光学模块及认证设备的制作方法

1.本公开涉及一种光学模块及认证设备。


背景技术：

2.存在已知设备，每个已知设备对活体的一部分(例如，指纹)进行认证(例如，下面提及的专利文献1和2)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利申请公开号2005-261793


技术实现要素：

6.本发明要解决的问题
7.在本领域中，希望缩小设备的尺寸。
8.本公开的一个目标是提供一种光学模块和认证设备，每个具有允许对例如活体的一部分进行认证的设备缩小尺寸的结构。
9.问题的解决方案
10.例如，本公开是一种光学模块，包括：
11.第一透镜，具有第一主表面和第二主表面；以及
12.第二透镜，具有第三主表面和第四主表面；
13.第一主表面由平坦表面配置并且在第二主表面上形成具有多个凹透镜的凹透镜阵列；
14.在第三主表面和第四主表面中的每个主表面上形成具有多个凸透镜的凸透镜阵列；并且
15.第二主表面与第三主表面以面向彼此的方式布置。
16.此外，本公开可以是包括上述光学模块的认证设备。
附图说明
17.图1是对根据一个实施方式的腕带式电子设备的外观示例进行阐明时所参考的图。
18.图2是示出根据一个实施方式的腕带式电子设备的电路配置例的框图。
19.图3是示出从侧表面观看的根据一个实施方式的光学模块的图。
20.图4是示出从顶表面观看的根据一个实施方式的光学模块的视图。
21.图5是对根据一个实施方式的反射表面角的设置例进行阐明时所参考的图。
22.图6是对根据一个实施方式的反射表面角的设置例进行阐明时所参考的图。
23.图7是对根据一个实施方式的光学模块的使用例进行阐明时所参考的图。
24.图8是对变形例进行阐明时所参考的图。
25.图9是对变形例进行阐明时所参考的图。
具体实施方式
26.在下文中，参考所附附图，对本公开的实施方式等进行描述。应注意，将按照下列顺序给出描述。
27.《一个实施方式》
28.《实施方式》
29.《变形例》
30.下述所述实施方式等是本公开的优选具体示例并且本公开的内容并不局限于这些实施方式等。
31.应注意，本公开并不旨在使与组成元件的尺寸、材料、形状、其相对位置、诸如竖直方向和水平方向的方向有关的描述局限于实施方式等中的这些描述，除非另有限制，并且与其有关的描述仅是示出性的。应注意，可能存在这样的情况，即，其中，为了使得描述清晰，放大了附图中示出的元件的尺寸、其位置关系等，并且还可能存在其中仅在附图中示出参考标号的一部分的情况或其中简化例图来防止例图复杂化的情况。进一步地，在下面给出的描述中，相同的名称与相同的参考标号表示具有相同材料的一个或多个相同元件，并且将适当地省去其重叠的描述。进一步地，在本公开的部件的配置中，多个部件中的每个部件可以是同一个元件或一个元件共享多个部件，或相反，还可以由多个元件共享一个元件的功能。
32.在本实施方式中，以认证设备作为示例给出描述，并且认证设备对作为活体的一部分的一个示例的指纹成像并且通过使用由成像获得的指纹图像而执行认证。具体地，在本实施方式中，以可佩戴设备作为示例给出描述，并且作为认证设备的可佩戴设备指可附接至人体并且可从人体拆卸的设备并且是相对较小的尺寸。更具体地，以可佩戴设备作为示例给出描述，即，腕带式(例如，腕表式)(在下文适当地被称为腕带式电子设备)。当然，本公开中的电子设备并不局限于可佩戴设备。本公开中的电子设备可以是被整合到个人电脑或智能手机中的设备。此外，成像目标并不局限于指纹并且可以是汗腺、静脉等，并且成像目标并不局限于活体的一部分并且可以是具有固定规律性的编码图案，诸如用于结算的快速响应(qr)码(注册商标)。
33.《一个实施方式》
34.[关于腕带式电子设备]
[0035]
(腕带式电子设备的外观示例)
[0036]
图1是用于对根据一个实施方式的腕带式电子设备(在下文适当地被称为腕带式电子设备10)的外观示例进行阐明的图。腕带式电子设备10具有缠绕在用户的腕部wr上的带部20和主体部30。主体部30具有显示器40。
[0037]
构成带部20的构成本体(材料)可以是诸如铝和不锈刚的金属(或可以是通过使金属经过诸如应用镀金的表面处理而获得的材料)、或可以是生皮、木材、矿物(石头)、纤维(织物)、竹子、陶瓷、其任意组合等。构成带部20的构成本体可以是透光元件或可以是不透光元件。
[0038]
显示器40由液晶显示器(lcd)或有机发光二极管(oled)构成。构成带部20的构成
本体自身可以被配置为用作显示器。
[0039]
例如，在显示器40中，设置指尖接触的接触区域。用户将他或她的指尖与接触区域接触，由此使得对指尖的指纹成像并且使得可以使用指纹图像等执行活体的认证。应注意，可以在主体部30的侧表面上设置接触区域。通过使用内置于主体部30中的光学模块来捕捉指纹的图像。下面将对光学模块的细节进行描述。
[0040]
(腕带式电子设备的电路配置例)
[0041]
图2是示出根据一个实施方式的腕带式电子设备10的电路配置例的框图。例如，除上述显示器40之外，腕带式电子设备10具有控制部50、输入部51、无线通信部52、连接至无线通信部52的天线53、近场通信(nfc)通信部54、连接至nfc通信部54的天线55、位置传感器部56、连接至位置传感器部56的天线57、存储器部58、振动器59、运动传感器60、音频处理部61、麦克风62、以及扬声器63。
[0042]
例如，控制部50由中央处理单元(cpu)构成并且完全控制腕带式电子设备10的部分。此外，控制部50对指纹认证执行迄今已知的认证处理。
[0043]
输入部51是腕带式电子设备10具有的以接受操作输入的配置的统称术语。作为输入部51，列举了触摸面板、按钮、拨号盘等。应注意，输入部51可以是接受音频输入进行音频识别的配置(例如，扬声器63)。
[0044]
例如，无线通信部52基于蓝牙标准(注册商标)与其他终端执行短程无线通信。例如，无线通信部52执行调制/解调处理、纠错处理等、处理蓝牙标准(注册商标)。
[0045]
nfc通信部54基于nfc的标准与和其靠近的读取器/写入器执行无线通信。应注意，尽管省去了例图，然而，将电力从诸如锂离子二次电池的电池供应至腕带式电子设备10的相应部分。可以基于nfc标准对电池进行无线充电。
[0046]
位置传感器部56是使用被称为全球导航卫星系统(gnss)的系统的当前位置的定位部。将由无线通信单元52、nfc通信单元54、以及位置传感器部56获得的数据供应至控制单元50。然后，控制部50基于所供应的数据执行控制。
[0047]
存储器部58是存储由控制部50执行的程序的只读存储器(rom)、当控制部50执行程序时用作工作存储器的随机访问存储器(ram)、用于存储数据的非易失性存储器等的统称术语。
[0048]
例如，振动器59是使整个腕带式电子设备10振动的元件。通过振动器59的振动提供电话打入、电子邮件接收等的通知。
[0049]
运动传感器60检测佩戴腕带式电子设备10的用户的运动。作为运动传感器60，使用加速度传感器、陀螺仪传感器、电子罗盘、大气压力传感器等。应注意，腕带式电子设备1o可以包括运动传感器60之外的传感器。例如，检测除指纹之外的活体信息的生物传感器，诸如佩戴腕带式电子设备10的用户的血压、脉搏、汗腺(其可以是汗腺的位置或来自汗腺的汗液程度)，可以内置其中。此外，用于检测用户是否已经佩戴腕带式电子设备10的压力传感器等可以设置在带部20的背面上。
[0050]
麦克风62与扬声器63连接至音频处理部61，并且音频处理部61与通过无线通信部52以无线通信而连接的对方执行电话处理。此外，音频处理部61还可以对音频输入操作执行处理。
[0051]
[光学模块的配置例]
[0052]
随后，参考图3和图4，将对根据本实施方式的光学模块(以下适当地称为光学模块100)进行详细描述。图3是光学模块100的侧视图并且图4是光学模块100的俯视图。
[0053]
光学模块100具有作为第一透镜的透镜70、作为第二透镜的透镜80、安装在基板90上的成像元件91、安装在基板90上的光源部92(92a和92b)、作为第一遮光体的遮光体101、作为第二遮光体的遮光体102、以及框架110。
[0054]
在俯视图中(见图4)，透镜70示意性地具有短边方向和长边方向的板状。此外，透镜70具有作为第一主表面的r1表面和位于与第一主表面的一侧相反的一侧、作为第二主表面的r2表面。在本实施方式中，将r2表面的尺寸设置为大于r1表面的尺寸。r1表面具有平坦形状。应注意，平坦表面并不局限于完全不具有不规则性的严格平坦表面，并且即使当制造透镜70时不可避免地产生不规则性或在其他时间时r1表面上存在不规则性，也包括具有这些不规则性的该表面作为本公开中的平坦表面。
[0055]
将r1表面的全部或部分设置为指纹的接触区域。在r2表面上形成凹透镜阵列71。凹透镜阵列71具有多个凹透镜71a。例如，凹透镜阵列71具有数量为18的凹透镜71a，且位于短边方向上的凹透镜为两个并且位于长边方向上凹透镜为九个。在将每个凹透镜71a的焦距定义为f1的情况下，优选地，将焦距f1设置为-0.3＜f1＜-0.2。
[0056]
从r2表面的短边方向上的两端起，以站立的方式在竖直方向上设置壁部73a和73b，竖直方向与r2表面形成大致90
°
的角度。从r1表面的一个端部至壁部73a，形成在图3中向下倾斜的肩表面部75a(倾斜表面)。此外，从r1表面的另一端部至壁部73b，形成在图3中向下倾斜的肩表面部75b(倾斜表面)。如上所述，在连接r1表面与r2表面的一个部分中，连续形成壁部73a和肩表面部75a。此外，在连接r1表面与r2表面的另一部分中，连续形成壁部73b和肩表面部75b。
[0057]
肩表面部75a和75b形成以使从光源部92发射的照射光并不进入凹透镜阵列71。在将壁部73a与肩表面部75a之间所形成的角度定义为反射表面角θd的情况下，将该反射表面角θd设置成使从光源部92发射的照射光不进入凹透镜阵列71。
[0058]
在俯视图中(见图4)，透镜80为具有短边方向和长边方向的板状。此外，透镜80面向r2表面并且具有作为第三主表面的r3表面和位于与第三主表面的一侧相反的一侧、作为第四主表面的r4表面。在r3表面上形成凸透镜阵列81。凸透镜阵列81具有多个凸透镜81a。此外，在r4表面上形成凸透镜阵列82。凸透镜阵列82具有多个凸透镜82a。以与设置凹透镜71a的数量的方式相似的方式设置凸透镜81a的数量和凸透镜82a的数量，并且在本实施方式中，将凸透镜81a的数量和凸透镜82a的数量中的每个设置为18。凹透镜71a、凸透镜81a、以及凸透镜82a位于大致相同的轴上。在其中将凸透镜81a和凸透镜82a中的每个凸透镜的焦距定义为f2的情况下，优选地，将焦距f2设置为0.1＜f2＜0.35。
[0059]
应注意，具有多个单透镜的透镜(一个透镜或多个透镜)还被称为微透镜阵列(mla)。
[0060]
成像元件91指用于对被带至与r1表面接触的活体等成像的传感器。作为成像元件91的具体示例，可以列出互补金属氧化物半导体(cmos)传感器。
[0061]
成像元件91以面向r4表面的方式安装在基板90上。在本实施方式中，成像元件91具有并排安装在基板90上的三个成像元件(成像元件91a、91b、以及91c)。三个成像元件91a、91b、以及91c获取在彼此不同的预定区域中与r1表面接触的指纹的图像。如上所述，即
使在其中多个成像元件分别使彼此不同的指纹的局部区域成像的情况下，也可以通过使用由上面提及的成像所获得的图像信息而使用指纹并且通过使用针对之前注册的指纹信息的机器学习的认证技术执行个人认证。应注意，成像元件91可以是单一成像元件。
[0062]
例如，光源部92具有两个发光二极管(led)92a和92b。例如，led 92a和92b安装在与其上安装成像元件90的表面相同的基板90的表面上并且安装在沿着基板90的长边方向面向透镜70的两端部附近的位置处。从光源部92发射的光(照射光)的一部分经由透镜70前进并且直接到达r1表面。此外，尽管从光源部92发射的光(照射光)的一部分在透镜70内被反射，即，由透镜70引导，然而，其一部分到达r1表面。如上所述，在r1表面中，存在来自光源部92的光所直接到达的区域ar1和光并不直接到达并且从光源部92发射的光、在透镜70内发生全反射的光(全反射光)所到达的区域ar2。
[0063]
在透镜80的r3表面的一侧上设置遮光体101。此外，在透镜80的r4表面的一侧上设置遮光体102。例如，遮光体101与102被配置成膜状。例如，遮光体101与102中的每个具有带孔口的网格状形状，并且遮光体101的孔口与遮光体102的孔口定位成使得遮光体101的孔口的位置与遮光体102的孔口的位置彼此大致匹配。例如，遮光体101具有18个孔口，并且凸透镜81a位于孔口的位置处。位于凸透镜81a之间的空间中的遮光体101用作孔径光阑。此外，例如，遮光体102具有18个孔口并且凸透镜82a位于孔口的位置中。位于凸透镜82a之间的空间中的遮光体102用于防止透镜组由于制造等的变化以及切割散光而发生图像重叠。
[0064]
框架110设置在上述基板90上。例如，框架110具有盒状形状并且在其内部容纳上述透镜80、成像元件91、遮光体101、以及遮光体102。透镜80、遮光体101、以及遮光体102由框架110采用适当的方法(啮合、粘合等)而支撑。上述led 92a和92b位于框架110之外。框架110的顶表面由透光树脂等配置，并且通过例如透明粘合剂来粘合框架110的顶表面与透镜70的r2表面。此外，框架110的侧表面经历诸如黑化的处理，以使从led 92a和92b发射的光并不入射在其上。在框架110与led 92a和92b之间，可以设置遮光体。将上述部件固定成整体，以不致使单一透镜等之间发生位置偏离。
[0065]
[反射表面角的设置示例]
[0066]
顺便提及，从具有恒定光分布角的光源部92发射的照射光直接照亮被带至与r1表面接触的对象(例如，指纹)。然而，因为根据距指纹的中心的接近度的增加，所以距光源部92的距离增加，直接光的光照变得困难。因此，指纹中心的附近变暗，并且可能不能获得适当的指纹图像。
[0067]
因此，在本实施方式中，透镜70设置有壁部73a和73b以及肩表面部75a和75b。引导从光源部92发射的照射光，以重复照射光在透镜70内发生的反射，并且由此致使光到达指纹的中心。此处，为了确保照射强度，需要从光源部92发射的光在表面上发生反射，以满足全反射条件。此外，当照射光朝向r2表面前进时，为了在满足上面提及的全反射条件时避免照射光作为散光入射在安装在r2表面上的凹透镜阵列71上(具体地，各个凹透镜71a)，将各个肩表面部75a和75b的反射表面角设置成使入射角是视角(viewing angle)或更大。基于上面提及的观点，适当地设置光照条件。
[0068]
参考图5和图6，将描述光照条件的具体示例。应注意，由图5中的参考标号f表示的部分示意性地示出被带至与r1表面接触的指尖。此外，图6是以放大方式示出透镜70的壁部73b和肩表面部75b的附近的视图。应注意，在下面描述中，尽管通过示出透镜70的壁部73b
和肩表面部75b作为示例而给出了描述，然而，对于位于与其相对的一侧的壁部73a和肩表面部75a，设置类似的光照条件。此外，由图5和图6中的lt表示的箭头示意性地示出了从led 92b发射的照射光中在表面上发生全反射并且进行传播的具有较高照射强度的光。此外，在图6中，以简化的方式示出了配置的一部分。
[0069]
图5与图6中所示的角度指下列角度。
[0070]
角θa：照射光lt在r2表面上的反射角
[0071]
角θb：照射光lt在肩表面部75b上的反射角
[0072]
角θc：照射光lt在壁部73b(侧表面)上的反射角
[0073]
角θd：壁部73b与肩表面部75b之间形成的角(反射表面角)
[0074]
角θe：照射光lt的发射角
[0075]
角θv：每个凹透镜71a的视角的半值(半视角)
[0076]
反射表面角θd被设置成满足如下的条件。
[0077]
条件1：将角θa、θb、以及θc设置成满足全反射条件。
[0078]
条件2：因为希望将活体带至与整个r1表面接触，所以将反射表面角θd设置成反射表面角θd＞90
°
。
[0079]
条件3：将角θa设置成角θv或更大。
[0080]
led 92a自身具有足够宽的光分布特征，并且在壁部73b上发生全反射的光总是以固定的比例存在。通过下列式子1获得条件1，即，获得满足全反射条件的角。
[0081]
(式子1)
[0082]
arcsin(1/n1)
…
(1)
[0083]
由n1表达的是构成透镜70的材料(介质)的d线折射率(d线折射率(波长为587.6nm))。作为具体示例，在其中透镜70由烯属树脂(d线折射率为1.535)的光学材料构成的情况下，得出：
[0084]
arcsin(1/1.535)＝40.7
°
[0085]
并且全反射条件指全反射条件≥40.7
°
。
[0086]
此外，尽管光源部92自身具有足够的光分布角，然而，因为进一步较窄范围内的光分布角由于特征而进一步与亮度一样高，所以考虑提议壁部73b的入射角是进一步较大的角。基于该方面和几何关系，关系θd＝θb+θc成立。当从条件1和2中得出关系θb≥40.7
°
θd＞90
°
时，关系θc＞49.3
°
成立。
[0087]
接着，考虑条件1和3。在该示例中，当将θv设置成64
°
时，因为入射在r2表面上的照射光是该角度或更大，所以如果照射光入射在成像光学系统上，则通过用作光阑等的遮光体101切割照射光，照射光并不作为散光到达成像元件91。此外，当还在区域ar2上发生满足全反射条件的反射时，能够确保特定的照射强度。在几何关系中，关系θd＝θa-θb+90
°
成立。此处，在θa≥64
°
和θb≥40.7
°
的光中，θd≥113.3
°
成立。
[0088]
在上文中，尽管通过将关于条件1和2的描述以及关于条件1和3的描述进行划分而进行描述，然而，当通过其整体进行概括时，基于下列式子2设置反射表面角θd。
[0089]
(式子2)
[0090]
θd≥θv+arcsin(1/n1)+90
°…
(2)
[0091]
[通过实施方式获得的效果]
[0092]
例如，根据本实施方式，能够获得下述所述效果。
[0093]
因为诸如将照射光被引导至r1表面的一侧的导光板的元件能够省去其中对照明光学系统和成像光学系统进行集成的配置，所以能够缩小整个光学模块的尺寸并且能够降低制造成本。
[0094]
此外，通过减少部件的数量，可以减少组装部件的变化。由此，可以减少成像时的分辨率性能的劣化。
[0095]
此外，因为r1表面上的照射强度分布不均匀，所以可以获得具有较高分辨率的捕捉图像。由此，能够增强使用上面提及的捕捉图像的认证准确性。
[0096]
通过整合光学模块的配置，可以抑制各个透镜的偏心率并且能够获得稳定的光学性能。
[0097]
通过在两个表面上具有凹透镜阵列和凸透镜阵列的配置，可以实现较宽的角度，并且在保持相对较高的分辨率时实现短聚焦。此外，因为可以相对地抑制由于到成像目标的距离的变化而发生的散焦，所以除通过接触而使活体成像之外，可以处理诸如位于特定距离处(例如，约10cm至20cm的距离)的qr码(注册商标)的条码图案的成像。例如，如图7中示出的，腕带式电子设备10的显示器面向屏幕上所显示的条码图案120，并且由此可以使条码图案120成像。因此，可以根据条码图案120执行结算处理等。如上所述，通过光学模块所具有的成像元件可以使存在于面向r1表面的位置处的条码图案成像。
[0098]
实施方式
[0099]
随后，将对本公开中的实施方式进行描述。应注意，本公开并不局限于下述所述实施方式。此外，在各个下述所述实施方式中，光学模块具有与上述结构相似的结构并且反射表面角θd满足上述条件。然而，在实施方式2中，光学模块被配置为具有单一(一个)成像元件。
[0100]
(实施方式1)
[0101]
在实施方式1中，假设其中光学模块设置在智能手机、智能手表等的主体(外壳)的侧表面上的示例。将与r1表面接触的活体的一个成像元件的成像范围设置为2mm
×
6mm，并且将使条码图案成像的处理距离(到条码图案的距离)设置在50mm内。成像元件是1/10.5类型的传感器，并且与实施方式相似，三个成像元件以排列在基板的长边方向上的方式而设置。考虑所提出的设置位置，使用较小尺寸的传感器作为成像元件。
[0102]
关于构成凹透镜阵列的一个凹透镜与构成凸透镜阵列的一个凸透镜中的每个透镜，在表1中示出了表面间隔、玻璃材料信息(折射率与阿贝(abbe)数)、以及每个透镜焦距。应注意，在表1中，l1指透镜70，r1表示r1表面(平坦表面)，并且r2表示在r2表面上所形成的凹透镜71a。此外，在表1中，l2表示透镜80，r3表示设置在r3表面上的凸透镜81a，并且r4表示设置在r4表面上的凸透镜82a。各个透镜中的每个透镜的表面是通过树脂成型而形成的非球面表面，由此允许在整个成像范围内捕捉较高分辨率的图像。此外，在表1中，孔径光阑指遮光体101的光阑。应注意，因为r1表面是平坦表面，所以示出了曲率半径是“无限”。在其他表中，其他表同样适用表1中描述的那些。
[0103]
[表1]
[0104]
透镜基本参数
[0105][0106]
在表2中，示出了透镜的非球面系数。
[0107]
[表2]
[0108]
非球面系数
[0109][0110][0111]
在表3中，示出了凹透镜71a之间的节距及其数量(其可以是凸透镜81a之间的节距及其数量或可以是凸透镜82a之间的节距及其数量)。
[0112]
[表3]
[0113]
透镜阵列配置
[0114][0115]
在表4中，示出了光学模块的整个系统的焦距、有效f数、孔径直径、以及整体光学长度(从成像元件至r1表面的距离)。
[0116]
[表4]
[0117]
透镜数据
[0118]
焦距0.181mm有效f数3.6孔径直径φ0.1mm整体光学长度1.864mm
[0119]
在表5中，示出了在通过使活体(本实施方式中的指纹)与r1表面接触而执行成像的情况下的单一透镜组的成像范围、图像尺寸、放大率、以及整个视角(2θv)。应注意，单一透镜组指包括相互布置在同一轴上的透镜的透镜组单体(用作宽角透镜的一个单元)。在本实施方式中，单一透镜组由一个凹透镜71a、一个凸透镜81a、以及一个凸透镜81b构成。在各个其他表(表6、表11、以及表12)中描述的单一透镜组与其相似。
[0120]
[表5]
[0121]
[0122]
在表6中，示出了在使位于距r1表面为50mm远的地方的对象成像的情况下的单一透镜组的成像范围、图像尺寸、放大率、以及整体视角(2θv)。
[0123]
[表6]
[0124][0125]
通过使用调制传递函数(mtf)来基于上述参数对实施方式1进行评估。在通过使活体与r1表面接触来执行成像的情况下，确认单一透镜组的成像区域中心的最外围部分的图像侧空间频率是50线对(lp)/mm并且图像具有足够的对比度。由此，例如，确认在使指纹成像的情况下，即使关于类似汗腺、非脊的微小结构，也使得可以获取可分辨的图像。
[0126]
此外，对于位于距对象距离约50mm的距离处的条码图案，尽管由于对象距离的变化而发生散焦，然而，确认由于焦距相对较短而抑制了散焦量，并且即使空间频率为50lp/mm，也会获得恒定的对比度。
[0127]
(实施方式2)
[0128]
在实施方式2中，假设光学模块设置在智能手机、智能手表等的主体(外壳)的顶表面(显示设备的安装表面)上的示例。将使活体带至与r1表面接触时的成像元件的成像范围设置为5.2mm
×
4mm并且将条码图案成像时的处理距离(到条码图案的距离)设置在150mm内。成像元件是1/2.6类型的传感器(一个)。作为成像元件，考虑到所假设的设置位置，使用尺寸较大的成像元件。
[0129]
关于构成凹透镜阵列的一个凹透镜与构成凸透镜阵列的一个凸透镜中的每个透镜，在表7中示出了曲率、表面间隔、玻璃材料信息(折射率与阿贝数)、以及每个透镜焦距的参数。
[0130]
[表7]
[0131]
透镜基本参数
[0132][0133]
在表8中，示出了透镜的非球面系数。
[0134]
[表8]
[0135]
非球面系数
[0136][0137]
在表9中，示出了凹透镜71a之间的节距及其数量(其可以是凸透镜81a之间的节距
及其数量或可以是凸透镜82a之间的节距及其数量)。
[0138]
[表9]
[0139]
透镜阵列配置
[0140][0141]
在表10中，示出了光学模块的整个系统的焦距、有效f数、孔径直径、以及整体光学长度(从成像元件至r1表面的距离)。
[0142]
[表10]
[0143]
透镜数据
[0144]
焦距0.326mm有效f数4.97孔径直径φ0.2mm整体光学长度2.017mm
[0145]
在表11中，示出了在其中通过使活体(在本实施方式中，为指纹)与r1表面接触而执行成像的情况下的单一透镜组的成像范围、图像尺寸、放大率、以及整体视角(2θv)。
[0146]
[表11]
[0147][0148][0149]
在表12中，示出了在对位于距r1表面为50mm的地方的对象成像的情况下的单一透镜组的成像范围、图像尺寸、放大率、以及整体视角(2θv)。
[0150]
[表12]
[0151][0152]
通过使用mtf而基于上述参数对实施方式2进行评估。在通过使活体与透镜70的r1表面接触来执行成像的情况下，确认单一透镜组的成像区域中心的最外围部分的图像侧空间频率是50lp/mm并且图像具有足够的对比度。由此，例如，确认在对指纹成像的情况下，即使关于类似汗腺、非脊的微小结构，也使得可以获取可分辨的图像。
[0153]
在实施方式2的光学设计中，焦距约是实施方式1中的焦距的1.8倍长。因为焦距较长，所以相对于到对象的距离的变化的散焦量增加。因此，对象距离为150mm的传感器表面(成像元件)上的分辨率降低。然而，作为评估mtf的结果，确认保留约10lp/mm的低频率信息。即使所保留的信息是低频率信息，通过相对于各个透镜的图像进行反卷积以及通过使用多条图像信息的机器学习的恢复处理技术而实习条码图案的图案识别。相应地，即使对
于实施方式2中的光学设计以及其中使用单一成像元件的配置，也确认能够实现对活体信息和条码图案的识别。
[0154]
《变形例》
[0155]
在上文中，尽管对本公开的实施方式进行了具体描述，然而，本公开中的内容并不局限于上述实施方式，并且能够基于本公开的技术构思做出各种改造。在下文中，将对变形例进行描述。
[0156]
通过光学模块100可以获取不同条的活体信息。例如，如图8中所示，可以在基板90上设置其波长彼此不同的光源92c和92d。例如，光源92c是可见光源并且光源92d是红外光源。如图8中所示，光源92c和92d交替布置。此外，面向彼此的光源是相同类型的光源。可以在基板90上设置三种或多种光源。
[0157]
将对光源92c和92d的具体示例以及优选成像目标的具体示例进行描述。
[0158]
示例1：发射波长约为940nm的近红外光的光源。成像目标是静脉、黑色素、皮下脂肪厚度等。
[0159]
示例2：发射波长约为660nm的红外光的光源。成像目标是皮肤特征(透明性)、动脉(脉搏)、黑色素等。
[0160]
示例3：发射波长约为570nm的绿光的光源。成像目标是指纹和动脉(脉搏)。
[0161]
此外，如图9中所示，波长彼此不同的光源可以设置在框架110的整个周界周围的周界处。可以对光源部92的布置状态进行适当地改变。此外，光源部92可以是激光等、而非led。
[0162]
此外，当制造根据实施方式的光学模块时，可以使用预定的夹具。因为使用夹具，所以可以实现对凹透镜阵列和凸透镜阵列的准确定位，能够抑制由于凹透镜阵列与凸透镜阵列之间的相对离心率而使分辨率性能劣化。
[0163]
成像元件91与光源部92可以安装在彼此不同的基板上。可以对框架110的形状进行适当地改变，并且不可以存在框架110。
[0164]
上述实施方式及变形例中所列举的配置、方法、过程、形状、材料、值等仅是示出性的，可以根据需要使用与此处列举的这些不同的配置、方法、过程、形状、材料、值等，并且此处列举的配置、方法、过程、形状、材料、值等还能够取代迄今已知的一些。此外，在其中不产生技术不一致性的范围内，能够对上述实施方式中列举的配置、方法、过程、形状、材料、值等、以及变形例进行相互组合。此外，通过诸如用于制造电子设备的控制方法及装置的任意形式能够实现本公开。
[0165]
应注意，不应通过本描述中示出的效果以限制性的方式对本公开中的内容进行解释。
[0166]
本公开还能够具有下列配置。
[0167]
(1)一种光学模块，包括：
[0168]
第一透镜，具有第一主表面和第二主表面；以及
[0169]
第二透镜，具有第三主表面和第四主表面；其中，
[0170]
第一主表面由平坦表面配置，并且在第二主表面上形成具有多个凹透镜的凹透镜阵列；
[0171]
在第三主表面和第四主表面中的每个主表面上形成具有多个凸透镜的凸透镜阵
列；并且
[0172]
第二主表面与第三主表面以面向彼此的方式布置。
[0173]
(2)根据(1)所述的光学模块，其中，
[0174]
在连接第一主表面与第二主表面的部分中形成肩表面部，该肩表面部形成为使从预定光源部发射的照射光不进入凹透镜阵列。
[0175]
(3)根据(2)所述的光学模块，其中，
[0176]
在将垂直于第二主表面的端部的方向与每个肩表面部之间所形成的角度定义为反射表面角θd的情况下，该反射表面角θd被设置为使从预定光源发射的照射光不进入凹透镜阵列。
[0177]
(4)根据(3)所述的光学模块，其中，
[0178]
该反射表面角通过以下式子(1)设置：
[0179]
θd≥θv+arcsin(1/n1)+90
°…
(1)
[0180]
其中，θv表示每个凹透镜的视角的半值，并且n1表示配置第一透镜的材料的d线折射率。
[0181]
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的光学模块，其中，
[0182]
在将配置凹透镜阵列的各个凹透镜中的每个凹透镜的焦距定义为fl并且将配置凸透镜阵列的各个凸透镜中的每个凸透镜的焦距定义为f2的情况下，以下关系(2)和关系(3)成立：
[0183]-0.3＜f1＜-0.2
…
(2)
[0184]
0.1＜f2＜0.35
…
(3)
[0185]
(6)根据(2)至(5)中任一项所述的光学模块，其中，
[0186]
由第一透镜引导照射光。
[0187]
(7)根据(2)至(5)中任一项所述的光学模块，包括：
[0188]
成像元件，以面向第四主表面的方式设置。
[0189]
(8)根据(7)所述的光学模块，其中，
[0190]
光源部安装在与安装有成像元件的基板的表面相同的表面上。
[0191]
(9)根据(8)所述的光学模块，其中，
[0192]
在第二透镜的第三主表面的一侧上设置第一遮光体，并且在第二透镜的第四主表面的一侧上设置第二遮光体。
[0193]
(10)根据(9)所述的光学模块，包括：
[0194]
框架，支撑第二透镜、第一遮光体、以及第二遮光体，并且将第二透镜、第一遮光体、以及第二遮光体容纳在该框架内。
[0195]
(11)根据(10)所述的光学模块，其中，
[0196]
框架与第一透镜粘合。
[0197]
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的光学模块，其中，
[0198]
与第一主表面接触的活体由成像元件成像。
[0199]
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的光学模块，其中，
[0200]
存在于面向第一主表面的位置上的条码由成像元件成像。
[0201]
(14)一种包括根据(1)至(13)中任一项所述的光学模块的认证设备。
[0202]
参考标号列表
[0203]
10腕带式电子设备
[0204]
70第一透镜
[0205]
71凹透镜阵列
[0206]
71a凹透镜
[0207]
73a、73b壁部
[0208]
75a、75b肩表面部
[0209]
80第二透镜
[0210]
81、82凹透镜阵列
[0211]
81a、82a凹透镜
[0212]
90基板
[0213]
91、91a、91b、91c成像元件
[0214]
92光源部
[0215]
92a、92bled
[0216]
100光学模块
[0217]
101第一遮光体
[0218]
102第二遮光体
[0219]
110框架
[0220]
r1表面第一主表面
[0221]
r2表面第二主表面
[0222]
r3表面第三主表面
[0223]
r4表面第四主表面。