(57)【要約】【課題】指紋等の凹凸で表わされた情報と、文字や図形等の濃淡で表わされた情報のどちらについてもコントラストの良好な画像を得ることができ、かつ薄形化の可能な光学素子および読取装置を提供する。【解決手段】第１の光源部２からの光線の光軸方向に対して、光線が全反射するような角度に設けられた第１の傾斜面６と、第２の光源部３からの光線の光軸方向に対して、光線が全反射するような角度に設けられた第２の傾斜面７と、第１の傾斜面６と第２の傾斜面７とに隣接し、第１の傾斜面６および第２の傾斜面７における全反射光が入射するように設けられた読取面８とを備え、第１の光源部２からの光線の第１の傾斜面６における全反射光が、一部反射するように読取面８に入射し、かつ、第２の光源部３からの光線の第２の傾斜面７における反射光が、全反射するように読取面８に入射するように構成する。【選択図】　図１
2004086553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光線の光軸方向に対して、前記第１の光線が全反射するような角度に設けられた第１の傾斜面と、
第２の光線の光軸方向に対して、前記第２の光線が全反射するような角度に設けられた第２の傾斜面と、
前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とに隣接し、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面における全反射光が入射するように設けられた、光学的に情報を読み取る読取面とを備えた光学素子であって、
前記第１の光線の前記第１の傾斜面における反射光が、一部反射するように前記読取面に入射し、かつ、
前記第２の光線の前記第２の傾斜面における反射光が、全反射するように前記読取面に入射することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
第１の光源部と、
第２の光源部と、
前記第１の光源部からの光線の光軸方向に対して、前記第１の光源部からの光線が全反射するような角度に設けられた第１の傾斜面と、
前記第２の光源部からの光線の光軸方向に対して、前記第２の光源部からの光線が全反射するような角度に設けられた第２の傾斜面と、
前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とに隣接し、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面における全反射光が入射するように設けられた読取面と、
前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面での全反射光の、前記読取面における散乱光を読み取る位置に撮像素子とを備えたことを特徴とする読取装置。
【請求項３】
前記第１の光源部からの光線の前記第１の傾斜面における反射光が、前記読取面で一部反射するように前記読取面に入射し、かつ、
前記第２の光源部からの光線の前記第２の傾斜面における反射光が、前記読取面で全反射するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の読取装置。
【請求項４】
前記第１の光源部からの光線の光軸方向と、前記第２の光源部からの光線の光軸方向とが平行であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の読取装置。
【請求項５】
前記読取面と、前記撮像素子との間に導光手段を設けたことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項６】
前記第１の光源部、前記第２の光源部および前記撮像素子が同じ基板上に設けられたことを特徴とする請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項７】
前記導光手段が、前記第１の光源部からの光線の光軸方向および前記第２の光源部からの光線の光軸方向と平行に設けられたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の読取装置。
【請求項８】
前記導光手段が、ＧＲＩＮレンズアレイであることを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項９】
前記ＧＲＩＮレンズアレイの共役長が、前記撮像素子から前記読取面までの距離に一致することを特徴とする請求項８に記載の読取装置。
【請求項１０】
前記読取面に突起部が設けられたことを特徴とする請求項２から請求項９までのいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項１１】
前記ＧＲＩＮレンズアレイの共役長が、前記撮像素子から前記突起部の先端までの距離に略一致することを特徴とする請求項１０に記載の読取装置。
【請求項１２】
前記読取面が曲面で構成されたことを特徴とする請求項２から請求項１１までのいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項１３】
前記曲面が、凹面で構成されたことを特徴とする請求項１２に記載の読取装置。
【請求項１４】
前記第１の光源部からの光線の光軸方向と前記第１の傾斜面とのなす角度α（ｄｅｇ）が、前記読取面における光線の臨界角をＲ（ｄｅｇ）としたとき、
０＜α＜（Ｒ／２）
で表わされることを特徴とする請求項２から請求項１３までのいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項１５】
前記第２の光源部からの光線の光軸方向と前記第２の傾斜面とのなす角度β（ｄｅｇ）が、前記読取面における光線の臨界角をＲ（ｄｅｇ）としたとき、
（Ｒ／２）≦β≦９０−Ｒ
で表わされることを特徴とする請求項２から請求項１４までのいずれか１項に記載の読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字や図形等の濃淡で表わされた情報と、指紋等の凹凸で表わされた情報との読み取りを行う光学素子および読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話装置や、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯情報装置の高機能化に伴って、様々な本人認証装置を備えた携帯情報装置が提案されている。
【０００３】
例えば、携帯情報機器に光学的な読取装置を搭載し、ユーザの指紋パターンの画像を撮像することによって、本人認証を行うことができると共に、文字や図形等のドキュメント情報についても撮像を行うことが可能な技術が提案されている（例：特開２００１−２８３２０７号公報）。
【０００４】
このような従来の技術について、さらに図面を用いて説明する。図１２は、従来の読取装置の動作原理について説明するための概略図である。
【０００５】
図１２において、従来の読取装置においては、ユーザの指やドキュメント等の被写体１０１と接するように、光学素子１０２が設けられている。光学素子１０２を挟んで、被写体１０１と反対側に光源部１０３が設けられている。光源部１０３は、光学素子１０２の被写体１０１と接すべき面１０２ａに対して入射角θａで入射するように配置されている。
【０００６】
また、撮像素子１０４は、光源部１０３から光学素子１０２に入射した光が、光学素子１０２の被写体１０１に接すべき面１０２ａにおける反射光成分を受光できるような位置に配置されている。なお、受光角θｂ（ｄｅｇ）は、入射角θａ（ｄｅｇ）と等しい。
【０００７】
このような構成において、入射角θａ（ｄｅｇ）が、光学素子１０２の被写体１０１に接すべき面１０２ａで、全反射を生じる角度を臨界角（ｄｅｇ）として、
２０°＜θａ＜臨界角
の関係で表わされるように設定された構成であった。
【０００８】
このような構成においては、文字や図形等の濃淡で表わされたドキュメント情報については、光学素子１０２の被写体１０１に接すべき面１０２ａにおける散乱光のうち、撮像素子１０４方向の成分を読み取ることにより、画像を撮像する。
【０００９】
また、指紋等の凹凸で表わされた情報については、光学素子１０２の被写体１０１に接すべき面１０２ａにおける反射光成分を読み取ることにより、その画像を撮像する構成であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような光学素子を備えた読取装置においては、指紋パターンを撮像した場合、その画像のコントラストが悪く、良好な画像を取得することが難しかった。
【００１１】
一般に、指紋パターンは指の表面の凹凸によって形成された情報であるといえる。前述の構成のように、指や原稿と当接すべき面に対して、臨界角未満の入射角で光線を入射させた場合、指紋の凸の部分が光学素子と接した部分においては光が散乱すると共に、指紋の凹の部分についても、一部の光線は読取面で透過し、指紋の凹の部分で散乱してしまい、この散乱光が再度光学素子に入射し、撮像される画像のコントラストを低下させてしまう、という課題があった。
【００１２】
すなわち、従来の読取装置においては、指紋の凹凸によらず、光が散乱してしまうので、この散乱光成分を撮像した場合におけるコントラストが非常に悪かった。これにより、撮像された指紋画像を解析して、本人認証に必要な識別に関する情報を得ることは大変困難であった。
【００１３】
また、携帯情報装置に搭載する読取装置においては、小型化、特に薄形化が非常に大きな課題であったが、従来の読取装置においては、このような課題に対する技術的提案は何らなされていなかった。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み、指紋等の凹凸で表わされた情報と、文字や図形等の濃淡で表わされた情報のどちらについてもコントラストの良好な画像を得ることができ、かつ薄形化の可能な光学素子および読取装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学素子は、第１の光線の光軸方向に対して、第１の光線が全反射するような角度に設けられた第１の傾斜面と、第２の光線の光軸方向に対して、第２の光線が全反射するような角度に設けられた第２の傾斜面と、第１の傾斜面と第２の傾斜面とに隣接し、第１の傾斜面および第２の傾斜面における全反射光が入射するように設けられた、光学的に情報を読み取る読取面とを備えた光学素子であって、第１の光線の第１の傾斜面における反射光が、一部反射するように読取面に入射し、かつ、第２の光線の第２の傾斜面における反射光が、全反射するように読取面に入射することを特徴としている。
【００１６】
このような構成により、第１の光線を用いて文字や図形等の濃淡で表わされた情報を撮像することができると共に、第２の光線を用いて指紋等の凹凸で表わされた情報を撮像することができる。また、第２の光線の第２の傾斜面における反射光が全反射することにより、指紋等の凹凸で表わされた情報が撮像できるので、凹の部分の輝度の低い、コントラストのよい画像を撮像することができる。
【００１７】
次に、本発明の読取装置は、第１の光源部と、第２の光源部と、第１の光源部からの光線の光軸方向に対して、第１の光源部からの光線が全反射するような角度に設けられた第１の傾斜面と、第２の光源部からの光線の光軸方向に対して、第２の光源部からの光線が全反射するような角度に設けられた第２の傾斜面と、第１の傾斜面と第２の傾斜面とに隣接し、第１の傾斜面および第２の傾斜面における全反射光が入射するように設けられた読取面と、第１の傾斜面および第２の傾斜面での全反射光の、読取面における散乱光を読み取る位置に撮像素子とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
このような構成により、第１の光源部からの光線を用いて文字や図形等の濃淡で表わされた情報を撮像することができると共に、第２の光源部からの光線を用いて指紋等の凹凸で表わされた情報を撮像することができる。
【００１９】
さらに、第１の光源部からの光線の第１の傾斜面における反射光が、読取面で一部反射するように読取面に入射し、かつ、第２の光源部からの光線の第２の傾斜面における反射光が、読取面で全反射するように構成されたことにより、指紋等の凹凸で表わされた情報を撮像する際に、凹の部分の輝度の低い、コントラストのよい画像を撮像することができる。
【００２０】
さらに、第１の光源部からの光線の光軸方向と、第２の光源部からの光線の光軸方向とが平行であることにより、薄形化の可能な読取装置を提供できる。
【００２１】
また、読取面と、撮像素子との間に導光手段を設けたことにより、効率的に読取面の散乱光を撮像することが可能となる。
【００２２】
さらに、第１の光源部、第２の光源部および撮像素子が同じ基板上に設けられたことにより、製造時に簡易に部材の正確な位置決めが可能となる。
【００２３】
また、導光手段が、第１の光源部からの光線の光軸方向および第２の光源部からの光線の光軸方向と平行に設けられたことにより、さらに薄形化の可能な読取装置を提供できる。
【００２４】
さらに、導光手段が、ＧＲＩＮレンズアレイであることによって、簡易な構成で本発明の読取装置の構成を実現することができる。
【００２５】
また、ＧＲＩＮレンズアレイの共役長が、撮像素子から読取面までの距離に一致することにより、より鮮明な画像を撮像することができる。
【００２６】
さらに、読取面に突起部が設けられたことにより、読取面の摩擦等による傷付きを防止することが可能となる。
【００２７】
また、ＧＲＩＮレンズアレイの共役長が、撮像素子から突起部の先端までの距離に一致することにより、原稿をより鮮明に撮像することが可能となる。
【００２８】
さらに、読取面が曲面で構成されたことによっても、読取面の摩擦等による傷付きを防止することができる。
【００２９】
さらに、曲面が、凹面で構成されたことにより、より簡易に傷等を防止することができる。
【００３０】
また、第１の光源部からの光線の光軸方向と第１の傾斜面とのなす角度α（ｄｅｇ）が、読取面における光線の臨界角をＲ（ｄｅｇ）としたとき、０＜α＜（Ｒ／２）で表わされることにより、文字や図形の原稿等の濃淡で表わされた画像の撮像がより良好に行える。
【００３１】
さらに、第２の光源部からの光線の光軸方向と第２の傾斜面とのなす角度β（ｄｅｇ）が、読取面における光線の臨界角をＲ（ｄｅｇ）としたとき、（Ｒ／２）≦β≦９０−Ｒで表わされることにより、指紋等の凹凸で表わされた情報を良好に撮像することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における読取装置の構成を示す断面図である。図２は、その斜視図である。以下の図面では、説明を簡単にするために、ＸＹＺの３軸方向を記載している。
【００３４】
図１において、本実施の形態の読取装置１は、同一の基板１２にＬＥＤ等の第１の光源部２および第２の光源部３、ならびに、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子１１が配置されている。また、基板１２上に、光学素子１３が接着等の方法により取り付けられている。なお、本実施の形態の撮像素子１１は、横×縦＝２５６×１６画素のＣＭＯＳセンサを用いた。
【００３５】
光学素子１３は、透明な光学材料からなる第１の導光手段４および第２の導光手段９、さらにプリズム部５からなる。本実施の形態においては、光学素子１３は、すべてアクリルによって形成されている例を示す。
【００３６】
なお、第１の光源部２および第１の導光手段４との間ならびに第２の光源部３および第２の導光手段９との間には、光源部からの光を集光させるための、コンデンサレンズやフレネルレンズ等の集光光学系が設けられた構成であってもよい。
【００３７】
プリズム部５は、第１の光源部２から出射された光線を全反射させる第１の傾斜面６と、第２の光源部３から出射された光線を全反射させる第２の傾斜面７とを有している。さらに、プリズム部５は、第１の傾斜面６および第２の傾斜面７の間に、原稿や指紋を読み取る際に用いる読取面８を備えた構成である。
【００３８】
本実施の形態においては、図示したように、第１の傾斜面６が、第１の光源部２からの光線の光軸方向（図１中Ｘ軸方向）に対して、なす角度αが１５°になるように構成されている。また、第２の傾斜面７は、第２の光源部３からの光線の光軸方向（図１中Ｘ軸方向）に対して、なす角度βが２２．５°になるように構成されている。
【００３９】
さらに、本実施の形態の読取装置１においては、読取面８において散乱した散乱光を撮像素子１１で受光するために、第３の導光手段１０が設けられている。第３の導光手段１０と、撮像素子１１との間の空隙を、空間部１４と記す。
【００４０】
本実施の形態においては、第３の導光手段１０の一例として、円筒形の屈折率分布型レンズ、すなわちＧＲＩＮ（ＧＲａｄｉｅｎｔ　ＩＮｄｅｘ）レンズアレイを複数用いた構成を示し、その物点と焦点、すなわち、共役点間の距離である共役長は、撮像素子１１の撮像面から、読取面８までの長さとほぼ同一になるように構成されている。本実施の形態の読取装置１における、共役長は約１０．２ｍｍである。
【００４１】
なお、読取装置１のＹ軸方向の幅は１６ｍｍである。
【００４２】
また、第１の導光手段４および第２の導光手段９と、第３の導光手段１０および空間部１４との境界面については、光の漏出を防ぐために、黒色に塗装することが望ましい。
【００４３】
このような読取装置１を用いた画像読み取りの際の動作について、次に説明する。
【００４４】
まず、読み取り対象が、文字や図形等の濃淡で表わされた情報である場合の画像読み取りについて説明する。
【００４５】
図３は、本実施の形態の読取装置における、濃淡で表わされた情報を撮像する際の動作を説明するための概略図である。
【００４６】
まず、第１の光源部２を発光させる。第１の光源部２からの光線は、第１の導光手段４を透過して、プリズム部５に入射する。第１の導光手段４とプリズム部５とは、光学的に隙間が生じないように接着等で密着しているので、第１の導光手段４とプリズム部５との境界面では屈折が生じない。
【００４７】
次に、光線は、第１の傾斜面６に入射する。第１の傾斜面６が、光線の光軸に対して角度α＝１５°になるように設けられているので、光線は、第１の傾斜面６において全反射し（入射角は９０°−１５°＝７５°となる。臨界角はアクリルの場合約４２°）、読取面８に角度α×２＝３０°の入射角で入射する。
【００４８】
読取面８では、入射角が３０°であるので、全反射は起こらず、光線は読取面８から外側に出射する。
【００４９】
読取面８から出射した光は、読取面８の近傍に配置された文字や図形等の原稿２１の表面に入射し、文字や図形の着色が淡い部分、すなわち白い部分においては散乱され、着色が濃い部分、すなわち黒い部分では吸収される。
【００５０】
原稿２１の白い部分で散乱された散乱光の一部は、再び読取面８から読取装置１に入射する。そして、散乱光の撮像素子１１に向かう成分が、第３の導光手段１０によって集光されて、撮像素子１１によって明るく撮像される。
【００５１】
一方、原稿２１の黒い部分で吸収された光は、読取装置１に入射しないので、原稿２１の黒い部分は撮像素子１１によって暗く撮像される。
【００５２】
これにより、読取装置１によって、文字や図形等の濃淡で表わされた情報を撮像することが可能となる。
【００５３】
次に、読み取り対象が、指紋等の凹凸で表わされた情報である場合の画像読み取りについて説明する。
【００５４】
図４は、本実施の形態の読取装置における、凹凸で表わされた情報を撮像する際の動作を説明するための概略図である。
【００５５】
この場合には、まず第２の光源部３を発光させる。第２の光源部３からの光線は第２の導光手段９を透過して、プリズム部５に入射する。第２の導光手段９とプリズム部５とは、光学的に隙間が生じないように接着等で密着しているので、第２の導光手段９とプリズム部５との境界面では屈折や反射等が生じない。
【００５６】
次に、光線は、第２の傾斜面７に入射する。第２の傾斜面７が、光線の光軸に対して角度β＝２２．５°になるように設けられているので、光線は、第２の傾斜面７において全反射して（入射角は、９０°−２２．５°＝６７．５°）、読取面８に角度β×２＝４５°の入射角で入射する。
【００５７】
読取面８においては、入射角が４５°と臨界角を超えているので、光は全反射して、読取装置１から外に出ることはない（アクリルから空気中へ出射する場合の臨界角は、約４２°である）。
【００５８】
しかしながら、読取面８に指２２を密着させた場合、指紋の凹凸のうちの凸の部分と読取面８が密着した部分においては、図４に示したように、読取面８において光が散乱される。指紋の凹の部分においては、読取面８との間に空間部があるので、光は散乱せず、読取面８において全反射する。
【００５９】
指紋の凸の部分と読取面８との間で散乱された散乱光は、再び読取面８から読取装置１に入射する。そして、散乱光の撮像素子１１に向かう成分が、第３の導光手段１０によって集光されて、撮像素子１１によって明るく撮像される。
【００６０】
一方、指紋の凹の部分と読取面８との間に空間部がある部分から全反射された光は、撮像素子１１によって撮像されないので、暗く撮像される。
【００６１】
これにより、読取装置１によって、文字や図形等の濃淡で表わされた情報に加えて、指紋等の凹凸で表わされた情報をも撮像することが可能となる。本発明の読取装置によれば、指紋パターンを撮像する際の凹の部分については、光線が、読取面において撮像素子以外の方向に全反射するので、従来と比較して黒レベルの低い、コントラストの良好な画像を得ることができる。
【００６２】
なお、図１において、第１の傾斜面６と、第１の光源部２からの光線の光軸（Ｘ軸）方向がなす角度αが、１５°である場合を示した。
【００６３】
検討によれば、角度αは、第１の傾斜面６への入射角が、全反射を起こす角度、すなわち臨界角以上の角度であり、かつ、読取面８への入射角は全反射を起こさない角度、すなわち臨界角未満の角度であることが望ましい。すなわち、臨界角をＲとすると、
Ｒ≦９０−α
２×α＜Ｒ
の２式を満たす必要がある。
【００６４】
実用的には、
０＜α＜（Ｒ／２）
を満たせばよい。材料がアクリルの場合には、Ｒ＝４２°となるので、
０°＜α＜２１°が望ましい。
【００６５】
さらに望ましくは、
１０°＜α＜２１°が望ましい。これは、あまりαが小さすぎると、光線が読取面８に垂直に近い角度で入射してしまい、原稿２１の黒い部分からの反射光を拾ってしまうので、コントラストを悪化させる場合があるからである。
【００６６】
次に角度βは、第２の傾斜面７への入射角が、全反射を起こす角度、すなわち臨界角Ｒ以上の角度であり、かつ、読取面８への入射角も全反射を起こす角度、すなわち臨界角以上の角度であることが望ましい。すなわち、
Ｒ≦９０−β
Ｒ≦２×β
の２式を同時に満たす必要がある。
【００６７】
実用的には、
（Ｒ／２）≦β≦９０−Ｒ
を満たせばよい。材料がアクリルの場合には、Ｒ＝４２°となるので、
２１°≦β≦４８°が望ましい。
【００６８】
さらに望ましくは、
２１°＜β＜３０°が望ましい。これは、あまりβが大きすぎると、読取面８に大きな入射角で入射してしまい、指紋画像を取得する場合、指紋の凸の部分と読取面８との接する部分からの散乱光のうち、撮像素子１１方向の成分が小さくなり、コントラストを悪化させる場合があるからである。
【００６９】
本実施の形態の読取装置１によれば、読み取り対象が濃淡で表わされた情報である場合には第１の光源部２を点灯させて画像を撮像すればよく、読み取り対象が凹凸で表わされた情報である場合には第２の光源部３を点灯させて画像を撮像すればよい。すなわち、点灯させる光源部を選択するという単純な構成で、文字や図形等の濃淡で表わされた情報と指紋等の凹凸で表わされた情報とをコントラストよく同一の読取面８から撮像することができる。
【００７０】
また、本実施の形態の読取装置においては、第１の光源部２からの光線の光軸、第２の光源部３からの光線の光軸、さらに、読取面８から撮像素子１１への光線の光軸が、略平行になるように構成されている。このような構成により、読取装置１の厚みを薄く構成することができる。図１に示した構成では、図中Ｚ軸方向の厚みを３ｍｍにすることができた。円筒型のＧＲＩＮレンズの径を小さくする等の改良を行えば、さらなる薄形化も可能である。このように、携帯情報装置への搭載を容易に行うことができる読取装置を提供することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、光学素子１３の材料として、アクリルを用いた場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリカーボーネートやガラス等の、公知の光学材料をすべて含むことはいうまでもない。
【００７２】
また、本実施の形態においては、撮像素子が、第１の光源部および第２の光源部と同一基板上に形成された例を示した。この場合、読取装置の組み立てが簡単に行えるという利点があるが、本発明は撮像素子の位置を限定するものではない。例えば、図５に示したように、撮像素子１１が、第１の光源部２および第２の光源部３と同一基板上にない構成であってもよいことはいうまでもない。
【００７３】
さらに、本実施の形態においては、第３の導光手段１０の例として、ＧＲＩＮレンズアレイを用いた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、集光作用を有する光学系であれば、本発明に含まれることはいうまでもない。
【００７４】
また、本実施の形態においては、第３の導光手段１０であるＧＲＩＮレンズアレイの共役長が、撮像素子１１から読取面８までの距離と一致する例を示したが、例えば、第３の導光手段１０の共役長が、撮像素子１１から、読取面８までを超える長さであってもよい。
【００７５】
このような構成によれば、図６に示したように、読取装置１を携帯情報装置等に搭載する場合に、読取面８が携帯情報装置の筐体３０よりも内側になるように読取装置１を配置することが可能となる。この場合には、第３の導光手段１０の共役長を、撮像素子１１から筐体３０の外側までの距離Ｃと一致するように配置することが望ましい。このような構成により、読取面８を外部からの機械的な損傷等から防御することができる。
【００７６】
また、本発明の読取装置は、本実施の形態に示したような、光学素子１３が第１の導光手段４、第２の導光手段９およびプリズム部５からなる構成に限定されない。例えば図７に示したような、光学素子５１が、第１の導光手段、第２の導光手段およびプリズム部をプレス成形等の公知の方法で一体に形成した構成であってもよいことはいうまでもない。
【００７７】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態として、本発明の読取装置の別の構成を示す。
【００７８】
図８は、本発明の第２の実施の形態における読取装置の斜視図である。図９はその断面図である。
【００７９】
なお、説明を簡単にするために、第１の実施の形態で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を付し、説明は省略する。
【００８０】
本実施の形態の読取装置６１は、第１の実施の形態で説明した読取装置１と比較して、その読取面８の両側（図８中Ｙ軸方向の両側）に、突起部４２を設けた点が異なる。
【００８１】
このような突起部４２を設けたことにより、読取面８を、読み取り対象となる原稿等に直接当接させることがないので、摩擦やゴミ等による表面の傷から保護することができる。
【００８２】
さらに、このような構成において指紋パターンを取得する場合には、突起部４２のない読取面８の中央部分で指紋画像を取得することができる。
【００８３】
なお、この構成においては、第３の導光手段１０の共役長は、撮像素子１１から突起部４２の先端部分までの距離Ｅとほぼ同一であることが、文字や図形等の濃淡で表わされた情報の、より鮮明な画像の撮像のために望ましい。さらに、指紋等の凹凸で表わされた情報をも鮮明に撮像するために、その被写界深度が、撮像素子１１から読取面８までの距離Ｄと、撮像素子１１から突起部４２の先端部分までの距離Ｅとをカバーすることが望ましい。
【００８４】
（第３の実施の形態）
さらに、第３の実施の形態として、本発明の読取装置の別の構成を示す。
【００８５】
図１０は、本発明の第３の実施の形態における読取装置の斜視図である。図１１はその平面図である。
【００８６】
なお、説明を簡単にするために、第１の実施の形態で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を付し、説明は省略する。
【００８７】
本実施の形態の読取装置６２は、第１の実施の形態で説明した読取装置１と比較して、その読取面４８のうちのＹ軸方向の両端部分が、曲面で構成されているのが異なる。
【００８８】
読取面４８の両端部分を曲面にしたことにより、第１の実施の形態で述べた読取装置１の効果に加えて、読取面４８の中央部分を、読み取り対象となる原稿等に直接当接させることがないので、摩擦やゴミ等による表面の傷つき等を防止することができる。
【００８９】
さらに、このような構成において指紋パターンを取得する場合には、第２の実施の形態の読取装置６１のように、突起部４２が存在しないので、読取面４８のＹ軸方向の全域を読取面として用いることが可能となる。
【００９０】
なお、この構成においても、図１１に示したように、第３の導光手段１０の共役長は、撮像素子１１から読取面４８の最大距離Ｇとほぼ同一であることが、文字や図形等の濃淡で表わされた情報の、より鮮明な画像の撮像のために望ましい。さらに、指紋等の凹凸で表わされた情報をも鮮明に撮像するために、ＧＲＩＮレンズの被写界深度が、撮像素子１１から読取面４８の最大距離Ｇと、撮像素子１１から読取面４８の最短距離Ｆとをカバーすることが望ましい。
【００９１】
なお、本実施の形態の読取装置６２においては、読取面４８がＹ軸方向に凹面である場合を示したが、本発明の読取装置６２はこれに限定されない。例えば、Ｚ軸方向に凹面であっても、傷つき防止効果を有することはいうまでもない。
【００９２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の光学素子および読取装置を用いれば、指紋等の凹凸で表わされた情報と、文字や図形等の濃淡で表わされた情報のどちらについてもコントラストの良好な画像を得ることができ、かつ、その薄形化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における読取装置の構成を示す断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態における読取装置の構成を示す斜視図
【図３】本発明の第１の実施の形態における読取装置が、濃淡で表わされた情報を読み取る際の動作を説明するための概略図
【図４】本発明の第１の実施の形態における読取装置が、凹凸で表わされた情報を読み取る際の動作を説明するための概略図
【図５】本発明の第１の実施の形態における読取装置の他の構成を示す断面図
【図６】本発明の第１の実施の形態における読取装置の他の構成を示す断面図
【図７】本発明の第１の実施の形態における読取装置の他の構成を示す断面図
【図８】本発明の第２の実施の形態における読取装置の構成を示す斜視図
【図９】本発明の第２の実施の形態における読取装置の構成を示す断面図
【図１０】本発明の第３の実施の形態における読取装置の構成を示す斜視図
【図１１】本発明の第３の実施の形態における読取装置の構成を示す平面図
【図１２】従来の読取装置の構成を説明する概略図
【符号の説明】
１，６１，６２　読取装置
２　第１の光源部
３　第２の光源部
４　第１の導光手段
５　プリズム部
６　第１の傾斜面
７　第２の傾斜面
８，４８　読取面
９　第２の導光手段
１０　第３の導光手段
１１　撮像素子
１２　基板
１３，５１　光学素子
１４　空間部
２１　原稿
２２　指
３０　筐体
４２　突起部
【図１】
2004086553.tif 000003
【図２】
2004086553.tif 000004
【図３】
2004086553.tif 000005
【図４】
2004086553.tif 000006
【図５】
2004086553.tif 000007
【図６】
2004086553.tif 000008
【図７】
2004086553.tif 000009
【図８】
2004086553.tif 000010
【図９】
2004086553.tif 000011
【図１０】
2004086553.tif 000012
【図１１】
2004086553.tif 000013
【図１２】
2004086553.tif 000014