JPH07174947A - Fiber optical plate - Google Patents
Fiber optical plateInfo
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- JPH07174947A JPH07174947A JP6269886A JP26988694A JPH07174947A JP H07174947 A JPH07174947 A JP H07174947A JP 6269886 A JP6269886 A JP 6269886A JP 26988694 A JP26988694 A JP 26988694A JP H07174947 A JPH07174947 A JP H07174947A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の光ファイバを束
ねた状態で一体的に形成したファイバー光学プレートに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber optic plate integrally formed with a plurality of optical fibers bundled together.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から図１３に示すようなファイバー
光学プレート（「ＦＯＰ」と記す）が知られている（米
国特許第４９３２７７６号）。このＦＯＰ８０は、多数
の光ファイバ８５を束ねて一体化したものであり、その
一端には、光軸に対して傾斜させてカッティングした入
力端面８１を形成している。この入力端面８１上に指８
２などを密着させると、その対向側の出力端面８３に
は、この密着部の凹凸パターンが写し出され、この結
果、指紋８４の像を読み取ることができる。2. Description of the Related Art A fiber optic plate (referred to as "FOP") as shown in FIG. 13 is conventionally known (US Pat. No. 4,932,776). The FOP 80 is formed by bundling and integrating a large number of optical fibers 85, and has an input end face 81 that is inclined and cut with respect to the optical axis at one end thereof. A finger 8 is placed on the input end face 81.
When 2 and the like are brought into close contact with each other, the concavo-convex pattern of the close contact portion is projected on the output end surface 83 on the opposite side, and as a result, the image of the fingerprint 84 can be read.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ここで開示された入力
端面８１の傾斜角度θは、クロクトークの発生、解像度
などの点から、３０°〜６０°程度が望ましいとされて
いる。入力端面８１のカッティング角度をこの範囲と
し、かつ、この入力端面８１に指先等を密着させ得るス
ペースを確保するためには、ＦＯＰをある程度の厚さに
形成する必要がある。The inclination angle θ of the input end face 81 disclosed herein is preferably about 30 ° to 60 ° from the viewpoint of occurrence of crosstalk, resolution, and the like. In order to set the cutting angle of the input end face 81 in this range and to secure a space where the fingertip or the like can be brought into close contact with the input end face 81, it is necessary to form the FOP to a certain thickness.
【０００４】一方、近年、光学機器を含めた電子部品等
の小形化が一層進み、ＦＯＰも一層の小形化が望まれて
いる。しかし、ＦＯＰをより小型に、すなわち、より薄
く形成するには、入力端面８１のカッティング角度をよ
り鋭角にして、入力端面８１に一定のスペースを確保し
なければならない。しかし、前述したように、入力端面
のカッティング角度には制限があり、小形化を進める上
で大きな支障となっていた。On the other hand, in recent years, miniaturization of electronic parts including optical devices has been further advanced, and further miniaturization of FOP is desired. However, in order to make the FOP more compact, that is, thinner, the cutting angle of the input end face 81 must be made sharper to secure a certain space in the input end face 81. However, as described above, the cutting angle of the input end face is limited, which is a great obstacle to miniaturization.
【０００５】そこで、本発明の目的は、ＦＯＰにおける
入力端面のカッティング角度の制約を無くし、従来より
も薄型のＦＯＰを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a FOP which is thinner than the conventional one, by eliminating the restriction on the cutting angle of the input end face in the FOP.
【０００６】また、本発明の他の目的は、背景光などの
不要な光が出力端面から出力されることはなく、その密
着した部分の像を鮮明に出力させ得るＦＯＰを提供する
ことにある。Another object of the present invention is to provide an FOP capable of clearly outputting an image of the closely contacted portion without unnecessary light such as background light being output from the output end face. .
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明にかかるファイバ
ー光学プレートは、入射した光を伝搬する複数のコア
と、各コアの外周部を覆うクラッドと、各クラッドの外
周部を覆うように備えられ、コアから漏れた光及びクラ
ッドに入射された光を吸収する光吸収体とを備えて構成
する。そして、このプレートの一端には、物体の表面を
当接させる面であって、光ファイバの光軸に対して傾斜
する入力端面を備えており、この入力端面の傾斜角度
を、空気中からこのコアに入射した光が、クラッドとの
境界面において全反射を生じないような角度に設定して
構成する。A fiber optic plate according to the present invention is provided so as to cover a plurality of cores that propagate incident light, a clad that covers the outer peripheral portion of each core, and a outer peripheral portion of each clad. And a light absorber that absorbs the light leaked from the core and the light incident on the clad. Then, one end of this plate is provided with an input end face that is a face for contacting the surface of the object and is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber. The light incident on the core is set at an angle such that total reflection does not occur at the interface with the clad.
【０００８】[0008]
【作用】各クラッドの外周部を覆うように光吸収体を設
けることで、この光吸収体には、コアから漏れた光、及
び、クラッドを伝搬する光が到達する。これらの光は、
この光吸収体に入射した際に吸収されるため、隣り合う
光ファイバ同士は、この光吸収体によって光学的に絶縁
されることになる。したがって、各コアを伝搬する光が
漏れて隣接する他のコア内に入射することが回避され
る。この作用は、入力端面の傾斜角度に無関係であり、
入力端面の傾斜角度がいかに鋭角的であっても、各コア
内に入射された光は、それぞれ各コアを伝搬されて、出
力端面から出力される。By providing the light absorber so as to cover the outer peripheral portion of each clad, the light leaked from the core and the light propagating through the clad reach the light absorber. These lights are
Since the light is absorbed when it enters the light absorber, adjacent optical fibers are optically insulated by the light absorber. Therefore, the light propagating through each core is prevented from leaking and entering the other adjacent cores. This effect is independent of the tilt angle of the input end face,
No matter how acute the inclination angle of the input end face is, the light incident on each core is propagated through each core and output from the output end face.
【０００９】また、入力端面の傾斜角度をこのような条
件に設定すると、空気中を伝搬して入力端面からコア内
に入射した光は、その一部がコアからクラッドに洩れて
吸収体で吸収される。従って、背景光などの不要な光
は、コアを伝搬する過程で次第に減衰し、出力端面から
はほとんど出力されない状態となる。一方、入力端面に
物体の表面を密着させた際、この密着部を透過した光が
コア内に入射するが、この入射した光には、クラッドと
の境界面において全反射の条件を満たすような角度で入
射する光も存在するようになる。すなわち、密着部から
入射した光のみが、出力端面から出力される。When the inclination angle of the input end face is set to such a condition, a part of the light propagating through the air and entering the core from the input end face leaks from the core to the clad and is absorbed by the absorber. To be done. Therefore, unnecessary light such as background light is gradually attenuated in the process of propagating through the core, and is hardly output from the output end face. On the other hand, when the surface of the object is brought into close contact with the input end face, the light transmitted through this close contact portion enters the core, but this incident light meets the condition of total reflection at the interface with the cladding. There will also be light incident at an angle. That is, only the light incident from the close contact portion is output from the output end face.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１１】図１にファイバー光学プレート（以下、Ｆ
ＯＰという）１の外観を示す。このＦＯＰ１は、後述す
るような指紋検出装置等で利用されるものであり、複数
の光ファイバを束ねた状態に一体的に形成している。こ
のＦＯＰ１の一端には、ファイバーの光軸に対して傾斜
した入力端面２を有しており、対向側端部には、光軸に
対してほぼ垂直に形成した出力端面３を有している。FIG. 1 shows a fiber optic plate (hereinafter referred to as F
1 shows the appearance of 1). The FOP 1 is used in a fingerprint detecting device, etc., which will be described later, and is integrally formed in a state in which a plurality of optical fibers are bundled. An input end face 2 inclined with respect to the optical axis of the fiber is provided at one end of the FOP 1, and an output end face 3 formed substantially perpendicular to the optical axis is provided at the opposite end. .
【００１２】このＦＯＰ１は、図２に示すように、入射
した光を伝搬するコア５、その外周部を覆うクラッド
６、さらに、各クラッド６の外周部を覆うように設けら
れた吸収体７の３種類から構成されている。この位置に
吸収体７を設けることで、コア５から漏れた光及びクラ
ッド６に入射された光が吸収されるため、隣り合う光フ
ァイバ同士は、この吸収体７によって光学的に絶縁され
た状態となっている。なお、コア５、クラッド６及び吸
収体７は、それぞれ、図４に示す材料によって形成され
ており、この結果、コア５の屈折率は1.621 、クラッド
６の屈折率は1.519 となっている。また、ＦＯＰ１の大
きさの一例として、図１に各寸法を表記しておく。As shown in FIG. 2, the FOP 1 includes a core 5 for propagating incident light, a clad 6 for covering the outer peripheral portion thereof, and an absorber 7 provided so as to cover the outer peripheral portion of each clad 6. It consists of three types. By providing the absorber 7 at this position, the light leaked from the core 5 and the light incident on the clad 6 are absorbed, so that the adjacent optical fibers are optically insulated by the absorber 7. Has become. The core 5, the clad 6 and the absorber 7 are each made of the material shown in FIG. 4, and as a result, the core 5 has a refractive index of 1.621 and the clad 6 has a refractive index of 1.519. Further, as an example of the size of the FOP 1, each dimension is shown in FIG.
【００１３】このようにクラッド６の外周部を吸収体で
覆った光ファイバでＦＯＰ１を形成することで、各コア
５内に入射した光が、コア５から漏れて隣接する別のコ
ア５内に入射することが回避され、隣接するファイバ間
でのクロクトークの発生を防止でき、出力像のＳ／Ｎ比
が改善される。この作用は、入力端面の傾斜角度に無関
係であり、入力端面の傾斜角度がいかに鋭角的であって
も、各コア内に入射された光は、それぞれ各コアを伝搬
されて、出力端面から出力されるものである。By forming the FOP 1 with the optical fiber in which the outer peripheral portion of the clad 6 is covered with the absorber in this manner, the light incident on each core 5 leaks from the core 5 and enters another adjacent core 5. Incident is avoided, occurrence of crosstalk between adjacent fibers can be prevented, and the S / N ratio of the output image is improved. This action is independent of the inclination angle of the input end face, and no matter how acute the inclination angle of the input end face is, the light incident on each core is propagated through each core and output from the output end face. It is what is done.
【００１４】また、本実施例にかかるＦＯＰ１では、入
力端面２の傾斜角度（光ファイバの光軸に対する傾斜角
度）を、特定の値に設定することで、後述するような優
れた作用・効果を奏するものである。Further, in the FOP 1 according to the present embodiment, by setting the inclination angle of the input end face 2 (the inclination angle with respect to the optical axis of the optical fiber) to a specific value, the excellent action and effect described later can be obtained. It plays.
【００１５】図３に、ＦＯＰ１の縦断面を示す。図中、
ｎ0 はコアの屈折率、ｎ1 はクラッドの屈折率、ｎは空
気の屈折率をそれぞれ示している。本実施例のＦＯＰ１
では、受光角が０°となるように、入力端面２の傾斜角
度αを規定している。すなわち、傾斜角度αは、このコ
ア５内に、空気中から、いかなる角度で光が入射して
も、コア５とクラッド６との境界面において全反射を生
じないような角度に設定されている。FIG. 3 shows a vertical cross section of the FOP 1. In the figure,
n 0 is the refractive index of the core, n 1 is the refractive index of the cladding, and n is the refractive index of air. FOP1 of this embodiment
In the above, the inclination angle α of the input end face 2 is defined so that the light receiving angle becomes 0 °. That is, the inclination angle α is set to such an angle that total reflection does not occur at the boundary surface between the core 5 and the cladding 6 no matter what angle the light enters from the air into the core 5. .
【００１６】この傾斜角度αは、次式より求めることが
できる。This inclination angle α can be obtained from the following equation.
【００１７】 ｎ0 ｓｉｎβ＝ｎ1 ｓｉｎ９０° （全反射の条件） …（１） ｎ0 ｓｉｎγ＝ｎ ｓｉｎ９０° （受光角０°の条件） …（２） α＋（９０°＋γ）＋（９０°−β）＝１８０° …（３） この場合、図４より、ｎ0 ＝1.621 、ｎ1 ＝1.519 、ｎ
＝１であるので、α＝31.54 °として求まる。したがっ
て、図３における傾斜角度αが、この値以下になると、
空気中を伝搬し入力端面２から入射する光は、いかなる
角度で入射したとしても、コアとクラッドとの境界面で
全反射を起こさないこととなる。N 0 sin β = n 1 sin 90 ° (total reflection condition) (1) n 0 sin γ = n sin 90 ° (light receiving angle 0 °) (2) α + (90 ° + γ) + (90 ° −β) = 180 ° (3) In this case, from FIG. 4, n 0 = 1.621, n 1 = 1.519, n
= 1, so α = 31.54 °. Therefore, when the inclination angle α in FIG.
The light propagating through the air and incident from the input end face 2 does not undergo total reflection at the interface between the core and the clad, regardless of the angle of incidence.
【００１８】したがって、入力端面２からＦＯＰ内に入
射した光は、屈折を繰り返して伝搬する過程で、その一
部がコアからクラッドに漏れて吸収体で吸収され、次第
に減衰して消滅する。このように入力端面２の傾斜角度
をこのような角度とした場合、空気中を伝搬し入力端面
２からＦＯＰ１内に入射した光は、出力端面３からはほ
とんど出力されない状態となる。Therefore, the light incident on the FOP from the input end face 2 partially leaks from the core to the clad and is absorbed by the absorber in the process of repeating refraction and propagating, and then gradually attenuates and disappears. In this way, when the inclination angle of the input end face 2 is set to such an angle, the light propagating through the air and entering the FOP 1 from the input end face 2 is hardly output from the output end face 3.
【００１９】一方、図５に示すように、この状態で、入
力端面２に、特定の物体、例えば指１０の表面を密着さ
せた場合には、指紋の凹凸によって、入力端面２と密着
する密着部１１と、入力端面２との間に空隙を生じる非
密着部１２とが形成される。密着部１１では、入力端面
２と指１０の表面とが密着しており、指表面の屈折率は
空気の屈折率よりも大である。したがって、入力端面２
に入射する光の入射角度と、クラッドとの境界面におけ
る全反射の条件との関係が、密着前の関係から変化し、
クラッドとの境界面において全反射の条件を満たすよう
な角度で入射する光も存在するようになる。例えば、指
１０の背後から光を照射し、この透過光がＡ点に到達し
たとする（図５）。このＡ点からＦＯＰ１内に入射する
光のうち、図示するように、40.68 °の範囲で入射され
た光は、コア５とクラッド６との境界面において全反射
の条件を満たすので（（２）式より）、この入射光はク
ラッドとの境界面で全反射を繰り返し、出力端面３側か
ら出力される。なお、この角度の範囲を越えて入射した
光は、屈折を繰り返し伝搬する過程で減衰し消滅する。On the other hand, as shown in FIG. 5, when a specific object, for example, the surface of the finger 10 is brought into close contact with the input end face 2 in this state, the close contact with the input end face 2 due to the unevenness of the fingerprint. A non-contact portion 12 that forms a gap between the portion 11 and the input end surface 2 is formed. In the close contact portion 11, the input end surface 2 and the surface of the finger 10 are in close contact with each other, and the refractive index of the finger surface is higher than the refractive index of air. Therefore, the input end face 2
The relationship between the incident angle of the light incident on and the condition for total reflection at the interface with the cladding changes from that before contact,
At the interface with the clad, some light enters at an angle that satisfies the condition of total reflection. For example, it is assumed that light is emitted from behind the finger 10 and the transmitted light reaches point A (FIG. 5). Of the light entering the FOP 1 from point A, as shown in the figure, the light entering in the range of 40.68 ° satisfies the condition of total reflection at the boundary surface between the core 5 and the clad 6 ((2) (From the equation), this incident light is repeatedly totally reflected at the boundary surface with the cladding and is output from the output end face 3 side. Light that has entered beyond this angle range is attenuated and disappears in the process of repeated propagation of refraction.
【００２０】これに対し、非密着部１２では、図示する
ような空隙部１３が形成され、この中には空気が存在し
ている。すなわち、指１０を密着させる前の状態と、何
ら変わるものではない。したがって、入力端面２の非密
着部１２からもコア５内に光が入射するものの、いかな
る角度で入射しても、依然として、クラッドとの境界面
における全反射の条件を満たしておらず、コア５内を伝
搬する過程で減衰し消滅する。On the other hand, in the non-contact portion 12, a void portion 13 as shown in the drawing is formed, and air is present in this. That is, there is no difference from the state before the finger 10 is brought into close contact. Therefore, although the light enters the core 5 from the non-adhesive portion 12 of the input end face 2, no matter what angle the light enters, the condition of total reflection at the interface with the cladding is still not satisfied, and the core 5 It decays and disappears as it propagates inside.
【００２１】したがって、このように物体の表面像など
を検出する際には、入力端面２に密着した物体表面の凸
部から入射する光のみが出力端面３から出力され、表面
の凹部から入射する光は伝搬過程で減衰して消滅する。
このため、背景光などの不要な光が除去され、入力端面
に密着した部分の像のみが伝送されて出力されることに
なる。Therefore, when detecting the surface image of the object in this way, only the light incident from the convex portion of the object surface that is in close contact with the input end surface 2 is output from the output end surface 3 and enters from the concave portion of the surface. Light is attenuated and disappears in the propagation process.
Therefore, unnecessary light such as background light is removed, and only the image of the portion in close contact with the input end face is transmitted and output.
【００２２】なお、以上説明した例は、N.A.（開口数）
＝0.55の場合であり、その他の主なN.A.に対する傾斜角
度αを表１に示しておく。The example explained above is NA (numerical aperture).
= 0.55, and Table 1 shows the tilt angles α with respect to other major NAs.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】また、ＦＯＰ１の入力端面２の形状を、図
７に示すような形状とすることもできる。図７における
形状は、入力端面２をｌ−ｌ’線で切った断面を示して
おり、図中の矢印ｙは、ＦＯＰ１を構成する各ファイバ
の光軸を示している（図６）。図７（ａ）は、図１で示
したような平面形状の入力端面２であり、同図（ｂ）〜
（ｅ）では、入力端面２を凹面状として、指との密着面
を大きくしている。また、同図（ｆ）、（ｇ）では、入
力端面２を斜面状に形成することで、同図（ａ）に比
べ、入力端面２に押圧された部位の像を拡大して出力す
ることができる。Further, the shape of the input end face 2 of the FOP 1 may be set as shown in FIG. The shape in FIG. 7 shows a cross section of the input end face 2 taken along the line 11 ′, and the arrow y in the drawing shows the optical axis of each fiber forming the FOP 1 (FIG. 6). FIG. 7A shows the input end face 2 having a planar shape as shown in FIG.
In (e), the input end surface 2 is concave, and the contact surface with the finger is large. In addition, in FIGS. 7F and 7G, the input end face 2 is formed in a slanted shape so that the image of the portion pressed by the input end face 2 is enlarged and output as compared with FIG. You can
【００２５】また、ＦＯＰ４０を図８に示すように形成
してもよい。図８におけるＦＯＰ４０では、ＦＯＰ４０
に対して穴開け加工を施し、本体に対して斜に貫通孔４
１を形成し、その内面を研磨したものである。この貫通
孔４１内に対して矢印ｃに沿って指を差込むと、この貫
通孔４１内に指が固定されることとなり、再現性の良い
指紋検出が行なうことができる。この場合には、矢印ｄ
方向から照明用の光が照射される。図８の例では、ＦＯ
Ｐ４０本体を加工して一体的に形成しているが、例え
ば、前述の図１の入力端面２に相対した位置に、挿入し
た指を入力端面２側に押えるような押え部を設けても同
様の効果が得られる。Further, the FOP 40 may be formed as shown in FIG. In FOP40 in FIG. 8, FOP40
A hole is drilled for the through hole 4 diagonally to the body.
1 is formed and the inner surface is polished. When a finger is inserted into the through hole 41 along the arrow c, the finger is fixed in the through hole 41, and fingerprint detection with good reproducibility can be performed. In this case, the arrow d
Light for illumination is emitted from the direction. In the example of FIG. 8, FO
Although the P40 main body is processed and integrally formed, for example, the same applies even if a pressing portion for pressing the inserted finger to the input end face 2 side is provided at a position facing the input end face 2 in FIG. 1 described above. The effect of is obtained.
【００２６】ここで、このようなＦＯＰ１を備えた装置
の具体的な構成を示す。図９は、指紋検出装置を示して
おり、前述したＦＯＰ１、及びＣＣＤ２０、コンピュー
タ２１などで構成している。ＦＯＰ１の入力端面２は、
光軸に対し傾斜して形成しており、この傾斜角度は、前
述した（１）〜（３）式で求められた傾斜角度α以下に
設定している。この面に指２２を押し付けて密着させ、
この背後或いは側面側に設けた光源２３から光を照射す
るものである。このように密着させると、密着部の凹凸
パターン（指紋の像）が、出力端面３に伝送され、この
画像データがＣＣＤ２０に与えられ、その信号がコンピ
ュータ２１において画像処理される構成となっている。Here, a specific configuration of an apparatus having such a FOP 1 will be shown. FIG. 9 shows a fingerprint detecting device, which is composed of the above-mentioned FOP 1, CCD 20, computer 21, and the like. The input end face 2 of the FOP 1 is
It is formed so as to be inclined with respect to the optical axis, and this inclination angle is set to be equal to or less than the inclination angle α obtained by the equations (1) to (3) described above. Press your finger 22 against this surface for close contact,
Light is emitted from a light source 23 provided behind or on the side surface side. When they are brought into close contact with each other in this manner, the uneven pattern (fingerprint image) of the close contact portion is transmitted to the output end face 3, this image data is given to the CCD 20, and the signal thereof is subjected to image processing in the computer 21. .
【００２７】また、図１０に、他の構成例を示す。この
例では、ＦＯＰ１の出力端面３側にレンズ３０を配置
し、このレンズ３０を介して出力端面３に出力された像
をラインセンサー３１によって読取り、その信号がコン
ピュータ３２において画像処理される構成となってい
る。FIG. 10 shows another example of the configuration. In this example, a lens 30 is arranged on the output end face 3 side of the FOP 1, an image output to the output end face 3 via this lens 30 is read by a line sensor 31, and the signal is processed by a computer 32. Has become.
【００２８】例示した図９、図１０の装置においても、
ＦＯＰ１の入力端面２の角度は、この入力端面２から入
射した光が、クラッドとの境界面で全反射の条件を満た
さないような傾斜角度α以下に設定することが望まし
い。この場合、ＦＯＰ１を薄く形成することができるた
め、出力端面３から出力される物体の表面像を縮小でき
ると共に、ＣＣＤ２０、或いはレンズ３０、ラインセン
サー３１などを小型化でき、装置全体の小型化を進める
ことが可能となる。Also in the illustrated apparatus of FIGS. 9 and 10,
The angle of the input end face 2 of the FOP 1 is preferably set to be equal to or less than the inclination angle α such that the light incident from the input end face 2 does not satisfy the condition of total reflection at the interface with the cladding. In this case, since the FOP 1 can be formed thin, the surface image of the object output from the output end face 3 can be reduced, and the CCD 20, the lens 30, the line sensor 31, and the like can be downsized, and the entire device can be downsized. It is possible to proceed.
【００２９】さらに、ＦＯＰを図１１に示す形状として
もよい。このＦＯＰ板５０は、図１のＦＯＰ１における
入力端面２側をこの入力端面２と平行に切断したタイプ
であり、ＦＯＰ板５０を構成する各光ファイバの光軸と
入力端面５２との傾斜角度θは、図３などで示した傾斜
角度αの条件を満たしている。また、ＦＯＰ板５０の出
力端面には、この出力端面から得られる画像を検出する
ＣＣＤ５３を配し、ＣＣＤ５３の入力面５３ａに対して
ＦＯＰ板５０の出力端面を固定して一体的に構成してい
る。このように構成することで、コンパクトな構成で指
紋の像を検出することができる。Further, the FOP may have the shape shown in FIG. The FOP plate 50 is of a type in which the input end face 2 side of the FOP 1 in FIG. 1 is cut in parallel with the input end face 2, and the inclination angle θ between the optical axis of each optical fiber forming the FOP plate 50 and the input end face 52. Satisfies the condition of the inclination angle α shown in FIG. Further, the output end face of the FOP plate 50 is provided with a CCD 53 for detecting an image obtained from the output end face, and the output end face of the FOP plate 50 is fixed to an input face 53a of the CCD 53 to be integrally configured. There is. With this configuration, the fingerprint image can be detected with a compact configuration.
【００３０】また、ＦＯＰの使用例としては、図１２に
示すように、２つのＦＯＰを従列接続して使用すること
も可能である。この場合には、ＦＯＰ１ａに対して、Ｆ
ＯＰ１ｂを９０°傾けて配置させ、ＦＯＰ１ａの出力端
面に対してＦＯＰ１ｂの入力端面を固定している。この
場合には、２つのＦＯＰ１ａ、１ｂのうち、いずれか一
方の入力端面の傾斜角度θ1 、θ2 を、前述した傾斜角
度αの条件を満たしていればよい。そして、例えば、Ｆ
ＯＰ１ｂの出力端面にＣＣＤ５３を固定することで、同
様に、指の指紋の像などを検出することも可能である。As an example of using the FOP, it is also possible to use two FOPs in cascade connection as shown in FIG. In this case, for FOP1a, F
OP1b is inclined by 90 ° and the input end face of FOP1b is fixed to the output end face of FOP1a. In this case, the tilt angles θ 1 and θ 2 of either one of the two FOPs 1a and 1b need only satisfy the condition of the tilt angle α described above. And, for example, F
By fixing the CCD 53 to the output end face of the OP 1b, it is possible to detect the fingerprint image of the finger and the like in the same manner.
【００３１】以上説明した各実施例では、ＦＯＰ１など
の入力端面に密着させる物体として、指紋を検出するた
め指を密着させる例を示したが、この例に限定するもの
ではなく、この他にも、手のひら，鼻などを密着させ、
掌絞，鼻絞等を検出する場合などに利用できる。また、
出力端面３は、光軸に対して垂直に傾斜させた例を示し
たが、この例に限定するものではなく、光軸に対して任
意に傾斜させて形成しても良い。In each of the embodiments described above, an example in which a finger is brought into close contact with the input end face such as FOP 1 in order to detect a fingerprint is shown, but the present invention is not limited to this example, and other examples are also possible. , Keep your palms and noses in close contact,
It can be used to detect palm choking, nose choking, etc. Also,
Although the output end face 3 is shown as being tilted perpendicularly to the optical axis, the present invention is not limited to this example, and the output end face 3 may be tilted arbitrarily with respect to the optical axis.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明にかかるファイバー光学プレート
によれば、各クラッドの外周部を覆うように光吸収体を
設けたので、隣り合う光ファイバ同士は、この光吸収体
によって光学的に絶縁された状態となり、各コアを伝搬
する光が漏れて隣接する他のコア内に入射することを回
避できる。この効果は、入力端面の傾斜角度に無関係に
奏されるため、入力端面の傾斜角度（カッティング角
度）は、従来のような制約を受けることがない。このた
め、ファイバー光学プレートを従来よりも薄く形成し、
入力端面の傾斜角度を鋭角的にした場合にも、入力端面
に密着させた物体の表面像を、出力端面側に正確に伝送
することが可能となる。According to the fiber optical plate of the present invention, since the light absorber is provided so as to cover the outer peripheral portion of each clad, adjacent optical fibers are optically insulated by this light absorber. It is possible to prevent the light propagating through each core from leaking and entering into another adjacent core. Since this effect is exhibited regardless of the inclination angle of the input end face, the inclination angle (cutting angle) of the input end face is not restricted as in the conventional case. Therefore, the fiber optic plate is made thinner than before,
Even when the inclination angle of the input end face is made acute, the surface image of the object brought into close contact with the input end face can be accurately transmitted to the output end face side.
【００３３】また、この際、入力端面の傾斜角度を、空
気中からコアに入射した光がクラッドとの境界面におい
て全反射を生じないような角度に設定したので、入力端
面に物体の表面を密着させた場合に、背景光などの不要
な光が出力端面から出力されることはなく、その密着し
た部分のみの像を出力させることが可能である。At this time, the inclination angle of the input end face is set to such an angle that the light incident on the core from the air does not cause total reflection at the interface with the cladding, so that the surface of the object is set to the input end face. When they are brought into close contact with each other, unnecessary light such as background light is not output from the output end face, and it is possible to output an image of only the close contact portion.
【図１】本発明に実施例にかかるファイバー光学プレー
トを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a fiber optic plate according to an embodiment of the present invention.
【図２】ファイバー光学プレートの一部横断面図であ
る。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a fiber optic plate.
【図３】ファイバー光学プレートの一部縦断面図であ
る。FIG. 3 is a partial vertical cross-sectional view of a fiber optical plate.
【図４】コア、クラッド、吸収体の各材料組成を重量％
で示すと共に、コア、クラッドの屈折率を示す図表であ
る。[Fig. 4] Weight percentage of each material composition of core, clad, and absorber
2 is a table showing the refractive indexes of the core and the clad, as shown in FIG.
【図５】ファイバー光学プレートの入力端面に指の表面
を密着させた状態を部分的に拡大して示す、ファイバー
光学プレートの縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the fiber optic plate showing a partially enlarged state in which a finger surface is brought into close contact with the input end surface of the fiber optic plate.
【図６】ファイバー光学プレートの側面を示す概略図で
ある。FIG. 6 is a schematic view showing a side surface of a fiber optical plate.
【図７】図６のファイバー光学プレートを図６のｌ−
ｌ’線で切った断面を示す図であり、図（ａ）〜図
（ｇ）は、入力端面の形状を例示する断面図である。FIG. 7 shows the fiber optic plate of FIG.
It is a figure which shows the cross section cut | disconnected by the 1'line, and FIGS. (a)-(g) is sectional drawing which illustrates the shape of an input end surface.
【図８】ファイバー光学プレートを備えた指紋検出装置
を示す概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a fingerprint detection device provided with a fiber optical plate.
【図９】ファイバー光学プレートを備えた、他の装置構
成を概略的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing another device configuration including a fiber optical plate.
【図１０】ファイバー光学プレートの側面を示す概形図
である。FIG. 10 is a schematic view showing a side surface of a fiber optical plate.
【図１１】ファイバー光学プレートを備えた、他の装置
構成を概略的に示す図である。FIG. 11 is a diagram schematically showing another device configuration including a fiber optic plate.
【図１２】ファイバー光学プレートを備えた、他の装置
構成を概略的に示す図である。FIG. 12 is a diagram schematically showing another device configuration including a fiber optical plate.
【図１３】従来のファイバー光学プレートを示す斜視図
である。FIG. 13 is a perspective view showing a conventional fiber optic plate.
１…ファイバー光学プレート、２…入力端面、３…出力
端面、５…コア、６…クラッド、７…吸収体（光吸収
体）。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fiber optical plate, 2 ... Input end surface, 3 ... Output end surface, 5 ... Core, 6 ... Clad, 7 ... Absorber (light absorber).
Claims (1)
に形成したファイバー光学プレートであって、 このファイバー光学プレートは、入射した光を伝搬する
複数のコアと、前記各コアの外周部を覆うクラッドと、
前記各クラッドの外周部を覆うように備えられ、前記コ
アから漏れた光及び前記クラッドに入射された光を吸収
する光吸収体とを備え、 このファイバー光学プレートの一端には、物体の表面を
当接させる面であって、前記光ファイバの光軸に対して
傾斜する入力端面を備えており、 前記入力端面の傾斜角度は、空気中からこのコアに入射
した光が、前記クラッドとの境界面において全反射を生
じないような角度に設定されているファイバー光学プレ
ート。1. A fiber optic plate integrally formed with a plurality of optical fibers bundled together, wherein the fiber optic plate comprises a plurality of cores for propagating incident light and an outer peripheral portion of each core. A cladding to cover
A light absorber that is provided so as to cover the outer peripheral portion of each of the clads and that absorbs the light leaked from the core and the light that is incident on the clad is provided. It is a surface to be brought into contact with, and has an input end face that is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber. A fiber optic plate that is angled to prevent total internal reflection on the surface.
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