JPH08334636A - ファイバー光学プレート - Google Patents
ファイバー光学プレートInfo
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- JPH08334636A JPH08334636A JP7137758A JP13775895A JPH08334636A JP H08334636 A JPH08334636 A JP H08334636A JP 7137758 A JP7137758 A JP 7137758A JP 13775895 A JP13775895 A JP 13775895A JP H08334636 A JPH08334636 A JP H08334636A
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- fop
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/117—Identification of persons
- A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
- A61B5/1172—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using fingerprinting
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
- G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
- G02B6/08—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images with fibre bundle in form of plate
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1324—Sensors therefor by using geometrical optics, e.g. using prisms
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タッチ面をフラットに形成し、しかも装置全
体を薄型に形成する。 【構成】 ファイバー光学プレート１ａは、スラント(s
lant) ＦＯＰ１０、カーブドＦＯＰ２０、及びテーパー
ドＦＯＰ３０とを互いの合接面を接合して一体的に形成
し、入力端面２と出力端面３３とが互いに直交する位置
となっている。
体を薄型に形成する。 【構成】 ファイバー光学プレート１ａは、スラント(s
lant) ＦＯＰ１０、カーブドＦＯＰ２０、及びテーパー
ドＦＯＰ３０とを互いの合接面を接合して一体的に形成
し、入力端面２と出力端面３３とが互いに直交する位置
となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の光ファイバを束
ねた状態に一体的に形成したファイバー光学プレートに
関する。
ねた状態に一体的に形成したファイバー光学プレートに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から図９に示すようなファイバー光
学プレート（「ＦＯＰ」と記す）が知られている（米国
特許第４９３２７７６号）。このＦＯＰ８０は、多数の
光ファイバ８５を束ねて一体化したものであり、その一
端には、光軸に対して傾斜させてカッティングした入力
端面８１を形成している。この入力端面８１上に指８２
などを密着させると、その対向側の出力端面８３には、
この密着部の凹凸パターンが写し出され、この結果、指
紋８４の像を読み取ることもできる。
学プレート（「ＦＯＰ」と記す）が知られている（米国
特許第４９３２７７６号）。このＦＯＰ８０は、多数の
光ファイバ８５を束ねて一体化したものであり、その一
端には、光軸に対して傾斜させてカッティングした入力
端面８１を形成している。この入力端面８１上に指８２
などを密着させると、その対向側の出力端面８３には、
この密着部の凹凸パターンが写し出され、この結果、指
紋８４の像を読み取ることもできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように利用される
ＦＯＰを、たとえばタッチセンサーとして適用した場合
を想定すると、図１０（ａ）に示すように、入力端面８
１をタッチ面８６と同じ面位置に設けると、出力端面８
３側が図の左下方に突出した状態となり、さらにこの出
力端面８３にＣＣＤなどの検出素子を設けるため、この
センサ部の厚さが増大し、センサ部を薄型化する際の支
障となってしまう。また、薄型化する場合、同図（ｂ）
のように、ＦＯＰ８０を光軸方向に短く切断して適用す
ることも可能であるが、この場合には、タッチ面８６が
フラットにならずに表面に窪み８７が形成されてしま
い、タッチ面全面がフラットにならないという欠点があ
る。
ＦＯＰを、たとえばタッチセンサーとして適用した場合
を想定すると、図１０（ａ）に示すように、入力端面８
１をタッチ面８６と同じ面位置に設けると、出力端面８
３側が図の左下方に突出した状態となり、さらにこの出
力端面８３にＣＣＤなどの検出素子を設けるため、この
センサ部の厚さが増大し、センサ部を薄型化する際の支
障となってしまう。また、薄型化する場合、同図（ｂ）
のように、ＦＯＰ８０を光軸方向に短く切断して適用す
ることも可能であるが、この場合には、タッチ面８６が
フラットにならずに表面に窪み８７が形成されてしま
い、タッチ面全面がフラットにならないという欠点があ
る。
【０００４】そこで、本発明は、このような課題を解決
すべく為されたものであり、その目的は、ＦＯＰを用い
てタッチセンサなどを構成した場合にも、タッチ面をフ
ラットに形成し、しかも装置全体を薄型に形成し得るＦ
ＯＰを提供することにある。
すべく為されたものであり、その目的は、ＦＯＰを用い
てタッチセンサなどを構成した場合にも、タッチ面をフ
ラットに形成し、しかも装置全体を薄型に形成し得るＦ
ＯＰを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるファイバ
ー光学プレートは、その一端部に、この光ファイバーの
光軸に対して傾斜する入力端面を有し、他端部には、こ
の入力端面の像が出力される出力端面を備えており、入
力端面の傾斜角度は、空気中からコア部に入射した光
が、クラッド部との境界面において全反射を生じないよ
うな角度に設定されている。そして、このプレートの一
部には、このプレートが円弧状に湾曲する湾曲部を備え
ることを特徴とする。
ー光学プレートは、その一端部に、この光ファイバーの
光軸に対して傾斜する入力端面を有し、他端部には、こ
の入力端面の像が出力される出力端面を備えており、入
力端面の傾斜角度は、空気中からコア部に入射した光
が、クラッド部との境界面において全反射を生じないよ
うな角度に設定されている。そして、このプレートの一
部には、このプレートが円弧状に湾曲する湾曲部を備え
ることを特徴とする。
【０００６】また、このファイバー光学プレートは、さ
らに出力端面側に、このプレートの径が縮小する縮径部
を備えることもでき、さらに、入力端面と出力端面と
を、互いに略直交する位置関係に配置することもでき
る。
らに出力端面側に、このプレートの径が縮小する縮径部
を備えることもでき、さらに、入力端面と出力端面と
を、互いに略直交する位置関係に配置することもでき
る。
【０００７】
【作用】入力端面の傾斜角度をこのような条件に設定す
ると、空気中を伝搬して入力端面からコア内に入射した
光は、コアを伝搬する過程で次第に減衰し、出力端面か
らはほとんど出力されない状態となる。従って、背景光
などの不要な光は、出力端面からはほとんど出力されな
い状態となる。一方、入力端面に物体の表面を密着させ
た際、この密着部を透過した光がコア内に入射するが、
この入射した光には、クラッドとの境界面において全反
射の条件を満たすような角度で入射する光も存在するよ
うになる。すなわち、密着部から入射した光のみが、出
力端面から出力される。
ると、空気中を伝搬して入力端面からコア内に入射した
光は、コアを伝搬する過程で次第に減衰し、出力端面か
らはほとんど出力されない状態となる。従って、背景光
などの不要な光は、出力端面からはほとんど出力されな
い状態となる。一方、入力端面に物体の表面を密着させ
た際、この密着部を透過した光がコア内に入射するが、
この入射した光には、クラッドとの境界面において全反
射の条件を満たすような角度で入射する光も存在するよ
うになる。すなわち、密着部から入射した光のみが、出
力端面から出力される。
【０００８】また、プレートの一部に、このプレートが
円弧状に湾曲する湾曲部を形成することで、入力端面に
対する出力端面の位置を変更し得る。
円弧状に湾曲する湾曲部を形成することで、入力端面に
対する出力端面の位置を変更し得る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１０】図１、２にファイバー光学プレート（以
下、ＦＯＰという）１ａの外観を示す。このＦＯＰ１ａ
は、スラント(slant) ＦＯＰ１０ａ、カーブドＦＯＰ２
０ａ及びテーパードＦＯＰ３０ａを互いの端面を接合し
て一体的に形成している。
下、ＦＯＰという）１ａの外観を示す。このＦＯＰ１ａ
は、スラント(slant) ＦＯＰ１０ａ、カーブドＦＯＰ２
０ａ及びテーパードＦＯＰ３０ａを互いの端面を接合し
て一体的に形成している。
【００１１】スラントＦＯＰ１０ａは、複数の光ファイ
バを束ねて一体化したものであり、出力端面３はこの光
ファイバの光軸に対して垂直にカッティングされてお
り、入力端面２は、光ファイバの光軸に対して角度αで
カッティングされており、全体で三角柱の形状を呈して
いる。なお、この入力端面２の傾斜角度αについては、
後に詳述する。
バを束ねて一体化したものであり、出力端面３はこの光
ファイバの光軸に対して垂直にカッティングされてお
り、入力端面２は、光ファイバの光軸に対して角度αで
カッティングされており、全体で三角柱の形状を呈して
いる。なお、この入力端面２の傾斜角度αについては、
後に詳述する。
【００１２】カーブドＦＯＰ２０ａは、複数の光ファイ
バを束ねたファイバプレートを、円弧状に湾曲させて形
成したものであり、その入力端面２２がスラントＦＯＰ
１０ａの出力端面３と接合されている。入力端面２２と
出力端面２３との成す角度は、入力端面２の傾斜角度α
と同じ角度αに規定されている。これによってカーブド
ＦＯＰ２０ａの出射端面２２は、スラントＦＯＰ１０ａ
の入力端面２と直交する位置関係となっている。
バを束ねたファイバプレートを、円弧状に湾曲させて形
成したものであり、その入力端面２２がスラントＦＯＰ
１０ａの出力端面３と接合されている。入力端面２２と
出力端面２３との成す角度は、入力端面２の傾斜角度α
と同じ角度αに規定されている。これによってカーブド
ＦＯＰ２０ａの出射端面２２は、スラントＦＯＰ１０ａ
の入力端面２と直交する位置関係となっている。
【００１３】テーパードＦＯＰ３０ａは、複数の光ファ
イバを束ね、入力端面３２から出力端面３３に向かっ
て、その径が連続的に縮径するようなテーパ形状を成し
ており、この入力端面３２がカーブドＦＯＰ２０ａの出
力端面２３と接合されている。このため、カーブドＦＯ
Ｐ２０ａから入力される像は、テーパードＦＯＰ３０ａ
を伝搬される際に縮小されることとなり、この縮小され
た像（イメージ像）が出力端面３３から得られる。従っ
て、この出力端面３３にＣＣＤ４０を装着すれば（図２
参照）、この縮小された像を検出することができ、像検
出部をコンパクトに形成できる。なお、このような構造
とすることで、テーパードＦＯＰ３０ａの出力端面３３
は、スラントＦＯＰ１０ａの入力端面２と直交する位置
関係となっている。
イバを束ね、入力端面３２から出力端面３３に向かっ
て、その径が連続的に縮径するようなテーパ形状を成し
ており、この入力端面３２がカーブドＦＯＰ２０ａの出
力端面２３と接合されている。このため、カーブドＦＯ
Ｐ２０ａから入力される像は、テーパードＦＯＰ３０ａ
を伝搬される際に縮小されることとなり、この縮小され
た像（イメージ像）が出力端面３３から得られる。従っ
て、この出力端面３３にＣＣＤ４０を装着すれば（図２
参照）、この縮小された像を検出することができ、像検
出部をコンパクトに形成できる。なお、このような構造
とすることで、テーパードＦＯＰ３０ａの出力端面３３
は、スラントＦＯＰ１０ａの入力端面２と直交する位置
関係となっている。
【００１４】これらの各種ＦＯＰ１０ａ、２０ａ、３０
ａは、図３に拡大して示すように、入射した光を伝搬す
るコア５、その外周部を覆うクラッド６、さらに、各ク
ラッド６の外周部を覆うように設けられた光吸収体７で
構成されている。この位置に光吸収体７を設けること
で、コア５から漏れた光及びクラッド６に入射された光
が吸収されるため、隣り合う光ファイバ同士は、この光
吸収体７によって光学的に絶縁された状態となってい
る。なお、各ＦＯＰ１０ａ、２０ａ、３０ａのコア５、
クラッド６及び光吸収体７は、それぞれ、図４に示す材
料によって形成されており、この結果、コア５の屈折率
は1.621 、クラッド６の屈折率は1.519 となっている。
ａは、図３に拡大して示すように、入射した光を伝搬す
るコア５、その外周部を覆うクラッド６、さらに、各ク
ラッド６の外周部を覆うように設けられた光吸収体７で
構成されている。この位置に光吸収体７を設けること
で、コア５から漏れた光及びクラッド６に入射された光
が吸収されるため、隣り合う光ファイバ同士は、この光
吸収体７によって光学的に絶縁された状態となってい
る。なお、各ＦＯＰ１０ａ、２０ａ、３０ａのコア５、
クラッド６及び光吸収体７は、それぞれ、図４に示す材
料によって形成されており、この結果、コア５の屈折率
は1.621 、クラッド６の屈折率は1.519 となっている。
【００１５】このようにクラッド６の外周部を光吸収体
で覆った光ファイバによって、各ＦＯＰ１０ａ、２０
ａ、３０ａを形成することで、各コア５内に入射した光
が、コア５から漏れて隣接する別のコア５内に入射する
ことが回避され、隣接するファイバ間でのクロクトーク
の発生を防止でき、出力像のＳ／Ｎ比が改善される。こ
の作用は、入力端面の傾斜角度に無関係であり、入力端
面の傾斜角度がいかに鋭角的であっても、各コア内に入
射された光は、それぞれ各コアを伝搬されて、出力端面
から出力されるものである。
で覆った光ファイバによって、各ＦＯＰ１０ａ、２０
ａ、３０ａを形成することで、各コア５内に入射した光
が、コア５から漏れて隣接する別のコア５内に入射する
ことが回避され、隣接するファイバ間でのクロクトーク
の発生を防止でき、出力像のＳ／Ｎ比が改善される。こ
の作用は、入力端面の傾斜角度に無関係であり、入力端
面の傾斜角度がいかに鋭角的であっても、各コア内に入
射された光は、それぞれ各コアを伝搬されて、出力端面
から出力されるものである。
【００１６】ここで、スラントＦＯＰ１０ａにおける入
力端面２の傾斜角度αについて説明する。図５に、スラ
ントＦＯＰ１０ａの縦断面を示す。図中、ｎ0 はコアの
屈折率、ｎ1 はクラッドの屈折率、ｎは空気の屈折率を
それぞれ示している。本実施例のスラントＦＯＰ１０ａ
では、受光角が０°となるように、入力端面２の傾斜角
度αを規定している。すなわち、傾斜角度αは、このコ
ア５内に、空気中から、いかなる角度で光が入射して
も、コア５とクラッド６との境界面において全反射を生
じないような角度に設定されている。
力端面２の傾斜角度αについて説明する。図５に、スラ
ントＦＯＰ１０ａの縦断面を示す。図中、ｎ0 はコアの
屈折率、ｎ1 はクラッドの屈折率、ｎは空気の屈折率を
それぞれ示している。本実施例のスラントＦＯＰ１０ａ
では、受光角が０°となるように、入力端面２の傾斜角
度αを規定している。すなわち、傾斜角度αは、このコ
ア５内に、空気中から、いかなる角度で光が入射して
も、コア５とクラッド６との境界面において全反射を生
じないような角度に設定されている。
【００１７】この傾斜角度αは、次式より求めることが
できる。
できる。
【００１８】 ｎ0 ｓｉｎβ＝ｎ1 ｓｉｎ９０° （全反射の条件） …（１） ｎ0 ｓｉｎγ＝ｎ ｓｉｎ９０° （受光角０°の条件） …（２） α＋（９０°＋γ）＋（９０°−β）＝１８０° …（３） この場合、図４より、ｎ0 ＝1.621 、ｎ1 ＝1.519 、ｎ
＝１であるので、α＝31.54 °として求まる。したがっ
て、図５における傾斜角度αが、この値以下になると、
空気中を伝搬し入力端面２から入射する光は、いかなる
角度で入射したとしても、コアとクラッドとの境界面で
全反射を起こさないこととなる。
＝１であるので、α＝31.54 °として求まる。したがっ
て、図５における傾斜角度αが、この値以下になると、
空気中を伝搬し入力端面２から入射する光は、いかなる
角度で入射したとしても、コアとクラッドとの境界面で
全反射を起こさないこととなる。
【００１９】したがって、入力端面２からスラントＦＯ
Ｐ１０ａ内に入射した光は、屈折を繰り返して伝搬する
過程で、その一部がコアからクラッドに漏れて光吸収体
で吸収され、次第に減衰して消滅する。このように入力
端面２の傾斜角度をこのような角度とした場合、空気中
を伝搬し入力端面２からスラントＦＯＰ１０ａ内に入射
した光は、出力端面３からはほとんど出力されない状態
となる。
Ｐ１０ａ内に入射した光は、屈折を繰り返して伝搬する
過程で、その一部がコアからクラッドに漏れて光吸収体
で吸収され、次第に減衰して消滅する。このように入力
端面２の傾斜角度をこのような角度とした場合、空気中
を伝搬し入力端面２からスラントＦＯＰ１０ａ内に入射
した光は、出力端面３からはほとんど出力されない状態
となる。
【００２０】一方、図６に示すように、入力端面２に、
特定の物体、例えば指５０の表面を密着させた場合に
は、指紋の凹凸によって、入力端面２と密着する密着部
５１と、入力端面２との間に空隙を生じる非密着部５２
とが形成される。密着部５１では、入力端面２と指５０
の表面とが密着しており、指表面の屈折率は空気の屈折
率よりも大である。したがって、入力端面２に入射する
光の入射角度と、クラッドとの境界面における全反射の
条件との関係が、密着前の関係から変化し、クラッドと
の境界面において全反射の条件を満たすような角度で入
射する光も存在するようになる。例えば、図２に示す光
源６０などを用いて、指５０の背後から光を照射し、こ
の透過光がＡ点に到達したとする（図６）。このＡ点か
らスラントＦＯＰ１０ａ内に入射する光のうち、図示す
るように、40.68 °の範囲で入射された光は、コア５と
クラッド６との境界面において全反射の条件を満たすの
で（（２）式より）、この入射光はクラッドとの境界面
で全反射を繰り返し、出力端面３側から出力されて、カ
ーブドＦＯＰ２０ａ内に入射する。なお、この角度の範
囲を越えて入射した光は、屈折を繰り返し伝搬する過程
で減衰し消滅する。
特定の物体、例えば指５０の表面を密着させた場合に
は、指紋の凹凸によって、入力端面２と密着する密着部
５１と、入力端面２との間に空隙を生じる非密着部５２
とが形成される。密着部５１では、入力端面２と指５０
の表面とが密着しており、指表面の屈折率は空気の屈折
率よりも大である。したがって、入力端面２に入射する
光の入射角度と、クラッドとの境界面における全反射の
条件との関係が、密着前の関係から変化し、クラッドと
の境界面において全反射の条件を満たすような角度で入
射する光も存在するようになる。例えば、図２に示す光
源６０などを用いて、指５０の背後から光を照射し、こ
の透過光がＡ点に到達したとする（図６）。このＡ点か
らスラントＦＯＰ１０ａ内に入射する光のうち、図示す
るように、40.68 °の範囲で入射された光は、コア５と
クラッド６との境界面において全反射の条件を満たすの
で（（２）式より）、この入射光はクラッドとの境界面
で全反射を繰り返し、出力端面３側から出力されて、カ
ーブドＦＯＰ２０ａ内に入射する。なお、この角度の範
囲を越えて入射した光は、屈折を繰り返し伝搬する過程
で減衰し消滅する。
【００２１】これに対し、非密着部５２では、図示のよ
うな空隙部５３が形成され、この中には空気が存在して
いる。すなわち、指５０を密着させる前の状態と、何ら
変わるものではない。したがって、入力端面２の非密着
部５２からもコア５内に光が入射するものの、いかなる
角度で入射しても、依然として、クラッドとの境界面に
おける全反射の条件を満たしておらず、コア５内を伝搬
する過程で減衰し消滅する。
うな空隙部５３が形成され、この中には空気が存在して
いる。すなわち、指５０を密着させる前の状態と、何ら
変わるものではない。したがって、入力端面２の非密着
部５２からもコア５内に光が入射するものの、いかなる
角度で入射しても、依然として、クラッドとの境界面に
おける全反射の条件を満たしておらず、コア５内を伝搬
する過程で減衰し消滅する。
【００２２】したがって、このように物体の表面像など
を検出する際には、入力端面２に密着した物体表面の凸
部から入射する光のみが出力端面３から出力され、表面
の凹部から入射する光は伝搬過程で減衰して消滅する。
このため、背景光などの不要な光が除去され、入力端面
に密着した部分の像のみが伝送されて出力されることに
なる。
を検出する際には、入力端面２に密着した物体表面の凸
部から入射する光のみが出力端面３から出力され、表面
の凹部から入射する光は伝搬過程で減衰して消滅する。
このため、背景光などの不要な光が除去され、入力端面
に密着した部分の像のみが伝送されて出力されることに
なる。
【００２３】なお、以上説明した例は、N.A.（開口数）
＝0.55の場合であり、その他の主なN.A.に対する傾斜角
度αを表１に示しておく。
＝0.55の場合であり、その他の主なN.A.に対する傾斜角
度αを表１に示しておく。
【００２４】
【表１】
【００２５】本実施例のＦＯＰ１ａでは、前段の入力部
となる位置に配したスラントＦＯＰ１０ａがこのような
特性を有しているため、入力端面２に指先等を接触させ
ない状態では、最終段となるテーパードＦＯＰ３０ａの
出力端面３３からは、背景光などの光は一切出力される
ことはない。したがって、入力端面２に指先を接触させ
た場合には、出力端面３３から指紋の像が出力されるこ
ととなる。このようＦＯＰ１ａは、このような指紋読み
取り装置のセンサー部として使用する他に、入力端面２
に指などを接触させた場合にのみ出力端面３３から光が
出力されるため、通常のタッチセンサーとしても用いる
ことができる。
となる位置に配したスラントＦＯＰ１０ａがこのような
特性を有しているため、入力端面２に指先等を接触させ
ない状態では、最終段となるテーパードＦＯＰ３０ａの
出力端面３３からは、背景光などの光は一切出力される
ことはない。したがって、入力端面２に指先を接触させ
た場合には、出力端面３３から指紋の像が出力されるこ
ととなる。このようＦＯＰ１ａは、このような指紋読み
取り装置のセンサー部として使用する他に、入力端面２
に指などを接触させた場合にのみ出力端面３３から光が
出力されるため、通常のタッチセンサーとしても用いる
ことができる。
【００２６】また、入力端面２と出力端面３３とを互い
に直交する位置関係に配置することができるため、ＦＯ
Ｐ１ａをタッチセンサーなどに使用した場合にも、タッ
チ面と同一の面位置に入力端面２が位置するため、タッ
チ面をフラットに形成できる（図１０（ａ）参照）。し
かも、ＣＣＤ４０、その他の素子等を出力端面３３の後
方側に、タッチ面に沿って配設することができるため、
図２における厚さｈ内に装置全体を納めることも可能で
あり、薄型の装置にも十分組込むことができる。
に直交する位置関係に配置することができるため、ＦＯ
Ｐ１ａをタッチセンサーなどに使用した場合にも、タッ
チ面と同一の面位置に入力端面２が位置するため、タッ
チ面をフラットに形成できる（図１０（ａ）参照）。し
かも、ＣＣＤ４０、その他の素子等を出力端面３３の後
方側に、タッチ面に沿って配設することができるため、
図２における厚さｈ内に装置全体を納めることも可能で
あり、薄型の装置にも十分組込むことができる。
【００２７】ここで、他の実施例を図７に示す。ＦＯＰ
１ｂを構成するスラントＦＯＰ１０ｂは、前述したよう
な光吸収体７を使用しておらず、コア５の外周をとクラ
ッド６で覆った通常の光ファイバを束ねて構成してい
る。このようなタイプのＦＯＰを使用することで、スラ
ントＦＯＰ１０ｂの底面１２側に照明用の光源６０を配
置することができる。この位置に光源６０を配置した場
合には、その照明光は底面１２から入射し、束ねられた
各光ファイバを透過して入力端面２に到達し、入力端面
２を下面側から照明する。この入力端面２に指などを接
触させた場合には、その接触部位で照明光が照射され、
その反射光のみが光ファイバ内を全反射して伝搬する。
そして前述した実施例と同様に、出力端面３３から出力
される。なお、出力端面３３からＳ／Ｎの良いイメージ
像を得るためにも、入力端面２における照明光の反射方
向が、ＦＯＰを構成する光ファイバの光軸方向とほぼ一
致するように、光源６０による照明方向を設定すること
が望ましい。
１ｂを構成するスラントＦＯＰ１０ｂは、前述したよう
な光吸収体７を使用しておらず、コア５の外周をとクラ
ッド６で覆った通常の光ファイバを束ねて構成してい
る。このようなタイプのＦＯＰを使用することで、スラ
ントＦＯＰ１０ｂの底面１２側に照明用の光源６０を配
置することができる。この位置に光源６０を配置した場
合には、その照明光は底面１２から入射し、束ねられた
各光ファイバを透過して入力端面２に到達し、入力端面
２を下面側から照明する。この入力端面２に指などを接
触させた場合には、その接触部位で照明光が照射され、
その反射光のみが光ファイバ内を全反射して伝搬する。
そして前述した実施例と同様に、出力端面３３から出力
される。なお、出力端面３３からＳ／Ｎの良いイメージ
像を得るためにも、入力端面２における照明光の反射方
向が、ＦＯＰを構成する光ファイバの光軸方向とほぼ一
致するように、光源６０による照明方向を設定すること
が望ましい。
【００２８】また、カーブドＦＯＰ２０ｂ及びテーパー
ドＦＯＰ３０ｂについても、このような光吸収体７を設
けていないＦＯＰで構成することも可能であり、いずれ
のタイプを使用するかは適宜選択すればよい。
ドＦＯＰ３０ｂについても、このような光吸収体７を設
けていないＦＯＰで構成することも可能であり、いずれ
のタイプを使用するかは適宜選択すればよい。
【００２９】ＦＯＰを図８に示すタイプに形成すること
もできる。このＦＯＰ１ｃは、カーブドＦＯＰ２０ｃと
テーパードＦＯＰ３０ｃとを接合して構成している。こ
の場合、カーブドＦＯＰ２０ｃの入力端面は鋸歯状にカ
ットされている。これは、カーブドＦＯＰ２０ｃの平坦
な入力端面に、小さなスラントＦＯＰ１０ｃを連続的に
配列させたものと等価であり、この場合もスラントＦＯ
Ｐ１０ｃの傾斜面は傾斜角αに設定されている。このよ
うに入力端面を鋸歯状にカットすることで、余分な背景
光が出力端面３３から出力されることを防止している。
もできる。このＦＯＰ１ｃは、カーブドＦＯＰ２０ｃと
テーパードＦＯＰ３０ｃとを接合して構成している。こ
の場合、カーブドＦＯＰ２０ｃの入力端面は鋸歯状にカ
ットされている。これは、カーブドＦＯＰ２０ｃの平坦
な入力端面に、小さなスラントＦＯＰ１０ｃを連続的に
配列させたものと等価であり、この場合もスラントＦＯ
Ｐ１０ｃの傾斜面は傾斜角αに設定されている。このよ
うに入力端面を鋸歯状にカットすることで、余分な背景
光が出力端面３３から出力されることを防止している。
【００３０】以上説明した各実施例では、いずれもカー
ブドＦＯＰを使用しているが、カーブドＦＯＰを使用す
ることで、入力端面２のイメージ像が極めて効率良く出
力端面３３に伝搬され、ＣＣＤ４０においてＳ／Ｎに優
れたイメージ像の情報が得られる。
ブドＦＯＰを使用しているが、カーブドＦＯＰを使用す
ることで、入力端面２のイメージ像が極めて効率良く出
力端面３３に伝搬され、ＣＣＤ４０においてＳ／Ｎに優
れたイメージ像の情報が得られる。
【００３１】ここで、テーパードＦＯＰのＮＡ（開口
数）の縮小比をｒ：１とすると、次のような関係があ
る。 ＮＡ（Ｌ）＝（１／ｒ）×ＮＡ（Ｓ） …（４） なお、ＮＡ（Ｌ）はテーパードＦＯＰの入力端面３２の
開口数を示し、ＮＡ（Ｓ）は出力端面３３の開口数を示
す。例えば、ＮＡ（Ｓ）＝１．０において縮小比が５：
１の場合、ＮＡ（Ｌ）は０．２となり、受光角は１１．
５゜となり、極めて小さな受光角となってしまう。換言
すれば、このように縮小比が大きい場合には、テーパー
ドＦＯＰの入力端面に対し、できるだけこの面に垂直に
イメージ像が入射する必要がある。そのため、各実施例
で示したようにカーブドＦＯＰを使用することで、テー
パードＦＯＰの入力端面には、垂直に近い角度でイメー
ジ像が入力されるため、このイメージ像が効率よく、出
射端面３３に伝搬される。なお、中心軸Ｏ（図２参照）
を中心として円弧状に湾曲させたＦＯＰは、中心軸Ｏを
含む面でカットすると、そのカット面は、ＦＯＰを構成
するファイバ光軸に対して垂直となる。
数）の縮小比をｒ：１とすると、次のような関係があ
る。 ＮＡ（Ｌ）＝（１／ｒ）×ＮＡ（Ｓ） …（４） なお、ＮＡ（Ｌ）はテーパードＦＯＰの入力端面３２の
開口数を示し、ＮＡ（Ｓ）は出力端面３３の開口数を示
す。例えば、ＮＡ（Ｓ）＝１．０において縮小比が５：
１の場合、ＮＡ（Ｌ）は０．２となり、受光角は１１．
５゜となり、極めて小さな受光角となってしまう。換言
すれば、このように縮小比が大きい場合には、テーパー
ドＦＯＰの入力端面に対し、できるだけこの面に垂直に
イメージ像が入射する必要がある。そのため、各実施例
で示したようにカーブドＦＯＰを使用することで、テー
パードＦＯＰの入力端面には、垂直に近い角度でイメー
ジ像が入力されるため、このイメージ像が効率よく、出
射端面３３に伝搬される。なお、中心軸Ｏ（図２参照）
を中心として円弧状に湾曲させたＦＯＰは、中心軸Ｏを
含む面でカットすると、そのカット面は、ＦＯＰを構成
するファイバ光軸に対して垂直となる。
【００３２】以上説明した各実施例では、スラント、カ
ーブド及びテーパードの３種のＦＯＰを接合して形成し
たが、一体的に形成したものであっても、勿論適用する
こは可能である。
ーブド及びテーパードの３種のＦＯＰを接合して形成し
たが、一体的に形成したものであっても、勿論適用する
こは可能である。
【００３３】また、入力端面２と出力端面３３との位置
関係も、互いに直交する場合のみ例示したが、各種ＦＯ
Ｐの入力端面、出力端面の傾斜角度を変更することで、
互いの位置関係も変更することができる。
関係も、互いに直交する場合のみ例示したが、各種ＦＯ
Ｐの入力端面、出力端面の傾斜角度を変更することで、
互いの位置関係も変更することができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明にかかるファイバー光学プレート
によれば、プレートの一部に、このプレートが円弧状に
湾曲する湾曲部を形成したので、このようなＦＯＰを用
いてタッチセンサなどを構成した場合にも、タッチ面を
フラットに形成し、しかも装置全体を薄く形成すること
ができる。また、入力端面の傾斜角度を、空気中からコ
アに入射した光がクラッドとの境界面において全反射を
生じないような角度に設定したので、入力端面に物体の
表面を密着させた場合に、背景光などの不要な光が出力
端面から出力されることはなく、その密着した部分のみ
の像を出力させることが可能である。
によれば、プレートの一部に、このプレートが円弧状に
湾曲する湾曲部を形成したので、このようなＦＯＰを用
いてタッチセンサなどを構成した場合にも、タッチ面を
フラットに形成し、しかも装置全体を薄く形成すること
ができる。また、入力端面の傾斜角度を、空気中からコ
アに入射した光がクラッドとの境界面において全反射を
生じないような角度に設定したので、入力端面に物体の
表面を密着させた場合に、背景光などの不要な光が出力
端面から出力されることはなく、その密着した部分のみ
の像を出力させることが可能である。
【図１】本発明に実施例にかかるファイバー光学プレー
トを示す斜視図である。
トを示す斜視図である。
【図２】図１のファイバー光学プレートの側面図であ
る。
る。
【図３】ファイバー光学プレートを構成するファイバ部
を拡大して示す平面図である。
を拡大して示す平面図である。
【図４】コア、クラッド、光吸収体の各材料組成を重量
％で示すと共に、コア、クラッドの屈折率を示す図表で
ある。
％で示すと共に、コア、クラッドの屈折率を示す図表で
ある。
【図５】ファイバー光学プレートの側面の一部を拡大し
て示す説明図である。
て示す説明図である。
【図６】ファイバー光学プレートの入力端面に指の表面
を密着させた状態を部分的に拡大して示す縦断面図であ
る。
を密着させた状態を部分的に拡大して示す縦断面図であ
る。
【図７】ファイバー光学プレートの他の実施例を示す側
面図である。
面図である。
【図８】ファイバー光学プレートの他の実施例を示す側
面図である。
面図である。
【図９】従来のファイバー光学プレートを示す斜視図で
ある。
ある。
【図１０】従来のファイバー光学プレートの配設状態を
示す説明図である。
示す説明図である。
１ａ、１ｂ、１ｃ…ファイバー光学プレート、２…入力
端面、３３…出力端面、５…コア、６…クラッド、７…
光吸収体、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…スラントＦＯＰ、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…カーブドＦＯＰ、３０ａ、３
０ｂ、３０ｃ…テーパードＦＯＰ。
端面、３３…出力端面、５…コア、６…クラッド、７…
光吸収体、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…スラントＦＯＰ、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…カーブドＦＯＰ、３０ａ、３
０ｂ、３０ｃ…テーパードＦＯＰ。
Claims (3)
- 【請求項１】 コア部とクラット部とを備えて形成され
る光ファイバを複数束ねて一体化したファイバー光学プ
レートであって、 このファイバー光学プレートの一端部には、この光ファ
イバーの光軸に対して傾斜する入力端面を有し、他端部
には、この入力端面の像が出力される出力端面を備えて
おり、 前記入力端面の傾斜角度は、空気中から前記コア部に入
射した光が、前記クラッド部との境界面において全反射
を生じないような角度に設定されており、 このプレートの一部には、このプレートが円弧状に湾曲
する湾曲部を備えることを特徴とするファイバー光学プ
レート。 - 【請求項２】 前記ファイバー光学プレートは、前記出
力端面側に、このプレートの径が縮小する縮径部を備え
ることを特徴とする請求項１記載のファイバー光学プレ
ート。 - 【請求項３】 前記入力端面と出力端面とは、互いに略
直交する位置関係に配置されたことを特徴とする請求項
１又は２に記載のファイバー光学プレート。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7137758A JPH08334636A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | ファイバー光学プレート |
| EP96108937A EP0747737A1 (en) | 1995-06-05 | 1996-06-04 | Curved fiber optical plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7137758A JPH08334636A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | ファイバー光学プレート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334636A true JPH08334636A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15206153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7137758A Pending JPH08334636A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | ファイバー光学プレート |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0747737A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08334636A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001041066A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Detecteur de formes |
| JP2003021732A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 撮像装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3911305B2 (ja) * | 1996-04-22 | 2007-05-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | ファイバ光学プレート |
| JP3839519B2 (ja) * | 1996-04-22 | 2006-11-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | ファイバ光学プレート |
| JP2821421B2 (ja) * | 1996-05-21 | 1998-11-05 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
| JPH10160948A (ja) * | 1996-12-04 | 1998-06-19 | Hamamatsu Photonics Kk | ファイバ光学プレート |
| WO1999046619A1 (en) * | 1998-03-09 | 1999-09-16 | Corning Incorporated | Optical waveguide having non absorbing cladding region |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3402000A (en) * | 1964-09-10 | 1968-09-17 | Norman H. Crawford | Fiber optical image enlarger |
| US3874783A (en) * | 1972-08-02 | 1975-04-01 | American Optical Corp | Numerical aperture expansion in fiber optic devices |
| US4932776A (en) * | 1987-11-05 | 1990-06-12 | Fingerprint Technology, Inc. | Fingerprint acquisition system |
| JP3045629B2 (ja) * | 1993-02-17 | 2000-05-29 | 三菱電機株式会社 | 凹凸パターン検出装置 |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP7137758A patent/JPH08334636A/ja active Pending
-
1996
- 1996-06-04 EP EP96108937A patent/EP0747737A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001041066A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Detecteur de formes |
| JP2003021732A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0747737A1 (en) | 1996-12-11 |
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