CN1491367A - 图像检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像检测装置，包括一个光纤阵列基板(101)；一个位于所述基板上的电路导体层(109)；一个设置在所述电路导体层上的图像传感器(106)；第一照明装置(104)；第二照明装置(105)；和用于控制照明装置的接通/断开的控制装置(110)，其中，第一照明装置被这样布置，使得相对于光纤的入射面的入射角大于临界角，并且入射面上的反射光方向相对于光纤光轴方向不大于光纤内部表面内的全反射临界角，而第二照明装置被这样布置，使得相对于光纤的入射面的入射角小于临界角，并且入射面上的反射光方向相对于光纤光轴方向不小于光纤内部表面内的全反射临界角。所述光纤光轴的方向相对于所述光纤阵列基板的所述主表面的法线倾斜一个指定角度。

Description

图像检测装置
技术领域
本发明涉及一种图像检测装置，用于将形成在软目标(例如橡皮图章或指纹)和其等级信息表面上的不均匀图案作为一维图像数据直接输入。
背景技术
根据现有技术，典型的用于检测非常小的不均匀图案例如指纹的装置包括光学检测装置。在根据现有技术的光学不均匀图案检测装置中，公知的是利用棱镜的装置(例如，见日本专利No.sho55-13446)。
现有技术的这个利用矩形棱镜的例子具有这样的结构，在此例子中，平行光从入射面入射；这些入射光被矩形棱镜的倾斜平面完全反射，并且由照相机拾取从发射面输出的射出光。当具有不均匀表面的目标例如手指接触矩形棱镜的倾斜平面时，入射光由于折射率的缘故被凹面完全地反射而不是被凸面。由于不均匀性，这种效果会提供截然不同的亮度和暗度，从而检测不均匀图案。
在这种结构的光学不均匀图案检测装置中，光源和照相机被这样布置，使得从光源照射的入射光和由照相机拾取的射出光之间大体上成直角，从而很难减小不均匀检测装置的尺寸。
对于解决这个问题的结构，根据现有技术公知的是利用光纤板的不均匀图案检测装置(例如，见日本专利No.Hei6-300930)。
下面将参照图23和图24描述根据现有技术的这个不均匀图案检测装置的结构。
在图23中，数字标号：2301表示光纤束；2301a表示光纤束2301的入射面；2301b表示光纤束2301的发射面，入射面2301a相对于光纤束2301的每个光纤的中轴倾斜一个指定角度；2302表示照明装置(例如，LED)；和2303表示从照明装置射出的平行光通量(照明光)。
接下来将描述操作。首先，平行光通量2303从照明装置2302射出。此平行光通量2303通过光纤束2301传输并到达入射面2301a。
在这种情况下，假定平行光通量2303相对于入射面2301a的入射角θ大于光纤的芯部分2402与空气之间界面处的临界角。
因此，由于介质之间相互折射率的缘故，反射角为θ的反射光2401(见图24)被不接触目标2101凹面的入射面2301a完全反射并且没有被接触目标2101凸面的入射面2301a完全反射。
因为这样使不接触凹面的部分中的反射光比接触凸面的部分中的反射光更强烈，所以反射光2401形成与不均匀图案相匹配的明暗对比强的光学图案。因为图像传感器2105直接与发射面2301b连接，所以图像传感器2105的图像拾取面直接接触发射面2301b或者被布置在发射面2301b的附近。
因此，发射面2301b上的光学图案被直接输入图像传感器2105的图像拾取面。如上所述，使用光纤束能够提供比使用棱镜的情况更自由的光学通路设计，因为光纤束是弯曲的并且更适合用于减小尺寸。
图24是示出图23中所示不均匀图案检测装置之一的放大截面图。在此图中，入射面和纤维光轴之间的角度被限定。
在图24中，数字标号：2401表示平行光通量2303在入射面2301a上的正向反射光，正向反射光2401和入射面法线2405之间的角度设置为θ；2402表示光纤束2301的一个光纤的芯部分；2403表示覆层；和2404表示光纤的中轴，在入射面2301a附近由中轴2404和入射面2301a法线2405形成的角度是φ。
在入射面2301a附近的光纤的中轴2404大体上平行于反射光2401，而由入射面2301a的法线2405和光纤中轴2404形成的角度满足用于由下面(公式1)表示的全反射传播的临界角的条件，以便反射光2401能够通过全反射在光纤束2301的光纤内传播。
(公式1)
θ-sin-1(N.A./ncore)≤φ≤θ+sin-1(N.A./ncore)
在(公式1)中，n core是光纤芯部分2402的折射率，而N.A.是光纤的开口的数量。
因此，具有反射角为θ的反射光2401在光纤束2301的每个光纤内传播。在这个过程中，非完全反射光在入射面2301a接触目标2101的凸面的光纤内传播，同时完全反射光在入射面2301a位于凹面相反面的光纤内传播。
顺便提一下，在图23和24中所示的根据现有技术的不均匀图案检测装置中，从照明装置2302射出的照明光2303穿过光纤束并且入射在入射面2301a上。
对于压在入射面上的不均匀图案，入射面接触凹面内的空气，如图24所示。
由入射面法线2405的方向和入射照明光形成的角度θ小于纤维芯2402相对于空气的全反射的临界角。
这样能够使不均匀图案不接触的那些凹面满足用于通过入射面2402全反射的条件；照明光2303被完全地反射，以沿相反于入射面法线的方向形成法线的角度θ反射，并且作为纤维传输光2401在纤维内传输。
此外，在这一点上，每个光纤光轴的方向被这样设置，使得由光纤光轴2404和光纤传输光2401形成的角度不大于光纤内全反射的临界角。
这样使光纤传输光沿发射面2301b的方向传输同时被纤维的芯2402和覆层2403之间的界面完全地反射。从而，照明光2303的总光能大体上入射到位于发射面一侧上的图像传感器上，并且通过图像传感器经历光电转换以输出与光能相匹配的电信号。
另一方面，关于不均匀图案的凸面，因为光纤的芯2402紧密接触不均匀图案的凸面，所以全反射的临界角不同于相对于空气的临界角，并且相应地，不满足用于全反射的条件。
然后，已经照射入射面的照明光被入射面传输，并且照射目标2101。照明光被目标2101内或目标2101的表面散射，一部分照明光从光纤的入射面2402重新传输到纤维。而且，对于传输进纤维的散射光，仅仅是在光纤内部全反射临界角范围内的那些光被经由纤维内部传输到发射面，并且从纤维发射到图像传感器。
这样，由凹面几乎完全反射的强烈光照射图像传感器，同时由凸面散射的一部分弱光照射图像传感器，并且与不均匀图案相匹配的电输出从图像传感器供应。
但是，上述利用光纤束的不均匀图案检测装置具有下列问题。
因为照明光源是分离地提供，如图23所示，所以装置总体尺寸的减小很困难(第一个问题)。
此外，图像拾取元件被垂直于光纤光轴提供，因此装置不能形成平面形状。如果图像拾取元件被设置为垂直以简化装置的安装，如图23所示，则光纤在入射面和发射面之间弯曲。光纤弯曲，这样不仅易出故障和相应地增加了成本，而且还有一个附加问题，即传输损耗将使图像变暗或者使图像变形(第二个问题)。
尤其是，很难使装置变薄。还很难在平面上包装装置，如果非要包装，则包装将相当高。此外，鉴于由光纤的中轴和入射面的法线形成角度由(公式1)限定，这个范围是由入射面完全反射的光在芯中完全反射和传播的条件，并且在此条件的边界，由入射面完全反射的光仅仅部分地在光纤内传播，这样就带来一个问题，即光利用效率变小，而且，图像变暗。
顺便提一下，目标截面的微观例如复制展示将复制调色剂粘附到纸面作为半圆突起。为此，在根据现有技术的不均匀图案检测装置的上述结构中，调色剂突起和光纤的芯彼此点接触，结果光纤芯与目标表面光学地接触的面积相当小。
为此，光纤的入射面满足用于全反射的条件，并且照明光没有从入射面到达目标。
结果，存在这样一个问题，即关于目标例如复制品的等级信息以及关于目标例如复制品的图像信息不能被同一传感器读取(第三个问题)。
发明内容
考虑到现有技术存在的上述第三个问题，本发明试图提供一种图像检测装置，在同一检测装置中，具有检测目标不均匀图案的功能和检测关于目标的图像信息的功能。
本发明的第一发明是一种图像检测装置，包括：
一个光纤阵列基板，该基板由多个光纤穿过，每个光纤的一个端面是入射面，而另一个是发射面，在基板中布置了所述多个光纤，所述光纤阵列基板的主表面包含所述发射面，
一个电路导体层，形成在所述主表面上，
一个图像传感器，布置在所述电路导体层上的指定位置中，
第一照明装置，该第一照明装置被这样布置，使得所述光纤相对于所述入射面的入射角大于临界角，并且由所述入射面反射的光的方向相对于所述光纤的光轴的方向不大于纤维内全反射的临界角，
第二照明装置，该第二照明装置被这样布置，使得所述光纤相对于所述入射面的角度小于临界角，并且由所述入射面反射的光的方向相对于所述光纤的光轴的方向不小于纤维内全反射的临界角，和
控制装置，用于执行涉及接通或断开所述第一照明装置和第二照明装置的控制，其中：
所述光纤光轴的方向相对于所述光纤阵列基板的所述主表面的法线倾斜一个指定角度。
本发明的第二方面是根据本发明第一方面的图像检测装置，其中：
当通过所述控制装置仅有来自所述第一照明装置的照明光照射所述入射面时，所述图像检测装置检测不均匀图案，其中来自检测目标不均匀图案凹面的反射光比来自凸面的反射光更强烈，所述检测目标与所述入射面接触。
本发明的第三方面是根据本发明第一或第二发明的图像检测装置，其中：
所述第一照明装置被利用夹在它们之间的可透光绝缘树脂正面朝下地设置在所述主表面上。
本发明的第四方面是根据本发明第一方面的图像检测装置，其中：
当通过所述控制装置仅有来自所述第二照明装置的照明光照射所述入射面时，所述图像检测装置检测与检测目标不均匀图案的等级相应的反射光，所述检测目标接触所述入射面。
本发明的第五方面是根据本发明的第一或第二方面的图像检测装置，其中：
所述第二照明装置被利用夹在它们之间的可透光绝缘树脂正面朝下地设置在所述主表面上。
本发明的第六方面是根据本发明的第一方面的图像检测装置，其中：
所述控制装置在时间分隔基础上选择性地利用来自所述第一照明装置的照明光和来自所述第二照明装置的光照射光纤的入射面。
本发明的第七方面是根据本发明的第一至第六方面任何之一的图像检测装置，其中：
所述第一照明装置布置在这样一个位置中，该位置沿所述发射面的相反方向距离与所述光纤阵列基板所述入射面的大体中心位置相反的所述主表面上的位置至少d×tanθ，
其中d是所述光纤阵列基板的厚度，而θ是所述入射面上的所述光纤的临界角。
本发明的第八方面是根据本发明的第一至第六方面任何之一的图像检测装置，其中：
所述第二照明装置被布置在这样一个区域内，该区域相对于与所述光纤阵列基板所述入射面的大体中心位置相反的所述主表面上的位置接近所述发射面。
本发明的第九方面是根据本发明的第一至第八方面任何之一的图像检测装置，其中：
一个光吸收层形成在除所述图像传感器所在区域、所述第一照明装置和所述第二照明装置所在区域以及所述入射面和发射面所在区域以外的区域表面上。
本发明的第十方面是根据本发明的第八方面的图像检测装置，其中：
所述吸收层的折射率和所述光纤阵列基板的所述基础玻璃的折射率之间的差不超过0.1。
本发明的第十一方面是根据本发明第一至第十方面任何之一的图像检测装置，其中：
由所述光纤光轴的方向与所述入射面的法线形成的角度小于从所述第一照明装置射出的由所述入射面反射的光的反射角度。
附图说明
图1示出了本发明实施例A1中的不均匀检测传感器的截面图；
图2示出了本发明实施例A1中的不均匀检测传感器的俯视图；
图3(a)至图3(e)示出了本发明实施例A1中的含纤维光学板的制造过程；
图4(a)至图4(c)示出了在本发明实施例A1中的含纤维光学板的制造过程中直接结合的每个结合阶段中的玻璃和纤维板的界面状态；
图5示出了本发明实施例A1中的不均匀检测传感器的包装的截面图；
图6示出了本发明实施例A1中的不均匀检测传感器的包装状态的截面图；
图7(a)示出了本发明实施例A1中的不均匀检测传感器的操作原理；
图7(b)示出了本发明实施例A1中的含纤维光学板的设计原理；
图8示出了本发明实施例A2中的不均匀检测传感器的截面图；
图9示出了本发明实施例A3中的不均匀检测传感器的截面图；
图10示出了本发明实施例A3中的不均匀检测传感器的截面图；
图11示出了本发明实施例A4中的不均匀检测传感器的截面图；
图12示出了本发明实施例A4中的不均匀检测传感器的截面图；
图13示出了本发明实施例A4中的不均匀检测传感器的截面图；
图14示出了本发明实施例A4中的不均匀检测传感器的截面图；
图15示出了本发明实施例A5中的不均匀检测传感器的截面图；
图16是本发明实施例B1中的图像检测装置的截面结构图；
图17是用于描述本发明实施例B1中的图像检测装置的操作的图；
图18是用于描述本发明实施例B1中的图像检测装置的操作的图；
图19是用于描述本发明实施例B1中的图像检测装置的操作的图；
图20是用于描述本发明实施例B2中的图像检测装置的操作的图；
图21是用于描述本发明实施例B3中的图像检测装置的操作的图；
图22(a)至图22(b)是用于描述本发明实施例B4中的图像检测装置的操作的图；
图23示出了根据现有技术的不均匀图案检测装置的示意结构图；
图24示出了根据现有技术的不均匀图案检测装置的基本部分的放大截面图；和
图25是示出此实施例中的图像检测装置的示意结构的框图。
(标号的描述)
1——纤维
2——玻璃
3——光电转换装置
4——照明装置
5——凸面
6——粘合剂
7——输出线
8——外部电极垫
10——光吸收器
11——光反射器
12a、12b——包装
13——外部电极
14——导线
15——外壳
16——印刷电路板
50——含纤维光学板
60——不均匀检测传感器
F——手指
100——图像检测装置
101——光纤基板
102——光纤束
103——基础玻璃
104——第一照明装置
105——第二照明装置
106——图像传感器
107——入射面
108——发射面
110——控制电路
111——激励电路
703——吸收层
Ф——纤维倾角
θa、θb——由光学板表面(入射面)反射的光在纤维内传输的角度
θc——入射光被入射面完全反射的角度
θs——外部光在纤维内传输的角度
具体实施方式
下面将参照附图描述与本发明相关的技术的实施例，以解决上述第一问题和/或第二问题。
(实施例A1)
图1和图2分别示出了与本发明相关的技术的实施例A1中的不均匀检测传感器的截面图和俯视图。
不均匀检测传感器60包括含纤维光学板50，在含纤维光学板50的表面之一上包装了照明装置4和光电转换装置(图像传感器)3。与纤维的入射面紧密接触的手指F构成了检测目标，该入射面位于包装照明装置4和光电转换装置3的表面的相反面上。通过沿图1中箭头的方向移动手指F，可以获得二维不均匀图案。
下面详细描述这个不均匀检测传感器60的组成元件。含纤维光学板50由平面形状的材料形成，并能够透过从照明装置射出的光，而纤维1被嵌入含纤维光学板50的一部分内。每个纤维1的光轴相对于光学板的主表面均不垂直而是倾斜。
如图1所示，纤维1沿横向横跨手指F的整个宽度并且在纵向直到光电转换装置的宽度为止。每根纤维都包括芯、敷层和围绕敷层的吸收器。除了用于纤维以外，玻璃还用于其他部分。
图3是示出含纤维光学板的制造方法的流程图。两个玻璃板22的每一个的两个主表面均被光学地抛光。类似地，调整纤维板21的厚度并且光学地抛光纤维板21的表面(图3(a))。
纤维板21被夹在玻璃板22之间并且与玻璃板22结合(图3(b))。在此步骤中，纤维的光轴平行于玻璃板22的表面。可利用的结合方法包括a)热封，b)粘附，和c)直接结合等等。
在热封中，夹在玻璃板之间的纤维板在压力下被加热。通过使用熔点比纤维板低的玻璃板，玻璃板的结合面被熔化以便与纤维板紧密接触。
通过这种方法，能够比较容易地实现结合。另一方面，它会引起玻璃板的热变形，这多少会导致低级的成形性能。对于粘合剂，使用光学粘合剂，该光学粘合剂在变硬之后的折射率大体上等于玻璃板和纤维板的折射率。
使用设置紫外线型粘合剂能够在不升高温度的情况下使粘附非常容易。粘合剂的厚度应用或折射率的较大差异会引起散射和吸收，从而引起漫射光增加。
直接结合是通过使表面处理的结合面彼此接触而执行结合的方法；因为直接结合不涉及中间层例如粘合剂的干涉，并可以在低温下通过热处理执行结合，所以它具有一个优点，即没有结合面的反射或散射并且能够保持形状。
将参照图4描述直接结合的原理。图4示出玻璃板和纤维板在由直接结合实现的结合不同阶段的界面状态。
为了通过直接结合实现结合，每个基板的表面被抛光以使其成为均匀镜面，然后清洗，并清除其上的灰尘和杂质。使此基板经过亲水处理以激活基板的表面，在烘干之后，将这两个基板的其中之一放置在另一个上。
在图4(a)至图4(c)中，L1、L2和L3表示基板之间的距离。
首先，玻璃板22和纤维板21的两面是接地镜(mirror-ground)，玻璃板22和纤维板21是基板。然后，这些玻璃板22和纤维板21被在氨、过氧化氢和水的混合物(氨水∶过氧化氢∶水＝1∶1∶6(体积比))中冲洗，并且使玻璃板22和纤维板21经历亲水处理。如图4(a)所示，经混合物液体冲洗的玻璃板22和纤维板21的表面以氢氧基(-OH基)终止并且变得亲水(焊接前的状态)。
接下来，如图4(b)所示，已经经过亲水处理的玻璃板22和纤维板21的压电基板被结合以便它们的偏振轴方向彼此处于相反的方向(L1＞L2)。
这样会引起脱水，并且由于氢氧基的聚合或氢键结合等等的吸引力，压电基板2和压电基板3被彼此吸引，从而结合在一起。
在界面上没有粘合剂或类似物的结合层干涉的情况下，通过使接地镜经过表面处理，使相反的表面结合并且如上所述使它们彼此接触，这种结合成为“直接结合”。
因为通过直接结合的结合不使用粘合剂，所以结合界面上不存在结合层。此外，与通过分子间力的结合比较，低温热处理能够实现更结实的原子级结合，例如共价结合或离子结合。
此外，如果希望，可以对以上述方式结合在一起的玻璃板22和纤维板21在450℃的温度处进行热处理。
这样可以通过氧原子O使构成玻璃板22的原子和构成纤维板21的原子处于共价结合状态(L2＞L3)，如图4(c)所示，从而产生两个基板更结实的原子级直接结合。
从而，实现在结合界面上不存在结合层例如粘合剂之一的结合状态。
在另一种情况中，构成玻璃板22的原子和构成纤维板21的原子之间的间隙通过氢氧基处于共价结合状态，其中两个基板处于结实的原子级直接结合。
如果基板很容易受热影响，则不需要增加热处理。此外，在执行热处理的地方，最好在纤维不改变特性和不熔化的温度，或低于此温度，执行热处理。这样能够产生更结实的直接结合。
结合的玻璃板和纤维板被切成平面形状。如图3(c)所示，与结合面成一角度执行切割。
使用钢丝锯进行切割。切割间距是1.1mm。切割角度将在后面讨论。通过切割边缘使切出的板呈矩形(图3(d))。
通过光学地抛光这个板的两个主表面，含纤维光学板50被制成。含纤维光学板50是20mm×10mm的矩形，在抛光之后，测量其厚度为1.0mm。
照明装置和光电转换装置被包装在如上所述制造的含纤维光学板上。
如图2所示，输出线7形成在照明装置和光电转换装置上用于电源、接地、信号提取等等。在每个输出线7的末端还形成了一个外部电极垫8以使信号被提取。输出线7和外部电极垫8均通过掩蔽汽相沉积以金、铝或类似物的金属膜包装(pattern)。
在照明装置4和光电转换装置3的电极对面的输出线上是被激励的金属凸面5。照明装置4和光电转换装置3的电极通过这些金属凸面5连接到含纤维光学板上的输出线7，以便信号可以通过外部电极垫交换。
对于照明装置，红LED被用作裸芯片。对于光电转换装置，硅光电二极管阵列也被类似地用作裸芯片。为了后面将说明的原因，光学板和芯片表面之间的间隙被充满粘合剂，该粘合剂的折射率与玻璃板或纤维的折射率相等。
在光电转换装置的硅光电二极管阵列中，光电二极管被以50μm的间距二维地布置。在相应于手指横向的通道方向中，布置了300个光电二极管元件，并且在纵向、位于光电二极管上的手指的整个宽度上布置了16行光电二极管元件，每行有300个。
每个元件中的信号以预定周期顺序地从第一行的1st至300th通道，然后是第二行的通道读取。读取的信号通过A/D转换器(未示出)数字化，并通过CPU处理成图像。
含纤维光学板的厚度是1mm厚，从而非常薄的不均匀检测传感器被成功地制造，用于包装裸芯片LED和硅光电二极管阵列。
图5示出了不均匀检测传感器的包装例子的截面图。含纤维光学板被装配到塑料制成的包装12a，同时固定有照明装置和光电转换装置的表面向内。
在包装12a内部是一个连接到外部电极13的终端，并且导线将含纤维光学板的外部电极垫和这个终端连接起来以使信号被从包装里面读取。在包装12a下面密封了另一个包装12b。如上所述，不均匀检测传感器被容纳进表面可安装的包装内。
图6示出了包装另一个例子的截面图。在此例子中，不均匀检测传感器被直接包装进要装备不均匀检测传感器的设备的外壳内。
在外壳15的一部分中钻一个开口，并且不均匀检测传感器被装进此开口中。在外壳的开口内部设置有凸面，含纤维光学板咬在这些凸面上。在外壳内部装配有一个印刷电路板16，并且不均匀检测传感器的外部电极垫和此印刷电路板通过导线14连接。
因为不均匀检测传感器是平面地形成，而且是在其上包装了照明装置和光电转换装置的集成结构，所以可以很容易地将其装配进外壳内。
将参照图7(a)和7(b)描述此例子中的不均匀检测传感器的操作原理。
光从LED射出，其中LED是照明装置。来自LED的光根据它们的LED方向性被在光学板中分散地辐射。在此，为了光不被光学板的表面反射，LED的表面和光学板的表面之间的间隙中被充满树脂，该树脂的折射率与光学板的玻璃板的折射率接近，以防止任何空气层形成在此间隙内。
LED被固定在这样一个位置中，即在发射自LED表面的光中，那些直接到达纤维的入射面的光被纤维的入射面完全反射。如果接触入射面的不是凸面物体，而是空气层，则光如上所述被反射，在纤维内传播，到达光电转换装置的表面并被转换成电信号。如果接触入射面的是任何凸面物体，因为纤维外部和内部的折射率之间的关系被打乱，所以不会发生纤维入射面的全反射。因此，因为在纤维内传播并到达光电转换装置的光的强度不同于紧密接触的不均匀的存在和不存在，所以能够检测作为图像的不均匀图案(图7(a))。
总反射的临界角θC是θC＝sin-1(1/n芯)，在其中，在光学板中传播的光被纤维的入射面完全地反射，纤维芯的折射率为n芯。因此，设置使通过纤维入射面的法线和LED的光发射面形成的角度不少于θC将引起通过纤维表面的总反射。
具体地说，由连接纤维朝向LED的末端和LED的光发射面朝向纤维末端的线和纤维入射面法线形成的角度不小于θS。
纤维光轴相对于纤维入射面的法线形成的角度φ被确定以致更多的从纤维的入射面完全发射的光将在被纤维中的芯和敷层之间完全地反射，并且在纤维内传输。
图7(b)示出了纤维的发射角和倾角之间的关系。如上所述，通过纤维入射面的总反射的临界角是θC，并且具有比θC更大的角度的光被纤维的入射面完全地反射。另一方面，当纤维的光轴相对于入射面倾斜角度φ，被在纤维中的芯和敷层之间完全反射并在纤维内传输的由入射面反射的光的范围包括在相对于入射面法线的角度θa和角度θb之间进入的光，其中θa和φ用(公式2)表示，而θb和φ用(公式3)表示。
(公式2)
φ＝θa+cos-1(ncald/ncore)
(公式3)
φ＝θb-cos-1(nclad/ncore)
因此，在(公式4)范围内完全反射的光被在纤维内传输。
(公式4)
φ-cos-1(nclad/ncore)＜θ＜φ+cos-1(nclad/ncore)
从图7(b)可以看出，为了更多的完全反射光在纤维内传输，θa应等于或大于θc。因此，确定纤维光轴相当于纤维入射面的法线的倾角φ以满足(公式5)。
(公式5)
φ≥sin-1(1/ncore)+cos-1(nclad/ncore)
通过以此角度倾斜纤维，成功地获得最有效地利用入射光和具有凹面和凸面之间的高对比度的不均匀图案的图像。用于从纤维向光电转换装置输出的输出面也相对于纤维的光轴倾斜。
在纤维内传输的光将以用于全反射的角度到达输出面。如果折射率比纤维芯的折射率小且在折射率方面具有较大差别的材料例如空气层接触输出面，则在纤维内传输的光将不能从输出面输出，而是被输出面完全地反射，并且因此将不能输入光电转换装置。
为此，光电转换装置的光电二极管阵列的表面和纤维的输出面之间的间隙被充满折射率不小于纤维芯的折射率的树脂。结果，输出光将不能被纤维的输出面完全反射而是入射到光电转换装置的光电二极管阵列上。
在此实施例中，在通过冲击方法包装光电转换装置中使用的粘合剂可以成功地执行这个功能。此外，虽然最好使用折射率比芯的折射率高的树脂，即使折射率比芯的折射率低，如果与芯的折射率接近，则从纤维输出也可以全反射的低速率实现。
尽管在此实施例中使用的光电转换装置在沿通道方向的300个通道中覆盖了手指的全宽度，但沿移动手指的方向仅有16行。在这方面，在沿线路方向重复地获得信号之后，二维图像可以通过CPU成功地重新形成。
顺便说一下，尽管光电二极管被用作光电转换装置，但是CCD或类似物也可以用作光电转换装置。
此外，尽管玻璃被用作光学板的材料，但是诸如丙烯之类的透明树脂也可以用作光学板材料，并且纤维可以用塑料代替。
如上所述，成功地实现了平面形状的、薄的和小尺寸的不均匀检测传感器，在此不均匀检测传感器中集成了照明装置和光电转换装置。
(实施例A2)
在图8中示出了涉及本发明的技术的实施例A2中的不均匀检测传感器的截面图。含纤维光学板和光电转换装置的包装与实施例A1中相同，因此，将省略其描述。
光学导板9被设置在照明装置4和玻璃板2之间。实现与照明装置连接的线路形成在光学导板上，冲击在此线路上被激励，并且照明装置被位于光学导板和照明装置之间的粘合剂包装。从照明装置射出的光被光学导板大体上均匀地扩散，并进入玻璃板。
如实施例A1中所述，尽管光很难从照明装置直接入射到玻璃板上，但是插入的光学导板已经实现了入射。虽然粘合剂受到材料选择的限制并且包括粘合剂可能不均匀的问题，但是使用光学导板已经实现了更均匀的入射。
(实施例A3)
图9中示出了涉及本发明的技术的实施例A3中的含纤维光学板和不均匀检测传感器的截面图。
在此实施例中，使用了部分地具有块形吸收器10的含纤维光学板。光吸收器是在将吸收器与玻璃材料混合之后并将混合物熔化而模制形成。在此，不均匀检测传感器60的结构大体上与实施例A1中相同，因此将省略其详细描述。
从照明装置到达纤维的入射面并被入射面完全反射的一部分光被在纤维内完全地反射，没有传输而是穿入纤维。这些光被玻璃板2的端面或类似物反射以直接进入光电转换元件或返回进纤维中并且被光电转换装置检测。
这种漫射光的存在将使来自与目标的凸面紧密接触的部分的光均匀以防止来自那些部分的光到达光电转换装置，从光电转换装置输出。这样将使不均匀图案明暗对比度较小或者减小分辨率。
通过将光吸收器10嵌入位于照明装置4反面的光学板中，横过和穿入纤维被分散的光被吸收。这样显著地减少了漫射光，从而获得高明暗对比度的不均匀图案。
图10是示出另一个利用光吸收器的实施例的截面图。如图10所示，光吸收器被提供作为纤维1和玻璃板2界面处的薄树脂。
通过利用光吸收粘合剂结合纤维1和玻璃板2实现纤维1和玻璃板2的结合。通过仅仅在加工过程中选择粘合剂，可以在不用准备块形吸收器的情况下容易地实现生产。
还可以通过在纤维和玻璃板之间夹入平面光吸收器实现纤维和玻璃板的结合。
此外，用于光吸收器的可利用材料除了玻璃以外还包括金属，例如经过防蚀铝处理的铝、陶瓷和碳板。
(实施例A4)
图11中示出了涉及本发明的技术的实施例A4中利用含纤维光纤的不均匀检测传感器。在此，不均匀检测传感器的结构大体上与实施例A1中相同，因此将省略其详细描述。
含纤维光纤在照明装置4侧面的两个位置内设置有块形吸收器。与光吸收器10一样，块形吸收器是通过将吸收材料混合进玻璃熔化模制形成。光吸收器10能够从照明装置4中射出的光中吸收除被纤维1的入射面完全反射的光以外的其他光。
因而，对于位于中间的纤维的入射面的宽度，光吸收器10被以比全发射的临界角更大的角度布置在从照明装置4射出的光的通路两侧。来自照明装置4的光根据其方向性大体上沿所有方向在光学板内发射。通过在入射一方提供光吸收器10，并利用这些吸收器10吸收和消除那些没有被完全反射的入射光，可以成功地实现防止几乎所有被完全反射的光进入光电转换元件。
这样通过玻璃板面或纤维面减少了从照明装置发射的光的散射以及因而形成的漫射光进入光电转换装置，从而能够实现对比度更优越的不均匀检测传感器。
还能够实现比使用吸收器而减小照明装置亮度的情况更高效的光利用，从而减小电压和功率消耗。
图12示出了在其中使用光吸收器10的另一个实施例的截面图。
如图12所示，光吸收器被作为薄树脂设置在玻璃板2内。光吸收器通过模制玻璃板2形成在三个分离部分中，并且在结合时，使用光吸收粘合剂结合以形成它们。通过仅仅在制造过程中选择粘合剂，可以在不准备块形吸收器的情况下容易地获得产品。
还可以通过在纤维和玻璃板之间夹入平面光吸收器10结合纤维和玻璃板。
此外，除了由例如玻璃材料制成的光吸收器10以外，还可以使用由诸如经过防蚀铝处理的铝、陶瓷和碳板之类的金属制成的光反射器11(图13和图14)。
(实施例A5)
图15中示出了涉及本发明技术的实施例A5中的利用含纤维光学板的不均匀检测传感器的截面图。在此，不均匀检测传感器60的结构大体上与实施例A1中相同，因此省略其详细描述。
含纤维光学板50与其他实施例一样，具有纤维1，每个纤维1的光轴相对于入射面倾斜；和其他纤维115，纤维115以相反的方向嵌入(见图15)。
照明装置4被包装在这些纤维115的入射面上。每个纤维115的输出端结合到纤维1的侧面。因为纤维115被以比相对于纤维1入射面的全反射的临界角更大的角度安装，所以从照明装置4发射的光不会在别处被散射，而是被纤维1的入射面完全反射。
因为如上的布置防止了入射光散射和变成漫射光，所以成功地获得了高明暗对比度的不均匀检测传感器。
从上述描述可以证明，本发明能够提供一种含纤维光学板，该光学板是平面的，相应地比较薄，并且允许由光学板的主平面完全反射的光传播到纤维的发射面。
此外，根据这个例子，提供了一种平面的、薄的和小型的不均匀检测传感器，在该传感器的主表面上包装了一个照明装置和一个光电转换装置。此外，能够获得相对地不具有漫射光而具有优越的分辨率的高明暗对比度不均匀检测传感器。
接下来将参照附图描述本发明的实施例以解决上述的第三个问题。
(实施例B1)
将参照图16至图25描述本发明一个实施例中的图像检测装置。
图16是本发明实施例B1中的图像检测装置的截面结构图。在此图中，图像传感器106、第一照明装置(例如，LED)104和第二照明装置(例如，LED)105。
还设置了控制电路110和激励电路111以执行用于选择性地接通第一照明装置104或第二照明装置105的控制(见图25)。图25是说明此实施例中的图像检测装置示意结构的框图。
图17和图18示出了图16中入射面周围情况的放大截面图。入射光201是从第一照明装置照射到入射面的光。反射光202是从由入射面107反射的入射光得到的光。角度θi形成在入射光201和入射面法线之间，而θth是入射面107上的光学纤维102的全反射相对于空气的临界角。
还如图18中所示，来自由目标的凸面300散射的散射光301，相对于光纤光轴形成的角度大于光纤内部全反射的临界角的光用302表示。
光纤基板101通过使多个光纤101沿厚度方向穿入基础玻璃103并嵌入基础玻璃103形成。
入射面107和发射面108形成在光纤102末端的暴露区域中。电路导体层109形成在光纤基板形成发射面的一侧的表面上，而图像传感器106被通过光学透射绝缘树脂正面朝下地包装在与发射位置匹配的指定位置中。
每个光纤的光轴方向被这样布置，即光轴方向与构成发射面的光纤基板的第一主表面的法线方向成一指定角度。
此外，第一和第二照明装置104和105被通过光学透射绝缘树脂正面朝下地布置在光纤基板上的指定位置中。
例如，如图17所示，此第一照明装置104这样布置，使得其照明光与光纤入射面形成的入射角θi大于全反射的临界角(θth)，并且来自第一照明装置104的照明光通过入射面反射的方向相对于光纤光轴方向的角度在光纤内的全反射的临界角(θfa)范围内。
从而，通过嵌入光纤基板的光纤的光轴方向(θp)和来自第一照明装置的照明光通过入射面反射的方向(θo)形成的角度比光纤内的全反射的临界角θfa小。
更具体地说，第一照明装置104相对于入射面的位置以及光纤的入射角的确定受θo-θfa＜θp＜θo+θfa关系式的约束。
在此，光纤内的全反射的临界角θfa是光能够在光纤内没有损耗地传播的最大角度，并且临界角θfa可以通过cos(θfa)＝(n2/n1)表示，其中，n1是芯材料的折射率，而n2是光纤覆层的折射率。
第二照明装置105这样布置，使其照明光相对于光纤入射面的入射角小于临界角，并且照明光通过入射面反射的方向相对于光纤光轴方向的角度在光纤内的全反射的临界角范围内。
接下来将描述此实施例中的图像检测装置的操作。
首先，要检测相对较软的目标例如橡皮图章或指纹上的不均匀地方，该目标光学地紧密接触光纤基板的入射面，第一照明装置利用照明光照射光纤的入射面，入射面是光纤的一端。
在凹面内，满足用于光纤相对于空气的全反射的条件，入射光201被入射面107完全反射。反射光202沿厚度方向倾斜地嵌入光纤基板101。
从而，因为通过嵌入光纤基板的光纤的主轴方向与通过入射面反射的光的方向(θo)形成的角度小于光纤内的全反射的临界角(θfa)，并且因此光纤的入射光轴和反射光202满足用于光纤内的全反射的条件，所以光被没有吸收地发射到图像传感器106以输出与光能相匹配的电压。
使用于甚至通过光纤传播角度偏离的那些光的纤维的角度满足上述条件，从而获得可能有效的传播，所述的那些光来自从第一照明装置发射的照射到光纤入射面的光，并且那些光满足用于通过光纤相对于空气的全反射的条件。
为此，符合要求的光通量传播到发射面并作为电压从图像传感器106输出。
另一方面，因为目标的凸面300不满足用于通过入射面全反射的条件，所以入射光201从入射面107发射到纤维基板外部和在目标凸面300内或表面上散射，并且入射光201的一部分作为来自入射面的反射光301重新入射进光纤基板。
光302在光纤内重复全反射并且被从发射面发射到图像传感器106，从而与它们的光能相匹配的电压被输出，其中，光302构成了反射光301的另一部分并且光302相对于光纤光轴的发射方向不大于光纤内部全反射的临界角。
然后，当关于目标(印刷品或类似物)的光学图像信息被通过将目标接触光纤基板的入射面而读取时，第二照明装置利用照明光照射光纤的入射面，该入射面是光纤的一端。
因为入射光401以比光纤临界角θth小的角度入射，如图19所示，所以它们很少被入射面反射，并且它们光能的大部分照射目标复制面402。目标复制面根据它们的等级反射散射光，并且一部分散射光作为反射光403重新从入射面入射进光纤基板。
包含在反射光403内的光404，即其相对于光纤光轴的发射方向不大于光纤内部的全反射的临界角的光404，在光纤内部重复全反射，并且被从发射面发射到图像传感器106，从而与它们的光能相匹配的电压被输出。
光纤光轴的方向(θp)和来自第一照明装置的被入射面反射的照明光的方向(θo)彼此通过光纤内部的全反射的临界角(θfa)取消。
为此，在来自第二照明装置的被目标复制面402散射的照明光中，那些与偏离的这个角度相匹配的光从发射面进入光纤。然后，因为已经进入内部的光在光纤内部全反射的临界角范围内，所以它们在光纤内部没有损耗地传播，并且被从发射面发射到图像传感器106。这样使与它们的光能相匹配的电压被输出。
此外，通过确定第一照明装置相对于入射面的位置以及光纤的倾斜角以便建立一个关系式，在此关系式中，通过光纤光轴的方向(θp)和入射面法线203形成的角度θp小于从第一照明装置发射的被入射面反射的光的角度θo(θo-θfa＜θp＜θo)，光纤能够被以一个角度布置，在该角度时，散射光的光能从发射面进入光纤传播角度，从而可以从图像传感器获得较大的输出电压。
控制电路能够使装置的用户根据目标的类型在接通第一照明装置和接通第二照明装置之间选择。
或者有时，还能够通过来自控制电路的指令高速重复地接通和断开第一照明装置和第二照明装置并且利用激励电路使用这个指令联锁地激励图像传感器，大体上同时连续地获得不均匀信息和图像信息。
在此，第一照明装置需要以大于光纤临界角的角度照射入射面。这意味着第一照明装置必须布置在这样一个区域的位置中，该区域沿厚度方向距离光纤阵列基板的入射面d×tan(θth)或更多，并且位于光纤阵列基板的相反面上，其中，d是光纤基板的厚度，而θth是光纤的临界角。
此外，第二照明装置仅需要利用具有比光纤临界角小的角度的光照射入射面。
(实施例B2)
图20是本发明实施例B2中的图像检测装置的截面结构图。
第二照明装置501是构成光纤基板的发射面的主表面，并且被布置在入射面相反面上的区域502中。从第二照明装置发射的光大体上法向地入射到入射面上。被目标反射的光沿法线方向530强烈地发射，并遵守斯奈尔反射定律(Snell law of reflection)。尽管这些反射光是从目标复制表面反射的与图像信息不相关的光，但是它们不能到达图像传感器106，因为它们大于光纤内全反射的临界角。因此，来自目标复制的一部分散射光504到达图像检测传感器，并且图像信息被作为电压输出。
(实施例B3)
图21是本发明实施例B3中的图像检测装置的截面结构图。
第二照明装置601布置在构成发射面的光纤阵列基板的主表面上并且位于区域602中，区域602比入射面相反面上的区域502更接近发射面。
从第二照明装置发射的光以大于光纤光轴的角度入射进入射面。
由目标反射的光沿法线方向强烈地发射，并遵守斯奈尔反射定律。尽管这些反射光是从目标复制表面发射的与图像信息不相关的光，但是它们不能到达图像传感器106，因为它们大于光纤内全反射的临界角。因此，来自目标复制的一部分散射光504到达图像传感器，并且图像信息被作为电压输出。
第二照明装置601还是构成光纤基板的发射面的主表面，并且被布置在区域602中，该区域602比位于入射面相反面上的区域502更接近发射面。从第二照明装置发射的光大体上法向地入射进入射面。
由目标反射的光沿方向603强烈地发射，并遵守斯奈尔反射定律，但是这些光也不能到达图像传感器106，因为它们大于光纤内全反射的临界角。
因此，来自目标复制的一部分散射光604到达图像传感器，并且图像信息被作为电压输出。
(实施例B4)
图22是本发明实施例B4中的图像检测装置的截面结构图。图22(a)示出了在使用第二照明装置时的一部分散射光。
在从第二照明装置射出的光中，虽然反射目标复制信息的散射光的一部分701到达图像传感器106同时如上所述在光纤内被完全反射，但是其余的散射光在光纤基板内传播。
在图22(a)中用702表示一个例子。此散射光最终从基板发射，并且部分地入射到图像传感器上。这些光因为与目标复制信息不相匹配的漫射光大大地恶化了读取质量。
图22(b)示出了本发明的实施例B4。光吸收层703形成在光纤基板表面上除了图像传感器、布置第一照明装置和第二照明装置的、入射面和发射面以外的所有部分上。漫射光在它们在光纤内反射时被所述吸收层吸收，并且到达图像传感器的这些光的强度变得非常小。
为了通过增强这个吸收层的吸收能力而进一步增大印刷的等级，最好吸收层703的折射率等于光纤基板的玻璃板102的折射率的差值或者不超过0.1以便能够抑制光纤基板的玻璃板和吸收层之间的反射。
如上所述，对于根据本发明的图像检测装置，能够例如在入射区域内检测目标的不均匀图案和目标表面上的图像信息，并且能够获得所述两者的关于时间分隔基础的检测信息。因此，能够在不提供两个图像传感器的情况下令人满意地获得关于不均匀图案的凹面和凸面信息以及不均匀图案的图像信息，并且提供一种小型的和令人满意的图像检测装置。
下面将描述在上述实施例A1至A5中主要描述的例子的实质发明部分，该实质发明部分与涉及图像检测装置的本申请下的本发明有关并且由本发明者发明。
因此，下面公开的实质发明部分(在此将涉及本发明的第一至第二十发明简单地称为第一至第二十相关发明)是针对上述的第一和第二问题，并且企图通过利用一种光学板和在该光学板的表面上提供一个照明装置和一个光学检测装置，提供一种小型的、平面的和薄的不均匀检测传感器，其中所述光学板在平板部分中具有光纤，并且该光纤的光轴相对于入射面倾斜。
第一相关发明是一种光学板，其特征在于，该光学板在平板部分中具有光纤并且光纤的光轴不是平板主表面的法线。
这种结构能够提供一种含纤维光学板，并且能够将由平板主表面完全反射的光传播到纤维的发射面，所述光学板是平面的，因而较薄。
第二相关发明是第一相关发明的光学板，其特征在于，平板上除了纤维的其他部分由玻璃制成。
这种结构能够提供一种相对容易制造的和成本低的含纤维光学板，该光学板由于在光学特征方面与光纤接近而对入射光的细小变化很灵敏，并且能够容易地与光纤结合。
第三相关发明是第一或第二相关发明的光学板，其特征在于，非纤维部分和纤维直接结合。
这样能够提供一种比使用熔化结合更容易模制的并且不受粘合层影响的含纤维光学板。
第四相关发明是第三相关发明的光学板，其特征在于，纤维和非纤维部分通过直接结合方法利用至少氧原子和氢氧基任何一个结合。
第五相关发明是第一或第二相关发明的光学板，其特征在于，平板部分包括光吸收器。
这种结构能够提供一种含纤维光学板，该光学板能够消除来自非纤维部分的散射光的影响。
第六相关发明是第一或第二相关发明的光学板，其特征在于，平板部分包括光吸收器。
这样能够提供一种含纤维光学板，该光学板能够消除来自非纤维部分的散射光的影响。
第七相关发明是第一或第二相关发明的光学板，其特征在于，平板部分具有其他光纤。
这样能够提供一种含纤维光学板，该光学板能够消除散射光的影响。
第八相关发明是第一至第六相关发明任何之一的光学板，其特征在于，该光学板在光学板全宽度上沿横向具有纤维，并且在纵向仅局部具有纤维。
第九相关发明是一种不均匀检测传感器，其特征在于，该传感器具有第一相关发明的光学板；设置在光学板主表面上的照明装置；和设置在光学板的纤维的输出面上的光电转换装置(例如，图像传感器)。
这样能够提供一种平面的、薄的并且小型的不均匀检测传感器，在该传感器的主表面上设置了一个照明装置和一个光电转换装置。
第十相关发明是一种不均匀检测传感器，其特征在于，该传感器具有第五相关发明的光学板；设置在光学板主表面上的照明装置；和设置在光学板的纤维的输出面上的光电转换装置，其特征在于，光学板的光吸收器相对于光电转换装置设置在照明装置的相反侧上。
这样能够提供一种不均匀检测传感器，该传感器具有优越的检测分辨率，因为能够通过吸收来自光电转换装置周围的散射光而减少进入光电转换装置的漫射光，从而可检测对比度被增加。
第十一相关发明是一种光学板，该光学板设置有第五相关发明的光学板；设置在光学板主表面上的照明装置；和设置在光学板的纤维的输出面上的光电转换装置，其特征在于，光学板的光吸收器相对于光电转换装置设置在照明装置的相同侧。
这样能够消除由光纤入射面完全反射的那些光以外的光，并且从而能够提供一种具有优越检测分辨率的并且不受散射光等影响的不均匀检测传感器。
第十二相关发明是一种不均匀检测传感器，其特征在于，光吸收器被提供以吸收来自照明装置发射的光中的除了被纤维入射面完全反射的那些光以外的其他光。
这样能够防止除了完全反射的光以外的其他光进入纤维，从而能够提供一种具有优越检测分辨率的并且不受散射光等影响的不均匀检测传感器。
第十三相关发明是一种不均匀检测传感器，该传感器设置有第五相关发明的光学板；设置在光学板主表面上的照明装置；和设置在光学板的纤维的输出面上的光电转换装置，其特征在于，光学板的光反射器相对于光电转换装置设置在照明装置的相同侧。
这样，对于所述反射器，能够限制入射光的光学通路并且能够防止除了完全反射的光以外的其他光进入纤维，从而能够提供一种具有优越检测分辨率的并且不受散射光等影响的不均匀检测传感器。
第十四相关发明是第十二相关发明的不均匀检测传感器，其特征在于，光反射器被提供以使从照明装置射出的光被光反射器反射和限制并且在纤维的入射面上变成完全反射光。
第十五相关发明是一种不均匀检测传感器，该传感器设置有第六相关发明的光学板；设置在光学板主表面上的照明装置；和设置在光学板的纤维的输出面上的光电转换装置，其特征在于，光学板的其他纤维以这样的角度设置，即从照明装置射出的光被纤维的入射面完全地反射。
这样，对于纤维，能够限制入射光的光学通路并且能够防止除了完全反射的光以外的其他光进入纤维，从而能够提供一种具有优越检测分辨率的并且不受散射光等影响的不均匀检测传感器。
第十六相关发明是根据第九至第十五相关发明任何之一的不均匀检测传感器，其特征在于，光纤光轴与主表面法线成这样一个角度安装，即来自照明装置的照明光被光学板主表面完全反射的全反射临界角(例如θc)与所述角度大体上一致，在所述角度时，入射光在光纤内发射。
这样能够高效地利用来自照明装置的光并且能够获得具有差别较大的等级和高对比度的不均匀图案图像。
第十七相关发明是根据第九至第十六相关发明任何之一的不均匀检测传感器，其特征在于，照明装置的光发射面利用夹在它们之间的树脂与光学板的主表面结合。
这样能够在不被光学板的表面反射的情况下将光引入光学板。
第十八相关发明是根据第九至第十六相关发明任何之一的不均匀检测传感器，其特征在于，照明装置安装在设置在光学板主表面上的光学导引板上。
这样能够将光均匀地引入光学板。
第十九相关发明是根据第九至第十八相关发明任何之一的不均匀检测传感器，其特征在于，光电转换装置利用夹在它们之间的树脂与光学板的主表面结合，所述树脂的折射率接近纤维芯的折射率。
这样能够使光不被纤维的发射面完全反射，而是从纤维内射出并引入光电转换装置，即使光电转换装置设置在光学板上面。
第二十相关发明是一种不均匀检测传感器，该传感器设置有第八相关发明的光学板和照明装置；设置在光学板主表面上的照明装置；和设置在光学板的纤维的输出面上的光电转换装置，其特征在于，通道数量小于光电转换装置的通道数量。
这样能够提供一种不均匀检测传感器，该传感器尽管尺寸和面积小，但是能够重显二维图像。
工业适用性
从上面已经描述的内容可以证明，本发明的优点在于能够提供一种图像检测装置，该装置具有检测目标不均匀图案的功能和检测关于目标的图像信息的功能。

Claims (11)

1、一种图像检测装置，包括：
一个光纤阵列基板，该基板由多个光纤穿过，每个光纤的一个端面是入射面，而另一个是发射面，将所述多个光纤设置成使得所述光纤阵列基板的主表面是包含所述发射面的表面，
一个电路导体层，形成在所述主表面上，
一个图像传感器，布置在所述电路导体层上的指定位置中，
第一照明装置，该第一照明装置被这样布置，使得所述光纤相对于所述入射面的入射角大于临界角，并且由所述入射面反射的光的方向相对于所述光纤的光轴的方向不大于纤维内全反射的临界角，
第二照明装置，该第二照明装置被这样布置，使得所述光纤相对于所述入射面的角度小于临界角，并且由所述入射面反射的光的方向相对于所述光纤的光轴的方向不小于纤维内全反射的临界角，和
控制装置，用于执行涉及接通或断开所述第一照明装置和第二照明装置的控制，其中：
所述光纤光轴的方向相对于所述光纤阵列基板的所述主表面的法线倾斜一个指定角度。
2、根据权利要求1所述的图像检测装置，其中：
当通过所述控制装置仅有来自所述第一照明装置的照明光照射所述入射面时，所述图像检测装置检测不均匀图案，其中来自检测目标不均匀图案凹面的反射光比来自凸面的反射光更强烈，所述检测目标与所述入射面接触。
3、根据权利要求1或2所述的图像检测装置，其中：
所述第一照明装置被利用夹在它们之间的可透光绝缘树脂正面朝下地设置在所述主表面上。
4、根据权利要求1所述的图像检测装置，其中：
当通过所述控制装置仅有来自所述第二照明装置的照明光照射所述入射面时，所述图像检测装置检测与检测目标不均匀图案的等级相应的反射光，所述检测目标接触所述入射面。
5、根据权利要求1或2所述的图像检测装置，其中：
所述第二照明装置被利用夹在它们之间的可透光绝缘树脂正面朝下地设置在所述主表面上。
6、根据权利要求1所述的图像检测装置，其中：
所述控制装置在时间分隔基础上选择性地利用来自所述第一照明装置的照明光和来自所述第二照明装置的光照射光纤的入射面。
7、根据权利要求1至6任何之一的图像检测装置，其中：
所述第一照明装置布置在这样一个位置中，该位置沿所述发射面的相反方向距离与所述光纤阵列基板所述入射面的大体中心位置相反的所述主表面上的位置至少d×tanθ，
其中d是所述光纤阵列基板的厚度，而θ是所述入射面上的所述光纤的临界角。
8、根据权利要求1至6任何之一所述的图像检测装置，其中：
所述第二照明装置被布置在这样一个区域内，该区域相对于与所述光纤阵列基板所述入射面的大体中心位置相反的所述主表面上的位置接近所述发射面。
9、根据权利要求1至8任何之一所述的图像检测装置，其中：
一个光吸收层形成在除所述图像传感器所在区域、所述第一照明装置和所述第二照明装置所在区域以及所述入射面和发射面所在区域以外的区域表面上。
10、根据权利要求8所述的图像检测装置，其中：
所述吸收层的折射率和所述光纤阵列基板的所述基础玻璃的折射率之间的差不超过0.1。
11、根据权利要求1至10所述的图像检测装置，其中：
由所述光纤光轴的方向与所述入射面的法线形成的角度小于从所述第一照明装置射出的由所述入射面反射的光的反射角度。
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