(57)【要約】【課題】  生体情報取得デバイス（特に光源部分）の大型化又は照射される光の強度分布の劣化を抑制しつつ、生体部位の所定の範囲に亘って光を照射する。【解決手段】  生体部位からの反射光又は透過光を受光し、生体情報を取得する生体情報取得デバイスＤ１は、生体部位に照射される光を生成する発光ダイオード４ａ１と、生体部位に照射される光を生成する発光ダイオード４ａ２と、長尺な第１側面３ａ１、第１側面３ａ１に対向する長尺な第２側面３ａ２を有する板状のライトガイド３ａと、を備える。発光ダイオード４ａ１と発光ダイオード４ａ２とは、第２側面３ａ２の長手方向に沿って配列された状態でライトガイド３ａ上に配置され、発光ダイオード４ａ１からの光及び発光ダイオード４ａ２からの光は、ライトガイド３ａによって、第２側面３ａ２から前記第１側面３ａ１に案内される。【選択図】  図２
2008220544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体部位からの反射光又は透過光を受光し、生体情報を取得する生体情報取得デバイスであって、
前記生体部位に照射される光を生成する第１半導体発光装置と、
前記生体部位に照射される光を生成する第２半導体発光装置と、
長尺な第１側面、当該第１側面に対向する長尺な第２側面を有する板状のライトガイドと、
を備え、
前記第１半導体発光装置と前記第２半導体発光装置とは、前記第２側面の長手方向に沿って配列された状態で前記ライトガイド上に配置され、
前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記ライトガイドによって、前記第２側面から前記第１側面に案内される、生体情報取得デバイス。
【請求項２】
前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置は、前記ライトガイドの前記第２側面上に固定され、
前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記ライトガイドの前記第２側面を通過することを特徴とする請求項１記載の生体情報取得デバイス。
【請求項３】
前記ライトガイドは、第１主面、当該第１主面に対向する第２主面を有し、
前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置は、前記ライトガイドの前記第１主面又は前記第２主面上に固定され、
前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記第１主面又は前記第２主面を通過し、前記ライトガイドの前記第２側面により反射されることを特徴とする請求項１記載の生体情報取得デバイス。
【請求項４】
前記ライトガイドの前記第１側面には、前記第１半導体発光装置からの光と前記第２半導体発光装置からの光とが重ね合わされる領域が形成されることを特徴とする請求項１乃至３記載の生体情報取得デバイス。
【請求項５】
前記第１半導体発光装置からの光と前記第２半導体発光装置からの光とが重ね合わされる前記領域には、前記第２側面から前記第１側面に案内された光の光路を変更する光路変更手段が設けられていることを特徴とする請求項４記載の生体情報取得デバイス。
【請求項６】
前記ライトガイドは、前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置の配置位置を設定するための窪み部又は突出部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の生体情報取得デバイス。
【請求項７】
前記第１半導体発光装置と前記第２半導体発光装置とは、共通の配線基板に実装された状態で、前記ライトガイド上に配置されることを特徴とする請求項１記載の生体情報取得デバイス。
【請求項８】
前記ライトガイドは、前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置の配置位置を決定するための窪み部又は突出部が設けられていることを特徴とする請求項７記載の生体情報取得デバイス。
【請求項９】
前記ライトガイドの前記第１側面には、前記第２側面から前記第１側面に案内された光の光路を変更する光路変更手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の生体情報取得デバイス。
【請求項１０】
前記光路変更手段は、拡散シート又はレンズであることを特徴とする請求項９記載の生体情報取得デバイス。
【請求項１１】
前記光路変更手段は、前記ライトガイドの厚み方向に延在する複数の溝が前記第１側面に設けられることにより実現されることを特徴とする請求項９記載の生体情報取得デバイス。
【請求項１２】
前記ライトガイドは、第１主面、当該第１主面に対向する第２主面を有し、
前記ライトガイドに入力された前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は前記第１主面又は前記第２主面で反射されることを特徴とする請求項１記載の生体情報取得デバイス。
【請求項１３】
前記ライトガイドが搭載された遮光部材をさらに備え、
当該遮光部材は、前記ライトガイドの前記第１側面よりも突出した端部を有することを特徴とする請求項１記載の生体情報取得デバイス。
【請求項１４】
生体部位からの反射光又透過光が入射される表面領域の周囲に、当該表面領域を挟んで対向配置された第１光照射デバイスと第２光照射デバイスとを備える生体情報取得デバイスであって、
前記第１光照射デバイス及び前記第２光照射デバイスのそれぞれは、
前記生体部位に照射される光を生成する第１半導体発光装置と、
前記生体部位に照射される光を生成する第２半導体発光装置と、
第１側面、当該第１側面に対向する第２側面を有する板状のライトガイドと、
を備え、
前記第１半導体発光装置と前記第２半導体発光装置とは、前記第２側面の長手方向に沿って配列された状態で前記ライトガイド上に配置され、
前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記ライトガイドによって、前記第２側面から前記第１側面に案内される、生体情報取得デバイス。
【請求項１５】
前記第１光照射デバイスに含まれる前記ライトガイドの前記表面領域側の端部と前記第２光照射デバイスに含まれる前記ライトガイドの前記表面領域側の端部との間の幅をＷ１とし、
前記第１光照射デバイスに含まれる前記遮光部材の前記表面領域側の端部と前記第２光照射デバイスに含まれる前記遮光部材の前記表面領域側の端部との間の幅をＷ２としたとき、０．５≦Ｗ２／Ｗ１≦０．９の関係を満足することを特徴とする請求項１４記載の生体情報取得デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報取得デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体認証に関する技術開発の進展が著しい。なお、周知のとおり、生体認証に関する技術とは、検査対象の個体から取得された生体情報が、あらかじめ設定された生体情報と等しいかという判断結果に基づいて、ある個体を他の個体から識別する技術である。例えば、ヒトの瞳の虹彩に基づいて個体を特定する方法、ヒトの指等の静脈パターンに基づいて個体を特定する方法、指の指紋パターンに基づいて個体を特定する方法が挙げられる。なかでも、ヒトの指等の静脈パターンを利用したものは、パターンデータの偽装が困難であり、高いセキュリティーを確保することができる。
【０００３】
今日においては、生体認証システムは、生活のあらゆる場面で実用化されている。そして、大型のコンピューターのみではなく、移動用コンピューターや移動体通信端末（携帯電話）においても、生体認証システムが導入されている。よって、生体認証システムを構成する生体情報取得デバイスの小型化が強く望まれている。
【０００４】
特許文献１には、生体認証に用いられる撮像装置が開示されている。この撮像装置では、光源（１００）、支持台（３００）、画像認証部（２００）を積層させることで、撮像装置の小型化を図っている。
【特許文献１】特開２００１−１１９００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、生体部位に光を照射する場合、生体部位の所定の範囲に亘って光を照射する必要がある。生体情報は、２次元状に配列された画素からの出力信号に基づいて構成されるからである。１つの光源を用いて生体部位の所定の範囲に亘って光を照射する場合、光源を生体部位から十分に離れた位置に配置する必要がある。しかし、このようにすると、生体情報取得デバイスが大型化してしまう。なお、光源を生体部位から十分に近い位置に配置すると、生体部位の所定範囲に亘って光を照射すること自体ができなく、また、生体部位に照射される光の強度分布の均一性を十分に確保することができない。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、生体情報取得デバイス（特に光源部分）の大型化又は照射される光の強度分布の劣化を抑制しつつ、生体部位の所定の範囲に亘って光を照射することができる生体情報取得デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる生体情報取得デバイスは、生体部位からの反射光又は透過光を受光し、生体情報を取得する生体情報取得デバイスであって、前記生体部位に照射される光を生成する第１半導体発光装置と、前記生体部位に照射される光を生成する第２半導体発光装置と、長尺な第１側面、当該第１側面に対向する長尺な第２側面を有する板状のライトガイドと、を備え、前記第１半導体発光装置と前記第２半導体発光装置とは、前記第２側面の長手方向に沿って配列された状態で前記ライトガイド上に配置され、前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記ライトガイドによって、前記第２側面から前記第１側面に案内される。
【０００８】
前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置は、前記ライトガイドの前記第２側面上に固定され、前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記ライトガイドの前記第２側面を通過する、と良い。
【０００９】
前記ライトガイドは、第１主面、当該第１主面に対向する第２主面を有し、前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置は、前記ライトガイドの前記第１主面又は前記第２主面上に固定され、前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記第１主面又は前記第２主面を通過し、前記ライトガイドの前記第２側面により反射される、と良い。
【００１０】
前記ライトガイドの前記第１側面には、前記第１半導体発光装置からの光と前記第２半導体発光装置からの光とが重ね合わされる領域が形成される、と良い。
【００１１】
前記第１半導体発光装置からの光と前記第２半導体発光装置からの光とが重ね合わされる前記領域には、前記第２側面から前記第１側面に案内された光の光路を変更する光路変更手段が設けられている、と良い。
【００１２】
前記ライトガイドは、前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置の配置位置を設定するための窪み部又は突出部が設けられている、と良い。
【００１３】
前記第１半導体発光装置と前記第２半導体発光装置とは、共通の配線基板に実装された状態で、前記ライトガイド上に配置される、と良い。
【００１４】
前記ライトガイドは、前記第１半導体発光装置及び前記第２半導体発光装置の配置位置を決定するための窪み部又は突出部が設けられている、と良い。
【００１５】
前記ライトガイドの前記第１側面には、前記第２側面から前記第１側面に案内された光の光路を変更する光路変更手段が設けられている、と良い。
【００１６】
前記光路変更手段は、拡散シート又はレンズである、と良い。
【００１７】
前記光路変更手段は、前記ライトガイドの厚み方向に延在する複数の溝が前記第１側面に設けられることにより実現される、と良い。
【００１８】
前記ライトガイドは、第１主面、当該第１主面に対向する第２主面を有し、前記ライトガイドに入力された前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は前記第１主面又は前記第２主面で反射される、と良い。
【００１９】
前記ライトガイドが搭載された遮光部材をさらに備え、当該遮光部材は、前記ライトガイドの前記第１側面よりも突出した端部を有する、と良い。
【００２０】
本発明にかかる生体情報取得デバイスは、生体部位からの反射光又透過光が入射される表面領域の周囲に、当該表面領域を挟んで対向配置された第１光照射デバイスと第２光照射デバイスとを備える生体情報取得デバイスであって、前記第１光照射デバイス及び前記第２光照射デバイスのそれぞれは、前記生体部位に照射される光を生成する第１半導体発光装置と、前記生体部位に照射される光を生成する第２半導体発光装置と、第１側面、当該第１側面に対向する第２側面を有する板状のライトガイドと、を備え、前記第１半導体発光装置と前記第２半導体発光装置とは、前記第２側面の長手方向に沿って配列された状態で前記ライトガイド上に配置され、前記第１半導体発光装置からの光及び前記第２半導体発光装置からの光は、前記ライトガイドによって、前記第２側面から前記第１側面に案内される。
【００２１】
前記第１光照射デバイスに含まれる前記ライトガイドの前記表面領域側の端部と前記第２光照射デバイスに含まれる前記ライトガイドの前記表面領域側の端部との間の幅をＷ１とし、前記第１光照射デバイスに含まれる前記遮光部材の前記表面領域側の端部と前記第２光照射デバイスに含まれる前記遮光部材の前記表面領域側の端部との間の幅をＷ２としたとき、０．５≦Ｗ２／Ｗ１≦０．９の関係を満足する、と良い。
【発明の効果】
【００２２】
生体情報取得デバイス（特に光源部分）の大型化又は照射される光の強度分布の劣化を抑制しつつ、生体部位の所定の範囲に亘って光を照射することができる生体情報取得デバイスを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。尚、図面は簡略的なものであって、示された構成要素の正確な大きさ等を示すものではない。また、図面に基づいて、本発明の技術的範囲を狭めるように解釈してはならない。また、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
図１乃至図７を用いて、第１の実施の形態について説明する。図１は、生体情報取得デバイスＤ１の概略的な斜視図である。図２は、生体情報取得デバイスＤ１の概略的な上面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ間の生体情報取得デバイスＤ１の概略的な端面図である。図４は、撮像装置の撮像領域の概略的な説明図である。図５は、ライトガイドに設定される区分を示す説明図である。図６は、生体情報取得モジュールＭ１の概略的な斜視図である。図７は、生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に、生体情報取得デバイスＤ１の概略的な斜視図を示す。図１に示すように、生体情報取得デバイスＤ１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のフォトセンサー（撮像部）１、光照射デバイス（第１光照射デバイス）ＬＥａ、光照射デバイス（第２光照射デバイス）ＬＥｂ、を備える。
【００２６】
光照射デバイスＬＥａ及びＬＥｂは、生体情報取得デバイスＤ１の表面領域Ｒ１上に載せられる指（図３で図示する）に向けて検査光を出射する。なお、検査光は、橙色から近赤外領域の波長（波長：５８０ｎｍ〜１０００ｎｍ）の光である。ここでは、検査光の波長は、７６０ｎｍ又は８７０ｎｍである。検査光は、指内における反射や散乱を受けて、フォトセンサー１の主面１ａの表面領域Ｒ１に入射される。表面領域Ｒ１に入射された検査光は、フォトセンサー１の各画素において受光（光電変換）され、画像化される。指内の静脈に到達する検査光は、指内の静脈で吸収される。従って、フォトセンサー１から得られる画像には、検査されたヒトの静脈パターン（生体情報）が現れる。このようにして取得された画像（画像情報）を利用して、検査されたヒトが、あらかじめ設定された特定のヒトであるのかが判断される。
【００２７】
図１に示すように、フォトセンサー１は、主面１ａを有する撮像装置である。なお、フォトセンサー１は、パッケージされている撮像装置であり、フォトセンサー１の主面１ａは、パッケージの入射窓の上面と一致する。なお、フォトセンサー１は、絶縁基板と、絶縁基板上に互いに離間して形成された複数の半導体層と、を含む。各半導体層は、絶縁基板上にマトリクス状に形成される。なお、フォトセンサー１がＴＦＴセンサーである場合、いわゆる半導体基板を用いないため、製造コストの面で利点がある。
【００２８】
主面１ａには、表面領域Ｒ１が設けられている。表面領域Ｒ１上には、指（生体部位）が載置される。指から反射された検査光又は指を透過した検査光は、表面領域Ｒ１に入射される。なお、フォトセンサー１に含まれる撮像領域については、図４を用いて後述する。ここでは、フォトセンサー１における撮像領域Ｒ２は、表面領域Ｒ１と実質的に一致する領域に設けられているものとする。
【００２９】
光照射デバイスＬＥａ及び光照射デバイスＬＥｂは、フォトセンサー１の主面１ａ上に配置されている。光照射デバイスＬＥａ及び光照射デバイスＬＥｂは、表面領域Ｒ１を挟んで、互いに対向して配置されている。
【００３０】
光照射デバイスＬＥａは、遮光板（遮光部材）２ａ、ライトガイド３ａ、発光ダイオード（半導体発光装置）４ａ１、４ａ２、４ａ３、４ａ４、を有する。
【００３１】
遮光板２ａは、照明光を遮断する材料から構成された板状部材である（具体的には、金属、黒色樹脂等がある）。遮光板２ａの上には、ライトガイド３ａが固定される。なお、光がライトガイド３ａを効率良く伝播するために、遮光板２ａとライトガイド３ａの間に空気層が存在していても良い。ライトガイド３ａの側面３ａ２には、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４が固定される。
【００３２】
光照射デバイスＬＥｂの構成は、光照射デバイスＬＥａの構成と略等しい。つまり、遮光板２ｂは遮光板２ａに対応し、ライトガイド３ｂはライトガイド３ａに対応し、発光ダイオード４ｂ１〜４ｂ４は発光ダイオード４ａ１〜４ｂ４にそれぞれ対応する。
【００３３】
次に、図２に、生体情報取得デバイスＤ１の概略的な上面図を示す。図２に示すように、表面領域Ｒ１を挟んで、光照射デバイスＬＥａと光照射デバイスＬＥｂとが対向して配置されている。
【００３４】
図２に示すように、光照射デバイスＬＥａは、遮光板２ａ、ライトガイド３ａ、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４を有する。
【００３５】
ライトガイド３ａは、上面視形状が四辺形状の板状部材である。また、ライトガイド３ａは、検査光に対して実質的に透明な部材（透過率９０％以上、ここでは透過率９９％）である。例えば、ライトガイド３は、ポリカーボネイト、アクリル、ポリオレフィン等の樹脂材料、又はガラス基板等から構成される。
【００３６】
ライトガイド３ａは、光出射面（第１側面）３ａ１、光入射面（第２側面）３ａ２を有する。光出射面３ａ１は、表面領域Ｒ１上に載せられる指（図３で図示する）に臨む側面である。光出射面３ａ１は、ｚ軸を長手方向として、ｚ軸に沿って延在する長尺な面である。光入射面３ａ２は、光出射面３ａ１に対向する側面である。光入射面３ａ２は、ｚ軸を長手方向として、ｚ軸に沿って延在する長尺な側面である。また、ライトガイド３ａは、ｘ軸に沿う幅ＷＬＧ１とｚ軸に沿う幅ＷＬＧ２とを有する。幅ＷＬＧ１は、幅ＷＬＧ２よりも狭い。
【００３７】
図２に示すように、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４は、光入射面３ａ１の長手方向に沿って配列された状態で、ライトガイド３ａ上に配置されている。発光ダイオード４ａ１〜４ａ４がは、接着剤１１を介して、光入射面３ａ２に取り付けられる。換言すると、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４がは、接着剤１１を介して光入射面３ａ２に光結合されている。発光ダイオード４ａ１〜４ａ４から出射された検査光は、ライトガイド３ａの光入射面３ａ２を通過し、ライトガイド３ａに導入される。ライトガイド３ａは、光入射面３ａ２から光出射面３ａ１に検査光を案内する。
【００３８】
なお、接着剤１１は、検査光に対して高い透過率を有し、検査光に対して実質的に透明である。従って、光入射面と発光ダイオードとの間で、良好な光結合を確保することができる。また、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４のそれぞれは、モノリシックの半導体素子がパッケージされた素子である。発光ダイオード４ａ１〜４ａ４は、電流が与えられることにより橙色〜近赤外領域の光（５８０ｎｍ又は１０００ｎｍのいずれかの光）を発光する。
【００３９】
光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの構成は、光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの構成と略等しい。すなわち、光出射面３ｂ１が光出射面３ａ１に対応し、光入射面３ｂ２が光入射面３ａ２に対応する。
【００４０】
光照射デバイスＬＥａでは、発光ダイオード４ａ１からの検査光は、ライトガイド３ａ内を次のように伝播する。発光ダイオード４ａ１から出射された検査光は、接着剤１１を通過し、ライトガイド３ａの光入射面３ａ２を通過し、ライトガイド３ａ内を伝播し、光出射面３ａ１から出射される。他の発光ダイオード４ａ２〜４ａ４についても、発光ダイオード４ａ１の場合と同様である。
【００４１】
本実施形態においては、複数の発光ダイオード４ａ１〜４ａ４は、長尺な光入射面３ａ２の長手方向に配列された状態でライトガイド３ａ上に配置される。そして、ライトガイド３ａは、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４からの検査光を光入射面３ａ２から光出射面３ａ１に案内する。かかる構成によって、生体情報取得デバイスの光源部分が大型化することを抑制しつつ、生体部位の所定範囲に検査光を照射することができる。つまり、ライトガイド３ａを用いる場合には、ライトガイド３ａの幅ＷＬＧ１が広くなりすぎることを抑制しつつ、ライトガイド３ａの幅ＷＬＧ２を所定の幅に設定することができる。
【００４２】
また、本実施形態においては、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４は、ほぼ等しい間隔で配置されている。従って、光出射面３ａ１から出射される検査光の強度分布を実用可能な程度に均一化することができる。
【００４３】
図２に示すように、発光ダイオード４ａ１からの検査光は、光出射面３ａ１の領域Ｒ４ａ１に導かれる。発光ダイオード４ａ２からの検査光は、光出射面３ａ１の領域Ｒ４ａ２に導かれる。発光ダイオード４ａ３からの検査光は、光出射面３ａ１の領域Ｒ４ａ３に導かれる。発光ダイオード４ａ４からの検査光は、光出射面３ａ１の領域Ｒ４ａ４に導かれる。
【００４４】
光出射面３ａ１には、領域Ｒ４ａ１と領域Ｒ４ａ２とが重なり合う領域ＲＯが形成される。光出射面３ａ１には、領域Ｒ４ａ２と領域Ｒ４ａ３とが重なり合う領域ＲＯが形成される。光出射面３ａ１には、領域Ｒ４ａ３と領域Ｒ４ａ４とが重なり合う領域ＲＯが形成される。つまり、光出射面３ａ１には、ある発光ダイオードからの検査光と他の発光ダイオードからの検査光とが重なりあう領域が形成される。このように設定することによって、光出射面３ａ１のほぼ全域から検査光を出射させることができる。
【００４５】
生体情報取得デバイスＤ１では、２次元状に配置された複数の画素からの出力信号に基づいて生体情報（静脈パターンが写された画像）が取得される。従って、観察対象となる生体部位には、その全域に亘って均一な検査光を照射すると良い。観察対象となる生体部位に検査光が照射されない部分があると、その部分からの生体情報を得ることができないため、高精度な生体認証を実現することができない。本実施の形態では、この点にかんがみて、光出射面３ａ１に上述の領域ＲＯが形成されるように、ライトガイド３ａ１の幅ＷＬＧ１を設定している。
【００４６】
また、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４からは、ランベルト分布の検査光が出射される。ランベルト分布では、その分布の中央部分の光強度は強く、その分布の裾部分の光強度は弱い。従って、隣り合う発光ダイオードから出射される検査光を互いに重ね合わせることで、光出射面３ａ１から出射される検査光の強度分布を均一化することができる。すなわち、光出射面３ａ１に上述の領域ＲＯを形成することによって、光出射面３ａ１から出射される検査光の強度分布を、光出射面３ａ１の長手方向に沿って均一化できる。
【００４７】
上述の光照射デバイスＬＥａに関する説明は、光照射デバイスＬＥｂにもそのまま当てはまる。ここでは、重複する説明は省略する。
【００４８】
図３に、図２のＸ−Ｘ間の生体情報取得デバイスＤ１の概略的な断面図を示す。光照射デバイスＬＥａは、遮光板２ａの上にライトガイド３ａを有する。ライトガイド３ａは、ｙ軸に沿う厚みを有する板状部材（透明樹脂、ガラス板、石英板等）である。ライトガイド３ａは、上面（第１主面）３ａ３、下面（第２主面）３ａ４、を有する。ライトガイド３ａの光入射面３ａ２から入力された検査光は、上面３ａ３と下面３ａ４で全反射され、光出射面３ａ１まで導かれる。なお、ライトガイド３ａを、クラッド層、コア層を含む積層体としても良い。クラッド層は、空気であっても良い。
【００４９】
図３に示すように、ライトガイド３ａの表面領域Ｒ１側の端部は、ヒトの指１００に対する物理的なストレスを緩和するために、テーパー状に構成されていると良い。換言すると、ライトガイド３ａの表面領域Ｒ１側の端部は、表面領域Ｒ１に向かって、その上面からその下面に傾斜する面（表面領域Ｒ１上に載せられる指１００に望む面）が設けられると良い。つまり、ライトガイド３ａは、表面領域Ｒ１に近づくにつれて厚み（ｙ軸に沿う幅）が薄くなる先細りの端部を有すると良い。なお、テーパー状にカットされた端部に応じて、ライトガイド３ａの上面はライトガイド３ｂの下面よりも狭くなる。
【００５０】
遮光板２ａは、上述のように、金属材料から構成された板状部材である。遮光板２ａは、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４から出射される検査光に対して不透明である。遮光板２ａは、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１よりも表面領域Ｒ１側に突出している部分を有する。ここでは、図３に示すように、遮光部２ａは、幅Ｗ３分だけ光出射面３ａ１より表面領域Ｒ１側（表面領域Ｒ１上に載置される指（生体部位）側）に突出している部分を有する。このように突出した部分を遮光板２ａが有することにより、光出射面３ａ１から表面領域Ｒ１に向けて出射された検査光の一部は、遮光板２ａにて反射又は吸収される。換言すると、光出射面３ａ１から出射された検査光の一部が遮光部材２ａの端部(突出部)に直接照射されるように遮光部材２ａは配置される。このように配置された遮光板２ａによって、光出射面３ａ１から表面領域Ｒ１に検査光が直接入射されることが抑制される。従って、複雑な画像処理技術を活用することなく、より良質な画像を取得することができる。なお、遮光板２ａも、ライトガイド３ａと同様に先細りの構成としてもよい。
【００５１】
なお、光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの構成は、光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの構成と略等しい。また、光照射デバイスＬＥｂの遮光部２ｂは、光照射デバイスＬＥａの遮光部２ａの構成と等しい。但し、遮光部２ｂは、幅Ｗ４分だけ光出射面３ｂ１から表面領域Ｒ１側に突出している部分を有する。尚、ここでは、幅Ｗ３と幅Ｗ４は実質的に等しい。
【００５２】
図３に模式的に示すように、光照射デバイスＬＥａの光出射面３ａ１から出射された検査光は、ヒトの指１００の静脈１０１に吸収される。また、光照射デバイスＬＥｂの光出射面３ｂ１から出射された検査光は、ヒトの指１００の内部で反射され、表面領域Ｒ１に入射する。なお、図３の模式図からも明らかなように、光出射面３ａ１は、ヒトの指１００の側面に対向して配置される。
【００５３】
このようにして、生体情報取得デバイスＤ１は、検査光を観察対象物としてのヒトの指１００に照射する。指１００で反射され、表面領域Ｒ１に入射された検査光は、近赤外領域の光に所定の感度特性を有するフォトセンサー１により画像化される。
【００５４】
フォトセンサー１は、上述のように、絶縁基板上に、各画素に対応して半導体層が積層されることにより形成される撮像装置である。フォトセンサー１は、図４に示すように、複数の画素ＰＸが二次元状に配置される撮像領域Ｒ２を有する。なお、本実施形態では、各画素は、光トランジスタとしてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）により構成されている。撮像領域Ｒ２は、表面領域Ｒ１に対応する領域に設けられている。
【００５５】
指内で反射された検査光がフォトセンサー１の画素ＰＸに入射すると、画素ＰＸには検査光の強度に応じた電荷が生じる。そして、生成された電荷に対応する信号がフォトセンサー１から出力され、この出力信号に基づいて画像が構成される。その後、後続の演算処理装置における処理結果に基づいて、観察されたヒトがあらかじめ設定された特定のヒトであるのかが判断される。
【００５６】
ここで図５を参照しつつ、光出射面３ａ１から出射される検査光の強度が、光出射面３ａ１の長手方向に沿って均一化されることを具体的な数値を挙げて説明する。
【００５７】
図５に、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１を正面視した説明図を示す。図５に示すように、光出射面３ａ１には、複数の区分ＤＩＶ１〜ＤＩＶ７が設けられる。区分ＤＩＶ１は、直径１ｍｍの区分である。他の区分ＤＩＶ２〜ＤＩＶ７も、区分ＤＩＶ１と同様である。また、これらの区分は、３ｍｍ間隔で設けられている。また、図５に模式的に示すように、区分ＤＩＶ１の背面には、発光ダイオード４ａ２がある。換言すると、区分ＤＩＶ１は、発光ダイオード４ａ２からの検査光が直線的に結合される区分である。又、区分ＤＩＶ７の背面には、発光ダイオード４ａ３がある。換言すると、区分ＤＩＶ７は、発光ダイオード４ａ３からの検査光が直線的に結合される区分である。
【００５８】
表１に、各区分の輝度の測定結果を示す。なお、ここでは、トプコン社製の輝度計を用いて、図５に示した各区分ＤＩＶ１〜ＤＩＶ７の輝度を測定した。表１の結果から明らかなように、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１からは、ライトガイド３ａの長手方向に沿って、均一化された検査光が出射されている。これは、光出射面３ａ１に、発光ダイオード４ａ２からの検査光と発光ダイオード４ａ３からの検査光とは互いに重なり合う領域が形成されていることも寄与している。ここで、最小の輝度（区分ＤＩＶ１における輝度）を最大の輝度（区分ＤＩＶ４における輝度）で割算をすると、５３２０／６３５０＝８３．８％となる。最小輝度と最大輝度との輝度比が、８０％以上であれば均一化の程度は十分である。
【表１】
2008220544.tif 000003
【００５９】
光出射面３ａ１から、その長手方向に沿って強度が均一な検査光が出射されることによって、フォトセンサー１の撮像領域Ｒ２には、より均一な強度の検査光が入射される。これにより、良質な画像を取得することができる。具体例を挙げれば、フォトセンサー１に含まれる画素ＰＸに想定以上の強度の検査光が入射することを抑制することができ、飽和した画素分だけ、生体情報が失われてしまうといったことを回避することができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、図１乃至図３に示したように、光出射面３ａ１、３ｂ１から出射された検査光が、直接的に表面領域Ｒ１に入射することを遮る遮光板２ａ、２ｂが設けられている。これにより、光出射面３ａ１、３ｂ１から直接的に表面領域に検査光が入射することが抑制される。よって、より高精度な画像を取得することができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、図３に示したように、表面領域Ｒ１を挟んで対向する光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの端部と光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの端部との間の幅をＷ１とし、表面領域Ｒ１を挟んで対向する光照射デバイスＬＥａの遮光板２ａの端部と光照射デバイスＬＥｂの遮光板２ｂの端部との間の幅をＷ２としたとき、０．５≦Ｗ２／Ｗ１≦０．９の関係を満足する。これによって、遮光板２ａ、２ｂにより、光出射面３ａ１、３ｂ１から表面領域Ｒ１に向かって進む検査光を効果的に遮断することができる。よって、小型化を図りつつ、より良質な画像を取得できる。
【００６２】
なお、ここでは、光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの端部と光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの端部との間の幅Ｗ１は、光照射デバイスＬＥａの光出射面３ａ１と光照射デバイスＬＥｂの光出射面３ｂ１との間の幅に略等しい。光照射デバイスＬＥａの遮光板２ａの端部と光照射デバイスＬＥｂの遮光板２ｂの端部との間の幅Ｗ２は、遮光板２ａの表面領域Ｒ１側の表面領域Ｒ１に臨む端面と遮光板２ｂの表面領域Ｒ１側の表面領域Ｒ１に臨む端面との間の幅に等しい。
【００６３】
また、本実施形態においては、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、フォトセンサー１の主面１ａ上に載置される部品（モジュール）として構成される。よって、生体情報取得デバイスＤ１を、より簡易に組み立てることができる。また、遮光板２ａ、２ｂにより、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂに含まれるライトガイド３ａ、３ｂから放射されうる漏れ光を遮断することができる。
【００６４】
ここで、図６を用いて、生体情報取得デバイスＤ１がパッケージングされた生体情報取得モジュールＭ１の構成について説明する。
【００６５】
図６に示すように、生体情報取得モジュールＭ１は、パッケージ１５０を有する。パッケージ１５０の内部には、生体情報取得デバイスＤ１が配置されている。
【００６６】
パッケージ１５０は、主面１５０ａに凹部１５１を有する。凹部１５１は、上面視形状が略矩形状であって、表面領域Ｒ１と一致する底面１５１ａ、底面と主面１５１ａとの間を結ぶ４つの側面１５１ｂを有する。図６に示すように、凹部１５１は、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１と一致する側面１５１ｂをする。
【００６７】
上述のように、ライトガイド３ａ及びライトガイド３ｂの表面領域Ｒ１側の端部には、表面領域Ｒ１に向かって、その上面からその下面に傾斜する面が設けられている。従って、表面領域Ｒ１上に載置される指１００に、ライトガイド自体の構造によって、物理的なストレスが与えられることは抑制される。なお、ここでは、表面領域Ｒ１の周囲に２つの光照射デバイスを配置したが、表面領域Ｒ１の全周を囲うように４つの光照射デバイスを配置することも可能である。
【００６８】
最後に、図７を用いて、本発明の生体情報取得デバイスＤ１が組み込まれた生体認証装置の構成及び動作について説明する。図７に示すように、生体認証装置３１０は、光照射部２００、撮像部２１０、制御部２２０、画像処理部２３０、記憶部２４０、照合部２５０を有する。光照射部２００は、上述の光照射デバイスＬＥａ及び光照射デバイスＬＥｂに相当する。撮像部２１０は、上述のフォトセンサー１に相当する。制御部２２０は、光照射部２００、画像処理部２３０、記憶部２４０、照合部２５０と連絡可能に構成される。
【００６９】
光照射部２００は、制御部２２０からの制御信号に基づいて、検査光を生体１００に向けて照射する。生体１００から反射された検査光は、撮像部２１０の撮像領域に入射される。撮像部２１０は、制御部２２０からの制御信号に基づいて制御される画像処理部２３０により制御される。撮像部２１０は、画像処理部２３０からの制御信号に基づいて、画像取得モードになったり、画像読み出しモードになったりする。なお、制御部２２０により撮像部２１０を制御しても良い。
【００７０】
撮像部２１０から順次読み出された電気信号は、画像処理部２３０によって所定の処理が施される。なお、画像処理を施すかどうかは任意である。次に、照合部２５０は、取得した画像情報と、記憶部２４０にあらかじめ格納されている画像情報とを照合する。照合の対象となる画像情報には、生体１００の静脈パターン（生体情報）が現される。すなわち、照合部２５０は、画像情報に含まれる静脈パターンを相互に照合し、両者の静脈パターンが一致する場合には、検査した個体があらかじめ設定された個体であるとする。そして、両者の静脈パターンが一致しない場合には、検査した個体があらかじめ設定された個体ではないとする。制御部２２０は、照合部２５０の照合結果に基づいて、他の情報処理装置等に照合結果を連絡する。
【００７１】
〔第２の実施の形態〕
図８乃至図１０を用いて、第２の実施の形態について説明する。図８は、生体情報取得デバイスＤ２の概略的な上面図である。図９は、生体情報取得デバイスＤ２の光照射デバイスＬＥａの製造方法を説明するための説明図である。図１０は、生体情報取得デバイスＤ２のバリエーションを説明するための概略的な上面図である。
【００７２】
本実施形態においては、第１の実施の形態と異なり、ライトガイド３ａの光入射面３ａ２には、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４のそれぞれを部分的に収納する窪み部Ｇが設けられる。発光ダイオード４ａ１〜４ａ４のそれぞれは窪み部Ｇに収納され、ライトガイド３ａに接着剤１１を介して固定される。
【００７３】
窪み部Ｇは所定の間隔でライトガイド３ａの光入射面３ａ１に設けられている。複数の窪み部Ｇのそれぞれに発光ダイオード４ａ１〜４ａ４のそれぞれを配置することによって、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４を一定の間隔で配置することができる。また、光出射面３ａ１に、発光ダイオード４ａ１からの検査光と発光ダイオード４ａ２からの検査光とが重なる領域ＲＯを精度良く形成することもできる。また、窪み部Ｇによって、発光ダイオードは機械的にも保護される。
【００７４】
図９を用いて、光照射デバイスＬＥａの製造方法について説明する。図９（ａ）に示すように、遮光板２ａを用意する。次に、図９（ｂ）に示すように、遮光板２ａ上にライトガイド３ａを配置する。次に、図９（ｃ）に示すように、ライトガイド３ａのそれぞれの窪み部Ｇに発光ダイオード４ａ１〜４ａ４を配置する。
【００７５】
このように、ライトガイドに発光ダイオードを位置決めさせる構造を持たせることによって、発光ダイオードを所定の位置に固定できる。そして、光出射面３ａ１から出射される検査光の光出射面３ａ１の長手方向に沿う強度分布を均一化することができる。
【００７６】
なお、本実施形態においては、ライトガイドに窪み部を形成して発光ダイオードを位置決めさせているが、ライトガイドに突出部を形成して発光ダイオードを位置決めさせても良い。つまり、図１０のような構成を採用しても良い。図１０においては、ライトガイドの光入射面に設けられた４つの突出部Ｊが発光ダイオードを位置決めさせている。
【００７７】
また、窪み部の具体的な形状は任意である。ライトガイド３ａの上面３ａ３から下面３ａ４まで延在する溝を光入射面３ａ２に設けることによって、窪み部を形成しても良い。ライトガイド３ａの上面３ａ３及び下面３ａ４にまで到達しない溝を光入射面３ａ２に設けることによって、窪み部を形成しても良い。
【００７８】
尚、上述の光照射デバイスＬＥａについてした説明は、光照射デバイスＬＥｂにも当てはまる。ここでは重複する説明は省略する。
【００７９】
〔第３の実施の形態〕
図１１乃至図１３を用いて、第３の実施の形態について説明する。図１１は、生体情報取得デバイスＤ３の概略的な上面図である。図１２は、生体情報取得デバイスＤ３の光照射デバイスＬＥａの製造方法を説明するための説明図である。図１３は、生体情報取得デバイスＤ３のバリエーションを説明するための概略的な上面図である。
【００８０】
図１１に示すように、本実施形態においては、第２の実施の形態とは異なり、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４はフレキシブル基板Ｓｕｂ１（可撓性を有する配線基板）に実装された状態で、ライトガイド３ａに固定されている。これによって、光照射デバイスＬＥａをより簡易に製造することができる。本実施形態においては、ライトガイド、複数の発光ダイオードといったように複数の部品を用いて、光照射デバイスを構成させている。製造上の工夫をすることは、光照射デバイスの実用化を図る上で非常に重要である。
【００８１】
図１２を参酌して、光照射デバイスＬＥａの製造方法について説明する。図１２（ａ）に示すように、まずフレキシブル基板Ｓｕｂ１を用意する。次に、図１２（ｂ）に示すように、フレキシブル基板Ｓｕｂ１に、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４を実装する。なお、フレキシブル基板Ｓｕｂ１には、あらかじめ配線パターン（不図示）がプリントされている。また、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４の露出した電極部分（不図示）又はフレキシブル基板Ｓｕｂ１の配線パターンには半田があらかじめ塗布されている。図１２（ｂ）の状態で加熱処理が実行され、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４は、フレキシブル基板Ｓｕｂ１に実装される。次に、図１２（ｃ）に示すように、遮光板２ａを用意する。次に、図１２（ｄ）に示すように、遮光板２ａ上にライトガイド３ａを配置する。次に、図１２（ｅ）に示すように、ライトガイド３ａのそれぞれの窪み部Ｇにフレキシブル基板Ｓｕｂ１を固定する。
【００８２】
発光ダイオード４ａ１〜４ａ４を発光させるためには発光ダイオード４ａ１〜４ａ４に電流を供給することが必要である。発光ダイオード４ａ１〜４ａ４をライトガイド３ａに固定させる前に、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４をフレキシブル基板Ｓｕｂ１に実装させておくことによって、光照射デバイスＬＥａをより簡易に製造することができる。
【００８３】
なお、本実施形態においては、ライトガイドに窪み部を形成して発光ダイオードを位置決めさせているが、ライトガイドに突出部を形成して発光ダイオードを位置決めさせても良い。つまり、図１３のような構成を採用しても良い。図１３においては、ライトガイドの光入射面に設けられた突出部Ｊが発光ダイオードを位置決めさせている。発光ダイオード４ａ１〜４ａ４のそれぞれは、フレキシブル基板Ｓｕｂ１への実装時に所定の間隔で配置されている。従って、ここでは突出部Ｊを１つ設けることで十分である。また、窪み部の具体的な形状は任意である。
【００８４】
上述の光照射デバイスＬＥａについてした説明は、光照射デバイスＬＥｂにも当てはまる。ここでは重複する説明は省略する。
【００８５】
〔第４の実施の形態〕
次に図１４乃至図１７を用いて、第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態においては、第１の実施の形態とは異なり、光路変更手段がライトガイドの光出射面に設けられている。これによって、ライトガイドの光出射面から、その長手方向に沿ってより均一な強度の検査光を出射させることができる。
【００８６】
図１４の場合、光路変更手段として拡散層を採用している。図１４に示すように、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１上には、拡散層６０が設けられている。拡散層６０は、光を散乱させる層であって、入射光の進行方向を任意の方向に変更する。なお、拡散層６０は、いわゆる拡散シートをライトガイド３ａの光出射面４ａ１上に貼付させることによって形成しても良い。拡散層６０は、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１上に拡散材料を堆積させることによって形成しても良い。
【００８７】
図１５の場合、拡散層６０は、領域ＲＯに対応して形成されている。これによって、光出射面３ａ１から離れた位置においても、光出射面３ａ１から出射された検査光の強度が、光出射面３ａ１の長手方向に沿って不均一となることが抑制できる。
【００８８】
図１６の場合、光路変更手段として複数の溝を採用している。図１６に示すように、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１には複数の溝６１が形成される。複数の溝６１は、ライトガイド３ａの厚み方向に沿って延在する。ここでは、溝６１は、ライトガイド３ａの上面３ａ３から下面３ａ４まで延在する。溝６１は、入射光の進行方向を変更する。なお、溝６１は、通常の半導体プロセス技術を用いて、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１に形成しても良い。
【００８９】
図１７の場合、溝６１は、領域ＲＯに対応して形成されている。これによって、光出射面３ａ１から離れた位置においても、光出射面３ａ１から出射された検査光の強度が、光出射面３ａ１の長手方向に沿って不均一となることが抑制できる。
【００９０】
なお、本実施の形態に、上述の第２及び第３の実施の形態で説明した特徴点を加えても良いことは言うまでもない。
【００９１】
〔第５の実施の形態〕
図１８を用いて、第５の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態においては、第４の実施の形態とは異なり、光路変更手段としてのレンズがライトガイドの光出射面に設けられている。これによって、ライトガイドの光出射面から照射される検査光にレンズ作用を与えることができる。
【００９２】
図１８の場合、凸レンズを採用している。図１８に示すように、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１上には、複数の凸レンズ６２が設けられている。凸レンズ６２は、検査光を表面領域Ｒ１上に載置される指に向けて拡散機能を有する。
【００９３】
なお、凸レンズ６２は、領域ＲＯに対応して形成させても良い。また、光出射面３ａ１に設けるレンズは凹レンズであっても良い。また、本実施の形態に、上述の第２乃至第４の実施の形態で説明した特徴点を加えても良いことは言うまでもない。
【００９４】
〔第６の実施の形態〕
次に、図１９乃至図２１を用いて、第６の実施の形態について説明する。図１９は、生体情報取得デバイスＤ６の概略的な斜視図である。図２０は、図１９のＡ点側から生体情報取得デバイスＤ６をみた概略的な説明図である。図２１は、図１９のＢ点側から生体情報取得デバイスＤ６をみた概略的な説明図である。なお、図２０及び図２１では、説明の便宜上、Ａ点又はＢ点から生体情報取得デバイスＤ６をみた概略的な断面図も合わせて図示されている。
【００９５】
図１９に示すように、生体情報取得デバイスＤ６は、配線基板３０、フォトセンサー３１、光チャネル分離層３２、マイクロレンズアレイ３３、バンドパスフィルタ３４、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂを備える。
【００９６】
第１の実施の形態と異なる主な点は、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂとフォトセンサー３１（フォトセンサー１と等しい）との間に、光チャネル分離層３２、マイクロレンズアレイ３３、バンドパスフィルタ３４が設けられている点である。このような構成によれば、より良質な画像を取得することができる。なお、上述の相違点に起因して、本実質形態においては、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、バンドパスフィルタ３４の上に、表面領域Ｒ１を挟んで対向して配置される。なお、表面領域Ｒ１は、検査対象としての指から反射された検査光が入射される生体情報取得デバイスＤ６の表面領域である。ここでは、表面領域Ｒ１は、バンドパスフィルタ３４の主面３４ａの表面の一部と一致する。
【００９７】
図２０に、図１９のＡ点側から生体情報取得デバイスＤ６をみた概略的な説明図を示す。図２１に、図１９のＢ点側から生体情報取得デバイスＤ６をみた概略的な説明図を示す。
【００９８】
図２０に示すように、配線基板３０の上面には、フォトセンサー３１、光チャネル分離層３２、マイクロレンズアレイ３３、バンドパスフィルタ３４、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂが、この順で配置される。配線基板３０の下面には、半導体集積回路３５、コネクタ３６が配置される。
【００９９】
光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、第１の実施形態にて説明したものと同様である。
【０１００】
バンドパスフィルタ３４は、検査光が含まれる橙色〜近赤外線の帯域（５８０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは、６００ｎｍ〜８６０ｎｍ）のみを通過させる板状の光学部材である。光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、バンドパスフィルタ３４の上面に固定される。
【０１０１】
マイクロレンズアレイ３３は、バンドパスフィルタ３４の下層に配置される。マイクロレンズアレイ３３は、透明基板５０、レンズ（集光レンズ）５２、スペーサー層５１を有する。透明基板５０の上面には、フォトセンサー３１の各画素ＰＸに対応して、２次元状に配置された複数のレンズ５２、バンドパスフィルタ３４を支持するためのスペーサー層が配置される。透明基板５０及びレンズ５２は、検査光に対して、実質的に透明な材料から構成される。透明基板５０は、いわゆるガラス基板である。
【０１０２】
光チャネル分離層３２は、マイクロレンズアレイ３３の下層に配置される。光チャネル分離層３２は、遮光膜４０、第１透明層４１、第２透明層４２、遮光層４３を有する。
【０１０３】
遮光膜４０は、マイクロレンズアレイ３３の下面に格子状に形成された層である。遮光膜４０は、マイクロレンズアレイ３３の各レンズ５２に対応してマトリクス状に形成された複数の開口部ＯＰ１を有する。尚、複数の開口部ＯＰ１とは、光学的な意味での開口を意味する。ここでは、開口部ＯＰ１には、第１透明層４１が充填されている。
【０１０４】
第１透明層４１は、樹脂からなる層であって、検査光に対して実質的に透明である。
【０１０５】
第２透明層４２は、第１透明層４１と同じ材料からなる樹脂層である。よって、第２透明層４２も、検査光に対して実質的に透明である。第２透明層４２は、複数のランド４２ａを有する。ランド４２ａは、フォトセンサー３１の各画素ＰＸに対応して２次元状に配置される。なお、ランドとは、溝により規定される島状の部分を意味する。各ランドは、互いに完全に分離されている必要はない。
【０１０６】
遮光層４３は、ランド４２ａを覆うように形成される。遮光層４３には、マイクロレンズアレイ３３の各レンズ５２の集光箇所に対応するように開口部ＯＰ３は形成される。なお、開口部ＯＰ３は、フォトセンサー３１の各画素ＰＸの配置位置にも対応する。開口部ＯＰ２は、フォトセンサー３１の各画素ＰＸに対応して、２次元状に配置される。
【０１０７】
フォトセンサー３１は、光チャネル分離層３２の下層に配置される。フォトセンサー３１の構成は、第１の実施の形態におけるフォトセンサー１の構成と等しい。フォトセンサー３１は、上面に複数の画素ＰＸが二次元状に配置された撮像領域Ｒ２を有する。各画素ＰＸは、遮光層４３に形成された開口部ＯＰ２に対応して配置される。よって、レンズ５２により集光された光は、効率的に画素ＰＸに入射される。
【０１０８】
なお、撮像領域Ｒ２は表面領域Ｒ１よりもｚ軸方向に沿う幅が広い。すなわち、撮像領域Ｒ２は表面領域Ｒ１と一致しない。このような場合であっても、撮像領域Ｒ２における表面領域Ｒ１に対応する部分を撮像領域として用いることにより、指１００から反射される検査光を画像化することができる。
【０１０９】
配線基板３０は、ガラスエポキシ樹脂等から構成される配線基板であって、上述のように上下両面に素子が実装される。
【０１１０】
なお、フォトセンサー３１の上面には、フォトセンサー３１の読み出し動作等を制御する駆動回路３７が配置される。フォトセンサー３１で取得された信号は、ワイヤー３８、配線基板３０の上面と下面とを接続する貫通電極３９、配線基板３０の下面に形成された配線を介して、半導体集積回路３５に連絡される。コネクタ３６は、生体情報取得デバイスＤ６と外部の信号処理回路との接続に関するインターフェイス部分を構成する。
【０１１１】
半導体集積回路３５は、いわゆるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。半導体集積回路３５では、所定の情報処理（例えば、取得した画像情報とあらかじめ記憶された画像情報の整合性の判断）が実行される。半導体集積回路３５における情報処理結果は、他の情報処理部（不図示）に連絡される。
【０１１２】
また、図２０に示すように、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂからバンドパスフィルタ３４までの厚みは、１．７ｍｍ以下とすると良い。マイクロレンズアレイ３３からフォトセンサー３１までの厚みは１．０ｍｍ以下とすると良い。このようにすると、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂからフォトセンサー３１までの厚みを３ｍｍ以下とすることができる。よって、非常に薄型化された生体情報取得デバイスを実現することができる。
【０１１３】
なお、図２０に示すように、表面領域Ｒ１のｘ軸に沿う幅を２５ｍｍとした。また、図２１に示すように、表面領域Ｒ１のｚ軸に沿う幅を１５ｍｍとした。図２０及び図２１に模式的に示すように、指を表面領域Ｒ１上に載せ、生体情報を取得する。このとき、表面領域Ｒ１は指により覆われる。従って、表面領域Ｒ１に入射する外乱光は抑制される。
【０１１４】
次に、生体情報取得デバイスＤ６の機能について説明する。図２０に模式的に示すように、指１００の内部領域ＲＰで反射された検査光は、マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２を介して、フォトセンサー３１の画素ＰＸに入射される。以下、順を追って説明する。なお、内部領域ＲＰは、指１００の下面から１ｍｍ程度の深さの領域である。
【０１１５】
光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂの光出射面から出射された検査光は、ヒトの指１００に照射される。ヒトの指１００の内部では、内部の散乱体により検査光は反射されたりする。また、ヒトの指１００の静脈で、検査光は吸収される。ヒトの指１００で反射された検査光は、表面領域Ｒ１に入射する。
【０１１６】
表面領域Ｒ１に入射された検査光は、バンドパスフィルタ３４を通過する。なお、検査光以外の外乱光は、バンドパスフィルタ３４により遮断される。バンドパスフィルタ３４によってノイズ成分を遮断することができるため、より良質な画像を取得することができる。
【０１１７】
バンドパスフィルタ３４を通過した検査光は、マイクロレンズアレイ３３に入射する。マイクロレンズアレイ３３では、透明基板５０の上面に配置された各レンズ５２によってフォトセンサー３１の各画素ＴＸに集光される。
【０１１８】
マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２により集光された光は、光チャネル分離層３２に入射される。光チャネル分離層３２は、上述のように、フォトセンサー３１の各画素に対応して２次元状に配置された開口部ＯＰ１及び開口部ＯＰ２を有する。また、フォトセンサー３１の各画素に対応して２次元状に配置されたランド４２ａを有する。また、隣り合うランド４２ａの間には、遮光層４３が充填される。また、ランド４２ａの下面にも遮光層４３が形成される。本実施形態においては、遮光層４３には橙〜近赤外領域の光を吸収する材料で構成されている。遮光層４３に入射した迷光は、効果的に遮光層４３を構成する材料により吸収される。
【０１１９】
このような構成により、光チャネル分離層３２は、マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２からフォトセンサー３１の画素ＰＸに至る光路（光チャネル）同士を分離する。そして、光チャネル間で生じうるクロストーク（混信）は抑制される。なお、検査光は、レンズ５２から画素ＰＸに進むに従って集光されるから、開口部ＯＰ２の開口幅は、開口部ＯＰ１の開口幅よりも狭く設定されている。
【０１２０】
フォトセンサー３１の各画素に入射された光は、各画素で光電変換される。そして、電気信号として読み出され、上述の半導体集積回路３５にて信号処理される。そして、生体から反射された検査光に基づいて、指１００の静脈パターンが現れた画像を取得することができる。本実施形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
本実施形態においては、表面領域Ｒ１とフォトセンサー１との間に、バンドパスフィルタ３４、マイクロレンズアレイ３３、光チャネル分離層３２が設けられている。よって、第１の実施の形態と比較して、より良質な画像を取得することができる。
【０１２２】
なお、上述のように、バンドパスフィルタ３４、マイクロレンズアレイ３３、光チャネル分離層３２を挟む構成とすると、生体情報取得デバイスＤ６の厚みが増加してしまう。しかしながら、上述のように、フォトセンサー３１の下面から光照射デバイスＬＥａ又はＬＥｂの上面までの厚みを、３ｍｍ程度又は３ｍｍ以下の厚みに設定することも可能である。
【０１２３】
本実施の形態に、上述の第２乃至第５の実施の形態で説明した特徴点を加えても良いことは言うまでもない。
【０１２４】
〔第７の実施の形態〕
次に、図２２乃至図２３を用いて、第７の実施の形態について説明する。図２２は、第７の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ７の概略的な斜視図である。図２３は、生体情報取得デバイスＤ７の断面構成を説明するための模式図である。
【０１２５】
本実施の形態においては、第１の実施の形態とは異なり、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４は、ライトガイド３ａの上面３ａ３に配置されている。また、ライトガイド３ａは、光反射面（第２側面）３ａ９を有する。光反射面３ａ９は、発光ダイオード４ａ１〜４ａ４からの検査光を光出射面（第１側面）３ａ１側に向けて全反射させる。このような構成によっても、第１の実施の形態と同様に効果を得ることができる。
【０１２６】
なお、光反射面３ａ３は、ライトガイド３ａの上面３ａ３から下面３ａ４に延在するに従って、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１に近づく。換言すると、ライトガイド３ａは、下面３ａ４から上面３ａ３に向かって先細りな端部を有する。
【０１２７】
図２３に示すように、発光ダイオード４ａ３から出射された検査光は、反射面３ａ９にて反射される。そして、ライトガイド３ａの上面３ａ３とした面３ａ４にて全反射され、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１に到達する。そして、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１から表面領域Ｒ１上の指１００に検査光が照射される。
【０１２８】
上述の光照射デバイスＬＥａについてした説明は、光照射デバイスＬＥｂにも当てはまる。また、本実施の形態に、上述の第２乃至第６の実施の形態で説明した特徴点を加えても良いことは言うまでもない。なお、本実施の形態においては、発光ダイオードの位置を固定するための窪み部又は突出部はライトガイドの上面に設けられる。
【０１２９】
本発明の技術的範囲は、上述の実施の形態に限定されない。検査されるべき生体は指に限られず、生体の他の部分であっても構わない。レンズと画素ＰＸとは１対１の関係にある必要はない。複数の画素ＰＸに対して共通のレンズが配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】第１の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ１の概略的な斜視図である。
【図２】生体情報取得デバイスＤ１の概略的な上面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ間の生体情報取得デバイスＤ１の概略的な断面図である。
【図４】図４は、撮像装置の撮像領域の概略的な説明図である。
【図５】ライトガイドに設定される区分を示す説明図である。
【図６】生体情報取得モジュールＭ１の概略的な斜視図である。
【図７】生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ２の概略的な上面図である。
【図９】生体情報取得デバイスＤ２の光照射デバイスＬＥａの製造方法を説明するための説明図である。
【図１０】生体情報取得デバイスＤ２のバリエーションを説明するための概略的な上面図である。
【図１１】第３の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ３の概略的な上面図である。
【図１２】生体情報取得デバイスＤ３の光照射デバイスＬＥａの製造方法を説明するための説明図である。
【図１３】生体情報取得デバイスＤ３のバリエーションを説明するための概略的な上面図である。
【図１４】第４の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ４の構成を説明するための概略的な上面図である。
【図１５】生体情報取得デバイスＤ４の構成を説明するための概略的な上面図である。
【図１６】生体情報取得デバイスＤ４の構成を説明するための概略的な上面図である。
【図１７】生体情報取得デバイスＤ４の構成を説明するための概略的な上面図である。
【図１８】第５の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ５の構成を説明するための概略的な上面図である。
【図１９】第６の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ６の概略的な斜視図である。
【図２０】生体情報取得デバイスＤ６の概略的な説明図である。
【図２１】生体情報取得デバイスＤ６の概略的な説明図である。
【図２２】第７の実施の形態にかかる生体情報取得デバイスＤ７の概略的な斜視図である。
【図２３】生体情報取得デバイスＤ７の概略的な断面構成を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１３１】
Ｄ１    生体情報取得デバイス
ＬＥａ    、ＬＥｂ    光照射デバイス
３（３ａ、３ｂ）  ライトガイド
３ａ１、３ｂ１    光出射面
３ａ２、３ａ５、３ｂ２、３ｂ５    光入射面
３ａ３、３ａ４、３ｂ３、３ｂ４    光反射面
４ａ、４ｂ    発光ダイオード
５ａ、５ｂ    発光ダイオード
Ｒ１    表面領域
Ｒ２    撮像領域
２ａ、２ｂ    遮光板
【図１】
2008220544.tif 000004
【図２】
2008220544.tif 000005
【図３】
2008220544.tif 000006
【図４】
2008220544.tif 000007
【図５】
2008220544.tif 000008
【図６】
2008220544.tif 000009
【図７】
2008220544.tif 000010
【図８】
2008220544.tif 000011
【図９】
2008220544.tif 000012
【図１０】
2008220544.tif 000013
【図１１】
2008220544.tif 000014
【図１２】
2008220544.tif 000015
【図１３】
2008220544.tif 000016
【図１４】
2008220544.tif 000017
【図１５】
2008220544.tif 000018
【図１６】
2008220544.tif 000019
【図１７】
2008220544.tif 000020
【図１８】
2008220544.tif 000021
【図１９】
2008220544.tif 000022
【図２０】
2008220544.tif 000023
【図２１】
2008220544.tif 000024
【図２２】
2008220544.tif 000025
【図２３】
2008220544.tif 000026