TWI267658B - Fiber optical plate and concave-convex pattern-detection device - Google Patents

Fiber optical plate and concave-convex pattern-detection device Download PDF

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TWI267658B
TWI267658B TW092102986A TW92102986A TWI267658B TW I267658 B TWI267658 B TW I267658B TW 092102986 A TW092102986 A TW 092102986A TW 92102986 A TW92102986 A TW 92102986A TW I267658 B TWI267658 B TW I267658B
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light
fiber optic
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Takeo Sugawara
Yoshio Natsume
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Hamamatsu Photonics Kk
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Description

1267658 玖、發明說明 (發明說明應敘明:發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種光纖光學平板及光纖光學平板所適 用之凹凸圖型檢測裝置。 【先前技術】 近年來,係要求有卡片型凹凸圖型(指紋)檢測裝置之實現 等認證裝置之小型化與薄型化。爲了實現該凹凸圖型檢測裝 置,爲利用被測定對象(手指)內部之散亂光而檢測被測定對 象表面之凹凸圖型的方法較爲適當。 利用被測定對象內部之散亂光之習知的凹凸圖型檢測裝 置係例如於日本專利第3 045629號公報所揭示,係爲一種照 明光由側方射入被測定對象之內部,而在被測定對象之內部 散之光爲被射入至配置在被測定對象之下方的凹凸圖型傳 送裝置。此外,如以日本專利特開2000-2 1 7803號公報所揭 示,被配置在受光元件之側方的照明裝置,係爲一種照明被 置放於受光元件之受光面的被測定對象之物。 【發明內容】 不過,在日本專利第3 045 629號公報之凹凸圖型檢測裝置 中,與凹凸圖型傳送裝置分離之照明裝置係被設置在被測定 對象之側方、亦即被設置在檢測面之斜上方,因此,具有裝 置之小型化或薄型化仍具有一定的限制之問題。此外,在曰 本專利特開2000-2 1 7803號公報之凹凸圖型檢測裝置中,則 具有照明裝置無法效率爲佳的照明被測定對象之問題。 1267658 本發明係爲用以解決上述問題所提出之物,其目的係爲提 供一種光纖光學平板及光纖光學平板所適用之凹凸圖型檢 測裝置,在利用被測定對象內部之散亂光之凹凸圖型檢測裝 置中,可使裝置小型化或薄型化、以及照明裝置可效率爲佳 的照明被測定對象。 爲了達成上述目的,本發明之光纖光學平板係爲,其特徵 在於:被適用於檢測被測定對象之凹凸圖型的凹凸圖型檢測 裝置,各個軸線爲與雙方之端面斜交,聚合多數光纖以將包 覆中之多數核芯呈現以所定之間隔來配置狀,在已成形以呈 型之光纖光學平板中,係以包含有面對拍攝凹凸圖型之拍攝 裝置的檢測區域、以及連接於檢測區域的同時面對照明被測 定對象之照明裝置的照明區域所構成,在檢測區域中之包覆 中,係設有吸收光之光吸收體。 在作爲凹凸圖型傳送裝置之機能的檢測區域中,在包覆中 藉由設置光吸收體而將被測定對象之凹凸圖型以較高精度 傳送至拍攝裝置。另一方面,在照明區域中,在包覆中係未 設有光吸收體,因此,照明裝置所發出之照明光係效率爲佳 的被導光至被測定對象。此外,本發明之光纖光學平板藉由 具備有相關之照明區域,而在製作凹凸圖型檢測裝置方面, 可將照明裝置安裝至光纖光學平板之照明光射入面、而形成 可使裝置之小型化或薄型化。 本發明之光纖光學平板係爲,在照明區域中之包覆的折射 率係以低於在檢測區域中之包覆的折射率者爲佳。 1267658 爲使空氣中之外亂光即使是射入至核芯亦不會藉由核芯-包覆介面而進行全反射,軸線爲與光纖光學平面之表面以所 定角度(偏差角)斜交之光纖光學平板所導光之光,係可僅在 接觸至較射出面中之空氣折射率爲高的部份中來進行射 出。不過,藉由將在照明區域中之包覆的折射率,設成低於 在檢測區域中之包覆的折射率,藉此而縮小在照明區域中之 核芯-包覆介面中的臨界角。因此,以使空氣中之外亂光於 檢測區域中不會被導光,即使在被設定有偏差角之光纖光學 平板中,在照明區域中,以較小角度(射入角)將核芯-包覆介 面進行全板射的同時,於核芯之中行進的照明光即使是在與 射出面中之空氣接處的部分下,亦可形成爲朝外部射出狀。 其結果,可更加有效率的照明至被檢測對象。 本發明之光纖光學平板係爲,於照明區域中之核芯的折射 率,係以低於在檢測區域中之核芯之折射率者爲佳。 藉由在這明區域中之核芯的折射率設定成低於在檢測區 域中之核芯的折射率,而可使在照明區域中之空氣-核芯介 面中的臨界角增大。因此,即使在軸線與射出面斜角之光纖 光學平板中,於照明區域中,即使照明光在與射出面中之空 氣接觸之部份中,亦形成爲容易的射出至外部。其結果,可 更加有效率的照明至被檢測對象。 本發明之光纖光學平板係爲,於照明區域中所配置有多數 之核芯的間隔,係以較在檢測區域中所配置有多數之核芯的 間隔爲長者爲佳。 1267658 藉由將於照明區域中所配置有多數之核芯的間隔長於在 檢測區域中所配置有多數之核芯的間隔,而無須改變夾設於 核芯間之包覆的厚度,便可提高在照明光之射入面中之核芯 的面積比例,而提昇在照明區域中之照明光之射入效率。另 一方面,藉由相對的縮短於檢測區域中所配置有多數核芯的 間隔,便增多於檢測區域之表面上的每單位面積之核芯根 數,提昇在檢測區域中所傳送之凹凸圖型的精度。 本發明之凹凸圖型檢測裝置係爲,其特徵在於:具備有上 述光纖光學平板中任一方之一,且拍攝裝置爲安裝呈面對檢 測區域之一方的表面,而照明裝置則安裝呈面對配置有照明 區域之拍攝裝置之側的表面。 本發明之凹凸圖型檢測裝置係藉由具備有上述光纖光學 平板,而可實現效率爲佳之被測定對象之照明,此外,藉由 將照明裝置安裝至照明區域之照明光射入面上,而可使裝置 小型化或薄型化。 【實施方式】 以下,參照所附圖面,針對本發明之光纖光學平板及光纖 光學平板所適用之凹凸圖型檢測裝置的較佳實施例來進行 詳細的說明。 〔第1實施例〕 說明適用於有關本發明第1實施例之光纖光學平板1及光 纖光學平板1所適用之凹凸圖型檢測裝置2的構造。 第1圖係爲光纖光學平板1所適用之凹凸圖型檢測裝置2 1267658 之平面圖。第2圖係爲揭示於第1圖之凹凸圖型檢測裝置2 之Π-ΙΙ線截面圖。第3圖係爲揭示於第1圖之凹凸圖型檢 測裝置2之III-III線截面圖。框體3係具備長方形之底面 3 2 ’在底面3 2之短邊方向外側之對向雙邊上各具備有4個 線纜端子3 4。且使拍攝元件40設置在底面3 2上之中央部 上。拍攝元件4係爲平板形狀,於拍攝元件4之上面(以下, 係將由底面32所見,設置有拍攝元件4之方向設爲上,與 其相反方向則設爲下)之中央部上具備有長方形之受光面 42,於拍攝元件4之上面中之受光面42周圍上具備有外寬 44。拍攝元件4之厚度係與後述之LED陣列5之厚度呈一 致。在此,拍攝元件4係被設置呈受光面42之長邊方向與 底面32之長邊方向爲一致狀。在第2圖及第3圖中,相當 於拍攝元件4之表面中之受光面42的部分以粗線顯示。拍 攝元件4係於受光面42之短邊方向外側之對向雙邊(外框44 上)各具備有4個線纜端子46。藉由將線纜端子46與框體3 之線纜端子3 4以接合線3 6所連接,藉此而使拍攝元件4進 行配線。 於框體3之底面3 2上之長邊方向之對向雙邊,係以與拍 攝元件4鄰接狀的設置有LED陣列5。作爲照明裝置機能之 LED陣列5係爲薄長板形狀,藉由適用該薄板狀之照明裝置 而可將凹凸圖型檢測裝置2進行薄型化。LE D陣列5係被設 置呈長度方向與底面32之短邊方向呈一致狀。第4圖係爲 LED陣列5之正面圖。第5圖係爲揭示於第4圖之LED陣 1267658 列5之沿著V-V線剖面之截面圖。LED陣列5係在底面具 備有長板形狀之印刷基板5 0 2。於印刷基板5 0 2上,沿著印 刷基板502之長度方向而配置多數之LED504,再者,於端 部上設置電阻器5 06。LED504及電阻器5 06係以導線508 來配線。設置有LED504及電阻器5 06之印刷基板502之表 面係爲,整體爲以環氧系透明樹脂5 1 0所被覆。 在拍攝元件4及LED陣列5之上設置有光纖光學平板1。 光纖光學平板1之表面係爲長方形,其短邊方向之長度係與 LED陣列5之長邊方向之長度爲一致,且較拍攝元件4之受 光面42之短邊方向的長度爲長。光纖光學平板1係爲,其 表面之長邊方向與框體3之底面32之長邊方向爲一致,且 其表面係覆蓋LED陣列5之上面整體及拍攝元件4之受光 面42整體,而配置呈部與線纜端子46接觸之狀態。如第3 圖所示,光纖光學平板1係爲一種多數光纖爲被捆紮成各個 軸線爲呈平行狀、且呈一體狀地聚合,在包覆中,多數之核 芯係具有以所定之間隔來配置之構造。此外,光纖光學平板 1係爲,軸線(中心軸)以與光纖光學平板1之表面(端面)、 或是角度(偏差角)α ° ,呈斜交狀的偏差。在本實施例中, 光纖光學平板1之兩端面係形成爲平行。光纖光學平板1係 爲在其表面之長邊方向之中央部上,具備有已於包覆中配置 光吸收體之檢測區域1 2,於兩端部上,係具備有未於包覆中 配置光吸收體之照明區域1 4。在第3圖中,係將相當於光纖 光學平板1之中的檢測區域1 2部分係以雙重斜線來表示, 1267658 且將相當於照明區域1 4部分以單斜線來表示。在檢測區域 1 2之上面’形成有擷取被測定對象內部之散亂光的凹凸圖型 輸入面1 2 2,在檢測區域1 2之下面係形成有射出已導光之散 亂光(檢測光)之凹凸圖型樞出面1 2 4。在照明區域1 4之下 面’係形成有射出照明裝置所發出之照明光的照明光射入面 1 42,於照明區域1 4之上面,係形成有射出已導光之照明光 之照明光射出面144。 第6圖係爲揭示於第1圖之光纖光學平板1之正面圖。標 有第6圖之點狀區域係爲表示光纖光學平板1之表面中的凹 凸圖型輸入面1 22,而標有點狀以外之部分爲表示照明光射 出面1 44。光纖光學平板1係被設置呈,拍攝元件4之受光 面42整體爲與凹凸圖型輸出面124接觸,且LED陣列5爲 與照明光射入面1 42接觸。光纖光學平板1與拍攝元件4及 LED陣列5係以透明接著劑(環氧系或矽酮系樹脂)所接合。 第7圖係爲在檢測區域1 2中之光纖光學平板1之局部放 大截面圖。各光傳送路徑(以下,在光纖光學平板1中,將 以核芯及包圍該核芯之包覆所構成之部分稱之爲「光傳送路 徑」。)於中心爲具有核芯1 6 0,包覆1 6 1細密著包圍核芯 160。再者,光吸收體162細密著包覆161。各光傳送路徑之 兩端面1 6 5係對於軸線1 64爲以角度(偏差角)α °而傾斜。 該偏差角α °係爲,即使光由空氣中射入核芯1 60,亦可設 定呈射入光不會藉由在核芯160與包覆161之間的交界面來 進行全反射之角度。亦即,在所定之偏差角α°之下,由空 1267658 氣射入至核芯1 6 0之光係爲,於通過光傳送路路徑之端面 165之際,於折射角/9 °之中,以空氣-核芯介面進行折射, 之後,以小於在核芯-包覆介面中之臨界角的角度(射入角) 而到達核芯-包覆介面。 偏差角α°係爲,使用特定之角度而可以a° °來表示。在此,α。°係爲滿足下列公式(1)至(3)之角度。 不過,η。係爲核芯160之折射率,ηι係爲包覆161之折射率, na爲空氣之折射率。此外,Θ。°係爲在核芯-包覆介面中之 臨界角,/3。°係爲由空氣中至光傳送路徑之端面165上,射 入角爲略90°所射入的光之折射角。 n〇 sin Θ c° = n, siη90 ° (在核芯-包覆介面中之折射法 則)…⑴ n〇 sin ^ c ° = na sin90° (在空氣-核芯介面中之折射法 則)…(2) ac〇 +(/Sc〇 +90。)+ (90〇 — 0C〇 )=180〇 …⑴ 在考慮由公式(1)至(3)求出α /後,上述偏差角α°之範 圍爲係以公式(4)所表示。 a 〇 S a c〇 η0) - sin^Oa/ η0)…(4) 在照明區域1 4中,於相鄰之光傳送路徑之間係未夾射光 吸收體。構成照明區域1 4之光傳送路徑的核芯與包覆,係 爲與構成檢測區域12之光傳送路徑之核芯160及包覆161 爲同質之物。 其次,說明光纖光學平板1之製造方法。 1267658 藉由將包覆以光吸收體所被覆之光纖進行聚合,多蕊光纖 (MF)或多模光纖(MMF)係被製造成檢測區域用。此外,藉由 將包覆未以光吸收體所被覆之光纖進行聚合,多蕊光纖(MF) 或多模光纖(MMF)係被製造成照明區域用。不過,使用於檢 測區域用之多蕊光纖(MF)或多模光纖(Μ M F)之製造的光 纖、以及使用於照明區域用之多蕊光纖(MF)或多模光纖 (MMF)之製造的光纖係爲相同的外徑。檢測區域用之多蕊光 纖(MF)或多模光纖(MMF)、以及照明區域用之多蕊光纖(MF) 或多模光纖(MMF)係僅以必要高度而被整列在模具中。此 時,使用於檢測區域用之多蕊光纖(MF)或多模光纖(MMF)之 製造的光纖、以及使用於照明區域用之多蕊光纖(MF)或多模 光纖(MMF)之製造的光纖因係爲相同外徑,因此,將不會造 成在交界面的混亂。 已整列之多蕊光纖(MF)或多模光纖(MMF),係以熱衝壓所 融著。 融著體系藉由被切片-硏磨,而完成光纖光學平板1。 其次,將凹凸圖型檢測裝置2檢測被測定對象表面之凹凸 圖型的動作進行說明。 第8圖所示係爲使作爲被測定對象之手指6置放於光纖光 學平板1之上的狀態示意圖。如第8圖所示,手指6之指腹 係被置放於光纖光學平板1 4之上,而用以覆蓋凹凸圖型輸 入面122及照明光射出面144。 LED陣列5發出之照明光係係由照明光射入面〗42而射 1267658 入至照明區域1 4中。已射入至照明區域1 4之照明光係藉由 照明區域1 4之光傳送路徑所導光、到達照明光射出面1 44。 已到達照明光射出面1 44之照明光係爲,在與照明光射出面 1 44中之手指6之指腹凸部接觸的部份中,爲形成射入手指 6內部之散亂光。另一方面,已到達照明光射出面1 44之照 明光係爲,在未於照明光射出面1 44中之手指6之指腹之凹 部的部分、亦即爲在空氣與照明光射出面1 44接觸的部分 上,爲以照明光射出面1 44來進行全反射。 第9圖係爲在照明光射出面1 44中,顯示照明光射出或反 射之態樣的示意圖。於第9圖所示之光傳送路徑之端面165a 係以與空氣接觸之光傳送路徑的端面表示,光傳送路徑之端 面1 65b係以與手指6接觸之光傳送路徑之端面表示。 參照第9圖’詳細說明在照明光射出面丨44中,照明光射 出或反射之過程。藉由照明區域1 4之光傳送路徑所導光之 照明光係爲,在大於核芯-包覆介面之臨界角0。。的角度(射 入角)中’爲一面以核芯-包覆介面進行全反射而一面行進於 核芯160之中、到達照明光射出面144。 如第9圖所示,照明光係爲,於角度$。( 0 !。、0 2。…) 中,係以核芯-包覆介面進行全反射而一面行進於核芯〗6〇 之中後’便以射入角r ° ( r 7 2。…)到達照明光射出面 144。射入角r。係以公式(5)來表示。 γ。= Φ。— a。、 0 。 - 0 c。 ···(5) 在此,針對射入角r °與由空氣中以射入角爲略90。所射 1267658 入至光傳送路徑之端面165的光之折射角(於空氣-核芯介面 (光傳送路徑之端面165 a)中之臨界角)/3之間的關係,係 藉由公式(3)及(5)所導出。 β,= Θ c° — a c° 4 Θ c° — a。幺 ψ。 一 a。= Ί。… 從而,在光傳送路徑之端面1 6 5 a中,於核芯1 6 0之中行 進的照明光係進行全反射。 另一方面,手指6之折射率係高於核芯1 6 0之折射率,因 此,已到達光傳送路徑之端面165b之照明光係由核芯160 射出、且可朝手指6之內部射入。 已射入至手指6之光係形成手指6內部之散亂光,其局部 係到達至凹凸圖型輸入面122。於凹凸圖型輸入面122中之 手指6之指腹的凹部部分、亦即爲在空氣與凹凸圖型輸入面 1 22接觸之部份中,手指6內部之散亂光係爲,在通過手指 6與凹凸圖型輸入面122之間的空氣層後,射入至核芯160。 如此,已射入核芯160之光係不會藉由核芯-包覆介面來進 行全反射,而在過包覆1 6 1之後則被吸收至光吸收體1 62。 另一方面,凹凸圖型輸入面122中之位於手指6之指腹的凸 部與凹凸圖型輸入面1 22接觸之部份上,由手指6射入至核 芯1 60之檢測光係爲,一面以核芯-包覆介面來進行全反射, 且一面行進於合先160之中、到達至凹凸圖型輸出面124。 第1 0圖所示係爲由手指6射入檢測區域1 2之檢測光,在 藉由檢測區域1 2之光傳送路徑所導光之態樣的示意圖。與 第9圖相同的,光傳送路徑之端面1 6 5 a係以與空氣接觸之 1267658 光傳送路徑的端面表示,光傳送路徑之端面1 65b係以與手 指6接觸之光傳送路徑之端面表示。 參照第1 0圖,詳細說明由手指6射入至檢測區域1 2之檢 測光爲藉由檢測區域1 2之光傳送路徑所導光之過程。 在位於凹凸圖型輸入面1 22中之手指6之指腹的凹部之部 分上,手指6內部之散亂光係爲,通過手指6與光傳送路徑 之端面165a之間的空氣層,而到達光傳衡徑之端面165a。 如前述,在檢測區域1 2之光傳送路徑中,軸線係對於光傳 送路徑之端面165a因係以於公式(4)所示之角度範圍的偏差 角α °所傾斜,故而通過空氣層、由光傳送路徑之端面1 6 5 a 射入至核芯160之光係形成爲,以小於在核芯-包覆介面中 之臨界角0。°之角度(射入角)而到達核芯-包覆介面,且不 會以核芯-包覆介面來進行全反射,而漏出至包覆161。透過 包覆1 6 1、到達光吸收體1 62之光係被光吸收體1 62所吸收 而衰減。因此,已射入至位於凹凸圖型輸入面1 22中之手指 6之指腹的凹部之部分(光傳送路徑之端面165a)的光,係未 到達至凹凸圖型輸出面124。 在與凹凸圖型輸入面1 22中之手指6之指腹的凸部所接觸 的部份中,手指6之折射率係高於核芯1 60之折射率,因此 在折射角々°之角度中係不會受到限制。從而,由手指6射 入至光傳送路徑之端面1 65b之檢測光的一部份,係以大於 在核芯-包覆介面中之臨界角0。°之角度(射入角)而到達於 核芯-包覆介面。該檢測光係爲,一面以核芯-包覆介面進行 1267658 全反射,且一面在核芯160之中行進、到達至凹凸圖型輸出 面1 24。於檢測光之中,以小於在核芯-包覆介面中之臨界角 之角度(射入角)而到達於核芯-包覆介面之物係漏出於 勹覆161。不過,因在包覆161之周圍配置有光吸收體161, 故而漏出於包覆1 6 1之檢測光係不會漏出至鄰接之光傳送路 徑。 如上所述,藉由導光檢測光之檢測區域1 2之動作,於凹 凸圖型射入面1 24上,係出現有對應於手指6之指腹的凹凸 圖型之檢測光之明暗圖型。 凹凸圖型射入面124係與拍攝元件4之受光面42接合, 對應於手指6之指腹的凹凸圖型之檢測光之明暗圖型,係藉 由拍攝元件4所檢測而出。 在本實施例中,藉由使LED陣列5接合至照明光射入面 1 42,而使凹凸圖型檢測裝置2小型化、薄型化。此外,照 明光係藉由照明區域1 4之光傳送路徑而被導光至照明光射 出面1 44,而可效率爲佳的照明作爲被測定對象之手指6。 〔第2實施例〕 有關本發明之第2實施例之光纖光學平板7中,於照明區 域74中之包覆之折射率n2係低於在光纖光學平板7中之包 覆的折射率心。光纖光學平板7之構造在其他要點方面係與 光纖光學平板1之構造相同。 在照明區域74中之包覆的之折射率n2係低於在光纖光學 平板7中之包覆的折射率n ^,因此,如公式(7)所示,在照 1267658 明區域7 4中,在核芯-包覆介面中之臨界角77 ς °係小於在光 纖光學平板1之核芯-包覆介面中之臨界角0 / 。 c。= s i η-1 (η 2 / η。)< 0 c。= s i rT 1 (η 】/ η。)…(7) 第1 1圖係爲在照明光射出面744中,顯示照明光射出或 反射之態樣的示意圖。 以照明區域74之光傳送路徑所導光之照明光之一部份係 爲,在小於在光纖光學平板1之核芯-包覆介面中之臨界角 0 /的角度(射入角)中,爲一面以核芯-包覆介面進行全反 射,且一面在核芯之中行進、到達至照明光射出面744。 在已滿足公式(8)角度(射入角)7/ °中,以核芯-包覆介面 進行全反射之照明光,係以小於在空氣-核芯檢面中之臨界 角冷。°的角度(射入角)而到達至照明光射出面744。 V c ^ V < 0C〇 +(a〇 — ac〇 )…(8) 從而,在滿足藉由照明區域74之光傳送路徑所導光之照 明光中之公式(8)的角度(射入角)力,以核芯-包覆介面來進 行全反射之物,即使在與照明光射出面744之中的空氣接觸 之部分上,亦可射出至外部。因此,照明裝置係可更有效率 的照明被測定對象。 〔第3實施例〕 有關本發明之第3實施例之光纖光學平板8中,於照明區 域84中之包覆之折射率n3以及包覆之折射率n4,係分別低 於在光纖光學平板1中之核芯的折射率n。及包覆的折射率 η,。光纖光學平板8之構造在其他要點方面係與光纖光學平 -19- 1267658 板1之構造相同。 在照明區域84中之包覆的之折射率n3係低於在檢測區域 82中之核芯的折射率(於光纖光學平板1中之核芯的折射 率)。從而,在照明區域84中,於空氣·核芯介面中之臨界 角Γ °係形成爲大於在檢測區域82之空氣-核芯介面中之臨 界角(於光纖光學平板1之空氣-核芯介面中之臨界角)^c °。此外,在照明區域84中之包覆的折射率n4係被設定成, 在照明區域84之核芯-包覆介面中之臨界角係等於檢測區域 82之核芯-包覆介面中之臨界角(光纖光學平板1中之核芯-包覆介面中的臨界角)0。° 。亦即,在照明區域84中之包覆 的折射率n4係以公式(9)所表示。 n4= n3 · sin0 c0 、η3< η0···(9) 第1 2圖係爲在照明光射出面844中,顯示照明光射出或 反射之態樣的示意圖。 一面以照明區域8 4之核芯-包覆介面進行全反射,且一面 在核芯之中行進的照明光,係以Γ °而到達照明光射出面 8 44。於照明區域84之核芯-包覆介面中之臨界角,係被設 定呈與光纖光學平板1之核芯-包覆介面朱之臨界角0。°相 等,因此,即使是照明區域8 4,亦可成立於前述公式(6)所 示之關係。亦即,導出下列公式(1 0)。 n r 0 …(ίο) 不過,在照明區域84中,於空氣-核芯介面中之臨界角( 。係大於在光纖光學平板1之空氣-核芯介面中之臨界角冷。 -20- 1267658 ° ,因此,朝向局部照明光之照明光射面8 4 4之射入角Γ。 係形成爲小於在照明區域84之空氣-核芯介面中之臨界角^ 。該照明光係爲,即使在與照明光射出面8 4 4中之空氣接 觸的部分上亦可射出至外部。因此,照明裝置係可更有效率 的照明被測定對象。 在上述第1至3實施例中,於照明區域中,將配置有多數 核芯之間隔(核芯之中心軸所配置的間隔),設成較在檢測區 域中多數核芯所配置之間隔(核芯之中心軸所配置的間隔) 爲長後,更可將照明區域中之核芯截面積形成爲大於檢測區 域中之核芯截面積,故而爲佳。當使用於照明區域用之多蕊 光纖(MF)或多模光纖(MMF)之製造的光纖之包覆厚度、以及 使用於檢測區域用之多蕊光纖(MF)或多模光纖(MMF)之製 造的光纖之包覆與光吸收體之厚度爲相同時,藉由將在照明 區域中之核芯之徑値設成大於在檢測區域中之核芯之徑 値,亦即,藉由在照明區域中將核芯所配置之間隔相對性的 增長,便可提升在照明光射入面中之核芯的面積比例,而提 昇在照明區域中之照明光之射入效率。另一方面,藉由在檢 測區域中將核芯所配置之間隔相對性的縮短,在凹凸圖型輸 入面及凹凸圖型輸出面中之每單位面積的核芯之根數便會 增多,而提昇在檢測區域中所傳送之凹凸圖型之精度。 在上述第1至3實施例中,亦可將LED陣列安裝在光纖 光學平板上,以使LED陣列之照明方向與照明區域之光傳 送路徑之方向呈一致。第1 3圖所示係爲使L E D陣列2 0安 1267658 裝至光纖光學平板1 0之態樣的槪念圖。LED陣列20係爲, 以使照明方向爲與照明區域1 04之光傳送路徑之方向呈一致 狀地而被配置在照明光射入面1 042之下方。LED陣列20與 照明光射入面1 042均以透明樹脂30所接合。且使受光面40 接合至檢測區域102之凹凸圖型輸出面1 024上。藉由使LED 陣列之照明方向與照明區域之光傳送路徑之方向爲一致 狀,而提昇朝向照明光之照明區域54之射入效率。 在上述第1至3實施例中,亦可將照明光射入面與LED 陣列之間夾設有在核芯之折射率、包覆之折射率、垂直於核 芯之中心軸的截面積、核芯所設置之間隔中至少一方爲相異 的其他之光纖光學平板(中間光纖光學平板)。第1 4圖所示 係爲,LED陣列60爲夾持中間光纖光學平板70,且被配置 在照明光射入面542之下方之態樣的槪念圖。中間光纖光學 平板70係爲,被設定呈於光纖光學平板50相同之偏差角。 藉由調整構成中間光纖光學平板70之核芯及包覆之折射 率,而可使朝向照明光之照射區域54之射入效率提昇。再 者,即使在凹凸圖型輸出面524與受光面80之間,亦可夾 射中間光纖光學平板70。第15圖所示係在LED陣列60及 受光面80與光纖光學平板50之間,夾設有中間光纖光學平 板70之態樣的槪念圖。藉由調整構成中間光纖光學平板70 之核芯及包覆之折射率,而可使朝向照明光之照射區域54 之射入效率及朝向凹凸圖型之受光面80之輸出效率提昇。 此外,作爲照明裝置,較佳爲採用較LED陣列5爲更薄 -22- 1267658 型之嵌入型LED陣列9。第16圖係爲嵌入型LED陣列9之 正面圖。第17圖係爲沿著揭示於第16圖之嵌入型LED陣 列之沿著 XVII-XVII線剖面之截面圖。在長板形狀之印刷 基板902上,沿著印刷基板902之長度方向,係呈多數形成 有用以嵌入LED904之嵌入孔906。構成嵌入孔906之底面 的底面板90 8係以焊接安裝在印刷基板902上。於底面板908 上設置有LED 904,且以導線910所配置。藉由適用LED陣 列9而可製作出更加薄型之凹凸圖型檢測裝置。 〔產業上利用之可能性〕 本發明係例如可適用於指紋檢測器。 【圖式簡單說明】 第1圖係爲採用光纖光學平板1 的凹凸圖型檢測裝置2 之平面圖。 第2圖係爲揭示於第1圖之凹凸圖型檢測裝置2之II-II 線截面圖。 第3圖係爲揭示於第1圖之凹凸圖型檢測裝置2之III-III 線截面圖。 第4圖係爲LED陣列5之正面圖。 第5圖係爲揭示於第4圖之LED陣列5之沿著V-V線剖 面之截面圖。 第6圖係爲揭示於第1圖之光纖光學平板1之正面圖。 第7圖係爲在檢測區域1 2中之光纖光學平板1之局部放 大截面圖。 -23- 1267658 第8圖所示係爲使作爲被測定對象之手指6置放於光纖光 學平板1之上的狀態示意圖。 第9圖係爲在照明光射出面1 44中,顯示照明光射出或反 射之態樣的示意圖。 第1 〇圖所示係爲由手指6射入檢測區域1 2之檢測光,在 藉由檢測區域1 2之光傳送路徑所導光之態樣的示意圖。 第1 1圖係爲在照明光射出面744中,顯示照明光射出或 反射之態樣的示意圖。 第12圖係爲在照明光射出面844中,顯示照明光射出或 反射之態樣的示意圖。 第13圖所示係爲使LED陣列20安裝至光纖光學平板10 之態樣的槪念圖。 第14圖所示係爲,LED陣列60爲夾持中間光纖光學平 板70,且被配置在照明光射入面542之下方之態樣的槪念 圖。 第15圖所示係在LED陣列60及受光面80與光纖光學平 板50之間,夾設有中間光纖光學平板70之態樣的槪念圖。 第16圖係爲嵌入型LED陣列9之正面圖。 第1 7圖係爲沿著揭示於第1 6圖之嵌入型LED陣列之沿著 XVII-XVII線剖面之截面圖。 【主要部分之代表符號說明】 1 :光纖光學平板 2 :凹凸圖型檢測裝置 -24- 1267658 3 :框體 4 ·拍攝兀件
5 : LED 陣歹IJ 6 :手指 7 z光纖光學平板 8 :光纖光學平板 9 :嵌入型LED陣列 1 〇 :光纖光學平板 1 2 :檢測區域 1 4 :照明區域
2 0: L E D 陣歹 IJ 3 〇 :透明樹脂 32 :底面 34 :線纜端子 3 6 ·接合線 40 :受光面 42 :受光面 4 4 :外框 46 :線纜端子 50 :光纖光學平板 54 :照明區域
60 : LED 陣歹IJ 70 :中間光纖光學平板 -25 1267658 74 :照明區域 80 :受光面 8 2 :檢測區域 8 4 :照明區域 104 :照明區域 122:凹凸圖型輸入面 124 :凹凸圖型輸出面 142 :照明光射入面 144 :照明光射出面 1 6 0 :核芯 161 :包覆 162 :光吸收體 1 6 5 :端面 1 6 5 b :端面 1 6 5 a :端面 5 02 :印刷基板 504 : LED 5 0 6 :電阻器 5 1 0 :環氧系透明樹脂 524:凹凸圖型輸入面 542 :照明光射入面 744 :照明光射出面 844 :照明光射出面 1267658 902 :印刷基板 904 : LED 9 06 :嵌入孔 9 0 8 :底面板 9 1 0 :導線 1 0 4 2 :照明光射入面

Claims (1)

  1. g年} >U 〇曰修(更)正本 第92102986號「光纖光學平板及凹凸圖型檢測裝置」專利案 (2006年03月30日修正) 拾、申請專利範圍 ' ......... .. 1..V ;;; . ; \: V*;:- - 1 · 一種光纖光學平板,被應用於檢測被測定對象之凹凸圖型 的凹凸圖型檢測裝置,並以將各個軸線與雙方之端面斜交 且多數核芯以所定之間隔配置在包覆中的方式,來聚集多 數光纖並成形其特徵爲: 包含有面對拍攝前述凹凸圖型之拍攝手段的檢測區 域、以及連接於前述檢測區域並且面對照明前述被測定對 象之照明手段的照明區域所構成; 並在前述檢測區域中之前述包覆中,設有吸收光之光吸 收體。 2.如申請專利範圍第1項之光纖光學平板,其中在前述照明 區域中之前述包覆的折射率,係低於在前述檢測區域中之 前述包覆的折射率。 3 ·如申請專利範圍第1項之光纖光學平板,其中在前述照明 區域中之前述核芯的折射率’係低於在前述檢測區域中之 前述核芯的折射率。 4.如申請專利範圍第2項之光纖光學平板’其中在前述照明 區域中之前述核芯的折射率’係低於在前述檢測區域中之 前述核芯的折射率。 1267658 5 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之光纖光學平板,其 中於前述照明區域中所配置有前述多數之核芯的間隔,係 比在前述檢測區域中所配置有前述多數之核芯的間隔還 要長。 6。如申請專利範圍第1至4項中任一項之光纖光學平板,其 中於前述照明區域中所配置有前述多數之核芯之中心軸 的間隔,係比在前述檢測區域中所配置有前述多數之核芯 之中心軸的間隔還要長。 7 ·如申請專利範圍第6項之光纖光學平板,其中垂直於前述 照明區域中前述多數之核芯之中心軸的斷面積,係大於垂 直於前述檢測區域中前述多數之核芯芯之中心軸的斷面 積。 8.如申請專利範圍第1至4項中任一項之光纖光學平板,其 中前述照明區域係由核芯之折射率、包覆之折射率、垂直 於核芯之中心軸的斷面積、配置有核芯之間隔中至少一個 爲相異之多數光纖光學平板所重疊而構成。 9 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之光纖光學平板,其 中前述檢測區域係由核芯之折射率、包覆之折射率、垂直 於核芯之中心軸的斷面積、配置之間隔中至少一個爲相異 之多數光纖光學平板所重疊而構成。 1 0. —種凹凸圖型檢測裝置,其特徵爲具備有申請專利範圍 第1至9項中任一項所記載之光纖光學平板, 1267658 前述拍攝手段爲被安裝成面對前述檢測區域之一側的 表面; 而前述照明手段則被安裝成面對前述照明區域之配置 有前述拍攝手段之側的表面。
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