(57)【要約】【課題】安定した形状のマイクロレンズを有するレンズアレイ、これを備えた撮像装置、生体認証装置、電子機器を提供すること。【解決手段】本適用例のレンズアレイ２０は、熱により感光性レンズ材料が軟化して形成された複数のマイクロレンズ２２と、複数のマイクロレンズ２２が形成されたレンズ領域２７を囲むダミー領域２８に、感光性レンズ材料を用いて形成された複数のダミーパターン２３とを有し、ダミー領域２８における複数のダミーパターン２３の配置ピッチは、レンズ領域２７における複数のマイクロレンズ２２の配置ピッチよりも小さいことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱により感光性レンズ材料が軟化して形成された複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズが形成されたレンズ領域を囲むダミー領域に、前記感光性レンズ材料を用いて形成された複数のダミーパターンとを有し、
前記ダミー領域における前記複数のダミーパターンの配置ピッチは、前記レンズ領域における前記複数のマイクロレンズの配置ピッチよりも小さいことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
前記感光性レンズ材料の配置密度は、前記レンズ領域と前記ダミー領域とでほぼ同じであることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
熱により感光性レンズ材料が軟化して形成された複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズが形成されたレンズ領域を囲むダミー領域に、前記感光性レンズ材料を用いて形成された複数のダミーパターンと、
前記ダミー領域を囲む周辺領域とを有し、
前記感光性レンズ材料の配置密度は、前記ダミー領域＜前記レンズ領域＜前記周辺領域または前記ダミー領域＞前記レンズ領域＞前記周辺領域の関係を満たすことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項４】
前記ダミーパターンの平面形状が四角形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
画素ごとに設けられた撮像素子と、
前記撮像素子に光を集光させるマイクロレンズを備えた請求項１乃至４に記載のレンズアレイと、
前記撮像素子と前記マイクロレンズとの間の光軸上に設けられた開口部を有する遮光部とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された静脈パターンと予め登録された生体の静脈パターンとを照合して、前記撮像された静脈パターンが前記生体のものか否か判定する認証実行部と、を備えたことを特徴とする生体認証装置。
【請求項７】
請求項６に記載の生体認証装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイ、撮像装置、生体認証装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置として、受光面に画素単位に配列され、受光光束を画素単位に光電変換して画像信号を生成する光電変換素子と、当該光電変換素子へ受光光束を集光するマイクロレンズ層とを備えた固体撮像装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
上記特許文献１によれば、マイクロレンズ層は、有効画素領域に設けられたマイクロレンズと、有効画素領域の外側の外周域に設けられたダミーのマイクロレンズとを有している。ダミーマイクロレンズを当該外周域に設けることで、マイクロレンズの加工工程における周辺の歩留まり低下を抑制し、マイクロレンズの品質を高めることができるとしている。
一方で上記特許文献１には、ダミーを含めたマイクロレンズの加工方法についての詳細な記載は見当たらない。
【０００４】
例えば、安定した形状のマイクロレンズが得られる加工方法として、素子が形成された基板に平坦化膜を形成し、当該平坦化膜の上に互いに離間するベース層を形成し、当該ベース層の上に薄膜層を形成し、当該薄膜層に軟化処理を施して端部がベース層の周縁により画定されるレンズ層を形成する固体撮像素子の製造方法が知られている（特許文献２）。
上記特許文献２によれば、ベース層および薄膜層は、所謂フォトリソグラフィ法を用いて形成され、形成された薄膜層に熱軟化処理を施して変形させマイクロレンズを形成するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７３５３５号公報
【特許文献２】特開２００１−６８６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、有効画素領域におけるマイクロレンズと同じ大きさや配置ピッチで外周域にダミーのマイクロレンズを設けているが、上記特許文献２の方法を適用してダミーを含むマイクロレンズを形成したとしても、必ずしも安定した形状のマイクロレンズが得られるとは限らない。
例えば、フォトリソグラフィ法における現像工程において、現像液中に溶解している上記薄膜層を構成するレンズ材料の濃度が有効画素領域と外周域との間で異なる場合には、濃度勾配により現像スピードのばらつきが発生し、上記薄膜層のパターニング状態がばらつくおそれがある。
すなわち、上記特許文献１には、ダミーのマイクロレンズを設けることが有効であると記載されているものの、安定した形状のマイクロレンズを形成するための好ましいダミーのマイクロレンズの配置や形状などに関する技術が不明確であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例のレンズアレイは、熱により感光性レンズ材料が軟化して形成された複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズが形成されたレンズ領域を囲むダミー領域に、前記感光性レンズ材料を用いて形成された複数のダミーパターンとを有し、前記ダミー領域における前記複数のダミーパターンの配置ピッチは、前記レンズ領域における前記複数のマイクロレンズの配置ピッチよりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、感光性レンズ材料を現像してマイクロレンズの前駆体とダミーパターンとを形成する際に、現像液中の感光性レンズ材料の濃度がレンズ領域とダミー領域との間で大きく異なってしまうことを抑制できる。つまり、レンズ領域とダミー領域との間における現像液中の感光性レンズ材料の濃度勾配が生じ難く、濃度勾配による現像スピードのばらつきが低減され、安定した形状を有する複数のマイクロレンズが設けられたレンズアレイを提供することができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例のレンズアレイにおいて、前記感光性レンズ材料の配置密度は、前記レンズ領域と前記ダミー領域とでほぼ同じであることが好ましい。
この構成によれば、レンズ領域とダミー領域との間における現像液中の感光性レンズ材料の濃度勾配の発生がより低減され、安定した形状を有する複数のマイクロレンズが得られる。
【００１１】
［適用例３］本適用例の他のレンズアレイは、熱により感光性レンズ材料が軟化して形成された複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズが形成されたレンズ領域を囲むダミー領域に、前記感光性レンズ材料を用いて形成された複数のダミーパターンと、前記ダミー領域を囲む周辺領域とを有し、前記感光性レンズ材料の配置密度は、前記ダミー領域＜前記レンズ領域＜前記周辺領域または前記ダミー領域＞前記レンズ領域＞前記周辺領域の関係を満たすことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ダミー領域を挟んでレンズ領域と周辺領域との間において感光性レンズ材料の配置密度に勾配を設けることによって、現像液中の感光性レンズ材料の濃度は、レンズ領域と周辺領域との濃度勾配が小さくなるように拡散する。つまり、ダミー領域とレンズ領域とにおける感光性レンズ材料の配置密度を同じにする場合に比べて、レンズ領域と周辺領域との間に挟まれたダミー領域の大きさを小さくすることができる。したがって、安定した形状の複数のマイクロレンズを有する一方で、より小型なレンズアレイを提供することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例のレンズアレイにおいて、前記ダミーパターンの平面形状が四角形であることが好ましい。
この構成によれば、ダミーパターンの配置ピッチをマイクロレンズの配置ピッチに対して小さくしても、ダミーパターンの平面形状が円形である場合に比べて、感光性レンズ材料の配置密度を比較的容易に調整することができる。
【００１４】
［適用例５］本適用例の撮像装置は、画素ごとに設けられた撮像素子と、前記撮像素子に光を集光させるマイクロレンズを備えた上記適用例に記載のレンズアレイと、前記撮像素子と前記マイクロレンズとの間の光軸上に設けられた開口部を有する遮光部とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、安定した形状の複数のマイクロレンズを有するレンズアレイを備えているので、マイクロレンズ間における焦点位置や集光量のばらつきが抑えられ、優れた撮像品質を有する撮像装置を提供できる。
【００１５】
［適用例６］本適用例の生体認証装置は、上記適用例に記載の撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された静脈パターンと予め登録された生体の静脈パターンとを照合して、前記撮像された静脈パターンが前記生体のものか否か判定する認証実行部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、生体の静脈パターンを高品位に撮像可能であるため、認証ミスが生じ難い生体認証装置を提供できる。
【００１６】
［適用例７］本適用例の電子機器は、上記適用例の生体認証装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、例えば、使用者を正しく特定して認証可能な高いセキュリティー機能を有する電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】撮像装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】撮像装置の構造を示す概略断面図。
【図３】実施例１のレンズアレイにおけるマイクロレンズおよびダミーパターンの配置を示す概略平面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はマイクロレンズの製造方法を示す概略断面図。
【図５】ダミーパターンが無い場合の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフ。
【図６】ダミーパターンが有る場合の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフ。
【図７】濃度分布均一性におけるダミーパターンの数依存性を示すグラフ。
【図８】実施例２のレンズアレイにおけるマイクロレンズおよびダミーパターンの配置を示す概略平面図。
【図９】実施例２の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフ。
【図１０】実施例３のレンズアレイにおけるマイクロレンズとダミーパターンの配置を示す概略平面図。
【図１１】実施例３の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフ。
【図１２】生体認証装置の構成を示すブロック図。
【図１３】（ａ）は電子機器としての携帯型電話機を示す斜視図、（ｂ）は電子機器としてのパーソナルコンピューターを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００１９】
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２０】
（第１実施形態）
＜撮像装置＞
本実施形態における撮像装置は、生体を識別するための生体情報として指の静脈パターンを撮像する装置である。まず、図１および図２を参照して本実施形態の撮像装置について説明する。図１は撮像装置の構成を示す概略斜視図、図２は撮像装置の構造を示す概略断面図である。詳しくは指の延在方向に沿って切った場合の断面である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の撮像装置１は、複数の撮像素子が配置されたセンサー基板４０と、遮光基板３０と、該撮像素子に向けて光を集光させる集光素子としての複数のマイクロレンズが配置されたレンズアレイ２０と、生体としての指を所定の方向に向けて配置するためのガイド基板１０とがこの順に積層されたものである。
【００２２】
ガイド基板１０は、例えば透明なアクリル樹脂などからなり、指が配置される溝状の凹部１１ａと、凹部１１ａの両側において指を所定の方向に向けてガイドする一対のガイド部１１と、を有している。ガイド部１１の内部には、指を照明するための光源１２として例えば近赤外光を発するＬＥＤ素子や有機ＥＬ素子などが指の延在方向に沿って複数配置されている。
なお、ガイド基板１０の構成は、これに限定されず、指の配置位置を示す例えば枠などの識別マークをレンズアレイ２０の光の入射側の表面に設け、光源１２をレンズアレイ２０に実装あるいは内蔵してもよい。
以降、指の延在方向つまり一対のガイド部１１の延在方向をＹ方向とし、Ｙ方向に直交する方向をＸ方向、各基板の積層方向をＺ方向として各構成を説明する。指の主な静脈は指の延在方向に沿って存在していると考えられる。
【００２３】
図２に示すように、センサー基板４０は、基板本体４１に所定の間隔を置いて配置された撮像素子４２と、撮像素子４２に繋がる電気回路（図示省略）とを有するものである。つまり、基板本体４１は電気回路を設け、撮像素子４２を実装可能な例えばガラスエポキシ基板やセラミック基板などを採用することができる。
撮像素子４２は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどの光センサーを用いることができる。特に、近赤外線に高い感度を持った光センサーを採用することで、指を介して受光される光源１２から発せられた近赤外光を効率よく検出できる。
【００２４】
レンズアレイ２０は、透明な基板本体２１と、基板本体２１に凸状のレンズ面が撮像素子４２の方向（光の入射側と反対側の方向）に向くように形成された複数のマイクロレンズ２２を有している。
また、撮像素子４２と対向する有効なマイクロレンズ２２が設けられたレンズ領域２７の外側に、マイクロレンズ２２と同じ感光性レンズ材料を用いて形成された複数のダミーパターン２３を有している。複数のダミーパターン２３が設けられた領域をダミー領域２８と呼ぶ。ダミーパターン２３は、レンズアレイ２０の製造にあたって安定した形状のマイクロレンズ２２が得られるように、その配置や形状が工夫されており、詳しくは後述する。
【００２５】
レンズアレイ２０とセンサー基板４０との間には、遮光基板３０が設けられている。遮光基板３０は、透明な２つの基板３１，３２の間に挟まれた遮光部３３を有している。
遮光部３３は、マイクロレンズ２２と撮像素子４２とを結ぶ光軸上に開口部３３ａを有している。
遮光部３３は、遮光性で表面が光を反射し難い、例えばＣｒなどの金属薄膜からなり、この金属薄膜を２つの基板３１，３２のいずれか一方に成膜してパターニングすることにより、平面視では円形の開口部３３ａが形成されている。遮光部３３を挟んで２つの基板３１，３２を貼り合わせて遮光基板３０が構成されている。
【００２６】
マイクロレンズ２２により集光された光が対応する開口部３３ａを通過する。マイクロレンズ２２により集光された光以外の光、例えば光源１２から発せられた光の散乱光や外光などの迷光が撮像素子４２に届かないように、開口部３３ａの大きさが決められている。マイクロレンズ２２により集光された光の束（以降、光束と呼ぶ）だけが開口部３３ａを通過するように、開口部３３ａの大きさが設定されている。つまり、遮光部３３における開口部３３ａは撮像装置１における絞り（ピンホール）の役目を果たし、これによって、鮮明な静脈パターンを撮像することが可能となる。
【００２７】
なお、基板３２は、遮光部３３と撮像素子４２との間の距離を一定に保持すべく、その厚みが設定されている。具体的には、マイクロレンズ２２により集光された光束が開口部３３ａを通過した後に、撮像素子４２に万遍なく受光されることが好ましい。したがって、撮像素子４２における受光面積と、マイクロレンズ２２の焦点距離とに基づいて基板３２の厚みが決まる。
【００２８】
本実施形態では、遮光部３３と撮像素子４２との間の距離を撮像素子４２ごとに一定に保つことを目的として基板３２が配置されているが、当該距離を調整して一定に保つ方法が他にあれば、基板３２を削除してもよい。
【００２９】
レンズアレイ２０は、センサー基板４０と遮光基板３０とが貼り合わされた積層体に対して、マイクロレンズ２２の凸状のレンズ面（曲面）が撮像素子４２に向かうと共に、遮光基板３０にレンズ面が接するように対向配置され、ギャップ剤が混入されたシール材２４によって周囲が封着されている。これにより遮光基板３０と基板本体２１との間の距離が一定に保たれている。シール材２４は、例えば熱硬化型のエポキシ系接着剤や紫外線硬化型のアクリル系接着剤を用いることができる。
【００３０】
レンズアレイ２０上に配置された指に対して光源１２から光（近赤外光）が照射される。指の内部を走る静脈は近赤外光をよく吸収する。照明された被写体としての指から発した光はマイクロレンズ２２により集光されて撮像素子４２により受光される。
【００３１】
本実施形態のレンズアレイ２０におけるマイクロレンズ２２は、感光性レンズ材料を用いてフォトリソグラフィ法により形成されたマイクロレンズ前駆体を熱により軟化させてレンズ形状を得ている。詳しくは後述するが、フォトリソグラフィ法により形成された上記マイクロレンズ前駆体の寸法精度が、軟化後のマイクロレンズ２２の形状に影響する。ダミー領域２８に設けられたダミーパターン２３は、安定した形状のマイクロレンズ２２を実現するために設けられたものであって、以下、実施例を挙げて説明する。
【００３２】
（実施例１）
図３は実施例１のレンズアレイにおけるマイクロレンズおよびダミーパターンの配置を示す概略平面図、図４（ａ）〜（ｄ）はマイクロレンズの製造方法を示す概略断面図である。
図３に示すように、実施例１のレンズアレイ２０は、Ｘ方向とＹ方向とに配列した複数のマイクロレンズ２２を有するレンズ領域２７と、レンズ領域２７を囲んで同じくＸ方向とＹ方向とに配列した複数のダミーパターン２３を有するダミー領域２８とを備えている。
【００３３】
平面視で円形のマイクロレンズ２２のレンズ径は、例えばおよそ１００μｍである。Ｘ方向とＹ方向とにおける配置ピッチはそれぞれおよそ１０５μｍで、マイクロレンズ２２は等間隔に配置されている。
【００３４】
これに対して、平面視で正方形（四角形）のダミーパターン２３は、Ｘ方向およびＹ方向における配置ピッチがマイクロレンズ２２の配置ピッチに比べて小さくなるように設定されており、実施例１では配置ピッチがおよそ９５μｍ、サイズ（正方形の一辺の大きさ）がおよそ８０μｍとなっている。また、ダミー領域２８における単位面積あたりのパターン配置密度がレンズ領域２７におけるマイクロレンズ２２の配置密度とほぼ同じになるように外形サイズが設定されている。実施例１では、ダミーパターン２３がレンズ領域２７を囲むようにしてＸ方向とＹ方向とにそれぞれ５個ずつ（５行、５列）配置されている。
【００３５】
次に図４を参照してマイクロレンズ２２の製造方法を説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、透明な基板本体２１の一方の面に感光性レンズ材料層２０ａを一定の膜厚ｔで形成する（感光性レンズ材料層形成工程）。感光性レンズ材料層２０ａの形成方法としては、例えば感光性レンズ材料を含む溶液をスピンコート法を用いて塗布して乾燥する方法が挙げられる。このような感光性レンズ材料としては、有機溶媒に可溶なポジ型の感光性ポリイミドや感光性アクリルなどが挙げられる。
【００３６】
次に、マイクロレンズ２２のレンズ径に相当する径Ｌの遮光パターンＭａを有するマスクＭ１を介して、形成された感光性レンズ材料層２０ａを露光する（露光工程）。
【００３７】
感光性レンズ材料層２０ａがポジ型であるため、光が当たった部分は、現像液に溶解する（現像工程）。そして、図４（ｂ）に示すように、基板本体２１上には円柱状であって、径Ｌのマイクロレンズ前駆体２２ａが形成される。
【００３８】
このマイクロレンズ前駆体２２ａを加熱して熱変形（軟化）させ、その後冷却することにより、図４（ｃ）に示すように、凸状のレンズ面を有するマイクロレンズ２２が形成される。
【００３９】
このような製造方法によって得られるマイクロレンズ２２の形状は、加熱前の円柱状のマイクロレンズ前駆体２２ａの底面の半径と高さとによって決まる。具体的には、次の数式（１）、（２）のような関係がある。図４（ｄ）に示すように、円柱状のマイクロレンズ前駆体２２ａの直径をＬ、高さをｔ、熱変形（軟化）後のマイクロレンズ２２の曲率半径をｒ、高さをｈとする。
【００４０】
感光性レンズ材料からなるマイクロレンズ前駆体２２ａと熱変形後のマイクロレンズ２２の体積は同じである。よって、以下の数式（１）が得られる。
π（ｒｈ2−ｈ3／３）＝π（Ｌ／２）2ｔ・・・・・（１）
【００４１】
また、熱変形（軟化）後のレンズ面が球面の一部であることから、以下の数式（２）が得られる。
ｒ2＝（ｒ−ｈ）2＋（Ｌ／２）2・・・・・・・・・（２）
【００４２】
上記の数式（１）、（２）より、レンズ径Ｌに比べｔが小さい場合、マイクロレンズ２２の高さｈは一定の値（２ｔ）に近づく。このとき、マイクロレンズ２２の曲率半径ｒはＬ2／１６ｔになる。この関係よりマイクロレンズ前駆体２２ａの径Ｌが大きくなるとマイクロレンズ２２の曲率半径ｒも大きくなることがわかる。
【００４３】
言い換えれば、マイクロレンズ前駆体２２ａの大きさ（径Ｌ）がばらつくと、マイクロレンズ２２の曲率半径ｒもばらつくことになる。曲率半径ｒのばらつきは、マイクロレンズ２２における焦点距離や集光度のばらつきに繋がる。
【００４４】
マイクロレンズ前駆体２２ａの大きさ（径Ｌ）のばらつきは、現像工程に負うところが大きい。前述したように、ポジ型の感光性レンズ材料層２０ａをマスクＭ１を介して露光すると光が当たった部分が現像液に溶解する。光が当たる部分が増えれば増えるほど現像液に溶解する感光性レンズ材料が増えることになる。現像液中の感光性レンズ材料の濃度は、現像スピードに影響を与える。現像スピードのばらつきがマイクロレンズ前駆体２２ａの大きさ（径Ｌ）のばらつきに繋がるのである。
【００４５】
図５はダミーパターンが無い場合の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフである。グラフの縦軸は、現像液中の感光性レンズ材料の濃度を示しており、単位面積当たりの感光性レンズ材料がすべて溶解する場合を１００として指数化されている。横軸は、Ｘ方向またはＹ方向におけるダミーパターン２３やマイクロレンズ２２のアドレス（位置）をパターンの数を基準として表したものである。
【００４６】
図５に示すように、ダミーパターン２３が無い場合には、レンズ領域２７の外側の周辺領域では、感光性レンズ材料層２０ａがほとんど露光されているので、現像液に感光性レンズ材料が溶解し、レンズ領域２７に比べて感光性レンズ材料の濃度が高くなってゆく。
現像液中では感光性レンズ材料の濃度勾配が小さくなるように感光性レンズ材料が拡散する。一方、感光性レンズ材料の現像液への溶解速度は、現像液中の既に溶けた感光性レンズ材料の濃度上昇に伴い、徐々に低下する。つまり、現像する面積が広いエリアの近傍では、現像する面積が狭いエリアの近傍に比べ、現像液中の感光性レンズ材料の濃度が高くなり、その現像液が拡散することで、現像速度を低下させる。現像工程において、レンズ領域２７の中央側のマイクロレンズ前駆体２２ａの大きさを基準にして現像条件（例えば現像時間）を決めると、外縁側のマイクロレンズ前駆体２２ａが現像不十分となるおそれがある。これとは逆に、レンズ領域２７の外縁側のマイクロレンズ前駆体２２ａの大きさを基準にして現像条件（例えば現像時間）を決めると、中央側のマイクロレンズ前駆体２２ａがオーバー現像となるおそれがある。
【００４７】
そこで、図３に示したように、レンズ領域２７を囲むようにしてダミーパターン２３を配置すると、上記のような現像液中の感光性レンズ材料の濃度勾配をレンズ領域２７から遠ざけることが可能となる。
【００４８】
図６はダミーパターンが有る場合の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフである。縦軸、横軸は、図５のグラフと同じである。
図６に示すように、レンズ領域２７と周辺領域との間に複数のダミーパターン２３を有するダミー領域２８を設けると、現像液中の感光性レンズ材料の濃度勾配が生ずる領域がダミー領域２８側に追いやられるので、レンズ領域２７における現像条件が安定する。それゆえに、レンズ領域２７におけるマイクロレンズ前駆体２２ａの大きさが安定して、熱変形（軟化）後に形状が安定したマイクロレンズ２２が得られる。
【００４９】
図７は濃度分布均一性におけるダミーパターンの数依存性を示すグラフである。縦軸は現像液中の濃度分布均一性を示す指標として前述した濃度勾配の程度を指数化しており、縦軸の上に行くほど濃度勾配が大きくなる。横軸は、ダミーパターン２３の数を示している。
【００５０】
詳しくは、現像液中の感光性レンズ材料の濃度分布均一性について、ダミーパターン２３の配置ピッチとサイズ（正方形における一辺の長さ）とを変えて現像を行ったときの、ダミーパターン２３のＸ方向またはＹ方向における数と濃度分布均一性との関係を示すものである。ダミーパターン２３の配置ピッチとサイズとの組み合わせは、次の通りである。
配置ピッチ／サイズで示すと、１０５μｍ／１０３μｍ、１０５μｍ／１００μｍ、１０５μｍ／９５μｍ、９５μｍ／９０μｍ、８５μｍ／８０μｍとなっている。
【００５１】
図７に示すように、ダミーパターン２３の数が５個以下の場合、ダミーパターン２３がレンズ領域２７におけるマイクロレンズ２２の配置ピッチ（１０５μｍ）およびサイズ（レンズ径１００μｍ）と同等かそれよりも大きい場合に比べて、ダミーパターン２３の配置ピッチを小さくしてゆくと、濃度分布均一性が改善されることが分かる。
また、ダミーパターン２３がレンズ領域２７におけるマイクロレンズ２２の配置ピッチおよびサイズと同じであったとしても、ダミーパターン２３の数を５個以上、好ましくは１０個以上配置すれば、濃度分布均一性が改善されることが分かる。
【００５２】
実施例１では、ダミー領域２８におけるＸ方向およびＹ方向に配列したダミーパターン２３の数を５個とし、配置ピッチをマイクロレンズ２２の配置ピッチ（１０５μｍ）よりも小さい９５μｍとしているので、レンズ領域２７において安定した形状のマイクロレンズ２２が得られる。
【００５３】
また、図７に示すように、ダミーパターン２３の数が５個以下の場合、ダミーパターン２３の配置ピッチが同じであったとしても、ダミーパターン２３のサイズをマイクロレンズ２２のサイズよりも大きくすることで、濃度分布均一性が改善されることが分かる。ダミーパターン２３のサイズをマイクロレンズ２２のサイズよりも大きくすることは、現像時にダミー領域２８において溶解する感光性レンズ材料を減らすことになる。つまり、現像後におけるレンズ領域２７とダミー領域２８とにおける感光性レンズ材料の配置密度に関連することが分かる。図７のグラフを得たときのレンズ領域２７における感光性レンズ材料の単位面積当たりに占める割り合い、すなわち配置密度はおよそ７２％となっている。次に説明する実施例２および実施例３は感光性レンズ材料の配置密度に着目した実施例である。
【００５４】
（実施例２）
実施例２のレンズアレイ２０について、図８および図９を参照して説明する。図８は実施例２のレンズアレイにおけるマイクロレンズおよびダミーパターンの配置を示す概略平面図、図９は実施例２の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフである。実施例１の図５および図６と同様に、図９のグラフにおける縦軸は感光性レンズ材料の指数化された濃度であり、横軸はパターンアドレスである。
【００５５】
図８に示すように、実施例２のレンズアレイ２０は、Ｘ方向とＹ方向とに配列した複数のマイクロレンズ２２を有するレンズ領域２７と、レンズ領域２７を囲んで同じくＸ方向とＹ方向とに配列した複数のダミーパターン２５を有するダミー領域２８と、ダミー領域２８を囲むように設けられた周辺領域２９とを備えている。
【００５６】
レンズ領域２７に配置されたマイクロレンズ２２は、実施例１と同じであって、レンズ径がおよそ１００μｍ、配置ピッチが１０５μｍとなっている。そうすると、前述したようにレンズ領域２７における感光性レンズ材料の配置密度はおよそ７２％である。これに対して、ダミー領域２８には、平面視で正方形（四角形）のダミーパターン２５が、レンズ領域２７を囲むようにしてＸ方向とＹ方向とにそれぞれ３個ずつ（３行、３列）配列しており、配置ピッチが９５μｍ、サイズ（正方形の一辺の大きさ）が７５μｍとなっている。ダミー領域２８における感光性レンズ材料の配置密度は、およそ６２％となる。
ダミー領域２８を囲むように設けられた周辺領域２９には、図８において図示を省略したが、感光性レンズ材料の配置密度がレンズ領域２７よりも大きくなるように配置されている。つまり、感光性レンズ材料の配置密度は、実施例１がレンズ領域２７≒ダミー領域２８の関係であったのに対し、実施例２ではダミー領域２８（６２％）＜レンズ領域２７（７２％）＜周辺領域２９の関係となっている。周辺領域２９における感光性レンズ材料の配置は、様々な形式（パターン）が考えられるが、周辺領域２９の全面に亘って感光性レンズ材料を配置して露光しない状態（配置密度１００％）としてもよい。
【００５７】
このような実施例２の感光性レンズ材料の配置によれば、図９に示すように、周辺領域２９では、現像液に感光性レンズ材料が溶解し難く、周辺領域２９とダミー領域２８との間の濃度勾配よりもダミー領域２８とレンズ領域２７との間の濃度勾配の方がより小さくなることが分かった。ダミー領域２８で感光性レンズ材料が溶解した現像液は濃度が低い周辺領域２９へと拡散していると考えられる。これによって、レンズ領域２７では、現像液中の感光性レンズ材料濃度が安定し、現像後に安定した形状のマイクロレンズ２２が得られる。
【００５８】
（実施例３）
次に、実施例３のレンズアレイ２０について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は実施例３のレンズアレイにおけるマイクロレンズとダミーパターンの配置を示す概略平面図、図１１は実施例３の現像液における感光性レンズ材料の濃度分布を示すグラフである。実施例１の図５および図６と同様に、図１１のグラフにおける縦軸は感光性レンズ材料の指数化された濃度であり、横軸はパターンアドレスである。
【００５９】
図１０に示すように、実施例３のレンズアレイ２０は、Ｘ方向とＹ方向とに配列した複数のマイクロレンズ２２を有するレンズ領域２７と、レンズ領域２７を囲んで同じくＸ方向とＹ方向とに配列した複数のダミーパターン２６を有するダミー領域２８と、ダミー領域２８を囲むように設けられた周辺領域２９を備えている。
【００６０】
レンズ領域２７に配置されたマイクロレンズ２２は、実施例１と同じであって、レンズ径がおよそ１００μｍ、配置ピッチが１０５μｍである。前述したようにレンズ領域２７における感光性レンズ材料の配置密度はおよそ７２％となる。これに対して、ダミー領域２８には、平面視で正方形（四角形）のダミーパターン２６が、レンズ領域２７を囲むようにしてＸ方向とＹ方向とにそれぞれ３個ずつ（３行、３列）配列しており、配置ピッチが９５μｍ、サイズ（正方形の一辺の大きさ）が８５μｍとなっている。ダミー領域２８における感光性レンズ材料の配置密度は８０％となり、レンズ領域２７よりも大きくなる。
ダミー領域２８を囲むように設けられた周辺領域２９には、図１０において図示を省略したが、感光性レンズ材料の配置密度がレンズ領域２７よりも小さくなるように配置されている。つまり、感光性レンズ材料の配置密度は、ダミー領域２８（８０％）＞レンズ領域２７（７２％）＞周辺領域２９の関係となっている。周辺領域２９における感光性レンズ材料の配置は、様々な形式（パターン）が考えられるが、周辺領域２９の全面に亘って感光性レンズ材料を配置しない状態（配置密度０％）としてもよい。
【００６１】
このような実施例３の感光性レンズ材料の配置によれば、図１１に示すように、周辺領域２９では、ダミー領域２８に比べてより多くの感光性レンズ材料が現像液に溶解する。周辺領域２９とダミー領域２８との間の濃度勾配よりもダミー領域２８とレンズ領域２７との間の濃度勾配の方がより小さくなることが分かった。周辺領域２９で感光性レンズ材料が溶解した現像液は濃度が低いダミー領域２８からレンズ領域２７へと拡散していると考えられる。これにより、レンズ領域２７では現像液中の感光性レンズ材料濃度が安定し、現像後に安定した形状のマイクロレンズ２２が得られる。
【００６２】
以上に述べた前記実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００６３】
（１）上記実施例１のレンズアレイ２０は、ダミー領域２８におけるダミーパターン２３の配置ピッチがレンズ領域２７におけるマイクロレンズ２２の配置ピッチよりも小さく、レンズ領域２７とダミー領域２８とにおける感光性レンズ材料の配置密度がほぼ同じとなるように、ダミーパターン２３のサイズが決められている。また、ダミー領域２８においてダミーパターン２３がレンズ領域２７を囲むようにＸ方向とＹ方向とに５個ずつ（５行、５列）配列されている。したがって、現像時における現像液中の感光性レンズ材料の濃度分布均一性が、ダミー領域２８を設けない場合に比べて改善される。ゆえに、レンズ領域２７において安定した現像条件が実現されるので、安定した形状のマイクロレンズ２２を有するレンズアレイ２０を実現できる。
【００６４】
（２）上記実施例２および上記実施例３のレンズアレイ２０は、感光性レンズ材料の配置密度が異なる領域を段階的に設けることによって、現像液中ではレンズ領域２７、ダミー領域２８、周辺領域２９の間の濃度勾配が互いに緩和されるように現像液の流動が生ずる。これによって、実施例１に対して、ダミー領域２８におけるＸ方向とＹ方向とに配列するダミーパターン２５，２６の数を５個（５行、５列）から３個（３行、３列）に減らしても、レンズ領域２７において安定した形状のマイクロレンズ２２が得られる。
【００６５】
（３）上記実施形態において、ダミー領域２８に設けられるダミーパターン２３，２５，２６は、平面視で正方形（四角形）であるため、平面形状が円形である場合に比べて、一辺の長さを調整することでダミー領域２８における感光性レンズ材料の配置密度を比較的容易に調整することができる。また、ダミーパターン間の隙間を一定とすることができるので、現像液中の濃度分布を均一化し易い。
【００６６】
（４）上記実施例１〜上記実施例３のいずれかのレンズアレイ２０を備えた撮像装置１は、安定した形状のマイクロレンズ２２によって集光された光を撮像素子４２によって受光できるので、集光度のむらが少なく、鮮明な指の静脈パターンを撮像することができる。また、上記実施例２または上記実施例３のレンズアレイ２０を用いた場合には、実施例１に比べてダミー領域２８におけるダミーパターンの配置数を減らすことができる。言い換えれば、レンズアレイ２０の外形サイズを小さくできるので、撮像装置１の小型化に貢献できる。
【００６７】
（第２実施形態）
＜生体認証装置＞
次に、上記第１実施形態の撮像装置１を備えた生体認証装置の例につき、図１２を参照して説明する。図１２は生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【００６８】
図１２に示すように、本実施形態の生体認証装置８０は、記憶部８１、撮像部８２、発光部８３、認証実行部８４、およびこれら各部を制御する制御部８５を有する。撮像部８２、発光部８３は撮像装置１に相当し、撮像部８２はガイド基板１０、レンズアレイ２０、遮光基板３０、センサー基板４０を含むものであり、発光部８３は光源１２に相当する。
【００６９】
発光部８３は、制御部８５から伝達される信号に基づいて、光（近赤外光）を指に向けて射出する。撮像部８２は、制御部８５から伝達される制御信号に基づいて撮影動作を開始し、撮像された静脈パターンを制御部８５に出力する。
【００７０】
制御部８５は、記憶部８１に格納されたプログラムに基づいて信号の演算処理、信号伝送といった各種の処理を実行し、撮像部８２から出力される静脈パターンを認証実行部８４に伝達する。
【００７１】
記憶部８１は、ハードディスク、半導体メモリー（ＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）、またはＳＲＡＭ（Static  Random  Access  Memory））といった記憶装置である。記憶部８１には、生体認証を実現するためのプログラム、画像構成を実現するためのプログラム、認証時に用いられる予め登録された静脈パターン、および認証履歴といった情報が格納される。
【００７２】
認証実行部８４は、撮像部８２によって撮像され出力された静脈パターン（画像情報）と予め登録された生体の静脈パターン（画像情報）とを照合して、撮像された静脈パターンが登録された生体のものか否か判定する。静脈認証の方法は、静脈パターンの類似性を判別する各種方法に依存する。
【００７３】
生体認証装置８０は、上記第１実施形態の撮像装置１を備えているので、指の内部における静脈パターン（生体情報）を鮮明な状態で入手することができる。したがって、認証実行部８４は、予め登録された静脈パターンごとに、撮像された静脈パターンとの間で類似性を判別し、高い認証精度を実現することができる。また、より高い認証精度を実現し、不正行為を防止することができる。
【００７４】
（第３実施形態）
＜電子機器＞
次に本実施形態の電子機器について、図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は電子機器としての携帯型電話機を示す斜視図、同図（ｂ）は電子機器としてのパーソナルコンピューターを示す概略図である。
【００７５】
図１３（ａ）に示すように、本実施形態の電子機器としての携帯型電話機１００は、表示部１０１、操作ボタン１０２および生体認証装置８０を備えている。生体認証装置８０は、携帯型電話機１００の本体に搭載された撮像装置１に指を触れさせることによって取得された静脈パターンを用いて、例えば、携帯型電話機１００のロック状態を解除したり、金融決済の際の個人認証を行うことができる。
【００７６】
図１３（ｂ）に示すように、本実施形態の電子機器としてのノート型のパーソナルコンピューター１１０は、表示部１１１、入力ボタン１１２および生体認証装置８０を備えている。生体認証装置８０は、パーソナルコンピューター１１０の本体に組み込まれた撮像装置１に指を触れさせることによって取得された静脈パターンを用い、例えば、パーソナルコンピューター１１０にログインしたり、金融決済の際の個人認証を行うことができる。
【００７７】
上記携帯型電話機１００および上記パーソナルコンピューター１１０は、室内、屋外を問わず静脈パターンを撮影できる撮像装置１を有する生体認証装置８０を備えているため、あらゆる環境下で高精度に個人認証を行うことができる。それゆえに、不正な使用行為を防止することができる。
【００７８】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００７９】
（変形例１）レンズアレイ２０におけるマイクロレンズ２２の配置は、Ｘ方向とＹ方向とにマトリクス状に配置されることに限定されない。例えば、中心が正三角形の各頂点に位置するようにマイクロレンズ２２を配置して、単位面積当たりの配置密度を上げてもよい。これによれば、より高精細な画像を得ることができる。
【００８０】
（変形例２）レンズアレイ２０におけるダミーパターン２３，２５，２６の形状は、正方形に限定されない。マイクロレンズ２２と同様にして円形でもよいし、多角形でもよい。
【００８１】
（変形例３）レンズアレイ２０を備えた撮像装置１の構成は、これに限定されない。例えば、マイクロレンズ２２の凸状のレンズ面が光の入射側に向くように遮光基板３０に対してレンズアレイ２０を配置してもよい。
【００８２】
（変形例４）撮像装置１を有する生体認証装置８０が搭載される電子機器は、上記第３実施形態の携帯型電話機１００やパーソナルコンピューター１１０に限定されない。例えば、ＰＤＡやＰＯＳなどの携帯型情報端末などに搭載することにより、高いセキュリティーを確保して、使用される用途を広げることができる。
【符号の説明】
【００８３】
２０…レンズアレイ、２２…マイクロレンズ、２３，２５，２６…ダミーパターン、２７…レンズ領域、２８…ダミー領域、２９…周辺領域、３３…遮光部、３３ａ…開口部、４２…撮像素子、８０…生体認証装置、８４…認証実行部、１００…電子機器としての携帯型電話機、１１０…電子機器としてのパーソナルコンピューター。
【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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【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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