JPH09167224A - 皮膚表面紋様入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥皮膚表面の紋様採取に必要な透明弾性膜
を用いる皮膚表面紋様入力装置において弾性膜に傷がつ
いた場合等に、プリズム等の光学ユニットには関係なく
手軽に弾性膜だけを交換したい。 【解決手段】 プリズム１の光学面２に平行な距離ｄの
位置に、透明弾性膜１０を取り付ける。この膜１０は膜
止め部１２を両端に持ち、この膜止め部１０を支持枠１
１にネジ止め部１３により取り付ける。 【効果】 本発明によれば、乾燥皮膚表面の指紋採取に
必要な透明弾性膜の交換が簡単に行える。また弾性膜の
厚みを一定にすることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指あるいは手のひ
らを押しつける光学プリズム、あるいは他の透明な光学
ユニットを含む皮膚表面紋様入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に光学プリズムを有する皮膚表面紋
様入力装置を示す。本図は全反射光をセンサに入射する
方法であり、光学プリズム１上に指３が置かれていない
場合は光源４より出た光はプリズムの光学面２で全反射
され２次元センサ５に入射するように光源４、プリズム
１、２次元センサ５が配置されている。図５に図３の入
力装置による全反射光による入力方法について示す。プ
リズム上の光学面２に指３が置かれると指紋の隆線部分
３Ａは光学面２に接触し、この部分では光４Ａの散乱が
起こるため一部の光だけセンサ５に入射する。一方指紋
の谷線部分３Ｂは光学面２に接触しないため光線４Ｂは
全反射しセンサ５にほとんど全ての光が入射する。この
ようにして指紋をコントラストよくセンサに入力するこ
とができる。また光源の全反射光がセンサに入射しない
ように配置して散乱光のみをセンサに入射する方法もあ
る。この場合は、指がプリズムに置かれた時、隆線によ
る散乱光はセンサにより検出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】何れの方法にしても指
の隆線部分と光学的な表面の接触がコントラストに大き
く影響を及ぼす。特に皮膚表面が乾燥している場合は、
良好な接触が保てず入力ムラが発生する。これを防止す
るためには光学的な表面上に透明な弾性膜、例えばシリ
コン膜をコーティングする方法が行われている。コーテ
ィングにより良好な接触が保て入力ムラの発生が押さえ
られるが、次のような欠点がある。 （１）、弾性膜であるため、はがれや傷に対する強度が
劣る。 （２）、一度はがれたり、傷がついた場合弾性膜を再コ
ーティングするかコーティング済みのプリズムと交換す
る必要がある。装置よりプリズムを取り外す必要が生じ
再度光学系の調整作業が発生する。 （３）、膜厚が一定になる様、また気泡が入らぬように
コーティングする必要がある。

【０００４】本発明の目的は弾性膜を用い、弾性膜に傷
がついた場合はプリズム等の光学ユニットには関係なく
手軽に弾性膜だけを容易に交換可能な入力装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明で膜厚一
定な弾性膜をプリズムの表面より浮かして取り付けるこ
ととした。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の乾燥皮膚等の
表面紋様入力装置の実施の形態を示す。この図は、正面
図であり、透明弾性膜に関しての上面図を図３に示す。
図２は、指紋押印時の様子を示す。

【０００７】プリズム１の上面（光学面２のこと）より
も所定距離ｄだけ平行に離間させて透明弾性膜１０を取
り付ける。離間ｄは、指３を押圧した時に膜１０が押し
下げられて光学面２に接触可能な如き距離に選ぶ。透明
弾性膜１０はその両側に膜止め部１２を持ち、この膜止
め部１２で挟んで固定してある。入力装置の一部を構成
する支持枠１１は、この弾性膜１０を支持固定するもの
であって、例えば、ネジ止め部１３によって膜止め部１
２を支持枠１１に固定する。

【０００８】この固定した状態で図２に示すように、指
３を押し付けて光学面２に弾性膜１０を押し当てる。そ
して、光源４からの放出光をその押し当て面に照射し、
その反射光を２次元センサ５で受光検出する。この際、
指による押印にともない弾性膜１０弾性変形して押下ら
れるが、変形した最後で指が弾性膜１０を挟んで光学面
２と接触する。この時、弾性膜１０には張力がかかるが
張力により指紋の隆線と谷線がつぶれないよう弾性膜１
０の材質、弾性度、膜厚、張力、すきまを設定してあ
る。透明な弾性膜１０を挟んで光学面３に接している指
紋の隆線の部分では光は散乱し、また谷線の部分は全反
射しコントラストの良い指紋の入力が可能である。かく
して光学面２への押し当て部分は、指３の形状に沿って
おり、従来の図３の例と変わりなく指紋や掌紋等の検出
が可能である。

【０００９】透明弾性膜１０は膜厚一定なポリエチレン
やポリエステル等の化学的重合体フィルム、またはシリ
コンを混入または塗布した各種のフィルムでもよい。商
品名ＲＴＶゴムと呼ばれるシリコンゴムや、商品名でサ
ランラップと呼ばれるフィルムを使っても同じような効
果があった。いずれも、透明であって、指の押圧により
フィルム膜が弾性変形し光学面２に押圧状態に応じて密
着状態となり、指紋や掌紋等の入力に好適であった。

【００１０】弾性膜１０が汚れたり、弾性力がなくなっ
たりした時には、ネジ止め部１３により、膜止め部１２
を支持枠１１からはずし、代わりの新しい弾性膜１０を
取り付ける。膜止め部１２と弾性膜１２とは相互に固定
された組をなし、こうした組毎の交換をネジ止め部１３
を介して行うことにより、極めて容易な交換が可能とな
る。

【００１１】以上の本発明の実施の形態によれば、透明
で膜厚一定な弾性膜１０はプリズム１の表面より浮いて
いるため、弾性膜１０の交換に光学ユニットが無関係と
なるのは自明である。これにより交換時の光学ユニット
の再調整は不要となる。また弾性膜１０を保持する枠を
用意し枠ごと交換可能になった。また厚みが一定な弾性
膜１０を用いることが可能であり欠点の３も対策できる
ことは明らかである。

【００１２】尚、光学面に弾性膜が密接に接触するよう
に液体カップリング材を塗布しておくと検出精度は更に
向上する。又、弾性膜の面は光学面と平行に設定してい
るが、これを押下方向に凸となるように設定しておくこ
とで、光学面への密接な接触をはかれると共に、その隙
間にボイド等の無用な発生を防止できる。この場合弾性
膜の厚みはたるみを防ぐために１ｍｍ程度のものがよ
い。更に、光学プリズムの例としたが、それ以外のガラ
ス板等の平面光学面にも適用できる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、乾燥皮膚表面の紋様等
採取を簡単に行うことができ、且つこの採取に必要な透
明弾性膜の交換が簡単に行える。また弾性膜の厚みを一
定にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力装置の実施の一形態を示す図、特
にその正面図である。

【図２】本発明の入力装置の使用例を示す図である。

【図３】本発明の入力装置の実施の一形態での上面図を
示す。

【図４】従来の入力装置を示す図である。

【図５】図４の入力装置の指紋採取例を示す図である。

【符号の説明】

１ プリズム ２ 光学面 ４ 光源 ５ ２次元センサ １０ 透明弾性膜 １１ 支持枠 １２ 膜止め部 １３ ネジ止め部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 英樹 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明弾性膜を持つ交換可能な部材を、皮
   膚表面押圧位置に取り付け、皮膚表面押圧による透明弾
   性膜の押圧時に透明弾性膜に対して、押圧面と反対側か
   ら光を入射してその反射光を検出する皮膚表面紋様入力
   装置。
2. 【請求項２】 プリズムと、このプリズムの光学面に平
   行で光学面より離間した位置に取り付けた透明弾性膜を
   持つ交換可能な部材と、透明弾性膜への皮膚押圧による
   押下時にプリズムの光学面の皮膚押圧による透明弾性膜
   に光を照射する光源と、この光反射光を受光する２次元
   センサと、より成る皮膚表面紋様入力装置。
3. 【請求項３】 上記部材とは、透明弾性膜とこの透明弾
   性膜を端部で支持する膜止め部とより成り、この膜止め
   部の支持枠への取り付け、着脱で交換可能にした請求項
   ２の皮膚表面紋様入力装置。
4. 【請求項４】 上記透明弾性膜とは、重合体のフィルム
   とする請求項１〜３のいずれかの皮膚表面紋様入力装
   置。
5. 【請求項５】 上記離間した位置とは、透明弾性体の張
   力のかかる範囲内の位置とした請求項２の皮膚表面紋様
   入力装置。
6. 【請求項６】 上記光学面には、少なくとも透明弾性膜
   の接触位置を含むその近傍に、液体カップリング材が塗
   布されているものとする請求項２の皮膚表面紋様入力装
   置。
7. 【請求項７】 透明弾性膜は、皮膚押圧による押下方向
   に対して直角で平行な面、又は押下方向に対して凸部な
   面を持つものとした請求項１の皮膚表面紋様入力装置。