JPH02133892A - 指紋像入力装置 - Google Patents

指紋像入力装置

Info

Publication number
JPH02133892A
JPH02133892A JP63286792A JP28679288A JPH02133892A JP H02133892 A JPH02133892 A JP H02133892A JP 63286792 A JP63286792 A JP 63286792A JP 28679288 A JP28679288 A JP 28679288A JP H02133892 A JPH02133892 A JP H02133892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
grating lens
input device
fingerprint image
spot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63286792A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2773750B2 (ja
Inventor
Masayuki Kato
雅之 加藤
Taku Niizaki
卓 新崎
Seigo Igaki
井垣 誠吾
Fumio Yamagishi
文雄 山岸
Hiroyuki Ikeda
池田 弘之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP63286792A priority Critical patent/JP2773750B2/ja
Priority to DE68919394T priority patent/DE68919394T2/de
Priority to EP89309310A priority patent/EP0359554B1/en
Priority to CA000611463A priority patent/CA1332977C/en
Priority to FI894345A priority patent/FI894345A/fi
Priority to US07/408,090 priority patent/US5077803A/en
Priority to KR1019890013344A priority patent/KR930000692B1/ko
Publication of JPH02133892A publication Critical patent/JPH02133892A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2773750B2 publication Critical patent/JP2773750B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/40Spoof detection, e.g. liveness detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 生体検知機能を有する指紋照合装置の指紋像入力装置に
関し、 1つの共通な照明光源により被検物体全体の照明光と被
検物体への光ビームスポットとを作成可能な簡単且つ軽
量な指紋像入力装置を提供することを目的とし、 被検物体への照明光を受ける単一のグレーティングレン
ズを設け、被検物体全体の照明光と光ビームスポットと
の少なくとも一方をグレーティングレンズの透過光ある
いは回折光により作成するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は個人識別手段としての指紋照合装置、特に、被
検物体が生体かレプリカを判定する生体検知機能を備え
た指紋照合装置における指紋入力装置に関する。
個人の識別法として指紋照合システムが知られている。
同システムにおいては、一般に指紋は画像として取り扱
われ、そのため指紋を画像データに変換する入力装置が
必要である。
〔従来の技術〕
指紋は凹凸パターンであり、従来から行われている凹凸
パターンの検出基本原理を第7図に示す。
指lOを透明平板(導光板)11の一面13に押し当て
ると、凸部(指紋の隆線)は接触するが、凹部は接触し
ない。
第8A図に示すように、指10を押し当てた平面13に
対して全反射が起こらないように、透明体11を透して
下方から光TOを照射すると、透明平板11から出射し
凹部Pに当たった光は四方に散乱されるが、それらは全
て再び平板を透過し、遠方に消える(光線TI)。一方
、凸部Qに当たった光は平板ll内の四方に散乱され、
その一部は平板から出射する(光線γ2)が、一部は全
反射により平板の内部を伝播する(光′!ar3)。こ
の全反射成分を適当な光学系で結像させれば、凸部のパ
ターン(指紋像)を得ることができる。
〔発明が解決、しようとする課題〕
しかし、この方法では登録した指紋と全く同し凹凸パタ
ーンをもつレプリカ(例えばゴム製の複製)を作成すれ
ば、そのレプリカによっても指紋照合を行うことができ
、これを排除することが出来ないという問題があった。
そこで、指紋入力装置に接触した凹凸パターンがレプリ
カではなく、生体であることを検出する方法が検討され
てきた。本願出願人はほぼ瞬時に生体検知を行える方法
として第10図に示す如き方法を既に提案した。指の表
面に光#(例り、D、)21から収束レンズ23を介し
て光スポットを照射し、結像系25によりその光スポッ
トの像を得、光検知器27によりスポット像の大きさ、
あるいは位置により、生体か非生体かを判定する。指に
光スポットを照射すると、輝く部分は光照射部だけでは
なく、指の内部(肉)を伝播し、周辺部も発光する。と
ころが、レプリカ(例えばSi系ゴム)の場合は、光照
射部の極近傍のみが光を反射・散乱する。光照射部を物
点とする結像系を構成すると、物点の大きさ、中心位置
が本物の指(生体)とレプリカ(非生体)とで異なるた
め、像の大きさ、位置が異なる。従って、像の大きさ、
あるいは位置を計測することにより、生体検知を行うこ
とができる。光スポットを照射した時に光が内部にまわ
りこむ様子は人間の指独特の現象であり、偽造を極めて
困難にするものである。
即ち、第8B図に示す如く、指10を押し当てた平面1
3に対して全反射条件が成立するように平面内部から光
γ0を照射すると、凹部Pに光は照射されず、凸部Qの
みが選択的に照明される。
但し、人間の指の場合には光を部分的に透過するので、
凸部Qに照射された光がT4で示す如く指の内部を伝わ
り凹部Pに回り込む結果、凹部Pもまた発光する。従っ
て、第7B図の場合も第7A図の場合と同様、riγ2
.γ3構成を生じる。
従って、T3構成のみを結像するような光学系を構成す
ることにより、凸部パターンを得ることができる。
上記何れの場合においても、指の凹部P、凸部Qの両方
が発光体として作用している。このように、指紋像(凹
凸像)を得るためには、指に光を照射する照明手段が必
要である。
また生体検知の機能を持たせるには指紋像を得るための
全体照明用光源とは別個に、ビームスポットを作成する
ための光源21(第10図)が必要である。
以上述べた指紋像入力系(第7図)と生体検知系(第1
0図)を組み合わせ、一体化した指紋センサの従来例を
第9図に示す。この例では、指紋像入力用の照明(例L
ED)28と、生体検知用の照明21が別々に設けられ
ているため、光学系を構成する部品の数が多く、複雑で
あるという問題がある。二種類の照明は、共用すること
が好ましいが、前者は指の広い領域を照明することが要
求され、後者は指の一部をスポット的に照明することが
必要であり、相反するものである。従って、単純に照明
の共用化を図ることは難しかった。
尚、第9図において、26は生体検知用ビームスポット
を作るための収束レンズ、24は指紋情報を読み取るC
ODである。
本発明の目的は指紋像入力/系の照明光源と生体検知/
系のビームスポット用光源を共通にすることにより指紋
入力装置の簡易、軽量化を実現することにある。
〔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によれば、被検物体(
指)全体に光を照射し、その物体表面の凹凸からの散乱
信号光を光学的に識別することにより指紋を検出する一
方、被検物体に光ビームスポットを照射し、その光ビー
ムスポットの照射点の像を結像光学系により結像し、像
点の大きさによって被検物体が生体であるかレプリカで
あるかを識別する指紋像入力装置において、被検物体へ
の照明光を受ける単一のグレーティングレンズが設けら
れ、被検物体全体の照明光と被検物体への光ビームスポ
ットは該グレーティングレンズの透過光及び回折光によ
り作成される。
グレーティングレンズの透過光(0次光)が被検物体全
体の照明光として利用される場合には、その回折光は被
検物体への光ビームスポットとして利用され、また逆に
、グレーティングレンズの透過光が被検物体への光ビー
ムスポットとして利用される場合には、その回折光は被
検物体全体の照明光として利用される。
またこれとは別に、被検物体への照明光の一部を受ける
単一のグレーティングレンズを設け、該グレーティング
レンズの回折光により上記被検物体への照明光あるいは
ビームスポットのいずれか一方を作成し、グレーティン
グレンズを通らない照明光により他方の光、即ち、被検
物体へのビームスポットあるいは照明光を形成するよう
にしてもよい。
〔作 用] グレーティングレンズに拡散光を照射した時にはその透
過光がそのまま被検物体(指)全体の照明光として指に
照射され、また、グレーティングレンズの回折光(好ま
しくは1次回折光)が指の所定の一点に収束する。この
場合、グレーティングレンズの回折格子はその1次回折
光が収束光を作成するように設計される。
また、グレーティングレンズに収束光を照射した時には
その透過光がそのまま被検物体(指)の所定の一点への
ビームスポット(生体検査用)として利用され、また、
グレーティングレンズの回折光(好ましくは1次回折光
)が指全体の照明光(指紋検出用)として利用される。
この場合、グレーティングレンズの回折格子はその1次
回折光が拡散光となるように設計される。
グレーティングレンズが照明光の一部のみを受けるよう
にした発明(請求項4 、5 、6)においては、入射
光が拡散光の場合、グレーティングレンズを通らない照
明光が指全体の照明光となり、一方、グレーティングレ
ンズの回折光(好ましくは1次回折光)が生体検知用の
ビームスポットとなる。
また、入射光が収束光の場合、グレーティングレンズを
通らない照明光及び/又はグレーティングレンズの透過
光がビームスポットとなり、グレーティングレンズの回
折光(好ましくは1次回折光)が全体照射用照明光とな
る。
〔実施例〕
本発明の第1の基本構想によれば、単一の照明手段によ
り指金体を照明するための発散波を発生させかつ指の一
部をスポット的に照明するための集束波を発生させるた
め、第1図に示す如く、グレーティングレンズ30が用
いられる。グレーティングレンズ30には光源(例えば
半導体レーザLD)31からの発散波を適当な効率で集
束させる機能をもたせる。グレーティングレンズ30に
入射する発散光り、のうち、O次透過光L0は発散波の
状態のまま指10全体を広く照明し、−次回折光り、は
集束波となって指の一部をスポット照明する。これによ
り、光源31は一つですむ。
第2図に具体的実施例を示す。光源31として半導体レ
ーザを用い、透明な導光板11を斜めにカットした部分
11aにグレーティングレンズ30を形成し、同レンズ
でレーザ光Ltを集束させる(L、)とともに、透過光
L0で指金体を照明する。
指紋像をCCD 24上に形成する手段は、指紋接触部
の散乱光のうち全反射により導光板1工内部を伝播する
成分を斜めカットした端面11bから取り出し、結像系
22に導くことにより達成される。
ここで再度、生体検知の原理について簡単に説明すると
、シリコンゴム等の複製物に光スポットを照射すると、
光の散乱は上述の如くスポットの極近傍のみで起こるた
め、照射光スポットの大きさと結像系の倍率で決まる大
きさのスポット像を収束レンズ系29を介して光検知器
27上に形成することができる。一方、生体の場合には
、光が指の内部にまで浸透するため、広い領域で光の散
乱が起きる。従って、光検知器27上に形成されるスポ
ットの大きさが複製の場合と比べて大きい。
また、光スポットを指の面に対して斜めに照射する場合
には、光散乱領域の中心が複製の場合の中心とずれる。
こうした散乱光を結像させて得られるスポ−/ ト像の
大きさ、中心位置を検出することにより、生体検知が可
能である。光検知器27としては、複数の受光領域を持
つそれ自体公知の分割検知器を用いるか、あるいは複数
の小さい光検知器をアレイ状に配列させで用いるのが好
ましい。
第3,4図はグレーティングレンズ30の2つの使い方
を示したものである。第3図は発散性のビームを用い、
0次透過光り。で指金体を照明し、1次回折光り、で指
接触面上をスポット照明する場合を示している。第4図
は集束性のビームを用い、0次透過光り。で指接触面上
をスポット照明し、1次回折光L1で指金体を照明する
場合である。発散性の光源、例えば半導体レーザなどを
用いる場合には、第3図の方が好ましいが、収束レンズ
系35を用いて簡単に収束光に変換可能である。
第5.6図は本発明の更に別の実施例を示すものである
。導光板11を斜めにカットした部分11aの一部にグ
レーティングレンズ30を形成し、照明光の一部(1次
回折光り、)を用いて指接触面上をスポット照明する。
一方、グレーティングレンズ30を形成しない部分から
導光板11に入射する光(斜線部)で指金体を照明する
第6図では第5図とは逆に、収束性の入射光を用いて、
1次回折光り、により拡散照明光を、グレーティングレ
ンズ30を通らない直接入射光L0によりスポット光を
作成している。尚、スポット光の一部はグレーティング
レンズ30の透過0次光でもある。
尚、上記説明におけるグレーティングレンズは、円形の
微小スポットを形成する手段として述べたが、グレーテ
ィングレンズの格子縞パターンを変化させて、楕円形等
の変形スポットを形成し生体検知感度の向上を図ること
も可能である。
また、グレーティングレンズは導光仮に直接−体形成し
ても、あるいは別体として形成し、接着してもよい。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、生体検知機能を備えた指
紋像入力装置において、単一のグレーティングレンズを
用いることにより、指紋像をイメージセンサ(COD)
上に形成するための指接触部全域の照明と、生体検知を
行うための指接触面上のスポット照明を一つの光源を用
いることによって行うことができる。即ち、照明系に関
しては、生体検知機能を備えていない指紋像入力装置に
対して体積、重量増を伴うことなしに、生体検知用照明
系を構成できるという点で効果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る指紋入力装置の原理を説明する図
、第2図は第1図の装置の具体的実施例を示す図、第3
図及び第4図はグレーティングレンズの2つの使い方を
説明する図、第5図は第2図とは別の実施例を示す図、
第6図は第5図の変形例を示す図、第7図は指紋入力装
置の原理を示す図、第8A図及び第8B図は従来の凹凸
情報分離のための照明光を示す図、第9図は従来の生体
検知機能付指紋センサの一例を示す図、第10図は従来
の生体検知法の一例を示す図。 10・・・指、 30・・・グレーティングレンズ、 31・・・光源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被検物体全体に光を照射し、その物体表面の凹凸か
    らの散乱信号光を光学的に識別することにより指紋を検
    出する一方、被検物体に光ビームスポットを照射し、そ
    の光ビームスポットの照射点の像を結像光学系により結
    像し、像点の大きさ及び位置によって被検物体が生体で
    あるかレプリカであるかを識別する指紋像入力装置にお
    いて、被検物体(10)への照明光を受ける単一のグレ
    ーティングレンズ(30)を有し、被検物体全体の照明
    光と被検物体への光ビームスポットとを該グレーティン
    グレンズの透過光(L_0)及び回折光(L_1)によ
    り作成することを特徴とする指紋像入力装置。 2、上記グレーティングレンズの透過光は被検物体全体
    の照明光を形成し、他方、グレーティングレンズの回折
    光は被検物体への光ビームスポットを形成することを特
    徴とする請求項1に記載の指紋像入力装置。 3、上記グレーティングレンズの透過光は被検物体への
    光ビームスポットを形成し、他方、グレーティングレン
    ズの回折光は被検物体全体の照明光を形成することを特
    徴とする請求項1に記載の指紋像入力装置。 4、被検物体全体に光を照射し、その物体表面の凹凸か
    らの散乱信号光を光学的に識別することにより指紋を検
    出する一方、被検物体に光ビームスポットを照射し、そ
    の光ビームスポットの照射点の像を結像光学系により結
    像し、像点の大きさ及び位置によって被検物体が生体で
    あるかレプリカであるかを識別する指紋像入力装置にお
    いて、被検物体への照明光の一部を受ける単一のグレー
    ティングレンズ(30)を有し、該グレーティングレン
    ズの回折光により上記被検物体への照明光又は光ビーム
    スポットのいずれか一方を作製することを特徴とする指
    紋像入力装置。 5、グレーティングレンズの回折光は被検物体への照明
    光を形成することを特徴とする請求項4に記載の指紋像
    入力装置。 6、グレーティングレンズの回折光は被検物体への光ビ
    ームスポットを形成することを特徴とする請求項4に記
    載の指紋像入力装置。
JP63286792A 1988-09-16 1988-11-15 指紋像入力装置 Expired - Lifetime JP2773750B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63286792A JP2773750B2 (ja) 1988-11-15 1988-11-15 指紋像入力装置
EP89309310A EP0359554B1 (en) 1988-09-16 1989-09-13 Biological object detecting system and fingerprint collating system employing same
DE68919394T DE68919394T2 (de) 1988-09-16 1989-09-13 System zum Detektieren eines biologischen Gegenstandes und dieses System verwendendes Fingerabdruckvergleichssystem.
FI894345A FI894345A (fi) 1988-09-16 1989-09-14 Biologiskt avlaesningssystem och kollationeringssystem foer fingeravtryck anvaendande detsamma.
CA000611463A CA1332977C (en) 1988-09-16 1989-09-14 Biological detecting system and fingerprint collating system employing same
US07/408,090 US5077803A (en) 1988-09-16 1989-09-14 Biological detecting system and fingerprint collating system employing same
KR1019890013344A KR930000692B1 (ko) 1988-09-16 1989-09-16 생체검지장치 및 이것을 사용하는 지문조합 시스템.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63286792A JP2773750B2 (ja) 1988-11-15 1988-11-15 指紋像入力装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02133892A true JPH02133892A (ja) 1990-05-23
JP2773750B2 JP2773750B2 (ja) 1998-07-09

Family

ID=17709099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63286792A Expired - Lifetime JP2773750B2 (ja) 1988-09-16 1988-11-15 指紋像入力装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2773750B2 (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0498766U (ja) * 1990-11-17 1992-08-26
US6144757A (en) * 1997-02-28 2000-11-07 Nec Corporation System and method for identifying an organism
US6181808B1 (en) 1997-07-29 2001-01-30 Nec Corporation Living body discriminating apparatus
US6324020B1 (en) * 1999-08-04 2001-11-27 Secugen Corporation Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system
US6381347B1 (en) 1998-11-12 2002-04-30 Secugen High contrast, low distortion optical acquistion system for image capturing
JP2006312064A (ja) * 2006-07-03 2006-11-16 Hitachi Ltd 指の特徴パターン検出装置及び個人識別装置
CN100394433C (zh) * 2003-10-17 2008-06-11 萨热姆防务安全公司 指纹成像光学装置
JP2008523927A (ja) * 2004-12-17 2008-07-10 ルミダイム インコーポレイテッド 組み合わされた内部全反射と組織の画像化システムと方法
JP2010092494A (ja) * 2009-11-26 2010-04-22 Hitachi Ltd 端末
US7920728B2 (en) 2006-05-19 2011-04-05 Pixart Imaging Inc. Apparatus and method for fingerprint recognition
CN106022323A (zh) * 2016-07-26 2016-10-12 昆山龙腾光电有限公司 手指识别***和手指识别方法及指纹识别装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7925056B2 (en) * 2005-02-08 2011-04-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical speckle pattern investigation

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0498766U (ja) * 1990-11-17 1992-08-26
US6144757A (en) * 1997-02-28 2000-11-07 Nec Corporation System and method for identifying an organism
US6181808B1 (en) 1997-07-29 2001-01-30 Nec Corporation Living body discriminating apparatus
US6381347B1 (en) 1998-11-12 2002-04-30 Secugen High contrast, low distortion optical acquistion system for image capturing
US6324020B1 (en) * 1999-08-04 2001-11-27 Secugen Corporation Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system
CN100394433C (zh) * 2003-10-17 2008-06-11 萨热姆防务安全公司 指纹成像光学装置
JP2008523927A (ja) * 2004-12-17 2008-07-10 ルミダイム インコーポレイテッド 組み合わされた内部全反射と組織の画像化システムと方法
US7920728B2 (en) 2006-05-19 2011-04-05 Pixart Imaging Inc. Apparatus and method for fingerprint recognition
JP2006312064A (ja) * 2006-07-03 2006-11-16 Hitachi Ltd 指の特徴パターン検出装置及び個人識別装置
JP4659691B2 (ja) * 2006-07-03 2011-03-30 株式会社日立製作所 特徴パターン検出装置
JP2010092494A (ja) * 2009-11-26 2010-04-22 Hitachi Ltd 端末
JP4555395B2 (ja) * 2009-11-26 2010-09-29 株式会社日立製作所 端末
CN106022323A (zh) * 2016-07-26 2016-10-12 昆山龙腾光电有限公司 手指识别***和手指识别方法及指纹识别装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2773750B2 (ja) 1998-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930000692B1 (ko) 생체검지장치 및 이것을 사용하는 지문조합 시스템.
JP4258393B2 (ja) 個人識別装置および指紋画像撮像装置、指紋画像取得方法
CN100457031C (zh) 人的无接触生物统计识别时天然皮肤的鉴别方法和装置
US10921236B2 (en) Integrated lens free imaging device
JP4546587B2 (ja) 光成形板を備えた測光式読取りヘッド
US20040114783A1 (en) Device for imaging the papillary lines of a finger
JPH02133892A (ja) 指紋像入力装置
JP4281272B2 (ja) 指紋画像撮像方法、指紋画像取得方法、指紋画像撮像装置および個人識別装置
US20020131624A1 (en) Fingerprint imaging device with fake finger detection
JP2692684B2 (ja) 凹凸形状検出方法
JP2579375B2 (ja) 指紋入力装置
US20060039048A1 (en) Systems and methods of capturing prints with a holographic optical element
JPH0279181A (ja) 生体検知装置および該装置を用いた指紋照合システム
JP5085438B2 (ja) 生体検知センサ
JPH06176137A (ja) 指紋像入力装置
JPH08101914A (ja) パターン検査装置
US6850333B1 (en) Optimized aperture shape for optical CD/profile metrology
US20030081428A1 (en) Device and method for uniform contact illumination
JP2010091428A (ja) 走査光学系
WO2017034517A1 (en) Digital spectroscopic and holographic microscope and method thereof
JP2713311B2 (ja) 指紋像入力装置
JPH04271478A (ja) 指紋像入力装置
JP4761668B2 (ja) 表面情報検知装置
JPS5862506A (ja) 表面微小検査装置
JPH045556A (ja) 球体表面の傷検査装置