(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化・薄型化を可とする指紋画像読取装置を提供する。【解決手段】指紋画像を取得するための指紋画像読取装置であって、光束を射出する光源３２と、該指紋画像を生成する画像センサ３８と、該光源から射出する該光束を受け取って該光束を該画像センサに反射させるプリズム３４と、を備えて構成されている。また、該プリズムは、使用者の指を載置して該光源の該光束を反射させる指接触面３４１と、該指接触面と平行な第１反射面３４２と、該指接触面と該第１反射面とを連接すると共に、該指接触面とのなす角度をαとするとき、α＜９０度を満足する第２反射面３４３と、を備える。使用者の指の指紋によって反射された該光束は、該第１反射面と、該指接触面と、該第２反射面と、を順次反射してから、該画像センサは、該プリズムから射出した該光束を受け取る。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
指紋画像を取得するための指紋画像読取装置であって、
光束を射出する光源と、前記指紋画像を生成する画像センサと、前記光源から射出する前記光束を受け取って前記光束を前記画像センサに反射させるプリズムと、を備え、
前記プリズムは、
使用者の指を載置して前記光源の前記光束を反射させる指接触面と、
前記指接触面と平行な第１反射面と、
前記指接触面と前記第１反射面とを連接すると共に、前記指接触面とのなす角度をαとするとき、α＜９０度を満足する第２反射面と、
を備え、
前記使用者の前記指によって反射された前記光束は、前記第１反射面と、前記指接触面と、前記第２反射面と、を順次反射してから、前記画像センサは、前記プリズムから射出した前記光束を受け取ることを特徴とする、指紋画像読取装置。
【請求項２】
前記指接触面と前記第２反射面とのなす前記角度αは、６４度＜α＜６８度を満足することを特徴とする、請求項１に記載の指紋画像読取装置。
【請求項３】
前記指接触面は、
前記使用者の前記指を載置するための第１領域と、
前記第１領域に隣接し、前記第１反射面からの前記光束を受け取って前記光束を前記第２反射面に反射させる第２領域と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の指紋画像読取装置。
【請求項４】
前記プリズムは、プラスチック材質からなることを特徴とする、請求項１に記載の指紋画像読取装置。
【請求項５】
前記プリズムは、ガラス材質からなることを特徴とする、請求項１に記載の指紋画像読取装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は指紋画像読取装置に関し、特に平行なプリズムを用い、且つ光源の光路径は３回反射を行う指紋画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指紋画像読取装置は、光学式ものと非光学式ものとに分類される。現在、指紋画像読取装置の大部分は、プリズム（Ｐｒｉｓｍ）と凸レンズ（Ｃｏｎｖｅｘ  Ｌｅｎｓ）及び画像センサが主要な構成要素として一般的に使われている光学式のものを採用し、指紋画像を捕捉するに用いる。
【０００３】
図１は、従来の指紋画像読取装置１を模式的に示す説明図である。図１に示すように、光源１２から射出した光束は、プリズム１４の一辺を通過してプリズム１４に光を入射させる。光束は、プリズム１４内を指１０が接触している斜辺に向かって進行すると共に、指１０によってプリズム１４の他の辺に反射される。この光束は、凸レンズ１６によって画像センサ１８に集光し、そして、適応信号処理を行うことで、指紋識別の動作を完了する。類似している指紋画像読取装置としては、例えば、特許文献１が参照され得る。
【０００４】
指紋画像読取装置の体積を低減するために、特許文献２及び特許文献３には、両面が相互に平行なプリズムが開示されている。図２には、特許文献２に係る指紋画像読取装置２のプリズム２４の構成図が表示される。図２に示すように、このプリズム２４は、相互に平行に設置される指接触面２４１と第１反射面２４２を備える。また、プリズム２４は、第２反射面２４３を更に備えており、第２反射面２４３は、指接触面２４１と第１反射面２４２とを連接し、且つ第１反射面２４２とのなす角度がθである。光源２２から射出した光束を第１反射面２４２と垂直にプリズム２４に入射し、指接触面２４１に達するまで照射した後、この光束を第１反射面２４２及び第２反射面２４３により順次反射してから、画像センサ２８は、プリズム２４から射出した光束を受け取る。このような指紋画像読取装置２のプリズム２４の設計では、光路径が２回反射するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２０３９２９２（Ａ１）号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０２７３７７１（Ａ１）号明細書
【特許文献３】国際公開第０１/１８７４１（Ａ１）号パンフレット
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した構成であると、小型化が困難である。また、高価なレンズやプリズムを必要とし、コスト削減が困難である。指紋画像読取装置を小型や携帯型などの電子機器に搭載するために、指紋画像読取装置の小型化が求められている。即ち、本考案が解決しようとする課題は、どうやって指紋画像読取装置の体積をより一層減少させるかということである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化、薄型化を可能とする指紋画像読取装置を提供することにある。
【０００８】
指紋画像を取得するために、本考案の請求項１の指紋画像読取装置は、光束を射出する光源と、指紋画像を生成する画像センサと、光源から射出する光束を受け取ってこの光束を画像センサに反射させるプリズムと、を備えて構成されている。そのプリズムは、使用者の指を載置して上記光源の上記光束を反射させる指接触面と、この指接触面と平行な第１反射面と、指接触面と第１反射面とを連接すると共に、指接触面とのなす角度をαとするとき、α＜９０度を満足する第２反射面と、を備える。また、使用者の指によって反射された上記光束は、第１反射面と、指接触面と、第２反射面と、を順次反射してから、画像センサは、プリズムから射出した上記光束を受け取る。
【０００９】
請求項２の考案は、上記請求項１の指紋画像読取装置において、指接触面と第２反射面とのなす角度αは、６４度＜α＜６８度を満足する構成としている。
【００１０】
請求項３の考案は、上記請求項１の指紋画像読取装置において、指接触面は、使用者の指を載置するための第１領域と、第１領域に隣接し、第１反射面からの光束を受け取って上記光束を第２反射面に反射させる第２領域と、を備えて構成されている。
【００１１】
請求項４の考案は、上記請求項１の指紋画像読取装置において、プリズムは、プラスチック材質からなってもよい。これ以外にも、請求項５の考案は、上記請求項１の指紋画像読取装置において、プリズムは、ガラス材質からなってもよい。
【考案の効果】
【００１２】
上記した指紋画像読取装置によれば、光源から射出した光束を３回反射することができる。また、光路径の反射回数が多いほど、指紋画像読取装置をより薄型化で製作できる。これにより、本考案の指紋画像読取装置は、体積をより一層減少させることが可能で、１回反射或いは２回反射の指紋画像読取装置と厚さを比べてより薄い。
【００１３】
その上、本考案は、指紋画像読取装置の体積を効率的に減少できるため、指紋画像読取装置は、携帯電話や、カメラなどのいずれの電子製品にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の指紋画像読取装置を模式的に示す説明図である。
【図２】従来の指紋画像読取装置のプリズム構成図である。
【図３】本考案の実施形態に係る指紋画像読取装置を示す構造図である。
【図４】本考案の指紋画像読取装置の光源から射出した光路径を示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本考案を、図を用いてさらに詳しく説明する。
【００１６】
図３は、本考案の実施形態に係る指紋画像読取装置３を示す構造図である。
【００１７】
図３を参照して、指紋画像読取装置３は、光源３２と、プリズム３４と、レンズの組み合わせ３６と、画像センサ３８と、を備えて構成されている。本実施形態に係る指紋画像読取装置３は、光源３２から散乱光束を射出し、この光束をプリズム３４に入射した後、プリズム３４に接触された指の指紋の山線（ｒｉｄｇｅ）及び谷線（ｖａｌｌｅｙ）に照射し、このときの光束は、プリズム３４の反射によりレンズの組み合わせ３６に入射して、このレンズの組み合わせ３６を介して画像センサ３８に集光して、指紋画像が生成される。
【００１８】
光源３２は、発散光源であり、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光管、ハロゲンランプなどにより構成することができる。
【００１９】
プリズム３４は、接触面３４１と、第１反射面３４２と、第２反射面３４３と、第３面３４４と、を備えて構成されている。光源３２の光路径の折曲げを目的としてプリズム３４が配置された。これにより、指紋画像読取装置３の体積を低減することができる。また、光路径の折曲げる回数が多いほど、指紋画像読取装置３をより薄型化で製作できる。更に、プリズム３４は、ガラスやプラスチックなどの材質を用いた構造としてもよい。
【００２０】
指接触面３４１は、第１領域３４１ａと、第２領域３４１ｂと、を備えて構成されている。そのうち、第１領域３４１ａは、使用者の指を載置するための領域であり、第２領域３４１ｂは、第１領域３４１ａに隣接し、光束を反射するための領域である。ここで、第１領域３４１ａと第２領域３４１ｂとは実質的に同一平面であってもよいし、或いは図３に示すように異なる平面であってもよい。
【００２１】
第１反射面３４２は、指接触面３４１と平行するように形成され、光束の反射するために使用している。
【００２２】
第２反射面３４３は、指接触面３４１の第２領域３４１ｂと第１反射面３４２とを連接しており、且つ指接触面３４１とのなす角度αは、α＜９０度を満足する。一般的には６４度＜α＜６８度を満足するのがよいが、好ましくは６６度が最適である。第２反射面３４３は、光束の反射するために使用している。
【００２３】
光源３２、レンズの組み合わせ３６、画像センサ３８のそれぞれの形式及び機能について、従来の指紋画像読取装置と同様であるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００２４】
図４は、本考案の指紋画像読取装置３の光源３２から射出した光路径を示す模式図である。
【００２５】
図４を参照して、光源３２から光束を射出した後、この光束を第１反射面３４２を通過してプリズム３４に入射してから、指紋接触面３４１の第１領域３４１ａに照射する。指紋接触面３４１の第１領域３４１ａには、使用者の指が置かれていた。光束が指の指紋に照射すると、指紋によって反射した光束は、第１反射面３４２と、指接触面３４１の第２領域３４１ｂと、前記第２反射面３４３と、を順次反射してから、プリズム３４から射出する。その後、レンズの組み合わせ３６によってプリズム３４から射出した光束を受け取って画像センサ３８に集光する。
【００２６】
本考案の指紋画像読取装置３に用いるプリズム３４の設計を使用する場合に、光源３２から射出した光束を３回反射することができる。光路径の反射回数が多いほど、指紋画像読取装置３をより薄型化で製作できることから、本考案の指紋画像読取装置３は、体積をより一層減少させることが可能で、１回反射或いは２回反射の指紋画像読取装置と厚さを比べてより薄い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
なお、本考案の指紋画像読取装置３を前記実施形態で例示したものを利用する場合には、指紋画像読取装置の体積を効率的に減少できるため、本考案は、携帯電話や、カメラなどのいずれの電子製品にも適用できる。
【符号の説明】
【００２８】
θ：角度
α：角度
１：指紋画像読取装置
１０：指
１２：光源
１４：プリズム
１６：凸レンズ
１８：画像センサ
２：指紋画像読取装置
２２：光源
２４：プリズム
２４１：指接触面
２４２：第１反射面
２４３：第２反射面
２８：画像センサ
３：指紋画像読取装置
３２：光源
３４：プリズム
３４１：指接触面
３４１ａ：第１領域
３４１ｂ：第２領域
３４２：第１反射面
３４３：第２反射面
３４４：第３面
３６：レンズの組み合わせ
３８：画像センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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