(57)【要約】【課題】  薄型でありながら高解像度で接触体の光学検出ができる、画像取得装置および有価カードを提供する。【解決手段】  光源１１と、一次元の撮像デバイス１２と、検出対象押接スリット１３２を有する透明体から構成され、検出用光が検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部１３と、検出対象押接スリットからの全反射光を導入する光導入口１４１、および全反射光を出射する光出射口１４２を有する第２光学部１４とを備えた画像取得装置１であって、第２光学部１４は、間隔を設けて配置された平行なプレート１４３１，１４３２の一端に光導入口１４１を有し、導光路上の少なくとも一部に空隙が形成され、空隙中に一次元凸レンズ１５が設けられている。【選択図】    図５
2006195659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に光入射口を有し、前記光入射口に対向する他端に光出射口を有するとともに、前記２枚のプレート間が導光路として構成された導光装置であって、
前記導光路上の少なくとも一部に空隙が形成され、当該空隙中に前記各プレートに平行な面内で屈折する少なくとも１つの一次元レンズが形成されている、
ことを特徴とする導光装置。
【請求項２】
間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に光入射口を有し、前記光入射口に対向する他端に光出射口を有するとともに、前記２枚のプレート間が導光路として構成された導光装置であって、
前記導光路が空隙と導光材により形成され、前記導光材の前記空隙との境界面のうち、少なくとも１つの面が、前記各プレートに平行な面内で屈折する一次元レンズとして形成されている、
ことを特徴とする導光装置。
【請求項３】
前記一次元レンズは、一次元凸レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の導光装置。
【請求項４】
前記２枚のプレートは光吸収性材料からなり、または前記２枚のプレートの前記空隙を構成する面には光吸収処理が施されている、
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の導光装置。
【請求項５】
間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に光入射口を有し、前記光入射口に対向する他端に光出射口を有するとともに、前記２枚のプレート間が導光路として構成された導光装置であって、
前記導光路は、複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシートからなることを特徴とする導光装置。
【請求項６】
光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が前記検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記検出対象押接スリットからの全反射光を導入する光導入口、および前記全反射光を出射する光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に前記光導入口を有し、前記光導入口に対向する他端に前記光出射口を有するとともに、
前記導光路上の少なくとも一部に空隙が形成され、前記空隙中に前記各プレートに平行な面内で屈折する少なくとも１つのレンズが設けられている、
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項７】
光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の平行なＮの検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が前記各検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記各検出対象押接スリットからの全反射光をそれぞれ導入するＮの光導入口、および前記各全反射光を出射するＮの光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行なＮ＋１枚のプレートの一端に前記各光導入口を有し、前記各光導入口に対向する他端に前記各光出射口を有するとともに、
前記各導光路上の少なくとも一部に空隙がそれぞれ形成され、前記各空隙中に前記各プレートに平行な面内で屈折する少なくとも１つの一次元レンズが設けられている、
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項８】
光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が前記検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記検出対象押接スリットからの全反射光を導入する光導入口、および前記全反射光を出射する光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に前記光導入口を有し、前記光導入口に対向する他端に前記光出射口を有するとともに、
前記導光路が空隙と導光材により形成され、前記導光材の前記空隙との境界面のうち、少なくとも１つの面が、前記各プレートに平行な面内で屈折する一次元レンズとして形成されている、
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項９】
光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の平行なＮの検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が前記各検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記各検出対象押接スリットからの全反射光をそれぞれ導入するＮの光導入口、および前記各全反射光を出射するＮの光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行なＮ＋１枚のプレートの一端に前記各光導入口を有し、前記各光導入口に対向する他端に前記各光出射口を有するとともに、
前記各導光路が空隙と導光材によりそれぞれ形成され、前記各導光材の前記各空隙との境界面のうち、少なくとも１つの面が、前記各プレートに平行な面内で屈折する一次元レンズとして形成されている、
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項１０】
前記第１光学部の前記光導入口側、前記光導入口の前記第１光学部側、または前記第１光学部と前記光導入口との間にはミラーが設けられていることを特徴とする請求項６から９の何れかに記載の画像取得装置。
【請求項１１】
前記一次元レンズは、一次元凸レンズであることを特徴とする請求項６から１０の何れかに記載の画像取得装置。
【請求項１２】
前記２枚のプレートは光吸収性材料からなり、または前記２枚のプレートの前記空隙を構成する面には光吸収処理が施されている、
ことを特徴とする請求項６から１１の何れかに記載の画像取得装置。
【請求項１３】
前記光出射口には、前記２枚のプレート間の前記導光路を導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーが設けられ、前記ミラーの光出射面に前記一次元の撮像デバイスが設けられていることを特徴とする請求項請求項６から１２の何れかに記載の画像取得装置。
【請求項１４】
光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が前記検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記検出対象押接スリットからの全反射光を導入する光導入口、および前記全反射光を出射する光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシートからなり、前記ファイバーシートの一端が前記光導入口であり、前記光導入口に対向する他端が前記光出射口である、
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項１５】
光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の平行なＮの検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が前記各検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記各検出対象押接スリットからの全反射光をそれぞれ導入するＮの光導入口、および前記各全反射光を出射するＮの光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
複数の光ファイバーが並列に連結されてなるＮ枚のファイバーシートからなり、前記各ファイバーシートの一端が前記各光導入口であり、前記各光導入口に対向する他端が前記各光出射口である、
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項１６】
前記光出射口には、前記ファイバーシートの前記各光ファイバーを導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーが設けられ、前記ミラーの光出射面に前記一次元の撮像デバイスが設けられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の画像取得装置。
【請求項１７】
前記第１光学部の前記光導入口側、前記光導入口の前記第１光学部側、または前記第１光学部と前記光導入口との間にはミラーが設けられていることを特徴とする請求項１４から１６の何れかに記載の画像取得装置。
【請求項１８】
複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシートと、光源と、一次元の撮像デバイスとを備えた画像取得装置であって、
前記ファイバーシートの一端側の光導入口側に光源が設けられ、
前記光導入口に対向する他端の前記各光出射口側に一次元の撮像デバイスが設けられ
前記ファイバーシートの上面部に前記光源から検出用光を入射するファイバーシート透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットが形成されていることを特徴とする画像取得装置。
【請求項１９】
前記ファイバーシート検出対象押接スリット部分に溝が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の画像取得装置。
【請求項２０】
前記ファイバーシート検出対象押接スリット部分が折り曲げて形成されていることを特徴とする請求項１８または１９に記載の画像取得装置。
【請求項２１】
前記光出射口には、前記ファイバーシートの前記各光ファイバーを導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーが設けられ、前記ミラーの光出射面に前記一次元の撮像デバイスが設けられていることを特徴とする請求項１８から２０の何れかに記載の画像取得装置。
【請求項２２】
請求項１から５の何れかに記載の導光装置が搭載された有価カード。
【請求項２３】
請求項６から２１の何れかに記載の画像取得装置が搭載された有価カード。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来、画像取得装置は、一般的には光学式のものが用いられている。たとえば、指紋センサとして使用される光学式画像取得装置は、ピエゾ素子への押圧を利用した感圧式センサや、検出対象との間の静電容量を検出する静電式センサに比べて耐水性に優れ、劣化しにくく、故障率も低い。
【０００２】
図２２に、光ファイバーを用いた従来の光学式指紋センサ（特許文献１）の概要を示す。図２２において、光学式指紋センサ（指紋センサモジュール）９は、光源９１と、光源９１から出た光を入射するガラス９３と、ガラス９３面上に置かれた指の反射光を先端から入射する光ファイバー９４の群と、光ファイバー９４を通った光が入射する位置に置かれた画像取得装置９５とからなる。光源９１は、支持板９２１に固定され、画像取得装置９５は支持板９２２に固定され、光ファイバー９４は画像取得装置９５に取り付けられている。
【特許文献１】特開２００３−３１７０８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、図２２の光学式指紋センサ９では、傾斜した支持板９２１，９２２に光源９１，画像取得装置９５を実装しなくてはならないため、製造が容易ではない。また、ガラス９３面上に置かれた指の反射点（Ｐ）と、光ファイバー９４の先端Ｐ′までの距離を小さくしないと実用的な解像度を得ることはできないが、図２２の構成では限界があり、この実用的な解像度を得ることができない。
【０００４】
一般に光学式指紋センサには、指紋からの反射光を画像として認識する方式と、指紋押圧部分が全反射することを利用した方式とがあり、検出精度は後者の方式の方が各段に優れている。図２２の光学式指紋センサ９は、前者の方式（ガラス９３を透過した光の指における反射光を通常の画像として認識する）を採用しているため、画像認識精度が低い。
【０００５】
本発明は、薄型でありながら高解像度で指紋等の接触体の光学検出ができる画像取得装置およびこの画像取得装置を搭載した有価カードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の導光装置は、以下の（１）から（５）を要旨とする。
（１）「間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に光入射口を有し、前記光入射口に対向する他端に光出射口を有するとともに、前記２枚のプレート間が導光路として構成された導光装置であって、
前記導光路上の少なくとも一部に空隙が形成され、当該空隙中に前記各プレートに平行な面内で屈折する少なくとも１つの一次元レンズが形成されている、
ことを特徴とする導光装置。」
【０００７】
（２）「間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に光入射口を有し、前記光入射口に対向する他端に光出射口を有するとともに、前記２枚のプレート間が導光路として構成された導光装置であって、
前記導光路が空隙と導光材により形成され、前記導光材の前記空隙との境界面のうち、少なくとも１つの面が、前記各プレートに平行な面内で屈折する一次元レンズとして形成されている、
ことを特徴とする導光装置。」
【０００８】
（３）「前記一次元レンズは、一次元凸レンズであることを特徴とする（１）または（２）に記載の導光装置。」
【０００９】
（４）「前記２枚のプレートは光吸収性材料からなり、または前記２枚のプレートの前記空隙を構成する面には光吸収処理が施されている（たとえば、光吸収材が塗布されている）、
ことを特徴とする（１）から（３）の何れかに記載の導光装置。」
【００１０】
（５）「間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に光入射口を有し、前記光入射口に対向する他端に光出射口を有するとともに、前記２枚のプレート間が導光路として構成された導光装置であって、
前記導光路は、複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシートからなることを特徴とする導光装置。」
本発明の画像取得装置は、以下の（６）から（２１）を要旨とする。
【００１１】
（６）「光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が（前記透明体の内部側から）前記検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記検出対象押接スリットからの全反射光を導入する光導入口、および前記全反射光を出射する光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に前記光導入口を有し、前記光導入口に対向する他端に前記光出射口を有するとともに、
前記導光路上の少なくとも一部に空隙が形成され、前記空隙中に前記各プレートに平行な面内で屈折する少なくとも１つのレンズが設けられている、
ことを特徴とする画像取得装置。」
【００１２】
（７）「本発明の第２態様の画像取得装置は、
光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の平行なＮの検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が（前記透明体の内部側から）前記各検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記各検出対象押接スリットからの全反射光をそれぞれ導入するＮの光導入口、および前記各全反射光を出射するＮの光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行なＮ＋１枚のプレートの一端に前記各光導入口を有し、前記各光導入口に対向する他端に前記各光出射口を有するとともに、
前記各導光路上の少なくとも一部に空隙がそれぞれ形成され、前記各空隙中に前記各プレートに平行な面内で屈折する少なくとも１つの一次元レンズが設けられている、
ことを特徴とする。」
【００１３】
（８）「光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が
（前記透明体の内部側から）前記検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記検出対象押接スリットからの全反射光を導入する光導入口、および前記全反射光を出射する光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行な２枚のプレートの一端に前記光導入口を有し、前記光導入口に対向する他端に前記光出射口を有するとともに、
前記導光路が空隙と導光材により形成され、前記導光材の前記空隙との境界面のうち、少なくとも１つの面が、前記各プレートに平行な面内で屈折する一次元レンズとして形成されている、
ことを特徴とする画像取得装置。」
【００１４】
（９）「光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の平行なＮの検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が前記各検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記各検出対象押接スリットからの全反射光をそれぞれ導入するＮの光導入口、および前記各全反射光を出射するＮの光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
間隔を設けて配置された平行なＮ＋１枚のプレートの一端に前記各光導入口を有し、前記各光導入口に対向する他端に前記各光出射口を有するとともに、
前記各導光路が空隙と導光材によりそれぞれ形成され、前記各導光材の前記各空隙との境界面のうち、少なくとも１つの面が、前記各プレートに平行な面内で屈折する一次元レンズとして形成されている、
ことを特徴とする画像取得装置。」
【００１５】
（１０）「前記第１光学部の前記光導入口側、前記光導入口の前記第１光学部側、または前記第１光学部と前記光導入口との間にはミラーが設けられていることを特徴とする（６）から（９）の何れかに記載の画像取得装置。」
【００１６】
（１１）「前記一次元レンズは、一次元凸レンズであることを特徴とする（６）から（１０）の何れかに記載の画像取得装置。」
【００１７】
（１２）「前記２枚のプレートは光吸収性材料からなり、または前記２枚のプレートの前記空隙を構成する面には光吸収処理が施されている（たとえば、光吸収材が塗布されている）、
ことを特徴とする（６）から（１１）の何れかに記載の画像取得装置。」
【００１８】
（１３）「前記光出射口には、前記２枚のプレート間の前記導光路を導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーが設けられ、前記ミラーの光出射面に前記一次元の撮像デバイスが設けられていることを特徴とする（６）から（１２）の何れかに記載の画像取得装置。」
【００１９】
（１４）「光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が（前記透明体の内部側から）前記検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記検出対象押接スリットからの全反射光を導入する光導入口、および前記全反射光を出射する光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシートからなり、前記ファイバーシートの一端が前記光導入口であり、前記光導入口に対向する他端が前記光出射口である、
ことを特徴とする画像取得装置。」
【００２０】
（１５）「光源と、
一次元の撮像デバイスと、
前記光源から検出用光を入射する光入射面および透明部が露出したストリップライン状の平行なＮの検出対象押接スリットを有する透明体から構成され、前記検出用光が（前記透明体の内部側から）前記各検出対象押接スリットに全反射する角度で照射される第１光学部と、
前記各検出対象押接スリットからの全反射光をそれぞれ導入するＮの光導入口、および前記各全反射光を出射するＮの光出射口を有する第２光学部と、
を備えた画像取得装置であって、
前記第２光学部は、
複数の光ファイバーが並列に連結されてなるＮ枚のファイバーシートからなり、前記各ファイバーシートの一端が前記各光導入口であり、前記各光導入口に対向する他端が前記各光出射口である、
ことを特徴とする画像取得装置。」
【００２１】
（１６）「前記光出射口には、前記ファイバーシートの前記各光ファイバーを導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーが設けられ、前記ミラーの光出射面に前記一次元の撮像デバイスが設けられていることを特徴とする（１４）または（１５）に記載の画像取得装置。」
【００２２】
（１７）「前記第１光学部の前記光導入口側、前記光導入口の前記第１光学部側、または前記第１光学部と前記光導入口との間にはミラーが設けられていることを特徴とする（１４）から（１６）の何れかに記載の画像取得装置。」
【００２３】
（１８）「複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシートと、光源と、一次元の撮像デバイスとを備えた画像取得装置であって、
前記ファイバーシートの一端側の光導入口側に光源が設けられ、
前記光導入口に対向する他端の前記各光出射口側に一次元の撮像デバイスが設けられ
前記ファイバーシートの上面部に前記光源から検出用光を入射するファイバーシート透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットが形成されていることを特徴とする画像取得装置。」
【００２４】
（１９）「  前記ファイバーシート検出対象押接スリット部分に溝が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の画像取得装置。」
【００２５】
（２０）「前記ファイバーシート検出対象押接スリット部分が折り曲げて形成されていることを特徴とする請求項１８または１９に記載の画像取得装置。」
【００２６】
（２１）「前記光出射口には、前記ファイバーシートの前記各光ファイバーを導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーが設けられ、前記ミラーの光出射面に前記一次元の撮像デバイスが設けられていることを特徴とする請求項１８から２０の何れかに記載の画像取得装置。」
本発明の有価カードは、（２２）および（２３）を要旨とする。
【００２７】
（２２）「（１）から（５）の何れかに記載の導光装置が搭載された有価カード。」
【００２８】
（２３）「（６）から（２１）の何れかに記載の画像取得装置が搭載された有価カード。」
【発明の効果】
【００２９】
本発明の導光装置は、薄型にできるので、薄型の画像取得装置への適用に好適である。
本発明の画像取得装置は、全反射方式により指紋等を検出するようにしたので、薄型でありながら高解像度で接触体の光学検出ができ、しかも各光源等の実装が容易である。
本発明の有価カードは、本発明の画像取得装置または本発明の画像取得装置を搭載しているので、薄型化が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態では、説明の便宜上、各構成要素（レンズの大きさ，光ファイバーの大きさ等）は実際のものと異なる寸法等で示してある。
【００３１】
本発明の導光装置の第１実施形態を図１の断面図および図２の分解図により説明する。図１，図２において、導光装置８Ａは、光入射口８１と、光出射口８２（図２では図示していない）とを有している。光入射口８１（図２では図示していない）は、数μｍ〜数百μｍの間隔を設けて配置された平行なプレート８３１，８３２の一端に形成され、光出射口８２は光入射口８１に対向する他端に形成されている。
【００３２】
プレート８３１，８３２間の空隙は導光路８４（図２では図示していない）として構成されており、導光路８４上にプレート８３１，８３２に平行な面内で屈折する一次元凸レンズ８５が設けられている。プレート８３１，８３２は光吸収性材料から構成することができる。なお、プレート８３１，８３２が光吸収性材料から構成されていない場合には、プレート８３１，８３２の導光路８４を構成する面に光吸収材を塗布する等、光吸収処理を施すことができる。
【００３３】
図１，図２の導光装置８Ａは、画像取得装置として使用されるもので、プレート８３１，８３２の光入射口８１の近傍は透明に構成され、この透明部分８６，８６の内部に光源（ＬＥＤ等）８７，８７が取り付けられている。また、光入射
【００３４】
口８１には一次元の撮像デバイス８８が設けられている。なお、透明部分８６，８６を設けずに、プレート８３１，８３２の撮像デバイス８８が設けられていない側の端部（図１では下端）の内部に光源（ＬＥＤ等）８７，８７を取り付けることもできる。
【００３５】
本発明の導光装置の第２実施形態を図３の断面図および図４の分解図により説明する。図１において、導光装置８Ｂは、第１実施形態の導光装置８Ａと同様、光入射口８１と、光出射口８２とを有している。光入射口８１は、平行なプレート８３１，８３２の一端に形成され、光出射口８２は光入射口８１に対向する他端に形成されている。
【００３６】
プレート８３１，８３２間の空隙は導光路として構成されており、この導光路は、複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシート８９からなる。
ファイバーシート８９を構成する光ファイバーは、コア層とクラッド層からなるものを使用することもできるし、単層のものを使用することもできる。各光ファイバーは光吸収性材料により被覆することができる。この被覆は、単層の光ファイバーを使用する場合には、隣接する光ファイバー同士の干渉（隣接する光ファイバーの一方から他方への光の漏洩）を防止するために、効果的である。
図３，図４の導光装置８Ｂは、第１実施形態と同様、画像取得装置として使用される。
【００３７】
本発明の指紋スキャナとして使用される画像取得装置の第１実施形態を図５、図６、図７および図８により説明する。
【００３８】
図５（Ａ）（断面説明図），（Ｂ）（平面図）、図６の分解図において、画像取得装置１Ａは、光源１１と、一次元の撮像デバイス１２と、第１光学部１３と、第２光学部１４とを備えている。
【００３９】
第１光学部１３は、光源１１から検出用光を入射する光入射面１３１および透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリット１３２を有する透明体から構成され、検出用光が透明体の内部側から検出対象押接スリット１３２に全反射する角度で照射される。第１光学部１３のストリップライン状の検出対象押接スリット１３２を除く部分には光吸収材料からなる被覆膜１３３が形成されている。
【００４０】
第２光学部１４は、検出対象押接スリット１３２からの全反射光を導入する光導入口１４１、および全反射光を出射する光出射口１４２を有している。第１光学部１３と第２光学部１４との間（光導入口１４１部分の空間）には、全反射光を反射するミラー１４１１が形成されている。
【００４１】
第２光学部１４は、数μｍ〜数百μｍの間隔を設けて配置された平行なプレート１４３１，１４３２を有しており、その一端が光導入口１４１であり、光導入口１４１に対向する他端が光出射口１４２である。プレート１４３１，１４３２間の空隙は導光路１４４として構成され、導光路１４４上にプレート１４３１，１４３２に平行な面内で屈折する一次元凸レンズ１５が設けられている。第１実施形態では、プレート１４３１，１４３２は光吸収性材料からなる（ミラー１４１１を除く）。なお、プレート１４３１，１４３２が光吸収性材料から構成されていない場合には、プレート１４３１，１４３２の導光路１４４を構成する面（ミラー１４１１を除く）には光吸収材を塗布する等、光吸収処理を施すことができる。なお、一次元凸レンズ１５の焦点は適宜設定でき、これに応じて一次元の撮像デバイス１２上の像の大きさ（長さ）を調整できる。
【００４２】
図７（Ａ）は第１光学部１３の、検出対象押接スリット１３２の近傍の部分断面拡大図である。被覆膜１３３に溝Ｓが形成され、この溝Ｓにシリコン樹脂等の合成樹脂材が充填されて検出対象押接スリット１３２が形成されている。第１実施形態では、検出対象押接スリット１３２の広さは、全反射（指が押接されているときは乱反射）する光の入反射角αの大きさを考慮して定められる。すなわち、被覆膜１３３の厚みにより入反射角αに死角が生じる。検出対象押接スリット１３２の幅を狭くしすぎると検出ができなくなるし、広くしすぎると検出精度が落ちる。被覆膜１３３の溝Ｓ部分には、図７（Ｂ），（Ｃ）に示すようにテーパーを形成することができる。
【００４３】
ミラー１４１１は、第１光学部１３と第２光学部１４との間（第１光学部１３と光導入口１４１との間）に設けてもよいし、図８（Ａ）に示すように第１光学部１３の光導入口１４１に全反射ミラーとして設けてもよい。
【００４４】
一次元の撮像デバイス１２は、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように光出射口１４２に直接設けてもよいし、図８（Ｂ）に示すように光出射口１４２に設けたプリズム１６を介して設けてもよい。図８（Ｂ）では、プリズム１６により導通光の向きを下方に９０°変換させている。
【００４５】
図９（Ａ），（Ｂ）は、第１光学部１３の作用説明図である。
図９（Ａ）に示すように、検出対象押接スリット１３２に指紋の凸部（図９（Ａ）では指を符号Ｆで示す）が押接されていないときは、光源１１からの光のうち検出対象押接スリット１３２に照射された光は全反射する。この全反射光Ｐはミラー１４１１に向かい、当該ミラー１４１１で反射され、導光路１４４を通って一次元の撮像デバイス１２に照射される。
【００４６】
一方、図９（Ｂ）に示すように、検出対象押接スリット１３２に指紋の凸部が押接されているときは、光源１１からの光のうち検出対象押接スリット１３２に照射された光は乱反射する。この乱反射光Ｑは、第１光学部１３内の側面（プレート１４３１，１４３２との界面等）に吸収される。したがって、この光が一次元の撮像デバイス１２により検出されることはない。
【００４７】
本発明の画像取得装置の第２実施形態を図１０（Ａ），（Ｂ）により説明する。
図１０（Ａ）（断面説明図），（Ｂ）（プレート１４３１を除去した平面図）において、画像取得装置１Ｂは、第１実施形態の画像取得装置１Ａと同様、光源１１と、一次元の撮像デバイス１２と、第１光学部１３と、第２光学部１４とを備えている。
第２実施形態の第１光学部１３は、第１実施形態の第１光学部１３の構成とほぼ同じである。
【００４８】
第２実施形態の第２光学部１４は、第１実施形態と同様のプレート１４３１，１４３２を有しており、その一端が光導入口１４１であり、光導入口１４１に対向する他端が光出射口１４２として形成されている。第２実施形態では、ミラー１４１１が、第１光学部１３と第２光学部１４との連結部分に全反射ミラーとして形成されている。なお、第１光学部１３と導光材１４４１とは、第１実施形態と同様、別体としてもよい。この場合には、第１光学部１３と導光材１４４１との間の空間にミラー１４１１が設けられる。
【００４９】
また、第２実施形態の第２光学部１４では、導光路１４４が空隙１４４３と導光材１４４１，１４４２とにより形成され、第１光学部１３は導光材１４４１と一体に形成され、導光材１４４１，１４４２の空隙１４４３中に一次元凸レンズ１５が設けられている。
【００５０】
本発明の画像取得装置の第３実施形態を図１１（Ａ），（Ｂ）により説明する。
図１１（Ａ）（断面説明図），（Ｂ）（プレート１４３１を除去した平面図）において、画像取得装置１Ｃは、第１，第２実施形態の画像取得装置１Ａ，１Ｂと同様、光源１１と、一次元の撮像デバイス１２と、第１光学部１３と、第２光学部１４とを備えている。
【００５１】
第３実施形態の第１光学部１３は、第１，第２実施形態の第１光学部１３の構成とほぼ同じである。
第３実施形態の第２光学部１４は、第１，第２実施形態と同様のプレート１４３１，１４３２を有しており、その一端が光導入口１４１であり、光導入口１４１に対向する他端が光出射口１４２として形成されている。第３実施形態では、ミラー１４１１が、第１光学部１３と第２光学部１４との間（光導入口１４１部分の空間）に形成されている。なお、第１光学部１３と導光材１４４１とは、第２実施形態と同様一体に形成し、ミラー１４１１を全反射ミラーとして形成してもよい。
【００５２】
また、第３実施形態の第２光学部１４では、導光路１４４が空隙１４４３と導光材１４４１，１４４２とにより形成され、導光材１４４１，１４４２の空隙１４４３との境界面のうち、少なくとも１つの面（第３実施形態では両方の面）が、各プレート１４３１，１４３２に平行な面内で屈折する一次元凸レンズとして形成されている。
【００５３】
本発明の画像取得装置の第４実施形態を図１２の断面図により説明する。
図１２において、画像取得装置１Ｄは、２ラインを読み取ることができる指紋センサであり、光源１１と、一次元の撮像デバイス１２１，１２２と、第１光学部１３と、第２光学部１４とを備えている。
【００５４】
第１光学部１３は、光源１１から検出用光を入射する光入射面１３１および透明部が露出したストリップライン状の平行な２つの検出対象押接スリット１３２ａ，１３２ｂを有する透明体から構成され、検出用光が（前記透明体の内部側から）検出対象押接スリット１３２ａ，１３２ｂに全反射する角度で照射される。
【００５５】
第２光学部１４は、各検出対象押接スリット１３２ａ，１３２ｂからの全反射光をそれぞれ導入する２つの光導入口１４１１ａ，１４１１ｂおよび各全反射光を出射する２つの光出射口１４１１ａ，１４１１ｂおよび一次元の撮像デバイス１２ａ，１２ｂを有している。第２光学部１４は、間隔を設けて配置された平行な３枚のプレート１４３１，１４３２，１４３３の一端に光導入口１４２１ａ，１４２１ｂを有し、光導入口１４１１ａ，１４１１ｂに対向する他端に光出射口１４１１ａ，１４１１ｂを有している。
【００５６】
プレート１４３１，１４３２間，プレート１４３３，１４３２間は導光路１４４ａ，１４４ｂとして形成され、導光路１４４ａ，１４４ｂには一次元凸レンズがそれぞれ形成されている。なお、導光路１４４ａ，１４４ｂを、空隙と導光材によりそれぞれ形成し、この空隙に一次元凸レンズを設けることもできるし、各導光材の各空隙との境界面のうち、少なくとも１つの面を、各プレート１４３１，１４３２に平行な面内で屈折する一次元凸レンズとして形成することができる。
【００５７】
第４実施形態では、撮像デバイス１２１，１２２からの画像情報に基づいて指のスライド速度を各検出することができるので、指紋の画像再生をより正確に行うことができる。
【００５８】
本発明の画像取得装置の第５実施形態を図１３（Ａ），（Ｂ）により説明する。
図１３（Ａ）（断面説明図），（Ｂ）（後述するプレート２４３１を除去した平面図）において、画像取得装置２は、光源２１と、一次元の撮像デバイス２２と、第１光学部２３と、第２光学部２４とを備えている。
第１光学部２３の構成は第１実施形態の第１光学部１３の構成と同じである。
【００５９】
第２光学部２４は、間隔を設けて配置された平行なプレート２４３１，２４３２を有している。プレート２４３１，２４３２間にはファイバーシート２４４が設けられている。ファイバーシート２４４の一端が光導入口２４１であり、光導入口２４１に対向する他端が光出射口２４２である。光導入口２４１には、全反射光を反射するミラー２４１１が形成されている。
【００６０】
ファイバーシート２４４は、複数の光ファイバーが並列に連結されて構成されている。光ファイバーとしてコアとクラッドとから構成されるものも使用できるしクラッドを有しない単一組成のものも使用できる。これらの光ファイバー２４４は接着材により簾状に接合され、この接着材として光吸収性を有するものを使用できる。
【００６１】
なお、図１４に示すように、画像取得装置２では、ファイバーシート２４４の光出射口２４２側端を狭くするようにも構成でき、この場合にはセンサの大きさを小さくすることができる。
【００６２】
図１５（Ａ），（Ｂ）に、画像取得装置の第６実施形態を示す。第６実施形態では、画像取得装置３は、光源３１と、一次元の撮像デバイス３２と、第１光学部３３と、第２光学部３４とを備えている。図１５（Ａ）は、画像取得装置３の第１光学部３３を示しており、第１光学部３３には、ファイバーシート３４４が挿着されるスリット３９を有している。このスリット３９は、検出対象押接スリット３３２近傍から、当該検出対象押接スリット３３２における全反射光の光路に沿って穿設されている。図１５（Ｂ）に示すように、プレート３４３１，３４３２間に配置されたファイバーシート３４４の一端は、このスリット３９に挿着されている。
【００６３】
第６実施形態では、図１５（Ａ）に示したミラー３４１１は使用されず、検出対象押接スリット３３２からの全反射光は直接ファイバーシート３４４に入射される、撮像デバイス３２により検出される。
【００６４】
本発明の画像取得装置の第７実施形態を図１６（Ａ），（Ｂ）により説明する。
第７実施形態では、画像取得装置４は、光源４１と、一次元の撮像デバイス４２と、第１光学部４３と、第２光学部４４と、ファイバーシート４５とを備えている。
【００６５】
図１６（Ａ）では、第１光学部４３には、ファイバーシート４５が、検出対象押接スリット４３１部分にまで挿着されるスリット４６を有している。このスリット４６は、検出対象押接スリット４３１近傍から、当該検出対象押接スリット４３１における全反射光の光路に沿って穿設されている。図１６（Ｂ）に示すように、プレート４４１，４４２間に配置されたファイバーシート４５の一端は、このスリット４６に挿着されている。
【００６６】
第７実施形態では、検出対象押接スリット４３１の外部からの光はファイバーシート４５の端部に入射され、撮像デバイス４２により検出される。
本発明の画像取得装置の第８実施形態を図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）により説明する。図１７（Ａ）はファイバーシート（画像取得装置）の全体を示す図、図１７（Ｂ）はファイバーシートの端面を示す図、図１７（Ｃ）は斜視図である。
【００６７】
図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）示すように、画像取得装置５は、複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシート５１（光ファイバーを符号５１１で示す）と、図示しない光源と、一次元の撮像デバイス５３とを備え、ファイバーシート５１の一端側の光導入口側に図示しない光源が設けられ、光導入口に対向する他端の光出射口側に撮像デバイス５３が設けられている。ファイバーシート５１の上面部に光源から検出用光を入射するファイバーシート透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリットが形成されている。本実施形態では、このスリットは、溝５５が穿設されることで形成されており、当該溝５５には指紋押接部５２が形成されている。
【００６８】
第６実施形態では、光入射面５４からの図示しない光源からの光は、指紋押接部５２に指が押接されていないときは、ファイバーシート５１に入射され、指紋押接部５２に指が押接されているときは乱反射して、一次元の撮像デバイス５３により検出される。なお、第８実施形態では光出射口には、ファイバーシート５１の各光ファイバー５１１を導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーを設け、ミラーの光出射面に一次元の撮像デバイス５３を設けることができる。
【００６９】
本発明の画像取得装置の第９実施形態を図１８（Ａ），（Ｂ）により説明する。図１８（Ａ）はファイバーシートの第１例を示す側面説明図、（Ｂ）はファイバーシートの第２例を示す側面説明図である。
【００７０】
図１８（Ａ），（Ｂ）において、画像取得装置６は、複数の光ファイバーが並列に連結されてなるファイバーシート６１からなり、ファイバーシート６１（光ファイバーを符号６２で示す）の一端側の光導入口側に光源６４が設けられ、光導入口に対向する他端の光出射口側に一次元の撮像デバイス６３が設けられている。ファイバーシート６１は、部材６５１，６５２に挟まれており、ファイバーシート６１の上面部に光源から検出用光を入射するファイバーシート透明部が露出したストリップライン状の検出対象押接スリット６２が形成されている。本実施形態は、ファイバーシート検出対象押接スリット部分に溝が形成されている。図１８（Ａ），（Ｂ）ではファイバーシート検出対象押接スリット部分が折り曲げて形成されている。図１８（Ｂ）では、折り曲げ部分が削られている。なお、図１８（Ａ），（Ｂ）では光出射口には、ファイバーシート６１の各光ファイバー６２を導通する光を入射し、当該入射光を直角下方に反射させるミラーを設け、ミラーの光出射面に一次元の撮像デバイス６３を設けることができる。
【００７１】
図１９は、上述した画像取得装置（ここでは、図５の画像取得装置１Ａ）を応用した指紋センサ付き有価カード１００の側面部分説明図である。指紋センサ付き有価カード１００は、画像取得装置１Ａと、回路部７１と、これらが実装された基板部Ｂと、押圧センサ７２とを含んで構成されている。
【００７２】
図２０（Ａ）に有価カード１００の構造を示し、図２０（Ｂ）に表面図を示す。図２０（Ａ）に示すように、有価カード１００には、画像取得装置１Ａおよび回路部７１，押圧センサ７２のほか、アンテナ７３，電池７４，スイッチ７５，インタフェース７６が搭載されている。
【００７３】
図２１に示すように、回路部７１は、ＣＰＵ７１１、ＥＥＰＲＯＭ７１２、ＲＡＭ７１３、ＤＳＰ７１４、通信回路７１５を備えており、この回路部７１には、押圧センサ７２、アンテナ７３、電池７４、スイッチ７５およびインタフェース７６が接続されている。
ＣＰＵ７１１は、回路部７１全体を制御する。ＥＥＰＲＯＭ７１２には、システムプログラム、各種設定値、登録指紋データ等が記憶されている。ＲＡＭ７１３には、ＣＰＵ７１１の作業エリアが確保される。ＤＳＰ７１４は、固体撮像デバイス１３により取得したデータを処理して（具体的には、コントラスト処理、分離ドット接続処理等をして）、検出イメージを生成する。有価カード１００はＤＳＰ７１４を備えないようにもでき、この場合には、ＣＰＵ７１１がＥＥＰＲＯＭ７１２に格納された検出イメージ生成プログラムにより画像生成処理を行う。
【００７４】
スイッチ７５は、操作されると電池７４からの電力が画像取得装置１Ａ、回路部７１に供給され、一定時間経過後にオフするように制御される。押圧センサ７２が、指の押圧を検出したときは、光源１４が駆動され、指紋の検出が行われる。
【００７５】
本実施形態では、指紋照合処理はＤＳＰ７１４が行うようにできるし、ＣＰＵ７１１がＥＥＰＲＯＭ７１２内の指紋照合プログラムにより指紋照合処理を行うようにできる。有価カード１００がＤＳＰ７１４を備えない場合は、ＣＰＵ２１がＥＥＰＲＯＭ７１２内の指紋照合プログラムにより指紋照合処理を行うことができる。
【００７６】
通信回路７１５はアンテナ７３を介して、たとえばＥＥＰＲＯＭ７１２に格納された情報を外部機器に出力することができるし、通信回路７１５は、外部機器から受信した情報をＥＥＰＲＯＭ７１２に書き込むことができる。
画像取得装置１Ａが、携帯型電話機の一部として構成される場合には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、電池等として携帯型電話機に付属のものを使用することができる。
【００７７】
本発明実施形態では、２５０〜５００ｄｐｉ、あるいは５００ｄｐｉより高い解像度の指紋検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の導光装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の導光装置の第１実施形態を示す分解図である。
【図３】本発明の導光装置の第２実施形態を断面図である。
【図４】本発明の導光装置の第２実施形態を示す分解図である。
【図５】（Ａ）は本発明の画像取得装置の第１実施形態を示す断面説明図、（Ｂ）は同じく平面図である。
【図６】本発明の画像取得装置の第１実施形態を示す分解図である。
【図７】（Ａ）は第１光学部の検出対象押接スリット近傍の部分断面拡大図、（Ｂ），（Ｃ）は被覆膜のスリット部分にテーパーを形成した例を示す図である。
【図８】（Ａ）は第１光学部の光導入口に全反射ミラーを設けた例を示す図である、（Ｂ）（Ｂ）は、出射光にプリズムを設け導通光の向きを下方に９０°変換させた例を示す図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、第１光学部の作用説明図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の画像取得装置の第２実施形態を示す断面説明図、（Ｂ）は同じくプレートを除去した平面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の画像取得装置の第３実施形態を示す断面説明図、（Ｂ）は同じくプレートを除去した平面図である。
【図１２】本発明の画像取得装置の第４実施形態を示す断面説明図である。
【図１３】（Ａ）はファイバーシートを用いた本発明の画像取得装置の第５実施形態を示す断面説明図、（Ｂ）は同じくプレートを除去した平面図である。
【図１４】第５実施形態において、ファイバーシートの光出射口側端を狭くした例を示す図である。
【図１５】ファイバーシートを用いた画像取得装置の第６実施形態を示す図であり、（Ａ）は第１光学部３３を示す図、（Ｂ）は断面説明図である。
【図１６】ファイバーシートを用いた画像取得装置の第７実施形態を示す図であり、（Ａ）は第１光学部３３を示す図、（Ｂ）は断面説明図である。
【図１７】本発明のファイバーシートを用いた画像取得装置の第８実施形態を示す図であり、（Ａ）はファイバーシート（画像取得装置）の全体を示す図、（Ｂ）はファイバーシートの端面を示す図、（Ｃ）は斜視図である。
【図１８】本発明のファイバーシートを用いた画像取得装置の第９実施形態を示す図であり、（Ａ）はファイバーシートの第１例を示す側面説明図、（Ｂ）はファイバーシートの第２例を示す側面説明図である。
【図１９】本発明の指紋センサ付き有価カードの一実施形態を示す側面部分説明図である。
【図２０】（Ａ）は図１９の有価カードの全体構造を示す図、（Ｂ）は同じく断面図である。
【図２１】図１９の有価カードの回路部を示す図である。
【図２２】従来の指紋センサを示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，２，３，４  画像取得装置
８Ａ，８Ｂ  導光装置
１１，２１，３１，４１，６４，８７  光源
１２，１２ａ，１２ｂ，２２，３２，４２，５３，６３，８８  撮像デバイス
１３，２３，３３，４３  第１光学部
１４，２４，３４、４４  第２光学部
１５，８５  一次元凸レンズ
１６  プリズム
３９，４６  スリット
４５，５１，６１  ファイバーシート
５４  光入射面
５１１  光ファイバー
５５  溝
５２  指紋押接部
７１  回路部
７２  押圧センサ
７３  アンテナ
７４  電池
７５  スイッチ
７６  インタフェース
８１  光入射口
８２，１４２，２４２，１４２１ａ，１４２１ｂ  光出射口
８４，１４４，１４４ａ，１４４ｂ  導光路
８６  透明部分
８９，２４４，３４４  ファイバーシート
１００  指紋センサ付き有価カード
１３１  光入射面
１３２，３３２，１３２ａ，１３２ｂ，４３１  検出対象押接スリット
１３３  被覆膜
１４１，２４１，１４１１ａ，１４１１ｂ  光導入口
４４１，４４２，８３１，８３２，１４３１，１４３２，１４３３，２４３１，２４３２，３４３１，３４３２  プレート
５１１  光ファイバー
７１１  ＣＰＵ
７１２  ＥＥＰＲＯＭ
７１３  ＲＡＭ
７１４  ＤＳＰ
７１５  通信回路
１４１１，２４１１  ミラー
１４４１，１４４２  導光材
１４４３  空隙
Ｂ  基板部
Ｓ  溝
【図１】
2006195659.tif 000003
【図２】
2006195659.tif 000004
【図３】
2006195659.tif 000005
【図４】
2006195659.tif 000006
【図５】
2006195659.tif 000007
【図６】
2006195659.tif 000008
【図７】
2006195659.tif 000009
【図８】
2006195659.tif 000010
【図９】
2006195659.tif 000011
【図１０】
2006195659.tif 000012
【図１１】
2006195659.tif 000013
【図１２】
2006195659.tif 000014
【図１３】
2006195659.tif 000015
【図１４】
2006195659.tif 000016
【図１５】
2006195659.tif 000017
【図１６】
2006195659.tif 000018
【図１７】
2006195659.tif 000019
【図１８】
2006195659.tif 000020
【図１９】
2006195659.tif 000021
【図２０】
2006195659.tif 000022
【図２１】
2006195659.tif 000023
【図２２】
2006195659.tif 000024