(57)【要約】【課題】被写体の状態が一様でなくとも撮像デバイス側からの照明が被写体の全域にわたって可能となる撮像装置およびその方法を提供する。【解決手段】被写体ＯＢＪを部分的に照明光で照明し、撮像デバイス１２で撮影を行う。さらにこれらの照明の照射位置を順次変更（移動）させて撮像された複数の画像を画像合成部１３で合成して一枚の画像を得る。【選択図】図３
2009129365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像デバイスと、
被写体を照明可能な少なくとも一つの照明用光源と、
上記照明用光源による照明光を、被写体の複数の異なる領域に対して部分的に照射させることが可能で、当該照明光の照射領域を順次に変更させることが可能な照明領域制御部と、
上記照明領域制御部により制御される複数の異なる照明状態の被写体を上記撮像デバイスに撮像させる制御部と
を有する撮像装置。
【請求項２】
上記撮像デバイスで得られた複数の画像を合成する画像合成部を有する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
複数の照明用光源を有し、
上記照明領域制御部は、
上記複数の照明用光源の点灯状態、消灯状態を順次に切り替えて上記照明光の照射領域を変更させる
上記制御部は、
上記複数の異なる照明状態ごとの被写体を上記撮像デバイスに撮像させる
請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
上記撮像デバイス側に配置された一つの照明用光源を有し、
上記照明領域制御部は、
上記照明用光源の照明光を選択的に透過、遮蔽することが可能な機構を含む
請求項２記載の撮像装置。
【請求項５】
上記照明領域制御部は、
上記被写体に照明光を照射する照射領域と照射しない非照射領域との間隔を変更可能である
請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】
上記照明領域制御部は、
上記被写体に照明光を照射する照射領域と照射しない非照射領域との間隔を変更可能である
請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
合成するために使用する個々の画像の切り出しの範囲も任意に変更可能である
請求項３記載の撮像装置。
【請求項８】
合成するために使用する個々の画像の切り出しの範囲も任意に変更可能である
請求項４記載の撮像装置。
【請求項９】
上記撮像デバイスは、
光の透過状態を制御可能な表示セルと、受光素子を含む受光セルとが、それぞれマトリクス配列された有効表示領域部を有する画像表示装置を含み、
上記受光セルの受光信号により画像を形成する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項１０】
上記画像表示装置は、バックライトを有し、
上記照明用光源は、上記画像表示装置の上記バックライトにより共用される
請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
上記照明用光源による照明光は、赤外域の光を含み
上記被写体は生体の静脈であり、
上記証明用光源部は、上記被写体より上記撮像デバイス側に配置されている
請求項１記載の撮像装置。
【請求項１２】
被写体を撮像する撮像デバイスと、被写体を照明可能な少なくとも一つの照明用光源とを用いる撮像方法であって、
上記照明用光源による照明光を、被写体の複数の異なる領域に対して部分的に照射し、  上記照明光の照射領域を順次に変更し、
複数の異なる照明状態の被写体を上記撮像デバイスに撮像する
撮像方法。
【請求項１３】
上記撮像して得られた複数の画像を合成する
請求項１２記載の撮像方法。
【請求項１４】
照明用光源の点灯状態、消灯状態を順次に切り替えて上記照明光の照射領域を変更させる
上記複数の異なる照明状態ごとの被写体を上記撮像デバイスで撮像する
請求項１２記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明状態の異なる複数の撮像画像を取得可能で、生体の指紋や静脈等を厚増して生体認証を行う生体認証装置等に適用可能な撮像装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば生体の指の背側から照明光を照射し、指の腹側から撮影を行うことで指静脈の撮影を行う方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、特許文献１に開示された照明光源に赤外ＬＥＤを使用し、指の背側から照明光を照射し指の腹側から撮影を行うことで静脈撮像を行なう例を模式的に示す図である。
【０００４】
この場合、照明用光源に赤外ＬＥＤ１，２，３を使用し、被写体ＯＢＪである指の腹（後ろ）側から光を照射することで指を透過してくる画像を撮像デバイス４で撮像する。
【０００５】
また、生体の指の側面から照明光を照射し、指の腹側から撮影を行うことで指静脈の撮影を行う方法が提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、生体の指の腹側から照明光を照射し、指の腹側から照明光を照射し指の腹側から撮影を行うことで指静脈の撮影を行う方法が提案されている（たとえば特許文献３参照）。
【０００７】
図２は、特許文献３に開示された照明光源に赤外ＬＥＤを使用し指の腹側から撮影を行うことで静脈撮像を行なう例を模式的に示す図である。
【０００８】
この場合、複数（図２の例では２）の照明用のＬＥＤ１，２を撮像デバイス４側に設置し、生体の指である被写体ＯＢＪの内部反射によって透過してくる光を撮影している。
【特許文献１】特開２００４-４９７０５号公報
【特許文献２】特開２００６-９５０５６号公報
【特許文献３】特開２００４-４９７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１に開示された技術では、指の上下に機構が必要になるため装置が大型化することが避けられない。
また、特許文献２に開示された技術では、組み込み対象の装置に対して撮影装置が飛び出る形になってしまい、機構上の制約が多い。
【００１０】
一方、特許文献３に開示された技術では、撮影装置が組み込み対象の装置から飛び出る形になることを防止できるが、照明光が指の内部を通ってくるため、照明用光源部から離れた撮影中心では像が暗くなる。
そして、複数の個人が使用する際には、指の置き方によるばらつきや指内部の光透過率の個人差などで鮮明な映像が取得できなくなる可能性がある。
【００１１】
本発明は、被写体の状態が一様でなくとも撮像デバイス側からの照明が被写体の全域にわたって可能となる撮像装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の観点の撮像装置は、被写体を撮像する撮像デバイスと、被写体を照明可能な少なくとも一つの照明用光源と、上記照明用光源による照明光を、被写体の複数の異なる領域に対して部分的に照射させることが可能で、当該照明光の照射領域を順次に変更させることが可能な照明領域制御部と、上記照明領域制御部により制御される複数の異なる照明状態の被写体を上記撮像デバイスに撮像させる制御部とを有する。
【００１３】
好適には、上記撮像デバイスで得られた複数の画像を合成する画像合成部を有する。
【００１４】
好適には、複数の照明用光源を有し、上記照明領域制御部は、上記複数の照明用光源の点灯状態、消灯状態を順次に切り替えて上記照明光の照射領域を変更させる。
【００１５】
好適には、上記制御部は、上記複数の異なる照明状態ごとの被写体を上記撮像デバイスに撮像させる。
【００１６】
好適には、上記撮像デバイス側に配置された一つの照明用光源を有し、上記照明領域制御部は、上記照明用光源の照明光を選択的に透過、遮蔽することが可能な機構を含む。
【００１７】
好適には、上記照明領域制御部は、上記被写体に照明光を照射する照射領域と照射しない非照射領域との間隔を変更可能である。
【００１８】
好適には、合成するために使用する個々の画像の切り出しの範囲も任意に変更可能である。
【００１９】
好適には、上記撮像デバイスは、光の透過状態を制御可能な表示セルと、受光素子を含む受光セルとが、それぞれマトリクス配列された有効表示領域部を有する画像表示装置を含み、上記受光セルの受光信号により画像を形成する。
【００２０】
好適には、上記画像表示装置は、バックライトを有し、上記照明用光源は、上記画像表示装置の上記バックライトにより共用される。
【００２１】
好適には、上記照明用光源による照明光は、赤外域の光を含み、上記被写体は生体の静脈であり、上記証明用光源部は、上記被写体より上記撮像デバイス側に配置されている。
【００２２】
本発明の第２の観点は、被写体を撮像する撮像デバイスと、被写体を照明可能な少なくとも一つの照明用光源とを用いる撮像方法であって、上記照明用光源による照明光を、被写体の複数の異なる領域に対して部分的に照射し、上記照明光の照射領域を順次に変更し、複数の異なる照明状態の被写体を上記撮像デバイスに撮像する。
【００２３】
本発明によれば、たとえば照明用光源部の点灯状態、あるいは光強度を照明領域制御部により選択的に変えて、異なる照明状態を発現させる。このとき、照明光の照射領域を順次に変更し、複数の異なる照明状態を発現させる。この複数の照明状態の被照明物である被写体を撮像デバイスで撮像することで、複数の画像を得る。
この得られた複数の画像データを合成処理する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、被写体の状態が一様でなくとも撮像デバイス側からの照明が被写体の全域にわたって可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【００２６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図４は、本第１の実施形態に係る照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係を示す図である。
【００２７】
本撮像装置１０は、図３に示すように、照明用光源部１１、撮像デバイス１２、画像合成部１３、フレームバッファ１４、画像判定部１５、および撮像領域制御部としての機能を含む制御部１６を有する。
【００２８】
照明用光源部１１は、複数（図４の例では６）のたとえば赤外域の光を出射するＬＥＤからなる光源Ｌ１〜Ｌ６、光源Ｌ１〜Ｌ６から出射した光を平行光に変換して被写体ＯＢＪである指の腹側のそれぞれ異なる領域に照射するコリメートレンズＣＬＮ１〜ＣＬＮ６、および、基本的に光源Ｌ１〜Ｌ６から出射されコリメートレンズＣＬＮ１〜ＣＬＮで平行光に変換された照明光を透過して被写体ＯＢＪである指の腹側に照射し、被写体ＯＢＪである指を伝搬した戻り光を照明光の光路と略直交する方向に反射するハーフミラーＨＭＲを有している。
このような構成を有する照明用光源部１１は、撮像デバイス１２で撮像する被写体ＯＢＪの被撮像領域の異なる複数の領域（位置）を局部的に照明可能に構成されている。
照明用光源部１１は、制御部１６の制御の下、各光源Ｌ１〜Ｌ６の点灯、消灯状態が制御され、照明光の照射領域（または非照射領域）を順次に変更させることが可能に構成されている。
【００２９】
撮像デバイス１２は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサからなる撮像素子を有するデジタルカメラにより構成され、制御部１６による撮像タイミング指示に応答して、照明用光源部１１の各光源Ｌ１〜Ｌ６の点灯状態、消灯状態が制御部１６で切り替え制御されるたびに被写体ＯＢＪの画像をハーフミラーＨＭＲを介して撮像し、その撮像画像データを画像合成部１３に出力する。
【００３０】
撮像デバイス１２は、照明状態が異なり、結果として位相の異なる複数の画像を撮像して、画像合成部１３に出力する。
【００３１】
画像合成部１３は、撮像デバイス１２から送られてくる位相の異なる複数の画像をフレームバッファ１４に一時格納し、制御部１６の制御の下、この位相異なる複数の画像を照明用光源の状態に合わせて切り出し、複数の画像を合成し、画像判定部１５に出力する。
【００３２】
画像判定部１５は、画像合成部１３で合成された判定し、良好な画像が得られていればこれを出力する。
また、画像判定部１５で、良好でないと判断された場合は、制御部１６が照明用光源部１１の制御、たとえば光源の明るさや消灯位置の調整を行う、あるいは撮像デバイス１２の制御、たとえば露出の調整などを行い、良好な画像を取得するべく制御する。
【００３３】
制御部１６は、装置全体を制御し、照明用光源部１１の各光源Ｌ１〜Ｌ６の点灯、消灯制御、撮像デバイスの撮像タイミングや撮像画像の出力タイミングの制御、あるいは、画像合成部１３における複数画像データのフレームバッファ１５への格納処理や合成処理の制御等を行う。
制御部１６は、被写体ＯＢＪの被撮像領域の異なる複数の領域（位置）を照明させ（あるいは非照明とさせ）、複数の異なる照明状態あるいは非照明状態の領域を発現させる。
【００３４】
制御部１６は、画像判定部１５で、良好でないと判断された場合は、照明用光源部１１の制御、たとえば光源の明るさや消灯位置の調整を行う、あるいは撮像デバイス１２の制御、たとえば露出の調整などを行い、良好な画像を取得するべく制御する。
【００３５】
本実施形態に係る撮像装置１０は、基本的に、被写体ＯＢＪを部分的に照明光で照明し、撮像デバイス１２で撮影を行う。さらにこれらの照明の照射位置を順次変更（移動）させて撮像された複数の画像を画像合成部１３で合成して一枚の画像を得る。
本実施形態に係る撮像装置１０は、具体的には指静脈撮像を行う装置として構成されており、指の腹側に複数の切り替えられる照明用光源部１１を有し、間隔をあけて指の腹を照明し、その照明の間隔において照射された指を撮像デバイス１２で撮像し、照明位置を徐々にずらしながら撮像を継続し、得られた複数の画像を画像合成部１３で合成することで指静脈を始めとする画像を取得する。
【００３６】
なお、撮像装置１０においては、照明用光源部１１の照明領域の間隔を任意に変更でき、合成するために使用する個々の画像の切り出しの範囲も任意に変更できる。
【００３７】
次に、上記構成による動作を図３〜図５に関連付けて説明する。
【００３８】
図４に示すように、ＬＥＤからなる照明用光源Ｌ１〜Ｌ６がそれぞれコリメートレンズＣＬＮ１〜ＣＬＮ６と組になって配置されている。
各光源Ｌ１〜Ｌ６から出射された光はコリメートレンズＣＬＮ１〜ＣＬＮ６によって平行光となり、被写体ＯＢＪを局部的に照明する。
ここで、制御部１６の制御の下、たとえば光源Ｌ４が消灯し、他の光源Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ５，Ｌ６が点灯している場合、被写体ＯＢＪの光源Ｌ４のよる光が照射すべき部分は照明されず、他の部分は照射されるので、他の部分からの光が被写体内部で散乱して内部から照明されることになる。
この様子をハーフミラーＨＭＲを用いてカメラなどの撮像デバイス１２で撮影すれば、光源Ｌ４に相当する部分の内部からの間接照明画像が得られる。
なお、図４においては、照明画像が判りやすいように、撮像デバイス１２の前面にスリットＳＬＴを設けて光源Ｌ４に相当する部分のみの画像を取得しているが、このスリットは無くてもよい。
【００３９】
図５（Ａ）〜（Ｆ）は、ＬＥＤからなる光源を順次消灯していく様子を示す図である。
【００４０】
この例では、光源Ｌ１〜Ｌ６を順次消灯し、各々の場合に得られた画像の中で内部から照明されている部分を抜き出し合成することにより、被写体全域にわたって内部から照明されている状態の画像を得ることができる。
なお、ここでは光源Ｌ１よりＬ６まで順に消灯していったが、複数の照明用光源を同時に消灯しても良い。
【００４１】
図６は、複数の照明用光源を同時に消灯する第１例を示す図である。
図７は、複数の照明用光源を同時に消灯する第２例を示す図である。
【００４２】
図６の例では、複数の光源を一つ置きに消灯している。
時刻ｔ１においては、光源Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を消灯し、光源Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６を点灯する。
時刻ｔ２においては、光源Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を点灯し、光源Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６を消灯する。
時刻ｔ３においては、時刻ｔ１と同様に、光源Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を消灯し、光源Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６を点灯する。
このように、図６の例は、奇数番目と偶数番目の光源を交互に消灯、点灯するように制御する。
【００４３】
図７の例では、複数の光源を二つ置きに消灯している。
時刻ｔ１においては、光源Ｌ１、Ｌ４を消灯し、光源Ｌ２，Ｌ３、および光源Ｌ５，Ｌ６を点灯する。
時刻ｔ２においては、光源Ｌ２、Ｌ５を点灯し、光源Ｌ１、光源Ｌ３、Ｌ４、および光源Ｌ６を消灯する。
時刻ｔ３においては、光源Ｌ３、Ｌ６を消灯し、光源Ｌ１，Ｌ２、および光源Ｌ４，Ｌ５を点灯する。
【００４４】
さらに図示しないが、３つおき、４つおき消灯するようにしてもよく、どの部分が消灯されているかがあらかじめ判っていれば順番によらずランダムに消灯しても良い。
【００４５】
以上、第１の実施形態として複数の照明用光源を有する場合を例に説明した。
次に、第２の実施形態として単一の照明用光源を用いる場合について述べる。
【００４６】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図９は、本実施形態に係る照明領域制御部を含む照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係の第１例を示す図である。
【００４７】
本第２の実施形態の撮像装置１０Ａにおいては、照明用光源部１１Ａは一つの照明用光源１１１を有し、この光源１１１は常に点灯させ、光源１１１と被写体ＯＢＪとの間に所定の複数のシャッター２１を含む照明領域制御部２０Ａを配置する。
この照明領域制御部２０Ａの一部のシャッター２１を閉じることで、図４のＬＥＤからなる複数の光源Ｌ１〜Ｌ６のいずれかを消灯することと同様に被写体ＯＢＪの一部を照明しないようにすることが可能になる。
これにより照明されない部分は内部散乱光による照明となり、図４と同様の効果が得られる。遮蔽するシャッター２１の位置を順次変更（動か）しながら撮影を行うことで図５と同様の撮影および合成を行うことができる。
【００４８】
このような構成においては、制御部１６によって照明用光源部１１Ａを制御し、被写体ＯＢＪを照明する光束を生成する。
次に、制御部１６は照明領域制御部２０Ａのシャッター２１をコントロールし、光を照射する部分と照射しない部分を決定する。
ここで、撮像デバイス１２で被写体ＯＢＪを、ハーフミラーＨＭＲを介して撮像し、この画像データを画像合成部１３に送る。画像合成部１３では得られた画像を照明用光源１１１の状態に合わせて切り出し、複数の画像を合成する。
合成された画像を画像判定部１５にて判定し、良好な画像が得られていればこれを出力する。また、画像判定部１５で、良好でないと判断された場合は、制御部１６が照明用光源部１１の制御、たとえば光源の明るさや消灯位置の調整を行う、あるいは撮像デバイス１２の制御、たとえば露出の調整などを行い、良好な画像を取得するべく制御する。
【００４９】
なお、照明領域制御部の構成は図９の構成に限定されるものではない。
【００５０】
図１０は、本第２の実施形態に係る照明領域制御部を含む照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係の第２例を示す図である。
図１１は、本第２の実施形態に係る照明領域制御部を含む照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係の第３例を示す図である。
【００５１】
図１０に示すように、照明領域制御部２０Ａは、フォーカルプレーンシャッター２１Ａにより構成することも可能である。
あるいは、シャッターに限らず光束の一部分を遮蔽し、かつ遮蔽部が可変できる機構を有していれば良いので、図１１に示すように、液晶パネル２２を用いても良い。
【００５２】
ここまでの例では一部遮蔽された光束で照明し、かつここで得られた間接照明による被写体をハーフミラーを介して撮像する機能を有するものであったが、このような構成では装置の大きさが多少大きくなるおそれがある。
そこで、受光素子（光センサ）を内蔵した表示装置を使ってこの機能を実現することが可能である。
ここでは液晶を用いた受光素子内蔵の表示装置を使用した例について述べる。
【００５３】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る受光素子内蔵型画像表示装置を採用した撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図１３は、本第３の実施形態に係る受光素子内蔵型画像表示装置と被写体との対応関係を示す図である。
【００５４】
本第３の実施形態に係る撮像装置１０Ｂは、図８の構成に加えて、制御部１６Ｂの光源制御機能を含む光源制御部１７と、制御部１６の制御の下、表示信号制御を行う表示信号制御部１８が付加され、さらにシャッター等からなる照明領域制御部２０に代えて、受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０、受光信号処理回路３１、画像生成部３２、およびフレームバッファ３３が設けられている。
なお、本第３の実施形態においては、照明用光源部１１Ｂの光源としては、図１３に示すように、受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０のバックライトモジュール１１２が併用される。
すなわち、受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０は撮像デバイス、照明用光源、照明領域制御部の機能を併せ持つ。
【００５５】
図１４は、本第３の実施形態に係る受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０の構成例を示すブロック図である。
【００５６】
図１４の液晶画像表示装置３０１は、有効表示領域部３０２、垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）３０３、水平駆動回路（ＨＤＲＶ）３０４、および受光制御回路（ＲＣＴＬ）３０５を有している。
【００５７】
有効表示領域部３０２は、複数の画素部３２０が、マトリクス状に配列されている。
各画素部３２０は、並列に配置された表示セル３２１と受光セル３２２とを有する。
【００５８】
各表示セル３２１は、図１５に示すように、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）２１１と、ＴＦＴ２１１のドレイン電極（またはソース電極）に画素電極が接続された液晶セル（ＬＣ）２１２と、ＴＦＴ２１１のドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量（Ｃｓ）２１３とにより構成されている。
これら画素部３２０の表示セル３２１の各々に対して、走査線（ゲート線）３０６−１〜３０６−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され、信号線３０７−１〜３０７−ｎが列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各表示セル３２１のＴＦＴ２１１のゲート電極は、各行単位で同一の走査線（ゲート線）３０６−１〜３０６−ｍにそれぞれ接続されている。また、各表示セル３２１のＴＦＴ２１１のソース電極（または、ドレイン電極）は、各列単位で同一の信号線３０７−１〜３０７−ｎに各々接続されている。
さらに、一般的な液晶表示装置においては、画素保持容量配線３０８−１〜３０８−ｍが独立に配線され、この画素保持容量配線３０８−１〜３０８−ｍと接続電極との間に保持容量２１３が形成されている。
そして、各画素部３２０の表示セル３２１の液晶セル２１２の対向電極および／または保持容量２１３の他方の電極には、コモン配線（共通配線）を通してたとえば所定の直流電圧がコモン電圧ＶＣＯＭとして与えられる。
あるいは、各表示セル３２１の液晶セル２１２の対向電極および保持容量２１３の他方の電極には、たとえば１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性が反転するコモン電圧ＶＣＯＭが与えられる。
【００５９】
各走査線３０６−１〜３０６−ｍは、垂直駆動回路３０３により駆動され、各信号線３０７−１〜３０７−ｎは水平駆動回路３０４により駆動される。
【００６０】
垂直駆動回路３０３は、たとえば表示信号制御部１８による垂直スタート信号ＶＳＴ、垂直クロックＶＣＫ、イネーブル信号ＥＮＢを受けて、１フィールド期間ごとに垂直方向（行方向）に走査して走査線３０６−１〜３０６−ｍに接続された各画素部３２０を行単位で順次選択する処理を行う。
すなわち、垂直駆動回路３０３から走査線３０６−１に対して走査パルスＳＰ１が与えられたときには第１行目の各列の画素が選択され、走査線３０６−２に対して走査パルスＳＰ２が与えられたときには第２行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、走査線３０６−３，…，３０６−ｍに対して走査パルスＳＰ３，…，ＳＰｍが順に与えられる。
【００６１】
水平駆動回路３０４は、たとえば表示信号制御部１８による水平走査の開始を指令する水平スタートパルスＨＳＴ、水平走査の基準となる互いに逆相の水平クロックＨＣＫを受けてサンプリングパルスを生成し、入力される画像データＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各画素部３２０に書き込むベきデータ信号として各信号線３０７−１〜３０７−ｎに供給する。
【００６２】
また、画素部３２０の受光セル３２２の各々に対して、受光素子制御線３０９−１〜３０９−ｍおよび受光信号配線３１０−１〜３１０−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
【００６３】
図１６は、本実施形態に係る受光セルの基本構成例を示す回路図である。
【００６４】
本実施形態の受光セル３２２は、受光素子２２１、リセット用ＴＦＴ２２２、受光信号蓄積容量（Ｃ０）２２３、増幅器２２４、およびノードＮＤ２２１を有している。
受光素子２２１は、ＴＦＴ、ダイオード等により構成される。
【００６５】
受光素子２２１は電源電位ＶＤＤとノードＮＤ２２１との間に接続されている。ＴＦＴ２２２は、たとえばｎチャネルトランジスタにより形成され、そのソースが基準電位ＶＳＳ（たとえばグランドＧＮＤ）に接続され、ドレインがノードＮＤ２２１に接続されている。そして、リセット用ＴＦＴ２２２のゲート電極が対応する行に配線された受光素子制御線９に接続されている。
また、受光信号蓄積容量２２３がノードＮＤ２２１と基準電位ＶＳＳとの間に接続されている。
増幅器２２４の入力がノードＮＤ２２１（容量２２３との接続点）に接続され、出力が受光信号配線３１０に接続されている。
【００６６】
受光素子制御線３０９は受光制御回路３０５に接続され、受信信号配線３１０は受光信号処理回路３１に接続されている。
受光制御回路３０５は、所定のタイミングでリセットパルスを受光素子制御線３０９−１〜９−ｍに印加する。
これにより、各受光セル３２２のリセット用ＴＦＴ２２２が一定期間オンし、ノードＮＤ２２１がリセットされる。換言すれば、受光セル３２２は、たとえばノードＮＤ２２１に接続された受光信号蓄積容量の電荷が放電されて、ノードＮＤ２２１の電位が基準電位にセットされ、受光セル３２２が初期の状態となる。
この状態で受光素子２２１が所定の光量を受光すると、受光素子２２１が導通し、ノードＮＤ２２１の電位が上昇し、受光信号蓄積容量２２３に電荷が蓄積される。これが電気信号として増幅器２２４で増幅され、受光信号として受光信号配線３１０に出力される。
受光信号配線３１０を伝搬された受光信号は受光信号処理回路３１に入力される。
受光信号処理回路３１は、入力した受光信号に応答した所定の機能制御を行って画像生成部３２に出力する。
【００６７】
そして、図１３に示すように、ＴＦＴ基板３３１と対向基板３３２との間に液晶層３３３が封入されている。また、たとえばＴＦＴ基板３３１の底面側にバックライト１１２が配置されている。
また、このＴＦＴ基板３３１の底面には偏光フィルタ３３４が形成され、対向基板３３２５の前面（光入射面）に偏光フィルタ３３５が形成されている。
第３の実施形態においては、照明用光源は、画像表示装置のバックライト１１２により共用される。
【００６８】
このような構成において、有効表示領域部３０２（液晶パネル）によって部分的に光が透過され、被写体に光が照射される。
ここで光が透過してこなかった部分に関しては被写体表面には光が当たらず、周りの照射光が被写体内で散乱して内部から照明されることになる。
直接照射された面での反射光および内部から照明された部分の透過光は再び液晶パネルに向かう。
この光は液晶の偏光状態によらずＴＦＴ基板３３１に形成された受光セル３２２に到達し、ここで受光信号となる。
この受光セル３２２の受光信号を読み出すことで被写体からの光を撮影することができる。
【００６９】
ここで、図１２の構成の動作を説明する。
【００７０】
制御部１６Ｂは光源制御部１７を通して照明用光源部１１たとえばバックライトモジュール１１２などを制御する。
次に、制御部１６Ｂは、表示信号制御部１８を通して受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０の表示セル３２１を駆動し、光を照射する部分と照射しない部分を決定する。
被写体ＯＢＪを照射した光は再び受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０に戻ってくるのでこの光を受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０内の受光セル３２２（光センサ）で受光信号に変換する。
受光信号は受光信号処理回路３１で受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０の外部に出力され、画像生成部３２で画像に構成される。この画像データは画像合成部１３に送られ、照明用光源の状態に合わせて切り出され、複数の画像が合成される。
合成された画像を画像判定部１５にて判定し、良好な画像が得られていればこれを出力する。また、画像判定部１５で、良好でないと判断された場合は、制御部１６Ｂが照明用光源部１１の制御、たとえば光源の明るさや消灯位置の調整を行う、あるいは撮像デバイス１２の制御、たとえば露出の調整などを行い、良好な画像を取得するべく制御する。
【００７１】
このように、いわゆる液晶パネルを用いて光を選択的に遮蔽することにより、照明光を遮蔽する大きさを可変できる。
また、照明光を透過させる部分の透過率を可変することにより照明光量を調節できる。
また、光源の光強度を可変することにより、照明光量を調節できる。
このため、被写体の状態にあわせて照明光の光量や、遮蔽する部分すなわち内部散乱による透過照明部分の大きさを任意に変えて最適な撮影条件を容易に作り出すことができる。こうし制御は撮像され、合成された画像を基に行うこともできる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像装置１０は、基本的に、被写体ＯＢＪを部分的に照明光で照明し、撮像デバイス１２で撮影を行う。さらにこれらの照明の照射位置を順次変更（移動）させて撮像された複数の画像を画像合成部１３で合成して一枚の画像を得、より具体的には指静脈撮像を行う装置として構成されており、指の腹側に複数の切り替えられる照明用光源部１１を有し、間隔をあけて指の腹を照明し、その照明の間隔において照射された指を撮像デバイス１２で撮像し、照明位置を徐々にずらしながら撮像を継続し、得られた複数の画像を画像合成部１３で合成することで指静脈を始めとする画像を取得することから以下の効果を得ることができる。
【００７３】
照明の照射位置を変えて被写体を照明することで従来難しかった撮影側からの照射による間接照明が被写体の全域にわたって可能になる。
このため、撮像デバイス側に光源を配置することができるので装置の外形が小さくできる。特に装置の外側を平坦に設計することが可能になる。
また、被写体を動かさずに被写体全域の間接照明画像が取得できる。
【００７４】
さらに、図１３に示すように受光素子内蔵型画像表示装置を用いれば装置全体を極めて薄くすることが可能になると共に、機構部品点数が削減できるので小型化、軽量化が可能になる。
【００７５】
なお、上記第３の実施形態においては、各表示セルの表示エレメント（電気光学素子）として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明したが、液晶表示装置への適用に限られるものではなく、各画素の表示エレメントとしてエレクトロルミネッセンス（ＥＬ:electro-luminescence）素子を用いたアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ＦＥＤなどの各種表示装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】特許文献１に開示された照明光源に赤外ＬＥＤを使用し、指の背側から照明光を照射し指の腹側から撮影を行うことで静脈撮像を行なう例を模式的に示す図である。
【図２】特許文献３に開示された照明光源に赤外ＬＥＤを使用し指の腹側から撮影を行うことで静脈撮像を行なう例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本第１の実施形態に係る照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係を示す図である。
【図５】ＬＥＤからなる光源を順次消灯していく様子を示す図である。
【図６】複数の照明用光源を同時に消灯する第１例を示す図である。
【図７】複数の照明用光源を同時に消灯する第２例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】本実施形態に係る照明領域制御部を含む照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係の第１例を示す図である。
【図１０】本第２の実施形態に係る照明領域制御部を含む照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係の第２例を示す図である。
【図１１】本第２の実施形態に係る照明領域制御部を含む照明用光源および撮像デバイスと被写体との関係の第３例を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る受光素子内蔵型画像表示装置を採用した撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本第３の実施形態に係る受光素子内蔵型画像表示装置と被写体との対応関係を示す図である。
【図１４】本第３の実施形態に係る受光素子内蔵型液晶画像表示装置３０の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４の液晶画像表示装置における有効表示領域の構成例を示す図である。
【図１６】受光セルの基本構成例を示す図である。
【００７７】
１０・・・撮像装置、１１・・・照明用光源部、Ｌ１〜Ｌ６・・・光源、ＨＭＲ・・・ハーフミラー、１１１・・・光源、１１２・・・バックライト、１２・・・撮像デバイス、１３・・・画像合成部、１４・・・フレームバッファ、１５・・・画像判定部、１６・・・制御部、２０，２０Ａ〜２０Ｃ・・・照明領域制御部、３０・・・受光素子内蔵型液晶画像表示装置、３２１・・・表示セル、３２２・・・受光セル。
【図３】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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