JPH0250782A - 凹凸形状検出装置 - Google Patents
凹凸形状検出装置Info
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- JPH0250782A JPH0250782A JP63201674A JP20167488A JPH0250782A JP H0250782 A JPH0250782 A JP H0250782A JP 63201674 A JP63201674 A JP 63201674A JP 20167488 A JP20167488 A JP 20167488A JP H0250782 A JPH0250782 A JP H0250782A
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- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔１既要〕
指紋等の凹凸パターンを検出する凹凸形状検出装置に関
し、 画像センサに対する電磁シールド特性が良好でかつ迷光
遮蔽効果が優れた光学系を有し、かつ小型・薄型の凹凸
形状検出装置を提供することを目的とし、 互いに平行な面２枚を有する透明な導光体の一方の面に
検出すべき凹凸物体を載置し、他方の面の外方から入射
させた光を導光体と物体との接触面で散乱させて、概散
乱光の一部を導光体の一端に形成された光ビーム集束用
の曲面を介して画像センサに結像させ物体の凹凸形状を
検出する装置において、 画像センサを取り囲むようにシールドボックスを設け、
概シールドボックスの一部にピンホールを形成し、概ピ
ンホールを前記曲面の曲率中心に位置せしめて前記曲面
に対する開口絞りとする構成である。
し、 画像センサに対する電磁シールド特性が良好でかつ迷光
遮蔽効果が優れた光学系を有し、かつ小型・薄型の凹凸
形状検出装置を提供することを目的とし、 互いに平行な面２枚を有する透明な導光体の一方の面に
検出すべき凹凸物体を載置し、他方の面の外方から入射
させた光を導光体と物体との接触面で散乱させて、概散
乱光の一部を導光体の一端に形成された光ビーム集束用
の曲面を介して画像センサに結像させ物体の凹凸形状を
検出する装置において、 画像センサを取り囲むようにシールドボックスを設け、
概シールドボックスの一部にピンホールを形成し、概ピ
ンホールを前記曲面の曲率中心に位置せしめて前記曲面
に対する開口絞りとする構成である。
本発明は指紋等の凹凸パターンを検出する凹凸形状検出
装置に関する。
装置に関する。
個人の識別方法の一つとして、指紋照合法が利用されて
いる。この指紋照合においては、通常指紋を画像データ
として取り扱うので、指紋を画像データに変換する入力
装置が必要である。
いる。この指紋照合においては、通常指紋を画像データ
として取り扱うので、指紋を画像データに変換する入力
装置が必要である。
指紋像入力装置を、例えば扉に取りつけて入室管理を行
ったり、あるいは情報システムの端末に付けてデータベ
ースにアクセス可能な人間を限定する場合などに用いる
ためには、該装置が扉あるいはキーボード等に埋め込め
るように、小型化・薄型化を図る必要がありこのための
提案がなされいる。
ったり、あるいは情報システムの端末に付けてデータベ
ースにアクセス可能な人間を限定する場合などに用いる
ためには、該装置が扉あるいはキーボード等に埋め込め
るように、小型化・薄型化を図る必要がありこのための
提案がなされいる。
第２図はこのための従来の装置を示す図で、（ａ）は原
理構成図、（ｂ）は画像センサ部を示す図である。
理構成図、（ｂ）は画像センサ部を示す図である。
これは互いに平行な面２枚を具備する透明な導光体１の
一方の面１２に検出すべき指紋などの凹凸物体２を載置
し、他方の面１１の外方から入射させた光Ａで導光体１
と物体２との接触面を照明する。
一方の面１２に検出すべき指紋などの凹凸物体２を載置
し、他方の面１１の外方から入射させた光Ａで導光体１
と物体２との接触面を照明する。
すると面１２に接触している指紋の隆線などの凸部３で
は照明光は導光体ｌ内の四方に反射し、また指紋の谷部
４では途中に空気層があるため光は空気層に入り込み、
所定の場所において反射し四方に散乱するが大部分は面
１２から垂直に再入射し他方の面１１から再出射して遠
方に消える。（Ｒ＋）一方凸部３からの散乱光の一部（
Ｒ２）は平行な面１１．１２で全反射Ｐ ｌ＋ Ｐ ｚ
、Ｐ ｘを繰り返しなから導光体１内を伝播し、開口絞
り１３で絞られて導光体ｌの端面に形成された光ビーム
集束用の曲面（例えば平凸レンズ）１４を経て、感光体
１の外部へ出射する。そして概曲面１４の焦点位置に設
けられたＣＣＤなどの画像センサ３上に結像する。
は照明光は導光体ｌ内の四方に反射し、また指紋の谷部
４では途中に空気層があるため光は空気層に入り込み、
所定の場所において反射し四方に散乱するが大部分は面
１２から垂直に再入射し他方の面１１から再出射して遠
方に消える。（Ｒ＋）一方凸部３からの散乱光の一部（
Ｒ２）は平行な面１１．１２で全反射Ｐ ｌ＋ Ｐ ｚ
、Ｐ ｘを繰り返しなから導光体１内を伝播し、開口絞
り１３で絞られて導光体ｌの端面に形成された光ビーム
集束用の曲面（例えば平凸レンズ）１４を経て、感光体
１の外部へ出射する。そして概曲面１４の焦点位置に設
けられたＣＣＤなどの画像センサ３上に結像する。
この開口絞り１４は、単一球面による結像系（例えば−
枚の凸レンズ）における球面の一部分のみを結像に用い
て、収差による像のぼけの影響を小さくし分解能を向上
させるためのもので、曲面の曲率中心の位置に光軸と垂
直に設けらでいる。
枚の凸レンズ）における球面の一部分のみを結像に用い
て、収差による像のぼけの影響を小さくし分解能を向上
させるためのもので、曲面の曲率中心の位置に光軸と垂
直に設けらでいる。
そして画像センサ３としては、ＣＣＤなどの高感度な二
次元光電気変換素子を用いるので、周囲環境からの電磁
雑音を遮蔽する必要があり、従来は図（ｂ）に示す如く
、画像センサ３のその周囲をシールドボックス４で囲っ
ていた。また結像面での被検出画像のコントラストを良
くするために、信号光以外の方向から入射する迷光を除
去する必要があり、このためフード４１などで入射光の
立体角を制限して迷光対策を行っていた。
次元光電気変換素子を用いるので、周囲環境からの電磁
雑音を遮蔽する必要があり、従来は図（ｂ）に示す如く
、画像センサ３のその周囲をシールドボックス４で囲っ
ていた。また結像面での被検出画像のコントラストを良
くするために、信号光以外の方向から入射する迷光を除
去する必要があり、このためフード４１などで入射光の
立体角を制限して迷光対策を行っていた。
ところで、上記従来の装置では小型化・薄型化は達成で
きるが、電磁シールドと迷光対策が十分でないという問
題点がある。即ち上記導光体を用いた光学系では、指と
導光板との接触面を確保するため開口部が必要となり光
学系全体を導電体で覆った十分な電磁シールドを行うこ
とはできない。
きるが、電磁シールドと迷光対策が十分でないという問
題点がある。即ち上記導光体を用いた光学系では、指と
導光板との接触面を確保するため開口部が必要となり光
学系全体を導電体で覆った十分な電磁シールドを行うこ
とはできない。
従って画像センサを単独で電磁シールドしているが、広
がって結像する指紋像全体を受光するためには、画像セ
ンサの受光面を覆うことができず、また迷光に関しても
、同様な理由でフードに広い開口を必要とし十分な迷光
対策とはならない。
がって結像する指紋像全体を受光するためには、画像セ
ンサの受光面を覆うことができず、また迷光に関しても
、同様な理由でフードに広い開口を必要とし十分な迷光
対策とはならない。
本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、画像セン
サに対する電磁シールド特性が良好でかつ迷光遮蔽効果
が優れた光学系を有し、かつ小型・薄型の凹凸形状検出
装置を提供することを目的とする。
サに対する電磁シールド特性が良好でかつ迷光遮蔽効果
が優れた光学系を有し、かつ小型・薄型の凹凸形状検出
装置を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するため本発明の凹凸形状検出装置は
、 互いに平行な面２枚を有する透明な導光体の一方の面に
検出すべき凹凸物体を載置し、他方の面の外方から入射
させた光を導光体と物体との接触面で散乱させて、概数
乱光の一部を導光体の一端に形成された光ビーム集束用
の曲面を介して画像センサに結像させ物体の凹凸形状を
検出する装置において、 画像センサを取り囲むようにシールドボックスを設け、
概シールドボックスの一部にピンホールを形成し、概ピ
ンホールを前記曲面の曲率中心に位置せしめて前記曲面
に対する開口絞りとする構成であり、 またさらに、 透明導光体の内部を伝播する光を透明導光体で少なくと
も全反射を一回行わせてから画像センサに結像させる構
成である。
、 互いに平行な面２枚を有する透明な導光体の一方の面に
検出すべき凹凸物体を載置し、他方の面の外方から入射
させた光を導光体と物体との接触面で散乱させて、概数
乱光の一部を導光体の一端に形成された光ビーム集束用
の曲面を介して画像センサに結像させ物体の凹凸形状を
検出する装置において、 画像センサを取り囲むようにシールドボックスを設け、
概シールドボックスの一部にピンホールを形成し、概ピ
ンホールを前記曲面の曲率中心に位置せしめて前記曲面
に対する開口絞りとする構成であり、 またさらに、 透明導光体の内部を伝播する光を透明導光体で少なくと
も全反射を一回行わせてから画像センサに結像させる構
成である。
導光体の内部に形成する開口絞りをシールドボックスの
一部として利用して、有効信号光が最も絞られた点にシ
ールドボックスのピンホールを位置せしめるので、開口
面積を小さくでき電磁シールド効果を高めることが可能
となる。
一部として利用して、有効信号光が最も絞られた点にシ
ールドボックスのピンホールを位置せしめるので、開口
面積を小さくでき電磁シールド効果を高めることが可能
となる。
また光学系の分解能向上のために設けた開口絞りを所定
の方向で通った光のみがセンサ面に入射するため迷光を
極力抑えることができる。
の方向で通った光のみがセンサ面に入射するため迷光を
極力抑えることができる。
以下添付図により本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の凹凸形状検出装置の主要構成を示す図
である。
である。
図において、５は導光体、６はシールドボックス、３は
画像センサである。
画像センサである。
導光体４は、互いに平行な面５１．５２を有する透明物
体よりなり一端に傾斜した鏡面５３が形成され、他端側
には開口絞り５４が埋め込まれるとともに端面には球面
などの光ビーム集束用の曲面５５が形成されている。
体よりなり一端に傾斜した鏡面５３が形成され、他端側
には開口絞り５４が埋め込まれるとともに端面には球面
などの光ビーム集束用の曲面５５が形成されている。
上記開口絞り５４は、例えば以下の如く形成する。
即ち、指接触面の中心Ｑからの伝播光線を光軸りに選ん
だ時、その先軸りに垂直な面Ｓを導光体の端面に形成し
ておく。ついでシールドボックス６の一面を構成する金
属板６１に開口絞りとなるピンホール６２を形成したも
のを、該ピンホール６２が光軸の位置になるように面Ｓ
に接着し、さらにその上に平凸レンズ５６を、ピンホー
ル６２が平凸レンズの曲率中心位置になるように透明板
５７を介して接着する。これらの接着剤としては光の伝
播を妨げないために光学接着剤を用いて行う。
だ時、その先軸りに垂直な面Ｓを導光体の端面に形成し
ておく。ついでシールドボックス６の一面を構成する金
属板６１に開口絞りとなるピンホール６２を形成したも
のを、該ピンホール６２が光軸の位置になるように面Ｓ
に接着し、さらにその上に平凸レンズ５６を、ピンホー
ル６２が平凸レンズの曲率中心位置になるように透明板
５７を介して接着する。これらの接着剤としては光の伝
播を妨げないために光学接着剤を用いて行う。
画像センサ３は、ＣＣＤなどの光電気変換素子でプリン
ト基板３１に搭載されてその受光面を光軸に対して所定
角度傾けて、−面が開口したシールドボックス６の内部
の所定位置（受光面が焦平面になるよう）に取り付けら
れケーブル３１により外部に引き出されている。なおこ
の受光面の傾斜は、指紋入力面（指接触面）が光軸に対
して傾きを有するので、それに伴い焦平面も傾斜させる
ものである。
ト基板３１に搭載されてその受光面を光軸に対して所定
角度傾けて、−面が開口したシールドボックス６の内部
の所定位置（受光面が焦平面になるよう）に取り付けら
れケーブル３１により外部に引き出されている。なおこ
の受光面の傾斜は、指紋入力面（指接触面）が光軸に対
して傾きを有するので、それに伴い焦平面も傾斜させる
ものである。
そして金属板６１でシールドボックス６に蓋をすること
により、画像センサ３はシールドボックスで包囲される
。
により、画像センサ３はシールドボックスで包囲される
。
このように構成された装置で、導光体５の面５２の上に
指紋などの凹凸形状を有する指２を載置すると、面５１
からの入射した照射光Ａにより導光体５の内部から照明
され、凸部からの散乱光の一部は、平行面５１．５２で
全反射を繰り返しつつ鏡面５３で鏡面反射して導光体の
平行面５１．５２と略平行に左の端面方向に伝播する。
指紋などの凹凸形状を有する指２を載置すると、面５１
からの入射した照射光Ａにより導光体５の内部から照明
され、凸部からの散乱光の一部は、平行面５１．５２で
全反射を繰り返しつつ鏡面５３で鏡面反射して導光体の
平行面５１．５２と略平行に左の端面方向に伝播する。
そしてピンホールを経て曲面から出射し、画像センサ３
上に結像する。
上に結像する。
そして画像センサ３はピンホール状の微小径の開口穴を
通してのみ、外部光学系と光学的につながっておりかつ
その他の面は完全にシールドボックスで覆われているの
で画像センサに対する電磁シールドと迷光除去を同時に
行うことができ、装置を小型かつ簡素な構成で実現する
ことが可能となる。
通してのみ、外部光学系と光学的につながっておりかつ
その他の面は完全にシールドボックスで覆われているの
で画像センサに対する電磁シールドと迷光除去を同時に
行うことができ、装置を小型かつ簡素な構成で実現する
ことが可能となる。
〔発明の効果）
このようにして本発明によると、画像センサのシールド
ボックスに開口絞り用のピンホールを設けたため、電磁
シールド特性と迷光抑制効果の向上を小型な構成で実現
可能となる。そのため指紋照合システムに適用するとき
、外観を損なうことな（装置に埋め込むことなどが容易
にできる。
ボックスに開口絞り用のピンホールを設けたため、電磁
シールド特性と迷光抑制効果の向上を小型な構成で実現
可能となる。そのため指紋照合システムに適用するとき
、外観を損なうことな（装置に埋め込むことなどが容易
にできる。
第１図は本発明の凹凸形状検出装置の主要構成を示す図
、 第２図は、従来の装置を示す図、 である。 図において、
、 第２図は、従来の装置を示す図、 である。 図において、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、互いに平行な面２枚を有する透明な導光体の一方の
面に検出すべき凹凸物体を載置し、他方の面の外方から
入射させた光を導光体と物体との接触面で散乱させて、
概散乱光の一部を導光体の一端に形成された光ビーム集
束用の曲面を介して画像センサに結像させ物体の凹凸形
状を検出する装置において、 画像センサを取り囲むようにシールドボックスを設け、
概シールドボックスの一部にピンホールを形成し、概ピ
ンホールを前記曲面の曲率中心に位置せしめて前記曲面
に対する開口絞りとなるように構成したことを特徴とす
る凹凸形状検出装置。 ２、請求項１項記載の検出装置において、透明導光体の
内部を伝播する光を透明導光体で少なくとも全反射を一
回行わせてから画像センサに結像させるように構成した
ことを特徴とする凹凸形状検出装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201674A JP2666400B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 凹凸形状検出装置 |
| FI893028A FI893028A (fi) | 1988-06-23 | 1989-06-20 | Anordning foer avkaenning av data fraon en ojaemn yta. |
| CA000603337A CA1319433C (en) | 1988-06-23 | 1989-06-20 | Uneven-surface data detection apparatus |
| DE68924929T DE68924929T2 (de) | 1988-06-23 | 1989-06-22 | Gerät zur Datenermittlung von unebenen Oberflächen. |
| EP89306276A EP0348182B1 (en) | 1988-06-23 | 1989-06-22 | Uneven-surface data detection apparatus |
| US07/370,768 US4924085A (en) | 1988-06-23 | 1989-06-23 | Uneven-surface data detection apparatus |
| KR1019890008709A KR920010481B1 (ko) | 1988-06-23 | 1989-06-23 | 요철 표면 데이타 검출장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201674A JP2666400B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 凹凸形状検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0250782A true JPH0250782A (ja) | 1990-02-20 |
| JP2666400B2 JP2666400B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=16445019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63201674A Expired - Lifetime JP2666400B2 (ja) | 1988-06-23 | 1988-08-12 | 凹凸形状検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2666400B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6463166B1 (en) | 1996-12-06 | 2002-10-08 | Yamatake-Honeywell Co., Ltd. | Fingerprint input apparatus |
| CN112379794A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-19 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63201674A patent/JP2666400B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6463166B1 (en) | 1996-12-06 | 2002-10-08 | Yamatake-Honeywell Co., Ltd. | Fingerprint input apparatus |
| CN112379794A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-19 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
| CN112379794B (zh) * | 2020-11-30 | 2023-10-27 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2666400B2 (ja) | 1997-10-22 |
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