KR100864272B1

KR100864272B1 - 도광체, 조명 장치 및 이것을 이용한 촬상 장치

Info

Publication number: KR100864272B1
Application number: KR1020060114335A
Authority: KR
Inventors: 고우이치 마츠오; 치카라 니시오
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤; 후지츠 프론테크 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-10-20
Also published as: CN100520458C; JP2007233282A; CN101029950A; EP1830123A1; KR20070090728A; JP4708220B2; EP1830123B1; US7690827B2; US20070206391A1

Abstract

본 발명의 도광체는 점광원의 빛을 이용하여 균일한 광 강도 분포로 조명한다. 한 쌍의 대향하는 측면을 갖는 도광체의 하단부 상에는 각각의 점광원으로부터 출사된 빛을 수광하여 이 수광된 빛을 입사측에서 출사측을 향해 적어도 3 방향으로 확산시키는 홈부가 설치된다. 도광체 내에서 측면 반사를 이용해 방향을 갖는 광 성분을 생성하여 원통 형상의 도광체로부터 다방향의 빛을 출사할 수 있고, 넓은 범위에서 균일한 조명이 가능해진다. 링형의 도광체를 이용하여, 비용 절감을 효과적으로 달성하고, 또한, 조명 기구 및 촬상 기구의 소형화도 이루어질 수 있다.

Description

도광체, 조명 장치 및 이것을 이용한 촬상 장치{LIGHT GUIDE MEMBER, ILLUMINATION APPARATUS, AND IMAGE CAPTURING APPARATUS USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치의 단면도.

도 2는 도 1에 도시한 촬상 장치의 분해 구조도.

도 3은 도 2에 도시한 회로 기판의 부품 배치도.

도 4는 도 2에 도시한 발광 소자와 수광 소자의 관계 설명도.

도 5는 도 2에 도시한 분해 부품의 조립도.

도 6은 도 1에 도시한 외장 부품의 구성도.

도 7은 도 2에 도시한 조립된 본체의 어셈블리의 구성도.

도 8은 도 1에 도시한 촬상 장치의 외관도.

도 9는 도 1에 도시한 조명계의 설명도.

도 10은 도 9에 도시한 도광체와 발광 소자의 구성도.

도 11은 도 10에 도시한 발광 소자의 발광 강도 분포와 도광체의 하단부의 관계도.

도 12는 도 10에 도시한 도광체의 제1 동작 설명도.

도 13은 도 10에 도시한 도광체의 제2 동작 설명도.

도 14는 도 10에 도시한 도광체의 제3 동작 설명도.

도 15는 도 10에 도시한 도광체를 이용한 광 강도의 분포도.

도 16은 도 1에 도시한 촬상 장치를 위한 제어 회로의 블록도.

도 17은 도 16에 도시한 제어 회로의 촬상 처리 흐름도.

도 18은 도 16에 도시한 구성을 이용한 거리 측정 동작의 설명도.

도 19는 종래의 손바닥 촬상 장치의 설명도.

도 20은 종래의 손바닥 촬상 장치의 원리 설명도.

도 21은 종래의 손바닥 인증 기술의 설명도.

도 22는 종래의 손바닥 인증 기술의 다른 설명도.

도 23은 종래의 촬상 장치의 조명 구성의 설명도.

도 24는 종래의 촬상 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 상세한 설명>

1 : 촬상 장치

2 : 케이블

10 : 도광체

10-1, 10-2 : 측면

12 : 하단 홈부

14 : 상단부

20 : 회로 기판

22, 24 : 발광 소자

26 : 수광 소자

30 : 이미지 센서

32, 42 : 편광판

34 : 광학 유닛

44 : 확산판

46 : 편광/확산 탑재대

52 : 거리 측정용 발광 소자

76 : 가시광 차단 필터

78 : 후드

<관련 출원과의 상호 참조>

본 출원은 2006년 3월 3일자로 출원한 일본 특허 출원 제2006-058087호에 기초하여 이 특허 문헌을 우선권으로 주장하며, 이 문헌은 그 전체가 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 복수의 발광 소자로부터 발광된 빛을 대상물에 유도하여 대상물을 조사하기 위한 도광체, 조명 장치 및 이것을 이용하여 대상물을 촬상하기 위한 촬상 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 점광원으로서 기능하는 복수의 발광 소자로부터 발광된 빛을 대상물의 소정 범위에 균일하게 조사하기 위한 도광체, 조명 장치 및 이것을 이용하여 촬상하기 위한 촬상 장치에 관한 것이다.

대상물에 균일한 빛을 조사하여 소정 범위에서 대상물을 촬상하는 촬상 장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 촬상 장치에 의해 촬상된 화상을 이용하는 화상 처리 시스템에서는 특히 선명한 화상을 필요로 한다.

예컨대, 최근의 생체 기술(biometrics technology)의 발전에 따라, 개인을 구별하는 인간 신체의 일부를 촬상하여 생체의 특징, 예컨대 수족의 지문, 눈의 망막, 안면, 혈관 등의 특징을 인식하기 위한 개인 인증을 위한 다양한 장치가 제공되고 있다.

특히, 손바닥과 손가락의 혈관, 피부 무늬는 이로부터 비교적 대량의 개인 특징 데이터를 얻을 수 있기 때문에, 개인 인증의 신뢰성에 적합하다. 또한, 혈관(정맥)의 패턴은 태아 때부터 생애 내내 변하지 않고, 예외 없이 누구에게나 일치 패턴이 없기 때문에, 개인 인증에 적합하다. 도 19 내지 도 22는 종래의 혈관상 인증 기술의 설명도이다. 도 19에 도시하는 바와 같이, 등록 또는 인증 시에, 사용자는 손(110)바닥을 촬상 장치(100)에 가까이 댄다. 촬상 장치(100)는 근적외선을 발광하여 손(110)바닥을 조사한다. 촬상 장치(100)는 손(110)바닥으로부터 반사된 근적외선을 센서로 수광한다.

도 20에 도시하는 바와 같이, 정맥에 흐르는 적혈구의 헤모글로빈은 산소를 잃는다. 이 헤모글로빈(환원된 헤모글로빈)은 파장 760 nm 부근의 근적외선을 흡수한다. 이에, 손바닥에 근적외선을 조사되면, 정맥이 있는 부분에서는 반사가 감소된다. 그렇기 때문에, 반사된 근적외선의 강약으로 정맥의 위치를 인식할 수 있다.

도 19에 도시한 바와 같이, 사용자는 먼저 자신의 손바닥의 정맥 화상 데이 터를 도 19에 도시한 촬상 장치(100)를 이용하여 서버나 카드에 등록한다. 다음에, 개인 인증을 수행하기 위하여, 사용자는 자신의 손바닥의 정맥 화상 데이터를 도 19의 촬상 장치(100)를 이용하여 판독하게 한다.

사용자의 ID를 이용하여 인출된 정맥 등록 화상 데이터와 이 판독된 정맥 대조 화상의 정맥 패턴을 대조하여 개인 인증이 이루어진다. 예컨대, 도 21과 같은, 등록 화상과 대조 화상 간의 정맥 패턴 대조에서는 본인이 인증된다. 한편, 도 22와 같은, 등록 화상과 대조 화상 간의 정맥 패턴 대조에서는 본인이 인증되지 않는다[일본 특허 공개 2004-062826호 공보(도 2 내지 도 9)].

이러한 생체 인증 등에 있어서, 대상물(생체 인증의 경우, 인간 신체의 일부)을 비접촉 방식으로 촬상해야 한다. 이 때문에, 촬상 장치(100)는 소정의 촬상 범위(거리 및 면적)에서, 균일한 광 강도를 생성하는 빛을 발광하여 그 촬상 범위의 반사광을 센서로 수광한 다음, 그 촬상 신호를 전기 신호로서 출력한다.

도 23 및 도 24는 종래의 촬상 장치의 설명도이다. 도 23 및 도 24에 도시하는 바와 같이, 촬상 장치(100)는 중앙에 있는 촬상 유닛(120)과 그 주위에 있는 복수의 발광 소자(130-1∼130-8)를 포함한다. 도 23에 도시한 점선은 이 복수의 발광 소자(130-1∼130-8) 중에서 개개의 발광 소자로부터 발광된 강도가 균일한 빛의 범위를 나타내고 있다.

이와 같이, 촬상 유닛(120)의 주위에 복수(여기서는, 8개)의 점광원을 배치함으로써, 촬상 유닛(120)의 촬상 범위에는 균일 강도의 빛이 조사될 수 있다. 한편, 촬상 유닛(120)은 CMOS 센서 등의 광전 변환 유닛(122)과, 렌즈 등의 광학 계(124)를 포함한다. 면 수광 소자인 광전 변환 소자가 소정의 수광 면적을 갖기 때문에, 이 광전 변환 소자(122)의 수광면 상에 촬상 범위의 반사광을 유도하기 위해서는 소정의 광학 거리가 필요하게 된다. 이 때문에, 어안 렌즈(fisheye lens) 등의 렌즈(124)를 광전 변환 유닛(122)과 대상물 사이에 설치하여 소정의 촬상 범위의 화상을 광전 변환 소자(122)의 수광면에 투영한다.

이와 같이, 종래에는 각 점광원 소자(130-1∼130-8)로 소정의 촬상 범위를 분담하여 조사하기 위해서, 도 23에 도시하는 바와 같이, 점광원 소자(130-1∼130-8)를 서로 분리하여 배치하였다. 또한, 소정의 균일한 강도의 빛을 촬상 범위에 공급하기 위해서, 도 24에 도시하는 바와 같이, 점광원 소자(130-1∼130-8)를 광전 변환 소자(122)보다 대상물에 더 근접하게 배치하였다[예컨대, 국제 특허 출원 WO 2004/088588호 공보(도 1 및 도 6)].

또한, 링형의 도광체를 이용하여, 어느 정도 확대된 빛을 갖는 조명을 얻는 방법도 제안되고 있다. 이 제안에 따르면, 링 형상의 도광체의 입사측에 사면 절취부를 설치하고, 점광원으로부터의 빛을 사면 절취부에서 링의 스파이럴 방향으로 반사시켜 링의 스파이럴 방향으로 광을 유도한 다음 링의 상면에서 출사함으로써 소정 범위의 링 형상의 조명이 이루어지는 것이다[예컨대, 일본 특허 공개 2000-207916호 공보(도 4, 도 6, 도 7, 도 10)].

종래의 촬상 장치에서는 전술한 바와 같이, 점광원 소자(130-1∼130-8)를 서로 분리하여 배치하고, 도 24에 도시하는 바와 같이 광전 변환 소자(122)보다 대상물에 더 근접하게 배치한다. 그렇기 때문에, 촬상 장치의 소형화가 곤란하다. 그리 고, 촬상 장치를 장비 안에 내장할 경우 제한이 있다.

또, 도 24에 도시하는 바와 같이, 점광원 소자(130-1∼130-8)와 광전 변환 센서(122)가 장치의 높이 방향에서 다른 위치에 배치되기 때문에, 점광원 소자(130-1∼130-8)를 탑재하는 인쇄 회로 기판(132)과, 광전 변환 센서(122)를 탑재하는 다른 인쇄 회로 기판(126)를 따로 설치하였다.

이 때문에, 최소한 인쇄 회로 기판이 2개가 필요하여 비용 절감의 장해가 되었다. 또한, 인쇄 회로 기판이 2개 필요하기 때문에 촬상 장치의 소형화가 곤란하다.

또, 종래의 링형 도광체는 링 형상의 조명을 지향하고 있기 때문에, 점광원이 링 광원으로만 변환된다. 따라서, 소정의 촬상 범위의 면적을 갖은 면에서 균일한 광 강도를 얻기에는 적합하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은, 점광원을 사용하더라도, 촬상 범위에서 확대 조명을 수행하기 위한 도광체, 조명 장치 및 이 도광체와 조명 장치를 이용한 소형 구조의 촬상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 점광원을 사용하더라도, 촬상 범위에서 실질적으로 균일한 광 강도 분포를 조명하기 위한 도광체, 조명 장치 및 이 도광체와 조명 장치를 이용한 소형 구조의 촬상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 점광원을 사용하더라도, 대상물을 균일하게 조명하기 위한 도광체, 조명 장치 및 이 도광체와 조명 장치를 이용한 비용 절감을 실 현하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적들을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 입사측에서부터 점광원의 빛을 도입하여 출사측으로 출사하는 원통 형상의 도광체는, 상기 점광원의 빛을 도입하기 위한 하단부와, 빛을 출사하기 위한 상단부와, 한 쌍의 측면을 구비하여 상기 점광원의 빛을 상기 하단부에서 상기 상단부로 유도하기 위한 도광부를 포함한다. 상기 하단부는 상기 점광원의 출사광을 수광한 다음 상기 입사측에서 상기 출사측을 향하여 상기 점광원의 출사광을 적어도 3 방향으로 확산시키기 위한 홈부를 포함한다.

또, 본 발명에 따르면, 조명 장치는 원통 형상의 도광체와, 상기 원통 형상의 도광체의 하부에서 상기 도광체를 따라 이격 설치된 복수의 점광원을 포함한다. 전술한 도광체는 상기 점광원의 빛을 도입하기 위한 하단부와, 빛을 출사하기 위한 상단부와, 한 쌍의 측면을 구비하여 상기 하단부에서 상기 상단부로 상기 점광원의 빛을 유도하기 위한 도광부를 포함한다. 또, 상기 하단부는 상기 점광원의 출사광을 수광한 다음 상기 점광원의 출사광을 상기 입사측에서 상기 출사측을 향하여 적어도 3 방향으로 확산시키기 위한 홈부를 포함한다.

또, 본 발명에 따르면, 대상물을 조명하고 상기 대상물로부터의 반사광을 수광하여 대상물을 촬상하기 위한 촬상 장치는, 상기 반사광을 수광하기 위한 이미지 센서가 탑재된 회로 기판과, 상기 회로 기판 상에서 상기 이미지 센서의 주위 위치에 탑재된 복수의 발광 소자와, 상기 복수의 발광 소자로부터 발광된 빛을 촬상 범위에 유도하여 상기 촬상 범위를 조명하기 위한 링형의 도광체와, 상기 링형의 도 광체의 링 내부에 수용되며, 상기 촬상 범위에 위치한 조명된 대상물의 반사광을 상기 이미지 센서에 유도하기 위한 광학 유닛을 포함한다. 상기 도광체는 상기 발광 소자의 빛을 도입하기 위한 하단부와, 빛을 출사하기 위한 상단부와, 한 쌍의 측면을 구비하여 상기 발광 소자의 빛을 상기 하단부에서 상기 상단부로 유도하기 위한 도광체를 포함한다. 또, 상기 하단부는 상기 발광소자의 출사광을 수광한 다음 상기 발광 소자의 출사광을 상기 입사측에서 상기 출사측을 향하여 적어도 3 방향으로 확산시키기 위한 홈부를 포함한다.

또, 본 발명에 따르면, 바람직하게는, 상기 홈부는 적어도 2개의 사면을 갖는 다면체를 포함하고, 상기 다면체의 하나의 사면은 상기 발광 소자의 출사광을 측면 방향으로 굴절시키는 것이 좋다.

또한, 본 발명에 따르면, 바람직하게는, 상기 홈부는 평탄부와, 기울기 방향이 각각 반대인 적어도 한 쌍의 사면부를 포함하고, 상기 한 쌍의 사면부는 상기 발광 장치의 출사광을 일 측면 방향과 타 측면 방향으로 굴절시키는 것이 좋다.

또, 본 발명에 따르면, 바람직하게는, 상기 평탄부 면적은 상기 한 쌍의 사면부의 각각의 면적보다 작은 것이 좋다.

또한, 본 발명에 따르면, 바람직하게는 상기 평탄부와 상기 한 쌍의 사면부는 각각 상기 발광 소자의 발광 강도 분포에 대응하는 면적을 갖는 것이 좋다.

또, 본 발명에 따르면, 바람직하게는 상기 홈부는 사다리꼴 형상인 것이 좋다.

또한, 본 발명에 따르면, 바람직하게는 상기 상단부는 상기 원통 형상의 도 광체의 외측을 향하여 낮아지는 사면을 포함하는 것이 좋다.

또, 본 발명에 따르면, 바람직하게는, 상기 이미지 센서는 생체의 일부를 촬상하는 것이 좋다.

본 발명에 따르면, 한 쌍의 대향하는 측면을 구비한 도광체의 하단부 상에는, 발광 소자로부터 출사광을 수광하여 그 발광 소자로부터의 출사광을 입사측에서 출사측을 향하여 적어도 3 방향으로 확산시키기 위한 홈부가 설치된다. 그렇기 때문에, 측면 반사로부터 기인한 방향을 갖는 광 성분을 생성하여 원통 형상의 도광체로부터 다방향의 빛을 출사할 수 있고, 이에 넓은 범위에서 균일한 조명을 수행할 수 있다. 링형의 도광체가 간단히 성형만으로도 충분히 준비되기 때문에, 비용 절감을 효과적으로 달성하고, 조명 기구 및 촬상 기구의 소형화도 이루어질 수 있다.

본 발명의 추가 범주 및 특징은 첨부하는 도면과 함께 이어지는 발명의 상세한 설명에 의해 보다 분명해질 것이다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도면들을 참조하여 촬상 장치의 구성, 조명 기구, 화상 처리 구성, 다른 실시예의 순으로 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 범주는 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

촬상 장치

도 1은 본 발명의 일 실시예의 촬상 장치의 단면도, 도 2는 도 1에 도시한 촬상 장치의 분해 구조도, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 회로 기판의 평면도, 도 4는 도 3에 도시한 발광 소자와 수광 소자의 동작 설명도, 도 5는 도 2에 도시한 구조를 조립할 경우의 조립도, 도 6은 도 1에 도시한 외부 케이스의 구성도, 도 7은 도 2에 도시한 본체를 외부 케이스 안에 하우징할 경우의 구성도, 도 8은 도 1에 도시한 촬상 장치의 외관도이다.

도 1에 도시하는 구성을 설명하기 전에, 도 2 내지 도 7를 참조하면서 도 1에 나타낸 각 부의 구성을 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 카메라 기판(20)의 중앙에는 CMOS 이미지 센서 등의 이미지 센서(30)와, 편광판(32)이 설치된다. 카메라 기판(20)의 이미지 센서(30)의 주위에는 복수의 발광 소자(22, 24)와 수광 소자(26)가 탑재된다.

도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 카메라 기판(20)의 중앙에는 이미지 센서(30)가 탑재되고 그 위에는 편광판(32)이 접착된다. 카메라 기판(20)의 이미지 센서(30) 주위의 원을 따라 복수의 발광 소자(22, 24)와 수광 소자(26)가 탑재된다.

각각의 제1 발광 소자(22)와 각각의 제2 발광 소자(24) 사이에는 수광 소자(포토다이오드)(26)가 설치된다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 이 수광 소자(26)는 제1 발광 소자(22)로부터의 빛과 제2 발광 소자(24)로부터의 빛[즉, 후술하는 편광판(44)으로부터의 반사광]을 모두 수광하여, 제1 발광 소자(22)와 제2 발광 소자(24)의 APC(자동 전력 제어)를 수행하기 위해서 설치된다.

이 예에서는 개별 타이밍으로 발광하는 제1 및 제2 발광 소자(22, 24)의 각각의 자동 전력 제어를 독립적으로 수행하기 위해서, 하나의 수광 소자(26)를 제1 및 제2 발광 소자(22, 24) 사이에 배치하여 제1 및 제2 발광 소자(22, 24)로부터의 빛을 수광한다. 이 때문에, APC 제어를 위한 수광 소자의 수를 줄일 수 있다.

또, 카메라 기판(20)의 4개의 구석에는 대상물과의 거리를 측정하기 위한 4개의 거리 측정용 발광 소자(52)가 설치된다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 이 4개의 거리 측정용 발광 소자(52)가 카메라 기판(20)의 대각선 상에서 가장 먼 위치에 배치되어 그 사이의 각각의 거리는 가장 멀게 된다. 이 4개의 거리 측정용 발광 소자(52)에 의해 측정된 거리로부터 대상물(여기서는, 손바닥)의 기울기가 검출된다.

즉, 단일 카메라 기판(20) 상에는 대상물의 촬상을 위한 조명계(22, 24, 26)와 촬상계(30, 32)가 설치되고, 거리 측정계(52)도 설치된다.

이제 도 2를 다시 참조하면, 카메라 기판(20)의 발광 소자(22, 24)의 상측에는 4개의 확산판(44)과 4개의 편광판(42)이 설치된다. 이 확산판(44)과 편광판(42)은 카메라 기판(20)의 사방에 부착되는 확산/편광판 탑재대(46)에 접착된다. 각각의 확산판(44)은 제1 및 제2 발광 소자(22, 24)로부터 발광된 지향성이 있는 발광 분포를 어느 정도 확산시킨다. 각각의 편광판(42)은 제1 및 제2 발광 소자(22, 24)로부터 발광된 자연광을 직선 편광으로 변환한다.

이 4개의 편광판(42)의 상측에는 링형의 도광체(10)가 설치된다. 도광체(10)는, 예컨대 수지로 구성되며, 카메라 기판(20)의 제l 및 제2 발광 소자(22, 24)의 빛을 상측에 유도하여 대상물에 균일광을 조사한다. 때문에, 도광체(10)는, 카메라 기판(20)의 발광 소자(22, 24)의 배치에 맞추기 위해서 링 형상이다. 이 도광체(10)는, 도 9 및 그 이하에서 설명하겠지만, 제1 및 제2 발광 소자(22, 24)로부 터 발광된 빛을 상측에 유도하여 대상물에 균일광을 조사한다.

또, 광학 유닛(34)은 카메라 기판(20)의 거의 중앙에 배치된 이미지 센서(30) 상에서 그리고 링형의 도광체(10) 내에서 카메라 기판(20)에 배치된다. 광학 유닛(34)은 집광 렌즈 등의 렌즈 광학계로 구성된다.

이 카메라 기판(20)의 거리 측정용 발광 소자(52) 상에는 조리개(50)가 탑재된다. 후술하겠지만, 이 조리개(50)는 거리 측정용 발광 소자(52)로부터 발광된 빛을 대상물 방향으로 유도하기 위하여 다른 방향으로의 빛의 확산을 차폐한다.

카메라 기판(20)과는 별도로, 제어 기판(60)이 설치된다. 제어 기판(60)은 외부와 접속하기 위한 것이며, 외부 커넥터(62)와, 카메라 기판(20)과의 접속을 위한 카메라 커넥터(64)를 포함한다. 이 제어 기판(60)은 카메라 기판(20)의 하부에 설치되고, 카메라 커넥터(64)를 이용하여 카메라 기판(20)과 전기적으로 접속된다. 또, 외부 커넥터(62)를 위해 홀더 커버(68)가 설치된다.

이런 식으로, 카메라 기판(20) 상에 이미지 센서(30), 발광 소자(22, 24), 수광 소자(26), 거리 측정용 발광 소자(52)를 탑재한다. 또한, 이 카메라 기판(20) 상에 확산/편광판 탑재대(46), 확산판(44), 편광판(42), 조리개(50), 광학 유닛(34), 도광체(10)가 배치되어 카메라 부분이 조립된다. 이 카메라 부분에는 제어 기판(60)이 부착된다. 도 5는 그 카메라 부분과 제어 기판이 부착된 후의 유닛 상태를 도시하고 있다.

또, 도 6에 도시하는 바와 같이, 가시광 차단 필터판(76), 후드(78), 홀더 어셈블리(70), 외장 케이스(74)가 마련된다. 그리고, 도 5에 도시하는 부착 유닛을 도 6에 도시하는 홀더 어셈블리(70)에 부착함으로써, 또한 도 2에 도시하는 홀더 커버(68)를 홀더 어셈블리(70)에 부착함으로써, 도 7에 도시하는 구성이 조립된다.

그리고, 도 7에 도시하는 구성은 도 6에 도시하는 외장 케이스(74)에 하우징되고, 후드(78)를 부착한 가시광 차단 필터판(76)을 외장 케이스(74)의 상부에 부착함으로써, 도 8에 도시한 촬상 장치가 구조된다. 이 가시광 차단 필터판(76)은 외부로부터 이미지 센서(30)에 들어가지 못하도록 가시광 성분을 차단한다. 또, 후드(78)는 도 1을 참조하여 후술하는 바와 같이, 소정의 촬상 범위 밖의 빛이 광학 유닛(34)에 들어가지 못하게 빛을 차단하면서, 도광체(10)로부터 새는 빛이 광학 유닛(34)에 침입하는 것을 방지한다.

도 1은 도 8에 도시하는 완성체(1)의 단면도이다. 전술한 바와 같이, 카메라 기판(20) 상에는 이미지 센서(30), 발광 소자(22, 24), 수광 소자(26), 거리 측정용 발광 소자(52)가 탑재된다. 즉, 단일 기판 상에는 조명계와 촬상계를 비롯한 기본 구성이 탑재된다. 이에, 단일 탑재 기판만으로 충분하기 때문에 비용 절감에 기여한다.

또, 발광 소자(22, 24)의 상부에 링형의 도광체(10)를 설치하여 발광 소자(22, 24)로부터의 빛을 가시광 차단 필터(76)에 유도한다. 이 도광체(10)는 발광 소자(22, 24)로부터의 빛을 분광하여 그 빛을 가시광 차단 필터(76)에 출사한다. 이 때문에, 발광 소자(22, 24)는 이미지 센서(3O)에 근접 설치될 수 있으며, 또한 동일 기판(20) 상에 설치되어 소형화가 가능하면서, 대상물에 균일한 빛을 조명할 수 있다. 보다 자세하게 설명해서, 도 1에 도시하는 역삼각형의 사선 부분을 카메 라의 촬상 범위라고 하면, 이 촬상 범위에 균일한 빛을 조사할 수 있다.

또한, 도광체(10)가 링 형상이기 때문에, 링(10) 내에 광학 유닛(34)을 하우징할 수 있기 때문에 한층 더 소형화가 가능하다. 또한, 후드(78)는 소정의 촬상 범위(도 1의 사선 부분) 밖의 빛이 광학 유닛(34)에 들어가는 것을 차단하면서, 도광체(10)로부터 새는 빛이 광학 유닛(34)에 침입하는 것을 방지한다. 따라서, 도광체(10)와 발광 소자(22, 24)를 이미지 센서(30)와 광학 유닛(34)에 근접 설치하더라도, 촬상 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

더욱이, 카메라 기판(20) 상에 거리 측정용 발광 소자(52)를 설치하기 때문에, 거리를 측정하는 카메라 유닛을 보다 소형화할 수 있다. 또한, 도 1에서는 제어 기판(60)이 카메라 기판(20)의 하부에 접속되고, 제어 기판(60)의 외부 커넥터(62)에 외부 케이블(2)이 접속된다.

조명 기구

다음에, 도광체를 포함하는 조명 기구를 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광체의 동작 설명도, 도 10은 도 9에 도시한 조명 기구의 상세 구성도, 도 11은 도 10에 도시한 도광체의 사다리꼴 절취부의 설명도, 도 12 내지 도 14는 도 10에 도시한 도광체의 도광 및 확산 동작의 설명도, 도 15는 조명에 의한 휘도 분포도이다.

도 9에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시한 것과 동일한 부품은 동일한 기호로 지정되어 있다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 도광체(10)는 점광원인 발광 소자(22, 24)로부터의 빛을 가시광 차단 필터(76)로 유도하여 그 빛이 3 분할되게 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 도광체(10)로부터, 기본적으로, 광학 유닛(34)의 방향으로의 빛(A3), 도광체(10)의 길이 방향으로의 빛(A2), 광학 유닛(34)과 반대 방향의 빛(A1)이 출사된다. 이 도광체(10)를 설치하는 것에 의해, 각각의 단일 점광원(22, 24)은 마치 3개의 점광원이 가시광 차단 필터(76)의 근방에 존재하는 것처럼 행동할 수 있다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 도광체(10)는 상부 사면(14)과, 2개의 측면(10-1, 10-2)과, 하부 사다리꼴 홈부(12)를 포함한다. 하부 사다리꼴 홈부(12)는 편광판(42)과 확산판(44)을 통하여 발광 소자(22, 24)에 대향하여 발광 소자(22, 24)로부터의 빛을 수광한다. 또한, 상부 사면(14)은 광학 유닛(34) 측이 높은 사면이다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(22, 24)로부터의 발광 강도 분포(B)는 상향으로 긴(강한) 원호형을 하고 있다. 즉, 발광 소자(22, 24)의 출사 방향(소자의 수직 방향)에 대한 광 성분(B1)의 강도가 그 양측 방향에 대한 광 성분(B2, B3)의 강도보다 강하다. 도광체(10)의 사다리꼴 홈부(12)는 출사 측에서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 기본적으로 3개의 점광원이라고 간주할 수 있도록 이 강도 분포(B)에 대응하여 형성되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 도광체(10) 내에서의 반사에 의해 3개의 점광원으로서 기능하기 위하여, 사다리꼴 홈부(12)는 광 성분(B1)을 굴절 없이 도입하기 위한 평탄 부분(12b)과, 그 양측의 광 성분(B2, B3)을 굴절시켜 도입하기 위한, 광 성분(B2, B3)의 방향에 대응하는 기울기를 갖는 한 쌍의 사면 부분(12a, 12c)으로 구성된다. 이 사다리꼴 홈부(12)의 형상은 점광원(22, 24)으로부터의 빛을 사실상 3개로 분할하는 기능을 한다.

또, 이 평탄 부분(12b)과 사면 부분(12a, 12c)의 각각의 길이는 후술하는 바와 같이, 도광체(10)로부터의 출사광에 기인한 소정의 영역의 광 강도가 실질적으로 균일해지도록 설정되어 있다. 여기서, 최대의 광 강도의 광 성분(B1)을 수광하는 평탄 부분(12b)의 길이는 광 성분(B1)의 광 강도보다 약한 광 성분(B2, B3)의 광 강도를 수광하는 사면 부분(12a, 12c)의 각각의 길이보다 짧게 설정된다. 이에, 광 강도의 분포에 따라 분할 광량이 조정된다.

이 동작을 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 각각의 발광 소자(22, 24)의 발광 강도 분포(B)의 좌측 성분(B2)은 도광체(10)의 좌측 사면 부분(12a)에서 굴절되어 도광체(10)의 좌측면(10-2)으로 입사된다. 그리고 이 입사광은 좌측면(10-2) 상에서 반사된 다음, 도광체(10)의 우측면(10-1)으로 향한다. 후속하여, 우측면(10-1)으로 향한 빛은 우측면(10-1) 상에서 반사된 다음, 다시 좌측면(10-2)으로 향한다. 이 때, 그 빛은 좌측면(10-2) 상에서 반사되어 상부 사면(14)에 실질적으로 수직으로 입사된 다음, 촬상 범위의 최외부에 출사된다.

또, 도 13에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(22, 24)의 발광 강도 분포(B)의 중앙 성분(B1)은 도광체(10)의 중앙 평탄 부분(12b)에서부터 도광체(10)로 입사된다. 그 빛은 이어서 상부 사면(14)에 비스듬히 입사된 다음, 촬상 범위의 최내부에 출사된다.

또한, 도 14에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(22, 24)의 발광 강도 분포(B)의 우측 성분(B3)은 도광체(10)의 우측 사면 부분(12c)에서 굴절되어 도광체(10)의 우측면(10-1)으로 입사된다. 이 입사광은 우측면(10-1) 상에서 반사된 다음, 도광체(10)의 좌측면(10-2)으로 향한다. 후속하여, 좌측면(10-2)으로 향한 빛은 좌측면(10-2) 상에서 반사되어 상부 사면(14)에 실질적으로 수직으로 입사된 다음, 촬상 범위의 최내부와 최외부 사이에 출사된다.

도 12 내지 도 14를 합성하면, 도 10에 도시하는 바와 같은 광로를 얻는다. 즉, 도광체(10)는 점광원(22, 24)의 점발광을 사다리꼴 홈부(12)에서 3개의 빛으로 분할한다. 도광체(10) 내에서 측면 상의 반사를 이용하여, 각각의 분할광은 도광체(10)의 출사측에 3개의 점광원이 존재하는 것 같이 행동하도록 출사된다.

이 경우에, 도 1에 도시한 촬상 범위(사선으로 표시)를 고려하면, 출사 방향은 도광체(10)의 상부 사면(14)에서 조정된다. 또, 촬상 범위에서 거의 균일한 광 강도를 얻기 위해서, 도 11에서 전술한 발광 소자(22, 24)의 발광 강도 분포(B)를 고려하여, 도광체(10)의 사다리꼴 홈부(12)의 평탄 부분(12b)과 사면 부분(12a, 12c)의 길이, 즉 입사폭 또는 입사량이 조정된다.

여기서는, 실질적으로 균일한 광 강도를 얻기 위해서, 도 11에서 전술한 발광 소자(22, 24)의 발광 강도 분포(B)에 있어서 광 강도가 중앙에서 강하고, 그 주위에서 약하기 때문에, 사다리꼴 홈부(12)의 평탄 부분(12b)의 길이는 사면 부분(12a, 12c)의 각각의 길이보다 짧게 설정된다. 그렇기 때문에, 광 강도가 강한 광 부분이 평탄 부분(12b)뿐만 아니라, 사면 부분(12a, 12c)에도 입사되도록 구조 된다.

또, 도광체(10)의 사다리꼴 형상을 갖는 홈부(12) 및 상부 사면(14)과, 도광체(10)의 반사를 이용하여, 반사광과 직진광은 촬상 범위 전체에서 실질적으로 균일한 광 강도를 얻도록 확산되어 출사될 수 있다.

도 15는 도 1에 도시한 촬상 장치의 촬상 범위와 광 강도에 대한 실험 결과를 나타내는 도면이다. 도 15에서, 횡축은 위치를 나타내고, 종축은 광 강도를 나타낸다. 구체적으로, 위치는 이미지 센서(30)의 도트 위치이며, 여기서는, 폭 640 도트의 이미지 센서(30)를 사용하고 있다. 그리고, 도 1에 도시한 촬상 범위(사선부)의 상부의 평탄 부분에 실험용 백지를 놓고 이미지 센서(30)의 각 도트의 출력 레벨 값을 측정하였다. 백지이기 때문에 출력 레벨 값은 광 강도에 대응한다.

이 실험 결과에 따르면, 이미지 센서(30)의 중앙에서 약 310 도트 폭으로 균일한 광 강도를 얻을 수 있다. 예컨대, 310 도트 폭의 최대 레벨은 '190'이고, 최소 레벨은 '160'이며, 범위는 중간 값 '175'에 대하여 ± 15 % 내에 있으며, 오차는 ± 10 % 이하이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 이미지 센서(30)의 촬상 범위(V)에 대하여 빛이 조사되며, 광 강도가 균일한 범위는 V1로 도시한다. 촬상 범위가 V이지만, 이 범위(V1)의 화상으로부터 촬상 대상물의, 특히 중요한 특징을 추출함으로써, 정밀도가 높은 특징 추출이 가능하다.

또, V1 범위 밖에서 얻은 화상은 레벨 보정을 통해 레벨을 맞춤으로써 중요도가 낮은 특징 추출에 사용할 수 있다.

화상 처리 구성

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 처리 장치의 블록도이다. 도 17은 이 촬상 화상 처리 장치에서의 촬상 처리의 흐름도이다. 또한, 도 18은 거리 측정 동작의 설명도이다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 촬상 장치의 구동/처리계는 제1 발광 소자(22)를 구동하는 제1 조명 LED 드라이버(94)와, 제2 발광 소자(24)를 구동하는 제2 조명 LED 드라이버(96)와, 거리 측정용 발광 소자(52)를 구동하는 거리 측정용 LED 드라이버(98)와, 이미지 센서(30)로부터의 각 화소의 아날로그 출력을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 컨버터(92)와, 마이크로컨트롤러(90)를 포함한다.

제1 및 제2 조명 LED 드라이버(94, 96)는 각각의 발광 기간에, 도 4에서 설명한 바와 같이, 수광 소자(26)에서 수광된 광 강도에 따라, APC(자동 전력 제어)한다. 마이크로컨트롤러(MCU)(90)는 MPU(마이크로 프로세서), ROM(읽기 전용 메모리) 및 RAM(랜덤 액세스 메모리)를 포함하며, 거리 산출(90A), 자세 판별(90B), 셔터 제어(90C), 화상 처리(90D)를 비롯한 처리를 실행한다.

도 17을 참조하여 MCU(90)의 촬상 처리를 후술한다.

(S10) MCU(90)는 거리 측정용 발광 소자(LED)(52)를 거리 측정용 LED 드라이버(52)를 통하여 구동한다. 이에 따라, 도 2와 도 3에서 설명한 4개의 거리 측정용 발광 소자(52)가 발광한다. 이미지 센서(30)는 도 1에 도시한 바와 같이, 촬상 범위의 화상을 촬상한다. 여기서, 조명용 발광 소자(22, 24)가 구동되지 않기 때문에, 이미지 센서(30)는 거리 측정용 발광 소자(52)로부터 발광된 빛에 대응하는 촬 상 범위 내의 대상물로부터의 반사광만 수광한다. 도 18에는, 이미지 센서(30)의 화상(30A) 내에서의 각 거리 측정용 발광 소자(52)로부터 발광된 빛에 대응하는 촬상 범위 내의 대상물로부터의 반사광(52A, 52B, 52C, 52D)의 위치가 도시되어 있다. 이 위치는 대상물(예컨대, 손바닥)의 기울기에 따라 틀어진다.

(S12) 다음에, A/D(아날로그/디지털) 컨버터(92)에 의해, 이미지 센서(30)의 화상(30A)의 각 아날로그 수광량이 디지털 값으로 변환된 다음, MCU(90)의 메모리에 저장된다. MCU(90)는 메모리에서 화상 데이터를 검색하여 이 반사광(52A, 52B, 52C, 52D)의 위치를 검출한다.

이때, 도 3 및 도 18에 도시한 바와 같이, 4개의 거리 측정용 발광 소자(52)가 화상(촬상 범위)의 중심에서 대각선으로 배치되기 때문에, 도 18에서 점선으로 표시하는 바와 같이, 직선 상에서 검색하여, 4개 점의 위치를 직선 상의 화소 휘도로부터 검출할 수 있다. 또한, 발광 소자(52)가 충분한 거리로 대각선 상에서 가장 먼 위치에 배치되기 때문에, 화상 내에서 중심으로부터 가장 먼 위치를 검출할 수 있다. MCU(90)는 이 4개 점의 위치로부터 삼각 측량법을 이용하여, 대상물과의 거리와 기울기를 검출한다. 즉, 이미지 센서(30)의 중심으로부터의 위치를 이용하여, 각 4개 점에서의 거리를 계산하고, 4개 점의 거리차로부터 기울기(4개 방향)을 검출할 수 있다.

(S14) MCU(90)는 촬상 대상물과의 거리가 적절한지(대상물이 촬상 범위 내에서 소정의 초점 거리에 위치하는지의 여부)의 여부를 판정한다. MCU(90)는 촬상 대상물과의 거리가 적절하지 않다면, 도시 생략한 디스플레이부 상에 유도 메시지를 표시한다. 예컨대, “대상물(손바닥)을 가까이 대 주세요”또는 “대상물(손바닥)을 멀리 대 주세요”의 유도 메시지가 표시된다.

(S16) MCU(90)는 거리가 적절하면, 촬상 대상물의 기울기가 적절한지의 여부를 판정한다. 예컨대, 대상물의 평면 부분(손바닥 등)을 촬상하는 경우에는, 기울기가 허용된 기울기 범위 내에 있는지의 여부를 판정한다. MCU(90)는 촬상 대상물의 기울기가 적절하지 않으면, 도시 생략된 디스플레이부 상에 유도 메시지를 표시한다.

(S18) MCU(90)는 기울기가 적절하면, 조명 LED 드라이버(94, 96)에 발광할 것을 지시한다. 이에, 제1 및 제2 발광 소자(22, 24)가 발광하여, 대상물을 조사한다. 후속하여 MCU(90)는 이미지 센서(30)의 도시 생략된 전자 셔터(광학 유닛에 설치됨)를 구동하여 촬상 범위 내에서 화상을 촬상한다. 이어서 MCU(90)는 A/D 컨버터(92)를 통하여 화상을 메모리에 저장한다. 그리고, 이 화상으로부터 특징을 추출한다. 예컨대, 전술한 혈관상의 추출인 경우, 화상으로부터 혈관상 데이터를 추출한다.

이와 같이, 촬상 대상물이 초점 거리에 있는지의 여부를 검출하거나 그 기울기를 검출하기 위해서 이미지 센서(30)를 거리 측정용 수광부에도 이용한다. 따라서, 거리 측정 기구는 거리 측정용 수광 소자를 특별히 설치하지 않더라도 거리 측정용 발광 소자(52)를 설치하면 충분하다. 이것은 비용 절감에 기여함과 동시에, 설치 부품수도 저감할 수 있고, 소형화에 기여한다.

또, 4개의 거리 측정용 발광 소자(52)가 화상(촬상 범위)의 중심으로부터 대 각선으로 배치되기 때문에, 도 18에서 점선으로 표시하는 바와 같이 메모리에 저장된 화상 데이터를 검색함으로써 4개 점의 위치를 검출할 수 있기에, 검출 처리가 용이해진다. 또한, 거리 측정용 발광 소자(52)가 대각선 상에서 충분한 거리로 가장 먼 위치에 배치되기 때문에, 장치를 소형화하더라도 화상 내에서 중심에서부터 먼 위치를 검출할 수 있어 기울기 검출이 정확하게 이루어질 수 있다.

다른 실시예

전술의 실시예에서는 사다리꼴 형상의 하부 홈부(12)을 이용하여 설명하였다. 그러나, 다른 다면체 형상을 이용할 수도 있다. 예컨대, 이상의 설명에서는 사다리꼴 사면부 때문에 홈부가 3면체를 갖지만, 요구되는 성능에 따라 4면체 등의 다면체를 사용할 수 있다. 비용을 중시하는 경우에는, 다면체의 면수가 적은 쪽이 좋기 때문에 본 명세서에서는 사다리꼴이 더 좋다.

전술한 실시예에서는 촬상 대상물을 손바닥으로 예시하여 설명하고, 촬상 대상물의 화상 처리를 손바닥의 정맥 패턴 인증으로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 손 피부 무늬, 손등 혈관상, 손가락 혈관상, 및 얼굴과 홍채의 특징 등을 포함한 인간 신체의 다른 특징을 이용한 생체 인증에도 적용될 수 있다. 또, 본 발명은 생체 인증의 용도에 한정되는 것이 아니라, 다른 용도에도 적용될 수 있다.

거리 측정용 발광 소자의 수도 4개에 한정되지 않고, 임의의 복수 개를 선택할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명을 설명한 구체적인 예들의 세부 사항에 한정하려는 것이 아니다. 임의의 적절한 변형 및 등가의 것들도 본 발명의 범 주 내에 있다. 본 발명의 범주 내에 있는 발명의 모든 특징 및 이점은 이어지는 특허청구범위에 포함된다.

한 쌍의 대향하는 측면을 갖는 도광체의 하단부에 점광원으로부터 출사된 빛을 수광하여 이 수광된 빛을 입사측에서 출사측을 향하여 적어도 3 방향으로 확산시키는 홈부를 설치하기 때문에, 측면 반사를 이용해 방향을 갖는 광 성분을 생성하여 원통 형상의 도광체로부터 다방향의 빛을 출사할 수 있고, 넓은 범위에서 균일한 조명이 가능해진다. 또한, 링형의 도광체를 이용하여, 비용 절감이 효과적으로 달성되고, 조명 기구 및 촬상 기구의 소형화도 이루어진다.

Claims

입사측에서 점광원의 빛을 도입하여 출사측으로 출사하는 원통 형상의 도광체로서,

상기 점광원의 빛을 도입하는 하단부와;

상기 빛을 출사하는 상단부와;

한 쌍의 측면을 구비하여 상기 점광원의 빛을 상기 하단부에서 상기 상단부로 유도하는 도광부

를 포함하고,

상기 하단부는 상기 점광원의 출사광을 수광하여 상기 점광원의 출사광을 상기 입사측에서 상기 출사측을 향하여 적어도 3 방향으로 확산시키는 홈부를 포함하고,

상기 홈부는 적어도 2개의 사면을 갖는 다면체를 포함하고, 상기 다면체의 하나의 사면은 상기 점광원의 출사광을 측면 방향으로 굴절시키는 것인, 도광체.
삭제
제1항에 있어서, 상기 홈부는,

평탄부와;

기울기 방향이 각각 반대인 적어도 한 쌍의 사면부

를 포함하고,

상기 적어도 한 쌍의 사면부는 상기 점광원의 출사광을 일 측면 방향과 타 측면 방향으로 굴절시키는 것인, 도광체.
제3항에 있어서, 상기 홈부의 평탄부의 면적은 상기 한 쌍의 사면부의 각각의 면적보다 작은 것인, 도광체.
제3항에 있어서, 상기 평탄부와 상기 한 쌍의 사면부는, 상기 점광원의 발광 강도 분포에 대응하는 면적을 갖는 것인, 도광체.
제3항에 있어서, 상기 홈부는 사다리꼴 형상인 것인, 도광체.
제1항에 있어서, 상기 상단부는 상기 원통 형상의 도광체의 외측을 향하여 낮아지는 사면을 포함하는 것인, 도광체.
조명 장치로서,

원통 형상의 도광체와;

상기 원통 형상의 도광체의 하부에서 상기 도광체를 따라 이격 설치된 복수의 점광원들을 포함하고,

상기 도광체는,

상기 점광원의 빛을 도입하는 하단부와;

상기 빛을 출사하는 상단부와;

한 쌍의 측면을 구비하여 상기 점광원의 빛을 상기 하단부에서 상기 상단부로 유도하는 도광부

를 포함하고,

상기 하단부는, 상기 점광원의 출사광을 수광하여 상기 점광원의 출사광을 입사측에서 출사측을 향하여 적어도 3 방향으로 확산시키는 홈부를 포함하며,

상기 도광체의 홈부는 적어도 2개의 사면을 갖는 다면체를 포함하고, 상기 다면체의 하나의 사면은 상기 점광원의 출사광을 측면 방향으로 굴절시키는 것인, 조명 장치.
삭제
제8항에 있어서, 상기 도광체의 홈부는,

평탄부와;

기울기 방향이 각각 반대인 적어도 한 쌍의 사면부

를 포함하고,

상기 한 쌍의 사면부는 상기 점광원의 출사광을 일 측면 방향과 타 측면 방향으로 굴절시키는 것인, 조명 장치.
제10항에 있어서, 상기 도광체의 홈부의 평탄부의 면적은 상기 한 쌍의 사면부의 각각의 면적보다 작은 것인, 조명 장치.
제10항에 있어서, 상기 도광체의 평탄부와 상기 한 쌍의 사면부는, 각각 상기 점광원의 발광 강도 분포에 대응하는 면적을 갖는 것인, 조명 장치.
제10항에 있어서, 상기 도광체의 홈부는 사다리꼴 형상인 것인, 조명 장치.
제8항에 있어서, 상기 도광체의 상단부는 상기 원통 형상의 도광체의 외측을 향하여 낮아지는 사면을 포함하는 것인, 조명 장치.
대상물을 조명하고 상기 대상물로부터의 반사광을 수광하여 대상물을 촬상하기 위한 촬상 장치로서,

상기 반사광을 수광하는 이미지 센서가 탑재된 회로 기판과;

상기 회로 기판 상에서 상기 이미지 센서의 주위 위치에 탑재된 복수의 발광 소자들과;

상기 복수의 발광 소자들로부터 발광된 빛을 촬상 범위에 유도하여 상기 촬상 범위를 조명하는 링형의 도광체와;

상기 링형의 도광체의 링 내부에 수용되며, 상기 촬상 범위에 위치한 조명된 대상물의 반사광을 상기 이미지 센서에 유도하는 광학 유닛

을 포함하고,

상기 도광체는,

상기 발광 소자의 빛을 도입하는 하단부와;

상기 빛을 출사하는 상단부와;

한 쌍의 측면을 구비하여 상기 발광 소자의 빛을 상기 하단부에서 상기 상단부로 유도하는 도광부를 포함하고,

상기 하단부는, 상기 발광 소자의 출사광을 수광하여 상기 발광 소자의 출사광을 입사측에서 출사측을 향하여 적어도 3 방향으로 확산시키기 위한 홈부를 포함하고,

상기 도광체의 홈부는 적어도 2개의 사면을 갖는 다면체를 포함하고, 상기 다면체의 하나의 사면은 상기 발광 소자의 출사광을 측면 방향으로 굴절시키는 것인, 촬상 장치.
제15항에 있어서, 상기 복수의 발광 소자들은 상기 이미지 센서의 주위에서 원을 따라 미리 결정된 간격으로 상기 회로 기판 상에 탑재되고,

상기 도광체는 상기 원에 대응하는 링 형상을 갖는 것인, 촬상 장치.
삭제
제15항에 있어서, 상기 도광체의 홈부는,

평탄부와;

기울기 방향이 각각 반대인 한 쌍의 사면부

를 포함하고,

상기 한 쌍의 사면부는 상기 발광 소자의 출사광을 일 측면 방향과 타 측면 방향으로 굴절시키는 것인, 촬상 장치.
제18항에 있어서, 상기 도광체의 홈부의 상기 평탄부의 면적은 상기 한 쌍의 사면부의 각각의 면적보다 작은 것인, 촬상 장치.
제18항에 있어서, 상기 도광체의 상기 평탄부와 상기 한 쌍의 사면부는, 각각 상기 발광 소자의 발광 강도 분포에 대응하는 면적을 갖는 것인, 촬상 장치.
제15항에 있어서, 상기 도광체의 홈부는 사다리꼴 형상인 것인, 촬상 장치.
제15항에 있어서, 상기 도광체의 상단부는 원통 형상 도광체의 외측을 향하여 낮아지는 사면을 포함하는 것인, 촬상 장치.
제15항에 있어서, 상기 이미지 센서는 생체의 일부를 촬상하는 것인, 촬상

장치.