專利名稱：指紋輸入裝置、個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于輸入所拍攝的指紋的指紋圖像的裝置，特別是涉及適合裝載于如便攜電話機(jī)這樣的小型設(shè)備中的指紋輸入裝置。
背景技術(shù)：
近年來因信息技術(shù)的顯著進(jìn)步而使電子商務(wù)交易等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)普及，伴隨于此從防止信息的非法使用的目的出發(fā)使個(gè)人認(rèn)證電子化的必要性亦不斷增大。關(guān)于個(gè)人認(rèn)證電子化的手段，自始以來大多使用圖像輸入指紋的方法。例如，如在日本專利申請(qǐng)公開特許2000-217803中所述那樣，公開了向手指的內(nèi)部照射近紅外光線，使手指接觸二維攝像元件的表面附近，接受來自手指內(nèi)部的散射光的方法。據(jù)此就能夠構(gòu)成小型的指紋輸入裝置而不需要全反射棱鏡等。
但是，如上述技術(shù)那樣為了一次輸入包括整個(gè)指紋的指紋圖像，通常需要攝像部的尺寸為10至20平方毫米左右，例如為了裝載于便攜設(shè)備上等目的，就要求進(jìn)一步的小型化。另外，消耗功率的最小化同樣亦很重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了對(duì)應(yīng)這樣的要求而提出的，目的是提供更小型、低消耗功率的指紋輸入裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種指紋輸入裝置，其特征在于具備向手指的內(nèi)部照射光的光源部；和具有比讀取的指紋圖像的面積還狹窄的感光區(qū)域，并在上述感光區(qū)域中接受從上述手指內(nèi)部向指紋面散射的光線的攝像部；上述光源部被配置成對(duì)使指紋面接觸上述攝像部的感光區(qū)域的手指照射光。
本發(fā)明的技術(shù)方案提供還一種個(gè)人認(rèn)證裝置，其特征在于包括本發(fā)明的指紋輸入裝置，使用從該裝置輸入的指紋圖像來進(jìn)行個(gè)人認(rèn)證。
根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的指紋輸入裝置，由于構(gòu)成為使指紋面接觸比將讀取的指紋圖像的面積還狹窄的感光區(qū)域，對(duì)滑動(dòng)的手指照射光，所以能夠通過比較小型的攝像部和少數(shù)的光源部良好地讀取指紋圖像。由此，就能夠構(gòu)成小型低價(jià)的指紋輸入裝置，另外還能夠通過裝置的小型化來謀求消耗功率的抑制。
另外，根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，由于構(gòu)成為使用上述指紋輸入裝置來進(jìn)行個(gè)人認(rèn)證，所以能夠謀求系統(tǒng)的小型化以及低消耗功率化。


圖1是有關(guān)本發(fā)明的指紋輸入裝置的實(shí)施例1的斜視圖。
圖2A、2B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的指紋輸入裝置的截面圖。
圖3是有關(guān)本發(fā)明的指紋輸入裝置的實(shí)施例2的斜視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的指紋輸入裝置的截面圖。
圖5A、5B是有關(guān)本發(fā)明的指紋輸入裝置的實(shí)施例3的斜視圖。
圖6A、6B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的指紋輸入裝置的截面圖。
圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的適用例的說明圖。
圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的適用例的說明圖。
圖9是表示有關(guān)本發(fā)明的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式
下面使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)行說明。
(實(shí)施例1)圖1是有關(guān)本發(fā)明的指紋輸入裝置的實(shí)施例1的斜視圖，圖2A、2B是沿圖1中的線2-2的截面圖。在指紋輸入裝置101中，1是硅片，1a是將形成在硅片1上的CCD以及CMOS等固體攝像元件進(jìn)行一維或二維排列的攝像部。一般在指紋圖像的輸入上需要500dpi(每英寸的析像數(shù))以上的析像度，形成攝像部1a的固體攝像元件的排列間距大約為50微米以下。另外，攝像部1a的平面尺寸被設(shè)定為依次讀取在該攝影部1a上滑動(dòng)的手指的指紋所需要的最低限度，例如能夠設(shè)計(jì)成長邊為10～20毫米、短邊為幾毫米以下的長方形。
2是光源部，具體來講就是以化合物半導(dǎo)體為主所作成的LED芯片。
3是保護(hù)攝像部1a不受手指等接觸，且將用于得到指紋圖像的后述的漫射光2b傳達(dá)給攝像部1a的光學(xué)蓋，可使用光纖板(Fiber OpticsPlateFOP)或者其他的透光構(gòu)件。此光學(xué)蓋3粘接固定在形成攝影部1a的硅片1上。
硅片1和LED芯片2被粘接固定到共用的配線基板4，硅片1的電極和LED芯片2的電極經(jīng)由金屬線5通過公知的引線接合技術(shù)連接到配線基板4的電極(均省略圖示)。由于金屬線5較脆弱，若手指等直接接觸就會(huì)破損，所以分別用封固樹脂6保護(hù)硅片1、用封固樹脂7保護(hù)LED芯片2。
為了小型地構(gòu)成裝置的目的，將攝像部1a的感光面3a、即光學(xué)蓋3的上面設(shè)為不包括指紋10a整體的面積。另外其長邊方向的尺寸設(shè)計(jì)成包括手指10的指紋10a寬度的程度。在通過這樣設(shè)計(jì)的攝像部1a讀取指紋圖像時(shí)，如圖所示，通過一邊使手指10的指紋10a側(cè)接觸光學(xué)蓋3的感光面3a一邊沿100A的方向、即在包含攝像部1a和LED芯片2的平面上沿手指10的伸展方向的方向滑動(dòng)手指10，來依次讀取指紋圖像。
此時(shí)，在指紋輸入裝置101中，作為從LED芯片2照射的紅外、近紅外或者紅色光線的照射光2a從進(jìn)入感光面3a的手指10的指紋10a側(cè)射入手指10的內(nèi)部，成為漫射光2b后從指紋10a部分射出。經(jīng)由光學(xué)蓋3將此漫射光2b導(dǎo)向攝像部1a，攝像部1a接受漫射光2b。
這樣在本實(shí)施例中，配置LED芯片2以使照射光2a對(duì)著指紋10a接觸攝像部1a的感光面3a的手指10進(jìn)行照射。具體來講，如圖1所示那樣，在攝像部1a的感光面3a附近的手指10的滑動(dòng)路徑上配置LED芯片2。最好將攝像部1a和LED芯片2間的間隔設(shè)為大約幾毫米。通過將LED芯片2設(shè)定成上述配置，如圖2B所示，即便在指尖10b處于攝像部1a正上方的情況下，也使照射光2a照射在該手指肚兒10d上，所以就能夠在攝像部1a良好地接受來自指尖10b的漫射光2b。從而利用指紋輸入裝置101，就可通過感光面的面積比指紋部10a的面積還小的攝像部1a，使用至少1個(gè)LED芯片來讀取整個(gè)指紋10a的圖像。
<適用例>
圖7是將上述的指紋輸入裝置101裝載于便攜電話機(jī)中的一例。在電話機(jī)殼體200A的表面上僅露出光學(xué)蓋3和LED2的密封樹脂7，通過一邊將手指10接觸此處一邊沿100A方向進(jìn)行移動(dòng)就能夠輸入指紋圖像。用這樣的便攜電話機(jī)就可通過個(gè)人認(rèn)證來確定用戶，還可作為電子商務(wù)交易等的終端來應(yīng)用。
(實(shí)施例2)圖3是有關(guān)本發(fā)明的指紋輸入裝置的實(shí)施例2的斜視圖，圖4是沿圖3中的線4-4的截面圖。實(shí)施例2的指紋輸入裝置102具有感光面3a，其長度包括指紋10a在手指10的伸展方向上的長度且其面積小于該指紋10a的面積，通過沿100B的方向、即垂直于攝像部1a的長邊方向滑動(dòng)手指10，就能夠與實(shí)施例1同樣地讀取指紋圖像。
另外，在指紋輸入裝置102中，在對(duì)應(yīng)于進(jìn)行滑動(dòng)的手指10的指紋10a和指根10c之間的感光面3a的附近設(shè)置LED芯片。通過這樣配置LED，始終使照射光2a照射在應(yīng)讀取指紋圖像的手指10的指紋10a和指根10c之間。從而，利用指紋輸入裝置102，就能夠通過攝像部1a良好地感光來自手指10內(nèi)部的漫射光2b，并能夠使用至少1個(gè)LED芯片來讀取指紋部10a整體的指紋圖像。
<適用例>
圖8表示裝載了上述的指紋輸入裝置102的便攜電話機(jī)的例子。如圖示的例子那樣，通過使指紋輸入裝置102中的攝像部1a的光學(xué)蓋3和LED芯片2的密封樹脂7露出到電話機(jī)殼體200B的側(cè)面，就可進(jìn)一步謀求電話機(jī)的小型化。
(實(shí)施例3)圖5A、5B是有關(guān)本發(fā)明的指紋輸入裝置的實(shí)施例3的斜視圖，圖6A、6B是沿圖5A、5B中的線6A-6A和6B-6B的截面圖。實(shí)施例3的指紋輸入裝置103在攝像部1a的感光面3a的附近具備引導(dǎo)來自LED芯片7的照射光的導(dǎo)光體8。此導(dǎo)光體8能夠用透過照射光2a的樹脂例如丙烯樹脂、聚碳酸酯、或者環(huán)氧樹脂形成。另外在對(duì)應(yīng)于導(dǎo)光體8中的手指10的滑動(dòng)路徑的部分，形成由射出來自LED芯片7的照射光2a的射出部8a組成的光反射柵格。
在本實(shí)施例中，形成有導(dǎo)光體8以將來自單一LED芯片7的照射光分別導(dǎo)向感光面3a的兩個(gè)長邊的附近。具體來講，如圖5所示那樣，粘結(jié)固定于LED芯片7的導(dǎo)光體8分別從該芯片7沿上述兩個(gè)長邊分為兩股以部分地包圍感光面3a的周邊。然后，在隔著感光面3a且對(duì)應(yīng)于手指10的滑動(dòng)路徑的各部分形成射出部8a。在這樣所形成的指紋輸入裝置103中，如圖6A所示那樣，從LED芯片7照射的照射光2a一邊在導(dǎo)光體8的內(nèi)部折返反射一邊進(jìn)行傳播。然后，如圖6B所示那樣，使照射光2a從設(shè)置在與手指10相接的位置上的射出部8a向手指10進(jìn)行照射。
因而，利用指紋輸入裝置103，不論手指10的進(jìn)入方向?yàn)閳D5A和圖5B中的哪個(gè)，都能夠用1個(gè)LED芯片讀取良好的指紋圖像。
接著，參照?qǐng)D9來說明應(yīng)用了上述各實(shí)施例的指紋輸入裝置的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的一例。圖9所示的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)300具備指紋輸入裝置105和連接到該指紋輸入裝置105的指紋核對(duì)裝置110，其中該指紋輸入裝置105具有上述的攝像部1a、外圍電路部1b以及LED2。指紋核對(duì)裝置110具備輸入從外圍電路部1b的未圖示的通信控制部輸出的通信數(shù)據(jù)的輸入接口111，連接到此輸入接口111的作為指紋核對(duì)單元的圖像處理部112，連接到此圖像處理部1 12的作為指紋登錄單元的指紋圖像數(shù)據(jù)庫113以及輸出接口114。輸出接口114連接到在使用或注冊(cè)時(shí)為了確保安全等而需要個(gè)人認(rèn)證的電子設(shè)備(還包含軟件)。
這里，在指紋圖像數(shù)據(jù)庫113中預(yù)先登錄有應(yīng)進(jìn)行個(gè)人認(rèn)證的對(duì)象者手指、即被檢體的指紋圖像。這里的對(duì)象者既可以是一人也可以是多人。對(duì)象者的指紋圖像作為對(duì)象者的個(gè)人認(rèn)證信息，在初始設(shè)定時(shí)或追加對(duì)象者等時(shí)預(yù)先經(jīng)由輸入接口111從指紋輸入裝置105輸入到指紋核對(duì)裝置110。
圖像處理部112經(jīng)由輸入接口111輸入由指紋輸入裝置105所讀取的指紋圖像，以已知的指紋核對(duì)用圖像處理算法為基礎(chǔ)來核對(duì)是否與指紋圖像數(shù)據(jù)庫113中的登錄圖像相一致，并將其核對(duì)結(jié)果、即指紋一致或者不一致，作為個(gè)人認(rèn)證信號(hào)經(jīng)由輸出接口114進(jìn)行輸出。
此外，雖然在圖示的例子中，用單獨(dú)的設(shè)備構(gòu)成指紋輸入裝置105和指紋核對(duì)裝置110，但本發(fā)明并不限于此，也可以根據(jù)需要將指紋核對(duì)裝置110的至少一部分的功能一體地構(gòu)成在指紋輸入裝置105的外圍電路部1b內(nèi)。另外，此例中的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)300還可以一體地組裝在需要個(gè)人認(rèn)證的電子設(shè)備內(nèi)，或者也可以與電子設(shè)備分開構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種指紋輸入裝置，其特征在于具備向手指的內(nèi)部照射光的光源部；以及具有比讀取的指紋圖像的面積還狹窄的感光區(qū)域，并在上述感光區(qū)域中接受從上述手指內(nèi)部向指紋面散射的光線的攝像部；其中，在上述攝像部附近，將上述光源部配置于上述手指的指紋面和上述手指的指根之間以向使指紋面接觸上述攝像部感光區(qū)域的手指照射光，使上述手指和上述固體攝像元件的位置相對(duì)移動(dòng)地讀取指紋圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，其特征在于將上述光源部配置于上述攝像部附近的手指滑動(dòng)路徑上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋輸入裝置，其特征在于將上述光源部配置于上述滑動(dòng)路徑上的上述攝像部的兩端附近。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，其特征在于上述光源部是LED芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，其特征在于上述光源部是被粘結(jié)固定于LED芯片上的導(dǎo)光體的光射出部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋輸入裝置，其特征在于上述光源部由粘結(jié)固定于LED芯片上、具有兩處以上的光射出部的導(dǎo)光體組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，其特征在于上述攝像部是形成在硅片上的一維或二維攝像元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，其特征在于上述光源部照射紅外光線、近紅外以及紅色光線內(nèi)的任何一種。
9.一種便攜電話終端，其特征在于具備權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，且該裝置的上述攝像部的感光區(qū)域以及上述光源部露出到殼體的操作面。
10.一種便攜電話終端，其特征在于具備權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，且該裝置的上述攝像部的感光區(qū)域以及上述光源部露出到殼體的側(cè)面。
11.一種個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于包括權(quán)利要求1所述的指紋輸入裝置，使用從該裝置輸入的指紋圖像來進(jìn)行個(gè)人認(rèn)證。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于包括指紋登錄單元，將來自上述指紋輸入裝置的指紋圖像作為被檢體的個(gè)人認(rèn)證信息預(yù)先進(jìn)行登錄；以及指紋核對(duì)單元，核對(duì)由上述指紋登錄單元預(yù)先登錄的個(gè)人認(rèn)證信息的指紋圖像是否與來自上述指紋輸入裝置的指紋圖像相一致，并將該核對(duì)結(jié)果作為個(gè)人認(rèn)證信號(hào)進(jìn)行輸出。
13.一種電子設(shè)備，其特征在于具備權(quán)利要求11或者權(quán)利要求12所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種指紋輸入裝置、個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)及電子設(shè)備。指紋輸入裝置(101)，具備向滑動(dòng)的手指(10)的內(nèi)部照射光(2a)的光源部(2)；和具有比將讀取的指紋圖像的面積還狹窄的感光區(qū)域(3a)，并在上述感光區(qū)域中接受從上述手指內(nèi)部向指紋面(10a)散射的光線(2b)的攝像部(1a)；將上述光源部配置于上述攝像部附近的手指滑動(dòng)路徑上以使該光源部對(duì)使指紋面接觸上述攝像部的感光區(qū)域的手指照射光。
文檔編號(hào)A61B5/117GK1577377SQ20041006167
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者畑文夫 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社