成果報告書詳細
管理番号20110000001712
タイトル平成21年度-平成22年度成果報告書 SBIR技術革新事業 回転式テレセントリック指紋採取技術の開発
公開日2014/1/25
報告書年度2009 - 2010
委託先名株式会社住田光学ガラス
プロジェクト番号P08015
部署名技術開発推進部
和文要約(F/Sフェーズ)
 指紋照合の分野はバイオメトリクス産業(生体認証)に属しており、人間の身体的特徴(生体器官)や行動的特徴(癖)の情報を用いて行う個人照合技術である
 バイオメトリクス産業全体で100億程度の市場規模で、その中で30億程度が指紋照合関連である。
 本研究では、非接触で指紋を採取出来る「回転式テレセントリック指紋採取技術」を開発し、基礎データ取得実験を行った。
 1次元ラインセンサと2次元エリアセンサ(カメラ)を直角に配置し、被写体の撮影位置が前後に変化しても倍率が一定なテレセントリックレンズをそれぞれ使用し、反射ミラーによって光路を直角に曲げることで、指を中心に回転しながら指紋を撮影する装置を開発した。
 また、ラインセンサの画像をエリアセンサで取得した指形状に応じて、画像処理を行うことによって平面的な指紋データに変換する実験を行い、良好な指紋画像を採取することができた。
(R&Dフェーズ)
 F/Sでの実験結果を検討し、装置全体の小型化と指紋採取時間の短縮のために、1台の2次元エリアセンサのみで、指紋画像と指形状を同時に採取できる方式を検討した。
 具体的には、5度毎に連続で撮影されたF/Sでのエリアセンサ指画像を基に、それぞれの画像から一定の法則によって部分的に画像の切り出しを行い、それらを連続的につなげることによって一枚の指紋画像とすることが出来ることを確認し、この方式でR&Dの実験を進めることとした。
 指の照明光として、白色及び最も指表面の指紋が明瞭に撮影できるG(緑)の高輝度
LEDを使用したLED光源装置を開発し、ライトガイドによる照明装置を製作した。
 また、小型化した回転機構部を製作するとともに、幾何学的補正処理ソフトを製作し、指紋採取装置で採取した指紋画像を、押捺指紋画像と同様な平面指紋画像への補整実験を行った。
 最後に、プレス成形が可能な精密プレス用光学ガラスを使用し、ミラーで反射光学系とした非球面レンズによる小型のテレセントリックレンズを開発し、更なる小型化を行った。
 評価結果としては、29mm×37mm 508dpiの画像を取得することができ、画像的にも満足する指紋画像を採取することができた。
 ビジネスプランとしては、非接触指紋採取装置を指紋照合装置を販売しているメーカーと協力し、非接触指紋照合装置という形で警察等の用途に向けて販売する予定である。初年度に数台程度の販売を目指している。
英文要約(F/S phase)
In F/S phase research, we develop the new technology to take a fingerprint image by noncontact. This system has a line CCD-camera and an area CCD-camera which are fitted at a right angle. The lenses of two CCD-cameras are a telecentric-type which produces same size image at a long or a short distance between lens and finger. Two cameras of this system rotate about a center of a finger from a start angle to a stop angle. We get a panoramic image of finger-surface from a line CCD-camera and a lot of finger images from an area CCD-camera at every small angle automatically. In this research, we develop an image processing algorithm and make a fingerprint image like a contact-fingerprint by deformation of the panoramic image of finger-surface from a lot of finger surface images. We take a lot of noncontact-fingerprints with some different light condition and different people. By this research, this technology has high possibilities to use the fingerprint authentication.
(R&D phase)
At a study of R&D phase from a result of F/S phase, we discuss a new method of system which has only an area CCD-camera with telecentric-lens for the miniaturization of this system and the shortening of measuring time. Moreover, we design and product the most suitable aspherical telecentric lens with a precision molding optical glass for this system. Then, the core of this rotating camera system is miniaturized about a half of F/S phase and a measuring time is about 2 seconds. This system changes a laboratory-type to a commercial type by this R&D phase research.
We product the R&D phase prototype which has small rotating system with an area CCD-cameras with the telecentric-lens and customize a software which produces the composite noncontact-fingerprint image from a lot of finger surface images at different angles. We compare the fingerprint image which is printed on a flat glass surface with the composite noncontact-fingerprint image and improve this system and the software. From an evaluation result of the quality of the composite fingerprint image, we guarantee that the composite fingerprint image (29mm x 27mm) by this system satisfies the image quality of 508dpi.
It is very difficult that we take a clear fingerprint image which includes two sides of finger and a top side of finger by a traditional fingerprint sampling equipment. This technology has a much better chance of getting the whole surface fingerprint image without contact.
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