(57)【要約】【課題】回転指紋像を容易且つ確実に検出可能とするファイバ光学プレート及び指紋検出装置を提供する。【解決手段】ファイバ光学プレート１には、複数の光ファイバＦの一端面により構成され、光ファイバＦに指紋像を入力すべく指の先端部が載置される入力面２、及び、複数の光ファイバＦの他端面により構成され、光ファイバＦを伝搬した指紋像が出力される出力面３が設けられている。入力面２は、各光ファイバＦの光軸に略平行な中心線ＣＬを有する円錐ＣＣの側面の一部に沿った凹面となっている。入力面２と指の先端部の表面とを密着させつつ、指の先端部の回転指紋像を容易且つ確実に検出することが可能となる。【選択図】図１
2011043773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバの一端面により構成され、前記光ファイバに指紋像を入力すべく指が載置される入力面、及び、複数の前記光ファイバの他端面により構成され、前記光ファイバを伝搬した指紋像が出力される出力面を有するファイバ光学プレートであって、
前記入力面は、前記入力面における前記光ファイバの光軸に略平行な中心線を有する円錐の側面の少なくとも一部に沿った凹面となっており、
前記入力面と該入力面における前記光ファイバの光軸との傾斜角度は、空気と前記ファイバの一端面との境界面を介して前記光ファイバのコアに入射した光が、前記光ファイバのクラッドとの境界面で全反射されないような角度であることを特徴とするファイバ光学プレート。
【請求項２】
請求項１記載のファイバ光学プレートと、
前記ファイバ光学プレートの前記入力面に載置された指に対して光を照射する光源と、
前記ファイバ光学プレートの前記出力面に出力された指紋像を検出する検出器と、を備えることを特徴とする指紋検出装置。
【請求項３】
前記光源は、前記ファイバ光学プレートの前記入力面側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の指紋検出装置。
【請求項４】
前記光源は、前記ファイバ光学プレートの前記出力面側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の指紋検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋像を検出するためのファイバ光学プレート及び指紋検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のファイバ光学プレートとして、光ファイバを複数束ねた状態で一体的に形成されると共に、この複数の光ファイバの各光軸に対して所定角度傾斜した円柱形状の貫通孔が設けられたファイバ光学プレートが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４６１５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のファイバ光学プレートは、貫通孔に指を挿し込むことによって、貫通孔の内面である入力面に指の先端部を載置し、入力面と指の先端部の表面とを密着させて、いわゆる回転指紋像（Rolled  Fingerprint）を検出するように構成されている。このようなファイバ光学プレートにおいては、回転指紋像をより容易に且つ確実に検出可能とすることが求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、回転指紋像を容易に且つ確実に検出可能とするファイバ光学プレート及び指紋検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るファイバ光学プレートは、複数の光ファイバの一端面により構成され、光ファイバに指紋像を入力すべく指が載置される入力面、及び、複数の光ファイバの他端面により構成され、光ファイバを伝搬した指紋像が出力される出力面を有するファイバ光学プレートであって、入力面は、入力面における光ファイバの光軸に略平行な中心線を有する円錐の側面の少なくとも一部に沿った凹面となっており、入力面と該入力面における光ファイバの光軸との傾斜角度は、空気と前記ファイバの一端面との境界面を介して光ファイバのコアに入射した光が、光ファイバのクラッドとの境界面で全反射されないような角度であることを特徴とする。
【０００７】
このファイバ光学プレートでは、入力面が円錐の側面の少なくとも一部に沿った凹面となっている。そのため、円錐が相対的に太い場合（すなわち、円錐の頂角が相対的に大きい場合）には、入力面に対する指の滑りを防止して、入力面上で指を回転させることができる。一方、円錐が相対的に細い場合（すなわち、円錐の頂角が相対的に小さい場合）には、円錐の中心線に沿って指を進退させることで、入力面に指をフィットさせることができる。したがって、このファイバ光学プレートによれば、回転指紋像を容易に且つ確実に検出することが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る指紋検出装置は、本発明に係るファイバ光学プレートと、ファイバ光学プレートの入力面に載置された指に対して光を照射する光源と、ファイバ光学プレートの出力面に出力された指紋像を検出する検出器と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、光源は、ファイバ光学プレートの入力面側に配置されていてもよいし、或いは、ファイバ光学プレートの出力面側に配置されていてもよい。
【００１０】
これらの指紋検出装置は、上述したファイバ光学プレートを備えているので、回転指紋像を容易に且つ確実に検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転指紋像を容易に且つ確実に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るファイバ光学プレートの一実施形態の斜視図である。
【図２】図１のファイバ光学プレートにおける光ファイバの配列を示す図である。
【図３】図１のＩ−Ｉ線に沿っての断面図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る指紋検出装置の一実施形態の構成図である。
【図６】本発明に係る指紋検出装置の他の実施形態の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明に係るファイバ光学プレートの一実施形態の斜視図である。図１に示されるように、ファイバ光学プレート（以下、ＦＯＰと称する）１は、光ファイバを複数束ねた状態で略直方体状に一体的に形成されている。なお、ＦＯＰ１を構成する光ファイバの光軸の方向を、以下の図中において矢印ｘで示す。このＦＯＰ１には、複数の光ファイバの一端面により構成され、光ファイバに指紋像を入力すべく指の先端部が載置される入力面２、及び、複数の光ファイバの他端面より構成され、光ファイバを伝搬した指紋像が出力される出力面３が設けられている。
【００１５】
入力面２は、光ファイバの光軸に略平行な中心線ＣＬを有する円錐ＣＣの側面の一部に沿った凹面となっている。具体的には、入力面２は、中心線ＣＬを含み且つ円錐ＣＣの底面に直交する平面で略半分に分割された円錐形状の切欠き部４の内面となっている。出力面３は、切欠き部４が形成されたＦＯＰ１の端面５に対向する面であり、光ファイバの光軸に略直交している。なお、入力面２及び出力面３には鏡面加工が施されている。
【００１６】
図２に示されるように、ＦＯＰ１の各光ファイバＦは、入射した光を伝搬するコア６と、コア６の外周部を覆うクラッド７と、を有している。隣接する光ファイバＦの間には、クラッド７を覆うように吸収体８が設けられている。この吸収体８によって、コア６から漏れてクラッド７に入射した光が吸収されるので、隣接する光ファイバＦ同士が吸収体８によって光学的に絶縁された状態となる。よって、隣接する光ファイバＦの間でのクロストークの発生が防止され、出力像（指紋像）のＳ／Ｎ比が改善される。
【００１７】
図３に示されるように、入力面２は光ファイバの光軸に対して傾斜しており、その傾斜角度はθとなっている。入力面２と光ファイバの光軸との傾斜角度θ（以下、スラント角θと称する）は、空気中から光ファイバのコア６に入射した光が、光ファイバのクラッド７との境界面で全反射されないような角度となっている。このようなスラント角θは、次のようにして決めることができる。
【００１８】
図４は、図３に示される領域Ａの概略拡大図である。図４において、ｎは空気の屈折率、ｎ０はコア６の屈折率、ｎ１はクラッド７の屈折率をそれぞれ表わしている。この場合、光がいかなる角度で空気中からコア６に入射しても、コア６とクラッド７との境界面で全反射されないような角度αを、以下の式により求めることができる。
【数１】
2011043773.tif 000003
【数２】
2011043773.tif 000004
【数３】
2011043773.tif 000005
【００１９】
スラント角θは、上記の式により求められる角度α以下の角度として決めればよい。なお、入力面２が沿う円推ＣＣの中心線ＣＬが各光ファイバＦの光軸に略平行となっているため、スラント角θは、入力面２における位置に依らずに一定となっている。
【００２０】
続いて、ＦＯＰ１を用いた指紋検出装置について説明する。図５は、ＦＯＰ１を用いた指紋検出装置の構成図であって、本発明の指紋検出装置の一実施形態を示している。
【００２１】
図５に示されるように、指紋検出装置１０は、ＦＯＰ１と、ＦＯＰ１の入力面２側（光ファイバの一端面側）に配置され、ＦＯＰ１の入力面２に載置された指の先端部に対して光を照射するファイバライト（光源）１１と、ＦＯＰ１の出力面３側（光ファイバの他端面側）に配置され、ＦＯＰ１の出力面３に出力される指紋像を検出するカメラ（検出器）１２と、を備えている。
【００２２】
この指紋検出装置１０を用いて回転指紋像を検出する場合には、まず、指の先端部をＦＯＰ１の入力面２に載置して指の先端部の表面を入力面２に密着させる。そして、ファイバライト１１から指の先端部に対して光を照射した状態で、指を回転させて回転指紋像を入力面２に入力する。同時に、入力面２から入力されて複数の光ファイバＦを伝搬し出力面３から出力された回転指紋像をカメラ１２によって検出する。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態に係るＦＯＰ１においては、入力面２が円錐ＣＣの側面の少なくとも一部に沿った凹面となっている。そのため、入力面２に対する指の先端部の滑りを防止して、入力面２上で指の先端部を回転させることができる。したがって、このＦＯＰ１によれば、入力面２と指の先端部の表面とを密着させつつ、指の先端部の回転指紋像を容易且つ確実に検出することが可能となる。
【００２４】
さらに、ＦＯＰ１のスラント角θは、空気中から光ファイバＦのコア６に入射した光が、光ファイバＦのクラッド７との境界面で全反射されないような角度となっている。これにより、入力面２に載置された指の先端部を透過し、入力面２に接触しない指紋の凹部から出射される光は、空気を介して入力面２から光ファイバＦのコア６に入射するので、コア６とクラッド７との境界面で全反射されない。したがって、指紋の凹部からの光は、吸収体８によって吸収され、減衰しながら光ファイバＦを伝搬するので、指紋の凹部の像は暗くなる。その結果、出力面３から出力される回転指紋像は、凹凸が明瞭な像となる。
【００２５】
また、ＦＯＰ１によれば、スラント角θが入力面２における位置に依らずに一定となっているので、指の先端部を載置する入力面２の位置に依らずに、解像度が一定となり、安定して回転指紋像を検出可能とすることができる。
【００２６】
加えて、ＦＯＰ１においては、入力面２が切欠き部４の内面とされており、ＦＯＰ１の外部に向けて開放されているので、容易に指の先端部をこの入力面２に密着させ、回転させることができる。
【００２７】
また、本実施形態に係る指紋検出装置１０は、ＦＯＰ１を備えているので、上述したように、容易に且つ指の先端部を載置する位置に依らずに安定して凹凸が明瞭な回転指紋像を検出することができる。
【００２８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
例えば、指紋検出装置１０においては、図６に示されるように、ファイバライト１１をＦＯＰ１の出力面側に配置してもよい。この場合、ＦＯＰ１の入力面２に載置される指の先端部には、光ファイバＦを介して光が照射されることとなる。このため、スラント角θは、上述のように空気中から光ファイバＦのコア６に入射した光が光ファイバＦのクラッド７との境界面で全反射されないような角度として決めるのではなく、出力面３から入射し光ファイバＦのコア６中を伝搬した後に入力面２と空気との境界面で反射された光が、光ファイバＦのコア６とクラッド７との境界面で全反射されないような角度とすることが好ましい。このような角度としては、例えば、コア６及びクラッド７の屈折率がそれぞれ１．６２及び１．４８程度である場合には、３０°〜６０℃とすることが好ましく、特に、４５°とすることが一層好ましい。このような指紋検出装置１０によれば、指紋の凹部の像が暗くなるので、凹凸が明瞭な回転指紋を検出することができる。
【００３０】
また、上記実施形態は、円錐ＣＣが指の先端部に対して相対的に太い場合（すなわち、円錐ＣＣの頂角が相対的に大きい場合）であったが、指の先端部と同程度に円錐ＣＣを相対的に細くしてもよい（すなわち、円錐の頂角が相対的に小さくしてもよい）。この場合には、円錐ＣＣの中心線ＣＬに沿って指を進退させることで、入力面２に指をフィットさせることができ、回転指紋像を容易に且つ確実に検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１…ファイバ光学プレート、２…入力面、３…出力面、４…切欠き部、６…コア、７…クラッド、１０…指紋検出装置、１１…ファイバライト（光源）、１２…カメラ（検出器）、ＣＣ…円推、ＣＬ…中心線、Ｆ…光ファイバ。
【図１】
2011043773.tif 000006
【図２】
2011043773.tif 000007
【図３】
2011043773.tif 000008
【図４】
2011043773.tif 000009
【図５】
2011043773.tif 000010
【図６】
2011043773.tif 000011