JPH06195450A

JPH06195450A - 指紋像入力装置

Info

Publication number: JPH06195450A
Application number: JP4346202A
Authority: JP
Inventors: Taku Niizaki; 卓新崎; Seigo Igaki; 誠吾井垣
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1994-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、指紋像入力装置に関し、指紋像入
力面板の交換を行うことを目的とする。【構成】平行平板状、又はプリズム状の透明基板及び
指紋像入力面を有する指紋像入力面板を有して構成され
る指紋像入力装置において、透明基板と指紋像入力面板
との間に、透明基板及び指紋像入力面板に対して光学的
に密着するようなマッチング材層を挟設し、光学的マッ
チング材層は、指紋入力面板内を空気に対する臨界角以
上で伝播している指紋からの情報光が指紋入力面板と前
記光学的マッチング材層の界面で全反射せずに光学的マ
ッチング材層を伝播したのち、さらに光学的マッチング
材層と透明基板の界面で全反射せずに透明基板内を伝播
する条件を満足する屈折率を有し、指紋像入力面板を着
脱自在にしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、指紋像入力面板を着脱
自在にした指紋像入力装置に関する。個人を識別するシ
ステムとして、指紋照合システムがある。このシステム
においては、指紋を画像として取り扱うので、指紋を画
像データに変換して入力する指紋像入力装置が必要であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の指紋像入力装置の例として、図１
０に示すような構成の装置が知られている。図１０にお
いて、１０は透明平板で、ガラス板である。１１は、透
明平板１０に固着された導光板である。導光板１１は、
ガラス板である。導光板１１の一側１２には、ミラー１
４が接着されており、他側１６には絞り１７を介して球
面レンズ１８が設けられている。２０は、球面レンズ１
８からの光をＣＣＤで構成される撮像装置２２へ反射さ
せるミラーである。透明平板１０に置かれた指２４へ図
示のように光が照射される。

【０００３】指を透明平板１０の指紋像入力面１０Ｓに
押し当てると、凹凸パターンの指紋の凸部は指紋像入力
面１０Ｓに接触するが、凹部は接触しない。指２４を押
し当てた指紋像入力面１０Ｓに対して光を照射すると、
指表面、内部で反射散乱される。指２４の凹部からの散
乱光は、一度空気中を通り透明平板１０に入射するが、
透明平板１０中を全反射し伝播する成分は存在しない。

【０００４】ところが、凸部からの反射・散乱光は、指
２４から直接透明平板１０中に球面波として入射し、そ
の一部は透明平板１０中での全反射条件を満たして透明
平板１０中を全反射を繰り返して伝播して行く。この全
反射成分をミラー１４で反射させて絞り１７、球面レン
ズ１８、そしてミラー２０を経て撮像装置２２へ結像さ
せることで、指２４に形成されている凸部の隆線パター
ンの像（つまり、指紋像）を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の装置構成だけで
も、指紋像の撮像はできるが、透明平板１０に乾燥した
指を置いた場合には、指と指紋像入力面１０Ｓとの光学
的接触が得られないため、指紋パターンに掠れ等が生じ
て照合性能に影響を与えることがある。これを回避する
手段として、指紋像入力面１０Ｓに弾性体膜をコーティ
ングして指と指紋像入力面１０Ｓとの光学的接触の改善
を図った装置もある。

【０００６】しかし、弾性体膜は、ガラスよりも強度が
低いため、長期的な使用を考えると、弾性体膜に傷が着
いたり、曇りが生じたりする障害が発生するおそれがあ
る。このような障害は、撮像された指紋像にその障害状
況が現れ、指紋照合性能の低下を生じさせる。

【０００７】本発明は、斯かる技術的課題に鑑みて創作
されたもので、指紋像入力面板の交換を行い得る指紋像
入力装置を提供することをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１乃至請
求項３に係る発明の原理ブロック図を示す。図２は、請
求項４に係る発明の原理ブロック図を示す。

【０００９】請求項１に係る発明は、図１に示すよう
に、平行平板状、又はプリズム状の透明基板１及び指紋
像入力面を有する指紋像入力面板２を有して構成される
指紋像入力装置において、前記透明基板１と前記指紋像
入力面板２との間に、前記透明基板１及び前記指紋像入
力面板２に対して光学的に密着するようなマッチング材
層３を挟設し、前記光学的マッチング材層３は、前記指
紋入力面板２内を空気に対する臨界角以上で伝播してい
る指紋からの情報光が前記指紋入力面板２と前記光学的
マッチング材層３の界面で全反射せずに光学的マッチン
グ材層３を伝播したのち、さらに前記光学的マッチング
材層３と前記透明基板１の界面で全反射せずに前記透明
基板１内を伝播する条件を満足する屈折率を有し、前記
指紋像入力面板２を着脱自在にしたことを特徴とする。

【００１０】請求項２に係る発明は、図１に示すよう
に、請求項１に記載の指紋像入力装置において、透明基
板１と指紋像入力面板２との間をその周囲で封止して形
成される封止空間内に光学的マッチング液を充填し、該
光学的マッチング液は、前記指紋入力面板２内を空気に
対する臨界角以上で伝播している指紋からの情報光が前
記指紋入力面板２と光学的マッチング液層３の界面で全
反射せずに光学的マッチング液層３を伝播したのち、さ
らに前記光学的マッチング液層３と前記透明基板１の界
面で全反射せずに前記透明基板１内を伝播する条件を満
足する屈折率を有していることを特徴とする。

【００１１】請求項３に係る発明は、図１に示すよう
に、請求項１に記載の指紋像入力装置において、透明基
板１と指紋像入力面板２との間に、前記透明基板１及び
前記指紋像入力面板２に対し光学的に密着したのちに硬
化させることが可能な光学的マッチング材層４を挟設
し、光学的マッチング材層４は、前記指紋入力面板２内
を空気に対する臨界角以上で伝播している指紋からの情
報光が前記指紋入力面板２と前記光学的マッチング材層
４の界面で全反射せずに光学的マッチング材層４を伝播
したのち、さらに前記光学的マッチング材層４と前記透
明基板１の界面で全反射せずに前記透明基板１内を伝播
する条件を満足する屈折率を有し、前記指紋像入力面板
２を着脱自在にしたことを特徴とする。

【００１２】請求項４に係る発明は、図２に示すよう
に、請求項１及び請求項３に記載の指紋像入力装置にお
いて、透明基板１及び指紋像入力面板２に対して光学的
に密着し、前記透明基板１、又は指紋像入力面板２のい
ずれか一方にコーティングされた光学的マッチング材層
５を有し、光学的マッチング材層５は、前記指紋入力面
板２内を空気に対する臨界角以上で伝播している指紋か
らの情報光が前記指紋入力面板２と前記光学的マッチン
グ材層５の界面で全反射せずに光学的マッチング材層５
を伝播したのち、さらに前記光学的マッチング材層５と
前記透明基板１の界面で全反射せずに前記透明基板１内
を伝播する条件を満足する屈折率を有し、前記光学的マ
ッチング材層５を有する透明基板１及び指紋像入力面板
２と、前記透明基板１と指紋像入力面板２とを指紋像入
力装置の筺体６に固定する固定治具７とを設けて前記指
紋像入力面板２を着脱自在にしたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に係る発明は、透明基板１と指紋像入
力面板２との間に、前記透明基板１及び前記指紋像入力
面板２に対して光学的に密着性を有する。そして、前記
透明基板１及び前記指紋像入力面板２に対する屈折率
が、前述のような値を有する光学的マッチング材層３を
挟設してあるから、前記指紋像入力面板２を容易に前記
透明基板１から離脱し得る。従って、前記指紋像入力面
板２の交換を容易に行なうことができるから、指紋照合
装置の可及的速やかな使用を可能とする。

【００１４】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明の光学的マッチング材層３を光学的マッチング液で構
成したことにその特徴部分がある。請求項１に係る発明
と同様の効果が得られる。

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項１に係る発
明の光学的マッチング材層３を、前記透明基板１及び前
記指紋像入力面板２に対して光学的に密着性を有し、し
かも硬化性を有し、前記透明基板１及び前記指紋像入力
面板２に対する屈折率が前述の値を有する光学的マッチ
ング材層４としたものである。その効果も、請求項１に
係る発明の効果と同様てある。

【００１６】請求項４に係る発明は、請求項１に係る発
明の光学的マッチング材層３を、透明基板１及び指紋像
入力面板２に対して光学的に密着性を有する。前記透明
基板１又は前記指紋像入力面板２のいずれか一方にコー
ティングされ、前記透明基板１及び前記指紋像入力面板
２に対する屈折率が前述の値を有する光学的マッチング
材層５とし、前記透明基板１及び前記指紋像入力面板２
を指紋像入力装置の筺体６に固定治具７で固定するよう
にしたものである。その効果も、請求項１に係る発明の
効果と同様てある。

【００１７】

【実施例】図３は、請求項１及び請求項２に係る発明の
一実施例を示す。この図において、図１０に示す従来の
指紋像入力装置の構成要素に付した参照番号と同一の参
照番号は、同一の構成要素を示しているので、それらの
構成要素についてはその詳細な説明は繰り返さない。２
８は透明平板１０と導光板１１との間を封止するシール
材である。透明平板１０と導光板１１との間をシール材
２８で封止して形成される封止空間内に液状マッチング
材３０が充填される。封止するによって、液状マッチン
グ材３０の揮発を防止している。マッチング材３０は、
ガラスの屈折率とほぼ同じ屈折率のものであり、透明平
板１０と導光板１１との間の密着性を得ているが、接着
性を有さないものである。又、不揮発性のものであるこ
とが望ましい。そして、透明平板１０は、プラスチック
材等であってもよい。透明平板１０及び導光板１１の材
質によって、液状マッチング材３０の屈折率は、指紋像
光を球面レンズ１８へ導光し得るに充分な値であること
が必要である。この光学的マッチング材（層）が有して
いなければならない屈折率の条件は、透明平板１０（指
紋入力面板）内を空気に対する臨界角以上で伝播してい
る指紋からの情報光が前記透明平板１０と前記光学的マ
ッチング材層の界面で全反射せずに光学的マッチング材
層を伝播したのち、さらに前記光学的マッチング材層と
前記透明基板１の界面で全反射せずに前記透明基板１内
を伝播する条件を満足する条件である。透明平板１０に
は、必要に応じて弾性体膜がコティングされる。この弾
性体膜の役目は、従来と同様である。２３は照明光源で
あり、２９は、透明平板１０と導光板１２とがずれない
ように固定する固定治具である。

【００１８】このように構成される指紋像入力装置にお
いては、固定治具３２を取り外せば、透明平板１０を容
易に外すことができるから、傷等がついた透明平板１０
の交換を自由に行うことができる。従って、指紋照合装
置の可及的速やかな使用が可能になる。

【００１９】図３において、透明平板１０は、図１の指
紋像入力面板２に対応し、導光板１１は、図１の透明基
板１に対応する。マッチング液３０は、図１の光学的マ
ッチング材層３に対応する。

【００２０】図４は、請求項１及び請求項３に係る発明
の一実施例を示す。この実施例は、図２に示す実施例の
液状マッチング材３０を硬化性を有する液状マッチング
材３２としたことである。透明平板１０と導光板１２と
の間をシール材２８で封止して形成される封止空間内に
液状マッチング材３２を充填した後に、充填された液状
マッチング材３２が硬化される。この硬化された液状マ
ッチング材３２は、ガラスの屈折率とほぼ同じ屈折率の
ものであり、透明平板１０と導光板１２との間の密着性
を付与するが、接着性を有さないという特性を有するも
のである。３１は、透明平板１０及びシール材２８を固
定する固定治具である。参照番号が図３と同一の番号
は、図３と同一の構成要素を示す。

【００２１】従って、この実施例に成る装置において
も、透明平板１０、又は弾性体膜２６に傷等が着いたと
しても、透明平板１０の交換が容易に行うことができる
ので、指紋照合装置の可及的速やかな使用が可能にな
る。

【００２２】図４において、透明平板１０は、図１の指
紋像入力面板２に対応し、導光板１１は、図１の透明基
板１に対応する。液状マッチング材３２は、図１の光学
的マッチング材層４に対応する。

【００２３】図５は、請求項４に係る発明の１つの実施
例を示す。この実施例は、図２及び図３の液状マッチン
グ材３０、又は３２の代わりに、透明平板１０、又は導
光板１１のいずれか一方にマッチング材３４をコーティ
ングしてそのコーティング面を透明平板１０と、導光板
１１との間に密着接合するようにして図示しない固定治
具で固定するようにしたものである。この場合のマッチ
ング材３４も、ガラスの屈折率とほぼ同じ屈折率のもの
であり、透明平板１０と導光板１２との間の密着性を付
与するが、接着性を有さないという特性を有するもので
ある。参照番号が図３と同一の番号は、図３と同一の構
成要素を示す。

【００２４】従って、この実施例に成る装置において
も、透明平板１０、又は弾性体膜２６に傷等が着いたと
しても、透明平板１０の交換が容易に行うことができる
ので、指紋照合装置の可及的速やかな使用が可能にな
る。

【００２５】図５において、透明平板１０は、図２の指
紋像入力面板２に対応し、導光板１１は、図２の透明基
板１に対応する。マッチング材３４は、図２の光学的マ
ッチング材層５に対応する。

【００２６】図６は、請求項４に係る発明の他の実施例
を示す。この実施例は、指紋センサ筐体３６を指紋照合
装置筐体３８内部に収納し、指紋センサ筐体３６に固定
された導光板１１上に、図５に示すようにして構成され
る透明平板１０を丁度位置する位置で透明平板１０を指
紋照合装置筐体３８に固定し得るように、指紋照合装置
筐体３８に切り欠き部４０を設けると共に、該切り欠き
部４０内に納められた透明平板１０を固定治具４２で固
定することで指紋像入力装置が構成される。参照番号が
図５と同一の番号は、図５と同一の構成要素を示す。

【００２７】この実施例においても、図５に示す実施例
と同様の作用効果が得られる。図６において、透明平板
１０は、図２の指紋像入力面板２に対応し、導光板１１
は、図２の透明基板１に対応する。マッチング材３４
は、図２の光学的マッチング材層５に対応する。指紋セ
ンサ筺体３６は、図２の指紋像入力装置の筺体６に対応
する。固定治具４２は、図２の固定治具７に対応する。

【００２８】図７は、請求項５に係る発明の一実施例を
示す。この実施例は、図５に示す実施例の固定治具４２
が指ガイドをも兼ねるように構成した固定治具４４を使
用したことにその特長がある。その他の構成は、図６と
同じである。又、その作用効果も、指ガイド機能が付加
されている点を除けば、同じである。

【００２９】図７において、透明平板１０は、図２の指
紋像入力面板２に対応し、導光板１１は、図２の透明基
板１に対応する。マッチング材３４は、図２の光学的マ
ッチング材層５に対応する。指紋センサ筺体３６は、図
２の指紋像入力装置の筺体６に対応する。固定治具４４
は、図２の固定治具７に対応する。

【００３０】図８は、請求項６に係る発明の一実施例を
示す。この実施例は、図３に示す実施例の硬化性を有す
る液状マッチング材が硬化された状態において弾性を有
する液状マッチング材４６を使用した例である。液状マ
ッチング材としては、透明シリコンゴムである。この実
施例の作用効果も、図３乃至図５に示す実施例と同効で
ある。

【００３１】図９において、透明平板１０は、図１の指
紋像入力面板２に対応し、導光板１１は、図１の透明基
板１に対応する。マッチング材４６は、図１の光学的マ
ッチング材層３に対応する。

【００３２】図８は、請求項１乃至請求項６に係る発明
の他の実施例を示す。即ち、図３乃至図８に示す実施例
においては、透明基板を並行平板としている例であった
が、この実施例においては、透明基板をプリズムで構成
する例を示す。図３乃至図８に示す実施例の構成要素の
内の同一の構成要素には、同一の参照番号を付してその
説明を省略する。プリズム５０の表面には、反射防止膜
がコーティングされている。

【００３３】プリズム５０を用いることにより、指の凸
部から反射散乱されて来る光は、光の進行方向において
点線Ｌで囲む領域内へ進んで来るが、凹部で反射散乱し
て来る光（一点鎖線で示す。）は、前記光の進行方向に
おいて点線Ｌで囲む領域内へは入らない。

【００３４】従って、レンズ５２及びＣＣＤ５４は、図
示の位置に配設される。この実施例においても、透明平
板１０、又は弾性体膜２６に傷等が着いたとしても、透
明平板１０の交換が容易に行うことができるので、指紋
照合装置の可及的速やかな使用が可能になる。

【００３５】図９において、透明平板１０は、図１の指
紋像入力面板２に対応し、プリズム５０は、図１の透明
基板１に対応する。マッチング材３４は、図１及び図２
の光学的マッチング材層３，４，５に対応する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、透
明基板と、指紋像入力面板とを容易に分離し得る構成に
したので、透明平板からの指紋像入力面板の着脱が自在
となり、指紋像入力面板の交換を容易に行うことができ
る。従って、指紋照合装置の可及的速やかな使用が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１乃至請求項３及び請求項６に係る発明
の原理ブロック図である。

【図２】請求項４及び請求項５に係る発明の原理ブロッ
ク図である。

【図３】請求項１及び請求項２に係る発明の一実施例を
示す図である。

【図４】請求項１及び請求項３に係る発明の一実施例を
示す図である。

【図５】請求項４に係る発明の１つの実施例を示す図で
ある。

【図６】請求項４に係る発明の他の実施例を示す図であ
る。

【図７】請求項５に係る発明の一実施例を示す図であ
る。

【図８】請求項１乃至請求項６に係る発明の一実施例を
示す図である。

【図９】請求項１乃至請求項６に係る発明の他の実施例
を示す図である。

【図１０】従来の指紋入力像装置の構成図である。

【符号の説明】

１透明基板２指紋像入力面板３光学的マッチング材層４光学的マッチング材層５光学的マッチング材層６指紋像入力装置の筺体７固定治具１０透明平板１１導光板３０マッチング液３２液状マッチング材３４マッチング材３６指紋像センサの筺体４２固定治具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行平板状、又はプリズム状の透明基板
（１）及び指紋像入力面を有する指紋像入力面板（２）
を有して構成される指紋像入力装置において、前記透明基板（１）と前記指紋像入力面板（２）との間
に、前記透明基板（１）及び前記指紋像入力面板（２）
に対して光学的に密着するようなマッチング材層（３）
を挟設し、前記光学的マッチング材層（３）は前記指紋入力面板
（２）内を空気に対する臨界角以上で伝播している指紋
からの情報光が前記指紋入力面板（２）と前記光学的マ
ッチング材層（３）の界面で全反射せずに光学的マッチ
ング材層（３）を伝播したのち、さらに前記光学的マッ
チング材層（３）と前記透明基板（１）の界面で全反射
せずに前記透明基板（１）内を伝播する条件を満足する
屈折率を有し、前記指紋像入力面板（２）を着脱自在に
したことを特徴とする指紋像入力装置。
【請求項２】請求項１に記載の指紋像入力装置におい
て、透明基板（１）と指紋像入力面板（２）との間をその周
囲で封止して形成される封止空間内に光学的マッチング
液を充填し、該光学的マッチング液は、前記指紋入力面板（２）内を
空気に対する臨界角以上で伝播している指紋からの情報
光が前記指紋入力面板（２）と光学的マッチング液層
（３）の界面で全反射せずに光学的マッチング液層
（３）を伝播したのち、さらに前記光学的マッチング液
層（３）と前記透明基板（１）の界面で全反射せずに前
記透明基板（１）内を伝播する条件を満足する屈折率を
有していることを特徴とする指紋像入力装置。
【請求項３】請求項１に記載の指紋像入力装置におい
て、透明基板（１）と指紋像入力面板（２）との間に、前記
透明基板（１）及び前記指紋像入力面板（２）に対し光
学的に密着したのちに硬化させることが可能な光学的マ
ッチング材層（４）を挟設し、光学的マッチング材層（４）は、前記指紋入力面板
（２）内を空気に対する臨界角以上で伝播している指紋
からの情報光が前記指紋入力面板（２）と前記光学的マ
ッチング材層（４）の界面で全反射せずに光学的マッチ
ング材層（４）を伝播したのち、さらに前記光学的マッ
チング材層（４）と前記透明基板（１）の界面で全反射
せずに前記透明基板（１）内を伝播する条件を満足する
屈折率を有することで前記指紋像入力面板（２）を着脱
自在にしたことを特徴とする指紋像入力装置。
【請求項４】請求項１及び請求項３に記載の指紋像入
力装置において、透明基板（１）及び指紋像入力面板（２）に対して光学
的に密着し、前記透明基板（１）、又は指紋像入力面板
（２）のいずれか一方にコーティングされた光学的マッ
チング材層（５）を有し、光学的マッチング材層（５）
は、前記指紋入力面板（２）内を空気に対する臨界角以
上で伝播している指紋からの情報光が前記指紋入力面板
（２）と前記光学的マッチング材層（５）の界面で全反
射せずに光学的マッチング材層（５）を伝播したのち、
さらに前記光学的マッチング材層（５）と前記透明基板
（１）の界面で全反射せずに前記透明基板（１）内を伝
播する条件を満足する屈折率を有し、前記光学的マッチ
ング材層（５）を有する透明基板（１）及び指紋像入力
面板（２）と、前記透明基板（１）と指紋像入力面板
（２）とを指紋像入力装置の筺体（６）に固定する固定
治具（７）とを設けて前記指紋像入力面板（２）を着脱
自在にしたことを特徴とする指紋像入力装置。