JP4975494B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子の光を対象物に導き、照射し、撮像するための撮像装置に関し、特に、組み立てが容易な小型の撮像装置に関する。

対象物に均一な光を照射し、対象物の所定範囲を撮像する撮像装置は、広く利用されている。このような撮像装置の撮像画像を利用して、画像処理する画像処理システムでは、特に、鮮明な撮像画像が要求される。

例えば、近年のバイオメトリックス技術の発展に伴い、人間の体の個人を区別できる部分である生体の特徴を、例えば、手足の指紋、目の網膜、顔面、血管など、撮像し、生体の特徴を認識して、個人認証する装置が種々提供されている。

特に、手のひらや甲、指の血管、掌紋は、比較的大量の個人特徴データを得られるため、個人認証の信頼性に適している。又、血管（静脈）の模様は、胎児の時から生涯変わらず、万人不同と言われおり、個人認証に適している。

このような生体認証等には、対象物（生体認証では、人間の体の一部）を非接触で撮像する必要がある。このため、撮像装置は、ある撮像範囲（距離及び面積）において、光強度が均一となる光を発射し、その撮像範囲の反射光をセンサーで受光し、電気信号として、撮像画像信号を出力する。

この撮像装置として、従来、中央に撮像ユニットを配置し、その周囲に、複数の発光素子（点光源素子）を配置する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。この提案では、各点光源素子で、所定の撮像範囲を分担して、照射するため、点光源素子を、撮像ユニットの周囲に、離して、配置し、且つ所定の光強度の均一光を、撮像範囲に与えるため、撮像ユニットより、対象物に近接して、配置することが行われていた。
ＷＯ２００４／０８８５８８号公報（図１及び図６）

この従来の撮像装置では、前述のように、点光源素子を離して、配置するため、装置の小型化が困難であり、装置への組み込みに制限がある。又、小型化すると、組み立てに手間がかかり、不良品の発生率も高い。このため、小型で安価な撮像装置の実現が困難である。

従って、本発明の目的は、小型な構成で、対象物に対し、広がりのある照明を行い、撮像し、且つ組み立てが容易な撮像装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、小型な構成で、対象物に対し、広がりのある照明を行い、撮像し、且つ不良品の発生を低減する撮像装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、小型な構成で、対象物に対し、広がりのある照明を行い、撮像し、且つ撮像ユニットへの不要な光の侵入を防止するための撮像装置を提供することにある。

この目的の達成のため、本発明は、対象物に照明を当て、前記対象物からの反射光を受光して、撮像する撮像装置において、前記反射光を受光するイメージセンサと、前記イメージセンサの周囲の位置に搭載された複数の発光素子と、前記複数の発光素子の光を、撮像範囲に導き、前記撮像範囲を照明する円筒形状の導光体と、前記導光体の円筒内部に収容され、前記照明された撮像範囲の対象物の反射光を前記イメージセンサに導くための光学ユニットと、前記光学ユニットと前記導光体の前記対象物側に設けられ、ケースに取り付けられた光学フィルタと、前記光学ユニットの撮像範囲外の光を遮断するためのフードとを有し、前記導光体に複数の突起を設け、前記フードの下端にスリットを設け、前記フードの下端で前記導光体の突起を押さえ、且つ前記フードの上端を前記ケースに取り付けられた前記光学フィルタで押さえる。

又、本発明では、好ましくは、前記フードの下端の前記スリットに対応する位置に、前記フードを前記突起に位置決めする位置決めリブを設けた。

又、本発明では、好ましくは、前記フードの下端に、複数のスリットを設け、且つ前記位置決めリブを複数設けた。

又、本発明では、好ましくは、前記フードの下端に、前記導光体の突起を挟むように一対の前記位置決めリブを設けた。

又、本発明では、好ましくは、前記導光体の前記複数突起に対応して、前記フードの下端に、複数の前記スリットと、複数の前記位置決めリブを設けた。

又、本発明では、好ましくは、前記導光体の内面に、円周方向に異なる位置に、前記複数突起を設け、前記フードの下端に、前記複数の突起と対応して、複数の前記スリットと、複数の前記位置決めリブを設けた。

又、本発明では、好ましくは、前記フードの下端の前記スリットの中央に対応する位置に、前記フードを前記突起に位置決めする位置決めリブを設けた。

又、本発明では、好ましくは、前記フードは、前記光学ユニットを支持する押さえ部と、前記撮像範囲外の光を遮断するためのフード外壁と、前記外壁下部に設けられた前記スリットと、前記導光体の突起を押さえる前記位置決めリブとを有する。

又、本発明では、好ましくは、前記フードは、前記フード上部に設けられたフランジを有する。

又、本発明では、好ましくは、前記イメージセンサと、前記複数の発光素子と、距離測定用発光素子とを搭載した回路基板と、前記回路基板に搭載され、前記距離測定用発光素子の発光光をスポット光に集束し、前記対象物に照射するアパチャーと、前記アパチャーの一部に設けられ、前記導光体の下端の一部を支持する支持ブロックとを有する。

又、本発明では、好ましくは、前記導光体は、前記発光素子の光を導入するための下端部と、前記撮像範囲に光を出射するための上端部と、前記下端部から前記上端部へ、前記発光素子の光を導く導光部とを有する。

又、本発明では、好ましくは、前記複数の発光素子は、前記イメージセンサの周囲の円に沿って、所定の間隔で、前記回路基板に搭載され、前記導光体は、前記円に対応したリング形状で構成された。

又、本発明では、好ましくは、前記導光体と前記複数の発光素子間に設けられ、前記発光素子の光を拡散、偏光する拡散・偏光板と、前記回路基板に設けられ、前記拡散・偏光板を搭載する搭載台とを更に有する。

又、本発明では、好ましくは、前記距離測定用発光素子は、前記発光素子の外側の位置に、前記回路基板に搭載された。

又、本発明では、好ましくは、前記複数の発光素子は、赤外光を発光する発光素子で構成され、前記光学フィルタは、可視光をフィルターする光学フィルタで構成された。

又、本発明では、好ましくは、前記距離測定用発光素子は、４つの発光素子で構成され、且つ前記発光素子の外側の位置で、対角関係となるように、前記回路基板に搭載された。

又、本発明では、好ましくは、前記回路基板と接続され、外部と接続するための制御基板と、前記ホルダーアッセンブリーに設けられ、前記制御基板を支持するスロットとを更に有する。

又、本発明では、好ましくは、前記イメージセンサは、生体の一部を撮像する。

本発明では、フードの下端にスリットを設けたので、フードに可視光フィルタを取り付け、可視光フィルタを、外装ケースに、固着して、接着工程を省く、組み立てを行っても、スリットのバネ動作によって、フードと可視光フィルタとの間に、隙間が生じることを防止できる。このため、撮像対象に照射する光以外の光が、隙間から光学ユニット３４に侵入することを防ぎ、外光を遮断し、鮮明な撮像が実現できる。

以下、本発明の実施の形態を、撮像装置の構成、照明機構、フードの構成、他の実施の形態の順で説明する。

（撮像装置）
図１は、本発明の一実施の形態の撮像装置の分解構成図、図２は、図１の基板の上面図、図３は、図１の撮像装置の断面図である。

図１に示すように、カメラ基板２０と制御基板６０とが設けられる。図２に示すように、カメラ基板２０の中央には、ＣＭＯＳイメージセンサ等のイメージセンサ３０と、偏光板３２が設けられる。カメラ基板２０のイメージセンサ３０の周囲に、複数の発光素子２２，２４と受光素子２６が搭載される。

即ち、カメラ基板２０の中央に、イメージセンサ３０が搭載され、その上に、偏光板３２が、貼り付けられる。カメラ基板２０のイメージセンサ３０の周囲の円に沿って、複数の発光素子２２，２４と受光素子２６とが搭載される。この実施例では、第１の波長の光を発光する第１の発光素子（ＬＥＤ）２２と第２の波長の光を発光する第２の発光素子（ＬＥＤ）２４とが、イメージセンサ３０の各辺に、各々２つ設けられている。即ち、第１の発光素子（ＬＥＤ）２２と第２の発光素子（ＬＥＤ）２４は、イメージセンサ３０の周囲に、各々８つ設けられる。

この第１の発光素子２２と第２の発光素子２４との間に、受光素子（フォトダイオード）２６が設けられる。この受光素子２６は、第１の発光素子２２と第２の発光素子２４の光（後述する偏光板４４からの反射光）を受光し、第１の発光素子２２と第２の発光素子２４のＡＰＣ（自動パワー制御）を行うため、設けられる。

第１の発光素子２２は、例えば、第１の波長の近赤外線を発光し、第２の発光素子２４は、それと波長の異なる光を発光する。この第１の発光素子２２と第２の発光素子２４は、個別のタイミングで、発光駆動される。波長の異なる両発光素子２２，２４による照明による２つの撮像画像を利用して、目的とする対象物のパターン（ここでは、血管像）の認識を容易とする。

この例では、個別のタイミングで発光される第１、第２の発光素子２２，２４の各々の自動パワー制御を行うため、１つの受光素子２６で、第１、第２の発光素子２２，２４の光を受光するように、第１、第２の発光素子２２，２４の間に配置されている。このため、ＡＰＣ制御のための受光素子の数を減少できる。

図２に戻り、更に、カメラ基板２０の四隅には、対象物との距離を計測するための４つの距離計測用発光素子５２が設けられる。この４つの距離計測用発光素子５２は、カメラ基板２０の対角線上に配置され、且つ各々発光素子５２の間隔は、最も距離の遠い対角線上に配置される。この４つの距離計測用発光素子５２による測定距離から、対象物（ここでは、手のひら）の傾きを検出する。

即ち、１枚のカメラ基板２０には、対象物の撮像のための照明系２２，２４，２６と、撮像系３０，３２とが設けられ、更に、距離計測系５２も設けられる。

図１に戻り、カメラ基板２０の発光素子２２，２４の上方には、４枚の拡散板４４と４枚の偏光板４２とが設けられる。この拡散板４４と偏光板４２は、カメラ基板２０の四辺に、取り付けられる偏光・拡散台４６に貼り付けられる。拡散板４４は、第１、第２の発光素子２２，２４の指向性のある発光分布をある程度拡散する。偏光板４２は、第１、第２の発光素子２２，２４の自然光を直線偏光に変換する。

この４枚の偏光板４２の上方には、リング状の導光体１０が設けられる。導光体１０は、例えば、樹脂で構成され、且つカメラ基板２０の第１、第２の発光素子２２，２４の光を上方に導き、対象物に均一光を照射する。このため、導光体１０は、カメラ基板２０の発光素子２２，２４の配置に合わせ、リング形状である。この導光体１０は、図４以下で説明するように、第１、第２の発光素子２２，２４の光を上方に導きながら、対象物に均一光を照射する。

更に、カメラ基板２０のほぼ中央のイメージセンサ３０の上で、且つリング状の導光体１０内に、光学ユニット３４（図３で後述する）が、カメラ基板２０に取り付けられる。光学ユニット３４は、集光レンズ等のレンズ光学系からなる。

このカメラ基板２０の距離測定用発光素子５２には、アパチャー５０が取り付けられる。アパチャー５０は、距離測定用発光素子５２の光が、対象物方向に向かうように、他の方向への光の拡散を遮蔽する。

カメラ基板２０とは、別に、制御基板６０が設けられる。制御基板６０は、外部と接続するためのものであり、外部コネクタ６２と、カメラ基板２０とのカメラコネクタ６４とを有する。この制御基板６０は、カメラ基板２０の下部に設けられ、カメラコネクタ６４で、カメラ基板２０と電気的に接続する。

更に、図１に示すように、可視光カットフィルタ板７６、フード７８、ホルダーアッセンブリー７０Ａ，７０Ｂ、外装ケース７４を用意する。そして、可視光カットフィルタ板７６は、外部からイメージセンサ３０に入り込む可視光成分をカットする。又、フード７８は、図１０を用いて、以下に説明するように、所定の撮像範囲外の光が、光学ユニット３４に入り込むのをカットするとともに、導光板１０から漏れる光が、光学ユニット３４に侵入することを防止する。

前述のように、カメラ基板２０に、イメージセンサ３０、発光素子２２，２４、受光素子２６、距離測定用発光素子５２を搭載している。即ち、１つの基板に、照明系と撮像系の基本構成を搭載している。このため、搭載基板が１枚で済み、コストダウンに寄与する。

又、発光素子２２，２４の上部に、リング状の導光板１０を設け、発光素子２２，２４の光を可視光フィルタ７６に導いている。この導光体１０は、発光素子２２，２４の光を分光して、可視光フィルタ７６に出射する。このため、発光素子２２，２４をイメージセンサ３０に近接して設けても、且つ同一基板２０に設け、小型化できるとともに、対象物に均一な光を照明できる。

更に、導光板１０は、リング状であるため、リング１０内に、光学ユニット３４を収容でき、一層小型化が可能となる。又、フード７８は、所定の撮像範囲外の光が、光学ユニット３４に入り込むのをカットするとともに、導光板１０から漏れる光が、光学ユニット３４に侵入することを防止する。このため、導光板１０や、発光素子２２，２４を、イメージセンサ３０、光学ユニット３４に近接して設けても、撮像精度の低下を防止できる。

しかも、カメラ基板２０に、距離測定用発光素子５２を設けたので、距離測定するカメラユニットをより小型化できる。制御基板６０が、カメラ基板２０の下部に接続され、且つ制御基板６０の外部コネクタ６２に、外部ケーブルが接続される。

そして、カメラ基板２０に、イメージセンサ３０、発光素子２２，２４、受光素子２６、距離測定用発光素子５２を搭載し、このカメラ基板２０と、拡散・偏光台４６、拡散板４４、偏光板４２、アパチャー５０、光学ユニット３４、導光体１０と、フード７８、制御基板６０を、ホルダーアッセンブリー７０Ａ，７０Ｂに取り付け、カメラ部分を組み立てる。

更に、図１に示すように、一対のホルダーアッセンブリー７０Ａ，７０Ｂは、下部に、制御基板６０を挿入するスロット７０−３と、中央に、カメラ基板２０を支持する支持部７０−２と、その上に、拡散・偏光板搭載台４６を挟み込むための突起７０−１とを有する。

図３に示すように、導光板１０は、下部の溝部１２近傍に、突き出しブロック１６を有し、更に、フード７８は、押さえ部７８−４と、フード外壁７８−１と、フード外壁７８−１の上部に設けたフランジ７８−３と、下部の押さえブロック７８−５とを有する。

図１及び図３を参照して、これらの構成による組み立て動作を説明する。図２で示した、イメージセンサ３０、発光素子２２，２４、受光素子２６、距離測定用発光素子５２を搭載したカメラ基板２０に、一体化された拡散・偏光台４６とアパチャー５０を、アパチャー５０の足を挿入して、取り付ける。この拡散・偏光板搭載台４６には、予め、拡散板４４と偏光板４２とが、接着等で、取り付けられている。

次に、このカメラ基板２０に、制御基板６０をコネクタ接続し、この組み立て体に、両側からホルダーアッセンブリー７０Ａ，７０Ｂを取り付ける。この時、図１に示すように、一対のホルダーアッセンブリー７０Ａ，７０Ｂのスロット７０−２に、制御基板６０を挿入し、支持部７０−２に、カメラ基板２０を、突起７０−１に、拡散・偏光板搭載台４６を挟み込むように、取り付ける。

次に、この組み立て体を、ケース７４に挿入した後、光学ユニット３４を、カメラ基板２０にセットし、導光体１０を、導光体１０の下部が、アパチャー５０の支持ブロック５０−２（図３参照）に乗るように、取り付ける。そして、フード７８を、その下部ブロック７８−５が、導光体１０の突き出しブロック１６に乗るように、フード７８を取り付け、最後に、可視光カットフィルタ板７６を、ケース７４の側面に、接着する。

このように側板を構成するホルダーアッセンブリー７０Ａ，７０Ｂに、基板２０，６０の支持部７０−２，７０−３を設け、基板２０，６０を支持し、且つ距離センサーのアパチャー５０、導光体１０、フード７８を相互に係合するよう構成し、最上部の可視光カットフィルタ板７６で、押さえる。これにより、接着箇所が大幅に減少し、特に、ケース７４内で、接着剤を塗布し、接着する工程がなくなる。

このため、小型の撮像装置１、例えば、縦横３，５ｃｍ×３．５ｃｍ程度の撮像装置を、ほとんど接着工程なしに、組み立てることができる。又、接着工程は、余分なところに、接着剤が塗布されると、製品自体に不良を生じ、且つ接着しても、乾燥するまで、約１時間かかり、作業性が悪い。

更に、各種部品の接着剤の種類が異なると、相溶性が問題となり、接着剤の種類も制限される。このため、接着工程なしに、組み立てることは、不良品の発生を防止し、且つ作業性を高める点で、有効である。

（照明機構）
次に、導光体を含む照明機構を説明する。図４は、本発明の一実施の形態の導光体の動作説明図、図５は、図４の照明機構の詳細構成図、図６は、図５の導光体の台形切り欠き部の説明図、図７乃至図９は、図５の導光体の導光及び拡散動作の説明図である。尚、以下の図において、説明の簡単化のため、導光体の形状を簡略化してある。

図４において、図１及び図３で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。図４に示すように、導光体１０は、点光源である発光素子２２，２４の光を、３分割するように、可視光フィルタ７６に導く。

即ち、導光体１０からは、基本的に、光学ユニット３４方向の光Ａ３、導光体１０の長手方向の光Ａ２，光学ユニット３４と反対方向の光Ａ１とが、発射される。この導光体１０を設けることにより、１つの点光源２２，２４で、可視光フィルタ７６近傍では、あたかも３つの点光源として、振る舞うことができる。

図５に示すように、導光体１０は、上部斜面１４と、２つの側面１０−１，１０−２と、下部台形溝部１２とからなる。下部台形溝部１２は、偏光板４２、拡散板４４を介し発光素子２２，２４に対向し、発光素子２２，２４からの光を受ける。又、上部斜面１４は、光学ユニット３４側が高い斜面である。

図６に示すように、発光素子２２，２４から発光強度分布Ｂは、上部に向かって長い（強い）円弧状をなしている。即ち、発光素子２２，２４の光発射方向（素子の垂直方向）の光成分Ｂ１の強度が、その両側方向の光成分Ｂ２，Ｂ３より強い。導光体１０の台形状溝１２は、出射側で、図４のように、基本的に３つの点光源とみなせるように、この強度分布Ｂに対応して形成されている。

即ち、導光体１０内での反射により、３つの点光源となるように、台形状溝１２は、光成分Ｂ１を導入する平坦部分１２ｂと、その両側の光成分Ｂ２，Ｂ３を導入するため、この光成分Ｂ２，Ｂ３の方向に応じた傾きを持つ一対の斜面部分１２ａ，１２ｃとで構成されている。この台形状溝１２の形状により、あたかも、点光源２２，２４の光を、３つの光に分割する作用を果たす。

又、この平坦部分１２ｂと斜面部分１２ａ，１２ｃの長さは、後述するように、導光体１０の出射光により、所定の領域の光強度が、ほぼ均一となるように、設定されている。ここでは、最大の光強度の光成分Ｂ１を受ける平坦部分１２ｂの長さが、それより弱い光強度の光成分Ｂ２，Ｂ３を受ける斜面部分１２ａ，１２ｃの長さより、短い。これにより、光強度分布に応じて、分割される光量を調整している。

この動作を、図７乃至図９で説明する。図７に示すように、発光素子２２，２４の発光強度分布Ｂの左側の成分Ｂ２は、導光体１０の左側斜面部分１２ａから導光体１０の左側面１０−２に入射し、左側面１０−２で反射して、導光体１０の右側面１０−１に向かう。そして、右側面１０−１に向かった光は、右側面１０−１で反射し、再び、左側面１０−２に向かい、左側面１０−２で反射され、上部斜面１４にほぼ垂直に入射し、撮像範囲の最外部へ出射する。

又、図８に示すように、発光素子２２，２４の発光強度分布Ｂの中央の成分Ｂ１は、導光体１０の中央平坦部分１２ｂから導光体１０に入射し、上部斜面１４に斜めに入射し、撮像範囲の最内部へ出射する。

更に、図９に示すように、発光素子２２，２４の発光強度分布Ｂの右側の成分Ｂ３は、導光体１０の右側斜面部分１２Ｃから導光体１０の右側面１０−１に入射し、右側面１０−１で反射して、導光体１０の左側面１０−２に向かう。そして、左側面１０−２に向かった光は、左側面１０−２で反射し、上部斜面１４にほぼ垂直に入射し、撮像範囲の最内部と最外部の間へ出射する。

図７乃至図９を合成すると、図５のような光路図となる。即ち、導光体１０は、点光源２２，２４の点発光を、台形状溝部１２で、３つの光に分割し、各々の光を、導光体１０内の側面の反射を利用して、導光体１０の出射側で、３つの点光源が存在するかの如く振舞うように、出射する。

この場合に、光学ユニット３４、イメージセンサ３０の撮像範囲を考慮して、導光体１０の上部斜面１４で、出射方向を調整する。又、撮像範囲で、ほぼ均一の光強度を得るには、図６で説明した発光素子２２，２４の発光強度分布Ｂを考慮して、導光体１０の台形状溝部１２の平坦部分１２ｂ、斜面部分１２ａ，１２ｃの長さ、即ち、入射幅又は入射量を調整する。

ここでは、ほぼ均一の光強度を得るため、図６で説明した発光素子２２，２４の発光強度分布Ｂが、中央の光強度が強く、その周囲がそれより弱いため、導光体１０の台形状溝部１２の平坦部分１２ｂの長さを、斜面部分１２ａ，１２ｃの長さより短くし、光強度の強い部分が、平坦部分１２ｂにのみならず、斜面部分１２ａ，１２ｃにも入射するようにしている。

そして、導光体１０の台形形状の溝１２と上部斜面１４と、導光体１０の反射を利用して、反射光や直進光を、撮像範囲に、ほぼ均一の光強度を得るように、拡散して、出射できる。即ち、イメージセンサ３０の撮像範囲に、ほぼ均一な光強度の光を照射できる。

（フードの構成）
図１０は、フード７８の斜視図、図１１は、フードの断面図、図１２は、フードの上面図である。図１０乃至図１２に示すように、フード７８は、フード外壁７８−１と、フード外壁７８−１の押さえ部７８−４と、露光穴７８−２と、フード外壁７８−１の最上部に設けられたフランジ７８−３と、図３で説明した下部ブロック７８−５を有する。

更に、下部ブロック７８−５には、水平方向に延びる複数（ここでは、３つの）スリット７８−７を設けた底部７８−８が設けられる。この底部７８−８に、複数の位置決めリブ７８−６が設けられる。各位置決めリブ７８−６は、各々スリット７８−７の中央位置に対応して、一対設けられる。

一方、導光体１０には、突起状の突き出しブロック１６が、導光体１０の最下面の内周側に、等間隔で、複数（ここでは、３つ）設けられる。図３で説明した前述のように、この３つの突き出しブロック１６が、フード７８の底部７８−５を支持する。

次に、このフードの動作を説明する。図１３は、フード７８のスリットの動作説明図、図１４は、フード７８の取り付け時の断面図、図１５は、フード７８の動作説明図である。

図３、図１４に示すように、フード７８の露光穴７８−２は、光学ユニット３４をセットするものであり、フード７８の押さえ部７８−４は、光学ユニット３４を円周方向で支持する（図３も参照）。

図１４に示すように、フード７８を導光体１０に挿入する。この際、フード７８の２つの位置決めリブ７８−６の間に、導光体１０の突起状の突き出しブロック１６が位置するように、フード７８を導光体１０に挿入する。これにより、フード７８は、導光体１０に支持される。即ち、フード７８は、３点で支持される。

又、フード７８は、２つの位置決めリブ７８−６で、導光体１０の突起状の突き出しブロック１６を挟むため、フード７８の回転を防止できる。更に、図１３にように、各位置決めリブ７８−６は、各々スリット（溝）７８−７の中央位置に対応して、一対設けられているため、突き出しブロック１６の押し付けにより、スリット７８−７が変形し、ばねのように動作する。

このため、図１４に示すように、フード７８の上部（フランジ７８−３を含む）に、可視光フィルタ７６を取り付け、可視光フィルタ７６を、外装ケース７４（図１、図３参照）に、固着した際に、フード７８の上部は、可視光フィルタ７６に密着する。

これにより、外部からの振動や衝撃を与えられても、フード７８と可視光フィルタ７６との間に、隙間が生じることを防止できる。隙間が生じると、撮像対象に照射する光以外の光が、隙間から光学ユニット３４に侵入し、外光を遮断できず、鮮明な撮像が困難となる。

この実施の形態では、スリット７８−７のバネ動作によって、フード７８と可視光フィルタ７６との間に、隙間が生じることを防止しているため、撮像対象に照射する光以外の光が、隙間から光学ユニット３４に侵入することを防ぎ、外光を遮断し、鮮明な撮像が実現できる。

特に、フード７８は、樹脂で形成されるため、この撮像装置を取り付けた機器（例えば、自動現金取引装置）の機械的動作による振動や衝撃を受けることがあり、スリット７８−７の効果は、有効である。

又、図１、図３で説明したように、小型化のため、撮像ユニット３４，３０と、照明機構２２，１０とを近接すると、出射系である照明機構からの光が、撮像系３４，３０に入射し、撮像画像に影響する。このため、出射系と撮像系とを、光学的に分離する必要があり、フード７８を設けている。

このフード７８は、光を透過しない遮蔽部材で構成され、フード外壁７８−１を、導光体１０方向に位置させる。ほぼ、垂直のフード外壁７８−１は、導光体１０から、直接入射する、又は可視光フィルタ７６の下面で反射した光の撮像ユニット３４，３０への入射を遮蔽する。又、フード外壁７８−１は、対象物からの反射光の入射範囲を、制限する。

更に、図１５に示すように、フード外壁７８−１の上部に設けたフランジ７８−３は、導光体１０方向に伸びており、導光体１０から出射した光の内、可視光フィルタ７６の上面で、反射した光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が、撮像ユニット３４，３０へ入射することを遮断する。このような反射光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、フード７８の上端で最反射し、対象物に照射される。

又、導光体１０の端部から出射された光Ｌ４や迷光を遮断し、撮像ユニット３４，３０へ入射することを遮断する。このため、フランジ７８−３による遮断は、撮像画像の鮮明化に有効である。

このように、フード７８は、所定の撮像範囲外の光が、光学ユニット３４に入り込むのをカットするとともに、導光板１０からの出射光の内、対象物への照射に寄与しない光が、光学ユニット３４に侵入することを防止する。

（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、撮像対象物を、手のひらで説明し、撮像対象の画像処理を、手のひらの静脈パターン認証で説明したが、手の掌紋、手の甲の血管像や、指の血管像、顔、虹彩等の他の生体の特徴を利用した生体認証にも、適用でき、又、生体認証の用途に限らず、他の用途にも適用できる。

更に、発光素子を２つの波長の発光素子で説明したが、１つの波長のものでも良い。距離測定用発光素子の数も、４つに限らず、複数であれば良い。フードの支持点数は、最低３つあれば、フードの姿勢（角度）変化を防止できる。しかし、スリットの数は、３つに限らず、これ以上であっても良い。同様に、スリットの数も、３つ以上であれば、姿勢変化を防止し、隙間をなくすことができる。

以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明の趣旨の範囲内において、本発明は、種々の変形が可能であり、本発明の範囲からこれらを排除するものではない。

（付記１）対象物に照明を当て、前記対象物からの反射光を受光して、撮像する撮像装置において、前記反射光を受光するイメージセンサと、前記イメージセンサの周囲の位置に搭載された複数の発光素子と、前記複数の発光素子の光を、撮像範囲に導き、前記撮像範囲を照明する導光体と、前記導光体の内部に収容され、前記照明された撮像範囲の対象物の反射光を前記イメージセンサに導くための光学ユニットと、前記光学ユニットと前記導光体の前記対象物側に設けられ、ケースに取り付けられた光学フィルタと、前記光学ユニットの撮像範囲外の光を遮断するためのフードとを有し、前記導光体に複数の突起を設け、前記フードの下端にスリットを設け、前記フードの下端で前記導光体の突起を押さえ、且つ前記フードの上端を前記ケースに取り付けられた前記光学フィルタで押さえることを特徴とする撮像装置。

（付記２）前記フードの下端の前記スリットに対応する位置に、前記フードを前記突起に位置決めする位置決めリブを設けたことを特徴とする付記１の撮像装置。

（付記３）前記フードの下端に、複数のスリットを設け、且つ前記位置決めリブを複数設けたことを特徴とする付記２の撮像装置。

（付記４）前記フードの下端に、前記導光体の突起を挟むように一対の前記位置決めリブを設けたことを特徴とする付記２の撮像装置。

（付記５）前記導光体の前記複数突起に対応して、前記フードの下端に、複数の前記スリットと、複数の前記位置決めリブを設けたことを特徴とする付記２の撮像装置。

（付記６）前記導光体の内面に、円周方向に異なる位置に、前記複数突起を設け、前記フードの下端に、前記複数の突起と対応して、複数の前記スリットと、複数の前記位置決めリブを設けたことを特徴とする付記５の撮像装置。

（付記７）前記フードの下端の前記スリットの中央に対応する位置に、前記フードを前記突起に位置決めする位置決めリブを設けたことを特徴とする付記２の撮像装置。

（付記８）前記フードは、前記光学ユニットを支持する押さえ部と、前記撮像範囲外の光を遮断するためのフード外壁と、前記外壁下部に設けられた前記スリットと、前記導光体の突起を押さえる前記位置決めリブとを有することを特徴とする付記２の撮像装置。

（付記９）前記フードは、前記フード上部に設けられたフランジを有することを特徴とする付記１の撮像装置。

（付記１０）前記イメージセンサと、前記複数の発光素子と、距離測定用発光素子とを搭載した回路基板と、前記回路基板に搭載され、前記距離測定用発光素子の発光光をスポット光に集束し、前記対象物に照射するアパチャーと、前記アパチャーの一部に設けられ、前記導光体の下端の一部を支持する支持ブロックとを有することを特徴とする付記１の撮像装置。

（付記１１）前記導光体は、前記発光素子の光を導入するための下端部と、前記撮像範囲に光を出射するための上端部と、前記下端部から前記上端部へ、前記発光素子の光を導く導光部とを有することを特徴とする付記１の撮像装置。

（付記１２）前記複数の発光素子は、前記イメージセンサの周囲の円に沿って、所定の間隔で、前記回路基板に搭載され、前記導光体は、前記円に対応したリング形状で構成されたことを特徴とする付記１の撮像装置。

（付記１３）前記導光体と前記複数の発光素子間に設けられ、前記発光素子の光を拡散、偏光する拡散・偏光板と、前記回路基板に設けられ、前記拡散・偏光板を搭載する搭載台とを更に有することを特徴とする付記１の撮像装置。

（付記１４）前記距離測定用発光素子は、前記発光素子の外側の位置に、前記回路基板に搭載されたことを特徴とする付記１０の撮像装置。

（付記１５）前記複数の発光素子は、赤外光を発光する発光素子で構成され、前記光学フィルタは、可視光をフィルターする光学フィルタで構成されたことを特徴とする付記１の撮像装置。

（付記１６）前記距離測定用発光素子は、４つの発光素子で構成され、且つ前記発光素子の外側の位置で、対角関係となるように、前記回路基板に搭載されたことを特徴とする付記１４の撮像装置。

（付記１７）前記回路基板と接続され、外部と接続するための制御基板と、前記ホルダーアッセンブリーに設けられ、前記制御基板を支持するスロットとを更に有することを特徴とする付記１３の撮像装置。

（付記１８）前記イメージセンサは、生体の一部を撮像することを特徴とする付記１の撮像装置。

イメージセンサの周囲の位置に、複数の発光素子を搭載し、この複数の発光素子の光を、導光体で、撮像範囲に導き、照明するので、撮像系と照明系とが近接している小型の撮像装置を実現でき、導光体の突起を、撮像範囲外の光を遮断するフードの下端で、押さえ、且つフードの上端をフィルタで押さえるため、接着を最小限とする小型の撮像装置を実現でき、撮像装置の組み立ての作業性を向上し、不良率の低減、生産効率の向上に寄与する。更に、フードの下端にスリットを設けたので、フードに可視光フィルタを取り付け、可視光フィルタを、外装ケースに、固着して、接着工程を省く、組み立てを行っても、スリットのバネ動作によって、フードと可視光フィルタとの間に、隙間が生じることを防止できる。このため、撮像対象に照射する光以外の光が、隙間から光学ユニット３４に侵入することを防ぎ、外光を遮断し、鮮明な撮像が実現できる。

本発明の一実施の形態の撮像装置の分解構成図である。 図１の回路基板の部品配置図である。 図１の撮像装置の断面図である。 図１及び図３の照明系の説明図である。 図１乃至図４の導光体と発光素子の構成図である。 図５の発光素子の発光強度分布と導光体の下端部の関係図である。 図５の導光体の第１の動作説明図である。 図５の導光体の第２の動作説明図である。 図５の導光体の第３の動作説明図である。 図１及び図３のフード及び導光体の斜視図である。 図１０のフードの断面図である。 図１０のフードの上面図である。 図１１のフードのバネ動作の説明図である。 図１０のフード及び導光体の組み立て図である。 図１０のフードのフランジの動作説明図である。

符号の説明

１ 撮像装置
１０ 導光体
１０−１，１０−２ 側面
１２ 下端溝部
１４ 上端部
１６ 突き出しブロック（突起）
２０ 回路基板
２２，２４ 発光素子
２６ 受光素子
３０ イメージセンサ
３２ 偏光板
３４ 光学ユニット
４２ 偏光板
４４ 拡散板
４６ 偏光・拡散板搭載台
５０ アパチャー
５２ 距離測定用発光素子
７６ 可視光フィルタ
７８ フード
７８−１ フード外壁
７８−２ 収容穴
７８−３ フランジ
７８−４ 光学ユニット押さえ部
７８−５ 底部
７８−６ 位置決めリブ
７８−７ スリット

Claims (5)

1. 対象物に照明を当て、前記対象物からの反射光を受光して、撮像する撮像装置において、
   前記反射光を受光するイメージセンサと、
   前記イメージセンサの周囲の位置に搭載された複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子の光を、撮像範囲に導き、前記撮像範囲を照明する円筒形状の導光体と、
   前記導光体の円筒内部に収容され、前記照明された撮像範囲の対象物の反射光を前記イメージセンサに導くための光学ユニットと、
   前記光学ユニットと前記導光体の前記対象物側に設けられ、ケースに取り付けられた光学フィルタと、
   前記光学ユニットの撮像範囲外の光を遮断するためのフードとを有し、
   前記導光体に複数の突起を設け、
   前記フードの下端にスリットを設け、前記フードの下端で前記導光体の突起を押さえ、且つ前記フードの上端を前記ケースに取り付けられた前記光学フィルタで押さえる
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記フードの下端の前記スリットに対応する位置に、前記フードを前記突起に位置決めする位置決めリブを設けた
   ことを特徴とする請求項１の撮像装置。
3. 前記フードの下端に、複数のスリットを設け、且つ前記位置決めリブを複数設けた
   ことを特徴とする請求項２の撮像装置。
4. 前記フードの下端に、前記導光体の突起を挟むように一対の前記位置決めリブを設けた
   ことを特徴とする請求項２の撮像装置。
5. 前記導光体の前記複数突起に対応して、前記フードの下端に、複数の前記スリットと、複数の前記位置決めリブを設けた
   ことを特徴とする請求項２の撮像装置。

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