JP2579375B2 - Fingerprint input device - Google Patents

Fingerprint input device

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JP2579375B2
JP2579375B2 JP2055666A JP5566690A JP2579375B2 JP 2579375 B2 JP2579375 B2 JP 2579375B2 JP 2055666 A JP2055666 A JP 2055666A JP 5566690 A JP5566690 A JP 5566690A JP 2579375 B2 JP2579375 B2 JP 2579375B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、指紋照合又は指紋識別等に使用する指紋入
力装置に関する。
The present invention relates to a fingerprint input device used for fingerprint collation or fingerprint identification.

[従来の技術] 指紋入力を行う従来の装置として、第13図に示す如き
プリズムを用いて指紋の画像を直接的に取り込むものが
ある。
[Prior Art] As a conventional apparatus for performing fingerprint input, there is an apparatus that directly captures a fingerprint image by using a prism as shown in FIG.

同図において、10は直角2等辺三角形を断面を有する
プリズムであり、その直角の頂辺と対向する底面10aに
指紋パターンを入力すべき指11が押し付けられる。この
底面10aに対して45度の入射角で光源12から光が照射さ
れ、指11の指紋の凹凸による反射画像を底面10aに対し
て45度の角度で設けた撮像デバイス13で取り込み、電気
信号に変換するように構成している。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a prism having a cross section of a right-angled isosceles triangle, and a finger 11 for inputting a fingerprint pattern is pressed against a bottom surface 10a facing the right-angled top side. Light is emitted from the light source 12 at an incident angle of 45 degrees with respect to the bottom surface 10a, and a reflection image due to the unevenness of the fingerprint of the finger 11 is captured by an imaging device 13 provided at an angle of 45 degrees with respect to the bottom surface 10a. It is configured to convert to.

第14図は、プリズムを用いて指紋の画像を直接的に取
り込む他の従来の指紋入力装置を示している。
FIG. 14 shows another conventional fingerprint input device that directly captures a fingerprint image using a prism.

同図において、20は直角2等辺三角形の断面を有する
プリズムであり、その直角の頂辺と対向する底面20aに
指紋パターンを入力すべき指21が押し付けられる。この
底面20aに対して全反射の臨界角以上の大きな入射角と
なるように光源22から光が照射される。これにより、指
紋の凹凸とプリズム20とが接触している部分で乱反射が
生じ、その光が光源22と同じ側の底面20aにより近い位
置に設けられた撮像デバイス23で取り込み、電気信号に
変換する。また、指紋の凹凸とプリズム20とが接触して
ない部分では光は乱反射せず全反射して面20bから外部
に出射する。
In the figure, reference numeral 20 denotes a prism having a right-angled isosceles triangular cross section, and a finger 21 for inputting a fingerprint pattern is pressed against a bottom surface 20a facing the right-angled top side. Light is radiated from the light source 22 to the bottom surface 20a so that the incident angle is larger than the critical angle of total reflection. As a result, irregular reflection occurs at a portion where the irregularities of the fingerprint and the prism 20 are in contact with each other, and the light is captured by an imaging device 23 provided at a position closer to the bottom surface 20a on the same side as the light source 22, and is converted into an electric signal. . Further, in a portion where the irregularities of the fingerprint and the prism 20 are not in contact, the light is not totally reflected but totally reflected and exits from the surface 20b to the outside.

第15図は、従来のさらに他の指紋入力装置を示してい
る。
FIG. 15 shows another conventional fingerprint input device.

同図において、30は例えばガラス板からなる導光板で
あり、その一方の面30aの一部に指紋パターンを入力す
べき指31が押し付けられる。指31が押し付けられた部分
にレーザ光源32からコヒーレントなレーザ光を照射す
る。これにより、指紋の凹凸と導光板30とが接触してい
る部分で乱反射が生じ、この乱反射による光が導光板30
内を伝搬して導光板30の離れた位置に取着されたホログ
ラム33に印加される。その結果、このホログラム33の作
用により導光板30から乱反射による光が取り出され、撮
像デバイス34に入射せしめられて電気信号に変換され
る。指紋の凹凸と導光板30とが接触していない部分では
レーザ光が導光板30の外部に出射され指紋の凹部で反射
されて再び導光板30に入射される。しかしながら、この
光35は導光板30の反対側の面30bから再度外部に出射さ
れてしまい、ホログラム33の部分に到達することはな
い。
In the figure, reference numeral 30 denotes a light guide plate made of, for example, a glass plate, and a finger 31 for inputting a fingerprint pattern is pressed against a part of one surface 30a. A portion where the finger 31 is pressed is irradiated with a coherent laser beam from the laser light source 32. As a result, irregular reflection occurs at a portion where the unevenness of the fingerprint and the light guide plate 30 are in contact, and light due to the irregular reflection is generated by the light guide plate 30.
The light propagates through the inside and is applied to the hologram 33 attached at a position away from the light guide plate 30. As a result, light due to irregular reflection is extracted from the light guide plate 30 by the action of the hologram 33, is incident on the imaging device 34, and is converted into an electric signal. In a portion where the unevenness of the fingerprint and the light guide plate 30 are not in contact, the laser light is emitted to the outside of the light guide plate 30, reflected by the concave portion of the fingerprint, and again enters the light guide plate 30. However, this light 35 is again emitted to the outside from the surface 30b on the opposite side of the light guide plate 30, and does not reach the hologram 33.

[発明が解決しようとする課題] 第13図の従来の指紋入力装置は、構成は簡単である
が、照射光の底面10aに対する入射角が45度と小さいた
め、指紋の凹凸に対する反射画像信号のS/Nが非常に低
いという問題点を有している。
[Problem to be Solved by the Invention] The conventional fingerprint input device shown in FIG. 13 has a simple structure, but the incident angle of the irradiation light with respect to the bottom surface 10a is as small as 45 degrees. There is a problem that the S / N is very low.

また、第14図の従来の指紋入力装置によると、指紋の
凹凸とプリズム20とが接触していない部分では光が乱反
射せず全反射して面20bから外部に出射する。このた
め、撮像デバイス23にはこの部分から光が全く入射され
ない。従って、第13図の装置よりその分S/Nが改善され
るが、乱反射した光の極く一部しか撮像デバイス23に入
射しないため、S/Nを大幅に向上させることは難しい。
According to the conventional fingerprint input device of FIG. 14, light is not diffusely reflected but totally reflected at the portion where the unevenness of the fingerprint and the prism 20 are not in contact, and exits from the surface 20b. Therefore, no light enters the image pickup device 23 from this portion. Therefore, the S / N is improved by that much as compared with the apparatus shown in FIG. 13, but it is difficult to greatly improve the S / N because only a part of the diffusely reflected light enters the imaging device 23.

さらにまた、第15図の従来の指紋入力装置によると、
指紋の凹凸と導光板30とが接触してない部分に入射した
光は、導光板30から外部に出射されてしまい、ホログラ
ム33の部分に到達することはないので、かなり優れたS/
Nを得ることができるが、特殊なレーザ光源及びホログ
ラム等の光学デバイスが必要となり製造コストがかなり
高くなるという問題点を有している。
Furthermore, according to the conventional fingerprint input device of FIG.
Light incident on a portion where the unevenness of the fingerprint and the light guide plate 30 are not in contact is emitted from the light guide plate 30 to the outside, and does not reach the hologram 33, so that a considerably excellent S /
Although N can be obtained, there is a problem that a special laser light source and an optical device such as a hologram are required, and the manufacturing cost is considerably increased.

従って本願の発明の目的は、優れたS/Nを有しかつ安
価な指紋入力装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive fingerprint input device having excellent S / N.

[課題を解決するための手段] 上述の目的を達成する本願の発明の特徴は、指紋パタ
ーンを入力すべき指を載置する貫通穴を有する導光板
と、光源と、光源からの光を前記導光板の少なくとも1
つの面から導光板内において光が全反射する入射角度で
入射せしめる手段と、導光板の貫通穴を介して指と対向
する位置に設けた撮像手段とを備えており、導光板は入
射された光を貫通穴の端面から入射して指に照射するよ
うに構成されており、撮像手段は指の指紋パターンによ
って反射された光を受け取るように構成されていること
にある。
[Means for Solving the Problems] A feature of the invention of the present application that achieves the above object is that a light guide plate having a through hole for placing a finger to input a fingerprint pattern, a light source, and a light from the light source At least one of the light guide plates
Means for allowing light to enter at an incident angle at which light is totally reflected in the light guide plate from one surface, and imaging means provided at a position facing the finger through the through hole of the light guide plate, and the light guide plate is incident. Light is incident on the end face of the through-hole and irradiated to the finger, and the imaging means is configured to receive light reflected by the fingerprint pattern of the finger.

好ましくは、導光板は、光源からの光が入射する面と
貫通穴の端面と貫通穴の軸に直交する2つの面とを除く
全ての面に反射膜を有している。
Preferably, the light guide plate has a reflective film on all surfaces except the surface on which light from the light source is incident, the end surface of the through hole, and two surfaces orthogonal to the axis of the through hole.

[作用] 本願の発明においては、導光板内において光が全反射
する入射角度で光源からの光が導光板に入射せしめられ
る。これにより、この入射光は全反射を繰り返しながら
導光板内を伝搬する。指紋パターンを入力すべき指を載
置する位置の導光板に貫通穴が設けられており、導光板
内を伝搬してきた光はこの貫通穴の端面から出射して指
に照射せしめられる。これにより、指紋パターンの凹凸
に応じて光が反射され、その反射光を貫通穴を介して指
と対向する位置に設けられた撮像手段で受け取ることに
よって指紋パターンが電気的信号として入力せしめられ
る。
[Operation] In the invention of the present application, light from the light source is made to enter the light guide plate at an incident angle at which the light is totally reflected in the light guide plate. Thus, the incident light propagates in the light guide plate while repeating total reflection. A through hole is provided in the light guide plate at the position where the finger to which the fingerprint pattern is to be input is placed, and the light propagating in the light guide plate is emitted from the end face of the through hole and irradiated to the finger. As a result, light is reflected in accordance with the unevenness of the fingerprint pattern, and the reflected light is received by the imaging means provided at a position facing the finger through the through-hole, whereby the fingerprint pattern is input as an electric signal.

導光板が、光源からの光が入射する面と貫通穴の端面
と貫通穴の軸に直交する2つの面とを除く全ての面に反
射膜を有している場合には、反射膜により光が外部に出
ることなく反射されて再び指紋採取部分まで到達するの
で、撮像手段に印加される光の量が大幅に増大し、指紋
パターン画像のシェーディングを少なくともすることが
でき、S/Nを大幅に向上させることができる。
When the light guide plate has a reflective film on all surfaces except a surface on which light from a light source enters, an end surface of the through hole, and two surfaces orthogonal to the axis of the through hole, the light is reflected by the reflective film. Is reflected without reaching the outside and reaches the fingerprint collecting portion again, so that the amount of light applied to the imaging means is greatly increased, and at least the shading of the fingerprint pattern image can be performed, and the S / N can be greatly increased. Can be improved.

[実施例] 以下、図面を用いて本願の参考例及び本発明の実施例
の構成を詳細に説明する。
[Examples] Hereinafter, the configuration of a reference example of the present application and an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本願の一参考例の構成を概略的に示す側面図
である。
FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of one reference example of the present application.

同図において、40は水平に設置された透明な導光板で
あり、例えば帯板状のガラス板等で形成される。この導
光板40の一端側(図にて右端側)の上面には指紋パター
ンを入力すべき指41が接触せしめられる指紋採取部分は
40aが設けられている。
In the figure, reference numeral 40 denotes a transparent light guide plate installed horizontally, which is formed of, for example, a strip-shaped glass plate. On the upper surface of one end side (right end side in the figure) of the light guide plate 40, a fingerprint sampling portion to which a finger 41 to input a fingerprint pattern is brought into contact is provided.
40a is provided.

導光板40の寸法は、光伝搬方向(図にて左右方向)の
長さが約100mmであり、幅が30〜40mm程度である。この
光伝搬方向の長さは、指紋採取部分40aの長さ(10〜20m
m)より十分長く設定されている。
The dimensions of the light guide plate 40 are such that the length in the light propagation direction (left-right direction in the figure) is about 100 mm and the width is about 30 to 40 mm. The length in the light propagation direction is the length of the fingerprint collection portion 40a (10 to 20 m
m) It is set to be sufficiently longer.

導光板40の指紋採取部分40aに対して反対端側(図に
て左端側)の下面(上面であってもよい)には、直角三
角形の断面を有するプリズム42の直角の頂辺と対向する
底面42aが接着されている。この接着には、導光板40と
同じ屈折率を有する接着剤が用いられる。
The lower surface (or the upper surface) of the light guide plate 40 on the opposite end side (left end side in the figure) with respect to the fingerprint collection portion 40a faces the right-angled top of the prism 42 having a right-angled triangular cross section. The bottom surface 42a is adhered. For this bonding, an adhesive having the same refractive index as that of the light guide plate 40 is used.

導光板40の指紋採取部分40aの真下には、撮像デバイ
ス43が設けられている。
An imaging device 43 is provided directly below the fingerprint collecting portion 40a of the light guide plate 40.

プリズム42の面42bに対向する位置に光源44が設けら
れており、この光源44からの光L1がプリズム42を介して
導光板40に入射せしめられる。この場合、導光板40に対
する入射角が、導光板40の全反射の臨界角(一般的なガ
ラスの場合は約41.2度)より少し大きい角度となるよう
に設定されている。これは、プリズム42の形状、光源44
の位置及び照射方向等によって設定できる。
A light source 44 is provided at a position facing the surface 42b of the prism 42, and light L1 from the light source 44 is incident on the light guide plate 40 via the prism 42. In this case, the incident angle with respect to the light guide plate 40 is set to be slightly larger than the critical angle of total reflection of the light guide plate 40 (about 41.2 degrees in the case of general glass). This depends on the shape of the prism 42, the light source 44
Can be set according to the position and irradiation direction.

光源44からの光L1は平行光線であることが望ましい
が、完全に平行光線でなくともよい。その理由は、導光
板40の全反射の臨界角より小さい入射角の光は導光板40
の上面又は下面を透過して外部に放射されてしまう導光
板40内を伝搬しないからである。
The light L1 from the light source 44 is preferably a parallel light beam, but need not be a completely parallel light beam. The reason is that light having an incident angle smaller than the critical angle of total reflection of the light guide plate 40 is
This is because the light does not propagate through the light guide plate 40 which is transmitted through the upper surface or the lower surface of the light guide plate and radiated to the outside.

導光板40の全反射の臨界角より大きい角度で導光板40
に入射された光L2は、導光板40の上面及び下面で全反射
されながらこの導光板40内を伝搬し、指紋採取部分40a
に到達する。
Light guide plate 40 at an angle larger than the critical angle of total reflection of light guide plate 40
The light L2 incident on the light guide plate 40 propagates through the light guide plate 40 while being totally reflected by the upper surface and the lower surface of the light guide plate 40, and the fingerprint collection portion 40a
To reach.

指41が導光板40の上面の指紋採取部分40aに押し付け
られてない場合は、この光L2は全反射されて導光板40の
図にて右側の端面40bから外部に出射される。従って、
この場合撮像デバイス43には、光が印加されない。
When the finger 41 is not pressed against the fingerprint collecting portion 40a on the upper surface of the light guide plate 40, the light L2 is totally reflected and emitted to the outside from the right end surface 40b of the light guide plate 40 in the drawing. Therefore,
In this case, no light is applied to the imaging device 43.

指41が導光板40の上面の指紋採取部分40aに押し付け
られている場合は、指紋パターンの凹凸により導光板40
の上面と接触している部分で乱反射が生じる。このた
め、全反射の臨界角より小さい角度の光L3が導光板40の
下面から外部に出射され、撮像デバイス43に印加され
る。撮像デバイス43は、この光L3を集光し、結像して電
気的信号に変換する。その結果、指紋パターンを表す電
気的信号を得ることができる。
When the finger 41 is pressed against the fingerprint sampling portion 40a on the upper surface of the light guide plate 40, the light guide plate 40
Diffuse reflection occurs at the portion in contact with the upper surface of the. Therefore, light L3 having an angle smaller than the critical angle of total reflection is emitted outside from the lower surface of the light guide plate 40 and applied to the imaging device 43. The imaging device 43 condenses the light L3, forms an image, and converts it into an electric signal. As a result, an electric signal representing the fingerprint pattern can be obtained.

第2図は本願の他の参考例の構成を概略的に表す側面
図である。
FIG. 2 is a side view schematically showing a configuration of another reference example of the present application.

この参考例は、基本的には第1図の参考例と同じであ
るが、光源144からの光をプリズムを使用せずに導光板1
40の端面140cから直接的に入射するように構成されてい
る点のみが第1図の参考例と異なっている。
This reference example is basically the same as the reference example of FIG. 1, except that the light from the light source 144 is used without using a prism.
The only difference from the reference example of FIG. 1 is that it is configured to directly enter from the end surface 140c of the forty.

この参考例は、光源144と導光板140と撮像デバイス14
3との3つの部材から構成できるため、非常に構造が簡
単となる利点を有する。
This reference example includes a light source 144, a light guide plate 140, and an imaging device 14.
Since it can be composed of three members (3), there is an advantage that the structure is very simple.

なお、導光板140の端面140cをその上面及び下面に対
して直角となるように構成してもよいが、第2図に示す
ように角度を持たせ、光源144からの光が垂直に入射す
るようにすれば入射効率が最大となる。
Note that the end surface 140c of the light guide plate 140 may be configured to be perpendicular to the upper surface and the lower surface thereof, but the light from the light source 144 is vertically incident as shown in FIG. By doing so, the incident efficiency is maximized.

第3図は本願のさらに他の参考例の構成を概略的に表
す側面図である。
FIG. 3 is a side view schematically showing a configuration of still another reference example of the present invention.

この参考例は、指241を接触させる指紋採取部分240a
を中心として導光板240の左右から光を入射するように
構成している点を除いて基本的に第2図の参考例と同じ
構成である。
This reference example is a fingerprint sampling portion 240a for contacting the finger 241.
The structure is basically the same as that of the reference example of FIG. 2 except that light is incident from the left and right of the light guide plate 240 with the center as the center.

導光板240の左右両側に光源244及び245がそれぞれ設
けられており、これらの光源244及び245からの光が端面
240c及び240bをそれぞれ介して導光板240に入射する。
これにより、指紋採取部分240aには両方向からの光が印
加される。
Light sources 244 and 245 are provided on both left and right sides of the light guide plate 240, respectively. Light from these light sources 244 and 245
The light enters the light guide plate 240 via 240c and 240b, respectively.
Thus, light from both directions is applied to the fingerprint collection portion 240a.

この参考例によれば、指紋パターンの凹凸により乱反
射されて撮像デバイス243に印加される光の量が2倍と
なり、しかも指紋パターン画像のシェーディングを少な
くすることができる。その結果、S/Nを大幅に向上させ
ることができる。
According to this reference example, the amount of light that is irregularly reflected by the unevenness of the fingerprint pattern and applied to the imaging device 243 is doubled, and the shading of the fingerprint pattern image can be reduced. As a result, S / N can be significantly improved.

第4図は本願のまたさらに他の参考例の構成を概略的
に表す側面図である。
FIG. 4 is a side view schematically showing a configuration of still another reference example of the present application.

この参考例では、導光板340の光源344側の端面340cと
上面と下面とを除く3つの面、即ち、2つの側面と端面
340bとが全てアルミニウム等の金属を蒸着した鏡面とな
っている。その他の構成は、第2図の参考例の構成と全
く同じである。
In this reference example, an end surface 340c of the light guide plate 340 on the light source 344 side and three surfaces excluding an upper surface and a lower surface, that is, two side surfaces and an end surface
340b is a mirror surface on which a metal such as aluminum is deposited. The other configuration is exactly the same as the configuration of the reference example in FIG.

この参考例によれば、光が2つの側面においても確実
に反射されながら導光板340内を進み、端面340bで外部
に出ることなく反射されて再び指紋採取部分340aに印加
される。その結果、第3図の参考例と同様に、指紋パタ
ーンの凹凸により乱反射されて撮像デバイス343に印加
される光の量が大幅に増大し、しかも指紋パターン画像
のシェーディングを少なくすることができ、S/Nを大幅
に向上させることができる。しかもこの参考例によれ
ば、光源を2つ設けることなく1つの光源だけで同等の
効果をあげることができるので、より簡単な安価な構成
とすることができる。
According to this reference example, the light travels through the light guide plate 340 while being reliably reflected on the two side surfaces, is reflected on the end surface 340b without going outside, and is again applied to the fingerprint collection portion 340a. As a result, similarly to the reference example in FIG. 3, the amount of light that is irregularly reflected due to the unevenness of the fingerprint pattern and applied to the imaging device 343 is greatly increased, and the shading of the fingerprint pattern image can be reduced. S / N can be greatly improved. Moreover, according to this reference example, the same effect can be obtained with only one light source without providing two light sources, so that a simpler and cheaper configuration can be achieved.

このように上述の参考例によれば、光源と導光板と撮
像デバイスとから基本的に構成することができるので、
非常に小型かつ安価な指紋入力装置を提供することがで
きる。しかも、指紋の凹凸と接触している部分での乱反
射による光のうち、全反射の臨界角より小さい反射角を
有する光が全て撮像デバイスに印加され映像として結像
されるので、S/Nを大幅に向上させることができる。
As described above, according to the above-described reference example, since it can be basically configured by the light source, the light guide plate, and the imaging device,
A very small and inexpensive fingerprint input device can be provided. In addition, of the light due to the irregular reflection at the portion in contact with the irregularities of the fingerprint, all the light having a reflection angle smaller than the critical angle of total reflection is applied to the imaging device and is imaged as an image. It can be greatly improved.

第5図は本願の発明の一実施例の構成を概略的に表す
側面図であり、第6図はその平面図である。
FIG. 5 is a side view schematically showing a configuration of one embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view thereof.

これらの図において、440は水平に設置された透明な
導光板であり、例えば長方形板状のガラス板等で形成さ
れる。この導光板440の中心位置に、指紋パターンを入
力すべき指441がその上側の開口部に載置せしめられる
指紋採取用の貫通穴447が設けられている。この貫通穴4
47は、指441の大きさより多少小さい径の楕円形状とな
っており、指紋採取時は、指441がこの貫通穴447の開口
部をふさぐように指紋面を下にして押し付けられる。
In these figures, reference numeral 440 denotes a transparent light guide plate installed horizontally, which is formed of, for example, a rectangular glass plate. At the center position of the light guide plate 440, there is provided a through hole 447 for collecting a fingerprint in which a finger 441 to which a fingerprint pattern is to be input is placed in the opening above the finger. This through hole 4
47 has an elliptical shape having a diameter slightly smaller than the size of the finger 441, and the finger 441 is pressed down with the fingerprint face down so as to cover the opening of the through hole 447 during fingerprint collection.

導光板440の寸法は、光伝搬方向(図にて左右方向)
の長さが約100mmであり、幅が50mm程度である。この光
伝搬方向の長さは、指紋採取用の貫通穴447の長さ(10
〜20mm)より十分長く設定されている。
The size of the light guide plate 440 depends on the light propagation direction (left-right direction in the figure)
The length is about 100 mm and the width is about 50 mm. The length in the light propagation direction is the length of the through hole 447 for collecting fingerprints (10
~ 20mm).

導光板440の指紋採取用の貫通穴447の真下には、撮像
デバイス443が設けられている。
Immediately below the through hole 447 for collecting a fingerprint in the light guide plate 440, an imaging device 443 is provided.

導光板440の左右両側に光源444及び445がそれぞれ設
けられており、これらの光源444及び445からの光が垂直
に端面440c及び440bにそれぞれ印加されて導光板440内
に入射する。
Light sources 444 and 445 are provided on both left and right sides of the light guide plate 440, respectively, and light from these light sources 444 and 445 is vertically applied to the end surfaces 440c and 440b, respectively, and enters the light guide plate 440.

この場合、導光板440に対する入射角が、導光板440の
全反射の臨界角(一般的なガラスの場合は約41.2度)よ
り少し大きい角度となるように設定されている。
In this case, the angle of incidence on the light guide plate 440 is set to be slightly larger than the critical angle of total reflection of the light guide plate 440 (about 41.2 degrees in the case of general glass).

光源444及び445からの光L4及びL5は平行光線であるこ
とが望ましいが、完全に平行光線でなくともよい。その
理由は、導光板440の全反射の臨界角より小さい入射角
の光は導光板440の上面又は下面を透過して外部に放射
されてしまい導光板440内を伝搬しないからである。
The lights L4 and L5 from the light sources 444 and 445 are preferably parallel rays, but need not be completely parallel rays. The reason is that light having an incident angle smaller than the critical angle of total reflection of the light guide plate 440 is transmitted through the upper or lower surface of the light guide plate 440 and radiated to the outside, and does not propagate in the light guide plate 440.

導光板440の全反射の臨界角より大きい角度で導光板4
40に入射された光L6及びL7は、導光板440の上面及び下
面で全反射されながらこの導光板440内を伝搬し、指紋
採取用の貫通穴447に到達する。そして、その貫通穴447
の端面447aから導光板440の外部に、即ち貫通穴447の内
部に出射される。
Light guide plate 4 at an angle larger than the critical angle of total reflection of light guide plate 440
The lights L6 and L7 incident on the light guide plate 440 propagate through the light guide plate 440 while being totally reflected by the upper and lower surfaces of the light guide plate 440, and reach the fingerprint collecting through hole 447. And its through hole 447
From the end surface 447a of the light guide plate 440, that is, into the through hole 447.

指441がこの貫通穴447をふさぐように指紋面を下にし
て押し付けられているため、この出射された光L8及びL9
が低い角度から指441の指紋面に照射される。この光L8
及びL9が指紋パターンの凹凸で反射され、その発射光L1
0が撮像デバイス443に印加される。撮像デバイス443
は、この光L10を集光し、結像して電気的信号に変換す
る。その結果、指紋パターンを表す電気的信号を得るこ
とができる。
Since the finger 441 is pressed with the fingerprint side down so as to cover the through hole 447, the emitted lights L8 and L9
Is irradiated on the fingerprint surface of the finger 441 from a low angle. This light L8
And L9 are reflected by the unevenness of the fingerprint pattern, and the emitted light L1
0 is applied to the imaging device 443. Imaging device 443
Collects the light L10, forms an image, and converts it into an electric signal. As a result, an electric signal representing the fingerprint pattern can be obtained.

この実施例によれば、導光板440の両方向から光が印
加されるので、指紋面は両側から照明されることとな
る。このため、撮像デバイス443に印加される光の量が
大幅に増大するのでS/Nを大幅に向上させることができ
ると共に指紋パターン画像のシェーディング少なくする
ことができる。
According to this embodiment, since light is applied from both directions of the light guide plate 440, the fingerprint surface is illuminated from both sides. For this reason, the amount of light applied to the imaging device 443 greatly increases, so that the S / N can be greatly improved and the shading of the fingerprint pattern image can be reduced.

しかもこの実施例は、光源444及び445と導光板440と
撮像デバイス443との4つの部材から構成できるため、
非常に構造が簡単となる利点を有する。
Moreover, since this embodiment can be constituted by four members of the light sources 444 and 445, the light guide plate 440, and the imaging device 443,
This has the advantage that the structure is very simple.

第7図は本願の発明の他の実施例の構成を概略的に表
す側面図であり、第8図はその平面図である。
FIG. 7 is a side view schematically showing the configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a plan view thereof.

この実施例は、基本的には第5図及び第6図の実施例
と同じであるが、導光板540の光源544側の端面540cと光
源545側の端面540bと上面と下面とを除く2つの側面540
d及び540eの側面が全てアルミニウム等の金属を蒸着し
た鏡面となっている。
This embodiment is basically the same as the embodiment of FIGS. 5 and 6, except for the end surface 540c of the light guide plate 540 on the light source 544 side, the end surface 540b of the light source 545 side, and the upper and lower surfaces. One side 540
The side surfaces of d and 540e are all mirror surfaces on which a metal such as aluminum is deposited.

この実施例によれば、左右の光源544及び545から入射
された光が2つの側面においても外部に出ることなく確
実に反射されながら導光板540内を進み、指紋採取用の
貫通穴547に到達する。その結果、指541の指紋パターン
の凹凸により反射されて撮像デバイス543に印加される
光の量が増大し、S/Nを向上させることができる。
According to this embodiment, the light incident from the left and right light sources 544 and 545 travels inside the light guide plate 540 while being reliably reflected on the two side surfaces without going outside, and reaches the through hole 547 for fingerprint collection. I do. As a result, the amount of light reflected by the unevenness of the fingerprint pattern of the finger 541 and applied to the imaging device 543 increases, and S / N can be improved.

第9図は本願の発明のさらに他の実施例の構成を概略
的に表す側面図であり、第10図はその平面図である。
FIG. 9 is a side view schematically showing a configuration of still another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a plan view thereof.

この実施例は、基本的には第5図及び第6図の実施例
と同じであるが、導光板640の指紋採取用の貫通穴647の
端面647aの角度が第5図及び第6図の実施例と異なって
いる。即ち、第5図及び第6図の実施例では、端面447a
は導光板440の上面及び下面に対して直角となっている
が、この実施例では、貫通穴647が下方向に向かって広
がるように傾斜されたテーパ状の端面647aとなってい
る。このため、光源644及び645から導光板640内を平行
に進み貫通穴647に到達した光がその端面647aで大きく
屈折し、指641の指紋面により多くの光が印加される。
その結果、指641の指紋パターンの凹凸により反射され
て撮像デバイス643に印加される光の量が大幅に増大
し、S/Nを大幅に向上させることができる。
This embodiment is basically the same as the embodiment of FIGS. 5 and 6, except that the angle of the end surface 647a of the through hole 647 for fingerprint collection of the light guide plate 640 is different from that of FIGS. 5 and 6. This is different from the embodiment. That is, in the embodiment of FIGS. 5 and 6, the end face 447a
Is perpendicular to the upper and lower surfaces of the light guide plate 440, but in this embodiment, the through holes 647 are tapered end surfaces 647a that are inclined so as to expand downward. Therefore, light that travels in parallel from the light sources 644 and 645 in the light guide plate 640 and reaches the through hole 647 is greatly refracted at the end face 647a, and more light is applied to the fingerprint surface of the finger 641.
As a result, the amount of light reflected by the unevenness of the fingerprint pattern of the finger 641 and applied to the imaging device 643 is greatly increased, and the S / N can be greatly improved.

第11図は本願の発明のまたさらに他の実施例の構成を
概略的に表す側面図であり、第12図はその平面図であ
る。
FIG. 11 is a side view schematically showing a configuration of still another embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a plan view thereof.

第9図及び第10図の実施例では、導光板640の指紋採
取用の貫通穴647の端面647aが直線的に傾斜されている
のに対して、この実施例では、貫通穴747の端面747aが
放物線状に下方向に向かって広がるように傾斜されてい
る。このため、光源744及び745から導光板740内を平行
に進み貫通穴747に到達した光がその端面747aで指741の
指紋面に集光するように屈折する。その結果、指741の
指紋パターンの凹凸により反射されて撮像デバイス743
に印加される光の量がより大幅に増大し、S/Nをより大
幅に向上させることができる。
9 and FIG. 10, the end face 647a of the through hole 647 for fingerprint collection of the light guide plate 640 is linearly inclined, whereas in this embodiment, the end face 747a of the through hole 747 is linearly inclined. Are inclined so as to spread downward in a parabolic manner. Therefore, light traveling from the light sources 744 and 745 in the light guide plate 740 in parallel and reaching the through hole 747 is refracted by the end face 747a so as to be focused on the fingerprint surface of the finger 741. As a result, the light is reflected by the unevenness of the fingerprint pattern of the
, The amount of light applied to the light emitting element is more greatly increased, and the S / N can be more greatly improved.

このように本願の発明によれば、光源と穴をあけた導
光板と撮像デバイスとから基本的に構成することができ
るので、非常に小型かつ安価な指紋入力装置を提供する
ことができる。しかも、指紋の凹凸と導光板とが非接触
であるため、接触による導光板表面の汚れ発生を防止す
ることができ、汚れによる経時変化を回避することがで
きる。即ち、指を導光板やプリズムに接触させる方式の
指紋入力装置によると、導光板やプリズムの表面が汚れ
てしまい、この汚れのために、S/Nが徐々に悪化して最
終的には指紋の認識、照合が不可能となることもあり、
また、時には前の指の指紋パターンが残っている場合が
あり、指紋の認識、照合を間違える可能性もあったので
ある。
As described above, according to the invention of the present application, the fingerprint input device can be basically composed of the light source, the light guide plate having holes, and the imaging device, and thus a very small and inexpensive fingerprint input device can be provided. In addition, since the unevenness of the fingerprint and the light guide plate are not in contact with each other, it is possible to prevent the surface of the light guide plate from being stained due to the contact, and to avoid a temporal change due to the stain. That is, according to the fingerprint input device of the type in which a finger is brought into contact with a light guide plate or a prism, the surface of the light guide plate or the prism is stained, and the S / N gradually deteriorates due to the stain, and finally the fingerprint Recognition and collation may not be possible,
In addition, sometimes the fingerprint pattern of the previous finger remains, and there is a possibility that the recognition and collation of the fingerprint may be mistaken.

さらに本願の発明によれば、、貫通穴によって指の位
置を確実に固定することができると共に指に対して光を
低い角度で照射することによって指紋の凹凸を明瞭に浮
かび上がらせることができるため、S/Nを大幅に向上さ
せることができる。
Furthermore, according to the invention of the present application, the position of the finger can be reliably fixed by the through hole, and the unevenness of the fingerprint can be clearly brought out by irradiating the finger with light at a low angle, S / N can be greatly improved.

[発明の効果] 本願の発明によれば、指紋パターンを入力すべき指を
載置する貫通穴を有する導光板と、光源と、光源からの
光を前記導光板の少なくとも1つの面から導光板内にお
いて光が全反射する入射角度で入射せしめる手段と、導
光板の貫通穴を介して指と対向する位置に設けた撮像手
段とを備えており、導光板は入射された光を貫通穴の端
面から出射して指に照射するように構成されており、撮
像手段は指の指紋パターンによって反射された光を受け
取るように構成されているため、非常に小型かつ安価な
指紋入力装置を提供することができる。しかも、指紋の
凹凸と導光板とが非接触であるため、接触による導光板
表面の汚れ発生を防止するすることができ、汚れによる
経時変化を回避することができる。また、指に対して光
を低い角度で照射することによって、指紋の凹凸を明瞭
に浮かび上がらせることができるため、S/Nを大幅に向
上させることができる。
[Effects of the Invention] According to the invention of the present application, a light guide plate having a through hole for placing a finger to input a fingerprint pattern, a light source, and a light guide plate for transmitting light from the light source from at least one surface of the light guide plate The light guide plate includes means for allowing light to enter at an incident angle at which light is totally reflected, and imaging means provided at a position facing the finger through the through hole of the light guide plate, and the light guide plate transmits the incident light to the through hole. It is configured to emit light from the end face and irradiate the finger, and the imaging unit is configured to receive light reflected by the fingerprint pattern of the finger, thereby providing a very small and inexpensive fingerprint input device. be able to. In addition, since the unevenness of the fingerprint and the light guide plate are not in contact with each other, it is possible to prevent the surface of the light guide plate from being stained due to the contact, and it is possible to avoid a temporal change due to the stain. Further, by irradiating the finger with light at a low angle, the unevenness of the fingerprint can be clearly brought out, so that the S / N can be significantly improved.

導光板が、光源からの光が入射する面と貫通穴の端面
と貫通穴の軸に直交する2つの面とを除く全ての面に反
射膜を有している場合には、反射膜により光が外部に出
ることなく反射されて再び指紋採取部分まで到達するの
で、撮像手段に印加される光の量が大幅に増大し、指紋
パターン画像のシェーディングを少なくすることがで
き、S/Nを大幅に向上させることができる。
When the light guide plate has a reflective film on all surfaces except a surface on which light from a light source enters, an end surface of the through hole, and two surfaces orthogonal to the axis of the through hole, the light is reflected by the reflective film. Is reflected without returning to the outside and reaches the fingerprint collection portion again, so the amount of light applied to the imaging means is greatly increased, the shading of the fingerprint pattern image can be reduced, and the S / N can be greatly increased. Can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本願の一参考例の構成を概略的に示す側面図で
ある。第2図は本願の第1の発明の他の実施例の構成を
概略的に表す側面図、第3図は本願のさらに他の参考例
の構成を概略的に表す側面図、第4図は本願のまたさら
に他の参考例の構成を概略的に表す側面図、第5図は本
願の発明の一実施例の構成を概略的に表す側面図、第6
図はその平面図、第7図は本願の発明の他の実施例の構
成を概略的に表す側面図、第8図はその平面図、第9図
は本願の発明のさらに他の実施例の構成を概略的に表す
側面図、第10図はその平面図、第11図は本願の発明のま
たさらに他の実施例の構成を概略的に表す側面図、第12
図はその平面図、第13図、第14図及び第15図は従来の指
紋入力装置の側面図である。 40、140、240、340、440、540、640、740……導光板、4
0a、240a、340a……指紋採取部分、41、241、341、44
1、541、641、741……指、42……プリズム、43、143、2
43、343、443、543、643、743……撮像デバイス、44、1
44、244、245、344、444、445、544、545、644、645、7
44、745……光源、447、547、647、747……貫通穴。
FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of one reference example of the present application. FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of another embodiment of the first invention of the present application, FIG. 3 is a side view schematically showing the configuration of still another reference example of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a side view schematically showing the configuration of still another reference example of the present application, FIG. 5 is a side view schematically showing the configuration of one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 7 is a plan view, FIG. 7 is a side view schematically showing the configuration of another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a plan view thereof, and FIG. 9 is a plan view of still another embodiment of the present invention. FIG. 10 is a side view schematically showing the configuration, FIG. 10 is a plan view thereof, FIG. 11 is a side view schematically showing the configuration of still another embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is a plan view, and FIGS. 13, 14 and 15 are side views of a conventional fingerprint input device. 40, 140, 240, 340, 440, 540, 640, 740 …… Light guide plate, 4
0a, 240a, 340a: Fingerprint collection part, 41, 241, 341, 44
1, 541, 641, 741 ... finger, 42 ... prism, 43, 143, 2
43, 343, 443, 543, 643, 743 ... Imaging device, 44, 1
44, 244, 245, 344, 444, 445, 544, 545, 644, 645, 7
44, 745: Light source, 447, 547, 647, 747 ... Through holes.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】指紋パターンを入力すべき指を載置する貫
通穴を有する導光板と、光源と、該光源からの光を前記
導光板の少なくとも1つの面から該導光板内において該
光が全反射する入射角度で入射せしめる手段と、前記導
光板の前記貫通穴を介して前記指と対向する位置に設け
た撮像手段とを備えており、前記導光板は入射された前
記光を前記貫通穴の端面から出射して前記指に照射する
ように構成されており、前記撮像手段は前記指の指紋パ
ターンによって反射された前記光を受け取るように構成
されていることを特徴とする指紋入力装置。
1. A light guide plate having a through hole for placing a finger to input a fingerprint pattern, a light source, and light from the light source being transmitted from at least one surface of the light guide plate into the light guide plate. The light guide plate is provided with means for making the light incident at an angle of total reflection, and imaging means provided at a position facing the finger through the through hole of the light guide plate, and the light guide plate passes the incident light through the light guide plate. A fingerprint input device configured to emit light from an end face of the hole to irradiate the finger, and the imaging unit is configured to receive the light reflected by a fingerprint pattern of the finger. .
【請求項2】前記導光板は、前記光源からの光が入射す
る面と前記貫通穴の端面と前記貫通穴の軸に直交する2
つの面とを除く全ての面に反射膜を有することを特徴と
する請求項1に記載の指紋入力装置。
2. The light guide plate according to claim 1, wherein the light guide plate has a surface on which light from the light source is incident, an end surface of the through hole, and an axis perpendicular to the axis of the through hole.
2. The fingerprint input device according to claim 1, wherein a reflection film is provided on all surfaces except for one surface.
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