JP2001029331A - Pattern detector - Google Patents

Pattern detector

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JP2001029331A
JP2001029331A JP11206271A JP20627199A JP2001029331A JP 2001029331 A JP2001029331 A JP 2001029331A JP 11206271 A JP11206271 A JP 11206271A JP 20627199 A JP20627199 A JP 20627199A JP 2001029331 A JP2001029331 A JP 2001029331A
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JP
Japan
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prism
light
contact
contact surface
pattern
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JP11206271A
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Japanese (ja)
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Takeo Sugawara
武雄 菅原
Yoshio Natsume
好夫 夏目
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform miniaturization and to pick up the images of patterns enlarged and reduced in two different directions. SOLUTION: This pattern detector 10 is provided with a prism 12 provided with a contact surface 12a for bringing a finger or the like into contact and an emitting surface, a fiber optical component 14 composed by arraying plurality of optical fibers and provided with an incident surface and the emitting surface 14c, a CCD 16 and a light source part 18 for making parallel light be incident on the contact surface 12a of the prism 12 from the inner side of the prism 12. The light source part 18, is constituted of an LED 20 and a convex lens 22 and makes the parallel light be incident on the contact surface 12a so as to make the parallel light made incident on the non-contact part of the surface of the finger or the like within the contact surface 12a of the prism 12 satisfy a total reflection condition on the contact surface 12a and to make reflected light by the contact surface 12a of the parallel light advance toward the emitting surface of the prism 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば指紋などの
ように被測定対象の表面に存する凹凸パタ−ンを検出す
るパターン検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern detecting device for detecting an uneven pattern existing on the surface of an object to be measured, such as a fingerprint.

【0002】[0002]

【従来の技術】被測定対象の表面に存する凹凸パタ−ン
を検出するパターン検出装置は、人間の指紋パターンを
検出する指紋検出装置、牛の鼻紋を検出する鼻紋検出装
置など、幅広い用途に使用されている。かかるパターン
検出装置として、例えば特開平7−334649号公報
に開示された指紋入力装置が知られている。この指紋入
力装置は、被測定対象である指を接触させる接触面を有
する三角柱形状のプリズムと、上記接触面に光を照射す
る光源と、光源から照射された光の上記接触面による反
射光を撮像するカメラとを備えて構成される。ここで、
接触面のうち指紋の凸部が接触した部分に入射した光
は、当該凸部から指に入射して指に吸収される。一方、
接触面のうち指紋の凸部が接触していない部分(指紋の
凹部に対応する部分)に入射した光は、全反射してカメ
ラに入射する。従って、上記接触面による反射光のパタ
ーンをカメラによって撮像することで、指紋の凹凸パタ
ーンを検出することが可能となる。
2. Description of the Related Art A pattern detecting device for detecting an uneven pattern existing on the surface of an object to be measured is widely used, such as a fingerprint detecting device for detecting a human fingerprint pattern and a nose print detecting device for detecting a cow nose print. Used in As such a pattern detection device, for example, a fingerprint input device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-334649 is known. This fingerprint input device has a triangular prism having a contact surface for contacting a finger to be measured, a light source for irradiating the contact surface with light, and a light reflected from the contact surface of light emitted from the light source. And a camera for imaging. here,
Light incident on a portion of the contact surface where the convex portion of the fingerprint is in contact enters the finger from the convex portion and is absorbed by the finger. on the other hand,
Light that has entered the part of the contact surface where the convex part of the fingerprint is not in contact (the part corresponding to the concave part of the fingerprint) is totally reflected and enters the camera. Therefore, it is possible to detect the concave and convex pattern of the fingerprint by imaging the pattern of the light reflected by the contact surface with the camera.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
にかかるパターン検出装置には、以下に示すような問題
点があった。すなわち、上記従来技術にかかるパターン
検出装置においては、指紋の凹凸パターンを撮像するた
めにカメラを用いており、装置自体が極めて大型化して
しまう。一方、カメラの代わりにCCD等の撮像素子を
用いたとしても、プリズムによる反射光のパターンをレ
ンズ等で集光させる必要があり、当該レンズ等を設ける
ことにより装置が大型化してしまう。また、三角柱形状
のプリズムを用いていることから、カメラによって撮像
される指紋パターンは特定の一方向にのみ縮小された歪
んだ指紋パターンとなってしまう。
However, the pattern detecting apparatus according to the prior art has the following problems. That is, in the pattern detection device according to the above-described related art, a camera is used to capture an image of a concave and convex pattern of a fingerprint, and the device itself becomes extremely large. On the other hand, even if an image pickup device such as a CCD is used instead of a camera, it is necessary to condense the pattern of light reflected by the prism with a lens or the like, and providing such a lens or the like increases the size of the device. Further, since a triangular prism is used, the fingerprint pattern imaged by the camera is a distorted fingerprint pattern reduced only in one specific direction.

【0004】そこで本発明は、上記問題点を解決し、小
型に構成でき、異なる2方向に拡大、縮小された拡大、
縮小パターンの撮像が可能なパターン検出装置を提供す
ることを課題とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and can be constructed in a small size, and can be enlarged and reduced in two different directions.
It is an object to provide a pattern detection device capable of imaging a reduced pattern.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、パターン検出装置は、被測定対象の表面に存する凹
凸パタ−ンを検出するパタ−ン検出装置であって、上記
被測定対象の表面を接触させる接触面と接触面と所定の
角度をもって対向する出射面とを有するプリズムと、複
数の光ファイバを配列してなり、光軸に対してそれぞれ
所定の角度をもって形成された入射面、出射面とを有す
る光学部品と、撮像素子と、上記接触面に対して上記プ
リズムの内側から平行光を入射させる光源とを備え、上
記プリズムの上記出射面と上記光学部品の上記入射面、
上記光学部品の上記出射面と上記撮像素子の受光面とは
それぞれ接しており、上記光源は、上記接触面のうち上
記被測定対象の表面の非接触部分に入射する上記平行光
が上記接触面において全反射条件を満たし、かつ、上記
平行光の上記接触面による反射光が上記プリズムの上記
出射面に向かって進行するように、上記接触面に対して
上記平行光を入射させることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a pattern detecting device is a pattern detecting device for detecting a concavo-convex pattern present on a surface of an object to be measured. A prism having a contact surface that makes contact with the surface and an emission surface facing the contact surface at a predetermined angle, and an incidence surface formed by arranging a plurality of optical fibers and formed at a predetermined angle with respect to the optical axis, An optical component having an emission surface, an image sensor, and a light source that makes parallel light incident on the contact surface from inside the prism, the emission surface of the prism and the incident surface of the optical component,
The light emitting surface of the optical component is in contact with the light receiving surface of the image sensor, and the light source is configured such that the parallel light incident on a non-contact portion of the surface of the object to be measured among the contact surfaces is the contact surface. In the above, the total reflection condition is satisfied, and the parallel light is incident on the contact surface so that the reflected light of the parallel light by the contact surface proceeds toward the emission surface of the prism. I have.

【0006】プリズムと光学部品という2つの部品によ
って接触面による反射光のパターンを縮小あるいは拡大
させることで、プリズムの接触面と出射面とのなす角、
光学部品の光軸と入射面、出射面とのなす角等を変化さ
せることにより、異なる2方向における縮小率、拡大率
を適宜設計することが可能となり、異なる2方向に拡
大、縮小された上記反射光のパターンを得ることが可能
となる。また、撮像素子を光学部品の出射面に接して設
けることで、光学部品と撮像素子との間にレンズ等を配
置することが不要となり、装置の小型化が実現する。
By reducing or enlarging the pattern of light reflected by the contact surface by using two components, a prism and an optical component, the angle between the contact surface and the output surface of the prism can be reduced.
By changing the angle formed by the optical axis of the optical component with the entrance surface and the exit surface, it is possible to appropriately design the reduction ratio and the enlargement ratio in two different directions. A pattern of reflected light can be obtained. Further, by providing the image pickup device in contact with the emission surface of the optical component, it is not necessary to arrange a lens or the like between the optical component and the image pickup device, and the device can be downsized.

【0007】また、本発明のパターン検出装置において
は、上記プリズムの上記接触面と上記出射面との双方に
垂直な第1の平面と、上記光学部品の上記入射面と上記
出射面との双方に垂直な第2の平面とは、互いに垂直と
なっていることを特徴としてもよい。
Further, in the pattern detection device of the present invention, both the first plane perpendicular to both the contact surface and the emission surface of the prism, and both the incident surface and the emission surface of the optical component are provided. The second plane perpendicular to the plane may be perpendicular to each other.

【0008】プリズムの接触面と出射面との双方に垂直
な第1の平面と、光学部品の入射面と出射面との双方に
垂直な第2の平面とを互いに垂直とすることで、プリズ
ムにおいて上記反射光のパターンを特定の一方向に縮小
あるいは拡大し、光学部品において上記反射光のパター
ンを上記特定の一方向と垂直な方向に縮小あるいは拡大
することが可能となる。
By making a first plane perpendicular to both the contact surface and the exit surface of the prism and a second plane perpendicular to both the entrance surface and the exit surface of the optical component perpendicular to each other, In the above, the pattern of the reflected light can be reduced or enlarged in one specific direction, and the pattern of the reflected light can be reduced or enlarged in the optical component in a direction perpendicular to the one direction.

【0009】また、本発明のパターン検出装置において
は、上記プリズムの上記接触面と上記反射光の進行方向
とのなす角αは、上記プリズムの上記出射面と上記反射
光の進行方向とのなす角βよりも小さく、上記光学部品
の上記入射面と上記光軸とのなす角γは、上記光学部品
の上記出射面と上記光軸とのなす角δよりも小さいこと
を特徴としてもよい。
In the pattern detecting device of the present invention, the angle α between the contact surface of the prism and the traveling direction of the reflected light is defined by the angle α between the exit surface of the prism and the traveling direction of the reflected light. The angle γ between the incident surface of the optical component and the optical axis may be smaller than the angle δ between the exit surface of the optical component and the optical axis.

【0010】αをβよりも小さくし、γをδよりも小さ
くすることで、プリズムにおいて上記反射光のパターン
を特定の一方向に縮小し、光学部品において上記反射光
のパターンを上記特定の一方向と垂直な方向に縮小する
ことが可能となる。
By making α smaller than β and making γ smaller than δ, the pattern of the reflected light in the prism is reduced in one specific direction, and the pattern of the reflected light in the optical component is reduced to the specific one. It is possible to reduce in the direction perpendicular to the direction.

【0011】また、本発明のパターン検出装置において
は、上記αと上記γとは互いに等しく、上記βと上記δ
とは互いに等しいことを特徴としてもよい。
In the pattern detecting apparatus of the present invention, the above α and the above γ are equal to each other, and the above β and the above δ
May be equal to each other.

【0012】αとγ、βとδをそれぞれ等しくすること
で、上記特定の一方向における縮小率と、これに垂直な
方向における縮小率とを揃えることが可能となる。
By making α and γ equal and β and δ equal, it is possible to make the reduction rate in the above-mentioned specific one direction and the reduction rate in the direction perpendicular to this one direction uniform.

【0013】また、本発明のパターン検出装置において
は、上記βと上記δとは、それぞれ直角であることを特
徴としてもよい。
Further, in the pattern detection device of the present invention, the above β and the above δ may be each a right angle.

【0014】βとδとを直角とすることで、効率のよい
縮小が可能となる。
By making β and δ right angles, efficient reduction is possible.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係るパターン
検出装置について、図面を参照して説明する。まず、本
実施形態に係るパターン検出装置の構成について説明す
る。図1は本実施形態に係るパターン検出装置の斜視
図、図2は図1のI−I線に沿った模式断面図、図3は
図1のII−II線に沿った模式断面図である。尚、図3に
おいては、便宜上、ファイバ光学部品及びCCD(詳細
は後述)を省略している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pattern detecting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the pattern detection device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view of a pattern detection device according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of FIG. . Note that, in FIG. 3, for convenience, a fiber optical component and a CCD (details will be described later) are omitted.

【0016】本実施形態にかかるパターン検出装置10
は、図1に示すように、台形柱形状を有するプリズム1
2と、同じく台形柱形状を有し、プリズム12に連結さ
れるファイバ光学部品14(光学部品)と、ファイバ光
学部品14に連結されるCCD16(撮像素子)と、プ
リズム12に平行光を入射させる光源部18(光源)と
を備えて構成される。尚、光源部18は、照明光を出射
するLED20と、LED20から出射された照明光を
平行化する凸レンズ22とを有して構成される。以下、
各構成要素について詳細に説明する。
The pattern detecting apparatus 10 according to the present embodiment
Is a prism 1 having a trapezoidal column shape as shown in FIG.
2, a fiber optic component 14 (optical component) having the same trapezoidal column shape and connected to the prism 12, a CCD 16 (image pickup device) connected to the fiber optic component 14, and parallel light incident on the prism 12. A light source unit 18 (light source) is provided. The light source unit 18 includes an LED 20 that emits illumination light and a convex lens 22 that collimates the illumination light emitted from the LED 20. Less than,
Each component will be described in detail.

【0017】プリズム12は、プラスチック製若しくは
ガラス製のプリズムであって、被測定対象(例えば指)
の表面を接触させる接触面12aと、接触面12aと5
9°(=90°−31°)の角度をもって対向する出射
面12bとを有している。
The prism 12 is a prism made of plastic or glass, and is an object to be measured (for example, a finger).
Contact surface 12a for contacting the surfaces of
The light-exiting surface 12b opposes at an angle of 9 ° (= 90 ° -31 °).

【0018】ファイバ光学部品14は、図2に示すよう
に、複数の光ファイバ14aを平行に配列して一体成形
され、光軸(光ファイバ14の軸)に対してそれぞれ3
1°、90°の角度をもって形成された入射面14b、
出射面14cとを有している。
As shown in FIG. 2, the fiber optical component 14 has a plurality of optical fibers 14a arranged in parallel and integrally formed, and each of the optical fibers 14a has an optical axis (the axis of the optical fiber 14) of three.
1 °, an incident surface 14b formed at an angle of 90 °,
And an emission surface 14c.

【0019】プリズム12の出射面12bとファイバ光
学部品14の入射面14bとは、透明な接着剤によって
接着されている(接している)。ここで特に、プリズム
12とファイバ光学部品14とは、プリズム12の接触
面12aと出射面12bとの双方に垂直な第1の平面
(図1のxz平面)と、ファイバ光学部品14の入射面
14bと出射面14cとの双方に垂直な第2の平面(図
1のxy平面)とが、互いに垂直になるように配置され
ている。
The exit surface 12b of the prism 12 and the entrance surface 14b of the fiber optic component 14 are bonded (contacted) with a transparent adhesive. Here, in particular, the prism 12 and the fiber optical component 14 are formed by a first plane (xz plane in FIG. 1) perpendicular to both the contact surface 12a and the emission surface 12b of the prism 12, and an incident surface of the fiber optical component 14. A second plane (xy plane in FIG. 1) perpendicular to both the 14b and the emission surface 14c is arranged to be perpendicular to each other.

【0020】CCD16は、その受光面がファイバ光学
部品14の出射面14cに接するように設けられてい
る。より詳細には、CCD16の受光面16aとファイ
バ光学部品14の出射面14cとは、透明な接着剤によ
って接着されている。
The CCD 16 is provided such that the light receiving surface thereof is in contact with the emission surface 14c of the fiber optical component 14. More specifically, the light receiving surface 16a of the CCD 16 and the emission surface 14c of the fiber optic component 14 are bonded by a transparent adhesive.

【0021】光源部18を構成するLED20と凸レン
ズ22とは、プリズム12に対して図3に示すような位
置関係をもって配置されている。すなわち、LED20
と凸レンズ22とは、LED20から出射されて凸レン
ズ22によって平行化された平行光がプリズム12の面
のうち上記接触面12a及び出射面12b以外の1つの
面(以下、側面12cという)からプリズム12内に入
射して、当該プリズム12の内側から接触面12aに入
射するように配置される。より詳細には、接触面12a
のうち被測定対象の表面の非接触部分に入射する上記平
行光が、接触面12aにおいて全反射条件を満たし、か
つ、この平行光の接触面12aによる反射光がプリズム
12の出射面12bに向かって進行するように、LED
20と凸レンズ22とが配置される。その結果、上記平
行光の接触面12aによる反射光は図1〜図3のx軸負
方向に進行することになり、プリズム12の接触面12
aと上記反射光の進行方向とのなす角は31°、プリズ
ム12の出射面12bと上記反射光の進行方向とのなす
角は90°となる。
The LED 20 and the convex lens 22 constituting the light source section 18 are arranged in a positional relationship as shown in FIG. That is, the LED 20
And the convex lens 22 are arranged such that the parallel light emitted from the LED 20 and collimated by the convex lens 22 is reflected from one of the surfaces of the prism 12 other than the contact surface 12a and the emission surface 12b (hereinafter, referred to as a side surface 12c). And is arranged so as to enter the contact surface 12a from the inside of the prism 12. More specifically, the contact surface 12a
Of the parallel light incident on the non-contact portion of the surface of the object to be measured satisfies the condition of total reflection on the contact surface 12a, and the reflected light of the parallel light from the contact surface 12a is directed toward the emission surface 12b of the prism 12. LED to make progress
20 and a convex lens 22 are arranged. As a result, the parallel light reflected by the contact surface 12a travels in the negative x-axis direction in FIGS.
The angle between a and the traveling direction of the reflected light is 31 °, and the angle between the exit surface 12b of the prism 12 and the traveling direction of the reflected light is 90 °.

【0022】続いて、本実施形態にかかるパターン検出
装置の作用及び効果について説明する。図4は、プリズ
ム12の接触面12aに被測定対象である指100の表
面を接触させ、当該接触面12aに上記平行光を入射さ
せた場合の光の進行の様子を示す図である。
Next, the operation and effect of the pattern detecting device according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing the progress of light when the surface of the finger 100 to be measured is brought into contact with the contact surface 12a of the prism 12 and the parallel light is incident on the contact surface 12a.

【0023】接触面12のうち指紋の凸部が接触してい
ない部分(指紋の凹部に対応する部分)に入射した光
は、接触面12aにおいて全反射条件を満たすため、当
該接触面12aで全反射して出射面12bの方向に進行
する(図4のA)。一方、接触面12のうち指紋の凸部
が接触した部分に入射した光は、指100の屈折率が空
気と比較して大きいことから、全反射条件を満たさず、
当該凸部から指100に入射して指100に吸収される
(図4のB)。したがって、プリズム12の出射面12
bからは、指100の表面の指紋の凹凸パターンに応じ
た光パターンが出力される。
Light incident on a portion of the contact surface 12 where the convex portion of the fingerprint is not in contact (a portion corresponding to the concave portion of the fingerprint) satisfies the condition of total reflection at the contact surface 12a. The light is reflected and travels in the direction of the emission surface 12b (A in FIG. 4). On the other hand, light incident on the portion of the contact surface 12 where the convex portion of the fingerprint is in contact does not satisfy the total reflection condition because the refractive index of the finger 100 is larger than air.
The light enters the finger 100 from the projection and is absorbed by the finger 100 (B in FIG. 4). Therefore, the exit surface 12 of the prism 12
From b, an optical pattern corresponding to the uneven pattern of the fingerprint on the surface of the finger 100 is output.

【0024】また、プリズム12の接触面12aと接触
面12aによる反射光の進行方向とのなす角が31°、
プリズム12の出射面12bと上記反射光の進行方向と
のなす角が90°となっていることから、プリズム12
の出射面12bから出力される光パターンは、接触面1
2aに接触した指紋の凹凸パターンを特定の一方向(図
1のa軸方向)に0.52(=sin31°/sin9
0°)倍に縮小した光パターンとなる。
The angle between the contact surface 12a of the prism 12 and the traveling direction of the light reflected by the contact surface 12a is 31 °,
Since the angle between the exit surface 12b of the prism 12 and the traveling direction of the reflected light is 90 °, the prism 12
The light pattern output from the exit surface 12b of the contact surface 1b
2a in a specific direction (a-axis direction in FIG. 1) by 0.52 (= sin31 ° / sin9).
(0 °).

【0025】プリズム12の出射面12bから出射され
た光は、ファイバ光学部品14の入射面14bに入射す
る。ファイバ光学部品14の入射面14bに入射した光
は、光ファイバ光学部品14を構成する光ファイバ14
a内を伝搬し、出射面14cから出射される。従って、
ファイバ光学部品14の出射面14cからは、指100
の表面の指紋の凹凸パターンに応じた光パターンが出力
される。
The light emitted from the emission surface 12b of the prism 12 is incident on the incidence surface 14b of the fiber optical component 14. The light incident on the incident surface 14b of the fiber optic component 14 is
a, and is emitted from the emission surface 14c. Therefore,
From the exit surface 14c of the fiber optical component 14, a finger 100
The light pattern corresponding to the uneven pattern of the fingerprint on the surface of is output.

【0026】また、ファイバ光学部品14の入射面14
b、出射面14cとがそれぞれ光軸と31°、90°の
角度を有しており、プリズム12の接触面12aと出射
面12bとの双方に垂直な第1の平面(図1のxz平
面)と、ファイバ光学部品14の入射面14bと出射面
14cとの双方に垂直な第2の平面(図1のxy平面)
とが互いに垂直になっていることから、ファイバ光学部
材14の入射面14bに入射した光パターンは上記特定
の一方向(図1のa軸方向)に垂直な方向(図1のb軸
方向)に0.52(=sin31°/sin90°)倍
に縮小されて出射面14cから出力される。
The incident surface 14 of the fiber optical component 14
b and the output surface 14c have angles of 31 ° and 90 ° with the optical axis, respectively, and a first plane perpendicular to both the contact surface 12a and the output surface 12b of the prism 12 (the xz plane in FIG. 1). ) And a second plane (xy plane in FIG. 1) perpendicular to both the entrance surface 14b and the exit surface 14c of the fiber optical component 14.
Are perpendicular to each other, the light pattern incident on the incident surface 14b of the fiber optical member 14 is perpendicular to the specific direction (a-axis direction in FIG. 1) (b-axis direction in FIG. 1). Is reduced by a factor of 0.52 (= sin 31 ° / sin 90 °) and output from the exit surface 14c.

【0027】従って、接触面12aに形成された指紋の
凹凸パターンは、縦横(図1のa軸方向とb軸方向)そ
れぞれに0.52倍に相似縮小され、かかる相似縮小さ
れた光パターンがCCD16によって撮像される。
Therefore, the uneven pattern of the fingerprint formed on the contact surface 12a is reduced by a factor of 0.52 in both the vertical and horizontal directions (a-axis direction and b-axis direction in FIG. 1). An image is taken by the CCD 16.

【0028】上述の如く、本実施形態にかかるパターン
検出装置10は、被測定対象の表面の凹凸パターンに応
じて形成される接触面12aによる反射光のパターン
を、プリズム12とファイバ光学部品14という2つの
部品によって縮小させることで、プリズムの接触面12
aと出射面12bとのなす角、ファイバ光学部品14の
光軸と入射面14b、出射面14cとのなす角等を変化
させることにより、異なる2方向における縮小率、拡大
率を適宜設計することが可能とる。特に、プリズム12
の接触面12aと出射面12bとの双方に垂直な第1の
平面(図1のxz平面)と、ファイバ光学部品14の入
射面14bと出射面14cとの双方に垂直な第2の平面
(図1のxy平面)とが、互いに垂直になるように配置
されていることで、上記反射光のパターンをプリズム1
2とファイバ光学部品14とによってそれぞれ垂直な2
方向に縮小することができる。
As described above, in the pattern detection apparatus 10 according to the present embodiment, the pattern of light reflected by the contact surface 12a formed according to the uneven pattern on the surface of the object to be measured is referred to as the prism 12 and the fiber optical component 14. The reduction by the two parts allows the prism contact surface 12
By appropriately changing the angle between the a and the output surface 12b and the angle between the optical axis of the fiber optical component 14 and the input surface 14b and the output surface 14c, the reduction ratio and the enlargement ratio in two different directions are appropriately designed. Is possible. In particular, the prism 12
A first plane (xz plane in FIG. 1) perpendicular to both the contact surface 12a and the exit surface 12b, and a second plane (xz plane) perpendicular to both the entrance surface 14b and the exit surface 14c of the fiber optic component 14. (Xy plane in FIG. 1) are arranged so as to be perpendicular to each other.
2 and the fiber optics 14
Direction can be reduced.

【0029】また、本発明のパターン検出装置10にお
いては、プリズム12の接触面12aと上記反射光の進
行方向とのなす角と、ファイバ光学部品14の入射面1
4bと光軸とのなす角とをともに31°とし、プリズム
12の出射面12bと上記反射光の進行方向とのなす角
と、ファイバ光学部品14の出射面14cと光軸とのな
す角とをともに90°としていることから、上記反射光
のパターンを効率よく相似縮小したパターンをCCD1
6によって撮像することが可能となる。
In the pattern detecting device 10 of the present invention, the angle between the contact surface 12a of the prism 12 and the traveling direction of the reflected light and the incident surface 1 of the fiber optical component 14 are determined.
4b and the optical axis are both set to 31 °, the angle between the exit surface 12b of the prism 12 and the traveling direction of the reflected light, and the angle between the exit surface 14c of the fiber optical component 14 and the optical axis. Are both 90 °, a pattern obtained by efficiently and similarly reducing the pattern of the above-mentioned reflected light is obtained by the CCD 1.
6 enables imaging.

【0030】また、本実施形態にかかるパターン検出装
置10は、CCD16をファイバ光学部品14の出射面
14cに接して設けることで、ファイバ光学部品14と
CCD16との間にレンズ等を配置することが不要とな
り、装置の小型化が実現する。
In the pattern detecting apparatus 10 according to the present embodiment, the CCD 16 is provided in contact with the emission surface 14c of the fiber optical component 14, so that a lens or the like can be arranged between the fiber optical component 14 and the CCD 16. This is unnecessary, and the size of the device can be reduced.

【0031】さらに、本実施形態にかかるパターン検出
装置10は、上記反射光のパターンの縮小を行う2つの
光学部品のうち、被測定対象を接触させるほうの光学部
品をプリズムによって構成することで、かかる光学部品
をファイバ光学部品等で構成するよりも極めて安価に製
造することが可能となる。尚、CCD16に接する側の
光学部品は、プリズム12の出射面12bから出射され
た光をCCD16に導く必要があるため、プリズムで構
成することは困難である。
Further, the pattern detecting device 10 according to the present embodiment is configured such that, of the two optical components for reducing the pattern of the reflected light, the optical component for bringing the object to be measured into contact is constituted by a prism. Such an optical component can be manufactured at a much lower cost than when it is configured by a fiber optical component or the like. The optical component on the side in contact with the CCD 16 needs to guide the light emitted from the emission surface 12b of the prism 12 to the CCD 16, so that it is difficult to configure the optical component with the prism.

【0032】また、上記実施形態にかかるパターン検出
装置10においては、LED20と凸レンズ22とによ
って形成された平行光をプリズム12の側面12cに直
接入射させることにより、当該プリズム12の内側から
接触面12aに入射させていたが、これには種々の変形
が考えられる。例えば、図5に示すように、プリズム3
0を介して、平行光をプリズム12の側面12cに入射
させてもよい。プリズム30は、上記プリズム12の側
面12cに接する出射面30aと、出射面30aと一定
の角度を有する入射面30bとを有している。ここで、
プリズム30の屈折率はプリズム12の屈折率と等しく
なっており、また、上記平行光はプリズム30の入射面
30bに対して垂直に入射するようになっている。従っ
て、LED20と凸レンズ22とによって形成された平
行光は進行方向を変えずにプリズム12の接触面12a
に入射する。このような構成とすることで、光源部18
とプリズム12,30とを一体化する際に、光源部18
から出射される平行光の光軸がプリズム30の入射面3
0bに対して垂直になるように調整すればよいため、そ
の調整が容易となる。
In the pattern detection device 10 according to the above embodiment, the parallel light formed by the LED 20 and the convex lens 22 is directly incident on the side surface 12c of the prism 12, so that the contact surface 12a However, various deformations can be considered. For example, as shown in FIG.
The parallel light may be incident on the side surface 12c of the prism 12 through 0. The prism 30 has an exit surface 30a in contact with the side surface 12c of the prism 12, and an entrance surface 30b having a certain angle with the exit surface 30a. here,
The refractive index of the prism 30 is equal to the refractive index of the prism 12, and the parallel light is incident perpendicularly to the incident surface 30 b of the prism 30. Therefore, the parallel light formed by the LED 20 and the convex lens 22 does not change the traveling direction and does not change the traveling direction.
Incident on. With such a configuration, the light source unit 18
When the prisms 12 and 30 are integrated, the light source 18
The optical axis of the parallel light emitted from the
Since the adjustment may be performed so as to be perpendicular to 0b, the adjustment is facilitated.

【0033】また、図5に示した変形例においては、プ
リズム30を介して、平行光をプリズム12の側面12
cに入射させていたが、図6に示すように、プリズム3
0の代わりに、複数の光ファイバを平行に配列して一体
成形されたファイバ光学部品32を用いてもよい。ファ
イバ光学部品32は、上記プリズム12の側面12cに
接する出射面32aと、出射面32aと一定の角度を有
する入射面32bとを有している。ここで、ファイバ光
学部品32を構成する光ファイバの光軸は、入射面32
bと垂直になっており、ファイバ光学部品32を構成す
る光ファイバのコアの屈折率は、プリズム12の屈折率
と等しくなっている。また、ファイバ光学部品32を構
成する光ファイバの開口数は極めて小さく(ほぼ0)な
っている。ここで、上記平行光はファイバ光学部品の入
射面30bに対して垂直に入射するようになっているこ
とから、LED20と凸レンズ22とによって形成され
た平行光は進行方向を変えずにプリズム12の接触面1
2aに入射する。ファイバ光学部品32を用いること
で、プリズム12の側面12cに入射する平行光の拡が
り角を低減し、質のよい平行光をプリズム12の接触面
12aに対して入射させることができる。その結果、明
瞭な出力パターンを得ることが可能となる。
In the modification shown in FIG. 5, parallel light is transmitted through the prism 30 to the side surface 12 of the prism 12.
c, but as shown in FIG.
Instead of 0, a fiber optical component 32 formed by integrally forming a plurality of optical fibers in parallel may be used. The fiber optical component 32 has an exit surface 32a in contact with the side surface 12c of the prism 12, and an entrance surface 32b having a certain angle with the exit surface 32a. Here, the optical axis of the optical fiber constituting the fiber optical component 32 is
The refractive index of the core of the optical fiber constituting the fiber optical component 32 is equal to the refractive index of the prism 12. The numerical aperture of the optical fiber constituting the fiber optical component 32 is extremely small (almost zero). Here, since the parallel light is incident perpendicularly to the incident surface 30b of the fiber optical component, the parallel light formed by the LED 20 and the convex lens 22 does not change the traveling direction and is Contact surface 1
2a. By using the fiber optical component 32, the divergence angle of parallel light incident on the side surface 12c of the prism 12 can be reduced, and high-quality parallel light can be incident on the contact surface 12a of the prism 12. As a result, a clear output pattern can be obtained.

【0034】また、同様の変形として、図5に示すプリ
ズム30の代わりに、図7に示すようなキャピラリプレ
ート34を用いてもよい。キャピラリプレート34は、
互いに平行に形成された多数の貫通孔を有する部材であ
って、上記貫通孔の内壁には、光を反射する金属膜が形
成されている。また、キャピラリプレート34は、上記
プリズム12の側面12cに接する出射面34aと、出
射面34aと一定の角度を有する入射面34bとを有し
ており、上記貫通孔は、入射面34bと垂直になるよう
形成されている。上記平行光はキャピラリプレート34
の入射面34bに対して垂直に入射した後、キャピラリ
プレート34の出射面34aとプリズム12の側面12
cとの界面で屈折し、プリズム12の接触面12aに入
射する。キャピラリプレート34を用いることによって
も、プリズム12の側面12cに入射する平行光の拡が
り角を低減し、質のよい平行光をプリズム12の接触面
12aに対して入射させることができる。その結果、明
瞭な出力パターンを得ることが可能となる。
As a similar modification, a capillary plate 34 as shown in FIG. 7 may be used instead of the prism 30 shown in FIG. The capillary plate 34
A member having a large number of through holes formed in parallel with each other, and a metal film that reflects light is formed on an inner wall of the through hole. The capillary plate 34 has an exit surface 34a in contact with the side surface 12c of the prism 12, and an entrance surface 34b having a certain angle with the exit surface 34a, and the through-hole is perpendicular to the entrance surface 34b. It is formed so that it becomes. The parallel light is applied to the capillary plate 34.
After being perpendicularly incident on the incident surface 34b, the exit surface 34a of the capillary plate 34 and the side surface 12 of the prism 12
The light is refracted at the interface with c and enters the contact surface 12a of the prism 12. Also by using the capillary plate 34, the spread angle of the parallel light incident on the side surface 12c of the prism 12 can be reduced, and high-quality parallel light can be incident on the contact surface 12a of the prism 12. As a result, a clear output pattern can be obtained.

【0035】また、図5に示すプリズム30の代わり
に、図8に示すようなプリズム36を用いてもよい。プ
リズム36は、上記プリズム12の側面12cに接する
出射面36aと、出射面36aと垂直に形成された入射
面36bと、出射面36a及び入射面36bに対して一
定の角度を持って形成された反射面36cとを有してお
り、プリズム36の屈折率はプリズム12の屈折率と等
しくなっている。また、反射面36cには、反射ミラー
37が接着されており、反射面36cに入射する光を反
射させることができるようになっている。ここで、上記
平行光はプリズム36の入射面36bに対して垂直に入
射し、反射面36cによって反射した後、プリズム36
の出射面36aからプリズム12の側面12cに入射
し、プリズム12の接触面12aに入射する。このよう
な構成をとることで、光源部18を構成するLED20
と凸レンズ22とをプリズム12の近傍に配置すること
ができ、装置のさらなる小型化を図ることが可能とな
る。この場合、図9に示すように、凸レンズ22を平凸
レンズとし、凸レンズ22をプリズム36の入射面36
bに接して設けてもよい。凸レンズ22をプリズム36
の入射面36bに接して設けることにより、装置をさら
に小型化することができる。
In place of the prism 30 shown in FIG. 5, a prism 36 as shown in FIG. 8 may be used. The prism 36 is formed with an exit surface 36a in contact with the side surface 12c of the prism 12, an incident surface 36b formed perpendicular to the exit surface 36a, and a certain angle with respect to the exit surface 36a and the entrance surface 36b. The prism 36 has a reflective surface 36c, and the refractive index of the prism 36 is equal to the refractive index of the prism 12. Further, a reflection mirror 37 is adhered to the reflection surface 36c, so that light incident on the reflection surface 36c can be reflected. Here, the parallel light is perpendicularly incident on the incident surface 36b of the prism 36, and is reflected by the reflecting surface 36c.
The light enters the side surface 12c of the prism 12 from the emission surface 36a of the prism 12, and enters the contact surface 12a of the prism 12. With such a configuration, the LED 20 constituting the light source unit 18 can be used.
And the convex lens 22 can be arranged in the vicinity of the prism 12, and the size of the apparatus can be further reduced. In this case, as shown in FIG. 9, the convex lens 22 is a plano-convex lens, and the convex lens 22 is an incident surface 36 of the prism 36.
It may be provided in contact with b. The convex lens 22 is connected to the prism 36
The device can be further reduced in size by being provided in contact with the incident surface 36b.

【0036】また、上記実施形態にかかるパターン検出
装置10においては、プリズム12の出射面12bと上
記反射光の進行方向とのなす角が90°となっていた
が、これは図10に示すパターン検出装置50の如く、
鋭角であってもよい。例えば、プリズム12の接触面1
2aと上記反射光の進行方向とのなす角を15°、出射
面12bと上記反射光の進行方向とのなす角を30°、
ファイバ光学部品14の入射面14bと光軸とのなす角
を7.5°、出射面14cと光軸のなす角を90°とす
ると、プリズム12の接触面12aに接触した指紋の凹
凸パターンは、プリズム12によって、a軸方向に0.
26(=sin15°/sin90°)倍に縮小され、
b軸方向に2(=sin90°/sin30°)倍に拡
大されて、出射面12bから出力される。また、プリズ
ム12の出射面12bから出力された光パターンは、フ
ァイバ光学部材14により、b軸方向に0.13(=s
in7.5/sin90°)倍に縮小されて出射面14
cから出力され、CCD16によって撮像される。従っ
て、接触面12aに形成された指紋の凹凸パターンは、
縦横(a軸方向とb軸方向)それぞれに0.26倍に相
似縮小され、かかる相似縮小された光パターンがCCD
16によって撮像される。
Further, in the pattern detection device 10 according to the above embodiment, the angle between the exit surface 12b of the prism 12 and the traveling direction of the reflected light is 90 °. Like the detection device 50,
The angle may be acute. For example, the contact surface 1 of the prism 12
The angle formed between 2a and the traveling direction of the reflected light is 15 °, the angle formed between the emission surface 12b and the traveling direction of the reflected light is 30 °,
Assuming that the angle between the incident surface 14b of the fiber optical component 14 and the optical axis is 7.5 ° and the angle between the output surface 14c and the optical axis is 90 °, the concavo-convex pattern of the fingerprint contacting the contact surface 12a of the prism 12 , In the a-axis direction by the prism 12.
26 (= sin15 ° / sin90 °) times,
It is magnified by 2 (= sin 90 ° / sin 30 °) times in the b-axis direction and output from the exit surface 12b. The light pattern output from the exit surface 12b of the prism 12 is 0.13 (= s) in the b-axis direction by the fiber optical member 14.
(in 7.5 / sin 90 °) times and the emission surface 14
c and is imaged by the CCD 16. Therefore, the concavo-convex pattern of the fingerprint formed on the contact surface 12a is
The similar and reduced light pattern is reduced by a factor of 0.26 in both the vertical and horizontal directions (a-axis direction and b-axis direction).
16 is imaged.

【0037】更に、上記実施形態にかかるパターン検出
装置10の変形例として、図11、図12に示すような
パターン検出装置60が考えられる。ここで、図11は
パターン検出装置60の斜視図であり、図12は図11
のI−I線に沿った模式断面図である。尚、図12にお
いては、便宜上、ファイバ光学部品14及びCCD16
を省略している。
Further, as a modified example of the pattern detection device 10 according to the above embodiment, a pattern detection device 60 as shown in FIGS. 11 and 12 can be considered. Here, FIG. 11 is a perspective view of the pattern detection device 60, and FIG.
FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line II of FIG. In FIG. 12, for convenience, the fiber optical component 14 and the CCD 16
Is omitted.

【0038】ここで、上記図5を用いて説明したパター
ン検出装置は、プリズム12とプリズム30とを組み合
わせ、プリズム30の入射面30bに対して垂直に入射
した平行光をプリズム12の接触面12aに入射させる
構成となっていたが、本変形例にかかるパターン検出装
置60は、上記プリズム12とプリズム30とを一体化
したプリズム62を備えている。
Here, the pattern detecting apparatus described with reference to FIG. 5 combines the prism 12 and the prism 30 and transmits the parallel light incident perpendicular to the incident surface 30b of the prism 30 to the contact surface 12a of the prism 12. However, the pattern detection device 60 according to the present modification includes a prism 62 in which the prism 12 and the prism 30 are integrated.

【0039】すなわち、パターン検出装置60は、図1
1に示すように、台形柱状のプリズム62と、プリズム
62に連結されるファイバ光学部品14と、ファイバ光
学部品14に連結されるCCD16と、プリズム62に
平行光を入射させる光源部18とを備えて構成される。
That is, the pattern detecting device 60 is configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a prism 62 having a trapezoidal columnar shape, a fiber optical component 14 connected to the prism 62, a CCD 16 connected to the fiber optical component 14, and a light source unit 18 for inputting parallel light to the prism 62 are provided. It is composed.

【0040】プリズム62は、プラスチック製若しくは
ガラス製のプリズムであって、被測定対象の表面を接触
させる接触面62aと、接触面62aとそれぞれ59°
の角度をもって非平行に対向する入射面62b、出射面
62cと、接触面62aに平行な対向面62dとを有し
ている。すなわち、接触面62a、入射面62b、出射
面62c、対向面62dが4つの側面となって台形柱を
構成する。ここで、プリズム62の出射面62cとファ
イバ光学部品14の入射面14bとは、透明な接着剤に
よって接着されている。
The prism 62 is a prism made of plastic or glass, and has a contact surface 62a for making contact with the surface of the object to be measured, and a contact surface 62a with a contact angle of 59 °.
The incident surface 62b and the outgoing surface 62c which are non-parallel to each other at an angle, and the opposing surface 62d which is parallel to the contact surface 62a. That is, the contact surface 62a, the incident surface 62b, the emission surface 62c, and the opposing surface 62d constitute four trapezoidal columns. Here, the exit surface 62c of the prism 62 and the entrance surface 14b of the fiber optical component 14 are bonded by a transparent adhesive.

【0041】光源部18を構成するLED20と凸レン
ズ22とは、プリズム62に対して図12に示すような
位置関係をもって配置されている。すなわち、光源部1
8から出射された平行光がプリズム62の入射面62b
に垂直に入射するように配置されている。
The LED 20 and the convex lens 22 constituting the light source section 18 are arranged in a positional relationship as shown in FIG. That is, the light source unit 1
8 is incident on the incident surface 62b of the prism 62.
Are arranged so as to be perpendicularly incident on the.

【0042】このような構成とすることで、上記平行光
は、プリズム62の接触面62aに対して31°の角度
をもって入射するとともに、その反射光はプリズム62
の出射面62cに対して90°の角度をもって進行す
る。
With this configuration, the parallel light is incident on the contact surface 62a of the prism 62 at an angle of 31 °, and the reflected light is
The light travels at an angle of 90 ° with respect to the light exit surface 62c.

【0043】本変形例にかかるパターン検出装置60
は、図5を用いて説明したパターン検出装置と比較し
て、部品点数を少なくすることが可能となる。すなわ
ち、図5を用いて説明したパターン検出装置においてプ
リズム12とプリズム30との2つの部品を用いて構成
していた部分を、単一の部品であるプリズム62によっ
て構成することが可能となる。また、図5を用いて説明
したパターン検出装置は、プリズム12とプリズム30
とを接合していたため、その製造には接合工程が必要で
あったが、本変形例にかかるパターン検出装置60にお
いては、接合工程が不要となる。これに伴い、接合面の
研磨も不要となり、図5を用いて説明したパターン検出
装置においては、プリズム12の接触面12a、出射面
12b、側面12c、及び、プリズム30の出射面30
a、入射面30bの合計5面を研磨する必要があった
が、本変形例にかかるパターン検出装置60において
は、プリズム62の接触面62a、入射面62b及び出
射面62cの合計3面を研磨するのみで足りる。特に、
プリズム62を板ガラス等から切り出す場合であって、
接触面62aの研磨が不要である場合は、入射面62b
と出射面62cとの2面を研磨するのみで足りる。さら
に、プリズム62は、形状がシンプルであるため、板ガ
ラスから容易に切り出すことが可能となる。その結果、
歩留まりも高く、製造コストも安価となる。
The pattern detecting device 60 according to this modification example
Can reduce the number of components as compared with the pattern detection device described with reference to FIG. That is, in the pattern detection device described with reference to FIG. 5, the portion configured using the two components, the prism 12 and the prism 30, can be configured using the prism 62 that is a single component. Further, the pattern detection device described with reference to FIG.
Since the bonding was performed, a bonding process was required for its manufacture. However, the bonding step is unnecessary in the pattern detection device 60 according to the present modification. Accordingly, polishing of the bonding surface is not required, and the contact surface 12a, the emission surface 12b, the side surface 12c of the prism 12, and the emission surface 30 of the prism 30 are provided in the pattern detection device described with reference to FIG.
a, it was necessary to polish a total of five surfaces of the incident surface 30b. However, in the pattern detection device 60 according to the present modification, a total of three surfaces of the contact surface 62a, the incident surface 62b, and the output surface 62c of the prism 62 were polished. Just do it. In particular,
When the prism 62 is cut out from a sheet glass or the like,
If polishing of the contact surface 62a is unnecessary, the incident surface 62b
It is only necessary to polish the two surfaces, ie, the light exit surface 62c. Furthermore, since the prism 62 has a simple shape, it can be easily cut out from a glass sheet. as a result,
The yield is high and the manufacturing cost is low.

【0044】また、上記実施形態にかかるパターン検出
装置10,50,60において、光源部18はLED2
0と凸レンズ22とから構成されていたが、凸レンズ2
2の代わりにフレネルレンズを用いてもよい。フレネル
レンズを用いることで、装置のさらなる小型化が実現す
る。
In the pattern detectors 10, 50 and 60 according to the above embodiment, the light source 18 is
0 and the convex lens 22, but the convex lens 2
A Fresnel lens may be used instead of 2. By using the Fresnel lens, the size of the apparatus can be further reduced.

【0045】また、上記実施形態にかかるパターン検出
装置10,50,60は、被測定対象の表面の凹凸パタ
ーンを縮小して撮像するものであったが、プリズムの接
触面12a等と出射面12b等とのなす角、ファイバ光
学部品14の光軸と入射面14b、出射面14cとのな
す角等を適宜設計することで、被測定対象の表面の凹凸
パターンを拡大して撮像する構成とすることも可能であ
る。
The pattern detectors 10, 50, and 60 according to the above-described embodiments are configured to reduce the size of the uneven pattern on the surface of the object to be measured and capture the image. By appropriately designing the angle formed by the optical axis of the fiber optical component 14, the angle formed by the incident surface 14b, and the outgoing surface 14c, etc., it is possible to magnify and photograph the uneven pattern on the surface of the measured object. It is also possible.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のパターン検出装置は、プリズム
と光学部品という2つの部品によって接触面による反射
光のパターンを縮小あるいは拡大させることで、プリズ
ムの接触面と出射面とのなす角、光学部品の光軸と入射
面、出射面とのなす角等を変化させることにより、異な
る2方向における縮小率、拡大率を適宜設計することが
可能となり、異なる2方向に拡大、縮小された上記反射
光のパターンを得ることが可能となる。また、撮像素子
を光学部品の出射面に接して設けることで、光学部品と
撮像素子との間にレンズ等を配置することが不要とな
り、装置の小型化が実現する。
According to the pattern detecting apparatus of the present invention, the angle formed between the contact surface of the prism and the exit surface is reduced by reducing or enlarging the pattern of the light reflected by the contact surface by the two components of the prism and the optical component. By changing the angle formed by the optical axis of the component with the incident surface and the outgoing surface, it is possible to appropriately design the reduction ratio and the enlargement ratio in two different directions. It becomes possible to obtain a light pattern. Further, by providing the image pickup device in contact with the emission surface of the optical component, it is not necessary to arrange a lens or the like between the optical component and the image pickup device, and the device can be downsized.

【0047】また、本発明のパターン検出装置において
は、プリズムの接触面と出射面との双方に垂直な第1の
平面と、光学部品の入射面と出射面との双方に垂直な第
2の平面とを互いに垂直とすることで、プリズムにおい
て上記反射光のパターンを特定の一方向に縮小あるいは
拡大し、光学部品において上記反射光のパターンを上記
特定の一方向と垂直な方向に縮小あるいは拡大すること
が可能となる。
Further, in the pattern detection device of the present invention, the first plane perpendicular to both the contact surface and the exit surface of the prism, and the second plane perpendicular to both the entrance surface and the exit surface of the optical component. By making the planes perpendicular to each other, the pattern of the reflected light is reduced or enlarged in one specific direction in the prism, and the pattern of the reflected light is reduced or enlarged in the direction perpendicular to the specific direction in the optical component. It is possible to do.

【0048】また、本発明のパターン検出装置において
は、上記プリズムの上記接触面と上記反射光の進行方向
とのなす角αを上記プリズムの上記出射面と上記反射光
の進行方向とのなす角βよりも小さくし、上記光学部品
の上記入射面と上記光軸とのなす角γを上記光学部品の
上記出射面と上記光軸とのなす角δよりも小さくするこ
とで、プリズムにおいて上記反射光のパターンを特定の
一方向に縮小し、光学部品において上記反射光のパター
ンを上記特定の一方向と垂直な方向に縮小することが可
能となる。
In the pattern detection device of the present invention, the angle α between the contact surface of the prism and the traveling direction of the reflected light is defined as the angle between the emission surface of the prism and the traveling direction of the reflected light. β, and the angle γ between the incident surface of the optical component and the optical axis is made smaller than the angle δ between the output surface of the optical component and the optical axis. The light pattern can be reduced in one specific direction, and the reflected light pattern in the optical component can be reduced in a direction perpendicular to the specific one direction.

【0049】また、本発明のパターン検出装置において
は、αとγ、βとδをそれぞれ等しくすることで、上記
特定の一方向における縮小率と、これに垂直な方向にお
ける縮小率とを揃えることが可能となる。
Further, in the pattern detection apparatus of the present invention, by making α and γ equal, and β and δ equal, the reduction ratio in the specific one direction and the reduction ratio in the direction perpendicular thereto are made uniform. Becomes possible.

【0050】また、本発明のパターン検出装置において
は、βとδとを直角とすることで、効率のよい縮小が可
能となる。
In the pattern detection device of the present invention, by making β and δ right angles, efficient reduction is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】パターン検出装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a pattern detection device.

【図2】図1のI−I線に沿った模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II of FIG.

【図3】図1のII−II線に沿った模式断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図4】光の進行の様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of light traveling.

【図5】パターン検出装置の変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the pattern detection device.

【図6】パターン検出装置の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of the pattern detection device.

【図7】パターン検出装置の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a modification of the pattern detection device.

【図8】パターン検出装置の変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a modification of the pattern detection device.

【図9】パターン検出装置の変形例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a modification of the pattern detection device.

【図10】パターン検出装置の変形例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modification of the pattern detection device.

【図11】パターン検出装置の変形例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a modification of the pattern detection device.

【図12】図11のI−I線に沿った模式断面図であ
る。
FIG. 12 is a schematic sectional view taken along the line II of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50,60…パターン検出装置、12,30,3
6,62…プリズム、14,32…ファイバ光学部品、
16…CCD、18…光源部、20…LED、22…凸
レンズ、34…キャピラリプレート、37…反射ミラ
ー、100…指
10, 50, 60 ... pattern detection device, 12, 30, 3
6,62 ... Prism, 14,32 ... Fiber optical parts,
16: CCD, 18: light source unit, 20: LED, 22: convex lens, 34: capillary plate, 37: reflection mirror, 100: finger

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定対象の表面に存する凹凸パタ−ン
を検出するパタ−ン検出装置において、 前記被測定対象の表面を接触させる接触面と接触面と所
定の角度をもって対向する出射面とを有するプリズム
と、 複数の光ファイバを配列してなり、光軸に対してそれぞ
れ所定の角度をもって形成された入射面、出射面とを有
する光学部品と、 撮像素子と、 前記接触面に対して前記プリズムの内側から平行光を入
射させる光源とを備え、 前記プリズムの前記出射面と前記光学部品の前記入射
面、前記光学部品の前記出射面と前記撮像素子の受光面
とはそれぞれ接しており、 前記光源は、 前記接触面のうち前記被測定対象の表面の非接触部分に
入射する前記平行光が前記接触面において全反射条件を
満たし、かつ、前記平行光の前記接触面による反射光が
前記プリズムの前記出射面に向かって進行するように、
前記接触面に対して前記平行光を入射させることを特徴
とするパターン検出装置。
1. A pattern detecting apparatus for detecting an uneven pattern present on a surface of an object to be measured, comprising: a contact surface for contacting the surface of the object to be measured; and an emission surface facing the contact surface at a predetermined angle. A prism having a plurality of optical fibers arranged therein, an optical component having an entrance surface and an exit surface each formed at a predetermined angle with respect to the optical axis, an image pickup device, and the contact surface A light source that allows parallel light to enter from the inside of the prism, wherein the emission surface of the prism, the incidence surface of the optical component, the emission surface of the optical component, and the light receiving surface of the imaging element are in contact with each other. The light source may be configured such that the parallel light incident on a non-contact portion of the surface of the measurement target in the contact surface satisfies a condition of total reflection on the contact surface, and the parallel light is reflected by the contact surface of the parallel light. As the reflected light travels toward the exit surface of the prism,
A pattern detecting device, wherein the parallel light is incident on the contact surface.
【請求項2】 前記プリズムの前記接触面と前記出射面
との双方に垂直な第1の平面と、前記光学部品の前記入
射面と前記出射面との双方に垂直な第2の平面とは、互
いに垂直となっている。ことを特徴とする請求項1に記
載のパターン検出装置。
2. A first plane perpendicular to both the contact surface and the exit surface of the prism, and a second plane perpendicular to both the entrance surface and the exit surface of the optical component. Are perpendicular to each other. The pattern detecting device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記プリズムの前記接触面と前記反射光
の進行方向とのなす角αは、前記プリズムの前記出射面
と前記反射光の進行方向とのなす角βよりも小さく、 前記光学部品の前記入射面と前記光軸とのなす角γは、
前記光学部品の前記出射面と前記光軸とのなす角δより
も小さいことを特徴とする請求項2に記載のパターン検
出装置。
3. An angle α between the contact surface of the prism and the traveling direction of the reflected light is smaller than an angle β between the emission surface of the prism and the traveling direction of the reflected light. The angle γ between the incident surface and the optical axis is
3. The pattern detecting device according to claim 2, wherein an angle δ between the light exit surface of the optical component and the optical axis is smaller than the angle δ.
【請求項4】 前記αと前記γとは互いに等しく、 前記βと前記δとは互いに等しいことを特徴とする請求
項3に記載のパターン検出装置。
4. The pattern detection apparatus according to claim 3, wherein the α and the γ are equal to each other, and the β and the δ are equal to each other.
【請求項5】 前記βと前記δとは、それぞれ直角であ
ることを特徴とする請求項4に記載のパターン検出装
置。
5. The pattern detection device according to claim 4, wherein the β and the δ are each a right angle.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731900B2 (en) 2001-08-03 2004-05-04 Ricoh Company, Ltd. Fixing and image forming devices comprising thin heated sheets
WO2023100536A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-08 太陽誘電株式会社 Measurement device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731900B2 (en) 2001-08-03 2004-05-04 Ricoh Company, Ltd. Fixing and image forming devices comprising thin heated sheets
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