CN101271246A - 图像拍摄设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种图像拍摄设备，其为对象进行照明并且接收从对象反射的光，以拍摄该对象的图像，提供该图像拍摄设备以实现小尺寸结构和简易装配。将多个发光元件安装在图像传感器的外围的多个位置，而且导光体将来自所述多个发光元件的光引导到图像拍摄范围以进行照明。而且所述导光体的多个突起被罩体的下端挤压，该罩体阻隔了来自图像拍摄范围外部的光，该罩体的上端被滤光器挤压。在所述罩体的下端设置有狭缝。即使在其中将可见光滤光器安装在罩体上并且固定到外部壳体的组件中，也能够通过狭缝的弹簧作用，来防止罩体和可见光滤光器之间出现间隙。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像拍摄设备，其将来自发光元件的光引导到对象，以照射该对象并拍摄图像，具体地，涉及一种紧凑且容易装配的图像拍摄设备。
背景技术
使用均匀的光来照射对象并拍摄该对象的预定范围的图像的图像拍摄设备被广泛使用。在使用由这种图像拍摄设备拍摄的图像来进行图像处理的图像处理系统中，尤其需要清晰的拍摄图像。
例如，随着近年来在生物测定技术中的进步，已经提出了拍摄图像并执行使得能够在人类之间进行区分的人体各部分的特征识别(例如指纹和趾纹、眼睛的虹膜图案、面部特征、血管图案等)的各种设备，以进行个体的认证。
具体地，可以从手掌和手背中的血管以及手指和掌纹获得相当大量的个体特征数据，使得这些数据能够用于确保个体认证的可靠性。此外，血管(静脉)的图案从幼年起在整个生命中都保持不变，并且被认为对于每个个体都是唯一的，这使得它们适合用于个体认证。
为了进行这种生物测定认证，对象的非接触图像拍摄(对于生物测定认证为人体的一部分)是必要的。为此，图像拍摄设备在某一图像拍摄范围(距离和面积)上发射均匀光强度的光，使用传感器来接收该图像拍摄范围内所反射的光，将光转换成电信号，并且输出所拍摄的图像信号。
在现有技术中，作为这种图像拍摄设备，提出了这样的结构，其中图像拍摄单元位于中央，而且多个发光元件(点光源元件)设置在其外围(例如，参见WO2004/088588(图1和图6))。在该建议中，这些点光源元件中的每一个都负责指定图像拍摄范围的照射，因此将点光源元件设置在图像拍摄单元的外围并距离其一定距离，此外，为了向图像拍摄范围提供指定的均匀强度的光，将点光源元件设置为比图像拍摄单元更接近对象。
如上所述，在现有技术的这种图像拍摄设备中，以一定距离来设置点光源元件，导致不容易将该设备做得紧凑，而且限制了它与其他设备的结合。此外，更高的紧凑性导致装配的困难，且缺陷的发生率高。由于这些原因，难以实现尺寸小且便宜的图像拍摄设备。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种图像拍摄设备，其具有小尺寸的结构，而且当进行图像拍摄时该图像拍摄设备进行对象的扩展(spread)照明，而且可以容易地装配该图像拍摄设备。
本发明的另一目的是提供一种图像拍摄设备，其具有小尺寸的结构，提供对象的宽(broad)照明以进行图像拍摄，而且减小了缺陷产品的发生率。
本发明的又一目的是提供一种图像拍摄设备，其具有小尺寸的结构，提供对象的宽照明以进行图像拍摄，而且防止了不必要的光进入到图像拍摄单元中。
为了实现这些目的，本发明的图像拍摄设备为对象进行照明，接收从对象反射的光，并拍摄对象的图像，该图像拍摄设备包括：图像传感器，其接收反射光；多个发光元件，其安装在图像传感器的外围的多个位置中；导光体，其将来自所述多个发光元件的光引导到图像拍摄范围，并对图像拍摄范围进行照明；光学单元，其容纳在所述导光体中，以将位于所照明的图像拍摄范围内的对象所反射的光引导到所述图像传感器；滤光器，其设置在所述光学单元和导光体的对象侧，并且安装在一个壳体(case)中；以及罩体(hood)，其用于阻隔所述光学单元的图像拍摄范围外部的光。在所述导光体上设置有多个突起(protrusion)，并且在罩体的下部设置有狭缝，所述导光体的突起被所述罩体的下端挤压，此外，所述罩体的上端被安装在所述壳体中的滤光器挤压。
在本发明中，优选地，在与所述罩体的下部的狭缝相对应的位置处，设置有将所述罩体定位在所述突起处的定位肋(rib)。
在本发明中，优选地，在所述罩体的下端设置有多个狭缝而且设置有多个定位肋。
在本发明中，优选地，在所述罩体的下端设置有一对定位肋，以将所述导光体的突起夹在中间。
在本发明中，优选地，与所述导光体的多个突起相对应地在所述罩体的下部设置多个狭缝以及多个定位肋。
在本发明中，优选地，在所述导光体的内表面上的圆周方向上的不同位置设置有多个突起，而且与所述多个突起相对应地在所述罩体的下部设置有多个狭缝和多个定位肋。
在本发明中，优选地，在与所述罩体的下端的狭缝的中央相对应的位置处，设置有将所述罩体定位在所述突起处的定位肋。
在本发明中，优选地，所述罩体具有支撑所述光学单元的挤压部分、对图像拍摄范围外部的光进行阻隔的罩体外壁、设置在所述外壁下部的狭缝以及挤压所述导光体的突起的定位肋。
在本发明中，优选地，所述罩体具有设置在所述罩体上部的凸缘(flange)。
在本发明中，优选地，提供：电路板，其上安装了图像传感器、多个发光元件以及用于距离测量的发光元件；开孔，其安装在所述电路板上并将由用于距离测量的发光元件发射的光汇聚成光斑以照射对象；以及支撑块，其设置在所述开孔的一部分上，并且支撑所述导光体的下端的一部分。
在本发明中，优选地，所述导光体具有用于从所述多个发光元件接收光的下端部分、用于发射光到图像拍摄范围的上端部分、以及用于将来自所述多个发光元件的光从所述下端部分的引导到所述上端部分的导光部分。
在本发明中，优选地，将多个发光元件沿着图像传感器的圆周外围以预定间隔安装在所述电路板上，并且将所述导光体构造为与该圆周相对应的环状形状。
在本发明中，优选地，还提供：漫射/偏振板，其设置在所述导光体和所述多个发光元件之间，并且对来自所述多个发光元件的光进行漫射和偏振；以及安装基底，其设置在电路板上，并且其上安装有所述漫射/偏振板。
在本发明中，优选地，将用于距离测量的发光元件安装在所述电路板上，并且位于所述多个发光元件外部的位置。
在本发明中，优选地，所述多个发光元件是发射红外光的发光元件，而且所述滤光器是过滤可见光的滤光器。
此外，在本发明中，优选地，用于距离测量的发光元件具有4个发光元件，并且将其以对角关系安装在所述电路板上，并且位于所述多个发光元件外部的位置。
此外，在本发明中，优选地，还设置有：与所述电路板相连的控制板，用于连接到外部设备；以及设置在支架组件(holder assembly)中的槽(slot)，用于支撑所述控制板。
此外，优选地，所述图像传感器拍摄人体部分的图像。
在本发明中，在所述罩体的下端设置有狭缝，使得可以将可见光滤光器安装在罩体中，可以将所述可见光滤光器固定到外部壳体上以消除接合处理，而且可以防止由于狭缝对于该组件的弹簧(spring)作用而导致所述罩体和所述可见光滤光器之间出现间隙。因此，能够防止照射图像拍摄范围的光以外的光从间隙进入到光学单元34，能够阻隔外部光，并且可以拍摄清晰的图像。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的图像拍摄设备的分解结构图；
图2示出了图1的电路板上的各组件的设置；
图3是图1的图像拍摄设备的剖视图；
图4解释了图1和图3的照明系统；
图5示出了图1到图4的导光体和发光元件的结构；
图6示出了图5的发光元件所发射的光强度分布与导光体的下端部分之间的关系；
图7解释了图5的导光体的第一操作；
图8解释了图5的导光体的第二操作；
图9解释了图5的导光体的第三操作；
图10是图1和图3的罩体和导光体的立体图；
图11是图10的罩体的剖视图；
图12是图10的罩体的顶视图；
图13解释了图11的罩体的弹簧作用；
图14是图10的罩体和导光体的装配图；以及
图15解释了图10的罩体的凸缘的操作。
具体实施方式
下面，将按照图像拍摄设备的结构、照明机构、罩体结构以及其他实施方式的顺序，来解释本发明的实施方式。
图像拍摄设备
图1是本发明的一个实施方式的图像拍摄设备的分解结构图，图2是图1中的板的顶视图，而且图3是图1的图像拍摄设备的剖视图。
如图1所示，设置有摄像板20和控制板60。如图2所示，在摄像板20的中央设置有CMOS图像传感器或其他图像传感器30和偏振板32。在摄像板20上的图像传感器30的外围安装了多个发光元件22、24和多个光接收元件26。
即，图像传感器30被安装在摄像板20的中央，而且偏振板32被固定在其上。在摄像板20上沿着图像传感器3的外围的圆周安装了多个发光元件22、24和多个光接收元件26。在本实施方式中，针对图像传感器30的每个边缘，设置了分别以第一波长发光的两个第一发光元件(LED)22和分别以第二波长发光的两个第二发光元件(LED)24。即，在图像传感器30的外围设置有8个第一发光元件(LED)22和8个第二发光元件(LED)24。
在第一发光元件22和第二发光元件24之间设置有光接收元件(光电二极管)26。这些光接收元件26接收来自第一发光元件22和第二发光元件24的光(从偏振板44反射的光，如下所述)，并且被设置为进行第一发光元件22和第二发光元件24的APC(自动功率控制)。
例如，第一发光元件22发射第一波长的近红外光，而且第二发光元件24发射不同于该波长的光。使用单独的定时来驱动第一发光元件22和第二发光元件24的发光。通过使用具有不同波长的这两种发光元件类型22和24的照明所拍摄的两个图像，使得目标对象的图案(这里为血管图像)的识别变容易。
在本示例中，为了对以单独的定时来发光的第一和第二发光元件22、24中的每一个进行自动功率控制，在第一和第二发光元件22、24之间设置(position)单个光接收元件26，以接收来自第一和第二发光元件22、24的光。因此，能够减小用于APC控制的光接收元件的数量。
返回图2，在摄像板20的4个角处还设置有4个用于距离测量的(第三)发光元件52，以测量到对象的距离。这4个用于距离测量的发光元件52位于摄像板20的对角线上，并且发光元件52之间的间隔位于最远的对角线上。根据这4个用于距离测量的第三发光元件52所测量的距离来检测对象(这里为手掌)的倾斜。
即，在一个摄像板20中设置有用于拍摄对象的图像的照明系统22、24和26以及图像拍摄系统30和32，此外，还设置有距离测量系统52。
返回图1，在摄像板20的发光元件22、24的上方设置有4个漫射板44和4个偏振板42。这些漫射板44和偏振板42被固定到安装在摄像板20的4个角处的偏振/漫射基底46上。漫射板44在一定程度上漫射第一和第二发光元件22、24的方向性发光分布。偏振板42将第一和第二发光元件22、24的自然光转换成线性偏振光。
在这4个偏振板42的上方设置有环状导光体10。导光体10例如由树脂形成，并且将来自摄像板20的第一和第二发光元件22、24的光向上引导，以使用均匀的光来照射对象。为此，根据发光元件22和24在摄像板20上的位置，导光体10具有环状形状。如图4和下面解释的，该导光体10将第一和第二发光元件22、24的光向上引导，以使用均匀的光照射对象。
此外，光学单元34(下面使用图3解释)被安装在摄像板20上，位于基本上在摄像板20的中央的图像传感器30的上方并且在环状导光体10内。光学单元34包括聚光透镜或其他基于透镜的光学系统。
开孔50被安装在摄像板20上的用于距离测量的发光元件52中。开孔50阻隔了其他方向上的光的漫射，以将来自用于距离测量的发光元件52的光朝向对象引导。
与摄像板20相分离地设置控制板60。控制板60被设置为与外部设备相连接，并且控制板60具有外部连接器62和用于与摄像板20相连的摄像连接器64。该控制板60设置在摄像板20的下方，并且通过摄像连接器64与摄像板20电相连。
此外，如图1所示，配备了可见光截止滤光板76、罩体78、支架组件70A和70B以及外部壳体74。可见光截止滤光板76将从外部进入图像传感器30的可见光分量去除掉。如下面使用图10解释的，罩体78防止从导光体10泄漏的光进入到光学单元34，并阻止指定图像拍摄范围外部的光进入到光学单元34中。
如上面所解释的，在摄像板20上安装有图像传感器30、发光元件22和24、光接收元件26以及用于距离测量的发光元件52。即，在单个板上安装有照明系统和图像拍摄系统的基本结构。因此，使用了单个安装板，这有助于减少成本。
在发光元件22、24的上方，设置有环状导光体10，并且环状导光体10将发光元件22、24的光引导到可见光滤光器76。该导光体10对发光元件22、24的光进行分离，并在可见光滤光器76处发出该光。因此，即使将发光元件22、24设置在图像传感器30附近，为了进一步的紧凑性，可以在同一板20上设置这些元件，并且可以使用均匀的光来照明对象。
此外，光导板10是环状的，使得能够在环10中容纳光学单元34，有利于进一步的紧凑性。此外，罩体78防止了来自指定图像拍摄范围外部的光进入到光学单元34中，并防止了从导光体10泄漏的光进入到光学单元34中。因此，即使当将导光体10和发光元件22、24设置在图像传感器30和光学单元34的附近时，也能够防止图像拍摄精度的下降。
此外，在摄像板20上还设置有用于距离测量的发光元件52，这使得用于距离测量的摄像单元能够变得更为紧凑。控制板60与摄像板20的下部相连，并且外部线缆与控制板60的外部连接器62相连。
在摄像板20上安装有图像传感器30、发光元件22、24、光接收元件26以及用于距离测量的发光元件52，并且在支架组件70A、70B中安装该摄像板20、漫射/偏振基底46、漫射板44、偏振板42、开孔50、光学单元34、导光体10、罩体78以及控制板60，以装配摄像部分。
此外，如图1所示，该对支架组件70A和70B分别在下部具有用于插入控制板60的槽70-3、位于中央用于支撑摄像板20的支撑部分70-2、以及位于支撑部分70-2的上方用于将漫射/偏振基底46夹在中间的突起70-1。
如图3所示，导光体10在下凹槽部分12附近具有突起块16，而且罩体78具有挤压部分78-4、罩体外壁78-1、设置在罩体外壁78-1的上部的凸缘78-3、以及下挤压块78-5。
参照图1和图3来解释这种结构的装配。如图2所示，将开孔50的脚插入到摄像板20中(其上安装了图像传感器30、发光元件22和24、光接收元件26以及用于距离测量的发光元件52)，以安装一体的漫射/偏振基底46和开孔50。在该漫射/偏振基底46上，已经通过接合或类似方法预先安装了漫射板44和偏振板42。
接下来，通过连接器将控制板60与摄像板20相连，而且从两侧将支架组件70A、70B安装到该组件上。此时，如图1所示，将控制板60插入到该对支架组件70A和70B的槽70-2中，将摄像板20安装在支撑部分70-2上，而且安装漫射/偏振基底46以包围在各突起70-1之间。
接下来，在将该组件插入到壳体74中之后，将光学单元34设置在摄像板20上，而且安装导光体10以使得导光体10的下部位于开孔50的支撑块50-2上(参见图3)。
然后安装罩体78以使得下部块78-5位于导光体10的突起块16上，最后，将可见光截止滤光板76接合到壳体74的侧面上。
以这样的方式，在形成侧面构件的支架组件70A、70B上设置了用于板20和60的支撑部分70-2、70-3，以支撑板20和60，此外，将距离传感器的开孔50、导光体10和罩体78构造为互锁，而且这些组件被最上方的可见光截止滤光板76挤压。通过这种方式，用于接合的位置的数量大为减小，具体地，在壳体74中施加黏合剂和接合的工艺更少。
因此，几乎不用任何接合工艺就能够装配紧凑的图像拍摄设备1(例如，在高度和宽度上大约为3.5cm×3.5cm的图像拍摄设备)。如果将黏合剂施加在不必要的区域，则接合工艺可能导致产品本身的缺陷，此外，需要大约一个小时使黏合剂干燥，所以可用性低。
此外，如果不同的组件需要不同类型的黏合剂，则会出现兼容性的问题，而且对可以使用的黏合剂的类型具有限制。因此，对于防止缺陷的发生和改善可用性，不使用接合工艺而进行装配的能力是有利的。
照明机构
接下来，解释包括导光体的照明机构。图4是解释了本发明的一个实施方式中的导光体的操作的图，图5解释了图4的照明机构的详细结构，图6解释了图5的导光体的底部形状剪切(cutout)部分，而且图7到图9解释了图5的导光体的导光操作和漫射操作。在以下附图中，为简化解释，简化了导光体的形状。
在图4中，对与图1和图3相同的部分赋予了相同的符号。如图4所示，导光体10将来自发光元件22、24(其为点光源)的光引导到可见光滤光器76，以将光分割成三个部分。
即，实质上，从导光体10发出沿光学单元34的方向的光A3、沿导光体10的长度方向的光A2以及沿与光学单元34相反的方向的光A1。通过提供该导光体10，单个点光源22或24可以表现得好像该光源是可见光滤光器76附近的3个点光源。
如图5所示，导光体10包括上倾斜面14、两个侧面10-1和10-2以及下锥形凹槽部分12。下锥形凹槽部分12与发光元件22、24相对(其间插入了偏振板42和漫射板44)，以接收来自发光元件22、24的光。上倾斜面14是位于光学单元34侧的较高的倾斜面。
如图6所示，从发光元件22、24发射的光强度分布B描述了沿向上方向的长(更强)的圆弧形状。即，发光元件22、24的发光方向(垂直于元件的方向)上的光分量的强度B1比横向(lateral)方向的光分量的强度B2、B3高。导光体10的锥形凹槽12被形成为与该强度分布B相对应，使得在发光端可以将一个点光源看成是三个点光源，如图4所示。
即，锥形凹槽12包括接收光分量B1的平坦部分12b，以及根据光分量B2和B3的方向而倾斜、从而在两侧接收光分量B2和B3的一对倾斜面部分12a、12c，使得作为在导光体10内的反射结果，一个点光源看上去是三个点光源。由于该锥形凹槽12的形状，使得来自点光源22、24中的每一个的光好像被分割为三个部分。
此外，如下面解释的，将平坦部分12b和倾斜面部分12a、12c的长度设置为使得作为从导光体10发射的光的结果，指定区域中的光强度基本均匀。这里，接收具有最高光强度的光分量B1的平坦部分12b的长度比接收具有较低光强度的光分量B2和B3的倾斜面部分的长度短。通过这种方式，能够根据光强度分布来调节所分割的光量。
使用图7至图9来解释该操作。如图7所示，位于发光元件22、24的光强度分布B的左侧的分量B2从导光体10的左倾斜面部分12a入射到导光体10的左表面10-2上，被左表面10-2反射，并且朝向导光体10的右表面10-1传播。而且，朝向右表面10-1传播的光被右表面10-1反射，再次朝向左表面10-2传播，被左表面10-2反射，基本上垂直地入射到倾斜面14上，并且被发射到图像拍摄范围的最外侧部分。
如图8所示，位于发光元件22、24的发射光强度分布B的中央的分量B1从导光体10的中央平坦部分12b入射到导光体10上，倾斜地入射到上倾斜面14上，并且被发射到图像拍摄范围的最内侧部分。
此外，如图9所示，位于发光元件22、24的发射光强度分布B的右侧的分量B3从导光体10的右倾斜面部分12c入射到导光体10的右表面10-1上，被右表面10-1反射，并且朝向导光体10的左表面10-2传播。朝向左表面10-2传播的光被左表面10-2反射，基本上垂直地入射到倾斜面14上，并且沿图像拍摄范围的最内侧部分和最外侧部分之间的方向发射。
结合图7至图9，获得了诸如图5的光路图。即，导光体10通过锥形凹槽部分12，将来自点光源22和24的点发射光分割成三个光束，并且利用导光体10中的内表面的反射，发射每个光分量，使得光分量在导光体10的发射端表现得好像存在三个点光源一样。
在这种情况下，考虑到光学单元34和图像传感器30的图像拍摄范围，使用导光体10的上倾斜面14来调节发射方向。此外，为了在图像拍摄范围内获得基本均匀的光强度，考虑到使用图6所解释的发光元件22、24的发射光强度分布B，对导光体10的锥形凹槽部分12的平坦部分12b和倾斜面部分12a和12c的长度(即，入射宽度和入射量)进行调节。
这里，因为图6中所解释的发光元件22、24的发射光强度分布B在中间高而在外围低，所以为了获得基本均匀的光强度，使导光体10的锥形凹槽部分12的平坦部分12b的长度比倾斜面部分12a和12c的长度短，使得高光强度部分不仅入射到平坦部分12b上，而且入射到倾斜面部分12a和12c上。
利用导光体10的锥形凹槽12和上倾斜面14以及导光体10的反射，能够对反射光和直线光进行漫射和发射，使得在图像拍摄范围内获得基本均匀的光强度。即，能够使用具有基本均匀光强度的光来照射图像传感器30的图像拍摄范围。
罩体结构
图10示出了罩体78的立体图，图11是罩体的剖视图，而且图12是罩体的顶视图。如图10至12所示，罩体78具有罩体外壁78-1、用于罩体外壁78-1的保持部分78-4、暴露开口78-2、设置在罩体外壁78-1的最上部的凸缘78-3、下部块78-5，使用图3来解释这些部分。
此外，在下部块78-5上设置有其中设置了在水平(horizontal)方向上延伸的多个(这里，3个)狭缝78-7的底部78-8。在该底部78-8中设置有多个定位肋78-6。与狭缝78-7的中心位置相对应地成对地设置定位肋78-6。
同时，在导光体上，在导光体10的最下表面的内周上以相等的间隔设置有多个(这里，3个)突起形状的突起块16。如以上使用图3解释的，这三个突起块16支撑罩体78的底部78-5。
接下来，解释该罩体的操作。图13解释了罩体78中的狭缝的操作，图14是罩体78的安装的剖视图，而且图15解释了罩体78的操作。
如图3和图14所示，罩体78的暴露开口78-2设定了光学单元34，而且罩体78的挤压部分78-4在圆周方向上支撑光学单元34(也参见图3)。
如图14所示，罩体78被插入到导光体10中。此时，罩体78被插入到导光体10中，使得导光体的突起形状的突起块16位于罩体78的两个定位肋78-6之间。通过这种方式，罩体78由导光体10支撑。即，罩体78在三个点处被支撑。
此外，通过将导光体10的突起形状的突起块16包围在罩体78的两个定位肋78-6之间，可以防止罩体78的旋转。此外，如图13所示，与狭缝(凹槽)78-7的中心位置相对应地成对地设置定位肋78-6，使得突起块16的挤压使得狭缝78-7变形，导致弹簧作用。
结果，如图14所示，当将可见光滤光器76安装在罩体78(包括凸缘78-3)的上部，而且将可见光滤光器76固定到外部壳体74(参见图1和图3)上时，罩体78的上部被固定为靠近可见光滤光器76。
通过这种方式，即使在从外部施加振动或冲击时，也能够防止在罩体78和可见光滤光器76之间出现间隙。如果出现间隙，则照射对象以进行图像拍摄的光以外的光将从该间隙进入到光学单元34中，而且外部光不能被阻隔，这使得清晰的图像拍摄变得困难。
在本实施方式中，通过狭缝78-7的弹簧作用，防止了在罩体78和可见光滤光器76之间出现间隙，使得能够防止照射图像拍摄对象的光以外的光从间隙进入到光学单元34中，能够阻隔外部光，并且能够实现清晰的图像拍摄。
具体地，罩体78由树脂形成，因此狭缝78-7有利于吸收由于其上安装了图像拍摄设备的设备(例如，自动现金交易设备)的机械操作而导致的振动或冲击。
此外，如图1和图3中所解释的，作为紧凑性的结果，当图像拍摄单元34、30靠近照明机构22、10时，来自于作为发射系统的照明机构的光入射到图像拍摄系统34、30，而影响所拍摄的图像。因此，必须光学地分离发射系统和图像拍摄系统，从而设置了罩体78。
该罩体78包括不透光的屏蔽构件；在导光体10的方向上设置有罩体外壁78-1。基本垂直的罩体外壁78-1阻隔了从导光体10直接入射的光或者通过可见光滤光器76的下表面所反射的光入射到图像拍摄单元34、30上。此外，罩体外壁78-1限制了对象所反射的光的入射范围。
如图15所示，设置在罩体外壁78-1的上部的凸缘78-3在导光体10的方向上延伸，而且阻隔从导光体10所发射的光当中的由可见光滤光器76的上表面反射的光L1、L2、L3入射到图像拍摄单元34、30上。该反射光L1、L2、L3被罩体78的上端再次反射并且照射对象。
从导光体10的端部发射的光L4和杂散(stray)光被阻隔，以防止入射到图像拍摄单元34、30上。因此，通过凸缘78-3进行的光阻隔对于提高所拍摄图像的清晰度是有效的。
通过这种方式，罩体78防止了指定图像拍摄范围外部的光进入光学单元34，并防止了从导光体10发射的光当中的对照射对象没有贡献的光进入光学单元34。
其他实施方式
在上述实施方式的解释中，图像拍摄的对象是手掌，而且所拍摄图像的图像处理用于进行手掌中静脉图案的认证；然而，使用掌纹特征、手背的血管图像、手指的血管图像、面部特征、虹膜图像等的生物测定认证的应用也是可能的；此外，这些应用不限于生物测定认证，其他领域的应用也是可能的。
此外，在上述解释中，发光元件是使用两种波长的发光元件；但是可以使用单个波长。用于距离测量的发光元件的数量不限于4个，而且可以使用大于1的任意数量。罩体的支撑点的最小数量是3，以防止罩体姿势(角度)的改变。然而，狭缝的数量不限于3，而且可以使用更大的数量。类似地，如果狭缝的数量是3或更大，则可以防止姿势改变，并且可以消除间隙。
上面，已经解释了本发明的实施方式；但是可以在本发明的范围内进行各种修改，而且这些修改并不被排除在本发明的范围之外。
将多个发光元件安装在图像传感器的外围的多个位置，而且通过导光元件将来自于所述多个发光元件的光引导到图像拍摄范围以提供照明，使得能够实现这样的图像拍摄设备，其中图像拍摄系统和照明系统靠近；导光体中的突起被罩体(其阻隔了来自图像拍摄范围外部的光)的下端挤压，而且罩体的上部被滤光器挤压，使得能够实现其中将接合保持在最小程度的紧凑的图像拍摄设备，该图像拍摄设备的装配方面的可用性得到提高，而且缺陷率降低，有助于提高制造效率。此外，在罩体的下端设置狭缝，使得能够将可见光滤光器安装在罩体上，而且能够将可见光滤光器固定到外部壳体，消除了接合工艺，而且当装配时，能够通过狭缝的弹簧作用来防止罩体和可见光滤光器之间出现间隙。因此，能够防止照射图像拍摄对象的光以外的光从间隙进入到光学单元34，能够阻隔外部光，而且能够拍摄清晰的图像。
相关申请的交叉引用
本申请基于2007年3月23日提交的在先日本专利申请No.2007-77063并要求其优先权，在此通过引用并入其全部内容。
Claims (18)
1、一种图像拍摄设备，该图像拍摄设备为对象进行照明，接收从所述对象反射的光，并拍摄所述对象的图像，该图像拍摄设备包括：
图像传感器，其接收所述反射的光；
多个发光元件，其安装在所述图像传感器的外围的多个位置；
导光体，其将来自所述多个发光元件的光引导到图像拍摄范围，并对所述图像拍摄范围进行照明；
光学单元，其容纳在所述导光体中，以将位于所照明的图像拍摄范围内的对象所反射的光引导到所述图像传感器；
滤光器，其设置在所述光学单元和所述导光体的对象侧，并且安装在一个壳体中；
罩体，其用于阻隔所述光学单元的所述图像拍摄范围外部的光；
多个突起，其设置在所述导光体上并且被所述罩体的下端挤压，所述罩体的上端被安装在所述壳体中的所述滤光器挤压；以及
狭缝，其设置在所述罩体的下部。
2、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，在所述罩体的下端与所述狭缝相对应的位置处，设置有将所述罩体定位在所述突起处的定位肋。
3、根据权利要求2所述的图像拍摄设备，其中，在所述罩体的下端设置有多个狭缝，而且设置有多个定位肋。
4、根据权利要求2所述的图像拍摄设备，其中，在所述罩体的下端设置有一对定位肋，以将所述导光体的所述多个突起夹在中间。
5、根据权利要求2所述的图像拍摄设备，其中，与所述导光体的所述多个突起相对应地在所述罩体的下端设置多个狭缝以及多个定位肋。
6、根据权利要求5所述的图像拍摄设备，其中，在所述导光体的内表面上沿圆周方向在不同位置设置所述多个突起，而且与所述多个突起相对应地在所述罩体的下端设置所述多个狭缝和所述多个定位肋。
7、根据权利要求2所述的图像拍摄设备，其中，在所述罩体的下端在与狭缝的中央相对应的位置处，设置有将所述罩体定位在所述突起处的定位肋。
8、根据权利要求2所述的图像拍摄设备，其中，所述罩体包括：
挤压部分，其支撑所述光学单元；
罩体外壁，其阻隔所述图像拍摄范围外部的光；
所述狭缝，其设置在所述外壁的下部；以及
定位肋，其挤压所述导光体的所述多个突起。
9、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述罩体还包括凸缘，该凸缘设置在所述罩体的上部。
10、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，该图像拍摄设备还包括：
电路板，其上安装了所述图像传感器、所述多个发光元件以及用于距离测量的发光元件；
开孔，其安装在所述电路板上，并将所述用于距离测量的发光元件所发射的光汇聚成光斑以照射对象；以及
支撑块，其设置在所述开孔的一部分上，并且支撑所述导光体的下端的一部分。
11、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述导光体包括：
下端部分，用于从所述多个发光元件接收光；
上端部分，用于发射光到所述图像拍摄范围；以及
导光部分，用于将来自所述多个发光元件的光从所述下端部分引导到所述上端部分。
12、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述多个发光元件沿着所述图像传感器的圆周外围以预定间隔安装在所述电路板上，并且所述导光体被构造为与该圆周相对应的环状形状。
13、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，该图像拍摄设备还包括：
漫射/偏振板，其设置在所述导光体和所述多个发光元件之间，并且对来自所述多个发光元件的光进行漫射和偏振；以及
安装基底，其设置在所述电路板上，并且其上安装有所述漫射/偏振板。
14、根据权利要求10所述的图像拍摄设备，其中，所述用于距离测量的发光元件安装在所述电路板上，并且位于所述多个发光元件外部的位置。
15、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述多个发光元件是发射红外光的发光元件，而且所述滤光器是过滤可见光的滤光器。
16、根据权利要求14所述的图像拍摄设备，其中，所述用于距离测量的发光元件包括4个发光元件，所述4个发光元件以对角关系安装在所述电路板上，并且位于所述多个发光元件外部的位置。
17、根据权利要求13所述的图像拍摄设备，该图像拍摄设备还包括：
控制板，其与所述电路板相连，用于连接到外部设备；以及
槽，其设置在支架组件中，用于支撑所述控制板。
18、根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述图像传感器拍摄人体部分的图像。
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| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101208 Termination date: 20130321 |