(57)【要約】【課題】レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くした薄型認証センサを提供することにある。【解決手段】イメージセンサ１は、被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されている。マイクロレンズアレイ３は、イメージセンサ１の開口部と一対一に配列された微小レンズを有する。アパーチャグリル２は、イメージセンサ１とマイクロレンズアレイ３の間に配置され、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズとの光軸に沿った光を透過する。フィルタは、被写体とイメージセンサ１の間に配置され、近赤外線を透過する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、
複数の微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備えることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項２】
請求項１記載の薄型認証センサにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、前記イメージセンサの前記開口部と一対一に配列された微小レンズを有するものであり、
前記イメージセンサと前記マイクロレンズアレイの間に配置され、前記イメージセンサの開口部と前記マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルを備えることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項３】
請求項２記載の薄型認証センサにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、２個備えられ、
それぞれのマイクロレンズアレイを構成する微少レンズが正対して配置されることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項４】
請求項２記載の薄型認証センサにおいて、
前記アパーチャグリルは、２個備えられ、
前記被写体側に位置する第１のアパーチャグリルに斜め入射した光が、前記イメージセンサ側に位置する第２のアパーチャグリルにて遮光されるように配置されることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項５】
請求項２記載の薄型認証センサにおいて、
前記アパーチャグリルは、隔壁を有し、この隔壁によって四角形状の開口部を有することを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項６】
請求項２記載の薄型認証センサにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、その焦点面が半円筒形状となるように、それぞれの前記微少レンズが曲率を有することを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項７】
請求項２記載の薄型認証センサにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、その焦点面が半円筒形状で、かつ、一方の端部で曲率が小さく、他方の端部で曲率が大きくなるように、それぞれの前記微少レンズが曲率を有することを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項８】
請求項２記載の薄型認証センサにおいて、
前記フィルタは、前記イメージセンサの一部を覆うように配置され、
前記フィルタによって覆われていない部分における前記イメージセンサは、被写体の近接検知に用いられることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項９】
請求項１記載の薄型認証センサにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、被写体の像を等倍で前記イメージセンサ上に結像する複数の微小レンズを有することを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項１０】
請求項９記載の薄型認証センサにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、
個々の単光学系を構成する微少レンズが円形であり、
隣接する円形の微少レンズが個々の光学系の結像する像の直径と同等以下の距離離れて配置されており、
個々の前記微少レンズが結像する像がお互いに一部重なり合っていることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項１１】
請求項９記載の薄型認証センサにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、
個々の単光学系を構成する微少レンズが角形であり、
隣接する角形の微少レンズが個々の光学系の結像する像の直径と同等以下の距離離れて配置されており、
個々の前記微少レンズが結像する像がお互いに一部重なり合っていることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項１２】
被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、
前記イメージセンサの前記開口部と一対一に配列された微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記イメージセンサと前記マイクロレンズアレイの間に配置され、前記イメージセンサの開口部と前記マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルと、
前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備えることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項１３】
被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、
被写体の像を等倍で前記イメージセンサ上に結像する複数の微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備えることを特徴とする薄型認証センサ。
【請求項１４】
被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、
被写体の像を等倍で前記イメージセンサ上に結像する複数の微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備え、
個々の前記微少レンズが結像する像がお互いに一部重なり合っていることを特徴とする薄型認証センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型認証センサに係り、特に、生体静脈を撮影して生体認証するに好適な薄型認証センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体認証装置のうち、指紋や静脈パターンを認証媒体として使用するものは、ディジタルカメラのような撮像装置を有しているものが知られている（例えば、特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４，特許文献５参照）。ここで、光を受光し、電気信号を出力する撮像装置は、一般的に、受光部が二次元的に配列されているイメージセンサの撮像領域の中心と同軸レンズ群で構成される光学系の光軸とが、ほぼ一致するような構成となっている。この光学系は、ひとつの同軸レンズ群でイメージセンサの受光部全体に焦点が合うような構成としている。このように同軸レンズ群により被写体となる指紋や指静脈パターンは、イメージセンサ上に結像され、光電変換の後に認証に供される。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−５３９７２号公報
【特許文献２】特開平６−７２２９１号公報
【特許文献３】特開平１０−１２７６０９号公報
【特許文献４】特開２００１−１８４５０７号公報
【特許文献５】特開２００３−３０６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的には、同軸レンズ群は、光学系の有する色収差や所謂サイデルの５収差と呼ばれる収差などを補正するため、また、レンズの焦点距離を可変するために複数枚のレンズ群を要する。その同軸レンズ群の一番撮像素子に近いレンズ表面とイメージセンサの間隔をある程度とらないと、イメージセンサの周辺に入射する光線がイメージセンサにほぼ垂直に入射せず角度を有することとなるのでイメージセンサの開口部形状にもよるが、食がおきたり光電変換効率の低下が起きることがある。したがって、同軸レンズ群全体の長さに加えて同軸レンズ群の一番撮像素子に近いレンズ表面とイメージセンサの間隔があるので光学系の大きさが大きくなっていた。さらに、生体認証センサの場合、同軸レンズ群から被写体である生体までの距離が短いので、同軸レンズ群とイメージセンサとの間隔が大きくなり、さらなる光学系の大型化に結びついていた。
【０００５】
一例を挙げると、イメージセンサの大きさが、１０×１５ｍｍの場合、同軸レンズ群の被写体側のレンズの端面から、イメージセンサの表面までの距離は２０ｍｍ程度必要であり、その結果、生体認証センサの高さは３０ｍｍ程度あった。
【０００６】
本発明の目的は、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くした薄型認証センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、複数の微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備えるようにしたものである。  
かかる構成により、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くした薄型認証センサを得られるものである。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記マイクロレンズアレイは、前記イメージセンサの前記開口部と一対一に配列された微小レンズを有するものであり、前記イメージセンサと前記マイクロレンズアレイの間に配置され、前記イメージセンサの開口部と前記マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルを備えるようにしたものである。
【０００９】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記マイクロレンズアレイは、２個備えられ、それぞれのマイクロレンズアレイを構成する微少レンズが正対して配置されるものである。
【００１０】
（４）上記（２）において、好ましくは、前記アパーチャグリルは、２個備えられ、前記被写体側に位置する第１のアパーチャグリルに斜め入射した光が、前記イメージセンサ側に位置する第２のアパーチャグリルにて遮光されるように配置されるものである。
【００１１】
（５）上記（２）において、好ましくは、前記アパーチャグリルは、隔壁を有し、この隔壁によって四角形状の開口部を有するものである。
【００１２】
（６）上記（２）において、好ましくは、前記マイクロレンズアレイは、その焦点面が半円筒形状となるように、それぞれの前記微少レンズが曲率を有するものである。
【００１３】
（７）上記（２）において、好ましくは、前記マイクロレンズアレイは、その焦点面が半円筒形状で、かつ、一方の端部で曲率が小さく、他方の端部で曲率が大きくなるように、それぞれの前記微少レンズが曲率を有するものである。
【００１４】
（８）上記（２）において、好ましくは、前記フィルタは、前記イメージセンサの一部を覆うように配置され、前記フィルタによって覆われていない部分における前記イメージセンサは、被写体の近接検知に用いられるものである。
【００１５】
（９）上記（１）において、好ましくは、前記マイクロレンズアレイは、被写体の像を等倍で前記イメージセンサ上に結像する複数の微小レンズを有するものである。
【００１６】
（１０）上記（９）において、好ましくは、前記マイクロレンズアレイは、個々の単光学系を構成する微少レンズが円形であり、隣接する円形の微少レンズが個々の光学系の結像する像の直径と同等以下の距離離れて配置されており、個々の前記微少レンズが結像する像がお互いに一部重なり合っているものである。
【００１７】
（１１）上記（９）において、好ましくは、前記マイクロレンズアレイは、個々の単光学系を構成する微少レンズが角形であり、隣接する角形の微少レンズが個々の光学系の結像する像の直径と同等以下の距離離れて配置されており、個々の前記微少レンズが結像する像がお互いに一部重なり合っているものである。
【００１８】
（１２）上記目的を達成するために、本発明は、被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、前記イメージセンサの前記開口部と一対一に配列された微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、前記イメージセンサと前記マイクロレンズアレイの間に配置され、前記イメージセンサの開口部と前記マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルと、前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備えるようにしたものである。  
かかる構成により、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くした薄型認証センサを得られるものである。
【００１９】
（１３）上記目的を達成するために、本発明は、被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、被写体の像を等倍で前記イメージセンサ上に結像する複数の微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備えるようにしたものである。  
かかる構成により、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くした薄型認証センサを得られるものである。
【００２０】
（１４）上記目的を達成するために、本発明は、被写体と同等の大きさを有し、受光部となる開口部が離散して複数個配置されたイメージセンサと、被写体の像を等倍で前記イメージセンサ上に結像する複数の微小レンズを有するマイクロレンズアレイと、前記被写体と前記イメージセンサの間に配置され、近赤外線を透過するフィルタとを備え、個々の前記微少レンズが結像する像がお互いに一部重なり合っているようにしたものである。  
かかる構成により、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くした薄型認証センサを得られるものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離が短い薄型認証センサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図１８を用いて、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による薄型認証センサの全体構成について説明する。  
図１は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【００２３】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３と、フィルタ４とから構成されている。
【００２４】
イメージセンサ１の表面には、被写体と同等の大きさを有し、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が離散して複数個配置されている。イメージセンサ１の詳細構成については、図６を用いて後述する。
【００２５】
マイクロレンズアレイ３は、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。マイクロレンズアレイ３の詳細構成については、図３及び図４を用いて後述する。
【００２６】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。アパーチャグリル２の詳細構成については、図５を用いて後述する。
【００２７】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３を保護するものである。
【００２８】
本実施形態では、図１の上部、図２のフィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３のひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３の微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３の微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３の被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【００２９】
次に、図３〜図６を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイ３の構成について説明する。  
図３は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの構成を示す斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの構成を示す側面図である。図５は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いる他のマイクロレンズアレイの説明図である。
【００３０】
図３に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ３は、光透過性の基板３００上に正方配置で、複数のレンズ３０１が並ぶような構成となっている。そして、図４に示すように、隣接する複数のレンズ３０１の間は、蒸着，スパッタリングなどにより遮光性素材３０２を配置して、隣接するレンズの間に入射する光を透過させない構成で迷光を発生させにくくする構造としている。
【００３１】
図５のマイクロレンズアレイ３を構成するレンズ３０１は、凸型形状が球面形状とする。ある一点（図示せず）からの光は、レンズ３０１へ入射し、レンズ部で屈折した光はイメージセンサ１の開口部１０１側で焦点を結び結像する。しかしながら、球面状をしたレンズにより焦点は、光軸近傍では開口部１０１上の焦点位置Ｆ１の位置で点となり結像し、光軸から離れた周辺部分では、焦点位置Ｆ２の位置で結像し、開口部１０１上の開口部では、面積を持った錯乱円となって結像し入射する。これら現象は球面収差であるが、錯乱円の大きさは、曲率、屈折率、焦点距離などによって大きさが変わる。このように、レンズ３０１の周辺に入射した光まで有効に活用するためには、イメージセンサ1の開口部１０１が錯乱円を包含する大きさである必要がある。
【００３２】
一方、撮像に不要な迷光を除去するためなどの理由でイメージセンサ１の開口部１０１の大きさが小さい場合、図６に示すように、マイクロレンズ３’を構成するレンズ３０１’の凸型形状を光軸対象などの非球面レンズを用い、光軸近傍から周辺部まで焦点位置Ｆ３で結像することができる。このよう、小面積の開口部１０１での入射光を有効活用した撮像が可能となる。
【００３３】
次に、図７を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリル２の構成について説明する。  
図７は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの構成を示す斜視図である。
【００３４】
アパーチャグリル２は、使用光の波長帯を遮光する材質でできている基板２００に、開口部２０１を設けた構成となっている。開口部２０１は、マイクロレンズアレイ３とイメージセンサ１との位置に合わせて設けられている。
【００３５】
この構成で、図の上部斜めから入射した光は、アパーチャグリル２の上面と開口部２０１の内面にて遮光される。
【００３６】
次に、図８を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるイメージセンサ１の構成について説明する。  
図８は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるイメージセンサの構成を示す平面図である。
【００３７】
イメージセンサ１は、その上面に複数のひとつひとつ独立した開口部１０１を有している。開口部１０１の部分が光電変換素子の受光部を構成し、この開口部１０１に入射した光信号が電気信号に変換される。開口部１０１の周囲には、アパーチャグリル２やマイクロレンズアレイ３を積層した後、固定するための枠部１０２が設けられている。
【００３８】
ここで、枠部１０２の内側の大きさは、長辺の長さＬ１が例えば１５ｍｍであり、短辺の長さＬ２が例えば１０ｍｍである。また、開口部１０１の幅Ｗ１は例えば５μｍである。開口部１０１は正方形状である。さらに、隣接する開口部１０１のピッチＰ１は例えば１００μｍである。開口部１０１は正方配置されているため、長辺方向も短辺方向も等しいものである。したがって、図示の例は模式的に表しているが、上述の寸法関係から理解されるように、開口部１０１は長辺方向に１５０個、短辺方向に１００個形成されている。すなわち、開口部１０１の総数は、１５万個である。各開口部１０１はそれぞれ受光部であるため、イメージセンサ１は、１５万画素に相当する。
【００３９】
なお、従来のイメージセンサの場合、その大きさは、例えば、長辺が４５ｍｍで、短辺が２５ｍｍのものを用いている。その表面には、受光素子が１００μｍピッチで隙間なく縦横方向に配置されている。すなわち、本実施形態のイメージセンサ１のように、その上面に複数のひとつひとつ独立した開口部（受光部）１０１を有するものではなく、イメージセンサの表面に一面にぎっしりと受光素子が設けられている。
【００４０】
次に、図９を用いて、本実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系について説明する。  
図９は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の構成を示す断面図である。なお、図１〜図８と同一符号は、同一部分を示している。
【００４１】
被写体側の焦点面ＦＰＬ上の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報は、マイクロレンズアレイ３により集光され、光路１１１にて、アパーチャグリル２の開口部２０１を通って、イメージセンサ１の開口部１０１に結像する。一方、斜めに入って来た光は、光路１１２のような経路を通り、アパーチャグリル２にて遮光される。以上のような構成により、基板２００の斜め方向から入射する不要光をカットすることができる。
【００４２】
ここで、イメージセンサ１の開口部１０１の幅Ｗ１を、前述のように５μｍとし、隣接する開口部１０１のピッチを１００μｍとしたとき、マイクロレンズアレイ２を構成する単一レンズの直径Ｒ１は１００μｍよりわずかに小さい大きさである。マイクロレンズアレイ２を構成する単一レンズの中心から、イメージセンサ１の表面までの高さＨ１は２ｍｍ程度である。
【００４３】
従来の同軸レンズ群を構成する複数枚のレンズの内、一番直径の大きなレンズの直径をＲ２とするとき、この一番直径の大きなレンズは被写体側に配置されるため、このレンズから従来のイメージセンサまでの距離をＨ２とすると、レンズの性能が同じ場合、Ｈ２：Ｒ２＝Ｈ１：Ｒ１の関係となる。
【００４４】
本実施形態では、マイクロレンズアレイ２を用い、マイクロレンズアレイ２を構成する単一レンズの直径Ｒ１は１００μｍと小さいため、上式のＨ１を小さくできる。Ｈ２＝２０ｍｍ，Ｒ２＝２０ｍｍとして、Ｒ１＝１００μｍとすると、Ｈ１は１００μｍとできるが、これでは、レンズとイメージセンサが近接しすぎるため、マイクロレンズアレイ２を構成する単一レンズの焦点距離を長めにして、高さＨ１を２ｍｍと、製造しやすくしている。
【００４５】
この場合でも、複数のレンズがアレイ状に配置されたマクロレンズを用い、また、イメージセンサも全面が受光部のものでなく、受光部が互いに独立して離散的に配置されたものを用いることで、レンズからイメージセンサまでの距離を短くでき、認証センサを薄型化できるものである。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の認証センサでは、イメージセンサの開口部に対応するマイクロレンズアレイで被写体である生体の一点すなわち、焦点の様子をそれぞれの開口部へと結像させる。このようにして生体を離散的に撮像することが可能となり、薄型化できる。この際、レンズの有する収差等はレンズの大きさに対して開口部の大きさが小さくかつ、開口部ピッチが大きいために見かけ上無視できるようになる。
【００４７】
次に、図１０を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの他の構成について説明する。  
図１０は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの他の構成を示す側面図である。なお、図３及び図４と同一符号は、同一部分を示している。
【００４８】
本例のマイクロレンズアレイ３Ａは、光透過性の基板３００上に正方配置で、複数のレンズ３０１が並ぶような構成となっている。そして、図４に示すように、隣接する複数のレンズ３０１の間は、蒸着，スパッタリングなどにより遮光性素材３０２を配置して、光を透過させない構成で迷光を発生させにくくする構造としている。
【００４９】
さらに、レンズ３０１に斜めから入射する光を遮光するため、基板３００の下面に遮光材３０３を配置し、迷光をさらに減少させる。
【００５０】
次に、図１１を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイのその他の構成について説明する。  
図１１は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイのその他の構成を示す斜視図である。なお、図３及び図４と同一符号は、同一部分を示している。
【００５１】
本例のマイクロレンズアレイ３Ｂは、光透過性の基板３００上に正方配置で、複数のレンズ３０１Ａが並ぶような構成となっている。レンズ３０１Ａは、その光軸がレンズ配置の中心となり、隣接するレンズ同士が接する部分が界面となり、図示のように円形がカットされ四角形の形状となった形状である。この構成によって、マイクロレンズアレイ３に入射した光を効率的に集光することができる。
【００５２】
次に、図１２及び図１３を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第２の構成について説明する。  
図１２は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第２の構成を示す断面図である。図１３は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第２の構成を示す断面図である。なお、図１〜図９と同一符号は、同一部分を示している。
【００５３】
図１２に示すように、本例のアパーチャグリル２Ａは、使用光の波長帯を遮光する材質でできている基板２００Ａ１に、使用光の光波長を遮光する膜でアパーチャグリル２０２Ａ１を生成したものと、使用光の波長帯を遮光する材質でできている基板２００Ａ２に、使用光の光波長を遮光する膜でアパーチャグリル２０２Ａ２を生成したものとを貼り合わせた構成となっている。アパーチャグリル２０２Ａ１、２０２Ａ２には、それぞれ、開口部２０１が形成されている。開口部２０１は、マイクロレンズアレイ３とイメージセンサ１との位置に合わせて設けられている。
【００５４】
なお、１枚の基板２００Ａ１の両面に、アパーチャグリル２０２Ａ１とアパーチャグリル２０２Ａ２を形成するようにしてもよいものである。
【００５５】
図１３に示すように、被写体側の焦点面ＦＰＬ上の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報は、マイクロレンズアレイ３により集光され、光路１１１にてアパーチャグリル２０２Ａ１の開口部２０１を通ってイメージセンサ１の開口部１０１に結像する。一方、斜めに入って来た光は、光路１１２もしくは光路１１３のような経路を通り、アパーチャグリル２０２Ａ１，２０２Ａ２にて遮光される。したがって、この構成によりアパーチャグリル２Ａの斜め方向から入射する不要光を除去することができる。
【００５６】
次に、図１４及び図１５を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第３の構成について説明する。  
図１４は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第３の構成を示す断面図である。図１５は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第３の構成を示す断面図である。なお、図１〜図９と同一符号は、同一部分を示している。
【００５７】
図１４に示すように、アパーチャグリル２Ｂは、空気などの気体に満たされた開口部２０１と隔壁２０６にて構成される。隔壁２０６に当たった光は表面にて反射しないよう、例えば植毛塗装のような表面処理や空気などの気体に満たされた開口部２０１の屈折率と近づけ吸収するような材質とする。
【００５８】
図１５に示すように、被写体側の焦点面ＦＰＬ上の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報は、マイクロレンズアレイ３により集光され、光路１１１にてアパーチャグリル２Ｂを通ってイメージセンサ１の開口部１０１に結像する。一方、斜めに入って来た光は、光路１１２のような経路を通り、アパーチャグリル２Ｂにて遮光される。この構成により、アパーチャグリル２で斜め方向から入射する不要光をカットすることができる。
【００５９】
次に、図１６を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第４の構成について説明する。  
図１６は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第４の構成を示す断面図である。なお、図１〜図９と同一符号は、同一部分を示している。
【００６０】
アパーチャグリル２Ｃは、開口部２０１Ｃは、屈折率ｎ１の使用波長の光を透過する材質で満たすようにする。一方、隔壁２０６は、屈折率ｎ２の使用波長で光を遮光する材質とする。このとき、開口部２０１Ｃの屈折率ｎ１と隔壁２０６の屈折率ｎ２との関係がｎ１＝ｎ２もしくはｎ１≒ｎ２としておくことで開口部２０１に斜めに入射した光は、屈折率ｎ１と屈折率ｎ２が近いため反射せず、隔壁２０６へと入射し、吸光される。
【００６１】
ここで、開口部２０１Ｃの屈折率ｎ１と隔壁２０６の屈折率ｎ２を界面でステップ状に微小変化させる方式や、開口部２０１Ｃの屈折率ｎ１から隔壁２０６の屈折率ｎ２へと連続的に変化させる方式とすることもできる。
【００６２】
次に、図１７〜図１９を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第５の構成について説明する。  
図１７は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第５の構成を示す斜視図である。図１８は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第５の構成を示す側面図である。図１９は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第５の構成を示す断面図である。なお、図１〜図７と同一符号は、同一部分を示している。
【００６３】
図１７に示すように、アパーチャグリル２Ｄは、使用光の波長を透過する光ファイバ２０４を束ね、隣接するファイバ２０４の間を使用光波長を遮光する材質で埋めたものである。これは、光ファイバ２０４がそれ自身の持つ開口角で入射する光を制限することを使用したものである。
【００６４】
図１８に示すように、光ファイバ２０４は、光学的指向性２０５を有しており、矢印の長い方が強く矢印が短くなるにしたがって弱くなる。このような特性をアパーチャグリル２Ｄを構成する光ファイバ２０４の全てに持たせる。すると指向性の強い方向の光を中心にイメージセンサ１へと導くようになる。
【００６５】
図１９に示すように、被写体側の焦点面ＦＰＬ上の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報は、マイクロレンズアレイ３により集光され、光路１１１にてアパーチャグリル２Ｄの表面に結像する。一方、斜めに入って来た光は、光路１１２のような経路を通り、アパーチャグリル２Ｄに入射する。アパーチャグリル２Ｄの個々の光ファイバ２０４は、図１６のような指向性２０５を持っているため、光路１１１のような光は透過するが光路１１２のような光は、遮光する。この構成により、アパーチャグリル２Ｄの斜め方向から入射する不要光をカットすることができる。
【００６６】
次に、図２０を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第６の構成について説明する。  
図２０は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第６の構成を示す斜視図である。なお、図１〜図９と同一符号は、同一部分を示している。
【００６７】
この例では、アパーチャグリル２Ｅは、角形の開口部２０１Ｅを備えている。
【００６８】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【００６９】
次に、図２１を用いて、本発明の第２の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２１は、本発明の第２の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００７０】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３と、フィルタ４と、保護ガラス５とから構成されている。
【００７１】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【００７２】
マイクロレンズアレイ３は、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。
【００７３】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【００７４】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３を保護するものである。
【００７５】
保護ガラス５は、イメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３を保護するものである。保護ガラス５は、使用光の波長帯を遮光する材質でできている。
【００７６】
本実施形態では、フィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３のひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３の微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３の微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３の被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【００７７】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【００７８】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【００７９】
また、保護ガラスにより、マイクロレンズアレイ等を保護できる。
【００８０】
次に、図２２を用いて、本発明の第３の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２２は、本発明の第２の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００８１】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３と、フィルタ４とから構成されている。
【００８２】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【００８３】
マイクロレンズアレイ３は、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。本実施形態では、図２の構成と異なり、マイクロレンズアレイ３の各微少レンズが、アパーチャーグリル２の方に面している。
【００８４】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【００８５】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３を保護するものである。フィルタ４は、マイクロレンズアレイ３に接触して配置される。
【００８６】
本実施形態では、フィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３のひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３の微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３の微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３の被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【００８７】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【００８８】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【００８９】
次に、図２３を用いて、本発明の第４の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２３は、本発明の第４の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００９０】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３と、フィルタ４とから構成されている。
【００９１】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【００９２】
マイクロレンズアレイ３は、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。
【００９３】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３の微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【００９４】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３を保護するものである。本実施形態では、図２０の構成と異なり、フィルタ４は、マイクロレンズアレイ３と、アパーチャーグリル２の間に配置している。
【００９５】
本実施形態では、フィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３のひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３の微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３の微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３の被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【００９６】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【００９７】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【００９８】
次に、図２４を用いて、本発明の第５の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２４は、本発明の第５の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００９９】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３Ｃとから構成されている。
【０１００】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【０１０１】
マイクロレンズアレイ３Ｃは、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。また、マイクロレンズアレイ３Ｃは、近赤外線のみを透過する材料で構成されており、図２０のフィルタ４の機能も有している。
【０１０２】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｃの微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３Ｃ上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｃの微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【０１０３】
本実施形態では、フィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３Ｃのひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３Ｃの微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３Ｃの微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３Ｃの被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【０１０４】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【０１０５】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【０１０６】
また、単体としてのフィルタが不要であり、構成部品を少なくできる。
【０１０７】
次に、図２５を用いて、本発明の第６の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２５は、本発明の第６の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１０８】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３Ｃと、保護ガラス５とから構成されている。
【０１０９】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【０１１０】
マイクロレンズアレイ３Ｃは、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。また、マイクロレンズアレイ３Ｃは、近赤外線のみを透過する材料で構成されており、図２０のフィルタ４の機能も有している。
【０１１１】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｃの微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３Ｃ上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｃの微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【０１１２】
保護ガラス５は、イメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３Ｃを保護するものである。保護ガラス５は、使用光の波長帯を遮光する材質でできている。
【０１１３】
本実施形態では、図１の上部、図２のフィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３Ｃのひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３Ｃの微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３Ｃの微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３Ｃの被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【０１１４】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【０１１５】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【０１１６】
また、保護ガラスにより、マイクロレンズアレイ等を保護できる。
【０１１７】
次に、図２６を用いて、本発明の第７の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２６は、本発明の第７の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１１８】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅと、フィルタ４とから構成されている。
【０１１９】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【０１２０】
マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅは、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。本実施形態では、マイクロレンズアレイ３Ｄの各微少レンズとマイクロレンズアレイ３Ｅの各微少レンズが、互いに正対するように配置されている。
【０１２１】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅ上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【０１２２】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅを保護するものである。フィルタ４は、マイクロレンズアレイ３Ｄに接触して配置される。
【０１２３】
本実施形態では、フィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅのひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【０１２４】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【０１２５】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【０１２６】
次に、図２７を用いて、本発明の第８の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２７は、本発明の第８の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１２７】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅと、フィルタ４とから構成されている。
【０１２８】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【０１２９】
マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅは、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。本実施形態では、マイクロレンズアレイ３Ｄの各微少レンズとマイクロレンズアレイ３Ｅの各微少レンズが、互いに正対するように配置されている。
【０１３０】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅ上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【０１３１】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅを保護するものである。フィルタ４は、マイクロレンズアレイ３Ｅとアパーチャグリル２の間に配置される。
【０１３２】
本実施形態では、フィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅのひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【０１３３】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【０１３４】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【０１３５】
次に、図２８を用いて、本発明の第９の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２８は、本発明の第９の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１３６】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆとから構成されている。
【０１３７】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【０１３８】
マイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆは、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。本実施形態では、マイクロレンズアレイ３Ｄの各微少レンズとマイクロレンズアレイ３Ｅの各微少レンズが、互いに正対するように配置されている。また、マイクロレンズアレイ３Ｆは、近赤外線のみを透過する材料で構成されており、図２０のフィルタ４の機能も有している。
【０１３９】
アパーチャグリル２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆの微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆ上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆの微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【０１４０】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆを保護するものである。
【０１４１】
本実施形態では、フィルタ４の被写体側に位置する焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ４が透過する近赤外光のみをマイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆのひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、アパーチャグリル２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。すなわち、ひとつひとつのマイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆの微少レンズとイメージセンサ１の開口部が、焦点面ＦＰＬの一点（焦点位置ＦＰＯ）をサンプリングしていくような，離散的に撮像する構成である。このようにして、焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、マイクロレンズアレイ３Ｅ，３Ｆの微少レンズは、従来の同軸レンズ群に比べると、遙かに直径の小さいなレンズを用いることができるので、マイクロレンズアレイ３の被写体側の端面からイメージセンサ１の表面までの距離を小さくでき、さらに、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることができる。
【０１４２】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【０１４３】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【０１４４】
また、単体としてのフィルタが不要であり、構成部品を少なくできる。
【０１４５】
次に、図２９及び図３０を用いて、本発明の第１０の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図２９は、本発明の第１０の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。図３０は、本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第１０の構成を示す断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１４６】
図２９に示すように、本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、第１，第２のアパーチャグリル２１，２２と、マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅと、フィルタ４とから構成されている。
【０１４７】
イメージセンサ１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。
【０１４８】
マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅは、正の集光力を持った微小レンズがイメージセンサ１の開口部と１対１の配置で同軸上に並んだものである。本実施形態では、マイクロレンズアレイ３Ｄの各微少レンズとマイクロレンズアレイ３Ｅの各微少レンズが、互いに正対するように配置されている。
【０１４９】
アパーチャグリル２１，２２は、同軸上に並んだイメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微小レンズと対の、微小レンズ以外のマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅ上の部分を透過してイメージセンサ１の開口部に入射するような不要な光をカットするため、すなわち、イメージセンサ１の開口部とマイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅの微小レンズを貫くそれぞれの光軸に平行な光以外をカットするためのものである。
【０１５０】
フィルタ４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３Ｄ，３Ｅを保護するものである。フィルタ４は、マイクロレンズアレイ３Ｄに接触して配置される。
【０１５１】
図３０に示すように、本実施形態では、フィルタ４上の被写体側の焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点の明るさの情報のうち、フィルタ４を透過する近赤外光のみを第１のアパーチャグリル２１で、第１のアパーチャグリル２１を透過した第１のマイクロレンズアレイ３２と第２のマイクロレンズアレイ３３の組のひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、第２のアパーチャグリル２２を介してイメージセンサ１の開口部で焦点を合わせるような構成になっている。ひとつひとつの第１のアパーチャグリル２１と第２のアパーチャグリル２２の孔と第１のマイクロレンズアレイ３２と第２のマイクロレンズアレイ３３との微少レンズとイメージセンサ１の開口部が焦点面ＦＰＬの一点をサンプリングしていくような構成である。このようにして焦点面ＦＰＬに含まれる指の画像をイメージセンサ１によって取得できる。この構成であれば、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１までの距離を小さくすることが可能である。
【０１５２】
イメージセンサ１の構成は、図８に示した通りである。マイクロレンズアレイ３としては、図３及び図４，図１０，図１１に示したものを用いることができる。アパーチャグリル２としては、図７，図１２〜図２０に示したものを用いることができる。
【０１５３】
以上説明した本実施形態によれば、レンズの被写体側端面からイメージセンサまでの距離を短くし、薄型認証センサを得ることができる。
【０１５４】
次に、図３１〜図３５を用いて、本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図３１は、本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。図３２は、本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。図３３は、本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの斜視図である。図３４は、本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサに用いる他の構成のマイクロレンズアレイの斜視図である。図３５は、本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサに用いる他の構成のマイクロレンズアレイに用いるレンズ屈折率の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１５５】
図３１は、図１に示した薄型認証センサ１０における焦点位置の配置を示している。薄型認証センサ１０は、図１にて説明したように、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３と、可視光を遮光し近赤外光を透過するフィルタ４とから構成されている。
【０１５６】
この例では、マイクロレンズアレイ３を構成する微少レンズひとつひとつの曲率が同一である。したがって、焦点位置ＦＰＯをとおる焦点面ＦＰＬは平面となる。焦点面が平面であるから厳密な意味での焦点は、指の静脈の一部にしか合わないが、イメージセンサ１側での許容錯乱円１２０が開口部の大きさまで許容できるため、センサ側の指の静脈の多くに焦点が合うことになる。被写体側許容錯乱円１２０は、等倍光学系であるため、イメージセンサ1側での許容錯乱円すなわち、イメージセンサ1の開口部大きさに内接する円と同等になり焦点位置ＦＰＯを中心とした合焦範囲１２１内であればボケのない画像が得られる。
【０１５７】
それに対して、図３２は、第１１の実施形態における焦点位置の配置を示している。薄型認証センサ１０Ｇは、図１にて説明したように、イメージセンサ１と、アパーチャグリル２と、マイクロレンズアレイ３Ｇと、可視光を遮光し近赤外光を透過するフィルタ４とから構成されている。
【０１５８】
本実施形態では、マイクロレンズアレイ３Ｇを構成する微小レンズの曲率を調整し、焦点位置ＦＰＯを指の長手方向半円筒形状に配置している。この構成によれば、図３１に示す実施形態と同様、イメージセンサ１側での許容錯乱円１２０が開口部の大きさまで許容できることと、指の静脈位置と焦点位置が近いことでさらに、指静脈撮影に好適である。
【０１５９】
図３３は、マイクロレンズ３Ｇの構成を示している。マイクロレンズ３Ｇは、図３０の焦点面ＦＰＬのように、被写体である指の形状に似せて長手方向に半円筒形状にするため、基板３００に形成された各レンズ３０１Ｇは、指長手方向側の列に分割され、グループ３１０，３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６のように、列毎でグループ分割し、それぞれのグループことで曲率を変え、グループ３１０と、グループ３１６では曲率を小さくし焦点距離を長く、中央部のグループ３１３では曲率を大きくし焦点距離を短くする。その間のグループは、順を追って曲率を変更することによって最終的には、図３１に示すよう焦点位置ＦＰＯを得ることができ、それらを包含する面として表した焦点面ＦＰＬは、半円筒形状とすることができる。
【０１６０】
次に、図３４は、他の構成のマイクロレンズアレイ３Ｈを示している。マイクロレンズアレイ３Ｈは、レンズ中心から半径方向に連続的に屈折率を変化させた微小ＧＲＩＮ（Gradient Index Lenses；屈折率分布型）レンズ３０１Ｈを二次元配置したものである。マイクロレンズアレイ３Ｈは、図３２の焦点面ＦＰＬのよう被写体である指の形状に似せて長手方向に半円筒形状にしている。そのため、マイクロレンズアレイ３Ｈは、指長手方向側の列に分割し、グループ３２０，３２１，３２２，３２３，３２４，３２５，３２６のように列毎でグループ分割し、それぞれのグループことで屈折率分布を変え、グループ３２０，グループ３２６では、屈折率分布を図３５の屈折率ｎ１のようにし焦点距離を長く、中央部では、屈折率分布を屈折率ｎ２のようにし焦点距離を短くする。その間のグループは、順を追って曲率を変更する。以上のような構成によって最終的には図３２示すよう焦点位置（焦点位置ＦＰＯ）、それらを包含する面として表した焦点面ＦＰＬは、半円筒形状とすることができる。
【０１６１】
次に、図３６を用いて、本発明の第１２の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図３６は、本発明の第１２の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１６２】
図３６（Ａ）は、図３２で示した実施形態に関するもので、薄型認証センサ１０Ｇの焦点面ＦＰＬは、半円筒形状のものである。
【０１６３】
それに対して、本実施形態では、図３６（Ｂ）に示すように、薄型認証センサ１０Ｊの焦点面ＦＰＬは、指の形状に則した半楕円形状としている。
【０１６４】
次に、図３７を用いて、本発明の第１３の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図３７は、本発明の第１３の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１６５】
図３６（Ｂ）では、薄型認証センサ１０Ｊの焦点面ＦＰＬは、指の形状に則した半楕円形状としているのに対して、本実施形態では、薄型認証センサ１０Ｋの焦点面ＦＰＬは、半楕円形状ではなく、直線を折り曲げた形状とし、簡易化した形状で、指の形状に則したものとしている。
【０１６６】
次に、図３８を用いて、本発明の第１４の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図３８は、本発明の第１４の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。図３８（Ａ）は斜視図であり、図３８（Ｂ）は図３８（Ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、図３８（Ｃ）は図３８（Ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１６７】
本例では、さらに指の形状に則し、一般的に指の根元側より先端側の方が細いという点に着目し、図３８（Ｂ）に示す指の根元側である線分Ａ−Ａ’を含む面側の焦点面ＦＰＬの形状と、図３８（Ｃ）に示す指の先端側である線分Ｂ−Ｂ’を含む面側の焦点面ＦＰＬの形状を変え、指の先端側である線分Ｂ−Ｂ’を含む面側の図３８（Ｃ）側の方が焦点面ＦＰＬの曲率を大きくし、線分Ａ−Ａ’、線分Ｂ−Ｂ’の間は滑らかに段階的に曲率を分布させるようにする。
【０１６８】
この例により、さらに撮像画質を向上できる。
【０１６９】
次に、図３９を用いて、本発明の第１５の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図３９は、本発明の第１５の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。図３９（Ａ）は斜視図であり、図３９（Ｂ）は図３９（Ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、図３９（Ｃ）は図３９（Ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７０】
本例では、さらに指の形状に則しつつ簡略化した焦点面形状とし、一般的に指の根元側より先端側の方が細いという点に着目し、図３９（Ｂ）に示す指の根元側である線分Ａ−Ａ’を含む面側の焦点面ＦＰＬの形状と、図３９（Ｃ）に示す指の先端側である線分Ｂ−Ｂ’を含む面側の焦点面ＦＰＬの形状を変え、指の先端側である線分Ｂ−Ｂ’を含む面側の焦点面ＦＰＬの形状を小さくし、線分Ａ−Ａ’、線分Ｂ−Ｂ’の間は滑らかに段階的に曲率を分布させるようにする。
【０１７１】
次に、図４０を用いて、本発明の第１６の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図４０は、本発明の第１６の実施形態による薄型認証センサの斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７２】
薄型認証センサ１０Ｎは、図１示したようなイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３と、フィルタ４Ｎとから構成される。ここで、フィルタ４Ｎは複数のエリアからなっており、近赤外線透過フィルタ配置エリア４０は、可視光など他の光は遮光する領域である。近赤外線透過フィルタ非配置エリア４１は、近赤外とともに可視光を透過する領域である。この構成では、近赤外線透過フィルタ配置エリア４０で、指の静脈の撮像を行ない、一方、近赤外線透過フィルタ非配置エリア４１にて、指の近接検知等を行なうことができる。
【０１７３】
なお、近赤外線透過フィルタ非配置エリア４１は、近赤外と特定の可視光を透過するようなフィルタであっても良い。薄型認証センサ，イメージセンサ，アパーチャグリル，マイクロレンズアレイの構成としては、図１〜図３９にて説明したような構成を取ることができる。
【０１７４】
このようにしてさらにセキュリティ度を向上することが可能となる。
【０１７５】
次に、図４１を用いて、本発明の第１７の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
図４１は、本発明の第１７の実施形態による薄型認証センサの斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７６】
薄型認証センサ１０Ｐは、図１示したようなイメージセンサ１，アパーチャグリル２，マイクロレンズアレイ３，フィルタ４とから構成される。さらに、発光ダイオード４２，４３と、フォトダイオード４４とを備えている。薄型センサ１０Ｐは、全面にて指の静脈画像を撮影する領域で、発光ダイオード４２と発光ダイオード４３は、交互にもしくは両者とも同時に発光しその光をフォトダイオード４４にて受光する。フォトダイオード４４が受光し、光電変換した信号レベルにて指の近接検知等を行なうことができる。なお、薄型認証センサ，イメージセンサ，アパーチャグリル，マイクロレンズアレイの構成としては、図１〜図３９にて説明したような構成を取ることができる。
【０１７７】
このようにしてさらにセキュリティ度を向上することが可能となる。
【０１７８】
次に、図４２〜図４４を用いて、本発明の各実施形態による薄型認証センサの製造方法について説明する。  
図４２，図４３は、本発明の各実施形態による薄型認証センサの製造方法の原理説明図である。図４４は、本発明の各実施形態による薄型認証センサの製造方法の内容を示すフローチャートである。
【０１７９】
各実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１、アパーチャグリル２、マイクロレンズアレイ３等から構成される。マイクロレンズアレイ３には、位置合わせ用の位置合わせマークとして、第１のトンボ６０，第２のトンボ６１，第３のトンボ６２が設けられている。アパーチャグリル２には、位置合わせ用の位置合わせマークとして、第１のトンボ６０Ａ，第２のトンボ６１Ａ，第３のトンボ６２Ａが設けられている。ここで、アパーチャグリル２のトンボ６０Ａ，６１Ａ，６２Ａと、マイクロレンズアレイ３のトンボ６０，６１，６２とでは、光透過特性が予め異なる値となるように設定されている。なお、トンボの形状としては、図示するように、十字線形状の代わりに、アルファベットのＩとＬを組み合わせたＩＬ字線形状としてもよいものである。
【０１８０】
ここで、イメージセンサ１は、アパーチャグリル２、マイクロレンズアレイ３のトンボの位置を包含するよう受光部１００が設けられており、トンボの位置を撮影することができる。
【０１８１】
たとえば、図４３において、イメージセンサ１上に予め設定したトンボ６３と、アパーチャグリルのトンボ６４と、マイクロレンズアレイのトンボ６５とする。イメージセンサ１で撮影した画像が図４３に示すように、ずれていたとする。ここで、アパーチャグリルのトンボ６４は、中間的な光透過度、マイクロレンズアレイ３のトンボ６４は、遮光に近い光透過度と設定しておくことでそれぞれのトンボがどれか区別して把握することができる。このようなトンボが図４２の第１のトンボ６０，６０Ａ、第２のトンボ６１，６１Ａ、第３のトンボ６２，６２Ａのような位置に配置されている場合、図４３のような撮影画像を得ることで、それぞれのトンボの位置における回転量，ずれの量が分かる。
【０１８２】
ここで、図４４を用いて、イメージセンサ１、アパーチャグリル２、マイクロレンズアレイ３の位置合わせ方法について説明する。
【０１８３】
最初に、イメージセンサ１で撮像し（ステップＳ１）、トンボ位置が全て所定位置か確認する（ステップＳ２）。
【０１８４】
所定位置だったら調整終了（ステップＳ３）、所定位置ではなかったら、アパーチャグリル２のトンボが所定位置になっているか確認する（ステップＳ４）。アパーチャグリル２のトンボ位置が所定位置になっていたら、次にマイクロレンズアレイ３のトンボ位置が所定位置になっているかを確認する（ステップＳ５）。  所定位置の場合、調整終了（ステップＳ３）。
【０１８５】
一方、ステップＳ０４でアパーチャグリル２のトンボ位置が合っていなかったら、次にアパーチャグリル２のトンボ位置が、イメージセンサ１上の所定位置と比較して回転しているかどうかをチェックする（ステップＳ６）。回転していたらアパーチャグリル２のトンボ位置とイメージセンサ１上の所定位置とから回転量を算出する（ステップＳ７）。しかる後に回転補正用の駆動を行ない（ステップＳ８）、再度撮像を行なう（ステップＳ９）。撮像した画像は、ステップＳ６の判定へと移行し再度回転の状況の判定を行なう。
【０１８６】
ステップＳ６にてアパーチャグリル２のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置と比較して回転していないと判定されたら、アパーチャグリル２のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置とどのくらいずれているか位置ずれ量を検出する（ステップＳ１０）。しかる後に、位置補正用の駆動を行ない（ステップＳ１１）、再度撮像を行なう（ステップＳ１２）。撮像した画像にて、アパーチャグリル２のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置と合致しているか判定し（ステップＳ１３）、合致していれば判定ステップＳ０５の前へと移行し、合致していないと判定されたら再度ステップＳ１０にて位置ずれ量の検出を行ない、以下ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３と同様の処理を行なう。
【０１８７】
次に、判定ステップＳ５にてマイクロレンズアレイ３のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置と合致していないと判定されたら、マイクロレンズアレイ３のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置と比較して回転しているかどうかをチェックする（ステップＳ１４）。回転していたらマイクロレンズアレイ３のトンボ位置とイメージセンサ１上の所定位置とから回転量を算出する（ステップＳ１５）。しかる後に回転補正用の駆動を行ない（ステップＳ１６）、再度撮像を行なう（ステップＳ１７）。撮像した画像は、ステップＳ１４の判定へと移行し再度回転の状況の判定を行なう。
【０１８８】
ステップＳ１４にてマイクロレンズアレイ３のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置と比較して回転していないと判定されたら、マイクロレンズアレイ３のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置とどのくらいずれているか位置ずれ量を検出する（ステップＳ１８）。しかる後に、位置補正用の駆動を行ない（ステップＳ１９）、再度撮像を行なう（ステップＳ２０）。撮像した画像にて、マイクロレンズアレイ３のトンボ位置がイメージセンサ１上の所定位置と比較をし（ステップＳ２１）、合致していれば終了ステップＳ３の前へと移行し、合致していないと判定されたら再度ステップＳ１８にて位置ずれ量の検出を行ない、以下ステップＳ１８、ステップＳ１９、ステップＳ２０と同様の処理を行なう。
【０１８９】
次に、図４５〜図４８を用いて、図１９に示した実施形態におけるように、アパーチャグリル２に光ファイバを束ねたような構成となっているものを使用したとき、イメージセンサ１の開口部の大きさの制約について説明する。  
図４５〜図４８は、図１９に示した実施形態におけるイメージセンサ１の開口部の大きさの制約の説明図である。
【０１９０】
図４５は、アパーチャグリル２の構成要素である光ファイバ２０４とイメージセンサ１の開口部１０１との大きさが大略１対１のときの状態を示したものである。アパーチャグリル２の光ファイバ２０４は、密集して配置されているとしても、光ファイバ２０４の間に空隙２０７が生じる。空隙２０７は、迷光が入らないよう遮光物質にて埋めるが、この遮光物質によりイメージセンサ１に入射する光が遮光され、Ｘ方向に開口部１０１を移動させると被写体側の光がイメージセンサ１の開口部１０１に入射する。その結果、光電変換の後に出力される光出力は、図４６のように大きくなったり小さくなったりを繰り返し、この関係でいわゆる「もあれ」を生じ、画像全体では、入射光は均一であっても、あたかも縞模様を撮影したような画像となる。
【０１９１】
一方、図４７に示すように、アパーチャグリル２を構成する光ファイバ２０４の径がイメージセンサ１の開口部１０１に比較して充分小さいとき、光ファイバ間の空隙２０７が見かけ上小さくなり、Ｘ方向に開口部１０１を移動させたとき、イメージセンサ１の開口部１０１に入射し、光電変換の後に出力される光出力は図４８のように光出力の変動は小さくなる。
【０１９２】
なお、イメージセンサ１の開口部１０１の大きさと比較してアパーチャグリル２を構成する光ファイバ２０４の直径は１／３以下であれば、いわゆる「モアレ」は、許容できる。
【０１９３】
次に、図４８以降を用いて、図１〜図４７とは異なる実施形態について説明する。図４８以降に示す実施形態は、図１〜図４７に示す実施形態とは、次の点で異なっている。すなわち、図４８以降に示す実施形態では、１）例えば、図１に示したアパーチャグリル２を用いていないものである。２）マイクロレンズアレイを構成する単光学系は、正立等倍の光学系である。３）マイクロレンズアレイを構成する単光学系の内、第１の単光学系によってイメージセンサ上に形成される被写体の像と、第１の単光学系に隣接する第２の単光学系によってイメージセンサ上に形成される被写体の像の一部が重なって形成される。
【０１９４】
次に、図４９〜図５９を用いて、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。  
最初に、図４９及び図５０を用いて、本実施形態による薄型認証センサの全体構成について説明する。  
図４９は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの斜視図である。図５０は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１９５】
本実施形態の薄型認証センサは、イメージセンサ１と、マイクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋと、フィルタ４とから構成される。すなわち、図１に示したアパーチャグリル２を用いていないものである。
【０１９６】
焦点面ＦＰＬ上の焦点位置ＦＰＯの画像情報は、フィルタ３を介してマクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋを構成する単光学系により、イメージセンサ１上に正立等倍の像を結像する。すなわち、焦点面ＦＰＬの被写体ＳＢＪの画像情報が、そのままイメージセンサ１の表面上に結像される。イメージセンサ１の表面には、光電変換を行う開口部が離散的に配置されており、空間的サンプリングが行なわれ、画像取り込みができる。
【０１９７】
以上の構成で、焦点面ＦＰＬ上の被写体ＳＢＪの持つ指紋や静脈などの生体情報を、イメージセンサ１により画像情報とすることができ、認証に用いることができる。
【０１９８】
このとき、マクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋは、焦点面ＦＰＬ上の被写体ＳＢＪの光学情報を、イメージセンサ１上に、個々の単光学系にて若干重なったタイル状に満遍なく結像させる。そのため、個々の単光学系は、受け持つ被写体、結像のサイズが小さくでき、短い物像間距離を実現できる。
【０１９９】
また、本実施形態では、マクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋの結像を、イメージセンサ１の開口部で受光すればいいため、マクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋとイメージセンサ１の位置あわせ精度が粗くて済む。
【０２００】
次に、図５１を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の構成について説明する。  
図５１は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の構成を示す断面図である。なお、図４９，図５０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２０１】
焦点面ＦＰＬ上の被写体ＳＢＪの一点（焦点ＦＰＯ）の光学情報は、フィルタ４を透過し、マクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋのレンズを介して、イメージセンサ１の上に、像ＩＭＧとして結像する。
【０２０２】
イメージセンサ１の上に結像した像ＩＭＧは、イメージセンサ１の表面に設けられた開口部１０１によって空間的サンプリングをされ、光電変換される。光電変換結果を取り込むことによって、認証に向く画像取り込みができる。
【０２０３】
次に、図５２を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の被写体と像面上の関係について説明する。  
図５２は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の被写体と像面上の関係を示す平面図である。図５２は、図４９を上部，すなわち、被写体側から見た図である。なお、図４９，図５０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２０４】
マクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋには、複数の単光学系３０１が離散的に配置されている。マクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋの単光学系３０１以外の部分は、使用する波長の光がレンズ以外の部分を透過して迷光とならないよう、イメージセンサ１の上の遮光部１０２によりに遮光している。
【０２０５】
被写体ＳＢＪの直径Ｌの範囲が、直径がｌの単光学系３０１により、イメージセンサ１上に、像ＩＭＧを結像する。破線で示す円は、イメージサークルを示している。像ＩＭＧは、被写体ＳＢＪに対して等倍正立像である。すなわち、像ＩＭＧの大きさＬは、被写体ＳＢＪの直径Ｌと同じ大きさである。また、像ＩＭＧの方向は、被写体ＳＢＪの方向と同じである。なお、直径Ｌは、直径ｌよりも大きいものである。
【０２０６】
一方、イメージセンサ１の開口部１０１は、図示のように配置され、画像データとして取り込む。
【０２０７】
次に、図５３〜図５５を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の間隔、像大きさとの関係について説明する。  
図５３は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。図５３は、図４８を上部，すなわち、被写体側から見た図である。図５４及び図５５は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの単光学系における像の説明図である。なお、図４９，図５０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２０８】
図５３において、マクロレンズアレイの単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…以外の部分は、使用する波長の光がレンズ以外の部分を透過して迷光とならないよう、遮光部により遮光しているが、図示は省略している。
【０２０９】
マクロレンズアレイを構成する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…は、図示のようにお互いに間をあけて、隣接して周囲に配置された単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…が９０度をなす正方配置となっている。単光学系３０１ａの直径をｌ、被写体ＳＢＪ２及び像ＩＭＧ１の大きさをＬとし、隣接する単光学系３０１同士の辺側距離をｒ１とし、対角距離をｒ２とする。被写体の全てを像面に結像するには、隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…の距離の関係は、次のようになる。
【０２１０】
Ｌ  ≧  ｒ２
この条件式を満足する範囲で、隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…の距離をなしている場合、本光学系は、被写体全面の像を結像面へと投射でき、薄型光学系が実現できる。
【０２１１】
図５４に示すように、被写体として、「Ａ」という文字に対して、隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄにおけるそれぞれの被写体ＳＢＪ２ａ，被写体ＳＢＪ２ｂ，被写体ＳＢＪ２ｃ，被写体ＳＢＪ２ｄが、図示の関係にあるとする。
【０２１２】
これらの被写体ＳＢＪ２ａ，ＳＢＪ２ｂ，ＳＢＪ２ｃ，ＳＢＪ２ｄは、単光学系３０１ａ，単光学系３０１ｂ，単光学系３０１ｃ，単光学系３０１ｄにより、イメージセンサ１（図示せず）上に、像ＩＭＧ１ａ，像ＩＭＧ１ｂ，像ＩＭＧ１ｃ，像ＩＭＧ１ｄとして結像される。
【０２１３】
図５５（Ａ）〜（Ｄ）は、この様子を、各像ＩＭＧ１ａ，ＩＭＧ１ｂ，ＩＭＧ１ｃ，ＩＭＧ１ｄ毎に示している。
【０２１４】
以上のように、図５５のそれぞれの像が重なり、図５４の像ＩＭＧ１ａ，像ＩＭＧ１ｂ，像ＩＭＧ１ｃ，像ＩＭＧ１ｄからなる「Ａ」の像がイメージセンサ１上に結像されるため、光電変換後に、被写体の信号とできる。
【０２１５】
次に、図５６を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の他の構成について説明する。  
図５６は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の他の構成を示す断面図である。なお、図４９，図５０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２１６】
焦点面ＦＰＬ上の被写体ＳＢＪの一点（焦点ＦＰＯ）の光学情報は、フィルタ４を透過し、マクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋのレンズを介して、イメージセンサ１の上に、像ＩＭＧとして結像する。
【０２１７】
ここで、マクロレンズアレイ３Ｊは、マクロレンズアレイ３Ｊ１，３Ｊ２，３Ｊ３からなり、マクロレンズアレイ３Ｋは、マクロレンズアレイ３Ｋ１，３Ｋ２，３Ｋ３からなる。また、マクロレンズアレイ３Ｊと、マクロレンズアレイ３Ｋの間には、迷光カットと絞りのための、アパーチャグリルＡＰＣを備えている。アパーチャグリルＡＰＣを中心に、マクロレンズアレイ３Ｊとマクロレンズアレイ３Ｋが面対象に配置される。
【０２１８】
なお、成例を示してあるが、アパーチャグリルを２枚や３枚としてもよく、また、レンズが対称配置でない構成でも、焦点面ＦＰＬ上の被写体ＳＢＪとイメージセンサ１上の像ＩＭＧとの関係が正立像でほぼ等倍であればよいものである。
【０２１９】
イメージセンサ１の上に結像した像ＩＭＧは、イメージセンサ１の表面に設けられた開口部１０１によって空間的サンプリングをされ、光電変換される。光電変換結果を取り込むことによって、認証に向く画像取り込みができる。
【０２２０】
次に、図５７を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第２の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係について説明する。  
図５７は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第２の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。図５７は、図４９を上部，すなわち、被写体側から見た図である。なお、図４９，図５０，図５３と同一符号は、同一部分を示している。
【０２２１】
マクロレンズアレイの単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…以外の部分は、使用する波長の光がレンズ以外の部分を透過して迷光とならないよう、遮光部により遮光しているが、図示は省略している。
【０２２２】
マクロレンズアレイを構成する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…は、隣接して周囲に配置された単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…が、互いに接しており、かつ、９０度をなす正方配置となっている。図５２の例では、隣接して配置された単光学系が、互いに間を開けていたのに対して、本例では、互いに接している点が相違している。
【０２２３】
単光学系３０１ａの直径をｌ、被写体ＳＢＪ２及び像ＩＭＧ１の大きさをＬとし、隣接する単光学系３０１同士の辺側距離をｒ１とし、対角距離をｒ２とする。被写体の全てを像面に結像するには、隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…の距離の関係は、次のようになる。
【０２２４】
Ｌ  ≧  ｒ２
この条件式を満足する範囲で、隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…の距離をなしている場合、本光学系は、被写体全面の像を結像面へと投射でき、薄型光学系が実現できる。
【０２２５】
なお、図５７の例で、イメージサークルの大きさＬは、図５３に示したイメージサークルの大きさＬよりも小さくしている。これは、図５７の例では、隣接する単光学系が互いに接しているため、図５３のように隣接する単光学系を互いに離間させる場合に比べて、イメージサークルを小さくできるからである。
【０２２６】
次に、図５８を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第３の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係について説明する。  
図５８は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第３の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。図５８は、図４９を上部，すなわち、被写体側から見た図である。なお、図４９，図５０，図５３と同一符号は、同一部分を示している。
【０２２７】
マクロレンズアレイの単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…以外の部分は、使用する波長の光がレンズ以外の部分を透過して迷光とならないよう、遮光部により遮光しているが、図示は省略している。
【０２２８】
マクロレンズアレイを構成する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…は、互いに間を開けているとともに、隣接して周囲に配置された単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…を結ぶと、正三角形となり、それぞれ６０度をなす、いわゆる千鳥配置のように配置されている。
【０２２９】
単光学系３０１ａの直径をｌ、被写体ＳＢＪ２及び像ＩＭＧ１の大きさをＬとし、隣接する単光学系３０１同士の辺側距離をｒ１とし、斜方向距離をｒ２とすると、
ｒ１＝ｒ２
となる。
【０２３０】
したがって、
Ｌ  ≧  ｒ２ ＝ ｒ１
の式を満足する範囲で、隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…の距離をなしている場合、本光学系は、被写体全面の像を結像面へと投射でき、薄型光学系が実現できる。
【０２３１】
次に、図５９を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第４の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係について説明する。  
図５９は、本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第４の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。図５９は、図４９を上部，すなわち、被写体側から見た図である。なお、図４９，図５０，図５３と同一符号は、同一部分を示している。
【０２３２】
マクロレンズアレイの単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…以外の部分は、使用する波長の光がレンズ以外の部分を透過して迷光とならないよう、遮光部により遮光しているが、図示は省略している。
【０２３３】
マクロレンズアレイを構成する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…は、互いに接しているとともに、隣接して周囲に配置された単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…を結ぶと、正三角形となり、それぞれ６０度をなす、いわゆる千鳥配置のように配置されている。
【０２３４】
単光学系３０１ａの直径をｌ、被写体ＳＢＪ２及び像ＩＭＧ１の大きさをＬとし、隣接する単光学系３０１同士の辺側距離をｒ１とし、斜方向距離をｒ２とすると、
ｒ１＝ｒ２
となる。
【０２３５】
したがって、
Ｌ  ≧  ｒ２ ＝ ｒ１
の式を満足する範囲で、隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…の距離をなしている場合、本光学系は、被写体全面の像を結像面へと投射でき、薄型光学系が実現できる。
【０２３６】
なお、本発明おいて、正立等倍像とは、ほぼ正立等倍像を含むものである。等倍像では、被写体に対して、光学系により結像された像の倍率が、１．０倍である。それに対して、倍率については、０．９５倍〜１．０５倍程度の範囲であっても、実用的なものである。倍率が１．０倍から異なるに従って、結像された像の周辺部におけるボケが増加する。すなわち、隣接する単光学系により結蔵される像が重なる領域では、本来重なるべき像が僅かずつずれることになる。このずれにより、ボケが生じる。ボケの度合いは、倍率が１．０倍から外れるほど大きくなり、像の劣化をもたらす。この点、倍率が０．９５倍〜１．０５倍程度の範囲であれば、像の劣化の程度も少なく、実用に供せるものである。
【０２３７】
また、フィルタ４の位置は、被写体ＳＢＪに近い側としているが、図２１に示したように、マクロレンズアレイ３とイメージセンサ１の間に配置してもよいものである。また、図２４に示したように、マクロレンズアレイ３の材質にフィルタ機能を有するようにしてもよいものである。
【０２３８】
以上説明したように、本実施形態の認証センサによれば、薄型化できるものである。
【０２３９】
次に、図６０〜図６２を用いて、本発明の第１９の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。本実施形態による薄型認証センサの全体構成は、図４９や図５０に示したものと同様である。
【０２４０】
本実施形態では、図４９に示したマクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋの構成が相違するものである。ここでは、図６０を用いて、本実施形態で用いるマクロレンズアレイ３Ｋａの構成について説明する。マクロレンズアレイ３Ｋａと同じ構成で、単光学系のレンズの凸面が下向きに配置されるものが、マクロレンズアレイ３Ｊとして用いられる。  
図６０は、本発明の第１９の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの構成を示す斜視図である。図６１は、本発明の第１９の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。なお、図４９，図５０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２４１】
図６０に示すように、マクロレンズアレイ３Ｋａは、複数の単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…を有している。単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…は、レンズが正方形のものである。単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…以外の部分は、使用する波長の光がレンズ以外の部分を透過して迷光とならないよう、遮光部により遮光しているが、図示は省略している。
【０２４２】
マクロレンズアレイを構成する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…は、互いに間を離して配置しているとともに、かつ、９０度をなす正方配置となっている。
【０２４３】
そして、図６１に示すように、単光学系３０１ａの直径をｌとし、被写体ＳＢＪと像ＩＭＧは、一辺の大きさＬの正方形とする。
【０２４４】
さらに、隣接する単光学系３０１の間隔は、単光学系３０１ａの中心から隣接する単光学系３０１ｂの中心までの距離をｒ１とすると、被写体ＳＢＪ及び像ＩＭＧがちょうど隣接するような距離以下、すなわち、
Ｌ  ≧   ｒ１
の場合、本光学系は、被写体全面の像を結像面へと投射でき、薄型光学系が実現できる。
【０２４５】
ただし、実際の光学系においては、単光学系３０１の周辺部で画像劣化の可能性があるため、Ｌ＞ｒ１とすることが好ましいものである。
【０２４６】
次に、図６２を用いて、本実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第２の構成について説明する。  
図６２は、本発明の第１９の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第２の構成を示す斜視図である。
【０２４７】
マクロレンズアレイ３Ｋｂの単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…以外の部分は、使用する波長の光がレンズ以外の部分を透過して迷光とならないよう、遮光部により遮光しているが、図示は省略している。
【０２４８】
マクロレンズアレイを構成する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…は、隣接して周囲に配置された単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…が、互いに接しており、かつ、９０度をなす正方配置となっている。
【０２４９】
以上の本実施形態の認証センサによっても、薄型化できるものである。
【０２５０】
次に、図６３及び図６４を用いて、本発明の第２０の実施形態による薄型認証センサの構成について説明する。本実施形態による薄型認証センサの全体構成は、図４９や図５０に示したものと同様である。
【０２５１】
本実施形態では、図４９に示したマクロレンズアレイ３Ｊ，３Ｋの構成が相違するものである。ここでは、図６３を用いて、本実施形態で用いるマクロレンズアレイ３Ｋｂの構成について説明する。マクロレンズアレイ３Ｋｂと同じ構成で、上下逆向きに配置されるものが、マクロレンズアレイ３Ｊとして用いられる。  
図６３は、本発明の第２０の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの構成を示す斜視図である。図６４は、本発明の第２０の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。なお、図４９，図５０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２５２】
図６３に示すように、マイクロレンズアレイ３Ｋｃは、複数の単光学系３０１を有している。単光学系３０１は、平行平板の光学部材にイオン交換等の技術で屈折率の分布を生成し、屈折率の分布によって入射光を屈折させレンズ効果を持たせたもの（ＧＲＩＮレンズ）である。
【０２５３】
図６４に示すように、単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…の直径をｌ、単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ…により、撮像、結像され、被写体ＳＢＪ２と像ＩＭＧ１の直径をＬとする。隣接する単光学系３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ同士のなす角を９０度とし、正方形の頂点に単光学系３０１の中心の光軸がある。
【０２５４】
このとき、
Ｌ  ≧   ｒ２
の場合、本光学系は、被写体全面の像を結像面へと投射でき、薄型光学系が実現できる。
【０２５５】
なお、単光学系３０１の配置は、図６２に示すような正方配置の代わりに、図５７に示すような千鳥配置とすることもできる。
【０２５６】
以上の本実施形態の認証センサによっても、薄型化できるものである。
【０２５７】
次に、図６５〜図６８を用いて、図５０〜図６４にて説明した実施形態におけるイメージセンサ上に結像する像の明るさについて説明する。  
図６５〜図６８は、本発明の図４９以降の実施形態による薄型認証センサにおける像の明るさの説明図である。
【０２５８】
図６５において、横軸は位置を示し、位置Ｏが、単光学系の光学中心を示している。縦軸は、光量ＱＬを示している。
【０２５９】
光学中心Ｏの単光学系からの光量は、例えば、光量ＱＬ１のようになる。単光学系の周辺部において、光量が若干減少する。
【０２６０】
そして、図５０〜図６４にて説明した実施形態では、隣接する単光学系によって形成される像が重なり合う構成となっている。そのため、光学中心Ｏの単光学系に隣接する第１、第２単光学系の光量は、光量ＱＬ２，ＱＬ３となり、互いの単光学系の周辺部付近において、重畳している。
【０２６１】
図６６は、図６５に示した各光量ＱＬ１，ＱＬ２，ＱＬ３を合成した全体としての光量ＴＱＬを示している。各単光学系の周辺部では、中心部に比べて光量が減少するものと、隣接する単光学系の光量が重畳した結果、両者の重なり合うところで、光量が増加する。この光量の増加分を、光量ばらつきΔＬ１とする。
【０２６２】
それに対して、図６７は、隣接する単光学系の間隔を短くした場合を示した場合の、光量ＱＬを示している。例えば、図６５に示す例が、図５３の実施形態に示した単光学系の配置とすると、図６７に示す例は、図５７の実施形態に示した単光学系の配置に相当する。
【０２６３】
図６８は、図６７に示した各光量を合成した全体としての光量ＴＱＬを示している。各単光学系の周辺部では、中心部に比べて光量が減少するものと、隣接する単光学系の光量が重畳した結果、両者の重なり合うところで、光量が増加する。この場合の、光量ばらつきΔＬ２となる。
【０２６４】
すなわち、図５３の例に比べて、図５７の例の場合には、光量のばらつきが少なく見え、かつ、隣接からの光により見かけ上明るくなる利点がある。
【０２６５】
また、光量のばらつきは、撮像に好もしいものではないが、認証目的であるためオフセット値として記憶しておき、実際に得られた光量から、記憶しておいたオフセット値を差し引くことで、補正することができる。
【０２６６】
なお、図５０〜図６４にて説明した実施形態においては、図４９や図５０に代表されるよう焦点面を平面としている。しかし、実際の被写体である指などの生体で平面で無い。そこで、マクロレンズアレイの焦点位置を被写体に近づけるよう、例えば、図３６（Ａ）に示したように、円筒の断面形状の焦点位置に、また、図３６（Ｂ）に示したように、楕円の筒の断面形状の焦点位置にすることもできる。また、図３７に示したように、平面の組み合わせた台形状の焦点位置にすることもできる。さらに、図３８に示したように、焦点面を、指の根元側より先端側の方が細いという点に着目し、円筒の断面形状で、指の先端側の曲率を小さく、指の根元側の曲率を大きくするように、段階的に曲率を変化させてもよいものである。また、図３９に示したように、断面が台形状で、段階的に曲率を変化させてもよいものである。
【０２６７】
これにより、画像ボケを少なくし画像の鮮鋭度を上げることができる。
【０２６８】
なお、本発明は、以下の実施の態様を含むものである。
【０２６９】
（１）被写体と同等の大きさを有するイメージセンサと該イメージセンサの開口部と一対一の配列で微小レンズを配置したマイクロレンズアレイと該イメージセンサと該マイクロレンズアレイの間に該イメージセンサの開口部と該マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルとを配置し被写体側に近赤外線を透過するフィルタを配置する構成で該マイクロレンズアレイの凸部が被写体側に向いていることを特徴とする薄型認証センサ（図１等）。
【０２７０】
（２）（１）において、フィルタをマイクロレンズアレイとアパーチャグリルの間に配置することを特徴とする薄型認証センサ（図２１）。
【０２７１】
（３）（１）において、マイクロレンズアレイの凸部がイメージセンサ側に向いていることを特徴とする薄型認証センサ（図２２）。
【０２７２】
（４）（２）において、マイクロレンズアレイの凸部がイメージセンサ側に向いていることを特徴とする薄型認証センサ（図２２）。
【０２７３】
（５）被写体と同等の大きさを有するイメージセンサと該イメージセンサの開口部と一対一の配列で微小レンズをイメージセンサ側に凸形状で配置したマイクロレンズアレイと該イメージセンサと該マイクロレンズアレイの間に該イメージセンサの開口部と該マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルとを配置する構成で該マイクロレンズアレイが近赤外線を透過し可視光を遮光する材質もしくは加工品であることを特徴とする薄型認証センサ（図２４）。
【０２７４】
（６）被写体と同等の大きさを有するイメージセンサと該イメージセンサの開口部と一対一の配列で微小レンズを被写体側に凸形状で配置した近赤外線を透過し可視光を遮光する材質もしくは加工のマイクロレンズアレイと該イメージセンサと該マイクロレンズアレイの間に該イメージセンサの開口部と該マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルとを配置する構成で該マイクロレンズアレイと被写体の間に保護ガラスが配置されていることを特徴とする薄型認証センサ（図２１）。
【０２７５】
（７）被写体と同等の大きさを有するイメージセンサと該イメージセンサの開口部と一対一の配列で微小レンズを配置したマイクロレンズアレイ群と該イメージセンサと該マイクロレンズアレイの間に該イメージセンサの開口部と該マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリルとを配置し被写体側に近赤外線を透過するフィルタを配置する構成で該マイクロレンズアレイ群は２枚のマイクロレンズアレイで構成されていることを特徴とする薄型認証センサ（図２６）。
【０２７６】
（８）（７）において、フィルタをマイクロレンズアレイ群とアパーチャグリルの間に配置することを特徴とする薄型認証センサ（図２７）。
【０２７７】
（９）（７）において、マイクロレンズアレイ群のうち片方もしくは両方が近赤外線を透過し、可視光を遮光する材質もしくは加工をしてあることを特徴とする薄型認証センサ（図２８）。
【０２７８】
（１０）（７）において、マイクロレンズアレイの微小レンズがお互いに独立した円形レンズであることを特徴とする薄型認証センサ（図３）。
【０２７９】
（１１）（１０）において、マイクロレンズアレイの微小レンズの間が近赤外光を遮光する遮光材で覆っていることを特徴とする薄型認証センサ（図４）。
【０２８０】
（１２）（１１）において、マイクロレンズアレイの微小レンズの間が近赤外光を遮光する遮光材がマイクロレンズアレイの基板平面、厚み方向中心で面対称で裏面側も覆っていることを特徴とする薄型認証センサ（図４）。
【０２８１】
（１３）（７）において、マイクロレンズアレイの微小レンズがお互いに接し独立した四角形レンズであることを特徴とする薄型認証センサ（図１１）。
【０２８２】
（１４）（７）において、アパーチャグリルがマイクロレンズアレイのレンズ中心、イメージセンサの開口部中心と一致した中心を持つ円形孔であることを特徴とする薄型認証センサ（図７）。
【０２８３】
（１５）（７）において、アパーチャグリルがマイクロレンズアレイのレンズ中心、イメージセンサの開口部中心と一致した中心を持つ孔の空いた２枚の膜であることを特徴とする薄型認証センサ（図１２）。
【０２８４】
（１６）被写体と同等の大きさを有するイメージセンサと該イメージセンサの開口部と一対一の配列で微小レンズを配置したマイクロレンズアレイ群と該イメージセンサの開口部と該マイクロレンズアレイの微小レンズとの光軸に沿った光を透過するアパーチャグリル群と被写体側に近赤外線を透過するフィルタを配置する構成で該マイクロレンズアレイ群は２枚のマイクロレンズアレイで構成され、さらに該マイクロレンズアレイ群を挟むように複数枚のアパーチャグリルが配置されていることを特徴とする薄型認証センサ（図１２）。
【０２８５】
（１７）（１６）において、アパーチャグリルがマイクロレンズアレイのレンズ中心及びイメージセンサの開口部中心と中心が一致した表面が吸光材でできた格子であることを特徴とする薄型認証センサ（図１４）。
【０２８６】
（１８）（１６）において、アパーチャグリルがマイクロレンズアレイのレンズ中心及びイメージセンサの開口部中心と中心が一致した透光材と吸光材の組み合わせでできた格子であり、該透光材と該吸光材の屈折率がほぼ一致していることを特徴とする薄型認証センサ（図１６）。
【０２８７】
（１９）（１６）において、アパーチャグリルが光を導光する光ファイバを束ねたもので構成し、光ファイバ同士の隙間には、吸光材を配置したことを特徴とする薄型認証センサ（図１７）。
【０２８８】
（２０）（１６）において、アパーチャグリルがマイクロレンズアレイのレンズ中心、イメージセンサの開口部中心と一致した中心を持つ方形孔であることを特徴とする薄型認証センサ（図１９）。
【０２８９】
（２１）（２１）において、薄型認証センサのマイクロレンズアレイとアパーチャグリルとイメージセンサとを位置決め用目印として見当標を用い位置決めすることを特徴とする薄型認証センサ（図８）。
【０２９０】
（２２）（２０）において、薄型認証センサのマイクロレンズアレイとアパーチャグリルとイメージセンサとを位置決め用目印として十字線形状の見当標を用い位置決めすることを特徴とする薄型認証センサ（図４２）。
【０２９１】
（２３）（２０）において、薄型認証センサのマイクロレンズアレイとアパーチャグリルとイメージセンサとを位置決め用目印としてＩＬ字線形状の見当標を用い位置決めすることを特徴とする薄型認証センサ。
【０２９２】
（２４）（２１）において、マイクロレンズアレイとアパーチャグリルとイメージセンサの位置決めに用いる見当標は、マイクロレンズアレイとアパーチャグリルとで光の透過量が異なることを特徴とする薄型認証センサ（図４３）。
【０２９３】
（２５）（２１）において、マイクロレンズアレイとアパーチャグリルとイメージセンサの位置決めに関しマイクロレンズアレイとアパーチャグリルの見当標がイメージセンサの開口部の並ぶ領域にあることを特徴とする薄型認証センサ（図４２）。
【０２９４】
（２６）（１）において、アパーチャグリルが光を導光する光ファイバを束ねたもので構成し、光ファイバの直径とイメージセンサ開口部の大きさの比が大略１対３以上であることを特徴とする薄型認証センサ（図４７）。
【０２９５】
（２７）（２６）において、薄型認証センサの被写体側焦点をイメージセンサ上から等距離位置となるようマイクロレンズアレイを構成するレンズ個々の曲率を同じとしたことを特徴とする薄型認証センサ（図３１）。
【０２９６】
（２８）（２７）において、マイクロレンズアレイは、個々のレンズを屈折率分布型のレンズ（ＧＲＩＮレンズ）で構成することを特徴とする薄型認証センサ（図３４）。
【０２９７】
（２９）（２６）において、薄型認証センサの被写体側焦点を生体の長手方向に半円筒形状となるようマイクロレンズアレイを構成するレンズ個々の曲率を変化させたことを特徴とする薄型認証センサ（図３２）。
【０２９８】
（３０）（２９）において、マイクロレンズアレイは個々のレンズを屈折率分布型のレンズ（ＧＲＩＮレンズ）で構成することを特徴とする薄型認証センサ（図３４）。
【０２９９】
（３１）（２９）において、マイクロレンズアレイは、生体長手方向の列毎に曲率が異なることを特徴とする薄型認証センサ（図３４）。
【０３００】
（３２）（２９）において、焦点位置は、生体の形状に沿わせるべく、マイクロレンズアレイと垂直方向に押しつぶされた半楕円筒形状であることを特徴とする薄型認証センサ（図３８）。
【０３０１】
（３３）（２９）において、焦点位置は、中央部をマイクロレンズアレイと平行面とし、生体の長手方向側、縁部に向かうに従い該マイクロレンズアレイから遠方へと配置する、すなわち、逆台形形状となることを特徴とする薄型認証センサ（図３９）。
【０３０２】
（３４）（２９）において、焦点位置は、生体の長手方向の生体の末端方向に向かうに従い焦点面の上部方向に開いた開口を小さくすることを特徴とする薄型認証センサ（図３８）。
【０３０３】
（３５）（３４）において、イメージセンサの開口部の一部上に近赤外線のみを透過させるフィルタを配置していないことを特徴とする薄型認証センサ（図４０）。
【０３０４】
（３６）（３４）において、マイクロレンズアレイ端面に発光用のＬＥＤ（発光ダイオード）と受光用のフォトトランジスタを配置したことを特徴とする薄型認証センサ（図４１）。
【図面の簡単な説明】
【０３０５】
【図１】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いる他のマイクロレンズアレイの説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるイメージセンサの構成を示す平面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの他の構成を示す側面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイのその他の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第２の構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第２の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第３の構成を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第３の構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第４の構成を示す断面図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第５の構成を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第５の構成を示す側面図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第５の構成を示す断面図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサに用いるアパーチャグリルの第６の構成を示す斜視図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２５】本発明の第６の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２６】本発明の第７の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２７】本発明の第８の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２８】本発明の第９の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図２９】本発明の第１０の実施形態による薄型認証センサの全体構成を示す側面図である。
【図３０】本発明の第１の実施形態による薄型認証センサの中の単一の光学系の第１０の構成を示す断面図である。
【図３１】本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。
【図３２】本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。
【図３３】本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサに用いるマイクロレンズアレイの斜視図である。
【図３４】本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサに用いる他の構成のマイクロレンズアレイの斜視図である。
【図３５】本発明の第１１の実施形態による薄型認証センサに用いる他の構成のマイクロレンズアレイに用いるレンズ屈折率の説明図である。
【図３６】本発明の第１２の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。
【図３７】本発明の第１３の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。
【図３８】本発明の第１４の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。
【図３９】本発明の第１５の実施形態による薄型認証センサにおける焦点位置の配置の説明図である。
【図４０】本発明の第１６の実施形態による薄型認証センサの斜視図である。
【図４１】本発明の第１７の実施形態による薄型認証センサの斜視図である。
【図４２】本発明の各実施形態による薄型認証センサの製造方法の原理説明図である。
【図４３】本発明の各実施形態による薄型認証センサの製造方法の原理説明図である。
【図４４】本発明の各実施形態による薄型認証センサの製造方法の内容を示すフローチャートである。
【図４５】図１９に示した実施形態におけるイメージセンサ１の開口部の大きさの制約の説明図である。
【図４６】図１９に示した実施形態におけるイメージセンサ１の開口部の大きさの制約の説明図である。
【図４７】図１９に示した実施形態におけるイメージセンサ１の開口部の大きさの制約の説明図である。
【図４８】図１９に示した実施形態におけるイメージセンサ１の開口部の大きさの制約の説明図である。
【図４９】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの斜視図である。
【図５０】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの断面図である。
【図５１】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の構成を示す断面図である。
【図５２】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の被写体と像面上の関係を示す平面図である。
【図５３】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。
【図５４】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの単光学系における像の説明図である。
【図５５】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサの単光学系における像の説明図である。
【図５６】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の他の構成を示す断面図である。
【図５７】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第２の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。
【図５８】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第３の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。
【図５９】本発明の第１８の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第４の構成の単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。
【図６０】本発明の第１９の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの構成を示す斜視図である。
【図６１】本発明の第１９の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。
【図６２】本発明の第１９の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの第２の構成を示す斜視図である。
【図６３】本発明の第２０の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの構成を示す斜視図である。
【図６４】本発明の第２０の実施形態による薄型認証センサに用いるマクロレンズアレイの単光学系の間隔、像大きさとの関係を示す平面図である。
【図６５】本発明の図４９以降の実施形態による薄型認証センサにおける像の明るさの説明図である。
【図６６】本発明の図４９以降の実施形態による薄型認証センサにおける像の明るさの説明図である。
【図６７】本発明の図４９以降の実施形態による薄型認証センサにおける像の明るさの説明図である。
【図６８】本発明の図４９以降の実施形態による薄型認証センサにおける像の明るさの説明図である。
【符号の説明】
【０３０６】
１…イメージセンサ
２…アパーチャグリル
３…マイクロレンズアレイ
４…フィルタ
５…保護ガラス
１０…薄型センサ
２１…第1のアパーチャグリル
２２…第２のアパーチャグリル
４０…近赤外線透過フィルタ配置エリア
４１…近赤外線透過フィルタ非配置エリア
４２，４３…ＬＥＤ
４４…フォトダイオード
１０１…開口部
２００…基板
２０１…孔
２０２…第1のアパーチャグリル
２０３…第２のアパーチャグリル
２０４…ファイバ
２０６…隔壁
２０７…空隙
３００…基板
３０１…レンズ
３０２，３０３…遮光材
【図１】
2008168118.tif 000003
【図２】
2008168118.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008168118.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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