[发明专利]用于图像捕获的高对比度、低失真的光学捕获系统

权利要求书

1．一种用于对图形化物体形成高对比度、低失真图象的袖珍装置，包括：

一个用于反射和折射光线的光折射器，该光折射器包括：

待成象的图形化物体靠着其放置的成象面；

至少一个邻近成象面的光入射面，光从其穿过进入折射器；

和

邻近成象面的观察面，光从其穿过对待成象物体的图象进行投影；

至少一个聚焦透镜，该透镜邻近观察面，用于接收并聚焦经观察面投影的图形化物体的图象；和

至少一个光源，邻近光接收面布置并发射入射到光折射器的入射光，在观察面产生图形化物体的图象，该图象由至少一个聚焦透镜聚焦，光源放置在使从其发射并进入光折射器的光在照射到成象面之前照射到至少一个光折射器的其它面的位置，使得基本上由来自成象面的所有的散射光产生来自成象面并经观察面投影的图形化物体的图象。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于光折射器是一个五个面的三角棱镜，成象面包括不同于观察面和光入射面的三角棱镜的第一矩形面。

3．如权利要求2所述的装置，其特征在于从至少一个其它的面反射的光以小于成象面临界角的角度照射到成象面。

4．如权利要求3所述的装置，其特征在于三角棱镜是等腰棱镜。

5．如权利要求4所述的装置，其特征在于：

三角棱镜包括：

第一边，与成象面相对并邻近光入射面；和

第二边，邻近成象面；且

光源是一个朝着光入射面取向并平行于光入射面的发光二极管(LED)带，邻近第一边，使得LED带不通过垂直于光入射面的平面并与第二边相交。

6．如权利要求5所述的装置，其特征在于观察面包括光入射面。

7．如权利要求6所述的装置，其特征在于光屏蔽位于光源和图象传感器之间。

8．如权利要求5所述的装置，其特征在于三角棱镜的另一个面位于成象面和光入射面之间，该面包括一个光散射面。

9．如权利要求8所述的装置，其特征在于光接收面的一部分是向着三角棱镜内部的镜面。

10．如权利要求9所述的装置，其特征在于光接收面的一部分包括光吸收面。

11．如权利要求10所述的装置，其特征在于邻近第一边的另一面是向着三角棱镜内部的镜面。

12．如权利要求11所述的装置，其特征在于：

聚焦透镜的透镜平面相对于观察面确定的平面倾斜，从而可以减小待成象物体的不同部分之间图象光程之差；和

等腰三角棱镜的底角大于45度，由此减小图象的梯形失真。

13．如权利要求12所述的装置，其特征在于等腰三角棱镜的底角在50～65度之间，包括50度和65度。

14．如权利要求5所述的装置，其特征在于光接收面邻近第一边并面向光源的一部分上形成线条，以致使通过光接收面的光散射。

15．如权利要求5所述的装置，其特征在于观察面位于光入射面和成象面之间。

16．如权利要求15所述的装置，其特征在于观察面邻近第一边的部分是向着三角棱镜内部的镜面。

17．如权利要求16所述的装置，其特征在于光屏蔽放置在光源和图象传感器之间。

18．如权利要求17所述的装置，其特征在于光接收面邻近第一边并面向光源的一部分上形成线条，以致使通过光接收面的光散射。