專利名稱：圖像檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有纖維光學(xué)塊的圖像檢測裝置。
背景技術(shù)：
作為能對2維圖像(光像)進行檢測的圖像檢測裝置，有將具有相對于光纖維的光軸傾斜的光輸出端面的纖維光學(xué)塊與固體攝像元件的受光面直接、光學(xué)地進行連接的裝置。這樣的圖像檢測裝置，例如，用于能獲得高品質(zhì)的指紋圖像的指紋檢測器等。
又，作為用固體攝像元件對從纖維光學(xué)塊輸出的光的2維圖像進行檢測的圖像檢測裝置，例如，有日本專利特開平7-211877號公報、特開平7-174947號公報和特開平10-12851號公報中所揭示的裝置。在這樣的裝置中，通常，在與纖維光學(xué)塊連接的固體攝像元件中，在其受光面的外周上設(shè)有多個電極墊。并且，連接線與該多個電極墊的各個、電氣地進行連接。
在具有上述結(jié)構(gòu)的圖像檢測裝置中，在應(yīng)用具有相對于光纖維的光軸傾斜的光輸出端面的纖維光學(xué)塊的場合，纖維光學(xué)塊中的光纖維的光軸相對于連接光輸出端面的受光面成為傾斜的狀態(tài)。這時，產(chǎn)生難以最佳地兼顧在固體攝像元件中的電極墊和連接線相對于受光面傾斜的纖維光學(xué)塊的兩方面的問題。
也就是說，在纖維光學(xué)塊的剖面形狀為平行四邊形的場合，若考慮相對于受光面配置在位于光纖維的光軸的傾斜方向的外周部上的電極墊時，有因與電極墊連接的連接線與從受光面向外周部突出的纖維光學(xué)塊的斜面部分進行接觸而引起連接線斷線的可能性。
因此，為了避免纖維光學(xué)塊與連接線的接觸，考慮通過使向外周部突出的方向的纖維光學(xué)塊的長度縮短、而作成使纖維光學(xué)塊的斜面部分與固體攝像元件的電極墊和連接線的間隔具有余量的結(jié)構(gòu)。可是，若應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)時，相對于固體攝像元件的受光面，纖維光學(xué)塊的光輸出端面的面積變小。因此，在受光面中作為從纖維光學(xué)塊輸出的光所輸入的區(qū)域的受光面的有效區(qū)域就變小。
又，在纖維光學(xué)塊的剖面形狀為長方形的場合，在光輸出端面中，存在將從光輸入端面輸入的光進行輸出的輸出區(qū)域和不輸出的非輸出區(qū)域。因此，當(dāng)避開設(shè)置在受光面的外周上的電極墊、而將纖維光學(xué)塊配置成光輸出端面與受光面大致一致的狀態(tài)時，不能將從纖維光學(xué)塊輸出的光輸入至受光面整體中，受光面的有效區(qū)域變小。這樣，要將固體攝像元件的受光面整體作成有效區(qū)域是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決以上問題而作成的，其目的在于，提供能最佳地兼顧在固體攝像元件中的電極墊和連接線與相對于受光面傾斜的纖維光學(xué)塊的兩方面的圖像檢測裝置。
為了達(dá)到這樣的目的，本發(fā)明的圖像檢測裝置，其特征在于，具有(1)多條光纖維排列成其光軸成為大致平行的狀態(tài)、并形成將從光輸入端面輸入的2維圖像向光輸出端面進行傳送、光輸出端面相對于光軸以銳角的規(guī)定角度θ傾斜的纖維光學(xué)塊；(2)具有有2維的像素排列、纖維光學(xué)塊的光輸出端面與其受光面光學(xué)地連接的受光部和以與受光面同一面地配置在其外周部上的多個電極墊的固體攝像元件，(3)所述纖維光學(xué)塊，從所述受光面看，被配置成所述光軸向著包圍所述受光面的4邊中的第1邊并以所述規(guī)定角度θ傾斜的狀態(tài)，且所述多個電極墊的各個被設(shè)置在除了與所述第1邊面對的第1外周部以外的3個外周部上的任一個上。
在上述結(jié)構(gòu)的圖像檢測裝置中，固體攝像元件的受光面與相對于光軸傾斜的纖維光學(xué)塊的光輸出端面光學(xué)地進行連接。該纖維光學(xué)塊，從受光面看，被配置成光軸向著受光面的第1邊并以規(guī)定角度θ傾斜的狀態(tài)。并且，在與第1邊面對的第1外周部上，不設(shè)有電極墊。因此，能最佳地兼顧在固體攝像元件中的電極墊和連接線與相對于受光面傾斜的纖維光學(xué)塊的兩方面。


圖1是表示第1實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖；圖2是表示圖1所示的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖的一部分；圖3是以往的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖；圖4是表示第2實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖；圖5是表示圖4所示的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖的一部分；
圖6是以往的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖；圖7是表示第3實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖；圖8是表示圖7所示的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖的一部分；圖9是表示第4實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖；圖10是表示圖9所示的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖的一部分；圖11是表示第5實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖；圖12是表示圖11所示的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖的一部分；圖13是表示第6實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖；圖14是表示圖13所示的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖的一部分。
具體實施例方式
以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的圖像檢測裝置的最佳實施形態(tài)進行詳細(xì)的說明。又，在附圖的說明中，對同一要素標(biāo)上同一符號，并省略其重復(fù)的說明。又，在各附圖中的尺寸及形狀未必與實際的構(gòu)件相同。
圖1是表示第1實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖。又，圖2是表示圖1所示的圖像檢測裝置1的側(cè)面剖視圖的一部分。這里，在以下為了說明的方便，將沿固體攝像元件的受光面的像素排列的互相正交的2個方向作為x軸方向、y軸方向，將與x軸和y軸正交的鉛垂方向作為z軸方向。圖2的側(cè)面剖視圖，為從y軸方向看的xz平面中的剖視圖。又，在該圖2中，沿z軸方向分解地表示互相連接的纖維光學(xué)塊110和固體攝像元件210。
本實施形態(tài)的圖像檢測裝置1，具有纖維光學(xué)塊110和固體攝像元件210，能構(gòu)成對2維圖像(2維光像)進行檢測的裝置。
纖維光學(xué)塊110，將排列成光軸大致互相平行的多個光纖維113做成一體而形成。由此，纖維光學(xué)塊110，成為能使從一端面輸入的2維圖像沿光軸向另一端面進行傳送的結(jié)構(gòu)。在圖1和圖2中，纖維光學(xué)塊110的2個端面中，相對z軸方向位于上方的端面成為光輸入端面111，位于下方的與光輸入端面111相對的端面成為光輸出端面112。而且，光輸入端面111和光輸出端面112，都為大致相同形狀的矩形。
在圖2中，在纖維光學(xué)塊110的剖面內(nèi)圖示的斜線，表示光纖維113的光軸的傾斜方向。光輸出端面112，相對該光纖維113的光軸以銳角即規(guī)定角度θ傾斜。該傾斜角度θ，被設(shè)定成例如36度。同樣，光輸入端面111，相對光纖維113的光軸也以角度θ傾斜，光輸出端面112與光輸入端面111大致平行。又，從y軸方向看的纖維光學(xué)塊110的剖面形狀，如圖2所示，從光輸出端面112向光輸入端面111延伸的2邊成為與光纖維113的光軸大致平行的大致平行四邊形形狀。
這里，在纖維光學(xué)塊的光輸出端面中，將輸出從光輸入端面輸入的光的區(qū)域作為輸出區(qū)域，將其以外不輸出從光輸入端面輸入的光的區(qū)域作為非輸出區(qū)域。在本實施形態(tài)的纖維光學(xué)塊110中，利用上述的剖面形狀，相對作為輸入?yún)^(qū)域C1的光輸入端面111的整體來說，光輸出端面112的整體成為輸出區(qū)域B1。
固體攝像元件210，具有沿x軸方向和y軸方向?qū)ο袼剡M行2維排列、而其受光面212e成為矩形的受光部212。在圖1中，在固體攝像元件210的上面?zhèn)龋命c劃線表示的部分是受光面212e。在與受光面212e同一面、其外周上的部位，設(shè)有對受光部212等的固體攝像元件210的各部進行輸入、輸出信號用的多個電極墊211。并且，固體攝像元件210的各部，利用未圖示的信號線，與分別對應(yīng)的電極墊211電氣地進行連接。又，將上述的纖維光學(xué)塊110的光輸出端面112與受光面212e光學(xué)地進行連接。
與纖維光學(xué)塊110連接的固體攝像元件210，被載置在基板310上。在基板310上，在載置固體攝像元件210的面的外周側(cè)的規(guī)定位置上，配置有與固體攝像元件210的電極墊211分別對應(yīng)的多個內(nèi)部電極端子311。這些內(nèi)部電極端子311，利用貫通基板310的未圖示的內(nèi)部配線，與配置在基板310的側(cè)面上的外部連接用的外部電極端子312電氣地進行連接。并且，固體攝像元件210，在基板310上，被載置成分別對應(yīng)的電極墊211和內(nèi)部電極端子311接近的狀態(tài)。又，互相對應(yīng)的電極墊211和內(nèi)部電極端子311的各個，利用連接線410電氣地進行連接。
對圖1所示的圖像檢測裝置1中的纖維光學(xué)塊110與固體攝像元件210的連接關(guān)系進行說明。固體攝像元件210的受光面212e，被與y軸平行并在x軸方向相對的2邊212a、212c和與x軸平行并在y軸方向相對的2邊212b、212d的4邊包圍著。并且，纖維光學(xué)塊110，被配置成從受光面212e看，光纖維113的光軸向著4邊212a～212d中的邊212a(第1邊)并以角度θ傾斜的狀態(tài)。由此，纖維光學(xué)塊110的光軸的傾斜方向成為x軸的正方向。并且，在固體攝像元件210中，多個電極墊211的各個，被配置在與邊212a面對的第1外周部210a鄰接的2個外周部210b、210d上。
又，纖維光學(xué)塊110的光輸出端面112和固體攝像元件210的受光面212e，都是如上所述的矩形，而它們互相成為大致相同形狀。該光輸出端面112和受光面212e，被連接成其面相互大致一致的狀態(tài)。這里，在固體攝像元件的受光面中，將連接纖維光學(xué)塊的光輸出端面中的輸出區(qū)域的區(qū)域作為有效區(qū)域，將其以外的區(qū)域作為無信號區(qū)域。在本實施形態(tài)中，利用上述結(jié)構(gòu)，受光面212e的整個區(qū)域A1成為有效區(qū)域。
在由以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圖像檢測裝置1中，從光輸入端面111輸入的2維圖像，沿光纖維113的光軸向光輸出端面112進行傳送。并且，從作為輸出區(qū)域的光輸出端面112的整體輸出的2維圖像，從固體攝像元件210的受光面212e向受光部212輸入，并在受光部212的各像素中被檢測。所獲得的檢測信號，經(jīng)過輸出用的電極墊211、連接線410和內(nèi)部電極端子311，從外部電極端子312被輸出。
這樣，在本實施形態(tài)的圖像檢測裝置1中，配置在受光部212的外周上的多個電極墊211的各個，不設(shè)在位于光纖維113的光軸的傾斜方向的第1外周部210a上，而將電極墊211設(shè)在與外周部210a鄰接并互相相對的2個外周部210b和210d上。通過作成這樣的結(jié)構(gòu)，光纖維113的光軸的傾斜方向與排列有電極墊211的方向成為相同的方向。由此，就能最佳地兼顧在固體攝像元件210中的電極墊211和連接線410與相對于受光面212e傾斜的纖維光學(xué)塊110的兩方面。
也就是說，相對剖面形狀為平行四邊形的纖維光學(xué)塊110來說，由于應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，能避免從受光面212e向外周部210a突出的纖維光學(xué)塊110的斜面部分與連接線410的接觸。又，能使受光面212e的有效區(qū)域A1擴大。
這里，對本實施形態(tài)的圖像檢測裝置1與以往的圖像檢測裝置比較地進行說明。圖3是以往的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖。在圖3所示的圖像檢測裝置中，與圖1和圖2所示的圖像檢測裝置1不同，在固體攝像元件710中，在位于纖維光學(xué)塊610的光纖維613的光軸傾斜的方向的外周部上排列著電極墊711。該場合，由于從受光面712向外周部突出的纖維光學(xué)塊610的斜面部分與連接線910進行接觸、而存在連接線910斷線的可能性。又，由于使向纖維光學(xué)塊610的外周部突出的方向的長度縮短，故當(dāng)避免與連接線910接觸時，受光面712的無信號區(qū)域G1變寬，有效區(qū)域F1變窄。
對此，本實施形態(tài)中的圖像檢測裝置1，由于作成在位于光纖維113的光軸的傾斜方向的外周部210a上不設(shè)有電極墊211的結(jié)構(gòu)，故能避免纖維光學(xué)塊110與連接線410的接觸。又，由于避免與連接線410的接觸、不需要使向纖維光學(xué)塊110的外周部210a突出的方向的長度縮短，故能使受光部212的受光面212e的有效區(qū)域A1擴大。
圖4是表示第2實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖。又，圖5是表示圖4所示的圖像檢測裝置2的側(cè)面剖視圖的一部分。圖5的側(cè)面剖視圖，為從y軸方向看的xz平面中的剖視圖。又，在該圖5中，沿z軸方向分解地表示互相連接的纖維光學(xué)塊120和固體攝像元件210。
圖4所示的圖像檢測裝置2，具有纖維光學(xué)塊120、固體攝像元件210、基板310和連接線410。在它們中，對于固體攝像元件210、基板310和連接線410的結(jié)構(gòu)，是與第1實施形態(tài)同樣的。
纖維光學(xué)塊120，將排列成光軸為互相大致平行的狀態(tài)的多個光纖維123一體地形成。由此，纖維光學(xué)塊120成為能使從一方的端面輸入的2維圖像沿光軸向另一方的端面進行傳送的結(jié)構(gòu)。在圖4和圖5中，纖維光學(xué)塊120的2個端面中，相對z軸方向位于上方的端面成為光輸入端面121，位于下方的與光輸入端面121相對的端面成為光輸出端面122。而且，光輸入端面121和光輸出端面122，都為大致相同形狀的矩形。
在圖5中，在纖維光學(xué)塊120的剖面內(nèi)圖示的斜線，表示光纖維123的光軸的傾斜方向。光輸出端面122，成為以相對該光纖維123的光軸為銳角的規(guī)定角度θ進行傾斜的結(jié)構(gòu)。同樣，光輸入端面121，相對光纖維123的光軸也以角度θ傾斜，光輸出端面122與光輸入端面121成為大致平行。又，從y軸方向看的纖維光學(xué)塊120的剖面形狀，如圖5所示，成為從光輸出端面122向光輸入端面121延伸的2邊與光輸出端面122大致垂直的大致長方形。
在本實施形態(tài)的纖維光學(xué)塊120中，利用上述的剖面形狀，在光輸入端面121中，所輸入被傳送到光輸出端面122的光的一部分的區(qū)域成為輸入?yún)^(qū)域C2。又，在光輸出端面122中，輸出從輸入?yún)^(qū)域C2輸入的光的一部分的區(qū)域成為輸出區(qū)域B2，其以外的區(qū)域成為非輸出區(qū)域D2。該輸入?yún)^(qū)域C2與輸出區(qū)域B2成為互相大致相同形狀的矩形。
對圖4所示的圖像檢測裝置2中的纖維光學(xué)塊120與固體攝像元件210的連接關(guān)系進行說明。固體攝像元件210的受光面212e，被與y軸平行并在x軸方向相對的2邊212a、212c和與x軸平行并在y軸方向相對的2邊212b、212d的4邊包圍著。并且，纖維光學(xué)塊120，從受光面212e看，光纖維123的光軸被配置成向著4邊212a～212d中的邊212a并以上述的角度θ傾斜的狀態(tài)。由此，纖維光學(xué)塊120的光軸的傾斜方向成為x軸的正方向。并且，在固體攝像元件210中，多個電極墊211的各個，被配置在與邊212a面對的第1外周部210a鄰接的2個外周部210b、210d上。
又，纖維光學(xué)塊120的光輸出端面122中的輸出區(qū)域B2和固體攝像元件210的受光面212e，都是如上所述的矩形，而它們互相成為大致相同形狀。該光輸出端面122的輸出區(qū)域B2和受光面212e，被連接成其面相互大致一致的狀態(tài)。由此，包括在光輸出端面122中的非輸出區(qū)域D2的纖維光學(xué)塊120的邊212a側(cè)的部分，成為從受光部212上向外周部210a側(cè)突出的結(jié)構(gòu)。在本實施形態(tài)中，利用上述結(jié)構(gòu)，受光面212e的整個區(qū)域A2成為有效區(qū)域。
在由以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圖像檢測裝置2中，從光輸入端面121的輸入?yún)^(qū)域C2輸入的2維圖像，沿光纖維123的光軸向光輸出端面122的輸出區(qū)域B2進行傳送。并且，從作為光輸出端面122的一部分的輸出區(qū)域B2輸出的2維圖像，從固體攝像元件210的受光面212e輸入到受光部212，并在受光部212的各像素中被檢測。所獲得的檢測信號，經(jīng)過輸出用的電極墊211、連接線410和內(nèi)部電極端子311，從外部電極端子312被輸出。
這樣，在本實施形態(tài)的圖像檢測裝置2中，配置在受光部212的外周上的多個電極墊211的各個，不設(shè)在位于光纖維123的光軸的傾斜方向的第1外周部210a上，而將電極墊211設(shè)在與外周部210a鄰接并互相相對的2個外周部210b和210d上。并且，被連接成輸出區(qū)域B2和受光面212e的面相互大致一致的狀態(tài)，成為非輸出區(qū)域D2向受光部212的外周部210a突出的結(jié)構(gòu)。由此，就能最佳地兼顧在固體攝像元件210中的電極墊211和連接線410與相對于受光面212e傾斜的纖維光學(xué)塊120的兩方面。
也就是說，相對于剖面形狀為長方形的纖維光學(xué)塊120來說，由于應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，能使受光面212e的有效區(qū)域A2擴大。
這里，對本實施形態(tài)的圖像檢測裝置2與以往的圖像檢測裝置比較地進行說明。圖6是以往的圖像檢測裝置的側(cè)面剖視圖。在圖6所示的圖像檢測裝置中，與圖4和圖5所示的圖像檢測裝置2不同，在固體攝像元件720中，在位于纖維光學(xué)塊620的光纖維623的光軸傾斜的方向的外周部上排列著電極墊721。該場合，在受光面722中，連接纖維光學(xué)塊620的光輸出端面中的輸出區(qū)域的區(qū)域成為有效區(qū)域F2，連接非輸出區(qū)域的區(qū)域成為無信號區(qū)域G2。因此，不向在受光面722整體上輸入，從纖維光學(xué)塊620輸出的光，故受光面722的有效區(qū)域F2變窄。
與之相對，本實施形態(tài)中的圖像檢測裝置2，由于作成在位于光纖維123的光軸的傾斜方向的外周部210a上不設(shè)有電極墊211的結(jié)構(gòu)，故能作成纖維光學(xué)塊120向外周部210a側(cè)突出的結(jié)構(gòu)，能使受光部212的受光面212e的有效區(qū)域A2擴大。
圖7是表示第3實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖。又，圖8是表示圖7所示的圖像檢測裝置3的側(cè)面剖視圖的一部分。圖8的側(cè)面剖視圖，為從x軸方向看的yz平面中的剖視圖。又，在該圖8中，沿z軸方向分解地表示互相連接的纖維光學(xué)塊130和固體攝像元件220。
本實施形態(tài)中的圖像檢測裝置3，具有纖維光學(xué)塊130和固體攝像元件220，構(gòu)成能對2維圖像進行檢測。
纖維光學(xué)塊130，將排列成光軸為互相大致平行的狀態(tài)的多個光纖維133一體地形成。由此，纖維光學(xué)塊130成為能使從一方的端面輸入的2維圖像沿光軸向另一方的端面進行傳送的結(jié)構(gòu)。在圖7和圖8中，纖維光學(xué)塊130的2個端面中，相對z軸方向位于上方的端面成為光輸入端面131，位于下方的與光輸入端面131相對的端面成為光輸出端面132。而且，光輸入端面131和光輸出端面132，都為大致相同形狀的矩形。
在圖8中，在纖維光學(xué)塊130的剖面內(nèi)圖示的斜線，表示光纖維133的光軸的傾斜方向。光輸出端面132，成為以相對于該光纖維133的光軸為銳角的規(guī)定角度θ進行傾斜的結(jié)構(gòu)。同樣，光輸入端面131，相對于光纖維133的光軸也以角度θ傾斜，光輸出端面132與光輸入端面131成為大致平行。又，從x軸方向看的纖維光學(xué)塊130的剖面形狀，如圖8所示，成為從光輸出端面132向光輸入端面131延伸的2邊與光纖維133的光軸大致平行的大致平行四邊形。
在本實施形態(tài)的纖維光學(xué)塊130中，利用上述的剖面形狀，相對于作為輸入?yún)^(qū)域C3的光輸入端面131的整體，光輸出端面132的整體成為輸出區(qū)域B3。
固體攝像元件220，具有沿x軸方向和y軸方向?qū)ο袼剡M行2維排列、而其受光面222e成為矩形的受光部222。在與受光面222e同一面、其外周上的部位，設(shè)有多個電極墊221。并且，固體攝像元件220的各部，利用未圖示的信號線，與分別對應(yīng)的電極墊221電氣地進行連接。又，將上述的纖維光學(xué)塊130的光輸出端面132與受光面222e光學(xué)地進行連接。
與纖維光學(xué)塊130連接的固體攝像元件220，被載置在基板320上。在基板320上，在載置固體攝像元件220的面的外周側(cè)的規(guī)定位置上，配置有與固體攝像元件220的電極墊221分別對應(yīng)的多個內(nèi)部電極端子321。這些內(nèi)部電極端子321，利用貫通基板320的未圖示的內(nèi)部配線，與配置在基板320的側(cè)面上的外部連接用的外部電極端子322電氣地進行連接。并且，固體攝像元件220，在基板320上，被載置成分別對應(yīng)的電極墊221和內(nèi)部電極端子321接近的狀態(tài)。又，互相對應(yīng)的電極墊221和內(nèi)部電極端子321的各個，利用連接線420電氣地進行連接。
對圖7所示的圖像檢測裝置3中的纖維光學(xué)塊130與固體攝像元件220的連接關(guān)系進行說明。固體攝像元件220的受光面222e，被與x軸平行并在y軸方向相對的2邊222a、222c和與y軸平行并在x軸方向相對的2邊222b、222d的4邊包圍著。并且，纖維光學(xué)塊130被配置成從受光面222e看，光纖維133的光軸向著4邊222a～222d中的邊222a并以上述的角度θ傾斜的狀態(tài)。由此，纖維光學(xué)塊130的光軸的傾斜方向成為y軸的負(fù)方向。并且，在固體攝像元件220中，多個電極墊221的各個，被配置在與邊222a面對的第1外周部220a鄰接的外周部220b和與第1外周部220a相對的外周部220c上。
又，纖維光學(xué)塊130的光輸出端面132和固體攝像元件220的受光面222e，都是如上所述的矩形，而它們互相成為大致相同形狀。該光輸出端面132和受光面222e，被連接成其面相互大致一致的狀態(tài)。在本實施形態(tài)中，利用上述結(jié)構(gòu)，受光面222e的整個區(qū)域A3成為有效區(qū)域。
這樣，在本實施形態(tài)的圖像檢測裝置3中，配置在受光部222的外周上的多個電極墊221的各個，不設(shè)在位于光纖維133的光軸的傾斜方向的第1外周部220a上，而將電極墊221設(shè)在與外周部220a鄰接的外周部220b和與外周部220a相對的外周部220c上。由此，就能最佳地兼顧在固體攝像元件220中的電極墊221和連接線420與相對于受光面222e傾斜的纖維光學(xué)塊130的兩方面。
也就是說，對于剖面形狀為平行四邊形的纖維光學(xué)塊130來說，由于應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，能避免從受光面222e向外周部220a突出的纖維光學(xué)塊130的斜面部分與連接線420接觸。又，能使受光面222e的有效區(qū)域A3擴大。
圖9是表示第4實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖。又，圖10是表示圖9所示的圖像檢測裝置4的側(cè)面剖視圖的一部分。圖10的側(cè)面剖視圖，為從x軸方向看的yz平面中的剖視圖。又，在該圖10中，沿z軸方向分解地表示互相連接的纖維光學(xué)塊140和固體攝像元件220。
圖9所示的圖像檢測裝置4，具有纖維光學(xué)塊140、固體攝像元件220、基板320和連接線420。在它們中，對于固體攝像元件220、基板320和連接線420的結(jié)構(gòu)，是與第3實施形態(tài)同樣的。
纖維光學(xué)塊140，將排列成光軸為互相大致平行的狀態(tài)的多個光纖維143一體地形成。由此，纖維光學(xué)塊140成為能使從一方的端面輸入的2維圖像沿光軸向另一方的端面進行傳送的結(jié)構(gòu)。在圖9和圖10中，纖維光學(xué)塊140的2個端面中，相對于z軸方向位于上方的端面成為光輸入端面141，位于下方的與光輸入端面141相對的端面成為光輸出端面142。而且，光輸入端面141和光輸出端面142，都為大致相同形狀的矩形。
在圖10中，在纖維光學(xué)塊140的剖面內(nèi)圖示的斜線，表示光纖維143的光軸的傾斜方向。光輸出端面142，成為以相對于該光纖維143的光軸為銳角的規(guī)定角度θ進行傾斜的結(jié)構(gòu)。同樣，光輸入端面141，相對于光纖維143的光軸也以角度θ傾斜，光輸出端面142與光輸入端面141成為大致平行。又，從x軸方向看的纖維光學(xué)塊140的剖面形狀，如圖10所示，成為從光輸出端面142向光輸入端面141延伸的2邊與光輸出端面142大致垂直的大致長方形。
在本實施形態(tài)的纖維光學(xué)塊140中，利用上述的剖面形狀，在光輸入端面141中，所輸入被傳送到光輸出端面142的光的一部分的區(qū)域成為輸入?yún)^(qū)域C4。又，在光輸出端面142中，輸出從輸入?yún)^(qū)域C4輸入的光的一部分的區(qū)域成為輸出區(qū)域B4，其以外的區(qū)域成為非輸出區(qū)域D4。該輸入?yún)^(qū)域C4與輸出區(qū)域B4成為互相大致相同形狀的矩形。
對圖9所示的圖像檢測裝置4中的纖維光學(xué)塊140與固體攝像元件220的連接關(guān)系進行說明。固體攝像元件220的受光面222e，被與x軸平行并在y軸方向相對的2邊222a、222c和與y軸平行并在x軸方向相對的2邊222b、222d的4邊包圍著。并且，纖維光學(xué)塊140被配置成從受光面222e看，光纖維143的光軸向著4邊222a～222d中的邊222a并以上述的角度θ傾斜的狀態(tài)。由此，纖維光學(xué)塊140的光軸的傾斜方向成為y軸的負(fù)方向。并且，在固體攝像元件220中，多個電極墊221的各個，被配置在與邊222a面對的第1外周部220a鄰接的外周部220b和與外周部220a相對的外周部220c上。
又，纖維光學(xué)塊140的光輸出端面142中的輸出區(qū)域B4和固體攝像元件220的受光面222e，都是如上所述的矩形，而它們互相成為大致相同形狀。該光輸出端面142的輸出區(qū)域B4和受光面222e，被連接成其面相互大致一致的狀態(tài)。由此，包括在光輸出端面142中的非輸出區(qū)域D4的纖維光學(xué)塊140的邊222a側(cè)的部分，成為從受光部222上向外周部220a側(cè)突出的結(jié)構(gòu)。在本實施形態(tài)中，利用上述結(jié)構(gòu)，受光面222e的整個區(qū)域A4成為有效區(qū)域。
這樣，在本實施形態(tài)的圖像檢測裝置4中，配置在受光部222的外周上的多個電極墊221的各個，不設(shè)在位于光纖維143的光軸的傾斜方向的第1外周部220a上，而將電極墊221設(shè)在與外周部220a鄰接的外周部220b和與外周部220a相對的外周部220c上。并且，被連接成輸出區(qū)域B4和受光面222e的面相互大致一致的狀態(tài)，成為非輸出區(qū)域D4向受光部222的外周部220a突出的結(jié)構(gòu)。由此，就能最佳地兼顧在固體攝像元件220中的電極墊221和連接線420與相對于受光面222e傾斜的纖維光學(xué)塊140的兩方面。
也就是說，對于剖面形狀為長方形的纖維光學(xué)塊140來說，由于應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，能使受光面222e的有效區(qū)域A4擴大。
圖11是表示第5實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖。又，圖12是表示圖11所示的圖像檢測裝置5的側(cè)面剖視圖的一部分。圖12的側(cè)面剖視圖，為從y軸方向看的xz平面中的剖視圖。又，在該圖12中，沿z軸方向分解地表示互相連接的纖維光學(xué)塊150和固體攝像元件230。
本實施形態(tài)中的圖像檢測裝置5，具有纖維光學(xué)塊150和固體攝像元件230，構(gòu)成能對2維圖像進行檢測。
纖維光學(xué)塊150，將排列成光軸為互相大致平行的狀態(tài)的多個光纖維153一體地形成。由此，纖維光學(xué)塊150，成為能使從一方的端面輸入的2維圖像沿光軸向另一方的端面進行傳送的結(jié)構(gòu)。在圖11和圖12中，纖維光學(xué)塊150的2個端面中，相對z軸方向位于上方的端面成為光輸入端面151，位于下方的與光輸入端面151相對的端面成為光輸出端面152。而且，光輸入端面151和光輸出端面152，都為大致相同形狀的矩形。
在圖12中，在纖維光學(xué)塊150的剖面內(nèi)圖示的斜線，表示光纖維153的光軸的傾斜方向。光輸出端面152，成為以相對該光纖維153的光軸為銳角的規(guī)定角度θ進行傾斜的結(jié)構(gòu)。同樣，光輸入端面151，相對光纖維153的光軸也以角度θ傾斜，光輸出端面152與光輸入端面151成為大致平行。又，從y軸方向看的纖維光學(xué)塊150的剖面形狀，如圖12所示，成為從光輸出端面152向光輸入端面151延伸的2邊與光纖維153的光軸大致平行的大致平行四邊形。
在本實施形態(tài)的纖維光學(xué)塊150中，利用上述的剖面形狀，相對于作為輸入?yún)^(qū)域C5的光輸入端面151的整體，光輸出端面152的整體成為輸出區(qū)域B5。
固體攝像元件230，具有沿x軸方向和y軸方向?qū)ο袼剡M行2維排列、而其受光面232e成為矩形的受光部232。在與受光面232e同一面、其外周上的部位，設(shè)有多個電極墊231。并且，固體攝像元件230的各部，利用未圖示的信號線，與分別對應(yīng)的電極墊231電氣地進行連接。又，將上述的纖維光學(xué)塊150的光輸出端面152與受光面232e光學(xué)地進行連接。
與纖維光學(xué)塊150連接的固體攝像元件230，被載置在基板330上。在基板330上，在載置固體攝像元件230的面的外周側(cè)的規(guī)定位置上，配置有與固體攝像元件230的電極墊231分別對應(yīng)的多個內(nèi)部電極端子331。這些內(nèi)部電極端子331，利用貫通基板330的未圖示的內(nèi)部配線，與配置在基板330的側(cè)面上的外部連接用的外部電極端子332電氣地進行連接。并且，固體攝像元件230，在基板330上，被載置成分別對應(yīng)的電極墊231和內(nèi)部電極端子331接近的狀態(tài)。又，互相對應(yīng)的電極墊231和內(nèi)部電極端子331的各個，利用連接線430電氣地進行連接。
對圖11所示的圖像檢測裝置5中的纖維光學(xué)塊150與固體攝像元件230的連接關(guān)系進行說明。固體攝像元件230的受光面232e，被與y軸平行并在x軸方向相對的2邊232a、232c和與x軸平行并在y軸方向相對的2邊232b、232d的4邊包圍著。并且，纖維光學(xué)塊150被配置成從受光面232e看，光纖維153的光軸被配置成向著4邊232a～232d中的邊232a并以上述的角度θ傾斜的狀態(tài)。由此，纖維光學(xué)塊150的光軸的傾斜方向成為x軸的正方向。并且，在固體攝像元件230中，多個電極墊231的各個，被配置在與邊232a面對的第1外周部230a鄰接的2個外周部230b、230d上和與第1外周部230a相對的外周部230c上。
又，纖維光學(xué)塊150的光輸出端面152和固體攝像元件230的受光面232e，都是如上所述的矩形，而它們互相成為大致相同形狀。該光輸出端面152和受光面232e，被連接成其面相互大致一致的狀態(tài)。在本實施形態(tài)中，利用上述結(jié)構(gòu)，受光面232e的整個區(qū)域A5成為有效區(qū)域。
這樣，在本實施形態(tài)的圖像檢測裝置5中，配置在受光部232的外周上的多個電極墊231的各個，不設(shè)在位于光纖維153的光軸的傾斜方向的第1外周部230a上，而將電極墊231設(shè)在與外周部230a鄰接并互相相對的2個外周部230b、230d上和與第1外周部230a相對的外周部230c上。由此，就能最佳地兼顧在固體攝像元件230中的電極墊231和連接線430與相對于受光面232e傾斜的纖維光學(xué)塊150的兩方面。
也就是說，對于剖面形狀為平行四邊形的纖維光學(xué)塊150來說，由于應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，能避免從受光面232e向外周部230a突出的纖維光學(xué)塊150的斜面部分與連接線430接觸。又，能使受光面232e的有效區(qū)域A5擴大。
圖13是表示第6實施形態(tài)的圖像檢測裝置的俯視圖。又，圖14是表示圖13所示的圖像檢測裝置6的側(cè)面剖視圖的一部分。圖14的側(cè)面剖視圖，為從y軸方向看的xz平面中的剖視圖。又，在該圖14中，沿z軸方向分解地表示互相連接的纖維光學(xué)塊160和固體攝像元件230。
圖13所示的圖像檢測裝置6，具有纖維光學(xué)塊160、固體攝像元件230、基板330和連接線430。在它們中，對于固體攝像元件230、基板330和連接線430的結(jié)構(gòu)，是與第5實施形態(tài)同樣的。
纖維光學(xué)塊160，將排列成光軸為互相大致平行的狀態(tài)的多個光纖維163一體地形成。由此，纖維光學(xué)塊160成為能使從一方的端面輸入的2維圖像沿光軸向另一方的端面進行傳送的結(jié)構(gòu)。在圖13和圖14中，纖維光學(xué)塊160的2個端面中，相對z軸方向位于上方的端面成為光輸入端面161，位于下方的與光輸入端面161相對的端面成為光輸出端面162。而且，光輸入端面161和光輸出端面162，都為大致相同形狀的矩形。
在圖14中，在纖維光學(xué)塊160的剖面內(nèi)圖示的斜線，表示光纖維163的光軸的傾斜方向。光輸出端面162，成為以相對于該光纖維163的光軸為銳角的規(guī)定角度θ進行傾斜的結(jié)構(gòu)。同樣，光輸入端面161，相對于光纖維163的光軸也以角度θ傾斜，光輸出端面162與光輸入端面161成為大致平行。又，從y軸方向看的纖維光學(xué)塊160的剖面形狀，如圖14所示，成為從光輸出端面162向光輸入端面161延伸的2邊與光輸出端面162大致垂直的大致長方形。
在本實施形態(tài)的纖維光學(xué)塊160中，利用上述的剖面形狀，在光輸入端面161中，輸入被傳送到光輸出端面162的光的一部分的區(qū)域成為輸入?yún)^(qū)域C6。又，在光輸出端面162中，輸出從輸入?yún)^(qū)域C6輸入的光的一部分的區(qū)域成為輸出區(qū)域B6，其以外的區(qū)域成為非輸出區(qū)域D6。該輸入?yún)^(qū)域C6與輸出區(qū)域B6成為互相大致相同形狀的矩形。
對圖13所示的圖像檢測裝置6中的纖維光學(xué)塊160與固體攝像元件230的連接關(guān)系進行說明。固體攝像元件230的受光面232e，被與y軸平行并在x軸方向相對的2邊232a、232c和與x軸平行并在y軸方向相對的2邊232b、232d的4邊包圍著。并且，纖維光學(xué)塊160，被配置成從受光面232e看，光纖維163的光軸向著4邊232a～232d中的邊232a并以上述的角度θ傾斜的狀態(tài)。由此，纖維光學(xué)塊160的光軸的傾斜方向成為x軸的正方向。并且，在固體攝像元件230中，多個電極墊231的各個，被配置在與邊232a面對的第1外周部230a鄰接的2個外周部230b、230d上和與第1外周部230a相對的外周部230c上。
又，纖維光學(xué)塊160的光輸出端面162中的輸出區(qū)域B6和固體攝像元件230的受光面232e，都是如上所述的矩形，而它們互相成為大致相同形狀。該光輸出端面162的輸出區(qū)域B6和受光面232e，被連接成其面相互大致一致的狀態(tài)。由此，包括在光輸出端面162中的非輸出區(qū)域D6的纖維光學(xué)塊的邊232a側(cè)的部分，成為從受光部232上向外周部230a側(cè)突出的結(jié)構(gòu)。在本實施形態(tài)中，利用上述結(jié)構(gòu)，受光面232e的整個區(qū)域A6成為有效區(qū)域。
這樣，在本實施形態(tài)的圖像檢測裝置6中，配置在受光部232的外周上的多個電極墊231的各個，不設(shè)在位于光纖維163的光軸的傾斜方向的第1外周部230a上，而將電極墊231設(shè)在與外周部230a鄰接并互相相對的2個外周部230b、230d上和與第1外周部230a相對的外周部230c上。并且，被連接成輸出區(qū)域B6和受光面232e的面相互大致一致的狀態(tài)，成為非輸出區(qū)域D6向受光部232的外周部230a突出的結(jié)構(gòu)。由此，就能最佳地兼顧在固體攝像元件230中的電極墊231和連接線430與相對于受光面232e傾斜的纖維光學(xué)塊160的兩方面。
也就是說，對于剖面形狀為長方形的纖維光學(xué)塊160來說，由于應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，能使受光面232e的有效區(qū)域A6擴大。
又，本發(fā)明的圖像檢測裝置，不限于上述的實施形態(tài)，能進行各種變形。又，本圖像檢測裝置，能應(yīng)用于例如用作指紋檢測器等的各種用途。
在指紋檢測器中，促進小型化地使其輸入面成為對指紋檢測所需最小限度的大小，又，對檢測出所輸入的指紋圖像的圖像傳感器也要求盡可能小型化。對此，若應(yīng)用本發(fā)明的圖像檢測裝置，則由于能避免纖維光學(xué)塊與連接線的接觸、并擴大受光面的有效區(qū)域，故能實現(xiàn)可獲得高品質(zhì)的指紋圖像的小型的指紋檢測器。
又，作為指紋檢測器的一種是靜電電容檢測方式的檢測器。但是，靜電電容檢測方式的指紋檢測器，要對靜電耐壓弱的、干燥的手指的指紋進行檢測是困難的，存在容易損壞的缺點。與此相反，若使用本發(fā)明的圖像檢測裝置，就能解決上述的靜電電容檢測方式的指紋檢測器的缺點。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性以上，如詳細(xì)說明的那樣，本發(fā)明的圖像檢測裝置，能用作最佳地兼顧固體攝像元件和纖維光學(xué)塊兩方面的圖像檢測裝置。也就是說，采用本發(fā)明的圖像檢測裝置，固體攝像元件的受光面與相對于光軸傾斜的纖維光學(xué)塊的光輸出端面被直接連接成相對于受光面的光軸的傾斜方向成為向著第1邊的方向。并且，固體攝像元件，成為不將電極墊設(shè)在相對于受光面并與第1邊面對的第1外周部上的結(jié)構(gòu)。因此，就能最佳地兼顧在固體攝像元件上的電極墊和連接線與相對于受光面傾斜的纖維光學(xué)塊兩方面。
權(quán)利要求
1.一種圖像檢測裝置，其特征在于，具有多個光纖維排列成其光軸基本平行的狀態(tài)、將從光輸入端面輸入的2維圖像向光輸出端面進行傳送、所述光輸出端面相對于所述光軸以銳角的規(guī)定角度θ傾斜的纖維光學(xué)塊；具有有2維的像素排列、所述纖維光學(xué)塊的所述光輸出端面與其受光面光學(xué)地連接的受光部和以與所述受光面同一面地配置在其外周部上的多個電極墊的固體攝像元件，所述纖維光學(xué)塊，從所述受光面看，被配置成所述光軸向著包圍所述受光面的4邊中的第1邊以所述規(guī)定角度θ傾斜的狀態(tài)，且所述多個電極墊的各個被設(shè)置在除了與所述第1邊面對的第1外周部以外的3個外周部上的任一個上。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像檢測裝置，其特征在于，在所述固體攝像元件中，所述多個電極墊，被設(shè)置在與所述第1外周部鄰接的2個外周部上。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像檢測裝置，其特征在于，在所述固體攝像元件中，所述多個電極墊，被設(shè)置在與所述第1外周部鄰接的1個外周部和與所述第1外周部相對的1個外周部上。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像檢測裝置，其特征在于，在所述固體攝像元件中，所述多個電極墊，被設(shè)置在與所述第1外周部鄰接的2個外周部和與所述第1外周部相對的1個外周部上。
5.如權(quán)利要求2-4中的任一項所述的圖像檢測裝置，其特征在于，在所述纖維光學(xué)塊中，從與所述第1邊平行的方向看到的剖面形狀，是從所述光輸出端面向所述光輸入端面延伸的2條邊與所述光軸基本平行的大致平行四邊形形狀。
6.如權(quán)利要求2-4中的任一項所述的圖像檢測裝置，其特征在于，在所述纖維光學(xué)塊中，從與所述第1邊平行的方向看到的剖面形狀，是從所述光輸出端面向所述光輸入端面延伸的2條邊與所述光輸出端面基本垂直的大致長方形形狀。
全文摘要
本發(fā)明的圖像檢測裝置，具有光輸出端面(112)相對光纖維(113)的光軸以銳角的規(guī)定角度θ傾斜的纖維光學(xué)塊(110)和固體攝像元件(210)，纖維光學(xué)塊(110)，從受光面(212e)看，被配置成光纖維(113)的光軸向著4條邊(212a~212d)中的第1條邊(212a)以規(guī)定角度θ傾斜的狀態(tài)。并且，在固體攝像元件(210)中，多個電極墊(211)的各個、被設(shè)置在與第1外周部(210a)鄰接的2個外周部(210b、210d)上。由此，能實現(xiàn)可最佳地兼顧在固體攝像元件中的電極墊和連接線與相對于受光面傾斜的纖維光學(xué)塊的兩方面。
文檔編號H04N5/372GK1545735SQ02816409
公開日2004年11月10日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者菅原武雄 申請人:浜松光子學(xué)株式會社