JPH10293015A - Optical detection device - Google Patents

Optical detection device

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Publication number
JPH10293015A
JPH10293015A JP10344097A JP10344097A JPH10293015A JP H10293015 A JPH10293015 A JP H10293015A JP 10344097 A JP10344097 A JP 10344097A JP 10344097 A JP10344097 A JP 10344097A JP H10293015 A JPH10293015 A JP H10293015A
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JP
Japan
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light
total reflection
optical
fingerprint
optical surface
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Pending
Application number
JP10344097A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsunori Ueda
充紀 植田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To positively detect a specimen with a simple configuration allowing the specimen to contact the outer surface side of an optical surface so that it can simultaneously contact a set of transparent thin-film electrodes and applying incidence light to the optical surface at an incidence angle so that total reflection conditions are met. SOLUTION: An application beam L1 of an LED 3 is applied to a total reflection surface 12A of a right-angled prism 12 so that total reflection conditions are met. At this time, the finger tip of the specimen with a fingerprint to be detected is allowed to contact the outer side of the total reflection surface 12A. As a result, application light L20 being reflected on the total reflection surface 12A is emitted from an emission surface 12C and an image on the total reflection surface 12A is formed at a focal point of the detection part of a CCD 6. It is photoelectrically converted to an electrical signal S1 by the CCD 6, and an image- processing part 17 creates a binary image of a fingerprint according to the intensity distribution of the reflection light L20 based on the electrical signal S1. Further, a fingerprint that is detected by the binary image is compared with the specific fingerprint pattern that has already been registered. On the other hand, a set of transparent thin-film electrodes 13 are provided at the outer-surface side of the total reflection surface 12A and an organism detection device judges whether one that contacts it is part of an organism or not according to the change in permitivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【目次】以下の順序で本発明を説明する。[Table of Contents] The present invention will be described in the following order.

【0002】発明の属する技術分野 従来の技術(図3、図5〜図7) 発明が解決しようとする課題(図3、図8及び図9) 課題を解決するための手段 発明の実施の形態(図1〜図4) (1)第1の実施の形態(図1〜図3) (1−1)指紋検出装置の構成(図1及び図2) (1−2)透明電極 (1−3)第1の実施の形態の動作(図3) (1−4)第1の実施の形態の効果 (2)第2の実施の形態(図3及び図4) (3)他の実施の形態 発明の効果BACKGROUND OF THE INVENTION Prior Art (FIGS. 3, 5 to 7) Problems to be Solved by the Invention (FIGS. 3, 8 and 9) Means for Solving the Problems Embodiments of the Invention (FIGS. 1 to 4) (1) First Embodiment (FIGS. 1 to 3) (1-1) Configuration of Fingerprint Detection Device (FIGS. 1 and 2) (1-2) Transparent Electrode (1- 3) Operation of First Embodiment (FIG. 3) (1-4) Effect of First Embodiment (2) Second Embodiment (FIGS. 3 and 4) (3) Other Embodiments Form Effect of the invention

【0003】[0003]

【発明の属する技術分野】本発明は光学検出装置に関
し、例えば人の指紋の形状を指先表面からの反射光をも
とに画像処理して、これにより得られる指紋画像をもと
に指紋照合する際に用いる光学検出装置に適用して好適
なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical detection apparatus, for example, processes an image of a human fingerprint on the basis of light reflected from the surface of a fingertip, and performs fingerprint collation based on a fingerprint image obtained thereby. It is suitable for application to an optical detection device used in such a case.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来、プリズムの反射を用いた図5に示
すような指紋検出装置1が提案されている。この指紋検
出装置1を用いて指紋を検出する場合、図6に示すよう
に、まず直角プリズム2の斜辺の全反射面2Aの外面側
に指紋の検出対象となる検体である指先Fを接触させて
おき、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)3等
の光源から照射される照明光L1を断面が二等辺三角形
でなる直角プリズム2の一方の2等辺にある入射面2B
より入射する。このとき直角プリズム2に入射される照
明光L1は、コリメータレンズ4を介することによつて
平行光に成形され全反射面2Aに対して全反射条件を満
たすような角度で入射される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a fingerprint detecting device 1 as shown in FIG. When a fingerprint is detected using the fingerprint detection device 1, as shown in FIG. 6, a fingertip F, which is a fingerprint detection target, is first brought into contact with the outer surface side of the total reflection surface 2A on the hypotenuse of the right-angle prism 2. In advance, the illumination light L1 emitted from a light source such as a light emitting diode (LED) 3 is incident on an incident surface 2B on one isosceles side of a right-angle prism 2 having a cross section of an isosceles triangle.
More incident. At this time, the illumination light L1 incident on the right-angle prism 2 is formed into parallel light by passing through the collimator lens 4, and is incident on the total reflection surface 2A at an angle satisfying the total reflection condition.

【0005】実際、指紋の検出は、直角プリズム2の全
反射面2Aの外面側に指先Fを接触させた状態で照明光
L1を照射することにより全反射面2Aにおいて得られ
る反射光を直角プリズム2の2等辺のもう一方の出射面
2Cより出射光L2として取り出し、結像光学系5を介
して光検出手段であるCCD(Couple Charged Device)
6等に集光してその反射光L2を光電変換によつて反射
光の強度に応じた電気信号に変換して取り出す。そして
CCD6によつて検出された電気信号に基づいて画像処
理部7において作成される指紋の画像をもとにパターン
マツチング等の手法を用いて指紋照合するようになされ
ている。
In fact, the fingerprint is detected by irradiating the illumination light L1 with the fingertip F in contact with the outer surface side of the total reflection surface 2A of the right-angle prism 2 so that the reflected light obtained on the total reflection surface 2A is reflected by the right-angle prism. 2 is taken out from the other exit surface 2C of the isosceles 2 as an outgoing light L2, and is passed through an imaging optical system 5 to be a CCD (Couple Charged Device) as a light detecting means.
6 and the like, and the reflected light L2 is converted to an electric signal corresponding to the intensity of the reflected light by photoelectric conversion and extracted. Then, fingerprint collation is performed by using a technique such as pattern matching based on a fingerprint image created in the image processing unit 7 based on the electric signal detected by the CCD 6.

【0006】この場合、反射光による指紋検出の原理
は、全反射面2Aの反射率が界面の媒質に依存すること
を用いている。すなわち指先Fの表面と直角プリズム2
の全反射面2Aとの界面においては、指先Fからでる汗
の屈折率が空気に比べて大きいことより、全反射条件を
満たすように入射された光の界面における全反射条件が
くずれる。この結果、全反射面2Aの外面側に接触して
いない指紋FPの凹部では光が多く反射されるのに比し
て指紋FPの凸部からの反射は極めて小さくなる。指紋
検出は、このように全反射面2Aの外面側に接触された
凸部と全反射面2Aの外面側に接触されていない凹部と
で全反射面2Aからの反射光強度に差が生じることを利
用している。
In this case, the principle of fingerprint detection using reflected light uses the fact that the reflectance of the total reflection surface 2A depends on the medium at the interface. That is, the surface of the fingertip F and the right angle prism 2
Since the refractive index of the sweat coming out of the fingertip F is larger than that of air at the interface with the total reflection surface 2A, the total reflection condition at the interface of the incident light to satisfy the total reflection condition is broken. As a result, the reflection from the convex portion of the fingerprint FP is extremely small as compared with the fact that a large amount of light is reflected in the concave portion of the fingerprint FP that is not in contact with the outer surface side of the total reflection surface 2A. In the fingerprint detection, a difference occurs in the intensity of light reflected from the total reflection surface 2A between the convex portion contacting the outer surface side of the total reflection surface 2A and the concave portion not contacting the outer surface side of the total reflection surface 2A. I use.

【0007】因みにこの場合の全反射条件は、次式The total reflection condition in this case is given by the following equation.

【0008】[0008]

【数1】 (Equation 1)

【0009】によつて表される入射角θi 以上の角度で
光線がプリズム内から空気中に向かつ出射されたとき、
全ての光線が界面で反射されるための条件である。この
ときの入射角θi を臨界角という。ここでは空気の屈折
率をnair 、またプリズムの材質である光学ガラスの屈
折率をnglass としている。
When a light ray is directed toward the air from the inside of the prism at an angle equal to or greater than the incident angle θ i represented by
This is a condition for all rays to be reflected at the interface. The incident angle θ i at this time is called a critical angle. Here, the refractive index of air is n air , and the refractive index of optical glass, which is the material of the prism, is n glass .

【0010】例えば直角プリズム2の材質としてBK7
を用いる場合、BK7の屈折率nglass は約1.5 である
ので出射側の媒質が空気であるとすると、(1)式から
臨界角が42.1度と算出される。これにより直角プリズム
2の全反射面2Aに対して42.1度以上の入射角で入射さ
れる光は全て反射されることになる。この場合、全反射
面2Aの反射率は界面の媒質に依存するため出射側の媒
質が汗になると、汗の主成分であるグリセリンエステル
の屈折率nsweat は約1.4 であることから次式
For example, BK7 is used as the material of the right-angle prism 2.
Is used, since the refractive index n glass of BK7 is about 1.5, if the medium on the emission side is air, the critical angle is calculated to be 42.1 degrees from equation (1). As a result, all light incident on the total reflection surface 2A of the right-angle prism 2 at an incident angle of 42.1 degrees or more is reflected. In this case, since the reflectivity of the total reflection surface 2A depends on the medium at the interface, and when the medium on the emission side becomes sweat, the refractive index n sweat of glycerin ester, which is a main component of sweat, is about 1.4.

【0011】[0011]

【数2】 (Equation 2)

【0012】より全反射条件の臨界角は約67度となるこ
とがわかる。ここでは汗の屈折率をnsweat 、またプリ
ズムの材質である光学ガラスの屈折率をnglass として
いる。
It can be seen that the critical angle under the condition of total reflection is about 67 degrees. Here, the refractive index of sweat is n sweat , and the refractive index of optical glass, which is the material of the prism, is n glass .

【0013】これにより出射側の媒質が空気であるとき
の臨界角よりもさらに大きな入射角でないと全反射面2
A上において全反射が起きないことになる。このような
検出原理によつて、CCD6の1ライン9Aにより読み
取られる信号出力S1は図7に示すようになり、これに
より全反射面2Aに接触される指紋FPの凹部と凸部を
識別することができる。
With this arrangement, the total reflection surface 2 must be at an incident angle larger than the critical angle when the medium on the exit side is air.
No total reflection will occur on A. According to such a detection principle, the signal output S1 read by one line 9A of the CCD 6 becomes as shown in FIG. 7, whereby the concave and convex portions of the fingerprint FP contacting the total reflection surface 2A can be identified. Can be.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
な光学的な検出手段を用いた指紋検出装置1において
は、例えばウレタンやラテツクス等によつて作成したゴ
ム製の疑似指や或いはゼログラフイー方式によりトナー
のインクが盛り上がつて定着されるようなコピー装置を
用いてコピーした指紋を本物の人の指紋として誤認識す
るという問題があつた。
In the fingerprint detecting apparatus 1 using the above-described optical detecting means, for example, a rubber pseudo finger made of urethane or latex or a xerographic system is used. As a result, there is a problem that a fingerprint copied using a copying apparatus in which toner ink is raised and fixed is erroneously recognized as a real human fingerprint.

【0015】このため指紋を読み取るときには光学的な
検出手段を用いる指紋の読み取りに加えて読み取つたも
のが実際に人の指先のものであるか否かを検出するため
の生体検出手段を併用することが考えられている。
Therefore, when reading a fingerprint, in addition to reading the fingerprint using an optical detecting means, a living body detecting means for detecting whether or not the read one is actually a fingertip of a human being is used together. Is considered.

【0016】この場合、生体検出手段は指紋の形状をも
つている検体が人の指先、つまり生体の一部であるか否
かを判別するために、その検体から誘電率や抵抗値の変
化等の電気特性を検出することが有効な方法として考え
られている。
In this case, the living body detecting means determines whether or not the sample having the shape of the fingerprint is a fingertip of a human being, that is, a part of the living body, and determines whether the sample has a change in dielectric constant or resistance value from the sample. It has been considered that the detection of the electrical characteristics is effective.

【0017】ところで図8(A)に示すように、指紋の
読み取り面である直角プリズム2の全反射面2Aに電気
特性を検出するための透明電極8を設けた場合、透明電
極8を形成した部分と透明電極のない部分とにおける全
反射による光量はあまり変わらない。この結果、CCD
6によつて読み取られる信号出力S1は図8(B)に示
すように透明電極8を設けた領域と透明電極8を設けて
いない領域とでほとんど変わらない。
As shown in FIG. 8A, when a transparent electrode 8 for detecting electric characteristics is provided on the total reflection surface 2A of the rectangular prism 2 which is a fingerprint reading surface, the transparent electrode 8 is formed. The amount of light due to total reflection between the portion and the portion without the transparent electrode does not change much. As a result, the CCD
As shown in FIG. 8B, the signal output S1 read by the switch 6 hardly changes between the area where the transparent electrode 8 is provided and the area where the transparent electrode 8 is not provided.

【0018】ところが全反射面2Aに指先Fを接触させ
た場合、透明電極材料の屈折率とプリズム材料の屈折率
とに違いがあることにより図3の比較例1に示すよう
に、電極の設けられた部分と設けられていない部分とで
指紋の凸部の反射率に著しい変化が生じる。この結果、
図9(A)及び図9(B)に示すように、CCD6より
出力される信号出力は透明電極8のない領域では指紋F
Pの凹部に対応する部分の出力レベルに対して指紋FP
の凸部に対応する信号出力S1の出力レベルがほぼ0に
近いのに比して(図中、9Dとして示す)、透明電極8
のある領域においては指紋FPの凸部に対応する信号出
力S1の出力レベル(図中、9Eとして示す)が大きく
なり、信号出力の振幅が小さくなる。このため例えば2
値化信号処理の際には透明電極8側に対応する小さい振
幅に対して2値化の基準値を設定しなくてはならず、こ
のため透明電極を設けた指紋検出装置1においては、指
紋検出の実効感度が低下するという問題がある。
However, when the fingertip F is brought into contact with the total reflection surface 2A, there is a difference between the refractive index of the transparent electrode material and the refractive index of the prism material, and as shown in Comparative Example 1 in FIG. A marked change occurs in the reflectance of the convex portion of the fingerprint between the portion provided and the portion not provided. As a result,
As shown in FIGS. 9A and 9B, the signal output from the CCD 6 is the fingerprint F in the region where the transparent electrode 8 is not provided.
Fingerprint FP for the output level of the portion corresponding to the concave portion of P
The output level of the signal output S1 corresponding to the convex portion of the transparent electrode 8 (shown as 9D in the figure) is almost zero.
In a certain area, the output level (shown as 9E in the figure) of the signal output S1 corresponding to the convex portion of the fingerprint FP increases, and the amplitude of the signal output decreases. Therefore, for example, 2
At the time of the digitized signal processing, a reference value for binarization must be set for a small amplitude corresponding to the transparent electrode 8 side. Therefore, in the fingerprint detection device 1 provided with the transparent electrode, the fingerprint There is a problem that the effective sensitivity of detection is reduced.

【0019】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易な構成により確実に検体を検出し得る光学検出
装置を提案しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to propose an optical detection device capable of reliably detecting a sample with a simple configuration.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、入射光を反射し、又は裏面に透過
する光学面を有する光学部品と、光学面に対する入射光
又は光学面において反射される反射光を所定方向の偏光
とする偏光手段と、光学面からの反射光を検出する光検
出手段と、光学部品の光学面の外面側に設けられた一組
の透明薄膜電極と、一組の透明薄膜電極間における電気
特性を測定する電気測定手段とを備え、一組の透明薄膜
電極に同時に接触するように光学面の外面側に検体を接
触させると共に、光学面に対して全反射条件を満たす入
射角にて入射光を照射し、当該入射光又は光学面におい
て反射される反射光を偏光手段によつて所定方向の偏光
とすることにより、一組の透明薄膜電極によつて検体の
電気特性を検出するときに、同時に検出する光学面から
の反射光の反射率を透明薄膜電極がある領域とない領域
とに寄らず同レベルで検出することができる。
According to the present invention, there is provided an optical component having an optical surface that reflects incident light or transmits light on a back surface, and includes an optical component that reflects incident light or an optical surface with respect to the optical surface. Polarizing means for converting reflected light into a predetermined direction, light detecting means for detecting reflected light from the optical surface, a set of transparent thin-film electrodes provided on the outer surface side of the optical surface of the optical component, and a set of An electrical measuring means for measuring electrical characteristics between the transparent thin-film electrodes, wherein the specimen is brought into contact with the outer surface side of the optical surface so as to simultaneously contact a pair of transparent thin-film electrodes, and a condition for total reflection with respect to the optical surface is provided. By irradiating incident light at an incident angle that satisfies the following condition, and turning the incident light or the reflected light reflected on the optical surface into polarized light in a predetermined direction by a polarizing means. Detect electrical properties Occasionally, it can be detected at the same level regardless of the region without a region where there is a transparent thin film electrode reflectivity of the reflected light from the optical surface to be detected simultaneously.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】(1)第1の実施の形態 (1−1)指紋検出装置の構成 図5との対応部分に同一符号を付して示す図1におい
て、10は全体として指紋検出装置を示し、光源である
LED3から照射される照明光L1をコリメータレンズ
4を介して平行光とした後、当該平行光を光源とプリズ
ム間の所定位置に配設した偏光板11を通過させ透過光
をP偏光として、断面が二等辺三角形でなる直角プリズ
ム12に対して二等辺の一方にある入射面12Bから直
角プリズム12の斜面にある全反射面12Aに対して全
反射条件を満たす入射角で入射する。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Fingerprint Detecting Apparatus In FIG. 1 in which parts corresponding to those in FIG. After illuminating light L1 emitted from the LED 3 as a light source is converted into parallel light through a collimator lens 4, the parallel light passes through a polarizing plate 11 disposed at a predetermined position between the light source and the prism, and the transmitted light is converted into P-polarized light. From the incident surface 12B on one of the isosceles to the right-angle prism 12 having a cross section of an isosceles triangle, the light is incident on the total reflection surface 12A on the inclined surface of the right-angle prism 12 at an incident angle satisfying the total reflection condition.

【0023】この場合、偏光板11は透過光の磁場の方
向ベクトルが全反射面12Aに対して垂直な方向、すな
わち図中紙面に対して垂直方向に向くように配設する。
これにより直角プリズム12に入射される照明光L1を
P偏光とすることができる。
In this case, the polarizing plate 11 is disposed such that the direction vector of the magnetic field of the transmitted light is in a direction perpendicular to the total reflection surface 12A, that is, in a direction perpendicular to the plane of the drawing.
Thereby, the illumination light L1 incident on the right-angle prism 12 can be converted into P-polarized light.

【0024】因みに光は電磁波であり反射屈折時に境界
面の誘電率差の影響を受け入射面内振動方向の光(P
(Parallel)偏光)はそれに対して垂直方向の光(S(S
enkrecht)偏光)に比較して一般に弱くなる。すなわち
光を反射面に対して斜入射させたときにP偏光とS偏光
の強度は一般に等しくなく、またこのときの強度差は表
面材質の屈折率(又は誘電率)によつて異なる。ここで
入射面とは入射光及び境界面の垂線を含む面のことであ
る。
Incidentally, light is an electromagnetic wave, and is affected by the dielectric constant difference at the boundary surface during reflection and refraction.
(Parallel) polarized light is perpendicular to it (S (S
enkrecht (polarized light) in general. That is, when light is obliquely incident on the reflecting surface, the intensities of the P-polarized light and the S-polarized light are generally not equal, and the intensity difference at this time differs depending on the refractive index (or dielectric constant) of the surface material. Here, the incident surface is a surface including incident light and a perpendicular to the boundary surface.

【0025】このとき直角プリズム12の全反射面12
Aの外面側に検出対象となる指紋FPを有する検体、指
先Fを接触させておく。この結果、全反射面12Aにお
いて反射される照明光L1の反射光L20には指紋FP
の凹凸形状に応じた強度差が生じる。
At this time, the total reflection surface 12 of the right-angle prism 12
A sample having a fingerprint FP to be detected, a fingertip F, is brought into contact with the outer surface side of A. As a result, the fingerprint FP is included in the reflected light L20 of the illumination light L1 reflected on the total reflection surface 12A.
A difference in strength occurs according to the uneven shape of the substrate.

【0026】直角プリズム12の全反射面12Aにおい
て反射された反射光L20は、直角プリズム12の2等
辺の他方の出射面12Cより出射され結像光学系5によ
つて全反射面12A上の像がCCD6の検光部に焦点を
結ぶように結像される。
The reflected light L20 reflected on the total reflection surface 12A of the right-angle prism 12 is emitted from the other emission surface 12C on the other isosceles side of the right-angle prism 12, and is imaged on the total reflection surface 12A by the imaging optical system 5. Is imaged so as to be focused on the detection unit of the CCD 6.

【0027】CCD6は、反射光L20を電気信号S1
に光電変換して画像処理部7に送出する。画像処理部7
は、電気信号S1に基づいて反射光L20の強度分布に
応じた指紋FPの2値画像を作成する。さらにこの画像
処理部7においては、画像処理によつて得られる指紋F
Pの2値画像を用いて例えばパターンマツチングの手法
により検出した指紋FPを既に登録されている所定の指
紋パターンと照合するようになされている。
The CCD 6 converts the reflected light L20 into an electric signal S1.
And sends it to the image processing unit 7. Image processing unit 7
Creates a binary image of the fingerprint FP according to the intensity distribution of the reflected light L20 based on the electric signal S1. Further, in the image processing section 7, the fingerprint F obtained by the image processing is obtained.
Using the binary image of P, the fingerprint FP detected by, for example, the pattern matching method is collated with a predetermined fingerprint pattern already registered.

【0028】一方図2に示すように、直角プリズム12
の全反射面12Aの外面側には指先Fを接触させる部分
に対応した領域に膜厚がほぼ一様な(例えば330 〔nm〕
程の)薄膜でなる面状の透明電極13(13A及び13
B)が非接続の状態で一組設けられている。透明電極1
3A及び13Bは、それぞれ導線14を通じて生体検出
装置(図示せず)に接続されている。ここで例えば人の
指先Fが両方の透明電極13A及び13Bに同時に接触
されると、指先Fの表面に付着する汗等によつて透明電
極13A及び13B間の誘電率(又は抵抗値)が変化す
る。生体検出装置は、この誘電率の変化を検出し、当該
検出結果に基づいて透明電極13A及び13Bに接触し
たものが人の指先Fのような生体の一部であるか否かを
判別し得るようになされている。
On the other hand, as shown in FIG.
On the outer surface side of the total reflection surface 12A, the film thickness is substantially uniform (for example, 330 [nm]) in a region corresponding to a portion where the fingertip F contacts.
) (13A and 13A)
B) is provided in a non-connected state. Transparent electrode 1
Each of 3A and 13B is connected to a living body detection device (not shown) through a conductor 14. Here, for example, when the fingertip F of a person comes into contact with both transparent electrodes 13A and 13B at the same time, the dielectric constant (or resistance value) between the transparent electrodes 13A and 13B changes due to sweat or the like adhering to the surface of the fingertip F. I do. The living body detection device can detect the change in the dielectric constant and determine whether or not the one that has contacted the transparent electrodes 13A and 13B is a part of a living body such as a human fingertip F based on the detection result. It has been made like that.

【0029】(1−2)透明電極 全反射面12A上に形成する透明電極13は、ITO膜
と呼ばれる導電性の薄膜である。ITO膜は、まず例え
ば材質をBK7(ホウケイ酸クラウンガラス)とする直
角プリズム12の表面を330 〔℃〕に加熱し、酸化イン
ジウム(In23 )に錫(Sn)を5〜10〔%〕添加
し、酸素を反応性ガスとして真空蒸着法によつて成膜す
ることができる。
(1-2) Transparent electrode The transparent electrode 13 formed on the total reflection surface 12A is a conductive thin film called an ITO film. First, for example, the surface of the rectangular prism 12 made of BK7 (borosilicate crown glass) is heated to 330 ° C., and tin (Sn) is added to indium oxide (In 2 O 3 ) by 5 to 10%. ] And oxygen can be used as a reactive gas to form a film by a vacuum deposition method.

【0030】本実施の形態においては、プリズムの全反
射面12Aの外面に形成したITO膜の外側表面にさら
に真空蒸着法によつて弗化マグネシウム(MgF2 )を
成膜する。この場合、ITO膜及び弗化マグネシウム膜
の膜厚はそれぞれ例えば330〔nm〕及び50〔nm〕の膜厚
に成膜する。このようにITO膜によつて形成される透
明電極13の表面をさらに硬い弗化マグネシウム膜等の
保護膜によつて覆うようにしたことにより、プリズムを
形成するガラスに湿気が侵入するのを未然に防止してプ
リズムの材質であるガラスのもつ特有の化学変化(や
け)を防止し耐天候性を向上し得る。
In this embodiment, magnesium fluoride (MgF 2 ) is further formed on the outer surface of the ITO film formed on the outer surface of the total reflection surface 12A of the prism by a vacuum evaporation method. In this case, the ITO film and the magnesium fluoride film are formed to have a thickness of, for example, 330 [nm] and 50 [nm], respectively. By thus covering the surface of the transparent electrode 13 formed by the ITO film with the protective film such as a harder magnesium fluoride film, it is possible to prevent moisture from entering the glass forming the prism. To prevent the specific chemical change (burn) of glass, which is the material of the prism, and improve the weather resistance.

【0031】因みにプリズムの材質として選ばれるBK
7は、光学ガラスの中で最も安価であり、かつ化学的特
性に優れていると共に、硬い材料であるため傷がつきに
くい。さらに350 〔nm〕より長い波長の光線に対する透
過性が優れている等の特性をもつている。
Incidentally, BK selected as a material of the prism
7 is the most inexpensive optical glass, has excellent chemical properties, and is hard to be scratched because it is a hard material. Further, it has characteristics such as excellent transmittance with respect to light having a wavelength longer than 350 [nm].

【0032】(1−3)第1の実施の形態の動作 以上の構成において、人の指先Fの指紋FPを検出する
場合、まず直角プリズム12の全反射面12Aの外面側
に指先Fを接触させる。そしてLED3から照射される
照明光L1をコリメータレンズ4を介して平行光に成形
して透過光をP偏光とするように配設された偏光板11
を透過させる。
(1-3) Operation of First Embodiment In the above configuration, when a fingerprint FP of a human fingertip F is detected, the fingertip F first contacts the outer surface of the total reflection surface 12A of the right-angle prism 12. Let it. Then, the polarizing plate 11 arranged so that the illumination light L1 emitted from the LED 3 is formed into parallel light through the collimator lens 4 and the transmitted light is converted into P-polarized light.
Through.

【0033】次にこのP偏光された照明光L1を直角プ
リズム12の入射面12Bから全反射面12Aに対して
全反射条件を満たす入射角で入射する。
Next, the P-polarized illumination light L1 is incident on the total reflection surface 12A from the incident surface 12B of the right-angle prism 12 at an incident angle satisfying the total reflection condition.

【0034】この場合、全反射面12Aの外面側に指先
Fが接触されていないときは直角プリズム12に入射さ
れる入射光L1は全反射面12Aの全ての領域において
全反射される。
In this case, when the fingertip F is not in contact with the outer surface of the total reflection surface 12A, the incident light L1 incident on the right-angle prism 12 is totally reflected in all regions of the total reflection surface 12A.

【0035】また直角プリズム12の全反射面12Aの
外面側に指先Fが接触されている場合、指先Fの凸部と
全反射面12Aとの界面における汗等によつて生ずる屈
折率が空気に比べて大きいことにより、全反射条件がく
ずれ、これにより指紋FPの凸部からの反射率が極めて
小さくなる。
When the fingertip F is in contact with the outer surface of the total reflection surface 12A of the right-angle prism 12, the refractive index caused by sweat or the like at the interface between the convex portion of the fingertip F and the total reflection surface 12A changes to air. By being larger, the total reflection condition is broken, and the reflectance from the convex portion of the fingerprint FP becomes extremely small.

【0036】この結果、指先Fの指紋FPのもつ凹凸形
状に応じて反射光の強度が変化し、これをCCD6によ
つて検出することにより指紋FPの凹凸形状に応じた信
号出力を得ることができる。
As a result, the intensity of the reflected light changes in accordance with the uneven shape of the fingerprint FP of the fingertip F. By detecting this with the CCD 6, a signal output corresponding to the uneven shape of the fingerprint FP can be obtained. it can.

【0037】さらにこの場合、LED3より照射される
ランダム偏光の照明光L1が偏光板11によつてP偏光
されることにより、直角プリズム12に入射された照明
光L1の内、反射及び屈折によつて強められるS偏光成
分が取り除かれ、これにより透明電極13の設けられた
領域及び透明電極13のない領域のいずれにおいても全
反射面12Aに接触する指紋FPの凸部から一定レベル
の反射光L20の強度を得ることができる。
Further, in this case, the randomly polarized illumination light L1 emitted from the LED 3 is P-polarized by the polarizing plate 11, whereby the illumination light L1 incident on the right-angle prism 12 is reflected and refracted. As a result, the S-polarized light component that has been strengthened is removed, so that the reflected light L20 at a certain level from the convex portion of the fingerprint FP that contacts the total reflection surface 12A in both the region where the transparent electrode 13 is provided and the region where the transparent electrode 13 is not provided. Strength can be obtained.

【0038】このようにして直角プリズム12の全反射
面12Aの外面側において反射された反射光L20は直
角プリズム12の出射面12Cより取り出され、結像光
学系5を介してCCD6の検出部上に合焦される。この
結果、全反射面12Aの外面側に接触されている指紋F
Pの凹凸形状の情報を含むP偏光された反射光L20を
CCD6に送出することができる。さらにCCD6にお
いて検出された電気信号S1を画像処理部7に送出し、
画像処理することによつて指紋FPの凹凸形状に応じた
画像情報を得ることができる。
The reflected light L20 reflected on the outer surface side of the total reflection surface 12A of the right-angle prism 12 in this manner is extracted from the exit surface 12C of the right-angle prism 12, and is passed through the imaging optical system 5 to the detection unit of the CCD 6. Focused on. As a result, the fingerprint F in contact with the outer surface of the total reflection surface 12A
The P-polarized reflected light L20 including the information on the P unevenness can be sent to the CCD 6. Further, the electric signal S1 detected by the CCD 6 is sent to the image processing unit 7,
By performing the image processing, it is possible to obtain image information corresponding to the uneven shape of the fingerprint FP.

【0039】またこのとき同時に透明電極13A及び1
3Bに接触される指先Fによる誘電率変化を生体検出装
置(図示せず)によつて検出することによつて、当該検
出結果に基づいて全反射面12Aに接触されているもの
が人のものであるか否かを判別することができる。
At this time, the transparent electrodes 13A and 13A
By detecting a change in the dielectric constant caused by the fingertip F contacting the contact 3B with a living body detection device (not shown), the contact with the total reflection surface 12A based on the detection result is that of a person. Can be determined.

【0040】このように生体検出装置によつて検出され
た結果と画像処理部7において検出された指紋FPの画
像情報とを用いて指紋照合及び指紋FPを有するものが
実際に人の指先であるか否かを同時に判別することがで
きる。
Using the result detected by the living body detection device and the image information of the fingerprint FP detected by the image processing unit 7, the one having the fingerprint collation and the fingerprint FP is actually the fingertip of a person. Can be determined at the same time.

【0041】この指紋検出装置10は、当該指紋検出装
置10による指紋照合の結果に基づいて例えばドアの開
閉を制御するようなスイツチの判別手段として用いるこ
とができる。
The fingerprint detecting apparatus 10 can be used as a switch discriminating means for controlling, for example, the opening and closing of a door based on the result of fingerprint collation by the fingerprint detecting apparatus 10.

【0042】この場合、図3の実施の形態1に示すよう
に、第1の実施の形態においては、全反射面12Aの透
明電極13A及び13Bの設けられた薄膜部での指紋F
Pの凹部及び凸部の反射率はそれぞれ、100 〔%〕及び
0.07〔%〕であり、また薄膜の設けられていない非薄膜
部における指紋FPの凹部及び凸部の反射率はそれぞ
れ、100 〔%〕及び0.03〔%〕で、薄膜部及び非薄膜で
ほぼ同じ様な反射率の傾向をもつていることが確認し得
る。
In this case, as shown in Embodiment 1 of FIG. 3, in the first embodiment, the fingerprint F on the thin film portion provided with the transparent electrodes 13A and 13B of the total reflection surface 12A is provided.
The reflectivity of the concave and convex portions of P is 100% and
The reflectance of the concave and convex portions of the fingerprint FP in the non-thin film portion where the thin film is not provided is 100 [%] and 0.03 [%], respectively, which are almost the same in the thin film portion and the non-thin film. It can be confirmed that there is such a tendency of the reflectance.

【0043】因みにプリズムの入射面及び出射面には反
射防止膜を形成しても良い。これにより入射光強度及び
反射光強度の低下を未然に防止し得る。この場合、全反
射面12Aのコーテイングは特に必要ないが、反射面に
ごみ等の異物が付着すると、その屈折率の影響により全
反射の条件を満たさなくなりプリズム外に光がもれ出る
場合がある。この場合、金属のような光吸収の大きな膜
をつけると反射光の強度が低下することになるが、誘電
体のような光吸収の極めて小さな材料からなる膜をつけ
た場合は、膜がある部分も膜がない部分も全反射する光
の強度は変わらない。そこで反射面に誘電体のような吸
収の極めて小さい膜によるコーテイングを施すようにし
ても良い。
Incidentally, an antireflection film may be formed on the entrance surface and the exit surface of the prism. Thereby, it is possible to prevent the incident light intensity and the reflected light intensity from decreasing. In this case, the coating of the total reflection surface 12A is not particularly required, but if foreign matter such as dust adheres to the reflection surface, the condition of total reflection may not be satisfied due to the influence of the refractive index, and light may leak out of the prism. . In this case, if a film having a large light absorption such as a metal is provided, the intensity of reflected light is reduced, but if a film made of a material having a very small light absorption such as a dielectric is provided, there is a film. The intensity of the light that is totally reflected in both the portion and the portion without the film does not change. Therefore, the reflecting surface may be coated with a film having a very small absorption such as a dielectric.

【0044】(1−4)第1の実施の形態の効果 以上の構成によれば、全反射面12Aに対して入射する
照明光L1を偏光板11によつてP偏光とすることによ
り、指紋FPの凸部の反射光L20からS偏光成分を取
り除いて全反射面12Aに接触する検体の凸部の反射率
を透明電極13のある領域とない領域とで同じレベルと
することができる。これによりCCD6により出力され
る電気信号S1の出力振幅を十分に大きくし得、かくし
て画像処理部7における2値化信号処理の際の実効感度
を向上させて指紋検出を容易にし得る。
(1-4) Effects of the First Embodiment According to the above configuration, the illumination light L1 incident on the total reflection surface 12A is converted into P-polarized light by the polarizing plate 11, so that the fingerprint can be obtained. By removing the S-polarized light component from the reflected light L20 of the convex portion of the FP, the reflectance of the convex portion of the sample that comes into contact with the total reflection surface 12A can be set to the same level in the region where the transparent electrode 13 exists and the region where the transparent electrode 13 does not exist. As a result, the output amplitude of the electric signal S1 output from the CCD 6 can be made sufficiently large, and thus the effective sensitivity at the time of the binary signal processing in the image processing section 7 can be improved to facilitate fingerprint detection.

【0045】(2)第2の実施の形態 図4において20は第2の実施の形態による指紋検出装
置を示し、光源とプリズムの入射面12Bとの間に偏光
板がない代わりに検出側にプリズムの全反射面12Aか
らの反射光L20をP偏光とするように偏光板21が設
けられていること以外は第1の実施の形態と同様の構成
をなしている。
(2) Second Embodiment In FIG. 4, reference numeral 20 denotes a fingerprint detection device according to a second embodiment, in which there is no polarizing plate between the light source and the entrance surface 12B of the prism. The configuration is the same as that of the first embodiment except that a polarizing plate 21 is provided so that the light L20 reflected from the total reflection surface 12A of the prism is converted into P-polarized light.

【0046】すなわち光源3より照射される照明光L1
は直角プリズム12の全反射面12Aによつて全反射さ
れ出射面12Bより出射された後、偏光板21によつて
P偏光とした後、結像光学系5を通じてCCD6上に合
焦する。すなわち偏光板21を全反射面12Aからの反
射光L20の磁場の方向ベクトルが図中紙面に対して垂
直な方向に向くように配設する。これにより全反射面1
2AからはS偏光成分が取り除かれた反射光L20が得
られ、かくしてCCD6において、全反射面12A上に
指先Fが接触された場合に得られる反射光強度を透明電
極13A及び13Bのある部分とない部分とにかかわら
ず一定の強度で検出することができる。
That is, the illumination light L1 emitted from the light source 3
Is totally reflected by the total reflection surface 12A of the right-angle prism 12, is emitted from the emission surface 12B, is converted into P-polarized light by the polarizing plate 21, and is focused on the CCD 6 through the imaging optical system 5. That is, the polarizing plate 21 is disposed such that the direction vector of the magnetic field of the reflected light L20 from the total reflection surface 12A is oriented in a direction perpendicular to the plane of the drawing. Thereby, the total reflection surface 1
The reflected light L20 from which the S-polarized component has been removed is obtained from 2A. Thus, in the CCD 6, the reflected light intensity obtained when the fingertip F is brought into contact with the total reflection surface 12A is compared with the portion having the transparent electrodes 13A and 13B. Detection can be performed at a constant intensity regardless of the portion not present.

【0047】この場合、図3の実施の形態2に示すよう
に、第1の実施の形態と同様に全反射面12Aの透明電
極13A及び13Bの設けられた薄膜部での指紋FPの
凹部及び凸部の反射率はそれぞれ、100 〔%〕及び0.07
〔%〕であり、また薄膜の設けられていない非薄膜部に
おける指紋FPの凹部及び凸部の反射率はそれぞれ、10
0 〔%〕及び0.03〔%〕で、薄膜部及び非薄膜でほぼ同
じ様な反射率の傾向をもつていることが確認し得る。
In this case, as shown in the second embodiment in FIG. 3, the concave portion of the fingerprint FP in the thin film portion provided with the transparent electrodes 13A and 13B of the total reflection surface 12A, as in the first embodiment, The reflectance of the convex part is 100 [%] and 0.07, respectively.
[%], And the reflectance of the concave and convex portions of the fingerprint FP in the non-thin film portion where no thin film is provided is 10%, respectively.
At 0 [%] and 0.03 [%], it can be confirmed that the thin film portion and the non-thin film have almost the same tendency of reflectance.

【0048】以上の構成によれば、全反射面12Aから
の反射光L20を偏光板21によつてP偏光とすること
により、検体の凸部の反射光L20からS偏光成分を取
り除いて凸部の反射率を透明電極13のある領域とない
領域とで同じレベルとすることができる。これにより上
述の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。
According to the above arrangement, the reflected light L20 from the total reflection surface 12A is converted into P-polarized light by the polarizing plate 21, so that the S-polarized light component is removed from the reflected light L20 of the convex portion of the sample, and the convex portion is formed. Can be set to the same level in the region where the transparent electrode 13 exists and the region where the transparent electrode 13 does not exist. Thereby, the same effect as that of the above-described first embodiment can be obtained.

【0049】(3)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、照明光L1からP偏
光成分を取り出すために、偏光板を用いた場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、例えば半導体レーザ
装置を用いて光源光より出射する照明光L1の偏光面が
プリズムの入射に対してP偏光とするように照明光L1
の偏光方向を設定して全反射面に対して入射させるよう
にしても良い。この場合、半導体レーザ装置から照射さ
れるレーザ光は出射時に高度に偏光されているので、こ
れにより偏光板を用いることなくP偏光成分を得ること
ができ、かくして照明光L1の偏光方向を一意に選ぶこ
とによつて透明電極を設けた全反射面に指先Fを接触さ
せた状態においても、屈折率の異なる全反射面上の各領
域に無関係にほぼ一定の反射率を得ることができ、上述
の第1及び第2の実施の形態と同様の効果を得ることが
できる。
(3) Other Embodiments In the above-described embodiment, a case has been described in which a polarizing plate is used to extract a P-polarized component from the illumination light L1, but the present invention is not limited to this. For example, the illumination light L1 emitted from the light source light using a semiconductor laser device may be configured such that the polarization plane of the illumination light L1 is P-polarized with respect to the incidence of the prism.
May be set to be incident on the total reflection surface. In this case, since the laser light emitted from the semiconductor laser device is highly polarized at the time of emission, a P-polarized component can be obtained without using a polarizing plate, and thus the polarization direction of the illumination light L1 can be uniquely determined. By making the selection, even when the fingertip F is in contact with the total reflection surface provided with the transparent electrode, a substantially constant reflectance can be obtained regardless of each region on the total reflection surface having a different refractive index. The same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

【0050】因みに図3の比較例2に示すように、プリ
ズムに対する入射光の偏光がS偏光となるように配設し
た半導体レーザ装置より照射される照明光をプリズムの
全反射面12Aの薄膜部及び非薄膜部に対して入射した
場合、全反射面12AにS偏光を照射すると指先Fの凸
部の接触された部分の反射率は薄膜部及び非薄膜でそれ
ぞれ15.8〔%〕及び1.61〔%〕となり、比較例1に比し
てもさらに指紋FPの凸部の反射率が高くなることが容
易に確認し得る。
Incidentally, as shown in Comparative Example 2 of FIG. 3, the illumination light irradiated from the semiconductor laser device disposed so that the polarization of the incident light with respect to the prism is S-polarized light is applied to the thin film portion of the total reflection surface 12A of the prism. When the light is incident on the non-thin film portion and the total reflection surface 12A is irradiated with S-polarized light, the reflectance of the contact portion of the convex portion of the fingertip F is 15.8% and 1.61% in the thin film portion and the non-thin film, respectively. ], It can be easily confirmed that the reflectance of the convex portion of the fingerprint FP is further higher than that of Comparative Example 1.

【0051】また上述の実施の形態においては、光源を
LED3又は半導体レーザ装置とした場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、光源は太陽光や白熱灯等
を用いても良く、この場合、照明光はフイルタ等を用い
て所定の波長として照射すれば上述の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the case where the light source is the LED 3 or the semiconductor laser device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light source may be sunlight or an incandescent lamp. In this case, the same effect as in the above embodiment can be obtained by irradiating the illumination light with a predetermined wavelength using a filter or the like.

【0052】また上述の実施の形態においては、照明光
L1を全反射させる光学素子として直角プリズム12を
用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
入射光を全反射させる条件を満たしていれば他のプリズ
ムを用いても良く、これにより上述の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the case where the right-angle prism 12 is used as the optical element for totally reflecting the illumination light L1 has been described. However, the present invention is not limited to this.
As long as the condition for totally reflecting the incident light is satisfied, another prism may be used, whereby the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0053】また上述の実施の形態においては、プリズ
ムの材質としてBK7を用いた場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、光学ガラスであれば良くまたプ
ラスチツク材質のものでも良い。さらにプリズムの材質
がプラスチツクの場合においても、ITO膜及び二酸化
ケイ素膜等によつて表面をコーテイングすれば、上述の
実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the case where BK7 is used as the material of the prism has been described.
The present invention is not limited to this, and any optical glass or plastic material may be used. Further, even when the material of the prism is plastic, if the surface is coated with an ITO film, a silicon dioxide film or the like, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0054】また上述の実施の形態においては、検体を
接触させる光学部品をプリズムとした場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、例えばフアイバーオプテ
イツクプレート(FOP(Fiber Optic Plate))を用い
ても良い。この場合、FOPの胴部を斜めに切断した端
面を光学面としてFOPの側面側から入射光を端面に対
して全反射条件を満たすように入射させてその反射光を
FOPの端部より直接CCDに入射させるようにする。
In the above-described embodiment, the case where the optical component to be brought into contact with the specimen is a prism has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a fiber optic plate (FOP) may be used. May be used. In this case, the end face obtained by obliquely cutting the body of the FOP is used as an optical surface, and incident light is made to enter the end face from the side face of the FOP so as to satisfy the total reflection condition, and the reflected light is directly transmitted from the end of the FOP to the CCD. To be incident.

【0055】さらに光学面に対しては必ずしも全反射条
件をみたすように入射光を入射させずとも光検出に十分
な光量を取り出すことができれば良い。
Further, it is sufficient that a sufficient amount of light for light detection can be taken out without making incident light incident on the optical surface so as to satisfy the condition of total reflection.

【0056】また上述の実施の形態においては、偏光素
子として偏光板11又は21を用いた場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、例えば偏光ビームスプリ
ツタ等を用いても良い。
In the above embodiment, the case where the polarizing plate 11 or 21 is used as the polarizing element has been described. However, the present invention is not limited to this, and a polarizing beam splitter or the like may be used.

【0057】また上述の実施の形態においては、透明電
極13としてITO膜を用いた場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、透明な薄膜電極であれば良い。
In the above-described embodiment, the case where the ITO film is used as the transparent electrode 13 has been described.
The present invention is not limited to this, and any transparent thin film electrode may be used.

【0058】また上述の実施の形態においては、一組の
透明電極13A及び13Bを用いた構成とした場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば4端子を
用いたブリツジによつて誘電率又は抵抗値を測定するよ
うにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which a configuration using a set of transparent electrodes 13A and 13B is used. However, the present invention is not limited to this, and for example, a bridge using four terminals is used. The dielectric constant or the resistance value may be measured.

【0059】さらに上述の実施の形態においては、指紋
検出装置による検出対象として人の指先Fの指紋FPと
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、検
出対象の指紋FPは手の指先Fに限ることなく、足の指
紋FPでも良く、また指紋FPは人の指紋FPに限らず
広く動物一般に適用し得る。さらに検出対象とするもの
は指紋FPに限らず凹凸形状を有する生体の一部分につ
いて、プリズムの全反射面との接触によつて反射光に対
して所定の強度変化を生じさせるような一定の凹凸形状
を有するものであればよい。
Further, in the above-described embodiment, a case has been described where the fingerprint FP of the human fingertip F is used as a detection target by the fingerprint detection device. However, the present invention is not limited to this. The fingerprint FP is not limited to the fingertip F, and may be a fingerprint FP of the foot. The fingerprint FP is not limited to the fingerprint FP of a person and can be widely applied to animals in general. The object to be detected is not limited to the fingerprint FP, but may be a part of a living body having an irregular shape having a constant irregular shape such that a predetermined intensity change is generated in reflected light by contact with the total reflection surface of the prism. What is necessary is just to have.

【0060】[0060]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、光学部品
の光学面の外面側に接触されている検体の電気特性を検
出することができると同時に、光学面に対する入射光又
は光学面上における反射光を所定方向の偏光とすること
により、光学面における反射光強度を透明薄膜電極があ
る領域とない領域とのいずれにおいても同レベルにする
ことができ、かくして光学面の外面側に接触する検体の
情報を含む反射光の検出を容易にし得る光学検出装置を
実現することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect the electrical characteristics of a specimen that is in contact with the outer surface of the optical surface of an optical component, and at the same time, detect the incident light on the optical surface or the light incident on the optical surface. By making the reflected light at a predetermined polarization in the predetermined direction, the intensity of the reflected light on the optical surface can be made the same level in both the region where the transparent thin-film electrode is provided and the region where the transparent thin-film electrode is not provided. It is possible to realize an optical detection device that can easily detect reflected light including information on a specimen to be analyzed.

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

【図1】本発明による検出装置の第1の実施の形態を示
す略線的ブロツク図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a first embodiment of a detection device according to the present invention.

【図2】透明電極を設けたプリズムの構成を示す略線図
である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a prism provided with a transparent electrode.

【図3】本発明による検出装置の第2の実施の形態を示
す略線的ブロツク図である。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing a detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の指紋検出装置のを示す略線的ブロツク図
である。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing a conventional fingerprint detection device.

【図5】プリズム内の全反射を用いた指紋の読み取りの
説明に供する略線図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the reading of a fingerprint using total reflection in a prism.

【図6】指紋から検出される信号出力の説明に供する略
線図及び信号波形図である。
FIG. 6 is a schematic diagram and a signal waveform diagram for explaining a signal output detected from a fingerprint.

【図7】透明電極が設けられたプリズムの反射光による
信号出力の説明に供する略線図(図7(A))及び信号
波形図(図7(B))である。
7A and 7B are a schematic diagram (FIG. 7A) and a signal waveform diagram (FIG. 7B) for explaining a signal output by reflected light of a prism provided with a transparent electrode.

【図8】指紋検出装置によつて検出される反射率の説明
に供する略線図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the reflectance detected by the fingerprint detection device.

【図9】指紋から検出される信号出力の説明に供する略
線図(図9(A))及び信号波形図(図9(B))であ
る。
9A and 9B are a schematic diagram (FIG. 9A) and a signal waveform diagram (FIG. 9B) for explaining a signal output detected from a fingerprint.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10、20……指紋検出装置、2、12……直角プ
リズム、3……LED、4……コリメータレンズ、5…
…結像光学系、6……CCD、7……画像処理部、8、
13A、13B……透明電極、11、21……偏光素
子。
1, 10, 20 ... fingerprint detection device, 2, 12 ... right angle prism, 3 ... LED, 4 ... collimator lens, 5 ...
... imaging optical system, 6 ... CCD, 7 ... image processing unit, 8,
13A, 13B ... transparent electrode, 11, 21 ... polarizing element.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入射光を反射し、又は裏面に透過する光学
面を有する光学部品と、 上記光学面に対する上記入射光又は上記光学面において
反射される反射光を所定方向の偏光とする偏光手段と、 上記光学面からの反射光を検出する光検出手段と、 上記光学部品の上記光学面の外面側に設けられた一組の
透明薄膜電極と、 上記一組の透明薄膜電極間における電気特性を測定する
電気測定手段とを具え、検体を上記一組の透明薄膜電極
に同時に接触するように上記光学面の外面側に接触させ
ると共に、上記光学面に対して全反射条件を満たす入射
角にて上記入射光を照射することを特徴とする光学検出
装置。
1. An optical component having an optical surface that reflects incident light or transmits through a back surface, and polarizing means that converts the incident light to the optical surface or the reflected light reflected by the optical surface into polarized light in a predetermined direction. Light detection means for detecting light reflected from the optical surface; a pair of transparent thin-film electrodes provided on the outer surface side of the optical surface of the optical component; and electrical characteristics between the pair of transparent thin-film electrodes. And an electrical measuring means for measuring the sample, and the sample is brought into contact with the outer surface side of the optical surface so as to simultaneously contact the set of transparent thin-film electrodes, and the incident angle satisfying the condition of total reflection with respect to the optical surface. And irradiating the incident light.
【請求項2】上記偏光手段は、 上記光学面に対する上記入射光又は上記光学面における
上記反射光の少なくともいずれか一方をP偏光とする偏
光素子を具えることを特徴とする請求項1に記載の光学
検出装置。
2. The polarizing means according to claim 1, wherein said polarizing means comprises a polarizing element for making at least one of said light incident on said optical surface or said reflected light on said optical surface P-polarized. Optical detection device.
【請求項3】上記偏光手段は、 上記光学面に対する上記入射光を上記光学面に対してP
偏光とするように配設した半導体レーザ装置を具えるこ
とを特徴とする請求項1に記載の光学検出装置。
3. The optical system according to claim 1, wherein the polarizing means converts the incident light on the optical surface into P light on the optical surface.
2. The optical detection device according to claim 1, further comprising a semiconductor laser device arranged to be polarized.
【請求項4】上記電気測定手段は、 上記一組の透明薄膜電極間において上記検体の誘電率又
は抵抗値を測定する電気測定手段であることを特徴とす
る請求項1に記載の光学検出装置。
4. The optical detecting apparatus according to claim 1, wherein said electric measuring means is an electric measuring means for measuring a dielectric constant or a resistance value of said sample between said pair of transparent thin film electrodes. .
【請求項5】上記透明薄膜電極は、 上記透明薄膜電極の外側表面を被膜する硬い薄膜を有す
ることを特徴とする請求項1に記載の光学検出装置。
5. The optical detection device according to claim 1, wherein the transparent thin-film electrode has a hard thin film covering an outer surface of the transparent thin-film electrode.
【請求項6】上記光学面は、 上記入射光を全反射するように配設されることを特徴と
する請求項1に記載の光学検出装置。
6. The optical detection device according to claim 1, wherein the optical surface is disposed so as to totally reflect the incident light.
JP10344097A 1997-04-21 1997-04-21 Optical detection device Pending JPH10293015A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002014210A (en) * 2000-06-28 2002-01-18 Asahi Optical Co Ltd Right-angle roof prism used for side viewable endoscope
KR101525767B1 (en) * 2013-08-13 2015-06-04 포톤데이즈(주) Apparatus for Measuring Electrical Property of Film Element with Light Scan and Method for the Same
WO2023181669A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 浜松ホトニクス株式会社 Optical module for encoder, encoder, and method for manufacturing optical module for encoder

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