JP2004234178A - 画像入力装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】台形歪みの生じない小型な画像入力装置を提供することにある。
【解決手段】画像入力装置１の筐体には、プリズム列板４が設けられている。プリズム列板４の表面には、断面三角形状の多数のプリズム４ａが形成されている。プリズム列板４は、プリズム列板４の表面から離れた位置から発した拡散光がプリズム列板４の表面に入射した場合に、プリズム列板４の裏面に対して０°からα°までの範囲では光が出射し、プリズム列板４の裏面の法線に対して０°からβ°までの範囲では光が出射しないようになっている。画像入力装置１の筐体には、固体撮像デバイス２がプリズム列板４に対向配置され、プリズム列板４に直交する光軸を有したレンズユニット３が配設されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の像を入力する画像入力装置及び該画像入力装置を搭載した電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器のネットワーク化が進み、電子機器間の通信が自由になり、どこからでも様々な情報にアクセスできるようになってきている。それに伴い悪意のある者からの不正アクセスを防止するためにセキュリティの重要性が高まっている。セキュリティ技術の一つに指紋による個人認証する方法があり、指紋による個人認証を携帯型電子機器に応用する技術が提案されている。指紋認証のためには、指紋画像を入力する画像入力装置を携帯型電子機器に備え付けなければならない。
【０００３】
特許文献１には、指紋画像を入力する画像入力装置について記載されている。特許文献１に記載された画像入力装置は、断面直角三角形状の直角プリズムと、直角プリズムの直角な稜角を挟んだ二つの面のうちの一方に対向する光源と、直角となる稜角を挟んだ二つの面のうちの他方に対向しその面に直角な光軸を有するテレビカメラと、を備え、光源から発する光は直角な稜角を挟んだ二つの面のうちの一方に入射し、斜面にて全反射して、直角な稜角を挟んだ二つの面のうちの他方に出射するようになっている。この画像入力装置においては直角となる稜角に対面する斜面に指を載置することによって、指の指紋画像がテレビカメラによって撮像される。ここで、直角プリズムの斜面に指を載置すると、指の指紋を構成する凹凸パターンのうち、指紋の凸部は斜面に密接して、指紋の凹部は斜面から離れている。斜面において指紋の凹部に対応する部分に入射した光は全反射するが、指紋の凸部に接した部分は全反射の条件を満たさないため、指紋の凸部の接した部分に入射した光は拡散する。従って、指紋の凸部が暗く且つ指紋の凹部が明るい指紋の像がテレビカメラによって撮像される。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−１３４４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の画像入力装置では、直角プリズムの斜面の法線に対するテレビカメラの光軸の角度が臨界角以上となっているため、つまり、テレビカメラが直角プリズムの斜面に対してチルト光学系となっているため、テレビカメラによって取得された画像には台形歪みが生じてしまったり、テレビカメラの配置位置が制限されてしまって画像入力装置全体が大きくなってしまったりする。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、台形歪みの生じない小型な画像入力装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
凹凸を有した被写体が当接する表面及びこの表面と反対側の裏面を有する平板と、
前記平板の裏面に向き合った固体撮像デバイスと、
前記固体撮像デバイスと前記平板との間に配置されるとともに、前記被写体と前記平板の表面とが接した部分における像を前記固体撮像デバイスに結像する撮像光学系と、を備え、
前記撮像光学系の光軸は前記平板に対して直交し、
前記平板の表面には、前記平板の表面から離れた位置から発した拡散光が前記平板の表面に入射した場合に前記平板の裏面から所定角度までの範囲で前記平板の裏面から光を出射させるための光学系が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、被写体が平板の表面に接すると、被写体の凹部が平板の表面から離れる。そのため、被写体から発した光又は被写体で反射した光のうち、凹部から発した光は、平板の裏面から所定角度までの範囲で平板の裏面から出射し、その角度範囲以外では平板の裏面から出射しない。一方、被写体の凸部は平板の表面に密接するから、平板の表面に設けられた光学系の条件が変わる。そのため、被写体の凸部から発した光は、平面の裏面から所定角度までの角度範囲以外でも出射する。従って、撮像光学系によって固体撮像デバイスに結像される像は、被写体の凹部が暗く被写体の凸部が明るくなった像であり、明暗の差がはっきりした像である。このような像が固体撮像デバイスによって撮像されるが、撮像光学系の光軸が平板に対して直交するため、固体撮像デバイスによって撮像される像には台形歪みが生じていない。
また、撮像光学系の光軸が平板に対して直交するため、撮像光学系の配置位置は、画像入力装置がコンパクトになるような位置となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像入力装置において、
前記光学系は、互いに平行になって前記平板の表面に配列された多数のプリズムであり、前記プリズムは平行な方向に直交する断面の形状が三角形を呈していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像入力装置において、
前記光学系は、前記撮像光学系の光軸を同心として前記平板の表面に配列された多数のプリズムであり、前記プリズムは前記撮像光学系の光軸を通って前記撮像光学系の光軸に平行な断面の形状が三角形を呈していることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像入力装置において、
前記光学系は、前記撮像光学系の光軸を中心とした螺旋状に前記平板の表面に設けられたプリズムであり、前記プリズムは前記撮像光学系の光軸を通って前記撮像光学系の光軸に平行な断面の形状が三角形を呈していることを特徴とする。
【００１２】
請求項２から４の何れかに記載の発明においても、平板の表面にプリズムが光学系として設けられることによって、平板の光学的特性は、前記平板の表面から離れた位置から発した拡散光が前記平板の表面に入射した場合に前記平板の裏面から所定角度までの範囲で前記平板の裏面から光が出射する特性となる。
そのため、請求項２から４の何れに記載の発明も、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の画像入力装置において、
前記平板の裏面側に配置され、前記プリズムの稜線に斜交いに交わる向きで前記平板の裏面に向けて光を照射する光源を具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、光源がプリズムの稜線に斜交いに交わる向きで平板の裏面に向けて光を照射するので、平板の裏面に入射した光が平板の表面から出射する。そのため、平板の表面に接した被写体は、照射されて明るくなる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の画像入力装置において、
前記プリズムの平行な方向に直交する前記平板の側面に対向配置され、その側面に向けて光を照射する光源を具備することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、平板の側面に光が入射すると、平板が導光体として作用し、平板の裏面において光が全反射する。一方、平板の表面にはプリズムが設けられているため、光が平板の表面では全反射せずに、平板の表面から出射する。そのため、平板の表面に接した被写体は、照射されて明るくなる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の画像入力装置において、
前記平板の周囲に配置され、前記平板の裏面に接した被写体に向けて光を照射する光源を具備することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、光源が、平板の裏面に接した被写体に向けて光を照射すると、被写体に光が入射し、被写体の内部において光が拡散し、被写体は平板の表面に接した部分でも明るくなる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項２から６の何れか一項に記載の画像入力装置において、
前記プリズムの稜線を通ってその稜角を等分する線が前記撮像光学系の主点を通ることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、プリズムの稜角を等分する線が撮像光学系の主点を通っているため、平板の裏面の或る位置において光が出射しない角度範囲は、その位置と撮像光学系の主点とを結んだ線を中心とした範囲となる。そのため、撮像光学系によって固体撮像デバイスに結像される像の周辺部においても、明暗の差がはっきりする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項１から７の何れか一項に記載の画像入力装置において、
前記撮像光学系と前記平板との間に、前記平板の裏面から発した光を前記撮像光学系に集束するフレネルレンズが配設されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、フレネルレンズが撮像光学系と平板との間に配設されることによって、平板の裏面の或る位置において光が出射しない角度範囲を等分する線は、フレネルレンズによって撮像光学系の主点を通るように補正される。従って、撮像光学系によって固体撮像デバイスに結像される像の周辺部においても、明暗の差がはっきりする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９の何れか一項に記載の画像入力装置において、
前記撮像光学系は、前記平板の表面に合焦した状態から前記平板より遠方の位置に合焦した状態で切り替えられるように設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、撮像光学系の合焦位置が、平板の表面と平板より遠方の位置との間で切り替えられるため、平板の表面に接した被写体の凹凸で定義された明暗の像を固体撮像デバイスで撮像できるとともに、平板の表面から離れた位置にある被写体の像も固体撮像デバイスで撮像できる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の画像入力装置において、
前記平板が、前記撮像光学系の画角の範囲に重なった位置と、前記撮像光学系の画角の範囲から外れた位置との間で移動自在に設けられていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１に記載の発明では、撮像光学系の画角の範囲から外れた位置に平板が位置すれば、平板の表面から離れた位置にある被写体の像が平板によって邪魔されずに固体撮像デバイスで撮像できる。一方、撮像光学系の画角の範囲に重なる位置に平板が位置すれば、平板の表面に被写体を接することによって、被写体の凹凸で定義された明暗の像が固体撮像デバイスで撮像できる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１の何れか一項に記載の画像入力装置を搭載した電子機器である。
【００２８】
請求項１２に記載の発明では、電子機器に画像入力装置を搭載することによって、電子機器を画像入力装置として用いることができ、電子機器が多機能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明の具体的な態様について説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【００３０】
図１は、本発明が適用された画像入力装置１の断面図であり、図２は、画像入力装置１の斜視図である。
【００３１】
この画像入力装置１の筐体内には、固体撮像デバイス２及びレンズユニット３が配設されている。固体撮像デバイス２は、ＣＣＤ型固体撮像デバイス、ＣＭＯＳ型固体撮像デバイス等であり、入射した光の強度（又は光量）を電気信号に変換する画素としての複数の光電変換素子（例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ等）がマトリクス状に配列された構造となっている。
【００３２】
レンズユニット３は、互いに対向するとともに同一の光軸を有する二枚のレンズ３ａと、二枚のレンズ３ａの間に配置されるとともにレンズ３ａの光軸を中心とした円形状の開口部３ｂが形成された絞り板３ｃと、を備える。絞り板３ｃに形成された開口部３ｂの大きさによって、レンズユニット３のＦナンバーが規定され、二枚のレンズ３ａを通じて固体撮像デバイス２に入射する光量が調節されるようになっている。このレンズユニット３の光軸は固体撮像デバイス２に対して直交している。このレンズユニット３は、後述するプリズム列板４の表面に接した指２０等の被写体に対して合焦しており、指２０等の被写体の像を固体撮像デバイス２に結像するものである。
【００３３】
画像入力装置１の筐体には窓が形成されており、この窓にプリズム列板４が嵌め込まれている。プリズム列板４は空気より屈折率の高い透明な材料で矩形又は正方形の平板状に形成されており、プリズム列板４の表面が画像入力装置１の筐体の外側に面しており、プリズム列板４の裏面が画像入力装置１の筐体の内側に面している。プリズム列板４の裏面は、平坦に形成されており、レンズユニット３の光軸に対して直交し、固体撮像デバイス２に対向している。
【００３４】
また、プリズム列板４の表面には、プリズム列板２の光学的特性を規定する光学系が設けられている。この光学系は、プリズム列板４の外周面に一体形成された多数のプリズム４ａである。どのプリズム４ａも、レンズユニット３の光軸に直交する方向に長尺であり、その長手方向に直角な面で破断した断面形状が三角形状、より好ましくは二等辺三角形状となるように形成されている。これら複数のプリズム４ａは、長手方向が互いに平行となってプリズム列板４の表面に沿って等間隔に配列されている。なお、図１は、プリズム４ａの長手方向に直交する面で破断して示した断面図である。
【００３５】
図３は図１に示されたプリズム列板４の断面を拡大した図面であるが、どのプリズム４ａの稜角θも互いに等しく、その稜角θは８０°〜１００°に形成されており、より望ましくは９０°に形成されている。また、隣り合う二つのプリズム４ａの稜線の間隔ｄは、指紋の線の間隔より小さく、固体撮像デバイス２の画素の間隔より小さく、５０μｍとされている。また、隣り合う二つのプリズム４ａの面の交線からプリズム列板４の裏面までの厚さｓは、プリズム４ａの高さｈより十分に大きく、０．５ｍｍとされている。以上のように、微視的に見て、複数のプリズム４ａがプリズム列板４の表面に形成されているが、巨視的に見て、プリズム列板４の表面は裏面と平行となっている。
【００３６】
本実施形態ではプリズム４ａがプリズム列板４に一体形成されているが、この場合には表面及び裏面が平坦な透明基板の表面を微細加工することによって、プリズム列板４が得られる。なお、プリズム４ａが一体に形成されていなくても良く、この場合には表面及び裏面が平坦な透明基板の表面にプリズムシートを張り付けることで、プリズム列板４と同様な形状のプリズム列板としても良い。
【００３７】
プリズム列板４の表面にプリズム４ａが形成されていることによって、プリズム列板４は次のような光学的特性を有する。即ち、プリズム列板４は、プリズム列板４の表面から離れた位置から発した拡散光がプリズム列板４の表面に入射した場合に、プリズム列板４の裏面に対して０°からα°までの範囲でのみプリズム列板４の裏面から光が出射するようになっている（但し、０＜α＜９０）。つまり、プリズム列板４の表面から離れた位置から発した拡散光がプリズム列板４の表面に入射しても、プリズム列板４の裏面の法線に対して０°からβ°（但し、α＋β＝９０）までの範囲では光が出射しないようになっている。α°、β°は、プリズム４ａの稜角θ、プリズム列板４の屈折率等に依存するが、プリズム４ａの稜角θが９０°であり、厚さｓが０．５ｍｍであり更に間隔ｄが５０μｍである場合に、プリズム列板４の屈折率が１．５のときにはα＝４．８であり、プリズム列板４の屈折率が１．７のときにはα＝１５．４であり、プリズム列板４の屈折率が１．９のときにはα＝２５．８である。なお、α°、β°は、プリズム４ａの長手方向に対して直角な面に沿った開き角で表している。
【００３８】
レンズユニット３の開口角、つまりレンズユニット３が張る最大入射角は、プリズム列板４の裏面から光が出射しない範囲の角度β°より小さいのが望ましい。
【００３９】
プリズム列板４の四つの側面のうち、プリズム４ａの長手方向に直交する一つの側面４ｂに対向する位置には、複数の照明光源５が側面４ｂに沿って配置されている。この照明光源５は、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、冷陰極管及び蛍光管等といった自発光素子から構成されており、プリズム列板４の側面４ｂに向けて光を照射するようになっている。なお、複数の照明光源５の代わりに、プリズム列板４の側面４ｂに沿った線状の光源をプリズム列板４の側面４ｂに対向配置させても良い。
【００４０】
また、この画像入力装置１は、固体撮像デバイス２を駆動するドライバ回路、固体撮像デバイス２によって撮像された画像に関する電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄ変換器で変換された画像データを一時的に格納するメモリを有する。
【００４１】
以上のように構成される画像入力装置１の使用方法及び及び画像入力装置１の動作について説明する。以下では、被写体として被験者の指２０を例にして挙げるが、表面に凹凸を有する被写体であれば指２０に限定されない。
被験者が指２０をプリズム列板４の表面に押し当てると、照明光源５が点灯し、照明光源５から発した光はプリズム列板４の側面４ｂに入射する。ここで、プリズム列板４は導光体として機能し、側面４ｂに入射した光はプリズム列板４の裏面で全反射する。一方、プリズム列板４の表面にプリズム４ａが形成されているから、プリズム列板４の裏面で全反射した光は、臨界角未満でプリズム列板４の裏面に入射し、プリズム列板４の表面から出射する。これによりプリズム列板４の表面から光が面状に出射する。プリズム列板４の表面から出射した光によって指２０が照射される。
【００４２】
ここで、指２０がプリズム列板４の表面に当接した部分における光の作用について図４を用いて説明する。図４は、光の作用を説明するために指２０とプリズム列板４の表面との当接部分を拡大して示した図面である。
図４（ａ）に示すように、指２０の凸部（指紋の隆線）２０ａはプリズム４ａに密接しており、図４（ｂ）に示すように、指２０の凹部（指紋の溝線）２０ｂはプリズム４ａから離れている。
【００４３】
指２０の凸部２０ａがプリズム４ａに密接することによって、プリズム４ａの二つの面における全反射、屈折の条件が、空気の場合と異なるため、指２０の凸部２０ａで反射した拡散光がプリズム列板４の表面に入射すると、プリズム列板４の裏面の法線に対して０°からβ°までの範囲でも光がプリズム列板４の裏面から出射する（図４（ａ））。これにより、指２０の凸部２０ａで発した光であってプリズム列板４の裏面から出射した光は、レンズユニット３を介して固体撮像デバイス２に入射する。勿論、プリズム列板４の裏面に対して０°からα°までの範囲でもプリズム列板４の裏面から光が出射する。
【００４４】
一方、指２０の凹部２０ｂがプリズム４ａから離れており、指２０の凹部２０ｂとプリズム４ａの間に空気が存するから、指２０の凹部２０ｂで反射した拡散光がプリズム列板４の表面に入射しても、プリズム列板４の裏面の法線に対して０°からβ°までの範囲ではプリズム列板４の裏面から光が出射しない（図４（ｂ））。従って、指２０の凹部２０ｂを反射して固体撮像デバイス２に入射する光量は、指２０の凸部２０ａを反射して固体撮像デバイス２に入射する光量より少ない。
【００４５】
以上のように、指２０の凹凸で定義された像、つまり、指２０の凸部２０ａが明るく指２０の凹部２０ｂが暗い像が、レンズユニット３によって固体撮像デバイス２に結像される。指２０の凹部２０ｂで発した光はプリズム列板４の裏面の法線に対してβ°までの範囲で出射しないが、指２０の凸部２０ａで発した光はこの範囲でも出射するため、固体撮像デバイス２で取得される指紋の画像は、明るい部分と暗い部分の差がはっきりし、高コントラストな画像となる。
【００４６】
そして、固体撮像デバイス２は、ドライバ回路によって駆動されることによって、指２０の凹凸で定義された像を撮像して指紋の画像を取得する。固体撮像デバイス２で取得された画像を表す電気信号は、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換されて、メモリに画像データとして格納される。画像データは、メモリからコンピュータに出力される。コンピュータにおいては、画像データがコンピュータの処理に用いられるが、例えば、コンピュータは、予め登録された登録者の登録指紋画像データと画像入力装置１で取得された画像データを比較する処理と、比較した結果画像データが登録指紋画像データと一致するか否かを判定する処理と、画像データが登録指紋画像データと一致する場合には被験者を登録者として認識する処理と、を行う。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、レンズユニット３の光軸がプリズム列板４に直交しているからレンズユニット３はチルト光学系でないので、固体撮像デバイス２で取得された指２０の指紋画像には台形歪みが生じていない。
また、レンズユニット３の光軸がプリズム列板４に直交しているため、レンズユニット３の光軸方向に向かって見てプリズム列板４とレンズユニット３が重なっているため、レンズユニット３の配置位置は、画像入力装置１がコンパクトになるような位置となる。従って、コンパクトな画像入力装置１を提供することができる。
また、レンズユニット３の光軸がプリズム列板４に直交したものとしても、プリズム列板４の表面にプリズム４ａが設けられているので、指２０の凸部２０ａと凹部２０ｂとの間での全反射、屈折の条件の違いによる明暗の画像が得られる。そのため、固体撮像デバイス２によって撮像される画像は、明暗の差がはっきりしたものとなり、鮮明な指紋画像である。
【００４８】
以下では、画像入力装置１の変形例について説明する。
【００４９】
〔変形例１〕
図５は、別の画像入力装置３１の断面図であり、図６は、画像入力装置３１の斜視図である。
この画像入力装置３１も、図１に示された画像入力装置１と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、プリズム列板４、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリを備える。これらは、画像入力装置１の場合と同じであるため、詳細な説明を省略する。なお、図５の断面図は、図１の断面図に対して直交する面、つまり、プリズム４ａの長手方向に平行な面で破断した断面図である。
【００５０】
図１に示された画像入力装置１と図５に示された画像入力装置３１との間で異なる点は、画像入力装置１では複数の照明光源５がプリズム列板４の側面４ｂに対向配置されているのに対し、画像入力装置３１では二つの照明光源３５がプリズム列板４の裏面側に配置されている。詳細に説明すると、照明光源３５の指向した向きは、プリズム列板４の裏面の法線方向ではなく、その法線に対して所定角度を為しており、更にプリズム４ａの稜線に対して斜交いに交わる。
【００５１】
複数の照明光源５から発した光は、プリズム列板４の裏面に入射し、そしてプリズム列板４の表面から面状に出射する。これにより、プリズム列板４の表面に載置された指２０が照射される。プリズム列板４の表面に多数のプリズム４ａが形成されているため、プリズム列板４の表面から出射した光は、プリズム列板４の法線方向に指向性（つまり、正面指向性）の強いものとなる。
この画像入力装置３１でも図１に示した画像入力装置１と同様に、固体撮像デバイス２で取得された指２０の指紋画像には台形歪みが生じず、その指紋画像は明暗の差がはっきりして鮮明である。また、この画像入力装置３１も、図１に示す画像入力装置１と同様にコンパクトである。
【００５２】
〔変形例２〕
図７は、別の画像入力装置４１の断面図であり、図８は、画像入力装置４１の斜視図である。
この画像入力装置４１も、図１に示された画像入力装置１と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、プリズム列板４、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリを備える。これらは、画像入力装置１の場合と同じである。なお、図７の断面図は、プリズム４ａの長手方向に直交する面で破断した断面図である。
【００５３】
図１に示された画像入力装置１と図７に示された画像入力装置４１との間で異なる点は、画像入力装置１では複数の照明光源５がプリズム列板４の側面４ｂに指向しているのに対して、画像入力装置４１では複数の照明光源４５がプリズム列板４の表面に載置された指２０に対して直接指向している。詳細に説明すると、複数の照明光源４５が、プリズム列板４の側面に沿ってプリズム列板４の周囲に配置され、それぞれの照明光源４５が指向した先は、プリズム列板４の表面側でレンズユニット３の光軸に交差している。これにより、プリズム列板４の表面に載置された指２０は、横側から照明光源４５によって直接照射される。そして、指２０に入射した光は指２０の内部で拡散して、指２０がプリズム列板４の表面と当接した部分においても明るくなる。
【００５４】
この画像入力装置４１では、固体撮像デバイス２で取得された指２０の指紋画像には台形歪みが生じず、その指紋画像は明暗の差がはっきりして鮮明である。また、この画像入力装置４１も、図１に示す画像入力装置１と同様にコンパクトである。
【００５５】
〔変形例３〕
図９は、別の画像入力装置５１の断面図であり、図１０は、画像入力装置５１の斜視図である。
この画像入力装置５１も、図７に示された画像入力装置４１と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、照明光源４５、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリを備える。これらは、画像入力装置４１の場合と同じである。
【００５６】
図７に示された画像入力装置４１と図９に示された画像入力装置５１との間で異なる点は、画像入力装置４１ではプリズム列板４の表面に形成された多数のプリズム４ａがレンズユニット３の光軸に対して直交する方向に長尺となっているのに対して、画像入力装置５１ではプリズム列板５４の表面に形成された多数のプリズム５４ａが、プリズムはレンズユニット３の光軸を同心として円状に延在している。そして、レンズユニット３の光軸と平行な面であってレンズユニット３の光軸を通る面でプリズム列板５４を破断した場合、どのプリズム５４ａの断面形状も、図１等に示されたプリズム列板４のプリズム４ａと同じ断面形状をしており、三角形状を呈している。
【００５７】
このプリズム列板５４においても、微視的に見て、多数のプリズム５４ａがプリズム列板５４の表面に形成されているが、巨視的に見て、プリズム列板５４の表面は裏面と平行となっている。勿論、プリズム列板５４の裏面は、レンズユニット３の光軸に直交している。
【００５８】
このプリズム列板５４の光学的特性は、プリズム列板５４の表面から離れた位置から発した拡散光がプリズム列板５４の表面に入射した場合に、プリズム列板５４の裏面に対して０°からα°までの範囲でのみプリズム列板５４の裏面から光が出射し、プリズム列板５４の裏面の法線に対して０°からβ°までの範囲では光が出射しないようになっている。
【００５９】
この画像入力装置５１では、固体撮像デバイス２で取得された指２０の指紋画像には台形歪みが生じず、その指紋画像は明暗の差がはっきりして鮮明である。また、この画像入力装置５１も、図７に示す画像入力装置４１と同様にコンパクトである。
【００６０】
また、図示しないが、プリズム列板５４の代わり、次のようなプリズム列板を設けても良い。このプリズム列板５４の代わりに設けるプリズム列板の表面には、レンズユニット３の光軸を中心とした螺旋状に延在したプリズムが形成されている。そして、レンズユニット３の光軸と平行な面であってレンズユニット３の光軸を通る面でプリズム列板を破断した場合、プリズムの断面形状も、図１等に示されたプリズム列板４のプリズム４ａと同じ断面形状をしており、三角形状を呈している。
表面に螺旋状のプリズムが形成されたプリズム列板も、表面から離れた位置から発した拡散光が表面に入射した場合に、裏面に対して０°からα°までの範囲でのみ裏面から光が出射し、裏面の法線に対して０°からβ°までの範囲では光が出射しない特性を有する。
【００６１】
〔変形例４〕
図１１は、別の画像入力装置６１の断面図であり、図１２は、画像入力装置６１の斜視図である。
この画像入力装置６１も、図１に示された画像入力装置１と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、照明光源５、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリを備える。これらは、画像入力装置１の場合と同じである。
【００６２】
図１に示された画像入力装置１では、プリズム列板４の表面に形成されたプリズム４ａの断面形状が直角二等辺三角形であり、どのプリズム４ａの断面形状も同じである。それに対して、図１１に示された画像入力装置６１では、プリズム列板６４の表面に形成された複数のプリズム６４ａは、それぞれの断面形状が異なる。詳細に説明すると、どのプリズム６４ａもレンズユニット３の光軸に直交する方向に長尺であり、断面直角三角形状である。しかし、プリズム６４ａの稜線を通って稜角を等分する線がプリズム列板６４の裏面に対して為す角度は、プリズム６４ａごとに異なる。そして、どのプリズム６４ａも、稜線を通って稜角を等分する線は、レンズユニット３の主点を通るようになっている。
【００６３】
図１に示されたプリズム列板４では、プリズム列板４の表面から離れた位置から発した拡散光がプリズム列板４の表面に入射した場合に、プリズム列板４の裏面のどの位置でも法線に対して０°からβ°の範囲では光が出射しない。それに対して、図１１に示されたプリズム列板６４では、プリズム列板６４の表面から離れた位置から発した拡散光がプリズム列板６４の表面に入射した場合にプリズム列板６４の裏面の或る位置で光が出射しない角度範囲は、その位置からレンズユニット３の主点を結んだ線に対して０°からβ°までの間である。従って、プリズム列板６４の表面から離れた位置から発した拡散光がプリズム列板６４の表面に入射した場合にプリズム列板６４の裏面の或る位置で光が出射する角度範囲は、その位置からレンズユニット３の主点を結んだ線に対してβ°からプリズム列板６４の裏面までの範囲である。
【００６４】
このようにプリズム６４ａの稜角を通って稜角を等分する線がレンズユニット３の主点を通ることによって、レンズユニット３によって固体撮像デバイス２に結像される像の周辺部においても、指２０の凹凸で定義された明暗の差がはっきりする。また、この画像入力装置６１でも、固体撮像デバイス２で取得された指２０の指紋画像には台形歪みが生じず、この画像入力装置６１も、図１に示す画像入力装置１と同様にコンパクトである。
【００６５】
〔変形例５〕
図１３は、別の画像入力装置７１の断面図であり、図１４は、画像入力装置７１の斜視図である。
この画像入力装置７１も、図５に示された画像入力装置３１と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、照明光源３５、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリを備える。これらは、画像入力装置３１の場合と同じである。
【００６６】
また、図５に示された画像入力装置３１では、プリズム列板４が備わっているのに対して、図１３に示された画像入力装置７１は、プリズム列板６４が備わっている。画像入力装置７１に備わるプリズム列板６４は、図１１に示された画像入力装置６１に備わるプリズム列板６４と同じである。
【００６７】
〔変形例６〕
図１５は、別の画像入力装置８１の断面図であり、図１６は、画像入力装置８１の斜視図である。
この画像入力装置８１も、図７に示された画像入力装置４１と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、照明光源４５、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリを備える。これらは、画像入力装置４１の場合と同じである。
【００６８】
また、図７に示された画像入力装置４１では、プリズム列板４が備わっているのに対して、図１５に示された画像入力装置８１は、プリズム列板６４が備わっている。画像入力装置８１に備わるプリズム列板６４は、図１１に示された画像入力装置６１に備わるプリズム列板６４と同じである。
【００６９】
〔変形例７〕
図１７は、別の画像入力装置９１の断面図であり、図１８は、画像入力装置９１の斜視図である。
この画像入力装置９１も、図９に示された画像入力装置５１と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、照明光源４５、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリを備える。これらは、画像入力装置５１の場合と同じである。
【００７０】
図９に示された画像入力装置５１では、レンズユニット３の光軸と平行な面であってレンズユニット３の光軸を通る面でプリズム列板５４を破断した場合、プリズム列板５４の表面に形成されたプリズム５４ａの断面形状は直角二等辺三角形である。それに対して、図１７に示された画像入力装置９１では、レンズユニット３の光軸と平行な面であってレンズユニット３の光軸を通る面でプリズム列板９４を破断した場合、プリズム９４ａの稜角は直角であるが、プリズム９４ａの稜線を通って稜角を等分する線は、レンズユニット３の主点を通るようになっている。また、プリズム９４ａは、図９に示されたプリズム５４ａと同様に、レンズユニット３の光軸を中心として螺旋状に延在している。
なお、レンズユニット３の光軸を同心として円状に延在した多数のプリズムを形成しても良いが、何れのプリズムにおいても稜線を通って稜角を等分する線は、レンズユニット３の主点を通るようになっている。
【００７１】
〔変形例８〕
図１９は、別の画像入力装置１０１の断面図であり、図２０は、画像入力装置１０１の斜視図である。
この画像入力装置１０１は、図１に示された画像入力装置１の構成と同様に、固体撮像デバイス２、レンズユニット３、プリズム列板４、照明光源５、ドライバ回路、Ａ／Ｄ変換回路、メモリを備える。更に、この画像入力装置１０１は、レンズユニット３とプリズム列板４との間に配設されたフレネルレンズ１０９を具備する。このフレネルレンズ１０９は、凸レンズであり、プリズム列板４の裏面から発した光をレンズユニット３に集光するものである。従って、プリズム列板４の裏面において光が出射しない角度範囲を等分した線は、フレネルレンズ１０９によってレンズユニット３の主点を通るように補正される。
このようにレンズユニット３とプリズム列板４との間にフレネルレンズ１０９を配設することによって、レンズユニット３によって固体撮像デバイス２に結像される像の周辺部においても、指２０の凹凸で定義された明暗の差がはっきりする。
【００７２】
図２１は、別の画像入力装置１１１の断面図であり、図２２は、画像入力装置１１１の斜視図である。この画像入力装置１１１は、図５に示された画像入力装置３１の構成に加えて、図１９に示された画像入力装置１０１と同様にフレネルレンズ１０９を具備する。このフレネルレンズ１０９も、画像入力装置１０１のフレネルレンズ１０９と同様の光学的特性を有する。
【００７３】
図２３は、別の画像入力装置１２１の断面図であり、図２４は、画像入力装置１２１の斜視図である。この画像入力装置１２１は、図７に示された画像入力装置４１の構成に加えて、図１９に示された画像入力装置１０１と同様にフレネルレンズ１０９を具備する。このフレネルレンズ１０９も、画像入力装置１０１のフレネルレンズ１０９と同様の光学的特性を有する。
【００７４】
図２５は、別の画像入力装置１３１の断面図であり、図２６は、画像入力装置１３１の斜視図である。この画像入力装置１３１は、図９に示された画像入力装置４１の構成に加えて、図１９に示された画像入力装置１０１と同様にフレネルレンズ１０９を具備する。このフレネルレンズ１０９も、画像入力装置１０１のフレネルレンズ１０９と同様の光学的特性を有する。
【００７５】
〔応用例〕
上述のように説明してきた画像入力装置は、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータといった携帯型電子機器に搭載するのに適しているが、その他の電子機器に搭載されていても良い。電子機器に上述のような画像入力装置を搭載することによって、電子機器を画像入力装置として用いることができ、電子機器が多機能となる。以下に、本発明の画像入力装置を搭載した携帯電話機について説明するが、上記実施形態及び変形例１〜変形例８の画像入力装置の構成要素と同一のものに、同一の符号を付して説明する。
【００７６】
図２７は、本発明の画像入力装置が搭載された携帯電話機２００であり、図２８は、図２７の破断線Ｉ−Ｉで破断した断面の拡大図である。
この携帯電話機２００は折り畳み式の携帯端末であり、携帯電話機２００の上筐体２０１はヒンジによって下筐体２０２に連結されている。携帯電話機２００を折り畳んだ場合に下筐体２０２の上筐体２０１に向き合っている面の反対面には、画像取込窓２０２ａが形成されており、この画像取込窓２０２ａにレンズユニット３が臨んでいる。レンズユニット３は下筐体２０２の内に配置されており、レンズユニット３の光軸は画像取込窓２０２ａを通っている。
【００７７】
また、この画像取込窓２０２ａを塞ぐようにしてプリズム列板４が配置されている。プリズム列板４の表面は、下筐体２０２の外側に面しており、プリズム列板４の裏面は、下筐体２０２の内側に面している。
【００７８】
照明光源は、図１に示した照明光源５のように、プリズム列板４の側面４ｂに対向するようにして下筐体２０２の内側に配置すれば良い。また、図５に示した照明光源３５のように、照明光源を下筐体２０２の内側においてプリズム列板４の裏面側に配置させて、その照明光源をプリズム４ａの長手方向に対して斜交いに交わるように指向させても良い。更には、図７に示した照明光源４５のように、プリズム列板４の側面に沿ってプリズム列板４の周囲に複数の照明光源を配置し、プリズム列板４の表面に接した指をプリズム列板４の周囲から直接照射するようにしても良い。
【００７９】
以上のような携帯電話機２００でも被験者が指をプリズム列板４の表面に押し当てれば、指の指紋画像が固体撮像デバイス２によって取得される。
【００８０】
また、上記変形例８で説明したように、プリズム列板４とレンズユニット３との間にフレネルレンズ１０９を配置しても良い。
また、プリズム列板４の代わりに、図９に示されるプリズム列板５４、図１１に示されるプリズム列板６４、図１７に示されるプリズム列板９４によって画像取込窓２０２ａを塞ぐようにして配置しても良い。プリズム列板５４又はプリズム列板６４の場合でも、上記辺経理８で説明したようにフレネルレンズ１０９を設けても良い。
【００８１】
なお、レンズユニット３はプリズム列板４の表面に合焦しているが、レンズユニット３のレンズ３ａを光軸方向に移動させることによってプリズム列板４より遠い場所に位置する被写体に対しても合焦しても良い。即ち、レンズユニット３は、プリズム列板４の表面の像が固体撮像デバイス２に結像できる最短撮影距離から、無限遠の被写体の像を固体撮像デバイス２に結像できる無限遠撮影距離までの間でフォーカシングするものでも良い。勿論、レンズユニット３は、単にパンフォーカスの状態と、プリズム列板４の表面に合焦した状態との間で切り替えられるだけでも良い。
【００８２】
レンズユニット３の撮影距離を変更できる場合、プリズム列板４が撮影の邪魔となるので、レンズユニット３の画角の範囲に重なった位置と、レンズユニット３の画角の範囲から外れた位置との間でプリズム列板４をガイド機構によって移動自在に設ければ良い。例えば図２７，２８に示した携帯電話機２００の場合、図２８の矢印のようにガイド機構によってプリズム列板４を、図２９に示すようにプリズム列板４が画像取込窓２０２ａを塞いだ閉塞位置と、図２９に示すようにプリズム列板４が画像取込窓２０２ａから外れた開放位置との間で移動自在とする。閉塞位置に位置するプリズム列板４は、レンズユニット３の範囲に重なっており、開放位置に位置するプリズム列板４は、レンズユニット３の画角の範囲から外れている。また、開閉位置と閉塞位置との間でのプリズム列板４の移動を図示しない駆動機構によって自動的に行っても良いし、被験者、ユーザ等によって手動で行っても良い。なお、図２９は、プリズム列板４が開放位置に位置した場合の携帯電話機２００を示した斜視図である。
【００８３】
プリズム列板４が開放位置に位置している状態では、携帯電話機２００をカメラ機能付き携帯電話機として用いることができる。勿論、プリズム列板４の代わりに、図９に示されるプリズム列板５４、図１１に示されるプリズム列板６４、図１７に示されるプリズム列板９４が閉塞位置と開放位置との間で移動自在となるように設けても良い。この場合においても、レンズユニット３のレンズ３ａを光軸方向に移動させることによってプリズム列板５４、プリズム列板６４又はプリズム列板９４より遠い場所に位置する被写体に対しても合焦しても良い。
【００８４】
また、プリズム列板４の開閉を検知する検知器を携帯電話機２００に設け、更にレンズユニット３のフォーカシングを行うオートフォーカス機構を携帯電話機２００に設け、プリズム列板４が閉塞位置にあることを検知器が検知した場合にオートフォーカス機構がレンズユニット３をプリズム列板４の表面に合焦させ、プリズム列板４が開放位置にあることを検知器が検知した場合にオートフォーカス機構がレンズユニット３を主被写体に合焦させるようにしても良い。
【００８５】
プリズム列板４がガイド機構によって移動自在となっているが、図３０に示すようにプリズム列板４が下筐体２０２に対して着脱自在となっていても良い。この携帯電話機２００では、プリズム列板４は筒状のキャップ部材２０５に嵌め込まれており、下筐体２０２には画像取込窓２０２ａを囲繞するように嵌合突起２０２ｂが形成されている。図３１は、図３０の破断線ＩＩ−ＩＩで破断した断面の拡大図である。
【００８６】
図３０（ａ）に示すようにキャップ部材２０５に嵌合突起２０２ｂを嵌合させるとプリズム列板４によって画像取込窓２０２ａが閉塞されるので、プリズム列板４の表面に指を押し付ければ指の指紋画像を固体撮像デバイス２で取得することができる。この場合、レンズユニット３は、プリズム列板４の表面に合焦している。一方、図３０（ｂ）に示すようにキャップ部材２０５を嵌合突起２０２ｂから外すと、プリズム列板４がレンズユニット３の光軸から外れ、レンズユニット３が露出する。この場合、携帯電話機２００から離れた位置に位置する主被写体の像を固体撮像デバイス２で取得することができる。
【００８７】
図３２は、携帯電話機２００の変形例として、画像取込窓２０２ａ及びその近傍を示した断面図である。図３２に示すように、筒部材２０６の軸心がレンズユニット３の光軸と同軸となるように筒部材２０６を画像取込窓２０２ａに嵌め込んで、筒部材２０６がレンズユニット３の軸方向に移動自在となっている。また、筒部材２０６の外周面に嵌合突起２０６ａが設けられており、筒部材２０６が下筐体２０２から最も突出した状態で嵌合突起２０６ａが下筐体２０２に係合し、筒部材２０６が画像取込窓２０２ａから外れないようになっている。そして、この筒部材２０６にもプリズム列板４が嵌め込まれており、筒部材２０６と一体となってレンズユニット３の軸方向に移動自在となっている。この場合でも、プリズム列板４の表面に指を押し当てれば、指の指紋画像を固体撮像デバイス２で取得することができる。
【００８８】
以上では携帯電話機２００を例にして説明したが、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、デジタルカメラ、その他の電子機器に本発明を適用しても良い。例えば、デジタルカメラの撮像光学系であるレンズに対して上記のようなプリズム列板４，５４，６４，９４を着脱自在に設けて、プリズム列板４，５４，６４，９４をレンズのフィルタとして用いても良い。この場合においても、デジタルカメラのレンズは装着されたプリズム列板４，５４，６４，９４に合焦するようになっており、プリズム列板４，５４，６４，９４が外れた場合には遠方に位置する主被写体に合焦するようになっている。
【００８９】
なお、本発明は、上記実施形態、変形例１〜変形例８、応用例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、レンズユニット３は、二枚のレンズ３ａから構成されているが、三枚以上のレンズから構成されていても良く、単に一枚のレンズで構成されていても良い。また、レンズユニット３の絞り板３ｃの代わりに絞り機構を設け、絞り機構によって開口部３ｂの大きさを調節できるようにしても良い。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１から４に記載の発明によれば、平板の表面に光学系が設けられることによって、撮像光学系で固体撮像デバイスに結像される像は、被写体の凹部が暗く被写体の凸部が明るくなった像であり、明暗の差がはっきりした像である。また、撮像光学系の光軸が平板に対して直交するため、固体撮像デバイスで撮像される像には台形歪みが生じていない。また、撮像光学系の光軸が平板に対して直交するため、撮像光学系の配置位置は、画像入力装置がコンパクトになるような位置となる。
【００９１】
請求項５に記載の発明によれば、光源の光が平板の裏面に入射し、平板の裏面に入射した光が平板の表面から出射し、平板の表面に接した被写体が明るくなる。
【００９２】
請求項６に記載の発明によれば、光源の光が平板の側面に入射し、平板の裏面において全反射する。そして、光が平板の表面から出射し、平板の表面に接した被写体が明るくなる。
【００９３】
請求項７に記載の発明によれば、光源の光が被写体に入射し、被写体の内部において光が拡散し、被写体が平板の表面に接した部分で明るくなる。
【００９４】
請求項８に記載の発明によれば、撮像光学系によって固体撮像デバイスに結像される像の周辺部においても、明暗の差がはっきりする。
【００９５】
請求項９に記載の発明によれば、撮像光学系によって固体撮像デバイスに結像される像の周辺部においても、明暗の差がはっきりする。
【００９６】
請求項１０に記載の発明によれば、平板の表面に接した被写体の凹凸で定義された明暗の像を固体撮像デバイスで撮像できるとともに、平板の表面から離れた位置にある被写体の像も固体撮像デバイスで撮像できる。
【００９７】
請求項１１に記載の発明によれば、撮像光学系の画角の範囲から外れた位置に平板が位置すれば、平板の表面から離れた位置にある被写体の像が平板によって邪魔されずに固体撮像デバイスで撮像できる。一方、撮像光学系の画角の範囲に重なる位置に平板が位置すれば、平板の表面に被写体を接することによって、被写体の凹凸で定義された明暗の像が固体撮像デバイスで撮像できる。
【００９８】
請求項１２に記載の発明によれば、電子機器を画像入力装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された画像入力装置を示した断面図である。
【図２】図１の画像入力装置を示した斜視図である。
【図３】図１の画像入力装置に備わったプリズム列ローラの断面を拡大して示した図面であって、そのプリズム列ローラの寸法及び光学的特性を示した図面である。
【図４】図１の画像入力装置において光の作用を説明するための図面。
【図５】図１に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図６】図５に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図７】図１、図５に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図８】図７に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図９】図１、図５、図７に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図１０】図９に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図１１】図１、図５、図７、図９に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図１２】図１１に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図１３】図１、図５、図７、図９、図１１に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図１４】図１３に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図１５】図１、図５、図７、図９、図１１、図１３に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図１６】図１５に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図１７】図１、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図１８】図１７に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図１９】図１、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図２０】図１９に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図２１】図１、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図２２】図２１に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図２３】図１、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図２４】図２３に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図２５】図１、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１、図２３に示された画像入力装置とは別の画像入力装置を示した断面図である。
【図２６】図２５に示された画像入力装置を示した斜視図である。
【図２７】画像入力装置が搭載された携帯電話機を示した斜視図である。
【図２８】図２７に示された携帯電話機の断面を拡大して示した断面図である。
【図２９】画像入力装置が搭載された携帯電話機を示した斜視図である。
【図３０】画像入力装置が搭載された携帯電話機を示した斜視図である。
【図３１】図３０に示された携帯電話機の断面を拡大して示した断面図である。
【図３２】携帯電話機の断面を拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１、１２１、１３１ 画像入力装置
２ 固体撮像デバイス
３ レンズユニット（撮像光学系）
４、５４、６４、９４ プリズム列板（平板）
４ａ、５４ａ、６４ａ、９４ａ プリズム（光学系）
５、３５、４５ 照明光源（光源）
２０ 指（被写体）
１０９ フレネルレンズ
２００ 携帯電話機（電子機器）

Claims (12)

1. 凹凸を有した被写体が当接する表面及びこの表面と反対側の裏面を有する平板と、
   前記平板の裏面に向き合った固体撮像デバイスと、
   前記固体撮像デバイスと前記平板との間に配置されるとともに、前記被写体と前記平板の表面とが接した部分における像を前記固体撮像デバイスに結像する撮像光学系と、を備え、
   前記撮像光学系の光軸は前記平板に対して直交し、
   前記平板の表面には、前記平板の表面から離れた位置から発した拡散光が前記平板の表面に入射した場合に前記平板の裏面から所定角度までの範囲で前記平板の裏面から光を出射させるための光学系が設けられていることを特徴とする画像入力装置。
2. 前記光学系は、互いに平行になって前記平板の表面に配列された多数のプリズムであり、前記プリズムは平行な方向に直交する断面の形状が三角形を呈していることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
3. 前記光学系は、前記撮像光学系の光軸を同心として前記平板の表面に配列された多数のプリズムであり、前記プリズムは前記撮像光学系の光軸を通って前記撮像光学系の光軸に平行な断面の形状が三角形を呈していることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
4. 前記光学系は、前記撮像光学系の光軸を中心とした螺旋状に前記平板の表面に設けられたプリズムであり、前記プリズムは前記撮像光学系の光軸を通って前記撮像光学系の光軸に平行な断面の形状が三角形を呈していることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
5. 前記平板の裏面側に配置され、前記プリズムの稜線に斜交いに交わる向きで前記平板の裏面に向けて光を照射する光源を具備することを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
6. 前記プリズムの平行な方向に直交する前記平板の側面に対向配置され、その側面に向けて光を照射する光源を具備することを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
7. 前記平板の周囲に配置され、前記平板の表面に接した被写体に向けて光を照射する光源を具備することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像入力装置。
8. 前記プリズムの稜線を通ってその稜角を等分する線が前記撮像光学系の主点を通ることを特徴とする請求項２から６の何れか一項に記載の画像入力装置。
9. 前記撮像光学系と前記平板との間に、前記平板の裏面から発した光を前記撮像光学系に集束するフレネルレンズが配設されていることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像入力装置。
10. 前記撮像光学系は、前記平板の表面に合焦した状態から前記平板より遠方の位置に合焦した状態で切り替えられるように設けられていることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の画像入力装置。
11. 前記平板が、前記撮像光学系の画角の範囲に重なった位置と、前記撮像光学系の画角の範囲から外れた位置との間で移動自在に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の画像入力装置。
12. 請求項１から１１の何れか一項に記載の画像入力装置を搭載した電子機器。

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