(57)【要約】【課題】  本発明は光吸収層を有しない光ファイバ片でもって構成してある導光イメージガイド部材を使用しても、ノイズ光の影響を無くしうるようすることを目的とする。【解決手段】  光ファイバ片７０の入射面７５の光軸７７に対する傾斜角θ５を約３１°に定める。これにより、コア７１内に入射した指に関する光のうち、受光素子４２の並んでいる方向Ｘ１、Ｘ２に向かう光が、コアとクラッドとの境界面７４で全反射される。受光素子４２は、導光イメージガイド部材６０のＹ１側端に入射した光が伝播して導光イメージガイド部材の下面から出る位置ＰよりもＹ１側の位置Ｓに配置してある。【選択図】  図１
2005227493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子が直線状に並んでなる直線状受光素子群上に導光イメージガイド部材が設けてあり、
該導光イメージガイド部材が、中央のコアと周囲のクラッドよりなり、上面が入射面で下面が出射面ある多数の光ファイバ片が平行とされて集合している構造であって、細長形状であり、上記光ファイバ片が該導光イメージガイド部材の短い辺に沿う方向に傾斜している構成であり、
該導光イメージガイド部材内を伝播されてきた被検出体に関する光の情報を上記受光素子で受光する画像検出装置において、
各光ファイバ片の入射面の該光ファイバ片の光軸に対する傾斜角を、上記コア内に入射した指に関する光のうち、上記受光素子の並んでいる方向に向かう光が、コアとクラッドとの境界面で全反射されるように定めた構成としたことを特徴とする画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像検出装置において、
上記受光素子の上記導光イメージガイド部材の下面に対する位置を、
該導光イメージガイド部材の上面のうち上記光ファイバ片が傾斜している側とは反対側の部分から上記コア内に入射した光が該導光イメージガイド部材内を伝播して導光イメージガイド部材の下面から出る位置に対して該光ファイバ片が傾斜している側とは反対の方向にずれた位置に定めた構成としたことを特徴とする画像検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像検出装置において、
該導光イメージガイド部材の上面のうち、出射面が上記受光素子に対向する光ファイバ片よりも、上記光ファイバ片が傾斜している側とは反対側の部分を遮光した構成としたことを特徴とする画像検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像検出装置に係り、特に、ライン型（スイ-プ型）の指紋センサに関する。
【０００２】
近年、セキュリティの観点から、コンピュータ等の電子機器、携帯電話等の携帯通信機器において個人認証のために手の指の指紋を識別する指紋センサを備えることが要求されている。
【０００３】
指紋画像を得るための光の観点で見ると、指紋センサは、指の表面で反射した光を利用する方式と、指の内部で散乱して指の表面から出る指内散乱光を利用する方式とに大別される。
【０００４】
また、面画像である指紋画像の取得の方式の観点でみると、指紋センサには、受光素子がマトリクス状に並んでおり、指先を押し付ければ面画像が得られるエリア型指紋センサと、受光素子が直線状に並んでおり、指先を押し付けつつスライドさせることによって、各時点で線画像を得て、この線画像から面画像を得るライン型指紋センサとがある。
【０００５】
ここで、指紋センサとしては、信頼性が十分で製造コストが低いことの他に、携帯通信機器のように小型の機器にも組み込めるように、サイズが出来るだけ小さいことが要求される。
【背景技術】
【０００６】
指内散乱光方式の指紋センサは、通常、光を指先に当てる光源と、光センサと、指先からの光を光センサに導く導光イメージガイド部材を有する構成である。
【特許文献１】米国特許  ４，９３２，７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報の指紋センサはエリア型であり、サイズが大きく、携帯通信機器のように小型の機器に組み込むことは困難であった。
【０００８】
ここで、ライン型指紋センサにおける導光イメージガイド部材の問題点について説明する。図１３は、ライン型指紋センサのモデルである。２００は受光素子群であり、受光素子２０１がＸ１−Ｘ２方向に並んでいる。２１０は導光イメージガイド部材であり、多数の光ファイバ片２１１が密に整列してなる構造であり、Ｘ１−Ｘ２方向に長い形状であり、受光素子群２００上に配置してある。受光素子２０１−１０に対向して光ファイバ片２１１−１０が位置している。指内散乱光は符号２２０で示すように指先１の表面の各点から出て、光ファイバ片２１１−１０内にＺ１側からみて３６０度の方向に放射状に円錐状に拡がって入射する。大部分の指内散乱光２２０−１は光ファイバ片２１１−１０内で全反射を繰り返して受光素子２０１−１０に到る。
【０００９】
ここで、指内散乱光２２０の一部が光ファイバ片２１１−１０の外にＺ１側からみて３６０度の方向に放射状に漏れ出した場合を考えてみる。
【００１０】
ここで、受光素子２０１の並んでいる方向がＸ１−Ｘ２方向であるため、Ｘ１方向に漏れ出した光２２０−２だけが受光素子２０１−１０の隣の受光素子２０１−９に向かう。同じく、Ｘ２方向に漏れ出した光だけが受光素子２０１−１１に向かう。よって、３６０度の方向に放射状に漏れ出した光のうち、Ｘ１方向或いはＸ２方向に漏れ出した光だけが受光素子２０１−１０以外の受光素子にとってノイズの光となる。これをＸ方向ノイズ光という。
【００１１】
また、光ファイバ片２１１−１０のＹ１側の隣りの光ファイバ片２１１−１２に入射したものの光ファイバ片２１１−１２から３６０度の方向に放射状に漏れ出した光のうちＹ２方向に漏れ出した指内散乱光２２１だけが受光素子２０１−１０に向かう。受光素子２０１−１０にとって、この光２２１がノイズの光となる。これをＹ方向ノイズ光という。
【００１２】
このように、一般的なライン型指紋センサでは、ノイズ光が原因で指紋画像の品質が十分ではない場合があった。
【００１３】
そこで、本発明は、光ファイバ片から光がＸ１、Ｘ２方向には漏れ出さないようにし、且つ、受光素子を光ファイバ片からＹ２方向には漏れ出した光が到達位置からずらして配置するようにすることによって、Ｘ方向ノイズ光及びＹ方向ノイズ光の影響を受けないようにして上記課題を解決した画像検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで、上記課題を解決するため、本発明は、
受光素子が直線状に並んでなる直線状受光素子群上に導光イメージガイド部材が設けてあり、
該導光イメージガイド部材が、中央のコアと周囲のクラッドよりなり、上面が入射面で下面が出射面ある多数の光ファイバ片が平行とされて集合している構造であって、細長形状であり、上記光ファイバ片が該導光イメージガイド部材の短い辺に沿う方向に傾斜している構成であり、
該導光イメージガイド部材内を伝播されてきた被検出体に関する光の情報を上記受光素子で受光する画像検出装置において、
各光ファイバ片の入射面の該光ファイバ片の光軸に対する傾斜角を、上記コア内に入射した指に関する光のうち、上記受光素子の並んでいる方向に向かう光が、コアとクラッドとの境界面で全反射されるように定めた構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、導光イメージガイド部材の入射面から光ファイバ片内に入射して、導光イメージガイド部材の長手方向、即ち、直線状受光素子群の並び方向に向かう光についてみると、この光は、全て、光ファイバ片のクラッド面で全反射されることになるため、各受光素子は、これに対向している光ファイバ片からの光だけを受光し、対向していない別の光ファイバ片に入った光は受光せず、外周面に光吸収層を有していない構造の光ファイバ片を使用しても、指先の幅方向のノイズを無くすることが出来る。
【００１６】
導光イメージガイド部材の入射面から光ファイバ片内に入射して、導光イメージガイド部材の幅方向に向かう光についてみると、光ファイバ片のクラッド面で全反射されない光も存在し、この中には、光ファイバ片のクラッド層を透過し、隣の光ファイバ片を透過して、受光素子に向かう光も存在する。受光素子は、導光イメージガイド部材の幅方向上、傾斜している方向とは逆の側の端から入射して導光イメージガイド部材を幅方向に横切るように進んで、受光素子に向かう光が到達する位置との関係は、受光素子がこの到達位置よりも、導光イメージガイド部材の幅方向上、傾斜している方向とは逆の方向にずれている関係にある。よって、対向していない別の光ファイバ片に入った光は受光せず、外周面に光吸収層を有していない構造の光ファイバ片を使用しても、指先の長手方向のノイズを無くすることが出来る。
【００１７】
よって、指先をスライドさせて得られた指紋の画像は横方向及び縦方向に関して共にノイズを含まない良質の画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
説明の便宜上、後述する導光イメージガイド部材６０を構成する光ファイバ片７０内への光の入射の態様、及び光ファイバ片２６１内での光の伝播について説明する。
【００２０】
図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように、光ファイバ片７０は、入射面７５が光軸７７に対して角度θ５を有しており、Ｘ１方向に傾斜させて、水平面に対して角度θ５傾斜させてあり、入射面７５が水平となっている。
【００２１】
７１はコア、７２はコア７１の周囲のクラッド、７７は光ファイバ片２６１の光軸、７４はコア７１とクラッド７２との境界面である。コア２７１の屈折率ｎ１は例えば１．６２であり、クラッド２７２の屈折率ｎ２は例えば１．５２である。指先の屈折率ｎ１０は例えば１．４である。空気の屈折率ｎ０は１．０である。
【００２２】
光軸７７が入射面７５を横切る点Ａが光の入射点である。７６は点Ａでの入射面７５の法線である。
【００２３】
光ファイバ片２６１の臨界角θ１は、
θ１＝ｓｉｎ−１ｎ２／ｎ１＝１．５２／１．６２＝６９.７７°≒７０°である。
【００２４】
２８０は点Ａから入射して臨界角θ１をなす光線である。点Ｂは光線２８０の境界面７４への入射点である。
【００２５】
角度θ２は、臨界角θ１の余角であり、
９０°−６９.７７°＝２０．２３°≒２０°である。
【００２６】
ここで、空気中からコア２７１内に屈折して入射した光、即ち、図１４（Ａ）に示すように指先１のうち凹の部分１ｂから出て空気層１５を経てコア７１内に屈折して入射した光の最大の拡がり角度の半角θ３、及び、指先１から直接にコア７１内に屈折して入射した光、即ち，図１４（Ｂ）に示すように指先１のうち凸の部分１ａから出て空気層を経てコア２７１内に屈折して入射した光の最大の拡がり角度の半角θ６を考えてみる。ｎ１＞ｎ０、ｎ１＞ｎ１０であるため、コア２７１から空気層に出る場合、及びコア２７１から指先１内に出る場合において、共に全反射を起こす。
【００２７】
光の経路は可逆的であることから、図１４（Ａ）に示すように、上記の半角θ３は、コア２７１から空気層に向かう光がコア２７１と空気層との境界面で全反射される場合の臨界角に等しく、
θ３＝ｓｉｎ−１ｎ０／ｎ１＝１．０／１．６２＝３８.１２°≒３８°である。
【００２８】
同じく、光の経路は可逆的であることから、図１４（Ｂ）に示すように、上記の半角θ６は、コア７１から指先１に向かう光がコア７１と指先１との境界面で全反射される場合の臨界角に等しく、
θ６＝ｓｉｎ−１ｎ１０／ｎ１＝１．４／１．６２＝５９.７９°≒６０°である。
【００２９】
即ち、空気層１５を経てコア２７１内に屈折して入射する光のＺ１側からみて３６０度の方向に放射状及び円錐状に拡がる角度範囲３００は、頂角の半角がθ３の範囲内に限られる。指先１内から直接にコア２７１内に屈折して入射する光のＺ１側からみて３６０度の方向に放射状及び円錐状に拡がる角度範囲３０１は、頂角の半角がθ６の範囲内に限られる。本発明はこのことに着目して構成してある。
【００３０】
また、角度θ４は三角形ＡＢＣの点Ｃでの外角であり、
θ４＝θ２＋θ３＝５８.３５°≒５８°である。
【００３１】
θ５は、直角三角形ＡＤＥの一つの内角であり、
θ５＝１８０°−９０°−５８.３５°＝３１．６５°≒３２°である。
【００３２】
以上のことから、光ファイバ片７０の入射面７５を光軸７７に対する角度（θ５）を３２°よりも小さく定めることによって、以下の二つのことが成り立つと、言える。
（１）図１４（Ａ）に示すように、指先１のうち凹の部分１ｂから出て空気層１５を経てコア７１内に屈折して入射した角度範囲３００の光の全てについて境界面７４への入射角が臨界角θ１よりも大きくなる。よって、上記の光は光ファイバ片７０で全反射を起こさず、通常の反射をし、この反射を繰り返すごとに減衰し、受光素子には到達しない。
（２）図１４（Ｂ）に示すように、指先１のうち凸の部分１ａから出て空気層１５を経ないで直接にコア７１内に屈折して入射した角度範囲３０１の光については、境界面７４への入射角が臨界角θ１よりも小さくなる部分を有するようになる。角度範囲３０２内の光が境界面７４への入射角が臨界角θ１よりも小さい部分である。角度範囲３０２内の光は境界面７４で全反射して、受光素子に到達する。
【００３３】
次に、指先１のうち凸の部分１ａから出て空気層１５を経ないで直接にコア７１内に屈折して入射した角度範囲３０１の光のうち、受光素子２０１の並んでいる方向であるＸ１−Ｘ２方向に向かう光について検討してみる。
【００３４】
図１５（Ａ）は上記の角度範囲３０１の光を斜めから見て示し、図１５（Ａ）は角度範囲３０１の光をＸ１側から見て示す。
【００３５】
２９０は、光軸７７とＸ１−Ｘ２軸とを含む面である。
【００３６】
ここで、点Ａに入射した角度範囲３０１の光のうち最大に開き角度の光であって、面２９０上をＸ１方向に進む光３１０の、境界面７４への入射角θ８を求めてみる。
【００３７】
図１５（Ａ）、（Ｂ）において、ｒ，ｈ，ｘ，ｙ，ｚ，θ４，θ６、θ７，θ８は以下の関係にある。
ｈ＝ｒ・ｃｏｓθ６
ｘ＝ｈ・ｔａｎθ４
ｙ＝ｒ・ｓｉｎθ６
ｚ＝√（ｙ２−ｘ２）
θ７＝ｓｉｎ−１ｚ／ｒ
θ８＝９０−θ７
ここで、図１４に示すようにθ５＝３１．６５°であって、θ６＝５９.７９°で、θ４＝５８.３５°である場合で、ｒ＝１０とすると、ｈ＝５．０３，ｘ＝８．１６、ｙ＝８．６４，ｚ＝２．８３となり、
角度θ７は１６．４８°となり、角度θ８は７３．５１°となる。
【００３８】
７３．５１°は上記の臨界角θ１（６９.７７°）よりも大きい。
【００３９】
よって、上記の光３１０は図１５（Ａ）に示すように境界面７４で全反射し、光ファイバ片７０が周面に吸収層を有しない構造である場合であっても光３１０は光ファイバ片７０の外に漏れ出さない。これによって、Ｘ方向ノイズ光が発生しないようになる。
【００４０】
なお、角度θ５が４０°或いは４５°である場合には、角度θ８は夫々約５２°、４５°となり、臨界角θ１（６９.７７°）よりも小さくなり、上記の光３１０は境界面７４で全反射せず、一部が光ファイバ片７０から外に漏れ出してしまう。
【００４１】
次に、導光イメージガイド部材６０のＹ１側の端から入射し、光ファイバ片７０からＹ２方向に漏れ出して受光素子４２に向かう光について説明する。
【００４２】
図１４（Ｂ）において、光線２８０の入射点Ｂより入射点がＣの方向に若干ずれている光線３１０を考えてみる。この光線３１０は光ファイバ片７０から漏れ出して受光素子４２の方向に向かう
図１６に示すように、受光素子４２は、光線３１０の到達する位置ＰよりもＹ１側にずれた位置に配置してある。
【００４３】
光ファイバ片７０の長さをａとし、導光イメージガイド部材６０の出射面６２のＹ１側の端をＱとすると、距離ＱＰ（＝ｃ）は、
ｃ＝ａ・ｃｏｓθ５−｛ａ・ｓｉｎθ５／ｔａｎ（θ２＋θ５）｝となる。
【００４４】
受光素子４２は位置Ｑからの出射面６２に沿う距離ｂが、上記の距離ｃよりも短いように定めてある。
【００４５】
ａが２．０ｍｍである場合には、ｃは約１ｍｍとなる。受光素子４２を導光イメージガイド部材６０の出射面６２のＹ１側の端からの距離が１ｍｍよりも短く位置に配置すれば、導光イメージガイド部材６０の入射面６１のうちうちＹ１側寄りの位置から入射して発生したＹ方向ノイズ光の影響を受けないようになる。
【実施例１】
【００４６】
図１乃至図３は本発明の実施例１になる指紋センサ２０を示す。この指紋センサ２０は、図１４、図１５、及び図１６を参照して説明した光ファイバ片２６１内での光の伝播の状態を反映させたものである。図１（Ａ）は斜視図、図２（Ａ）は平面図、図３は図２（Ａ）中、III−IIIに沿う断面図である。図１（Ａ）は、指紋センサ２０の内部の構造が分かり易いように内部を透視して示してある。
【００４７】
指紋センサ２０は、指内散乱光を利用する方式であって且つ指をスライドさせて指紋を採取する構成であり、インターポーザ２１上に発光ダイオードチップ３０−１〜３０−３、ＣＣＤ或いはＣＭＯＳ撮像素子である光センサチップ４０、コンデンサチップ、抵抗素子、トランジスタ等が実装してあり、光センサチップ４０上に導光イメージガイド部材６０が接着層で接着されて実装してあり、光イメージガイド部材６０が光センサチップ４０、コンデンサチップ、抵抗素子、トランジスタと共に遮光性を有する合成樹脂モールド部９０によって覆われて且つ囲まれて一体化されており、且つ、発光ダイオードチップ３０−１〜３０−３の部分が透光性を有する合成樹脂モールド部９１によって覆われて且つ囲まれて一体化されている構造を有する。
【００４８】
光センサチップ４０は、多数の受光素子４２がＸ１−Ｘ２方向に一列に並んでいる直線状受光素子群４２ａを有する。導光イメージガイド部材６０は、図５及び図６に併せて示すように、無数の光ファイバ片７０がその上端面側が下端面側に対してＹ２方向に角度θ５傾斜して密集して整列している光ファイバ片の束であり、全体としては、Ｘ１−Ｘ２方向に長い細長形状である。導光イメージガイド部材６０及び光センサチップ４０の詳細については後述する。
【００４９】
図１中、Ｘ１−Ｘ２方向は指先の幅に対応する方向であり、Ｙ２方向は指先をスライドさせる方向である。ここで、説明の便宜上、指先をスライドさせる方向、即ち、導光イメージガイド部材６０の短い辺の方向を基準にして、互いに直交する三つの面を規定する。２００はＸ―Ｚ面であり、指先をスライドさせる方向に直交する垂直面であり、「指先スライド方向直交垂直面」という。２０１はＸ―Ｙ面であり、水平面である。２０２はＹ―Ｚ面であり、指先をスライドさせる方向の垂直面であり、「指先スライド方向垂直面」という。
【００５０】
上記の指紋センサ２０は図４に示すように携帯電話機の筐体１２０のスリット１２１の部分に、フランジ部２０ｂを利用して位置を決められて、シール部材１３０を挟み込んで、上面２０ａが筐体１２０の表面に露出した状態で組み込まれる。
【００５１】
指紋を採取する場合には、同じく図４に示すように、被検出体である指先１を指紋センサ２０の上面２０ａに押し当てて、Ｙ２方向にスライドさせる操作をする。発光ダイオードチップ３０−１〜３０−３が発光し、光１０は、合成樹脂モールド部９１を透過して、指紋センサ２０の上面より出て、指先１内に入り、指先１内の組織によって散乱され、指先１が明るくなる。
【００５２】
図８に拡大して示すように、指先１のうち指紋センサ２０に接触している部分の表面から出た指内散乱光のうち、凹の部分１ｂから出た光１３ｂは導光イメージガイド部材６０内で吸収されて光センサチップ４０には届かず、凸の部分１ａから出た光１３ａは導光イメージガイド部材６０内で全反射されて光センサチップ４０の受光素子４２に届き、光センサチップ４０からの情報を処理して、指先１のうち導光イメージガイド部材６０に接触している部分の線状指紋情報が得られる。指先１をスライドさせることによって、指先１のうち導光イメージガイド部材６０に接触している部分が指の先側に移ってゆき、その時々で得られた線状指紋情報が合さって指先１の面状の指紋情報が得られる。
【００５３】
次に、光センサチップ４０の構成、導光イメージガイド部材６０の構成、受光素子４２の導光イメージガイド部材６０に対する位置関係について説明する。
【００５４】
図１（Ｂ）及び図２（Ａ）に示すように、光センサチップ４０は、細長いシリコン基板４１上に、２５６個の受光素子４２がシリコン基板４１の長手方向に沿って一列に並んで形成してある直線状受光素子群４２ａを有する構成である。各受光素子４２は例えば約４０μｍ角のサイズであり、例えば４３μｍのピッチで並んでおり、例えば６００ｄｏｔ／ｉｎｃｈである。光センサチップ４０は、インターポーザ２１のうちＹ１側に実装してあり、受光素子４２はＸ１−Ｘ２方向に一列に並んでいる。
【００５５】
導光イメージガイド部材６０は、図５及び図６に併せて示すように、無数の光ファイバ片７０がその上端面側が下端面側に対してＹ２方向に角度θ５傾斜した状態で密集して整列している光ファイバ片の束であり、全体としては、Ｘ１−Ｘ２方向に長い細長形状である。この導光イメージガイド部材６０は、共に水平面ある上面６１及び下面６２と、共に傾斜面であってＺ１側を向いている傾斜側面６３とＺ１側を向いている傾斜側面６４とを有し、長手方向に垂直の断面が平行四辺形であり、長さＬ２，幅Ｗ２，高さＨ２を有する。各光ファイバ片７０は、直径が１０〜４０μｍであり、中心にコア７１を有し、コア７１の周囲にクラッド７２を有し、クラッド７２の周囲には光を吸収する光吸収層を有しない構造であり、光が入射する入射面７５と、光が出射する出射面７６とを有する。コア７１の屈折率ｎ１は例えば１．６２であり、クラッド７２の屈折率ｎ２は例えば１．５２である。また、入射面７５及び出射面７６は、Ｘ１−Ｘ２方向が長軸である楕円形状である。７４はコア７１とクラッド７２との間の境界面である。入射面７５及び出射面７６は共に水平面である。各光ファイバ片７０の入射面７５が集まって導光イメージガイド部材６０の上面６１を形成しており、各光ファイバ片７０の出射面７６が集まって導光イメージガイド部材６０の下面６２を形成している。光ファイバ片７０の入射面７５の光ファイバ片７０の光軸７７に対する角度は上記の角度θ５と同じであり角度θ５である。角度θ５は約３１°である。
【００５６】
この導光イメージガイド部材６０は、図７に示すように太い素材を線引きし（一次線引）、線引きして細くなった光ファイバを束ねて再度線引きし（二次線引）、細くなった光ファイバ束を束ねて再度線引きし（三次線引）、無数の極く細い光ファイバよりなる束１１０を得、この光ファイバ束１１０を斜めに切断してスライスして、傾斜した無数の光ファイバ片の束であるプレート１１１を得、このプレート１１１を適宜ダイシングすることによって得られる。
【００５７】
また、導光イメージガイド部材６０と光センサチップ４０との位置関係は、受光素子４２の位置Ｓを表す距離ｂが、距離ｃ
ｃ＝ａ・ｃｏｓθ５−｛ａ・ｓｉｎθ５／ｔａｎ（θ２＋θ５）｝
よりも短いように定めてある。
【００５８】
ａは光ファイバ片７０の長さであり、２ｍｍである。距離ｂ、ｃは共に導光イメージガイド部材６０の下面６２のＹ１方向の端からの距離である。距離ｃは約１ｍｍとなり、よって、距離ｂは０．６ｍｍとしてある。
【００５９】
導光イメージガイド部材６０の角度θ５が約３１°であることによって、指の指先１の内部で発生し指先１から出て指内散乱光導光イメージガイド部材６０内に入射した指内散乱光は、前記の図１４〜１６を参照して説明したと同様に、以下のようになる。
（１）図８に併せて示すように、指先１のうち凹の部分１ｂから出て空気層１５を経てコア７１内に屈折して入射した光の全ては、境界面７４への入射角が臨界角θ１よりも大きくなって、上記の光は光ファイバ片７０で全反射を起こさず、通常の反射をし、この反射を繰り返すごとに減衰し、受光素子には到達しない。
（２）同じく図８に併せて示すように、指先１のうち凸の部分１ａから出て空気層１５を経ないで直接にコア７１内に屈折して入射した角度範囲３０１の光については、境界面７４への入射角が臨界角θ１よりも小さくなる部分を有するようになる。角度範囲３０２内の光が境界面７４への入射角が臨界角θ１よりも小さい部分である。角度範囲３０２内の光は境界面７４で全反射して、受光素子４２に到達する。即ち、指先１のうち凸の部分１ａから出た光であって、受光素子４２に対向している光ファイバ片７０Ａに入射した光は、受光素子４２に到達する。
（３）図９に示すように、上記角度範囲３０１の光のうちＸ１−Ｘ２方向に向かう光は、境界面７４で全反射し、光ファイバ片７０の外に漏れ出さない。これによって、Ｘ方向ノイズ光が発生しない。
（４）再度図８に示すように、導光イメージガイド部材６０の入射面６１のうちうちＹ１側寄りの位置から入射して発生して指先スライド方向垂直面２０２に沿って略Ｚ２方向に進むＹ方向ノイズ光３２０が発生するけれども、このＹ方向ノイズ光は、受光素子４２よりもＹ２側の位置に到り、受光素子４２はＹ方向ノイズ光の影響を受けない。
【００６０】
よって、図１乃至図３に示す指紋センサ２０は以下の効果を有する。
【００６１】
１．光吸収層を有しない構造の光ファイバ片７０によって形成された導光イメージガイド部材６０を使用しているにも拘わらず、上記の（３）及び（４）の作用によって、ノイズが少なくて高い画質の指紋画像を得ることが出来る。
【００６２】
２．上記（１）の作用によって、コントラストの良い指紋画像を得ることが出来る。
【００６３】
３．上記１，２に記載したようにノイズが少なくて画質が高く、且つコントラストの良い指紋画像を得ることが出来ることによって、指紋認証性能を向上させることが出来る。
【００６４】
４．導光イメージガイド部材６０を構成する光ファイバ片７０が光吸収層を有しない構造であるため、光吸収層を備えた光ファイバ片を使用した導光イメージガイド部材に比べて製造コストが安価となる。
【実施例２】
【００６５】
図１０及び図１１は本発明の実施例２になる指紋センサ２０Ａを示す。この指紋センサ２０Ａは、図１２に併せて示すように導光イメージガイド部材６０の上面６１のうち、受光素子４２に対向している光ファイバ片７０ＡよりもＹ１側の部分が、遮光板４００によって覆われている。
【００６６】
この構成によれば、図８に示すＹ方向ノイズ光３２０が発生せず、Ｙ方向ノイズ光が光ファイバ片７０のクラッド７２の部分を伝わってその一部が受光素子４２にまで到達してしまうという不都合の発生を回避することが可能である。
【００６７】
よって、指紋センサ２０Ａは、図１に示す指紋センサ２０に比較して、更に画質が高く、且つコントラストの良い指紋画像を得ることが出来る。
【００６８】
本発明は、角度θ５が約３１°に限定されるものではない。また、受光素子４２が複数の列で並んでいる構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
図４に示すように例えば携帯電話機内にハウジングのスリットから露出するようにして組み込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施例１になる指紋センサの斜視図である。
【図２】図１の指紋センサの平面図である。
【図３】図２（Ａ）中、III−IIIに沿う断面図である。
【図４】図１の指紋センサの機器への取り付け状態及び指紋採取状態を示す図である。
【図５】図１（Ｂ）中の導光イメージガイド部材を示す斜視図である。
【図６】導光イメージガイド部材の一部をＸ−Ｚ面で断面して示す拡大断面図である。
【図７】図５の導光イメージガイド部材の製造工程を示す図である。
【図８】導光イメージガイド部材及び光ファイバ片における光の伝播の状態をＸ２側からみて示す図である。
【図９】導光イメージガイド部材及び光ファイバ片における光の伝播の状態をＹ１側からみて示す図である。
【図１０】本発明の実施例２になる指紋センサの斜視図である。
【図１１】指紋センサの断面図である。
【図１２】導光イメージガイド部材及び光ファイバ片における光の伝播の状態をＸ２側からみて示す図である。
【図１３】ライン型指紋センサに発生するノイズ光を説明する図である。
【図１４】指内散乱光の光ファイバ片への入射の状態及び入射した光の伝播の状態を示す図である。
【図１５】Ｘ方向ノイズ光を発生させない理由を説明する図である。
【図１６】受光素子をＹ方向ノイズ光によって影響されないように配置することを説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
２０、２０Ａ  指紋センサ
３０−１〜３０−３  発光ダイオードチップ
４０  光センサチップ
４２  受光素子
４２ａ  直線状受光素子群
６０、６０Ａ  導光イメージガイド部材
７０  光ファイバ片
９０、９１  合成樹脂モールド部
４００  遮光板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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