JPH1115948A - 指紋入力装置 - Google Patents
指紋入力装置Info
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- JPH1115948A JPH1115948A JP9164005A JP16400597A JPH1115948A JP H1115948 A JPH1115948 A JP H1115948A JP 9164005 A JP9164005 A JP 9164005A JP 16400597 A JP16400597 A JP 16400597A JP H1115948 A JPH1115948 A JP H1115948A
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- light
- prism
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- light source
- input device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 指紋採取面に照明むらを生じさせることな
く、光源をプリズムに近接配置して小型化を実現する。 【解決手段】 プリズム２にその指紋採取面２−１に対
向する頂点からのカット面２−２を形成する。このカッ
ト面２−２に対向して光源１を配置する。但し、カット
面２−２は、次の，，を満たすことを条件として
形成する。指紋採取面２−１から結像面３−２までの
光の結像光路を妨げないこと．光源１の像が結像面３
−２に投影されないこと．光源１からの光が指紋採取
面２−１で全反射しないこと．
く、光源をプリズムに近接配置して小型化を実現する。 【解決手段】 プリズム２にその指紋採取面２−１に対
向する頂点からのカット面２−２を形成する。このカッ
ト面２−２に対向して光源１を配置する。但し、カット
面２−２は、次の，，を満たすことを条件として
形成する。指紋採取面２−１から結像面３−２までの
光の結像光路を妨げないこと．光源１の像が結像面３
−２に投影されないこと．光源１からの光が指紋採取
面２−１で全反射しないこと．
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、指紋を登録した
り、既に登録されている指紋像との照合のために指紋像
を入力する指紋入力装置に関するものである。
り、既に登録されている指紋像との照合のために指紋像
を入力する指紋入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】指紋は「万人不同」、「終生不変」とい
う特徴を持つため、指紋照合システムは特に高いセキュ
リティ性を求められる分野の個人照合システムとしても
用いられる。この指紋照合システムにおいて指紋像を入
力する装置は必須の構成要素である。この指紋入力装置
は、光学系で構成され、設置場所や使い勝手などの理由
により小型化が求められる。この指紋入力装置の小型化
を実現するためには、光学系を光路分離法で構成すると
共に、光源とプリズムとを近接して配置することが有効
である。
う特徴を持つため、指紋照合システムは特に高いセキュ
リティ性を求められる分野の個人照合システムとしても
用いられる。この指紋照合システムにおいて指紋像を入
力する装置は必須の構成要素である。この指紋入力装置
は、光学系で構成され、設置場所や使い勝手などの理由
により小型化が求められる。この指紋入力装置の小型化
を実現するためには、光学系を光路分離法で構成すると
共に、光源とプリズムとを近接して配置することが有効
である。
【０００３】図１０は従来の光路分離法を採用した指紋
入力装置の要部を示す図である。同図において、１は光
源、２はプリズム、３は受光器である。光源１はプリズ
ム２の下面側右側方に配置されている。プリズム２の左
側方面には黒色塗装（或いは遮光板）４が施されてお
り、光源１からの光がプリズム２の内部を通して指紋採
取面２−１に照射される構成とされている。この構成に
おいて、光源１からの光は、指紋採取面２−１に置かれ
る指の紋様面にて反射し、プリズム２より出射され、受
光器３のレンズ３−１を通して結像面（ＣＣＤ）３−２
上に結像される。光路分離法を採用することによって指
紋入力装置の小型化が可能となる。
入力装置の要部を示す図である。同図において、１は光
源、２はプリズム、３は受光器である。光源１はプリズ
ム２の下面側右側方に配置されている。プリズム２の左
側方面には黒色塗装（或いは遮光板）４が施されてお
り、光源１からの光がプリズム２の内部を通して指紋採
取面２−１に照射される構成とされている。この構成に
おいて、光源１からの光は、指紋採取面２−１に置かれ
る指の紋様面にて反射し、プリズム２より出射され、受
光器３のレンズ３−１を通して結像面（ＣＣＤ）３−２
上に結像される。光路分離法を採用することによって指
紋入力装置の小型化が可能となる。
【０００４】図１１は全反射法を採用した指紋入力装置
の要部を示す図である。この指紋入力装置では、光源１
をプリズム２の下面側左側方に配置し、光源１からの光
を拡散板５を介しプリズム２の内部を通して指紋採取面
２−１に照射する。この構成では、図１０と比較して分
かるように、光源１の配置位置をプリズム２の下面側左
側方（受光器３とは反対側の位置）に確保しなければな
らないので、装置の小型化が制限されてしまう。
の要部を示す図である。この指紋入力装置では、光源１
をプリズム２の下面側左側方に配置し、光源１からの光
を拡散板５を介しプリズム２の内部を通して指紋採取面
２−１に照射する。この構成では、図１０と比較して分
かるように、光源１の配置位置をプリズム２の下面側左
側方（受光器３とは反対側の位置）に確保しなければな
らないので、装置の小型化が制限されてしまう。
【０００５】全反射法と光路分離法の原理については、
文献１（電子通信学会論文誌’８５／３ Ｖｏｌ．Ｊ６
８−Ｄ Ｎｏ３ ４１４〜４１５頁）に説明されている
ので、ここでの詳しい説明は省略する。全反射法では、
指紋の非接触部において全反射を生じさせ、かつ接触部
において全反射を生じさせないものとし、非接触部と接
触部からの光の差を検出する。光路分離法では、指紋の
非接触部からの光が全くない状態で、接触部からの光の
みを検出する。
文献１（電子通信学会論文誌’８５／３ Ｖｏｌ．Ｊ６
８−Ｄ Ｎｏ３ ４１４〜４１５頁）に説明されている
ので、ここでの詳しい説明は省略する。全反射法では、
指紋の非接触部において全反射を生じさせ、かつ接触部
において全反射を生じさせないものとし、非接触部と接
触部からの光の差を検出する。光路分離法では、指紋の
非接触部からの光が全くない状態で、接触部からの光の
みを検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光路分
離法を採用した指紋入力装置では、小型化を図ることが
できる点で有利ではあるが、さらなる小型化を図ろうと
して光源１とプリズム２を接近させると、プリズム２の
照明光入射面での入射角が大きくなり、屈折して光が拡
散されるために、プリズム２の指紋採取面２−１の一部
に照度の低い部分が生じ、照明むらが発生する。すなわ
ち、図１２に示す如く、光源１の位置をプリズム２に接
近させたＯ点とすると、プリズム面（照明光入射面）Ｂ
−Ｅに対する光源１からの光の入射角が遠くへ行くほど
大きくなり、屈折による光の拡散角が広がり、プリズム
面（指紋採取面）Ａ−ＢにおいてＢ側へ行くほど照度が
低くなる。指紋照合システムの照合精度の良し悪しは指
紋像が正しく入力できるか否かに大きく依存する。指紋
像が正しく入力されるためにはプリズムの指紋採取面が
全体にわたって均一な照度が確保されていて照明むらが
生じていないことが必要である。このため、指紋採取面
に照明むらが生じると、照合精度が落ちる。
離法を採用した指紋入力装置では、小型化を図ることが
できる点で有利ではあるが、さらなる小型化を図ろうと
して光源１とプリズム２を接近させると、プリズム２の
照明光入射面での入射角が大きくなり、屈折して光が拡
散されるために、プリズム２の指紋採取面２−１の一部
に照度の低い部分が生じ、照明むらが発生する。すなわ
ち、図１２に示す如く、光源１の位置をプリズム２に接
近させたＯ点とすると、プリズム面（照明光入射面）Ｂ
−Ｅに対する光源１からの光の入射角が遠くへ行くほど
大きくなり、屈折による光の拡散角が広がり、プリズム
面（指紋採取面）Ａ−ＢにおいてＢ側へ行くほど照度が
低くなる。指紋照合システムの照合精度の良し悪しは指
紋像が正しく入力できるか否かに大きく依存する。指紋
像が正しく入力されるためにはプリズムの指紋採取面が
全体にわたって均一な照度が確保されていて照明むらが
生じていないことが必要である。このため、指紋採取面
に照明むらが生じると、照合精度が落ちる。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、指紋採取面
に照明むらを生じさせることなく、光源をプリズムに近
接配置して小型化を実現することの可能な指紋入力装置
を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、指紋採取面
に照明むらを生じさせることなく、光源をプリズムに近
接配置して小型化を実現することの可能な指紋入力装置
を提供することにある。
【０００８】
【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、第１発明（請求項１に係る発明）は、上述し
た光路分離法で構成した指紋入力装置において、プリズ
ムにその指紋採取面に対向する頂点からのカット面を形
成し、このプリズムのカット面に対向して光源を配置す
るようにしたものである。この発明によれば、光源から
の光がカット面を通してプリズムへ入り、拡散角がほゞ
均一となって指紋採取面に照射される。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、上述し
た光路分離法で構成した指紋入力装置において、プリズ
ムにその指紋採取面に対向する頂点からのカット面を形
成し、このプリズムのカット面に対向して光源を配置す
るようにしたものである。この発明によれば、光源から
の光がカット面を通してプリズムへ入り、拡散角がほゞ
均一となって指紋採取面に照射される。
【０００９】第２発明（請求項２に係る発明）は、第１
発明において、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路を妨げないこと、および光源の像が結像面に投影され
ないことを条件として、カット面を形成したものであ
る。この発明によれば、指紋採取面から結像面までの光
の結像光路がプリズム中で妨げられることがなく、光源
の像が結像面に投影されることもない。
発明において、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路を妨げないこと、および光源の像が結像面に投影され
ないことを条件として、カット面を形成したものであ
る。この発明によれば、指紋採取面から結像面までの光
の結像光路がプリズム中で妨げられることがなく、光源
の像が結像面に投影されることもない。
【００１０】第３発明（請求項３に係る発明）は、第１
発明において、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路を妨げないこと、光源の像が結像面に投影されないこ
と、および光源からの光が指紋採取面で全反射しないこ
とを条件として、カット面を形成したものである。この
発明によれば、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路がプリズム中で妨げられることがなく、光源の像が結
像面に投影されることがなく、光源からの光が指紋採取
面で全反射されることもない。
発明において、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路を妨げないこと、光源の像が結像面に投影されないこ
と、および光源からの光が指紋採取面で全反射しないこ
とを条件として、カット面を形成したものである。この
発明によれば、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路がプリズム中で妨げられることがなく、光源の像が結
像面に投影されることがなく、光源からの光が指紋採取
面で全反射されることもない。
【００１１】第４発明（請求項４に係る発明）は、第１
発明において、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路を妨げないことを条件としてプリズムのカット面を形
成し、このカット面上のうち光源の像が結像面に投影さ
れる可能性がある領域に遮光を施したものである。この
発明によれば、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路がプリズム中で妨げられることがない。また、カット
面に施された遮光によって、光源の像が結像面に投影さ
れてしまう虞れがなくなる。
発明において、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路を妨げないことを条件としてプリズムのカット面を形
成し、このカット面上のうち光源の像が結像面に投影さ
れる可能性がある領域に遮光を施したものである。この
発明によれば、指紋採取面から結像面までの光の結像光
路がプリズム中で妨げられることがない。また、カット
面に施された遮光によって、光源の像が結像面に投影さ
れてしまう虞れがなくなる。
【００１２】第５発明（請求項５に係る発明）は、第１
〜第４発明において、プリズムのカット面を凹曲面とし
たものである。この発明によれば、光源からの光が凹曲
面とされたカット面を通してプリズムへ入り、拡散角が
均一となって指紋採取面に照射される。
〜第４発明において、プリズムのカット面を凹曲面とし
たものである。この発明によれば、光源からの光が凹曲
面とされたカット面を通してプリズムへ入り、拡散角が
均一となって指紋採取面に照射される。
【００１３】第６発明（請求項６に係る発明）は、第５
発明において、プリズムのカット面の外周を凸曲面とし
たものである。この発明によれば、光源からの光がカッ
ト面の内面の凹曲面で拡散され、カット面の外周の凸曲
面で集光されて、指紋採取面に照射される。
発明において、プリズムのカット面の外周を凸曲面とし
たものである。この発明によれば、光源からの光がカッ
ト面の内面の凹曲面で拡散され、カット面の外周の凸曲
面で集光されて、指紋採取面に照射される。
【００１４】第７発明（請求項７に係る発明）は、上述
した光路分離法で構成した指紋入力装置において、所定
の屈折率を持つマッチング材を介して光源をプリズムに
密着配置したものである。この発明によれば、光源から
の光がマッチング材を通してプリズムへ入り、拡散角を
ほゞ均一として指紋採取面に照射される。
した光路分離法で構成した指紋入力装置において、所定
の屈折率を持つマッチング材を介して光源をプリズムに
密着配置したものである。この発明によれば、光源から
の光がマッチング材を通してプリズムへ入り、拡散角を
ほゞ均一として指紋採取面に照射される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。 〔実施の形態１：第１，第２，第３発明〕図１はこの発
明の一実施の形態を示す図である。同図において、図１
０と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説
明は省略する。
き詳細に説明する。 〔実施の形態１：第１，第２，第３発明〕図１はこの発
明の一実施の形態を示す図である。同図において、図１
０と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説
明は省略する。
【００１６】この実施の形態では、プリズム２にその指
紋採取面２−１に対向する頂点（図１０に示すＥ点）か
らのカット面２−２を形成しており、このプリズム２の
カット面２−２に対向して光源１を配置している。これ
により、光源１からの光がカット面２−２を通してプリ
ズム２へ入り、拡散角をほゞ均一として指紋採取面２−
１に照射され、指紋採取面２−１においてほゞ均一の照
度が得られる。
紋採取面２−１に対向する頂点（図１０に示すＥ点）か
らのカット面２−２を形成しており、このプリズム２の
カット面２−２に対向して光源１を配置している。これ
により、光源１からの光がカット面２−２を通してプリ
ズム２へ入り、拡散角をほゞ均一として指紋採取面２−
１に照射され、指紋採取面２−１においてほゞ均一の照
度が得られる。
【００１７】但し、この実施の形態において、カット面
２−２は、次の，，を満たすことを条件として形
成されている。 指紋採取面２−１から結像面３−２までの光の結像光
路を妨げないこと． 光源１の像が結像面３−２に投影されないこと． 光源１からの光が指紋採取面２−１で全反射しないこ
と．
２−２は、次の，，を満たすことを条件として形
成されている。 指紋採取面２−１から結像面３−２までの光の結像光
路を妨げないこと． 光源１の像が結像面３−２に投影されないこと． 光源１からの光が指紋採取面２−１で全反射しないこ
と．
【００１８】〔条件〕図２に条件を満足する領域を
斜線で示す。図２では、指紋採取面２−１（Ａ−Ｂ）の
領域が結像面３−２（ａ−ｂ）に投影されるとすると、
Ａから出た光はＡ→α→Ｏ1 →ａの光路を通って結像面
３−２に入射される。また、Ｂから出た光はＢ→Ｏ1 →
ｂを通って結像面３−２に入射される。この指紋採取面
２−１から結像面３−２までの光の結像光路を妨げない
プリズム２中の領域とはＡ−αより下の図示斜線で示す
領域となる。指紋採取面２−１から結像面３−２までの
光の結像光路が妨げられると、結像面３−２での指紋像
が損なわれ、照合精度が落ちる。
斜線で示す。図２では、指紋採取面２−１（Ａ−Ｂ）の
領域が結像面３−２（ａ−ｂ）に投影されるとすると、
Ａから出た光はＡ→α→Ｏ1 →ａの光路を通って結像面
３−２に入射される。また、Ｂから出た光はＢ→Ｏ1 →
ｂを通って結像面３−２に入射される。この指紋採取面
２−１から結像面３−２までの光の結像光路を妨げない
プリズム２中の領域とはＡ−αより下の図示斜線で示す
領域となる。指紋採取面２−１から結像面３−２までの
光の結像光路が妨げられると、結像面３−２での指紋像
が損なわれ、照合精度が落ちる。
【００１９】〔条件〕フレネルの式により光は屈折率
の違う媒質の界面で反射を起こす。その反射率Ｒは垂直
入射の場合、媒質の屈折率をｎ１，ｎ２とすると、Ｒ＝
〔（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２）〕2 で与えられる。
ｎ１を空気の屈折率(ｎ１＝１．０)、ｎ２をプリズムに
用いているガラスの屈折率(ｎ２＝１．５)とすると、上
記式により４％反射する。このことから分かるように、
光源１の光をプリズム２に入射した場合、光源１の位置
によってその光が指紋採取面２−１で反射し、結像面３
−２に光源１の像が投影されてしまう。この結果、結像
面３−２での指紋像が損なわれ、照合精度が落ちる。
の違う媒質の界面で反射を起こす。その反射率Ｒは垂直
入射の場合、媒質の屈折率をｎ１，ｎ２とすると、Ｒ＝
〔（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２）〕2 で与えられる。
ｎ１を空気の屈折率(ｎ１＝１．０)、ｎ２をプリズムに
用いているガラスの屈折率(ｎ２＝１．５)とすると、上
記式により４％反射する。このことから分かるように、
光源１の光をプリズム２に入射した場合、光源１の位置
によってその光が指紋採取面２−１で反射し、結像面３
−２に光源１の像が投影されてしまう。この結果、結像
面３−２での指紋像が損なわれ、照合精度が落ちる。
【００２０】光源１の像が結像面３−２に投影されない
条件とは、図３を例にとると、Ｂ点からＯ点に延ばした
直線より下部の斜線で示す領域である。ここで、プリズ
ム２のＡＢＥの角度をβ、Ｏ点からＢ点へのＡ−Ｂ面に
対する入射角をψ、Ｂ点で反射された光がプリズムのＢ
−Ｅ面で屈折されて結像面３−２の端点Ｂに出射される
角度をθとすると、ψ≦β−ｓｉｎ-1（ｓｉｎθ／ｎ
２）の位置（図示斜線で示す領域）であればどの位置に
おいても、光源１の反射像が結像面３−２に投影される
ことはない。
条件とは、図３を例にとると、Ｂ点からＯ点に延ばした
直線より下部の斜線で示す領域である。ここで、プリズ
ム２のＡＢＥの角度をβ、Ｏ点からＢ点へのＡ−Ｂ面に
対する入射角をψ、Ｂ点で反射された光がプリズムのＢ
−Ｅ面で屈折されて結像面３−２の端点Ｂに出射される
角度をθとすると、ψ≦β−ｓｉｎ-1（ｓｉｎθ／ｎ
２）の位置（図示斜線で示す領域）であればどの位置に
おいても、光源１の反射像が結像面３−２に投影される
ことはない。
【００２１】〔条件〕図４において、ｎ１＜ｎ２でｎ
２側から光が入射角ψで入射すると、入射角ｓｉｎψ≧
ｎ２／ｎ１の時、入射光は全て反射される。これを全反
射という。全反射がおきる位置に光源１があっても上記
条件を満足していれば、原理的に結像面３−２におけ
る指紋像に影響はない。しかし、光源１の光が全反射さ
れるため迷光がフレア等になり指紋像に影響する虞れが
ある。したがって、光源１をカット面２−２に対向配置
するに際して、どの位置においても光源１の光が指紋採
取面２−１で全反射することがないことをカット面２−
２の条件とする。但し、この条件は絶対条件ではな
く、条件，のみでカット面２−２を形成してもよ
い。
２側から光が入射角ψで入射すると、入射角ｓｉｎψ≧
ｎ２／ｎ１の時、入射光は全て反射される。これを全反
射という。全反射がおきる位置に光源１があっても上記
条件を満足していれば、原理的に結像面３−２におけ
る指紋像に影響はない。しかし、光源１の光が全反射さ
れるため迷光がフレア等になり指紋像に影響する虞れが
ある。したがって、光源１をカット面２−２に対向配置
するに際して、どの位置においても光源１の光が指紋採
取面２−１で全反射することがないことをカット面２−
２の条件とする。但し、この条件は絶対条件ではな
く、条件，のみでカット面２−２を形成してもよ
い。
【００２２】〔実施の形態２：第４発明〕実施の形態１
において、少なくとも条件，を満足させようとする
と、カット面２−２が小さくなり、光源１を配置するこ
とができない場合がある。この場合、図５に示すよう
に、カット面２−２を傾斜面とし、大きくすることが考
えられる。しかし、このようにすると、カット面２−２
が指紋採取面２−１に対して傾斜し過ぎとなり、指紋採
取面２−１を均一に照明することができなくなる。すな
わち、この例では、光源１によって指紋採取面２−１の
左端が主として照明され、指紋採取面２−１を均一に照
明することができなくなる。
において、少なくとも条件，を満足させようとする
と、カット面２−２が小さくなり、光源１を配置するこ
とができない場合がある。この場合、図５に示すよう
に、カット面２−２を傾斜面とし、大きくすることが考
えられる。しかし、このようにすると、カット面２−２
が指紋採取面２−１に対して傾斜し過ぎとなり、指紋採
取面２−１を均一に照明することができなくなる。すな
わち、この例では、光源１によって指紋採取面２−１の
左端が主として照明され、指紋採取面２−１を均一に照
明することができなくなる。
【００２３】これに対して、図６に示すように、指紋採
取面２−１と対向する頂点からのカット面２−２のカッ
ト長を深くすると、条件は満たすが条件（フレネル
の式による反射条件）を満たさないようになる。すなわ
ち、カット面２−２上のうち、Ｃ〜Ｆの領域が条件を
満たさない領域となる。そこで、この実施の形態では、
この条件を満たさないＣ〜Ｆの領域まで、黒色塗装
（或いは遮光板）４を施す。
取面２−１と対向する頂点からのカット面２−２のカッ
ト長を深くすると、条件は満たすが条件（フレネル
の式による反射条件）を満たさないようになる。すなわ
ち、カット面２−２上のうち、Ｃ〜Ｆの領域が条件を
満たさない領域となる。そこで、この実施の形態では、
この条件を満たさないＣ〜Ｆの領域まで、黒色塗装
（或いは遮光板）４を施す。
【００２４】図６において、カット面２−２上のうち条
件を満たす領域に光源１を配置すれば、条件を満た
さない領域への遮光は不要と考えられる。しかし、図７
（ａ）に示す如く、外乱光が光学系に入らないように壁
６が設けられている場合、光源１から壁６に向かった迷
光がＧ→Ｈ→Ｉ→Ｊという経路で結像面３−２に入射さ
れてしまう虞れがある。これに対して、図７（ｂ）に示
す如く、条件を満たさないＣ〜Ｆの領域まで遮光を施
せば、光源１からの迷光が壁６で反射したとしても領域
Ｃ〜Ｆで遮光され、結像面３−２には入射されない。
件を満たす領域に光源１を配置すれば、条件を満た
さない領域への遮光は不要と考えられる。しかし、図７
（ａ）に示す如く、外乱光が光学系に入らないように壁
６が設けられている場合、光源１から壁６に向かった迷
光がＧ→Ｈ→Ｉ→Ｊという経路で結像面３−２に入射さ
れてしまう虞れがある。これに対して、図７（ｂ）に示
す如く、条件を満たさないＣ〜Ｆの領域まで遮光を施
せば、光源１からの迷光が壁６で反射したとしても領域
Ｃ〜Ｆで遮光され、結像面３−２には入射されない。
【００２５】〔実施の形態３：第５発明〕実施の形態１
ではプリズム２のカット面２−２を平坦面とした。この
場合、光源１からの光がカット面２−２で屈折し、指向
性が強くなる。このため、厳密に言えば、指紋採取面２
−１の周辺部が中心部に比べ照明が暗くなる。そこで、
この実施の形態３では、図８（ａ）に示すように、カッ
ト面２−２を凹曲面とする。この凹曲面の曲率は光源１
の指向性に合わせて指紋採取面２−１での照明が均一に
なるようにする。
ではプリズム２のカット面２−２を平坦面とした。この
場合、光源１からの光がカット面２−２で屈折し、指向
性が強くなる。このため、厳密に言えば、指紋採取面２
−１の周辺部が中心部に比べ照明が暗くなる。そこで、
この実施の形態３では、図８（ａ）に示すように、カッ
ト面２−２を凹曲面とする。この凹曲面の曲率は光源１
の指向性に合わせて指紋採取面２−１での照明が均一に
なるようにする。
【００２６】〔実施の形態４：第６発明〕実施の形態３
ではプリズム２のカット面２−２を凹曲面とした。しか
し、実際には、レンズ３−１等の周辺減光（Vignettin
g）や結像面（ＣＣＤ）３−２を光軸から傾ける等によ
る光量の感度差により、指紋採取面２−１への照明強度
が一定であっても結像面３−２上では均一な光強度をも
った指紋像が得られない。そこで、この実施の形態４で
は、図８（ｂ）に示すように、凹曲面としたカット面２
−２の外周を凸曲面とする。これにより、光源１からの
光がカット面２−２の内面の凹曲面２−２ａで拡散さ
れ、カット面２−２の外周の凸曲面２−２ｂで集光され
て、指紋採取面２−１に照射され、結像面３−２での光
強度分布が補正される。
ではプリズム２のカット面２−２を凹曲面とした。しか
し、実際には、レンズ３−１等の周辺減光（Vignettin
g）や結像面（ＣＣＤ）３−２を光軸から傾ける等によ
る光量の感度差により、指紋採取面２−１への照明強度
が一定であっても結像面３−２上では均一な光強度をも
った指紋像が得られない。そこで、この実施の形態４で
は、図８（ｂ）に示すように、凹曲面としたカット面２
−２の外周を凸曲面とする。これにより、光源１からの
光がカット面２−２の内面の凹曲面２−２ａで拡散さ
れ、カット面２−２の外周の凸曲面２−２ｂで集光され
て、指紋採取面２−１に照射され、結像面３−２での光
強度分布が補正される。
【００２７】〔実施の形態５：第７発明〕実施の形態１
〜４では何れもプリズム２にカット面２−２を設けるこ
とによって指紋採取面２−１での照明むらを改善してい
る。これに対し、この実施の形態５では、図９（ａ）に
示すように、高い屈折率を持つマッチング材７を介して
光源１をプリズム面Ｂ−Ｅに密着配置する。プリズム２
にはカット面２−２は設けない。これにより、プリズム
面Ｂ−Ｅでの光線の屈折がなくなり、光源１からの光を
拡散角をほゞ均一として指紋採取面２−１へ照射するこ
とができる。
〜４では何れもプリズム２にカット面２−２を設けるこ
とによって指紋採取面２−１での照明むらを改善してい
る。これに対し、この実施の形態５では、図９（ａ）に
示すように、高い屈折率を持つマッチング材７を介して
光源１をプリズム面Ｂ−Ｅに密着配置する。プリズム２
にはカット面２−２は設けない。これにより、プリズム
面Ｂ−Ｅでの光線の屈折がなくなり、光源１からの光を
拡散角をほゞ均一として指紋採取面２−１へ照射するこ
とができる。
【００２８】マッチング材７の材料としては、屈折率マ
ッチング液が知られているが、エポキシ系接着剤など、
プリズム２との屈折率差が指紋採取面２−１への照明の
均一性に大きく影響を与えなければ、他の材料を用いて
もよい。また、図９（ｂ）に示すように、プリズム２に
カット面２−２を設け、このカット面２−２にマッチン
グ材７を介して光源１を密着配置するようにしてもよ
い。
ッチング液が知られているが、エポキシ系接着剤など、
プリズム２との屈折率差が指紋採取面２−１への照明の
均一性に大きく影響を与えなければ、他の材料を用いて
もよい。また、図９（ｂ）に示すように、プリズム２に
カット面２−２を設け、このカット面２−２にマッチン
グ材７を介して光源１を密着配置するようにしてもよ
い。
【００２９】この実施の形態５では、装置の小型化を実
現することができるという効果に加えて、光源１の発熱
をマッチング材７を介してプリズム２に放熱することに
より、指の発汗を促し、鮮明な指紋像が得られるという
付帯効果が得られる。
現することができるという効果に加えて、光源１の発熱
をマッチング材７を介してプリズム２に放熱することに
より、指の発汗を促し、鮮明な指紋像が得られるという
付帯効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１発明では、光源からの光がカット面
を通してプリズムへ入り、拡散角がほゞ均一となって指
紋採取面に照射されるものとなり、指紋採取面に照明む
らを生じさせることなく、光源をプリズムに近接配置し
て小型化を実現することが可能となる。第２発明では、
指紋採取面から結像面までの光の結像光路がプリズム中
で妨げられることがなく、光源の像が結像面に投影され
ることもなく、照合精度を落とさずに、指紋採取面の照
明むらおよび装置の小型化を実現することができる。第
３発明では、指紋採取面から結像面までの光の結像光路
がプリズム中で妨げられることがなく、光源の像が結像
面に投影されることがなく、光源からの光が指紋採取面
で全反射されることもなく、第２発明の効果に加えて、
全反射する場合の指紋像への悪影響を防ぐことができ
る。第４発明では、指紋採取面から結像面までの光の結
像光路がプリズム中で妨げられることがなく、またカッ
ト面に施された遮光によって光源の像が結像面に投影さ
れる虞れがなくなり、カット面を大きくしてさらなる装
置の小型化を実現することができる。第５発明では、光
源からの光が凹曲面とされたカット面を通してプリズム
へ入り、カット面を平坦面とする場合と比べて指紋採取
面への照明を均一とすることができる。第６発明では、
光源からの光がカット面の内面の凹曲面で拡散され、カ
ット面の外周の凸曲面で集光されて、指紋採取面に照射
されるものとなり、結像面における光強度分布を均一と
することができるようになる。第７発明では、光源から
の光がマッチング材を通してプリズムへ入り、拡散角が
ほゞ均一となって指紋採取面に照射されるものとなり、
指紋採取面に照明むらを生じさせることなく、光源をプ
リズムに近接配置して小型化を実現することが可能とな
る。この場合、プリズムにカット面を設けなくても装置
構成が可能となる。また、光源の発熱をマッチング材を
介してプリズムに放熱することにより、指の発汗を促
し、鮮明な指紋像が得られるという付帯効果も得られ
る。
発明によれば、第１発明では、光源からの光がカット面
を通してプリズムへ入り、拡散角がほゞ均一となって指
紋採取面に照射されるものとなり、指紋採取面に照明む
らを生じさせることなく、光源をプリズムに近接配置し
て小型化を実現することが可能となる。第２発明では、
指紋採取面から結像面までの光の結像光路がプリズム中
で妨げられることがなく、光源の像が結像面に投影され
ることもなく、照合精度を落とさずに、指紋採取面の照
明むらおよび装置の小型化を実現することができる。第
３発明では、指紋採取面から結像面までの光の結像光路
がプリズム中で妨げられることがなく、光源の像が結像
面に投影されることがなく、光源からの光が指紋採取面
で全反射されることもなく、第２発明の効果に加えて、
全反射する場合の指紋像への悪影響を防ぐことができ
る。第４発明では、指紋採取面から結像面までの光の結
像光路がプリズム中で妨げられることがなく、またカッ
ト面に施された遮光によって光源の像が結像面に投影さ
れる虞れがなくなり、カット面を大きくしてさらなる装
置の小型化を実現することができる。第５発明では、光
源からの光が凹曲面とされたカット面を通してプリズム
へ入り、カット面を平坦面とする場合と比べて指紋採取
面への照明を均一とすることができる。第６発明では、
光源からの光がカット面の内面の凹曲面で拡散され、カ
ット面の外周の凸曲面で集光されて、指紋採取面に照射
されるものとなり、結像面における光強度分布を均一と
することができるようになる。第７発明では、光源から
の光がマッチング材を通してプリズムへ入り、拡散角が
ほゞ均一となって指紋採取面に照射されるものとなり、
指紋採取面に照明むらを生じさせることなく、光源をプ
リズムに近接配置して小型化を実現することが可能とな
る。この場合、プリズムにカット面を設けなくても装置
構成が可能となる。また、光源の発熱をマッチング材を
介してプリズムに放熱することにより、指の発汗を促
し、鮮明な指紋像が得られるという付帯効果も得られ
る。
【図１】 本発明の一実施の形態（実施の形態１）の要
部を示す図である。
部を示す図である。
【図２】 カット面の形成条件を説明する図である。
【図３】 カット面の形成条件を説明する図である。
【図４】 カット面の形成条件を説明する図である。
【図５】 少なくとも，の条件を満足させた状態で
カット面を傾斜面とし大きくした場合の問題点を説明す
る図である。
カット面を傾斜面とし大きくした場合の問題点を説明す
る図である。
【図６】 本発明の他の実施の形態（実施の形態２）の
要部を示す図である。
要部を示す図である。
【図７】 実施の形態２において条件を満たさない領
域への遮光が必要であることを説明する図である。
域への遮光が必要であることを説明する図である。
【図８】 本発明の他の実施の形態（実施の形態３およ
び４）の要部を示す図である。
び４）の要部を示す図である。
【図９】 本発明の他の実施の形態（実施の形態５）の
要部を示す図である。
要部を示す図である。
【図１０】 従来の光路分離法を採用した指紋入力装置
の要部を示す図である。
の要部を示す図である。
【図１１】 全反射法を採用した指紋入力装置の要部を
示す図である。
示す図である。
【図１２】 従来の光路分離法を採用した指紋入力装置
において照明むらが発生するで状況を説明する図であ
る。
において照明むらが発生するで状況を説明する図であ
る。
１…光源、２…プリズム、２−１…指紋採取面、２−２
…カット面、２−２ａ…凹曲面、２−２ｂ…凸曲面、３
…受光器、３−１…レンズ、３−２…結像面（ＣＣ
Ｄ）、４…黒色塗装（或いは遮光板）、７…マッチング
材。
…カット面、２−２ａ…凹曲面、２−２ｂ…凸曲面、３
…受光器、３−１…レンズ、３−２…結像面（ＣＣ
Ｄ）、４…黒色塗装（或いは遮光板）、７…マッチング
材。
Claims (7)
- 【請求項１】 その一方向面を指紋採取面として配置さ
れたプリズムと、 このプリズムの内部を通してその指紋採取面に光を照射
する光源と、 この光源から前記プリズムに入射されその指紋採取面に
て反射し前記プリズムより出射される光が結像される結
像面とを光路分離法で構成した指紋入力装置において、 前記プリズムにはその指紋採取面に対向する頂点からの
カット面が形成されており、 このプリズムのカット面に対向して前記光源が配置され
ていることを特徴とする指紋入力装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記カット面は、前
記指紋採取面から前記結像面までの光の結像光路を妨げ
ないこと、および前記光源の像が前記結像面に投影され
ないことを条件として形成されていることを特徴とする
指紋入力装置。 - 【請求項３】 請求項１において、前記カット面は、前
記指紋採取面から前記結像面までの光の結像光路を妨げ
ないこと、前記光源の像が前記結像面に投影されないこ
と、および前記光源からの光が前記指紋採取面で全反射
しないことを条件として形成されていることを特徴とす
る指紋入力装置。 - 【請求項４】 請求項１において、前記カット面は前記
指紋採取面から前記結像面までの光の結像光路を妨げな
いことを条件として形成され、前記カット面上のうち前
記光源の像が前記結像面に投影される可能性がある領域
に遮光が施されていることを特徴とする指紋入力装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項において、前
記プリズムのカット面が凹曲面とされていることを特徴
とする指紋入力装置。 - 【請求項６】 請求項５において、前記プリズムのカッ
ト面の外周が凸曲面とされていることを特徴とする指紋
入力装置。 - 【請求項７】 その一方向面を指紋採取面として配置さ
れたプリズムと、 このプリズムの内部を通してその指紋採取面に光を照射
する光源と、 この光源から前記プリズムに入射されその指紋採取面に
て反射し前記プリズムより出射される光が結像される結
像面とを光路分離法で構成した指紋入力装置において、 所定の屈折率を持つマッチング材を介して前記光源が前
記プリズムに密着配置されていることを特徴とする指紋
入力装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164005A JPH1115948A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 指紋入力装置 |
| US08/985,112 US6185319B1 (en) | 1996-12-06 | 1997-12-04 | Fingerprint input apparatus |
| EP97121472A EP0847024A3 (en) | 1996-12-06 | 1997-12-05 | Fingerprint input apparatus |
| KR1019970066457A KR100295773B1 (ko) | 1996-12-06 | 1997-12-05 | 지문입력장치 |
| CN97125449A CN1111821C (zh) | 1996-12-06 | 1997-12-05 | 指纹输入设备 |
| US09/655,155 US6463166B1 (en) | 1996-12-06 | 2000-09-05 | Fingerprint input apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164005A JPH1115948A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 指紋入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1115948A true JPH1115948A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15784961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9164005A Pending JPH1115948A (ja) | 1996-12-06 | 1997-06-20 | 指紋入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1115948A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100341738B1 (ko) * | 1999-06-18 | 2002-06-24 | 안준영 | 지문 입력 장치 |
| KR20020067771A (ko) * | 2001-02-19 | 2002-08-24 | 씨큐트로닉스 (주) | 광학 지문입력장치 및 그 제어방법 |
| WO2002069260A1 (fr) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Bionics Co.,Ltd. | Appareil d'authentification d'organisme |
| CN111310742A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-06-19 | 青岛海泰新光科技股份有限公司 | 一种超薄指纹采集装置 |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP9164005A patent/JPH1115948A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100341738B1 (ko) * | 1999-06-18 | 2002-06-24 | 안준영 | 지문 입력 장치 |
| KR20020067771A (ko) * | 2001-02-19 | 2002-08-24 | 씨큐트로닉스 (주) | 광학 지문입력장치 및 그 제어방법 |
| WO2002069260A1 (fr) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Bionics Co.,Ltd. | Appareil d'authentification d'organisme |
| US7327861B2 (en) | 2001-02-26 | 2008-02-05 | Bionics Co., Ltd. | Organism authenticating apparatus |
| CN111310742A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-06-19 | 青岛海泰新光科技股份有限公司 | 一种超薄指纹采集装置 |
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