JP2001236491A - 指紋画像入力装置 - Google Patents
指紋画像入力装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｓ／Ｎ比を高くする。製造を容易とする。光
源配置の自由度を高くする。 【解決手段】 指紋採取面６Ｂを経てシートプリズム６
の内部に入り、このシートプリズム６のプリズム面６Ａ
を構成する断面形状が三角形のプリズム６−１〜６−ｎ
の一方側および他方側のプリズム面６Ａ１，６Ａ２のう
ちＣＣＤ４が配置されている方向とは反対側のプリズム
面６Ａ２で全反射する迷光Ａ１および屈折する迷光Ａ２
が到達しない領域に、レンズ３およびＣＣＤ４を配置す
る。すなわち、迷光Ａ１の到達領域Ｓ１の境界線ＬＡ１
と迷光Ａ２の到達領域Ｓ２の境界線ＬＡ２とが交差する
ことによって生じる迷光Ａ１およびＡ２が共に到達しな
い領域Ｓ３に、レンズ３およびＣＣＤ４を配置する。
源配置の自由度を高くする。 【解決手段】 指紋採取面６Ｂを経てシートプリズム６
の内部に入り、このシートプリズム６のプリズム面６Ａ
を構成する断面形状が三角形のプリズム６−１〜６−ｎ
の一方側および他方側のプリズム面６Ａ１，６Ａ２のう
ちＣＣＤ４が配置されている方向とは反対側のプリズム
面６Ａ２で全反射する迷光Ａ１および屈折する迷光Ａ２
が到達しない領域に、レンズ３およびＣＣＤ４を配置す
る。すなわち、迷光Ａ１の到達領域Ｓ１の境界線ＬＡ１
と迷光Ａ２の到達領域Ｓ２の境界線ＬＡ２とが交差する
ことによって生じる迷光Ａ１およびＡ２が共に到達しな
い領域Ｓ３に、レンズ３およびＣＣＤ４を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、指紋画像を入力
する指紋画像入力装置に関し、特に、シートプリズムを
利用した光路分離法による指紋画像入力装置の改良に関
するものである。
する指紋画像入力装置に関し、特に、シートプリズムを
利用した光路分離法による指紋画像入力装置の改良に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】〔全反射法〕図３はガラス製三角プリズ
ムを用いた全反射法による指紋画像入力装置の要部を示
す図である。同図において、１はガラス製三角プリズ
ム、２は光源、３はレンズ、４は受光手段（ＣＣＤ）で
ある。光源２はプリズム１の下面側左側方に配置され、
レンズ３およびＣＣＤ４はプリズム１の下面側右側方に
配置されている。
ムを用いた全反射法による指紋画像入力装置の要部を示
す図である。同図において、１はガラス製三角プリズ
ム、２は光源、３はレンズ、４は受光手段（ＣＣＤ）で
ある。光源２はプリズム１の下面側左側方に配置され、
レンズ３およびＣＣＤ４はプリズム１の下面側右側方に
配置されている。
【０００３】この指紋画像入力装置では、光源２から出
射された光がプリズム１の内部を通して指紋採取面１−
１に照射される。指紋採取面１−１に照射された光は、
この指紋採取面１−１におかれる指の指紋面にて反射
し、プリズム１から出射され、レンズ３を通してＣＣＤ
４で受光される。
射された光がプリズム１の内部を通して指紋採取面１−
１に照射される。指紋採取面１−１に照射された光は、
この指紋採取面１−１におかれる指の指紋面にて反射
し、プリズム１から出射され、レンズ３を通してＣＣＤ
４で受光される。
【０００４】次に、全反射法の原理を説明する。光源２
から出射される光をＰＡ，ＰＢとする。人間の指には指
紋による凹凸が存在し、凸部はプリズム１の指紋採取面
１−１と接触し、凹部は接触しない。すなわち、指紋採
取面１−１におかれる指の指紋面には、指紋接触部と指
紋非接触部がある。図３の例では、光ＰＡが指紋接触部
において拡散し、光ＰＢが指紋非接触部に面する指紋採
取面１−１において全反射する。このため、拡散する光
ＰＡはその一部が散乱光ＰＡ１として、全反射する光Ｐ
Ｂはその全てが全反射光ＰＢ１としてＣＣＤ４で受光さ
れる。この結果、ＣＣＤ４において、指紋の凹部の方が
凸部より輝度値が高い指紋画像が得られる。
から出射される光をＰＡ，ＰＢとする。人間の指には指
紋による凹凸が存在し、凸部はプリズム１の指紋採取面
１−１と接触し、凹部は接触しない。すなわち、指紋採
取面１−１におかれる指の指紋面には、指紋接触部と指
紋非接触部がある。図３の例では、光ＰＡが指紋接触部
において拡散し、光ＰＢが指紋非接触部に面する指紋採
取面１−１において全反射する。このため、拡散する光
ＰＡはその一部が散乱光ＰＡ１として、全反射する光Ｐ
Ｂはその全てが全反射光ＰＢ１としてＣＣＤ４で受光さ
れる。この結果、ＣＣＤ４において、指紋の凹部の方が
凸部より輝度値が高い指紋画像が得られる。
【０００５】〔光路分離法〕図４はガラス製三角プリズ
ムを用いた光路分離法による指紋画像入力装置の要部を
示す図である。光源２はプリズム１の下面側右側方に配
置され、レンズ３およびＣＣＤ４もプリズム１の下面側
右側方に配置されている。プリズム１の左側方面には黒
色塗装５が施されている。
ムを用いた光路分離法による指紋画像入力装置の要部を
示す図である。光源２はプリズム１の下面側右側方に配
置され、レンズ３およびＣＣＤ４もプリズム１の下面側
右側方に配置されている。プリズム１の左側方面には黒
色塗装５が施されている。
【０００６】この指紋画像入力装置では、光源２から出
射された光がプリズム１の内部を通して指紋採取面１−
１に照射される。指紋採取面１−１に照射された光は、
この指紋採取面１−１におかれる指の指紋面にて反射
し、プリズム１から出射され、レンズ３を通してＣＣＤ
４で受光される。
射された光がプリズム１の内部を通して指紋採取面１−
１に照射される。指紋採取面１−１に照射された光は、
この指紋採取面１−１におかれる指の指紋面にて反射
し、プリズム１から出射され、レンズ３を通してＣＣＤ
４で受光される。
【０００７】次に、光路分離法の原理を説明する。光源
２から出射される光をＰＣ，ＰＤとする。光ＰＣは指紋
接触部において拡散し、拡散光の一部が直接ＣＣＤ４へ
届く。光ＰＤはプリズム１から指紋の凹部に入り込み、
指紋非接触部において拡散し、拡散光の一部は空気中を
ＣＣＤ４に向かって進むが、指紋採取面１−１で屈折
し、ＣＣＤ４へは届かない。この結果、ＣＣＤ４におい
て、指紋の凸部の方が凹部より輝度値が高い指紋画像が
得られる。
２から出射される光をＰＣ，ＰＤとする。光ＰＣは指紋
接触部において拡散し、拡散光の一部が直接ＣＣＤ４へ
届く。光ＰＤはプリズム１から指紋の凹部に入り込み、
指紋非接触部において拡散し、拡散光の一部は空気中を
ＣＣＤ４に向かって進むが、指紋採取面１−１で屈折
し、ＣＣＤ４へは届かない。この結果、ＣＣＤ４におい
て、指紋の凸部の方が凹部より輝度値が高い指紋画像が
得られる。
【０００８】しかしながら、上述した図３，図４の方法
では、１つのガラス製三角プリズム１を使用しており、
スペースを要するばかりでなく、高価ともなる。そこ
で、本出願人は、シートプリズムを利用した指紋画像入
力装置の開発を進めている。シートプリズムは、図５に
符号６で示すように、断面形状が三角形の複数のプリズ
ム６−１〜６−ｎを連ねたプリズム面６Ａを有する平板
状（シート状）のプリズムであり、プリズム面６Ａと対
向する上側の平面６Ｂを指紋採取面として使用する。シ
ートプリズムは、樹脂製とし、モールド成形で作ること
ができるので、軽量で安価である。また、厚みが薄いの
で、省スペース化を図ることができる。
では、１つのガラス製三角プリズム１を使用しており、
スペースを要するばかりでなく、高価ともなる。そこ
で、本出願人は、シートプリズムを利用した指紋画像入
力装置の開発を進めている。シートプリズムは、図５に
符号６で示すように、断面形状が三角形の複数のプリズ
ム６−１〜６−ｎを連ねたプリズム面６Ａを有する平板
状（シート状）のプリズムであり、プリズム面６Ａと対
向する上側の平面６Ｂを指紋採取面として使用する。シ
ートプリズムは、樹脂製とし、モールド成形で作ること
ができるので、軽量で安価である。また、厚みが薄いの
で、省スペース化を図ることができる。
【０００９】図６にシートプリズムを用いた光路分離法
による指紋画像入力装置の一例を示す。この例では、シ
ートプリズム６のプリズム面６Ａと対向する下方領域の
中央部に光源７（ＬＥＤ７−１〜７−５）を配置し、プ
リズム面６Ａを下方から照らすようにしている。また、
図７（図６をＡ方向から見た図）に示すように、シート
プリズム６のプリズム６−１〜６−ｎの連なり方向Ｘの
一方側にレンズ３とＣＣＤ４を配置している。
による指紋画像入力装置の一例を示す。この例では、シ
ートプリズム６のプリズム面６Ａと対向する下方領域の
中央部に光源７（ＬＥＤ７−１〜７−５）を配置し、プ
リズム面６Ａを下方から照らすようにしている。また、
図７（図６をＡ方向から見た図）に示すように、シート
プリズム６のプリズム６−１〜６−ｎの連なり方向Ｘの
一方側にレンズ３とＣＣＤ４を配置している。
【００１０】この指紋画像入力装置では、光源７から出
射された光がシートプリズム６の内部を通して指紋採取
面６Ｂに照射される。指紋採取面６Ｂに照射された光
は、この指紋採取面６Ｂにおかれる指の指紋面にて反射
し、シートプリズム６から出射され、レンズ３を通して
ＣＣＤ４で受光される。この場合、光源７からシートプ
リズム６に入り込んだ光は、指紋面の指紋接触部におい
て拡散する。また、指紋の凹部に入り、指紋非接触部に
おいて拡散する。レンズ３およびＣＣＤ４の位置関係に
より、指紋接触部において拡散した光はその一部が散乱
光としてＣＣＤ４に届くが、指紋非接触部において拡散
した光はシートプリズム６に再び入りここで屈折される
ことになるのでＣＣＤ４には届かない。この結果、ＣＣ
Ｄ４において、指紋の凸部の方が凹部より輝度値が高い
指紋画像が得られる。
射された光がシートプリズム６の内部を通して指紋採取
面６Ｂに照射される。指紋採取面６Ｂに照射された光
は、この指紋採取面６Ｂにおかれる指の指紋面にて反射
し、シートプリズム６から出射され、レンズ３を通して
ＣＣＤ４で受光される。この場合、光源７からシートプ
リズム６に入り込んだ光は、指紋面の指紋接触部におい
て拡散する。また、指紋の凹部に入り、指紋非接触部に
おいて拡散する。レンズ３およびＣＣＤ４の位置関係に
より、指紋接触部において拡散した光はその一部が散乱
光としてＣＣＤ４に届くが、指紋非接触部において拡散
した光はシートプリズム６に再び入りここで屈折される
ことになるのでＣＣＤ４には届かない。この結果、ＣＣ
Ｄ４において、指紋の凸部の方が凹部より輝度値が高い
指紋画像が得られる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このシ
ートプリズムを用いた光路分離法による指紋画像入力装
置では、検出対象外の光として図８に示すような迷光Ａ
１，Ａ２，ＢがＣＣＤ４への結像光路に入り込んでしま
い、Ｓ／Ｎ比が落ちる。
ートプリズムを用いた光路分離法による指紋画像入力装
置では、検出対象外の光として図８に示すような迷光Ａ
１，Ａ２，ＢがＣＣＤ４への結像光路に入り込んでしま
い、Ｓ／Ｎ比が落ちる。
【００１２】迷光Ａ１は、指紋採取面６Ｂを経てシート
プリズム６の内部に入り、このシートプリズム６のプリ
ズム面６Ａを構成するプリズム６−１〜６−ｎの一方側
および他方側のプリズム面６Ａ１，６Ａ２のうちＣＣＤ
４が配置されている方向とは反対側のプリズム面（他方
側のプリズム面）６Ａ２で全反射してＣＣＤ４へ到達す
る光である。図８では外部からシートプリズム６の内部
に入る光を示しているが、指紋採取面６Ｂにおかれる指
の指紋面にて反射し、プリズム面６Ａ２に至り、ここで
全反射する光も迷光Ａ１となる。
プリズム６の内部に入り、このシートプリズム６のプリ
ズム面６Ａを構成するプリズム６−１〜６−ｎの一方側
および他方側のプリズム面６Ａ１，６Ａ２のうちＣＣＤ
４が配置されている方向とは反対側のプリズム面（他方
側のプリズム面）６Ａ２で全反射してＣＣＤ４へ到達す
る光である。図８では外部からシートプリズム６の内部
に入る光を示しているが、指紋採取面６Ｂにおかれる指
の指紋面にて反射し、プリズム面６Ａ２に至り、ここで
全反射する光も迷光Ａ１となる。
【００１３】迷光Ａ２は、指紋採取面６Ｂを経てシート
プリズム６の内部に入り、このシートプリズム６のプリ
ズム面６Ａを構成するプリズム６−１〜６−ｎの一方側
および他方側のプリズム面６Ａ１，６Ａ２のうちＣＣＤ
４が配置されている方向とは反対側のプリズム面６Ａ２
で屈折してＣＣＤ４へ到達する光である。図８では外部
からシートプリズム６の内部に入る光を示しているが、
指紋採取面６Ｂにおかれる指の指紋面にて反射し、プリ
ズム面６Ａ２に至り、ここで屈折する光も迷光Ａ２とな
る。
プリズム６の内部に入り、このシートプリズム６のプリ
ズム面６Ａを構成するプリズム６−１〜６−ｎの一方側
および他方側のプリズム面６Ａ１，６Ａ２のうちＣＣＤ
４が配置されている方向とは反対側のプリズム面６Ａ２
で屈折してＣＣＤ４へ到達する光である。図８では外部
からシートプリズム６の内部に入る光を示しているが、
指紋採取面６Ｂにおかれる指の指紋面にて反射し、プリ
ズム面６Ａ２に至り、ここで屈折する光も迷光Ａ２とな
る。
【００１４】迷光Ｂは、装置内部の壁面などで反射し、
シートプリズム６のプリズム面６Ａを構成するプリズム
６−１〜６−ｎの一方側および他方側のプリズム面６Ａ
１，６Ａ２のうちＣＣＤ４が配置されている方向とは反
対側のプリズム面６Ａ２を経てシートプリズム６の内部
に入り、指紋採取面６Ｂで全反射してＣＣＤ４へ到達す
る光である。
シートプリズム６のプリズム面６Ａを構成するプリズム
６−１〜６−ｎの一方側および他方側のプリズム面６Ａ
１，６Ａ２のうちＣＣＤ４が配置されている方向とは反
対側のプリズム面６Ａ２を経てシートプリズム６の内部
に入り、指紋採取面６Ｂで全反射してＣＣＤ４へ到達す
る光である。
【００１５】図９に示すように、プリズム６−１〜６−
ｎのプリズム面６Ａ２に黒色塗装８を施せば、迷光Ａ
１，Ａ２，ＢがＣＣＤ４への結像光路に入り込まないよ
うにすることができる。しかし、図９では説明を分かり
易くするためにプリズム６−１〜６−ｎのピッチを大き
く描いているが、プリズム６−１〜６−ｎのピッチは実
際にはもっと細かく（例えば、０．０５ｍｍ）、プリズ
ム６−１〜６−ｎのプリズム面６Ａ２に黒色塗装８を施
すためには高度な生産技術を要し、製造が困難である。
また、工数がかかるため、コスト高ともなる。
ｎのプリズム面６Ａ２に黒色塗装８を施せば、迷光Ａ
１，Ａ２，ＢがＣＣＤ４への結像光路に入り込まないよ
うにすることができる。しかし、図９では説明を分かり
易くするためにプリズム６−１〜６−ｎのピッチを大き
く描いているが、プリズム６−１〜６−ｎのピッチは実
際にはもっと細かく（例えば、０．０５ｍｍ）、プリズ
ム６−１〜６−ｎのプリズム面６Ａ２に黒色塗装８を施
すためには高度な生産技術を要し、製造が困難である。
また、工数がかかるため、コスト高ともなる。
【００１６】また、プリズム６−１〜６−ｎのプリズム
面６Ａ２に黒色塗装８を施すと、光源配置の自由度がな
くなる。すなわち、光源７をシートプリズム６のプリズ
ム面６Ａと対向する下方領域の中央部に配置すると、照
明光が黒色塗装８に遮られて照明効率が落ちる。図９に
示すように、光源７をシートプリズム６のプリズム面６
Ａと対向する下方領域の右側に配置すると、照明効果は
高まるが、照明ムラ（近くは明るく、遠くは暗い）が生
じる。この結果、光源７の位置が規制され、光源配置の
自由度がなくなる。
面６Ａ２に黒色塗装８を施すと、光源配置の自由度がな
くなる。すなわち、光源７をシートプリズム６のプリズ
ム面６Ａと対向する下方領域の中央部に配置すると、照
明光が黒色塗装８に遮られて照明効率が落ちる。図９に
示すように、光源７をシートプリズム６のプリズム面６
Ａと対向する下方領域の右側に配置すると、照明効果は
高まるが、照明ムラ（近くは明るく、遠くは暗い）が生
じる。この結果、光源７の位置が規制され、光源配置の
自由度がなくなる。
【００１７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、Ｓ／Ｎ比が
高く、製造が容易で、光源配置の自由度も高い指紋画像
入力装置を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、Ｓ／Ｎ比が
高く、製造が容易で、光源配置の自由度も高い指紋画像
入力装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、シートプリズムを用いた光路分離法
による指紋画像入力装置において、指紋採取面を経てシ
ートプリズムの内部に入り、このシートプリズムのプリ
ズム面を構成する断面形状が三角形のプリズムの一方側
および他方側のプリズム面のうち受光手段が配置されて
いる方向とは反対側のプリズム面で全反射する迷光（迷
光Ａ１）が到達しない領域に、受光手段を配置するよう
にしたものである。この発明によれば、迷光Ａ１が到達
しない領域に受光手段を配置することによって、受光手
段への迷光Ａ１をカットすることができる。
るために本発明は、シートプリズムを用いた光路分離法
による指紋画像入力装置において、指紋採取面を経てシ
ートプリズムの内部に入り、このシートプリズムのプリ
ズム面を構成する断面形状が三角形のプリズムの一方側
および他方側のプリズム面のうち受光手段が配置されて
いる方向とは反対側のプリズム面で全反射する迷光（迷
光Ａ１）が到達しない領域に、受光手段を配置するよう
にしたものである。この発明によれば、迷光Ａ１が到達
しない領域に受光手段を配置することによって、受光手
段への迷光Ａ１をカットすることができる。
【００１９】また、本発明は、シートプリズムを用いた
光路分離法による指紋画像入力装置において、指紋採取
面を経てシートプリズムの内部に入り、このシートプリ
ズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプリズ
ムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手段が
配置されている方向とは反対側のプリズム面で屈折する
迷光（Ａ２）が到達しない領域に、受光手段を配置する
ようにしたものである。この発明によれば、迷光Ａ２が
到達しない領域に受光手段を配置することによって、受
光手段への迷光Ａ２をカットすることができる。
光路分離法による指紋画像入力装置において、指紋採取
面を経てシートプリズムの内部に入り、このシートプリ
ズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプリズ
ムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手段が
配置されている方向とは反対側のプリズム面で屈折する
迷光（Ａ２）が到達しない領域に、受光手段を配置する
ようにしたものである。この発明によれば、迷光Ａ２が
到達しない領域に受光手段を配置することによって、受
光手段への迷光Ａ２をカットすることができる。
【００２０】また、本発明は、シートプリズムを用いた
光路分離法による指紋画像入力装置において、シートプ
リズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプリ
ズムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手段
が配置されている方向とは反対側のプリズム面と指紋採
取面からの垂線との成す角度をλ、シートプリズムの屈
折率をｎとしたとき、シートプリズムがλ−ｓｉｎ
-1（１／ｎ）＞０の条件を満たすものとし、かつ、指紋
採取面を経てシートプリズムの内部に入り、このシート
プリズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプ
リズムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手
段が配置されている方向とは反対側のプリズム面で全反
射する迷光（Ａ１）および屈折する迷光（Ａ２）が到達
しない領域に、受光手段を配置するようにしたものであ
る。この発明によれば、λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞０の
条件を満たすシートプリズムを用いることによって、迷
光Ａ１の到達領域の境界線と迷光Ａ２の到達領域の境界
線とが交差し迷光Ａ１およびＡ２が共に到達しない領域
ができ、この領域に受光手段を配置することによって、
受光手段への迷光Ａ１およびＡ２を共にカットすること
ができる。
光路分離法による指紋画像入力装置において、シートプ
リズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプリ
ズムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手段
が配置されている方向とは反対側のプリズム面と指紋採
取面からの垂線との成す角度をλ、シートプリズムの屈
折率をｎとしたとき、シートプリズムがλ−ｓｉｎ
-1（１／ｎ）＞０の条件を満たすものとし、かつ、指紋
採取面を経てシートプリズムの内部に入り、このシート
プリズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプ
リズムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手
段が配置されている方向とは反対側のプリズム面で全反
射する迷光（Ａ１）および屈折する迷光（Ａ２）が到達
しない領域に、受光手段を配置するようにしたものであ
る。この発明によれば、λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞０の
条件を満たすシートプリズムを用いることによって、迷
光Ａ１の到達領域の境界線と迷光Ａ２の到達領域の境界
線とが交差し迷光Ａ１およびＡ２が共に到達しない領域
ができ、この領域に受光手段を配置することによって、
受光手段への迷光Ａ１およびＡ２を共にカットすること
ができる。
【００２１】また、本発明は、シートプリズムを用いた
光路分離法による指紋画像入力装置において、シートプ
リズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプリ
ズムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手段
が配置されている方向とは反対側のプリズム面と対向す
る方向に光吸収手段を配置するようにしたものである。
この発明によれば、光吸収手段として例えば光吸収板を
配置したり、装置内面に黒色塗装などを施すことによっ
て、シートプリズムへ向かおうとする反射光を吸収し、
受光手段への迷光Ｂをカットすることができる。
光路分離法による指紋画像入力装置において、シートプ
リズムのプリズム面を構成する断面形状が三角形のプリ
ズムの一方側および他方側のプリズム面のうち受光手段
が配置されている方向とは反対側のプリズム面と対向す
る方向に光吸収手段を配置するようにしたものである。
この発明によれば、光吸収手段として例えば光吸収板を
配置したり、装置内面に黒色塗装などを施すことによっ
て、シートプリズムへ向かおうとする反射光を吸収し、
受光手段への迷光Ｂをカットすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示
すシートプリズムを用いた光路分離法による指紋画像入
力装置の要部を示す図である。同図において、図６〜図
８と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説
明は省略する。
き詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示
すシートプリズムを用いた光路分離法による指紋画像入
力装置の要部を示す図である。同図において、図６〜図
８と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説
明は省略する。
【００２３】この実施の形態では、シートプリズム６の
プリズム面６Ａを構成する断面形状が三角形のプリズム
６−１〜６−ｎの一方側および他方側のプリズム面６Ａ
１，６Ａ２のうちＣＣＤ４が配置されている方向とは反
対側のプリズム面６Ａ２と指紋採取面６Ｂからの垂線Ｌ
との成す角度をλ、シートプリズム６の屈折率をｎとし
たとき、シートプリズム６がλ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞
０の条件を満たすことを前提とし、すなわち迷光Ａ１の
到達領域Ｓ１の境界線ＬＡ１と迷光Ａ２の到達領域Ｓ２
の境界線ＬＡ２とが交差し迷光Ａ１およびＡ２が共に到
達しない領域Ｓ３ができることを前提とし、この領域Ｓ
３にレンズ３およびＣＣＤ４を配置している。
プリズム面６Ａを構成する断面形状が三角形のプリズム
６−１〜６−ｎの一方側および他方側のプリズム面６Ａ
１，６Ａ２のうちＣＣＤ４が配置されている方向とは反
対側のプリズム面６Ａ２と指紋採取面６Ｂからの垂線Ｌ
との成す角度をλ、シートプリズム６の屈折率をｎとし
たとき、シートプリズム６がλ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞
０の条件を満たすことを前提とし、すなわち迷光Ａ１の
到達領域Ｓ１の境界線ＬＡ１と迷光Ａ２の到達領域Ｓ２
の境界線ＬＡ２とが交差し迷光Ａ１およびＡ２が共に到
達しない領域Ｓ３ができることを前提とし、この領域Ｓ
３にレンズ３およびＣＣＤ４を配置している。
【００２４】図１において、迷光Ａ１の到達領域Ｓ１の
境界線ＬＡ１と迷光Ａ２の到達領域Ｓ２の境界線ＬＡ２
とが交差するためには、境界線ＬＡ１を作る迷光Ａ１の
指紋採取面６Ｂからシートプリズム６中に入るときの屈
折角θ２、すなわちシートプリズム６の全反射角θ２よ
りもプリズム面６Ａ２と指紋採取面６Ｂからの垂線Ｌと
の成す角度λが大きくなければならない（λ−θ２＞
０）。
境界線ＬＡ１と迷光Ａ２の到達領域Ｓ２の境界線ＬＡ２
とが交差するためには、境界線ＬＡ１を作る迷光Ａ１の
指紋採取面６Ｂからシートプリズム６中に入るときの屈
折角θ２、すなわちシートプリズム６の全反射角θ２よ
りもプリズム面６Ａ２と指紋採取面６Ｂからの垂線Ｌと
の成す角度λが大きくなければならない（λ−θ２＞
０）。
【００２５】シートプリズム６の屈折率をｎ、迷光Ａ１
の入射角をθ１とすると、屈折の法則により、ｓｉｎθ
１＝ｎｓｉｎθ２が成立する。境界線ＬＡ１を作る迷光
Ａ１の入射角はθ１＝９０゜であるので、ｓｉｎθ２＝
（１／ｎ）・ｓｉｎ９０゜となり、θ２＝ｓｉｎ-1（１
／ｎ）となる。したがって、境界線ＬＡ１とＬＡ２とが
交差する条件であるλ−θ２＞０のθ２にθ２＝ｓｉｎ
-1（１／ｎ）を代入すると、λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞
０となる。
の入射角をθ１とすると、屈折の法則により、ｓｉｎθ
１＝ｎｓｉｎθ２が成立する。境界線ＬＡ１を作る迷光
Ａ１の入射角はθ１＝９０゜であるので、ｓｉｎθ２＝
（１／ｎ）・ｓｉｎ９０゜となり、θ２＝ｓｉｎ-1（１
／ｎ）となる。したがって、境界線ＬＡ１とＬＡ２とが
交差する条件であるλ−θ２＞０のθ２にθ２＝ｓｉｎ
-1（１／ｎ）を代入すると、λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞
０となる。
【００２６】シートプリズム６の材料として例えばポリ
カーボネートを用いた場合、ポリカーボネートの屈折率
はｎ＝１．５８であるので、λ＝５０゜とすると、λ−
θ２＝λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＝５０゜−ｓｉｎ-1（１
／１．５８）＝５０゜−３９．３゜＝１０．７゜とな
り、λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞０が成立し、境界線ＬＡ
１とＬＡ２とが交差する条件を満たす。
カーボネートを用いた場合、ポリカーボネートの屈折率
はｎ＝１．５８であるので、λ＝５０゜とすると、λ−
θ２＝λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＝５０゜−ｓｉｎ-1（１
／１．５８）＝５０゜−３９．３゜＝１０．７゜とな
り、λ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞０が成立し、境界線ＬＡ
１とＬＡ２とが交差する条件を満たす。
【００２７】本実施の形態では、迷光Ａ１およびＡ２が
共に到達しない領域Ｓ３にレンズ３およびＣＣＤ４を配
置しているので、ＣＣＤ４への迷光Ａ１，Ａ２が共にカ
ットされ、Ｓ／Ｎ比が高まる。また、プリズム６−１〜
６−ｎのプリズム面６Ａ２への黒色塗装が不要であり、
製造が容易となる。また、光源７をシートプリズム６の
プリズム面６Ａと対向する下方領域の中央部に配置して
も照明効率が落ちることがなく、光源配置の自由度が高
い。なお、この実施の形態では、ＣＣＤ４への迷光Ｂを
カットすることはできないが、迷光Ａ１，Ａ２をカット
するだけでもＳ／Ｎ比はかなり高められる。
共に到達しない領域Ｓ３にレンズ３およびＣＣＤ４を配
置しているので、ＣＣＤ４への迷光Ａ１，Ａ２が共にカ
ットされ、Ｓ／Ｎ比が高まる。また、プリズム６−１〜
６−ｎのプリズム面６Ａ２への黒色塗装が不要であり、
製造が容易となる。また、光源７をシートプリズム６の
プリズム面６Ａと対向する下方領域の中央部に配置して
も照明効率が落ちることがなく、光源配置の自由度が高
い。なお、この実施の形態では、ＣＣＤ４への迷光Ｂを
カットすることはできないが、迷光Ａ１，Ａ２をカット
するだけでもＳ／Ｎ比はかなり高められる。
【００２８】図２に示すように、プリズム６−１〜６−
ｎのプリズム面６Ａ２と対向する方向に光吸収板９を配
置すれば、ＣＣＤ４への迷光Ｂをカットすることができ
る。すなわち、光吸収板９において、プリズム６−１〜
６−ｎのプリズム面６Ａ２へ向かおうとする反射光が吸
収され、ＣＣＤ４への迷光Ｂがカットされる。迷光Ａ１
およびＡ２が共に到達しない領域Ｓ３へのレンズ３およ
びＣＣＤ４の配置と光吸収板９を組み合わせることによ
って、ＣＣＤ４への迷光Ａ１，Ａ２，Ｂの全てをカット
することができ、Ｓ／Ｎ比はさらに高まるものとなる。
光吸収板９に代えて、装置内面に起毛シートを貼った
り、黒色塗装やつや消し塗装を施すようにしてもよい。
ｎのプリズム面６Ａ２と対向する方向に光吸収板９を配
置すれば、ＣＣＤ４への迷光Ｂをカットすることができ
る。すなわち、光吸収板９において、プリズム６−１〜
６−ｎのプリズム面６Ａ２へ向かおうとする反射光が吸
収され、ＣＣＤ４への迷光Ｂがカットされる。迷光Ａ１
およびＡ２が共に到達しない領域Ｓ３へのレンズ３およ
びＣＣＤ４の配置と光吸収板９を組み合わせることによ
って、ＣＣＤ４への迷光Ａ１，Ａ２，Ｂの全てをカット
することができ、Ｓ／Ｎ比はさらに高まるものとなる。
光吸収板９に代えて、装置内面に起毛シートを貼った
り、黒色塗装やつや消し塗装を施すようにしてもよい。
【００２９】なお、上述した実施の形態では、迷光Ａ１
およびＡ２が共に到達しない領域Ｓ３にレンズ３および
ＣＣＤ４を配置するようにしたが、迷光Ａ１が到達しな
い領域（迷光Ａ２の到達領域を含む）にレンズ３および
ＣＣＤ４を配置するようにしてもよく、迷光Ａ２が到達
しない領域（迷光Ａ１の到達領域を含む）にレンズ３お
よびＣＣＤ４を配置するようにしてもよい。また、迷光
Ａ１が到達しない領域へのレンズ３およびＣＣＤ４の配
置と光吸収板９を組み合わせたり、迷光Ａ２が到達しな
い領域へのレンズ３およびＣＣＤ４の配置と光吸収板９
を組み合わせたりしてもよく、光吸収板９を単独で配置
するようにしてもよい。
およびＡ２が共に到達しない領域Ｓ３にレンズ３および
ＣＣＤ４を配置するようにしたが、迷光Ａ１が到達しな
い領域（迷光Ａ２の到達領域を含む）にレンズ３および
ＣＣＤ４を配置するようにしてもよく、迷光Ａ２が到達
しない領域（迷光Ａ１の到達領域を含む）にレンズ３お
よびＣＣＤ４を配置するようにしてもよい。また、迷光
Ａ１が到達しない領域へのレンズ３およびＣＣＤ４の配
置と光吸収板９を組み合わせたり、迷光Ａ２が到達しな
い領域へのレンズ３およびＣＣＤ４の配置と光吸収板９
を組み合わせたりしてもよく、光吸収板９を単独で配置
するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、迷光Ａ１が到達しない領域に受光手段を
配置することによって受光手段への迷光Ａ１をカットす
ることができ、迷光Ａ２が到達しない領域に受光手段を
配置することによって受光手段への迷光Ａ２をカットす
ることができ、迷光Ａ１およびＡ２が共に到達しない領
域に受光手段を配置することによって受光手段への迷光
Ａ１およびＡ２を共にカットすることができ、光吸収手
段を配置することによって受光手段への迷光Ｂをカット
することができ、Ｓ／Ｎ比を高めることができるように
なる。また、黒色塗装が不要であるので、製造が容易と
なり、光源配置の自由度も高まる。
発明によれば、迷光Ａ１が到達しない領域に受光手段を
配置することによって受光手段への迷光Ａ１をカットす
ることができ、迷光Ａ２が到達しない領域に受光手段を
配置することによって受光手段への迷光Ａ２をカットす
ることができ、迷光Ａ１およびＡ２が共に到達しない領
域に受光手段を配置することによって受光手段への迷光
Ａ１およびＡ２を共にカットすることができ、光吸収手
段を配置することによって受光手段への迷光Ｂをカット
することができ、Ｓ／Ｎ比を高めることができるように
なる。また、黒色塗装が不要であるので、製造が容易と
なり、光源配置の自由度も高まる。
【図１】 本発明の一実施の形態を示すシートプリズム
を用いた光路分離法による指紋画像入力装置の要部を示
す図である。
を用いた光路分離法による指紋画像入力装置の要部を示
す図である。
【図２】 迷光Ｂをカットするために光吸収板を配置し
た指紋画像入力装置の要部を示す図である。
た指紋画像入力装置の要部を示す図である。
【図３】 ガラス製三角プリズムを用いた全反射法によ
る指紋画像入力装置の要部を示す図である。
る指紋画像入力装置の要部を示す図である。
【図４】 ガラス製三角プリズムを用いた光路分離法に
よる指紋画像入力装置の要部を示す図である。
よる指紋画像入力装置の要部を示す図である。
【図５】 シートプリズムの斜視図である。
【図６】 シートプリズムを用いた光路分離法による指
紋画像入力装置の一例を示す図である。
紋画像入力装置の一例を示す図である。
【図７】 図６をＡ方向から見た図である。
【図８】 検出対象外の光として迷光Ａ１，Ａ２，Ｂが
ＣＣＤへの結像光路に入り込んでしまう状況を説明する
図である。
ＣＣＤへの結像光路に入り込んでしまう状況を説明する
図である。
【図９】 迷光Ａ１，Ａ２，Ｂが結像光路へ入り込まな
いようにプリズム面に黒色塗装を施した例を示す図であ
る。
いようにプリズム面に黒色塗装を施した例を示す図であ
る。
【符号の説明】 ３…レンズ、４…受光手段（ＣＣＤ）、６…シートプリ
ズム、６−１〜６−ｎ…プリズム、６Ａ…プリズム面、
６Ａ１…一方側のプリズム面、６Ａ２…他方側のプリズ
ム面、６Ｂ…指紋採取面、７…光源、７−１〜７−５…
ＬＥＤ、９…光吸収板、Ａ１，Ａ２，Ｂ…迷光。
ズム、６−１〜６−ｎ…プリズム、６Ａ…プリズム面、
６Ａ１…一方側のプリズム面、６Ａ２…他方側のプリズ
ム面、６Ｂ…指紋採取面、７…光源、７−１〜７−５…
ＬＥＤ、９…光吸収板、Ａ１，Ａ２，Ｂ…迷光。
Claims (4)
- 【請求項１】 断面形状が三角形の複数のプリズムを連
ねたプリズム面を有し、このプリズム面と対向する平面
を指紋採取面として使用する平板状のシートプリズム
と、 このシートプリズムの内部を通して前記指紋採取面に光
を照射する光源と、 前記指紋採取面に置かれた指の指紋面により反射した後
前記シートプリズムから出射される前記光源からの光を
受光する受光手段とを備えた指紋画像入力装置におい
て、 前記指紋採取面における指の指紋面のうち指紋接触部か
らの反射光が前記受光手段に届き、指紋非接触部からの
反射光が前記受光手段に届かないように、前記光源およ
び前記受光手段が配置され、 かつ、前記指紋採取面を経て前記シートプリズムの内部
に入り、このシートプリズムのプリズム面を構成する断
面形状が三角形のプリズムの一方側および他方側のプリ
ズム面のうち前記受光手段が配置されている方向とは反
対側のプリズム面で全反射する迷光が到達しない領域
に、前記受光手段が配置されていることを特徴とする指
紋画像入力装置。 - 【請求項２】 断面形状が三角形の複数のプリズムを連
ねたプリズム面を有し、このプリズム面と対向する平面
を指紋採取面として使用する平板状のシートプリズム
と、 このシートプリズムの内部を通して前記指紋採取面に光
を照射する光源と、 前記指紋採取面に置かれた指の指紋面により反射した後
前記シートプリズムから出射される前記光源からの光を
受光する受光手段とを備えた指紋画像入力装置におい
て、 前記指紋採取面における指の指紋面のうち指紋接触部か
らの反射光が前記受光手段に届き、指紋非接触部からの
反射光が前記受光手段に届かないように、前記光源およ
び前記受光手段が配置され、 かつ、前記指紋採取面を経て前記シートプリズムの内部
に入り、このシートプリズムのプリズム面を構成する断
面形状が三角形のプリズムの一方側および他方側のプリ
ズム面のうち前記受光手段が配置されている方向とは反
対側のプリズム面で屈折する迷光が到達しない領域に、
前記受光手段が配置されていることを特徴とする指紋画
像入力装置。 - 【請求項３】 断面形状が三角形の複数のプリズムを連
ねたプリズム面を有し、このプリズム面と対向する平面
を指紋採取面として使用する平板状のシートプリズム
と、 このシートプリズムの内部を通して前記指紋採取面に光
を照射する光源と、 前記指紋採取面に置かれた指の指紋面により反射した後
前記シートプリズムから出射される前記光源からの光を
受光する受光手段とを備えた指紋画像入力装置におい
て、 前記指紋採取面における指の指紋面のうち指紋接触部か
らの反射光が前記受光手段に届き、指紋非接触部からの
反射光が前記受光手段に届かないように、前記光源およ
び前記受光手段が配置され、 前記シートプリズムのプリズム面を構成する断面形状が
三角形のプリズムの一方側および他方側のプリズム面の
うち前記受光手段が配置されている方向とは反対側のプ
リズム面と前記指紋採取面からの垂線との成す角度を
λ、前記シートプリズムの屈折率をｎとしたとき、前記
シートプリズムがλ−ｓｉｎ-1（１／ｎ）＞０の条件を
満たし、 かつ、前記指紋採取面を経て前記シートプリズムの内部
に入り、このシートプリズムのプリズム面を構成する断
面形状が三角形のプリズムの一方側および他方側のプリ
ズム面のうち前記受光手段が配置されている方向とは反
対側のプリズム面で全反射する迷光および屈折する迷光
が到達しない領域に、前記受光手段が配置されているこ
とを特徴とする指紋画像入力装置。 - 【請求項４】 断面形状が三角形の複数のプリズムを連
ねたプリズム面を有し、このプリズム面と対向する平面
を指紋採取面として使用する平板状のシートプリズム
と、 このシートプリズムの内部を通して前記指紋採取面に光
を照射する光源と、 前記指紋採取面に置かれた指の指紋面により反射した後
前記シートプリズムから出射される前記光源からの光を
受光する受光手段とを備えた指紋画像入力装置におい
て、 前記指紋採取面における指の指紋面のうち指紋接触部か
らの反射光が前記受光手段に届き、指紋非接触部からの
反射光が前記受光手段に届かないように、前記光源およ
び前記受光手段が配置され、 かつ、前記シートプリズムのプリズム面を構成する断面
形状が三角形のプリズムの一方側および他方側のプリズ
ム面のうち前記受光手段が配置されている方向とは反対
側のプリズム面と対向する方向に光吸収手段が配置され
ていることを特徴とする指紋画像入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047201A JP2001236491A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 指紋画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047201A JP2001236491A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 指紋画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001236491A true JP2001236491A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047201A Pending JP2001236491A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 指紋画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001236491A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101259310B1 (ko) | 2011-08-05 | 2013-05-06 | 징이 테크놀러지 아이엔씨. | 핑거 보드 |
| WO2018004243A1 (ko) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | 주식회사 비욘드아이즈 | 지문인식 기능을 구비한 디스플레이 |
| KR101855464B1 (ko) * | 2017-03-06 | 2018-06-25 | 주식회사 비욘드아이즈 | 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치 |
| KR20180102028A (ko) * | 2018-04-30 | 2018-09-14 | 주식회사 비욘드아이즈 | 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치 |
| KR101895841B1 (ko) * | 2017-02-24 | 2018-10-04 | 주식회사 비욘드아이즈 | 디스플레이 패널을 광원으로 사용하는 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치 |
| WO2019037497A1 (zh) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | 西安中兴新软件有限责任公司 | 一种移动终端、镭雕方法及屏幕背光的控制方法 |
| KR20190023937A (ko) * | 2017-08-30 | 2019-03-08 | 주식회사 비욘드아이즈 | 지문인식 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 디스플레이 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047201A patent/JP2001236491A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11378253B2 (en) | 2016-06-28 | 2022-07-05 | Arcsoft Corporation Limited | Display with fingerprint detecting sensor below display panel |
| KR101895841B1 (ko) * | 2017-02-24 | 2018-10-04 | 주식회사 비욘드아이즈 | 디스플레이 패널을 광원으로 사용하는 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치 |
| KR101855464B1 (ko) * | 2017-03-06 | 2018-06-25 | 주식회사 비욘드아이즈 | 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치 |
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| KR20190023937A (ko) * | 2017-08-30 | 2019-03-08 | 주식회사 비욘드아이즈 | 지문인식 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 디스플레이 |
| KR102419872B1 (ko) * | 2017-08-30 | 2022-07-11 | 아크소프트 코포레이션 리미티드 | 지문인식 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 디스플레이 |
| KR20180102028A (ko) * | 2018-04-30 | 2018-09-14 | 주식회사 비욘드아이즈 | 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치 |
| KR102199100B1 (ko) * | 2018-04-30 | 2021-01-06 | 아크소프트 코포레이션 리미티드 | 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040928 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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