图象输入装置转让专利
申请号 : CN02154790.4
文献号 : CN1424693B
文献日 : 2010-04-07
发明人 : 小仓诚
申请人 : 佳能株式会社
摘要 :
一种指纹图象输入装置，在同一基片(10)上具有光传感器(12)、LED(11)、以及将来自LED的光引导到放置在光传感器上的手指上的光导设备(14)。光导设备(14)由光透射性的树脂成形体组成。或者，使用涂敷在基片上的光透射性树脂作为导光体替代光导设备。该光透射性树脂兼作密封材料。光导设备(14)具有使来自LED(11)的光反射到放置在光传感器(12)上的手指的方向的反射面。另外，在光传感器(12)和LED(11)之间，象围绕光传感器(12)的周围那样地设置遮光设备(24)。
权利要求 :
1.一种图象输入装置，将来自光照射设备的光照射在被摄物体上，将该光中的在被摄物体内部散射的光用光传感器感光，其特征在于，所述光传感器所感光的光是照射在所述被摄物体上与具有输入到所述光传感器的图像的部位不同的部位上的光，在同一基片上二维地固定和配置所述光传感器、所述光照射设备、以及导光体，并由所述导光体将来自所述光照射设备的光引导到所述光传感器上面的所述被摄物体。
2.如权利要求1所述的图象输入装置，其特征在于，在所述光传感器上面配置作为被摄物体的手指后，读取该手指的指纹。
3.如权利要求2所述的图象输入装置，其特征在于，所述导光体兼作为将所述被摄物体放置于感光区内的规定的位置用的导向装置。
4.如权利要求1所述的图象输入装置，其特征在于，所述导光体由光透射性的树脂成形体构成。
5.如权利要求4所述的图象输入装置，其特征在于，所述导光体由涂敷在所述基片上的光透射性树脂组成。
6.如权利要求5所述的图象输入装置，其特征在于，所述光透射性树脂兼作密封材料。
7.如权利要求1所述的图象输入装置，其特征在于，所述导光体具有使来自所述光照射设备的光朝所述光传感器上面的方向反射的反射面。
8.如权利要求7所述的图象输入装置，其特征在于，在所述反射面上形成反射膜。
9.如权利要求7所述的图象输入装置，其特征在于，在所述反射面上连接着反射构件。
10.如权利要求1所述的图象输入装置，其特征在于，在所述光传感器上面配置光透射性的保护构件。
11.如权利要求10所述的图象输入装置，其特征在于，所述保护构件有选择地只透射特定的波长的光。
12.如权利要求1所述的图象输入装置，其特征在于，所述光照射设备配置成围绕所述光传感器的周围。
13.如权利要求1所述的图象输入装置，其特征在于，所述光照射设备被配置在所述光传感器的两侧部分。
14.如权利要求1所述的图象输入装置，其特征在于，在所述光传感器的周围和所述光照射设备之间的至少一部分中配置遮光设备。
15.如权利要求14所述的图象输入装置，其特征在于，所述遮光设备由具有导电性的材料形成。
说明书 :
技术领域
本发明涉及图象输入装置，尤其涉及通过将来自光照射设备的光照射在配置于光传感器上的手指上，并用光传感器检测透射指内并散射后通过指纹的光，进行指纹的图象输入的装置。
背景技术
直到现在，作为指纹图象输入装置，例如往往被公布在特开平6-96195号公报上。该装置将手指放置在三角形的棱镜的第1面上，从配置在棱镜的第2面一侧上的光照射设备通过棱镜使光对手指进行照射，用配置在棱镜的第3面一侧上的摄像机等检测来自手指的反射光。
但是，为了使上述的指纹图象输入装置立体地配置光照射设备、摄象机、棱镜，装置将大型化，搭载在笔记本型个人计算机、PDA等便携式设备上是困难的。
但是，为了使上述的指纹图象输入装置立体地配置光照射设备、摄象机、棱镜，装置将大型化，搭载在笔记本型个人计算机、PDA等便携式设备上是困难的。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有的问题而形成的，其目的在于提供一种图象输入装置，尤其是指纹图象输入装置，该装置能够将来自光照射设备的光高效率地传送到被摄物体(尤其是手指等)，同时力图使装置小型化和低成本化。
为达到上述目的，在一个实施例中提供这样的一种图象输入装置，其特征在于，该装置在同一基片上具有光传感器、光照射设备、以及导光体，并通过所述导光体将来自所述光照射设备的光引导到所述光传感器上。
此外，本发明提供一种指纹图象输入装置，其特征在于，将作为被摄物体的指纹配置在所述光传感器上，然后读取该手指的指纹。
此外，所述导光体最好由光透射性的树脂成形体组成，或者所述导光体由涂敷在所述基片上的光透射性树脂组成，此外，光透射性树脂最好兼作用于覆盖焊接线的密封剂。
另外，所述导光体最好具有使来自所述光照射设备的光反射到所述被摄物体的方向的反射面，此外，在所述导光体上最好形成将来自所述光照射设备的光反射到所述被摄物体的方向的反射膜，或者，最好在所述光照射设备上连接着将来自所述光照射设备的光反射到所述被摄物体的方向的反射构件。
另外，最好在所述光传感器上配置光透射性的保护构件，并在该保护构件上配置被摄物体(尤其是手指)。
所述光照射设备最好象围绕所述光传感器的周围那样配置，根据不同的场合，也可以设置在所述光传感器的两侧部分。
另外，在所述光传感器的周围和所述光照射设备之间的至少一部分上最好配置遮光设备。
此外，所述遮光设备最好是具有导电性的材料。
另外，最好在所述光传感器上配置只透射特定波长的光的保护构件，并将手指放在该保护构件上。具体地说，所述照射设备若是放射红外光，那么，保护构件最好是硅基片。
为达到上述目的，在一个实施例中提供这样的一种图象输入装置，其特征在于，该装置在同一基片上具有光传感器、光照射设备、以及导光体，并通过所述导光体将来自所述光照射设备的光引导到所述光传感器上。
此外，本发明提供一种指纹图象输入装置，其特征在于，将作为被摄物体的指纹配置在所述光传感器上，然后读取该手指的指纹。
此外，所述导光体最好由光透射性的树脂成形体组成，或者所述导光体由涂敷在所述基片上的光透射性树脂组成，此外，光透射性树脂最好兼作用于覆盖焊接线的密封剂。
另外，所述导光体最好具有使来自所述光照射设备的光反射到所述被摄物体的方向的反射面，此外，在所述导光体上最好形成将来自所述光照射设备的光反射到所述被摄物体的方向的反射膜，或者，最好在所述光照射设备上连接着将来自所述光照射设备的光反射到所述被摄物体的方向的反射构件。
另外，最好在所述光传感器上配置光透射性的保护构件，并在该保护构件上配置被摄物体(尤其是手指)。
所述光照射设备最好象围绕所述光传感器的周围那样配置，根据不同的场合，也可以设置在所述光传感器的两侧部分。
另外，在所述光传感器的周围和所述光照射设备之间的至少一部分上最好配置遮光设备。
此外，所述遮光设备最好是具有导电性的材料。
另外，最好在所述光传感器上配置只透射特定波长的光的保护构件，并将手指放在该保护构件上。具体地说，所述照射设备若是放射红外光，那么，保护构件最好是硅基片。
附图说明
图1是表示本发明的指纹图象输入装置的第1实施形态的透视图。
图2是卸下图1的指纹图象输入装置的光导设备的场合的透视图。
图3是模式地表示图1的指纹图象输入装置的断面的断面图。
图4是表示本发明的指纹图象输入装置的第2实施形态的模式断面图。
图5是表示本发明的指纹图象输入装置的第3实施形态的模式断面图。
图6是表示本发明的指纹图象输入装置的第4实施形态的模式断面图。
图7是表示本发明的指纹图象输入装置的第5实施形态的模式断面图。
图8是表示本发明的指纹图象输入装置的第6实施形态的模式断面图。
图9是表示本发明的指纹图象输入装置的第7实施形态的模式断面图。
图2是卸下图1的指纹图象输入装置的光导设备的场合的透视图。
图3是模式地表示图1的指纹图象输入装置的断面的断面图。
图4是表示本发明的指纹图象输入装置的第2实施形态的模式断面图。
图5是表示本发明的指纹图象输入装置的第3实施形态的模式断面图。
图6是表示本发明的指纹图象输入装置的第4实施形态的模式断面图。
图7是表示本发明的指纹图象输入装置的第5实施形态的模式断面图。
图8是表示本发明的指纹图象输入装置的第6实施形态的模式断面图。
图9是表示本发明的指纹图象输入装置的第7实施形态的模式断面图。
具体实施方式
以下，使用附图详细地说明关于本发明的实施形态。
图1是表示本发明的指纹图象输入装置的第1实施形态的透视图，图2是卸下图1的指纹图象输入装置的光导设备的场合的透视图。图3是模式地表示图1的指纹图象输入装置的断面的断面图。
如图1和图2所示那样，在电路基片10上配置作为光照射设备的LED11、CCD和CMOS传感器等的光传感器12，并将手指18放置在光传感器12上。按照需要在光传感器12上形成由薄板玻璃和纤维板组成的保护构件13。在这种场合，将手指18放置在保护构件13上。通过在光传感器12上形成氮化硅薄膜、氧化硅薄膜等，若保护充分，也可以不设置保护构件。
另外，保护构件13也可以是通过作为照明设备的LED11的波长的光使该光只入射到光传感器12的材料。因此，若LED11是红外光，那么，保护构件13若是透射该红外光的材料，就不必是透明的。
作为这种场合的材料希望是硅基片。即，这是因为能断开来自外部的可视光，作为信息能从必要的LED11只使透射手指18的红外光通过，因此能得到杂波少的图象。
LED11象围绕光传感器13的周围那样地被设置，不必围绕周围全部，例如，也可以将LED11呈线状地配置在光传感器13的两侧，以便能在长度方向照射手指18。
作为导光体的光导设备14遮盖LED11，并将所放射的光引导到置于光传感器12上或保护构件13上的手指18上。照射在手指18上的光透射手指18散乱后，透过有指纹的指尖表面入射到光传感器12，用光传感器12检测出起因于指纹的隆起线(指纹的凹凸)的光强度图案。通过从该光强度图案抽出指纹的皱纹的一端等的特征点，将该特征点和预先登录的指纹数据的指纹对照就能进行是否是本人的验证。
光导设备14希望是聚碳酸脂、丙烯酰基等透射率高的材料的设备，并能通过树脂成形形成。光导设备14若能在电路基片1上卸下并设置，那么就能安装适合于成人用的、小孩用的等手指的大小的光导设备。光导设备14作为导光体发挥作用，同时，也作为LED11和光传感器13的机械保护构件、以及用于将指尖放置在光传感器的规定位置上的手指导向设备而起作用。15是配置在电路基片10上的集成电路(IC)等的电子部件，并且是用于又驱动光传感器、LED，又进行上述的指纹验证的电路部件。
在图3中，16是连接光传感器12和电路基片1的焊接线，17是被涂敷用于覆盖焊接线16的密封用的树脂。14a表示光导设备14的反射面，并设定倾斜角度以便使来自LED11的光全反射后照射在手指上。
图4是表示本发明的指纹图象输入装置的第2实施形态的模式断面图。本实施形态在光导设备14上设置了反射层19，用来提高来自图3的上述光导设备14的LED11的光的利用效率。反射层19能够通过铝、铬等金属的蒸镀、铝箔等的粘贴形成。
图5是表示本发明的指纹图象输入装置的第3实施形态的模式断面图。本实施形态不设置光导设备14，作为密封树脂21使用光透射性树脂，并在该密封树脂上具有作为导光体的功能。密封树脂被形成，以便包含并覆盖焊接线16和LED11。此处，将作为反射构件的棱镜20连接到密树脂上那样地设置，并构成反射面，使来自LED11的光反射后照射在手指上。此外，也有可能在密封树脂上如图3那样设置能全反射的反射面，或者如图4那样蒸镀铝、铬等金属，或粘贴铝箔等金属箔。
作为光透射性树脂的材料能够使用环氧树脂、硅、氨基甲酸乙脂、烯烃等树脂。
图6是表示本发明的指纹图象输入装置的第4实施形态的模式断面图。本实施形态，在图5的构成中，为了提高来自LED11的光的利用效率，再在密封树脂21上设置了反射层22。反射层22能够通过铝、铬等金属的蒸镀、铝箔等的金属箔的粘贴形成。也可以象将铝、铬等金属的蒸镀，铝箔等的金属箔的粘贴的构件连接到密封树脂21上那样地设置、构成反射面。图6示出在棱镜等基体材料23上设置、粘贴反射膜22后构成反射面的场合。在这种场合，由于用反射膜22反射来自LED11的光，因此，基体材料23可以是能形成反射膜22的材料，没有棱镜也可以。
图7是表示本发明的指纹图象输入装置的第5实施形态的模式断面图。本实施形态在图6的构成中，在作为照明设备的LED11和光传感器12之间象围绕光传感器12的周围那样设置遮光设备24。该遮光设备24是用于使不需要的光不进入光传感器12。所谓该场合的不需要的光是没有照射在手指18上，而进入光传感器12的光，和来自手指18一侧或导光体部分21的周围的外来光。遮光设备24由板金、遮光膜、树脂等构成。通过该遮光设备24能去掉不需要的光，并能读取高S/N的指纹图象。
图8是表示本发明的指纹图象输入装置的第6实施形态的模式断面图。
本实施形态在图3的构成中，在光导设备14的内部，在作为照明设备的LED11和光传感器12之间，象围绕光传感器12的周围那样地设置遮光设备24。
遮光设备24由板金、遮光膜、树脂等构成。
尤其通过用板金构成遮光设备24，并使其一部分在电路上接地，希望用来也能获得静电防止以及电磁屏蔽的效果。
图9是表示本发明的指纹图象输入装置的第7实施形态的模式断面图。与本实施形态的图8不同之处是遮光设备24设置在密封树脂17的表面上。
在这种场合，通过在密封树脂上涂敷环氧树脂系列树脂、丙烯酰基系列树脂硅系列树脂等构成。另外，密封树脂17本身也可以具有遮光性。
此外，也可以做到在上述的光导设备和光透射性树脂上混合散乱材料，使来自LED等的光照射设备的光散乱，减轻呈线状配置了光照射设备的场合的光的不均匀性。
象以上说明的那样，若依据本发明，就能提供一种指纹图象输入装置，该装置在将来自光照射设备的光高效率地传送到手指的同时，能够谋求装置的小型化并降低成本。
图1是表示本发明的指纹图象输入装置的第1实施形态的透视图，图2是卸下图1的指纹图象输入装置的光导设备的场合的透视图。图3是模式地表示图1的指纹图象输入装置的断面的断面图。
如图1和图2所示那样，在电路基片10上配置作为光照射设备的LED11、CCD和CMOS传感器等的光传感器12，并将手指18放置在光传感器12上。按照需要在光传感器12上形成由薄板玻璃和纤维板组成的保护构件13。在这种场合，将手指18放置在保护构件13上。通过在光传感器12上形成氮化硅薄膜、氧化硅薄膜等，若保护充分，也可以不设置保护构件。
另外，保护构件13也可以是通过作为照明设备的LED11的波长的光使该光只入射到光传感器12的材料。因此，若LED11是红外光，那么，保护构件13若是透射该红外光的材料，就不必是透明的。
作为这种场合的材料希望是硅基片。即，这是因为能断开来自外部的可视光，作为信息能从必要的LED11只使透射手指18的红外光通过，因此能得到杂波少的图象。
LED11象围绕光传感器13的周围那样地被设置，不必围绕周围全部，例如，也可以将LED11呈线状地配置在光传感器13的两侧，以便能在长度方向照射手指18。
作为导光体的光导设备14遮盖LED11，并将所放射的光引导到置于光传感器12上或保护构件13上的手指18上。照射在手指18上的光透射手指18散乱后，透过有指纹的指尖表面入射到光传感器12，用光传感器12检测出起因于指纹的隆起线(指纹的凹凸)的光强度图案。通过从该光强度图案抽出指纹的皱纹的一端等的特征点，将该特征点和预先登录的指纹数据的指纹对照就能进行是否是本人的验证。
光导设备14希望是聚碳酸脂、丙烯酰基等透射率高的材料的设备，并能通过树脂成形形成。光导设备14若能在电路基片1上卸下并设置，那么就能安装适合于成人用的、小孩用的等手指的大小的光导设备。光导设备14作为导光体发挥作用，同时，也作为LED11和光传感器13的机械保护构件、以及用于将指尖放置在光传感器的规定位置上的手指导向设备而起作用。15是配置在电路基片10上的集成电路(IC)等的电子部件，并且是用于又驱动光传感器、LED，又进行上述的指纹验证的电路部件。
在图3中，16是连接光传感器12和电路基片1的焊接线，17是被涂敷用于覆盖焊接线16的密封用的树脂。14a表示光导设备14的反射面，并设定倾斜角度以便使来自LED11的光全反射后照射在手指上。
图4是表示本发明的指纹图象输入装置的第2实施形态的模式断面图。本实施形态在光导设备14上设置了反射层19，用来提高来自图3的上述光导设备14的LED11的光的利用效率。反射层19能够通过铝、铬等金属的蒸镀、铝箔等的粘贴形成。
图5是表示本发明的指纹图象输入装置的第3实施形态的模式断面图。本实施形态不设置光导设备14，作为密封树脂21使用光透射性树脂，并在该密封树脂上具有作为导光体的功能。密封树脂被形成，以便包含并覆盖焊接线16和LED11。此处，将作为反射构件的棱镜20连接到密树脂上那样地设置，并构成反射面，使来自LED11的光反射后照射在手指上。此外，也有可能在密封树脂上如图3那样设置能全反射的反射面，或者如图4那样蒸镀铝、铬等金属，或粘贴铝箔等金属箔。
作为光透射性树脂的材料能够使用环氧树脂、硅、氨基甲酸乙脂、烯烃等树脂。
图6是表示本发明的指纹图象输入装置的第4实施形态的模式断面图。本实施形态，在图5的构成中，为了提高来自LED11的光的利用效率，再在密封树脂21上设置了反射层22。反射层22能够通过铝、铬等金属的蒸镀、铝箔等的金属箔的粘贴形成。也可以象将铝、铬等金属的蒸镀，铝箔等的金属箔的粘贴的构件连接到密封树脂21上那样地设置、构成反射面。图6示出在棱镜等基体材料23上设置、粘贴反射膜22后构成反射面的场合。在这种场合，由于用反射膜22反射来自LED11的光，因此，基体材料23可以是能形成反射膜22的材料，没有棱镜也可以。
图7是表示本发明的指纹图象输入装置的第5实施形态的模式断面图。本实施形态在图6的构成中，在作为照明设备的LED11和光传感器12之间象围绕光传感器12的周围那样设置遮光设备24。该遮光设备24是用于使不需要的光不进入光传感器12。所谓该场合的不需要的光是没有照射在手指18上，而进入光传感器12的光，和来自手指18一侧或导光体部分21的周围的外来光。遮光设备24由板金、遮光膜、树脂等构成。通过该遮光设备24能去掉不需要的光，并能读取高S/N的指纹图象。
图8是表示本发明的指纹图象输入装置的第6实施形态的模式断面图。
本实施形态在图3的构成中，在光导设备14的内部，在作为照明设备的LED11和光传感器12之间，象围绕光传感器12的周围那样地设置遮光设备24。
遮光设备24由板金、遮光膜、树脂等构成。
尤其通过用板金构成遮光设备24，并使其一部分在电路上接地，希望用来也能获得静电防止以及电磁屏蔽的效果。
图9是表示本发明的指纹图象输入装置的第7实施形态的模式断面图。与本实施形态的图8不同之处是遮光设备24设置在密封树脂17的表面上。
在这种场合，通过在密封树脂上涂敷环氧树脂系列树脂、丙烯酰基系列树脂硅系列树脂等构成。另外，密封树脂17本身也可以具有遮光性。
此外，也可以做到在上述的光导设备和光透射性树脂上混合散乱材料，使来自LED等的光照射设备的光散乱，减轻呈线状配置了光照射设备的场合的光的不均匀性。
象以上说明的那样，若依据本发明，就能提供一种指纹图象输入装置，该装置在将来自光照射设备的光高效率地传送到手指的同时，能够谋求装置的小型化并降低成本。