(57)【要約】【課題】複数の光源を用いて照明領域を均一に照明すること。【解決手段】照明装置は、照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、前記第１の基板に対して前記第１及び第２光源の光の照射方向に配置され、前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子とが一体成形された第２の基板とを含む。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１の基板に対して前記第１及び第２光源の光の照射方向に配置され、前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子とが一体成形された第２の基板とを含む、照明装置。
【請求項２】
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子は、それぞれ、複数の回折格子が２次元配置された集合体である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１回折光学素子における複数の前記回折格子と、前記第２回折光学素子における複数の前記回折格子とは、それぞれ、略同一であり、且つ、略同一の向き及び配置で前記第２の基板上に２次元配置される、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第１の中点は、前記第１光源に係る部品の外形に基づく基準位置と前記第２光源に係る部品の外形に基づく同基準位置との中点に対応する、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第１の中点は、前記第１光源に係る発光部の位置と前記第２光源に係る発光部の位置との中点に対応する、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第２の中点は、前記第１回折光学素子の外形に基づく基準位置と前記第２回折光学素子の外形に基づく同基準位置との中点に対応する、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第２の基板は、前記第２の中点に対して所定の位置にマーカが形成される、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子は、それぞれ、前記第２の基板における各搭載中心が前記第１光源及び前記第２光源の光軸に対して第１側にずれた場合に、ずれない場合に比べて、前記照明領域における前記第１側の端部の光強度が小さくなる特性を有する、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記第２の基板は、透光性を有する、請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の中点と前記第２の中点とが重なる態様で、配置される、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
照明領域に光を照射する照明装置と、
前記照明領域を撮像する撮影光学系とを含み、
前記照明装置は、
照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子と、
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子が一体的に搭載された第２の基板とを含み、
前記撮影光学系は、前記第１光源及び第２光源を通る直線上に配置されることを特徴とする、撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、手または指の静脈のパターン、指紋または掌紋のパターンなどの生体情報を表す生体画像に基づいて、システムの利用者を非接触で認証する生体認証技術が開発されている。生体認証技術を利用した生体認証装置は、利用者の生体情報を表す入力生体画像を、予め登録された登録利用者の生体画像を表す登録生体情報と照合する。生体認証装置は、照合処理の結果に基づき、登録生体情報と一致すると判定された入力生体情報で表される生体情報を持つ利用者を正当な権限を有する登録利用者として認証し、上記のシステムの利用を許可する。
【０００３】
生体認証装置は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal  Computer）へのログオン管理、銀行のＡＴＭ（Automated  Teller  Machine）における本人確認、オフィスなどの入退室管理などの様々な分野で利用されている。
【０００４】
生体認証装置が高精度で利用者を照合するためには、生体画像上で生体情報の特徴的な構造が鮮明に写っていることが望ましい。そこで、生体情報を撮影して生体画像を生成する生体認証装置用センサは、生体情報を含む手などの被写体を結像レンズとＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）などの撮像素子で撮影する撮影光学系に加え、被写体に照明光を照射する照明光学系を有していることもある。
【０００５】
照明光学系と撮影光学系を備えた生体認証装置用センサの技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３１９０３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３０９８１号公報
【特許文献３】特表２００５−５２７８７４号公報
【特許文献４】特開２０１６−１３３９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来技術では、複数の光源を用いて照明領域を均一に照明することが難しい。例えば、基板上への光源の搭載精度には限界があり、設計通りの位置に各光源が搭載されるとは限らない。その結果、各光源と各回折光学素子との間の搭載位置の関係が設計通りとならず、照明領域の均一な照明が損なわれる場合がある。
【０００８】
そこで、１つの側面では、本発明は、複数の光源を用いて照明領域を均一に照明することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの側面では、照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１の基板に対して前記第１及び第２光源の光の照射方向に配置され、前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子とが一体成形された第２の基板とを含む、照明装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
１つの側面では、本発明によれば、複数の光源を用いて照明領域を均一に照明することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】生体認証装置用センサの第１の例を説明する図である。
【図２】生体認証装置用センサの第２の例を説明する図である。
【図３】１対の光源及び回折光学素子の一例を模式的に断面視で示す図である。
【図４】回折光学素子の回折格子の一例を示す上面図である。
【図５】照明領域における光強度の分布を示す図である。
【図６】実装誤差と照明分布との関係を示す表図である。
【図７】本実施例の照明装置の一例を模式的に断面視で示す図である。
【図８】光源が搭載された光源用基板を概略的に示す２面図である。
【図９Ａ】回折光学素子が搭載された回折光学素子用基板を概略的に示す上面図である。
【図９Ｂ】図９ＡのラインＡ−Ａに沿った断面図である。
【図１０Ａ】回折光学素子の他の搭載方法の説明図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのラインＡ−Ａに沿った断面図である。
【図１１】中点合わせの説明図である。
【図１２】光源搭載位置誤差と照明分布との関係を示す表図である。
【図１３】中点合わせ用のマーカを備える回折光学素子用基板の一例を概略的に示す上面図である。
【図１４】中点合わせ用のマーカを備える回折光学素子用基板の他の一例を概略的に示す上面図である。
【図１５】照明装置の製造方法の一例を示す概略フローチャートである。
【図１６】光源用基板における光源に係る中点の導出方法の一例の説明図である。
【図１７】光源用基板における光源に係る中点の導出方法の他の一例の説明図である。
【図１８】照明装置を組み込んだ生体認証装置用センサの一例を上面視で概略的に示す図である。
【図１９】図１８のラインＢ−Ｂに沿った断面図である。
【図２０】照明装置を組み込んだ生体認証装置用センサの他の一例を上面視で概略的に示す図である。
【図２１】照明装置を組み込んだ生体認証装置用センサの他の一例を上面視で概略的に示す図である。
【図２２】照明装置を組み込んだ生体認証装置用センサの他の一例を上面視で概略的に示す図である。
【図２３】照明装置を組み込んだ生体認証装置用センサの他の一例を上面視で概略的に示す図である。
【図２４】照明装置を組み込んだ生体認証装置用センサの他の一例を上面視で概略的に示す図である。
【図２５】生体認証装置の一例を示すブロック図である。
【図２６】コンピュータの構成の一例を示すブロック図である。
【図２７】回折光学素子の外形の変形例の説明図である。
【図２８】回折光学素子の配置の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、生体認証装置用センサの第１の例を説明する図である。図１中、（ａ）は生体認証装置用センサの上面図、（ｂ）は生体認証装置用センサの側面の模式図、（ｃ）は照明装置用センサの照明光と照明分布を示す模式図である。生体認証装置用センサ１Ａは、カメラなどの撮影光学系２と、照明光学系３とを有する。照明光学系３は、基板４上に設けられた複数（この例では８個）のＬＥＤ（Light-Emitting  Diode）５と、レンズアレイ６を有する。この例では、図１中、（ａ）に示すように、ＬＥＤ５は撮影光学系２の外側にリング状に配置されており、レンズアレイ６はＬＥＤ５と対向するようにリング状に設けられている。
【００１４】
図１中、（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ５からの照明光はレンズアレイ６により広がりを持たされて照明領域１０に照射される。図１中、（ｃ）の上部に示すように、照明光の強度（任意単位）は、照明領域１０上の位置（任意単位）に応じて異なり、この例では、照明領域１０の中央部分での光強度が照明領域１０の他の部分での光強度より高い。このように、ＬＥＤ５の配置及びレンズアレイ６の特性などに応じて、照明領域１０には明暗分布が発生し、照射される照明光の強度分布を均一化することは難しい。
【００１５】
図２は、生体認証装置用センサの第２の例を説明する図である。図２中、（ａ）は生体認証装置用センサの上面図、（ｂ）は生体認証装置用センサの側面の模式図、（ｃ）は照明装置用センサの照明光と照明分布を示す模式図である。図２中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図２に示す生体認証装置用センサ１Ｂでは、図１のレンズアレイ６の代わりに、拡散導光板７がＬＥＤ５と対向するようにリング状に設けられている。図２中、（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ５からの照明光は拡散導光板７により拡散されて照明領域１０に照射される。図２中、（ｃ）の上部に示すように、照明光の強度（任意単位）は、照明領域１０上の位置（任意単位）にかかわらず略均一となる。しかし、拡散された照明光は、照明領域１０より広い領域に照射され、照明領域１０の外側では、図２中、（ｃ）において楕円で囲んで示すように漏れ光による無駄が増大してしまうので、照明光の強度が低下してしまう。照明光の低下を防止するために、ＬＥＤ５の数を増加させたり、高出力のＬＥＤを用いることが考えられるが、ＬＥＤ５の数を増加させると照明光学系３が大型化してしまう。また、ＬＥＤ５に高出力ＬＥＤを用いた場合、高出力ＬＥＤが一般的には熱対策のため比較的大型であることから、照明光学系３が大型化してしまう。
【００１６】
そこで、以下で説明する実施例では、複数の光源を用いた照明装置より照明領域における照明光の強度分布の均一化を図る。また、以下で説明する実施例では、生体認証装置の認証精度低下の防止を図る。
【００１７】
本実施例では、光源及び回折光学素子は、１つずつ対をなし、２対以上が用いられる。即ち、本実施例では、一の光源と一の回折光学素子とが対（組）となり、２対以上で用いられる。
【００１８】
ここでは、まず、図３乃至図６を参照して、本実施例で用いられるのに好適な光源及び回折光学素子について、１対での構成に関して説明する。
【００１９】
図３は、１対の光源２５及び回折光学素子２６の一例を模式的に断面視で示す図である。図３には、互いに直交しあう３方向として、Ｘ，Ｙ及びＺ方向が定義されている。以下、Ｘ方向の正側とは、図３のＸ方向の矢印の側を相対的に示す。同様に、Ｘ方向の負側とは、図３のＸ方向の矢印の側とは反対側を相対的に示す。Ｙ方向やＺ方向に関する同様の用語も同様である。また、図３には、回折光学素子２６から照明領域３３に向かう光の広がりが模式的にハッチング範囲Ｓで示されている。尚、図３では、光源２５の光軸と回折光学素子２６の中心とが一致しているものとする。尚、ここでは、一例として、Ｚ方向は光源２５の光軸Ｉと平行であるとする。
【００２０】
図３には、照明領域３３が模式的に断面視で示されている。照明領域３３は、図３に示すように、Ｘ方向で、光源２５に対して中心３３１がオフセットする態様で設けられる。以下では、このような照明領域３３と光源２５との位置関係（Ｘ方向にオフセットした配置）を、「オフセット型配置」とも称する。オフセット型配置は、照明領域３３に対向してカメラなどの撮影光学系（後述）を配置できる点で有利となる。
【００２１】
照明領域３３の外形やサイズは、任意であるが、典型的には、認証対象の生体の部位の外形やサイズ等に応じて決まる。例えば、非接触型の認証方法を用いる場合は、照明領域３３は、認証時に生体の部位が位置すべき想定領域でありうる。他方、接触型の認証方法を用いる場合は、照明領域３３は、生体の部位が接触する部位（例えば、透明なガラス等の素材により形成された載置台）でありうる。尚、照明領域３３のサイズは、回折光学素子２６の回折領域や光源２５の出射面のサイズよりも有意に大きい。以下では、照明領域３３は、一例として、ＸＹ平面に平行に延在する平面状の矩形領域であるとする。
【００２２】
光源２５は、照明領域３３に光を照射する。光源２５の光軸が符号Ｉで示される。図示の例では、光軸Ｉは、照明領域３３に垂直である（即ち、Ｚ方向に平行）。光源２５は、好ましくは、レーザー光のような直進性及び平行性が保たれる光を発生する光源ではなく、ＬＥＤなどの発散光源である。光源２５は、例えば、ＬＥＤ（例えば近赤外ＬＥＤ、白色ＬＥＤ）により形成される。
【００２３】
回折光学素子２６は、照明領域３３と光源２５との間に設けられる。回折光学素子２６は、複数の回折格子が２次元配置された集合体（図４参照）により形成される。図３に示す例では、２次元配置面は、ＸＹ平面に平行に延在する。
【００２４】
尚、図３に示す例では、一例として、照明領域３３は１０５ｍｍ×５０ｍｍの大きさの矩形であり、光源２５と回折光学素子２６との間隔は１ｍｍである。また、照明領域３３と回折光学素子２６との間隔はＺ方向で６６ｍｍである。また、図３に示す例では、回折光学素子２６の２次元配置面の中心（以下、「回折光学素子２６の中心」ともいう）は、光源２５の光軸上に配置されている。
【００２５】
図４は、回折光学素子の回折格子の一例を示す上面図である。尚、以下の説明において、上側とは、Ｚ方向の正側であり、上面視とは、Ｚ方向の下向き（Ｚ方向の負側に向かう向き）に視たビューを指す。尚、図４では、回折光学素子２６の中央部以外は、回折格子の図示が省略されている。この例では、回折光学素子２６は、マトリクス状に配置された複数の回折格子（以下、「セル」とも言う）２６３を有する。各セル２６３は、プレーングレーティング、平面格子、直線格子等の複数の凹凸が直線状に平行に並んだ１次元パターンを有する。各セル２６３の格子間隔（ピッチ）及び回転方向は、互いに異なってもよい。セル２６３の形状は矩形に限定されず、セル２６３の配置はマトリクス状に限定されず、セル２６３の数も特に限定されない。以下の説明では、特定の１つのセル２６３を特定するときは、Ｘ方向及びＹ方向のＰＩＸ番号で指示し、Ｘ方向及びＹ方向のＰＩＸ番号は、図４に示すビューで左下のセル２６３を（１，１）として基準とする。尚、図４では、各セル２６３は、例えば０．０２ｍｍ×０．０２ｍｍのサイズであり、セル２６３は、２５０個×２５０個で２次元配列され、回折光学素子２６は、例えば５ｍｍ×５ｍｍのサイズである。なお，各セル２６３の複数の凹凸は、半径の大きい同心円弧の一部が並んだパターンであってもよい。同心円弧の半径が大きければ、直線と同等の回折効果を得ることが可能となる。
【００２６】
図５は、照明領域３３における光強度の分布を示す図であり、（Ａ）は、０次透過光による光強度の分布を示し、（Ｂ）は、ｎ次回折光の分布を示し、（Ｃ）は、０次透過光とｎ次回折光とを足し合わせたときの光強度の分布を示す図である。図５において、グレースケールの黒になるほど、光強度が“小”（即ち“暗”）であることを意味する。
【００２７】
図５（Ａ）に示すように、回折光学素子２６においては０次透過光が不可避的に発生するため、照明領域３３における照明光の光強度の分布は、０次透過光による照明光の光強度の分布の影響を受ける。特に、回折光学素子２６の中心領域では、光源２５から入射する光の強度が他の領域よりも高いため（例えば、ガウス分布）、回折光学素子２６の中心領域内のセル２６３からの０次透過光による光強度の分布の影響が大きくなる。また、図５（Ｂ）に示すように、照明領域３３の中心領域を照明するｎ次回折光の強度は、照明領域３３の端部領域を照明するｎ次回折光の強度よりも小さくなる。即ち、ｎ次回折光による光強度の分布は、図５（Ｂ）に示すように、Ｚ方向に視て、照明領域３３の中心（光源２５の中心）が最も低くなる。従って、図５（Ｃ）に示すように、０次透過光とｎ次回折光とを足し合わせたときの光強度の分布の均一化の図ることができる。
【００２８】
このようにして、本実施例の回折光学素子２６は、回折光学素子２６の中心が光源２５の光軸上に位置するときに照明領域３３において図５（Ｃ）に示すような均一な光強度の分布を実現するように形成される。
【００２９】
図６は、実装誤差と照明分布との関係を示す表図である。図６において、実装誤差の列には、上面視で光源２５と回折光学素子２６との位置関係を模式的に示す各絵が示される。また、図６において、照明分布の列には、上面視で照明領域３３における照明分布（光強度の分布）を模式的に示す各絵が示される。同様に、照明領域３３における照明分布に関して、グレースケールの黒になるほど、光強度が“小”（即ち“暗”）であることを意味する。
【００３０】
ケース１は、実装誤差が“０”（なし）の場合であり、回折光学素子２６の中心が光源２５の光軸Ｉ上に位置する場合を示す。ケース２は、光源２５の光軸Ｉが回折光学素子２６の中心に対してＸ方向に−２００μｍずれた場合を示し、ケース３は、光源２５の光軸Ｉが回折光学素子２６の中心に対してＸ方向に＋２００μｍずれた場合を示す。ケース４は、光源２５の光軸Ｉが回折光学素子２６の中心に対してＹ方向に＋２００μｍずれた場合を示し、ケース５は、光源２５の光軸Ｉが回折光学素子２６の中心に対してＹ方向に−２００μｍずれた場合を示す。
【００３１】
図６に示すように、回折光学素子２６は、その中心が光源２５の光軸Ｉに対してＸＹ平面内の一方側にずれた場合に、ずれない場合に比べて、照明領域３３における一方側の端部の光強度が小さくなる特性を有する。例えば、ケース２の場合、回折光学素子２６は、その中心が光源２５の光軸Ｉに対してＸ方向で正側にずれている。そして、ケース２の場合、ケース１の場合に比べて、照明領域３３におけるＸ方向で正側の端部の光強度が小さくなる特性を有している。同様に、例えば、ケース４の場合、回折光学素子２６は、その中心が光源２５の光軸Ｉに対してＹ方向で負側にずれている。そして、ケース４の場合、ケース１の場合に比べて、照明領域３３におけるＹ方向で負側の端部の光強度が小さくなる特性を有している。
【００３２】
また、回折光学素子２６は、その中心が光源２５の光軸Ｉに対してＸＹ平面内の一方側にずれた場合に、ずれない場合に比べて、照明領域３３における他方側の端部の光強度が大きくなる特性を有する。例えば、ケース２の場合、回折光学素子２６は、その中心が光源２５の光軸Ｉに対してＸ方向で正側にずれている。そして、ケース２の場合、ケース１の場合に比べて、照明領域３３におけるＸ方向で負側の端部の光強度が大きくなる特性を有している。同様に、例えば、ケース４の場合、回折光学素子２６は、その中心が光源２５の光軸Ｉに対してＹ方向で負側にずれている。そして、ケース４の場合、ケース１の場合に比べて、照明領域３３におけるＹ方向で正側の端部の光強度が大きくなる特性を有している。
【００３３】
以下で説明する本実施例の照明装置１００では、複数の光源を用いた照明装置より照明領域における照明光の強度分布の均一化を図る際、光源等の実装誤差をある程度許容しつつ、該実装誤差に起因した不都合（光強度の分布の不均一化）を低減する。具体的には、図７以降を参照して、本実施例の照明装置１００について説明する。
【００３４】
図７は、本実施例の照明装置の一例を模式的に断面視で示す図である。図７には、本実施例の照明装置における照明装置の一例が符号“１００”で指示されている。図７には、光源用基板７０、及び回折光学素子用基板７２の図示は省略されている。図８は、光源２５が搭載された光源用基板７０を概略的に示す２面図であり、平面図は、上面視で示される。図９Ａは、回折光学素子２６が搭載された回折光学素子用基板７２を概略的に示す上面図である。図９Ｂは、図９ＡのラインＡ−Ａに沿った断面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、回折光学素子２６の他の搭載方法の説明図であり、それぞれ、図９Ａ及び図９Ｂと同様の上面図及び断面図である。
【００３５】
照明装置１００は、２つの光源２５（第１光源及び第２光源の一例）と、２つの回折光学素子２６（第１回折光学素子及び第２回折光学素子の一例）と、光源用基板７０（第１の基板の一例）と、回折光学素子用基板７２（第２の基板の一例）とを含む。以下では、２つの光源２５のそれぞれについて、区別するときは、それぞれ、光源２５−１，２５−２という符号を用いる。同様に、２つの回折光学素子２６のそれぞれについて、区別するときは、それぞれ、回折光学素子２６−１，２６−２という符号を用いる。
【００３６】
光源２５−１及び回折光学素子２６−１は、第１の対をなし、光源２５−２及び回折光学素子２６−２は、第２の対をなす。尚、図７には、第１の対から照明領域３３に向かう光の広がりが模式的にハッチング範囲Ｓ１で示され、第２の対から照明領域３３に向かう光の広がりが模式的にハッチング範囲Ｓ２で示されている。
【００３７】
光源２５−１，２５−２は、Ｘ方向に並ぶ態様で設けられる。但し、光源２５−１，２５−２は、実装誤差等に起因して、Ｙ方向に僅かにオフセットして配置されうる（図１２のケース１４，１５参照）。光源２５−１，２５−２は、図７に示すように、Ｘ方向で、照明領域３３のＸ方向の中心３３１に対して同一側（図７の例では、Ｘ方向の正の側）にオフセットして設けられる。即ち、図７に示す例でも、オフセット型配置が実現される。オフセット型配置は、上述のように、光源２５−１，２５−２と略同一のＺ座標位置におけるＸＹ平面内において、照明領域３３に対向してカメラなどの撮影光学系（後述）を配置できる点で有利となる。
【００３８】
本実施例では、一例として、光源２５−１，２５−２は、図８に示すように、共通の光源用基板７０に搭載される。光源２５−１，２５−２は、光源部品（チップ）２５０の形態で光源用基板７０に搭載される。光源部品２５０は、内部に発光部（ダイ）２５１を有する。尚、図８では、２つの光源２５−１，２５−２は、光源用基板７０に対して設計通りの位置に搭載されているが、後述のように、光源２５−１，２５−２の搭載位置は設計位置に対してずれうる。
【００３９】
光源用基板７０は、光源２５−１，２５−２が実装される基板である。光源用基板７０は、光源２５−１，２５−２のそれぞれに対して別々の基板であってもよいが、好ましくは、光源２５−１，２５−２に共通の基板である。光源用基板７０が光源２５−１，２５−２に共通の基板である場合は、後述の中点合わせが容易となる。
【００４０】
本実施例では、一例として、回折光学素子２６−１，２６−２は、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、共通の回折光学素子用基板７２に搭載される。回折光学素子２６−１，２６−２は、例えば半導体プロセス（例えばエッチング等）により、回折光学素子用基板７２に直接形成されてもよい。或いは、回折光学素子２６−１，２６−２は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、回折光学素子用基板７２上に樹脂８０等で複製を貼り合わせることで搭載されてもよい。この場合、樹脂８０としては、透明（透光性のある）な樹脂が使用されてよい。
【００４１】
回折光学素子２６−１，２６−２は、それぞれ、各中心が光源２５−１，２５−２の光軸Ｉ−１、Ｉ−２上に略位置するように、光源２５−１，２５−２に対して設けられる。但し、後述の中点合わせの結果として、回折光学素子２６−１，２６−２の各中心は、光源２５−１，２５−２の光軸Ｉ−１、Ｉ−２に対して僅かにずれうる（図１２のケース１２〜１５参照）。
【００４２】
回折光学素子２６−１，２６−２は、回折光学素子用基板７２上に同一の向きで搭載される。ここで、回折光学素子２６−１，２６−２は、それぞれ、図４に示したように、複数のセル２６３の集合体である。回折光学素子２６−１，２６−２は、同一のパターンでセル２６３を含む。即ち、回折光学素子２６−１，２６−２は、各ＰＩＸ番号のセル２６３が同一の構成（格子間隔及び回転方向）である集合体である。回折光学素子２６−１，２６−２の向きが同一であることは、回折光学素子２６−１，２６−２のうちの一方をＸＹ平面内で回転を伴わずに並進移動させたときに、他方と同一となる（重なり合う）関係を意味する。但し、実際には、実装上の僅かな誤差が生じうるため、回折光学素子２６−１，２６−２の向きは略同一であればよい。
【００４３】
回折光学素子用基板７２は、回折光学素子２６−１，２６−２が実装される基板である。回折光学素子用基板７２は、例えばガラス（例えば合成石英）やプラスティックにより形成される。回折光学素子用基板７２は、回折光学素子２６−１，２６−２に共通の基板である。即ち、一の回折光学素子用基板７２に、回折光学素子２６−１，２６−２が形成される。回折光学素子用基板７２が回折光学素子２６−１，２６−２に共通の基板である場合は、後述の中点合わせが容易となる。
【００４４】
本実施例では、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２は、光源用基板７０における光源２５に係る中点と、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点とが、上面視で重なる態様で位置合わせされる。光源用基板７０における光源２５に係る中点は、光源用基板７０における光源２５−１，２５−２の各搭載位置の中点を指す。同様に、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点とは、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６−１，２６−２の各搭載位置の中点を指す。これにより、光源用基板７０における光源２５−１，２５−２の各搭載位置が設計位置に対してずれた場合でも、該ずれに起因した不都合（照明領域３３における光強度の分布の不均一化）を低減できる。以下、光源用基板７０における光源２５−１，２５−２の各搭載位置が設計位置に対してずれることを、「光源搭載位置誤差」と称する。また、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２が、互いに対して、光源用基板７０における光源２５に係る中点と、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点とが上面視で重なる態様で位置合わせされることを、「中点合わせ」と称する。
【００４５】
図１１は、中点合わせの説明図であり、光源２５−１，２５−２と回折光学素子２６−１，２６−２との位置関係を上面視で模式的に示す。図１１において、左側は、中点合わせ前の状態を模式的に示し、右側は、中点合わせ後の状態を模式的に示す。尚、図１１では、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２の図示は省略されている。
【００４６】
図１１には、光源用基板７０における光源２５に係る中点が符号Ｐ１で指示され、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点が符号Ｐ２で指示されている。上述の中点合わせは、好ましくは、回折光学素子２６−１，２６−２のうちの一方をＸＹ平面内で回転を伴わずに並進移動させて実現される。即ち、上述の中点合わせは、好ましくは、回折光学素子２６−１，２６−２の向きを変化させることなく、実現される。尚、回折光学素子２６−１，２６−２の向きを変化させると、それに伴い、照明領域３３における照明範囲の向きが変化しうる。従って、上述の中点合わせを回折光学素子２６−１，２６−２の向きを変化させることなく実現することで、該中点合わせに起因した照明範囲の向きの変化を低減できる。これは、例えば照明装置１００を後述のように生体認証装置用センサに組み込む場合に効果的になる。
【００４７】
尚、中点合わせのための回折光学素子２６−１，２６−２の移動は、回折光学素子用基板７２の移動により実現できる。即ち、例えば、光源用基板７０が固定される筐体（図示せず）に対する回折光学素子用基板７２の固定位置を、ＸＹ平面内で微調整することで、上述の中心合わせを実現できる。尚、本実施例では、一例として、回折光学素子用基板７２の移動により中心合わせが実現されるが、光源用基板７０の移動により中心合わせが実現されてもよい。
【００４８】
図１２は、光源搭載位置誤差と照明分布との関係を示す表図である。図１２において、光源搭載位置誤差の列には、上面視で光源２５−１，２５−２と回折光学素子２６−１，２６−２との位置関係を模式的に示す各絵が示される。また、図１２において、照明分布（組み合わせ）の列には、上面視で照明領域３３における照明分布（２対の組み合わせによる照明分布）を模式的に示す各絵が示される。また、図１２において、照明分布（個別）の列には、上面視で照明領域３３における照明分布（２対のそれぞれによる照明分布）を模式的に示す各絵が示され、左側が第１の対（光源２５−１及び回折光学素子２６−１）に関する。同様に、照明領域３３における照明分布に関して、グレースケールの黒になるほど、光強度が“小”（即ち“暗”）であることを意味する。
【００４９】
ケース１１は、光源搭載位置誤差が“０”（なし）の場合であり、回折光学素子２６−１，２６−２の各中心が光源２５−１，２５−２の各光軸Ｉ−１、Ｉ−２上にそれぞれ位置する場合を示す。
【００５０】
ケース１２は、光源搭載位置誤差として、光源２５−１，２５−２の各搭載位置間のＸ方向の距離が設計値よりも大きい場合を示す。図１２では、上述の中点合わせの結果として、光源２５−１の光軸Ｉ−１が回折光学素子２６−１の中心に対してＸ方向に−２００μｍずれ且つ光源２５−２の光軸Ｉ−２が回折光学素子２６−２の中心に対してＸ方向に＋２００μｍずれる。
【００５１】
ケース１３は、光源搭載位置誤差として、光源２５−１，２５−２の各搭載位置間のＸ方向の距離が設計値よりも小さい場合を示す。図１２では、上述の中点合わせの結果として、光源２５−１の光軸Ｉ−１が回折光学素子２６−１の中心に対してＸ方向に＋２００μｍずれ且つ光源２５−２の光軸Ｉ−２が回折光学素子２６−２の中心に対してＸ方向に−２００μｍずれる。
【００５２】
ケース１４は、光源搭載位置誤差として、光源２５−１，２５−２の各搭載位置間のＹ方向の距離が設計値（例えば０）よりも大きく、光源２５−１が光源２５−２よりもＹ方向の正側に搭載される場合を示す。図１２では、上述の中点合わせの結果として、光源２５−１の光軸Ｉ−１が回折光学素子２６−１の中心に対してＹ方向に＋２００μｍずれ且つ光源２５−２の光軸Ｉ−２が回折光学素子２６−２の中心に対してＹ方向に−２００μｍずれる。
【００５３】
ケース１５は、光源搭載位置誤差として、光源２５−１，２５−２の各搭載位置間のＹ方向の距離が設計値（例えば０）よりも大きく、光源２５−１が光源２５−２よりもＹ方向の負側に搭載される場合を示す。図１２では、上述の中点合わせの結果として、光源２５−１の光軸Ｉ−１が回折光学素子２６−１の中心に対してＹ方向に−２００μｍずれ且つ光源２５−２の光軸Ｉ−２が回折光学素子２６−２の中心に対してＹ方向に＋２００μｍずれる。
【００５４】
図１２では、ケース１２〜１５のいずれの場合も、光源搭載位置誤差が生じている。従って、照明領域３３における照明分布は、各対の個別では、図１２に示すように、不均一となる。これは、図６を参照して上述した特性によるものである。他方、図１２に示すように、ケース１２〜１５のいずれの場合も、照明領域３３における照明分布は、各対の組み合わせでは、図１２に示すように、均一となり、ケース１の場合と有意な差が生じていない。これは、上述のように光源２５に係る中点と回折光学素子２６に係る中点とを上面視で一致させることで、照明領域３３での照明分布における各対の不均一が是正（相殺）されるためである。
【００５５】
例えば、ケース１２の場合、回折光学素子２６−１は、その中心が光源２５−１の光軸Ｉ−１に対してＸ方向で正側にずれている。従って、ケース１２の場合、第１の対の照明分布は、照明領域３３におけるＸ方向の正側の端部で光強度が小さくなり、負側の端部で光強度が大きくなる（図６のケース２参照）。他方、回折光学素子２６−２は、その中心が光源２５−２の光軸Ｉ−２に対してＸ方向で負側にずれている。従って、ケース１２の場合、第２の対の照明分布は、照明領域３３におけるＸ方向の負側の端部で光強度が小さくなり、正側の端部で光強度が大きくなる（図６のケース３参照）。従って、ケース１２の場合、第１の対の照明分布と、第２の対の照明分布とは、Ｘ方向で反転した関係となるので、組み合わせることで（重ね合わせることで）、それぞれの不均一が相殺されて均一化される。これは、ケース１３〜１５の場合も同様である。
【００５６】
ところで、光源２５から出射した光を回折光学素子２６を介して被照射体（照明領域３３）に照射する方法では、光源２５を複数備えることで照明領域３３における光強度を高めることができる。他方、照明領域３３における光量分布を均一化するには、複数の光源２５及び複数の回折光学素子２６を正確に位置合わせすることが有効である。しかしながら、光源用基板７０上への光源２５の実装精度には限界があり、光源２５が設計通りの位置に搭載されるとは限らない。特に、光源用基板７０への光源２５の搭載は、回折光学素子用基板７２への回折光学素子２６の搭載とは異なり半導体プロセスで実現することが困難であるので、有意な光源搭載位置誤差が生じやすい。
【００５７】
この点、上述の中点合わせがなされていない比較例では、光源搭載位置誤差に起因して、被照射体における光強度の分布が不均一となるという不都合が生じる。
【００５８】
これに対して、本実施例によれば、上述の中点合わせが実現されるので、各種の光源搭載位置誤差が生じた場合でも、該実装誤差に起因した不都合（照明領域３３における光強度の分布の不均一化）を低減できる。
【００５９】
尚、図１２に示す例では、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６の搭載誤差は実質的にないと見做されているが、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６の搭載誤差があった場合でも、該搭載誤差は上述の中点合わせにより補償できる。
【００６０】
次に、図１３乃至図１４を参照して、回折光学素子２６に係る中点に関連した構成について説明する。
【００６１】
図１３は、中点合わせ用のマーカを備える回折光学素子用基板７２の一例を概略的に示す上面図である。
【００６２】
図１３に示す例では、マーカＭ１は、回折光学素子２６に係る中点に対応する位置に付与される。マーカＭ１は、回折光学素子２６を形成する半導体プロセス時に併せて形成できる。従って、かかるマーカＭ１の位置精度は高く、上述の中点合わせに有効に利用できる。中点合わせのために、マーカＭ１の位置は、回折光学素子用基板７２毎に導出される。マーカＭ１の位置は、例えばカメラによる撮像画像に基づいて導出できる。この場合、マーカＭ１は、カメラによる撮像画像に基づいて認識され易い態様で形成される。マーカＭ１の形状は、任意であり、図１３に示す例では、十字状であるが、他の形態であってもよい。
【００６３】
図１４は、中点合わせ用のマーカを備える回折光学素子用基板７２の他の一例を概略的に示す上面図である。
【００６４】
図１４に示す例では、マーカＭ２、Ｍ３は、回折光学素子２６に係る中点が中点となる２点の位置に付与される。即ち、マーカＭ２、Ｍ３の各位置の中点は、回折光学素子２６に係る中点に対応する。マーカＭ２、Ｍ３は、回折光学素子２６を形成する半導体プロセス時に併せて形成できる。従って、かかるマーカＭ２、Ｍ３の位置精度は高く、上述の中点合わせに有効に利用できる。尚、マーカＭ２、Ｍ３の形状は、任意であり、図１３に示す例では、十字状であるが、他の形態であってもよい。
【００６５】
図１３及び図１４に示すように、回折光学素子２６に係る中点に対して所定の位置にマーカ（マーカＭ１又はマーカＭ２、Ｍ３）が回折光学素子用基板７２に形成される場合、該マーカを利用して回折光学素子２６に係る中点を精度良く特定できる。この結果、上述の中点合わせの精度を高めることができる。
【００６６】
尚、マーカ（マーカＭ１又はマーカＭ２、Ｍ３）を用いない場合は、回折光学素子２６に係る中点は、回折光学素子２６−１の外形に基づく基準位置と回折光学素子２６−２の外形に基づく同基準位置との中点として特定できる。基準位置は、回折光学素子２６−１及び回折光学素子２６−２における同一の属性の位置である限り任意であるが、例えば回折光学素子２６−１及び回折光学素子２６−２の各中心である。回折光学素子２６−１及び回折光学素子２６−２の各中心は、マーカ（マーカＭ１又はマーカＭ２、Ｍ３）と同様、回折光学素子用基板７２毎に、画像認識等（例えばエッジ検出、パターンマッチング等）により特定できる。
【００６７】
次に、図１５乃至図１７を参照して、上述の中点合わせの具体的な方法の例について説明する。
【００６８】
図１５は、照明装置１００の製造方法の一例を示す概略フローチャートである。図１５の処理は、例えば製造用のロボット（図示せず）を制御するコンピュータ（図示せず）により実現されてよい。図１５に示す処理は、組立対象の一の照明装置１００毎に実行される。
【００６９】
ステップＳ５００では、コンピュータは、ロボットに、光源２５が搭載された光源用基板７０を、照明装置１００の筐体（図示せず）に組み付ける。
【００７０】
ステップＳ５０２では、コンピュータは、ロボットに、カメラ（図示せず）により光源用基板７０の上面視の画像を取得させる。
【００７１】
ステップＳ５０４では、コンピュータは、ステップＳ５０２で取得した画像に基づいて、画像処理（エッジ検出等）を行うことで、光源２５−１，２５−２に係る各光源部品２５０の外形を検出する。例えば、図１６には、光源２５−１，２５−２に係る各光源部品２５０の外形として検出されたエッジＥ１，Ｅ２が模式的に示される。
【００７２】
ステップＳ５０６では、コンピュータは、ステップＳ５０４で得た各光源部品２５０の外形に基づいて、光源用基板７０における光源２５に係る中点の座標値を導出する。具体的には、コンピュータは、各光源部品２５０の外形の各図心の座標値を算出し、算出した各図心の座標値の中点を、光源用基板７０における光源２５に係る中点の座標値とする。尚、各座標値は、カメラの座標系から変換されることで絶対座標系で導出されてよい。
【００７３】
ステップＳ５０８では、コンピュータは、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点の座標値を取得する。回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点の座標値は、事前に導出されており、例えば回折光学素子用基板７２の識別番号毎に記憶装置（図示せず）に記憶される。この場合、コンピュータは、光源用基板７０に組み付けられる対象である回折光学素子用基板７２（回折光学素子２６が搭載された回折光学素子用基板７２）に係る識別番号に基づいて、該識別番号に対応する中点の座標値を記憶装置から取得する。尚、同様に、回折光学素子２６に係る中点の座標値は、カメラの座標系から変換されることで絶対座標系で導出されてよい。
【００７４】
ステップＳ５１０では、コンピュータは、ステップＳ５０６で得た光源２５に係る中点の座標値と、ステップＳ５０８で得た回折光学素子２６に係る中点の座標値とに基づいて、回折光学素子用基板７２の組み付け位置を決定する。即ち、コンピュータは、上述の中点合わせが実現されるように、照明装置１００の筐体に対する回折光学素子用基板７２の組み付け位置（ＸＹ平面内の位置）を決定する。
【００７５】
ステップＳ５１２では、コンピュータは、ロボットに、ステップＳ５１０で得た組み付け位置に回折光学素子用基板７２を組み付けさせる。この際、コンピュータは、ロボットに、該組み付け位置への組み付けを実現するための教示点を与える。
【００７６】
図１５に示す処理によれば、ロボットを用いて、組み付け対象の光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２の対毎に中点合わせを実現できる。これにより、光源用基板７０において光源搭載位置誤差が生じた場合でも、該実装誤差に起因した照明装置１００の照明分布の不均一化（照明領域３３における光強度の分布の不均一化）を低減できる。
【００７７】
尚、図１５に示す処理では、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２は、それぞれ、別々に筐体に組み付けられているが、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２はサブアセンブリされてから、筐体に組み付けられてもよい。この場合、回折光学素子用基板７２は、光源用基板７０に組み付けられる。この際も、同様の中点合わせを実現できる。
【００７８】
また、図１５に示す処理では、ステップＳ５０４及びステップＳ５０６において、各光源部品２５０の外形の各図心の座標値に基づいて、光源用基板７０における光源２５に係る中点の座標値が算出されるが、これに限られない。例えば、ステップＳ５０４では、コンピュータは、ステップＳ５０２で取得した画像に基づいて、画像処理（エッジ検出等）を行うことで、光源２５−１，２５−２に係る各発光部（ダイ）２５１の位置を検出する。例えば、図１６には、光源２５−１，２５−２に係る各発光部２５１として検出された特徴点Ｅ３，Ｅ４が模式的に示される。各発光部２５１は、特徴点Ｅ３，Ｅ４の各中心位置として導出されてよい。ステップＳ５０６では、コンピュータは、ステップＳ５０４で得た各発光部２５１の位置の座標値の中点を、光源用基板７０における光源２５に係る中点の座標値とする。かかる変形例によれば、発光部２５１の実装公差も吸収できるため、更なる高精度な中点合わせを実現できる。
【００７９】
次に、図１８乃至図２４を参照して、上述した照明装置１００を組み込んだ生体認証装置用センサの例について説明する。
【００８０】
図１８は、照明装置１００を組み込んだ生体認証装置用センサの一例を上面視で概略的に示す図である。図１８には、照明装置１００を組み込んだ生体認証装置用センサの一例が符号“９０Ａ”で指示されている。尚、図１８では、光源２５が透視で示される。図１９は、図１８のラインＢ−Ｂに沿った断面図である。
【００８１】
生体認証装置用センサ９０Ａは、カメラなどの撮影光学系９２と、２つの光源２５−１，２５−２と、２つの回折光学素子２６−１，２６−２とを含む。２つの光源２５−１，２５−２は、上述のように、光源用基板７０に搭載される。また、２つの回折光学素子２６は、上述のように、回折光学素子用基板７２に搭載される。図１８及び図１９に示す例では、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２は、生体認証装置用センサ９０Ａの筐体６０に支持及び固定される。
【００８２】
回折光学素子２６−１，２６−２は、光源２５−１，２５−２のそれぞれに対して、光源２５−１，２５−２の出射面側に設けられる。光源２５−１，２５−２及び回折光学素子２６−１，２６−２は、照明領域３３の中心に対して同一側にオフセットして配置される。尚、回折光学素子２６−１，２６−２及び光源２５−１，２５−２の各組は、上述の照明装置１００を形成する。
【００８３】
撮影光学系９２は、照明領域３３に対向して設けられる。撮影光学系９２の光軸Ｉ３は、例えば、Ｚ軸に平行である。撮影光学系９２は、図１９に示すように、光軸Ｉ３が照明領域３３の中心上に来るように設けられるが、光軸Ｉ３が照明領域３３の中心に対して僅かにオフセットして設けられてもよい。また、撮影光学系９２は、図１８に示すように、光源２５−１，２５−２を結ぶ直線上に配置される。例えば、撮影光学系９２は、図１８に示すように、光源２５−１，２５−２を結ぶ直線に光軸Ｉ３が交わる態様で配置される。図１８及び図１９に示す例では、照明領域３３は、ガラス等の透明な材料により形成され、筐体６０に固定される。
【００８４】
撮影光学系９２は、照明領域３３を撮像することで、照明領域３３に載せられたユーザの生体情報を取得する。生体情報は、例えば、ユーザの手または指の静脈のパターン、指紋または掌紋のパターンなどでありうる。撮影光学系９２は、照明領域３３が上述のように照明装置１００により照明されている状態で、照明領域３３（及びそれに伴いユーザの手等）を撮像する。照明領域３３が上述のように照明装置１００により照明されている状態では、上述のように、照明領域３３における照明分布が均一化されるので、撮影光学系９２による撮像画像に基づいて、精度の良い生体情報を取得できる。
【００８５】
図２０乃至図２４は、生体認証装置用センサの他の各例を上面視で概略的に示す図である。図２０乃至図２４では、図１８と同様、照明装置１００を組み込んだ生体認証装置用センサの一例が符号“９０Ｂ〜９０Ｆ”で指示されている。また、図２０乃至図２４では、図１８と同様、光源２５が透視で示される。
【００８６】
図２０に示す生体認証装置用センサ９０Ｂは、図１８に示した例に対して、照明装置１００が照明装置１０１で置換された点が異なる。
【００８７】
照明装置１０１は、上述した照明装置１００に対して、照明領域３３に対する搭載の向きが異なる。即ち、照明装置１０１は、光源２５−１，２５−２がＹ方向に並ぶ向きで照明領域３３に対して設けられる。尚、照明装置１０１においても、上述した照明装置１００においてと同様、光源用基板７０における光源２５に係る中点と、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点とが上面視で重なる態様で位置合わせされる。また、光源２５−１，２５−２は、上述した照明装置１００においてと同様、照明領域３３の中心に対して同一側にオフセットして配置される。図２０に示す例では、上述した照明装置１００においてと同様、光源２５−１，２５−２は、照明領域３３の中心に対してＸ方向の正側にオフセットして配置される。
【００８８】
図２０に示す例によっても、照明装置１０１は上述した照明装置１００に対して向きが異なるだけであるので、上述のように、照明領域３３における照明分布が均一化される。これにより、撮影光学系９２による撮像画像に基づいて、精度の良い生体情報を取得できる。
【００８９】
図２１に示す生体認証装置用センサ９０Ｃは、図１８に示した例に対して、一の撮影光学系９２（即ち一の照明領域３３）に対して照明装置１００が２つ設けられる点が異なる。具体的には、照明装置１００は、図２１に示すように、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の両側のそれぞれに設けられる。
【００９０】
図２０に示す例によっても、生体認証装置用センサ９０Ｃは、照明装置１００を備えるので、上述のように、照明領域３３における照明分布が均一化される。また、２つの照明装置１００を用いることで、照明領域３３における光の強度を高めることができる。これにより、撮影光学系９２による撮像画像に基づいて、精度の更に良い生体情報を取得できる。
【００９１】
図２２に示す生体認証装置用センサ９０Ｄは、図２０に示した生体認証装置用センサ９０Ｂに対して、一の撮影光学系９２（即ち一の照明領域３３）に対して照明装置１０１が２つ設けられる点が異なる。具体的には、照明装置１０１は、図２２に示すように、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の両側のそれぞれに設けられる。
【００９２】
図２２に示す例によっても、生体認証装置用センサ９０Ｄは、照明装置１０１を備えるので、上述のように、照明領域３３における照明分布が均一化される。また、２つの照明装置１０１を用いることで、照明領域３３における光の強度を高めることができる。これにより、撮影光学系９２による撮像画像に基づいて、精度の更に良い生体情報を取得できる。
【００９３】
図２３に示す生体認証装置用センサ９０Ｅは、図２０に示した生体認証装置用センサ９０Ｂに対して、一の撮影光学系９２（即ち一の照明領域３３）に対して照明装置１０１が２つ設けられる点が異なる。具体的には、照明装置１０１は、図２３に示すように、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の一方側に２つ設けられる。
【００９４】
図２３に示す例によっても、生体認証装置用センサ９０Ｅは、照明装置１０１を備えるので、上述のように、照明領域３３における照明分布が均一化される。また、２つの照明装置１０１を用いることで、照明領域３３における光の強度を高めることができる。これにより、撮影光学系９２による撮像画像に基づいて、精度の更に良い生体情報を取得できる。
【００９５】
尚、図２３に示す例では、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の一方側に２つの照明装置１０１が設けられるが、これに限られない。例えば、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の一方側に２つの照明装置１００が設けられてもよい。この場合、２つの照明装置１００は、Ｙ方向に並んで配置されてよい。
【００９６】
図２４に示す生体認証装置用センサ９０Ｆは、図２３に示した生体認証装置用センサ９０Ｅに対して、一の撮影光学系９２（即ち一の照明領域３３）に対して照明装置１０１が４つ設けられる点が異なる。具体的には、照明装置１０１は、図２４に示すように、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の両側のそれぞれに２つ設けられる。
【００９７】
図２４に示す例によっても、生体認証装置用センサ９０Ｆは、照明装置１０１を備えるので、上述のように、照明領域３３における照明分布が均一化される。また、４つの照明装置１０１を用いることで、照明領域３３における光の強度を高めることができる。これにより、撮影光学系９２による撮像画像に基づいて、精度の更に良い生体情報を取得できる。
【００９８】
尚、図２４に示す例では、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の両側のそれぞれに２つの照明装置１０１が設けられるが、これに限られない。例えば、Ｘ方向で一の撮影光学系９２の両側のそれぞれに２つの照明装置１００が設けられてもよい。この場合、撮影光学系９２の各側の２つの照明装置１００は、Ｙ方向に並んで配置されてよい。
【００９９】
次に、図２５及び図２６を参照して、一実施例における生体認証装置の例について説明する。
【０１００】
図２５は、生体認証装置の一例を示すブロック図である。図２５に示す生体認証装置６００は、照明光学系２３、撮影光学系９２、ＬＥＤ制御部６３、画像取得部６６、生体情報検出部６８、照合部７１、記憶部７３、判定部７４、及び結果表示部７５を有する。記憶部７３は、予め用意された生体テンプレートを記憶しており、照合部７１は、生体情報検出部６８が検出した生体情報と生体テンプレートを照合する。結果表示部７５は、照合部７１の照合結果または生体画像を表示する。
【０１０１】
照明光学系２３は、照明装置１００又は１０１を含む。また、照明光学系２３及び撮影光学系９２は、上述の生体認証装置用センサ９０Ａ〜９０Ｆのいずれかにより形成されてもよい。
【０１０２】
ユーザが生体の一例である手のひらを照明領域３３に位置させると、生体認証装置６００は認証対象を検知し、ＬＥＤ制御部６３が照明光学系２３の光源２５を点灯する。これにより、光源２５は回折光学素子２６を介して照明領域３３に光を照射する。撮影光学系９２は、照明領域３３における生体（この例では手のひら）を撮影し、画像取得部６６が、撮影された入力画像を取得する。生体情報検出部６８は、入力画像に基づいて、ユーザ固有の生体情報を検出する。照合部７１は、検出された生体情報を、記憶部７３に予め記憶されていた生体テンプレートと照合する。判定部７４は、照合結果に基づいて、正当なユーザであるか否かを判定する。結果表示部７５は、照合部７１における照合結果又は判定部７４の判定結果を表示部に表示する。結果表示部７５は、例えば検出された生体情報が生体テンプレートと一致したか否かを示す照合結果のメッセージなどを表示部に表示する。結果表示部７５は、照合部７１における照合結果を出力する出力部の一例である。照合結果を出力する出力部は、照合結果を表示する結果表示部７５に限定されず、例えば照合結果を音声で出力する音声合成部などで形成されてもよい。また、判定部７４は省略されてもよいし、判定部７４の機能は照合部７１により実現されてもよい。
【０１０３】
図２６は、コンピュータの構成の一例を示すブロック図である。図２５に示す生体認証装置６００は、図２６に示すコンピュータ３００により形成してもよい。図２６に示すコンピュータ３００は、例えばパーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータであってもよい。コンピュータ３００は、ＣＰＵ３０１、記憶部３０２、入力部の一例であるキーボード３０３、インターフェイス３０５、及び出力部の一例である表示部３０６を有してもよい。この例では、ＣＰＵ３０１、記憶部３０２、キーボード３０３、インターフェイス３０５、及び表示部３０６がバス３０７により接続されているが、コンピュータ３００はバス３０７により接続された構成に限定されない。撮影光学系９２及び照明光学系２３は、例えばインターフェイス３０５に接続される。
【０１０４】
記憶部３０２は、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、生体テンプレートを含む各種データなどを格納する。記憶部３０２は、メモリ、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）などの記憶装置で形成してもよい。ＣＰＵ３０１は、記憶部３０２に格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータ３００全体の制御を司る。ＣＰＵ３０１は、プログラムを実行することで、図２５のＬＥＤ制御部６３、画像取得部６６、生体情報検出部６８、照合部７１、記憶部７３、判定部７４、及び結果表示部７５の全てまたは一部の機能を実現できる。ＣＰＵ３０１は、プログラムを実行して例えば照合部７１の機能を実現できる。記憶部３０２は、記憶部７３の機能も実現する。
【０１０５】
キーボード３０３は、ＣＰＵ３０１にコマンド及びデータを入力するのに用いられる。インターフェイス３０５は、コンピュータ３００と外部装置との接続に使用される。表示部３０６は、ＣＰＵ３０１の制御下で、コンピュータ３００のユーザ（または、オペレータ）に対して各種データを表示する。表示部３０６が表示する各種データは、取得した入力画像、照合結果のメッセージなどを含んでもよい。
【０１０６】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【０１０７】
例えば、上述した実施例では、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２は、光源用基板７０における光源２５に係る中点と、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点とが上面視で重なる態様で位置合わせされるが、これに限られない。光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２は、上面視で２つの中点が所定の位置関係になる態様であれば、必ずしも２つの中点が重なる態様である必要はない。例えば、光源用基板７０及び回折光学素子用基板７２は、上面視で２つの中点が、以下の位置関係Ｈ１や位置関係Ｈ２、位置関係Ｈ３になる態様で位置合わせされてもよい。
（位置関係Ｈ１）上面視で、光源用基板７０における光源２５に係る中点が、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点に対して、所定距離Ｄ１だけＸ方向にオフセットされる関係。
（位置関係Ｈ２）上面視で、光源用基板７０における光源２５に係る中点が、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点に対して、所定距離Ｄ２だけＹ方向にオフセットされる関係。
（位置関係Ｈ３）上面視で、光源用基板７０における光源２５に係る中点が、回折光学素子用基板７２における回折光学素子２６に係る中点に対して、所定距離Ｄ１だけＸ方向にオフセットされ且つ所定距離Ｄ２だけＹ方向にオフセットされる関係。
これらの場合、所定距離Ｄ１，Ｄ２は、図１２に示したような均一な照明分布（２対の組み合わせによる照明分布）が実現されるように適合される適合値である。
【０１０８】
また、上述した実施例では、照明装置１００又は１０１は、同一の２つの回折光学素子２６−１，２６−２を含むが、これに限られない。例えば、回折光学素子２６−１，２６−２は、略同一の配置パターンでセル２６３を含む構成であってもよい。即ち、回折光学素子２６−１における各セル２６３の配置パターンは、回折光学素子２６−２における各セル２６３の配置パターンに対して若干の差異があってもよい。同様に、回折光学素子２６−１，２６−２は、異なるセル２６３を部分的に含む構成であってもよい。即ち、回折光学素子２６−１における各セル２６３の一部は、回折光学素子２６−２における各セル２６３の同セル２６３に対して若干の差異があってもよい。このように、回折光学素子２６−１，２６−２は、それぞれ、光源２５−１，２５−２との組み合わせで、図５に示すような特性及び図６に示すような関係を有する限り、完全に同一である必要はなく、若干の差異を有してもよい。
【０１０９】
また、上述した実施例では、回折光学素子２６の外形は、矩形であったが、回折光学素子２６の外形は、任意である。例えば、回折光学素子２６の外形は、丸型や多角形、楕円形等であってもよいし、図２７に示すように星形の回折光学素子２６Ａ−１，２６Ａ−２であってもよい。尚、図２７には、回折光学素子用基板７２には、マーカＭ２，Ｍ３が設けられている。図心を求めることが難しい外形の場合は、マーカＭ２，Ｍ３のようなマーカが設けられるのが望ましい。
【０１１０】
また、上述した実施例では、一の回折光学素子用基板７２に対して設けられる２つの回折光学素子２６−１，２６−２は、離間しているが、これに限れない。２つの回折光学素子２６−１，２６−２は、回折光学素子用基板７２上において連続する態様で形成されてもよい。
【０１１１】
また、上述した実施例では、一の回折光学素子用基板７２に対して２つの回折光学素子２６−１，２６−２が設けられるが、これに限れない。例えば、一の回折光学素子用基板７２に対して４つ、６つ等、偶数個の回折光学素子が設けられてもよい。この場合、光源２５についても、各回折光学素子と対をなすべく、回折光学素子２６の数と同じ個数設けられる。この場合、中点合わせは、所定の又は任意の２対に着目して実現されてよい。図２２に示す例では、回折光学素子用基板７２に、４つの回折光学素子２６Ｂ−１，２６Ｂ−２，２６Ｂ−３、及び２６Ｂ−４が連続して形成されている。図２２には、回折光学素子２６Ｂ−１，２６Ｂ−２，２６Ｂ−３、及び２６Ｂ−４のそれぞれの図心Ｇ１〜Ｇ４が示される。この場合、中点合わせは、例えば、回折光学素子２６Ｂ−１の図心Ｇ１と回折光学素子２６Ｂ−３の図心Ｇ３との中点Ｐ２に基づいて実現されてよい。
【０１１２】
また、上述の実施例において、生体情報は、手に関連する情報であったが、これに限られない。例えば、認証対象の生体情報は、目の虹彩パターン、顔の特徴などの他の身体部位に係る情報であってもよい。
【０１１３】
なお、以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
［付記１］
照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１の基板に対して前記第１及び第２光源の光の照射方向に配置され、前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子とが一体成形された第２の基板とを含む、照明装置。
［付記２］
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子は、それぞれ、複数の回折格子が２次元配置された集合体である、付記１に記載の照明装置。
［付記３］
前記第１回折光学素子における複数の前記回折格子と、前記第２回折光学素子における複数の前記回折格子とは、それぞれ、略同一であり、且つ、略同一の向き及び配置で前記第２の基板上に２次元配置される、付記２に記載の照明装置。
［付記４］
複数の前記回折格子は、それぞれ、複数の凹凸が直線状に平行に並んだ１次元パターンを有する、付記２又は３に記載の照明装置。
［付記５］
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第１の中点は、前記第１光源に係る部品の外形に基づく基準位置と前記第２光源に係る部品の外形に基づく同基準位置との中点に対応する、付記１〜４のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記６］
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第１の中点は、前記第１光源に係る発光部の位置と前記第２光源に係る発光部の位置との中点に対応する、付記１〜４のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記７］
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第２の中点は、前記第１回折光学素子の外形に基づく基準位置と前記第２回折光学素子の外形に基づく同基準位置との中点に対応する、付記１〜６のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記８］
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になる態様で、配置され、
前記第２の基板は、前記第２の中点に対して所定の位置にマーカが形成される、付記１〜４のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記９］
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子は、それぞれ、前記第２の基板における各搭載中心が前記第１光源及び前記第２光源の光軸に対して第１側にずれた場合に、ずれない場合に比べて、前記照明領域における前記第１側の端部の光強度が小さくなる特性を有する、付記１〜８のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記１０］
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子は、それぞれ、更に、前記第１側にずれた場合に、ずれない場合に比べて、前記照明領域における前記第１側とは逆側の端部の光強度が大きくなる特性を有する、付記９に記載の照明装置。
［付記１１］
前記第２の基板は、透光性を有する、付記１〜１０のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記１２］
前記第１の基板及び前記第２の基板は、略平行に配置され、
前記第１光源及び前記第２光源は、前記照明領域の中心に対して同一側にオフセットして配置される、付記１〜１１のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記１３］
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点と、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点とが、前記第１の中点と前記第２の中点とが重なる態様で、配置される、付記１〜１２のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
［付記１４］
照明領域に光を照射する照明装置と、
前記照明領域を撮像する撮影光学系とを含み、
前記照明装置は、
照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子と、
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子が一体的に搭載された第２の基板とを含み、
前記撮影光学系は、前記第１光源及び第２光源を通る直線上に配置されることを特徴とする、撮影装置。
［付記１５］
照明領域に光を照射する照明装置と、
前記照明領域を撮像する撮影光学系と、
前記撮影光学系により撮像された画像に基づいて、生体認証を行う照合部とを含み、
前記照明装置は、
照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子と、
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子が一体的に搭載された第２の基板とを含み、
前記撮影光学系は、前記第１光源及び第２光源を通る直線上に配置されることを特徴とする、生体認証装置。
［付記１６］
前記第１光源及び前記第２光源は、前記照明領域の中心に対して同一側にオフセットして配置される、付記１５に記載の生体認証装置。
［付記１７］
照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子と、
マーカーが形成され、前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子が搭載された第２の基板と、
を含むことを特徴とする照明装置。
［付記１８］
照明領域に光を照射する照明装置と、
前記照明領域を撮像する撮影光学系とを含み、
前記照明装置は、
照明領域に光を照射する第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源が搭載された第１の基板と、
前記第１光源に対応して設けられる第１回折光学素子及び前記第２光源に対応して設けられる第２回折光学素子と、
前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子が一体的に搭載された第２の基板とを含み、
前記撮影光学系は、前記第１光源及び第２光源を通る直線上に配置されることを特徴とする、生体認証装置用センサ。
［付記１９］
第１光源及び第２光源を搭載した第１の基板に基づいて、前記第１の基板における前記第１光源及び前記第２光源の各搭載位置の第１の中点を取得し、
第１回折光学素子及び第２回折光学素子を搭載した第２の基板に基づいて、前記第２の基板における前記第１回折光学素子及び前記第２回折光学素子の各搭載位置の第２の中点を取得し、
前記第１の基板及び前記第２の基板を、前記第１の中点と前記第２の中点とが、前記第１の基板に対して垂直方向に視て所定の位置関係になるように、互いに対して位置合わせすることを含む、照明装置の製造方法。
［付記２０］
前記第１の中点を取得することは、前記第１の基板の撮像画像に基づいて前記第１の中点を導出することを含む、付記１９に記載の照明装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１１４】
２３  照明光学系
２５  光源
２６  回折光学素子
３３  照明領域
６０  ケース
６３  制御部
６６  画像取得部
６８  生体情報検出部
７０  光源用基板
７１  照合部
７２  回折光学素子用基板
７３  記憶部
７４  判定部
７５  結果表示部
８０  樹脂
９０Ａ〜９０Ｆ  生体認証装置用センサ
９２  撮影光学系
１００、１０１  照明装置
２５０  光源部品
２５１  発光部
２６３  回折格子
６００  生体認証装置
【図１】
2018067265.tif 000003
【図２】
2018067265.tif 000004
【図３】
2018067265.tif 000005
【図４】
2018067265.tif 000006
【図５】
2018067265.tif 000007
【図６】
2018067265.tif 000008
【図７】
2018067265.tif 000009
【図８】
2018067265.tif 000010
【図９Ａ】
2018067265.tif 000011
【図９Ｂ】
2018067265.tif 000012
【図１０Ａ】
2018067265.tif 000013
【図１０Ｂ】
2018067265.tif 000014
【図１１】
2018067265.tif 000015
【図１２】
2018067265.tif 000016
【図１３】
2018067265.tif 000017
【図１４】
2018067265.tif 000018
【図１５】
2018067265.tif 000019
【図１６】
2018067265.tif 000020
【図１７】
2018067265.tif 000021
【図１８】
2018067265.tif 000022
【図１９】
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【図２０】
2018067265.tif 000024
【図２１】
2018067265.tif 000025
【図２２】
2018067265.tif 000026
【図２３】
2018067265.tif 000027
【図２４】
2018067265.tif 000028
【図２５】
2018067265.tif 000029
【図２６】
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【図２７】
2018067265.tif 000031
【図２８】
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