(57)【要約】光源（２０６）からの光は、光学システムおよびプリントスキャナの画像センサ（２０８）によって直接には画像化されない光入射面（２０３）を介してプリントスキャナのプリズム（２０１）に入射される。この光は、プリズム（２０１）を横切って伝播し、プリズム（２０１）の高い反射率の面（２０４）にぶつかる。この光がその高い反射率の面（２０４）にぶつかると、散乱および拡散される。この拡散光の一部は、プリズム（２０１）内において全反射（ＴＩＲ）を維持して、プリズム（２０１）のプラテン面（２０２）の内側で反射する。プラテン面（２０２）の内側で反射される拡散光は、光学システム（２１０）および画像センサ（２０８）によって画像化される。
2007524270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と光反射面とプラテン面とを有するプリズムであって、該プリズムの該光反射面が、投射光線を拡散する反射コーティングを有するプリズムと、
光源と
を備え、
該光源が、該プリズムの該光入射面で該プリズムに光線を入射させ、該光線は、該プリズムの内部を通って伝播して、該光反射面の臨界角より小さい角度で該プリズムの該光反射面にぶつかって、該光反射面で拡散し、該拡散された光線が該プリズムの内部を通って伝播して、該プリズムの該プラテン面を照射する、プリントスキャナ。
【請求項２】
前記光入射面がフラットである、請求項１に記載のプリントスキャナ。
【請求項３】
前記光入射面が曲面である、請求項１に記載のプリントスキャナ。
【請求項４】
前記光源が、発光ダイオードのアレイを備える、請求項１に記載のプリントスキャナ。
【請求項５】
前記光源と前記プリズムの前記入射面との間に配置される光学レンズをさらに備える、請求項１に記載のプリントスキャナ。
【請求項６】
前記プリズムの前記光反射面が、前記反射コーティングで覆われる前に分光反射率を減らすように調整される、請求項１に記載のプリントスキャナ。
【請求項７】
前記光反射面がグラウンドである、請求項６に記載のプリントスキャナ。
【請求項８】
前記反射コーティングがペイントである、請求項１に記載のプリントスキャナ。
【請求項９】
光学システムと、
画像センサと
をさらに備え、
該光学システムが、前記プリズムの前記プラテン面の画像を該画像センサの画像化部分上に焦点合わせをし、該画像が主として、前記プラテン面で全反射された拡散光線から構成されている、請求項１に記載のプリントスキャナ。
【請求項１０】
プリントスキャナでリッジパターン画像を生成する方法であって、
該プリントスキャナが、プリズムと光源と光学システムと画像センサとを備え、該プリズムが、光入射面と光反射面とプラテン面とを備え、該光反射面が投射光線を拡散させるコーティングを有し、
該方法が、
（１）  該プリズムの該光入射面を介して該プリズムに光線を入射させ、該入射光線が該プリズムを介して伝播して、該光反射面の臨界角より小さい角度で該光反射面にぶつかることと、
（２）  該プリズムの光反射面で該入射光線を拡散させることと、
（３）  該プリズムの該光反射面から反射された拡散光線を用いて該プラテン面を照射することと
を含む、方法。
【請求項１１】
（４）  前記プリズムの前記プラテン面で全反射された光線を収集することと、
（５）  前記画像センサの画像化部分上に該収集された光線を焦点合わせすることと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プリズムの前記光入射面がフラットである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記プリズムの前記光入射面が曲面である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（１）が、
発光ダイオードを用いて前記入射光線を生成すること
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（１）が、
発光ダイオードと光学レンズとを用いて前記入射光線を生成すること
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（１）が、
前記入射光線を発光ダイオードのアレイを用いて生成すること
を含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオメトリック画像化技術に関し、詳細には、リッジプリントパターンのライブスキャニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオメトリック画像化システムは、これに限定はされないが、プリントリッジパターン（ｐｒｉｎｔ  ｒｉｄｇｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）またはプリント画像化システムを備える。これらのプリント画像化システムは、スキャナまたはライブスキャナのような従来技術に適用されることが多い。従来のライブスキャナは、プリント画像を検出するために光を使用する。例えば、１本以上の指のプリントがされた対象物は、ライブスキャナのプラテン（ｐｌａｔｅｎ）上に置かれ得る。光源は、そのプラテンの下面を照射する。そのプリントのリッジパターンの画像表示は、例えば、固定カメラなどの画像センサによって検出される。
【０００３】
増えつづける需要は、ライブスキャナによって検出されたプリント画像の品質にある。ライブスキャナは、ハイコントラストおよび高解像度を有するプリント画像をキャプチャーし得ることが望まれる。ＦＢＩ（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ）によって公表されるライブスキャナの一基準は、ＩＡＦＩＳ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）のＩＱＳ（Ｉｍａｇｅ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）である（Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｆ）。Ａｐｐｒｎｄｉｘ  Ｆの下で保証を得るには、ライブスキャナはとりわけ、解像度を５００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）以上で画像をキャプチャーできなければならず、一般的にはプラテンのスキャニング範囲にわたり一様な灰色のシェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）を有する。
【０００４】
図１Ａおよび図１Ｂにより図示されるように、従来のライブスキャナは、プラテンの下面を直接照射する照射システムを備える。下記するように、このプラテンの下面を直接照射することには不利な点がある。
【０００５】
図１Ａは、光軸（ＯＡ）１０１を備える第１の従来型ライブスキャナ１００を図示する。ライブスキャナ１００は、光源１０２、照射光学システム１０４、プリズム１０６、カメラ光学システム１０８、およびカメラ１１０を備える。図１Ａの断面図に示されるように、プリズム１０６は、３つの面１２０、１２２および１２４を備える。面１２０は、プラテン（プラテン１２０）である。下記するように、光源１０２から発せられる光線は直接プラテン１２０を照射する。
【０００６】
作動時には、プリントリッジパターンを有する対象物（例えば、指１１２のような）は、画像化するためにライブスキャナ１００のプラテン１２０上に置かれる。ライブスキャナ１００の光源１０２は、光線を発する。これらの光線は、照射光学システム１０４によって集められ、プリズム１０６の面１２２に向けられる。
【０００７】
光源１０２によって発せられた光線は、面１２２でプリズム１０６に入り、プリズム１０２の内部を通って伝播し、プラテン１２０にぶつかる。一般的には、プラテン１２０にぶつかった光線は、全反射（ｔｏｔａｌ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＴＩＲ）である。プラテン１２０にぶつかる投射光線は、典型的には、臨界角より大きな角度でプラテン１２０にぶつかる場合、プラテン１２０で全反射（ＴＩＲ）する。この臨界角は、投射光線とプラテン１２０の垂線との間で計測される。しかし、指１１２のリッジ１１４がプラテン１２０に触れると、ＴＩＲはくずれる。ＴＩＲは指１１２のバレイ（ｖａｌｌｅｙ）１１６によってはくずれない。
【０００８】
指１１２のバレイ１１４に対応してプラテン１２０の一部分にぶつかる光線は全反射して、プリズム１０６の面１２４に向かう。これらの全反射光線は、面１２４でプリズム１０６を出る。カメラ光学システム１０８は、面１２４でプリズム１０６を出る光線を収集し、それらをカメラ１１０の画像化部上に焦点あわせをする。カメラ１１０は、全反射した光線を使用して、指１１２のプリントリッジパターンの画像を形成する。
【０００９】
ライブスキャナ１００のカメラ１１０によって形成された画像では、暗線は、指１１２のリッジ１１４に対応し、明線は、指１１２のバレイ１１６に対応する。当業者に理解されるように、従来技術でライブスキャナ１００を使用してハイコントラストのプリント画像を得るためには、プラテン１２０のスキャニング範囲がフラットで一様な照射を達成することが必要である。これは単純な課題ではない。この課題を解決するためには、複雑な照射システムが使用されることが多く、そのシステムは、ライブスキャナ１００の高コスト化を逃れ得ない。
【００１０】
図１Ｂは、第２の従来型ライブスキャナ１５０を図示する。ライブスキャナ１５０は、光源１０２、プリズム１５２、カメラ光学システム１０８、およびカメラ１１０を備える。図１Ｂの断面図に示されるように、プリズム１５２は、４つの面１５４、１５６、１５８および１６０を有する。面１５４は、プラテン（プラテン１５４）である。典型的には、ペイント１７０のプラックコーティングは、面１５８に適用される。以下に記載されるように、光源１０２から発せられる光線は、プラテン１５４の下面を直接照射する。
【００１１】
図１Ｂに図示されるように、作動時には、プリントリッジパターンを有する対象物（例えば指１１２のような）は、画像化するためにライブスキャナ１５０のプラテン１５４上に置かれる。ライブスキャナ１５０の光源１０２は、面１５６を介してプリズム１５２に入る光線を発する。これらの光線は、プラテン１５４の下面を直接照射する。これらの直接的な光線の一部分は、指１１２のプリントリッジ１１４により拡散および散乱される。これら拡散および散乱された光線はプリント画像を形成するために使用される。これらの光線は全反射（ＴＩＲ）でないので、指１１２のリッジ１１４にぶつからない光源１０２の任意の直接的な光線は、プラテン１５４でプリズム１５０を出る。プリズム１５０を出る光線は（例えば、指１１２のバレイ１１６の存在のために）、そのプリント画像を形成するのに使用され得ない。
【００１２】
指１１２のリッジ１１４によって拡散および散乱した光源１０２からの光線の一部分は、カメラ光学システム１０８およびカメラ１１０に直接伝播し、ここで、その光線は、プリント画像を形成するために使用される。指紋のバレイ１１６が生じるところでは、カメラ１１０およびカメラ光学システム１０８は、黒くペイントされた面１５８を画像化し、指紋のリッジ１１４と比べて暗く見える。それは、ＴＩＲが、指１１２のバレイ１１６によってはくずれないためである。
【００１３】
ライブスキャナ１５０によって形成されたプリント画像では、明線はプリントリッジに対応し、暗線はプリントバレイに対応する。当業者には理解されるように、プリント画像を形成することを目的とする反射光線は、反射をせずにカメラ光学システム１０８およびカメラ１１０に向かってリッジ１１４から直接伝播する光線より低い強度を有する。この強度差は、画像のコントラスト（すなわち、プリントリッジとプリントバレイとの間におけるコントラスト）を提供する。直接光線は、反射光線より高い強度を有し、プリントリッジに対応する明線を形成する。反射された光線の低強度は、プリントバレイに対応する暗線を形成する。
【００１４】
プリント画像形成のために使用される光を拡散および散乱するためには、ライブスキャナ１５０はプリントリッジに依存するので、ライブスキャナ１５０は、暗いプリントリッジ（すなわち、肌色素であるメラニン（詳細には、ウーメラニン（ｅｕｍｅｌａｎｉｎ）として知られる型）の特定閾値の量より多いメラニンを含むプリントリッジ）を有する特定個人のハイコントラストなプリント画像を形成するには使用され得ない。暗いプリントリッジは、明るいプリントリッジより多くの光を吸収する。したがって、その結果、暗いプリントリッジは、明るいプリントリッジほど光を拡散および散乱せず、コントラストの低い画像形式となる。
【００１５】
従来型のライブスキャナの欠点がないライブスキャナが必要とされている。詳細には、任意の個人のハイコントラストなプリント画像を生成し得るが、複雑な照射システムでないライブスキャナが必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（本発明の簡単な要旨）
本発明は、ライブスキャナにおけるプラテンを照射し、ハイコントラストなプリント画像を生成するためのシステムおよび方法を提供する。本発明の実施形態においては、光源からの光は、光入射面を介してプリントスキャナのプリズムに入射する。光入射面は、光学システムおよびプリントスキャナの画像センサによって直接画像化されない面である。この入射光は、プリズム内を伝播し、その反射面の臨界角より小さい角度でプリズムの反射面にぶつかる。この光は、反射面にぶつかる場合に、散乱し拡散される。さらにこの特定の拡散光線は、そのプリズム内で全反射（ＴＩＲ）し、そのプリズムのプラテン面の下側で反射され、画像センサで検出するように光学システムの光軸に沿って伝播する。
【００１７】
様々なタイプのこの面は、本発明によれば光入射面として使用され得る。一実施形態では、光入射面は、プラテンと画像表示面とを連結するフラット面である。プラテンと光照射面との間で形成された角度は少なくとも９０度である。光学レンズは、そのプリズムに光を入射するために使用される光入射面と光源との間に配置され得る。別の実施形態では、光入射面は、画像表示面とプラテンとを連結する曲面である。さらなる実施形態では、光入射面は、そのプラテンの一部分である。
【００１８】
本発明の実施形態では、そのプリズムの光反射面は、投射光を効率的に拡散する反射コーティングで覆われる。一実施形態では、この反射コーティングは、ペイント（例えば、光を反射させる白のペイント）である。別の実施形態では、そのプリズムの光反射面は、反射コーティングを塗布する前に、磨かれ、荒くされ、および／またはつや消しされる。
【００１９】
本発明の特徴は、多くの様々なタイプの光源およびカメラが使用され得ることである。これらの様々な光源およびカメラは、それ自体のみで使用され得、または光学レンズとともに使用され得る。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態、特徴および利点は、本発明の様々な実施形態の構造および作動と同様に、添付の図面を参照して以下に詳細に記載される。
【００２１】
添付の図面は、本明細書中に援用され、本明細書の一部を形成し、本発明を図示して、明細書とともに、本発明の原理をさらに説明し、当業者が本発明の利用および使用を可能にするのに有効である。
【００２２】
ここで本発明は、添付図面を参照して記載され得る。図面中では、同参照番号は、同一のまたは機能的に類似の要素を示す。さらに、参照番号の一番左の英数字は、参照番号が第１にみえる図面を識別する。
【００２３】
（発明の詳細な説明）
本発明は、具体的な適用のために図式的な実施形態を参照して本明細書中に記載されるが、本発明がそれに制限されないことは理解されるべきである。本明細書で提供される技術にアクセスする当業者は、その範囲内および本発明が非常に有益である他の分野内において更なる変形物、適用、および実施形態を認識する。
（１．概要）
本発明は、ライブスキャナにおいてプラテンの一様な拡散された光照射を達成するためのとりわけ単純化された手段を提供する。本発明に援用するライブスキャナは、高解像度でハイコントラストのプリント画像をキャプチャーするという増加している需要を満たしている。
【００２４】
（２．専門用語）
本発明をさらに明確に説明するために、明細書を通して次に示す用語の定義を一貫して固守する努力がなされる。
【００２５】
用語「指」とは、それには限定されないが、手の任意の指を示し、親指、人差し指、中指、薬指、小指を含む。
【００２６】
用語「ライブスキャン（ｌｉｖｅ  ｓｃａｎ）」とは、プリントスキャナによって作られる任意のプリントリッジパターンのスキャンを示す。ライブスキャンは、それに限定はされないが、フィンガー、フィンガーロール（ｆｉｎｇｅｒ  ｒｏｌｌ）、フラットフィンガー（ｆｌａｔ  ｆｉｎｇｅｒ）、４本の指のスラッププリント（ｓｌａｐ  ｐｒｉｎｔ）、親指のプリント、手のひらのプリント、または指の組合せ（例えば、プラテン上に配置された１以上の手または手のひらの指および／または親指のセット）のスキャンを含み得る。
【００２７】
ライブスキャンでは、例えば、左手または右手のどちらか一方または両手の１以上の指または手のひらがスキャナのプラテン上に置かれる。様々なタイプのプリント画像が、具体的な適用により検出される。フラットプリント（ｆｌａｔ  ｐｒｉｎｔ）は、そのプラトンに抗してフラットに押し付けられた指（親指またはその他の指）の指紋画像からなる。ロールプリントは、指（親指またはその他の指）がそのプラテンの面にわたって、指の一面から指の別の面に転がる間に作られる画像からなる。スナッププリントは、そのプラテンに抗してフラットに押し付けられた４つの平らにされた指の画像からなる。パームプリントとは、手のひらの全部または一部をプラテン上に押し付けることを含む。プラテンは、特定のタイプのスキャナ、およびスキャナによってキャプチャーされるプリントのタイプに依存して移動可能または固定であり得る。
【００２８】
用語「バイオメトリック画像システム」、「プリントスキャナ」、「スキャナ」、「ライブスキャナ」、「ライブプリントスキャナ」および「指紋スキャナ」は、交換可能に使用され、ライブスキャンにおけるプリントリッジパターンの画像を得ることができる任意のタイプのスキャナを呼ぶ。得られた画像は、それに限定はされないが、ＦＢＩ形式、ステート（ｓｔａｔｅ）形式、または国際テンプリント（ｔｅｎｐｒｉｎｔ）形式を含む任意の形式で結合され得る。
【００２９】
用語「プラテン」とは、例えば、ライブスキャン中に少なくとも１本の指が置かれる画像化面の構成要素を指す。プラテンは、それに限定されないが、光学プリズム面またはシリコン層面、または光学プリズム面と光学的な接触をとって配置される他の構成要素を含み得る。
【００３０】
（本発明のシステムの実施形態）
図２Ａは、本発明によるライブスキャナ２００の模式的な断面図である。ライブスキャナ２００は、プリズム２０１、光源２０６、画像センサ２０８、および光学システム２１０を備える。プリズム２０１の面２０２は、プラテン面またはプラテンである。プリズム２０１の面２０４は高い反射率を有する面であり、この面は本明細書中で光反射面と呼ばれる。好ましい実施形態では、面２０４は、屈折反射を減らすために磨かれまたはつや消しされ、効率的に拡散される反射を作り出すため、高反射率である白いベイントで覆われる。しかし、本発明は、白いペイントのみを使用することに限定されない。白以外の色が使用され得、使用される光源２０６によって発せられる光波長により、白よりも好ましくあり得る。一実施形態では、反射面２０４または面２０４に塗布された反射コーティングは、それが全反射の臨界角より大きい角度でそのプラテンの下面にぶつかる光の量を高め、照射効率および画像コントラストを向上させるようにその反射光を集中させるホログラフィックフィルムである。
【００３１】
図２Ａに示されるように、ライブスキャナ２００の一実施形態では、光学システム２１０は、３つのレンズ２１２、２１４、および２１６とレンズ口径２１８とを備え、プリズム２０１からの光を画像センサ２０８上に集める。光源２０６は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイなどの任意の光源であり得る。画像センサ２０８は、例えば、固体カメラなどの任意のタイプの画像センサであり得る。
【００３２】
ライブスキャナ２００は、以下のように作動する。光源２０６からの光は、光入射面２０３を通ってプリズム２０１に入射され、この光入射面は、光学システム２１０および画像センサ２０８によって直接画像化されない。この光は、プリズム２０１の内部を通って伝播し、高反射率面またはプリズム２０１の光反射面２０４にぶつかる。この光が面２０４にぶつかる場合に、散乱し拡散する。この拡散光の一部は、全反射（ＴＩＲ）したままで、プラテン面２０１の下面から反射する。このＴＩＲ反射光は、画像表示面２０５でプリズム２０１を出て、光学システム２１０および画像センサ２０８によって画像化される。光線２０９は、光学システム２１０および画像センサ２０８の画像化領域を照射する。
【００３３】
ライブスキャナ２００の作動は、図３〜５を参照してさらに以下に記載される。
【００３４】
図２Ｂは、本発明によるライブスキャナ２５０の模式的な断面図である。ライブスキャナ２５０は、プリズム２５１、光源２５４、カメラ２５６、および光学システム２５８を備える。プリズム２５１の面２５２は、プラテン面またはプラテンである。プリズム２５１の面２５４は、高反射面または光反射面である。好ましい実施形態では、面２５４は、分光反射率を減らすために磨かれまたはつや消しされ、高反射率の白いペイント２６０で覆われて、効率的な拡散反射を作り出す。ライブスキャン２００と同様に、ライブスキャナ２５０は、白いペイントのみを使用することに制限されない。白色以外の色が使用され得、使用される光源２５４によって発せられる光波長に依存して白色よりも好ましくあり得る。プリズム２５１の面２６２は光入射面である。プリズム２５１の面２６４は、画像化表示面である。ライブスキャナ２５０は、ライブスキャナ２００と同じ態様で作動する。
【００３５】
図３Ａは、図２Ａに記載の光源２０６およびプリズム２０１の模式的な断面図である。図３Ａに示されるように、光線３０２は、光入射面２０３で光源２０６からプリズム２０１に入る。単純化および明確化のために、すべての光線が図３Ａに示されるわけではない。光線３０２は、プリズム２０１の内部を通って伝播し、プリズム２０１の面２０４にぶつかる。面２０４は光線３０２を散乱および拡散させ、拡散光３０４を生成する。
【００３６】
図３Ａに示されるように、光入射面２０３は、画像表示面２０５とプラテン面２０２を連結する。プラテン面２０２と光入射面２０３との間に形成されるプリズム２０１の内角は、９０度よりも大きい。プラテン面２０２と光入射面２０３との間における９０度より大きい内角を使用することにより、光線３０２の数を制限し、この光線は、光源２０６から光入射面２０３に入り、プラテン面２０２の下面にぶつかって、光反射面２０４によって拡散される。一定の実施形態では、光反射面２０４により拡散される前に、プラテン面２０２の下面にぶつかる光源２０６からの光線３０２の数を制限することによって、画像化センサ２０８により形成されるプリント画像のコントラストを改善し得る。
【００３７】
図３Ｂは、光源２０６およびプリズム３１０の模式的な断面図である。図３Ｂに示されるように、光線３０２は、光入射面３１３で光源２０６からプリズム３１０に入る。単純化および明確化のために、光線のすべてが図３Ｂに示されているわけではない。光線３０２は、プリズム３１０の内部を通って伝播し、プリズム３１０の面３１５にぶつかる。面３１５は、光線３０２を散乱および拡散して、散乱光３０４を作り出す。
【００３８】
図３Ｂに示されるように、光入射面３１３は、画像表示面３１７にプラテン面３１４に連結する。光入射面３１３は、プラテン面３１４に垂直である。図３Ｂにおいては、光源２０６によって発せられる光線は、プリズム３１０に入り、プリズム３１３の内部を通って伝播するように示される。多くのこれらの光線３０２は、面３１５に到達するまで直接プリズム３１０を横切って伝播する。しかし、これら光線３０２の一部は、プラテン面３１４の下面で反射して、例えば、面３１５中の範囲３２０に再度向く。これら再配向された光線３０２は、有益な一定の実施形態であり、面３１５を横切った光強度の差を最小化するように光源２０６からの光線を再分配するように使用される。
【００３９】
図４は、図２Ａ記載のライブスキャナ２００のＴＩＲ作動を図示する模式的な断面図である。図４で示されるように、面２０４によって形成される拡散光３０４の一部は、プラテン２０２にぶつかり、ＴＩＲ中に残る。この拡散光は、プラテン面２０２の下面で反射する。プラテン面２０２で全反射された光線は、画像化表示面２０５でプリズム２０１を出て、光学システム２１０および画像化センサ２０８によって画像化される。拡散光線４０１、４０２、および４０３は、光学システム２１０の画像化領域および画像化センサ２０８を図示する。
【００４０】
図５は、指５０２の存在により、図２Ａのライブスキャナ２００のＴＩＲ作動がどのように変化するかを図示する模式的な断面図である。指５０２がプラテン面２０２上に置かれる場合には、指５０２の指紋リッジは、プラテン面２０２のＴＩＲをくずす。拡散光は、プラテン面２０２でＴＩＲが崩れる所でプリズム２０１から逃れる。図５に示されるように、拡散光線４０１および４０３は、指５０２が存在するにも関わらず、光学システム２１０および画像センサ２０８により画像化される。しかし、拡散光線４０２は、プラテン面２０２のＴＩＲが指紋リッジの存在によりくずれるプラテン面２０２の一部にぶつかる。したがって、光線４０２は、プラテン面２０２でプリズム２０１を逃れ、光学システム２１０によって収集されない。本明細書中の詳細な説明を与えて当業者によって理解されるように、画像センサ２０８により形成される指紋のリッジパターンの画像において、指５０２の指紋のリッジは暗く見えて、指５０２の指紋のバレイは明るく見える。
【００４１】
図６は、本発明による様々な光入射面を図示する模式的な断面図である。明細書中に記載されるように、これらの様々な実施形態は、本発明によるプリントスキャナがフラットを達成し、および例えば、プリズム２０１のようにプリズムのプラテン面の下面の拡散照射が達成されることを許容する。図６において図示された各実施形態は、ライブスキャナ２００に対して本明細書中で記載されるのと同じ態様で作動する。
【００４２】
図６における実施形態６０２は、図３Ａに関して上記される本発明の実施形態である。実施形態６０２は、プリズム２０１および光減２０６を備える。図６に示されるように、光入射面２０３は、プラテン面２０２と画像表示面２０５とを連結するフラット面である。プラテン面２０２と画像表示面２０５との間に形成される角度は、９０度よりも大きい。実施形態６０２において、光減２０６と光反射面２０３との間においてレンズは使用されない。
【００４３】
実施形態６０４は、プリズム２０１と光源２０６との間に配置されるレンズ６０５を備えるという点を除いては、実施形態６０２と同じである。レンズ６０５は、例えば、光源２０６から発せられた光を整形および／またはフィルタをかけるために使用される従来の光学レンズである。プリズム２０１に入射する前に光源２０６によって発せられた光を整形および／またはフィルターをかけることが有益であるのは、明細書中の記述を与えられると当業者には公知となる。
【００４４】
実施形態６０６も、プリズム２０１と光源２０６との間に配置されるレンズ６０７を備えるという点を除いては、実施形態６０２と同じである。レンズ６０７は、光がプリズム２０１に入射する前に光源２０６から発せられる光を拡散させる拡散レンズ（ｄｉｆｆｕｓｉｎｇ  ｌｅｎｓｅ）である。当業者には公知であるが、特定の光源を用いて拡散レンズを使用することは有益である。
【００４５】
実施形態６０８は、曲面状の光入射面６０９を備えるプリズム２０１を図示する。光入射面６０９の曲率により、投射光が屈折される。曲面状の入射光面６０９を有するプリズム２０１を使用する場合には、例えば、プリズム２０１に光を入射させるために物理的により小さな光源６１１を使用することが可能である。曲面状の光入射面６０９の形状は例示であり、本発明を制限することを意図しない。
【００４６】
実施形態６１０は、図３Ｂに関して上記される本発明の実施形態である。光入射面６１３はフラットであり、プラテン面２０２に垂直である。図６に示されるように、光源２０６によって発せされる光線は、プリズム２０１に入って、プリズム２０１の内部を通って伝播する。これらの光線の多くは、反射面（示さず）に到達するまで、直接プリズム２０１を横切って伝播する。しかし、これらの光線の一部は、面２０２の下面で反射し、反射面（示さず）の方向に再度配向される。これら再配向された光線は、特定の実施形態においては有益であり、反射面前後の光強度の差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ  ｉｎ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ａｃｒｏｓｓ  ｔｈｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）を最小化するように、光源２０６からの光を再分配するために使用される。
【００４７】
実施形態６１２は、プラテン面２０２の端部を通ってプリズム２０１に光を入射させるように、光源２０６が再配置されるという点を除いては実施形態６１０と同じである。実施形態６１２は本発明の例を図示し、ここで、プリズム２０１の単一の面は、プラテン面および光入射面として役に立つ。実施形態６１２の利点は、光源２０６はここで、面６１３ではなくプラテン面２０２と隣接するので、実施形態６１０よりも縮小化されるということである。
【００４８】
本明細書中の詳細な説明に与えられると当業者によって理解されるように、図６に示される実施形態は例示であり、本発明を制限することを意図しない。
【００４９】
（４．本発明による方法の実施形態）
図７は、例えば、指紋、手のひらのプリント、および／またはフットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）のリッジプリントパターンのパターン画像を生成するための本発明による方法７００のステップのフローチャートを示す。図７に示されるように、方法７００は５つのステップからなる。
【００５０】
方法７００は、プリズム、光源、光学システム、および画像センサを備えるライブスキャナをここで参照して記載される。この構成は、方法７００の詳細な説明に役立つことを意図し、本発明を制限することを意図しない。
【００５１】
ステップ７０２では、光は、ライブスキャナのプリズムに入射される。この光は、プリズムの光入射面を通って入射されることが好ましく、このプリズムの光入射面はライブスキャナの画像センサによって画像化されない。図６は、光源とプリズムとの様々な例示の配置を図示し、この配置は光をプリズムに入射させるために使用され得る。いったん入射すると、この入射光は、そのプリズムの光反射面にぶつかるまで、プリズムの内部を通って伝播する。
【００５２】
ステップ７０４では、入射光は、プリズムの光反射面によって拡散する。理想的には、プリズムの光反射面は、例えば、投射光を効率的に拡散させる反射ペイントのような、コーティングを備えるべきである。光反射面は、分光反射率を減らすようコーティングする前に磨かれ得、またはつや消しされ得、または別の方法で調節され得る。
【００５３】
ステップ７０６では、プリズムのプラテン面は、プリズムの光反射面で反射した拡散光により照射される。少なくとも反射された拡散光の一部においては、拡散光はＴＩＲの状態でプリズム中に残り、プリズムのプラテン面の下面で反射する。上で注目したように、プラテン面上における指のリッジまたはパームリッジの存在により、プラテン面でのＴＩＲはくずれる。
【００５４】
ステップ７０８では、プリズムのプラテン面で反射された光が収集される。この収集ステップの目的は、リッジパターンを表すプラテン面からの十分な光が、適切に画像センサの方向を向くことを確保することである。この収集ステップは、ライブスキャナの光学システムによって実行される。
【００５５】
ステップ７１０において、ステップ７０８において収集された光は、画像センサの画像部上に焦点を合わされ、この画像センサは、プリズムのプラテン面上に存在するリッジプリントパターンの画像を形成するために使用され得る。
【００５６】
（５．結論）
本発明の特定の実施形態が上記されたが、それは例示の目的のみで表され、その実施形態に制限されないことが理解されるべきである。添付の特許請求の範囲内に定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細において様々な変化がなされ得ることが当業者によって理解される。このようにして、本発明の幅および範囲は、上述した例示の実施形態のいずれかによって制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物にしたがってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】第１の従来型のライブスキャナの光学システムの模式的な断面図である。
【図１Ｂ】第２の従来型のライブスキャナの光学システムの模式的な断面図である。
【図２Ａ】本発明によるライブスキャナの光学システムの模式的な断面図である。
【図２Ｂ】本発明によるライブスキャナの第２の光学システムの模式的な断面図である。
【図３Ａ】図２Ａ記載の光源とプリズムの模式的な断面図である。
【図３Ｂ】本発明による光源およびプリズムの別例の実施形態の模式的な断面図である。
【図４】図２Ａ記載のライブスキャナの全反射（ＴＩＲ）作動を図示する模式的な断面図である。
【図５】図２Ａに記載の指の存在がライブスキャナのＴＩＲ作動を変化させる態様を図示する模式的な断面図である。
【図６】本発明による様々な光入射面を図示する模式的な断面図である。
【図７】本発明により、ライブスキャナを用いてリッジパターン画像を生成するための方法のステップを図示するフローチャートである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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