照明设备和生物认证设备制造技术

公开了一种照明设备和生物认证设备，该照明设备包括：光源，该光源产生用于要被照明的照明区域的光；以及衍射光栅元件，该衍射光栅元件被设置在照明区域与光源之间，并且包括以二维阵列布置的多个衍射光栅。衍射光栅元件中的衍射光栅的光栅间隔的分布具有使得沿二维阵列的平面中的预定线的中心区域具有大于端部区域的光栅间隔的特性。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及照明设备和生物认证设备。
技术介绍
最近，开发了一种用于基于表示生物信息例如手或手指的静脉图案、指纹图案或手掌的图案的生物图像、以非接触的方式对系统的用户进行认证的生物认证技术。使用该生物认证技术的生物认证设备将用户的输入生物信息与注册用户预先登记的生物信息进行核对。该生物认证设备将其生物信息与所登记的生物信息对应的用户视为已被授权的注册用户，并且允许该用户使用系统。该生物认证设备可以例如被结合在系统中，或者从外部连接到系统。该生物认证设备用于各种领域，例如对PC(个人计算机)登录的管理、银行的ATM(自动取款机)处的认证、办公室的入口和出口的管理等。为了使用生物认证设备来高准确度地核对用户，期望的是在生物图像中清晰地捕捉生物信息的规定特征。因此，用于捕捉生物信息以生成生物图像的生物认证传感器除了包括成像光学系统——使用该成像光学系统由成像透镜来捕获包括生物信息的主体如手——和成像元件如CCD(电荷耦合器件)以外，还可以包括用于对主体进行照明的照明光学系统。提出了一种用于生物认证传感器的技术，该生物认证传感器包括照明光学系统和成像光学系统(例如，专利文献1、专利文献2和专利文献3)。[专利文献1]日本公开特许公报第2009-31903号[专利文献2]日本公开特许公报第2013-130981号[专利文献3]国际专利申请第2005-527874号的日本国家公开根据传统方法，难以用照明光学系统对主体如手均匀地进行照明。因此，本专利技术的一个方面的目的是提供一种能够增加照明区域上的光强度的分布的均匀性的照明设备和生物认证设备。
技术实现思路
根据本公开内容的一个方面，提供了一种照明设备，该照明设备包括：光源，该光源产生用于要被照明的照明区域的光；以及衍射光栅元件，该衍射光栅元件被设置在照明区域与光源之间，并且包括以二维阵列布置的多个衍射光栅，其中，衍射光栅元件中的衍射光栅的光栅间隔的分布具有使得沿二维阵列的平面中的预定线的中心区域具有大于端部区域的光栅间隔的特性。本实施例的目的和优点将借助于权利要求中特别指出的元件和组合来实现。应当理解的是，前面的一般性描述和后面的详细描述都是示例性和说明性的，而不是限制本专利技术。附图说明图1A至图1C是说明用于生物认证设备的传感器的第一示例的图。图2A至图2C是说明用于生物认证设备的传感器的第二示例的图。图3是示意性地示出了根据第一实施例的照明设备的横截面的示例的图。图4是示出了以二维阵列布置的多个衍射光栅的示例的图。图5是示出了衍射光栅元件26的光栅间隔的分布特性的示例的图。图6是示意地示出了导向照明区域33的n次衍射光的光强度的分布的图。图7A至图7C是示出了照明区域33中的光强度的分布的图。图8是示出了衍射光栅元件26'沿X方向的光栅间隔的分布的图。图9是示意地示出了由衍射光栅元件26'导向照明区域33的n次衍射光的光强度的分布的图。图10是示意性地示出了根据第二实施例的照明设备的横截面的示例的图。图11A至图11C是示出了在由照明设备100A获得的照明区域33中的光强度的分布特性的示例的图。图12A至图12C是示出了在由照明设备100A获得的照明区域33中的光强度的分布特性的另一示例的图。图13是说明当获得图12中的特性时的照明设备100A的图。图14是示意性地示出了用于安装在照明设备100A中的生物认证设备的传感器的示例的顶视图。图15是示意性地示出了包括衍射光栅元件26的基板261的示例的顶视图。图16是示出了沿图14中的线A-A的横截面的图。图17是示意性地示出了用于安装在照明设备100中的生物认证设备的传感器的另一示例的顶视图。图18是示意性地示出了用于安装在照明设备100中的生物认证设备的传感器的又一示例的顶视图。图19是示意性地示出了根据第三实施例的照明设备的横截面的示例的图。图20是用于示出衍射光栅元件26B的光栅间隔的分布特性的示例的图。图21是用于示出衍射光栅元件26B的光栅间隔的分布特性的示例的图。图22是示意性地示出了用于安装在照明设备100B中的生物认证设备的传感器的示例的顶视图。图23是示意性地示出了包括衍射光栅元件26B的基板261B的示例的顶视图。图24是示出了沿图22中的线B-B的横截面的图。图25是示意性地示出了用于安装在照明设备100B中的生物认证设备的传感器的另一示例的顶视图。图26是示意性地示出了用于安装在照明设备100B中的生物认证设备的传感器的又一示例的顶视图。图27是示出了生物认证设备的示例的框图。图28是示出了计算机的配置的示例的框图。具体实施方式下面参照附图来详细描述各实施例。图1A至图1C是说明用于生物认证设备的传感器(在下文中称为“生物认证传感器”)的第一示例的图。图1A是生物认证传感器的顶视图，图1B是生物认证传感器的示意性侧视图，以及图1C是示出了生物认证传感器的照明光和照明分布的示意图。生物认证传感器1A包括：成像光学系统2如相机；以及照明光学系统3。照明光学系统3包括：透镜阵列6；以及设置在基板4上的多个LED(发光二极管)5(在本示例中为8个LED)。在本示例中，如图1A所示，LED5以环形方式围绕成像光学系统2的外侧来设置，并且透镜阵列6以环形方式来设置，使得透镜阵列6与LED5相对。如图1C所示，透镜阵列6使来自LED5的照明光被散射，并且经散射的照明光到达照明区域10。如图1C的上方所示，照明光的强度(任意单位)根据照明区域10上的位置(任意单位)而变化。在本示例中，照明区域10的中心部分中的光强度高于照明区域10的其他位置中的光强度。照明区域10中产生的亮区和暗区的分布根据LED5的布置和透镜阵列6的特性来确定。难以使照明光的光强度均匀分布。图2A至图2C是说明用于照明设备的传感器的第二示例。图2A是生物认证传感器的顶视图，图2B是生物认证传感器的示意性侧视图，以及图2C是示出了生物认证传感器的照明光和照明分布的示意图。在图2A至图2C中，与图1A至图1C中示出的元件相同的元件被给予了相同的附图标记，并省略其说明。图2A至图2C中示出的生物认证传感器1B与图1A至图1C中示出的生物认证传感器1A的不同之处在于：以环形的形式设置了漫射器导光板7，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明设备(100，100A)，包括：光源(25)，所述光源(25)产生用于要被照明的照明区域(33)的光；以及衍射光栅元件(26，26')，所述衍射光栅元件(26，26')被设置在所述照明区域(33)与所述光源(25)之间，并且包括以二维阵列布置的多个衍射光栅，其中，所述衍射光栅元件(26，26')中的衍射光栅的光栅间隔的分布具有使得沿所述二维阵列的平面中的预定线的中心区域具有大于端部区域的光栅间隔的特性。

【技术特征摘要】
2015.01.16 JP 2015-0069871.一种照明设备(100，100A)，包括：
光源(25)，所述光源(25)产生用于要被照明的照明区域(33)的
光；以及
衍射光栅元件(26，26')，所述衍射光栅元件(26，26')被设置在所
述照明区域(33)与所述光源(25)之间，并且包括以二维阵列布置的多
个衍射光栅，其中，
所述衍射光栅元件(26，26')中的衍射光栅的光栅间隔的分布具有
使得沿所述二维阵列的平面中的预定线的中心区域具有大于端部区域的
光栅间隔的特性。
2.根据权利要求1所述的照明设备(100，100A)，其中，所述衍射
光栅元件(26，26')和所述光源(25)被设置成使得所述二维阵列的平
面垂直于所述光源(25)的光轴，并且所述光轴穿过所述衍射光栅元件(26，
26')的中心，以及
所述光源(25)的光轴穿过所述照明区域(33)的中心。
3.根据权利要求1所述的照明设备(100，100A)，其中，所述预定
线包括穿过所述衍射光栅元件(26，26')的中心的两条线，所述两条线
相互垂直。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明设备(100，100A)，其
中，光栅间隔沿所述预定线的分布的近似曲线具有所述特性。
5.根据权利要求4所述的照明设备(100，100A)，其中，所述近似
曲线在与所述衍射光栅元件(26，26')的中心对应的位置处具有峰值。
6.根据权利要求4所述的照明设备(100，100A)，其中，所述衍射
光栅元件(26，26')相对于所述照明区域(33)以下述关系来设置：使
得穿过所述照明区域(33)的中心并且与所述光源(25)的光轴平行的线
穿过所述衍射光栅元件(26，26')，以及
所述近似曲线在与所述照明区域(33)的中心对应的位置处具有峰值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明设备(100，100A)，其
中，所述衍射光栅元件(26，26')包括具有不同的光栅间隔和旋转方向
的衍射光栅。
8.根据权利要求7所述的照明设备(100，100A)，其中，所述不同
的光栅间隔和旋转方向被设置成使得由0次透射光和正/负1次透射光提
供的光强度在所述照明区域(33)上的分布比仅由1次透射光提供的光强
度在所述照明区域(33)上的分布更均匀。
9.一种照明设备(100B)，包括：
光源(25)，所述光源(25)产生用于要被照明的照明区域(33)的
光；以及
衍射光栅元件(26B)，所述衍射光栅元件(26B)被设置在所述照明
区域(33)与所述光源(25)之间，并且包括以二维阵列布置的多个衍射
光栅，其中，
所述光源(25)的光轴相对于所述照明区域(33)的中心在预定线的
方向上偏移，以及
所述衍射光栅元件(26B)中的衍射光栅的光栅间隔的分布具有下述
特性：使得所述衍射光栅元件(26B)沿所述二维阵列的平面中...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田智司，安孙子幸弘，浜壮一，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP