JP2003308518A - 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を反射する凹面鏡と凹面
鏡から反射した光を受ける平面鏡と平面鏡から反射した
光が入射する透明板と透明板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。

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２６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４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４に照射することができる。透
明板４へ入射する入射光は透明板４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４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２４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２６のサイズ)が大きくなる。従って従来
は、レンズ２４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１３ｍｍ×１３ｍｍの大きさのイメージ
センサ６を必要とする。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２
４が必要となる。

【０００４】更に、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×１５
ｍｍ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。以上から、支持
ケース２６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、支持ケース２６の大きさは、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、透明板４、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。

【０００５】

【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
光が凹面鏡で反射させ、この反射光を鏡でさらに反射さ
せ透明板に入射する。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光ファイバを通してラインセ
ンサの表面に集光させる。凹面鏡は光源の直上にあり光
源の近くにある平面鏡でほぼ垂直に透明板に向かって光
が入っていく。従って透明板の上に置かれた画像で反射
してほぼ垂直に反射し光ファイバ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。

【０００６】

【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。

【０００７】図１、２及び３は、本発明の構造を示す。
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、支持ケース７内に設けられた光源１から出た光
は、光源１の直上付近に配置されて凹面鏡で反射して、
その直下付近に配置された平面鏡３に入射する。凹面鏡
２は、光源１からの光を受けるように支持ケース７を構
成する透明板４の下部に備えられている。そして、平面
鏡３は、凹面鏡２からの光を受ける領域のみを反射する
ように設けられている。

【０００８】光源１、凹面鏡２および平面鏡３は可能な
限り接近させて製造される。これはできるだけ光源から
出た光が垂直に近い形で入射させるためである。凹面鏡
２は光を充分集光させて平面鏡３に強い光を集めるため
に用いる。そのために光源１は凹面鏡２の焦点位置に配
置することが最も望ましい。その場合、光学の基本法則
に従い光源１から出た光は、凹面鏡２で反射して凹面鏡
に対して平行に進んでいく。この平行光線を平面鏡３で
受けて反射させ透明板４に向かっていく。この反射光線
をできるだけ垂直に近くなるようにする。

【０００９】透明板の上面には指がのっていて指紋の凹
凸で反射していく。この反射光ができるだけ垂直になる
ようにする。この光が光ファイバ５を通ってイメージセ
ンサ６に集光する。この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。光ファイバ５は
円柱状である。指紋で反射した光がすべてこの光ファイ
バ５を通るように配置される。光はそれぞれの反射にお
いてできるだけ垂直に近い形で入っていくので、光ファ
イバ５は透明板４の面に対して垂直に近い状態で配置さ
れている。

【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、光ファイバ５も円柱形の細いファイバ
の束となり長くつながっている。

【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。光源１、平面鏡３および光ファイバ５がこ
の順に並んでいる。

【００１２】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光ファイバ５が
配置されている。さらにこの光ファイバ５に充分な光が
入るように透明板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。光ファイバ５から出た光
が充分イメージセンサ６に照射するためには、光ファイ
バ５の先端がイメージセンサ６に近接しているか、接し
ていることが望ましい。そのため光ファイバ５とイメー
ジセンサ６を接着剤８で接着することが最も良い。

【００１３】

【発明の効果】光源から出た光を凹面鏡で集光するの
で、より強い光が凹面鏡で反射されて平面鏡に入射す
る。その光がより垂直に近い角度で反射していくので透
明板面に垂直に近い角度で透明板面の上にある指紋等の
画像で反射してより垂直に近い角度で光ファイバに入射
していく。この結果ほぼ１００％の画像情報が光ファイ
バ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。この結果機器をより
小型にできコストの低い指紋モジュールセンサを得るこ
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構造を示す側
面断面図である。

【図２】本発明の指紋センサモジュールの構造を示す正
面断面図である。

【図３】本発明の指紋センサモジュールの構造を示す平
面断面図である。

【図４】従来の指紋センサモジュールの構造を示す側面
断面図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 反射鏡 ３ 平面鏡 ４ 透明板 ５ ファイバ ６ イメージセンサ ７ 支持ケース ８ 接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源からの光を受ける凹面
   鏡と、前記凹面鏡からの光を反射する平面鏡と、画像検
   出される被検出体を密着させて載置し、かつ前記平面鏡
   からの光を反射する透明板と、光ファイバを介して前記
   透明材料で反射された光を検出するメージセンサとより
   構成されることを特徴とする画像センサモジュール。
2. 【請求項２】 前記光源は前記凹面鏡の焦点位置に配置
   されている請求項１記載の画像センサモジュール。
3. 【請求項３】 前記光ファイバは前記イメージセンサと
   近接している請求項１記載の請求項１記載の画像センサ
   モジュール。
4. 【請求項４】 前記光ファイバは前記イメージセンサと
   透明接着剤で固定されている請求項３記載の画像センサ
   モジュール。