JP2003157429A - 読取装置 - Google Patents

読取装置

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JP2003157429A
JP2003157429A JP2001357479A JP2001357479A JP2003157429A JP 2003157429 A JP2003157429 A JP 2003157429A JP 2001357479 A JP2001357479 A JP 2001357479A JP 2001357479 A JP2001357479 A JP 2001357479A JP 2003157429 A JP2003157429 A JP 2003157429A
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Sakae Komatsuzaki
栄 小松崎
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指紋等を読み取る読取装置を備えた携帯電話
等の携帯機器において、読取装置の配置の自由度を向上
し、また2次元フォトセンサ等の配置のスペースを小さ
くする。 【解決手段】 携帯機器筐体11の平坦な表面上部に、
多数の挿入孔13が格子状に設けられた光ファイバ支持
板12が設けられ、各挿入孔13内に多数本の光ファイ
バ14の一端部が挿入されて固定され、被写体が載置さ
れる画像読取面15が形成される。多数本の光ファイバ
14の他端部は、筐体11内の画像読取面15とは離れ
た箇所で密集されて、正方形状の検出面16が形成され
る。検出面16と対向する所定の位置には2次元フォト
センサ17が配置され、検出面16と2次元フォトセン
サ17との間には、ハーフミラー18と光源19が配置
されて、被写体を照明するとともに、画像光を2次元フ
ォトセンサ17に入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、指紋等を読み取
るための読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】フォトセンサを用いて指紋等を読み取る
ための従来の読取装置としては、図4に示すように、透
明板1の下方に2次元フォトセンサ2が配置され、2次
元フォトセンサ2の下方に平面型のバックライト3が配
置された構造のものがある。
【0003】この読取装置では、透明板1の上面に指4
が押し付けられた状態で、バックライト3が点灯する
と、図4において矢印で示すように、バックライト3の
上面から出た光が2次元フォトセンサ2の透過部および
透明板1を透過し、この透過光が指4に照射される。
【0004】そして、詳細は示していないが、指4の指
紋の凸部(隆線)に対応する部分で、矢印で示すように
反射が生じ、指4の指紋の凹部(降線)に対応する部分
で光が散乱される。これにより、指4の指紋の凹凸に応
じて光学的に明暗の強調された指紋画像光が得られる。
この指紋画像光は、2次元フォトセンサ2の上面に入射
され、2次元フォトセンサ2によって読み取られる。
【0005】ところで、最近では、携帯電話等の携帯機
器において、高機能化に伴い、画像表示機能を備えると
ともに、セキュリティ機能を備えることが求められてい
る。この場合、パスワードでは、本人以外は全く使用で
きないとは言えないので、本人以外は全く使用できない
ようにするために、本人の指紋を読み取るようにするこ
とが考えられている。
【0006】そこで、携帯電話の場合には、例えば図5
に示すように、携帯電話筐体5の平坦な表面上部に画像
を表示するための表示部6を配置し、表面下部に操作キ
ー部7を配置し、例えば表面中央部に指紋を読み取るた
めの読取部8を配置することが考えられる。この場合の
読取部8は、図4に示すものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな携帯電話では、携帯電話筐体5の平坦な表面中央部
に読取部8を形成するために図4に示す透明板1を配置
すると、その下方に図4に示す2次元フォトセンサ2お
よびバックライト3を配置することになり、2次元フォ
トセンサ2およびバックライト3の配置の自由度が制限
されるという問題がある。
【0008】また、読取部8は、少なくとも指の大きさ
に対応した大きさ(およそ10mm角程度以上)が必要
であるため、携帯電話筐体5内に配置される透明板1、
2次元フォトセンサ2およびバックライト3のサイズも
読取部8のサイズと同じに大きくなる。従ってこれらの
配置スペースが比較的大きくなってしまうという問題が
ある。
【0009】この発明の課題は、読取装置の配置の自由
度を向上し、また2次元フォトセンサ等の配置スペース
を小さくすることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、被写体が載置され、該被写体に基づく画像光が入射
される画像読取面と、該画像読取面と離間して配置さ
れ、少なくとも、前記画像光が導光されて出射され、前
記画像読取面より小さくされた検出面と、該検出面に対
向して配置されたフォトセンサと、を備えていることを
特徴とするものである。請求項2に記載の発明は、請求
項1に記載の発明において、前記画像読取面は、多数本
の光ファイバの一端部を一定の間隔をおいて配列するこ
とにより形成され、前記検出面は、前記多数本の光ファ
イバの他端部を密集することにより形成されることを特
徴とするものである。請求項3に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、前記検出面と前記フォトセン
サとの間に、前記被写体を照明する照明光を供給する照
明光源と、該照明光を前記検出面に入射させるととも
に、該検出面から出射される前記画像光を前記フォトセ
ンサに入射させる導光手段と、を備えていることを特徴
とするものである。請求項4に記載の発明は、請求項3
に記載の発明において、前記導光手段は、ハーフミラー
によって構成されていることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記
載の発明において、前記画像読取面は携帯機器筐体の平
坦な表面の一部に形成されていることを特徴とするもの
である。請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発
明において、前記画像読取面は前記携帯機器筐体の平坦
な表面の一部に設けられた光ファイバ支持板を備え、該
光ファイバ支持板に設けられた多数の挿入孔内に、前記
多数本の光ファイバの一端部が挿入されていることを特
徴とするものである。請求項7に記載の発明は、請求項
1〜4のいずれかに記載の発明において、前記画像読取
面は携帯機器筐体の側部に所定の角度の範囲内で回動可
能に設けられた筒状のローラの外周面に形成されている
ことを特徴とするものである。請求項8に記載の発明
は、請求項7に記載の発明において、前記多数本の光フ
ァイバの一端部は、前記ローラの内側から、前記ローラ
の外周部に設けられた多数の挿入孔内に挿入されている
ことを特徴とするものである。そして、この発明によれ
ば、画像読取面と検出面とを多数本の光ファイバを用い
て形成し、両者間を光ファイバにより接続しているの
で、画像読取面に対して検出面および検出面に対向する
フォトセンサの配置位置を画像読取面の配置位置とは関
係なく設定することができ、従って読取装置の配置の自
由度を向上することができる。また、被写体の大きさに
対応して、多数本の光ファイバの一端部を一定の間隔を
おいて配列することにより所定の大きさに形成された画
像読取面のサイズに対して、検出面は多数本の光ファイ
バの他端部を密集して形成することによりサイズを小さ
くすることができるので、この検出面に対向して配置さ
れるフォトセンサのサイズも小さくすることができ、従
ってフォトセンサ等の配置スペースを小さくすることが
できる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1実施形態と
しての読取装置を備えた携帯電話等の携帯機器の要部の
縦断側面図を示したものである。この携帯機器では、携
帯機器筐体11の平坦な表面上部の所定の箇所に正方形
状の光ファイバ支持板12が設けられている。光ファイ
バ支持板12には多数の挿入孔13が格子状に設けられ
ている。
【0012】光ファイバ支持板12の多数の挿入孔13
内には多数本の光ファイバ14の一端部が挿入されて固
定されている。この状態では、多数本の光ファイバ14
の一端部は一定の間隔(ピッチ)をおいて配列され、そ
の一端面により全体として正方形状の画像読取面15が
形成されている。
【0013】多数本の光ファイバ14の他端部は、携帯
機器筐体11内の、画像読取面15とは離れた箇所にお
いて正方形状に密集されて、例えば接着剤(図示せず)
を介して相互に接着されている。この場合、多数本の光
ファイバ14の各他端部はその各一端部と対応するよう
に密集され、その他端面により全体として正方形状の検
出面16が形成されている。
【0014】携帯機器筐体11内において検出面16と
対向する所定の位置には2次元フォトセンサ17が配置
されている。検出面16と2次元フォトセンサ17との
間には、例えばハーフミラー18が斜め45°に傾斜し
て配置されている。ハーフミラー18の上方の所定の箇
所には光源19が配置されている。このハーフミラー1
8は、後述するように、本発明における照明光導光手段
を構成している。
【0015】ここで、一例として、光ファイバ支持板1
2のサイズつまり画像読取面15のサイズは10mm角
程度である。そして、光ファイバ14として直径が0.
05mm程度のものを用いた場合、挿入孔13のピッチ
は0.15mm程度とすることができ、これにて指紋等
の被写体画像を読み取ることができる。この場合、光フ
ァイバ14の本数は約4000本である。また、検出面
16はこれらの光ファイバ14を密集させて形成するた
め、そのサイズを約6mm角程度とすることができ、画
像読取面15の大きさに対して小さくすることができ
る。
【0016】この携帯機器の読取装置では、画像読取面
15の上面に指20が押し付けられた状態で、光源19
が点灯すると、図1において矢印で示すように、光源1
9から出た光がハーフミラー18で反射されて検出面1
6に入射される。この入射光は、光ファイバ14を通っ
て画像読取面15から出射され、指20に照射される。
【0017】そして、指20の指紋の凸部(隆線)に対
応する部分で反射が生じ、指20の指紋の凹部(降線)
に対応する部分で光が散乱される。これにより、指20
の指紋の凹凸に応じて光学的に明暗の強調された指紋画
像光が得られる。
【0018】この指紋画像光は、光ファイバ14を通っ
て検出面16から出射される。この出射された指紋画像
光は、図1において矢印で示すように、ハーフミラー1
8を透過して2次元フォトセンサ17に入射され、2次
元フォトセンサ17によって読み取られる。
【0019】このように、この携帯機器の読取装置で
は、画像読取面15と検出面16とを多数本の光ファイ
バ14の両端部を用いて構成しているので、検出面16
および検出面16に対向する2次元フォトセンサ17の
配置位置を画像読取面15の配置位置とは関係なく設定
することができる。従って、読取装置の配置の自由度を
向上することができる。
【0020】また、多数本の光ファイバ14の一端部を
一定の間隔をおいて配列することにより形成された画像
読取面15のサイズに対して、検出面16は多数本の光
ファイバ14の他端部を密集することにより形成される
ため、そのサイズを画像読取面15より小さくすること
ができる。従って、この検出面16に対向して配置され
る2次元フォトセンサ17のサイズも小さくすることが
できる。従って、2次元フォトセンサ17や光源19等
の配置スペースを小さくすることができる。
【0021】次に、図2はこの発明の第2実施形態とし
ての読取装置を備えた携帯機器の要部の斜視図を示し、
図3は図2のA−A線に沿う縦断側面図を示したもので
ある。これらの図において、図1と同一の名称のものに
は同一の符号を付して説明する。
【0022】この携帯機器では、携帯機器筐体11内の
所定の箇所、例えば側部に設けられた一対の軸受21に
軸22を介して筒状の光ファイバ支持ローラ23が回動
可能に取り付けられている。この場合、図示していない
が、光ファイバ支持ローラ23は、所定の角度の範囲内
で回動可能であり、ねじりばね等の作用により初期位置
に自動的に戻されるようになっている。また、光ファイ
バ支持ローラ23の外周面の一部は、携帯機器筐体11
の側壁に設けられた長方形状の開口部24を介して携帯
機器筐体11の外側に突出されている。
【0023】光ファイバ支持ローラ23の外周部の所定
の角度の範囲内には多数の挿入孔25が格子状に設けら
れている。光ファイバ支持ローラ23の多数の挿入孔2
5内には、その内側から、多数本の光ファイバ14の一
端部が挿入されて固定されている。この状態では、多数
本の光ファイバ14の一端部は一定の間隔(ピッチ)を
おいて配列され、その一端面により全体として展開した
とき正方形状となる画像読取面15が形成されている。
【0024】多数本の光ファイバ14の他端部は、光フ
ァイバ支持ローラ23の所定の箇所に設けられた開口部
26を通って携帯機器筐体11内の所定の箇所において
正方形状に密集されて接着剤(図示せず)を介して相互
に接着されている。この場合も、多数本の光ファイバ1
4の各他端部はその各一端部と対応するように密集さ
れ、その他端面により全体として正方形状の検出面16
が形成されている。
【0025】携帯機器筐体11内において検出面16と
対向する所定の位置には2次元フォトセンサ17が配置
されている。検出面16と2次元フォトセンサ17との
間には、例えばハーフミラー18が斜め45°に傾斜し
て配置されている。ハーフミラー18の上方の所定の箇
所には光源19が配置されている。
【0026】ここで、一例として、画像読取面15の展
開したときのサイズを10mm角程度とし、光ファイバ
支持ローラ23の回転角度範囲を180度程度とする
と、光ファイバ支持ローラ23の長さを10〜12mm
程度とし、直径を6〜7mm程度とすることによって構
成することができる。そして、第1実施例と同様に、光
ファイバ14として直径が0.05mm程度のものを用
いた場合、挿入孔25のピッチは0.15mm程度とす
ることができ、光ファイバ14の本数は約4000本で
ある。また、検出面16のサイズを約6mm角程度とす
ることができる。
【0027】この携帯機器の読取装置では、光源19が
点灯している状態において、初期位置に位置する光ファ
イバ支持ローラ23の画像読取面15のうち、携帯機器
筐体11の開口部24から突出された部分に指(図示せ
ず)が押し付けられ、この押し付けられた指によって光
ファイバ支持ローラ23が所定の方向に所定の角度回動
されると、上記第1実施形態の場合と同様に、指紋の読
み取りが行われる。
【0028】このように、この携帯機器の読取装置で
は、光ファイバ支持ローラ23を所定の方向に所定の角
度回動させているが、光ファイバ14にある程度の余裕
を持たせておけば、光ファイバ14がある程度ねじれて
も、別に支障が生じないようにすることができる。
【0029】ところで、この携帯機器の読取装置では、
画像読取面15を光ファイバ支持ローラ23により形成
しているため、第1実施例の構成に対して、携帯機器筐
体11の表面に占める面積を小さくすることができる。
また、この光ファイバ支持ローラ23を携帯機器筐体1
1の側部に設けるようにすることができるので、その場
合、携帯機器筐体11の平坦な表面に画像読取面15を
設ける場合と比較して、携帯機器筐体11の長さを小さ
くすることができる。
【0030】なお、光源19として、発光ダイオード等
の点光源を用いるようにしてもよい。また、ハーフミラ
ー18を用いずに、2次元フォトセンサ17の裏面側に
点光源あるいは平面型のバックライトを配置するように
してもよい。さらに、光ファイバ支持板12あるいは光
ファイバ支持ローラ23に導光機能を持たせ、その近傍
に設けられた光源からの光を画像読取面15に導くよう
にしてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像読取面と検出面とを多数本の光ファイバを用い
て形成し、両者間を光ファイバにより接続しているの
で、検出面および検出面に対向するフォトセンサの配置
位置を画像読取面の配置位置とは関係なく設定すること
ができ、従って読取装置の配置の自由度を向上すること
ができる。また、多数本の光ファイバの一端部を一定の
間隔をおいて配列することにより所定の大きさに形成さ
れた画像読取面のサイズに対して、検出面は多数本の光
ファイバの他端部を密集して形成することによりサイズ
を小さくすることができるので、この検出面に対向して
配置されるフォトセンサのサイズも小さくすることがで
き、従って2次元フォトセンサ等の配置スペースを小さ
くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態としての読取装置を備
えた携帯機器の要部の縦断側面図。
【図2】この発明の第2実施形態としての読取装置を備
えた携帯機器の要部の斜視図。
【図3】図2のA−A線に沿う縦断側面図。
【図4】従来の読取装置の一例の側面図。
【図5】従来の携帯電話の一例の平面図。
【符号の説明】
11 携帯機器筐体 12 光ファイバ支持板 13 挿入孔 14 光ファイバ 15 画像読取面 16 検出面 17 2次元フォトセンサ 18 ハーフミラー 19 光源 20 指 23 光ファイバ支持ローラ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体が載置され、該被写体に基づく画
    像光が入射される画像読取面と、 該画像読取面と離間して配置され、少なくとも、前記画
    像光が導光されて出射され、前記画像読取面より小さく
    された検出面と、 該検出面に対向して配置されたフォトセンサと、を備え
    ていることを特徴とする読取装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の発明において、 前記画像読取面は、多数本の光ファイバの一端部を一定
    の間隔をおいて配列することにより形成され、 前記検出面は、前記多数本の光ファイバの他端部を密集
    することにより形成されることを特徴とする読取装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の発明において、 前記検出面と前記フォトセンサとの間に、前記被写体を
    照明する照明光を供給する照明光源と、該照明光を前記
    検出面に入射させるとともに、該検出面から出射される
    前記画像光を前記フォトセンサに入射させる照明光導光
    手段と、を備えていることを特徴とする読取装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の発明において、 前記照明光導光手段は、ハーフミラーによって構成され
    ていることを特徴とする読取装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の発明に
    おいて、 前記画像読取面は携帯機器筐体の平坦な表面の一部に形
    成されていることを特徴とする読取装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の発明において、前記画
    像読取面は前記携帯機器筐体の平坦な表面の一部に設け
    られた光ファイバ支持板を備え、 該光ファイバ支持板に設けられた多数の挿入孔内に、前
    記多数本の光ファイバの一端部が挿入されていることを
    特徴とする読取装置。
  7. 【請求項7】 請求項1〜4のいずれかに記載の発明に
    おいて、 前記読取面は携帯機器筐体の側部に所定の角度の範囲内
    で回動可能に設けられた筒状のローラの外周面に形成さ
    れていることを特徴とする読取装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の発明において、 前記多数本の光ファイバの一端部は、前記ローラの内側
    から、前記ローラの外周部に設けられた多数の挿入孔内
    に挿入されていることを特徴とする読取装置。
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