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JP4402605B2 - Fingerprint image pickup device - Google Patents
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JP4402605B2 - Fingerprint image pickup device - Google Patents

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Description

この発明は、指置き部に指を触接させないように遊挿させて指紋を写し撮る指紋画像撮像装置に係る。   The present invention relates to a fingerprint image pickup apparatus that takes a fingerprint by taking it loosely so that a finger placement unit does not touch the finger.

指紋は、例えば、汗や指油による皮膚表面の汚れによって変動して指紋画像が変化する。この変化による影響を軽減するため、従来の指紋画像撮像装置では、指を板ガラスやプリズムに載置するのではなく、指置き部に開口部を形成し、この開口部に指の指紋部分を晒して非接触状態にして指紋を写し撮るようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
図6は、上記特許文献1に記載されたものと、同様の構成を有する従来の指紋画像撮像装置を示す。即ち、指置き部31の上面32及び下面33は、切り欠かれていて、それぞれ上部開口32a及び下部開口33aが形成されている。指置き部31に遊挿された指36の指紋の撮像対象部分は、下部開口33aを介して露呈される。また、上部開口32aの上位には光源41が取り付けられていて、レンズ42によって屈折されて平行光線で指36の反指紋側を照射し、指36を透過した透過光41aを下部開口33aから指置き部31の下方へ通過させる。透過光41aは、レンズ43によって集光されて撮像手段であるCCD44に、指36の指紋を描き出す。CCD44は描き出された指36の指紋を写し撮る。
For example, the fingerprint image fluctuates due to dirt on the skin surface due to sweat or finger oil, and the fingerprint image changes. In order to reduce the influence of this change, the conventional fingerprint image pickup device does not place the finger on the plate glass or the prism, but forms an opening in the finger rest, and exposes the fingerprint portion of the finger to this opening. Thus, a fingerprint is taken in a non-contact state (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 6 shows a conventional fingerprint image capturing apparatus having the same configuration as that described in Patent Document 1. That is, the upper surface 32 and the lower surface 33 of the finger placement part 31 are cut out to form an upper opening 32a and a lower opening 33a, respectively. The part to be imaged of the fingerprint of the finger 36 loosely inserted in the finger placement unit 31 is exposed through the lower opening 33a. In addition, a light source 41 is attached above the upper opening 32a, and irradiates the anti-fingerprint side of the finger 36 with a parallel ray refracted by the lens 42, and transmitted light 41a transmitted through the finger 36 is transmitted from the lower opening 33a to the finger. It passes below the placement unit 31. The transmitted light 41a is collected by the lens 43 and draws the fingerprint of the finger 36 on the CCD 44, which is an imaging means. The CCD 44 takes a picture of the fingerprint of the drawn finger 36.

ここで、下部開口33aを挟んで手前側と奥側に、それぞれマイクロスイッチ37が取り付けられている。指36が指置き部31に遊挿されて、双方のマイクロスイッチ37が指36によって押されて作動すると、指紋が写し撮られるようになっている。
即ち、指置き部31に指36が遊挿されて双方のマイクロスイッチ37が作動すると、指置き検出手段51がマイクロスイッチ37の作動を検出する。この検出によって、光源点灯手段52が作動して光源41を点灯させる。この光源41によって指36が照射され、その透過光41aが撮像手段53であるCCD44に指紋を描き出す。撮像手段53は、指36の指紋を写し撮る。指紋の撮像が終了すると、指36が指置き部31から離される。この結果、双方のマイクロスイッチ37が復帰して光源消灯手段55が作動し、光源41が消灯して指紋の撮像が終了する。
Here, microswitches 37 are respectively attached to the front side and the back side across the lower opening 33a. When the finger 36 is loosely inserted into the finger placement unit 31 and both the microswitches 37 are pressed and actuated by the finger 36, the fingerprint is copied.
That is, when the finger 36 is loosely inserted into the finger placement unit 31 and both the micro switches 37 are operated, the finger placement detection means 51 detects the operation of the micro switch 37. By this detection, the light source lighting means 52 is activated to light the light source 41. The light source 41 irradiates the finger 36, and the transmitted light 41 a draws a fingerprint on the CCD 44 that is the imaging means 53. The imaging unit 53 takes a picture of the fingerprint of the finger 36. When the imaging of the fingerprint is completed, the finger 36 is released from the finger placement unit 31. As a result, both microswitches 37 are restored, the light source extinguishing means 55 is activated, the light source 41 is extinguished, and the fingerprint imaging is completed.

また、特許文献2によって開示された非接触型指紋識別装置も同様に、ガラス面に指を載置することによる指脂や塵埃等による上記ガラス面の汚濁によって指紋の認識率が低下するのを避けるようにしたものである。即ち、開口部の縁部に支えられるようにして指を置いて固定する。開口部に指の指紋部分が露呈される。この指紋部分にLEDランプの光を照射し、その反射光をCCDで受光して指紋を撮像するようにしたものである。   Similarly, in the non-contact type fingerprint identification device disclosed in Patent Document 2, the fingerprint recognition rate is lowered due to contamination of the glass surface by finger grease or dust caused by placing a finger on the glass surface. It is something to avoid. That is, the finger is placed and fixed so as to be supported by the edge of the opening. The fingerprint portion of the finger is exposed in the opening. The fingerprint portion is irradiated with light from an LED lamp, and the reflected light is received by a CCD to image a fingerprint.

特開2003−85538号公報(段落番号12〜14、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-85538 (paragraph numbers 12 to 14, FIG. 1) 特開2001−167255号公報(段落番号27、28、図1)JP 2001-167255 A (paragraph numbers 27 and 28, FIG. 1)

従来の指紋画像撮像装置は、上記のとおり構成されており、指36は、一部の撮像対象部分を除いて指置き部31に直接触接するようになっている。このため、他人の指脂や指に付着していた塵等が指置き部31に残留し、自己に転移することが想定される。こうした他人の指脂等が自己に転移するのは、心情的にも、また、衛生上からも好ましくない、という問題があった。
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、指置き部に指を触接させないように遊挿させて指紋を写し撮る指紋画像撮像装置を提供することを目的とする。
The conventional fingerprint image imaging device is configured as described above, and the finger 36 is in direct contact with the finger placement unit 31 except for some imaging target portions. For this reason, it is assumed that other people's finger grease, dust attached to the finger, etc. remain in the finger placement part 31 and transfer to self. There has been a problem that it is not preferable from the viewpoint of sanitation and hygiene that such other people's finger oils and the like are transferred to self.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fingerprint image imaging device that takes a fingerprint by loosely inserting it so that the finger placement unit does not touch the finger.

この発明に係る指紋画像撮像装置は、指置き部に非接触で指を遊挿させて指紋を写し撮る指紋画像撮像装置であって、指の反指紋側から指置き部に向けて位置決め用の光を照射して、その反射光が爪からの反射光であることが検出されると、光軸方向の爪の位置を上記反射光から検出し、指が上記指置き部の内側に触接しない範囲として予め設定された所定の範囲内に位置していることが検出されると、指の指紋を写し撮るようにしたものである。   A fingerprint image imaging apparatus according to the present invention is a fingerprint image imaging apparatus for taking a picture of a fingerprint by loosely inserting a finger into a finger placement unit, and for positioning from the anti-fingerprint side of the finger toward the finger placement unit. When it is detected that the reflected light is reflected from the nail, the position of the nail in the optical axis direction is detected from the reflected light, and the finger touches the inside of the finger rest. When it is detected that the position is within a predetermined range that is set in advance as a range not to be used, a fingerprint of the finger is copied.

この発明に係る指紋画像撮像装置は、上記のとおり、指置き部に遊挿された指を、指置き部に触接しない範囲として予め設定された所定の範囲内に位置させて指紋を写し撮るようにしたものである。上記所定の範囲を特定するため、指の反指紋側から指置き部に向けて位置決め用の光を照射し、その反射光が爪からのものであることを検出することによって、指の光軸方向、即ち指置き部における上下方向の位置を規制することができると共に、光軸と直交する指の奥行方向及び左右方向の位置も爪の寸法範囲によって規制することができる。即ち、指の爪からの反射光を検出することによって、指置き部の三次元空間における指の位置を特定することができるので、指置き部に指を触れさせることなく指紋を写し撮ることができる、という効果を奏する。   As described above, the fingerprint image capturing apparatus according to the present invention takes a picture of a fingerprint by placing a finger loosely inserted into the finger placement unit within a predetermined range that is not set in contact with the finger placement unit. It is what I did. In order to specify the predetermined range, the optical axis of the finger is detected by irradiating the positioning light from the anti-fingerprint side of the finger toward the finger rest and detecting that the reflected light is from the nail. The direction, that is, the vertical position of the finger placement portion can be restricted, and the depth direction and the horizontal position of the finger orthogonal to the optical axis can also be restricted by the dimension range of the nail. That is, by detecting the reflected light from the fingernail, it is possible to specify the position of the finger in the three-dimensional space of the finger placement unit, so that the fingerprint can be taken without touching the finger placement unit. There is an effect of being able to.

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一符号を付し、説明の重複を省いた。
実施の形態1.
図1から図5は、この発明の実施の形態1を示す。
図1は、この発明の実施の形態1における指紋画像撮像装置の構成を示すブロック図である。
指置き部1は筒状になっており、上面2及び下面3は、切り欠かれていて、それぞれ上部開口2a及び下部開口3aが形成されている。正面4及び左右の側面5は閉塞されている。指置き部1の幅は、少なくとも指6の爪6cの幅相当寸法だけ指6の左右方向に移動余裕があるものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, and duplication of description was omitted.
Embodiment 1 FIG.
1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fingerprint image capturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The finger placement portion 1 has a cylindrical shape, and the upper surface 2 and the lower surface 3 are cut out to form an upper opening 2a and a lower opening 3a, respectively. The front surface 4 and the left and right side surfaces 5 are closed. It is assumed that the finger placement portion 1 has a margin for movement in the left-right direction of the finger 6 by at least the dimension corresponding to the width of the nail 6c of the finger 6.

指置き部1に遊挿された指6の指紋6aの撮像対象部分は、下部開口3aの上位に位置するように予定されている。また、上部開口2aの上位には光源11が取り付けられていて、レンズ12によって屈折された平行光線で指6の反指紋側の外皮6b部分を照射する。指6を透過した透過光11aは下部開口3aから指置き部1の下方へ通過する。更に、レンズ13によって集光されて指紋画像撮像手段26の構成要素であるCCD14に、指6の指紋6aを描き出す。CCD14は描き出された指6の指紋6aを写し撮る。
指6の反指紋側には位置決め用投光器15が設けられていて、指置き部1に向けて光を照射している。この位置決め用投光器15から照射された光の反射光は、隣接して設置された位置決め用受光器16によって受光される。
また、指6が指置き部1の内側に触接しない範囲として、所定の範囲が予め設定されている。この所定の範囲内に指6が位置されるように誘導するため、表示器17がケース18の前面に取り付けられている。
The part to be imaged of the fingerprint 6a of the finger 6 loosely inserted in the finger placement unit 1 is scheduled to be positioned above the lower opening 3a. Further, a light source 11 is attached above the upper opening 2a, and the outer skin 6b portion of the finger 6 on the side opposite to the fingerprint is irradiated with parallel light refracted by the lens 12. The transmitted light 11a that has passed through the finger 6 passes through the lower opening 3a to the lower side of the finger placement unit 1. Further, the fingerprint 6 a of the finger 6 is drawn on the CCD 14 which is condensed by the lens 13 and is a component of the fingerprint image capturing means 26. The CCD 14 takes a picture of the fingerprint 6a of the drawn finger 6.
A positioning light projector 15 is provided on the opposite side of the finger 6 to irradiate the finger placement unit 1 with light. The reflected light of the light emitted from the positioning light projector 15 is received by the positioning light receiver 16 installed adjacent thereto.
In addition, a predetermined range is set in advance as a range in which the finger 6 does not touch the inside of the finger placement unit 1. In order to guide the finger 6 to be positioned within this predetermined range, a display 17 is attached to the front surface of the case 18.

次に、動作を説明すると、位置決め用投光器15は、投光器点灯手段21によって常時点灯している。このため、位置決め用受光器16は、常時下面3からの反射光を受光している。下面3は、漆黒になっているので、その反射光は極めて微弱である。このため、爪6cからの反射光か否か判別することができる。反射光検出手段22は、位置決め用受光器16によって受光され反射光から反射部位を検出する。この結果、下面3から反射された場合は、表示器17の「前」が点灯して、指6を前進させるように誘導する。反射光が外皮6bからのものである場合も、爪6cと反射率の差異から、外皮6bからの反射であることを識別することができる。そこで、外皮6bから反射された場合は、「後」が点灯して指6を後退させるように誘導する。爪6cで反射された場合は、「前」及び「後」が消灯して前後位置Dが設定される。更に、指6の上下位置Lも予め設定された範囲の場合、即ち、所定の範囲内に指6が位置すると「OK」が点灯する。   Next, the operation will be described. The positioning projector 15 is always lit by the projector lighting means 21. For this reason, the positioning light receiver 16 always receives the reflected light from the lower surface 3. Since the lower surface 3 is jet black, the reflected light is extremely weak. For this reason, it can be determined whether or not the light is reflected from the claw 6c. The reflected light detection means 22 receives the light from the positioning light receiver 16 and detects a reflected portion from the reflected light. As a result, when the light is reflected from the lower surface 3, the “front” of the display device 17 is turned on to guide the finger 6 to advance. Even when the reflected light is from the outer skin 6b, it is possible to identify the reflection from the outer skin 6b from the difference between the claws 6c and the reflectance. Therefore, when the light is reflected from the outer skin 6b, “back” lights up to guide the finger 6 to retreat. When the light is reflected by the claw 6c, “front” and “rear” are turned off and the front-rear position D is set. Furthermore, when the vertical position L of the finger 6 is also in a preset range, that is, when the finger 6 is positioned within a predetermined range, “OK” is lit.

反射光検出手段22によって爪6cからの反射光が検出されると、爪位置演算手段23によって爪6cの光軸方向の位置、即ち指置き部1における上下位置Lが演算される。爪位置演算手段23による演算結果は、爪位置偏差演算手段24に入力されて所定の範囲内にあるか否か調べられる。この結果、指6が所定の範囲から外れて上位の場合は、表示器17の「下」が点灯して指6を下げるように誘導する。逆に下位の場合は、「上」が点灯して指6を上げるように誘導する。上下位置L及び前後位置Dが共に所定の範囲内になると、「OK」が点灯されると共に、光源点灯手段25が作動して光源11を点灯させる。この点灯によって、指6の指紋6aの画像が透過光11aによってCCD14上に映し出される。この指紋6aの画像は、指紋画像撮像手段26に取り込まれて記録される。記録されると、光源消灯手段27が作動して光源11が消灯し、指紋画像の撮像が終了する。   When the reflected light from the nail 6c is detected by the reflected light detecting means 22, the nail position calculating means 23 calculates the position of the nail 6c in the optical axis direction, that is, the vertical position L in the finger placement portion 1. The calculation result by the claw position calculation means 23 is input to the claw position deviation calculation means 24 to check whether it is within a predetermined range. As a result, when the finger 6 is out of the predetermined range and is higher, the “lower” of the display unit 17 is lit to guide the finger 6 to be lowered. Conversely, in the case of the lower rank, “upper” is lit and the finger 6 is guided to be raised. When both the vertical position L and the front / rear position D are within a predetermined range, “OK” is turned on and the light source lighting means 25 is activated to turn on the light source 11. By this lighting, the image of the fingerprint 6a of the finger 6 is displayed on the CCD 14 by the transmitted light 11a. The image of the fingerprint 6a is captured and recorded in the fingerprint image imaging means 26. Once recorded, the light source extinguishing means 27 is activated to turn off the light source 11 and the fingerprint image capturing is completed.

図2は、反射光検出手段22の動作特性を示す説明用図である。反射光検出手段22は反射光の強弱によって検出レベルPが異なる。従って、反射面によっても、また、位置決め用投光器15から反射面までの距離によっても検出レベルPは変化する。爪6cから反射された場合は、曲線C1で示す特性となり、指6を下面3に接したときは、検出レベルPはP1bとなり、上面2に接したときは、検出レベルPはP1tとなる。検出レベルPがPmaxのときは、爪6cは位置決め用投光器15から許容し得る最短距離、即ち、許容最上位Lminに位置する。逆に、検出レベルPがPminのときは、許容最長距離、即ち、許容最下位Lmaxに位置する。検出レベルPminとPmaxの間が検出レベル許容範囲Pwである。対応する上下位置LminとLmaxの間が上下位置許容範囲Lwとなり、指6は、爪6cが上下位置許容範囲Lw内となる位置で指紋6aが撮像される。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operating characteristics of the reflected light detection means 22. The reflected light detection means 22 has a different detection level P depending on the intensity of the reflected light. Accordingly, the detection level P varies depending on the reflection surface and also on the distance from the positioning projector 15 to the reflection surface. When reflected from the nail 6c, the characteristic shown by the curve C1 is obtained. When the finger 6 is in contact with the lower surface 3, the detection level P is P1b. When the finger 6 is in contact with the upper surface 2, the detection level P is P1t. When the detection level P is Pmax, the claw 6c is positioned at the shortest distance that can be allowed from the positioning projector 15, that is, at the highest allowable level Lmin. On the contrary, when the detection level P is Pmin, it is located at the maximum allowable distance, that is, the minimum allowable Lmax. The detection level allowable range Pw is between the detection levels Pmin and Pmax. Between the corresponding vertical positions Lmin and Lmax is the vertical position allowable range Lw, and the finger 6 images the fingerprint 6a at a position where the nail 6c is within the vertical position allowable range Lw.

また、指6の外皮6bから反射される場合は、爪6cよりも反射率が低いので曲線C2で示す特性となる。即ち、指6を下面3に接したときは、検出レベルPはP2bとなり、上面2に接したときは、検出レベルPはP2tとなる。
更に、指置き部1の下面3は漆黒に塗装されていて光の反射は殆どない。このため、位置決め用投光器15が下面3を照射しているときは、検出レベルP=0となる。
Further, when the light is reflected from the outer skin 6b of the finger 6, the reflectance is lower than that of the nail 6c, so that the characteristic indicated by the curve C2 is obtained. That is, when the finger 6 is in contact with the lower surface 3, the detection level P is P2b, and when it is in contact with the upper surface 2, the detection level P is P2t.
Furthermore, the lower surface 3 of the finger rest part 1 is painted in jet black and hardly reflects light. For this reason, when the positioning projector 15 irradiates the lower surface 3, the detection level P = 0.

図3は、指置き部1に指6を遊挿するときの反射光の反射部を示す説明用である。図4は、指6の遊挿に伴う反射光検出手段22の検出レベルPの変化を、図3に対応させて示す説明用図である。
図3(a)は、指6の遊挿が十分でなく、指置き部1の正面4からの距離、即ち、前後位置DがD1の状態を示す。このため、位置決め用投光器15は、指置き部1の下面3を照射しており、その反射光は極めて低レベルで、図4に示したとおり、検出レベルPはP1となる。
FIG. 3 is an explanatory view showing a reflection portion of reflected light when the finger 6 is loosely inserted into the finger placement portion 1. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the change in the detection level P of the reflected light detection means 22 due to the loose insertion of the finger 6 in correspondence with FIG.
FIG. 3A shows a state where the finger 6 is not sufficiently inserted and the distance from the front surface 4 of the finger placement unit 1, that is, the front-rear position D is D1. For this reason, the positioning light projector 15 irradiates the lower surface 3 of the finger placement part 1, and the reflected light is extremely low, and the detection level P is P1 as shown in FIG.

図3(b)は、指6の遊挿が進行して、前後位置DがD2となり、位置決め用投光器15が爪6cを照射する状態を示す。爪6cからの反射光は位置決め用受光器16によって受光される。前後位置D2では、図4に示したとおり、反射光検出手段22の検出レベルPはP3となり、検出レベル許容範囲Pwの範囲内にある。
ここで、指6が下方に微動して検出レベルPがP4になると、図1の表示器17の「上」が点灯して、指6を上げるように誘導する。逆に、指6が上方に微動して検出レベルPがP5になると、図1の表示器17の「下」が点灯して、指6を下げるように誘導して上下位置許容範囲Lw内に位置するようにする。
FIG. 3B shows a state in which the loose insertion of the finger 6 proceeds, the front-rear position D becomes D2, and the positioning light projector 15 irradiates the nail 6c. The reflected light from the claw 6c is received by the positioning light receiver 16. At the front-rear position D2, as shown in FIG. 4, the detection level P of the reflected light detection means 22 is P3, which is within the detection level allowable range Pw.
Here, when the finger 6 finely moves downward and the detection level P reaches P4, the “upper” of the display unit 17 in FIG. 1 is lit to guide the finger 6 to be raised. On the contrary, when the finger 6 is finely moved upward and the detection level P becomes P5, the “lower” of the display 17 in FIG. To be located.

図3(c)は、指6の遊挿が更に進行して、前後位置DがD3となり、位置決め用投光器15が外皮6bを照射する状態を示す。外皮6bは爪6cよりも反射率が低いので、反射光検出手段22の検出レベルPはP2となる。
ここで、指置き部1の下面3、指6の外皮6b及び爪6cは、それぞれ反射率が異なる。このため、図4において、検出レベルPが爪反射域判別レベルPHよりも高い場合は、爪6cからの反射として検出することができる。
また、検出レベルPが爪反射域判別レベルPHと外皮反射域判別レベルPLの間の場合は、外皮6bからの反射として検出することができる。
更に、検出レベルPが外皮反射域判別レベルPLよりも低い場合は、下面3からの反射として検出することができる。
FIG. 3C shows a state where the loose insertion of the finger 6 further proceeds, the front-rear position D becomes D3, and the positioning projector 15 irradiates the outer skin 6b. Since the outer skin 6b has a lower reflectance than the claw 6c, the detection level P of the reflected light detection means 22 is P2.
Here, the reflectance is different between the lower surface 3 of the finger placement unit 1, the outer skin 6b of the finger 6, and the claw 6c. Therefore, in FIG. 4, when the detection level P is higher than the nail reflection area discrimination level PH, it can be detected as reflection from the nail 6c.
Further, when the detection level P is between the nail reflection area discrimination level PH and the skin reflection area discrimination level PL, it can be detected as reflection from the skin 6b.
Furthermore, when the detection level P is lower than the skin reflection area discrimination level PL, it can be detected as reflection from the lower surface 3.

図5は、指紋画像撮像装置の動作を示す流れ図である。手順S11で、タイマ値t=0に初期設定する。このタイマ値tは、指紋画像を撮像する時間を設定するためのものである。手順S12で、位置決め用投光器15によって照射された光の反射光から検出レベルPを調べる。
(検出レベルP<外皮反射域判別レベルPL)の場合は、手順S14へ移り、表示器17の前進灯「前」を点灯させて指6を前進させるように誘導すると共に、改めて手順S11が動作を始める。
(外皮反射域判別レベルPL<検出レベルP<爪反射域判別レベルPH)の場合は、手順S15へ移り、表示器17の後退灯「後」を点灯させて指6を後退させるように誘導すると共に、改めて手順S11が動作を始める。
(検出レベルP>爪反射域判別レベルPH)の場合は、手順S13へ移り、爪6cの上下位置を演算して手順S16へ移る。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the fingerprint image capturing apparatus. In step S11, the timer value t = 0 is initialized. The timer value t is for setting a time for capturing a fingerprint image. In step S12, the detection level P is examined from the reflected light of the light irradiated by the positioning projector 15.
If (detection level P <outer skin reflection area discrimination level PL), the process proceeds to step S14 to guide the finger 6 to move forward by turning on the forward light “front” of the display unit 17 and to perform step S11 again. Begin.
If the skin reflection area discrimination level PL <the detection level P <the nail reflection area discrimination level PH, the process proceeds to step S15 to turn on the backward light “after” of the display unit 17 and guide the finger 6 to move backward. At the same time, the procedure S11 starts again.
If (detection level P> claw reflection area discrimination level PH), the process proceeds to step S13, the vertical position of the claw 6c is calculated, and the process proceeds to step S16.

手順S16では、演算された爪6cの上下位置Lが許容最下位Lmaxよりも下位の場合は、手順S17へ移り、表示器17の上昇灯「上」を点灯させて指6を上昇させるように誘導して、改めて手順S11が動作を始める。爪6cの上下位置Lが許容最下位Lmaxよりも上位の場合は手順S18へ移る。
手順S18では、演算された爪6cの上下位置Lが許容最上位Lminよりも上位の場合は、手順S19へ移り、表示器17の下降灯「下」を点灯させて指6を下降させるように誘導して、改めて手順S11が動作を始める。爪6cの上下位置Lが許容最上位Lmaxよりも下位の場合は手順S20へ移る。即ち、指6は上下位置許容範囲Lwにあることになり、表示器17のOK灯が点灯して、その旨が表示される。
In step S16, if the calculated vertical position L of the claw 6c is lower than the allowable lowest Lmax, the process proceeds to step S17, and the rising lamp “up” on the display unit 17 is turned on to raise the finger 6. Then, step S11 starts operating again. If the vertical position L of the claw 6c is higher than the allowable lowest Lmax, the process proceeds to step S18.
In step S18, if the calculated vertical position L of the nail 6c is higher than the allowable uppermost Lmin, the process proceeds to step S19, and the lowering lamp “down” of the display unit 17 is turned on so that the finger 6 is lowered. Then, step S11 starts operating again. If the vertical position L of the claw 6c is lower than the allowable uppermost Lmax, the process proceeds to step S20. That is, the finger 6 is in the upper and lower position allowable range Lw, and the OK lamp of the display unit 17 is turned on to display that effect.

手順S21で、光源11が点灯され、手順S22で透過光11aによって指紋6cの画像がCCD14に映し出されて撮像される。手順S23で、タイマ値tを読み取る。手順S24で、タイマ値tが、指紋6cを撮像するために必要な時間として予め定められた撮像所要時間を越えたか調べる。超えていない場合は、手順S12へ戻り、手順S12以下の処理を行って、指6の位置を監視しながら撮像を行う。
手順S24で、タイマ値tが撮像所要時間を越えた場合は、手順S25へ移り、光源11を消灯して撮像処理を終わる。
In step S21, the light source 11 is turned on, and in step S22, the image of the fingerprint 6c is projected on the CCD 14 and captured by the transmitted light 11a. In step S23, the timer value t is read. In step S24, it is checked whether the timer value t has exceeded a predetermined time required for imaging as a time required for imaging the fingerprint 6c. If not exceeded, the process returns to step S12, and the processes in and after step S12 are performed to perform imaging while monitoring the position of the finger 6.
In step S24, when the timer value t exceeds the time required for imaging, the process proceeds to step S25, the light source 11 is turned off, and the imaging process is completed.

上記実施の形態1の指紋画像撮像装置によれば、指6の反指紋側から指置き部1に向けて位置決め用投光器15から光を照射し、その反射光が爪6cから反射されたことを検出することによって、指6の光軸方向、即ち指置き部1における上下方向の位置を規制するようにしたので、光軸方向の位置は勿論のこと、光軸と直交する指6の奥行方向及び左右方向の位置も爪6cの寸法範囲によって自ずと規制される。即ち、指6の爪6cからの反射光を検出することによって、指置き部1の三次元空間における指6の位置を特定することができる。このため、指6が指置き部1に触接しない範囲として予め設定された所定の範囲に指6を置くことができるので、指置き部1に指6が触接することなく、指紋6cを撮像することができる。   According to the fingerprint image capturing apparatus of the first embodiment, light is emitted from the positioning light projector 15 toward the finger placement unit 1 from the anti-fingerprint side of the finger 6 and the reflected light is reflected from the nail 6c. By detecting, the optical axis direction of the finger 6, that is, the vertical position in the finger placement unit 1 is regulated, so that the position in the optical axis direction as well as the depth direction of the finger 6 orthogonal to the optical axis is determined. And the position in the left-right direction is naturally restricted by the dimension range of the claw 6c. That is, the position of the finger 6 in the three-dimensional space of the finger placement unit 1 can be specified by detecting the reflected light from the nail 6 c of the finger 6. For this reason, since the finger 6 can be placed in a predetermined range that is set in advance as a range where the finger 6 does not touch the finger placement unit 1, the fingerprint 6 c is imaged without the finger 6 touching the finger placement unit 1. can do.

なお、上記実施の形態1では、光源11を反指紋側に設けたが、指紋側に設置して反射光をCCD14に映し出して撮像するようにしてもよい。
また、上記実施の形態1におけるように、反指紋側に光源11を設けて指6を透過した光を指紋側で受光して指6の指紋6aを写し撮る場合は、位置決め用受光器16は、光源11によって照射されて爪6cで反射された反射光を受光するようにして、光源11で位置決め用投光器15を兼用させることもできる。この兼用によって、装置を簡略化させることができる。
更に、指6の左右方向の位置は、爪6cの幅寸法によるまでもなく、目視によって容易に判断することもできるので、利用者に一任することもできる。
更にまた、指6を空間に浮かせるため不安定になるが、撮像動作の速いものを採用することによって、手順S24における撮像所要時間を短縮化することができ、上記不安定に係る問題を解決することができる。
In the first embodiment, the light source 11 is provided on the anti-fingerprint side. However, the light source 11 may be installed on the fingerprint side so that reflected light is projected on the CCD 14 and imaged.
Further, as in the first embodiment, when the light source 11 is provided on the anti-fingerprint side and the light transmitted through the finger 6 is received on the fingerprint side and the fingerprint 6a of the finger 6 is photographed, the positioning light receiver 16 is The positioning light projector 15 can also be used as the light source 11 by receiving the reflected light irradiated by the light source 11 and reflected by the claw 6c. With this combination, the apparatus can be simplified.
Furthermore, since the position of the finger 6 in the left-right direction can be easily determined by visual observation, not depending on the width dimension of the nail 6c, it can be left to the user.
Furthermore, although it becomes unstable because the finger 6 floats in the space, the time required for imaging in step S24 can be shortened by adopting a fast imaging operation, thereby solving the problem related to the instability. be able to.

この発明の実施の形態1における指紋画像撮像装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing an overall configuration of a fingerprint image imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1における指紋画像撮像装置の反射光検出手段22の動作特性を示す説明用図。Explanatory drawing which shows the operating characteristic of the reflected light detection means 22 of the fingerprint image imaging device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における指紋画像撮像装置の指置き部1に指6を遊挿するときの反射光の反射部を示す説明用。7 is an explanatory view showing a reflection part of reflected light when a finger 6 is loosely inserted into the finger placement part 1 of the fingerprint image capturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1における指紋画像撮像装置の指6の遊挿に伴う反射光検出手段22の検出レベルPの変化を示す説明用図。Explanatory drawing which shows the change of the detection level P of the reflected light detection means 22 accompanying the loose insertion of the finger | toe 6 of the fingerprint image imaging device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における指紋画像撮像装置の動作を示す流れ図。The flowchart which shows operation | movement of the fingerprint image imaging device in Embodiment 1 of this invention. 従来の指紋画像撮像装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the conventional fingerprint image imaging device.

符号の説明Explanation of symbols

1 指置き部、 2 上面、 2a 上部開口、 3 下面、 3a 下部開口、 4 正面、 5 側面、 6 指、 6a 指紋、 6b 外皮、 6c 爪、 11 光源、 11a 透過光、 12 レンズ、 13 レンズ、 14 CCD、 15 位置決め用投光器、 16 位置決め用受光器、 17 表示器、 18 ケース、 21 投光器点灯手段、 22 反射光検出手段、 23 爪位置演算手段、 24 爪位置偏差演算手段、 25 光源点灯手段、 26 指画像撮像手段、 27 光源消灯手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Finger placement part, 2 Upper surface, 2a Upper opening, 3 Lower surface, 3a Lower opening, 4 Front, 5 Side, 6 Finger, 6a Fingerprint, 6b Outer skin, 6c Nail, 11 Light source, 11a Transmitted light, 12 lens, 13 lens, 14 CCD, 15 Light projector for positioning, 16 Light receiver for positioning, 17 Display, 18 Case, 21 Light projector lighting means, 22 Reflected light detection means, 23 Claw position calculation means, 24 Claw position deviation calculation means, 25 Light source lighting means, 26 finger image capturing means, 27 light source extinguishing means.

Claims (2)

指置き部に指を遊挿させて撮像手段で指紋を写し撮る指紋画像撮像装置において、
上記指の反指紋側から上記指置き部に向けて光を照射する位置決め用投光器と、
この位置決め用投光器から照射された光の反射光を受光する位置決め用受光器と、
この位置決め用受光器によって受光された上記反射光の反射部位を検出する反射光検出手段と、
この反射光検出手段によって検出された上記爪からの上記反射光によって上記爪の光軸方向の位置を検出する爪位置演算手段と、
この爪位置演算手段によって検出された上記爪の上記光軸方向の位置が、上記指が上記指置き部に触接しない範囲として予め設定された所定の範囲内のときに上記撮像手段を作動させる爪位置偏差演算手段と、を備え、
上記反射光検出手段は、上記反射光の検出レベルが、所定の爪反射域判定レベルよりも高い場合に上記反射光が上記爪からの反射であることを検出し、上記爪反射域判定レベルと上記爪反射域判定レベルより低い所定の外皮反射域判定レベルとの間の場合に上記反射光が上記指の外皮からの反射であることを検出するとともに、上記外皮反射域判定レベルより低い場合に上記反射光が上記指置き部の下面からの反射であることを検出し、
上記爪位置演算手段は、上記反射光検出手段により上記反射光が上記爪からの反射であることが検出された場合に、上記反射光の上記検出レベルを用いて上記爪の上記光軸方向の位置を検出し、
上記爪位置偏差演算手段は、上記爪位置演算手段により、上記反射光の上記検出レベルに基づいて、上記爪が、上記位置決め用投光器から許容し得る最短距離である許容最上位より下に位置し、かつ、上記位置決め用投光器から許容し得る最長距離である許容最下位より上に位置しており、すなわち上下位置許容範囲内にあることが検出された場合に、上記爪の上記光軸方向の位置が上記所定の範囲内であるとすることを特徴とする指紋画像撮像装置。
In a fingerprint image capturing apparatus that allows a finger to be freely inserted into a finger placement unit and captures a fingerprint with an imaging means,
A projector for positioning that emits light from the anti-fingerprint side of the finger toward the finger rest;
A positioning receiver that receives reflected light of the light emitted from the positioning projector;
Reflected light detecting means for detecting a reflection part of the reflected light received by the positioning light receiver;
Nail position calculating means for detecting the position of the nail in the optical axis direction based on the reflected light from the nail detected by the reflected light detecting means;
The imaging means is operated when the position of the nail detected by the nail position calculating means is within a predetermined range set in advance as a range where the finger does not touch the finger rest. Claw position deviation calculating means ,
The reflected light detection means detects that the reflected light is reflected from the nail when the detection level of the reflected light is higher than a predetermined nail reflection area determination level, and the nail reflection area determination level When the reflected light is reflected from the outer skin of the finger when it is between a predetermined skin reflection area determination level lower than the nail reflection area determination level, and when it is lower than the skin reflection area determination level Detecting that the reflected light is reflected from the lower surface of the finger rest,
The nail position calculating means uses the detection level of the reflected light in the optical axis direction of the nail when the reflected light detecting means detects that the reflected light is reflected from the nail. Detect the position,
The claw position deviation calculating means is located below an allowable uppermost position, which is the shortest distance allowable from the positioning projector, based on the detection level of the reflected light by the claw position calculating means. And when it is detected that it is located above an allowable lowest level that is the longest allowable distance from the positioning projector, that is, within an allowable vertical position range, the nail in the optical axis direction is detected. A fingerprint image capturing apparatus, wherein the position is within the predetermined range .
請求項1に記載の指紋画像撮像装置において、上記反射光検出手段により、上記反射光が上記下面からの反射であることが検出された場合に上記指を前進させるよう誘導し、上記反射光が上記外皮からの反射であることが検出された場合に上記指を後退させるよう誘導するとともに、上記爪位置演算手段により、上記爪が上記許容最上位より上に位置することが検出された場合に上記指を下げるように誘導し、上記爪が上記許容最下位より下に位置することが検出された場合に上記指を上げるように誘導し、さらにまた、上記反射光検出手段により上記反射光が上記爪からの反射であることが検出されかつ上記爪位置演算手段により上記爪が上記上下位置許容範囲内にあることが検出された場合にその旨を表示する表示器をさらに備えたことを特徴とする指紋画像撮像装置。 2. The fingerprint image capturing apparatus according to claim 1, wherein the reflected light detecting means guides the finger to move forward when the reflected light is detected to be reflected from the lower surface, and the reflected light is When it is detected that the reflection from the outer skin is detected, the finger is caused to retract, and when the nail position calculating means detects that the nail is located above the allowable uppermost position. The finger is guided to be lowered, and the finger is raised to be raised when it is detected that the nail is located below the lowest allowable level. Further, the reflected light is detected by the reflected light detecting means. When the reflection from the nail is detected and the nail position calculating means detects that the nail is within the allowable range of the vertical position, the display further displays the fact. Fingerprint image pickup device according to claim.
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