JPH10269341A - 指紋検知装置および方法 - Google Patents
指紋検知装置および方法Info
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- JPH10269341A JPH10269341A JP9075368A JP7536897A JPH10269341A JP H10269341 A JPH10269341 A JP H10269341A JP 9075368 A JP9075368 A JP 9075368A JP 7536897 A JP7536897 A JP 7536897A JP H10269341 A JPH10269341 A JP H10269341A
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 指の状態に依存せず、常に良好な指紋パター
ンを得る。 【解決手段】 透明基体１の表面１Ｓ上に、流動体から
なる流動体層１１と、この流動体層１１を形成する流動
体を密封する薄膜状の表面フィルム層１２とを設け、指
の押圧により、この表面フィルム層１２を介して、指紋
３Ａの稜線部（凸部）および谷間部（凹部）を流動体層
１１に転写させ、透明基体表面１Ｓと表面フィルム層１
２とが接するか否かによる光の振る舞いの違いにより、
指紋パターンとして検出するようにしたものである。
ンを得る。 【解決手段】 透明基体１の表面１Ｓ上に、流動体から
なる流動体層１１と、この流動体層１１を形成する流動
体を密封する薄膜状の表面フィルム層１２とを設け、指
の押圧により、この表面フィルム層１２を介して、指紋
３Ａの稜線部（凸部）および谷間部（凹部）を流動体層
１１に転写させ、透明基体表面１Ｓと表面フィルム層１
２とが接するか否かによる光の振る舞いの違いにより、
指紋パターンとして検出するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋検知装置およ
び方法に関し、特に透明基体を介して指の指紋に光を照
射し、その反射光から指紋パターンを検出する指紋検知
装置および方法に関するものである。
び方法に関し、特に透明基体を介して指の指紋に光を照
射し、その反射光から指紋パターンを検出する指紋検知
装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、透明基体に押し当てられた指の
指紋に対して光を照射し、その反射光から指紋パターン
を検出する場合、図４に示すような、光学的性質が利用
されている。図４は、境界面における光の振る舞いを示
す説明図であり、１は光学ガラスなどの透明基体、１Ｓ
は透明基体１の表面、８は空気である。例えば、透明基
体１の下部ｇから、透明基体表面１Ｓの垂直軸ｊｋと入
射角θｂを持って、透明基体表面１Ｓの点ｂに入射され
た光は、透明基体表面１Ｓの垂直軸ｊｋと屈折角θａを
なして空気８中のｃに向けて出射される。
指紋に対して光を照射し、その反射光から指紋パターン
を検出する場合、図４に示すような、光学的性質が利用
されている。図４は、境界面における光の振る舞いを示
す説明図であり、１は光学ガラスなどの透明基体、１Ｓ
は透明基体１の表面、８は空気である。例えば、透明基
体１の下部ｇから、透明基体表面１Ｓの垂直軸ｊｋと入
射角θｂを持って、透明基体表面１Ｓの点ｂに入射され
た光は、透明基体表面１Ｓの垂直軸ｊｋと屈折角θａを
なして空気８中のｃに向けて出射される。
【０００３】このとき、透明基体１および空気８の屈折
率をそれぞれｎｂ，ｎａとすると、入射角θｂと屈折角
θａとの関係は、スネルの法則により、 ｎａ sinθａ＝ｎｂ sinθｂ となる。なお、通常、空気８の屈折率ｎａは例えば光学
ガラスなどの透明基体１の屈折率ｎｂより小さい（ｎａ
＜ｎｂ）ことから、屈折角θａは入射角θｂより大きく
（θａ＞θｂ）なる。
率をそれぞれｎｂ，ｎａとすると、入射角θｂと屈折角
θａとの関係は、スネルの法則により、 ｎａ sinθａ＝ｎｂ sinθｂ となる。なお、通常、空気８の屈折率ｎａは例えば光学
ガラスなどの透明基体１の屈折率ｎｂより小さい（ｎａ
＜ｎｂ）ことから、屈折角θａは入射角θｂより大きく
（θａ＞θｂ）なる。
【０００４】ここで、 sinθａ＞ｎａ／ｎｂとなるよう
な入射角θｂを選択した場合、スネルの法則を満たす屈
折角θａが存在しなくなり、入射された光は透明基体表
面１Ｓにて全反射するものとなる。この全反射が起こる
入射角すなわち臨界角θｃは、 θｃ＝sin-1（ｎａ／ｎｂ） で求められる。
な入射角θｂを選択した場合、スネルの法則を満たす屈
折角θａが存在しなくなり、入射された光は透明基体表
面１Ｓにて全反射するものとなる。この全反射が起こる
入射角すなわち臨界角θｃは、 θｃ＝sin-1（ｎａ／ｎｂ） で求められる。
【０００５】図４において、∠ｇｂｋ＝θｃ（＝∠ｈｂ
ｋ）とすると、ｇｂｆ（ｈｂｉ）で示される角度領域か
ら入射された光は、例えば、光路ｄｂｅ（ｅｂｄ）に示
したように透明基体１側へ全反射される。一方、角度領
域ｇｂｈから入射された光は、スネルの法則に従って、
光路ａｂｃにより空気８に出射される。なお、空気８側
から入射される光も同様であり、透明基体１側に出射さ
れる光は、角度領域ｇｂｈにしか出射されない。
ｋ）とすると、ｇｂｆ（ｈｂｉ）で示される角度領域か
ら入射された光は、例えば、光路ｄｂｅ（ｅｂｄ）に示
したように透明基体１側へ全反射される。一方、角度領
域ｇｂｈから入射された光は、スネルの法則に従って、
光路ａｂｃにより空気８に出射される。なお、空気８側
から入射される光も同様であり、透明基体１側に出射さ
れる光は、角度領域ｇｂｈにしか出射されない。
【０００６】このような、光学的特性において、透明基
体１側から全反射が発生するような所定入射角にて光を
指紋に照射するようにしたものが、図５に示す従来の指
紋検知装置である。図５において、１は透明基体、３は
指紋３Ａを有する指、４は光源、５は画像検出部であ
り、光源４からの光が透明基体１を介して指紋３Ａに照
射され、その反射光が画像検出部５により検出される。
体１側から全反射が発生するような所定入射角にて光を
指紋に照射するようにしたものが、図５に示す従来の指
紋検知装置である。図５において、１は透明基体、３は
指紋３Ａを有する指、４は光源、５は画像検出部であ
り、光源４からの光が透明基体１を介して指紋３Ａに照
射され、その反射光が画像検出部５により検出される。
【０００７】通常、指紋の稜線部（凸部）の屈折率は、
空気の屈折率ｎａより大きく、光学ガラスなどの透明基
体の屈折率ｎｂに近いことから、指紋のうち空気が存在
する谷間部（凹部）に接する透明基体表面でのみ全反射
が発生し、透明基体の屈折率ｎｂに近い屈折率を有する
指紋３Ａの稜線部では全反射が発生せず、通過した光は
指に吸収され、あるいは乱反射する。したがって、画像
検出部５では、指紋３Ａの谷間部が明るく、稜線部が暗
い指紋パターンが得られる。
空気の屈折率ｎａより大きく、光学ガラスなどの透明基
体の屈折率ｎｂに近いことから、指紋のうち空気が存在
する谷間部（凹部）に接する透明基体表面でのみ全反射
が発生し、透明基体の屈折率ｎｂに近い屈折率を有する
指紋３Ａの稜線部では全反射が発生せず、通過した光は
指に吸収され、あるいは乱反射する。したがって、画像
検出部５では、指紋３Ａの谷間部が明るく、稜線部が暗
い指紋パターンが得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の指紋検知装置では、指の稜線部に存在する微
細な凹凸が透明基体表面との間に形成される隙間や、指
の状態、特に乾燥状態または汗などによる湿潤状態によ
って、得られる指紋パターンが大幅に変化し、常に一定
した良好な指紋パターンを得ることができないという問
題点があった。図６は透明基体表面での指の接触状態を
示す説明図であり、（ａ）は指が乾燥状態にある場合、
（ｂ）は指が湿潤状態にある場合を示している。
うな従来の指紋検知装置では、指の稜線部に存在する微
細な凹凸が透明基体表面との間に形成される隙間や、指
の状態、特に乾燥状態または汗などによる湿潤状態によ
って、得られる指紋パターンが大幅に変化し、常に一定
した良好な指紋パターンを得ることができないという問
題点があった。図６は透明基体表面での指の接触状態を
示す説明図であり、（ａ）は指が乾燥状態にある場合、
（ｂ）は指が湿潤状態にある場合を示している。
【０００９】例えば、図６（ａ）に示すように、指が乾
燥状態にある場合には、指紋の稜線部３１の微細な凹凸
により、稜線部３１と透明基体１との間に僅かな隙間３
５が生じ、この隙間３５内の空気により、稜線部３１で
も光が全反射される。また、図６（ｂ）に示すように、
指が汗などにより湿潤状態にある場合には、指紋の稜線
部３１と透明基体表面１Ｓとの間に汗または脂３６が付
着して、当初の稜線部３１より大きな幅で光が吸収さ
れ、谷間部３２では光が全反射する幅が減少する。
燥状態にある場合には、指紋の稜線部３１の微細な凹凸
により、稜線部３１と透明基体１との間に僅かな隙間３
５が生じ、この隙間３５内の空気により、稜線部３１で
も光が全反射される。また、図６（ｂ）に示すように、
指が汗などにより湿潤状態にある場合には、指紋の稜線
部３１と透明基体表面１Ｓとの間に汗または脂３６が付
着して、当初の稜線部３１より大きな幅で光が吸収さ
れ、谷間部３２では光が全反射する幅が減少する。
【００１０】したがって、指の状態、特に乾燥状態にお
いては、指紋パターンは途切れ途切れとなり、また湿潤
状態においては、指紋の稜線部３１と谷間部３２との区
別が付きにくくなるというように、得られる指紋パター
ンが大幅に変化し、常に良好な指紋パターンを得ること
ができないという問題点があった。なお、液体カップリ
ング材を介して透明基体上に弾性透明部材を密着載置し
（例えば、特開平７−９８７５４号公報など）、また透
明基体上に弾性体膜を形成して（例えば、特開平６−１
９５４５０号公報など）、指紋の凹凸と光学参照面（指
紋像入力面）とを密着させるようにしたものが提案され
ている。
いては、指紋パターンは途切れ途切れとなり、また湿潤
状態においては、指紋の稜線部３１と谷間部３２との区
別が付きにくくなるというように、得られる指紋パター
ンが大幅に変化し、常に良好な指紋パターンを得ること
ができないという問題点があった。なお、液体カップリ
ング材を介して透明基体上に弾性透明部材を密着載置し
（例えば、特開平７−９８７５４号公報など）、また透
明基体上に弾性体膜を形成して（例えば、特開平６−１
９５４５０号公報など）、指紋の凹凸と光学参照面（指
紋像入力面）とを密着させるようにしたものが提案され
ている。
【００１１】しかし、これら構成によれば、あくまでも
指紋の凹凸と弾性透明光学部材とが接触する面を光学参
照面としていることから、指が湿潤状態にあり、汗が指
紋の稜線部だけでなく、谷間部と弾性透明光学部材との
隙間にも浸透した場合には、浸透した汗により谷間部で
も入射光の吸収が生じて稜線部との区別が付きにくくな
り、良好な指紋パターンを得ることは難しい。本発明は
このような課題を解決するためのものであり、指の状態
に依存せず、常に良好な指紋パターンを得ることができ
る指紋検知装置および方法を提供することを目的として
いる。
指紋の凹凸と弾性透明光学部材とが接触する面を光学参
照面としていることから、指が湿潤状態にあり、汗が指
紋の稜線部だけでなく、谷間部と弾性透明光学部材との
隙間にも浸透した場合には、浸透した汗により谷間部で
も入射光の吸収が生じて稜線部との区別が付きにくくな
り、良好な指紋パターンを得ることは難しい。本発明は
このような課題を解決するためのものであり、指の状態
に依存せず、常に良好な指紋パターンを得ることができ
る指紋検知装置および方法を提供することを目的として
いる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による指紋検知装置は、請求項１とし
て、第１の屈折率を有する透明基体表面上に形成された
第２の屈折率を有する薄膜からなり、指の押圧に応じて
指紋の凹凸が転写される表面フィルム層と、この表面フ
ィルム層により透明基体表面との間に薄く密封された第
１および第２の屈折率とは異なる第３の屈折率を有する
流動体からなり、指の押圧に応じて表面フィルム層を介
して指紋の凹凸が転写される流動体層とを備え、指紋の
凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム層また
は流動体層が接した場合に、それぞれの屈折率の相違に
起因して、透明基体表面で生じる入射光の振る舞いの違
いによる反射光の変化を、指紋パターンとして検出する
ようにしたものである。したがって、指の押圧に応じ
て、指紋の凹凸が表面フィルム層および流動体層にそれ
ぞれ転写され、これにより指紋の凹凸に対応して透明基
体表面に対し表面フィルム層または流動体層が接した場
合に、それぞれの屈折率の相違に起因して、透明基体表
面で生じる入射光の振る舞いの違いによる反射光の変化
が、指紋パターンとして検出される。
るために、本発明による指紋検知装置は、請求項１とし
て、第１の屈折率を有する透明基体表面上に形成された
第２の屈折率を有する薄膜からなり、指の押圧に応じて
指紋の凹凸が転写される表面フィルム層と、この表面フ
ィルム層により透明基体表面との間に薄く密封された第
１および第２の屈折率とは異なる第３の屈折率を有する
流動体からなり、指の押圧に応じて表面フィルム層を介
して指紋の凹凸が転写される流動体層とを備え、指紋の
凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム層また
は流動体層が接した場合に、それぞれの屈折率の相違に
起因して、透明基体表面で生じる入射光の振る舞いの違
いによる反射光の変化を、指紋パターンとして検出する
ようにしたものである。したがって、指の押圧に応じ
て、指紋の凹凸が表面フィルム層および流動体層にそれ
ぞれ転写され、これにより指紋の凹凸に対応して透明基
体表面に対し表面フィルム層または流動体層が接した場
合に、それぞれの屈折率の相違に起因して、透明基体表
面で生じる入射光の振る舞いの違いによる反射光の変化
が、指紋パターンとして検出される。
【００１３】また、請求項２では、請求項１記載の指紋
検知装置において、入射光として、透明基体と表面フィ
ルム層とが接する境界面での臨界角より小さく、かつ透
明基体と流動体層とが接する境界面での臨界角より大き
い入射角を有するものを用いるものである。したがっ
て、入射光は、透明基体と流動体層とが接する境界面で
全反射され、透明基体と表面フィルム層とが接する境界
面で透過される。
検知装置において、入射光として、透明基体と表面フィ
ルム層とが接する境界面での臨界角より小さく、かつ透
明基体と流動体層とが接する境界面での臨界角より大き
い入射角を有するものを用いるものである。したがっ
て、入射光は、透明基体と流動体層とが接する境界面で
全反射され、透明基体と表面フィルム層とが接する境界
面で透過される。
【００１４】また、請求項３では、透明基体上に形成さ
れた薄膜からなり、指の押圧に応じて指紋の凹凸が転写
されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射光を
透過する表面フィルム層と、この表面フィルム層により
透明基体表面との間に薄く密封された流動体からなり、
指の押圧に応じて指紋の凹凸が表面フィルム層を介して
転写されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射
光を全反射する流動体層とを備え、指紋の凹凸に対応し
て透明基体表面に対し表面フィルム層または流動体層が
接した場合に、透明基体表面で生じる反射光の変化を指
紋パターンとして検出するようにしたものである。した
がって、指の押圧に応じて、この指紋の凹凸が表面フィ
ルム層および流動体層にそれぞれ転写され、これにより
指紋の凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム
層または流動体層が接した場合に、透明基体と流動体層
とが接する境界面で入射光が全反射され、透明基体と表
面フィルム層とが接する境界面で入射光が透過され、こ
れら透明基体表面で生じる入射光の振る舞いの違いによ
る反射光の変化が、指紋パターンとして検出される。
れた薄膜からなり、指の押圧に応じて指紋の凹凸が転写
されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射光を
透過する表面フィルム層と、この表面フィルム層により
透明基体表面との間に薄く密封された流動体からなり、
指の押圧に応じて指紋の凹凸が表面フィルム層を介して
転写されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射
光を全反射する流動体層とを備え、指紋の凹凸に対応し
て透明基体表面に対し表面フィルム層または流動体層が
接した場合に、透明基体表面で生じる反射光の変化を指
紋パターンとして検出するようにしたものである。した
がって、指の押圧に応じて、この指紋の凹凸が表面フィ
ルム層および流動体層にそれぞれ転写され、これにより
指紋の凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム
層または流動体層が接した場合に、透明基体と流動体層
とが接する境界面で入射光が全反射され、透明基体と表
面フィルム層とが接する境界面で入射光が透過され、こ
れら透明基体表面で生じる入射光の振る舞いの違いによ
る反射光の変化が、指紋パターンとして検出される。
【００１５】また、請求項４では、請求項１〜３の指紋
検知装置において、表面フィルム層として、約５〜５０
μｍであって、好ましくは約１０〜３０μｍの膜厚を有
するプラスチックフィルムを用いるものである。また、
請求項５では、請求項１の指紋検知装置において、流動
体層として、動粘度が室温で５０００ｍｍ2/ｓ以下であ
って、好ましくは１０００ｍｍ2/ｓ以下である流動体を
用いるものである。
検知装置において、表面フィルム層として、約５〜５０
μｍであって、好ましくは約１０〜３０μｍの膜厚を有
するプラスチックフィルムを用いるものである。また、
請求項５では、請求項１の指紋検知装置において、流動
体層として、動粘度が室温で５０００ｍｍ2/ｓ以下であ
って、好ましくは１０００ｍｍ2/ｓ以下である流動体を
用いるものである。
【００１６】また、本発明の指紋検知方法は、請求項６
として、指の押圧に応じて、透明基体上に形成された薄
膜状の表面フィルム層に指紋の凹凸を転写するととも
に、この表面フィルム層により透明基体表面との間に密
封された流動体からなる流動体層に指紋の凹凸を転写
し、透明基体表面に対して指紋の凹凸に対応して表面フ
ィルム層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈
折率の相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の
振る舞いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンと
して検出するようにしたものである。したがって、指の
押圧に応じて、この指紋の凹凸が表面フィルム層および
流動体層にそれぞれ転写され、これにより指紋の凹凸に
対応して透明基体表面に対し表面フィルム層または流動
体層が接した場合に、それぞれの屈折率の相違に起因し
て、透明基体表面で生じる入射光の振る舞いの違いによ
る反射光の変化が、指紋パターンとして検出される。
として、指の押圧に応じて、透明基体上に形成された薄
膜状の表面フィルム層に指紋の凹凸を転写するととも
に、この表面フィルム層により透明基体表面との間に密
封された流動体からなる流動体層に指紋の凹凸を転写
し、透明基体表面に対して指紋の凹凸に対応して表面フ
ィルム層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈
折率の相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の
振る舞いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンと
して検出するようにしたものである。したがって、指の
押圧に応じて、この指紋の凹凸が表面フィルム層および
流動体層にそれぞれ転写され、これにより指紋の凹凸に
対応して透明基体表面に対し表面フィルム層または流動
体層が接した場合に、それぞれの屈折率の相違に起因し
て、透明基体表面で生じる入射光の振る舞いの違いによ
る反射光の変化が、指紋パターンとして検出される。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施の形態である指紋
検知装置を示す説明図であり、同図において、前述の説
明（図５参照）と同じまたは同等部分には同一符号を付
してあり、１は光学ガラスなどの三角プリズムからなる
透明基体、３Ａは指３の指紋、５は光源４から透明基体
１を介して得られた指紋パターンを画像として検出する
画像検出部である。
して説明する。図１は本発明の一実施の形態である指紋
検知装置を示す説明図であり、同図において、前述の説
明（図５参照）と同じまたは同等部分には同一符号を付
してあり、１は光学ガラスなどの三角プリズムからなる
透明基体、３Ａは指３の指紋、５は光源４から透明基体
１を介して得られた指紋パターンを画像として検出する
画像検出部である。
【００１８】特に、本発明では、前述の説明（図５参
照）と比較して、透明基体１の表面１Ｓ上に、流動体か
らなる流動体層１１と、この流動体層１１を形成する流
動体を密封する薄膜状の表面フィルム層１２とを設け、
指の押圧により、この表面フィルム層１２を介して、指
紋３Ａの稜線部（凸部）および谷間部（凹部）を流動体
層１１に転写させ、透明基体表面１Ｓと表面フィルム層
１２とが接するか否かによる光の振る舞いの違いによ
り、指紋パターンとして検出するようにしたものであ
る。
照）と比較して、透明基体１の表面１Ｓ上に、流動体か
らなる流動体層１１と、この流動体層１１を形成する流
動体を密封する薄膜状の表面フィルム層１２とを設け、
指の押圧により、この表面フィルム層１２を介して、指
紋３Ａの稜線部（凸部）および谷間部（凹部）を流動体
層１１に転写させ、透明基体表面１Ｓと表面フィルム層
１２とが接するか否かによる光の振る舞いの違いによ
り、指紋パターンとして検出するようにしたものであ
る。
【００１９】次に、図２を参照して、本発明の動作とし
て、光源４から透明基体１に入射された光の振る舞いに
ついて説明する。表面フィルム層１２に指を押し当てた
場合、指紋の稜線部３１の部分では、表面フィルム層１
２と透明基体表面１Ｓとが密着するが、指紋の谷間部３
２の部分では、そのくぼみに流動体層１１内の流動体が
残り、表面フィルム層１２と透明基体表面１Ｓとは密着
しない。
て、光源４から透明基体１に入射された光の振る舞いに
ついて説明する。表面フィルム層１２に指を押し当てた
場合、指紋の稜線部３１の部分では、表面フィルム層１
２と透明基体表面１Ｓとが密着するが、指紋の谷間部３
２の部分では、そのくぼみに流動体層１１内の流動体が
残り、表面フィルム層１２と透明基体表面１Ｓとは密着
しない。
【００２０】これにより、表面フィルム層１２は指紋の
凹凸に沿って撓み変形し、稜線部３１部分のみで表面フ
ィルム層１２と透明基体表面１Ｓとが密着するものとな
る。一方、光源４から透明基体１に入射された光は、透
明基体１の表面１Ｓに所定入射角で照射される。ここ
で、表面フィルム層１２、流動体層１１および透明基体
１を形成する各材料の屈折率は、それぞれ所定の大小関
係を満たしており、また各材料の屈折率の値によって、
透明基体を構成するプリズムの最適形状が決定される。
凹凸に沿って撓み変形し、稜線部３１部分のみで表面フ
ィルム層１２と透明基体表面１Ｓとが密着するものとな
る。一方、光源４から透明基体１に入射された光は、透
明基体１の表面１Ｓに所定入射角で照射される。ここ
で、表面フィルム層１２、流動体層１１および透明基体
１を形成する各材料の屈折率は、それぞれ所定の大小関
係を満たしており、また各材料の屈折率の値によって、
透明基体を構成するプリズムの最適形状が決定される。
【００２１】図３は、入射角と臨界角との関係を示す説
明図であり、同図において、表面フィルム層１２の屈折
率をｎｆ、流動体層１１の屈折率をｎｅ、また透明基体
１の屈折率をｎｂとする。また、透明基体表面１Ｓに入
射される光の入射角をθｂ、透明基体１と表面フィルム
層１２とが接する境界面での臨界角をθｃ２、透明基体
１と流動体層１１とが接する境界面での臨界角をθｃ１
とする。
明図であり、同図において、表面フィルム層１２の屈折
率をｎｆ、流動体層１１の屈折率をｎｅ、また透明基体
１の屈折率をｎｂとする。また、透明基体表面１Ｓに入
射される光の入射角をθｂ、透明基体１と表面フィルム
層１２とが接する境界面での臨界角をθｃ２、透明基体
１と流動体層１１とが接する境界面での臨界角をθｃ１
とする。
【００２２】まず、入射角θｂの光が、谷間部３２すな
わち透明基体１と流動体層１１とが接する境界面で、光
路ａｂｃのように全反射され、稜線部３１すなわち透明
基体１と表面フィルム層１２とが接する境界面で、光路
ａｂｄのように透過（吸収）されるための条件は、 θｃ２＞θｂ，かつ θｂ＞θｃ１ となる。ここで、θｂ＞θｃ１から、流動体層１１と透
明基体１との屈折率の関係は、 ｎｅ＜ｎｂ とする必要がある。
わち透明基体１と流動体層１１とが接する境界面で、光
路ａｂｃのように全反射され、稜線部３１すなわち透明
基体１と表面フィルム層１２とが接する境界面で、光路
ａｂｄのように透過（吸収）されるための条件は、 θｃ２＞θｂ，かつ θｂ＞θｃ１ となる。ここで、θｂ＞θｃ１から、流動体層１１と透
明基体１との屈折率の関係は、 ｎｅ＜ｎｂ とする必要がある。
【００２３】表面フィルム層１２の屈折率ｎｆは、透明
基体１の屈折率ｎｂより大きくできれば、入射光のどの
ような入射角θｂに対しても、表面フィルム層１２が透
明基体表面１Ｓと密着している部分では、必ず入射光が
吸収され全反射が生じないので好都合である。しかし、
表面フィルム層１２は、一般に有機材料で構成され、そ
の場合、屈折率の選択幅は狭く、透明基体１の屈折率ｎ
ｂより大きな値とすることは容易ではない。
基体１の屈折率ｎｂより大きくできれば、入射光のどの
ような入射角θｂに対しても、表面フィルム層１２が透
明基体表面１Ｓと密着している部分では、必ず入射光が
吸収され全反射が生じないので好都合である。しかし、
表面フィルム層１２は、一般に有機材料で構成され、そ
の場合、屈折率の選択幅は狭く、透明基体１の屈折率ｎ
ｂより大きな値とすることは容易ではない。
【００２４】そこで、表面フィルム層の屈折率ｎｆがｎ
ｂより大きくない場合は、入射光の入射角θｂを臨界角
θｃ２より小さい範囲に制限し、ｎｆとｎｂとの差が、
できるだけ小さくなるように表面フィルム層１２および
透明基体１の材料を選択すれば十分である。このように
して得られた条件の下で、図１に示すように、透明基体
１の入射面１ｉおよび出射面１ｏは、それぞれ入射角θ
ｂの入射光および出射角θｂの出射光に直交するように
構成することが望ましい。したがって、透明基体１は、
二等辺三角形ではあるが、その頂角が必ずしも直角であ
るとは限らない。
ｂより大きくない場合は、入射光の入射角θｂを臨界角
θｃ２より小さい範囲に制限し、ｎｆとｎｂとの差が、
できるだけ小さくなるように表面フィルム層１２および
透明基体１の材料を選択すれば十分である。このように
して得られた条件の下で、図１に示すように、透明基体
１の入射面１ｉおよび出射面１ｏは、それぞれ入射角θ
ｂの入射光および出射角θｂの出射光に直交するように
構成することが望ましい。したがって、透明基体１は、
二等辺三角形ではあるが、その頂角が必ずしも直角であ
るとは限らない。
【００２５】このように、屈折率と入射角とを設定する
ことにより、図２に示す谷間部３２の部分では、流動体
層１１が透明基体表面１Ｓに接していることから、両者
の屈折率ｎｅ，ｎｂと入射角θｂとの関係から全反射が
発生する。一方、稜線部３１では、表面フィルム層１２
が透明基体表面１Ｓと密着していることから、両者の屈
折率ｎｆ，ｎｂと入射角θｂとの関係から、光が指３の
稜線部３１に吸収され、あるいは乱反射される。したが
って、画像検出部５では、稜線部３１が暗く谷間部３２
が明るい指紋パターンが得られる。
ことにより、図２に示す谷間部３２の部分では、流動体
層１１が透明基体表面１Ｓに接していることから、両者
の屈折率ｎｅ，ｎｂと入射角θｂとの関係から全反射が
発生する。一方、稜線部３１では、表面フィルム層１２
が透明基体表面１Ｓと密着していることから、両者の屈
折率ｎｆ，ｎｂと入射角θｂとの関係から、光が指３の
稜線部３１に吸収され、あるいは乱反射される。したが
って、画像検出部５では、稜線部３１が暗く谷間部３２
が明るい指紋パターンが得られる。
【００２６】なお、これら屈折率に対する条件を満たす
材料の選択例を以下に示す。まず、表面フィルム層１２
としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ンテレフタレートなどのプラスチックフィルムが適して
いる。これらプラスチック材料の屈折率は、約１．５〜
１．７の範囲である。膜厚については、できるだけ薄く
した方が、指紋の凹凸になじませることができるが、機
械的な強度を確保する観点から、ある程度の膜厚が必要
となる。
材料の選択例を以下に示す。まず、表面フィルム層１２
としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ンテレフタレートなどのプラスチックフィルムが適して
いる。これらプラスチック材料の屈折率は、約１．５〜
１．７の範囲である。膜厚については、できるだけ薄く
した方が、指紋の凹凸になじませることができるが、機
械的な強度を確保する観点から、ある程度の膜厚が必要
となる。
【００２７】したがって、表面フィルム層１２の膜厚
は、約５〜５０μｍの範囲で選択するのが良く、より好
ましくは約１０〜３０μｍの範囲が良い。例えば、膜厚
が約１０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム
は、容易に入手可能であり、機械的強度も十分である。
このフィルムの屈折率は１．６５である。
は、約５〜５０μｍの範囲で選択するのが良く、より好
ましくは約１０〜３０μｍの範囲が良い。例えば、膜厚
が約１０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム
は、容易に入手可能であり、機械的強度も十分である。
このフィルムの屈折率は１．６５である。
【００２８】また、流動体層１１では、指を押し当てた
とき、指紋の稜線部から圧力を受けた流動体が、圧力の
低い周辺部や指紋の谷間部に流動する。流動体が狭い間
隙を流動するときは、流動体の持つ粘性によって流動抵
抗が発生する。この流動抵抗が、流動体内圧を高める効
果をもたらして、表面フィルム層１２に等方的な圧力を
作用し、表面フィルム層１２を指紋の凹凸パターンにな
じませるための重要な要件となる。
とき、指紋の稜線部から圧力を受けた流動体が、圧力の
低い周辺部や指紋の谷間部に流動する。流動体が狭い間
隙を流動するときは、流動体の持つ粘性によって流動抵
抗が発生する。この流動抵抗が、流動体内圧を高める効
果をもたらして、表面フィルム層１２に等方的な圧力を
作用し、表面フィルム層１２を指紋の凹凸パターンにな
じませるための重要な要件となる。
【００２９】指紋の凹凸の深さは５０μｍ程度であるの
で、流動体層１１の厚さとしては、５０μｍもあれば十
分である。しかし、指を押し当てたときに、余分な流動
体が周辺部に押し寄せられるので、流動体層１１の厚さ
を５０μｍ以上にしても問題はない。一方、流動体層１
１の厚さが５０μｍ以下の場合でも、表面フィルム層１
２は少なくとも指紋の稜線部に良くなじんだ状態となる
ので、何ら問題はない。
で、流動体層１１の厚さとしては、５０μｍもあれば十
分である。しかし、指を押し当てたときに、余分な流動
体が周辺部に押し寄せられるので、流動体層１１の厚さ
を５０μｍ以上にしても問題はない。一方、流動体層１
１の厚さが５０μｍ以下の場合でも、表面フィルム層１
２は少なくとも指紋の稜線部に良くなじんだ状態となる
ので、何ら問題はない。
【００３０】図２に示したように、指を押し当てた後、
指紋の稜線部３１では、表面フィルム層１２と透明基体
１とが密着し、指紋の谷間部３２では、流動体層１１内
の流動体が表面フィルム層１２と透明基体１との間に閉
じこめられた状態となるが、このとき流動体の内圧はほ
ぼバランスした状態に落ち着く。流動体の粘性が大きい
と流動抵抗が大きくなり、流動体内圧がバランスするま
でに時間がかかるようになるので、粘性の大きすぎるも
のは使用に適さない。
指紋の稜線部３１では、表面フィルム層１２と透明基体
１とが密着し、指紋の谷間部３２では、流動体層１１内
の流動体が表面フィルム層１２と透明基体１との間に閉
じこめられた状態となるが、このとき流動体の内圧はほ
ぼバランスした状態に落ち着く。流動体の粘性が大きい
と流動抵抗が大きくなり、流動体内圧がバランスするま
でに時間がかかるようになるので、粘性の大きすぎるも
のは使用に適さない。
【００３１】したがって、流動体として、室温における
動粘度の値で約５０００ｍｍ2/ｓ以下であれば使用でき
るが、より好ましくは約１０００ｍｍ2/ｓ以下であれば
問題ない。また、流動体の屈折率は多くのものが１．３
〜１．５の範囲にある。発明者の実験によれば、流動体
材料の選択例として、水を使用することができた。水の
動粘度は１ｍｍ2/ｓであり、屈折率は１．３３であっ
た。
動粘度の値で約５０００ｍｍ2/ｓ以下であれば使用でき
るが、より好ましくは約１０００ｍｍ2/ｓ以下であれば
問題ない。また、流動体の屈折率は多くのものが１．３
〜１．５の範囲にある。発明者の実験によれば、流動体
材料の選択例として、水を使用することができた。水の
動粘度は１ｍｍ2/ｓであり、屈折率は１．３３であっ
た。
【００３２】ただし、水はカビやバクテリアが繁殖しや
すく、長期間にわたって光学的な安定性を確保すること
は容易ではない。このような観点から、流動体のより好
ましい選択例としては、無色透明のシリコーンオイルを
上げることができる。使用したシリコーンオイルの動粘
度は約５００ｍｍ2/ｓであり、屈折率は１．３８であっ
た。なお、流動体としては、必ずしも液体に限定される
ものではなく、空気のような気体を用いても、前述した
液体と同様の効果が得られる。
すく、長期間にわたって光学的な安定性を確保すること
は容易ではない。このような観点から、流動体のより好
ましい選択例としては、無色透明のシリコーンオイルを
上げることができる。使用したシリコーンオイルの動粘
度は約５００ｍｍ2/ｓであり、屈折率は１．３８であっ
た。なお、流動体としては、必ずしも液体に限定される
ものではなく、空気のような気体を用いても、前述した
液体と同様の効果が得られる。
【００３３】また、透明基体１については、前述したよ
うに流動体層１１と比較して、大きな屈折率を有する必
要がある。光学ガラス材料の中で、屈折率が大きなもの
としては、重タリウムフリントガラスが良く知られてお
り、その屈折率は１．９０である。その他の例として
は、重フリントガラス、ランタンフリントガラスなどが
知られており、これらの屈折率は１．７５である。
うに流動体層１１と比較して、大きな屈折率を有する必
要がある。光学ガラス材料の中で、屈折率が大きなもの
としては、重タリウムフリントガラスが良く知られてお
り、その屈折率は１．９０である。その他の例として
は、重フリントガラス、ランタンフリントガラスなどが
知られており、これらの屈折率は１．７５である。
【００３４】表面フィルム層１２および流動体層１１と
して、屈折率がそれぞれ１．６５および１．３８の材料
を使用し、透明基体１に屈折率１．９０の重タリウムフ
リントガラスを使用した場合、臨界角は、 θｃ１＝４６．６゜，θｃ２＝６０．３゜ となり、照射光の入射角θｂは、これら両者の値の中間
に設定する。例えば、 θｂ＝５０゜ とした場合、プリズムは二等辺三角形の頂角が８０゜の
ものを使用すると良い。
して、屈折率がそれぞれ１．６５および１．３８の材料
を使用し、透明基体１に屈折率１．９０の重タリウムフ
リントガラスを使用した場合、臨界角は、 θｃ１＝４６．６゜，θｃ２＝６０．３゜ となり、照射光の入射角θｂは、これら両者の値の中間
に設定する。例えば、 θｂ＝５０゜ とした場合、プリズムは二等辺三角形の頂角が８０゜の
ものを使用すると良い。
【００３５】発明者の実験によれば、図５に示したよう
な、透明基体表面１Ｓに、直接、指を押し当てる従来の
指紋検知装置では、冬季などで空気が乾燥している中で
は、指紋パターンの稜線部が線として繋がらず、ぶつぶ
つに切れた指紋パターンしか得られない場合が多く発生
した。この理由として、汗腺が指紋の稜線部（凸部）３
１に存在し、この汗腺により、稜線部３１自体に凹凸が
存在するためと考えられる。
な、透明基体表面１Ｓに、直接、指を押し当てる従来の
指紋検知装置では、冬季などで空気が乾燥している中で
は、指紋パターンの稜線部が線として繋がらず、ぶつぶ
つに切れた指紋パターンしか得られない場合が多く発生
した。この理由として、汗腺が指紋の稜線部（凸部）３
１に存在し、この汗腺により、稜線部３１自体に凹凸が
存在するためと考えられる。
【００３６】このように、指紋の稜線部３１が途切れた
ような指紋パターンでは、画像処理による特徴抽出が困
難であり、指紋パターンから個人を識別する個人識別で
は、通常時約９５％以上の認識率がえられるものが、８
０％以下に大幅に低下した。また、従来の指紋検知装置
では、夏季の高温多湿の条件下において、汗腺から汗や
脂が絶えず分泌されて谷間部３２を埋める傾向にある。
したがって、隣接する稜線部３１が繋がって、指紋パタ
ーンがつぶれてしまうものとなり、このような指紋パタ
ーンを用いた個人識別では、認識率が７０％以下に大幅
に低下した。
ような指紋パターンでは、画像処理による特徴抽出が困
難であり、指紋パターンから個人を識別する個人識別で
は、通常時約９５％以上の認識率がえられるものが、８
０％以下に大幅に低下した。また、従来の指紋検知装置
では、夏季の高温多湿の条件下において、汗腺から汗や
脂が絶えず分泌されて谷間部３２を埋める傾向にある。
したがって、隣接する稜線部３１が繋がって、指紋パタ
ーンがつぶれてしまうものとなり、このような指紋パタ
ーンを用いた個人識別では、認識率が７０％以下に大幅
に低下した。
【００３７】一方、図１に示すような、本発明の指紋検
知装置では、冬季の乾燥条件下や、夏季の高温多湿条件
下においても、個人識別において認識率の低下が見られ
ないばかりでなく、むしろ平均的に９０％以上と認識率
の向上を図ることができた。この理由としては、本発明
によれば、指の乾燥状態や湿潤状態の如何を問わず、指
紋の凹凸形状を表面フィルム層１２および流動体層１１
に、良好に転写することができるからである。
知装置では、冬季の乾燥条件下や、夏季の高温多湿条件
下においても、個人識別において認識率の低下が見られ
ないばかりでなく、むしろ平均的に９０％以上と認識率
の向上を図ることができた。この理由としては、本発明
によれば、指の乾燥状態や湿潤状態の如何を問わず、指
紋の凹凸形状を表面フィルム層１２および流動体層１１
に、良好に転写することができるからである。
【００３８】さらには、この転写パターンから指紋パタ
ーンの検知を行うことで、汗や脂あるいは浮遊ゴミの付
着といった外的要因による光学的検知条件の変動を抑止
できるからである。このように大幅な改善が得られた結
果、従来、少人数グループ内での使用など、用途が限定
されていた指紋検知個人識別システムを、様々な局面で
広く応用展開できる。
ーンの検知を行うことで、汗や脂あるいは浮遊ゴミの付
着といった外的要因による光学的検知条件の変動を抑止
できるからである。このように大幅な改善が得られた結
果、従来、少人数グループ内での使用など、用途が限定
されていた指紋検知個人識別システムを、様々な局面で
広く応用展開できる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の指紋検知
装置は、第１の屈折率を有する透明基体表面上に形成さ
れた第２の屈折率を有する薄膜からなり、指の押圧に応
じて指紋の凹凸が転写される表面フィルム層と、この表
面フィルム層により透明基体表面との間に薄く密封され
た第１および第２の屈折率とは異なる第３の屈折率を有
する流動体からなり、指の押圧に応じて表面フィルム層
を介して指紋の凹凸が転写される流動体層とを設けて、
指紋の凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム
層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈折率の
相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の振る舞
いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンとして検
出するようにしたものである。したがって、従来のよう
に、透明基体表面に、直接、指を押し当てるものと比較
して、指紋の凹凸が表面フィルム層および流動体層にそ
れぞれ転写されて、間接的に透明基体表面に対して伝達
されるものとなり、汗や脂あるいは埃などが指紋に付着
している場合、あるいは指が乾燥して指紋の稜線部の微
細な凹凸が顕著となる場合であっても、常に良好な指紋
パターンを得ることができる。
装置は、第１の屈折率を有する透明基体表面上に形成さ
れた第２の屈折率を有する薄膜からなり、指の押圧に応
じて指紋の凹凸が転写される表面フィルム層と、この表
面フィルム層により透明基体表面との間に薄く密封され
た第１および第２の屈折率とは異なる第３の屈折率を有
する流動体からなり、指の押圧に応じて表面フィルム層
を介して指紋の凹凸が転写される流動体層とを設けて、
指紋の凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム
層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈折率の
相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の振る舞
いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンとして検
出するようにしたものである。したがって、従来のよう
に、透明基体表面に、直接、指を押し当てるものと比較
して、指紋の凹凸が表面フィルム層および流動体層にそ
れぞれ転写されて、間接的に透明基体表面に対して伝達
されるものとなり、汗や脂あるいは埃などが指紋に付着
している場合、あるいは指が乾燥して指紋の稜線部の微
細な凹凸が顕著となる場合であっても、常に良好な指紋
パターンを得ることができる。
【００４０】また、請求項２では、請求項１記載の指紋
検知装置において、入射光として、透明基体と表面フィ
ルム層とが接する境界面での臨界角より小さく、かつ透
明基体と流動体層とが接する境界面での臨界角より大き
い入射角を有するものを用いるようにしたので、入射光
は、透明基体と流動体層とが接する境界面で全反射さ
れ、透明基体と表面フィルム層とが接する境界面で透過
され、明瞭な指紋パターンが得られる。
検知装置において、入射光として、透明基体と表面フィ
ルム層とが接する境界面での臨界角より小さく、かつ透
明基体と流動体層とが接する境界面での臨界角より大き
い入射角を有するものを用いるようにしたので、入射光
は、透明基体と流動体層とが接する境界面で全反射さ
れ、透明基体と表面フィルム層とが接する境界面で透過
され、明瞭な指紋パターンが得られる。
【００４１】また、請求項３では、透明基体上に形成さ
れた薄膜からなり、指の押圧に応じて指紋の凹凸が転写
されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射光を
透過する表面フィルム層と、この表面フィルム層により
透明基体表面との間に薄く密封された流動体からなり、
指の押圧に応じて指紋の凹凸が表面フィルム層を介して
転写されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射
光を全反射する流動体層とを設けて、指紋の凹凸に対応
して透明基体表面に対し表面フィルム層または流動体層
が接した場合に、透明基体表面で生じる反射光の変化を
指紋パターンとして検出するようにしたものである。し
たがって、従来のように、透明基体表面に、直接、指を
押し当てるものと比較して、指紋の凹凸が表面フィルム
層および流動体層にそれぞれ転写されて、間接的に透明
基体表面に対して伝達されるものとなり、汗や脂あるい
は埃などが指紋に付着している場合、あるいは指が乾燥
して指紋の稜線部の微細な凹凸が顕著となる場合であっ
ても、常に良好な指紋パターンを得ることができる。
れた薄膜からなり、指の押圧に応じて指紋の凹凸が転写
されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射光を
透過する表面フィルム層と、この表面フィルム層により
透明基体表面との間に薄く密封された流動体からなり、
指の押圧に応じて指紋の凹凸が表面フィルム層を介して
転写されるとともに、透明基体表面との接触部分で入射
光を全反射する流動体層とを設けて、指紋の凹凸に対応
して透明基体表面に対し表面フィルム層または流動体層
が接した場合に、透明基体表面で生じる反射光の変化を
指紋パターンとして検出するようにしたものである。し
たがって、従来のように、透明基体表面に、直接、指を
押し当てるものと比較して、指紋の凹凸が表面フィルム
層および流動体層にそれぞれ転写されて、間接的に透明
基体表面に対して伝達されるものとなり、汗や脂あるい
は埃などが指紋に付着している場合、あるいは指が乾燥
して指紋の稜線部の微細な凹凸が顕著となる場合であっ
ても、常に良好な指紋パターンを得ることができる。
【００４２】また、請求項４では、請求項１〜３の指紋
検知装置において、表面フィルム層として、５〜５０μ
ｍであって、好ましくは１０〜３０μｍの膜厚を有する
プラスチックフィルムを用いるようにしたので、流動体
層からの等方的な圧力を受けて表面フィルム層を指紋の
凹凸に良好になじませることができるとともに、指紋検
知時に必要な機械的な強度を確保することができる。ま
た、請求項５では、請求項１の指紋検知装置において、
流動体層として、室温で５０００ｍｍ2/ｓ以下であっ
て、好ましくは１０００ｍｍ2/ｓ以下の動粘度を有する
流動体を用いるようにしたので、指の押圧時に、迅速に
流動体内圧をバランスさせることができる。
検知装置において、表面フィルム層として、５〜５０μ
ｍであって、好ましくは１０〜３０μｍの膜厚を有する
プラスチックフィルムを用いるようにしたので、流動体
層からの等方的な圧力を受けて表面フィルム層を指紋の
凹凸に良好になじませることができるとともに、指紋検
知時に必要な機械的な強度を確保することができる。ま
た、請求項５では、請求項１の指紋検知装置において、
流動体層として、室温で５０００ｍｍ2/ｓ以下であっ
て、好ましくは１０００ｍｍ2/ｓ以下の動粘度を有する
流動体を用いるようにしたので、指の押圧時に、迅速に
流動体内圧をバランスさせることができる。
【００４３】また、本発明の指紋検知方法は、請求項６
として、指の押圧に応じて、透明基体上に形成された薄
膜状の表面フィルム層に指紋の凹凸を転写するととも
に、この表面フィルム層により透明基体表面との間に密
封された流動体からなる流動体層に指紋の凹凸を転写
し、透明基体表面に対して指紋の凹凸に対応して表面フ
ィルム層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈
折率の相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の
振る舞いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンと
して検出するようにしたものである。したがって、従来
のように、透明基体表面に、直接、指を押し当てるもの
と比較して、指紋の凹凸が表面フィルム層および流動体
層にそれぞれ転写されて、間接的に透明基体表面に対し
て伝達されるものとなり、汗や脂あるいは埃などが指紋
に付着している場合、あるいは指が乾燥して指紋の稜線
部の微細な凹凸が顕著となる場合であっても、常に良好
な指紋パターンを得ることができる。
として、指の押圧に応じて、透明基体上に形成された薄
膜状の表面フィルム層に指紋の凹凸を転写するととも
に、この表面フィルム層により透明基体表面との間に密
封された流動体からなる流動体層に指紋の凹凸を転写
し、透明基体表面に対して指紋の凹凸に対応して表面フ
ィルム層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈
折率の相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の
振る舞いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンと
して検出するようにしたものである。したがって、従来
のように、透明基体表面に、直接、指を押し当てるもの
と比較して、指紋の凹凸が表面フィルム層および流動体
層にそれぞれ転写されて、間接的に透明基体表面に対し
て伝達されるものとなり、汗や脂あるいは埃などが指紋
に付着している場合、あるいは指が乾燥して指紋の稜線
部の微細な凹凸が顕著となる場合であっても、常に良好
な指紋パターンを得ることができる。
【図１】 本発明の一実施の形態による指紋検知装置を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】 潤滑層表面における光の振る舞いを示す説明
図である。
図である。
【図３】 透明基体と空気との境界面における光の振る
舞いを示す説明図である。
舞いを示す説明図である。
【図４】 入射角と臨界角との関係を示す説明図であ
る。
る。
【図５】 従来の指紋検知装置を示す説明図である。
【図６】 透明基体表面での指の接触状態を示す説明図
である。
である。
１…透明基体、１Ｓ…透明基体表面、３…指、３Ａ…指
紋、３１…稜線部（凸部）、３２…谷間部（凹部）、３
５…隙間、３６…汗または脂、４…光源、５…画像検出
部、８…空気、１１…流動体層、１２…表面フィルム
層。
紋、３１…稜線部（凸部）、３２…谷間部（凹部）、３
５…隙間、３６…汗または脂、４…光源、５…画像検出
部、８…空気、１１…流動体層、１２…表面フィルム
層。
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基体表面に押し当てられた指の指紋
に対して透明基体内側から入射光を照射し、その反射光
から指紋パターンを検出する指紋検知装置において、 第１の屈折率を有する透明基体表面上に形成された第２
の屈折率を有する薄膜からなり、指の押圧に応じて指紋
の凹凸が転写される表面フィルム層と、 この表面フィルム層により透明基体表面との間に薄く密
封された第１および第２の屈折率とは異なる第３の屈折
率を有する流動体からなり、指の押圧に応じて表面フィ
ルム層を介して指紋の凹凸が転写される流動体層とを備
え、 指紋の凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム
層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈折率の
相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の振る舞
いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンとして検
出することを特徴とする指紋検知装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の指紋検知装置において、 入射光は、透明基体と表面フィルム層とが接する境界面
での臨界角より小さく、かつ透明基体と流動体層とが接
する境界面での臨界角より大きい入射角を有することを
特徴とする指紋検知装置。 - 【請求項３】 透明基体表面に押し当てられた指の指紋
に対して透明基体内側から入射光を照射し、その反射光
から指紋パターンを検出する指紋検知装置において、 透明基体上に形成された薄膜からなり、指の押圧に応じ
て指紋の凹凸が転写されるとともに、透明基体表面との
接触部分で入射光を透過する表面フィルム層と、 この表面フィルム層により透明基体表面との間に薄く密
封された流動体からなり、指の押圧に応じて指紋の凹凸
が表面フィルム層を介して転写されるとともに、透明基
体表面との接触部分で入射光を全反射する流動体層とを
備え、 指紋の凹凸に対応して透明基体表面に対し表面フィルム
層または流動体層が接した場合に、透明基体表面で生じ
る反射光の変化を指紋パターンとして検出することを特
徴とする指紋検知装置。 - 【請求項４】 請求項１の指紋検知装置において、 表面フィルム層は、５〜５０μｍであって、好ましくは
１０〜３０μｍの膜厚を有するプラスチックフィルムか
ら形成することを特徴とする指紋検知装置。 - 【請求項５】 請求項１の指紋検知装置において、 流動体層は、動粘度が室温で５０００ｍｍ2/ｓ以下であ
って、好ましくは１０００ｍｍ2/ｓ以下である流動体か
ら形成することを特徴とする指紋検知装置。 - 【請求項６】 透明基体表面に押し当てられた指の指紋
に対して透明基体内側から入射光を照射し、その反射光
から指紋パターンを検出する指紋検知方法において、 指の押圧に応じて、透明基体上に形成された薄膜状の表
面フィルム層に指紋の凹凸を転写するとともに、この表
面フィルム層により透明基体表面との間に密封された流
動体からなる流動体層に指紋の凹凸を転写し、 透明基体表面に対して指紋の凹凸に対応して表面フィル
ム層または流動体層が接した場合に、それぞれの屈折率
の相違に起因して、透明基体表面で生じる入射光の振る
舞いの違いによる反射光の変化を、指紋パターンとして
検出することを特徴とする指紋検知方法。
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| JP9075368A JP3011125B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 指紋検知装置および方法 |
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| US09/048,043 US6115483A (en) | 1997-03-27 | 1998-03-26 | Fingerprint detecting device and method |
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