(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、
レンズモジュール及び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し、
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、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
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１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記導光体支持部は、前記筐体の前記トップカバーとは反対側の面及び前記光軸側に開口する凹部であり、
前記遮光体支持部は、前記導光体の前記トップカバーとは反対側の面及び前記光軸側に開口する凹部である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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）。【０００４】
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。【０００５】
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）。【０００６】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２１５８９９号公報
【特許文献２】特開２００７−２２９３６０号公報
【特許文献３】特開２００７−２４８８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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）。【００２２】
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。【００２３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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。
【発明の効果】
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態に係る撮像装置を示す平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図２のＢ部拡大図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】参考技術に係る撮像装置を示す断面図である。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、トップカバー支持部１２は、筐体１０に一体に設けられている。但し、トップカバー支持部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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【符号の説明】
【００６２】
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
【図１】
0005956683.tif 000002
【図２】
0005956683.tif 000003
【図３】
0005956683.tif 000004
【図４】
0005956683.tif 000005
【図５】
0005956683.tif 000006
【図６】
0005956683.tif 000007
【図７】
0005956683.tif 000008
【図８】
0005956683.tif 000009
【図９】
0005956683.tif 000010
【図１０】
0005956683.tif 000011
【図１１】
0005956683.tif 000012