JP2858629B2 - 光学装置のプリズム取付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリズム・レンズを通
る光線を利用する光学装置におけるプリズム取付装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】施錠されたドアを開閉すること、あるい
は貴重なデータに登録済みの個人でなければアクセスで
きないようにするため、指紋照合による判断装置が開発
されて来た。

【０００３】従来、開発済みの個人指紋照合装置とし
て、プリズム・レンズ・画像処理回路を組み合せたもの
が知られている。

【０００４】図４はその装置を概略的に縦断面図として
示すものである。 図４に示す装置は、ケース１内に指紋
照合装置を収容していて、ガラス製の上蓋２が上面に置
かれている。ケース１内にプリズム４とレンズ５とが略
水平方向に並べて置かれ、プリズム４の下方には照明用
光源３を設けている。プリズム４の上方では上蓋２とプ
リズム４とを接触させておく。プリズム４の中心軸は、
レンズ５の光軸と一致させて配置する。レンズ５から光
が出た所にミラー７を置き、ミラー７で反射した光は画
像処理回路を有する撮像素子８に入射する。プリズム４
は、照明用光源３の側、指９を置く側、レンズ５に入射
させる側を除く他の部分を、全面的に光不透過材で被覆
しておく。

【０００５】図４に示す装置の動作は、照明用光源３か
らプリズム４に向けて光を照射すると、照射光はプリズ
ム４を貫通して上蓋２も通過する。光の当たっている部
分に指紋を照合するための指９を置くと、指紋の谷部分
では下方からの光が略吸収さ れ、指紋の突起の部分では
殆どの光が反射してプリズム４内に入射する。

【０００６】その光は、矢印で示すように、プリズム４
内を下方に進み、プリズム４の照明用光源３の側（プリ
ズム４の底面４ａ）において再度の反射を行う。プリズ
ム４の形状としてレンズ５と反対側は光の反射面１０と
なるからプリズム底面４ａで反射した光は、反射面１０
において反射したときにプリズム４内をレンズ５の方向
に直進する。

【０００７】レンズ５は、レンズホルダ６により被覆さ
れた状態でケース１内に保持されている。そのため、プ
リズム４内をレンズ５の方向に進んだ光はレンズ５によ
り、その先方に焦点を結ぶようにレンズ５の位置を調節
することができる。焦点が丁度ミラー７の位置に結ぶよ
うにして置けば、指紋像がレンズ５により拡大されてい
て、ミラー７で反射した光は撮像素子８で、指紋を例え
ばディジタル画像として処理できる。

【０００８】指紋の程度に細い縞模様をディジタル画像
として処理するために、プリズム４、レンズ５の大きさ
は所定値があって、それらを収容するケース１の大きさ
も大凡の値が定まってくる。

【０００９】しかしながら、指紋を照合するときの光線
については、撮像素子８に正確な指紋像を結ばせるため
に、プリズム４、レンズ５のケース１内における位置を
厳しく設定する必要がある。

【００１０】そのため、従来は、図５、図６に簡略図を
示すように、位置調整手段を設けていた。 図５は、位置
調整手段を示す線断面図である。図において、プリズム
４はばね１１，１２によりケース１のレンズ側端部に二
側面から若干の圧力が加えられて、ケース１と接触して
いる。ばね１１，１２によりケース１内へ押し付けられ
た位置において、プリズム４の光軸がレンズ５の光軸と
一致するように、ばね１１ ，１２の強さ、方向を調節す
る。

【００１１】図６は、図５と同様な図であって、図５の
ばね１１，１２の代わりに螺子１３，１４を用いてい
る。螺子１３，１４の使い方はばねと同様である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図５、図６に示す従来
技術においては、ばね１１，１２または螺子１３，１４
によりプリズム４をケース１内でレンズ方向へ圧接させ
る方向、強さを調節するから、レンズ５とプリズム４の
光軸について、所定の一致性が容易に得られる。

【００１３】しかし、一旦調節した後に、ケース１に外
部から衝撃が加わると、たとえその力が小さくても、ば
ね１１，１２の場合には、プリズム４に圧力を加える位
置や圧力は変化して、プリズム４の光軸とレンズ５の光
軸とが一致しなくなり、また、螺子１３，１４の場合に
は、螺子１３，１４の緩みが発生すると光軸は一致しな
くなる欠点があった。

【００１４】本発明の目的は前述の欠点を改善し、ケー
ス内においてプリズムの位置をレンズ側に圧接させると
き、簡易確実にできて、しかも時間的な経過に伴って圧
接の程度の変化が極めて少ない光学装置のプリズム取付
装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
断面矩形状の凹部から成るプリズム収容部を有するケー
スと、このケースのプリズム収容部内に収容されるプリ
ズムと、このプリズムの上部を嵌入させる開口を有し、
該プリズムを収容した前記ケースに取り付けられる蓋
と、前記プリズム収容部の前記プリズムが載置される底
面に設けられた光線取入用の開口部と、前記プリズム収
容部の前記プリズムが圧接される壁面に設けられた光線
取出用の開口部と、前記光線取入用の開口部に対向して
配設された照明用光源と、前記光線取出用の開口部に対
向して配設されたレンズと、このレンズに対向して配設
されたミラーと、このミラーに対向して配設された撮像
素子 とを備え、前記ケースのプリズム収容部内に収容さ
れたプリズムは、前記光線取出用の開口部を設けた壁面
とこれに隣接する壁面とで形成される角部に壁面に密着
され、中心軸が前記レンズの光軸と一致させられる光学
装置のプリズム取付装置において、前記プリズムは、前
記蓋の開口部に嵌入可能な断面積と高さを有する角柱形
状を為す上部と、この上部に連なるとともに底面が前記
プリズム収容部の底面より小さく、前記プリズム収容部
の角部を形成する二つの壁面に当接しない隣接する二つ
の壁面を傾斜面として成る角錐台形状を為す下部とで形
成され、前記蓋は、前記ケースへの取付時に前記二つの
傾斜面に個別に当接する押圧部材が形成されていること
を特徴とする。

【００１６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の光
学装置のプリズム取付装置において、前記押圧部材は、
テーパ状リブであることを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１に係る発明では、蓋がケースに取り付
けられると、蓋に設けた押圧部材がプリズム収容部内の
プリズムの二つの傾斜面に個別に当接し、プリズムを二
方向からプリズム収容部の１角に向かって押し付ける。

【００１８】これによって、ケースのプリズム収容部内
に収容されたプリズムは、光線取出用の開口部を設けた
壁面とこれに隣接する壁面とで形成される角部に壁面に
密着され、中心軸がレンズの光軸と一致させられる。

【００１９】しかも、押圧部材は、二方向から同時に同
じ力でプリズムを圧接するので、経時変化、衝撃などに
対してプリズムの圧接力の変化は殆ど起きない。

【００２０】請求項２に係る発明では、テーパ状リブに
よってスムースにプリズムを圧接することができる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明を実施例により説明する。 図１
ないし図３は、本発明のプリズム取付装置を指紋照合装
置に適用する実施例を示す。なお、本実施例で説明する
指紋照合装置は、図４に示す従来の指紋照合装置と同様
に、ケース３０内に収容されている。

【００２２】ケース３０には、断面矩形状の凹部から成
るプリズム収容部３１が形成されており、このプリズム
収容部３１には、プリズム４３が収容される。 ケース３
０の上部には、後述する上蓋３７を載置するための縁取
り部３３が設けられると共に、縁取り部３３の両側に上
蓋３７を固定するための取付孔３５を有する耳部３４が
設けられている。この取付孔３５には、図示しないボル
トナット等の締結部材が組み付けられる。

【００２３】ケース３０の底面には、図３に示すよう
に、従来と同様に、照明用光源からの光を透過するため
の光線取入用の開口３６が設けられている。 上蓋３７
は、従来と同様に、不透明な材料で作られており、プリ
ズム４３を挿通するための開口部３８が設けられてい
る。

【００２４】上蓋３７は、ケース３０の上端面と略同一
の形状をなし、両側にケース３０に固定するための取付
孔４０を有する耳部３９が設けられている。この取付孔
４０には、図示しないボルトナット等の締結部材が組み
付けられる。上蓋３７の裏面（ケース３０に重ねられる
側の面）には、４個のテーパ状リブ４１（押圧部材）が
設けられている。

【００２５】プリズム４３は、図２及び図３に示すよう
に、上蓋３７の開口部３８に嵌入できる断面積と高さを
有する角柱形状の上部４４と、角部４３ａを介して連な
る２側面４６，４７に形成した傾斜面５０，５１と、角
部４３ａと対向する角部４３ｂを介して連なる２側面４
８，４９に形成した垂直壁面５２，５３と、プリズム収
容部３１の底面に載置される角錐形状の下部４５とを有
する。

【００２６】上蓋３７の開口３８から突出する上部４４
が、指を載せる場所となる。 ここで、プリズム４３をプ
リズム収容部３１の隅部Ｍへ押し付けると、図２に示す
ように、プリズム収容部３１の二側面３１ａ，３１ｂと
プリズム４３との間に断面Ｌ字状の空所５４が形成され
る。

【００２７】この断面Ｌ字状の空所５４には、ケース３
０に上蓋３７を取り付けたときに、上蓋３７に設けた４
個のテーパ状リブ４１が嵌入するようになっている。こ
の４個のテーパ状リブ４１による嵌入により、プリズム
４３の光軸とレンズの光軸が一致するように、４個のテ
ーパ状リブ４１と上蓋３７との寸法を正確に定めてお
く。 ここで、レンズは、図３において、プリズム４３の
垂直壁面５３と対向する位置に図４と同様に形成された
光線取出用の開口部に設けられている。

【００２８】次に、本実施例の作用を説明する。 図１の
ように、プリズム収容部３１内にプリズム４３を収容し
た後、上蓋３７を載置し、ボルトナットにより固定する
と、図３に示すように、プリズム４３の上部４４が上蓋
３７の開口部３８の上面と略面一となるように突出す
る。

【００２９】同時に、上蓋３７の裏面側に設けた４個の
テーパ状リブ４１が、プリズム４３とプリズム収容部３
１の二側面３１ａ，３１ｂで形成される断面Ｌ字状の空
所５４に嵌入し、プリズム４３を隅部Ｍへ押し付ける。
この際、図３に示すように、４個のテーパ状リブ４１
が、プリズム４３の傾斜面５０，５１に対しＰの方向に
力が加わり、力ＰはＰ１，Ｐ２の方向に分力が生じるか
ら、それらによりプリズム４３は隅部Ｍの方向に充分に
圧接される。

【００３０】この４個のテーパ状リブ４１によるプリズ
ム４３の抑圧により、プリズム４３の光軸とレンズの光
軸が一致する。 そして、４個のテーパ状リブ４１は、同
一側面に図１に示すように、２個以上設けられてあるか
ら、経時変化、衝撃等に対して、常に安定した抑圧力を
プリズ ム４３に与えることができる。従って、従来のば
ねや螺子のように、経時変化を起こしたり、衝撃等によ
ってずれを生じ、再調節を行う等の必要がなくなる。

【００３１】ここで、４個のテーパ状リブ４１はその材
質を合成樹脂とすることが好適である。それは、上蓋３
７、テーパ状リブ４１、プリズム４３、ケース３０の寸
法に少しの誤差があって、上蓋３７を押さえた時、プリ
ズム４３をケース３０内に圧接させて、テーパ状リブ４
１のテーパ状部分とプリズム４３の傾斜面５０，５１が
衝突するようになっても、テーパ状リブ４１を製作した
合成樹脂の特性として若干の弾力性を有しているから、
その弾力のためテーパ状リブ４１がプリズム４３をレン
ズ方向に圧接することができるからである。そのため、
テーパ状リブ４１は２箇所以上設けることが有効であ
る。

【００３２】以上の説明は、本発明を指紋照合装置に適
用した場合のことであるが、本発明は指紋照合装置以外
の光学装置についても同様に適用できる。

【００３３】

【発明の効果】このようにして本発明の光学装置のプリ
ズム取付装置によると、比較的簡易な構成により、ケー
ス内においてプリズムをレンズの方向に確実に圧接し、
光軸一致とすることができる。また、圧接するとき、所
謂「面接触」により処理できるため、衝撃に対しても光
軸一致が崩れることがなく、経時的に安定である。さら
に、弾性を有する部材により構成したときは、オペレー
タが異なっても、調節位置が揃っているから、大量生産
することに有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の実施例に係るプリズム
取付装置の斜視図である。

【図２】図１のケースとプリズムとの関係を示す上面図
である。

【図３】図１の一部断面を示す図である。

【図４】従来技術を示す図である。

【図５】従来技術を示す図である。

【図６】従来技術を示す図である。

【符号の説明】３０ ケース ３１ プリズム収容部 ３６ ケース３０に設けた開口 ３７ 上蓋 ３８ 上蓋３７に設けた開口 ４１ 上蓋３７に設けたテーパ状リブ ４３ プリズム ４４ プリズム４３の上部 ４６，４７ プリズム４３の側面 ４７，４８ プリズム４３の斜面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面矩形状の凹部から成るプリズム収容
   部を有するケースと、 このケースのプリズム収容部内に収容されるプリズム
   と、 このプリズムの上部を嵌入させる開口部を有し、該プリ
   ズムを収容した前記ケースに取り付けられる蓋と、 前記プリズム収容部の前記プリズムが載置される底面に
   設けられた光線取入用の開口部と、 前記プリズム収容部の前記プリズムが圧接される壁面に
   設けられた光線取出用の開口部と、 前記光線取入用の開口部に対向して配設された照明用光
   源と、 前記光線取出用の開口部に対向して配設されたレンズ
   と、 このレンズに対向して配設されたミラーと、 このミラーに対向して配設された撮像素子と を備え、 前記ケースのプリズム収容部内に収容されたプリズム
   は、前記光線取出用の開口部を設けた壁面とこれに隣接
   する壁面とで形成される角部に壁面に密着され、中心軸
   が前記レンズの光軸と一致させられる光学装置のプリズ
   ム取付装置において、 前記プリズムは、前記蓋の開口部に嵌入可能な断面積と
   高さを有する角柱形状を為す上部と、この上部に連なる
   とともに底面が前記プリズム収容部の底面より小さく、
   前記プリズム収容部の角部を形成する二つの壁面に当接
   しない隣接する二つの壁面を傾斜面として成る角錐台形
   状を為す下部とで形成され、 前記蓋は、前記ケースへの取付時に前記二つの傾斜面に
   個別に当接する押圧部材が形成されている ことを特徴と
   する光学装置のプリズム取付装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学装置のプリズム取付
   装置において、 前記押圧部材は、テーパ状リブである ことを特徴とする
   光学装置のプリズムの取付装置。