(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯に便利で変形なしの指紋を取得できる薄型化光学ロール指紋識別機を提供する。【解決手段】薄型化光学ロール指紋識別機は、主に、レンズ台本体１及び上蓋の間にプリズム本体３を設け、本プリズム本体は上方が広く下方が狭い底部が曲面台形状のプリズムであり、その上表面にはプリズム指紋接触面３３を備え、前方端をプリズム画像取得面３１とし、後方端をプリズム反射面３４とし、両側をプリズム曲折面として構成する。また、別に、発光ダイオードチップを備える回路板をプリズム本体の下方に設置して、光線をプリズム本体から上方向に投射した後、小体積のプリズム本体が反射する故、台形ディストーション及び光のコントラストの問題を低下させ、取得画像面積が大きく、更に明晰になる。【選択図】図５
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
レンズ台本体、プリズム本体、印刷回路板本体を備える薄型化光学ロール指紋識別機において、
前記レンズ台本体は、内設空間を備え、プリズム固定台を設け、並びに、前面端にはレンズ部固定台を配置し、その上にレンズ筒を設け、
レンズ台本体内に設けた前記プリズム本体は、その前方に光源画像を屈折させるプリズム画像取得面を、後方には傾斜するプリズム反射面を形成し、プリズム本体の上方にはプリズム指紋接触面を設け、下方の後方部分にはプリズム全反射面を設け、下方の前方部分を厚みが薄くなる階段状とするが、前後方部分の境界箇所にはプリズム曲面を形成し、両側には外側方向に傾斜するプリズム屈折面を設け、
前記印刷回路板本体二つは、レンズ台本体前方端に配置した前回路板及びレンズ台本体下方に配置したシェーディング回路板を備え、その内の前回路板には映像サンサを内設、シェーディング回路板内には、最低一つの発光ダイオードチップ設けることを特徴とする薄型化光学ロール指紋識別機。
【請求項２】
前記プリズム本体後方の反射面の傾斜は６５度〜７９度間であることを特徴とする請求項１記載の薄型化光学ロール指紋識別機。
【請求項３】
前記プリズム本体後方の反射面後方には別に反射鏡を設けることを特徴とする請求項１記載の薄型化光学ロール指紋識別機。
【請求項４】
前記レンズ台本体上方には上蓋本体を設け、上蓋本体の中央に開けた窓穴はプリズム指紋接触面と向き合い、上蓋本体の両側には、それぞれプリズム滑り止め嵌合部を設置することを特徴とする請求項１記載の薄型化光学ロール指紋識別機。
【請求項５】
前記シェーディング回路板の発光ダイオードチップは両側に設け、レンズ台本体のプリズム屈折面に対応させることを特徴とする請求項１記載の薄型化光学ロール指紋識別機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は指紋識別機に係り、特に薄型化光学ロール指紋識別機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指紋の識別は既に現在の科学的識別もしくは身分確認の主な根拠となり、よって指紋識別機は非常に重要なツールである。しかし公知の指紋識別機を使用する場合、サンプルを取得する段階においてひずみを起こし易く、完全に押された指紋を取得するには正確に読み取ることが必要であり、しかし実際操作においては、指紋が完璧である確率は非常に低いものとなる。人の指の柔軟性が異なり、乾燥または湿気も異なり、付けたインクの量によっても識別の実施に影響を及ぼし、一般の光学式指紋装置で指紋を読み取る場合は、いわゆる台形ディストーション（Trapezoid Distortion）の発生、及びシェーディングによる明度コントラスト過大の問題があり、よって、完全で正確、偏差なし、変形なしの指紋を取得するのは難しく、あるエリアデータをカットして演算できるのがいい方で、図を連結する方式で完全な大面積の指紋を取得できないのが公知の主な欠点であった。
【０００３】
また、光学式指紋装置の光モジュールは比較的大きく、携帯に便利な中小型製品の体積を設計することは難しく、パーツの固定も角度の関係から容易に脱落したり装着の困難性があり、これが製品のもう一つの欠点である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
よって、前述の公知光学式指紋装置の欠点を解決する為、プリズム本体に特別設計を加え、正確な指紋の投射を達成し、台形ディストーション、電子上の電源消費及びシェーディングによって引き起こされる画像不明（高コントラスト現象）の問題を減少させる。また、巧妙な薄型構造で場所をとらない体積のものを設計することにより、光モジュール全体の構造層面を薄くする。形を携帯に便利にすることが業界において深く期待されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の主な目的は、薄型化光学ロール指紋識別機を提供することにあり、それは、プリズム本体を利用し、指紋画像をプリズム本体を通して取得し、並びに、レンズ部に反射して拡大することにより、画像サンサは更に明晰な画像を取得し、台形ディストーションを低下させ、正確度を高める目的を達成する。  
【０００６】
本考案のもう一つの目的は、プリズム本体下方に発光ダイオードを設け、更に、プリズム側面側の屈折面を経て光源を屈折させてプリズム画像取得面に投射することにより、伝統的な指紋センサがハイライトにより招かれるディストーションの問題を効果的に解決する。
【０００７】
上述目的を達成する為、本考案の指紋識別機は、レンズ台本体を備え、その内部にプリズム固定台を設け、レンズ台本体の両側エッジ箇所にはそれぞれプリズム滑り止め栓を設置し、並びに、レンズ台本体の前面端にはレンズ部固定台を配置し、レンズ筒はレンズ固定台上に設置する。プリズム本体は上方が広く下方が狭い底部が曲面台形状のプリズムであり、その上表面にはプリズム指紋ロール接触面を備える。前方端をプリズム画像取得面とし、後方端をプリズム反射面とし、両側をプリズム曲折面とする。上蓋本体の中央は中空の指紋ロール接触エリアとし、プリズム指紋ロール接触面を内部に設置し、指紋を転がして画像を取得するものである。また、印刷回路板本体二つは、レンズ台本体の前方端と底部に配置し、画像取得装置と発光ダイオードチップを設置することにより、便利にレンズ台本体の画像を取得して使用できる。この構造の光学式ロール指紋識別機は、台形ディストーション及びシェーディングの問題を低下し、画像取得面積を拡大し、画像を更に明晰にする故、ロール式画像取得と大量生産に非常に適応するものである。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の薄型化光学ロール指紋識別機は、台形ディストーション及びシェーディングの問題を低下し、画像取得面積を拡大し、画像を更に明晰にすることを特徴とする指紋識別機である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の分解図である。
【図２】本考案のプリズム断面図である。
【図３】本考案の上面図である。
【図４】本考案の関連構造側面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す通り、本考案の薄型化光学ロール指紋識別機は、次の構成要素を備えている。
【実施例】
【００１１】
レンズ台本体１は、内部に内設空間を備え、プリズム固定台１０１を設ける。また、レンズ台本体１の両側エッジにはそれぞれ、プリズム滑り止め栓１０２を設置し、レンズ台本体１前面端にはレンズ部固定台１０３を配置する。
【００１２】
レンズ筒４１とレンズ台４２を備えるレンズ部４は、レンズ部固定台１０３上に設置する。
【００１３】
図１、２、５、６に示す通り、プリズム本体３の前方には光源画像を屈折するプリズム画像取得面３１を、後方にはプリズム反射面３４を形成し、プリズム本体３の上方にはプリズム指紋接触面３３を設け、下方の後方部分にはプリズム全反射面３２を設け、下方の前方部分を厚みが薄くなる階段状とするが、前後方部分の境界箇所にはプリズム曲面３５を形成する。両側には外側方向に傾斜するプリズム屈折面３６を設ける。その断面図は図６に示す通りであり、上方が広く下方が狭い台形構造体である。また、両側のほぼ上方にはそれぞれプリズム固定栓３０１を設け、前記プリズム固定栓３０１は、図１、図４に示す通り、プリズム滑り止め栓１０２内に配置して固定する。
【００１４】
前述のプリズム本体３のプリズム反射面３４は７２度の傾斜を成し、プリズム全反射面３２と連結する。別に設ける反射鏡６は、プリズム反射面３４後方に配置し、プリズム反射面３４と反射鏡面６１を密着させて反射効果を増強させる。
【００１５】
図１、図４に示す通り、上蓋本体７の中央には窓穴７１を開け、指紋接触エリアとし、プリズム指紋接触面３３を窓穴７１の下方に配置して指紋画像を取得する。上蓋本体７の両側エッジにはそれぞれプリズム滑り止め嵌合部７２を設け、プリズム固定栓３０１上方を被嵌、プリズム滑り止め栓１０２と連結する。
【００１６】
図１、３、５に示す通り、二つの印刷回路板本体９は、レンズ台本体１前方端に配置した前回路板９１及びレンズ台本体１下方に配置したシェーディング回路板９２を備える。その内の前回路板９１には映像サンサ５を内設、シェーディング回路板９２の両側のそれぞれに発光ダイオードチップ２を設ける。発光ダイオードチップ２は便利にレンズ台本体１をシェーディングするものであり、これにより更に明晰な指紋画像を取得することが可能となる。
【００１７】
図１、図５に示す通り、本考案の特色は、指紋がプリズム本体３を経てプリズム指紋接触面３３からプリズム全反射面３２及びプリズム反射面３４を経過した後、光ビームがプリズム全反射面３２と平行に、プリズム画像取得面３１に反射し、レンズ部４に進入した後、画像が映像サンサ５（シーモスセンサCMOS SENSOR）に現われる（これは公知技術故、説明を省略する）。プリズム底部の曲面３５が画像の共役の長さを修正することにより、線形台形ディストーションを大幅に改善する。図５に描いた投射経路は画像の非常に明晰な投影を取得することができる。
【００１８】
図１、図６に示す通り、主な光源は発光ダイオードチップ２からプリズム屈折面３６にプリズム屈折面３６に投射し、光源を均等にプリズム曲面３５に放射し、指紋（プリズム指紋接触面３３）を二回、映像サンサ５に全反射する。図６に示す通り、発光ダイオードチップ２の投射経路は、多数回の屈折を通して均等にシェーディングする明晰な画像を取得でき、公知の光源の不均等性と画像の露光値の制御が難しい欠点を改善し、並びに台形ディストーションの問題を解決する。
【００１９】
反射面の光源を均等化したい場合は、プリズム屈折面３６の角度を変更して光線を調節することができる。
【００２０】
画像の台形ディストーション部分は、前述した通り、光路の共役長さの差異により引き起こされるディストーションであり、このシステムの台形ディストーション比率は図６に示す通りである。現在のシーモスセンサの画像取得マトリックスエリアは1/4インチ〜1/10インチ等である。更に、レンズが異なるシーモスセンサに対応することにより異なる視角を生じさせる。このシステムの焦点距離は装着差が異なる焦点距離を引き起こしており、焦点問題を解決する為、レンズ筒（ヘッド）部分にネジを設計し、画像の焦点を合わせるのに用いている。一般の光学指紋機の設計は唯一つのシーモスセンサ装置に対して設計するものであり、センサの取替えもしくは装着誤差が画像取得の不良を引き起こすと、装置全体を廃棄処分しなければならず、さもなければ、組み合わせの装着問題が引き起こされる。
【００２１】
公知の指紋モジュールの問題は、画像読み取りの台形ディストーションにあり、光路の共役長さの差異によって引き起こされるディストーションが原因である。本考案はこの問題を解決する為に、プリズム底部に曲面を増加し、異なる位置の光路経路の長さを変化させ、共役長さの差異を小さくし、更に台形ディストーションを減少させ、画像の繋ぎ合わせの問題を改善したことが本考案の一つの特徴である。
【００２２】
よって、本考案の設計は、特殊なプリズム本体の反射を効果的に利用し、画像を明晰にし、全体システムの電源損失を低下させ体積を縮小する他、コストを削減し、更に、光線の均等性によって指紋識別の正確度、安定性を大幅に高め、識別時間を減少させ、画像接合方式によって大面積の完全な指紋を取得でき、線形台形ディストーションの比率を減少させることが本考案の特徴である。
【符号の説明】
【００２３】
１  レンズ台本体
１０  レンズ筒
１００  薄型化光学ロール指紋識別機
１０１  プリズム固定台
１０２  プリズム滑り止め栓
１０３  レンズ部固定台
２  発光ダイオードチップ
３  プリズム本体
３０１  プリズム固定栓
３１  プリズム画像取得面
３２  プリズム全反射面
３３  プリズム指紋接触面
３４  プリズム反射面
３５  プリズム曲面
３６  プリズム屈折面
４  レンズ部
４１  レンズ筒
４２  レンズ台
５  映像サンサ
６  反射鏡
６１  反射鏡面
７  上蓋本体
７１  中空の窓穴
７２  プリズム滑り止め嵌合部
９  印刷回路板本体
９１  前回路板
９２  シェーディング回路板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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