具有测距功能的图像捕获装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种具有测距功能的图像捕获装置。该图像捕获装置照射目标物，并利用来自目标物的反射光而捕获目标物的图像。该图像捕获装置包括：用于通过接收所述反射光而捕获目标物的图像的图像传感器；用于以聚光照射目标物的测距发光器件；以及控制电路，该控制电路用于驱动所述测距发光器件，并根据由所述图像传感器捕获的图像来检测所述测距发光器件的聚光位置，从而获得距目标物的距离。为了捕获目标物的图像而设置的所述图像传感器可用作用于测距的光电探测器。由此，不必单独设置用于测距的光电探测器，这能够使图像捕获装置小型化并降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有测距功能的图像捕获装置，该图像捕获装置用于测量目标物的距离并捕获目标物的图像，尤其涉及一种图像捕获装置，该图像捕获装置用于测量距目标物的距离以便检测目标物是否在图像捕获范围内。
技术介绍
通过以均匀的光照射目标物而捕获目标物的预定范围的图像的图像捕获装置被广泛使用。在使用由这种图像捕获装置捕获的图像的图像处理系统中，尤其需要清晰的图像。例如，随着近年来生物计量技术(biometric technology)的发展，已经出现了各种用于个人识别的装置，这些装置能够这样区分个人，即捕获能够用来区分个人的活体的图像并识别活体的特征，例如，手足的指纹、眼睛的视网膜、面部和血管。具体地说，手掌与手指的血管和皮肤图案适于进行可靠的个人认证，因为从其可以获得相对大量的个人特征数据。此外，认为血管(静脉)的图案从胎儿时期开始贯穿任何人的整个一生都不会发生改变，且任何人之中无一例外都不会存在相同的图案，因此适用于个人认证。图19至图22表示传统的血管图像认证技术的说明图。如图19所示，在注册或认证时，使用者将手掌110靠近图像捕获装置100放置。图像捕获装置100发出近红外线，并使其照射手掌110。图像捕获装置100通过传感器接收从手掌110反射的近红外线。如图20所示，在静脉中流动的红血球中的血色素失去氧。这种血色素(脱氧血色素)吸收波长大约为760nm的近红外线。因此，当用近红外线照射手掌时，在静脉所处的部位中的反射减少。从而，根据反射的近红外线的强度，能够识别静脉的位置。如图19所示，首先，使用者利用图19中所示的图像捕获装置100把自己手掌的静脉图像数据注册到服务器或卡中。然后，为了进行个人认证，使用者利用图19中所示的图像捕获装置100读取自己手掌的静脉图像数据。通过将利用使用者ID提取的注册静脉图像与以上正在读取的核对静脉图像中的静脉图案进行核对来进行个人认证。例如，在核对如图21所示的注册图像与核对图像之间的静脉图案的情况下，该人被认证为本人。同时，在核对如图22所示的注册图像与核对图像之间的静脉图案的情况下，该人没有被认证为本人(参见日本特开2004-062826号公报，图2-图9)。对于这种生物计量认证等，必须以非接触方式捕获目标物(在生物计量认证情况下目标物为人体的一部分)的图像。为此，图像捕获装置100发出在某一图像捕获范围(距离和面积)内产生均匀光强的光，通过传感器接收以上图像捕获范围中的反射光，并将捕获的图像信号以电信号输出。图23和图24表示传统的图像捕获装置的说明图。如图23和图24所示，图像捕获装置100包括处于中心的图像捕获单元120和在其周围的多个发光器件130-1至130-8。图23中所示的虚线代表从多个发光器件130-1至130-8中的各个发光器件发出的具有均匀强度的光的范围。如此，通过将多个(这里是8个)点光源布置在图像捕获单元120的周围，能够以均匀强度的光照射图像捕获单元120的图像捕获范围。同时，图像捕获单元120包括诸如CMOS传感器的光电转换单元122和诸如透镜的光学系统124。由于作为平面光电探测器的光电转换器122具有预定的光接收面积，因此需要预定的光程来把图像捕获范围的反射光引导到光电转换器122的光接收平面上。为此，在光电转换单元122与目标物之间设置诸如鱼眼透镜的透镜124，从而将预定图像捕获范围的图像投影到光电转换器122的光接收平面上。因此，传统上，为了用点光源元件130-1至130-8中的每一个通过共享预定的图像捕获范围来照射目标物，使点光源元件130-1至130-8彼此远离地设置，如图23所示。此外，为了将预定均匀强度的光供应到图像捕获范围，使点光源元件130-1至130-8设置成比光电转换器122更靠近目标物，如图24所示(参见WO 2004/088588，图1和图6)。此外，在这种图像捕获装置中，必须检测目标物是否定位在焦距处。传统上，在图像捕获装置中设置了具有发光部分和光接收部分的光学距离传感器，以便测量距目标物的距离(参见WO 2004/088979，图1和图5)。例如，光学距离传感器设置在图24所示的点光源130-4和图像捕获单元120之间。在上述传统的图像捕获装置中，所述距离传感器包括发光部分和光接收部分。由于从反射光的位置开始测量距离，因此必须使光接收部分远离发光部分设置。这使得所涉及的传感器尺寸很大。此外，图像捕获装置难以小型化且当把图像捕获装置结合到设备中时存在限制。此外，为了还检测目标物的倾斜度，必须安装多个距离传感器，这进一步致使图像捕获装置难以小型化且结合到设备中时存在限制，并阻碍了成本的降低。
技术实现思路
据此，本专利技术的一个目的是提供一种具有测距功能的图像捕获装置，即使增加了测距功能该装置也具有小型化的结构。本专利技术的另一个目的是提供一种具有测距功能的图像捕获装置，即使增加了测距功能该装置也能够降低成本。本专利技术的再一个目的是提供一种具有测距功能的图像捕获装置，该装置能够以小型化结构容易地检测距目标物的距离。为了实现以上目的，根据本专利技术，提供了一种图像捕获装置，该图像捕获装置用于通过照射目标物并接收来自目标物的反射光而捕获目标物的图像，并且包括用于通过接收所述反射光而捕获图像的图像传感器；用于以聚光(spot light)照射目标物的测距发光器件；以及控制电路，该控制电路用于在测距时驱动所述测距发光器件，根据由所述图像传感器捕获的图像而检测所述测距发光器件的聚光位置，并根据检测到的聚光位置得到距目标物的距离。此外，根据本专利技术，优选地，所述测距发光器件相对于所述图像传感器设置在这样的位置，即，在所述图像传感器的图像捕获范围内照射所述聚光的位置。此外，根据本专利技术，优选地，所述测距发光器件由设置在以所述图像传感器为中心的不同位置处的至少三个测距发光器件组成。此外，根据本专利技术，优选地，上述至少三个测距发光器件设置在以所述图像传感器为中心的相对位置处。此外，根据本专利技术，优选地，所述控制电路根据由所述图像传感器捕获的图像而检测每一个测距发光器件的聚光位置，并根据所检测到的位置获得所述目标物的倾斜度。此外，根据本专利技术，优选地，所述测距发光器件安装在一电路板上，在该电路板上安装有所述图像传感器。此外，根据本专利技术，优选地，在所述图像传感器的周围布置用于在捕获图像时照射所述目标物的照射机构，且所述测距发光器件设置在该照射机构的外侧。此外，根据本专利技术，优选地，所述照射机构包括安装在所述图像传感器的周围位置的多个发光器件；环形的导光构件，该导光构件用于将所述多个发光器件的光引导至图像捕获范围从而照射该图像捕获范围；并且还包括光学单元，该光学单元容纳在所述环形的导光构件的环的内部，用于将被照射的图像捕获范围内的目标物的反射光引导至所述图像传感器。此外，根据本专利技术，优选地，所述图像捕获装置还包括电路板，在该电路板上安装有所述图像传感器、所述测距发光器件以及所述多个发光器件。此外，根据本专利技术，优选地，所述多个发光器件沿所述图像传感器周围的圆以预定间隔安装在所述电路板上，且所述导光构件具有对应于该圆的环形结构。此外，根据本专利技术，优选地，在所述环形的导光构件与所述多个发光器件之间设置有用于使所述发光器件的光扩散的扩散板。此外，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像捕获装置，该图像捕获装置用于通过照射目标物并接收来自目标物的反射光而捕获目标物的图像，并且包括：用于通过接收所述反射光而捕获图像的图像传感器；用于以聚光照射目标物的测距发光器件；以及控制电路，该控制电路用于驱 动所述测距发光器件，根据由所述图像传感器捕获的图像来检测所述测距发光器件的聚光位置，并根据检测到的位置得到距目标物的距离。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松尾浩一，中村昭博，岩口功，府川智彦，福井智，山崎行造，木村修治，
申请(专利权)人：富士通株式会社，富士通先端科技株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]