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WO2014196044A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2014196044A1
WO2014196044A1 PCT/JP2013/065634 JP2013065634W WO2014196044A1 WO 2014196044 A1 WO2014196044 A1 WO 2014196044A1 JP 2013065634 W JP2013065634 W JP 2013065634W WO 2014196044 A1 WO2014196044 A1 WO 2014196044A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
top cover
light guide
housing
wiring board
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2013/065634
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
辻川明範
田中博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Frontech Ltd
Original Assignee
Fujitsu Frontech Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Frontech Ltd filed Critical Fujitsu Frontech Ltd
Priority to PCT/JP2013/065634 priority Critical patent/WO2014196044A1/ja
Priority to JP2015521222A priority patent/JP5956683B2/ja
Priority to EP13886347.7A priority patent/EP3006998B1/en
Publication of WO2014196044A1 publication Critical patent/WO2014196044A1/ja
Priority to US14/922,815 priority patent/US9736343B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B11/00—Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
    • G03B11/04—Hoods or caps for eliminating unwanted light from lenses, viewfinders or focusing aids
    • G03B11/045—Lens hoods or shields
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/147—Details of sensors, e.g. sensor lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/51—Housings
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
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    • H—ELECTRICITY
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
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    • G—PHYSICS
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    • G03B15/14—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor for taking photographs during medical operations
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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/14—Vascular patterns

Definitions

  • the present invention relates to an imaging device including a top cover disposed in a housing.
  • biometric authentication device that performs authentication by imaging biometric information such as a palm vein is known.
  • a light guide tube that guides light emitted from a near-infrared LED is integrated with a filter and a cover around the filter.
  • an apparatus molded in the above for example, see Patent Document 1.
  • the apparatus in which the light guide tube is arranged around the filter in this way has a complicated structure and requires time for assembly.
  • an imaging device that images a palm vein
  • an imaging device in which a light guide guides light to the outside via a visible light filter is also known.
  • a hood provided for light shielding around the optical unit abuts on the visible light filter (see, for example, Patent Document 2).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the imaging apparatus 101 according to the reference technique.
  • FIG. 8 is an exploded top perspective view showing the imaging apparatus 101 according to the reference technique.
  • FIG. 9 is an exploded top perspective view showing a part of the imaging apparatus 101 according to the reference technique.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a mounting method of the light guide 160 in the reference technique.
  • the imaging device 101 includes a housing 110, a stopper 120, a top cover 130, a wiring board 140, a lens module 150, a light guide 160, a light shielding body 170, A diffusing body 180.
  • the imaging device 101 is a biometric authentication device that images biometric information such as a palm vein.
  • the housing 110 has a square frame shape in plan view.
  • a top cover 130 is disposed on the top of the housing 110.
  • the housing 110 accommodates an imaging unit.
  • the imaging unit includes an imaging element 141 mounted on the wiring board 140 and a lens module 150.
  • the stopper 120 fixes the wiring board 140 to the casing 110 by sandwiching the wiring board 140 with the casing 110.
  • the housing 110 is engaged with the stopper 120 by inserting the housing claw 111 of the housing 110 into the housing claw recess 121 of the stopper 120.
  • the stopper 120 is disposed on two opposite surfaces of the front, rear, left, and right surfaces that are the outer peripheral surface of the housing 110.
  • the stopper 120 is inserted from the bottom side of the housing 110.
  • the light guide 160 guides light toward the diffuser 180.
  • the light blocking body 170 blocks light around the lens module 150.
  • the diffuser 180 diffuses the light guided by the light guide 160 toward the top cover 130.
  • the light guide body 160, the light blocking body 170, and the diffuser 180 all have an annular shape. As shown in FIG. 9, the light guide body 160, the diffuser body 180, and the light shielding body 170 are disposed above the housing 110 after the stopper 120, the wiring board 140, and the lens module 150 are disposed on the housing 110 from below. It is arranged from.
  • the light guide body 160, the diffuser body 180, and the light shielding body 170 are disposed on the wiring board 140 and the lens module 150, they can be collectively disposed on the housing 110 from below. It is.
  • the wiring board 140 is positioned with the housing 110 by inserting the positioning pins 112 of the housing 110 into the positioning holes 142. Therefore, when the light guide body 160, the diffuser body 180, and the light shielding body 170 are disposed on the wiring board 140 and the lens module 150, the light guide body 160 and the diffuser body are positioned when the wiring board 140 and the housing 110 are positioned. There is a possibility that 180 and the light shielding body 170 may come into contact with the housing 110 or positioning may be difficult.
  • the light guide body 160, the diffuser body 180, and the light shielding body 170 are disposed on the housing 110 from above after the stopper 120, the wiring board 140, and the lens module 150 are disposed on the housing 110 from below. Be placed.
  • the light guide 160 is disposed on the wiring board 140 and the lens module 150 so that the four corners of the lens module 150 are inserted into the four concave portions 162 formed on the bottom surface thereof.
  • the wiring board 140 and the lens module 150 are positioned with respect to the housing 110.
  • the positioning portion 161 provided on the outer periphery of the light guide 160 is positioned with the positioning portion 181 provided on the outer periphery of the diffuser 180. Since these positioning portions 161 and 181 are engaged with each other only at one place, it is necessary to completely match the direction of the diffuser 180 with the direction of the light guide 160.
  • the light shield 170 is disposed on the lens module 150 inside the light guide 160 and the diffuser 180.
  • the light shield 170 contacts the top cover 130. Therefore, as shown in FIG. 7, when a load L11 is applied to the top cover 130, the load L11 is applied to the housing 110 at the periphery of the top cover 130 (load L12) and to the light shielding body 170 (load L13). .
  • a load L13 When a load L13 is applied to the light shielding body 170, a load is applied directly to the wiring board 140 via the lens module 150. Since minute components such as a CPU and a memory are mounted on the wiring board 140, if a load is applied, the components mounted on the wiring board 140 may be damaged.
  • This invention is made in view of such a point, and it aims at providing the imaging device which can improve durability with a simple structure.
  • the disclosed imaging device includes a wiring board, an imaging unit having an imaging element mounted on the wiring substrate, and a frame-like shape in which an opening that accommodates the imaging unit and opens in the optical axis direction of the imaging unit is formed.
  • a light-shielding body that shields light around the image pickup unit, the light guide body, and the light-shielding body are disposed with a gap between the top cover and the housing.
  • the portion has a top cover support portion that supports the top cover at the periphery of the opening.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is the B section enlarged view of FIG.
  • It is an upper surface side exploded perspective view showing an imaging device concerning an embodiment.
  • It is a bottom side exploded perspective view showing a part of an imaging device concerning an embodiment.
  • It is a schematic plan view which shows the top cover support part in embodiment.
  • It is sectional drawing which shows the imaging device which concerns on a reference technique.
  • It is a top surface side exploded perspective view showing an imaging device concerning reference technology.
  • It is an upper surface side exploded perspective view showing a part of an imaging device concerning reference technology.
  • It is explanatory drawing for demonstrating the mounting method of the light guide in a reference technique.
  • It is a bottom side exploded perspective view showing a part of an imaging device concerning reference technology.
  • FIG. 1 is a plan view showing an imaging apparatus 1 according to the embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • FIG. 4 is an upper side exploded perspective view showing the imaging apparatus 1 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a bottom side exploded perspective view illustrating a part of the imaging apparatus 1 according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing the top cover support 12 in the embodiment.
  • the imaging device 1 includes a housing 10, a stopper 20, a top cover 30, a wiring board 40, a lens module 50, a light guide 60, a light shield 70, and light emission for illumination.
  • An element 81, a distance measuring light emitting element 82, and a photodetector 90 are provided.
  • the imaging device 1 can be used as a biometric authentication device that captures biometric information such as a palm vein or a biometric authentication imaging device that is a part of the biometric authentication device.
  • the housing 10 includes an opening 11, a top cover support 12, a light guide support 13 (see FIG. 5), and a stopper claw recess 14.
  • the housing 10 accommodates the imaging unit P.
  • the imaging unit P includes a lens module 50 and an imaging element 41.
  • the housing 10 has a frame shape.
  • the housing 10 has a square frame shape in plan view.
  • the opening 11 opens in the direction of the optical axis A of the imaging unit P shown in FIG.
  • the opening 11 is formed in a circular shape in the center of the housing 10 in plan view.
  • the top cover support 12 supports the top cover 30 at the periphery of the opening 11.
  • the top cover support portion 12 is a portion that supports the top cover 30 on the upper surface of the housing 10. Therefore, the base portion 12 is provided integrally with the housing 10. However, the base portion 12 may be disposed as a member independent of the housing 10.
  • the top cover support portion 12 includes a quadrangular portion 12a, an octagonal portion 12b, and a protruding portion 12c.
  • the quadrangular portion 12a is a portion adjacent to the inside of the quadrangular protruding portion 12c.
  • the protruding portion 12 c protrudes upward from the upper surface of the housing 10 and supports the periphery of the top cover 30.
  • the octagonal portion 12b is formed by eight sides 12b-1, 12b-2,..., 12b-8 shown in FIG.
  • the octagonal portion 12b is positioned so as to be inscribed in the quadrangular portion 12a.
  • the four sides 12b-1, 12b-3, 12b-5, 12b-7 of the octagonal portion 12b are the four sides 12a-1, 12a-2, 12a-3, 12a-4 of the rectangular portion 12a. This is the same part as the central part.
  • the octagonal portion 12b has a regular octagonal shape circumscribing the opening 11 as shown by an imaginary line (two-dot chain line) in FIG. Therefore, it can be said that the center part of each of the eight sides of the octagonal part 12 b supports the top cover 30 at the periphery of the opening 11.
  • the shape of the top cover support part 12 is not limited as long as at least a part thereof supports the top cover 30 at the periphery of the opening part 11.
  • the light guide support part 13 is located on the surface (for example, the bottom side) opposite to the top cover 30 in the housing 10 and supports the positioning part 61 of the light guide 60.
  • a plurality of light guide supporters 13 are arranged at rotationally symmetric positions with the optical axis A as the rotation center.
  • the light guide support portions 13 are concave portions that open to the bottom surface side and the inner side (optical axis A side) of the housing 10, and are formed at equal intervals of 90 ° along the periphery of the opening portion 11. ing.
  • the stopper claw portion 21 of the stopper 20 is inserted into the concave portion 14 for the stopper claw portion.
  • the stopper claw recess 14 is formed on the two surfaces of the housing 10 on which the stopper 20 is arranged, that is, on the two surfaces facing each other among the four front, rear, left and right surfaces that are the outer peripheral surface of the housing 10. Two are formed.
  • each of the two stoppers 20 has two stopper claws 21 inserted into the stopper claw recess 14.
  • the stopper 20 fixes the wiring board 40 to the casing 10 by sandwiching the wiring board 40 between the stopper 20 and the casing 10. It is desirable that two stoppers 20 are arranged facing each other.
  • the top cover 30 is supported by the top cover support portion 12 of the housing 10.
  • the top cover 30 has a square shape.
  • the top cover 30 is formed of a light-transmitting material since the irradiation light irradiated toward the imaging target (for example, palm vein) and the reflected light from the imaging target are transmitted.
  • the wiring board 40 is disposed on the bottom side of the imaging device 1.
  • the wiring board 40 functions as an imaging control unit by mounting components such as a CPU and a memory.
  • the imaging device 1 is used as a biometric authentication device, the wiring board 40 can function as a biometric authentication control unit.
  • the imaging unit P includes a lens module 50 and an imaging element 41 mounted on the wiring board 40.
  • the imaging unit P is accommodated in the housing 10.
  • the light guide 60 guides light emitted from the light emitting element 81 for illumination described later.
  • the light guide 60 has an annular shape, and guides the light emitted from the illumination light emitting element 81 to the imaging target via the top cover 30.
  • the housing 10 does not have a diffuser (see the diffuser 180 shown in FIGS. 7 to 9), and thus the light guide 60 diffuses light or the light emitting element 81 for illumination. Preferably emit diffuse light.
  • the light guide 60 includes a plurality of positioning portions 61 and a plurality of light shielding body support portions 62. As shown in FIG. 5, the plurality of positioning portions 61 are arranged at rotationally symmetric positions with the optical axis A shown in FIG. 2 as the rotation center, and are respectively positioned on any of the plurality of light guide support portions 13. . For example, the positioning portions 61 are formed so as to protrude four outwards at 90 ° intervals along the circumferential direction of the light guide 60.
  • the light shielding body support part 62 is located on the surface (for example, the bottom surface side) opposite to the top cover 30 and supports the light shielding body 70.
  • a plurality of light shielding body support portions 62 are arranged at rotationally symmetric positions with the optical axis A as the rotation center.
  • the light-shielding body support portions 62 are concave portions that open to the bottom surface side and the inner side (optical axis A side) of the light guide body 60, and are formed at four intervals of 90 ° along the circumferential direction of the light guide body 60. Yes.
  • the light blocking body 70 blocks light around the imaging unit P.
  • the light shielding body 70 is disposed between the lens module 50 and the light guide body 60, and blocks light from entering the lens module 50 from the outer peripheral surface.
  • the light shield 70 has a plurality of positioning portions 71a.
  • the positioning part 71 a is provided so as to protrude outward from the leg part 71 in the leg part 71 formed on the light shielding body 70. As shown in FIG. 2, the leg portion 71 is in contact with the wiring board 40.
  • the positioning portion 71 a is disposed at a rotationally symmetric position with the optical axis A as the rotation center, and is positioned at any one of the plurality of light shielding body support portions 62.
  • four positioning portions 71 a are formed at 90 ° intervals along the circumferential direction of the light shielding body 70.
  • the lens module 50, the light guide body 60, and the light shielding body 70 are disposed with a gap between the top cover 30 and the lens module 50. Therefore, the top cover 30 is in a non-contact state at the opening 11.
  • the gap G between the lens module 50 and the top cover 30 shown in FIG. 3 is about 0.16 mm.
  • the interval G is determined so that the lens module 50, the light guide 60, and the light shield 70 do not contact the top cover 30 even when a force of about 100 N is applied.
  • the light emitting element 81 for illumination shown in FIG. 4 emits light irradiated to the outside through the top cover 30.
  • the illumination light emitting element 81 is an example of a light source.
  • the light emitting element 81 for illumination is an LED, and a plurality of the light emitting elements 81 are mounted on the wiring board 40. As described above, the light emitted from the light emitting element 81 for illumination passes through the light guide 60 and the top cover 30 and is irradiated to the imaging object.
  • the distance measuring light emitting element 82 is a light emitting element used for distance measurement.
  • the distance measuring light emitting element 82 is an LED, and a plurality of distance measuring light emitting elements 82 are mounted outside the illumination light emitting element 81 on the wiring board 40.
  • photodetectors 90 are mounted on the wiring board 40 around the lens module 50.
  • the photodetector 90 is arranged for controlling the light amount of the light emitting element 81 for illumination.
  • the top cover support portion 12 (the center of each side 12b-1, 12b-2,..., 12b-8 of the octagonal portion 12b shown in FIG.
  • the top cover 30 is supported at the periphery of the opening 11.
  • the lens module 50, the light guide body 60, and the light shielding body 70 are arranged with a gap between them and the top cover 30.
  • the top cover support portion 12 applies the load to the housing 10 at a place other than the periphery of the opening 11 (in FIG. 2, the periphery of the top cover 30) (load L2).
  • a part of the load L2 can be transmitted to the wiring board 40 via the light guide support part 13, the light guide 60, and the light shield 70, but is only a part of the load L2.
  • the imaging unit P, the light guide body 60, and the light shielding body 70 are arranged with a gap between them and the top cover 30. Further, the top cover support portion 12 supports the top cover 30 at least at a part of the periphery of the opening portion 11.
  • the light guide support part 13 of the housing 10 is located on the surface (for example, the bottom surface side) of the housing 10 opposite to the top cover 30 and supports the light guide 60.
  • the light shielding body support portion 62 of the light guide body 60 is located on the surface of the light guide body 60 opposite to the top cover 30 (for example, the bottom surface side) and supports the light shielding body 70.
  • the wiring board 40 and the lens module 50 can be arranged from the bottom surface side of the housing 10. Therefore, the workability of the assembly work of the imaging device 1 can be improved. Moreover, it can be set as a still simpler structure.
  • a plurality of light guide supporters 13 and light shield supporters 62 are arranged at rotationally symmetric positions.
  • the plurality of positioning portions 61 of the light guide 60 are disposed at rotationally symmetric positions, and are positioned and supported by any of the plurality of light guide support portions 13.
  • the plurality of positioning portions 71 a of the light shielding body 70 are disposed at rotationally symmetric positions, and are positioned and supported by any one of the plurality of light shielding body support portions 62.
  • the work of aligning the directions of the light guide 60 and the light shield 70 is simplified, and the light guide 60 and the light shield 70 can be easily arranged with respect to the housing 10. Therefore, the workability of the assembly work of the imaging device 1 can be further improved.

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Abstract

　撮像装置は、配線基板と、前記配線基板に実装された撮像素子を有する撮像部と、前記撮像部を収容し前記撮像部の光軸方向に開口する開口部が形成された枠状の筐体と、前記筐体に配置されたトップカバーと、前記トップカバーを介して外部に照射される光を発する光源と、前記光源から発せられる光を導光する導光体と、前記撮像部の周囲において光を遮光する遮光体と、を備え、前記撮像部、前記導光体、及び前記遮光体は、前記トップカバーとの間に間隙を隔てて配置され、前記筐体は、少なくとも一部が前記開口部の周縁において前記トップカバーを支持するトップカバー支持部を有する。

Description

撮像装置
　本発明は、筐体に配置されたトップカバーを備える撮像装置に関する。
　従来、手のひらの静脈などの生体情報を撮像することで認証を行う生体認証装置が知られている。
　このような生体認証装置の１つである、指の静脈により認証を行う個人認証装置において、近赤外ＬＥＤから発せられる光を導光する導光管が、フィルターの周囲においてフィルター及びカバーと一体に成形されている装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　このように導光管がフィルターの周囲に配置されている装置は、構造が複雑になるとともに、組立に時間を要する。
　一方、手のひらの静脈を撮像する撮像装置において、導光体が可視光フィルターを介して光を外部に導光する撮像装置も知られている。この撮像装置では、光学ユニットの周囲において遮光用に設けられたフードが可視光フィルターに当接する（例えば、特許文献２参照）。
　ところで、レンズユニット関する技術であるが、レンズ光軸に対して１２０°の回転対称（３回対称）となるように３つの連結部材を設けたレンズユニットが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００７－２１５８９９号公報 特開２００７－２２９３６０号公報 特開２００７－２４８８７２号公報
　図７は、参考技術に係る撮像装置１０１を示す断面図である。
　図８は、参考技術に係る撮像装置１０１を示す上面側分解斜視図である。
　図９は、参考技術に係る撮像装置１０１の一部を示す上面側分解斜視図である。
　図１０は、参考技術における導光体１６０の装着方法を説明するための説明図である。
　図７及び図８に示すように、撮像装置１０１は、筐体１１０と、ストッパ１２０と、トップカバー１３０と、配線基板１４０と、レンズモジュール１５０と、導光体１６０と、遮光体１７０と、拡散体１８０と、を備える。撮像装置１０１は、例えば、手のひらの静脈などの生体情報を撮像する生体認証装置である。
　筐体１１０は、平面視正方形の枠状を呈する。筐体１１０の上部には、トップカバー１３０が配置されている。筐体１１０には、撮像部が収容される。この撮像部は、配線基板１４０に実装された撮像素子１４１と、レンズモジュール１５０とを有する。
　ストッパ１２０は、筐体１１０との間に配線基板１４０を挟み込むことで、配線基板１４０を筐体１１０に固定する。筐体１１０の筐体爪部１１１がストッパ１２０の筐体爪部用凹部１２１に挿入されることで、筐体１１０はストッパ１２０と係合する。
　ストッパ１２０は、筐体１１０の外周面である前後左右４つの面のうち互いに対向する２つの面に配置される。ストッパ１２０は、筐体１１０の底面側から挿入されている。
　導光体１６０は、拡散体１８０に向けて光を導光する。
　遮光体１７０は、レンズモジュール１５０の周囲において光を遮光する。
　拡散体１８０は、導光体１６０により導光される光をトップカバー１３０に向けて拡散する。
　導光体１６０、遮光体１７０、拡散体１８０は、いずれも円環状を呈する。
　図９に示すように、導光体１６０、拡散体１８０、及び遮光体１７０は、ストッパ１２０、配線基板１４０、及びレンズモジュール１５０が筐体１１０に下方から配置された後、筐体１１０に上方から配置される。
　なお、導光体１６０、拡散体１８０、及び遮光体１７０が、配線基板１４０及びレンズモジュール１５０上に配置された後に、これらがまとめて筐体１１０に下方から配置されるようにすることも可能である。
　しかし、例えば、図１１に示すように、配線基板１４０は、位置決め孔１４２に筐体１１０の位置決めピン１１２が挿入されることで、筐体１１０と位置決めされる。そのため、導光体１６０、拡散体１８０、及び遮光体１７０が、配線基板１４０及びレンズモジュール１５０に配置された状態では、配線基板１４０と筐体１１０との位置決め時に、導光体１６０、拡散体１８０、及び遮光体１７０が筐体１１０に接触したり位置決めが困難になったりするおそれがある。したがって、上記のとおり、導光体１６０、拡散体１８０、及び遮光体１７０は、ストッパ１２０、配線基板１４０、及びレンズモジュール１５０が筐体１１０に下方から配置された後、筐体１１０に上方から配置される。
　図１０に示すように、導光体１６０は、その底面に形成された４つの凹部１６２にレンズモジュール１５０の四つ角が挿入されるように、配線基板１４０及びレンズモジュール１５０の上部に配置される。このとき、図１０において図示を省略しているが、配線基板１４０及びレンズモジュール１５０は、筐体１１０に対し位置決めされた状態である。
　次に、図９に示すように、導光体１６０の外周に設けられた位置決め部１６１が拡散体１８０の外周に設けられた位置決め部１８１と位置決めされる。これらの位置決め部１６１，１８１は、互いに１箇所のみで係合するため、拡散体１８０の向きを導光体１６０の向きと完全に一致させる必要がある。
　その後、図７に示すように、遮光体１７０が導光体１６０及び拡散体１８０の内側において、レンズモジュール１５０上に配置される。
　遮光体１７０は、トップカバー１３０に接触する。そのため、図７に示すように、トップカバー１３０に荷重Ｌ１１が加わると、この荷重Ｌ１１は、トップカバー１３０の周縁において筐体１１０に加わるとともに（荷重Ｌ１２）、遮光体１７０に加わる（荷重Ｌ１３）。
　遮光体１７０に荷重Ｌ１３が加わると、レンズモジュール１５０を介して配線基板１４０に直に荷重が加わる。配線基板１４０には、ＣＰＵやメモリなどの微小な部品が実装されるため、荷重が加わると、配線基板１４０に実装された部品に破損のおそれが生じる。
　本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で耐久性を向上させることができる撮像装置を提供することを目的とする。
　開示の撮像装置は、配線基板と、前記配線基板に実装された撮像素子を有する撮像部と、前記撮像部を収容し前記撮像部の光軸方向に開口する開口部が形成された枠状の筐体と、前記筐体に配置されたトップカバーと、前記トップカバーを介して外部に照射される光を発する光源と、前記光源から発せられる光を導光する導光体と、前記撮像部の周囲において光を遮光する遮光体と、を備え、前記撮像部、前記導光体、及び前記遮光体は、前記トップカバーとの間に間隙を隔てて配置され、前記筐体は、少なくとも一部が前記開口部の周縁において前記トップカバーを支持するトップカバー支持部を有する。
　開示の撮像装置によれば、簡素な構成で耐久性を向上させることができる。
実施の形態に係る撮像装置を示す平面図である。 図１のII－II断面図である。 図２のＢ部拡大図である。 実施の形態に係る撮像装置を示す上面側分解斜視図である。 実施の形態に係る撮像装置の一部を示す底面側分解斜視図である。 実施の形態におけるトップカバー支持部を示す概略平面図である。 参考技術に係る撮像装置を示す断面図である。 参考技術に係る撮像装置を示す上面側分解斜視図である。 参考技術に係る撮像装置の一部を示す上面側分解斜視図である。 参考技術における導光体の装着方法を説明するための説明図である。 参考技術に係る撮像装置の一部を示す底面側分解斜視図である。
　以下、実施の形態に係る撮像装置１について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、実施の形態に係る撮像装置１を示す平面図である。
　図２は、図１のII－II断面図である。
　図３は、図２のＢ部拡大図である。
　図４は、実施の形態に係る撮像装置１を示す上面側分解斜視図である。
　図５は、実施の形態に係る撮像装置１の一部を示す底面側分解斜視図である。
　図６は、実施の形態におけるトップカバー支持部１２を示す概略平面図である。
　図４に示すように、撮像装置１は、筐体１０と、ストッパ２０と、トップカバー３０と、配線基板４０と、レンズモジュール５０と、導光体６０と、遮光体７０と、照明用発光素子８１と、測距用発光素子８２と、光検出器９０と、を備える。
　例えば、撮像装置１は、手のひらの静脈などの生体情報を撮像する生体認証装置或いはこの生体認証装置の一部となる生体認証用撮像装置として用いることができる。
　筐体１０は、開口部１１と、トップカバー支持部１２と、導光体支持部１３（図５参照）と、ストッパ爪部用凹部１４と、を有する。筐体１０は、撮像部Ｐを収容する。詳しくは後述するが、撮像部Ｐは、レンズモジュール５０と撮像素子４１とを有する。筐体１０は、枠状を呈する。例えば、筐体１０は、平面視において正方形状の枠状を呈する。
　開口部１１は、図２に示す撮像部Ｐの光軸Ａ方向に開口する。例えば、開口部１１は、平面視において筐体１０の中央に円形状に形成されている。
　トップカバー支持部１２の少なくとも一部は、開口部１１の周縁においてトップカバー３０を支持する。例えば、トップカバー支持部１２は、筐体１０の上面のうちトップカバー３０を支持する部分である。そのため、ベース部１２は、筐体１０に一体に設けられている。但し、ベース部１２が筐体１０に独立した部材として配置されていてもよい。
　図２、図４、及び図６に示すように、トップカバー支持部１２は、四角形状部分１２ａと、八角形状部分１２ｂと、突出部分１２ｃとを含む。
　四角形状部分１２ａは、四角形状の突出部分１２ｃの内側に隣接する部分である。例えば、突出部分１２ｃは、筐体１０の上面から上方に突出し、トップカバー３０の周縁を支持する。
　八角形状部分１２ｂは、図６に示す８辺１２ｂ－１，１２ｂ－２，・・・，１２ｂ－８により形成される。八角形状部分１２ｂは、四角形状部分１２ａに内接するように位置する。しかし、八角形状部分１２ｂのうちの４辺１２ｂ－１，１２ｂ－３，１２ｂ－５，１２ｂ－７は、四角形状部分１２ａの４辺１２ａ－１，１２ａ－２，１２ａ－３，１２ａ－４の中央部分と同一の部分である。
　八角形状部分１２ｂは、図６に想像線（二点鎖線）で示すように、開口部１１に外接する正八角形状を呈する。そのため、八角形状部分１２ｂの８辺各々の中央部分は、開口部１１の周縁においてトップカバー３０を支持するといえる。トップカバー支持部１２の形状は、少なくとも一部が開口部１１の周縁においてトップカバー３０を支持するものであれば限定されない。　図５に示すように、導光体支持部１３は、筐体１０のうちトップカバー３０とは反対側の面（例えば底面側）に位置し、導光体６０の位置決め部６１を支持する。導光体支持部１３は、光軸Ａを回転中心とする回転対称の位置に複数配置される。例えば、導光体支持部１３は、筐体１０の底面側及び内側（光軸Ａ側）に開口する凹部であり、開口部１１の周縁に沿って９０°間隔に４つ等間隔で形成されている。
　ストッパ爪部用凹部１４には、ストッパ２０のストッパ爪部２１が挿入される。例えば、ストッパ爪部用凹部１４は、筐体１０のうちストッパ２０が配置される２つの面、すなわち、筐体１０の外周面である前後左右４つの面のうち互いに対向する２つの面、に２つずつ形成される。
　図４に示すように、２つのストッパ２０のそれぞれは、ストッパ爪部用凹部１４に挿入されるストッパ爪部２１を２つ有する。ストッパ２０は、筐体１０との間に配線基板４０を挟み込むことで、配線基板４０を筐体１０に固定する。ストッパ２０は、対向して２つ配置されることが望ましい。
　トップカバー３０は、筐体１０のトップカバー支持部１２により支持されている。例えば、トップカバー３０は、正方形状を呈する。トップカバー３０は、撮像対象物（例えば手のひら静脈）に向けて照射される照射光、及び撮像対象物からの反射光が透過するため、透光性のある材料から形成されている。
　配線基板４０は、撮像装置１の底面側に配置されている。配線基板４０は、ＣＰＵやメモリなどの部品が実装されることで、撮像用の制御部として機能する。また、撮像装置１が生体認証装置として用いられる場合、配線基板４０は、生体認証用の制御部として機能することができる。
　撮像部Ｐは、レンズモジュール５０と、配線基板４０に実装された撮像素子４１とを有する。撮像部Ｐは、筐体１０に収容されている。
　導光体６０は、後述する照明用発光素子８１から発せられる光を導光する。例えば、導光体６０は、円環状を呈し、照明用発光素子８１から出射される光を、トップカバー３０を介して撮像対象物に導光する。なお、本実施の形態では、筐体１０は、拡散体（図７～図９に示す拡散体１８０参照）を有さないため、導光体６０が光を拡散させるか或いは照明用発光素子８１が拡散光を発することが望ましい。
　導光体６０は、複数の位置決め部６１と、複数の遮光体支持部６２と、を有する。
　図５に示すように、複数の位置決め部６１は、図２に示す光軸Ａを回転中心とする回転対称の位置に配置され、複数の導光体支持部１３のいずれかに各々位置決めされる。例えば、位置決め部６１は、導光体６０の周方向に沿って９０°間隔に４つ外側に突出するように形成されている。
　遮光体支持部６２は、トップカバー３０とは反対側の面（例えば底面側）に位置し、遮光体７０を支持する。遮光体支持部６２は、光軸Ａを回転中心とする回転対称の位置に複数配置されている。例えば、遮光体支持部６２は、導光体６０の底面側及び内側（光軸Ａ側）に開口する凹部であり、導光体６０の周方向に沿って９０°間隔に４つ形成されている。
　遮光体７０は、撮像部Ｐの周囲において光を遮光する。例えば、遮光体７０は、レンズモジュール５０と導光体６０との間に配置され、レンズモジュール５０に外周面から光が入射するのを遮光する。
　遮光体７０は、複数の位置決め部７１ａを有する。例えば、位置決め部７１ａは、遮光体７０に形成された脚部７１において、脚部７１から外側に突出するように設けられる。図２に示すように、脚部７１は、配線基板４０に当接する。
　図５に示すように、位置決め部７１ａは、光軸Ａを回転中心とする回転対称の位置に配置され、複数の遮光体支持部６２のいずれかに各々位置決めされる。例えば、位置決め部７１ａは、遮光体７０の周方向に沿って９０°間隔に４つ形成されている。
　図２及び図３に示すように、レンズモジュール５０、導光体６０、及び遮光体７０は、トップカバー３０との間に間隙を隔てて配置されている。そのため、トップカバー３０は、開口部１１において、非接触状態となっている。例えば、図３に示すレンズモジュール５０とトップカバー３０との間隔Ｇは、０．１６ｍｍ程度である。本実施の形態では、１００Ｎ程度の力が加わってもレンズモジュール５０、導光体６０、及び遮光体７０がトップカバー３０に接触しないように間隔Ｇが決定されている。
　図４に示す照明用発光素子８１は、トップカバー３０を介して外部に照射される光を発する。照明用発光素子８１は、光源の一例である。例えば、照明用発光素子８１は、ＬＥＤであり、配線基板４０上に複数実装されている。照明用発光素子８１から出射される光は、上記のとおり、導光体６０及びトップカバー３０を通って撮像対象物に照射される。
　測距用発光素子８２は、測距用に用いられる発光素子である。例えば、測距用発光素子８２は、ＬＥＤであり、配線基板４０上において照明用発光素子８１よりも外側に複数実装されている。
　光検出器９０は、レンズモジュール５０の周囲において、配線基板４０上に例えば４つ実装されている。例えば、光検出器９０は、照明用発光素子８１の光量制御のために配置されている。
　上述の撮像装置１では、トップカバー支持部１２の少なくとも一部（図６に示す八角形状部分１２ｂの各辺１２ｂ－１，１２ｂ－２，・・・，１２ｂ－８の中央）が筐体１０の開口部１１の周縁においてトップカバー３０を支持する。また、レンズモジュール５０、導光体６０、及び遮光体７０は、トップカバー３０との間に間隙を隔てて配置されている。
　そのため、図２に示すように、荷重Ｌ１がトップカバー３０に加わっても、その荷重Ｌ１は、開口部１１の周縁においてトップカバー支持部１２において筐体１０に加わる（荷重Ｌ２）。また、開口部１１の周縁以外の場所（図２では、トップカバー３０の周縁）においてもトップカバー支持部１２において筐体１０に加わる（荷重Ｌ２）。
　これにより、トップカバー３０から、レンズモジュール５０、導光体６０、及び遮光体７０を介して配線基板４０に直接的に荷重が加わるのを防ぐことができる。なお、荷重Ｌ２の一部は、導光体支持部１３、導光体６０、及び遮光体７０を介して配線基板４０に伝わりうるが、荷重Ｌ２のごく一部にすぎない。
　以上説明した本実施の形態では、撮像部Ｐ、導光体６０、及び遮光体７０は、トップカバー３０との間に間隙を隔てて配置されている。また、トップカバー支持部１２は、少なくとも一部が開口部１１の周縁においてトップカバー３０を支持する。
　そのため、荷重Ｌ１がトップカバー３０に加わっても、その荷重Ｌ１は、開口部１１の周縁におけるトップカバー支持部１２において筐体１０に加わる（荷重Ｌ２）。これにより、上述のとおり、トップカバー３０から、レンズモジュール５０、導光体６０、及び遮光体７０を介して配線基板４０に直接的に荷重が加わるのを防ぐことができる。そのため、配線基板４０に実装されたＣＰＵやメモリなどの微小な部品に破損のおそれが生じるのを、複雑な構成を要さずに抑えることができる。
　よって、本実施の形態によれば、簡素な構成で撮像装置１の耐久性を向上させることができる。
　また、本実施の形態では、筐体１０の導光体支持部１３は、筐体１０のうちトップカバー３０とは反対側の面（例えば底面側）に位置し、導光体６０を支持する。導光体６０の遮光体支持部６２は、導光体６０のうちトップカバー３０とは反対側の面（例えば底面側）に位置し、遮光体７０を支持する。
　そのため、筐体１０の底面側から、配線基板４０及びレンズモジュール５０のみならず、導光体６０及び遮光体７０も配置することができる。したがって、撮像装置１の組立作業の作業性を向上させることができる。また、より一層簡素な構成とすることができる。
　また、本実施の形態では、導光体支持部１３及び遮光体支持部６２は、回転対称の位置に複数配置される。導光体６０の複数の位置決め部６１は、回転対称の位置に配置され、複数の導光体支持部１３のいずれかに各々位置決めされ支持される。遮光体７０の複数の位置決め部７１ａは、回転対称の位置に配置され、複数の遮光体支持部６２のいずれかに各々位置決めされ支持される。
　そのため、導光体６０及び遮光体７０の向きを揃える作業が簡易化され、導光体６０及び遮光体７０を筐体１０に対して容易に配置することができる。したがって、撮像装置１の組立作業の作業性をより一層向上させることができる。
　　１　　　撮像装置
　１０　　　筐体
　１１　　　開口部
　１２　　　トップカバー支持部
　１２ａ　　　四角形状部分
　１２ｂ　　　八角形状部分
　１２ｃ　　　突出部分
　１３　　　導光体支持部
　１４　　　ストッパ爪部用凹部
　２０　　　ストッパ
　２１　　　ストッパ爪部
　３０　　　トップカバー
　４０　　　配線基板
　４１　　　撮像素子
　５０　　　レンズモジュール
　６０　　　導光体
　６１　　　位置決め部
　６２　　　遮光体支持部
　７０　　　遮光体
　７１　　　脚部
　７１ａ　　　位置決め部
　８１　　　照明用発光素子
　８２　　　測距用発光素子
　９０　　　光検出器
１０１　　　撮像装置
１１０　　　筐体
１１１　　　筐体爪部
１１２　　　位置決めピン
１２０　　　ストッパ
１２１　　　　筐体爪部用凹部
１３０　　　トップカバー
１４０　　　配線基板
１４１　　　撮像素子
１４２　　　位置決め孔
１５０　　　レンズモジュール
１６０　　　導光体
１６１　　　位置決め部
１６２　　　凹部
１７０　　　遮光体
１８０　　　拡散体
１８１　　　位置決め部
　　Ｐ　　　撮像部

Claims (3)

  1. 　配線基板と、
    　前記配線基板に実装された撮像素子を有する撮像部と、
    　前記撮像部を収容し前記撮像部の光軸方向に開口する開口部が形成された枠状の筐体と、
    　前記筐体に配置されたトップカバーと、
    　前記トップカバーを介して外部に照射される光を発する光源と、
    　前記光源から発せられる光を導光する導光体と、
    　前記撮像部の周囲において光を遮光する遮光体と、を備え、
    　前記撮像部、前記導光体、及び前記遮光体は、前記トップカバーとの間に間隙を隔てて配置され、
    　前記筐体は、少なくとも一部が前記開口部の周縁において前記トップカバーを支持するトップカバー支持部を有する、
    　ことを特徴とする撮像装置。
  2. 　前記筐体は、前記トップカバーとは反対側の面に位置し前記導光体を支持する導光体支持部を有し、
    　前記導光体は、前記トップカバーとは反対側の面に位置し前記遮光体を支持する遮光体支持部を有する、
    　ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
  3. 　前記導光体支持部及び前記遮光体支持部は、回転対称の位置に複数配置され、
    　前記導光体は、回転対称の位置に配置され前記複数の導光体支持部のいずれかに各々位置決めされる複数の位置決め部を有し、
    　前記遮光体は、回転対称の位置に配置され前記複数の遮光体支持部のいずれかに各々位置決めされる複数の位置決め部を有する、
    　ことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
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