメラ203で一旦撮像
し、この変換像をさらにSLM202に書き込むことに
よって、パターン間の相関信号を得るものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、第1の従来
技術である光パターン認識装置は、入力パターンと複数
の参照パターンとの相関信号を出力するため、相関信号
の制御部が複雑となり問題であった。また、第2の従来
技術である指紋照合装置は、SLM202から読み出し
たフーリエ変換像をCCDカメラ203で撮像してピク
セル化しているため、フーリエ変換像にノイズが入り易
く、また演算速度もフレームレート(30msec)で
制限されてしまうことが問題であった。
【0008】本発明はこれらの問題を解決することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の照合装置は、(a)照合対象者の身体表面
の所定部分のパターンが参照パターンとして予め登録さ
れた登録手段と、(b)照合対象者の身体表面の所定部
分のパターンを入力パターンとして取り込む入力手段
と、(c)入力手段により取り込まれた1つの入力パタ
ーンと登録手段から読み出された1つの参照パターンを
第1のコヒーレント光像に変換する第1の空間光変調器
と、(d)コヒーレント光像をフーリエ変換して、合同
フーリエ変換光像を得る第1のフーリエ変換手段と、
(e)合同フーリエ変換光像を第2のコヒーレント光像
に変換する第2の空間光変調器と、(f)第2のコヒー
レント光像をフーリエ変換して、相関信号像を得る第2
のフーリエ変換手段と、(g)相関信号像を入力して、
入力パターンと参照パターンとが同一のパターンである
かを判定する判定手段とを備え、少なくとも第2の空間
光変調器は、光導電体と液晶から成る光アドレス型の空
間光変調器であることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の照合装置によれば、登録手段から読み
出された1つの参照パターンと、入力手段により取り込
まれた1つの入力パターンとは、第1の空間光変調器で
第1のコヒーレント光に変換される。変換された第1の
コヒーレント光は、第1のフーリエ変換手段で合同フー
リエ変換光像に変換され、さらに、第2の空間光変調器
で第2のコヒーレント光像に変換される。変換された第
2のコヒーレント光像は、第2のフーリエ変換手段で相
関信号像に変換され、この相関信号像が判定手段に入力
されて、入力パターンと参照パターンとが同一のパター
ンであるかが判定される。
【0011】ここで、少なくとも第2の空間光変調器
は、光導電体と液晶から成る光アドレス型の空間光変調
器であるので、第1のフーリエ変換手段で変換された合
同フーリエ変換光像が、直接、第2の空間光変調器に与
えられる。
【0012】このように本発明では、合同フーリエ変換
光像を一旦電気信号に変換する必要がないので、上述し
た第2の従来技術で課題となっていた電気信号への変換
によりフーリエ変換光像にノイズが入ったり、演算速度
がフレームレートで(30msec)で制限されてしま
うといった問題は生じない。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、添付図面
を参照して説明する。図1は、本実施例に係る照合装置
の構成を示すブロック図である。同図より、本実施例の
照合装置は、入力パターンを取り込む入力部10と、参
照パターンが登録されたメモリ20(登録部)と、入力
パターンと参照パターンとを表示するCRT30と、入
力パターンと参照パターンとをCRT30に与える制御
部40とを備える。また、入力パターン及び参照パター
ンをコヒーレント光像に変換するSLM50(第1の空
間光変調器)と、コヒーレント光像をフーリエ変換して
合同フーリエ変換光像を得るフーリエ変換レンズ60
(第1のフーリエ変換手段)と、合同フーリエ変換光像
を一旦、強度像に換え、その像をコヒーレント光像に変
換する光アドレス型のSLM70(第2の空間光変調
器)とを備える。さらに、コヒーレント光像をフーリエ
変換して相関信号を得るフーリエ変換レンズ80(第2
のフーリエ変換手段)と、相関信号像を検出するフォト
ディテクタ(PD)90と、入力された相関信号像か
ら、入力パターンと参照パターンとが同一のパターンで
あるかを判定する判定部100とを備える。
【0014】入力部10は、プリズム11と、プリズム
11に光を照射する発光ダイオード(LED)12と、
入力パターンを撮像するCCDカメラ13と、CCDカ
メラ13上に入力パターンを結像するレンズ14を備え
る。また、制御部40は、メモリ20に登録された参照
パターンを選択するための指示を与えるキーボード41
を備える。さらに、SLM50に読み出しレーザ光11
0を与えるためのハーフミラー111,112をSLM
50とフーリエ変換レンズ60の間に、SLM70に読
み出しレーザ光110を与えるためのハーフミラー11
3,114をSLM70とフーリエ変換レンズ80の間
にそれぞれ備える。
【0015】図2は、SLM70の構造を示す断面図で
ある。同図より、SLM70は、内面に透明電極71が
形成された2枚のガラス基板72の間に、アモルファス
シリコン(a−Si)層73、誘電体ミラー74及び液
晶層75を挟んだサンドイッチ構造を有している。そし
て、a−Si層73側に書き込み光76が、液晶層75
側に読み出し光77がそれぞれ入射される。書き込み光
76が与えられない状態では、a−Si層73のインピ
ーダンスは非常に高く、電圧を透明電極71間に印加し
ても液晶層75に与えられる電圧は僅かである。書き込
み光76を与えるとa−Si層73のインピーダンスは
下がり、液晶層75に加わる電圧は書き込み光76に応
じて上昇し、液晶分子が動く。ここで読み出し光77を
液晶層75側に照射することにより読み出し光77は変
調され、コヒーレント光像が得られる。なお、SLM5
0もSLM70と同様に光アドレス型SLMの構造を有
していることが望ましいが、電気アドレス型SLMの構
造であってもよい。
【0016】次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例では、身体表面の所定部分のパターンとして指
の指紋を用いて本人照合を行っている。また、指紋パタ
ーンの入力は、全反射入力法を用いており、LED12
から光をプリズム11に当て、照合対象者が自分の指を
プリズム11に押し付けたときの反射条件の違いから指
紋パターンを得ている。この指紋パターンをレンズ14
でCCDカメラ13上に結像し、CCDカメラ13は映
像信号に変換して処理装置40に送る。さらに、キーボ
ード41を操作して、例えば暗証番号を入力することに
よって、照合対象者が予めメモリ20に登録しておいた
指紋パターン(参照パターン)を選択し、この参照パタ
ーンを制御部40に送る。参照パターンの選択はキーボ
ード41を用いて行う以外にも、IDカードをカードリ
ーダ(図示せず)に挿入して行ってもよい。
【0017】制御部40では、送られてきた一対の入力
パターンと参照パターンをCRT30に与え、図3
(a)に示すように、CRT30の画面上に並べて表示
させる(図3(a)の左半分が入力パターン、右半分が
参照パターン)。CRT30に表示された入力パターン
及び参照パターンは、CRT30に対向して配置された
SLM50に書き込まれる。
【0018】SLM50に書き込まれた2つのパターン
は読み出しレーザ光110によって読み出され、フーリ
エ変換レンズ60でフーリエ変換される。そして、図3
(b)に示すような合同フーリエ変換像が、SLM70
のa−Si層上に形成される。さらに、SLM70はレ
ーザ光110によって読み出され、フーリエ変換レンズ
80でフーリエ変換される。このフーリエ変換で、図3
(c)に示すような0次光の両側に相関信号が得られ
る。この相関信号はPD90で検出される。この相関信
号の強度は2つのパターン間の相関に対応する。このP
D90からの検出信号は判定部100に与えられ、しき
い値処理によって、入力パターンと参照パターンが同一
であるかが判定される。このようにして得られた判定結
果は、例えばドアの開閉や、コンピュータのロックを解
除するために利用される。
【0019】なお、キーボート41は、どのようなタイ
プのものを用いてもよい。例えば、一般的なJIS配列
のキーボードを用いてもよいし、図4に示すような、簡
易型のキーボード130を用いてもよい。このキーボー
ド130は、次のように操作する。例えば「山田太郎」
を入力する場合には、「や」に対応したキーである
「8」のキーを打鍵し、次に「ま」に対応したキーであ
る「7」のキーを打鍵する。このように「やまだたろ
う」と入力するには、「87D491」のそれぞれのキ
ーを順番に打鍵すればよい。
【0020】また、本実施例では、指紋を用いて本人照
合を行っているが、指紋に限定されることなく、例え
ば、手の平の模様や足の裏の模様などを用いてもよい。
【0021】さらに、CRT30の代わりに、液晶ディ
スプレイやプラズマディスプレイなどのその他のディス
プレイ装置を用いてもよい。
【0022】また、入力部10での指紋入力には、プリ
ズム11によるもの以外にも、図5に示すようなホログ
ラフィックによるものにしてもよい。このセンサは、透
明なガラス平板(導光板)150の一部にホログラム1
51が形成され、他端の反対側のレーザ光源152から
レーザ光を照射するようにしたもので、撮像素子153
で指紋パターンが検出される。
【0023】
【発明の効果】本発明の照合装置では、第1のフーリエ
変換手段で変換された合同フーリエ変換光像を、第2の
空間光変調器に直接入力して、第2のコヒーレント光像
に変換している。このように、合同フーリエ変換光像を
一旦電気信号に変換する必要がないので、フーリエ変換
光像にノイズが重畳されることがなく、演算速度がフレ
ームレート(30msec)に限定されない。
【0024】以上のように、本発明であれば簡易な構成
で高速かつ、実用的な照合装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る照合装置の構成を示すブロック
図である。
【図2】SLMの構造を示す断面図である。
【図3】入力像、フーリエ像および相関信号像を示す図
である。
【図4】簡易型のキーボードの外観を示す斜視図であ
る。
【図5】ホログラフィックを用いた入力部を示す図であ
る。
【図6】従来の指紋照合装置の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
10…入力部、11…プリズム、12…発光ダイオー
ド、13…CCDカメラ、14…レンズ、20…メモ
リ、30…CRT、40…制御部、41,130…キー
ボード、50,70…SLM、60,80…フーリエ変
換レンズ、71…透明電極、72…ガラス基板、73…
アモルファスシリコン層、74…誘電体ミラー、75…
液晶層、76…書き込み光、77…読み出し光、90…
フォトディテクタ、100…判定部、110…レーザ
光、111〜113…ハーフミラー、150…ガラス平
板、151…ホログラム、152…レーザ光源、153
…撮像素子。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G06F 15/64 H G 15/70 460A (72)発明者 小林 祐二 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 原 勉 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−2635(JP,A) 特開 平4−171510(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 身体表面の所定部分のパターンを用いて
    本人であることを照合する照合装置において、 照合対象者の身体表面の所定部分のパターンが参照パタ
    ーンとして予め登録された登録手段と、 前記照合対象者の身体表面の所定部分のパターンを入力
    パターンとして取り込む入力手段と、 前記入力手段により取り込まれた1つの入力パターンと
    前記登録手段から読み出された1つの参照パターンを第
    1のコヒーレント光像に変換する第1の空間光変調器
    と、 前記コヒーレント光像をフーリエ変換して、合同フーリ
    エ変換光像を得る第1のフーリエ変換手段と、 前記合同フーリエ変換光像を第2のコヒーレント光像に
    変換する第2の空間光変調器と、 前記第2のコヒーレント光像をフーリエ変換して、相関
    信号像を得る第2のフーリエ変換手段と、 前記相関信号像を入力して、前記入力パターンと前記参
    照パターンとが同一のパターンであるかを判定する判定
    手段とから構成され、 少なくとも前記第2の空間光変調器は、光導電体と液晶
    から成る光アドレス型の空間光変調器であることを特徴
    とする照合装置。
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