JP2003308517A - 画像センサモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の画像センサモジュールを構成する。 【解決手段】光学式の指紋センサモジュールにおいて、
光源とその光源から出た光が入射するガラスとガラス面
上に置かれた画像の反射光を受けるレンズとレンズを通
った光が結像する位置に置かれたイメージセンサからな
る指紋等を感知する画像センサモジュールでより小型の
モジュールを構成する。具体的には、光源から出た光が
ガラス面の上に置かれた指紋等の画像で反射し、この反
射光の方向とレンズの光軸がほぼ一致するようにレンズ
を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は指紋センサモジュー
ルなどの画像センサモジュールの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に基づき従来の技術を説明する。す
なわち図４に矢印で示すように、支持ケース７内で、光
源１から出た光がプリズム２２を通してガラス等の透明
板３に入射する。プリズム２２は、光源1からの光の光
束を調整して、透明板３に照射することができる。透明
板３へ入射する入射光は透明板３の上に置かれた指紋な
どの画像に反射して矢印で示すように、透明板３を通過
し、プリズム２２で整光されてレンズ２４に入る。レン
ズ２４に入った光は集光され、イメージセンサ６に結像
される。イメージセンサ６では、反射光の強度に応じて
フォトダイオードが感応し指紋などの画像情報を得るこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】イメージセンサ６はエ
リアセンサであるため、指紋画像を得るにはある一定の
大きさが必要である。レンズの焦点距離を大きくすれば
小さなイメージセンサでも良いが、全体のサイズ(支持
ケース７のサイズ)が大きくなる。従って従来は、レン
ズの焦点距離をできるだけ小さくするため、イメージセ
ンサ６の大きさは、必要とする画像と同一のサイズに近
くなる。たとえば、指紋の画像であれば、少なくとも１
３ｍｍ×１３ｍｍの大きさのイメージセンサ６を必要と
する。

【０００４】もちろんこれよりも大きなイメージセンサ
を用いれば、より多くの指紋の情報が得られる。このイ
メージセンサ６に合せたレンズ２４もそれ相応の大きさ
となり、少なくとも１５ｍｍ直径のレンズが必要とな
る。さらにプリズム２２も指紋情報を得る程度の大きさ
が必要で、少なくとも底面部で１５ｍｍ×１５ｍｍの大
きさとなる。また光源１も光が充分指紋に入射すること
ができるような大きさとなる。

【０００５】以上から、支持ケース７の大きさは、かな
り大きなものとなる。最小限の光源１、プリズム２２、
レンズ２４、イメージセンサ６を用いれば、最小限でも
長さ（Ｌ）は５０ｍｍ、幅（Ｗ）は６ｍｍ、高さ（Ｈ）
は３０ｍｍとなる。この位のサイズでは、価格もかなり
高くなる。光源１、プリズム２２、ガラスよりなる透明
板３、レンズ２４、イメージセンサ６もそれぞれかなり
大きくなるので、それぞれの部品の価格も高くなる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明はイメージセンサに１本または２本以上
からなるラインイメージセンサを用いる。光源から出た
光が透明板に入射する。この入射光は透明板上にある指
紋などの画像で反射した後にレンズを通してラインセン
サの表面に結像させる。レンズは円筒形の等倍レンズで
あり、反射光の方向とレンズの光軸の方向をほぼ一致さ
せる。これにより反射光はレンズに真っ直ぐに入ってい
くので、画像の情報がほぼ１００％イメージセンサに結
像する。これにより機器を小型にできる。

【０００７】

【実施例】本発明は、ライン型のイメージセンサを用い
た超小型の光学式指紋センサの構造を提供するものであ
る。

【０００８】図１乃至図３は、本発明の構造を示す。す
なわち図１は、本発明の指紋センサの側面図を示す。図
１において、光源１から出た光は、図１に示すようにガ
ラス等よりなる透明板４に対して斜めに進み、透明板４
に向かっていく。透明板４の上面には指などの被写体で
ある画像が乗っていて指紋の凹凸や画像で反射してい
く。この反射光は、反射の法則に従い入射光と同じ角度
で反射して進んでいく。この反射光がレンズ５を通って
イメージセンサ６に結像する。レンズ５の光軸は反射光
の方向とほぼ一致するようにレンズを配置する。この結
果反射光はほぼ１００％のレンズ５に入っていく。この
結像光をイメージセンサ６が感応して、イメージセンサ
６で画像を作り出す。レンズ５は筒状（円筒型）のレン
ズであり、たとえばセルフォックレンズと呼ばれてい
る。また等倍レンズでもある。その結果レンズ５を通っ
た光がそのままイメージセンサ６に反映される。

【０００９】図１から分るように、このモジュールを薄
くするためには、光源１から出る光の向きを透明板４に
対してできるだけ角度を小さくすれば良いことが分る。
しかし角度を小さくすれば幅が大きくなってしまう。ま
た逆に幅を小さくしようとすれば、光源１から出る光の
向きを透明板４に対してできるだけ角度を大きくすれば
良いことが分る。もちろんこの時はモジュールが厚くな
ってしまう。従って、所望の大きさにモジュールを作る
ように設計する必要がある。

【００１０】図２は本発明の指紋センサモジュールの正
面図を示す。正面図から分るようにこの面は指の大きさ
分が必要なので側面図より長くなる。イメージセンサ６
の長さは１０ｍｍ程度の長さとなる。それに応じて光源
１の長さも長く、レンズ５も円筒形の細いレンズの束と
なり長くつながっている。またイメージセンサ６も画像
情報に合せて長くなっている。

【００１１】図３は本発明の指紋センサモジュールの平
面図を示す。透明板４とレンズ５とイメージセンサ６が
この順に並んでいる。ライン型のイメージセンサ６はフ
ォトダイオードが１列に並んでいるセンサである。ある
いは２列以上のフォトダイオードが並んでいるものも使
われる。このセンサに最適な光が結像するようにレンズ
５が配置されている。さらにこのレンズ５に充分な光が
入るようにガラスの上面が設計されている。また、光源
１の光は、指紋の画像を取込みやすい光が望ましい。た
とえば、赤や赤外線、あるいは緑や青などの光となる。
白色光でも良い。光源１としては発光ダイオードを用い
てより小型化する方法もある。

【００１２】

【発明の効果】光源から出た光がガラス面に入射しガラ
ス面の上にある指紋等の画像で反射してレンズに入射し
ていく。反射光の方向とレンズの光軸がほぼ一致してい
るので、ほぼ１００％の画像情報がレンズの中に入りイ
メージセンサの上に結像し指紋等の画像情報をイメージ
センサに反映する。

【００１３】この結果機器をより小型にできコストの低
い指紋センサモジュールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の指紋センサモジュールの側面断面図で
ある。

【図２】本発明の指紋センサモジュールの正面断面図で
ある。

【図３】本発明の指紋センサモジュールの平面断面図で
ある。

【図４】従来の指紋センサモジュールの側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源 ４ 透明板 ５ レンズ ６ イメージセンサ ７ 支持ケース ２２ プリズム ２５ レンズ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AB01 GA03 GA04 GA08 GD01 GD03 GD04 GD05 HA23 5B047 AA25 BA02 BB02 BC01 BC05 5C024 BX00 CY47 EX01 EX22 EX42 5C051 AA01 BA02 DA03 DB22 DC04 5F089 AA10 AB01 AC07 AC10 AC16 AC30 CA03 CA06 DA08 DA13 DA17 EA01 EA08 EA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源と反対側面に読み込む
   被写体を載置し、前記光源から出た光が入射する透明板
   と、前記透明板の上に置かれた被写体の画像から反射し
   た光を、ガラスを通って入光するレンズと、前記レンズ
   を通った光が結像するイメージセンサとから構成された
   画像センサモジュール。
2. 【請求項２】 光源から出た光と光源から出た光が入射
   するガラスまたはプラスティックまたは透明材料とガラ
   スの上に置かれた画像から反射した光がガラスを通って
   入光する方向にレンズの光軸の方向がほぼ一致している
   請求項１記載の画像センサモジュール。
3. 【請求項３】 レンズは円筒型レンズである請求項２記
   載の画像センサモジュール。
4. 【請求項４】 レンズは円筒型レンズで等倍レンズであ
   る請求項３記載の画像センサモジュール。