(57)【要約】【課題】指先といった被写体をボケずに撮像できる撮像装置を提供する。【解決手段】指紋読取装置７は、指先１００の指紋画像を取得するために指先１００の凹凸による明暗を電気信号に変換するフォトセンサ８を具備する。このフォトセンサ８は、複数のＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…がマトリクス状に配列された構造となっている。フォトセンサ８の表面には、光を拡散する光拡散膜３２が形成されている。光拡散膜３２が設けられているため、フォトセンサ８で撮像する指先１００の指紋画像は、コントラストの強い像となる。【選択図】　　　　図３
2004039909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に接触する接触面下から前記被写体の光学像を取得する撮像装置において、
光を拡散する光拡散膜が前記接触面に形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
入射した光量に従った電気的特性を持つ複数の光電変換素子が前記接触面下においてマトリクス状に配列されており、
前記光拡散膜の膜厚が、前記複数の光電変換素子のピッチと同じであるか、又は該ピッチより薄いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光拡散膜が粘着性を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の光学像を取得する撮像装置に関し、特に個人認証のために被写体としての指先の凹凸による指紋画像を取得するのに適した撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被験者の指先の微細な凹凸により定義付けされる指紋を読み取る指紋読取装置が知られている。指先の凹凸によって反射光が模様になるが、指紋読取装置は、指先の反射光の明暗の程度を電気信号に変換するフォトセンサと、このフォトセンサを駆動することによってこのフォトセンサの電気信号を検知して、指先の指紋画像データを取得するドライバ回路とを主要構成としている。
この指紋読取装置において指先の指紋を読み取る際には、指先をフォトセンサの表面に接触させ、フォトセンサで指紋を形成する皮膚の凹凸の差異が光学的に認識され、指紋が読み取られるようになっている。
指紋は個人特有の模様をしているため、指紋読取装置は、個人認証を行う認証装置にしばしば用いられる。このような認証装置は、指紋読取装置で読み取った被験者の指紋画像を、予め登録された登録者の指紋画像データと照合することによって個人認証を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、指先の凹凸の差が小さい者も存在し、そのような者が指先でフォトセンサの表面に触れたものとしても、指紋読取装置で指紋画像データを得られなかったり、得られたものとしても指紋のはっきりしない画像データが得られたりすることになる。従って、たとえ登録者であっても、認証装置では読み取った指紋画像データが登録された指紋画像データに一致しないため、登録者として認証されない場合がある。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、指先といった被写体をはっきり撮像できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被写体（例えば、指先１００）に接触する接触面下から前記被写体の光学像を取得する撮像装置において、
光を拡散する光拡散膜（例えば、光拡散膜３２）が前記接触面に形成されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、被写体の凸部が光拡散膜に密接し、被写体の凹部が光拡散膜から離れている。従って、被写体の凸部での反射光の強度が光拡散膜において殆ど減少せず、被写体の凹部での反射光の強度が光拡散膜において大幅に減少する。そのため、被写体の凹凸によってコントラストの表れた光学像を取得することができ、光学像のコントラストが強くなる。光学像のコントラストが強いから、その光学像がボケた像ではない。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、
入射した光量に従った電気的特性を持つ複数の光電変換素子（例えば、ＤＧ−ＴＦＴ２０）が前記接触面下においてマトリクス状に配列されており、
前記光拡散膜の膜厚が前記複数の光電変換素子のピッチと同じであるか、又は該ピッチより薄いことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、光拡散膜の膜厚が光電変換素子のピッチより薄いため、被写体の光学像がボケた像とならない。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記光拡散膜が粘着性を有していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、光拡散膜が粘着性を有しているため、被写体の凸部が光拡散膜によりよく密着する。そのため、被写体の凸部での反射光の強度が光拡散膜において殆ど減少しない。従って、被写体の光学像がボケた像とならない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明の具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【００１２】
図１及び図２に示すように、撮像装置としての指紋読取装置７は、指先１００（図３に図示）の指紋画像を取得するために指先１００の凹凸による明暗を電気信号に変換するフォトセンサ８と、フォトセンサ８に指先１００を保持する指先保持部９と、フォトセンサ８で変換された電気信号をＡ／Ｄ変換することで画像データを取得する撮像回路１０と、を備える。
【００１３】
指先保持部９は、フォトセンサ８の表面に取り付けられている。指先保持部９には、指先１００の腹の大きさ程度に開口した略楕円形状の開口部１６が形成されている。開口部１６の内周が指先１００にフィットするような形状に指先保持部９が形成されている。この指先保持部９は光の透過を遮断するような不透明な材料で構成されており、開口部１６のみで光が通過するようになっている。
【００１４】
フォトセンサ８は、略平板状の透明基板１７と、透明基板１７の一方の面（以下、裏面という。）に対向した導光板１５と、発光ダイオードや有機ＥＬ素子といった自発光素子等から構成されるとともに導光板１５に向けて光を発する光源１４と、透明基板１７の他方の面（以下、表面という。）上にｎ行ｍ列（ｎ、ｍともに整数である。）のマトリクス状に５０μｍピッチで配列された複数のダブルゲート型薄膜トランジスタ（以下、ＤＧ−ＴＦＴという。）２０，２０，…と、透明基板１７の表面に設けられているとともに複数のＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…の周辺に配されたトップゲートドライバ１１、ボトムゲートドライバ１２及びドレインドライバ１３と、を備える。
【００１５】
透明基板１７は、透光性を有するとともに絶縁性を有し、石英ガラス等といったガラス基板又はポリカーボネート等といったプラスチック基板である。
【００１６】
導光板１５は、略平板状であり、光源１４に向いた側面及び透明基板１７に向いた表面を除き光反射材で覆われている。光源１４からの光が導光板１５にて面拡散して、導光板１５の表面から面放射した光が透明基板１７の裏面に均等に照射される。なお、導光板１５と光源１４の代わりに、有機ＥＬ素子といった面発光素子を透明基板１７の裏面に対向するように設けても良い。
【００１７】
図３に示すように、各々のＤＧ−ＴＦＴ２０は、ボトムゲート電極２１と、半導体膜２３と、不純物半導体膜２５，２６と、ソース電極２７と、ドレイン電極２８と、トップゲート電極３０とを基本構成としている。
【００１８】
各々のＤＧ−ＴＦＴ２０のボトムゲート電極２１は、透明基板１７上に形成されている。また、図１に示すように、透明基板１７上には横方向に延在するｎ本のボトムゲートライン４１が形成されており、横方向に配列された同一行の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のボトムゲート電極２１は、共通のボトムゲートライン４１に導電している。ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１は、導電性及び遮光性を有し、例えば、クロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの化合物からなる。
【００１９】
図３に示すように、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…のボトムゲート電極２１上には共通のボトムゲート絶縁膜２２が形成されている。ボトムゲート絶縁膜２２は、絶縁性及び透光性を有し、例えば、窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００２０】
ボトムゲート絶縁膜２２上には各々のＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３が形成されており、半導体膜２３はボトムゲート電極２１に対向するように配置されている。半導体膜２３はアモルファスシリコン等からなる層である。半導体膜２３上にチャネル保護膜２４が形成されている。チャネル保護膜２４は、パターニングに用いられるエッチャントから半導体膜２３のチャネル領域での界面を保護する機能を備え、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。半導体膜２３に光が入射すると、光量に従った量の電子−正孔対がチャネル保護膜２４との界面付近を中心に発生する。
【００２１】
不純物半導体膜２５は半導体膜２３の一端部上に重なって形成されており、不純物半導体膜２６は半導体膜２３の他端部上に重なって形成されており、不純物半導体膜２５，２６は互いに離間している。不純物半導体膜２５，２６は、ｎ型の不純物イオンを含むアモルファスシリコン（ｎ＋シリコン）からなる。
【００２２】
ソース電極２７は不純物半導体膜２５に重なって形成されている。ドレイン電極２８は不純物半導体膜２６に重なって形成されている。また、図１に示すように、ボトムゲート絶縁膜２２上には縦方向に延在するｍ本のソースライン４２及びドレインライン４３が形成されている。縦方向に配列された同一列の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のソース電極２７は、共通のソースライン４２に導電している。同様に、縦方向に配列された同列の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のドレイン電極２８は、共通のドレインライン４３に導電している。ソース電極２７、ドレイン電極２８、ソースライン４２，４２，…及びドレインライン４３，４３，…は、導電性及び遮光性を有しており、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの化合物からなる。
【００２３】
図３に示すように、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…のチャネル保護膜２４、ソース電極２７及びドレイン電極２８並びにソースライン４２，４２，…及びドレインライン４３，４３，…上には共通のトップゲート絶縁膜２９が形成されている。トップゲート絶縁膜２９は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００２４】
各々のＤＧ−ＴＦＴ２０のトップゲート電極３０は、トップゲート絶縁膜２９上に形成されており、ボトムゲート電極２１及び半導体膜２３に対向するように配設されている。また、図１に示すように、トップゲート絶縁膜２９上には横方向に延在するｎ本のトップゲートライン４４が形成されており、横方向に配列された同一行の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のトップゲート電極３０は共通のトップゲートライン４４に導電している。トップゲート電極３０及びトップゲートライン４４は、導電性及び透光性を有する。例えば、トップゲート電極３０及びトップゲートライン４４は、例えば錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）である。
【００２５】
図３に示すように、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…のトップゲート電極３０上には、共通の保護絶縁膜３１が形成されている。保護絶縁膜３１は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。保護絶縁膜３１は、トップゲートドライバ１１、ボトムゲートドライバ１２及びドレインドライバ１３も被覆している。なお、保護絶縁膜３１の屈折率は、空気の屈折率より高い。
【００２６】
以上の各ＤＧ−ＴＦＴ２０は、次のような光電変換素子及びＭＯＳ型トランジスタを具備するダブルゲート型フォトセンシング素子である。
光電変換素子は、半導体膜２３、チャネル保護膜２４、ソース電極２７、ドレイン電極２８、トップゲート絶縁膜２９及びトップゲート電極３０から構成され、半導体膜２３に入射した光量に従った電気的特性をもつ。つまり、指先１００との接触面下において半導体膜２３が光の受光部分となって、半導体膜２３への入射光量に従った量のキャリアが半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積される。
ＭＯＳ型トランジスタは、半導体膜２３、ソース電極２７、ドレイン電極２８、ボトムゲート絶縁膜２２及びボトムゲート電極２１で構成される。半導体膜２３は、光電変換素子及びＭＯＳトランジスタに共通したチャネル領域として機能する。
【００２７】
保護絶縁膜３１上には光拡散膜３２が一面に形成されており、光拡散膜３２がフォトセンサ８の表面を構成し、光拡散膜３２が指先１００と接触する接触面となる。光拡散膜３２は、光拡散膜３２に入射した光を拡散するものである。光拡散膜３２は、比較的弱い粘着性があって且つ透光性のある粘着材を母材としており、その母材の中にビーズ状の複数の微粒子が散乱している。
【００２８】
光拡散膜３２の膜厚は、ＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…のピッチ（本実施形態では５０μｍである。）と同じであるか、又はそのピッチより小さく、この例では１７μｍとなっている。また、光拡散膜３２に含まれている微粒子の粒径は、平均して４．５μｍである。光拡散膜３２のヘイズをＪＩＳ　Ｋ７１３６に基づき測定したら、３２％であった。
【００２９】
なお、微粒子を含有した粘着材シートを保護絶縁膜３１に貼り付けることで光拡散膜３２を保護絶縁膜３１の表層に設けるが、光を拡散する膜が保護絶縁膜３１の表層に設けられていれば他の方法でも良い。例えば、表面の滑らかな保護絶縁膜３１の表面に粉末ガラスビーズを均一に噴射して保護絶縁膜３１の表面を粗することによって、保護絶縁膜３１の表層で光を拡散するようにしても良い。また、例えば、表面の滑らかな保護絶縁膜３１の表面を研磨剤或いは鑢紙で表面加工して保護絶縁膜３１の表面を粗くし、保護絶縁膜３１の表層で光を拡散するようにしても良い。
【００３０】
次に、指紋読取装置７の回路について説明する。
図１に示すように、各ソースライン４２は、一定電圧に保たれており、例えば接地されて０〔Ｖ〕に保たれている。各ボトムゲートライン４１はボトムゲートドライバ１２に接続されている。各トップゲートライン４４は、トップゲートドライバ１１に接続されている。
【００３１】
トップゲートドライバ１１はいわゆるシフトレジスタである。つまり、トップゲートドライバ１１は、１行目のトップゲートライン４４からｎ行目のトップゲートライン４４の順（ｎ行目の次は１行目）にハイレベルのリセットパルスを出力する。
ボトムゲートドライバ１２はいわゆるシフトレジスタである。つまり、ボトムゲートドライバ１２は一行目のボトムゲートライン４１からｎ行目のボトムゲートライン４１の順にハイレベルのリードパルスを出力する。
トップゲートドライバ１１がｉ行目（ｉは１〜ｎの何れかの整数）のトップゲートライン４４にリセットパルスを出力してから、ボトムゲートドライバ１２がｉ行目のボトムゲートライン４１にリードパルスを出力するように、トップゲートドライバ１１及びボトムゲートドライバ１２は出力信号をシフトする。
【００３２】
ドレインドライバ１３は、リセットパルスが出力されてからリードパルスが出力されるまでの間に、全ての全てのドレインライン４３，４３，…に所定レベル（ハイレベル）のプリチャージパルスを出力する。更に、ドレインドライバ１３は、ドレインライン４３，４３，…の電圧を増幅して、撮像回路１０に出力する。撮像回路１０は、リードパルスが出力されてから所定時間経過後のドレインライン４３，４３，…の電圧を検出したり、或いは、リードパルスが出力されてからドレインライン４３，４３，…の電圧が所定閾値電圧に至るまでの時間を検出したりすることによって、指先１００の光学像（つまり、指紋パターン）のデータを取得する。
【００３３】
指先１００が光拡散膜３２上に載置されると、指紋読取装置７は、トップゲートドライバ１１、ボトムゲートドライバ１２及びドレインドライバ１３によって各ＤＧ−ＴＦＴ２０を駆動する。
【００３４】
即ち、ｉ行目のトップゲートライン４４にリセットパルスが出力されると、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積されたキャリアが、トップゲート電極３０の電圧により反発して吐出される。
【００３５】
そして、トップゲートライン４４のリセットパルスが終了すると、指先１００で反射した反射光の光量に応じた量のキャリアが、半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積される。ここで、指紋の凸部１０１は光拡散膜３２に密接し、指紋の凹部１０２は光拡散膜３２から離れている。凸部１０１が光拡散膜３２に密接しているため、導光板１５からの光が光拡散膜３２を介して凸部１０１に高強度で入射することができ、凸部１０１において反射した反射光が光拡散膜３２において殆ど減少しない。一方、凹部１０２が光拡散膜３２に密接していないため、導光板１５から光拡散膜３２に入射した光は光拡散膜３２において拡散し、凹部１０２には光が殆ど入射しない上、凹部１０２で反射した反射光も再び光拡散膜３２に入射するが凹部１０２の反射光は光拡散膜３２で拡散してしまう。従って、指先１００の凹凸による指紋パターンに応じた強度の反射光がそれぞれのＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３へ入射し、それぞれのＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３への入射光量に従って、蓄積されるキャリアの量が定まる。
【００３６】
次いで、ドレインドライバ１３から全てのドレインライン４３，４３，…にプリチャージパルスが出力される。この際、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のトップゲート電極３０にリセットパルスが出力されていないとともに、ボトムゲート電極２１にもリードパルスが出力されていないため、半導体膜２３にｎチャネルが形成されないから、プリチャージパルスによってドレイン電極２８に電荷がチャージされる。
【００３７】
プリチャージパルスの終了とほぼ同時にリードパルスがｉ行目のボトムゲートライン４１に出力されると、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のボトムゲート電極２１の電圧によって半導体膜２３にチャネルが形成され、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０がオン状態になる。従って、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のドレイン電極２８及びドレインライン４３，４３，…の電圧は、ドレイン−ソース間電流によって時間の経過とともに徐々に低下する傾向を示す。
【００３８】
ここで、半導体膜２３に入射される光量が小さい程、トップゲート電極３０の負電界により半導体膜２３の界面に蓄積されるキャリアのうちの正孔が少なくなるため、半導体膜２３の内部の空乏層がより広くなる。そのため、ボトムゲート電極２１にリードパルスが入力されても半導体膜２３がより高抵抗になり、ＤＧ−ＴＦＴ２０ではソース、ドレイン間を流れる電流のレベルが低くなり、所定の期間中のドレインライン４３の電圧の変位が小さい。逆に、半導体膜２３に入射される光量が多い程、半導体膜２３の界面に蓄積されるキャリアのうちの正孔がより多くなり、ｎチャネルを形成を阻害するためのトップゲート電極３０の負電界を緩和又は相殺するため、半導体膜２３の内部の空乏層がより狭くなる。そのため、ボトムゲート電極２１にリードパルスが入力されてると半導体膜２３がより低抵抗になり、ＤＧ−ＴＦＴ２０ではソース、ドレイン間を流れる電流のレベルが高くなり、所定の期間中にドレインライン４３の電圧のレベルが大きく変位する。
【００３９】
したがって、ドレインライン４３の電圧の変化傾向（変化率）は、指先１００から半導体膜２３に入射した光量に深く関連する。ドレインドライバ１３が、リードパルスが出力されてから所定の時間経過後の各ドレインライン４３の電圧を検出して撮像回路１０に出力することにより、あるいは、各ドレインライン４３の所定の閾値電圧に至るまでの時間を検出して撮像回路１０に出力することにより、撮像回路１０は指先１００からの反射光の光量を換算する。
全ての行の各ＤＧ−ＴＦＴ２０にも同等の処理手順を繰り返すことにより、撮像回路１０で指先の指紋画像が取得される。
【００４０】
以上のように、フォトセンサ８の表層に光拡散膜３２が設けられているため、指先１００の凸部１０１で反射して半導体膜２３へ入射した光の強度と、指先１００の凹部１０２で反射して半導体膜２３へ入射した光の強度との差が顕著に現れ、指先１００の凹凸によるコントラストが強くなる。従って、指先１００の凹凸による指紋画像が鮮明になる。また、光拡散膜３２が粘着性を有しているため、指先１００の凸部１０１が光拡散膜３２にとてもよく密着し、凸部１０１における反射光が比較的高強度で半導体膜２３へ入射する。
【００４１】
なお、指紋読取装置７では光電変換素子としてＤＧ−ＴＦＴ２０が画素ごとに設けられていたが、ＣＣＤ（電荷結合素子）が画素ごとに設けられていても良いし、ＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＭＯＳイメージセンサは、例えば、フォトダイオードと、ＣＭＯＳタイプの半導体回路とから構成される。）が画素ごとに設けられても良い。そして、ＤＧ−ＴＦＴ２０の場合と同様に、複数のＣＣＤ又は複数のＣＭＯＳイメージセンサに保護絶縁膜が被膜され、保護絶縁膜上に光拡散膜が成膜されている。但し、光電変換素子を駆動する周辺ドライバは、素子の種類によって異なる。
【００４２】
また、被写体は、指先１００の他に限られないが、光拡散膜３２に接触できるものであれば何でも良い。もちろん、指先１００のように凹凸がなく滑らかなものでも良い。滑らかな被写体の場合には、被写体の表面が全体的に光拡散膜３２に密接するため、被写体での反射光の強度が殆ど減少しないから、接触した被写体の表面の模様によって表現された光学像が、フォトセンサ８によって撮像される。
【００４３】
次に、指紋読取装置７を用いたシステムについて説明する。
図４は、指紋読取装置７を用いた病院コンピュータシステム１である。病院コンピュータシステム１は、主に病院内に設置されたシステムであり、カルテ管理サーバ６０と、指紋認証端末５０，５０，…とを具備する。
【００４４】
カルテ管理サーバ６０は、各々の登録患者のカルテ情報を記憶しており、医師や看護士による診断のために登録患者の診療履歴等を提供するコンピュータである。
【００４５】
指紋認証端末５０はパーソナルコンピュータを基本構成としており、指紋認証端末５０に指紋読取装置７が設けられている。各指紋認証端末５０は、ローカルエリアネットワーク９０を介してカルテ管理サーバ６０に接続できるようになっている。
【００４６】
図５に示すように、カルテ管理サーバ６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）６１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）６２と、記憶装置６４と、伝送制御部６３と、バス６５等とを備え、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、記憶装置６４及び伝送制御部６３がバス６５に接続されている。
【００４７】
ＣＰＵ６１は、汎用の又は専用のプロセッサであり、カルテ管理サーバ６０の全体的な制御を司るものである。
【００４８】
ＲＡＭ６２は、プログラムやデータを展開する作業領域をＣＰＵ６１に提供するものである。
【００４９】
伝送制御部６３は、ローカルエリアネットワーク９０を用いて他の機器とデータの送受を行うためのデバイスである。
【００５０】
記憶装置６４は、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体又は半導体メモリといったＣＰＵ６１にとって読取可能な記憶媒体を含んだ構成である。記憶装置６４はＣＰＵ６１にとって読み書き可能な記憶媒体であり、ＣＰＵ６１が記憶装置６４に新たなデータを書き込んだり、記憶装置６４に格納されたデータを消去したり更新したりすることができる。
【００５１】
ＣＰＵ６１にとって実行可能なカルテ管理プログラムが記憶装置６４に予め格納されている。ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６２を作業領域として記憶装置６４に格納されたカルテ管理プログラムに従った演算を行え、演算処理によってカルテ管理サーバ６０の全体的な制御を司ることができる。つまり、カルテ管理サーバ６０は、カルテ管理プログラムに従ったＣＰＵ６１の演算によって、記憶装置６４のデータを処理したり、伝送制御部６３で指紋認証端末５０，５０，…にデータや指令を送信したり、伝送制御部６３で指紋認証端末５０からデータや指令を受信したりすることができる。
【００５２】
また、カルテ管理サーバ６０は、ＣＰＵ６１の演算によって、登録患者データベースを記憶装置６４に構築することができる。記憶装置６４に構築される登録患者データベースについて説明する。図７には、登録患者データベースのデータ構成の一例を示す図面である。登録患者データベースの項目として、登録された患者の「登録指紋画像データ」と、登録された患者の「個人情報」と、登録された患者の「カルテ情報」とがある。登録された患者に割り当てられた固有の「ＩＤ」が「登録指紋画像データ」、「個人情報」及び「カルテ情報」に対応づけられることによって、「ＩＤ」で患者の固有のデータが識別される。
【００５３】
「個人情報」としては、登録患者の「氏名」と、登録患者の「親族の氏名」と、その親族の「登録指紋画像データ」と、登録患者の住所や電話番号といった「連絡先」と、登録患者の「生年月日」といったものがあるが、これらの情報に限られない。
【００５４】
「カルテ情報」としては、登録患者の「診療科目」と、登録患者の「担当医師」や「担当看護士」と、登録患者の「病歴」と、登録患者の「診療履歴」と、登録患者の「薬剤履歴」といったものがあるが、これらの情報に限定されない。
【００５５】
カルテ管理サーバ６０は、ＣＰＵ６１の演算によって、被験者の指紋画像データを「登録指紋画像データ」と照合することで、被験者が登録患者であるか否かを判定することができる。
【００５６】
また、記憶装置６４には、医師や看護士等といった病院職員の管理者用指紋画像データが予め格納されている。そして、カルテ管理サーバ６０は、ＣＰＵ６１の演算によって、被験者の指紋画像データを管理者用指紋画像データと照合することで、被験者が病院職員であるか否かを判定することができる。病院職員として認証された被験者のみがカルテ管理サーバ６０を操作して、登録患者データベースのデータを更新することができる。
【００５７】
指紋認証端末５０は、病院内の至るところに設けられている。例えば、受付窓口、会計窓口、診療室、手術室、検査室、レントゲン室、ベッド室等に指紋認証端末５０が設けられている。
【００５８】
指紋認証端末５０は、図６に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５２と、入力部５３と、表示部５４と、指紋読取装置７と、記憶装置５５と、伝送制御部５６と、バス５７等とを備え、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、入力部５３、表示部５４、指紋読取装置７、記憶装置５５及び伝送制御部５６がバス５７に接続されている。
【００５９】
ＣＰＵ５１は、汎用の又は専用のプロセッサであり、指紋認証端末５０の全体的な制御を司るものである。
【００６０】
ＲＡＭ５２は、プログラムやデータを展開する作業領域をＣＰＵ５１に提供するものである。
【００６１】
入力部５３は、キーボードやマウス等から構成され、医師や看護士等に操作されることによって操作内容に従った信号をＣＰＵ５１に出力するものである。
【００６２】
表示部５４は、ブラウン管ディスプレイ、液晶ディスプレイ、電界発光ディスプレイ又はプラズマディスプレイから構成され、ＣＰＵ５１から入力した信号に従って所要の表示を行うものである。
【００６３】
指紋読取装置７は、図１等を用いて説明してきたものであるが、被験者の指紋を画像として取得できるものであれ上記指紋読取装置７に限定されない。
【００６４】
伝送制御部５６は、ローカルエリアネットワーク９０を用いて他の機器とデータの送受を行うためのデバイスである。
【００６５】
記憶装置５５は、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体又は半導体メモリといったＣＰＵ５１にとって読取可能な記憶媒体を含んだ構成である。記憶装置５５には端末用プログラムが格納されており、端末用プログラムはＣＰＵ５１にとって実行可能なプログラムである。ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２を作業領域として記憶装置５５に格納された端末用プログラムに従った演算を行え、演算処理によって指紋認証端末５０の全体的な制御を司ることができる。つまり、指紋認証端末５０は、端末用プログラムに従ったＣＰＵ５１の演算によって、指紋読取装置７で被験者の指紋を画像として取得したり、伝送制御部５６でカルテ管理サーバ６０にデータや指令を送信したり、伝送制御部５６でカルテ管理サーバ６０からデータや指令を受信したりすることができる。
【００６６】
以上のように構成される病院コンピュータシステム１の動作及び病院コンピュータシステム１の使用方法について説明する。
患者を登録する方法について説明する。
まず、被験者が指先（手の指でも良いし、足の指でも良い。）を指紋認証端末５０の指紋読取装置７に載置すると、指紋認証端末５０は指紋読取装置７で被験者の指紋画像データを取得し、指紋認証端末５０が伝送制御部５６でその指紋画像データをカルテ管理サーバ６０に送信する。カルテ管理サーバ６０は、受信した指紋画像データを管理者用指紋画像データと照合し、受信した指紋画像データが管理者用指紋画像データと一致するか否かを判定する。そして、受信した指紋画像データが管理者用指紋画像データと一致する場合には、カルテ管理サーバ６０は、その被験者を病院職員として認証し、病院職員として認証した旨を指紋認証端末５０に送信する。これにより、指紋認証端末５０が操作可能になる。
【００６７】
そして、患者が指先を指紋認証端末５０の指紋読取装置７に載置すると、指紋認証端末５０が指紋読取装置７で患者の指紋画像データを取得する。更に、病院職員が入力部５３を操作することで患者の個人情報を入力したり、患者の親族が指紋読取装置７に載置して指紋画像を患者の個人情報として入力したりすると、指紋認証端末５０が患者の指紋画像データと個人情報をカルテ管理サーバ６０に送信する。そして、カルテ管理サーバ６０は、受信した指紋画像データを「登録指紋画像データ」して記憶装置６４に記録し、更に、受信した個人情報を「個人情報」として記憶装置６４に記録し、更に「ＩＤ」を付す。以上により患者が病院コンピュータシステム１に登録される。
【００６８】
次に、診察時、診療時、手術時等における病院コンピュータシステム１の動作及び使用方法について説明する。
まず、看護士や医師が指先を指紋認証端末５０の指紋読取装置７に載置すると、指紋読取装置７で看護士や医師の指紋画像データが取得され、指紋認証端末５０が伝送制御部５６でその指紋画像データをカルテ管理サーバ６０に送信する。カルテ管理サーバ６０は、受信した指紋画像データを管理者用指紋画像データと照合し、受信した指紋画像データが管理者用指紋画像データと一致するか否かを判定する。そして、受信した指紋画像データが管理者用指紋画像データと一致する場合には、カルテ管理サーバ６０は、その看護士を病院職員として認証し、病院職員として認証した旨を指紋認証端末５０に送信する。これにより、指紋認証端末５０が操作可能になる。
【００６９】
そして、患者が指先を指紋認証端末５０の指紋読取装置７に載置すると、指紋読取装置７で患者の指紋画像データが取得され、指紋認証端末５０が伝送制御部５６でその指紋画像データをカルテ管理サーバ６０に送信する。カルテ管理サーバ６０は、受信した指紋画像データを「登録指紋画像データ」と照合し、受信した指紋画像データが「登録指紋画像データ」と一致するか否かを判定する。そして、受信した指紋画像データが「登録指紋画像データ」と一致する場合には、カルテ管理サーバ６０は、その患者を登録患者として認証し、その患者の「個人情報」や「カルテ情報」を指紋認証端末５０に送信する。指紋認証端末５０は、受信した「個人情報」や「カルテ情報」の内容を表示部５４で表示する。
【００７０】
表示部５４に「個人情報」や「カルテ情報」が表示されることで、医師等は患者の氏名、病歴、診察履歴等を確認することができ、氏名、病歴、診療履歴等から手術（診察、診療）しようとする患者が本人であるかを確認できる。従って、患者の取り違えが防止される。
【００７１】
診察等が終了して医師等が診察内容を入力部５３に入力すると、指紋認証端末５０が入力した内容を「カルテ情報」としてカルテ管理サーバ６０に送信し、カルテ管理サーバ６０は、その内容を「カルテ情報」として記憶装置５５に記憶し、登録患者データベースを更新する。
【００７２】
次に、患者として新生児を診察する時、診療する時、手術する時等における病院コンピュータシステム１の動作及び使用方法等について説明する。
まず、看護士や医師が指先を指紋認証端末５０の指紋読取装置７に載置すると、指紋読取装置７で看護士や医師の指紋画像データが取得され、指紋認証端末５０が伝送制御部５６でその指紋画像データをカルテ管理サーバ６０に送信する。カルテ管理サーバ６０は、受信した指紋画像データを管理者用指紋画像データと照合し、受信した指紋画像データが管理者用指紋画像データと一致するか否かを判定する。そして、受信した指紋画像データが管理者用指紋画像データと一致する場合には、カルテ管理サーバ６０は、その看護士を病院職員として認証し、病院職員として認証した旨を指紋認証端末５０に送信する。これにより、指紋認証端末５０が操作可能になる。
【００７３】
そして、新生児が指先を指紋認証端末５０の指紋読取装置７に載置すると、指紋読取装置７で新生児の指紋画像データが取得され、指紋認証端末５０が伝送制御部５６でその指紋画像データをカルテ管理サーバ６０に送信する。同様に、新生児の付添人が指先を指紋認証端末５０の指紋読取装置７に載置すると、指紋読取装置７で新生児の指紋画像データが取得され、指紋認証端末５０が伝送制御部５６でその指紋画像データをカルテ管理サーバ６０に送信する。
【００７４】
そして、カルテ管理サーバ６０は、新生児の指紋画像データを「登録指紋画像データ」と照合し、新生児の指紋画像データが「登録指紋画像データ」と一致するか否かを判定する。そして、新生児の指紋画像データが「登録指紋画像データ」と一致する場合には、カルテ管理サーバ６０は、その新生児を登録患者として認証し、その新生児の「個人情報」を記憶装置６４から読み込む。
【００７５】
次いで、カルテ管理サーバ６０は、付添人の指紋画像データを、読み込んだ「個人情報」の「親族の登録指紋画像データ」と照合し、付添人の指紋画像データが「親族の登録指紋画像データ」と一致するか否かを判定する。そして、付添人の指紋画像データが「親族の登録指紋画像データ」と一致する場合には、カルテ管理サーバ６０は、付添人を真の親族として認証し、その旨を指紋認証端末５０に送信し、更に、その新生児の「個人情報」や「カルテ情報」を指紋認証端末５０に送信する。そして、指紋認証端末５０は、付添人が真の親族である旨を表示部５４で表示し、受信した「個人情報」や「カルテ情報」の内容を表示部５４で表示する。
一方、付添人の指紋画像データが「親族の登録指紋画像データ」と一致しない場合には、カルテ管理サーバ６０は、付添人を真の親族として認証せず、付添人が真の親族でない旨を指紋認証端末５０に送信する。そして、指紋認証端末５０は、付添人が真の親族でない旨を表示部５４で表示する。
【００７６】
以上のように、新生児の親族の指紋画像が登録されており、その画像と付添人の指紋画像を比較することで、新生児の真の親族であるか否かが判定されているため、新生児の身元確認が容易に行うことができる。従って、新生児の取り違えが防止される。また、新生児の誕生時に親族（主に母親）の氏名を新生児の体に直接記したり、新生児の誕生時に親族の氏名を記した物を新生児の体に着けたりするが、そのようなことをせずとも新生児と親族の関係が確認できる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、被写体の凸部が光拡散膜に密接し、被写体の凹部が光拡散膜から離れている。従って、被写体の凸部での反射光の強度が光拡散膜において殆ど減少せず、被写体の凹部での反射光の強度が光拡散膜において大幅に減少する。そのため、被写体の凹凸によってコントラストの表れた光学像を取得することができ、その光学像のコントラストが強いからその光学像が鮮明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、指紋読取装置の全体的な構成を概略的に示した図面である。
【図２】図２は、図１に示した切断線Ｃ−Ｃで破断して示した断面図である。
【図３】図３は、図２の一部を拡大して示した断面図である。
【図４】図４は、図１の指紋読取装置を用いた病院コンピュータシステムのブロックである。
【図５】図５は、図４に示したカルテ管理サーバの構成を示したブロック図である。
【図６】図６は、図４に示した指紋認証端末の構成を示したブロック図である。
【図７】図７は、図５に示した記憶装置に格納されたデータベースのデータ構成を示した図面である。
【符号の説明】
１　　　病院コンピュータシステム
７　　　指紋読取装置（撮像装置）
８　　　フォトセンサ
１７　　　透明基板
２０　　　ダブルゲートトランジスタ（光電変換素子）
３２　　　光拡散膜
５０　　　指紋認証端末
６０　　　カルテ管理サーバ
６４　　　記憶装置
１００　　　指先（被写体）
１０１　　　凸部
１０２　　　凹部
【図１】
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【図２】
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【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】
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