[发明专利]摄像装置用的照明光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及摄像装置用的照明光学系统。

背景技术

作为摄像装置的一种，已知手掌静脉认证装置或条型码读取器等以从被摄体读取信息为目的的摄像装置（以后，简称为摄像装置。）。摄像装置如图1所例示，具有包含照明光学系统101和摄像光学系统103的结构。图1所例示的摄像装置100将LED等光源102的照明光向被摄体106进行照射，在摄像透镜104的像侧设置的图像传感器105可通过检测经由被摄体106（例如，手掌、印刷有条型码的纸张等）入射的正反射光或散射光，来读取被摄体106的信息。

如图1所例示的那样，在已照射照明光的被摄体106表面的各个点上产生正反射光（图1的实线）和光强度比正反射光弱的散射光（图1的虚线），但在摄像光学系统103的视野内的全部点上产生的正反射光并非都入射至图像传感器105。因此，在正反射光被图像传感器105检测到的点（图1的点B）和正反射光未被检测到的点（图1的点A、C）上，即使以相同的照度进行照明，所检测出的光量也不同。

由于这样的正反射光的原因而产生的光量差（以后，称为正反射噪声。）成为使摄像装置的读取精度恶化的一个因素。因此，在摄像装置的领域中，需要抑制正反射噪声改善摄像装置的读取精度的技术。

为了抑制正反射噪声改善摄像装置的读取精度，需要防止在被摄体中产生局部的高亮度区域，但并非仅仅使照度均匀化即可。为了将从被摄体产生的光适当地导入摄像光学系统，需要控制照明光的指向性。作为控制光的指向性的技术，已知采用棱镜板来控制光的射出方向的技术，例如，在专利文献1中进行了公开。

图2、图3、图4以及图5是用于说明现有技术的利用棱镜板控制光的射出方向的图。图2是示出棱镜板的XZ截面中的入射光与出射光的关系的图。图3是示出棱镜板的XZ截面中的向棱镜板垂直入射的入射光与出射光的关系的图。图4是示出图3所示的线AA′上的YZ截面中的向棱镜板垂直入射的入射光与出射光的关系的图。图5是示出从上方观察图2所例示的棱镜板时的入射光与出射光的关系的图。图2至图5的XYZ座标系是为了便于参照方向而设置的左手正交座标系。

图2所例示的棱镜板200具备棱镜面201和平面203分别作为入射面、出射面，该棱镜面201在X方向上相互平行地排列形成分别具有棱线202的多个棱镜列。根据棱镜板200，可利用棱镜面201以及平面203的折射来使从棱镜面201侧入射的入射光偏转，由此能够控制射出方向，控制出射光的指向性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-171192号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在图2所例示的棱镜板200中，无法使出射光向与棱线202平行的Y方向（以后，称为棱线方向。）射出。具体地说，向棱镜板200垂直入射的入射光（更严谨地说，不具有Y方向分量的入射光，参照图2的实线）如图3以及图4所例示的那样，仅向与棱线202垂直的X方向进行偏转。因此，出射光不向与棱线202平行的棱线方向射出。另外，不垂直入射到棱镜板200的入射光（更严谨地说，具有Y方向分量的入射光，参照图2的虚线）也同样利用棱镜面201向X方向进行偏转。因此，如图5所例示的那样，出射光与入射光的Y方向分量相应地具有Y方向分量，但不向与棱线202平行的棱线方向射出。

这样，在采用如专利文献1所公开的现有棱镜板的技术中，不能向棱线方向射出光，所以无法任意地控制光的指向性。

为了改善这个现状，考虑了对棱镜板的出射面实施喷砂（blast）处理使出射光漫射的方法。图6是例示出将出射面作为喷砂面形成的棱镜板的图。图7、图8以及图9是用于说明利用图6所例示的棱镜板来控制光的射出方向的图。图7是示出图6所例示的棱镜板的XZ截面中的向棱镜板垂直入射的入射光与出射光的关系的图。图8是示出在图7所示的线BB′上的YZ截面中的向棱镜板垂直入射的入射光与出射光的关系的图。图9是示出从上方观察图6所例示的棱镜板时的出射光的指向性的图。图6至图9的XYZ座标系是为了便于参照方向而设置的左手正交座标系。

图6所例示的棱镜板300具备棱镜面301和喷砂面303，分别作为入射面、出射面，该棱镜面301在X方向上相互平行地排列形成具有棱线302的多个棱镜列。根据棱镜板300，如图7以及图8所例示的那样，经由棱镜面301在X方向上偏转的入射光在喷砂面303漫射，所以出射光也向与棱线302平行的棱线方向射出。