[发明专利]用于成像装置的照明光学系统

说明书

一种用于成像装置的照明光学系统包括：多个光源，所述多个光源沿着成像单元的外围环状地布置；以及环状的棱镜板，该棱镜板围绕来自所述光源的照明光的光轴形成。棱镜板包括棱镜面、环状的平坦部和出射面，来自光源的照明光入射到棱镜面上并且在棱镜面上形成有包含周向地布置在棱镜板上的多个环状棱镜的棱镜行，平坦部周向地形成在棱镜板上并且来自光源的照明光入射到平坦部上，出射面用于使照明光射出。棱镜面被径向地形成在围绕光轴的棱镜板的给定半径的外侧，并且平坦部被径向地形成在围绕光轴的棱镜板的所述给定半径的内侧。

技术领域

本发明涉及用于成像装置的照明光学系统。

背景技术

已知的成像装置的类型包括旨在从诸如掌静脉认证装置或条形码读取器这样的对象(以下被简称为“成像装置”)读取信息。图1是例示了旨在从对象读取信息的成像装置的配置的示图。如图1中例示的，这种成像装置100具有包括照明光学系统101和成像光学系统103的配置。作为光源的一个示例的LED(发光二极管)102将照明光投射到对象106上和设置在成像透镜104的图像侧的图像传感器105上从而检测经由对象106入射的镜面反射光和散射光的结果，成像装置100读取对象106的信息。对象106是例如手掌或在其上打印有条形码的纸张等。

顺便提及，如图1中例示的，在对象106的其上被投影照明光的表面的每个点处，产生镜面反射光和与镜面反射光相比光强度弱的散射光(图1中的虚线)。然而，在成像光学系统103的视场中的所有点处产生的镜面反射光不一定入射到图像传感器105上。因此，在图像传感器105检测到镜面反射光的点(图1中的点B)以及在未检测到镜面反射光的点(图1中的点A和点C)处，即使以相同的照度照射这些点，检测到的光量也是不同的。

由镜面反射光引起的光量差(下文中被称为镜面反射噪声)是造成成像装置的读取精度下降的一个因素。因此，在成像装置的领域中，期望通过抑制镜面反射噪声来提高成像装置的读取精度的技术。

尽管能防止在对象中产生高照度的局部区域以便抑制镜面反射噪声并提高成像装置的读取精度，但这并不一定意味着可以简单地使照度均匀。为此，可以控制照明光的方向性，以使得通过对象产生的光被适当地引导到成像光学系统。作为控制光的方向性的技术，存在通过使用棱镜板来控制发光方向的技术(例如，参见专利文献1)。

图2至图7是例示使用属于现有技术的棱镜板控制光发射方向的示图。图2是例示了在现有技术的棱镜板的XZ截面处的入射光与出射光之间的关系的示图。图3是例示了在图2中例示的棱镜板的XZ截面处的垂直入射到棱镜板上的入射光与出射光之间的关系的示图。图4是例示了沿着图3中例示的线AA的YZ截面处的垂直入射到图2中例示的棱镜板上的入射光与出射光之间的关系的示图。图5是例示了当从出射面观看图2中例示的棱镜板时的入射光与出射光之间的关系的示图。图6是例示了在脊线设置有平坦部的现有技术的棱镜板的XZ截面处的入射光与出射光之间的关系的示图。图7是例示了当从出射面观看图6中例示的棱镜板时出射光的方向性的示图。图2至图7中的XYZ坐标系是为了方便参考方向而提供的右手正交坐标系。

图2中例示的棱镜板200包括棱镜面201和平坦面203分别作为入射面和出射面，在棱镜面201中，各自具有脊线202的多个棱镜行沿着X轴方向彼此平行布置。垂直入射到棱镜板200上的入射光(更确切地，不具有Y轴方向分量的入射光；参见图2中的实线)在与脊线202正交地相交的X轴方向上偏转，如图3和图4中例示的。此外，没有垂直入射到棱镜板200上的入射光(更确切地，具有Y轴方向分量的入射光；参见图2中的虚线)也类似地在棱镜面201处在X轴方向上偏转。因此，如图5中例示的，尽管出射光没有在与作为出射面的平坦面203处的脊线202平行的Y轴方向(脊线方向)上射出，但是出射光具有根据入射光的Y轴方向分量的Y轴方向分量。因此，由于从棱镜面201侧入射的入射光在棱镜面201和平坦面203处折射，棱镜板200使得能够通过使入射光偏转来控制出射方向，从而控制出射光的方向性。