(57)【要約】【課題】複数の光源を有する撮像において、輝度のむらやコントラストの低下を防止することができる画像取得装置を提供する。【解決手段】被写体が配置されて、被写体の撮像が可能な被撮像領域が、複数の分割領域に分割されて、各分割領域にそれぞれ光を照射するＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが配置されている。また、撮像素子４の撮像範囲４１は、各分割領域に対応する複数の分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃに分割されている。被写体の各分割領域に配置された部分は、それぞれ対応する分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃに像が結像する。前記撮像素子４のセンサのうちの受光量を示すデータが出力中のセンサがある分割範囲に対応する分割領域に光を照射するＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃだけが点灯し、他のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが消灯するように制御される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横にマトリックス状に並んで配置されるとともにそれぞれ受光量を検知する複数のセンサを備え、被写体を撮像する撮像素子と、
この撮像素子上に前記被写体の像を結像させる光学系と、
前記被写体に照明としての光を照射するとともに、それぞれ光の照射範囲が異なる複数の光源と、
前記撮像素子の各センサから所定順に順次出力されるとともに受光量に対応した量の電荷に基づく映像信号が入力され、かつ、前記光源の出射光量を制御する制御手段とを備え、
前記被写体を撮像した画像を取得する画像取得装置であって、
前記制御手段は、前記撮像素子の各センサからの前記電荷の出力タイミングに基くとともに、各光源の光の照射範囲に対応して、各光源の出射光量がそれぞれ個別に変化するように各光源の出射光量を制御することを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
前記光源がＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記撮像素子から前記制御手段に入力される映像信号は、各センサから順次出力される前記電荷の量が出力順に並べられた状態の信号と、各センサからの前記電荷の出力タイミングに同期して出力される同期信号とからなり、
前記制御手段は、前記同期信号に基いて各光源の出射光量を個別に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像取得装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号を出力し、
前記制御手段は、前記横方向同期信号に基いて各光源の出射光量を個別に制御することを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
【請求項５】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号と、
オンとなる度に、前記横方向同期信号により特定された横一列に並んでいる前記センサの横方向の並び順に従って前記電荷を出力する前記センサが順次隣にずれていく個別同期信号とを出力し、
前記制御手段は、前記横方向同期信号および前記個別同期信号に基いて各光源の出射光量を個別に制御することを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
【請求項６】
各光源は、前記被写体が設置された場合に前記撮像素子上に前記被写体の像が結像可能な被撮像領域を複数に分割した複数の分割領域に対応してそれぞれ配置されるとともに、対応する前記分割領域が光の照射範囲に含まれるように配置され、
前記撮像素子は、前記センサを備えて撮像可能な撮像範囲が、前記分割領域にそれぞれ前記被写体が有った場合に、当該被写体の前記分割領域にある部分の像が前記光学系により結像される各分割領域に対応した複数の分割範囲に分けられ、
前記制御手段は、前記撮像素子の前記センサが所定順に順次前記電荷を出力していくことにより、前記撮像素子の各分割範囲のうちの前記電荷を出力している状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域が変わるのに応じて、各分割領域をそれぞれ光の主な照射範囲とする各光源の出射光量をそれぞれ個別に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像取得装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、各センサから順次出力される前記電荷の量が出力順に並べられた状態の信号と、前記各センサからの前記電荷の出力順に同期して出力される同期信号とからなる映像信号を出力し、
前記制御手段は、前記撮像素子から出力される同期信号に基いて、前記撮像素子の前記電荷が出力されている状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域を決定するとともに、前記同期信号に基いて決定される分割領域が変わるのに応じて、各分割領域をそれぞれ光の主な照射範囲とする各光源の出射光量をそれぞれ個別に制御することを特徴とする請求項６に記載の画像取得装置。
【請求項８】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号を出力し、
前記制御手段は、前記撮像素子の前記撮像範囲の各分割範囲を、前記横方向同期信号がオンになる回数の範囲として設定し、かつ、設定された前記分割範囲が横方向に一列ずつ並ぶ前記センサの縦方向に連続する複数列の範囲からなることを特徴とする請求項７に記載の画像取得装置。
【請求項９】
複数の前記光源は、前記撮像素子の縦横にマトリックス状に配置される前記センサの縦方向の列に沿って並んで配置され、
前記制御手段は、前記横方向同期信号に対応して、前記センサの縦方向の列に沿って並ぶ複数の前記光源を、前記縦方向の列に沿った順番で順次点灯または他の光源より大きな出射光量となるように制御することを特徴とする請求項８に記載の画像取得装置。
【請求項１０】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号と、
オンとなる度に、前記横方向同期信号により特定された横一列に並んでいる前記センサの横方向の並び順に従って前記電荷を出力する前記センサが順次隣にずれていく個別同期信号とを出力し、
前記制御手段は、前記撮像素子の前記撮像範囲の各分割範囲を、前記個別同期信号がオンになる回数の範囲として設定し、かつ、設定された前記分割範囲が縦方向に一列ずつ並ぶセンサの横方向に連続する複数列の範囲からなることを特徴とする請求項７に記載の画像取得装置。
【請求項１１】
複数の前記光源は、前記撮像素子の縦横にマトリックス状に配置される前記センサの横方向の列に沿って並んで配置され、
前記制御手段は、前記個別同期信号に対応して、前記センサの横方向の列に沿って並ぶ複数の前記光源を、前記横方向の列に沿った順番で順次点灯または他の光源より大きな出射光量となるように制御することを前記横方向同期信号が出力される度に繰り返すことを特徴とする請求項１０に記載の画像取得装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記撮像素子の前記センサが所定順に順次前記電荷を出力していくことにより、前記撮像素子の各分割範囲のうちの前記電荷を出力している状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域が変わるのに応じて、各分割領域をそれぞれ光の主な照射範囲とする各光源を順番に点灯しては消灯するように制御することを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記撮像素子の前記センサが所定順に順次前記電荷を出力していくことにより、前記撮像素子の各分割範囲のうちの前記電荷を出力している状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域が変わるのに応じて、電荷を出力している前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域を光の照射範囲とする前記光源が最も出射光量が多くなるように制御することを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項１４】
前記取得した画像の輝度とコントラストを解析する解析手段を備え、
前記制御手段は、前記解析手段の解析結果に基づき、各光源の点灯と消灯のタイミングおよび／または各光源の出射光量を制御することにより取得する画像のコントラストを調整することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の前記画像取得装置を備え、前記画像取得装置で撮像された画像データから抽出される生体パターンの照合により個人の認証を行うことを特徴とする生体認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤにより被写体を照明する画像取得装置およびこの画像取得装置を備える生体認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティの保護強化のために、携帯電話、スマートフォン、PDA、タブレット、ノートパソコン、デスクトップパソコン、その他のコンピュータシステム等の各種情報機器に生体認証装置を取り付けることや組み込むことが提案されている。
生体認証で用いられる生体情報には、目の虹彩パターンや、指紋パターンや、指や手の静脈パターンを用いたものが知られている。
【０００３】
このうちの指の静脈パターンの撮像においては、静脈が指の中にあることから、人体に対して透過性を有するとともに、ヘモグロビンに吸収されて血管（静脈）を透過し難い近赤外線を出力する光源が用いられる。また、光源としては、省電力や小型化を考慮すると、ＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられることになる。なお、ＬＥＤによって、出射される光の波長領域が異なるが、近赤外になる周波数域の光を出力するＬＥＤが知られている。
【０００４】
また、ＬＥＤを光源とした場合に、ＬＥＤには、高い指向特性があるため、一定視野角（照射角）以上になる範囲の照度に関しては極度に暗くなることが一般的に知られている。
このため画像全域にて均等に照度を確保するためには、複数のＬＥＤをその指向特性に応じて配置する必要がある。
【０００５】
複数のＬＥＤを用いて生体の撮影を行う場合に、例えば、複数のＬＥＤを同時に点灯して一つの画像を撮影する。また、生体の一つの範囲を撮影する場合に、この範囲を複数に分割して撮像するものとし、各分割部分毎に異なるＬＥＤで照明して撮像し、撮像後に複数回に分けて撮像された複数の画像を合成して、一つの画像を得るものとしてもよい。
【０００６】
しかし、生体認証装置を小型化する上で、被写体としての生体の一部を撮像するための撮像装置において、撮像素子に被写体の像を結像させる光学系などの配置を考慮した場合に、複数のＬＥＤを生体の照明に最適な配置とすることが難しい場合がある。
【０００７】
例えば、撮像素子に取り付けられる光学系の部材としてのマイクロレンズアレイを用いるものとするとともに、小型化のために照明の光源になるＬＥＤをマイクロレンズアレイの対向する端部（例えば左右の端部）に設けるものとし、マイクロレンズアレイに対向する生体を照明するものとする。この場合に、ＬＥＤが間に間隔をあけて左右に配置されるため、マイクロレンズアレイの左右端部側が明るくなり、これら左右の端部の間になる部分が暗くなってしまう。
【０００８】
そこで、撮像素子の各画素の水平ラインを左右方向に沿ったものとした場合に、同期信号に従って、撮像素子の各画素のセンサのうちの、マイクロレンズアレイの左右端部の近傍のセンサから受光量を示す電荷を読み出すタイミングでは、ＬＥＤの輝度を低くし、マクロレンズアレイの左右の間の中央部近傍のセンサから受光量を読み出すタイミングでは、ＬＥＤの輝度を高くすることによって、左右に離れたＬＥＤを用いても、輝度に大きなむらがでないようにすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−４９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、複数のＬＥＤを均等に配置した場合であっても輝度のむらをなくすことが難しい。例えば、暗い部分をなくす上では、複数のＬＥＤを、互いに光が重なるように配置する必要があるが、この場合に、被写体の１つのＬＥＤで照らされる部分に必要な照度を確保した場合に、各ＬＥＤの光の照射範囲が重なる部分では、輝度が高くなりすぎて、むらになってしまう場合がある。
【００１１】
また、照明する対象になる生体は、例えば、指であり立体的な構成をしているため、撮像に際し、一つのＬＥＤの指の外側から回り込む光や指から反射した光と、他のＬＥＤの指を透過した光とが重なる可能性があり、この場合に、指を透過した光を撮像に利用した画像において、指を透過していない光が入り込むことによってコントラストが低下する虞がある。特に、複数のＬＥＤを同時に発光させることによってコントラストが悪化することが考えられる。なぜなら、複数のＬＥＤを用いたことによって、一つのＬＥＤの場合よりも、指を透過しないで回り込む光や反射する光の光量が多くなってしまい、これらの光がコントラストを悪化させる要因になる。
【００１２】
また、特許文献１の発明においても、マイクロレンズアレイの左右端部で、それぞれ複数のＬＥＤが縦方向に均等に並んで配置されており、上述のような複数のＬＥＤを用いることによる問題が発生する。
また、複数配置された各ＬＥＤ毎に撮像を行い、各撮像された部分を合成する方法では、一度の撮像に一つのＬＥＤが用いられるようにすることができるので、上述のように複数のＬＥＤを同時に点灯することによって、生じる問題を回避できる。
しかし、撮像を複数回行うことによって撮像に時間がかるといった問題がある。また、複数の画像を１つの画像に合成するのに時間がかかる虞ある。これらのことから、このような方法を生体認証用の画像取得装置に応用した場合に、生体の撮像から認証終了までの処理時間が長くなってしまうという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の光源を有する撮像において、輝度のむらやコントラストの低下を防止することができる画像取得装置および生体認証装置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】
【００１４】
本発明は、縦横にマトリックス状に並んで配置されるとともにそれぞれ受光量を検知する複数のセンサを備え、被写体を撮像する撮像素子と、
この撮像素子上に前記被写体の像を結像させる光学系と、
前記被写体に照明としての光を照射するとともに、それぞれ光の照射範囲が異なる複数の光源と、
前記撮像素子の各センサから所定順に順次出力されるとともに受光量に対応した量の電荷に基づく映像信号が入力され、かつ、前記光源の出射光量を制御する制御手段とを備え、
前記被写体を撮像した画像を取得する画像取得装置であって、
前記制御手段は、前記撮像素子の各センサからの前記電荷の出力タイミングに基くとともに、各光源の光の照射範囲に対応して、各光源の出射光量がそれぞれ個別に変化するように各光源の出射光量を制御することを特徴とする。
【００１５】
前記光源がＬＥＤであることが好ましい。
【００１６】
前記撮像素子から前記制御手段に入力される映像信号は、各センサから順次出力される前記電荷の量が出力順に並べられた状態の信号と、各センサからの前記電荷の出力タイミングに同期して出力される同期信号とからなり、
前記制御手段は、前記同期信号に基いて各光源の出射光量を個別に制御することが好ましい。
【００１７】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号を出力し、
前記制御手段は、前記横方向同期信号に基いて各光源の出射光量を個別に制御することが好ましい。
【００１８】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号と、
オンとなる度に、前記横方向同期信号により特定された横一列に並んでいる前記センサの横方向の並び順に従って前記電荷を出力する前記センサが順次隣にずれていく個別同期信号とを出力し、
前記制御手段は、前記横方向同期信号および前記個別同期信号に基いて各光源の出射光量を個別に制御することが好ましい。
【００１９】
各光源は、前記被写体が設置された場合に前記撮像素子上に前記被写体の像が結像可能な被撮像領域を複数に分割した複数の分割領域に対応してそれぞれ配置されるとともに、対応する前記分割領域が光の照射範囲に含まれるように配置され、
前記撮像素子は、前記センサを備えて撮像可能な撮像範囲が、前記分割領域にそれぞれ前記被写体が有った場合に、当該被写体の前記分割領域にある部分の像が前記光学系により結像される各分割領域に対応した複数の分割範囲に分けられ、
前記制御手段は、前記撮像素子の前記センサが所定順に順次前記電荷を出力していくことにより、前記撮像素子の各分割範囲のうちの前記電荷を出力している状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域が変わるのに応じて、各分割領域をそれぞれ光の主な照射範囲とする各光源の出射光量をそれぞれ個別に制御することが好ましい。
【００２０】
前記撮像素子は、各センサから順次出力される前記電荷の量が出力順に並べられた状態の信号と、前記各センサからの前記電荷の出力順に同期して出力される同期信号とからなる映像信号を出力し、
前記制御手段は、前記撮像素子から出力される同期信号に基いて、前記撮像素子の前記電荷が出力されている状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域を決定するとともに、前記同期信号に基いて決定される分割領域が変わるのに応じて、各分割領域をそれぞれ光の主な照射範囲とする各光源の出射光量をそれぞれ個別に制御することが好ましい。
【００２１】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号を出力し、
前記制御手段は、前記撮像素子の前記撮像範囲の各分割範囲を、前記横方向同期信号がオンになる回数の範囲として設定し、かつ、設定された前記分割範囲が横方向に一列ずつ並ぶ前記センサの縦方向に連続する複数列の範囲からなることが好ましい。
【００２２】
複数の前記光源は、前記撮像素子の縦横にマトリックス状に配置される前記センサの縦方向の列に沿って並んで配置され、
前記制御手段は、前記横方向同期信号に対応して、前記センサの縦方向の列に沿って並ぶ複数の前記光源を、前記縦方向の列に沿った順番で順次点灯または他の光源より大きな出射光量となるように制御することが好ましい。
【００２３】
前記撮像素子は、前記同期信号として、縦横にマトリックス状に配置された前記センサのうちの横方向に並んでいる一列の前記センサが並び順に順次電荷を出力する際に、列の先頭の前記センサから前記電荷の出力が開始されるのに同期してオンになるとともに、オンになる度に電荷の値を出力すべき横方向に並んだ前記一列のセンサが縦方向に一つずつずれていく横方向同期信号と、
オンとなる度に、前記横方向同期信号により特定された横一列に並んでいる前記センサの横方向の並び順に従って前記電荷を出力する前記センサが順次隣にずれていく個別同期信号とを出力し、
前記制御手段は、前記撮像素子の前記撮像範囲の各分割範囲を、前記個別同期信号がオンになる回数の範囲として設定し、かつ、設定された前記分割範囲が縦方向に一列ずつ並ぶセンサの横方向に連続する複数列の範囲からなることが好ましい。
【００２４】
複数の前記光源は、前記撮像素子の縦横にマトリックス状に配置される前記センサの横方向の列に沿って並んで配置され、
前記制御手段は、前記個別同期信号に対応して、前記センサの横方向の列に沿って並ぶ複数の前記光源を、前記横方向の列に沿った順番で順次点灯または他の光源より大きな出射光量となるように制御することを前記横方向同期信号が出力される度に繰り返すことが好ましい。
【００２５】
前記制御手段は、前記撮像素子の前記センサが所定順に順次前記電荷を出力していくことにより、前記撮像素子の各分割範囲のうちの前記電荷を出力している状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域が変わるのに応じて、各分割領域をそれぞれ光の主な照射範囲とする各光源を順番に点灯しては消灯するように制御することが好ましい。
【００２６】
前記制御手段は、前記撮像素子の前記センサが所定順に順次前記電荷を出力していくことにより、前記撮像素子の各分割範囲のうちの前記電荷を出力している状態の前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域が変わるのに応じて、電荷を出力している前記センサがある前記分割範囲に対応する前記分割領域を光の照射範囲とする前記光源が最も出射光量が多くなるように制御することが好ましい。
【００２７】
前記取得した画像の輝度とコントラストを解析する解析手段を備え、
前記制御手段は、前記解析手段の解析結果に基づき、各光源の点灯と消灯のタイミングおよび／または各光源の出射光量を制御することにより取得する画像のコントラストを調整することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【００２８】
本発明の生体認証装置は、上述の各画像取得装置のいずれかを備え、前記画像取得装置で撮像された画像データから抽出される生体パターンの照合により個人の認証を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、複数の光源で被写体を略均等に照明する場合に、同時に全ての光源を所定光量で点灯した状態とすることがなく、電力の低減や輝度のむらの抑制を図ることができる。
【００３０】
ここで、撮像素子においては、マトリックス状に多数配置されるセンサから同時に光量を示す電荷を出力させるのではなく、１つずつ順番に各センサから電荷が出力されており、各センサから電荷が出力されるタイミングに時間差があることになる。したがって、各センサが受光量を検知するタイミングも時間差があり、受光量を検知しているタイミング（電荷を出力するタイミングの直前）となっているセンサに光源からの光が被写体を介して照射されていれば、受光量を検知しているタイミングではないセンサに光が入力していなくても問題無い。
【００３１】
また、照射範囲の異なる複数の光源の点灯や消灯もしくは出射光量の増減の調整により、任意の範囲のセンサを適度な光量で照明することができる。従って、各センサの電荷の出力タイミングに応じ、かつ、光の出射範囲に対応して各光源の出射光量を個別に制御することにより、全ての光源を同時に略同様の出射光量で点灯しなくても、画像全体で必要なほぼ同様の光量確保した状態で撮像が行える。
【００３２】
これにより、全ての光源を撮像時間中に同時に略同様の光量で点灯した場合よりも消費電力の低減を図ることができる。
また、特にＬＥＤを光源とした場合に、光の照射範囲の指向性が高いので、複数のＬＥＤを同様の光量で同時に点灯した場合に、各ＬＥＤの光の照射範囲が重なる部分と重ならない部分となで輝度に差が生じ、輝度むらができやすく、また、コントラストの悪化を招く場合もある、しかし、各センサの電荷の出力タイミングに応じて各光源毎に個別に光量を制御することで、採取的に偉える画像の輝度むらの抑制や、コントラストの向上を図ることができる。
【００３３】
なお、各センサの電荷の出力タイミングは、例えば、映像信号として出力される各センサから出力された電荷の量を出力順に並べた信号から得ることができる。すなわち、前記信号としては、例えば、各センサの電荷の量に対応する高さのピークが定期的に出力されている信号や、これらピークの高さがデジタル変換された値が順次出力されることになるので、これらピークや値の出力から各センサからの電荷の出力タイミングを得ることができる。例えば、ピークを出力開始してから、何番目のピークになるかをカウントすることにより、電荷を出力しているタイミングのセンサを求めることができる。
【００３４】
また、映像信号には、同期信号が含まれており、この同期信号によって、電荷を出力しているセンサを特定できる。なお、同期信号としては、横方向同期振動（ＨＲＥＦ信号）や、個別同期信号（Ｐｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号）を用いることができる。
【００３５】
上述のように、複数のＬＥＤを被写体の照明に用いても、同時に全てのＬＥＤを所定光量で点灯させるのではなく、順番にＬＥＤを点灯しては消灯していくことや、順番に出射光量を上げては下げていくことが可能である。この際に、ＬＥＤを１つずつ点灯させては消灯していくことも可能であり、指向性の高いＬＥＤを複数同時に所定光量で点灯した場合の問題を解消することができる。
【００３６】
また、被写体の各部分を順番に照明していく構成であっても、１つの画像の取得に対して、撮像は一回だけで済み、撮像時間や複数の画像の合成により処理時間が長くなってしまうのを防止できる。すなわち、複数のＬＥＤを同時に点灯した際の問題を解決するために、例えば各ＬＥＤを１個ずつ点灯していく構成としても、撮像時間が長くなるのを防止できる。
【００３７】
また、被写体が設置されて、設置された被写体を撮像可能な被撮像領域を複数の分割領域に分け、各分割領域を各ＬＥＤで照明するものとし、さらに撮像素子の撮像範囲を前記分割領域に対応する分割範囲に分け、撮像素子上の各センサから受光量を示す電荷の量が出力される際に、前記電荷を出力中のセンサが含まれる分割範囲に対応した分割領域が光の照射範囲に含まれるＬＥＤだけを点灯したり、出射光量を上げたりでき、他のＬＥＤを消灯したり、出射光量を下げたりできることから、複数のＬＥＤを撮像時間中に全部点灯した場合に比較して消費電力の低減を図り、節電することができる。すなわち、画像の撮像中に例えば１個ずつ順番にＬＥＤを点灯していく場合に、基本的に撮像時間中に１つのＬＥＤを点灯していた場合と、消費電力がほぼ同じになり、節電を図ることができる。
【００３８】
また、各分割領域をそれぞれ１つずつのＬＥＤで照明する場合に、ＬＥＤに設けられるレンズにもよるが、基本的に照射範囲の中央部分の方が周縁部分より明るくなる。
それによって、分割範囲においても、分割領域の中央部分に対応する部分の方が周縁部分に対応する部分より明るくなる。この場合に、分割領域の周縁部分に隣の分割領域を照射範囲とするＬＥＤ（隣のＬＥＤ）も点灯することで、隣からの光の照射により周縁部が明るくなる。
【００３９】
この際に、隣のＬＥＤも主に光を照射するＬＥＤと同じ光量とすると、逆に分割領域の中央部より周縁部の方が明るくなってしまう虞がある。また、また、各光源の光の反射等により必ずしも撮像に必要のない光が多くなってしまい、コントラストの低下を招く虞がある。そこで、各ＬＥＤの出射光量を個別に制御可能なことから、電荷を出力しているセンサのある範囲に対応する主なＬＥＤを高い出射光量とし、隣のＬＥＤをそれより低い出射光量に制御することで、輝度のむらを減少させるとともに、コントラストの向上を図ることができる。
【００４０】
また、撮像素子の各センサから受光量を示す電荷を出力する際に出力される同期信号のオンになる回数の範囲に基いて分割範囲を設定して、同期信号のオンになる回数で特定された分割範囲に対応する分割領域に光を照射するＬＥＤだけを点灯もしくは出射光量を増加するように制御できる。すなわち、ＬＥＤの点灯と消灯や出射光量の増減を撮像素子の各センサからの電荷の出力に同期する同期信号に基いて行えるので制御を容易なものにできる。
【００４１】
また、各ＬＥＤの配置は、例えば、縦横にマトリックス状に配置されるセンサの縦の列に沿った方向に並んだ配置、または、センサの横の列に沿った方向に並んだ配置にするとともに、これらの並び順に沿って順番にＬＥＤの点灯と消灯が行えるようになっていればよく、画像取得装置の構造を簡単なものにすることができる。
【００４２】
また、一度取得した画像の輝度やコントラストを解析し、この解析結果に基いて、各ＬＥＤを点灯する場合の出射光量や、出射光量の増減のタイミングや、各ＬＥＤの点灯および消灯のタイミングを調整することで、より適切なコントラストの画像データを得ることができる。
【００４３】
なお、各センサにおける受光量に対応する量の電荷は、各センサが前の電荷の出力等で電荷がクリアされた状態から次の電荷の出力まで蓄積されるので、実際のタイミングでは、分割範囲に含まれるセンサの電荷の出力より前に、当該分割範囲にＬＥＤから被写体を介して光が照射されている必要がある。また、例えば、センサの電荷の出力のタイミングに対応して光源を点灯したり、出射光量を増加したりする場合に、タイムラグがあり、センサの電荷の出力のタイミングに対して点灯や出射光量の増加が遅れる。したがって、実際のＬＥＤの点灯および消灯のタイミングや、出射光量の変更のタイミングは、出力される映像信号の輝度やコントラストを解析して決定することが好ましい。
【００４４】
以上のことから、前記画像取得装置を生体認識装置の画像取得装置として好適に用いることができ、特に指の静脈パターンを認証に用いる画像取得装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像取得装置を示す概略図である。
【図２】前記画像取得装置の撮像素子上の同期信号に基づいて電荷を順次出力するセンサの並び方向と、被写体の各ＬＥＤに照らされた部分の像が結像される撮像素子上の分割範囲との関係を示す図面である。
【図３】各同期信号のタイミングと被写体の各ＬＥＤに個々に照明される部分の像が結像される撮像素子上の分割範囲と、各ＬＥＤの点灯するタイミングとを示すタイミングチャートである。
【図４】前記画像取得装置の制御系を示すブロック図である。
【図５】前記画像取得装置の光学系のより具体的な構造を示す概略図である。
【図６】前記画像取得装置を備える生体認証装置を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態の画像取得装置を示す概略図である。
【図８】第３実施形態における撮像素子上の同期信号に基づいて電荷を順次出力するセンサの並び方向と、被写体の各ＬＥＤに照らされた部分の像が結像される撮像素子上の分割範囲との関係を示す図面である。
【図９】第３実施形態における各同期信号のタイミングと被写体の各ＬＥＤに個々に照明される部分の像が結像される撮像素子上の分割範囲と、各ＬＥＤの点灯するタイミングとを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、第１実施形態の画像取得装置は、生体である被写体（例えば特定の指）１に近赤外光を照射する複数のＬＥＤ２ａ，２b，２ｃと、指の静脈の像を後述の撮像素子４に結像する光学系としてのレンズ３と、前記撮像素子４と、撮像素子４を制御して撮像素子４から映像信号を入力させるとともに、前記ＬＥＤ２ａ，２b，２ｃの点灯、消灯、出射光量を制御する制御部８（図４に図示）とを備えている。
【００４７】
なお、図１においては、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの配置として、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃから照射される光が互いに平行になるパターンを図示しているが、後述のように、
各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃから照射される光が交差するように配置されるパターンであってもよい。また、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは、この実施形態では、３つにされているが、２つであっても４つ以上であってもよい。
【００４８】
各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは、被写体１が配置されてレンズ３により撮像素子４上に被写体１の像を結像可能になる被撮像領域を３つの分割領域に分割し、被撮像領域に配置された被写体の各分割領域に配置される部分をそれぞれ１つずつのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃで分担して照らすようになっている。これら３つのＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃの配置は、後述するように撮像素子４を構成するマトリックス状のセンサからの光量を示す電荷の出力順に対応して一列に並んで配置されている。
【００４９】
なお、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは、高い指向性を有するが、拡散光を出力するものであり、被写体１の各分割領域に配置される部分が一つのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃで必要十分な光量で照らされるように、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの種類、光量、被写体１からの距離が設定されている。なお、この際に、後述のようにＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが１つずつ順番に点灯されるので、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの光の照射範囲の重なる部分の光量については考慮されておらず、被写体１の各分割領域に対応する部分の全体を十分に照らすように照射範囲が設定されている。
【００５０】
レンズ３は、例えば、複数のレンズからなるレンズユニットであり、被写体１の撮像範される部分の像を撮像素子４上の撮像が可能な後述の撮像範囲４１に結像させるように設定されている。
【００５１】
撮像素子４は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサであり、各画素のセンサがマトリックス状に縦横に配置されている。各センサから受光した光量を示す電荷を出力する際には、同期信号に基づいて１つずつのセンサから電荷が順番に出力されるようになっており、１つずつのセンサからの電荷の出力に順番に対応するＰｉｘｅｌ  Cｌｏｃｋ信号（個別同期信号）に同期して出力されるＶｓｙｎｃ信号（垂直同期信号）により一画像分の電荷の出力が開始される。
【００５２】
このＶｓｙｎｃ信号が撮像素子から出力される際に、最初のＨＲＥＦ信号（水平同期信号：横方向同期信号）が出力され縦（垂直）方向の先頭（最も上）の横一列（水平方向の一番上の一列）のセンサからＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号毎に一方向（例えば、左から右）に沿って、一つずつのセンサから順次、受光量を示す電荷が出力される。また、次のＨＲＥＦ信号に基づいて一つの下の横の列のセンサに移動し、再び、左側からＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号毎に一方向に沿って、１つずつのセンサから電荷が出力される。以降、ＨＲＥＦ信号毎に一つ下の横の列に移行して電荷の出力が行われる。
【００５３】
この実施形態では、撮像素子４のマトリックス状に縦横に配置されたセンサの上述の横方向に直行する縦方向に沿って複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの光の照射位置が配置されるように、縦一列に複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが並んで配置されている。すなわち、被写体１が設置される被撮像領域が、撮像素子４のセンサの縦方向の並び方向に沿って３つの分割領域に分割され、これら各分割領域に１つずつのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞれ光を照射するように、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが並んで配置されている。
【００５４】
図２に示すように、１つ目のＬＥＤ２ａは、被写体１が設置される被撮像領域の最初の分割領域に光（主に近赤外に対応する周波数域の光）を照射し、この１つ目のＬＥＤ２ａに光を照射された分割領域内になる被写体１の部分の像がレンズ３により、撮像素子４の分割範囲４ａに像Ａとして結像される。同様に、２つ目のＬＥＤ２ｂは、被撮像領域の上述の撮像素子４のセンサの縦方向の並びにそって２番目になる分割領域に光を照射し、この２つ目のＬＥＤ２ｂに光を照射された分割領域内になる被写体１の部分の像がレンズ３により、撮像素子４の分割範囲４ｂに像Ｂとして結像される。３つ目のＬＥＤ２ｃは、被撮像領域の撮像素子４のセンサの縦方向の並びに沿って３番目の分割部分に光を照射し、この３つ目のＬＥＤ２ｃに光を照射された前記分割領域内にある被写体１の部分の像がレンズ３により、撮像素子４の分割範囲４ｃに像Ｃとして結像される。
なお、各分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃは、撮像素子４の被写体１を撮像可能な撮像範囲４１を各分割領域に配置される被写体の部分が結像する場所に対応して分割した範囲であり、各分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃは、各分割領域に対応し、各分割領域にある被写体の部分の像は、レンズ３により、対応する撮像素子４の分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃに結像する。
【００５５】
これら撮像素子４の各分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃは、上述のセンサの縦方向（垂直方向）に並んで配置される。各センサからの電荷の出力方向は、ジグザグの矢印に示すとともに、上述の同期信号から、横方向に一列出力した後に縦方向に１つ移動して再び横方向に一列出力するものである。
【００５６】
したがって、撮像素子４が１つの画像を映像信号として出力する場合に、最初に分割範囲４ａからそれに対応する画像を出力した後に、分割範囲４ｂに対応する画像の出力が行われ、さらにその後に分割範囲４ｃに対応する画像が出力される。
【００５７】
分割範囲４ａで各センサから電荷が出力している際には、分割範囲４ａに対応する分割領域にある被写体１の部分に光を照射するＬＥＤ２ａが点灯していれば、他のＬＥＤ２ｂおよびＬＥＤ２ｃが点灯している必要がなく、分割範囲４ｂで各センサから電荷を出力している際には、分割範囲４ｂに対応する分割領域にある被写体１の部分に光を照射するＬＥＤ２ｂが点灯していれば、他のＬＥＤ２ａおよびＬＥＤ２ｃが点灯している必要がなく、分割範囲４ｃで各センサから電荷を出力している際に。分割範囲４ｃに対応する分割領域にある被写体１の部分に光を照射するＬＥＤ２ｃが点灯していれば、他のＬＥＤ２ａおよびＬＥＤ２ｂが点灯している必要がない。
【００５８】
この画像取得装置においては、図３のタイミングチャートに示すように、各撮像素子４の各画素のセンサからの電荷の出力タイミングに対応してＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの照明が行われる。
【００５９】
図３に示すように、被写体１の撮像範囲の一回の撮像に際しては、一つのVｓｙｎｃ信号が出力されている間に、撮像素子４の撮像範囲４１の縦横の各センサから一回ずつ受光量に対応する電荷が出力される。この際に、ＨＲＥＦ信号毎に、上述のように横一列の先頭のセンサから電荷の出力を行うようになっているとともに、ＨＲＥＦ信号毎に一つ下の横の列のセンサに出力元が移動するようになっている。
【００６０】
この際に、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯、消灯、出射光量を制御する制御部８（図４に図示）は、ＨＲＥＦ信号にしたがって、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ．２ｃの点灯と消灯を制御するようになっている。例えば、撮像素子４の有効範囲の横の列の数が３００ある場合、すなわち、縦の画素数が３００の場合に、ＨＲＥＦ信号が例えば１回目から３００回目まで出力されることになる。
【００６１】
この際に、例えば、ＬＥＤ２ａは、ＨＲＥＦ信号がオンになる回数の範囲として、１番目から１００番目までの横の列の範囲である撮像素子４の分割範囲４ａに像が結像される被写体１の範囲（一番目の分割領域）に必要十分な光を照射し、ＬＥＤ２ｂは、ＨＲＥＦ信号がオンになる回数の範囲として、１０１番目から２００番目までの横の列の範囲である撮像素子４の分割範囲４ｂに像が結像される被写体１の範囲に必要十分な光を照射し、ＬＥＤ２ｃは、ＨＲＥＦ信号がオンになる回数の範囲として、２０１番目から３００番目までの横の列の範囲である撮像素子４の分割範囲４ｃに結像される被写体１の部分に必要充分な光を照射する。すなわち、分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃは、同期信号としてのＨＲＥＦ信号がオンになる回数の範囲として設定されていることになる。
【００６２】
なお、ここで、必要十分な光を照射するには、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃから照射される拡散光の照射角の範囲内に被写体１の上述の撮像素子４の各分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃにそれぞれ結像される部分（各分割領域内となる部分）が全て含まれている必要がある。
撮像素子４からの各画素の光量すなわち輝度を示す電荷の出力に際しては、上述のように横一列の画素の出力の開始を示すＨＲＥＦ信号が出力すると、最初の横一列のセンサから電荷が出力されることになる。
【００６３】
したがって、上述のＬＥＤ２ａに光を照射される被写体の範囲の撮像は、１番目のＨＲＥＦ信号の出力から１０１番目のＨＲＥＦ信号の出力の直前まで行われる。
なお、横一列の各センサからの出力は、Ｐｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力の度に行われるので、例えば、横一列に６００のセンサが並んでいる場合に、上述のＬＥＤ２ａに光が照射される被写体１の撮像範囲の撮像は、一番目のＨＲＥＦ信号の出力から１００番目のＨＲＥＦ信号が出力した後の６００回のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋの出力まで行われる。
【００６４】
この撮像素子４における１番目のＨＲＥＦ信号の出力から１００番目のＨＲＥＦ信号プラス６００回のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力（１０１回目のＨＲＥＦ信号の出力の直前）まで、ＬＥＤ２ａが点灯させられる。すなわち、１回目のＨＲＥＦ信号の出力時にＬＥＤ２ａを点灯し、１０１回目のＨＲＥＦ信号の出力直前（略１０１回目のＨＲＥＦ信号の出力時）にＬＥＤ２ａを消灯する。
【００６５】
この１０１回目のＨＲＥＦ信号の出力時にＬＥＤ２ｂを点灯し、２０１回目のＨＲＥＦ信号の出力時（またはその直前）にＬＥＤ２ｂを消灯する。この２０１回目のＨＲＥＦ信号の出力時にＬＥＤ２ｃを点灯し、３００回目のＨＲＥＦ信号を出力した後に６００回のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋが出力した際に（タイミング的に３０１回目のＨＲＥＦ信号の出力時に）ＬＥＤ２ｃを消灯する。
【００６６】
これにより、上述の画像素子４の分割範囲４ａでは、最終的な一枚の画像（取り込み画像）５（６）のうちの画像部分５ａ（６ａ）が撮像され、分割範囲４ｂでは、最終的な一枚の画像５（６）のうちの画像部分５ｂ（６ｂ）が撮像され、分割範囲４ｃでは、最終的な一枚の画像５（６）のうちの画像部分５ｃ（６ｃ）が撮像される。なお、画像５は、被写体１としての指の長さ方向を撮像素子４のセンサの並びの横方向に沿わせたものであり、画像６は、被写体１としての指の長さ方向を撮像素子４のセンサの並びの縦方向に沿わせたものである。
また、撮像されているのは、被写体１としての指内の静脈である。
【００６７】
なお、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは、制御手段によってそれぞれ独立して点灯および消灯が制御できるとともに、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ独立して出射光量を変更可能になっている。従って、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃ順次点灯して消灯するのではなく、後述のように出射光量を順次増減するとともに、隣り合うＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃで出射光量は異なるが点灯時間が一部または全部重複するような制御を行なってもよい。
【００６８】
また、撮像素子４の各センサは、電荷を出力する直前の受光量に基づいて電荷を蓄積するものであり、例えば、今回の電荷の出力の前の電荷の出力の際に電荷がクリアされた状態となり、その後の受光量に基づいて電荷が蓄積され、蓄積された電荷が出力される。したがって、電荷の出力時の前に被写体にＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの光が照射されている必要があり、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯および消灯または出射光量の増減のタイミングは、上述の同期信号に基づくものであるが、実際には、上述の各同期信号の出力のタイミングに対して、少し早くする必要がある。
【００６９】
すなわち、上述のように例えば、所定のＨＲＥＦ信号の出力の際に、分割範囲４ａ、４ｂ，４ｃの最初のセルから電荷が出力した際に、同時にＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの１つが点灯する場合に、最初に電荷を出力するセルには、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの照明に基づく、光が入力していない状態で電荷を出力することになる。そこで、後述の取り込み画像の画像解析に基づくＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯および消灯または出射光量の増減のタイミングのフィードバック制御を行うことにより、同期信号のタイミングに対するＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯・消灯、出射光量の増減ライミングをより画像の取得に適したものにするようになっている。
【００７０】
図４の撮像取得装置の制御系のブロック図を参照して、ＬＥＤの点灯（出射光量の増加）の制御について説明する。
【００７１】
撮像取得装置には、例えば、CMOSのイメージセンサチップである上述の撮像素子４と、上述のように被撮像領域にある被写体を照明する複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃと、これら撮像素子４と、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃとを制御する制御部（撮像制御およびＬＥＤ制御）８と、撮像された画像を解析して次回のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの制御に解析結果をフィードバックする解析部１０とを備える。
なお、ＬＥＤ２ａ、２ｂ，２ｃの駆動回路の出射光量の変更制御方法は、例えば、抵抗値を変更する方法や、パルス電源でパルス幅を変更するＰＷＭ制御などの方法を用いることができる。
【００７２】
また、画像取得装置または画像取得装置が接続されるホスト装置（スマートフォン、タブレット、パソコン、コンピュータシステム等）は、撮像素子からの取り込み画像のコントラストおよび輝度（受光量を示す電荷の量に対応する）の画像解析プログラムが動作する解析部１０として機能する。また、解析部１０は、画像取得装置に組み込まれたワンチップマイコン等の画像解析プログラムを実行可能なプロセッサ等により構成されてもよい。
【００７３】
解析部１０では、取り込み画像９のデータの各画素の輝度を周知の統計処理により解析する。例えば、画像中の被写体が写っていない部分の輝度や、被写体の静脈の無い部分の輝度や、被写体の静脈のある部分の輝度等のように大まかな輝度の違いにより画像を分けてから取り込み画像９のデータの輝度が高いか低いかを上述の各ＬＥＤ２ａ、２ｂ，２ｃのそれぞれに対応する画像部分５ａ，５ｂ，５ｃ（６ａ，６ｂ，６ｃ）の輝度で判断する。また、画像部分５ａ，５ｂ，５ｃ（６ａ，６ｂ，６ｃ）の輝度分布によりコントラストが高いか低いかを判断する。
【００７４】
それに基いて、画像部分５ａの例えばより早い順番で電荷を出力するセンサ部分に対応する部分の輝度が低い場合に、ＬＥＤ２ａの点灯のタイミングや出射光量の増加のタイミングを速めるように制御する。この制御により、逆に画像部分５ａのより早い順番で電荷を出力するセンサ部分に対応する部分の輝度が明るくなりすぎた場合に、ＬＥＤ２ａの点灯のタイミングや出射光量の増加のタイミングを遅くするように制御する。このような制御を画像部分２ｂ、２ｃでも行う。
【００７５】
また、画像部分５ａの例えば最後の方の順番で電荷を出力するセンサ部分に対応する部分の輝度が高い場合に、ＬＥＤ２ａの消灯のタイミングや出射光量の低減のタイミングを速めるように制御する。この制御により、逆に画像部分５ａの最後の方の順番で電荷を出力するセンサ部分に対応する部分の輝度が暗くなりすぎた場合に、ＬＥＤ２ａの点灯のタイミングや出射光量の増加のタイミングを遅くするように制御する。このような制御を画像部分２ｂ、２ｃでも行う。
【００７６】
すなわち、画像５の各画像部分５ａ，５ｂ，５ｃの境界部分のコントラストや輝度が低いような場合に、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの同期信号、ここではＨＲＥＦ信号およびＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号に対する各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃ点の灯および消灯のタイミングをずらすように制御し、これにより、各画像部分５ａ，５ｂ，５ｃの境界部分のコントラストや輝度の低下を改善することができる。
【００７７】
また、画像部分５ａの全体の輝度が低すぎる場合に、ＬＥＤ２ａの出射光量を上げるように制御し、高すぎる場合にＬＥＤ２ａの出射光量を下げるように制御し、画像部分５ｂの輝度が低い場合にＬＥＤ２ｂの出射光量を上げるように制御し、画像部分５ｂの輝度が高すぎる場合にＬＥＤ２ｂの出射光量を下げるように制御し、画像部分５ｃの輝度が低い場合にＬＥＤ２ｃの出射光量を上げるように制御し、画像部分５ｃの輝度が高すぎる場合にＬＥＤ２ｃの出射光量を下げるように制御する。
【００７８】
、また、例えば被写体１を透過する光に対して、被写体１を透過しない光が反射または回り込んで撮像素子４に入力されることが、コントラストを低くする原因であれば、画像部分５ａのコントラストが低い場合にＬＥＤ２ａの出射光量を下げるように制御し、画像部分５ｂのコントラストが低い場合にＬＥＤ２ｂの出射光量を下げるように制御し、画像部分５ｃのコントラストが低い場合にＬＥＤ２ｃの出射光量を下げるように制御する。
【００７９】
なお、撮像素子４では、電源がオンになると、定期的に出力されるVｓｙｎｃ信号の度に１画像分の映像信号の出力が繰り返し行われ、所謂シャッタが押されたタイミング、すなわち、制御部８で画像取得の制御が行われるタイミングで、例えば、その直後のVｓｙｎｃ信号と同時に出力開始される映像信号が１画像分記憶されることになる。
【００８０】
したがって、撮像素子４の電源オンから１画像分の映像信号が記憶されるまでの間に繰り返し出力される１画像分ずつの映像信号に対して、上述の解析部１０における解析を行い、解析結果に基いて、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯した際の出射光量や、点灯・消灯のタイミングや、出射光量の増減のタイミング等を調整を行うことができる。
【００８１】
なお、上述の画像の解析やそれによるＬＥＤ制御の変更を被写体１の撮像時に毎回行うものとしてもよいし、所定の撮像回数毎に定期的に行うものとしてもよいし、１回行った後は、指示がある場合にだけ行なってもよいし、画像取得装置の出荷前に一回行うものとしてもよい。
【００８２】
なお、第１実施形態においては、基本的に各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが同時には、点灯しないので、上述のように被写体を透過しない光によりコントラストが低下する場合に、原因は点灯しているＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの光になるので、点灯しているＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの出射光量を下げることになる。また、各画像部分５ａ，５ｂ，５ｃで、輝度やコントラストが近似するように各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの輝度を調整することができる。
【００８３】
このような画像取得装置にあっては、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ，２ｃが同時に点灯することなく、画像素子４のマトリックス状に配置されたセンサからなるセンサ部７である撮像範囲４１の各分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃが順番に輝度を示す電荷を出力するのに対応して各ＬＥＤ２ａ、２ｂ，２ｃが１つずつ点灯していくとともに消灯していくことになる。したがって、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが同時に点灯することによる悪影響を防止しながら一回の撮像で画像データを得ることができる。
【００８４】
すなわち、画像データの撮像回数や、複数の画像データの合成により処理時間が長くなることなく、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが点灯することによる悪影響を防止できる。
また、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが同時に点灯することによる悪影響として、画像データの輝度を高めるために、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの出射光量を高めてしまうと、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの照射範囲が重なる部分で輝度の高いところが生じてしまい、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの輝度調整が難しく、被写体１の撮像範囲全体をむらなく照明することが困難である。
【００８５】
それに対して、この実施形態では、各期間で点灯しているＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは、１つだけであり、画像データの輝度調整のためにＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの出射光量を高めても、他のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃとの関係で問題が生じることがなく、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの輝度を画像５，６の調整のために比較的自由に変更することが可能である。
【００８６】
また、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが同時に点灯することによる悪影響として、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの被写体１（指）の静脈を撮像するために被写体を透過する光と、他のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの被写体１としての指の外側を回り込んだ光や反射した光とが、同時に撮像素子４に入力することによって、コントラストの低下を招くことになる。それに対して、この実施形態では、同時に点灯しているＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃがなく、１つのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃだけが点灯しているので、他のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃにより、コントラストが低下するのを防止できる。
【００８７】
これにより、一回の撮像で得られる画像データの輝度とコントラストを適切なものにすることを容易に行うことができる。
【００８８】
また、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを用いるものとしても、一回の撮像時間中に各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが１つずつ順番に点灯および消灯するので、実際に必要な一回の撮像中の電力は、１つのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを点灯するのに必要な電力とほぼ同じなる。
【００８９】
したがって、同時に複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを点灯した場合に比較して、電力消費量を低減することができる。または、一回の撮像中に全てのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを同時に点灯した場合と同じ電力使用量とした場合に、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯に消費する電力量を多くすることができ、より明るい照明が可能になる。
【００９０】
この画像取得装置をホスト装置としてのパーソナルパソコン等に接続するような場合には、一般的に汎用のシリアルバスであるＵＳＢが使用される可能性がある。ＵＳＢにおいては、データの通信だけではなく、ホスト装置からの電力供給が可能であり、ＡＣアダプタ等を用いることなく、電子機器を駆動することができる。しかし、ＵＳＢで供給可能な電力には制限があり、例えば、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを備える画像取得装置において、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを全て同時に点灯する場合に、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃに供給可能な電力に制限が生じる。
【００９１】
この実施形態では、１つずつのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃしか点灯しないので、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃに供給する電力を増加させても、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを全て同時に点灯させる場合よりも電力使用量を低減できる可能性が高い。したがって、上述のように電力使用量が制限される環境であっても、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃへの供給電力を十分に確保することができる。
【００９２】
ここで、上述の第１実施形態では、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを１個ずつ点灯していくものとしたが、例えば、各分割領域を照明する際に、各分割領域に対応するＬＥＤ２ａ、２ｂ，２ｃに設けられる照明用のレンズにもよるが、所定の光の照射範囲内においても、中央部より周縁部が暗くなる虞がある。この場合に、分割領域に対応するＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃに加えて、隣の分割領域を照らすＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを出射光量を低くして照射することにより、周縁部が暗くなるのを抑制できる。
【００９３】
この場合に、例えば、最初のＬＥＤ２ａに対応する分割領域をＬＥＤ２ａを点灯させて照明する際に、ＬＥＤ２ａの出射光量より低い出射光量でＬＥＤ２ｂを点灯し、次の分割領域をＬＥＤ２ｂで照明する際に、ＬＥＤ２ｂの出射光量を高くし、この際にＬＥＤ２ａを消灯せずに出射光量を下げる。また、この際に、ＬＥＤ２ｃをＬＥＤ２ｂより低い出射光量で点灯する。
次に、ＬＥＤ２ｃに対応する分割領域を照明するタイミングで、ＬＥＤ２ｃの光量を高くし、ＬＥＤ２ａを消灯させ、ＬＥＤ２ｂの出射光量を下げるものとてもよい。
【００９４】
この場合に、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃが同時に点灯することになるが、照明すべき分割領域（撮像中の分割領域）との間に他の分割領域を挟んで離れている分割領域に対応するＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは消灯し、かつ、メインの分割領域の隣の分割領域のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃは、出射光量を下げて点灯するので、同時に点灯するＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの影響を抑えることができる。これにより、コントラストの低下を抑制しながら撮像される画像の輝度むらを抑制することができる。
【００９５】
なお、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃの出射光量は、例えば、高と低の２段階に制御するものとしてもよいし、３段階以上に制御するものとしても良いし、段階的に出射光量を制御するのではなく、無段階で高低を制御するものとしてもよい。
【００９６】
また、前後両方に隣り合う分割領域がある分割領域に対して、端の分割領域では、片方の隣側にしか隣り合う分割領域がない場合に、ＬＥＤ２ａ、２ｂ，２ｃの照射範囲の中心を分割領域の中央部から隣り合う分割領域が無い側の端側に少しずらすようにしてもよい。
【００９７】
ここで、上述の説明では、光学系としてレンズ３を示したが、より具体的な光学系としては、例えば、図５に示す光学系を上げることができる。
例えば、画像取得装置は、赤外透過フィルタ（ＩＲ・ＰＡＳＳフィルタ）１７と、プリズム４２と、カメラモジュール４３とを備え、カメラモジュール４３は、レンズユニット４４と、撮像素子４とを備える。このうちの赤外透過フィルタ１７と、プリズム４２と、レンズユニット４４が光学系を構成する。
【００９８】
プリズム４２は、入射した後にレンズユニット４４に向かって出射させる光を、入射から出射までの間で複数回（例えば３回）反射させて方向を変えながら導くものであり、反射により光の方向を変更することによって、レンズユニット４４の焦点距離に対して光学系をコンパクトにするためのものである。
【００９９】
カメラモジュール４３は、ここでは、指の静脈を撮像するためのものであり、撮像対象の像をプリズム４２を介してレンズユニット４４が撮像素子４６上に結像させるようになっている。赤外透過フィルタ１７は、赤外線を主に透過するフィルタであり、可視光等をカットする。なお、カットするとは、必ずしも可視光を完全に遮断するものでなくてもよく、十分に透過する可視光を低減できればよい。
【０１００】
なお、生体取得装置の光学系は、図５に示すものに限定されるものではなく、例えば、プリズム４２を用いずに各種レンズやレンズユニットを備える光学系を用いることができる。
【０１０１】
また、画像取得装置は、生体認証装置において、照合に用いる生体の画像を取得するものであり、画像取得装置３０を備える生体認証装置６０は、例えば、図６に示すように、被写体１としての指内の静脈パターンを用いて認証を行うものであり、被写体１の撮像を行う画像取得装置３０と、画像取得装置３０から出力される画像データとしての信号を処理する信号処理部５０と、信号処理部５０から出力される信号処理された画像データから静脈の画像を明確化した認証用静脈パターンを抽出するパターン抽出部５１とを備えている。
【０１０２】
さらに、生体認証装置６０は、予め画像取得装置３０で撮像されるとともに信号処理部５０で信号処理されてパターン抽出部５１で抽出された登録用静脈パターンが登録されているとともに当該登録用静脈パターンに関連付けられている個人認証ＩＤ等の関連データが登録されている生体情報データベース５４と、この生体情報データベース５４に登録されている登録用静脈パターンに対して、認証時に画像取得装置３０で撮像されるとともに信号処理部５０で信号処理されてパターン抽出部５１で抽出された認証用静脈パターンがマッチングするか否かを判定する照合部５２とを備えている。
【０１０３】
画像取得装置３０では、指内の静脈の撮像を行い、撮像された画像データ（映像信号）を信号処理部５０に出力する。
信号処理部５０では、入力した画像データに対して、フィルタ処理、ノイズ低減処理、および、ガンマ処理などの信号処理を行い、生体パターンが抽出し易いように補正された画像データを、抽出部５１に出力する。
抽出部５１では、フィルタ処理、２値化等の処理、偽信号などの除去を行い、静脈パターンが明確にされた画像データである認証用静脈パターンを生成（抽出）する。
【０１０４】
生成した認証用静脈パターンは、照合部５２に入力される。照合部５２では、予め、生体情報データベース５４に登録されている登録用静脈パターンと、認証用静脈パターンとを比較して、登録用静脈パターンの中に、認証用静脈パターンと略一致すると判定可能な生体パターンを有するものがある否かを判定する。
【０１０５】
この場合、認証用静脈パターンが、生体情報データベース５４に登録されているいずれの登録生体情報とも一致しない場合は、不一致した結果を出力する。また、照合で略一致する登録用静脈パターンが有った場合は、この登録用静脈パターンに関連付けられている例えば個人認証ＩＤを出力する。この個人認証ＩＤを用いて、コンピュータシステムへのログイン処理を行うものや、インターネット上のサーバへのログインを行うものなどが知られている。
【０１０６】
次に、図７を参照して本発明の第２実施形態の画像取得装置を説明する。
図７に示すように、第２実施形態の画像取得装置では、第１実施形態の画像取得装置と同様に被写体１を照明する複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃと、レンズ３と撮像素子４とを備えている。
第２実施形態では、第１実施形態で、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃから出射される光の方向（光の中心線の方向）を平行としたのに対して、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃから出射される光の方向を被写体１の部分で交差させるようにしたものである。
【０１０７】
この場合も各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃに被写体１の撮像される範囲の各部分が照明されることになり、第１実施形態と同じ方法を用いて画像の撮影が可能であり、第１実施形態の画像取得装置と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０８】
次に、図８および図９を参照して本発明の第３実施形態の画像取得装置を説明する。
第３実施形態の画像取得装置は、図１に示す画像取得装置と基本的に同じ構成を有する。なお、図７に示す構成であってもよい。
【０１０９】
但し、撮像素子４のマトリックス状に縦横に配置されたセンサの上述の横方向（水平方向）に沿って複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの光の照射位置が並んで配置されている。例えば、被写体１が設置される被撮像領域が、撮像素子４のセンサの横方向の並び方向に３つの分割領域に分割されている。すなわち、被写体１が配置される被撮像領域の各分割領域は、撮像素子４のセンサの横方向の列の並びに沿って並んだ状態になっている。
【０１１０】
図６に示すように、１つ目のＬＥＤ２ａは、被撮像領域の１つ目の分割領域に光を照射し、この１つ目のＬＥＤ２ａに光を照射された前記分割領域に配置される被写体１の部分の像がレンズ３により、撮像素子４の分割範囲４ｘに像Ｘとして結像される。同様に、２つ目のＬＥＤ２ｂは、被撮像領域の上述の撮像素子４のセンサの横方向の並びにそって２番目の分割領域に配置される被写体１の部分に光を照射し、この２つ目のＬＥＤ２ｂに光を照射された被写体１の部分の像がレンズ３により、撮像素子４の分割範囲４ｙに像Ｙとして結像される。３つ目のＬＥＤ２ｃは、被撮像領域の上述の撮像素子４のセンサの横方向の並びにそって３番目の分割領域に光を照射し、この３つ目のＬＥＤ２ｂに光を照射された前記分割領域に配置される被写体１の部分の像がレンズ３により、撮像素子４の分割範囲４ｚに像Ｚとして結像される。
【０１１１】
これら撮像素子４の各分割範囲４ａ，４ｂ，４ｃは、上述のセンサの横方向に並んで配置される。各センサからの電荷の出力順の方向は、ジグザグの矢印に示すとともに、上述の同期信号から、横方向に一列のセンサが順次出力した後に縦方向に１つ下に移動して再び横方向に一列のセンサが順次出力するものである。
【０１１２】
したがって、撮像素子４が１つの画像を出力する場合に、横一列のセンサのうちの分割範囲４ｘに重なるセンサから電荷を出力した後に、横一列のセンサのうちの分割範囲４ｙに重なるセンサから電荷の出力が行われ、さらにその後に、横一列のセンサのうちの分割範囲４ｚに重なる部分のセンサから電荷が出力される。
次の横一列のセンサに移動する度、上述の処理が繰り返されることになる。
【０１１３】
第３実施形態の画像読取装置においては、図９のタイミングチャートに示すように、各撮像素子４の各画素のセンサからの光量の出力に対応してＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの照明が行われる。
【０１１４】
第１実施形態と同様に、被写体１の撮像範囲の一回の撮像に際しては、一つのVｓｙｎｃ信号が出力されている間に、撮像素子４の有効範囲の縦横の各センサから一回ずつ受光量に対応する電荷が出力される。この際に、図９に示すように、一回のＨＲＥＦ信号により、横一列のセンサからの電荷の出力を開始するようになっているとともに、Ｐｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号毎に、電荷を出力するセンサが右に１つずつずれるようになっている。
【０１１５】
この際に、Ｐｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号にしたがって、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯と消灯を制御するようになっている。例えば、撮像素子４の有効範囲の横の列の数が縦方向に３００あり、１つの横の列のセンサの数が６００の場合に、一回のＨＲＥＦ信号の期間にＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号が例えば１回目から６００回目まで出力され、さらにそれが１回目のＨＲＥＦ信号から３００回目のＨＲＥＦ信号まで繰り返されることになる。
【０１１６】
この際に、例えば、ＬＥＤ２ａは、横の列のセンサのうちの例えば左から右方向に１番目から２００番目までの横の列の範囲である撮像素子４の分割範囲４ｘに結像される被写体１の範囲（分割領域内の被写体１部分）に必要十分な光を照射し、ＬＥＤ２ｂは、２０１番目から４００番目までの横の列の範囲である撮像素子４の分割範囲４ｙに結像される被写体１の範囲に必要十分な光を照射し、ＬＥＤ２ｃは、４０１番目から６００番目までの横の列の範囲である撮像素子４の分割範囲４ｚに結像される被写体１の範囲に必要充分な光を照射する。
【０１１７】
撮像素子４からの各画素の光量すなわち輝度を示す電荷の出力に際しては、上述のように横一列の画素の出力の開始を示すＨＲＥＦ信号が出力すると、最初の横一列のセンサの先頭から電荷を出力することになる。
したがって、上述のＬＥＤ２ａに光を照射される被写体の範囲の撮像は、１番目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力から２０１番目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力の直前まで行われる。
【０１１８】
この撮像素子４における１番目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力から２００番目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力（２０１回目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力の直前）まで、ＬＥＤ２ａが点灯させられる。すなわち、Ｐｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の回数の範囲として、１回目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力時にＬＥＤ２ａを点灯し、２０１回目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力直前にＬＥＤ２ａを消灯する。
【０１１９】
Ｐｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の回数の範囲として、この２０１回目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力時にＬＥＤ２ｂを点灯し、４０１回目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力時（またはその直前）にＬＥＤ２ｂを消灯する。次に、Ｐｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の回数の範囲として、４０１回目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号の出力時にＬＥＤ２ｃを点灯し、６００回目のＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ号が出力した後にＬＥＤ２ｃを消灯する。
以上のような動作をＨＲＥＦ信号の出力に基いて横一列のセンサから電荷が出力される度に繰り返す。例えば、縦方向に上述のように３００のセンサが並んでいる場合に、１回目のＨＲＥＦ信号の出力から３００回目のＨＲＥＦ信号の出力まで、ＨＲＥＦ信号の出力の度に繰り返し行う。
【０１２０】
これにより、画像素子４の分割範囲４ｘでは、縦方向に３００ある横の列のうちの１番目から２００番目までのセンサ部分に対応する画像が撮像され、画像素子４の分割範囲４ｙでは、縦方向に３００ある横の列のうちの２０１番目から４００番目までのセンサ部分に対応する画像が撮像され、画像素子４の分割範囲４ｚでは、縦方向に３００ある横の列のうちの４０１番目から６００番目までのセンサ部分に対応する画像が撮像される。
この場合も第１実施形態と同様に被写体１としての指の長さ方向を撮像素子４のセンサの並びの横方向に沿わせた画像５を撮像するものとしても、被写体１としての指の長さ方向を撮像素子４のセンサの並びの縦方向に沿わせた画像６を撮像するものとしてもよい。
また、撮像されているのは、第１実施形態と同様に被写体１としての指内の静脈である。
【０１２１】
この第３実施形態では、横一列のセンサから電荷が出力される毎に、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ，２ｃが順番に点灯して消灯することを、全ての横の列のセンサで電荷が出力されるまで繰り返すことになるが、基本的に同時に複数のＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃが点灯することがなく、第１実施形態に比較して短い時間毎に各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯と消灯が繰り返されることになるが、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２２】
なお、縦横にマトリックス状にセンサが配置されるとともに、順次横方向に順番に各センサから電荷が出力された後に縦方向に次の横の列に移動して、再び、横方向に順番に各センサから電荷を読み取ることを繰り返す撮像素子において、照明する被写体１との関係に基いて第１実施形態では、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを撮像素子４のセンサの並びの縦方向に沿って並べて配置し、第２実施形態では、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを撮像素子４のセンサの並びの横方向に沿って並べて配置することになるが、複数のＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを縦横に配置してもよい。
【０１２３】
この場合に、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの縦方向の並びについては、第１実施形態と同様に各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを点灯および消灯し、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの横方向の並びについては、第２実施形態の同様に、各ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃを点灯および消灯することになる。
【０１２４】
例えば、縦横に２個ずつ、４個のＬＥＤがマトリックス状に並んでいる場合に、最初上側の左右の２個のＬＥＤを用いて横一列のセンサから電荷を出力する際に、横一列のセンサの左半分の電荷を順次出力する際に、左上のＬＥＤを点灯し、横一列のセンサの右半分の電荷を順次出力する際に左上のＬＥＤを消灯するとともに右上のＬＥＤを点灯し、次の横一列のセンサに左端に移動して電荷を出力する際に、右上のＬＥＤを消灯するとともに、左上のＬＥＤを点灯することを上から半分の横の列まで繰り返すことになる。
【０１２５】
次に、撮像素子４の下半分の横の列のセンサから電荷が出力される場合には、横一列のセンサから電荷を読み取る際に、横一列のセンサの左半分の電荷を順次出力する際に、左下のＬＥＤを点灯し、横一列のセンサの右半分の電荷を順次出力する際に左下のＬＥＤを消灯するとともに右下のＬＥＤを点灯し、次の横一列のセンサの左端に移動して電荷が出力される際に、右下のＬＥＤを消灯するとともに、左下のＬＥＤを点灯することを一番下の横の列まで繰り返すことになる。
【０１２６】
このような画像取得装置においても、上述の各実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、色々な形状の撮像範囲に容易に対応してＬＥＤを配置することができる。なお、第３実施形態の場合も、実際に同期信号に基いてＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの点灯や出射光量を制御する場合に、同期信号のタイミングでは、照明に遅れが生じるので、上述の画像解析に基いて、点灯や出射光量の制御のタイミングを第１実施形態の場合と同様に、同期信号に対して少し速めるように制御する必要がある。
【０１２７】
また、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃの制御において、順次点灯して消滅するのではなく、上述のように主な照明の対象となっている分割領域の隣の分割領域を照らす隣のＬＥＤ２ａ２ｂ，２ｃを、主な照明対象となっている分割領域を照らすＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃより出射光量を下げて点灯することで、分割領域の中央部より周縁部が暗くなるのを防止するものとしてもよい。
【０１２８】
また、上述の各実施形態においては、静脈パターンを撮影するために近赤外を出力するＬＥＤを光源に用いたが、静脈パターン以外の生体パターン（例えば、指紋パターン、虹彩パターン、掌紋パターン）の撮影に本発明を応用してもよく、その場合に、可視光を出力するＬＥＤや、ＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。
【０１２９】
また、撮像取得装置を生体認証装置以外に用いてもよく、各種撮像に本発明を応用してもよい。その場合も、光源としてＬＥＤを用いてもよいし、他の光源を用いてもよい。また、撮像素子の各センサの電荷の出力タイミングを示すものとして、同期信号を用いたが、同期信号を用いずに電荷の出力タイミングを特定するものとしてもよい。
【０１３０】
例えば、映像信号から同期信号を除いた信号は、各センサから出力された電荷の量を示す出力値（または、各センサから出力される電荷の量に高さや面積が対応する各ピーク）が定期的に出力されているもので、この出力値（またはピーク）の数により、各センサの電荷の出力タイミングを得ることができる。したがって、この出力値の回数のカウント値に基いて、光源の出射光量を制御してもよい。
また、上記映像信号の各出力値（またはピーク）は定期的に出力されることから、例えば、出力値の出力開始からの時間によっても、各センサの電荷の出力タイミングを得ることができるので、映像信号の出力からの時間に基いて、光源の出射光量を制御してもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１      被写体
２ａ    ＬＥＤ
２ｂ    ＬＥＤ
２ｃ    ＬＥＤ
３      レンズ（光学系）
４      撮像素子
４ａ    分割範囲
４ｂ    分割範囲
４ｃ    分割範囲
４ｘ    分割範囲
４ｙ    分割範囲
４Ｚ    分割範囲
５      画像
６      画像
７      センサ部
８      制御部（制御手段）
１０    解析部（解析手段）
３０    画像取得装置
６０    生体認証装置
【図１】
2013130981.tif 000003
【図２】
2013130981.tif 000004
【図３】
2013130981.tif 000005
【図４】
2013130981.tif 000006
【図５】
2013130981.tif 000007
【図６】
2013130981.tif 000008
【図７】
2013130981.tif 000009
【図８】
2013130981.tif 000010
【図９】
2013130981.tif 000011