JPH06282637A

JPH06282637A - 導波路型画像伝送装置及び指紋検出装置

Info

Publication number: JPH06282637A
Application number: JP6009942A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsutsui; 博司筒井; Yoshinao Taketomi; 義尚武富
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】照明光の集束や反射光の結像に光学レンズ等
の光学部材を一切必要としない導波路型画像伝送装置及
びそれを用いた指紋検出装置を提供する。【構成】相互に対向する表面上に所定の距離を隔てて
設けられた一対のグレーティング構造２ａ及び２ｂを有
する光照射基板１の上に、同じく相互に対向する表面上
に所定の距離を隔てて設けられた一対のグレーティング
構造５ａ及び５ｂ及びグレーティング構造５ａと５ｂと
の間の表面上に設けられた回折レンズ構造６を有する画
像伝送基板４を積層し、カード状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、指紋検出等による個人
認識に有用な導波路型画像伝送装置及びそれを応用した
指紋検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学的指紋検出方法及びシステム
として、特開平１ー１１９８８１号、特開平１ー１１９
８８２号の各公報に開示されているものが知られてい
る。これらの公報に記載された指紋検出方法は、検出装
置本体の画像入力面に手指を当て、それに光を照射し、
その反射光を検出装置本体の外部に取り出し、その後、
鏡で偏向させ、一組の円筒レンズで集光し、一組の空間
フィルタを介してラインＣＣＤに入射させるようにした
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の指
紋検出方法にあっては、照射光を集束し反射光を結像さ
せるために鏡、円筒レンズ、空間フィルタ等の光学部材
を必要とするので、それらの収容スペースがどうしても
必要となり、その結果、指紋センサの小型化を図ること
は困難であった。本発明は、上記従来技術の課題を解決
するため、照明光の集束や反射光の結像に光学レンズ等
の光学部材を一切必要としない導波路型画像伝送装置及
びそれを応用した指紋検出装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る導波路型画像伝送装置は、透明材料で
形成され、その境界面における繰返し反射により光を伝
送する光照射基板と、前記光照射基板の表面の所定の部
分に設けられ、入射光を所定方向に回折させる第１のグ
レーティング構造と、前記光照射基板の表面の別の部分
に設けられ、認識すべき被写体を照明するために前記光
照射基板中を伝送されてきた光を別の方向に回折させ出
力する第２のグレーティング構造とを有する光照射手段
と、透明材料で形成され、その境界面における繰返し反
射により光を伝送する画像伝送基板と、前記画像伝送基
板の表面の所定の部分に設けられ、前記被写体により反
射された入射光を所定方向に回折させる第３のグレーテ
ィング構造と、前記画像伝送基板の表面の別の部分に設
けられ、前記画像伝送基板中を伝送される光を集光させ
る回折レンズ構造と、前記画像伝送基板の表面のさらに
別の部分に設けられ、前記画像伝送基板中を伝送され前
記回折レンズ構造により集光される光をさらに別の所定
の方向に回折させ出力する第４のグレーティング構造と
を有する画像伝送手段とを具備するように構成されてい
る。上記構成において、前記第１及び第２のグレーティ
ング構造はそれぞれ、前記光照射基板の相互に対向する
異なった面において所定の距離を隔てて設けられ、前記
光の出射面積が光の広がり角と前記所定の距離との積に
よって拡大されることが好ましい。又は、上記構成にお
いて、前記第１及び第２のグレーティング構造は、前記
光照射基板の同じ面上に所定の距離を隔てて設けられて
いることが好ましい。また、上記各構成において、前記
第３及び第４のグレーティング構造はそれぞれ、前記画
像伝送基板の相互に対向する異なった面に設けられ、前
記被写体により反射され所定の入射角を有する光は、前
記第３のグレーティング構造から前記画像伝送基板に入
力されることが好ましい。又は、上記各構成において、
前記第３及び第４のグレーティング構造及び前記回折レ
ンズ構造は前記画像伝送基板の同じ面上に所定の距離を
隔てて設けられていることが好ましい。また、上記各構
成において、前記被写体は指紋又は掌紋であることが好
ましい。また、上記各構成において、前記光照射基板と
前記画像伝送基板とを積層してカード状に形成すること
が好ましい。また、上記各構成において、ＩＤカード、
ＩＣカード、光カード又はＲＯＭカードと一体化するこ
とが好ましい。また、上記各構成において、メモリに登
録された指紋画像データを記憶させ、指紋画像を読み取
ると同時に登録された指紋画像データを読み取ることが
好ましい。

【０００５】一方、本発明の指紋検出装置は、光照射手
段、画像伝送手段、発光素子、光検出素子及び前記発光
素子及び光検出素子を制御するための制御回路を有する
カード状の導波路型画像伝送装置を具備するように構成
されている。上記構成において、前記カード状の導波路
型画像伝送装置は、透明材料で形成され、その境界面に
おける繰返し反射により光を伝送する光照射基板と、前
記光照射基板の表面の所定の部分に設けられ、入射光を
所定方向に回折させる第１のグレーティング構造と、前
記光照射基板の表面の別の部分に設けられ、認識すべき
被写体を照明するために前記光照射基板中を伝送されて
きた光を別の方向に回折させ出力する第２のグレーティ
ング構造とを有する光照射手段と、透明材料で形成さ
れ、その境界面における繰返し反射により光を伝送する
画像伝送基板と、前記画像伝送基板の表面の所定の部分
に設けられ、前記被写体により反射された入射光を所定
方向に回折させる第３のグレーティング構造と、前記画
像伝送基板の表面の別の部分に設けられ、前記画像伝送
基板中を伝送される光を集光させる回折レンズ構造と、
前記画像伝送基板の表面のさらに別の部分に設けられ、
前記画像伝送基板中を伝送され前記回折レンズ構造によ
り集光される光をさらに別の所定の方向に回折させ出力
する第４のグレーティング構造とを有する画像伝送手段
とを具備することが好ましい。また、上記構成におい
て、前記第１及び第２のグレーティング構造はそれぞ
れ、前記光照射基板の相互に対向する異なった面におい
て所定の距離を隔てて設けられ、前記光の出射面積が光
の広がり角と前記所定の距離との積によって拡大される
ことが好ましい。又は、上記構成において、前記第１及
び第２のグレーティング構造は、前記光照射基板の同じ
面上に所定の距離を隔てて設けられていることが好まし
い。また、上記各構成において、前記第３及び第４のグ
レーティング構造はそれぞれ、前記画像伝送基板の相互
に対向する異なった面に設けられ、前記被写体により反
射され所定の入射角を有する光は、前記第３のグレーテ
ィング構造から前記画像伝送基板に入力されることが好
ましい。又は、上記各構成において、前記第３及び第４
のグレーティング構造及び前記回折レンズ構造は前記画
像伝送基板の同じ面上に所定の距離を隔てて設けられて
いることが好ましい。また、上記各構成において、前記
導波路型画像伝送装置は、ＩＤカード、ＩＣカード、光
カード又はＲＯＭカードと一体化することが好ましい。
また、上記各構成において、前記導波路型画像伝送装
置は、メモリに登録された指紋画像データを記憶させ、
指紋画像を読み取ると同時に登録された指紋画像データ
を読み取ることが好ましい。

【０００６】

【作用】以上のように、本発明によれば、照明光の集束
や手指の指紋画像等を伝送するために光学レンズ等の光
学部材を一切必要としないので、導波路型画像伝送装置
及びそれを応用した指紋検出装置の小型化を図ることが
できる。さらに、本発明の光学系は非常に簡単な構成で
あるので、光照射素子及び画像伝送素子をカード状に一
体化することが可能となる。そのため、導波路型画像伝
送装置又は指紋検出素子を安価に大量生産することが可
能となる。さらに、多数のユーザーが同一の指紋検出
（認識）システムを用いたとしても、光学系の汚れや傷
によるトラブルも発生せず、従来のカード認識システム
とほぼ同様のメインテナンスで指紋検出システムを維持
することが可能となる。

【０００７】また、導波路型画像伝送装置をＩＤカード
と一体化することにより、ＩＤデータを、メモリに記憶
された多数の個人の指紋画像データの中から特定の指紋
画像データを読み出すために用いることができる。その
ため、より高度なセキュリティが可能となる。さらに、
導波路型画像伝送装置をＩＣカードと一体化することに
より、各人の指紋画像データをＩＣメモリに記憶させて
おくことができ、指紋検出システムの端末機に各人の指
紋画像データを記憶させておかなくても、ＩＣカードの
みで指紋の照合を行うことができる。さらに、導波路型
画像伝送装置を光カード又はＲＯＭカードと一体化する
ことにより、これらのカードは記憶容量が大きいため、
ＩＣカードと一体化した場合と同様に、各人の指紋画像
データを光メモリやＲＯＭに記憶させることができ、光
カード又はＲＯＭカードのみで指紋の照合を行うことが
できる。

【０００８】さらに、本発明によれば、光照射素子及び
画像伝送素子をカード状に一体化することができ、機器
組込み型指紋検出モジュールとして端末機器やハンディ
ー機器へ搭載することが可能となる。

【０００９】

【実施例】本発明の導波路型画像伝送装置及び指紋検出
装置に適する光照射素子の好適な一実施例を、図１及び
図７を参照しつつ説明する。図１は光照射素子を半分に
切断して示した斜視図である。図１に示すように、光学
ガラス又は光学プラスチック等で形成された光照射基板
１には、その両面に一対の（第１及び第２の）凹んだグ
レーティング構造２ａ及び２ｂが形成されている。第１
のグレーティング構造２ａは、例えば光照射基板１の底
面１ａに設けられている。また、第２のグレーティング
構造２ｂは、例えば光照射基板１の上面１ｂに設けられ
ている。図７に示すように、これらのグレーティング構
造２ａ及び２ｂは、所定の幅を有するほぼ真直な複数の
平行な凹溝２０を有し、フォトリソグラフィーエッチン
グ法等によって形成される。例えば、波長１μｍの光
（レーザー光等）を照射光として用いる場合、グレーテ
ィング周期としては１μｍ前後、凹溝の深さとしては１
μｍ以下であるのが好ましい。

【００１０】第１及び第２のグレーティング構造２ａ及
び２ｂは、光照射基板１の長手方向に所定の距離を置い
て形成されている。レーザー光発光素子等の光源３から
の光は、第１のグレーティング構造２ａを介して光照射
基板１の内部に導入される。この導入された光は、第１
のグレーティング構造２ａにより所定の方向に回折さ
れ、光照射基板１と空気との境界面により繰返し反射さ
れる。それにより、光照射基板１の内部を光が進行す
る。光照射基板１の内部において、光の広がり角と前記
所定距離との積によって光束が広がり、最後に第２のグ
レーティング構造２ｂから光照射基板１の外部に導出さ
れる。このような構造の光照射基板１を用いることによ
り、光束を拡大して照射することができる。そのため、
光学レンズ等の光学部材は必要なくなる。

【００１１】次に、本発明の導波路型画像伝送装置及び
指紋検出装置に適する画像伝送素子の好適な一実施例
を、図２及び図８に示す。図２は画像伝送素子を半分に
切断して示した斜視図である。図２に示すように、光学
ガラス又は光学プラスチック等で形成された画像伝送基
板４には、その両面に一対（第３及び第４）のグレーテ
ィング構造５ａ及び５ｂが形成されている。第３のグレ
ーティング構造５ａは、例えば画像伝送基板４の上面４
ａに設けられている。また、第４のグレーティング構造
５ｂは、例えば画像伝送基板４の底面４ｂに設けられて
いる。第３のグレーティング構造５ａは画像入力面７と
して機能し、第４のグレーティング構造５ｂの部分は画
像出力面８として機能する。また、画像伝送基板４の上
面４ａには、前記第３のグレーティング構造５ａと第４
のグレーティング構造５ｂとの間に位置するように回折
レンズ構造６が設けられている。回折レンズ構造６は、
画像伝送基板４内を伝播する光を集光させる役目を担
う。図８に示すように、回折レンズ構造６は、同心状の
複数の楕円凹溝３０で構成されている。楕円凹溝３０の
溝幅は、外側に向かうに従って狭くなっている。これに
より、画像伝送基板４内を伝播する光をうまく集光させ
ることができる。なお、この回折レンズ構造６も、フォ
トリソグラフィーエッチング法等によって形成すること
ができる。

【００１２】光源（図２には示していないが、図１に示
した光源３と実質的に同じ）から照射された光が第３の
グレーティング構造５ａから画像伝送基板４に入射され
ると、入射光は画像伝送基板４と空気との境界面により
繰返し反射される。そのため、光は画像伝送基板４中を
進行する。画像伝送基板４中を進行する光は回折レンズ
構造６により集光される。最後に、光は第４のグレーテ
ィング構造５ｂから出力され、結像面１１に結像され
る。なお、図２に示す実施例では、画像入力面７に入射
した光の角度成分を選択することにより、レーザー光が
画像伝送基板４と空気との境界面で２度目に反射される
位置に回折レンズ構造６が配置されている。

【００１３】画像入力面７からの入射光の角度成分を選
択するには、画像伝送基板４とその外側の部分との境界
面における屈折率差を調整すればよい。例えば、画像伝
送基板４の表面のうち画像入力面７に対向する部分に、
画像伝送基板４の材料よりも屈折率の小さい光学材料を
コーティングする。それにより、入射光のうち入射角度
の大きい成分を画像伝送基板４の外部に放出することが
できる。画像入力面７に対向する画像伝送基板４の表
面を粗くし、黒色顔料添加プラスチック等の光吸収体を
設けることにより、画像伝送基板４の外部に放出された
光成分を除去することができる。

【００１４】ここで、代表的な光学材料としてガラス
（屈折率；１．１５）、メタクリル樹脂（屈折率；１．
４９）、ポリカーボネート（屈折率；１．５９）、空気
（屈折率；１．００）の組み合わせを考える。境界面で
光が全反射する臨界角を計算すると、境界面の垂線に対
する角度は次表のようになる。

【００１５】

【表１】

【００１６】また、使用するレーザー、発光ダイオード
等の波長、グレーティング構造の周期、及び回折次数を
選択することにより、入射光の入射角を選択することが
可能である。空気の屈折率はｎ₁ ＝１．００であるた
め、グレーティング構造の周期及び入射角度は下記の数
式によって求めることができる。

【００１７】

【数１】

【００１８】

【数２】例えば、画像伝送基板４の屈折率をｎ₂ ＝１．５、回折
次数をｍ＝１、光の波長をλ₀ ＝１．５μｍ、基板の厚
さをＷ＝１．０ｍｍ、１回反射による伝達距離をＬ＝２
０ｍｍとすると、グレーティング周期としてΛ＝１μ
ｍ、入射角度としてθ₁ ＝８３°が得られる（図６参
照）。この計算結果は、レーザー光が画像伝送基板４内
を伝播し得ること、すなわち、画像の取り込みにおいて
導波路型を実現できることを示している。また、参照光
として可視光レーザを用いた場合、グレーティング構造
の周期はサブミクロンのオーダーとなるが、近年の半導
体製造技術を利用すれば実現可能である。

【００１９】次に、本発明の導波路型画像伝送装置の好
適な一実施例を図３を参照しつつ説明する。図３は導波
路型画像伝送装置を半分に切断して示した斜視図であ
る。図３に示すように、導波路型画像伝送装置９は、図
１に示す光照射基板１と図２に示す画像伝送基板４とを
積層してカード状に形成したものである。導波路型画像
伝送装置９の外部には、発光素子（光源）３及びと受光
素子１０とが設けられている。

【００２０】光発光素子３から照射された光は第１のグ
レーティング構造２ａを通って光照射基板１内に入射さ
れ、入射光は光照射基板４と空気との境界面により繰返
し反射されることにより光照射基板１内を進行し、第２
のグレーティング構造２ｂから出射される。第２のグレ
ーティング構造２ｂから出射された光は、第３のグレー
ティング構造５ａに対してほぼ垂直に画像伝送基板４に
入射する。第３のグレーティング構造５ａから出力され
た光は、画像入力面７に押し当てられた手指を照射す
る。指紋画像に相当する手指からの反射光は、第３のグ
レーティング構造５ａから画像伝送基板４に斜に入射す
る。手指からの反射光は、画像伝送基板４と空気との境
界面により繰返し反射され、かつ回折レンズ構造６によ
り集光される。そのため、手指からの反射光は、画像伝
送基板４の内部を伝播するとともに、最終的に第４のグ
レーティング構造５ｂ（画像出力面８）から出力され、
受光素子１０の表面に結像される。

【００２１】なお、光照射基板１及び画像伝送基板４内
で生じた散乱光などの迷光は、各基板１及び４の表面を
粗くし、その上に黒色顔料添加プラスチック等の光吸収
体を設けることによって除去することができ、迷光の受
光素子１０への進入を防止することができる。また、こ
のような構造を採用することにより、カード状構造の中
に照明及び結像の光学系を構成することが可能となる。

【００２２】次に、上記導波路型画像伝送装置を用いた
指紋検出システムの好適な実施例を図４を参照しつつ説
明する。図４中、（ａ）は導波路型画像伝送装置９をＩ
Ｄカードと併用させた場合のカード読み取り操作を示
す。図４（ａ）において、カード読取り装置１２の内部
には、ＩＤ情報読取り部のほか、光発光素子、受光素
子、これら光発光素子及び受光素子のコントロールを行
う制御回路、各人の指紋画像データを登録しておくため
のメモリ等が内蔵されている。このようなシステムにお
いて、導波路型画像伝送装置９をカード読取り装置１２
に挿入し、ユーザーの手指を画像入力面７に押圧する
と、ＩＤ情報と同時に指紋の画像信号もカード読取り装
置１２に読み取らせることができる。

【００２３】図４中、（ｂ）は導波路型画像伝送装置９
に発光素子３、受光素子１０、これら発光素子３及び受
光素子１０のコントロールを行う制御回路１４を組み込
んだ指紋検出モジュールの構成を示す斜視図である。こ
のようにモジュール化することにより、機器組込み型指
紋検出モジュールとして端末機器やハンディー機器へ搭
載することが可能となる。

【００２４】次に、本発明の指紋検出装置の好適な一実
施例を図５を参照しつつ説明する。図５は指紋検出シス
テムの構成を示すブロック図である。図５に示すよう
に、導波路型画像伝送装置９の読取り部には、レーザ
ー、発光ダイオード等の発光素子３と、ＣＣＤ等の受光
素子１０と、これら発光素子３及び受光素子１０を制御
するための制御回路１４と、各人の指紋画像データを登
録しておくためのメモリ１６と、導波路型画像伝送装置
９からの指紋画像とメモリ１６内の指紋画像データとを
照合するＣＰＵ１７とが配設されている。

【００２５】導波路型画像伝送装置９を指紋検出システ
ムの所定の位置にセットし、画像入力面７に手指を押圧
すると、指紋は指紋画像としてシステム内に取り込ま
れ、画像処理が施される。画像処理が施された指紋画像
は、ＣＰＵ１７によりメモリ１６内の指紋画像データと
照合され、個人認識が行われる。その結果、個人認識が
完了する。

【００２６】上記指紋検出装置は、レンズ等のような独
立した光学部材を用いることなく達成される。そのた
め、多数の者がこの装置を使用しても、光学系が汚れた
り傷ついたりして故障するといったトラブルがなくな
る。その結果、通常のカード認識システムとほぼ同様の
メンテナンスで稼働させることができる。

【００２７】なお、導波路型画像伝送装置９をＩＤカー
ドに組み込めば、ＩＤデータを指紋検出システムのメモ
リ１６内に登録された指紋画像データから特定の指紋画
像データを読み出すために使用することができる。その
結果、より高度な個人認識及びセキュリティが可能とな
る。

【００２８】また、導波路型画像伝送基板９をＩＣカー
ドに組み込んだ場合には、多数の人の指紋画像データを
ＩＣメモリに記憶させておくことができるので、指紋検
出システムの端末機に各人の指紋画像データを記憶させ
ておかなくても、カードのみで指紋の照合を行うことが
できる。また、導波路型画像伝送装置９を光カード又は
ＲＯＭカードと併用する場合も、これら光カード及びＲ
ＯＭカードの記憶容量が大きいため、ＩＣカードと併用
する場合と同様に、各人の指紋画像データを光メモリや
ＲＯＭに記憶させることにより、カードのみで指紋の照
合を行うことができる。

【００２９】なお、上記各実施例では、光照射基板１及
び画像伝送基板４を光学ガラスで作製しているが、必ず
しも材料は光学ガラスに限定されるものではなく、透明
な部材であれば、例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート
等で作製してもよい。また、上記各実施例では、画像伝
送基板４の第３及び第４のグレーティング構造５ａ及び
５ｂを画像伝送基板４の上下の異なる面に形成している
が、必ずしもこの構造に限定されるものではなく、第３
及び第４のグレーティング構造５ａ及び５ｂを同一面に
形成し、さらに回折レンズ構造６をこれらと同一面に設
けても、同様の作用効果を奏することができる。また、
これらを同一面に設けることにより、製造工程が簡略化
され量産に適するという効果も生じる。さらに、回折レ
ンズ構造を２個用い、画像（光束）を平行にして伝送す
ることも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導波路型
画像伝送装置及び指紋検出装置によれば、照明光の集束
や手指の指紋画像等を伝送するために光学レンズ等の光
学部材を一切必要としないので、導波路型画像伝送装置
及びそれを応用した指紋検出装置の小型化を図ることが
できる。さらに、本発明の光学系は非常に簡単な構成で
あるので、光照射素子及び画像伝送素子をカード状に一
体化することが可能となる。そのため、導波路型画像伝
送装置又は指紋検出素子を安価に大量生産することが可
能となる。さらに、多数のユーザーが同一の指紋検出
（認識）システムを用いたとしても、光学系の汚れや傷
によるトラブルも発生せず、従来のカード認識システム
とほぼ同様のメインテナンスで指紋検出システムを維持
することが可能となる。

【００３１】また、導波路型画像伝送装置をＩＤカード
と一体化することにより、ＩＤデータを、メモリに記憶
された多数の個人の指紋画像データの中から特定の指紋
画像データを読み出すために用いることができる。その
ため、より高度なセキュリティが可能となる。さらに、
導波路型画像伝送装置をＩＣカードと一体化することに
より、各人の指紋画像データをＩＣメモリに記憶させて
おくことができ、指紋検出システムの端末機に各人の指
紋画像データを記憶させておかなくても、ＩＣカードの
みで指紋の照合を行うことができる。さらに、導波路型
画像伝送装置を光カード又はＲＯＭカードと一体化する
ことにより、これらのカードは記憶容量が大きいため、
ＩＣカードと一体化した場合と同様に、各人の指紋画像
データを光メモリやＲＯＭに記憶させることができ、光
カード又はＲＯＭカードのみで指紋の照合を行うことが
できる。

【００３２】さらに、本発明によれば、光照射素子及び
画像伝送素子をカード状に一体化することができ、機器
組込み型指紋検出モジュールとして端末機器やハンディ
ー機器へ搭載することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導波路型画像伝送装置及び指紋検出装
置に適する光照射素子の好適な一実施例の構成を示す切
断斜視図

【図２】本発明の導波路型画像伝送装置及び指紋検出装
置に適する画像伝送素子の好適な一実施例の構成を示す
切断斜視図

【図３】本発明の導波路型画像伝送装置の好適な一実施
例の構成を示す切断斜視図

【図４】（ａ）は本発明の導波路型画像伝送装置を用い
た指紋検出装置の好適な一実施例の構成を示す斜視図、
（ｂ）は本発明の導波路型画像伝送装置を組み込んだ指
紋検出モジュールの一実施例の構成を示す斜視図

【図５】本発明の指紋検出装置の好適な一実施例の構成
を示すブロック図

【図６】本発明の導波路型画像伝送装置への光の入射状
態を示す図

【図７】本発明の導波路型画像伝送装置におけるグレー
ティング構造一実施例の構成を示す拡大斜視図

【図８】本発明の導波路型画像伝送装置における回折レ
ンズ構造の一実施例の構成を示す拡大斜視図

【符号の説明】

１：光照射基板２ａ：グレーティング構造２ｂ：グレーティング構造３：光発光素子４：画像伝送基板５ａ：グレーティング構造５ｂ：グレーティング構造６：回折レンズ構造７：画像入力面８：画像出力面９：導波路型画像伝送装置１０：受光素子１１：画像結像面１４：制御回路１６：メモリ１７：ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明材料で形成され、その境界面におけ
る繰返し反射により光を伝送する光照射基板と、前記光
照射基板の表面の所定の部分に設けられ、入射光を所定
方向に回折させる第１のグレーティング構造と、前記光
照射基板の表面の別の部分に設けられ、認識すべき被写
体を照明するために前記光照射基板中を伝送されてきた
光を別の方向に回折させ出力する第２のグレーティング
構造とを有する光照射手段と、透明材料で形成され、その境界面における繰返し反射に
より光を伝送する画像伝送基板と、前記画像伝送基板の
表面の所定の部分に設けられ、前記被写体により反射さ
れた入射光を所定方向に回折させる第３のグレーティン
グ構造と、前記画像伝送基板の表面の別の部分に設けら
れ、前記画像伝送基板中を伝送される光を集光させる回
折レンズ構造と、前記画像伝送基板の表面のさらに別の
部分に設けられ、前記画像伝送基板中を伝送され前記回
折レンズ構造により集光される光をさらに別の所定の方
向に回折させ出力する第４のグレーティング構造とを有
する画像伝送手段とを具備する導波路型画像伝送装置。
【請求項２】前記第１及び第２のグレーティング構造
はそれぞれ、前記光照射基板の相互に対向する異なった
面において所定の距離を隔てて設けられ、前記光の出射
面積が光の広がり角と前記所定の距離との積によって拡
大される請求項１記載の導波路型画像伝送装置。
【請求項３】前記第１及び第２のグレーティング構造
は、前記光照射基板の同じ面上に所定の距離を隔てて設
けられている請求項１記載の導波路型画像伝送装置。
【請求項４】前記第３及び第４のグレーティング構造
はそれぞれ、前記画像伝送基板の相互に対向する異なっ
た面に設けられ、前記被写体により反射され所定の入射
角を有する光は、前記第３のグレーティング構造から前
記画像伝送基板に入力される請求項１、２又は３記載の
導波路型画像伝送装置。
【請求項５】前記第３及び第４のグレーティング構造
及び前記回折レンズ構造は前記画像伝送基板の同じ面上
に所定の距離を隔てて設けられている請求項１、２又は
３記載の導波路型画像伝送装置。
【請求項６】前記被写体は指紋又は掌紋である請求項
１、２又は３記載の導波路型画像伝送装置。
【請求項７】前記光照射基板と前記画像伝送基板とを
積層してカード状に形成した請求項１、２又は３記載の
導波路型画像伝送装置。
【請求項８】ＩＤカード、ＩＣカード、光カード又は
ＲＯＭカードと一体化した請求項１、２又は３記載の導
波路型画像伝送装置。
【請求項９】メモリに登録された指紋画像データを記
憶させ、指紋画像を読み取ると同時に登録された指紋画
像データを読み取る請求項１、２又は３記載の導波路型
画像伝送装置。
【請求項１０】光照射手段、画像伝送手段、発光素
子、光検出素子及び前記発光素子及び光検出素子を制御
するための制御回路を有するカード状の導波路型画像伝
送装置を具備する指紋検出装置。
【請求項１１】前記カード状の導波路型画像伝送装置
は、透明材料で形成され、その境界面における繰返し反射に
より光を伝送する光照射基板と、前記光照射基板の表面
の所定の部分に設けられ、入射光を所定方向に回折させ
る第１のグレーティング構造と、前記光照射基板の表面
の別の部分に設けられ、認識すべき被写体を照明するた
めに前記光照射基板中を伝送されてきた光を別の方向に
回折させ出力する第２のグレーティング構造とを有する
光照射手段と、透明材料で形成され、その境界面における繰返し反射に
より光を伝送する画像伝送基板と、前記画像伝送基板の
表面の所定の部分に設けられ、前記被写体により反射さ
れた入射光を所定方向に回折させる第３のグレーティン
グ構造と、前記画像伝送基板の表面の別の部分に設けら
れ、前記画像伝送基板中を伝送される光を集光させる回
折レンズ構造と、前記画像伝送基板の表面のさらに別の
部分に設けられ、前記画像伝送基板中を伝送され前記回
折レンズ構造により集光される光をさらに別の所定の方
向に回折させ出力する第４のグレーティング構造とを有
する画像伝送手段とを具備する請求項１０記載の指紋検
出装置。
【請求項１２】前記第１及び第２のグレーティング構
造はそれぞれ、前記光照射基板の相互に対向する異なっ
た面において所定の距離を隔てて設けられ、前記光の出
射面積が光の広がり角と前記所定の距離との積によって
拡大される請求項１１記載の指紋検出装置。
【請求項１３】前記第１及び第２のグレーティング構
造は、前記光照射基板の同じ面上に所定の距離を隔てて
設けられている請求項１１記載の指紋検出装置。
【請求項１４】前記第３及び第４のグレーティング構
造はそれぞれ、前記画像伝送基板の相互に対向する異な
った面に設けられ、前記被写体により反射され所定の入
射角を有する光は、前記第３のグレーティング構造から
前記画像伝送基板に入力される請求項１１、１２又は１
３記載の指紋検出装置。
【請求項１５】前記第３及び第４のグレーティング構
造及び前記回折レンズ構造は前記画像伝送基板の同じ面
上に所定の距離を隔てて設けられている請求項１１、１
２又は１３記載の指紋検出装置。
【請求項１６】前記導波路型画像伝送装置は、ＩＤカ
ード、ＩＣカード、光カード又はＲＯＭカードと一体化
した請求項１１、１２又は１３記載の指紋検出装置。
【請求項１７】前記導波路型画像伝送装置は、メモリ
に登録された指紋画像データを記憶させ、指紋画像を読
み取ると同時に登録された指紋画像データを読み取る請
求項１１、１２又は１３記載の指紋検出装置。