JPH1131216A - 指紋読取光学系 - Google Patents
指紋読取光学系Info
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- JPH1131216A JPH1131216A JP9188104A JP18810497A JPH1131216A JP H1131216 A JPH1131216 A JP H1131216A JP 9188104 A JP9188104 A JP 9188104A JP 18810497 A JP18810497 A JP 18810497A JP H1131216 A JPH1131216 A JP H1131216A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光軸に対して斜めに傾いた指受け面の指紋像
を偏心光学系により収差補正を行って受光素子上に結像
させる明るい指紋読取光学系。 【解決手段】 光源５と、光源５からの光１１を被検者
の指６が接する指受け面２にて全反射するように構成さ
れたプリズム部材１と、指受け面２の指紋像を形成する
結像光学手段３、４と、指紋像を受光する受光手段１０
とを有する指紋読取光学系であり、プリズム部材１が、
指受け面２の他に指受け面２での全反射作用によって発
生する偏心収差を補正する作用を持った回転非対称面形
状を備えた光学作用面３を備えている。
を偏心光学系により収差補正を行って受光素子上に結像
させる明るい指紋読取光学系。 【解決手段】 光源５と、光源５からの光１１を被検者
の指６が接する指受け面２にて全反射するように構成さ
れたプリズム部材１と、指受け面２の指紋像を形成する
結像光学手段３、４と、指紋像を受光する受光手段１０
とを有する指紋読取光学系であり、プリズム部材１が、
指受け面２の他に指受け面２での全反射作用によって発
生する偏心収差を補正する作用を持った回転非対称面形
状を備えた光学作用面３を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指紋読取光学系に
関し、特に、光軸に対して斜めに傾いた指受け面の指紋
像を偏心光学系を用いて受光素子上に収差補正を行って
結像させる明るい指紋読取光学系に関するものである。
関し、特に、光軸に対して斜めに傾いた指受け面の指紋
像を偏心光学系を用いて受光素子上に収差補正を行って
結像させる明るい指紋読取光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】指紋読取光学系としては、従来より直角
プリズムを用い、その斜面に押し当てられた指の指紋像
を光学系を介して撮像するものが提案されている（例え
ば特開昭５５−１３４４６号）。しかしながら、このよ
うな直角プリズムを用いて指紋像を採取する場合、物体
面が光軸に対して斜めに傾いているため、台形歪みや歪
曲収差が発生してしまう。そこで、特開塀８−３３４６
９１号のものにおいては、テレセントリック光学系を用
いて光軸に対して斜めに傾いた指受け面の指紋像を台形
歪み、歪曲収差を補正して読み取っている。すなわち、
図６に示すように、直角プリズム７５の斜面７６に押し
付けられた指６の指紋の像は、直角プリズム７５の入射
面７８から入射した照明光が斜面７６で全反射すること
により光束上に採取され、その光束は入射面７８に対し
て直角な射出面７７から射出され、レンズ群７１、その
後側焦点にピンホール７９が配置された絞り７２、絞り
７２のピンホール７９を前側焦点とするレンズ群７３か
らなるテレセントリック光学系を介してＣＣＤ７４上に
結像され、指紋像が光電的に読み取られる。
プリズムを用い、その斜面に押し当てられた指の指紋像
を光学系を介して撮像するものが提案されている（例え
ば特開昭５５−１３４４６号）。しかしながら、このよ
うな直角プリズムを用いて指紋像を採取する場合、物体
面が光軸に対して斜めに傾いているため、台形歪みや歪
曲収差が発生してしまう。そこで、特開塀８−３３４６
９１号のものにおいては、テレセントリック光学系を用
いて光軸に対して斜めに傾いた指受け面の指紋像を台形
歪み、歪曲収差を補正して読み取っている。すなわち、
図６に示すように、直角プリズム７５の斜面７６に押し
付けられた指６の指紋の像は、直角プリズム７５の入射
面７８から入射した照明光が斜面７６で全反射すること
により光束上に採取され、その光束は入射面７８に対し
て直角な射出面７７から射出され、レンズ群７１、その
後側焦点にピンホール７９が配置された絞り７２、絞り
７２のピンホール７９を前側焦点とするレンズ群７３か
らなるテレセントリック光学系を介してＣＣＤ７４上に
結像され、指紋像が光電的に読み取られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テレセ
ントリック光学系を用いた上記従来例においても、光学
系として、プリズム以外に複数のレンズよりなるテレセ
ントリック光学系を必要とし、光学系が複雑で高価にな
ると共に、テレセントリック光学系により台形歪みや歪
曲収差なしにＣＣＤ７４上に結像するため、光束が絞り
のピンホールにより大幅に制限されるため、光学系は暗
いものになっていた。
ントリック光学系を用いた上記従来例においても、光学
系として、プリズム以外に複数のレンズよりなるテレセ
ントリック光学系を必要とし、光学系が複雑で高価にな
ると共に、テレセントリック光学系により台形歪みや歪
曲収差なしにＣＣＤ７４上に結像するため、光束が絞り
のピンホールにより大幅に制限されるため、光学系は暗
いものになっていた。
【０００４】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、光軸に対して斜
めに傾いた指受け面の指紋像を偏心光学系により収差補
正を行って受光素子上に結像させる明るい指紋読取光学
系を提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、光軸に対して斜
めに傾いた指受け面の指紋像を偏心光学系により収差補
正を行って受光素子上に結像させる明るい指紋読取光学
系を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の指紋読取光学系は、光源と、前記光源からの光を被
検者の指が接する指受け面にて全反射するように構成さ
れたプリズム部材と、前記指受け面の指紋像を形成する
結像光学手段と、前記指紋像を受光する受光手段とを有
する指紋読取光学系において、前記プリズム部材が、前
記指受け面の他に前記指受け面での全反射作用によって
発生する偏心収差を補正する作用を持った回転非対称面
形状を備えた光学作用面を備えていることを特徴とする
ものである。
明の指紋読取光学系は、光源と、前記光源からの光を被
検者の指が接する指受け面にて全反射するように構成さ
れたプリズム部材と、前記指受け面の指紋像を形成する
結像光学手段と、前記指紋像を受光する受光手段とを有
する指紋読取光学系において、前記プリズム部材が、前
記指受け面の他に前記指受け面での全反射作用によって
発生する偏心収差を補正する作用を持った回転非対称面
形状を備えた光学作用面を備えていることを特徴とする
ものである。
【０００６】この場合、プリズム部材が、少なくとも光
源からの光を入射させる入射面と、指受け面と、指受け
面で全反射された光を射出する射出面とを有し、光学作
用面が射出面に設けられているものとすることも、少な
くとも光源からの光を入射させる入射面と、指受け面
と、指受け面とは別にプリズム部材内の光束を内部反射
させる少なくとも１面の反射面と、その反射面で反射さ
れた光を射出する射出面とを有し、光学作用面が反射面
の少なくとも１面に設けられているものとすることもで
きる。
源からの光を入射させる入射面と、指受け面と、指受け
面で全反射された光を射出する射出面とを有し、光学作
用面が射出面に設けられているものとすることも、少な
くとも光源からの光を入射させる入射面と、指受け面
と、指受け面とは別にプリズム部材内の光束を内部反射
させる少なくとも１面の反射面と、その反射面で反射さ
れた光を射出する射出面とを有し、光学作用面が反射面
の少なくとも１面に設けられているものとすることもで
きる。
【０００７】本発明においては、プリズム部材が、指受
け面の他に指受け面での全反射作用によって発生する偏
心収差を補正する作用を持った回転非対称面形状を備え
た光学作用面を備えているので、テレセントリック光学
系を用いなくとも光軸に対して斜めに傾いた指受け面の
指紋像を台形歪み、歪曲収差を補正して読み取ることが
きる。しかも、光束をテレセントリック光学系の絞りに
より制限する必要もないので、光学系が明るく読み取り
感度に優れている。さらに、読取光学系を単一のプリズ
ムブロックで構成でき、構成が簡単になると共に安価に
構成できる。
け面の他に指受け面での全反射作用によって発生する偏
心収差を補正する作用を持った回転非対称面形状を備え
た光学作用面を備えているので、テレセントリック光学
系を用いなくとも光軸に対して斜めに傾いた指受け面の
指紋像を台形歪み、歪曲収差を補正して読み取ることが
きる。しかも、光束をテレセントリック光学系の絞りに
より制限する必要もないので、光学系が明るく読み取り
感度に優れている。さらに、読取光学系を単一のプリズ
ムブロックで構成でき、構成が簡単になると共に安価に
構成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の指紋読取光学系の
原理と実施例について説明する。図１及び図２は後で詳
しく説明する本発明のそれぞれ実施例１、実施例２の指
紋読取光学系の断面図である。本発明の指紋読取光学系
は、これらの図に示すように、光源５と、被検者の指６
が接する指受け面２を備えたプリズム部材１と、光源５
からの光１１がプリズム部材１の指受け面２に臨界角以
上で入射し、指紋が接しなかった部分から全反射された
光１３による指紋像を受光するＣＣＤ等の２次元撮像素
子１０とからなる。本発明の指紋読取光学系において
も、光源５からの光１１は指受け面２に斜めに入射し、
全反射光１３は斜めに出て行く。そのため、指紋の位置
する物体面は光学系の光軸１４に対して垂直でなく斜め
に傾いており、物体面は偏心していることになる。指受
け面２上に接した指６の指紋の像は、図１の場合、プリ
ズム部材１に設けられたパワーを有する反射面３と屈折
面４とによって撮像面が光軸１４に略垂直に配置された
ＣＣＤ１０上に結像される。また、図２の場合は、プリ
ズム部材１に設けられたパワーを有する屈折面４と、プ
リズム部材１とＣＣＤ１０との間に配置された屈折面２
１、２２を有するレンズ２０とによって同様の配置のＣ
ＣＤ１０上に結像される。
原理と実施例について説明する。図１及び図２は後で詳
しく説明する本発明のそれぞれ実施例１、実施例２の指
紋読取光学系の断面図である。本発明の指紋読取光学系
は、これらの図に示すように、光源５と、被検者の指６
が接する指受け面２を備えたプリズム部材１と、光源５
からの光１１がプリズム部材１の指受け面２に臨界角以
上で入射し、指紋が接しなかった部分から全反射された
光１３による指紋像を受光するＣＣＤ等の２次元撮像素
子１０とからなる。本発明の指紋読取光学系において
も、光源５からの光１１は指受け面２に斜めに入射し、
全反射光１３は斜めに出て行く。そのため、指紋の位置
する物体面は光学系の光軸１４に対して垂直でなく斜め
に傾いており、物体面は偏心していることになる。指受
け面２上に接した指６の指紋の像は、図１の場合、プリ
ズム部材１に設けられたパワーを有する反射面３と屈折
面４とによって撮像面が光軸１４に略垂直に配置された
ＣＣＤ１０上に結像される。また、図２の場合は、プリ
ズム部材１に設けられたパワーを有する屈折面４と、プ
リズム部材１とＣＣＤ１０との間に配置された屈折面２
１、２２を有するレンズ２０とによって同様の配置のＣ
ＣＤ１０上に結像される。
【０００９】以上のように、本発明においては、物体面
である指受け面２が光軸１４に対して偏心しており、像
面であるＣＣＤ１０が偏心していないため、台形歪みや
歪曲収差等の収差なしに指紋像を結像するためには、結
像光学系を構成するプリズム部材１の反射面３、屈折面
４等は偏心した面でなければならない。以下、この理由
を説明する。
である指受け面２が光軸１４に対して偏心しており、像
面であるＣＣＤ１０が偏心していないため、台形歪みや
歪曲収差等の収差なしに指紋像を結像するためには、結
像光学系を構成するプリズム部材１の反射面３、屈折面
４等は偏心した面でなければならない。以下、この理由
を説明する。
【００１０】まず、以下の説明において用いる座標系に
ついて説明する。図１に示すように、物体面２中心を通
り、絞り中心を通過し、像面１０中心に到達する光線を
軸上主光線とし、その光線によって光軸１４を定義す
る。そして、物体面２中心に垂直でプリズム部材１内部
に向かう方向をＺ軸の正方向、そのＺ軸と直交しかつ物
体面２に沿う方向で光線の進む方向をＹ軸の正方向と定
義し、Ｚ軸と直交しかつＹ軸と直交する軸をＸ軸とし、
右手座標系を構成する方向をＸ軸の正方向と定義する。
ついて説明する。図１に示すように、物体面２中心を通
り、絞り中心を通過し、像面１０中心に到達する光線を
軸上主光線とし、その光線によって光軸１４を定義す
る。そして、物体面２中心に垂直でプリズム部材１内部
に向かう方向をＺ軸の正方向、そのＺ軸と直交しかつ物
体面２に沿う方向で光線の進む方向をＹ軸の正方向と定
義し、Ｚ軸と直交しかつＹ軸と直交する軸をＸ軸とし、
右手座標系を構成する方向をＸ軸の正方向と定義する。
【００１１】一般に、球面レンズのみで構成された球面
レンズ系では、球面により発生する球面収差と、コマ収
差、像面湾曲等の収差をいくつかの面でお互いに補正し
あい、全体として収差を少なくする構成になっている。
一方、少ない面数で収差を良好に補正するためには非球
面等が用いられる。これは、球面で発生する各種収差自
体を少なくするためである。しかし、物体面が偏心して
いるような偏心光学系においては、偏心により発生する
回転非対称な収差を回転対称光学系で補正することは不
可能である。
レンズ系では、球面により発生する球面収差と、コマ収
差、像面湾曲等の収差をいくつかの面でお互いに補正し
あい、全体として収差を少なくする構成になっている。
一方、少ない面数で収差を良好に補正するためには非球
面等が用いられる。これは、球面で発生する各種収差自
体を少なくするためである。しかし、物体面が偏心して
いるような偏心光学系においては、偏心により発生する
回転非対称な収差を回転対称光学系で補正することは不
可能である。
【００１２】物体面が光軸に対して偏心した場合、回転
非対称な収差が発生し、これを回転対称な光学系でのみ
補正することは不可能である。この偏心により発生する
回転非対称な収差には、台形歪みや歪曲収差、像面湾
曲、さらに、軸上でも発生する非点収差、コマ収差があ
る。
非対称な収差が発生し、これを回転対称な光学系でのみ
補正することは不可能である。この偏心により発生する
回転非対称な収差には、台形歪みや歪曲収差、像面湾
曲、さらに、軸上でも発生する非点収差、コマ収差があ
る。
【００１３】本発明の読取光学系においては、このよう
な回転非対称な収差を、結像光学系を構成するプリズム
部材１の反射面３又は屈折面４として、偏心した回転非
対称面形状を用いる。そして、それらの面として対称面
を１つのみ有する面対称自由曲面を使用することが望ま
しい。ここで、本発明で使用する自由曲面とは、以下の
式で定義されるものである。
な回転非対称な収差を、結像光学系を構成するプリズム
部材１の反射面３又は屈折面４として、偏心した回転非
対称面形状を用いる。そして、それらの面として対称面
を１つのみ有する面対称自由曲面を使用することが望ま
しい。ここで、本発明で使用する自由曲面とは、以下の
式で定義されるものである。
【００１４】 Ｚ＝Ｃ2 ＋Ｃ3 ｙ＋Ｃ4 ｘ ＋Ｃ5 ｙ2 ＋Ｃ6 ｙｘ＋Ｃ7 ｘ2 ＋Ｃ8 ｙ3 ＋Ｃ9 ｙ2 ｘ＋Ｃ10ｙｘ2 ＋Ｃ11ｘ3 ＋Ｃ12ｙ4 ＋Ｃ13ｙ3 ｘ＋Ｃ14ｙ2 ｘ2 ＋Ｃ15ｙｘ3 ＋Ｃ16ｘ4 ＋Ｃ17ｙ5 ＋Ｃ18ｙ4 ｘ＋Ｃ19ｙ3 ｘ2 ＋Ｃ20ｙ2 ｘ3 ＋Ｃ21ｙｘ4 ＋Ｃ22ｘ5 ＋Ｃ23ｙ6 ＋Ｃ24ｙ5 ｘ＋Ｃ25ｙ4 ｘ2 ＋Ｃ26ｙ3 ｘ3 ＋Ｃ27ｙ2 ｘ4 ＋Ｃ28ｙｘ5 ＋Ｃ29ｘ6 ＋Ｃ30ｙ7 ＋Ｃ31ｙ6 ｘ＋Ｃ32ｙ5 ｘ2 ＋Ｃ33ｙ4 ｘ3 ＋Ｃ34ｙ3 ｘ4 ＋Ｃ35ｙ2 ｘ5 ＋Ｃ36ｙｘ6 ＋Ｃ37ｘ7 ・・・・・ ・・・（ａ） ただし、Ｃm （ｍは２以上の整数）は係数である。
【００１５】上記自由曲面は、一般的には、Ｘ−Ｚ面、
Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはないが、本発明ではｘ
の奇数次項を全て０にすることによって、Ｙ−Ｚ面と平
行な対称面が１つだけ存在する自由曲面となる。例え
ば、上記定義式（ａ）においては、Ｃ4 ，Ｃ6 ，Ｃ9 ，
Ｃ11，Ｃ13，Ｃ15，Ｃ18，Ｃ20，Ｃ22，Ｃ24，Ｃ26，Ｃ
28，Ｃ31，Ｃ33，Ｃ35，Ｃ37，・・・の各項の係数を０
にすることによって可能である。
Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはないが、本発明ではｘ
の奇数次項を全て０にすることによって、Ｙ−Ｚ面と平
行な対称面が１つだけ存在する自由曲面となる。例え
ば、上記定義式（ａ）においては、Ｃ4 ，Ｃ6 ，Ｃ9 ，
Ｃ11，Ｃ13，Ｃ15，Ｃ18，Ｃ20，Ｃ22，Ｃ24，Ｃ26，Ｃ
28，Ｃ31，Ｃ33，Ｃ35，Ｃ37，・・・の各項の係数を０
にすることによって可能である。
【００１６】また、ｙの奇数次項を全て０にすることに
よって、Ｘ−Ｚ面と平行な対称面が１つだけ存在する自
由曲面となる。例えば、上記定義式（ａ）においては、
Ｃ3，Ｃ6 ，Ｃ8 ，Ｃ10，Ｃ13，Ｃ15，Ｃ17，Ｃ19，Ｃ
21，Ｃ24，Ｃ26，Ｃ28，Ｃ30，Ｃ32，Ｃ34，Ｃ36，・・
・の各項の係数を０にすることによって可能であり、ま
た、以上のような対称面を持つことにより製作性を向上
することが可能となる。
よって、Ｘ−Ｚ面と平行な対称面が１つだけ存在する自
由曲面となる。例えば、上記定義式（ａ）においては、
Ｃ3，Ｃ6 ，Ｃ8 ，Ｃ10，Ｃ13，Ｃ15，Ｃ17，Ｃ19，Ｃ
21，Ｃ24，Ｃ26，Ｃ28，Ｃ30，Ｃ32，Ｃ34，Ｃ36，・・
・の各項の係数を０にすることによって可能であり、ま
た、以上のような対称面を持つことにより製作性を向上
することが可能となる。
【００１７】上記Ｙ−Ｚ面と平行な対称面、Ｘ−Ｚ面と
平行な対称面の何れか一方を対称面とすることにより、
偏心により発生する回転非対称な収差を効果的に補正す
ることが可能となる。図１、図２のように、指受け面２
がＸ軸の周りで傾き、その面に入射する光軸１２と反射
された後の光軸１４の双方を含む面がＹ−Ｚ面である場
合には、このＹ−Ｚ面のみを対称面とする自由曲面形状
にすることにより、前記の物体面が光軸に対して偏心す
ることにより発生する回転非対称な台形歪みや歪曲収
差、像面湾曲、非点収差、コマ収差を補正することがで
きる。
平行な対称面の何れか一方を対称面とすることにより、
偏心により発生する回転非対称な収差を効果的に補正す
ることが可能となる。図１、図２のように、指受け面２
がＸ軸の周りで傾き、その面に入射する光軸１２と反射
された後の光軸１４の双方を含む面がＹ−Ｚ面である場
合には、このＹ−Ｚ面のみを対称面とする自由曲面形状
にすることにより、前記の物体面が光軸に対して偏心す
ることにより発生する回転非対称な台形歪みや歪曲収
差、像面湾曲、非点収差、コマ収差を補正することがで
きる。
【００１８】次に、本発明の指紋読取光学系の具体的な
実施例について説明する。実施例１〜４の指紋読取光学
系の断面図をそれぞれ図１から図４に示す。図中、１は
プリズム部材、５は光源、１０は２次元撮像素子として
のＣＣＤ、２はプリズム部材１に設けられた指受け面２
で、何れの実施例も平面で構成されている。３はプリズ
ム部材１に設けられた結像光学系の一部を構成する回転
非対称反射面で、何れの実施例も正パワーを有する。４
はプリズム部材１に設けられた結像光学系の一部を構成
する正パワーを有する屈折面であり、何れの実施例も球
面で構成されている。３１はプリズム部材１に設けられ
た結像光学系の一部を構成する回転非対称屈折面で、正
パワーを有する。２０はプリズム部材１とは別に配置さ
れた屈折面２１、２２からなる正レンズで、結像光学系
の一部を構成している。３２はプリズム部材１に設けら
れた結像光学系の一部を構成する第２の回転非対称反射
面である。また、７はプリズム部材１に設けられた光源
５からの照明光１１をプリズム部材１内に受け入れる入
射面であり、８、９はプリズム部材１に設けられた反射
面であり、プリズム部材１内に受け入れられた照明光１
１を指受け面２に向けて反射させる反射面である。１２
は指受け面２に入射する照明光１１の光軸、１３は指受
け面２で全反射され指紋像を搬送する光、１４はその光
１３の光軸である。
実施例について説明する。実施例１〜４の指紋読取光学
系の断面図をそれぞれ図１から図４に示す。図中、１は
プリズム部材、５は光源、１０は２次元撮像素子として
のＣＣＤ、２はプリズム部材１に設けられた指受け面２
で、何れの実施例も平面で構成されている。３はプリズ
ム部材１に設けられた結像光学系の一部を構成する回転
非対称反射面で、何れの実施例も正パワーを有する。４
はプリズム部材１に設けられた結像光学系の一部を構成
する正パワーを有する屈折面であり、何れの実施例も球
面で構成されている。３１はプリズム部材１に設けられ
た結像光学系の一部を構成する回転非対称屈折面で、正
パワーを有する。２０はプリズム部材１とは別に配置さ
れた屈折面２１、２２からなる正レンズで、結像光学系
の一部を構成している。３２はプリズム部材１に設けら
れた結像光学系の一部を構成する第２の回転非対称反射
面である。また、７はプリズム部材１に設けられた光源
５からの照明光１１をプリズム部材１内に受け入れる入
射面であり、８、９はプリズム部材１に設けられた反射
面であり、プリズム部材１内に受け入れられた照明光１
１を指受け面２に向けて反射させる反射面である。１２
は指受け面２に入射する照明光１１の光軸、１３は指受
け面２で全反射され指紋像を搬送する光、１４はその光
１３の光軸である。
【００１９】実施例１においては、図１に断面を示すよ
うに、プリズム部材１は、光源５からの照明光１１を受
け入れる入射面７、入射面７から受け入れられた照明光
１１を指受け面２に対して斜め方向から平行光として入
射させる凹面反射面８、指受け面２で斜め方向に全反射
された光１３を正パワーで反射させる偏心した回転非対
称反射面３、回転非対称反射面３の正パワーと共に結像
光学系を構成し、光軸１４に対して同軸の正パワーの屈
折面４からなり、照明光学系と結像光学系とを一体に構
成している。この実施例の構成パラメータは後記する
が、屈折面４の位置に絞りが配置されており、光軸１４
に対して傾いた物体面である指受け面２からの光１３
は、偏心した回転非対称反射面３と同軸の屈折面４との
合成正パワーにより、光軸１４に対して垂直に配置され
たＣＣＤ１０上に結像され、台形歪み、歪曲収差等が補
正された指紋像が撮像される。この実施例では、回転非
対称反射面３が、指受け面２によって反射される前の光
軸１２と反射された後の光軸１４の双方を含むＹ−Ｚ面
のみを対称面とする前記の（ａ）式で定義される自由曲
面となっている。
うに、プリズム部材１は、光源５からの照明光１１を受
け入れる入射面７、入射面７から受け入れられた照明光
１１を指受け面２に対して斜め方向から平行光として入
射させる凹面反射面８、指受け面２で斜め方向に全反射
された光１３を正パワーで反射させる偏心した回転非対
称反射面３、回転非対称反射面３の正パワーと共に結像
光学系を構成し、光軸１４に対して同軸の正パワーの屈
折面４からなり、照明光学系と結像光学系とを一体に構
成している。この実施例の構成パラメータは後記する
が、屈折面４の位置に絞りが配置されており、光軸１４
に対して傾いた物体面である指受け面２からの光１３
は、偏心した回転非対称反射面３と同軸の屈折面４との
合成正パワーにより、光軸１４に対して垂直に配置され
たＣＣＤ１０上に結像され、台形歪み、歪曲収差等が補
正された指紋像が撮像される。この実施例では、回転非
対称反射面３が、指受け面２によって反射される前の光
軸１２と反射された後の光軸１４の双方を含むＹ−Ｚ面
のみを対称面とする前記の（ａ）式で定義される自由曲
面となっている。
【００２０】実施例２においては、図２に断面を示すよ
うに、プリズム部材１は、光源５からの照明光１１を受
け入れ、指受け面２に対して斜め方向から平行光として
入射させる正パワーの入射面７、指受け面２で斜め方向
に全反射された光１３を正パワーで屈折させる偏心した
回転非対称屈折面３１からなり、プリズム部材１の回転
非対称屈折面３１とＣＣＤ１０の間に正レンズ２０が光
軸１４と同軸に配置されている。この実施例の構成パラ
メータは後記するが、正レンズ２０の第２面２２の位置
に絞りが配置されており、光軸１４に対して傾いた物体
面である指受け面２からの光１３は、偏心した回転非対
称屈折面３１と同軸の正レンズ２０との合成正パワーに
より、光軸１４に対して垂直に配置されたＣＣＤ１０上
に結像され、台形歪み、歪曲収差等が補正された指紋像
が撮像される。この実施例では、回転非対称屈折面３１
が、指受け面２によって反射される前の光軸１２と反射
された後の光軸１４の双方を含むＹ−Ｚ面のみを対称面
とする前記の（ａ）式で定義される自由曲面となってい
る。
うに、プリズム部材１は、光源５からの照明光１１を受
け入れ、指受け面２に対して斜め方向から平行光として
入射させる正パワーの入射面７、指受け面２で斜め方向
に全反射された光１３を正パワーで屈折させる偏心した
回転非対称屈折面３１からなり、プリズム部材１の回転
非対称屈折面３１とＣＣＤ１０の間に正レンズ２０が光
軸１４と同軸に配置されている。この実施例の構成パラ
メータは後記するが、正レンズ２０の第２面２２の位置
に絞りが配置されており、光軸１４に対して傾いた物体
面である指受け面２からの光１３は、偏心した回転非対
称屈折面３１と同軸の正レンズ２０との合成正パワーに
より、光軸１４に対して垂直に配置されたＣＣＤ１０上
に結像され、台形歪み、歪曲収差等が補正された指紋像
が撮像される。この実施例では、回転非対称屈折面３１
が、指受け面２によって反射される前の光軸１２と反射
された後の光軸１４の双方を含むＹ−Ｚ面のみを対称面
とする前記の（ａ）式で定義される自由曲面となってい
る。
【００２１】実施例３においては、図３に断面を示すよ
うに、プリズム部材１は、コリメートされた不図示の光
源からの照明光１１を受け入れ指受け面２に対して斜め
方向から入射させる平面の入射面７、指受け面２で斜め
方向に全反射された光１３を正パワーで反射させる偏心
した回転非対称反射面３、回転非対称反射面３の正パワ
ーと共に結像光学系を構成し、光軸１４に対して同軸の
正パワーの屈折面４からなり、照明光学系と結像光学系
とを一体に構成している。この実施例の構成パラメータ
は後記するが、屈折面４の位置に絞りが配置されてお
り、光軸１４に対して傾いた物体面である指受け面２か
らの光１３は、偏心した回転非対称反射面３と同軸の屈
折面４との合成正パワーにより、光軸１４に対して垂直
に配置されたＣＣＤ１０上に結像され、台形歪み、歪曲
収差等が補正された指紋像が撮像される。この実施例で
は、回転非対称反射面３が、指受け面２によって反射さ
れる前の光軸１２と反射された後の光軸１４の双方を含
むＹ−Ｚ面のみを対称面とする前記の（ａ）式で定義さ
れる自由曲面となっている。
うに、プリズム部材１は、コリメートされた不図示の光
源からの照明光１１を受け入れ指受け面２に対して斜め
方向から入射させる平面の入射面７、指受け面２で斜め
方向に全反射された光１３を正パワーで反射させる偏心
した回転非対称反射面３、回転非対称反射面３の正パワ
ーと共に結像光学系を構成し、光軸１４に対して同軸の
正パワーの屈折面４からなり、照明光学系と結像光学系
とを一体に構成している。この実施例の構成パラメータ
は後記するが、屈折面４の位置に絞りが配置されてお
り、光軸１４に対して傾いた物体面である指受け面２か
らの光１３は、偏心した回転非対称反射面３と同軸の屈
折面４との合成正パワーにより、光軸１４に対して垂直
に配置されたＣＣＤ１０上に結像され、台形歪み、歪曲
収差等が補正された指紋像が撮像される。この実施例で
は、回転非対称反射面３が、指受け面２によって反射さ
れる前の光軸１２と反射された後の光軸１４の双方を含
むＹ−Ｚ面のみを対称面とする前記の（ａ）式で定義さ
れる自由曲面となっている。
【００２２】実施例４においては、図４に断面を示すよ
うに、プリズム部材１は、光源５からの照明光１１を受
け入れる入射面７、入射面７から受け入れられた照明光
１１を第２反射面９に対して斜め方向から入射させる第
１反射面８、第１反射面８から反射された照明光１１を
指受け面２に対して斜め方向から平行光として入射させ
る正パワーの第２反射面９、指受け面２で斜め方向に全
反射された光１３を正パワーで反射させる偏心した回転
非対称反射面３、回転非対称反射面３で反射された光を
再度反射させる偏心した第２の回転非対称反射面３２、
回転非対称反射面３及び第２の回転非対称反射面３２と
共に結像光学系を構成し、光軸１４に対して同軸の正パ
ワーの屈折面４からなり、照明光学系と結像光学系とを
一体に構成している。この実施例においては、Ｘ−Ｚ面
に対して、第１反射面８と第２の回転非対称反射面３
２、第２反射面９と回転非対称反射面３を対称に構成す
ることができ、また、光源５と屈折面４近傍に配置され
る絞りとを対称に配置することができる。この実施例の
構成パラメータは後記するが、屈折面４の位置近傍に絞
りが配置されており、光軸１４に対して傾いた物体面で
ある指受け面２からの光１３は、偏心した回転非対称反
射面３と偏心した第２の回転非対称反射面３２と同軸の
屈折面４との合成正パワーにより、光軸１４に対して垂
直に配置されたＣＣＤ１０上に結像され、台形歪み、歪
曲収差等が補正された指紋像が撮像される。この実施例
では、回転非対称反射面３と第２の回転非対称反射面３
２が、指受け面２によって反射される前の光軸１２と反
射された後の光軸１４の双方を含むＹ−Ｚ面のみを対称
面とする前記の（ａ）式で定義される自由曲面となって
いる。
うに、プリズム部材１は、光源５からの照明光１１を受
け入れる入射面７、入射面７から受け入れられた照明光
１１を第２反射面９に対して斜め方向から入射させる第
１反射面８、第１反射面８から反射された照明光１１を
指受け面２に対して斜め方向から平行光として入射させ
る正パワーの第２反射面９、指受け面２で斜め方向に全
反射された光１３を正パワーで反射させる偏心した回転
非対称反射面３、回転非対称反射面３で反射された光を
再度反射させる偏心した第２の回転非対称反射面３２、
回転非対称反射面３及び第２の回転非対称反射面３２と
共に結像光学系を構成し、光軸１４に対して同軸の正パ
ワーの屈折面４からなり、照明光学系と結像光学系とを
一体に構成している。この実施例においては、Ｘ−Ｚ面
に対して、第１反射面８と第２の回転非対称反射面３
２、第２反射面９と回転非対称反射面３を対称に構成す
ることができ、また、光源５と屈折面４近傍に配置され
る絞りとを対称に配置することができる。この実施例の
構成パラメータは後記するが、屈折面４の位置近傍に絞
りが配置されており、光軸１４に対して傾いた物体面で
ある指受け面２からの光１３は、偏心した回転非対称反
射面３と偏心した第２の回転非対称反射面３２と同軸の
屈折面４との合成正パワーにより、光軸１４に対して垂
直に配置されたＣＣＤ１０上に結像され、台形歪み、歪
曲収差等が補正された指紋像が撮像される。この実施例
では、回転非対称反射面３と第２の回転非対称反射面３
２が、指受け面２によって反射される前の光軸１２と反
射された後の光軸１４の双方を含むＹ−Ｚ面のみを対称
面とする前記の（ａ）式で定義される自由曲面となって
いる。
【００２３】以下、上記実施例１〜４の構成パラメータ
を示すが、その構成パラメータにおいて、図１に示すよ
うに、物体面２中心を通り、絞り中心を通過し、像面１
０中心に到達する光線を軸上主光線とし、その光線によ
って光軸１４を定義する。そして、物体面２中心を原点
とし、物体面２中心に垂直でプリズム部材１内部に向か
う方向をＺ軸の正方向、そのＺ軸と直交しかつ物体面２
に沿う方向で光線の進む方向をＹ軸の正方向と定義し、
Ｚ軸と直交しかつＹ軸と直交する軸をＸ軸とし、右手座
標系を構成する方向をＸ軸の正方向と定義する。
を示すが、その構成パラメータにおいて、図１に示すよ
うに、物体面２中心を通り、絞り中心を通過し、像面１
０中心に到達する光線を軸上主光線とし、その光線によ
って光軸１４を定義する。そして、物体面２中心を原点
とし、物体面２中心に垂直でプリズム部材１内部に向か
う方向をＺ軸の正方向、そのＺ軸と直交しかつ物体面２
に沿う方向で光線の進む方向をＹ軸の正方向と定義し、
Ｚ軸と直交しかつＹ軸と直交する軸をＸ軸とし、右手座
標系を構成する方向をＸ軸の正方向と定義する。
【００２４】実施例１〜４では、このＹ−Ｚ平面内で各
面の偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の
唯一の対称面をＹ−Ｚ面として構成している。そして、
偏心面については、その面頂位置の光学系の原点（物体
面２中心）からのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の偏心量（それ
ぞれｘ、ｙ、ｚ）と、その面の中心軸（自由曲面につい
ては、前記の（ａ）式のＺ軸）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それ
ぞれを中心とする傾き角（°）（それぞれα、β、γ）
とが与えられている。なお、その場合、αとβの正はそ
れぞれの軸の正方向に対しての反時計回りを、γの正は
Ｚ軸の正方向に対しての時計回りを意味する。また、面
間隔が記載されている面については、その面と次の面の
軸上間隔を意味している。なお、記載のない非球面に関
する係数はゼロである。また、面と面の間に媒質の屈折
率はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）の屈折率を示す。長
さの単位はｍｍである。
面の偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の
唯一の対称面をＹ−Ｚ面として構成している。そして、
偏心面については、その面頂位置の光学系の原点（物体
面２中心）からのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の偏心量（それ
ぞれｘ、ｙ、ｚ）と、その面の中心軸（自由曲面につい
ては、前記の（ａ）式のＺ軸）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それ
ぞれを中心とする傾き角（°）（それぞれα、β、γ）
とが与えられている。なお、その場合、αとβの正はそ
れぞれの軸の正方向に対しての反時計回りを、γの正は
Ｚ軸の正方向に対しての時計回りを意味する。また、面
間隔が記載されている面については、その面と次の面の
軸上間隔を意味している。なお、記載のない非球面に関
する係数はゼロである。また、面と面の間に媒質の屈折
率はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）の屈折率を示す。長
さの単位はｍｍである。
【００２５】 実施例１ 面番号 面形状 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 1.5163 64.1 1 自由曲面[1](反射面) 偏心(1) 1.5163 64.1 2 球面 -6.47 0.00 偏心(2) 3 絞り面 ∞ 15.07 像 面 ∞ 自由曲面[1] Ｃ5 -7.5682×10-3 Ｃ7 -5.0172×10-3 Ｃ10 7.3494×10-5 Ｃ12 2.6065×10-5 Ｃ14 3.6903×10-5 Ｃ16 1.8684×10-5 偏心(1) ｘ 0.00 ｙ 20.00 ｚ 20.00 α 67.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) ｘ 0.00 ｙ -20.00 ｚ 20.00 α -90.00 β 0.00 γ 0.00 。
【００２６】 実施例２ 面番号 面形状 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 1.5163 64.1 1 自由曲面[1](屈折面) 17.99 偏心(1) 2 球面 4.10 3.00 1.5163 64.1 3 平面 ∞ 0.00 4 絞り面 ∞ 11.25 像 面 ∞ 自由曲面[1] Ｃ5 -3.5477×10-2 Ｃ7 -9.2269×10-3 Ｃ10 7.6477×10-3 Ｃ12 -7.7196×10-5 Ｃ14 1.5491×10-3 Ｃ16 4.9394×10-4 偏心(1) ｘ 0.00 ｙ 10.00 ｚ 10.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【００２７】 実施例３ 面番号 面形状 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 1.5163 64.1 1 自由曲面[1](反射面) 偏心(1) 1.5163 64.1 2 球面 4.12 0.00 偏心(2) 3 絞り面 ∞ 10.00 像 面 ∞ 自由曲面[1] Ｃ5 -8.1976×10-3 Ｃ7 2.8333×10-3 Ｃ10 2.8197×10-4 Ｃ12 5.2199×10-7 Ｃ14 4.6251×10-5 Ｃ16 -2.3180×10-4 偏心(1) ｘ 0.00 ｙ 10.61 ｚ 10.61 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) ｘ 0.00 ｙ 28.28 ｚ -7.07 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【００２８】 実施例４ 面番号 面形状 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 1.5163 64.1 1 自由曲面[1](反射面) 偏心(1) 1.5163 64.1 2 自由曲面[2](反射面) 偏心(2) 1.5163 64.1 3 球面 -8.27 0.10 偏心(3) 4 絞り面 ∞ 16.09 像 面 ∞ 自由曲面[1] Ｃ5 -4.2818×10-3 Ｃ7 5.7283×10-3 Ｃ14 1.1917×10-5 自由曲面[2] Ｃ5 1.4426×10-3 Ｃ7 7.6641×10-3 Ｃ10 1.3113×10-4 Ｃ14 -4.8849 10-5 偏心(1) ｘ 0.00 ｙ 0.00 ｚ 24.09 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) ｘ 0.00 ｙ 32.74 ｚ 0.00 α 10.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) ｘ 0.00 ｙ 44.72 ｚ 12.33 α 44.16 β 0.00 γ 0.00 。
【００２９】なお、以上の実施例では、指受け面２は平
面としたが曲面にしてもよい。さらに、結像光学系を構
成する面として、プリズム部材１を形成する回転非対称
反射面３、３２だけでなく、回転非対称反射面３、３２
と回転非対称屈折面３１の組み合わせによるようにして
もよい。さらに、実施例１、３、４のような配置におい
て、プリズム部材１とＣＣＤ１０の間に正レンズを配置
するようにしてもよい。この場合は、回転非対称反射面
３、３２が受け持つ正パワーが減少するので、設計の自
由度が上がる。
面としたが曲面にしてもよい。さらに、結像光学系を構
成する面として、プリズム部材１を形成する回転非対称
反射面３、３２だけでなく、回転非対称反射面３、３２
と回転非対称屈折面３１の組み合わせによるようにして
もよい。さらに、実施例１、３、４のような配置におい
て、プリズム部材１とＣＣＤ１０の間に正レンズを配置
するようにしてもよい。この場合は、回転非対称反射面
３、３２が受け持つ正パワーが減少するので、設計の自
由度が上がる。
【００３０】さて、本発明の指紋読取光学系を用いた指
紋読取装置は、図５（ａ）にシステムの概略を、同図
（ｂ）にデータ処理のフローの概略を示したように構成
することができる。すなわち、ＣＣＤ１０で撮像された
被検者の指紋像であるＣＣＤデータ２３はＣＰＵ１５に
入力され、ＣＣＤデータ２３はＣＰＵ１５中の比較手段
２５（実際にはソフトウエアによって行われる。）によ
りＣＰＵ１５に付属した記憶手段２４に記憶されている
参照用データを読み出して比較され、その比較結果が表
示手段２６に表示される。表示手段２６の具体例として
は、音声表示装置であるスピーカー１６と、画像表示装
置であるＣＲＴ１７と、ランプ表示装置１８とがあげら
れ、これら三者共ＣＰＵ１５に接続されており、その比
較結果が何れかの表示装置あるいは全ての表示装置に表
示される。
紋読取装置は、図５（ａ）にシステムの概略を、同図
（ｂ）にデータ処理のフローの概略を示したように構成
することができる。すなわち、ＣＣＤ１０で撮像された
被検者の指紋像であるＣＣＤデータ２３はＣＰＵ１５に
入力され、ＣＣＤデータ２３はＣＰＵ１５中の比較手段
２５（実際にはソフトウエアによって行われる。）によ
りＣＰＵ１５に付属した記憶手段２４に記憶されている
参照用データを読み出して比較され、その比較結果が表
示手段２６に表示される。表示手段２６の具体例として
は、音声表示装置であるスピーカー１６と、画像表示装
置であるＣＲＴ１７と、ランプ表示装置１８とがあげら
れ、これら三者共ＣＰＵ１５に接続されており、その比
較結果が何れかの表示装置あるいは全ての表示装置に表
示される。
【００３１】以上、本発明の指紋読取光学系をいくつか
の実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実
施例に限定されず種々の変形が可能である。
の実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実
施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００３２】以上の本発明の指紋読取光学系は例えば次
のように構成することができる。
のように構成することができる。
【００３３】〔１〕 光源と、前記光源からの光を被検
者の指が接する指受け面にて全反射するように構成され
たプリズム部材と、前記指受け面の指紋像を形成する結
像光学手段と、前記指紋像を受光する受光手段とを有す
る指紋読取光学系において、前記プリズム部材が、前記
指受け面の他に前記指受け面での全反射作用によって発
生する偏心収差を補正する作用を持った回転非対称面形
状を備えた光学作用面を備えていることを特徴とする指
紋読取光学系。
者の指が接する指受け面にて全反射するように構成され
たプリズム部材と、前記指受け面の指紋像を形成する結
像光学手段と、前記指紋像を受光する受光手段とを有す
る指紋読取光学系において、前記プリズム部材が、前記
指受け面の他に前記指受け面での全反射作用によって発
生する偏心収差を補正する作用を持った回転非対称面形
状を備えた光学作用面を備えていることを特徴とする指
紋読取光学系。
【００３４】〔２〕 上記〔１〕において、前記プリズ
ム部材が、少なくとも前記光源からの光を入射させる入
射面と、前記指受け面と、前記指受け面で全反射された
光を射出する射出面とを有し、前記光学作用面が前記射
出面に設けられていることを特徴とする指紋読取光学
系。
ム部材が、少なくとも前記光源からの光を入射させる入
射面と、前記指受け面と、前記指受け面で全反射された
光を射出する射出面とを有し、前記光学作用面が前記射
出面に設けられていることを特徴とする指紋読取光学
系。
【００３５】〔３〕 上記〔１〕において、前記プリズ
ム部材が、少なくとも前記光源からの光を入射させる入
射面と、前記指受け面と、前記指受け面とは別に前記プ
リズム部材内の光束を内部反射させる少なくとも１面の
反射面と、前記反射面で反射された光を射出する射出面
とを有し、前記光学作用面が前記反射面の少なくとも１
面に設けられていることを特徴とする指紋読取光学系。
ム部材が、少なくとも前記光源からの光を入射させる入
射面と、前記指受け面と、前記指受け面とは別に前記プ
リズム部材内の光束を内部反射させる少なくとも１面の
反射面と、前記反射面で反射された光を射出する射出面
とを有し、前記光学作用面が前記反射面の少なくとも１
面に設けられていることを特徴とする指紋読取光学系。
【００３６】〔４〕 上記〔１〕から〔３〕の何れか１
項において、前記光学作用面の回転非対称面形状は、前
記指受け面によって反射される前の光軸と反射された後
の光軸の双方を含む１面のみを対称面とする自由曲面形
状に構成されていることを特徴とする指紋読取光学系。
項において、前記光学作用面の回転非対称面形状は、前
記指受け面によって反射される前の光軸と反射された後
の光軸の双方を含む１面のみを対称面とする自由曲面形
状に構成されていることを特徴とする指紋読取光学系。
【００３７】〔５〕 上記〔１〕から〔４〕の何れか１
項において、前記プリズム部材は前記結像光学手段を兼
ねており、別の光学素子を含まないことを特徴とする指
紋読取光学系。
項において、前記プリズム部材は前記結像光学手段を兼
ねており、別の光学素子を含まないことを特徴とする指
紋読取光学系。
【００３８】〔６〕 上記〔１〕から〔４〕の何れか１
項において、前記プリズム部材は前記結像光学手段の一
部を兼ねており、さらに別の光学素子が含まれることを
特徴とする指紋読取光学系。
項において、前記プリズム部材は前記結像光学手段の一
部を兼ねており、さらに別の光学素子が含まれることを
特徴とする指紋読取光学系。
【００３９】〔７〕 上記〔１〕から〔６〕の何れか１
項記載の指紋読取光学系の前記受光手段で受光した被検
者の指紋像を、記憶手段に記憶されている参照用データ
と比較する比較手段と、その比較結果を表示する表示手
段とを備えた指紋読取装置。
項記載の指紋読取光学系の前記受光手段で受光した被検
者の指紋像を、記憶手段に記憶されている参照用データ
と比較する比較手段と、その比較結果を表示する表示手
段とを備えた指紋読取装置。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の指紋読取光学系によると、プリズム部材が、指受け面
の他に指受け面での全反射作用によって発生する偏心収
差を補正する作用を持った回転非対称面形状を備えた光
学作用面を備えているので、テレセントリック光学系を
用いなくとも光軸に対して斜めに傾いた指受け面の指紋
像を台形歪み、歪曲収差を補正して読み取ることがき
る。しかも、光束をテレセントリック光学系の絞りによ
り制限する必要もないので、光学系が明るく読み取り感
度に優れている。さらに、読取光学系を単一のプリズム
ブロックで構成でき、構成が簡単になると共に安価に構
成できる。
の指紋読取光学系によると、プリズム部材が、指受け面
の他に指受け面での全反射作用によって発生する偏心収
差を補正する作用を持った回転非対称面形状を備えた光
学作用面を備えているので、テレセントリック光学系を
用いなくとも光軸に対して斜めに傾いた指受け面の指紋
像を台形歪み、歪曲収差を補正して読み取ることがき
る。しかも、光束をテレセントリック光学系の絞りによ
り制限する必要もないので、光学系が明るく読み取り感
度に優れている。さらに、読取光学系を単一のプリズム
ブロックで構成でき、構成が簡単になると共に安価に構
成できる。
【図１】本発明の実施例１の指紋読取光学系の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例２の指紋読取光学系の断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例３の指紋読取光学系の断面図で
ある。
ある。
【図４】本発明の実施例４の指紋読取光学系の断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明の指紋読取光学系を用いた指紋読取装置
の１例の概略の構成を示す図である。
の１例の概略の構成を示す図である。
【図６】従来の１つの指紋読取光学系の断面図である。
１…プリズム部材 ２…指受け面（物体面） ３…回転非対称反射面 ４…屈折面 ５…光源 ６…被検者の指 ７…入射面 ８、９…反射面 １０…ＣＣＤ（２次元撮像素子） １１…光源からの照明光 １２…照明光の光軸 １３…指受け面で全反射された光（指紋像を搬送する
光） １４…結像光学系の光軸 １５…ＣＰＵ １６…スピーカー １７…ＣＲＴ １８…ランプ表示装置 ２０…レンズ ２１、２２…屈折面 ２３…ＣＣＤデータ ２４…記憶手段 ２５…比較手段 ２６…表示手段 ３１…回転非対称屈折面 ３２…第２の回転非対称反射面
光） １４…結像光学系の光軸 １５…ＣＰＵ １６…スピーカー １７…ＣＲＴ １８…ランプ表示装置 ２０…レンズ ２１、２２…屈折面 ２３…ＣＣＤデータ ２４…記憶手段 ２５…比較手段 ２６…表示手段 ３１…回転非対称屈折面 ３２…第２の回転非対称反射面
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、前記光源からの光を被検者の指
が接する指受け面にて全反射するように構成されたプリ
ズム部材と、前記指受け面の指紋像を形成する結像光学
手段と、前記指紋像を受光する受光手段とを有する指紋
読取光学系において、 前記プリズム部材が、前記指受け面の他に前記指受け面
での全反射作用によって発生する偏心収差を補正する作
用を持った回転非対称面形状を備えた光学作用面を備え
ていることを特徴とする指紋読取光学系。 - 【請求項２】 請求項１において、前記プリズム部材
が、少なくとも前記光源からの光を入射させる入射面
と、前記指受け面と、前記指受け面で全反射された光を
射出する射出面とを有し、前記光学作用面が前記射出面
に設けられていることを特徴とする指紋読取光学系。 - 【請求項３】 請求項１において、前記プリズム部材
が、少なくとも前記光源からの光を入射させる入射面
と、前記指受け面と、前記指受け面とは別に前記プリズ
ム部材内の光束を内部反射させる少なくとも１面の反射
面と、前記反射面で反射された光を射出する射出面とを
有し、前記光学作用面が前記反射面の少なくとも１面に
設けられていることを特徴とする指紋読取光学系。
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| Publication Number | Publication Date |
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1997
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