CN109313377B - 摄像装置 - Google Patents
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Abstract
摄像装置包括:测距用光源;光阑,其上形成有用于使从所述测距用光源发出的光通过的贯通孔;以及测距用镜头,其配置于从所述测距用光源发出的光的光路上,所述光阑具有向与所述测距用光源相反的一侧突出的多个压入用凸部,所述测距用镜头被压入到被所述多个压入用凸部包围的区域内。
Description
技术领域
本发明涉及摄像装置。
背景技术
以往,在根据手掌或手指的静脉、指纹、瞳孔的虹膜等生物体信息进行认证的生物体认证装置中已使用摄像装置,所述摄像装置包括配置于配线基板上的摄像元件和将光会聚到该摄像元件上的镜头单元。关于这样的摄像装置,已知如下的摄像装置,其还包括用于测量与摄像对象物之间的距离的测距用光源、和阻断从该测距用光源发出的光的扩散的光阑(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4708220号公报
发明内容
发明要解决的课题
作为与上述那样设置于摄像装置的光阑相关的技术,下面对参考技术中的利用图9以及图10所示的光阑111的测距用的结构进行说明。
图9以及图10是用于对参考技术中的测距用的结构进行说明的分解立体图以及剖视图。
在设置于配线基板140的周缘上的矩形框状(方形筒状)的框部件110的四个角的位置处,分别以与框部件110分体的方式设置有图9所示的光阑111。
如图9以及图10所示,在光阑111上以向上方突出的方式设置有用于对测距用镜头193进行卡定的3个爪111a。并且,在光阑111上设置有贯通孔111c。在框部件110以及光阑111被固定在配线基板140上之前,圆筒形状的孔部件196从下方被插入到该贯通孔111c内。
孔部件196在设置于上端的爪196a处与设置于贯通孔111c中的爪111b卡合。如图10所示,孔部件196被设置为,随着朝向上方而贯通孔196b的直径逐渐增大,该贯通孔196b用于使从测距用发光元件194向上方发出的光通过。
这样将孔部件196与光阑111分体设置的理由如下:由于在光阑111上设置有爪111a,因此从成型时的脱模的观点考虑,无法设置孔部件196的贯通孔196b那样的随着远离测距用发光元件194而直径逐渐增大的贯通孔。
在图9以及图10所示的结构中,孔部件196配置于光阑111,从而与孔部件196未配置于光阑111的情况相比,零件数增加,并且组装工时增加。而且,若因掉落等而对摄像装置施加了冲击,则会产生测距用镜头193与孔部件196的中心轴线的位置偏移以及孔部件196与光阑111的中心轴线的位置偏移。若产生这样的位置偏移,则从测距用镜头193射出的光的光量变少。
本发明就是鉴于这样的问题而完成的,提供能够简化测距用的结构的摄像装置。
用于解决课题的手段
公开的摄像装置包括:测距用光源;光阑,其上形成有用于使从所述测距用光源发出的光通过的贯通孔;以及测距用镜头,其配置于从所述测距用光源发出的光的光路上,所述光阑具有在与所述测距用光源相反的一侧突出的多个压入用凸部,所述测距用镜头被压入到被所述多个压入用凸部包围的区域内。
发明效果
根据公开的摄像装置,能够简化测距用的结构。
附图说明
图1是示出实施方式的摄像装置的俯视图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是示出实施方式的摄像装置的分解立体图。
图4是用于对实施方式中的偏振部件的载置状态进行说明的立体图。
图5是示出实施方式中的光阑的立体图。
图6是图5的VI-VI剖视图。
图7是图5的VII-VII剖视图。
图8是示出实施方式中的从光阑取下测距用镜头后的状态的分解立体图。
图9是用于对参考技术的测距用的结构进行说明的分解立体图。
图10是用于对参考技术的测距用的结构进行说明的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式的摄像装置1进行说明。
摄像装置1是向摄像对象物(例如手掌)照射光并利用摄像元件91接收来自该摄像对象物的反射光进行拍摄的装置。摄像元件91例如是图像传感器等。
图1是示出摄像装置1的俯视图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是示出摄像装置1的分解立体图。
如图2以及图3所示,摄像装置1包括光阑10、壳体20、顶罩30、配线基板40、镜头单元50、导光体60、遮光体70、4个偏振部件80、摄像元件91、8个照明用发光元件92(参照图4)以及4个测距用镜头93(参照图3)。并且,如图6以及图7所示,摄像装置1还包括作为测距用光源的一例的4个(多个)测距用发光元件94和4个双面胶带95。另外,测距用光源是为了测量与摄像对象物之间的距离而发光的光源。
摄像装置1用作通过拍摄手掌的静脉来进行认证的生物体认证装置,或者用作该生物体认证装置的一部分。此外,摄像装置1也可以是拍摄手指的静脉、指纹、瞳孔的虹膜等其他生物体信息的摄像装置,或者还可以是拍摄生物体信息以外的摄像对象物的摄像装置。
如图2~图4所示,光阑10呈设置于配线基板40的周缘上的框状(例如,矩形框状或者方形筒状),由此被配置于镜头单元50、摄像元件91等的周围。如图4以及图5所示,在光阑10的四个角共设置有4个向作为镜头单元50侧的中心侧凸出的凸出部11。该4个凸出部11分别作为对从测距用镜头93发出的光所扩散的范围进行限制的光阑发挥作用,因此可认为光阑10是一体地设置有4个光阑。该4个光阑(凸出部11)也可以分体地设置。
如图6以及图7所示,在凸出部11的下方配置有测距用发光元件(例如LED)94。在此,本实施方式中的下方是指与从测距用发光元件94发光的方向(上方)相反的方向。
在4个凸出部11分别形成有用于使从测距用发光元件94发出的光通过的贯通孔11c。该贯通孔11c包含上部的大径部分11c-1和直径比该大径部分11c-1的直径小的小径部分11c-2。大径部分11c-1以及小径部分11c-2均以直径向上方逐渐增大的方式设置。光阑10能够通过直径逐渐增大的贯通孔11c实现从测距用镜头93发出的光的扩散,并且将所扩散的范围限制在设置有贯通孔11c的范围内。
在贯通孔11c的上部配置有测距用镜头93。可认为该测距用镜头93配置于从测距用发光元件94发出的光的光路上。另外,在4个凸出部11分别设置有贯通孔11c,因此在光阑10上一共设置有4个贯通孔11c。与贯通孔11c对应地还分别配置有相同数量即4个测距用光源94以及4个测距用镜头93。另外,从测距用发光元件94发出的光在摄像对象物反射,并入射到摄像元件91。
在凸出部11的贯通孔11c的周围形成有向与测距用发光元件94相反的一侧即上方突出的4个(多个)压入用凸部11a。如图5以及图8所示,测距用镜头93被压入到由4个压入用凸部11a包围的区域内。
如图8所示,在测距用镜头93上的每隔90度的位置处具有从周围突出的4个突出部93a,由此在俯视观察时呈X字状。突出部93a也可以设置于测距用镜头93的镜头主体上,但是优选设置于支承该镜头主体的周围的筒形状的支承部件上。
如图8所示,测距用镜头93的未设置有突出部93a的区域的直径D与被4个压入用凸部11a包围的区域的直径d相同,但是也可以通过上述的直径D比上述的直径d大的过盈配合或者上述的直径D比上述的直径d小的间隙配合来进行压入。其中,在通过间隙配合进行压入的情况下,优选间隙为即使将摄像装置1倾斜也不产生测距用镜头93与光阑10的中心轴线的位置偏移的程度。并且还可以构成为,越靠近压入用凸部11a的末端(上侧),则被4个压入用凸部11a包围的区域的直径d越变大。
4个压入用凸部11a分别位于4个突出部93a中的相邻的2个突出部93a之间(测距用镜头93的周向之间)。另外,压入用凸部11a以及突出部93a的数量也可以是2个或3个或者5个以上。并且,还可以省略突出部93a。
如图6~图8所示,在凸出部11的上表面上的贯通孔11c的周围与测距用镜头93之间设置有双面胶带95。这样,测距用镜头93不仅被压入到被4个压入用凸部11a包围的区域内,而且还与光阑10粘接,因此测距用镜头93不易从光阑10脱落。另外,也可以代替双面胶带95而使用粘接剂等其他的粘接手段。
在凸出部11的镜头单元50侧(装置1的中心侧)以向上方突出的方式设置有与图3所示的导光体60的卡合凹部62卡合的卡合凸部11b。
如图5所示,在光阑10的内周面上设置有共8个偏振片支承部12,这些8个偏振片支承部12位于将4个凸出部11分别夹住的位置上,并载置有偏振部件80的角部分。并且,在俯视观察时的光阑10的4个边的中央的内周面时也设置有共4个偏振片支承部13,该4个偏振片支承部13分别供载置偏振部件80的各边的中央部分。
如图2以及图3所示,壳体20呈上表面开口的长方体形状。在壳体20的上端以向中央侧以及上侧呈凹状的方式设置有顶罩支承部21,该顶罩支承部21供载置顶罩30的周缘。
如图3所示,在壳体20的内周面上设置有多个供载置配线基板40的基板支承部22。该基板支承部22包含:向中央侧突出的长方体形状的支承凸部22a;以及随着向上方远离该支承凸部22a而突出量逐渐减少的导向凸部22b。该导向凸部22b将与光阑10等一同从壳体20的上方插入到壳体20内的配线基板40引导到支承凸部22a上。并且,由于设置有多个基板支承部22,因此多个导向凸部22b以从周围夹持配线基板40的方式保持该配线基板40。
如图3所示,顶罩30呈矩形板状。并且,为了使从测距用镜头93和照明用发光元件(例如LED)92向摄像对象物(例如手掌静脉)照射的照射光、来自摄像对象物的反射光等光透过,顶罩30由具备透光性的材料形成。另外,如上述那样,顶罩30在周缘处被载置于顶罩支承部21,并在该顶罩支承部21处被壳体20支承。
如图2所示,在配线基板40上安装有摄像元件91、镜头单元50、4个测距用发光元件94以及8个照明用发光元件92。并且,通过在配线基板40上还安装CPU(中央处理单元:Central Processing Unit)和存储器等元件,该配线基板40作为摄像装置1的控制部发挥作用。并且,在摄像装置1用作生物体认证装置的情况下,配线基板40可以作为生物体认证装置的控制部发挥功能。
如图2所示,镜头单元50具有镜头主体51和支承该镜头主体51的下部周围的镜头支承部件52,镜头单元50将光会聚到摄像元件91上。如图4所示,镜头主体51以及镜头支承部件52在俯视观察时呈矩形状。另外,附图仅为一例,并不限定于此。
如图4所示,镜头支承部件52具有4个遮断部52a和4个被接合部52b。
俯视观察时,4个遮断部52a在镜头支承部件52的周围4个边的各边处呈大致三角形状突出。4个遮断部52a分别在与8个照明用发光元件92中的2个照明用发光元件92相对的区域内突出。由此,4个遮断部52a设置在镜头单元50的周围的大致全周范围。另外,只要在俯视观察时遮断部52a在镜头单元50的周围的与照明用发光元件92相对的区域内突出即可,例如也可以在比照明用发光元件92靠上方的位置突出。
遮断部52a遮断来自照明用发光元件92的杂光。作为一例,该杂光是在图2所示的遮光体70的下端以及配线基板40上反射并朝向镜头主体51行进的光。
如图2所示,在4个遮断部52a载置有分别与遮光部52a对应的偏振部件80。另外,在摄像装置1中省略了偏振部件80的情况下,也可以在遮断部52a载置遮光体70等的其他部件。
如图4所示,4个被接合部52b从俯视观察时的镜头支承部件52的周围的未设置有镜头主体51的部分(例如四个角)突出到配线基板40上。被接合部52b利用未图示的粘接剂等接合材料与配线基板40接合。
如图3所示,导光体60呈圆环状,使从图2所示的照明用发光元件92出射的光透过顶罩30,并将其引导至摄像对象物。优选导光体60扩散从照明用发光元件92发出的光。另外,导光体60的上表面随着从内周面侧朝向外周面侧而向下方倾斜。
在导光体60的周围以朝四个方向突出的方式设置有矩形板状的4个凸缘部61。这些4个凸缘部61以不与光阑10的凸出部11发生干涉并分别与光阑10的4个内周面相对的方式从光阑10的上方插入,并载置于偏振部件80上。由此,导光体60的朝向被定位为每隔90度的4个方向。而且,在导光体60的相邻的2个凸缘部61之间设置于导光体60的周围的共4处的卡合凹部62如上述那样与凸出部11的卡合凸部11b卡合。
如图3所示,遮光体70呈圆筒形状,如图2所示,遮光体70在镜头主体51的周围对光进行遮挡。在遮光体70的上端设置有在遮光体70的周围的全周范围内突出的凸缘部71。遮光体70从上方插入到导光体60的内部,并在凸缘部71处被载置于导光体60上。
4个偏振部件80如上述那样分别载置于镜头单元50的1个遮断部52a、光阑10的2个偏振片支承部12以及1个偏振片支承部13上。由此,如图2所示,4个偏振部件80配置在从照明用发光元件92发出的光的光路上即照明用发光元件92的上方。
在以上说明的本实施方式中,摄像装置1包括:作为测距用光源的一例的测距用发光元件94;光阑10,其上形成有用于使从该测距用发光元件94发出的光通过的贯通孔11c;以及测距用镜头93,其配置于从测距用发光元件94发出的光的光路上。光阑10具有在与测距用发光元件94相反的一侧突出的多个(4个)压入用凸部11a,测距用镜头93被压入到被多个压入用凸部11a包围的区域内。
通过这样将测距用镜头93压入到被多个压入用凸部11a包围的区域内,从而与图9以及图10所示的参考技术的测距用的结构、即为了设置爪111a而将孔部件196插入到光阑111的贯通孔111c中的结构相比,能够削减零件数以及组装工时。而且,由于未设置孔部件196,因此能够防止产生测距用镜头93与孔部件196的中心轴线的位置偏移以及孔部件196与光阑10的中心轴线的位置偏移。由此,根据本实施方式,能够简化用于测距的光阑10的结构。另外,通过利用压入用凸部11a的压入代替利用爪111a的卡定来实现对测距用镜头93的固定,由此还能够防止测距用镜头93产生晃动和被划伤。并且,与具有卡挂部分的爪111a相比,压入用凸部11a不易发生破损。
并且,在本实施方式中,测距用镜头93具有从周围突出的多个(4个)突出部93a,多个压入用凸部11a分别位于多个突出部93a中的相邻的2个突出部93a之间。因此,与未设置突出部93a的情况下的测距用镜头93相比,能够简单且可靠地进行测距用镜头93的压入。
并且,在本实施方式中,摄像装置1还包括摄像元件91和将光会聚到该摄像元件91的镜头单元50。光阑10呈位于摄像元件91以及镜头单元50的周围的框状,并形成有多个贯通孔11c。摄像装置1包括分别与多个贯通孔11c相同数量(4个)的测距用发光元件94以及测距用镜头93。通过这样在单一的光阑10上形成多个贯通孔11c,从而相比配置多个光阑的情况而言能够削减零件数以及组装工时。而且,能够防止多个贯通孔11c的位置发生偏移。
并且,在本实施方式中,测距用镜头93被双面胶带95等粘接手段粘接于光阑10。因此,能够如上述那样简化测距用的结构,并且能够防止测距用镜头93轻易从光阑10上脱落。
另外,本发明不仅限于上述的实施方式,在实施阶段中的不脱离其主旨的范围内能够对构成要素变形并使其具体实现。并且,通过实施方式所公开的多个构成要素的适当组合而能够形成各种发明。例如,也可以适当地组合实施方式中示出的所有构成要素。这样,在不脱离发明宗旨的范围内能够进行各种变形和应用。
标号说明
1:摄像装置,10:光阑,11:凸出部,11a:压入用凸部,11b:卡合凸部,11c:贯通孔,11c-1:大径部分,11c-2:小径部分,12:偏振片支承部,13:偏振片支承部,20:壳体,21:顶罩支承部,22:基板支承部,22a:支承凸部,22b:导向凸部,30:顶罩,40:配线基板,50:镜头单元,51:镜头主体,52:镜头支承部件,52a:遮断部,52b:被接合部,60:导光体,61:凸缘部,62:卡合凹部,70:遮光体,71:凸缘部,80:偏振部件,91:摄像元件,92:照明用发光元件,93:测距用镜头,93a:突出部,94:测距用发光元件,95:双面胶带。
Claims (2)
1.一种摄像装置,其特征在于,该摄像装置包括:
4个测距用光源;
摄像元件;
镜头单元,其将光会聚到所述摄像元件;
光阑,其呈位于所述摄像元件以及所述镜头单元的周围的矩形框状,在其4个角分别一体设置有向所述镜头单元侧突出的凸出部,在4个所述凸出部上分别形成有用于使从所述测距用光源发出的光通过的贯通孔,该贯通孔的直径向从所述测距用光源发光的方向逐渐增大;以及
4个测距用镜头,它们配置于从所述测距用光源发出的光的光路上,
所述光阑具有形成于所述凸出部且在所述贯通孔的周围在与所述测距用光源相反的一侧突出的多个压入用凸部,
所述测距用镜头被压入到被所述多个压入用凸部包围的区域内,
所述测距用镜头具有从该测距用镜头的周围突出的多个突出部,
所述多个压入用凸部分别位于所述多个突出部中的相邻的2个突出部之间,
所述测距用镜头中的未设置所述突出部的区域的直径大于等于被所述多个压入用凸部包围的区域的直径,
所述贯通孔包含上部的大径部分和直径比该大径部分的直径小的小径部分,该大径部分和该小径部分均以直径随着朝向从所述测距用光源发出光的方向而逐渐增大的方式设置。
2.根据权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,
所述测距用镜头与所述光阑粘接。
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