JP2003233805A - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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JP2003233805A
JP2003233805A JP2002308491A JP2002308491A JP2003233805A JP 2003233805 A JP2003233805 A JP 2003233805A JP 2002308491 A JP2002308491 A JP 2002308491A JP 2002308491 A JP2002308491 A JP 2002308491A JP 2003233805 A JP2003233805 A JP 2003233805A
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誠 小倉
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/14—Vascular patterns
    • G06V40/145—Sensors therefor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光照射手段からの光を効率よく指に伝えると
ともに、装置の小型化及び低コスト化を図る。 【解決手段】 同一基板１０上に、光センサ１２と、Ｌ
ＥＤ１１と、光センサ上に置かれた指にＬＥＤからの光
を導くライトガイド１４とを有する指紋画像入力装置。
ライトガイド１４は光透過性の樹脂成形体からなる。ラ
イトガイドの代わりに基板上に塗布された光透過性樹脂
を用いて導光体とする。この光透過性樹脂は封止材を兼
ねる。ライトガイド１４はＬＥＤ１１からの光を光セン
サ１２上に置かれた指の方向に反射させる反射面を有す
る。ライトガイド１４に、反射膜が形成されている又は
反射部材が接している。また光センサ１２とＬＥＤ１１
の間に、光センサ１２の周りを囲むように、遮光手段２
４を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像入力装置に係わ
り、特に光照射手段からの光を光センサ上に配置された
指に照射し、指内を透過散乱して指紋を通過した光を光
センサで検出することで指紋の画像入力を行う装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、指紋画像入力装置としては、例え
ば特許文献１に開示されたものがある。この装置は三角
状のプリズムの第１面に指を置き、プリズムの第２面側
に配置された光照射手段からプリズムを通して指に対し
て光を照射し、指からの反射光をプリズムの第３面側に
配置されたカメラ等で検出するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９６１９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
指紋画像入力装置は光照射手段、カメラ、プリズムを立
体的に配置するために装置が大型化し、ノート型パーソ
ナルコンピュータ、ＰＤＡ等の携帯機器に搭載するのは
困難であった。
【０００５】本発明の目的は、光照射手段からの光を効
率よく被写体，特に指に伝えるとともに、装置の小型化
及び低コスト化を図ることができる指紋画像入力装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の画像入力装置
は、同一基板上に、光センサと、光照射手段と、導光体
とを有し、前記光センサ上に前記光照射手段からの光を
前記導光体により導くことを特徴とするものである。
【０００７】更に本発明は、前記光センサ上に被写体で
ある指を配置し、該指の指紋を読み取ることを特徴とす
る画像入力装置である。
【０００８】更に前記導光体は光透過性の樹脂成形体か
らなること、又は前記導光体は前記基板上に塗布された
光透過性樹脂からなることが好ましい。この光透過性樹
脂は封止材を兼ねることが好ましい。
【０００９】また、前記導光体は前記光照射手段からの
光を前記被写体の方向に反射させる反射面を有するこ
と、更に前記導光体上に前記光照射手段からの光を前記
被写体の方向に反射させる反射膜が形成されているこ
と、又は前記導光体に、前記光照射手段からの光を前記
被写体の方向に反射させる反射部材が接していることが
好ましい。
【００１０】また、前記光センサ上に光透過性の保護部
材を配置し、該保護部材上に被写体（指）を配置するこ
とが好ましい。
【００１１】前記光照射手段は前記光センサの周囲を囲
むように配置されていることが好ましいが、場合によっ
ては前記光センサの両側部に設けても良い。
【００１２】また、前記光センサの周囲と前記光照射手
段との間の、少なくとも一部に遮光手段を配置すること
が好ましい。
【００１３】更に前記遮光手段は、導電性を有する材料
であることが好ましい。
【００１４】また、前記光センサ上に、特定波長の光の
みを透過する保護部材を配置し、該保護部材に指を置く
ことが好ましい。具体的には、前記照射手段が赤外光な
らば該保護部材はシリコン基板が好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて詳細に説明する。なお本発明は特に指紋画
像入力装置に限定されるものではないが、好適に用いら
れる実施形態として指紋画像入力装置を取りあげて説明
する。
【００１６】図１は本発明による指紋画像入力装置の第
１実施形態を示す斜視図、図２は図１の指紋画像入力装
置のライトガイドを取り外した場合の斜視図である。図
３は図１の指紋画像入力装置の断面を模式的に示した断
面図である。
【００１７】図１及び図２に示すように、回路基板１０
上には、光照射手段としてのＬＥＤ１１、ＣＣＤやＣＭ
ＯＳセンサ等の光センサ１２が配置され、指１８が光セ
ンサ１２上に置かれる。光センサ１２上には必要に応じ
て薄板ガラスやファイバープレートからなる保護部材１
３が形成される。その場合には保護部材１３上に指１８
が置かれる。光センサ１２上に窒化シリコン膜、酸化シ
リコン膜等を形成することで保護が十分ならば保護部材
１３を設けなくともよい。
【００１８】また保護部材１３は、照明手段であるＬＥ
Ｄ１１の波長の光を通して、光センサ１２にこの光を入
射させるだけの材料でもよい。したがってＬＥＤ１１が
赤外光であれば、保護部材１３は、その赤外光を透過す
る材料であれば、透明である必要はない。
【００１９】この場合の材料としてシリコン基板が好ま
しい。つまり外部からの可視光をカットし、情報として
必要なＬＥＤ１１から指１８を透過した赤外光だけを通
すことができるので、ノイズの少ない画像を得ることが
できるからである。
【００２０】ＬＥＤ１１は光センサ１３の周囲を囲うよ
うに設けられているが、周囲全部を囲う必要は必ずしも
なく、例えば指１８を長手方向に照射できるように光セ
ンサ１３の両側部にライン状にＬＥＤ１１を配置しても
よい。
【００２１】導光体となるライトガイド１４はＬＥＤ１
１を覆い、放射された光を光センサ１２上又は保護部材
１３上に置かれた指１８に導く。指１８に照射された光
は指１８内を透過散乱し、指紋のある指先表面を透過し
て光センサ１２に入射し、光センサ１２で指紋の隆線
（指紋の凹凸）に起因した光強度パターンが検出され
る。この光強度パターンから指紋のしわの端などの特徴
点を抽出し、この特徴点の位置と予め登録してある指紋
データの指紋とを照合することで本人であるかどうかの
認証を行うことができる。
【００２２】ライトガイド１４はポリカーボネート、ア
クリル等の透過率が高い材質のものが好ましく、樹脂成
形で形成することができる。ライトガイド１４は回路基
板１上で取り外し可能に設ければ、大人用、子供用等指
の大きさに合わせたライトガイドを取付けることができ
る。ライトガイド１４は導光体として機能するととも
に、ＬＥＤ１１や光センサ１３の機械的保護部材、指先
を光センサ上の所定の位置に置かせるための指ガイドと
しても機能する。１５は回路基板１０上に配置されたＩ
Ｃ等の電子部品であり、光センサ、ＬＥＤを駆動した
り、上述した指紋認証を行うための回路部品である。
【００２３】図３において、１６は光センサ１２と回路
基板１とを接続するボンディングワイヤ、１７はボンデ
ィングワイヤ１６を覆うように塗布された封止用樹脂で
ある。１４ａはライトガイド１４の反射面を示し、ＬＥ
Ｄ１１からの光が全反射して指に照射されるように傾斜
角度が設定される。
【００２４】図４は本発明による指紋画像入力装置の第
２実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態は、
図３の上記ライトガイド１４のＬＥＤ１１からの光の利
用効率を向上させるためにライトガイド１４上に反射層
１９を設けたものである。反射層１９は、アルミニウ
ム、クロム等の金属の蒸着、アルミ箔等の金属箔の貼り
付けることで形成できる。
【００２５】図５は本発明による指紋画像入力装置の第
３実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態は、
ライトガイド１４を設けず、封止樹脂２１として光透過
性樹脂を用い、この封止樹脂に導光体としての機能を持
たせたものである。封止樹脂はボンディングワイヤ１６
とＬＥＤ１１とを含めて覆うように形成される。ここで
は封止樹脂に反射部材としてのプリズム２０が接するよ
うに設けて反射面を構成し、ＬＥＤ１１からの光が反射
して指に照射されるようにしている。なお、封止樹脂
に、図３のように全反射可能な反射面を設けたり、図４
のようにアルミニウム、クロム等の金属を蒸着したり、
アルミ箔等の金属箔を貼り付けることも可能である。
【００２６】光透過性樹脂の材料としては、エポキシ、
シリコーン、ウレタン、オレフィン等の樹脂を用いるこ
とができる。
【００２７】図６は本発明による指紋画像入力装置の第
４実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態は、
図５の構成において、ＬＥＤ１１からの光の利用効率を
向上させるために、さらに封止樹脂２１に反射層２２を
設けたものである。反射層２２は、アルミニウム、クロ
ム等の金属の蒸着、アルミ箔等の金属箔の貼り付けるこ
とで形成できる。アルミニウム、クロム等の金属の蒸
着、アルミ箔等の金属箔の貼り付けた部材を封止樹脂２
１に接するように設けて反射面を構成してもよい。図６
は、プリズム等の基材２３に反射膜２２を設けて貼り合
わせて反射面を構成した場合を示している。この場合、
反射膜２２でＬＥＤからの光が反射されるので、基材２
３は反射膜２２を形成できる材料であればよく、プリズ
ムでなくともよい。
【００２８】図７は、本発明による指紋画像入力装置の
第５実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態
は、図６の構成において、照明手段であるＬＥＤ１１と
光センサ１２の間にあって、光センサ１２の周囲を囲う
ように、遮光手段２４が設けられている。この遮光手段
２４は、不要光が光センサ１２に入らないようにするた
めのものである。この場合の不要光とは、ＬＥＤ１１か
らの、指１８に照射されずに光センサ１２に入る光や、
指１８側あるいは封止樹脂よりなる導光体部２１の周囲
からの外光である。遮光手段２４は、板金、遮光フィル
ム、樹脂などによって構成される。
【００２９】この遮光手段２４によって、不要光が除去
でき、高Ｓ／Ｎの指紋画像の読み取りが可能となる。
【００３０】図８は、本発明による指紋画像入力装置の
第６実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態
は、図３の構成において、ライトガイド１４の内部にあ
り、照明手段であるＬＥＤ１１と光センサ１２の間にあ
って、光センサ１２の周囲を囲うように、遮光手段２４
が設けられている。遮光手段２４は、板金、遮光フィル
ム、樹脂などによって構成されている。特に板金で遮光
手段２４を構成し、その一部を電気的グランドにおとし
ておくことによって、静電防止及び電磁シールドの効果
も得られるため好ましい。
【００３１】図９は、本発明による指紋画像入力装置の
第７実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態の
図８との違いは、遮光手段２４が、封止樹脂１７の表面
上に設けられていることである。
【００３２】この場合、エポキシ系樹脂・アクリル系樹
脂・シリコーン系樹脂などを封止樹脂１７上塗布するこ
とによって構成する。また封止樹脂１７そのものが遮光
性を持ってもよい。
【００３３】なお、上述したライトガイドや光透過性樹
脂に散乱材を混ぜて、ＬＥＤ等の光照射手段からの光を
散乱させて、ライン状に光照射手段を配置した場合の光
むらを軽減するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光照射手段からの光を効率よく指に伝えるとともに、装
置の小型化及び低コスト化を図ることができる指紋画像
入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による指紋画像入力装置の第１実施形態
を示す斜視図である。
【図２】図１の指紋画像入力装置のライトガイドを取り
外した場合の斜視図である。
【図３】図１の指紋画像入力装置の断面を模式的に示し
た断面図である。
【図４】本発明による指紋画像入力装置の第２実施形態
を示す模式的断面図である。
【図５】本発明による指紋画像入力装置の第３実施形態
を示す模式的断面図である。
【図６】本発明による指紋画像入力装置の第４実施形態
を示す模式的断面図である。
【図７】本発明による指紋画像入力装置の第５実施形態
を示す模式的断面図である。
【図８】本発明による指紋画像入力装置の第６実施形態
を示す模式的断面図である。
【図９】本発明による指紋画像入力装置の第７実施形態
を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１０ 回路基板 １１ ＬＥＤ（光照射手段） １２ 光センサ １３ 保護部材 １４ ライトガイド １５ 電子部品 １６ ボンディングワイヤ １７ 封止樹脂 １８ 指 １９，２２ 反射層 ２０ プリズム（反射部材） ２１ 光透過性封止樹脂 ２４ 遮光手段

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同一基板上に、光センサと、光照射手段
    と、導光体とを有し、前記光センサ上に前記光照射手段
    からの光を前記導光体により導くことを特徴とする画像
    入力装置。
  2. 【請求項２】 前記光センサ上に被写体である指を配置
    し、該指の指紋を読み取ることを特徴とする請求項１記
    載の画像入力装置。
  3. 【請求項３】 前記導光体は前記被写体を所定の位置に
    置かせるためのガイドとして兼用されることを特徴とす
    る請求項２記載の画像入力装置。
  4. 【請求項４】 前記導光体は光透過性の樹脂成形体から
    なることを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
  5. 【請求項５】 前記導光体は前記基板上に塗布された光
    透過性樹脂からなることを特徴とする請求項４記載の画
    像入力装置。
  6. 【請求項６】 前記光透過性樹脂は封止材を兼ねている
    ことを特徴とする請求項５記載の画像入力装置。
  7. 【請求項７】 前記導光体は前記光照射手段からの光を
    前記光センサ上の方向に反射させる反射面を有すること
    を特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
  8. 【請求項８】 前記反射面には反射膜が形成されている
    ことを特徴とする請求項７記載の画像入力装置。
  9. 【請求項９】 前記反射面には反射部材が接しているこ
    とを特徴とする請求項７記載の画像入力装置。
  10. 【請求項１０】 前記光センサ上に光透過性の保護部材
    を配置することを特徴とする請求項１記載の画像入力装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記保護部材は特定の波長の光のみを
    選択的に透過することを特徴とする請求項１０記載の画
    像入力装置。
  12. 【請求項１２】 前記光照射手段は前記光センサの周囲
    を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１
    記載の画像入力装置。
  13. 【請求項１３】 前記光照射手段は前記光センサの両側
    部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画
    像入力装置。
  14. 【請求項１４】 前記光センサの周囲と前記光照射手段
    との間の、少なくとも一部に遮光手段を配置したことを
    特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
  15. 【請求項１５】 前記遮光手段は、導電性を有する材料
    で形成されていることを特徴とする請求項１４記載の画
    像入力装置。
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