JPH0943439A - 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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- JPH0943439A JPH0943439A JP7190509A JP19050995A JPH0943439A JP H0943439 A JPH0943439 A JP H0943439A JP 7190509 A JP7190509 A JP 7190509A JP 19050995 A JP19050995 A JP 19050995A JP H0943439 A JPH0943439 A JP H0943439A
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- 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
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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- 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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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S385/00—Optical waveguides
- Y10S385/901—Illuminating or display apparatus
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＦＯＰを用いてタッチセンサを構成した場合
にも、タッチ面をフラットに形成し、しかも装置全体を
薄型に形成する。 【構成】 スラントＦＯＰ２０の入射端面の開口数を、
スラントＦＯＰ１０の出射端面の開口数に比べて大きな
値に設定し、スラントＦＯＰ１０から出射される光を効
率よくスラントＦＯＰ２０に入射させる。検出面１１と
出力端面３２とを直交する位置関係に配置しており、こ
れによりタッチ面Ｆと同じ面位置に検出面１１を形成で
きる。また、出力端面３２には、このタッチ面Ｆの下面
に沿ってＣＣＤ５０などの検出素子を配置できる。
にも、タッチ面をフラットに形成し、しかも装置全体を
薄型に形成する。 【構成】 スラントＦＯＰ２０の入射端面の開口数を、
スラントＦＯＰ１０の出射端面の開口数に比べて大きな
値に設定し、スラントＦＯＰ１０から出射される光を効
率よくスラントＦＯＰ２０に入射させる。検出面１１と
出力端面３２とを直交する位置関係に配置しており、こ
れによりタッチ面Ｆと同じ面位置に検出面１１を形成で
きる。また、出力端面３２には、このタッチ面Ｆの下面
に沿ってＣＣＤ５０などの検出素子を配置できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【０００２】
【従来の技術】従来から図１０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８
２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。
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８
２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１１（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の
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１１（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の
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
すべくなされたものであり、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。
すべくなされたものであり、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】そこで、請求項１にかか
るファイバー光学プレートは、第１光学プレート、第２
光学プレート及び第３光学プレートを接合して構成す
る。
るファイバー光学プレートは、第１光学プレート、第２
光学プレート及び第３光学プレートを接合して構成す
る。
【０００６】第１光学プレートは、このプレートを構成
する光ファイバーの光軸に対し傾斜する主入力端面を有
しており、光ファイバの光軸に対する主入力端面の傾斜
角度を、空気中からコア内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角度に設定する。傾斜
角度をこのような条件に設定することで、空気中を伝播
して主入力端面からコア内に入射した光は、コアを伝播
する過程で次第に減衰する。第２光学プレートは、第１
光学プレートの出力端面に接合され、この第１光学プレ
ートより入射する光を伝播する。第３光学プレートは、
第２光学プレートの出力端面に接合されて、主入力端面
の入力像が出力される主出力端面を有する。また、第２
光学プレートの入射端面の開口数を、第１光学プレート
の出射端面の開口数に比べて大きな値に設定し、第１光
学プレートから出射される光を効率よく第２光学プレー
トに入射させる。
する光ファイバーの光軸に対し傾斜する主入力端面を有
しており、光ファイバの光軸に対する主入力端面の傾斜
角度を、空気中からコア内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角度に設定する。傾斜
角度をこのような条件に設定することで、空気中を伝播
して主入力端面からコア内に入射した光は、コアを伝播
する過程で次第に減衰する。第２光学プレートは、第１
光学プレートの出力端面に接合され、この第１光学プレ
ートより入射する光を伝播する。第３光学プレートは、
第２光学プレートの出力端面に接合されて、主入力端面
の入力像が出力される主出力端面を有する。また、第２
光学プレートの入射端面の開口数を、第１光学プレート
の出射端面の開口数に比べて大きな値に設定し、第１光
学プレートから出射される光を効率よく第２光学プレー
トに入射させる。
【０００７】さらに、請求項２にかかるファイバー光学
プレートでは、主入力端面と主出力端面とを、互いにほ
ぼ直交する位置関係に配置することで、所定の設置面と
同じ面位置に主入力端面を配することができ、かつ、主
出力端面に設ける検出素子等は、この設置面の下面に沿
って配設し得る。
プレートでは、主入力端面と主出力端面とを、互いにほ
ぼ直交する位置関係に配置することで、所定の設置面と
同じ面位置に主入力端面を配することができ、かつ、主
出力端面に設ける検出素子等は、この設置面の下面に沿
って配設し得る。
【０００８】さらに、請求項３にかかるファイバー光学
プレートでは、第３光学プレートを、そのプレート径が
主出射端面側に向って次第に縮小するテーパ形状とす
る。これにより、出力像が縮小され、このため検出素子
などが小型化できる。さらに、縮小比が増大するほど、
第３光学プレートの入力端面に、できるだけ垂直に像
（イメージ像）を入射させる必要がある。すなわち、第
３光学プレートのファイバ軸と第２光学プレートのファ
イバ軸とが、できるだけ一致した状態で、第２光学プレ
ートを出射した光が第３光学プレートに入射することが
望ましい。このため、第２光学プレートと第３光学プレ
ートとの接合面を、第３光学プレートの主ファイバ軸に
対して略垂直に形成する。なお、主ファイバ軸とは、第
３光学プレートのほぼ中心部に位置する光ファイバの光
軸をいう。
プレートでは、第３光学プレートを、そのプレート径が
主出射端面側に向って次第に縮小するテーパ形状とす
る。これにより、出力像が縮小され、このため検出素子
などが小型化できる。さらに、縮小比が増大するほど、
第３光学プレートの入力端面に、できるだけ垂直に像
（イメージ像）を入射させる必要がある。すなわち、第
３光学プレートのファイバ軸と第２光学プレートのファ
イバ軸とが、できるだけ一致した状態で、第２光学プレ
ートを出射した光が第３光学プレートに入射することが
望ましい。このため、第２光学プレートと第３光学プレ
ートとの接合面を、第３光学プレートの主ファイバ軸に
対して略垂直に形成する。なお、主ファイバ軸とは、第
３光学プレートのほぼ中心部に位置する光ファイバの光
軸をいう。
【０００９】一方、請求項４にかかるファイバー光学プ
レートは、請求項１の第１光学プレート、第２光学プレ
ート及び第３光学プレートに対応する、第４光学プレー
ト、第６光学プレート及び第７光学プレートに加え、第
４光学プレートと第６光学プレートとの間に、束ねられ
た個々の光ファイバを互いに光学的に絶縁する光吸収体
を備えた第５光学プレートを接合して構成する。そし
て、第６光学プレートの入射端面の開口数を、第５光学
プレートの出射端面の開口数に比べて大きな値に設定
し、第５光学プレートから出射される光を効率よく第６
光学プレートに入射させる。さらに、第４光学プレート
から出射される光のうち、第６光学プレートにノイズと
して入射するいわゆる迷光を、この第５光学プレートの
光吸収体によって除去する。
レートは、請求項１の第１光学プレート、第２光学プレ
ート及び第３光学プレートに対応する、第４光学プレー
ト、第６光学プレート及び第７光学プレートに加え、第
４光学プレートと第６光学プレートとの間に、束ねられ
た個々の光ファイバを互いに光学的に絶縁する光吸収体
を備えた第５光学プレートを接合して構成する。そし
て、第６光学プレートの入射端面の開口数を、第５光学
プレートの出射端面の開口数に比べて大きな値に設定
し、第５光学プレートから出射される光を効率よく第６
光学プレートに入射させる。さらに、第４光学プレート
から出射される光のうち、第６光学プレートにノイズと
して入射するいわゆる迷光を、この第５光学プレートの
光吸収体によって除去する。
【００１０】なお、この光吸収体とは、迷光を効果的に
吸収除去する目的で、たとえば、Ｎｉ2Ｏ3，Ｃｏ2Ｏ3，
Ｃｒ2Ｏ3，ＣｕＯ，Ｆｅ2Ｏ3等の酸化物着色剤を多く含
んだガラスよりなっているものである。
吸収除去する目的で、たとえば、Ｎｉ2Ｏ3，Ｃｏ2Ｏ3，
Ｃｒ2Ｏ3，ＣｕＯ，Ｆｅ2Ｏ3等の酸化物着色剤を多く含
んだガラスよりなっているものである。
【００１１】さらに、請求項５にかかるファイバー光学
プレートでは、主入力端面と主出力端面とを、互いにほ
ぼ直交する位置関係に配置することで、所定の設置面と
同じ面位置に主入力端面を配することができ、かつ、主
出力端面に設ける検出素子等は、この設置面の下面に沿
って配設し得る。
プレートでは、主入力端面と主出力端面とを、互いにほ
ぼ直交する位置関係に配置することで、所定の設置面と
同じ面位置に主入力端面を配することができ、かつ、主
出力端面に設ける検出素子等は、この設置面の下面に沿
って配設し得る。
【００１２】さらに、請求項６にかかるファイバー光学
プレートでは、請求項３と同様に、第７光学プレート
を、そのプレート径が主出射端面側に向って次第に縮小
するテーパ形状とし、かつ、第６光学プレートと第７光
学プレートとの接合面を、第７光学プレートの主ファイ
バ軸に対して略垂直に配置する。
プレートでは、請求項３と同様に、第７光学プレート
を、そのプレート径が主出射端面側に向って次第に縮小
するテーパ形状とし、かつ、第６光学プレートと第７光
学プレートとの接合面を、第７光学プレートの主ファイ
バ軸に対して略垂直に配置する。
【００１３】
＜実施形態１＞以下、本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１４】図１、２にファイバー光学プレート（以
下、ＦＯＰという）１０１の外観を示す。このＦＯＰ１
０１は、光学プレートよりなるスラント(slant) ＦＯＰ
１０、２０及びテーパードＦＯＰ３０を一連に接合して
おり、テーパードＦＯＰ３０の出射端面３２（主出射端
面）には、ＣＣＤ５０を固定して構成している。なお、
各ＦＰＯは、コアとクラッドからなる光ファイバを束ね
て一体化した光学プレートよりなり、各ＦＯＰ内のファ
イバーの方向は、便宜上、各ＦＯＰ側面に実線で示す。
下、ＦＯＰという）１０１の外観を示す。このＦＯＰ１
０１は、光学プレートよりなるスラント(slant) ＦＯＰ
１０、２０及びテーパードＦＯＰ３０を一連に接合して
おり、テーパードＦＯＰ３０の出射端面３２（主出射端
面）には、ＣＣＤ５０を固定して構成している。なお、
各ＦＰＯは、コアとクラッドからなる光ファイバを束ね
て一体化した光学プレートよりなり、各ＦＯＰ内のファ
イバーの方向は、便宜上、各ＦＯＰ側面に実線で示す。
【００１５】スラントＦＯＰ１０の検出面１１は、光フ
ァイバの光軸に対して角度（スラント角）αでカッティ
ングされ、出射面１２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、全体で三角柱の形状を
呈している。なお、この検出面１１の傾斜角度αについ
ては、後に詳述する。
ァイバの光軸に対して角度（スラント角）αでカッティ
ングされ、出射面１２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、全体で三角柱の形状を
呈している。なお、この検出面１１の傾斜角度αについ
ては、後に詳述する。
【００１６】スラントＦＯＰ２０は、スラントＦＯＰ１
０の出射面１２に接合され、スラントＦＯＰ１０から入
射する光を、束ねられた各光ファイバを介して伝播す
る。なお、スラントＦＯＰ２０は、束ねた光ファイバの
光軸が、スラントＦＯＰ１０のファイバー光軸に比べて
緩やかな傾斜となるように、カッティングされている。
また、スラントＦＯＰ１０とスラントＦＯＰ２０は、ス
ラントＦＯＰ２０の入射端面の開口数（Ｎ．Ａ．）が、
スラントＦＯＰ１０の出射面１２の開口数よりも大きな
値となるように、所定の屈折率を有する光学材料により
形成されている。なお、これについても後に詳述する。
０の出射面１２に接合され、スラントＦＯＰ１０から入
射する光を、束ねられた各光ファイバを介して伝播す
る。なお、スラントＦＯＰ２０は、束ねた光ファイバの
光軸が、スラントＦＯＰ１０のファイバー光軸に比べて
緩やかな傾斜となるように、カッティングされている。
また、スラントＦＯＰ１０とスラントＦＯＰ２０は、ス
ラントＦＯＰ２０の入射端面の開口数（Ｎ．Ａ．）が、
スラントＦＯＰ１０の出射面１２の開口数よりも大きな
値となるように、所定の屈折率を有する光学材料により
形成されている。なお、これについても後に詳述する。
【００１７】テーパードＦＯＰ３０は、入力端面３１か
ら出力端面３２に向かって、その径が次第に縮径するよ
うなテーパ形状を成しており、この入力端面３１がスラ
ントＦＯＰ２０の出力端面と接合されている。このた
め、スラントＦＯＰ２０から入射する像は、テーパード
ＦＯＰ３０を伝播される過程で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３２から得
られる。なお、スラントＦＯＰ２０の出力端面とテーパ
ードＦＯＰ３０の入力端面３１との接合面は、テーパー
ドＦＯＰ３０の中心部に位置するファイバのファイバ軸
に対して、直交するように形成されている。
ら出力端面３２に向かって、その径が次第に縮径するよ
うなテーパ形状を成しており、この入力端面３１がスラ
ントＦＯＰ２０の出力端面と接合されている。このた
め、スラントＦＯＰ２０から入射する像は、テーパード
ＦＯＰ３０を伝播される過程で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３２から得
られる。なお、スラントＦＯＰ２０の出力端面とテーパ
ードＦＯＰ３０の入力端面３１との接合面は、テーパー
ドＦＯＰ３０の中心部に位置するファイバのファイバ軸
に対して、直交するように形成されている。
【００１８】また、検出面１１の下側には、照明用の光
源６０を配設しており、この位置から、検出面１１に圧
接した被検体としての指先７０などに照明光を照射す
る。照射された照明光は、スラントＦＯＰ１０内を透過
して検出面１１に到達し、検出面１１に圧接された指先
７０の表面の凹凸（指紋）によって、その部位で反射と
透過散乱が起り、これに応じた濃淡パターンが形成され
る。このうち、反射光のみが光ファイバ内を全反射を繰
り返しながら、スラントＦＯＰ１０、スラントＦＯＰ２
０、テーパードＦＯＰ３０内を伝播され、出力端面３２
に濃淡パターン（出力像）として表れる。そして、現れ
た濃淡パターンをＣＣＤ５０によって検出する。
源６０を配設しており、この位置から、検出面１１に圧
接した被検体としての指先７０などに照明光を照射す
る。照射された照明光は、スラントＦＯＰ１０内を透過
して検出面１１に到達し、検出面１１に圧接された指先
７０の表面の凹凸（指紋）によって、その部位で反射と
透過散乱が起り、これに応じた濃淡パターンが形成され
る。このうち、反射光のみが光ファイバ内を全反射を繰
り返しながら、スラントＦＯＰ１０、スラントＦＯＰ２
０、テーパードＦＯＰ３０内を伝播され、出力端面３２
に濃淡パターン（出力像）として表れる。そして、現れ
た濃淡パターンをＣＣＤ５０によって検出する。
【００１９】ここで、スラントＦＯＰ１０における検出
面１１の傾斜角度αについて説明する。図３に、スラン
トＦＯＰ１０の縦断面を模式的に示す。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。このスラントＦＯＰ１０で
は、受光角が０°となるように、検出面１１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
１内に、空気中から、いかなる角度で光が入射しても、
コア１とクラッド２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。
面１１の傾斜角度αについて説明する。図３に、スラン
トＦＯＰ１０の縦断面を模式的に示す。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。このスラントＦＯＰ１０で
は、受光角が０°となるように、検出面１１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
１内に、空気中から、いかなる角度で光が入射しても、
コア１とクラッド２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。
【００２０】この傾斜角度αは、次式より規定してい
る。
る。
【００２１】 ｎ0 ｓｉｎδ＝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°−δ）＝１８０° …（３） ここで、ｎ0 ＝1.621 、ｎ1 ＝1.519 、ｎ＝１とする
と、α＝31.54 °として求まる。したがって、傾斜角度
αが、この値以下になると、空気中を伝播し検出面１１
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１とクラッド２との境界面で全反射を起こさないこ
ととなる。
と、α＝31.54 °として求まる。したがって、傾斜角度
αが、この値以下になると、空気中を伝播し検出面１１
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１とクラッド２との境界面で全反射を起こさないこ
ととなる。
【００２２】したがって、検出面１１からスラントＦＯ
Ｐ１０内に入射した光は、屈折を繰り返して伝播する過
程で次第に減衰し、出力端面３２からはほとんど出力さ
れない。
Ｐ１０内に入射した光は、屈折を繰り返して伝播する過
程で次第に減衰し、出力端面３２からはほとんど出力さ
れない。
【００２３】一方、図４に示すように、検出面１１に、
被検体として指先７０の表面を密着させた場合には、指
紋の凹凸によって、検出面１１と密着する密着部９１
と、検出面１１との間に空隙を生じる非密着部９２とが
形成される。密着部９１では、検出面１１と指先７０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、検出面１１に入射する光
の入射角度と、クラッド２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２
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、光源６０の
照明光がスラントＦＯＰ１０内を透過し、Ａ点に到達し
たとする。このＡ点で、照明光は指内に透過し吸収さ
れ、散乱して消滅するが、ごく一部の光のみが反射しス
ラントＦＯＰ１０内に入射する。この入射光のうち、図
示するように、40.68 °の範囲で反射された光が、コア
１とクラッド２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２との
境界面で全反射を繰り返し、出力端面１２側から出力さ
れる。なお、この角度の範囲を越えて入射した光は、屈
折を繰り返し伝播する過程で減衰する。
被検体として指先７０の表面を密着させた場合には、指
紋の凹凸によって、検出面１１と密着する密着部９１
と、検出面１１との間に空隙を生じる非密着部９２とが
形成される。密着部９１では、検出面１１と指先７０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、検出面１１に入射する光
の入射角度と、クラッド２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２
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、光源６０の
照明光がスラントＦＯＰ１０内を透過し、Ａ点に到達し
たとする。このＡ点で、照明光は指内に透過し吸収さ
れ、散乱して消滅するが、ごく一部の光のみが反射しス
ラントＦＯＰ１０内に入射する。この入射光のうち、図
示するように、40.68 °の範囲で反射された光が、コア
１とクラッド２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２との
境界面で全反射を繰り返し、出力端面１２側から出力さ
れる。なお、この角度の範囲を越えて入射した光は、屈
折を繰り返し伝播する過程で減衰する。
【００２４】これに対し、非密着部９２では、図示のよ
うな空隙部９３が形成され、この中には空気が存在して
いる。すなわち、指先７０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、検出面１１の非密
着部９２からもコア１内に背景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１内
を伝播する過程で減衰し消滅する。
うな空隙部９３が形成され、この中には空気が存在して
いる。すなわち、指先７０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、検出面１１の非密
着部９２からもコア１内に背景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１内
を伝播する過程で減衰し消滅する。
【００２５】したがって、このように検出面１１に被検
体を密着させると、スラントＦＯＰ１０内を透過し到達
した光源６０の照明光は検出面１１に密着した物体表面
の凸部より物体内部へ透過・吸収され散乱して消滅する
が、ごく一部の光のみがその物体表面の凸よりスラント
ＦＯＰのファイバ内へ入射しその光が全反射を繰り返し
て伝播される。また物体表面の凹部では、凸部と同様に
検出面に到達した照明光は検出面で反射され、その反射
光は図示されている角度範囲内（４０．６８゜）では全
反射をくり返し伝播され、表面の凹部から入射する光は
伝播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、検出面１１に密着した部分と密着
しない部分との反射光の強度差による濃淡パターン像が
伝播されて出力されることになる。
体を密着させると、スラントＦＯＰ１０内を透過し到達
した光源６０の照明光は検出面１１に密着した物体表面
の凸部より物体内部へ透過・吸収され散乱して消滅する
が、ごく一部の光のみがその物体表面の凸よりスラント
ＦＯＰのファイバ内へ入射しその光が全反射を繰り返し
て伝播される。また物体表面の凹部では、凸部と同様に
検出面に到達した照明光は検出面で反射され、その反射
光は図示されている角度範囲内（４０．６８゜）では全
反射をくり返し伝播され、表面の凹部から入射する光は
伝播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、検出面１１に密着した部分と密着
しない部分との反射光の強度差による濃淡パターン像が
伝播されて出力されることになる。
【００２６】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。
【００２７】
【表１】
【００２８】このように検出面１１の傾斜角度αを規定
したスラントＦＯＰを設けることで、検出面１１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Ｆ
ＯＰ３０の出力端面３２からは、背景光などがファイバ
内で全反射をくり返して伝播された光は一切出力される
ことはない。したがって、検出面１１に指先を接触させ
た場合には、出力端面３２から指紋の像が出力されるこ
ととなる。このようなファイバー光学プレートは、指紋
読み取り装置のセンサー部として使用することができ、
また、検出面１１に指などを接触させた場合にのみ出力
端面３２から光信号が出力されるため、通常のタッチセ
ンサーとしても用いることができる。
したスラントＦＯＰを設けることで、検出面１１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Ｆ
ＯＰ３０の出力端面３２からは、背景光などがファイバ
内で全反射をくり返して伝播された光は一切出力される
ことはない。したがって、検出面１１に指先を接触させ
た場合には、出力端面３２から指紋の像が出力されるこ
ととなる。このようなファイバー光学プレートは、指紋
読み取り装置のセンサー部として使用することができ、
また、検出面１１に指などを接触させた場合にのみ出力
端面３２から光信号が出力されるため、通常のタッチセ
ンサーとしても用いることができる。
【００２９】次に、スラントＦＯＰ２０の入射端面の開
口数（以下、「N.A.」と記す）と、スラントＦＯＰ１０
の出射面１２の N.A. との関係について説明する。
口数（以下、「N.A.」と記す）と、スラントＦＯＰ１０
の出射面１２の N.A. との関係について説明する。
【００３０】スラントＦＯＰ１０とスラントＦＯＰ２０
とは、互いのファイバ軸を合致させていないため、スラ
ントＦＯＰ１０からスラントＦＯＰ２０に入射した光の
一部がファイバ外に出射されることある。かかる場合に
は、伝播されるべき信号光量が減少してしまう。そこ
で、スラントＦＯＰ２０の入射端面の開口数（Ｎ．
Ａ．）を、スラントＦＯＰ１０の出力端面１２の開口数
よりも大きな値に設定している。
とは、互いのファイバ軸を合致させていないため、スラ
ントＦＯＰ１０からスラントＦＯＰ２０に入射した光の
一部がファイバ外に出射されることある。かかる場合に
は、伝播されるべき信号光量が減少してしまう。そこ
で、スラントＦＯＰ２０の入射端面の開口数（Ｎ．
Ａ．）を、スラントＦＯＰ１０の出力端面１２の開口数
よりも大きな値に設定している。
【００３１】図５を参照して詳述する。（Ｉ）はスラン
トＦＯＰ１０とスラントＦＯＰ２０との N.A. が同じ値
の場合を示し、（II）はスラントＦＯＰ２０の N.A. が
スラントＦＯＰ１０の N.A. よりも大きい場合を示す。
トＦＯＰ１０とスラントＦＯＰ２０との N.A. が同じ値
の場合を示し、（II）はスラントＦＯＰ２０の N.A. が
スラントＦＯＰ１０の N.A. よりも大きい場合を示す。
【００３２】まず、（Ｉ）では、（角）ａｏｂの範囲内
でスラントＦＯＰ２０側へ入射した光は、（角）ｃｏｄ
の範囲内に出射される。しかし、スラントＦＯＰ２０の
光ファイバ内で全反射して伝播するためには、（角）ｅ
ｏｆの範囲内に入っていなければならない。このため、
スラントＦＯＰ２０内を全反射して伝播される光は
（角）ｄｏｆの範囲内に出射された光であり、（角）ｆ
ｏｃ内に出射された光は、ファイバ外へ出射され、この
分、伝播される光量が減少する。同様に（II）の場合に
は、（角）ｇｏｈの範囲内でスラントＦＯＰ２０側へ入
射した光のうち、スラントＦＯＰ２０内を全反射して伝
播される光は、（角）ｊｏｌの範囲内に出射された光で
あり、（角）ｌｏｉ内に出射された光は、ファイバ外へ
出射され、この分、伝播される光量が減少する。（Ｉ）
と（II）の場合を比較すると、（II）の方が伝播される
光量のロスが少ないことが分る。
でスラントＦＯＰ２０側へ入射した光は、（角）ｃｏｄ
の範囲内に出射される。しかし、スラントＦＯＰ２０の
光ファイバ内で全反射して伝播するためには、（角）ｅ
ｏｆの範囲内に入っていなければならない。このため、
スラントＦＯＰ２０内を全反射して伝播される光は
（角）ｄｏｆの範囲内に出射された光であり、（角）ｆ
ｏｃ内に出射された光は、ファイバ外へ出射され、この
分、伝播される光量が減少する。同様に（II）の場合に
は、（角）ｇｏｈの範囲内でスラントＦＯＰ２０側へ入
射した光のうち、スラントＦＯＰ２０内を全反射して伝
播される光は、（角）ｊｏｌの範囲内に出射された光で
あり、（角）ｌｏｉ内に出射された光は、ファイバ外へ
出射され、この分、伝播される光量が減少する。（Ｉ）
と（II）の場合を比較すると、（II）の方が伝播される
光量のロスが少ないことが分る。
【００３３】実際に、スラントＦＯＰ１０の N.A. が
０．５５の場合において、スラントＦＯＰ２０の N.A.
が０．５５の場合（（Ｉ）に相当）と、１．０の場合
（（II）に相当）とを比較すると以下のようになる。な
お、α＝３１．５４°、β＝７０°である。このとき、
（Ｉ）の場合には、 （角）ａｏｂ＝（角）ｃｏｄ＝（角）ｅｏｆ＝４０．６
８° （角）ｆｏｄ＝４０．６８°−（９０°−７０°）＝２
０．６８° （角）ｃｏｆ＝２０° となる。また、（II）の場合には、 （角）ｇｏｈ＝４０．６８° （角）ｉｏｊ＝３６．０７° （角）ｊｏｌ＝３．０４° となる。
０．５５の場合において、スラントＦＯＰ２０の N.A.
が０．５５の場合（（Ｉ）に相当）と、１．０の場合
（（II）に相当）とを比較すると以下のようになる。な
お、α＝３１．５４°、β＝７０°である。このとき、
（Ｉ）の場合には、 （角）ａｏｂ＝（角）ｃｏｄ＝（角）ｅｏｆ＝４０．６
８° （角）ｆｏｄ＝４０．６８°−（９０°−７０°）＝２
０．６８° （角）ｃｏｆ＝２０° となる。また、（II）の場合には、 （角）ｇｏｈ＝４０．６８° （角）ｉｏｊ＝３６．０７° （角）ｊｏｌ＝３．０４° となる。
【００３４】そこで、光量のロス割合を（Ｉ）、（II）
で比較すると、 （Ｉ）＝（角）ｃｏｆ／（角）ｃｏｄ＝２０／４０．６
８≒０．４９２ （II）＝（角）ｊｏｌ／（角）ｉｏｊ＝３．０４／３
６．０７≒０．０８４ となり、（II）の場合のロス量は（Ｉ）の約１７％に軽
減される。
で比較すると、 （Ｉ）＝（角）ｃｏｆ／（角）ｃｏｄ＝２０／４０．６
８≒０．４９２ （II）＝（角）ｊｏｌ／（角）ｉｏｊ＝３．０４／３
６．０７≒０．０８４ となり、（II）の場合のロス量は（Ｉ）の約１７％に軽
減される。
【００３５】従って、（Ｉ）に比べて（II）の方が、テ
ーパードＦＯＰ３０の光ファイバ内に入射する信号光量
が多くなり、より鮮明なパターン像をＣＣＤ５０で検出
できる。
ーパードＦＯＰ３０の光ファイバ内に入射する信号光量
が多くなり、より鮮明なパターン像をＣＣＤ５０で検出
できる。
【００３６】ここで、スラントＦＯＰ１０に比べてファ
イバ軸の傾斜角度が緩やかなスラントＦＯＰ２０をテー
パードＦＯＰ３０の前段に接合することによる作用につ
いて説明する。テーパードＦＯＰ３０の N.A. の縮小比
をｒ：１とすると、 N.A. （Ｌ）＝（１／ｒ）× N.A. （Ｓ） のような関係がある。なお、 N.A. （Ｌ）はテーパード
ＦＯＰ３０の入力端面３１の開口数を示し、 N.A.
（Ｓ）は出力端面３３の開口数を示す。
イバ軸の傾斜角度が緩やかなスラントＦＯＰ２０をテー
パードＦＯＰ３０の前段に接合することによる作用につ
いて説明する。テーパードＦＯＰ３０の N.A. の縮小比
をｒ：１とすると、 N.A. （Ｌ）＝（１／ｒ）× N.A. （Ｓ） のような関係がある。なお、 N.A. （Ｌ）はテーパード
ＦＯＰ３０の入力端面３１の開口数を示し、 N.A.
（Ｓ）は出力端面３３の開口数を示す。
【００３７】例えば、 N.A. （Ｓ）＝１．０において縮
小比が５：１の場合では、 N.A.（Ｌ）は０．２となっ
て、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ＦＯＰ３０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、本実施形態で示したように、ファイバ軸
の傾斜角度が大きなスラントファイバＦＯＰ１０の後段
に、ファイバ軸の傾斜角度が緩やかなスラントＦＯＰ２
０を介在させることで、テーパードＦＯＰ３０の入力端
面３１に対し、より垂直に近い角度でイメージ像を入射
させることができる。これは、テーパードＦＯＰ３０の
縮小比が大きい場合には、特に有効である。
小比が５：１の場合では、 N.A.（Ｌ）は０．２となっ
て、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ＦＯＰ３０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、本実施形態で示したように、ファイバ軸
の傾斜角度が大きなスラントファイバＦＯＰ１０の後段
に、ファイバ軸の傾斜角度が緩やかなスラントＦＯＰ２
０を介在させることで、テーパードＦＯＰ３０の入力端
面３１に対し、より垂直に近い角度でイメージ像を入射
させることができる。これは、テーパードＦＯＰ３０の
縮小比が大きい場合には、特に有効である。
【００３８】また、このように構成するＦＯＰ１０１
は、テーパードＦＯＰ３０の出力端面３２が、検出面１
１と直交する位置関係となるため、ＦＯＰ１０１をタッ
チセンサーなどに使用した場合にも、タッチ面Ｆと同一
の面位置に検出面１１が位置するため、タッチ面Ｆをフ
ラットに形成できる（図１１（ａ）参照）。しかも、Ｃ
ＣＤ５０、その他の素子等を出力端面３２の後方側に、
タッチ面Ｆに沿って配設することができるため、光源６
０を含めて、図２における厚さＨ内に装置全体を収める
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。
は、テーパードＦＯＰ３０の出力端面３２が、検出面１
１と直交する位置関係となるため、ＦＯＰ１０１をタッ
チセンサーなどに使用した場合にも、タッチ面Ｆと同一
の面位置に検出面１１が位置するため、タッチ面Ｆをフ
ラットに形成できる（図１１（ａ）参照）。しかも、Ｃ
ＣＤ５０、その他の素子等を出力端面３２の後方側に、
タッチ面Ｆに沿って配設することができるため、光源６
０を含めて、図２における厚さＨ内に装置全体を収める
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。
【００３９】＜実施形態２＞図６、７に他の実施形態を
示す。ＦＯＰ１０２は、前述したＦＯＰ１０１における
スラントＦＯＰ１０とスラントＦＯＰ２０との間に、吸
収ＦＯＰ４０を接合して構成している。なお、その他の
構成はＦＯＰ１０１と同一であり、説明は省略する。
示す。ＦＯＰ１０２は、前述したＦＯＰ１０１における
スラントＦＯＰ１０とスラントＦＯＰ２０との間に、吸
収ＦＯＰ４０を接合して構成している。なお、その他の
構成はＦＯＰ１０１と同一であり、説明は省略する。
【００４０】吸収ＦＯＰ４０は、各クラッド２の外周を
覆うように光吸収体３を形成しており（図８、９）、こ
の光吸収体３によって束ねられた個々の光ファイバを互
いに光学的に絶縁している。吸収ＦＯＰ４０のファイバ
軸は、スラントＦＯＰ１０のファイバ軸と一致してお
り、吸収ＦＯＰ４０の入射端面の N.A. は、スラントＦ
ＯＰ１０の出射端面の N.A. と同じか、或はそれよりも
小さな値になるように設定している。
覆うように光吸収体３を形成しており（図８、９）、こ
の光吸収体３によって束ねられた個々の光ファイバを互
いに光学的に絶縁している。吸収ＦＯＰ４０のファイバ
軸は、スラントＦＯＰ１０のファイバ軸と一致してお
り、吸収ＦＯＰ４０の入射端面の N.A. は、スラントＦ
ＯＰ１０の出射端面の N.A. と同じか、或はそれよりも
小さな値になるように設定している。
【００４１】また、実施形態１と同様に、スラントＦＯ
Ｐ２０の入射端面の開口数（Ｎ．Ａ．）は、スラントＦ
ＯＰ４０の出射面４２の開口数よりも大きな値になるよ
うに設定されており、この部位で信号光量が漏れる量を
抑えている。
Ｐ２０の入射端面の開口数（Ｎ．Ａ．）は、スラントＦ
ＯＰ４０の出射面４２の開口数よりも大きな値になるよ
うに設定されており、この部位で信号光量が漏れる量を
抑えている。
【００４２】図９に、スラントＦＯＰ１０と吸収ＦＯＰ
４０との接合部の縦断面を模式的に示す。スラントＦＯ
Ｐ１０と吸収ＦＯＰ４０の屈折率は、それぞれ１．５６
と１．５２とし、スラントＦＯＰ１０の検出面１１の傾
斜角度αは、３５°でカットされているとする。この場
合も検出面１１の傾斜角度αは、空気中を伝播した光
が、検出面１１からいかなる角度で入射しても、コア１
とクラッド２との境界面において全反射を生じないよう
な角度である。
４０との接合部の縦断面を模式的に示す。スラントＦＯ
Ｐ１０と吸収ＦＯＰ４０の屈折率は、それぞれ１．５６
と１．５２とし、スラントＦＯＰ１０の検出面１１の傾
斜角度αは、３５°でカットされているとする。この場
合も検出面１１の傾斜角度αは、空気中を伝播した光
が、検出面１１からいかなる角度で入射しても、コア１
とクラッド２との境界面において全反射を生じないよう
な角度である。
【００４３】ここで、各ＦＯＰ内の光ファイバー内での
全反射の条件は、 １．５６・ｓｉｎθ＝１．５２・ｓｉｎ９０° で表れされ、θはほぼ７７°（＝臨界角）になる。すな
わち、クラッド２に対して７７°より大きな入射角でな
いと全反射は起らないことになる。したがって、７７°
より小さい角度で入射する光は、コア１とクラッド２と
の境界面で屈折しながらファイバ外に抜ける。
全反射の条件は、 １．５６・ｓｉｎθ＝１．５２・ｓｉｎ９０° で表れされ、θはほぼ７７°（＝臨界角）になる。すな
わち、クラッド２に対して７７°より大きな入射角でな
いと全反射は起らないことになる。したがって、７７°
より小さい角度で入射する光は、コア１とクラッド２と
の境界面で屈折しながらファイバ外に抜ける。
【００４４】ここで、スラントＦＯＰ１０の下面４に配
した光源６０から入射する光が、この全反射の条件を満
たすためには、検出面１１に入射する照明光の入射角は
４２°〜６８°の間になる。なお、図９における、線ａ
−ａ’及びｂ−ｂ’が、この入射角の上限・下限に対応
する光線ａ、ｂの進行経路を示している。また、光線ａ
よりも大きな入射角度で入射する光線ｃは、検出面１１
で反射しクラッド２に入るが、境界面に入射する角度が
臨界角の７７°よりも大きいため、コア１とクラッド２
との境界面で全反射せずに、そのまま屈折を繰り返して
進行する（線ｃ−ｃ’）。また、直接、吸収ＦＯＰ４０
側に向って出射された照明光は、光線ｄのように進行す
る（線ｄ−ｄ’）。光線ｃ、ｄで代表的に示す迷光は、
このような経路を進行して吸収ＦＯＰ４０内に入射する
が、この際、図示したように光吸収体３に入射して、こ
こで吸収され消滅する。このように、スラントＦＯＰ１
０を伝播する迷光は、吸収ＦＯＰ４０へ入射した後、吸
収されて消滅するため、その後段のテーパードＦＯＰ２
０内に、このような迷光が入射することはない。この結
果、出力端面３２に配したＣＣＤ５０には、不要な光が
除去されたイメージ像が入射するため、ＦＯＰ１０１に
比べ、Ｓ／Ｎが向上した像が検出されることとなる。
した光源６０から入射する光が、この全反射の条件を満
たすためには、検出面１１に入射する照明光の入射角は
４２°〜６８°の間になる。なお、図９における、線ａ
−ａ’及びｂ−ｂ’が、この入射角の上限・下限に対応
する光線ａ、ｂの進行経路を示している。また、光線ａ
よりも大きな入射角度で入射する光線ｃは、検出面１１
で反射しクラッド２に入るが、境界面に入射する角度が
臨界角の７７°よりも大きいため、コア１とクラッド２
との境界面で全反射せずに、そのまま屈折を繰り返して
進行する（線ｃ−ｃ’）。また、直接、吸収ＦＯＰ４０
側に向って出射された照明光は、光線ｄのように進行す
る（線ｄ−ｄ’）。光線ｃ、ｄで代表的に示す迷光は、
このような経路を進行して吸収ＦＯＰ４０内に入射する
が、この際、図示したように光吸収体３に入射して、こ
こで吸収され消滅する。このように、スラントＦＯＰ１
０を伝播する迷光は、吸収ＦＯＰ４０へ入射した後、吸
収されて消滅するため、その後段のテーパードＦＯＰ２
０内に、このような迷光が入射することはない。この結
果、出力端面３２に配したＣＣＤ５０には、不要な光が
除去されたイメージ像が入射するため、ＦＯＰ１０１に
比べ、Ｓ／Ｎが向上した像が検出されることとなる。
【００４５】また、このようにＦＯＰ１０２を構成する
ことで、前述したＦＯＰ１０１と同様に、ファイバ軸の
傾斜角度が大きなスラントＦＯＰ１０及び吸収ＦＯＰ４
０の後段に、ファイバ軸の傾斜角度が緩やかなスラント
ＦＯＰ２０を介在させることで、テーパードＦＯＰ３０
の入力端面３１に対し、より垂直に近い角度でイメージ
像を入射させることができる。これは、テーパードＦＯ
Ｐ３０の縮小比が大きい場合には、特に有効である。
ことで、前述したＦＯＰ１０１と同様に、ファイバ軸の
傾斜角度が大きなスラントＦＯＰ１０及び吸収ＦＯＰ４
０の後段に、ファイバ軸の傾斜角度が緩やかなスラント
ＦＯＰ２０を介在させることで、テーパードＦＯＰ３０
の入力端面３１に対し、より垂直に近い角度でイメージ
像を入射させることができる。これは、テーパードＦＯ
Ｐ３０の縮小比が大きい場合には、特に有効である。
【００４６】また、このように構成するＦＯＰ１０２
は、テーパードＦＯＰ３０の出力端面３２が、検出面１
１と直交する位置関係となるため、ＦＯＰ１０２をタッ
チセンサーなどに使用した場合にも、タッチ面Ｆと同一
の面位置に検出面１１が位置するため、タッチ面Ｆをフ
ラットに形成できる（図１１（ａ）参照）。しかも、Ｃ
ＣＤ５０、その他の素子等を出力端面３２の後方側に、
タッチ面Ｆに沿って配設することができるため、光源６
０を含めて、図７における厚さＨ内に装置全体を収める
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。
は、テーパードＦＯＰ３０の出力端面３２が、検出面１
１と直交する位置関係となるため、ＦＯＰ１０２をタッ
チセンサーなどに使用した場合にも、タッチ面Ｆと同一
の面位置に検出面１１が位置するため、タッチ面Ｆをフ
ラットに形成できる（図１１（ａ）参照）。しかも、Ｃ
ＣＤ５０、その他の素子等を出力端面３２の後方側に、
タッチ面Ｆに沿って配設することができるため、光源６
０を含めて、図７における厚さＨ内に装置全体を収める
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。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかる
ＦＯＰによれば、第２光学プレートの入射端面の開口数
を、第１光学プレートの出射端面の開口数に比べて大き
な値に設定して構成することで、第１光学プレートから
出射される光を効率よく第２光学プレートに入射させる
ことができ、主出力端面において、より鮮明なパターン
像を検出することが可能となる。
ＦＯＰによれば、第２光学プレートの入射端面の開口数
を、第１光学プレートの出射端面の開口数に比べて大き
な値に設定して構成することで、第１光学プレートから
出射される光を効率よく第２光学プレートに入射させる
ことができ、主出力端面において、より鮮明なパターン
像を検出することが可能となる。
【００４８】特に、請求項２にかかるＦＯＰのように、
主入力端面と主出力端面とを、互いにほぼ直交する位置
関係に配置することで、所定の設置面と同じ面位置に主
入力端面を配することができる。また、主出力端面に設
ける検出素子等は、この設置面の下面に沿って配設する
ことが可能となり、この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することが可能となる。
主入力端面と主出力端面とを、互いにほぼ直交する位置
関係に配置することで、所定の設置面と同じ面位置に主
入力端面を配することができる。また、主出力端面に設
ける検出素子等は、この設置面の下面に沿って配設する
ことが可能となり、この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することが可能となる。
【００４９】さらに請求項３のＦＯＰのように、第３光
学プレートをテーパ形状とすることで出力像が縮小さ
れ、このため主出力端面に配設する検出素子などを小型
化できる。また、第２光学プレートと第３光学プレート
との接合面を、第３光学プレートの主ファイバ軸に対し
て略垂直に配置することで、第３光学プレートの縮小比
を増大させた場合にも、良好な検出像を得ることができ
る。
学プレートをテーパ形状とすることで出力像が縮小さ
れ、このため主出力端面に配設する検出素子などを小型
化できる。また、第２光学プレートと第３光学プレート
との接合面を、第３光学プレートの主ファイバ軸に対し
て略垂直に配置することで、第３光学プレートの縮小比
を増大させた場合にも、良好な検出像を得ることができ
る。
【００５０】一方、請求項４にかかるＦＯＰでは、請求
項１のＦＯＰで奏される効果に加え、第４光学プレート
において隣接する光ファイバに信号光が漏れる、いわゆ
る迷光が発生した場合にも、この迷光を第５光学プレー
トの光吸収体で除去することができる。このため、主出
力端面で得られる出力像のＳ／Ｎを改善することができ
る。
項１のＦＯＰで奏される効果に加え、第４光学プレート
において隣接する光ファイバに信号光が漏れる、いわゆ
る迷光が発生した場合にも、この迷光を第５光学プレー
トの光吸収体で除去することができる。このため、主出
力端面で得られる出力像のＳ／Ｎを改善することができ
る。
【００５１】また、請求項５、６のＦＯＰでは、前述し
た請求項２、３の効果が発揮される。
た請求項２、３の効果が発揮される。
【図１】実施形態１にかかるファイバー光学プレートを
示す斜視図である。
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】スラントＦＯＰ１０の側面を一部拡大して示す
断面図である。
断面図である。
【図４】検出面に指先を密着させた状態における、光の
進行状態を示す説明図である。
進行状態を示す説明図である。
【図５】スラントＦＯＰ１０と吸収ＦＯＰ２０との接合
部を模式的に示す縦断面図である。
部を模式的に示す縦断面図である。
【図６】実施形態２にかかるファイバー光学プレートを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図７】図６のファイバー光学プレートを示す側面図で
ある。
ある。
【図８】スラントＦＯＰ１０と吸収ＦＯＰ４０との接合
部を模式的に示す縦断面図である。
部を模式的に示す縦断面図である。
【図９】スラントＦＯＰ１０と吸収ＦＯＰ４０の内部の
光の進行状態を示す説明図である。
光の進行状態を示す説明図である。
【図１０】従来のファイバー光学プレートを示す斜視図
である。
である。
【図１１】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。
１…コア、２…クラッド、３…光吸収体、１０…スラン
トＦＯＰ（第１、第４光学プレート）、１１…検出面
（主入力端面）、２０…スラントＦＯＰ（第２、第６光
学プレート）、３０…テーパードＦＯＰ（第３、第７光
学プレート）、３２…出力端面（主出力端面）、４０…
吸収ＦＯＰ（第５光学プレート）、５０…ＣＣＤ、６０
…光源。
トＦＯＰ（第１、第４光学プレート）、１１…検出面
（主入力端面）、２０…スラントＦＯＰ（第２、第６光
学プレート）、３０…テーパードＦＯＰ（第３、第７光
学プレート）、３２…出力端面（主出力端面）、４０…
吸収ＦＯＰ（第５光学プレート）、５０…ＣＣＤ、６０
…光源。
Claims (6)
- 【請求項１】 コアとクラッドからなる光ファイバを複
数束ねて一体化した光学プレートを複数接合して構成す
るファイバー光学プレートであって、 前記光ファイバーの光軸に対して傾斜する主入力端面を
有しており、前記光ファイバの光軸に対するこの主入力
端面の傾斜角度を、空気中から前記コア内に入射した光
が前記クラッドとの境界面において全反射を生じない角
度に設定した第１光学プレートと、 前記第１光学プレートの出力端面に接合され、この第１
光学プレートより入射する光を伝播する第２光学プレー
トと、 前記第２光学プレートの出力端面に接合され、前記主入
力端面の入力像が出力される主出力端面を有する第３光
学プレートとを備え、 前記第２光学プレートの入射端面の開口数を、前記第１
光学プレートの出射端面の開口数に比べて大きな値に設
定したことを特徴とするファイバー光学プレート。 - 【請求項２】 前記主入力端面と前記主出力端面とは、
互いにほぼ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記載のファイバー光学プレート。 - 【請求項３】 前記第３光学プレートは、そのプレート
径が前記主出射端面側に向って次第に縮小するテーパ形
状を呈しており、かつ前記第２光学プレートと前記第３
光学プレートとの接合面は、前記第３光学プレートの主
ファイバ軸に対して略垂直である請求項１又は２記載の
ファイバー光学プレート。 - 【請求項４】 コアとクラッドからなる光ファイバを複
数束ねて一体化した光学プレートを複数接合して構成す
るファイバー光学プレートであって、 前記光ファイバーの光軸に対して傾斜する主入力端面を
有しており、前記光ファイバの光軸に対するこの主入力
端面の傾斜角度を、空気中から前記コア内に入射した光
が前記クラッドとの境界面において全反射を生じない角
度に設定した第４光学プレートと、 前記第４光学プレートの出力端面に接合され、この第４
光学プレートより入射する光を伝播すると共に、束ねら
れた個々の前記光ファイバを互いに光学的に絶縁する光
吸収体を備えた第５光学プレートと、 前記第５光学プレートの出力端面に接合され、この第５
光学プレートより入射する光を伝播する第６光学プレー
トと、 前記第６光学プレートの出力端面に接合され、前記主入
力端面の入力像が出力される主出力端面を有する第７光
学プレートとを備え、 前記第６光学プレートの入射端面の開口数を、前記第５
光学プレートの出射端面の開口数に比べて大きな値に設
定したことを特徴とするファイバー光学プレート。 - 【請求項５】 前記主入力端面と前記主出力端面とは、
互いにほぼ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４記載のファイバー光学プレート。 - 【請求項６】 前記第７光学プレートは、そのプレート
径が前記主出射端面側に向って次第に縮小するテーパ形
状を呈しており、かつ前記第６光学プレートと前記第７
光学プレートとの接合面は、前記第７光学プレートの主
ファイバ軸に対して略垂直である請求項４又は５記載の
ファイバー光学プレート。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7190509A JPH0943439A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ファイバー光学プレート |
| DE69601447T DE69601447T2 (de) | 1995-07-26 | 1996-07-25 | Optische Faserplatte |
| EP96112015A EP0756243B1 (en) | 1995-07-26 | 1996-07-25 | Fiber optical plate |
| US08/686,680 US5684906A (en) | 1995-07-26 | 1996-07-26 | Fiber optical plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7190509A JPH0943439A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ファイバー光学プレート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943439A true JPH0943439A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16259280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7190509A Pending JPH0943439A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ファイバー光学プレート |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5684906A (ja) |
| EP (1) | EP0756243B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0943439A (ja) |
| DE (1) | DE69601447T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999006862A1 (fr) * | 1997-07-30 | 1999-02-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Element optique, unite d'imagerie, appareil d'imagerie detecteur d'image radiante et analyseur d'empreintes digitales l'utilisant |
| 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 (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0752394B1 (en) * | 1995-07-04 | 2001-10-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Glass and fiber optic plate using the same |
| 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 |
| JPH09329709A (ja) * | 1996-06-11 | 1997-12-22 | Hamamatsu Photonics Kk | ファイバ光学プレート |
| US5940565A (en) * | 1996-07-24 | 1999-08-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Fiber optic device, light receiving member, and pattern acquisition apparatus |
| US5963657A (en) * | 1996-09-09 | 1999-10-05 | Arete Associates | Economical skin-pattern-acquisition and analysis apparatus for access control; systems controlled thereby |
| EP0878727A3 (de) * | 1997-03-27 | 1999-11-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Umsetzung mehrerer Lichtstrahlen in eine kompaktere Anordnung dieser Lichtstrahlen |
| US6326939B1 (en) | 1999-09-24 | 2001-12-04 | Ronald S. Smith | Optical waveguide system for a flat-panel display |
| JP2001183994A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Sony Corp | 画像表示装置 |
| US6891926B1 (en) | 2000-08-09 | 2005-05-10 | Dalsa, Inc. | Fiber bundles for x-ray imaging |
| US6450701B1 (en) | 2001-05-14 | 2002-09-17 | Schott Optovance, Inc. | Transforming optical fiber interconnect array |
| WO2003032034A1 (en) * | 2001-10-02 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image sensing apparatus |
| GB0208497D0 (en) | 2002-04-12 | 2002-05-22 | Point Source Ltd | Optical fibres |
| JP4669227B2 (ja) * | 2004-01-16 | 2011-04-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 曲面形状検査方法、ファイバ光学ブロック、及び、曲面形状検査装置 |
| US7168813B2 (en) * | 2004-06-17 | 2007-01-30 | Microsoft Corporation | Mediacube |
| EP2550522B1 (en) | 2010-03-23 | 2016-11-02 | California Institute of Technology | Super resolution optofluidic microscopes for 2d and 3d imaging |
| US9643184B2 (en) | 2010-10-26 | 2017-05-09 | California Institute Of Technology | e-Petri dishes, devices, and systems having a light detector for sampling a sequence of sub-pixel shifted projection images |
| US9569664B2 (en) | 2010-10-26 | 2017-02-14 | California Institute Of Technology | Methods for rapid distinction between debris and growing cells |
| WO2012058233A2 (en) | 2010-10-26 | 2012-05-03 | California Institute Of Technology | Scanning projective lensless microscope system |
| WO2012119094A2 (en) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | California Institute Of Technology | Light guided pixel |
Family Cites Families (7)
| 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 |
| US3906520A (en) * | 1973-08-03 | 1975-09-16 | Optics Technology Inc | Apparatus for producing a high contrast visible image from an object |
| 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 |
| US5381502A (en) * | 1993-09-29 | 1995-01-10 | Associated Universities, Inc. | Flat or curved thin optical display panel |
| JP3461591B2 (ja) * | 1993-11-02 | 2003-10-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | ファイバー光学プレート |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP7190509A patent/JPH0943439A/ja active Pending
-
1996
- 1996-07-25 DE DE69601447T patent/DE69601447T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-25 EP EP96112015A patent/EP0756243B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-26 US US08/686,680 patent/US5684906A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999006862A1 (fr) * | 1997-07-30 | 1999-02-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Element optique, unite d'imagerie, appareil d'imagerie detecteur d'image radiante et analyseur d'empreintes digitales l'utilisant |
| EP1001284A4 (en) * | 1997-07-30 | 2000-09-06 | Hamamatsu Photonics Kk | OPTICAL ELEMENT AND IMAGE UNIT, IMAGE DEVICE, RADIATION IMAGE SENSOR AND FINGERPRINT ANALYZER USED THEREOF |
| 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 |
|---|---|
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| DE69601447D1 (de) | 1999-03-11 |
| DE69601447T2 (de) | 1999-06-02 |
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| EP0756243A2 (en) | 1997-01-29 |
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