JP2003308519A - 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。
光源を凹面鏡の焦点に配置する。これを受ける平面鏡
を設置する。

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。図
４は従来の指紋センサモジュールの構造を示す。すなわ
ち図４に矢印で示すように、光源１から出た光がプリズ
ム２２を通してガラス４に入射する。入射光はガラス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、ガラス４を通ってプリズム２２で整光してレンズ
２４に入る。レンズ２４に入った反射光は集光してイメ
ージセンサ６に結像する。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
画像を描く。

【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４、レンズ２
４、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
光が凹面鏡で反射させ、この反射光を鏡でさらに反射さ
せガラスに入射する。この入射光はガラス上にある指紋
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。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ガラスに向かって光が入
っていく。従ってガラスの上に置かれた画像で反射して
ほぼ垂直に反射し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に、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、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。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１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。

【０００９】この反射光線をできるだけ垂直に近くなる
ようにする。透明板４は、ガラス、透明プラスチックよ
りなる。透明板４の上面には被写体である指がのってい
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。この光がレンズ５を通ってイメ
ージセンサ６に結像する。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は円柱状のレンズであり、たとえばセルフォックレ
ンズと呼ばれている。指紋で反射した光がすべてこのレ
ンズ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、レン
ズ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。つまり、セルフォックレンズは指向性の強いレ
ンズであり、一定の軸のみの光を通過させることができ
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。

【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およびレンズ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。

【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ガ
ラス面に垂直に近い角度でガラス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レンズに入射して
いく。この結果ほぼ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。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正面図で
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構造を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 凹面鏡 ３ 平面鏡 ４ 透明板 ５ レンズ４ レンズ ６ イメージセンサ ７ 支持ケース ２２ プリズム ２４ レンズ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 CC00 FF04 JJ02 JJ25 LL10 LL12 LL19 UU07 2H087 KA03 TA01 TA04 5B047 AA25 BC05 BC09 BC11 5F089 BA05 BB03 BC07 BC15 BC24 BC30 CA20 GA01 GA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源から出た光を反射する
   凹面鏡と、前記凹面鏡で反射された光を反射する平面鏡
   と、前記平面鏡で反射した光が入射する透明材料よりな
   る透明板と、前記透明板上に置かれた被写体から反射し
   た光が前記透明板を通過するレンズと,前記レンズを通
   った光を検出するイメージセンサとから構成されること
   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】 前記レンズは円柱型レンズである請求項
   ２記載の画像センサモジュール。