JP2003513314A

JP2003513314A - 対物レンズ系

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Publication number: JP2003513314A
Application number: JP2001534071A
Authority: JP
Inventors: ペーテルカルロー，
Original assignee: ガードウェアシステムズインフォルマティカイカーエフテー
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2003-04-08
Also published as: HU9903937D0; AU1790400A; US6934089B1; WO2001031563A1; EP1147480A1; HUP9903937A2; HU223726B1

Abstract

(57)【要約】【課題】特に指紋読取り装置に用いる対物レンズ系を提供する。【解決手段】このレンズ系(２)は、物体から到着する光ビームを概してテレセントリックに案内する集光レンズとして形成された第一レンズ(８)、中心を有し第一レンズ(８)の焦点の近くに配置された開口絞り(９)、第一レンズ(８)と開口絞り(９)の間に配置され開口絞り(９)に並置された補正用第二レンズ(10)、および集光レンズとして形成されかつ開口絞り(９)の傍で第二レンズ(10)と反対の側に配置された補正用第三レンズ(11)を備えている。第二レンズ(10)は、第一レンズ(８)に対面する球面(S₃)を有する集光レンズであり、球面(S₃)の曲率中心は、開口絞り(９)の中心(Ｐ)から、面(S₃)の曲率半径の１５％より短い距離をおいて位置し、そして開口絞り(９)は、第一レンズ(８)の焦点から、第一レンズ(８)の焦点距離の２５％より短い距離をおいて配置されている。

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、対物レンズ系に関し、とりわけ指紋読取り装置に用いる対物レン
ズ系に関する。

【０００２】

【従来の技術】

指紋に基づいて身元を確認する用途が広がっているので、指紋読取り装置、特
にそれの対物レンズ系に対する必要条件は多種多様である。そのような対物レン
ズを簡単にかつ低コストで生産することが望まれる。そのうえに、指紋の光画像
は、利用される画像検出器の物理的解像度に対応する画質で、対物レンズ系によ
って、画像検出器に投影されなければならない。低コスト生産の面から、その対
物レンズ系は、指紋面域の各種の大きさに簡単に適応できることが望ましく、そ
の指紋面域の大きさは、基本的に、指紋読取り装置の大きさで限定されるスペー
スと、指紋識別の望ましい信頼度によって決まる。

【０００３】指紋読取り装置において、それ自体周知の全反射プリズムが、一般に、指紋を
物体（対象物）として表示するのに使用されるが、物体の画像形成は、対物レン
ズ系を用いて、テレセントリック光路、中心光路または無限焦点光路の画像形成
によって実施される。

【０００４】例えば、欧州特許出願公開第０３０８１６２Ａ２号に、指紋画像形成光学系が
記載されている。この公知の光学系では、大きさが１９ｍｍ×１９ｍｍの指紋面
域に現れる指紋の画像が、ディストーション(歪曲)を減らす補正プリズム、二つ
の非球面レンズからなるレンズ系、および前記レンズ系の後に配置された開口絞
りを通って、画像検出器にテレセントリックに投影される。上記光学系には上記
配置の装置が使用されるので、その光学系は非常に長い光路を必要とするから、
全体の寸法が大きくなる。これを避けるため、一層容認できる大きさの光学系を
保証するため、光路に補助ミラーが配置される。この光学系がつくる画像は、補
償プリズムを利用しているため、ディストーションが制限された容認できる画質
の画像である。

【０００５】米国特許第５，７６４，３４７号には、光学画像形成システムが記載されてお
り、そのシステムでは、特別の光射出面を形成された全反射プリズムから射出さ
れる光ビームが、三つまたは四つの球面レンズからなる光学ユニットによって、
光軸から距離をおいて配置された画像面に画像を形成する。この画像形成システ
ムでは、指紋面域が２５ｍｍ×２５ｍｍの大きさである。この公知の光学画像形
成システムでは、中心光路画像形成法を利用して、比較的高い画質の画像形成が
、適度のディストーションで達成される。しかし、そのプリズムが特別に設計さ
れたものであり、かつ光学的素子の配列が特別なものなので、この光学系の製造
コストは高くなる。

【０００６】日本国特許第８３３４６９１号には、概してディストーションのない無限
焦点画像形成法が記載されており、その指紋面域は約２０ｍｍ×３０ｍｍの大き
さであり、かつ対物レンズ系は２対の球面レンズとそれらの間に位置する開口絞
りで構成されている。この設計は、複雑であるため比較的高価である。日本国特
許第１０２６９３４４号に記載されている指紋読取り装置には、ピンホール
の開口絞りを有する対物レンズが使用されて、中程度の画質が得られ、そして二
つのレンズからなる対物レンズ系が無限焦点の画像を形成するために使用されて
いる。これら光学系に共通する欠点は、無限焦点画像形成法を使用するため、全
体の寸法を大きくすることが必要なので不利であるということである。

【０００７】米国特許第５，９００，９９３号には、指紋を読み取る光学系が記載され、そ
の対物レンズ系は、指紋面域から到着する光ビームをテレセントリックに案内す
る第一レンズ、その第一レンズの焦点に配置された直径が比較的大きい開口絞り
、およびその開口絞りの両側に配置されたレンズからなる補正レンズ系を備えて
いる。前期補正用のレンズ系は、開口絞りが比較的大きいためにもたらされる画
像形成上の欠点を減らすため、比較的複雑なやり方で形成される。この明細書に
開示される実施態様の補正レンズ系は、図４に示す実施態様、すなわち専ら球面
を有するレンズが使用されているがその補正レンズ系が三個のレンズで構想され
ている実施態様を除いて、開口絞りの各側に配置された、少なくとも一つの非球
面を有する一つのレンズで基本的に構成されている。開口絞りの第一レンズに対
面する側に配置されたレンズは、分散レンズであり、他のレンズが起こした像面
湾曲を補正するのに主として使用される。このテレセントリック画像形成法は、
光路を比較的短くすることができるが、非球面レンズおよび三個のレンズからな
る補正レンズ系を使用しているので、これら光学系の製造コストは高くなる。

【０００８】上記対物レンズ系のその外の共通する欠点は、各種の大きさの指紋面域を有す
る系の場合、これらの系が、均一な光学的ブロック(optical block)に基づいた
製品範囲(product range)を提供できないので、比較的有利な価格で製造するこ
とができないということである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】

この発明の目的は、対物レンズ系を創り出すことであり、特に、各種の大きさ
の指紋面域を有する製品範囲の指紋読取り装置のための対物レンズ系であって、
上述した欠点を除き、融通性を持ってかつ抵コストで製造することができ、そし
てさらに、利用される画像検出器の物理的解像度に非常に近い画質とディストー
ションの画像を生成することができる、対物レンズ系を創り出すことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

したがって、この発明は、特に、指紋読取り装置用の対物レンズ系であり、そ
のレンズ系は、物体から到達する光ビームを概してテレセントリックに案内する
集光レンズとして形成された第一レンズと、中心を有しかつ前記第一レンズの焦
点の近くに配置されている開口絞りと、前記第一レンズと前記開口絞りの間に配
置されかつ開口絞りに並置された補正用の第二レンズと、集光レンズとして形成
されてかつ開口絞りの傍で前記第二レンズと反対の側に配置された補正用の第三
レンズとを備えている。この発明によれば、第二レンズは、第一レンズに対面す
る球面を有する集光レンズであり、その球面の曲率中心は、前記開口絞りの中心
から、その球面の曲率半径の１５％より短い距離の位置にあり、そして前記開口
絞りは、第一レンズの焦点から、第一レンズの焦点距離の２５％より短い距離の
位置に配置されている。

【００１１】補正用第二レンズは、開口絞りの中心と準同心的に第一レンズに対面する面を
有する集光レンズであるので、この面に入って、開口絞りの方に進行する光ビー
ムが、小さい角度で屈折するにすぎないから、このレンズが起こす画像形成誤差
は実質的に減らすことができる。その結果、球面を有するレンズを対物レンズ系
に使用することができる。画質を改善する補正用の第二レンズと第三レンズを使
用しているため、物体（対象物）の画像形成は厳密にはテレセントリックではな
いので、第一レンズは、上記公知の手法とは対照的に、いわゆる準テレセントリ
ックな光路を有するレンズである。したがって、与えられた条件下で最適の画質
を達成するため、開口絞りは、第一レンズの焦点の位置に配置すべきではなく、
利用される光学的部品に応じて、第一レンズの焦点距離の±２５％の範囲内に配
置される。この要領で、この発明による対物レンズ系を設計することによって、
指紋は、実際には使用されない指紋面域の隅の狭い領域から離れて、例えばＣＭ
ＯＳ画像センサ上に、無視できるディストーションでかつ回折が制限された画質
で画像を形成することができる。

【００１２】この発明の好ましい実施態様によれば、集光レンズとして形成されている第一
、第二および第三のレンズの焦点距離ｆ₁、ｆ₂およびｆ₃は、関係式ｆ₁＞ｆ₃＞
ｆ₂を満たしている。

【００１３】この発明の対物レンズ系の特に有利な実施態様は、開口絞り、第二レンズおよ
び第三レンズが物体の大きさに依存しない別個のユニットとして形成され、そし
て第一レンズが物体の大きさに依存する焦点距離を有する整合レンズとして形成
されていることを特徴としている。このことによって、この発明の対物レンズ系
は、指紋面域の大きさが異なる指紋読取り装置ファミリ製品の範囲に使用できる
ようになる。指紋面域の異なる大きさに依存せずに一様なブロックとして形成さ
れた前記の別ユニットは、指紋読取り装置ファミリ製品の範囲に使用する対物レ
ンズ系の製造コストを減少させる。

【００１４】この発明による対物レンズ系は、第一レンズが平凹レンズでかつ第三レンズが
凸平レンズの場合、一層低いコストでかつより生産的な方式で製造することがで
きる。この文脈において、凸平レンズは、光ビームの方向に、凸形の第一面と平
らな第二面を有するレンズを意味する。第二レンズとしては、開口絞りの方に向
かって湾曲するメニスカス形レンズが好ましい。第一の平凹レンズは、指紋読取
り装置に一般に使用される全反射プリズムの光射出面に接合することができるの
で、この対物レンズ系の取付けが簡単になる。

【００１５】第一レンズ、第二レンズおよび第三レンズが球面で形成されていると、特に有
利である。この発明による対物レンズ系は、この種のレンズの応用を可能にし、
ガラスレンズを使用できるから、小バッチの場合、対物レンズ系の製造コストを
実質的に下げる。生産バッチが大きい場合、プラスチックレンズを使用すると、
成形型のコストがかなりな金額であるにも拘わらず、レンズはより低コストで製
造できるので、一層費用効率が高い。これらプラスチックレンズは、画質をさら
に改善する面で有利な非球面で形成することもできるが、この発明による対物レ
ンズ系は、すでに、指紋読取り装置に使用するのに好ましいＣＭＯＳ画像センサ
の８×８μｍの解像度を達成しているので、非球面を有するレンズの利用が絶対
的に必要ではない。

【００１６】第一、第二および第三のレンズの少なくとも一つは、好ましくは、互いに接合
された二つのレンズ部分からなって、その二つのレンズ部分が異なる分散性(dis
persion)を有する材料で製造される。

【００１７】対物レンズ系の全体の大きさを小さくすることが望ましい場合、第一レンズと
第二レンズの間に存在する対物レンズ系最大の空間に、光ビームの方向を変える
ミラーまたはプリズムを配置することができる。

【００１８】この発明の対物レンズ系で画像を形成される物体（対象）は、好ましくは、プ
リズムの全反射面の指紋面域上の指の指紋である。この場合、第一レンズは、好
ましくは、プリズムの光射出面に接合される。この対物レンズ系の好ましい実施
態様は、指紋面域上に現れる指紋の画像をＣＭＯＳ画像センサ上にに投影する。

【００１９】

【発明の実施の形態】

この発明を、図面で示す好ましい実施態様に基づいて以下に説明する。

【００２０】図１に、指紋画像形成装置１とＣＭＯＳ画像センサ４の間に配置された対物レ
ンズ系２を示す。

【００２１】指紋画像形成装置１は、それ自体公知のプリズム６を備え、その全反射面が指
紋面域７を成し、その面域上にそこに接触する指の指紋が現れる。指紋面域７は
、プリズム６の光入射面を通して、好ましくは一つ以上のＬＥＤダイオードによ
って行われる照明５でもって照明され、その照明は、波長範囲が狭く、例えば半
価幅が２０〜４０ｎｍの６６０ｎｍの波長である。指が指紋面域７と接触する場
所で、照明５の光が指に吸収される。しかし、指が指紋面域７と接触していない
場所からは、照明５の光ビームが全て反射され、その光ビームは、プリズム６の
光射出面を通して射出し、次いで、この発明の対物レンズ系２によって、画像セ
ンサ４上に画像を形成する。プリズム６は、屈折率がｎ₆の材料で製造されてい
て、指紋面域７は、点線で示した光軸と角δをなしている。

【００２２】指紋読取り装置の大きさによって限定される空間、および望ましい指紋識別信
頼度に応じて、異なる大きさの指紋面域７を適用することができる。例えば、指
紋面域７は、大きさを２０ｍｍ×２０ｍｍ、２０ｍｍ×２５ｍｍまたは２５ｍｍ
×３０ｍｍとすることができ、それぞれ前の数字が指紋面域７の幅である。

【００２３】図示されている好ましい対物レンズ系２は、準テレセントリック光路を有しか
つ指紋面域７の大きさに応じて決まる大きさと焦点距離を有する第一レンズ８を
備え、その第一レンズ８の開口絞りは、この発明による対物レンズ系２の開口絞
り９である。さらに、この発明の対物レンズ系２は、別ユニット３を備え、別ユ
ニット３には、開口絞り９と、その両側に補正用第二レンズ１０と補正用第三レ
ンズ１１が配置されている。

【００２４】上記のように、準テレセントリック光路を有しかつ屈折率がｎ₁である第一レ
ンズ８は、焦点距離がｆ₁ であり、その焦点距離は、指紋面域７の大きさに応じ
て選択される。レンズ８は、厚みがｄ₁で、曲率半径がそれぞれＲ₁とＲ₂である
球面Ｓ₁とＳ₂で形成されている。指紋面域７の諸ポイントから入る光ビームは、
非常によい近似でテレセントリックであるが、厳密な意味ではテレセントリック
ではなく、レンズ８を通って進行して、次いでレンズ８から準テレセントリック
な具合に３°までの拡がり角で射出する。第一レンズ８の第一面Ｓ₁は、好まし
くは半径無限大の球面、すなわち平坦面であるから、プリズム６の光射出面に接
合することによって取り付けることができる。３種の異なる大きさの指紋面域に
ついて、表１に、プリズム６の重要な特徴とともに、準テレセントリック光路お
よびレンズ８と補正用第二レンズ１０の間に空間ｅ₂の大きさを有する第一レン
ズ８の可能な実施態様を示す。この表から、指紋面域７の大きさに応じて、第一
レンズ８の焦点距離のみならず、空間ｅ₂ の大きさも変えなければならないこと
が分かる。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記のように、この発明による対物レンズ系２の別ユニット３には、第二およ
び第三レンズ１０および１１、並びにこれらレンズの間に開口絞り９が配置され
ている。この発明による準テレセントリック光路のために、開口絞り９は第一レ
ンズ８の焦点の位置に配置されず、その焦点から第一レンズ８の焦点距離の２５
％より短い距離の位置に配置される。第二レンズ１０は、開口絞り９の方に湾曲
するメニスカス形集光レンズであり、そして第三レンズ１１は、凸平形の集光レ
ンズである。ブロック３は、各種指紋面域の大きさの大きさに拘わらず、機械的
に一体化された方式で一様に製造することができる。前記メニスカス形の補正用
レンズ１０は、焦点距離がｆ₂で屈折率がｎ₂であり、厚みがｄ３で、曲率半径が
それぞれＲ₃とＲ₄の球面Ｓ₃とＳ₄で形成されている。レンズ１０の面Ｓ₃の曲率
中心は、開口絞り９の中心Ｐのごく近くに位置しており、その中心Ｐからの距離
は、面Ｓ₃の曲率半径の１５％より短い。このようにして、第一レンズ８に対面
する面Ｓ₃は、開口絞り９の中心Ｐと準同心である。この設計によって、レンズ
１０が起こす画像形成誤差は、最小限にすることができる。というのは、面Ｓ₃
を通って入り開口絞り９の方へ進行する光ビームは、小さい角度で屈折するだけ
だからである。

【００２７】直径Ｄの開口絞り９が、レンズ１０の後側面Ｓ₄の前側のポイントから距離ｂ
をとって配置されている。間に入っている開口絞り９によって、レンズ１０は、
空間ｅ₄によって凸平形の補正用第三レンズ１１から分離されている。レンズ１
１は、焦点距離がｆ₃で屈折率がｎ₃であり、厚みがｄ₅で、曲率半径がそれぞれ
Ｒ₅とＲ₆である球面Ｓ₅とＳ₆で形成されている。半径Ｒ₆の値は、好ましくは無
限大であり、すなわちレンズ１１の後側面Ｓ₆は、平坦な面である。光軸に対し
て直角の平面と角δ’をなしているＣＭＯＳ画像センサ４の検出面は、レンズ１
１の後側面Ｓ₆から、光軸に沿って距離ｓ’の所にある。

【００２８】プリズム６の角δとＣＭＯＳ画像センサ４の検出面の角δ’は、指紋面域７と
前記検出面を延長することによって得られる平面が、開口絞り９の平面内で実際
上互いに交差するように選択されなければならないということは、当該技術分野
で公知である。このようにして、指紋面域７の画像を形成することによって得ら
れる画像の質は、最適になる。図示されている実施態様の場合、δ≒４５°およ
びδ′≒６…９°である。

【００２９】この発明の好ましい実施態様による、集光レンズを有する対物レンス系２にお
いて、準テレセントリック光路を有する第一レンズ８の焦点距離ｆ₁、補正用第
二レンズ１０の焦点距離ｆ₂および補正用第三レンズ１１の焦点距離ｆ₃は、ｆ₁
＞ｆ₃＞ｆ₂という関係式を満たしている。

【００３０】この発明による対物レンズ系２において指紋面域の異なる大きさの如何に拘わ
らず一様なブロックとして、同一の方式で形成される別ユニット３の二つの可能
な実施態様は、表２に示す構造的諸元で特徴付けられる。

【００３１】

【表２】

【００３２】三つの異なる指紋面域の大きさに対応して表１に示された３種の実施態様は、
例えば、表２に示す別ユニット３の実施態様Ｉ．と組み合わすことができる。こ
の組合せから得られるこの発明の対物レンズ系２の３種の実施態様では、開口絞
り９は、第一レンズ８の焦点に位置しておらず、その焦点から、レンズ８の焦点
距離ｆ₁の２５％より短い距離の所に位置している。これら三つの実施態様につ
いて、面Ｓ₃の曲率中心が、開口絞り９の中心から、面Ｓ₃の曲率半径の１５％よ
り短い距離の所にあるということが、さらに当てはまる。レンズ８の焦点からの
開口絞り９の位置のずれ、および開口絞り９の中心Ｐからの面Ｓ₃の曲率中心の
位置のずれを、それぞれ、第一レンズ８の焦点距離ｆ₁の百分率および表面Ｓ₃の
曲率半径の百分率で、下記表３に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】表１と２に示すレンズの屈折率の値が同一であるということは、この発明の対
物レンズ系２のレンズ８、１０および１１が、屈折率ｎ＝１．５９の光学ガラス
、例えばＳＣＨＯＴＴが製造している光学ガラスＳＫ、レンズを製造するため広
く使用され同じ屈折率を有するポリスチレンで交換可能に製造可能であり、また
は波長範囲がより広い照明５の場合、異なる分散性を有しかつ画像形成の色補整
を保証する材料製のレンズ部品でできた接合設計で製造できることを保証してい
る。

【００３５】レンズ８、１０および１１、特に、別ユニット３に一体化された補正用の第二
レンズおよび第三レンズ１０および１１が非球面を有している実施態様を設計す
ることによって、開口絞りの直径を増大することができ、このようにして、画質
をさらに改善することができる。非球面を適用することは、より小さい画素サイ
ズのＣＭＯＳ画像センサが市場に出現し使用されていることで、正当であること
が証明される。指紋読取り装置に、解像度が４〜５μｍのＣＣＤ画像検出器を応
用すると、非球面を有するレンズをこの発明の対物レンズ系中に組み込むことは
有用である。しかし、ＣＣＤ画像検出器を使用すると、多数の追加電子部品を組
み込むことが必要となり、これは製造コストを増やす。

【００３６】表１の最後の列に記載の空間ｅ₂には、必要であれば、光ビームの方向を変え
るミラーまたはプリズムを挿入することができる。そのような実施態様を図２に
示し、そこでは、アルミニウム層１３で形成された反射面を有するガラスシート
１２が、第一レンズ８によって準テレセントリックに投影される光ビームがアル
ミニウム層１３の反射面によって反射されるように空間ｅ₂内に配置され、そし
てその光ビームは、図２に示すようにプリズム６の下方に配置された別ユニット
３によってＣＭＯＳ画像センサ４に画像を形成する。この設計によって、この発
明による対物レンズ系２の全体の寸法は、必要に応じてそれぞれ改変または小さ
くすることができる。採用随意であるが、指紋読取り装置の機械設計の面から望
ましい場合は、光ビームの方向を変える二つ以上のミラーまたはプリズムを空間
ｅ₂内に配置してもよい。図２に示す実施態様では、第一レンズ８は、その平坦
面Ｓ₁がプリズム６の光射出面に接合されている。

【００３７】

【発明の効果】

この発明による対物レンズ系は、異なる大きさの指紋面域を有する指紋読取り
装置ファミリーの製品範囲を製造するために使用するのに特に好ましい。という
のは、各種の指紋読取り装置において、準テレセントリック光路を有する第一レ
ンズだけが指紋面域の大きさと整合されなければならないだけで、別ユニットの
方は変えないままにしておくことができるからである。その結果、低コストの生
産を達成することができる。さらなる利点は、この発明による対物レンズ系の三
つの球面レンズの全部が、その生産バッチに応じてガラスまたはプラスチックの
どちらででも製造することができ、そして追加のコスト節約の特徴がこの対物レ
ンズ系の第一のおよび最後の平坦面によって代表され、この平坦面によって、準
テレセントリック光路を有するレンズをプリズムに接合することが可能になり、
その結果、取り付け工程が簡単になることである。

【００３８】この発明による対物レンズ系を使用すると、実際には利用されることがない指
紋面域の隅の狭い領域はさておき、開口数ＮＡ＝０．０７に対応して、ディスト
ーションが１％以下で、空間情報密度（spatial information density）が５０
０ｄｐｉである、回析の制限された画像を、ＣＭＯＳ画像センサ上に作り出すこ
とができる。このことの全ては、満たすべき生産および取付けの許容差が厳格す
ぎず、単に対物レンズ系のコスト効率的な生産が可能であるという具合で達成さ
れる。

【００３９】この発明による対物レンズ系は、指紋読取り装置に使用できるだけでなく、平
坦面上への物体の画像形成が高い正確さで必要な全てのシステムに使用できる。
そのような装置としては、例えば、材料を機械加工する際に使用される輪郭投影
機(profile projector)があり、機械加工される物体の輪郭(profile)をスクリー
ンに投影する。材料機械加工機のスクリーン利用制御は、より正確な輪郭の成形
を可能にする。この場合、もちろん、スクリーンは、指紋読取り装置に使用され
る画像センサよりも、対物レンズ系から遠い距離の所に配置される。

【００４０】

【付言】

上記開示は、単に例示にすぎず、前記請求項によって定義されるこの発明の範
囲内で種々の他の代替物、適応物および変形ができることは、この技術分野の当
業技術者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】指紋読取り装置用のこの発明による対物レンズシステムの模式図
であり、全反射プリズムおよび画像検出器とともに示す。

【図２】この発明による対物レンズシステムの他の実施態様を示し、対物
レンズシステムの最大空間に光ビームの方向を変えるミラーが配置されている。

【符号の説明】１…指紋画像形成装置、２…対物レンズ系、３…別ユニット
、４…画像センサ、６…プリズム、７…指紋面域、８…第一レンズ、９…開口絞
り、１０…第二レンズ、１１…第三レンズ、１２＋１３…ミラー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷＦターム(参考） 2F065 AA56 BB05 CC16 GG07 GG22 JJ03 JJ26 LL04 LL30 LL46 LL59 2H087 KA00 PA03 PA17 PB03 QA13 QA21 QA25 QA33 QA41 QA45 RA32 RA41 TA01 TA03 UA01 5B047 AA25 BC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体から到着する光ビームを概してテレセントリックに案内す
る集光レンズとして形成された第一レンズと、中心を有しかつ前記第一レンズの焦点の近くに配置されている開口絞りと、前記第一レンズと前記開口絞りの間に配置されかつ前記開口絞りに並置された
補正用の第二レンズと、集光レンズとして形成されかつ前記開口絞りの傍で前記第二レンズと反対の側
に配置された補正用の第三レンズとを備えてなる、特に指紋読取り装置用の対物レンズ系であって、前記第二レンズ(10)は、前記第一レンズ(8)に対面する球面(S₃)を有する集光
レンズであり、前記面(S₃)の曲率中心は、前記開口絞り(9)の中心(P)から、前記
面(S₃)の曲率半径の１５％より短い距離をおいて位置し、そして前記開口絞り(9
)は、前記第一レンズ(8)の焦点から、前記第一レンズ(8)の焦点距離の２５％よ
り短い距離をおいて配置されていることを特徴とする対物レンズ系。
【請求項２】請求項１に記載の対物レンズ系であって、前記第一、第二および第三のレンズ(8,10,11)の焦点距離ｆ₁、ｆ₂およびｆ₃が
ｆ₁＞ｆ₃＞ｆ₂の関係を満たすことを特徴とするもの。
【請求項３】請求項１または２に記載の対物レンズ系であって、前記開口絞り(9)、前記第二レンズ(10)および前記第三レンズ(11)が、物体の
大きさに依存せずに、別ユニット(3)として形成され、そして前記第一レンズ(8)
が、物体の大きさに依存する焦点距離を有する整合レンズとして形成されている
ことを特徴とするもの。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一つに記載の対物レンズ系であって、前記第一レンズ(8)が平凹レンズであり、前記第三レンズ(11)が凸平レンズで
あり、そして前記第二レンズ(10)が前記開口絞り(9)の方に向いて湾曲している
メニスカス形のレンズであることを特徴とするもの。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか一つに記載の対物レンズ系であって、前記第一レンズ(8)、前記第二レンズ(10)および前記第三レンズ(11)が、球面(
S₁,S₂;S₃,S₄;S₅,S₆)で形成されていることを特徴とするもの。
【請求項６】請求項１〜４のいずれか一つに記載の対物レンズ系であって、前記第一レンズ(8)、前記第二レンズ(10)および前記第三レンズ(11)が少なく
とも一つの非球面をもっていることを特徴とするもの。
【請求項７】請求項５または６に記載の対物レンズ系であって、前記第一レンズ、前記第二レンズおよび前記第三レンズ(11)がガラス製である
ことを特徴とするもの。
【請求項８】請求項５または６に記載の対物レンズ系であって、前記第一、第二および第三のレンズ(8,10,11)のうち少なくとも一つがプラス
チック製であることを特徴とするもの。
【請求項９】請求項５または６に記載の対物レンズ系であって、前記第一、第二および第三のレンズ(8,10,11)のうち少なくとも一つが、互い
に接合された二つのレンズ部分からなり、その二つのレンズ部分が異なる分散性
を有する材料製であることを特徴とするもの。
【請求項１０】請求項１に記載の対物レンズ系であって、さらに、前記第一レンズ(8)と前記第二レンズ(10)の間の空間(e₂)内に配置さ
れて、光ビームの方向を変えるミラーまたは第一プリズムを備えてなることを特徴とするもの。
【請求項１１】請求項１に記載の対物レンズ系であって、前記物体が、第二のプリズム(6)の全反射面の指紋面域(7)上の指の指紋である
ことを特徴とするもの。
【請求項１２】請求項１１に記載の対物レンズ系であって、前記第一レンズ(8)が平凹レンズであり、前記第二プリズム(6)の光射出面に接
合されていることを特徴とするもの。
【請求項１３】請求項１１に記載の対物レンズ系であって、前記指紋面域(7)上の指紋を画像センサ(4)上に投影することを特徴とするもの。
【請求項１４】請求項１３に記載の対物レンズ系であって、前記画像センサ(4)がＣＭＯＳ画像センサであることを特徴とするもの。