(57)【要約】【課題】  装置の薄型化を図りつつ、高精度な生体認証を実現すること。【解決手段】  生体部位１００に対する光照射に基づいて生体部位１００の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、生体部位１００に照射されるべき光を出射する光源と、複数の画素が２次元状に配置された撮像素子１と、撮像素子１上に配置されると共に、光源寄りの位置にある第１領域Ｒ８０における光透過率が第１領域Ｒ８０と比較して光源からより離れた位置にある第２領域Ｒ９０の光透過率よりも低い調光部材７０と、を備える。【選択図】  図４
2009100898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記生体部位に照射されるべき光を出射する光源と、
複数の画素が１次元又は２次元状に配置された撮像素子と、
前記撮像素子上に配置されると共に、前記光源寄りの位置にある第１領域における光透過率が当該第１領域と比較して前記光源からより離れた位置にある第２領域の光透過率よりも低い調光部材と、
を備える、生体情報取得装置。
【請求項２】
前記調光部材は、板状の減光フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
【請求項３】
前記調光部材は、
液晶層と、
所定の電圧に設定される複数の単位電極を上部電極又は下部電極として前記液晶層を挟持する一対の電極層と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
【請求項４】
前記第１領域及び前記第２領域は、複数の前記単位電極のいずれかの形成範囲に対応することを特徴とする請求項３に記載の生体情報取得装置。
【請求項５】
前記第１領域に対応する前記単位電極に対する印加電圧値は、前記第２領域に対応する前記単位電極に対する印加電圧値とは異なることを特徴とする請求項４に記載の生体情報取得装置。
【請求項６】
所定の波長帯域の光を選択的に透過させるフィルタ部材を更に備え、
前記調光部材は、前記フィルタ部材に貼りあわされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項７】
生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記生体部位に照射されるべき光を出射する半導体光素子と、
光入射面及び前記光出射面を有し、前記半導体光素子の出射光を前記光入射面から前記光出射面に案内するライトガイドと、
複数の画素が２次元状に配置された撮像素子と、
前記撮像素子上に配置されると共に、前記光源寄りの位置にある第１領域における光透過率が当該第１領域と比較して前記光源からより離れた位置にある第２領域の光透過率よりも低い調光部材と、
を備える、生体情報取得装置。
【請求項８】
少なくとも前記ライトガイドが載置される遮光部材と、を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の生体情報取得装置。
【請求項９】
前記遮光板の一端は、前記ライトガイドの前記光出射面よりも突出していることを特徴とする請求項７又は８に記載の生体情報取得装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の生体情報取得装置を含む移動体通信端末。
【請求項１１】
生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記生体部位に照射されるべき光を出射する光源と、
前記生体部位からの透過光又は反射光が入力する表面領域と、
前記表面領域を介して入力する光を受光する複数の画素が配置された撮像素子と、
少なくとも前記表面領域の一部に配置され、前記撮像素子の前記画素への入射光量を低下させる調光部材と、
を備える生体情報取得装置。
【請求項１２】
生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記生体部位に照射されるべき光を出射する光源と、
複数の画素が配置された主面を有する撮像素子と、
前記撮像素子上に配置され、複数の前記画素への入力光を前記主面上の面内の少なくとも一部で減光する調光部材と、
を備える生体情報取得装置。
【請求項１３】
前記撮像素子は、複数の前記画素が配置された第１及び第２領域を有し、
前記調光部材は、少なくとも、前記第２領域よりも前記光源寄りに位置する前記第１領域上に配置される、生体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報取得装置、及び移動体通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体認証に関する技術開発の進展が著しい。なお、生体認証とは、検査対象の個体から取得した生体情報が、あらかじめ設定された生体情報に等しいかどうかという判定に基づいて、ある個体を他の個体から識別する技術である。例えば、ヒトの瞳の虹彩に基づいて個体を特定する方法、ヒトの指等の静脈パターンに基づいて個体を特定する方法、及び指の指紋パターンに基づいて個体を特定する方法が挙げられる。なかでも、ヒトの指等の静脈パターンを利用したものは、パターンデータの偽装が困難であり、高いセキュリティーを確保することができる。
【０００３】
特許文献１には、生体認証に用いられる撮像装置が開示されている。この撮像装置では、光源（１００）、支持台（３００）、画像認証部（２００）を積層させることで、撮像装置の小型化を図っている。
【特許文献１】特開２００１−１１９００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
生体認証に用いられる生体情報取得装置を薄型化するためには、撮像素子近傍に光源を配置する必要が生じる。この場合、光源からの出射光の一部は、撮像素子の画素に直接入力するおそれがある。また、光源からの出射光の一部は、生体部位の表面における反射によって直接的に撮像素子の画素に入力するおそれもある。そして、撮像素子の画素が部分的に飽和することを招来してしまう。飽和した画素の出力は生体認証に活用することができない。従って、認証に活用できない画素数に応じて、生体認証の精度が劣化してしまう。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、装置の薄型化を図りつつ、高精度な生体認証を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る生体情報取得装置は、生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体部位に照射されるべき光を出射する光源と、複数の画素が１次元又は２次元状に配置された撮像素子と、前記撮像素子上に配置されると共に、前記光源寄りの位置にある第１領域における光透過率が当該第１領域と比較して前記光源からより離れた位置にある第２領域の光透過率よりも低い調光部材と、を備える。
【０００７】
所定の光透過率分布を有する調光部材を撮像素子の主面上に配置する。これによって、光源寄りの画素が光源からの出射光によって飽和することが抑制される。このように撮像素子の有効画素領域を拡大させることで、生体情報取得装置の薄型化を図りつつ、より高精度な認証を実現することができる。
【０００８】
前記調光部材は、板状の減光フィルタである、と良い。所定の光透過率分布を有する減光フィルタを撮像素子上に配置するだけで調光部材を実現できる。
【０００９】
前記調光部材は、液晶層と、所定の電圧に設定される複数の単位電極を上部電極又は下部電極として前記液晶層を挟持する一対の電極層と、を備える、と良い。液晶技術を活用して高性能な調光部材を実現できる。
【００１０】
前記第１領域及び前記第２領域は、複数の前記単位電極のいずれかの形成範囲に対応する、と良い。
【００１１】
前記第１領域に対応する前記単位電極に対する印加電圧値は、前記第２領域に対応する前記単位電極に対する印加電圧値とは異なる、と良い。
【００１２】
所定の波長帯域の光を選択的に透過させるフィルタ部材を更に備え、前記調光部材は、前記フィルタ部材に貼りあわされる、と良い。調光部材の追加に伴って製造が煩雑になることが抑制される。
【００１３】
本発明に係る生体情報取得装置は、生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体部位に照射されるべき光を出射する半導体光素子と、光入射面及び前記光出射面を有し、前記半導体光素子の出射光を前記光入射面から前記光出射面に案内するライトガイドと、複数の画素が２次元状に配置された撮像素子と、前記撮像素子上に配置されると共に、前記光源寄りの位置にある第１領域における光透過率が当該第１領域と比較して前記光源からより離れた位置にある第２領域の光透過率よりも低い調光部材と、を備える。
【００１４】
少なくとも前記ライトガイドが載置される遮光部材と、を更に備える、と良い。遮光部材によってノイズ成分の光が画素に入力されることが抑制される。
【００１５】
前記遮光板の一端は、前記ライトガイドの前記光出射面よりも突出している、と良い。画素へのノイズ成分の入射を効果的に抑制できる。
【００１６】
本発明に係る生体情報取得装置は、生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体部位に照射されるべき光を出射する光源と、前記生体部位からの透過光又は反射光が入力する表面領域と、前記表面領域を介して入力する光を受光する複数の画素が配置された撮像素子と、少なくとも前記表面領域の一部に配置され、前記撮像素子の前記画素への入射光量を低下させる調光部材と、を備える。
【００１７】
本発明に係る生体情報取得装置は、生体部位に対する光照射に基づいて前記生体部位の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、前記生体部位に照射されるべき光を出射する光源と、複数の画素が配置された主面を有する撮像素子と、前記撮像素子上に配置され、複数の前記画素への入力光を前記主面上の面内の少なくとも一部で減光する調光部材と、を備える。
【００１８】
前記撮像素子は、複数の前記画素が配置された第１及び第２領域を有し、前記調光部材は、少なくとも、前記第２領域よりも前記光源寄りに位置する前記第１領域上に配置される、と良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、装置の薄型化を図りつつ、高精度な生体認証を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
図１乃至図９を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、生体情報取得デバイスＤ１の概略的な斜視図である。図２は、生体情報取得デバイスＤ１の上面構成を示す概略的な模式図である。図３及び４は、図２のＸ−Ｘ間の生体情報取得デバイスＤ１の断面構成を示す概略的な模式図である。図５は、撮像素子の上面構成を説明するための概略的な模式図である。図６は、ライトガイドの構成及び機能の説明図である。図７は、ライトガイドに設定される区分を示す説明図である。図８は、生体情報取得モジュールＭ１の概略的な斜視図である。図９は、生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に、生体情報取得デバイスＤ１の概略的な斜視図を示す。図１に示すように、生体情報取得デバイスＤ１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）センサー（撮像素子）１、フィルタ部材７０（調光部材）、光照射デバイス（第１光照射デバイス）ＬＥａ、光照射デバイス（第２光照射デバイス）ＬＥｂ、を備える。なお、生体情報取得デバイスＤ１は、携帯電話（移動通信端末）に組み込まれる部品であるものとする。この点は、後述の第５の実施形態と同様である。
【００２３】
光照射デバイスＬＥａは、生体情報取得デバイスＤ１の表面領域Ｒ１上に載せられる指（図３で図示する）に向けて検査光を出射する。光照射デバイスＬＥｂも同様である。なお、検査光は、近赤外領域の波長（波長：６００ｎｍ〜１０００ｎｍ）の光である。ここでは、検査光の波長は、７６０ｎｍ又は８７０ｎｍである。検査光は、指内における反射や散乱を受ける。指内を透過した光は、フィルタ部材７０を介して、ＴＦＴセンサー１の各画素に入力され、各画素において受光（光電変換）される。
【００２４】
指内の静脈で検査光は吸収されるため、ＴＦＴセンサー１から出力される画像には、検査されたヒトの静脈パターン（生体情報）が現れる。ＴＦＴセンサー１で取得された画像（画像情報）を利用して生体認証が実行される。
【００２５】
ＴＦＴセンサー１は、パッケージされている撮像素子である。なお、ＴＦＴセンサー１は、絶縁基板上に、各画素に対応すべき部分に半導体層が積層されることにより形成される撮像素子である。ＴＦＴセンサー１は、いわゆる半導体基板を用いないため、製造コストの面で利点がある。
【００２６】
フィルタ部材７０は、所定の光透過率分布の減光フィルタ（ND(Neutral Density)フィルタ）である。フィルタ部材７０は、板状の光学部材であって、ＴＦＴセンサー１上に配置される。フィルタ部材７０は、後述するように、光源寄りの位置にある領域（第１領域）における光透過率は、その領域と比較して光源からより離れた位置にある領域（第２領域）の光透過率よりも低い。これによって、光源寄りの画素が光源からの出射光によって飽和することが抑制され、有効画素領域が拡大される。そして、生体情報取得装置の薄型化を促進しつつ、より高精度な認証が実現される。この点は、後述の説明から明らかになる。
【００２７】
なお、フィルタ部材７０の配置態様は任意である。フィルタ部材７０を画素の飽和が生じやすい部分に対応して配置しても良い。例えば、第１のフィルタ部材を光照射デバイスＬＥａの下層に配置し、第２のフィルタ部材を光照射デバイスＬＥｂの下層に配置しても良い。但し、この場合には、第１のフィルタ部材の先端は、後述の遮光板２ａの先端から内側へ突出する。同様に、第２のフィルタ部材の先端は、後述の遮光板２ｂの先端から内側へ突出する。第１のフィルタ部材と第２のフィルタ部材との間には空隙が形成され、その領域にて光が減光されることはない。
【００２８】
フィルタ部材７０の上面は、表面領域Ｒ１に一致する。表面領域Ｒ１は、表面領域Ｒ１上に載置される指（生体部位）内を透過した検査光が入力される。
【００２９】
光照射デバイスＬＥａ及び光照射デバイスＬＥｂは、フィルタ部材７０の上面に配置されている。光照射デバイスＬＥａと光照射デバイスＬＥｂとは、表面領域Ｒ１を挟んで、互いに対向して配置されている。
【００３０】
光照射デバイスＬＥａは、遮光板（遮光部材）２ａ、ライトガイド３ａ、発光ダイオード（発光部）４ａ、及び発光ダイオード５ａを有する。
【００３１】
遮光板２ａは、金属材料から構成された板状部材である。遮光板２ａの上には、ライトガイド３ａ、発光ダイオード４ａ、及び発光ダイオード５ａが載置される。ライトガイド３ａは、板状の部材である。ライトガイド３ａの側面には、発光ダイオード４ａ及び発光ダイオード５ａが取り付けられる。
【００３２】
光照射デバイスＬＥｂの構成は、光照射デバイスＬＥａの構成と略等しい。つまり、遮光板２ｂは遮光板２ａに対応し、ライトガイド３ｂはライトガイド３ａに対応し、発光ダイオード４ｂは発光ダイオード４ａに対応し、発光ダイオード５ｂは発光ダイオード５ａに対応する。
【００３３】
図２に、生体情報取得デバイスＤ１の概略的な上面構成を示す。図２に示すように、光照射デバイスＬＥａと光照射デバイスＬＥｂとは、表面領域Ｒ１を挟んで対向配置されている。
【００３４】
図２に示すように、光照射デバイスＬＥａは、ライトガイド３ａ、発光ダイオード４ａ、及び発光ダイオード５ａを遮光板２ａ上に有する。
【００３５】
ライトガイド３ａは、上面視形状が五辺形状の板状部材である。また、ライトガイド３ａは、検査光に対して実質的に透明な部材（透過率９０％以上、ここでは透過率９９％）である。例えば、ライトガイド３は、アクリル等の樹脂材料から構成される。
【００３６】
ライトガイド３ａは、光出射面３ａ１、光入射面３ａ２、光反射面３ａ３、光反射面３ａ４、及び光入射面３ａ５を側面に有する。光入射面３ａ２及び光入射面３ａ５は、ｘ軸を長手方向として、ｘ軸に沿って延びる平坦な面である。光入射面３ａ２には、発光ダイオード５ａが接着剤１１を介して取り付けられる。光入射面３ａ５には、発光ダイオード４ａが接着剤１１を介して取り付けられる。換言すると、光入射面３ａ２には発光ダイオード５ａが接着剤１１を介して光結合され、光入射面３ａ５には発光ダイオード４ａが接着剤１１を介して光結合される。
【００３７】
なお、接着剤１１は、検査光に対して高い透過率を有し、検査光に対して実質的に透明である。従って、光入射面と発光ダイオードとの間で、良好な光結合を確保することができる。また、発光ダイオード４ａ、５ａは、モノリシックのベアチップがパッケージされた素子である。発光ダイオード４ａ、５ａは、電流が流れることにより近赤外領域の光（７６０ｎｍ又は８７０ｎｍの光）を発光する。
【００３８】
光出射面３ａ１は、表面領域Ｒ１上に載せられる指（図３で図示する）に臨む。光出射面３ａ１は、ｚ軸を長手方向としてｚ軸に沿って延びる平坦な面である。光反射面３ａ３及び光反射面３ａ４は、光出射面３ａ１に対向する側面である。光反射面３ａ３及び光反射面３ａ４も、ｚ軸を長手方向としてｚ軸に沿って延びる面である。光反射面３ａ３は、光入射面３ａ２からｚ軸に沿って延びるに従って、光出射面３ａ１から離れる。光反射面３ａ４は、光入射面３ａ５からｚ軸に沿って延びるに従って、光出射面３ａ１から離れる。
【００３９】
光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの構成は、光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの構成と略等しい。すなわち、光出射面３ｂ１が光出射面３ａ１に対応し、光入射面３ｂ２が光入射面３ａ２に対応し、光反射面３ｂ３が光反射面３ａ３に対応し、光反射面３ｂ４が光反射面３ａ４に対応し、光入射面３ｂ５が光入射面３ａ５に対応する。
【００４０】
光照射デバイスＬＥａの機能について説明する。発光ダイオード４ａから出射された検査光は、接着剤１１を介して、ライトガイド３ａの光入射面３ａ５に入射され、コア層７ａ（図３参照）に閉じ込められた状態で、ｚ軸に沿ってライトガイド３ａ内を伝播する。光入射面３ａ５に入射された検査光は、後述の光反射面３ａ３で反射され、光出射面３ａ１に案内される。
【００４１】
発光ダイオード５ａから出射された検査光は、接着剤１１を介して、ライトガイド３ａの光入射面３ａ２に入射され、ライトガイド３ａのコア層７ａ（図３参照）に閉じ込められた状態で、ｚ軸に沿ってライトガイド３ａ内を伝播する。光入射面３ａ２に入射された検査光は、後述の光反射面３ａ４で反射されて、光出射面３ａ１に案内される。
【００４２】
本実施形態においては、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１のコア層７ａからは、光出射面３ａ１の長手方向に沿って実質的に一定な強度の検査光が出射される。換言すると、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１のコア層７ａからは、ｚ軸（ライトガイドを構成する層の積層方向（積層体の積層方向）に直交する軸）に沿って実質的に一定な強度の検査光が出射される。なお、実質的に一定な強度の検査光が出射される光出射面３ａ１の範囲（所定領域）は、光出射面３ａ１の幅と略等しい。光出射面３ａ１の長手方向に沿って実質的に一定な強度の検査光が出射される点（特にそのメカニズム）については、図６を用いて後述する。
【００４３】
なお、ここでいう実質的に一定な強度とは、多少の幅を持っていてもよいことを意味する。つまり、ある区分（単位領域）からの光の強度が、他の区分（単位領域）からの光の強度のうち最大の強度の７割以上の強度（より好ましくは８割以上の強度）である場合に実質的に一定な強度であるものとする。単に一定な強度という場合にも、ある区分からの光の強度が、他の区分からの光の強度のうち最大の強度の７割以上の強度（より好ましくは８割以上の強度）である場合をいうものとする。なお、ある区分の面積と他の区分の面積とは実質的に等しいものとする。
【００４４】
光照射デバイスＬＥｂの機能は、光照射デバイスＬＥａの機能と同様である。すなわち、発光ダイオード４ｂが発光ダイオード４ａに対応し、光入射面３ｂ５が光入射面３ａ５に対応し、光出射面３ｂ１が光出射面３ａ１に対応し、光反射面３ｂ３が光反射面３ａ３に対応する。また、発光ダイオード５ｂが発光ダイオード５ａに対応し、光入射面３ｂ２が光入射面３ａ２に対応し、光出射面３ｂ１が光出射面３ａ１に対応し、光反射面３ｂ４が光反射面３ａ４に対応する。
【００４５】
図３に、図２のＸ−Ｘ間の生体情報取得デバイスＤ１の断面図を示す。図３に示すように、フィルタ部材７０の上面には、光照射デバイスＬＥａ及びＬＥｂが配置されている。
【００４６】
光照射デバイスＬＥａは、遮光板２ａの上にライトガイド３ａを有する。ライトガイド３ａは、ｙ軸に沿って、クラッド層（第１クラッド層）６ａ、コア層７ａ、クラッド層（第２クラッド層）８ａが積層された積層体として構成される。クラッド層６ａとクラッド層８ａの屈折率は等しい。クラッド層６ａ及びクラッド層８ａの屈折率は、ともにコア層７ａよりも低い。よって、コア層7ａ内に効果的に検査光を閉じ込めることができる。
【００４７】
図３に示すように、光出射面３ａ１は、ヒトの指１００に対する物理的なストレスを緩和するためにテーパー状にカットされている。換言すると、ライトガイド３ａの表面領域Ｒ１側の端部には、表面領域Ｒ１に向かって、その上面からその下面に傾斜する面（表面領域Ｒ１上に載せられる指１００に望む面）が設けられている。つまり、ライトガイド３ａは、表面領域Ｒ１に近づくにつれて厚み（ｙ軸に沿う幅）が薄くなる先細りの端部を有する。テーパー状にカットされた端部に応じて、ライトガイド３ａの上面はライトガイド３ｂの下面よりも狭い。
【００４８】
遮光板２ａは、上述のように、金属材料から構成された板状部材である。遮光板２ａは、発光ダイオード４ａ、５ａから出射される検査光に対して不透明である。遮光板２ａは、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１よりも表面領域Ｒ１側に突出している部分を有する。ここでは、図３に示すように、遮光板２ａは、幅Ｗ３分だけ光出射面３ａ１より表面領域Ｒ１側（表面領域Ｒ１上に載置される指（生体部位）側）に突出している部分を有する。このように突出した部分を遮光板２ａが有することにより、光出射面３ａ１から表面領域Ｒ１に向けて出射された検査光の一部は、遮光板２ａにて反射又は吸収される。換言すると、光出射面３ａ１から出射された検査光の一部が遮光板２ａの突出部に直接照射されるように遮光部２ａは配置される。このように配置された遮光板２ａによって、光出射面３ａ１から表面領域Ｒ１に検査光が直接入射されることが抑制される。従って、ＴＦＴセンサー１の画素が飽和することが抑制され、ＴＦＴセンサー１の画素配置領域を拡大させることができる。また、複雑な画像処理技術を活用することなく、より良質な画像を取得することもできる。なお、遮光板２ａも、ライトガイド３ａと同様に先細りの構成としてもよい。
【００４９】
なお、光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの構成は、光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの構成と略等しい。すなわち、クラッド層６ｂはクラッド層６ａに対応し、コア層７ｂはコア層７ａに対応し、クラッド層８ｂはクラッド層８ａに対応する。また、光照射デバイスＬＥｂの遮光板２ｂは、光照射デバイスＬＥａの遮光板２ａの構成と等しい。但し、遮光板２ｂは、幅Ｗ４分だけ光出射面３ｂ１から表面領域Ｒ１側に突出している部分を有する。尚、ここでは、幅Ｗ３と幅Ｗ４は実質的に等しい。なお、クラッド層８ａ、８ｂは、空気層で代用されても良い。
【００５０】
図３に模式的に示すように、光照射デバイスＬＥａの光出射面３ａ１のコア層７ａ部分から出射された検査光は、ヒトの指１００の静脈１０１に吸収される。また、光照射デバイスＬＥｂの光出射面３ｂ１のコア層７ｂ部分から出射された検査光は、ヒトの指１００の内部で反射され、表面領域Ｒ１に入射する。なお、図３の模式図からも明らかなように、光出射面３ａ１は、ヒトの指１００の側面に対向して配置される。
【００５１】
このようにして、生体情報取得デバイスＤ１は、検査光を観察対象物としてのヒトの指１００に照射する。指１００で反射され、表面領域Ｒ１に入射された検査光は、後述のようにフィルタ部材７０で光強度が調整されたうえで、ＴＦＴセンサー１の各画素で受光される。
【００５２】
図４を参照して、フィルタ部材７０の調光機能について説明する。図４に模式的に示すように、フィルタ部材７０の光透過率分布は、光源から離間するに従って光透過率が高くなる。フィルタ部材７０の光透過率は、光照射デバイスＬＥａから遠ざかるにつれて高くなる。フィルタ部材７０の光透過率は、光照射デバイスＬＥａから遠ざかるにつれて高くなる。フィルタ部材７０の光透過率は、光照射デバイスＬＥａと光照射デバイスＬＥｂの中間の位置で最も高い。
【００５３】
領域（第１領域）Ｒ８０における光透過率は、領域（第２領域）Ｒ９０における光透過率よりも低い。なお、領域Ｒ８０は、光照射デバイスＬＥａの遮光板２ａの側面付近の領域である。領域Ｒ９０は、光照射デバイスＬＥａと光照射デバイスＬＥｂの中間付近の領域である。
【００５４】
フィルタ部材７０をＴＦＴセンサー１上に配置することで、ＴＦＴセンサー１の光源寄りの画素が飽和することが効果的に抑制される。換言すると、ＴＦＴセンサー１の有効画素領域を拡大させることができる。これによって装置の薄型化を図りつつ、高精度な生体認証を実現することができる。なお、フィルタ部材７０は、ＴＦＴセンサー１上に載置すれば良いだけであり、製造上の不都合はない。
【００５５】
ＴＦＴセンサー１は、上述のように、絶縁基板上に、各画素に対応して半導体層が積層されることにより形成される撮像素子である。ＴＦＴセンサー１は、図５に示すように、複数の画素ＰＸが二次元状に配置される画素形成領域を有する。なお、各画素は、光トランジスタとしてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）により構成されている。画素形成領域は、表面領域Ｒ１に対応する領域に設けられている。なお、ＴＦＴセンサー１は、領域Ｒ８０に対応して複数の画素を有する。ＴＦＴセンサー１は、領域Ｒ９０に対応して複数の画素を有する。ＴＦＴセンサー１の領域Ｒ８０に対応する領域には、フィルタ部材７０の領域Ｒ８０により減光された光が入力される。ＴＦＴセンサー１の領域９０に対応する領域には、フィルタ部材７０の領域Ｒ９０により減光された光が入力される。なお、フィルタ部材７０の領域Ｒ８０における減光作用は、フィルタ部材７０の領域Ｒ９０における減光作用よりも強い。
【００５６】
指内で反射された検査光がＴＦＴセンサー１の画素ＰＸに入射すると、画素ＰＸには検査光の強度に応じた電荷が生じる。そして、生成された電荷に応じた値の信号がＴＦＴセンサー１から出力され、この出力信号に基づいて画像が再構成される。その後、後続の演算処理装置における処理結果に基づいて、観察されたヒトがあらかじめ設定された特定のヒトであるのかが判断される。
【００５７】
図６に、ライトガイド３ａの構成及び機能の説明図を示す。なお、ライトガイド３ｂの構成は、ライトガイド３ａの構成に対応する。ここでは、ライトガイド３ｂの機能についての説明は省略する。尚、図６は、もっぱら説明の便宜上の説明図である。
【００５８】
図６（ａ）に模式的に示すように、本実施形態にかかるライトガイド３ａの光反射面３ａ３には、複数の反射面９が形成されている。複数の反射面９は、光反射面３ａ３の長手方向に沿って連続的に配置されている。また、ここでは、ライトガイド３ａの光反射面３ａ３に、ｙ軸（ライトガイドを構成する層の積層方向に一致する軸）に沿って延びる複数の溝１０が設けられている。この溝１０により光反射面３ａ３には、複数の反射面９が配置される。なお、溝１０も、反射面９と同様に、光反射面３ａ３の長手方向に沿って連続的に配置されている。
【００５９】
反射面９は、光入射面３ａ５に対向するとともに、光出射面３ａ１に対向する。反射面９は、発光ダイオード４ａからの検査光が全反射するように配置される。換言すると、発光ダイオード４ａから反射面９に入射する検査光の入射角度が、反射面９における臨界角以上となるように、反射面９は設けられる。反射面９は、検査光を全反射することにより、光入射面３ａ５から光出射面３ａ１に検査光を案内する。光入射面から光出射面に至る光路に介在する光反射面において、検査光が全反射されるように設定することにより、検査光の利用効率を高めることができる。そして、生体情報取得デバイスＤ１の消費電力を低減させることもできる。
【００６０】
図６（ａ）に模式的に示すように、光入射面３ａ５に入射された検査光は、光出射面３ａ１の出射端Ｐと出射端Ｑとの間に案内される。すなわち、発光ダイオード４ａから出射された検査光は光路Ｐａｔｈ１を進行する。そして、光反射面３ａ３の反射面９にて全反射される。そして、光出射面３ａ１の出射端Ｑにまで案内される。また、発光ダイオード４ａから出射された検査光は、光路Ｐａｔｈ２を進行する。そして、光出射面３ａ１にて全反射される。そして、光反射面３ａ３の反射面９にて再び全反射される。そして、光出射面３ａ１の出射端Ｐにまで案内される。
【００６１】
このように、光反射面３ａ３に設けられた複数の反射面９により、光入射面３ａ５に入射された検査光は光出射面３ａ１に案内される。そして、光出射面３ａ１における出射端Ｐから出射端Ｑの間の領域で、出射される検査光は、実質的に一定な強度に設定される。これは、出射端Ｐから出射端Ｑとの間で出射される検査光の強度が、出射端Ｐから出射端Ｑとの間で実質的に一定となるように、光反射面３ａ３に含まれる反射面９は配置されているからである。なお、発光ダイオード４ａから出射される光の強度分布（発光ダイオードの特性）に応じて、光反射面３ａ３を、光入射面３ａ２から光反射面３ａ４に向けて外側に膨らむ円弧状に形成しても良い。つまり、発光ダイオードの特性に応じて、光反射面３ａ３に含まれる反射面の配置位置は適宜設定される。図６（ａ）に示されているものは一例にすぎない。
【００６２】
図６（ｂ）に模式的に示すように、本実施形態にかかるライトガイド３ａの光反射面３ａ４には、複数の反射面９が形成されている。ここでも、複数の反射面９は、光反射面３ａ４の長手方向に沿って連続的に配置されている。また、溝１０も、光反射面３ａ４の長手方向に沿って連続的に配置されている。反射面９は、発光ダイオード５ａからの検査光が全反射するように設けられる。反射面９は、検査光を全反射することにより、光入射面３ａ２から光出射面３ａ１に検査光を案内する。
【００６３】
図６（ｂ）に模式的に示すように、光入射面３ａ２に入射された検査光は、光出射面３ａ１の出射端Ｑと出射端Ｒとの間に案内される。すなわち、発光ダイオード５ａから出射された検査光は光路Ｐａｔｈ３を進行する。そして、光反射面３ａ４の反射面９にて全反射される。そして、光出射面３ａ１の出射端Ｑにまで案内される。また、発光ダイオード５ａから出射された検査光は、光路Ｐａｔｈ４を進行する。そして、光出射面３ａ１にて全反射される。そして、光反射面３ａ３の反射面９にて再び全反射される。そして、光出射面３ａ１の出射端Ｒにまで案内される。
【００６４】
このように、光反射面３ａ３に設けられた複数の反射面９により、光入射面３ａ５に入射された検査光は光出射面３ａ１に案内される。そして、光出射面３ａ１における出射端Ｑから出射端Ｒの間の領域で、出射される検査光は、実質的に一定な強度に設定される。これは、出射端Ｑから出射端Ｒとの間で出射される検査光の強度が、出射端Ｑから出射端Ｒとの間で実質的に一定となるように、光反射面３ａ４に含まれる反射面９が配置されているからである。なお、発光ダイオード５ａから出射される光の強度分布（発光ダイオードの特性）に応じて、光反射面３ａ４を、光入射面３ａ５から光反射面３ａ３に向けて外側に膨らむ円弧状に形成しても良い。つまり、発光ダイオードの特性に応じて、光反射面３ａ５に含まれる反射面の配置位置は適宜設定される。
【００６５】
なお、出射される検査光を出射端Ｑと出射端Ｒとの間で実質的に一定な強度とする構成は上述のものに限られない。発光ダイオード５ａから出射された検査光を光出射面３ａ４のみで反射させる必要はなく、その検査光を部分的に光出射面３ａ３で反射させてもよい。同様に、発光ダイオード４ａから出射された検査光を光出射面３ａ３のみで反射させる必要はなく、その検査光を部分的に光出射面３ａ４で反射させてもよい。
【００６６】
本実施形態においては、図６（ｃ）に模式的に示すように、光出射面３ａ１の出射端Ｐから出射端Ｒまでの間の範囲で、出射される検査光は実質的に一定な強度（所定の光量に実質的に等しい光量）に設定される。換言すると、本実施形態においては、光出射面３ａ１の長手方向に沿って（ｚ軸方向に沿って）、光出射面３ａ１の出射端Ｐから出射端Ｒまでの間の範囲（所定領域）で、実質的に一定な強度の検査光が出射される。
【００６７】
ここで具体的な数値を用いて、光出射面の長手方向に沿って実質的に一定な強度の光が出射される点について補足説明する。尚、光出射面の長手方向に沿って実質的に一定な強度の光が出射されるかどうかの評価は、ライトガイドの光出射面に設定した区分（単位領域）ごとに輝度を測定することにより行う。ここでは、トプコン社製の輝度計を用いて、図７に示した各区分ＤＩＶ１〜ＤＩＶ７の輝度を測定した。
【００６８】
なお、図７は、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１を正面視した模式図である。図７に示すように、光出射面３ａ１には、複数の区分ＤＩＶ１〜ＤＩＶ７が設けられる。区分ＤＩＶ１は、直径１ｍｍの区分である。他の区分ＤＩＶ２〜ＤＩＶ７も、区分ＤＩＶ１と同様である。また、これらの区分は、３ｍｍ間隔で設けられている。
【００６９】
表１に、各区分の輝度の測定結果を示す。最小の輝度（区分ＤＩＶ１における輝度）を最大の輝度（区分ＤＩＶ４における輝度）で割算をすると、５３２０／６３５０＝８３．８％となる。従って、この場合には、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１からは、ライトガイド３ａの長手方向に沿って実質的に一定な強度の光が出射されている、と言える。
【表１】
2009100898.tif 000003
【００７０】
光出射面３ａ１の長手方向に沿って実質的に一定な強度の検査光が光出射面３ａ１から出射されることによって、ＴＦＴセンサー１の画素形成領域には、より均一な強度の検査光が入射されるため、より良質な画像を取得することができる。
【００７１】
上述のように本実施形態においては、ＴＦＴセンサー１上にはフィルタ部材７０が配置されている。ＴＦＴセンサー１においては、光源寄りの位置にある領域（第１領域）における光透過率は、その領域よりも光源からはなれた位置にある領域（第２領域）の光透過率よりも低い。これによって、光源寄りの画素が光源からの出射光によって飽和することが抑制され、有効画素領域が拡大される。そして、生体情報取得装置の薄型化を促進しつつ、より高精度な認証が実現される。
【００７２】
また、本実施形態においては、図１乃至図３に示したように、光出射面３ａ１、３ｂ１から出射された検査光が、直接的に表面領域Ｒ１に入射することを遮る遮光板２ａ、２ｂが設けられている。これにより、光出射面３ａ１、３ｂ１から直接的に表面領域に検査光が入射することが抑制され、より高品質な画像を取得することができる。
【００７３】
また、本実施形態においては、図３に示したように、表面領域Ｒ１を挟んで対向する光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの端部と光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの端部との間の幅をＷ１とし、表面領域Ｒ１を挟んで対向する光照射デバイスＬＥａの遮光板２ａの端部と光照射デバイスＬＥｂの遮光板２ｂの端部との間の幅をＷ２としたとき、０．５≦Ｗ２／Ｗ１≦０．９の関係を満足する。これによって、遮光板２ａ、２ｂにより、光出射面３ａ１、３ｂ１から表面領域Ｒ１に向かって進む検査光を効果的に遮断することができる。よって、薄型化を図りつつ、より良質な画像を取得できる。
【００７４】
なお、ここでは、光照射デバイスＬＥａのライトガイド３ａの端部と光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂの端部の間の幅Ｗ１は、光照射デバイスＬＥａの光出射面３ａ１と光照射デバイスＬＥｂの光出射面３ｂ１との間の幅に略等しい。光照射デバイスＬＥａの遮光板２ａの端部と光照射デバイスＬＥｂの遮光板２ｂの端部との間の幅Ｗ２は、遮光板２ａの表面領域Ｒ１側の表面領域Ｒ１に臨む端面と遮光板２ｂの表面領域Ｒ１側の表面領域Ｒ１に臨む端面との間の幅に等しい。
【００７５】
また、本実施形態においては、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、遮光板２ａ、２ｂ上に配置され、ＴＦＴセンサー１の主面１ａ上に載置される部品（モジュール）として構成される。よって、生体情報取得デバイスＤ１を、より簡易に組み立てることができる。また、遮光板２ａ、２ｂにより、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂに含まれるライトガイド３ａ、３ｂから放射されうる漏れ光を遮断することができる。
【００７６】
また、本実施形態においては、出射端Ｐから出射端Ｑまでの間の幅は、ＴＦＴセンサー１の画素形成領域のＺ軸に沿う幅と実質的に一致するように設定されている。従って、ＴＦＴセンサー１に形成されたすべての画素を有効に活用することができるとともに、発光ダイオードから出射される検査光の光利用効率を高めることができる。
【００７７】
なお、本実施形態においては、上述のように、表面領域Ｒ１を挟んで対向して配置された光照射デバイスＬＥａ及びＬＥｂが設けられる。光照射デバイスＬＥｂのライトガイド３ｂからも、光出射面３ｂ１の長手方向に沿って（ｚ軸方向に沿って）、光出射面３ｂ１の出射端Ｐから出射端Ｒまでの間の範囲（所定領域）で、実質的に一定な強度の検査光が出射される。かかる構成により、ＴＦＴセンサー１の画素形成領域には、その全域に亘って、より均一な強度の検査光が入射されるため、より良質な画像を取得することができる。
【００７８】
ここで、図８を用いて、生体情報取得デバイスＤ１がパッケージングされた生体情報取得モジュールＭ１の構成について説明する。
【００７９】
図８に示すように、生体情報取得モジュールＭ１は、パッケージ１５０を有する。パッケージ１５０の内部には、生体情報取得デバイスＤ１が格納されている。
【００８０】
パッケージ１５０は、主面１５０ａに凹部１５１を有する。凹部１５１は、上面視形状が略矩形状であって、表面領域Ｒ１と一致する底面１５１ａ、底面１５１ａと主面１５０ａとの間を結ぶ４つの側面１５１ｂを有する。ライトガイド３ａの光出射面３ａ１及びライトガイド３ｂの光出射面３ｂ１は、側面１５１ｂに一致する。
【００８１】
上述のように、ライトガイド３ａ及びライトガイド３ｂの表面領域Ｒ１側の端部には、表面領域Ｒ１に向かって、その上面からその下面に傾斜する面が設けられている。従って、表面領域Ｒ１上に載置される指１００に、ライトガイド自体の構造によって、物理的なストレスが与えられることは抑制される。なお、ここでは、表面領域Ｒ１の周囲に２つの光照射デバイスを配置したが、表面領域Ｒ１の全周を囲うように４つの光照射デバイスを配置することも可能である。
【００８２】
最後に、図９を用いて、本発明の生体情報取得デバイスＤ１が組み込まれた生体認証装置の構成及び動作について説明する。図９に示すように、生体認証装置３１０は、光照射部２００、撮像部２１０、制御部２２０、画像処理部２３０、記憶部２４０、及び照合部２５０を有する。光照射部２００は、上述の光照射デバイスＬＥａ及び光照射デバイスＬＥｂに相当する。撮像部２１０は、上述のＴＦＴセンサー１に相当する。制御部２２０は、光照射部２００、画像処理部２３０、記憶部２４０、及び照合部２５０夫々に対して信号伝送が可能である。
【００８３】
光照射部２００は、制御部２２０からの制御信号に基づいて、検査光を生体１００に向けて照射する。生体１００から反射された検査光は、撮像部２１０の各画素に入射される。撮像部２１０は、制御部２２０からの制御信号に基づいて制御される画像処理部２３０により制御される。撮像部２１０は、画像処理部２３０からの制御信号に基づいて、画像取得モードになったり、画像読み出しモードになったりする。なお、制御部２２０により撮像部２１０を制御しても良い。
【００８４】
撮像部２１０から順次読み出された電気信号は、画像処理部２３０によって所定の処理が施される。なお、画像処理を施すかどうかは任意である。次に、照合部２５０は、取得した画像情報と、記憶部２４０に予め登録された画像情報とを照合する。具体的には、照合部２５０は、画像情報に含まれる静脈パターンを相互に照合する。両方の静脈パターンが一致する場合、照合部２５０は、検査した個体があらかじめ設定された個体であるとする（認証成功）。両者の静脈パターンが一致しない場合、照合部２５０は、検査した個体があらかじめ設定された個体ではないとする（認証失敗）。制御部２２０は、照合部２５０の照合結果に基づいて、他の情報処理装置等に照合結果を連絡する。
【００８５】
〔第２の実施の形態〕
次に、図１０乃至図１２を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１０は、生体情報取得デバイスＤ２の概略的な斜視図である。図１１は、図１０のＡ点側から生体情報取得デバイスＤ２をみた概略的な説明図である。図１２は、図１０のＢ点側から生体情報取得デバイスＤ２をみた概略的な説明図である。なお、図１１及び図１２では、説明の便宜上、Ａ点又はＢ点から生体情報取得デバイスＤ２をみた概略的な断面図も合わせて図示されている。
【００８６】
図１０に示すように、生体情報取得デバイスＤ２は、配線基板３０、ＴＦＴセンサー３１、光チャネル分離層３２、マイクロレンズアレイ３３、フィルタ部材７０、バンドパスフィルタ３４、及び光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂを備える。
【００８７】
本実施形態は、第１の実施の形態とは以下の点で異なる。フィルタ部材７０は、バンドパスフィルタ３４に貼り合わされている。フィルタ部材７０とＴＦＴセンサー３１（ＴＦＴセンサー１と等しい）との間に、光チャネル分離層３２、及びマイクロレンズアレイ３３が設けられている。このような構成によれば、より良質な画像を取得することができる。また、フィルタ部材７０がバンドパスフィルタに貼りあわされているため、フィルタ部材７０の追加に伴って製造工程が煩雑になることもない。
【００８８】
なお、上述の相違点に起因して、本実施形態においては、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、バンドパスフィルタ３４の上に配置される。なお、表面領域Ｒ１は、検査対象としての指から反射された検査光が入射される。ここでは、表面領域Ｒ１は、バンドパスフィルタ３４の主面に一致する。
【００８９】
図１１に、図１０のＡ点側から生体情報取得デバイスＤ２をみた概略的な説明図を示す。図１２に、図１０のＢ点側から生体情報取得デバイスＤ２をみた概略的な説明図を示す。
【００９０】
図１１に示すように、配線基板３０の上面には、ＴＦＴセンサー３１、光チャネル分離層３２、マイクロレンズアレイ３３、フィルタ部材７０、バンドパスフィルタ３４、及び光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂが、この順で配置される。配線基板３０の下面には、半導体集積回路３５、及びコネクタ３６が配置される。
【００９１】
光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、第１の実施形態にて説明したものと同様である。ただし、本実施形態においては、遮光板２ａ及び遮光板２ｂの表面領域Ｒ１側の端部には、表面領域Ｒ１に向かって、その上面からその下面に傾斜する面（表面領域Ｒ１上に載せられる指１００に臨む面）が設けられている。換言すると、遮光板２ａ及び遮光板２ｂの表面領域Ｒ１側の端部は、テーパー状にカットされている。つまり、遮光板２ａ及び２ｂは、表面領域Ｒ１に近づくにつれて厚み（ｙ軸に沿う幅）が薄くなる先細りの端部を有する。テーパー状にカットされた端部に応じて、遮光板２ａの上面は遮光板２ａの下面よりも狭い。遮光板２ｂについても同様である。かかる構成により、ヒトの指１００に対する物理的なストレスを緩和することができる。
【００９２】
バンドパスフィルタ（フィルタ部材）３４は、検査光が含まれる近赤外線の帯域（６５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは、６５０ｎｍ〜９００ｎｍ）のみを通過させる板状の光学部材である。光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂは、バンドパスフィルタ３４の上面に固定される。
【００９３】
フィルタ部材７０の構成は、第１の実施形態におけるものと同様である。
【００９４】
マイクロレンズアレイ３３は、透明基板５０、レンズ（集光レンズ）５２、及びスペーサ層５１を有する。透明基板５０の上面には、ＴＦＴセンサー３１の各画素ＰＸに対応して２次元状に配置された複数のレンズ５２、及びバンドパスフィルタ３４を支持するためのスペーサ層５１が配置される。透明基板５０及びレンズ５２は、検査光に対して、実質的に透明な材料から構成される。透明基板５０は、いわゆる石英基板である。レンズ５２は、透明基板５０に形成されたレジスト層が、グレイスケールマスクを用いたホトリソグラフィーにより部分的に除去されて形成される光学部材である。
【００９５】
光チャネル分離層３２は、遮光膜４０、第１透明層４１、第２透明層４２、及びレジスト層４３を有する。
【００９６】
遮光膜４０は、通常の半導体プロセス技術（スパッタ、蒸着等）に基づいて、金属材料がマイクロレンズアレイ３３の下面に格子状に形成された層である。遮光膜４０は、マイクロレンズアレイ３３の各レンズ５２に対応してマトリクス状に形成された複数の開口部ＯＰ１を有する。尚、複数の開口部ＯＰ１とは、光学的な意味での開口を意味する。ここでは、開口部ＯＰ１には、第１透明層４１が充填されている。
【００９７】
第１透明層４１は、レジスト（樹脂材料）からなる層であって、検査光に対して実質的に透明である。第１透明層４１は、通常のコート法（スピンコート法等）により、遮光膜４０が形成された後、マイクロレンズアレイ３３の下面に形成される。そして、加熱処理が施され、粘性が失われる。
【００９８】
第２透明層４２は、第１透明層４１と同じ材料からなるレジスト層である。よって、第２透明層４２も、検査光に対して実質的に透明である。第２透明層４２は、複数のランド４２ａを有する。ランド４２ａは、通常のコート法（スピンコート法等）により、第１透明層４１の下面に第２透明層４２が形成された後、その第２透明層４２に格子状の溝が形成されることで形成される。つまり、格子状の溝が形成されることにより、互いに分離された複数のランド４２ａが形成される。分離されたランド４２ａは、ＴＦＴセンサー３１の各画素ＰＸに対応して２次元状に配置される。なお、ランドとは、溝により規定される島状の部分を意味する。各ランドは、互いに完全に分離されている必要はない。
【００９９】
レジスト層４３は、ランド４２ａを覆うように充填される。レジスト層４３は、検査光を吸収する材料（フタロシアニン等）を含むレジスト層である。レジスト層４３は、スピンコート法等に基づいて、ランド４２ａを覆うように（第２透明層４２に形成された溝を埋めるように）レジスト材料が塗布されることで形成される。そして、リソグラフィーに基づいて、マイクロレンズアレイ３３の各レンズ５２の集光箇所に対応する開口部ＯＰ３がレジスト層４３に形成される。なお、開口部ＯＰ２は、ＴＦＴセンサー３１の各画素ＰＸの配置位置にも対応する。開口部ＯＰ２は、ＴＦＴセンサー３１の各画素ＰＸに対応して、２次元状に配置される。
【０１００】
ＴＦＴセンサー３１の構成は、第１の実施の形態におけるＴＦＴセンサー１の構成と等しい。ＴＦＴセンサー３１は、上面に複数の画素ＰＸが二次元状に配置された画素形成領域を有する。各画素ＰＸは、レジスト層４３に形成された開口部ＯＰ２に対応して配置される。よって、レンズ５２により集光された光は、効率的に画素ＰＸに入射される。
【０１０１】
なお、ＴＦＴセンサー３１の画素形成領域は、表面領域Ｒ１よりもｚ軸方向に沿う幅が広い。すなわち、画素形成領域は、表面領域Ｒ１と一致しない。このような場合であっても、画素形成領域における表面領域Ｒ１に対応する部分を撮像領域として用いることにより、指１００から反射される検査光を画像化することができる。
【０１０２】
配線基板３０は、ガラスエポキシ樹脂等から構成される配線基板であって、上述のように上下両面に素子が実装される。
【０１０３】
なお、ＴＦＴセンサー３１の上面には、ＴＦＴセンサー３１の読み出し動作等を制御する駆動回路３７が配置される。ＴＦＴセンサー３１で取得された信号は、ワイヤー３８、配線基板３０の上面と下面とを接続する貫通電極３９、配線基板３０の下面に形成された配線を介して、半導体集積回路３５に連絡される。コネクタ３６は、生体情報取得デバイスＤ２と外部の信号処理回路との接続に関するインターフェイス部分を構成する。
【０１０４】
半導体集積回路３５は、いわゆるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。半導体集積回路３５では、所定の情報処理（例えば、取得した画像情報とあらかじめ記憶された画像情報の整合性の判断）が実行される。半導体集積回路３５における情報処理結果は、他の情報処理部（不図示）に連絡される。
【０１０５】
また、図１１に示すように、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂからバンドパスフィルタ３４までの厚みは、１．７ｍｍ以下にすると良い。マイクロレンズアレイ３３からＴＦＴセンサー３１までの厚みは１．０ｍｍ以下にすると良い。このようにすると、光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂからＴＦＴセンサー３１までの厚みを３ｍｍ以下とすることができる。よって、非常に薄型化された生体情報取得デバイスを実現することができる。
【０１０６】
なお、図１１に示すように、表面領域Ｒ１のｘ軸に沿う幅を２５ｍｍとした。また、図１２に示すように、表面領域Ｒ１のｚ軸に沿う幅を１５ｍｍとした。このような場合には、図１１及び図１２に模式的に示したように、指を表面領域Ｒ１上に載せ、生体情報を取得する。このような場合には、表面領域Ｒ１は、指により覆われる。従って、表面領域Ｒ１に入射する外乱光は抑制される。なお、この場合、各光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂの光出射面の長手方向は、指の側面に対向して配置される。よって、光出射面から出射された検査光を、高効率で、指に照射することができる。
【０１０７】
次に、生体情報取得デバイスＤ２の機能について説明する。図１１に模式的に示すように、指１００の内部領域ＲＰで反射された検査光は、マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２を介して、ＴＦＴセンサー３１の画素ＰＸに入射される。以下、順を追って説明する。なお、内部領域ＲＰは、指１００の下面から１ｍｍ程度の深さの領域である。
【０１０８】
光照射デバイスＬＥａ、ＬＥｂの光出射面から出射された検査光は、ヒトの指１００に照射される。ヒトの指１００の内部では、検査光は反射されたりする。また、ヒトの指１００の内部の静脈で、検査光は吸収される。ヒトの指１００を透過した検査光は、表面領域Ｒ１に入射する。
【０１０９】
表面領域Ｒ１に入射された検査光は、バンドパスフィルタ３４を通過する。なお、検査光以外の外乱光は、バンドパスフィルタ３４により遮断される。バンドパスフィルタ３４によってノイズ成分を遮断することができるため、より良質な画像を取得することができる。
【０１１０】
その後、検査光は、フィルタ部材７０を通過する。フィルタ部材７０の光透過率分布に対応して検査光は調光される。
【０１１１】
フィルタ部材７０を通過した検査光は、マイクロレンズアレイ３３に入射する。マイクロレンズアレイ３３では、透明基板５０の上面に配置された各レンズ５２によってＴＦＴセンサー３１の各画素ＴＸに集光される。
【０１１２】
マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２により集光された光は、光チャネル分離層３２に入射される。光チャネル分離層３２は、上述のように、ＴＦＴセンサー３１の各画素に対応して２次元状に配置された開口部ＯＰ１及び開口部ＯＰ２を有する。また、ＴＦＴセンサー３１の各画素に対応して２次元状に配置されたランド４２ａを有する。また、隣り合うランド４２ａの間には、レジスト層４３が充填される。また、ランド４２ａの下面にもレジスト層４３が形成される。レジスト層４３には近赤外線を吸収する顔料が含有されている。よって、レジスト層４３に入射した迷光は、効果的にレジスト層４３に含まれる顔料により吸収される。
【０１１３】
このような構成により、光チャネル分離層３２は、マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２からＴＦＴセンサー３１の画素ＰＸに至る光路（光チャネル）同士を分離する。そして、光チャネル間で生じうるクロストーク（混信）は抑制される。なお、検査光は、レンズ５２から画素ＰＸに進むに従って集光されるから、開口部ＯＰ２の開口幅は、開口部ＯＰ１の開口幅よりも狭く設定されている。
【０１１４】
ＴＦＴセンサー３１の各画素に入射された光は、各画素で光電変換される。そして、電気信号として読み出され、上述の半導体集積回路３５にて信号処理される。そして、生体から反射された検査光に基づいて、指１００の静脈パターンが現れた画像を取得することができる。
【０１１５】
本実施形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
本実施形態においては、表面領域Ｒ１とＴＦＴセンサー１との間に、バンドパスフィルタ３４、フィルタ部材７０、マイクロレンズアレイ３３、光チャネル分離層３２が設けられている。よって、第１の実施の形態と比較して、より良質な画像を取得することができる。
【０１１７】
なお、上述のように、バンドパスフィルタ３４、マイクロレンズアレイ３３、光チャネル分離層３２を挟む構成とすると、生体情報取得デバイスＤ２の厚みが増加してしまう。しかしながら、上述のように、ＴＦＴセンサー３１の下面から光照射デバイスＬＥａ又はＬＥｂの上面までの厚みを、３ｍｍ程度又は３ｍｍ以下の厚みに設定することも可能である。
【０１１８】
〔第３の実施の形態〕
ここで、図１３を参照して、第３の実施の形態について説明する。なお、ここでは、上述の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
【０１１９】
図１３（ａ）の場合、ライトガイド３ａは単層部材として構成される。単層のライトガイド３ａを採用しても、適切な光路設計を施すことによって検査光を高効率で伝播させることはできる。また、図１３（ａ）に示すように、ライトガイド３ａの光出射面３ａ１は、ライトガイド３ａの上面からライトガイド３ａの下面に向けてライトガイド３ａの内側に傾斜する。換言すると、ライトガイド３ａは、表面領域Ｒ１側に逆テーパー状の端部を有し、ライトガイド３ａが表面領域Ｒ１側に延在するに従って、ライトガイド３ａの厚みはライトガイド３ａの下面から上面に薄くなる。このようにすると、光出射面３ａ１から検査光の大部分が上方に向けて出射するように設定できる。従って、生体部位を介さずに検査光が表面領域Ｒ１に入力されることを抑制できる。
【０１２０】
また、この点は、図１３（ｂ）の場合にも当てはまる。すなわち、図１３（ｂ）に示すようにライトガイド３ａをコア層７ａ、クラッド層６ａ、８ａを含む積層体として構成した場合、コア層７ａの端面と一致する光出射面３ａ１は、コア層７ａの上面からコア層７ａの下面に向けてコア層７ａの内側に傾斜する。換言すると、ライトガイド３ａのコア層７ａは、表面領域Ｒ１側に逆テーパー状の端部を有し、コア層７ａが表面領域Ｒ１側に延在するに従って、コア層７ａの厚みはコア層７ａの下面から上面に薄くなる。これにより、図１３（ａ）の場合と同様に、コア層７ａの端面と一致する光出射面３ａ１から検査光の大部分が上方に向けて出射するように設定できる。従って、生体部位を介さずに検査光が表面領域Ｒ１に入力されることを抑制できる。
【０１２１】
また、図１３（ｂ）の説明は、図１３（ｃ）の場合にも当てはまる。つまり、ライトガイド３ａの表面領域側の端面は、必ずしも面一に構成される必要はない。
【０１２２】
〔第４の実施の形態〕
図１４及び１５を参照して、第４の実施の形態について説明する。図１４は、生体情報取得デバイスＤ３の概略的な斜視図である。図１５は、生体情報取得デバイスＤ３の概略的な上面図である。
【０１２３】
本実施形態は、第１の実施形態と比較して、光照射デバイスの構成が異なる。このような場合であっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
図１４に、生体情報取得デバイスＤ３の概略的な斜視図を示す。図１４に示すように、生体情報取得デバイスＤ３は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）センサー（撮像素子）１、フィルタ部材７０、光照射デバイスＬＥｃ、及び光照射デバイスＬＥｄを備える。
【０１２５】
光照射デバイスＬＥｃ及びＬＥｄは、生体情報取得デバイスＤ３の表面領域Ｒ１上に載せられる指に向けて検査光を出射する。光照射デバイスＬＥｃ及び光照射デバイスＬＥｄは、ＴＦＴセンサー１の主面１ａ上に配置されている。光照射デバイスＬＥｃ及び光照射デバイスＬＥｄは、表面領域Ｒ１を挟んで、互いに対向して配置されている。
【０１２６】
光照射デバイスＬＥｃは、遮光板（遮光部材）２ｃ、ライトガイド３ｃ、及び発光ダイオード（半導体発光装置）４ｃ１、４ｃ２、４ｃ３、４ｃ４を有する。
【０１２７】
遮光板２ｃは、照明光を遮断する材料から構成された板状部材である（具体的には、金属、黒色樹脂等がある）。遮光板２ｃの上には、ライトガイド３ｃが固定される。なお、光がライトガイド３ｃを効率良く伝播するために、遮光板２ｃとライトガイド３ｃの間に空気層が存在していても良い。ライトガイド３ｃの側面３ｃ２には、発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４が固定される。
【０１２８】
光照射デバイスＬＥｄの構成は、光照射デバイスＬＥｃの構成と略等しい。つまり、遮光板２ｄは遮光板２ｃに対応し、ライトガイド３ｄはライトガイド３ｃに対応し、発光ダイオード４ｄ１〜４ｄ４は発光ダイオード４ｃ１〜４ｄ４にそれぞれ対応する。
【０１２９】
次に、図１５に、生体情報取得デバイスＤ３の概略的な上面図を示す。
【０１３０】
図１５に示すように、光照射デバイスＬＥｃは、遮光板２ｃ、ライトガイド３ｃ、及び発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４を有する。
【０１３１】
ライトガイド３ｃは、上面視形状が四辺形状の板状部材である。また、ライトガイド３ｃは、検査光に対して実質的に透明な部材（透過率９０％以上、ここでは透過率９９％）である。例えば、ライトガイド３は、ポリカーボネイト、アクリル、ポリオレフィン等の樹脂材料、又はガラス基板等から構成される。
【０１３２】
ライトガイド３ｃは、光出射面（第１側面）３ｃ１、及び光入射面（第２側面）３ｃ２を有する。光出射面３ｃ１は、表面領域Ｒ１上に載せられる指（図３で図示する）に臨む側面である。光出射面３ｃ１は、ｚ軸を長手方向として、ｚ軸に沿って延在する長尺な面である。光入射面３ｃ２は、光出射面３ｃ１に対向する側面である。光入射面３ｃ２は、ｚ軸を長手方向として、ｚ軸に沿って延在する長尺な側面である。また、ライトガイド３ｃは、ｘ軸に沿う幅ＷＬＧ１とｚ軸に沿う幅ＷＬＧ２とを有する。幅ＷＬＧ１は、幅ＷＬＧ２よりも狭い。
【０１３３】
図１５に示すように、発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４は、光入射面３ｃ１の長手方向に沿って配列された状態で、ライトガイド３ｃ上に配置されている。発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４は、接着剤１１を介して、光入射面３ｃ２に取り付けられる。発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４から出射された検査光は、ライトガイド３ｃの光入射面３ｃ２を通過し、ライトガイド３ｃに導入される。ライトガイド３ｃは、光入射面３ｃ２から光出射面３ｃ１に検査光を案内する。
【０１３４】
光照射デバイスＬＥｄのライトガイド３ｄの構成は、光照射デバイスＬＥｃのライトガイド３ｃの構成と略等しい。すなわち、光出射面３ｄ１が光出射面３ｃ１に対応し、光入射面３ｄ２が光入射面３ｃ２に対応する。
【０１３５】
光照射デバイスＬＥｃでは、発光ダイオード４ｃ１からの検査光は、ライトガイド３ｃ内を次のように伝播する。発光ダイオード４ｃ１から出射された検査光は、接着剤１１を通過し、ライトガイド３ｃの光入射面３ｃ２を通過し、ライトガイド３ｃ内を伝播し、光出射面３ｃ１から出射される。他の発光ダイオード４ｃ２〜４ｃ４についても、発光ダイオード４ｃ１の場合と同様である。
【０１３６】
本実施形態においては、複数の発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４は、長尺な光入射面３ｃ２の長手方向に配列された状態でライトガイド３ｃ上に配置される。そして、ライトガイド３ｃは、発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４からの検査光を光入射面３ｃ２から光出射面３ｃ１に案内する。かかる構成によって、生体情報取得デバイスの光源部分が大型化することを抑制しつつ、生体部位の所定範囲に検査光を照射することができる。つまり、ライトガイド３ｃを用いる場合には、ライトガイド３ｃの幅ＷＬＧ１が広くなりすぎることを抑制しつつ、ライトガイド３ｃの幅ＷＬＧ２を所定の幅に設定することができる。
【０１３７】
また、本実施形態においては、発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４は、ほぼ等しい間隔で配置されている。従って、光出射面３ｃ１から出射される検査光の強度分布を実用可能な程度に均一化することができる。
【０１３８】
図１５に示すように、発光ダイオード４ｃ１からの検査光は、光出射面３ｃ１の領域Ｒ４ｃ１に導かれる。発光ダイオード４ｃ２からの検査光は、光出射面３ｃ１の領域Ｒ４ｃ２に導かれる。発光ダイオード４ｃ３からの検査光は、光出射面３ｃ１の領域Ｒ４ｃ３に導かれる。発光ダイオード４ｃ４からの検査光は、光出射面３ｃ１の領域Ｒ４ｃ４に導かれる。
【０１３９】
光出射面３ｃ１には、領域Ｒ４ｃ１と領域Ｒ４ｃ２とが重なり合う領域ＲＯが形成される。光出射面３ｃ１には、領域Ｒ４ｃ２と領域Ｒ４ｃ３とが重なり合う領域ＲＯが形成される。光出射面３ｃ１には、領域Ｒ４ｃ３と領域Ｒ４ｃ４とが重なり合う領域ＲＯが形成される。つまり、光出射面３ｃ１には、ある発光ダイオードからの検査光と他の発光ダイオードからの検査光とが重なりあう領域が形成される。このように設定することによって、光出射面３ｃ１のほぼ全域から検査光を出射させることができる。
【０１４０】
生体情報取得デバイスＤ３では、２次元状に配置された複数の画素からの出力信号に基づいて生体情報（静脈パターンが写された画像）が取得される。従って、観察対象となる生体部位には、その全域に亘って均一な検査光を照射すると良い。観察対象となる生体部位に検査光が照射されない部分があると、その部分からの生体情報を得ることができないため、高精度な生体認証を実現することができない。本実施の形態では、この点にかんがみて、光出射面３ｃ１に上述の領域ＲＯが形成されるように、ライトガイド３ｃ１の幅ＷＬＧ１を設定している。
【０１４１】
また、発光ダイオード４ｃ１〜４ｃ４からは、ランベルト分布の検査光が出射される。ランベルト分布では、その分布の中央部分の光強度は強く、その分布の裾部分の光強度は弱い。従って、隣り合う発光ダイオードから出射される検査光を互いに重ね合わせることで、光出射面３ｃ１から出射される検査光の強度分布を均一化することができる。すなわち、光出射面３ｃ１に上述の領域ＲＯを形成することによって、光出射面３ｃ１から出射される検査光の強度分布を、光出射面３ｃ１の長手方向に沿って均一化できる。
【０１４２】
上述の光照射デバイスＬＥｃに関する説明は、光照射デバイスＬＥｄにもそのまま当てはまる。ここでは、重複する説明は省略する。
【０１４３】
〔第５の実施の形態〕
本発明の第５の実施形態について、図１６乃至図２６を用いて説明する。図１６は、携帯電話の構成を示す模式図である。図１７は、携帯電話の前面の構成を示す模式図である。図１８は、携帯電話の前面の構成を示す拡大模式図である。図１９は、撮像装置の概略的な分解斜視図である。図２０は、撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。図２１は、撮像素子の前面の構成を説明するための模式図である。図２２は、単位電極の配置態様を示す模式図である。図２３は、生体情報取得装置の動作を説明するためのフローチャートである。図２４は、電圧設定に関する生体情報取得装置の動作を説明するためのフローチャートである。図２５は、電圧設定条件の具体例を示す表である。図２６は、印加電圧に対する液晶の相対光透過率の変化を示す説明図である。
【０１４４】
本実施形態においては、液晶表示技術を活用して、検査光を調光する。このような場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、印加電圧を適宜選択することで、調光の程度を外部環境に応じたものにすることもできる。なお、本実施形態における調光部材は、液晶層７５、下部電極７４、及び複数の単位電極から構成される上部電極７６によって具現化される。
【０１４５】
図１６に、携帯電話（移動体通信端末）６０を示す。携帯電話６０には、後述の生体情報取得装置として機能する撮像装置Ｄ４が組み込まれている。携帯電話６０には、撮像装置Ｄ４を活用した生体情報取得装置が組み込まれている。
【０１４６】
図１６に示すように、携帯電話６０は、上側本体（第１部材）６１、下側本体（第２部材）６２、及びヒンジ６３を有する。上側本体６１と下側本体６２とは、共にプラスチック製の平板部材であって、ヒンジ６３を介して連結される。上側本体６１と下側本体６２とはヒンジ６３によって開閉自在に構成される。上側本体６１と下側本体６２とが閉じた状態のとき、携帯電話６０は上側本体６１と下側本体６２とが重ね合わされた平板状の部材になる。
【０１４７】
上側本体６１は、その内面に表示部６４を有する。表示部６４には、着信相手を特定する情報（名前、電話番号）、携帯電話６０の記憶部に格納されたアドレス帳等が表示される。表示部６４の下には液晶表示装置が組み込まれている。
【０１４８】
下側本体６２は、その内面に複数のボタン６５を有する。携帯電話６０の操作者は、ボタン６５を操作することによって、アドレス帳を開いたり、電話を掛けたり、マナーモードに設定したりし、携帯電話６０を意図したように操作する。
【０１４９】
本実施形態にかかる携帯電話６０は、後述のように、生体認証装置が組み込まれている。携帯電話６０の操作者は、このボタン６５を操作することに基づいて生体認証機能をオンさせたり、オフさせたりすることができる。
【０１５０】
図１７に、携帯電話６０の前面（上面）の構成を示す。図１７に示すように、上側本体６１の前面には、表面領域Ｒ１０、および表示領域Ｒ２０が配置される。
【０１５１】
表面領域Ｒ１０には、図１７に模式的に示すように、ヒト（被検体）の指６７が搭載される。表面領域Ｒ１０の下には、後述の撮像装置Ｄ４（図１９参照）が組み込まれる。尚、撮像装置Ｄ４は、液晶層７５（図１９参照）を有する。
【０１５２】
表示領域Ｒ２０には、文字（時間、動作状態、着信相手名など）が表示される。表示領域Ｒ２０の下には、液晶表示装置が組み込まれる。この液晶表示装置は、上部電極、液晶層、及び下部電極といった要素を含む一般的な液晶表示装置である。
【０１５３】
図１７に模式的に示すように、表面領域Ｒ１０の左右には複数の光源６６が配置される。光源６６は、生体認証に適した波長の光（橙色〜近赤外線の帯域（５８０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）の光）を前方に向けて出射する。光源６６は、例えば、半導体発光素子（LED(Light Emitting Diode)）、又は半導体レーザ素子(LD(Laser Diode))といった半導体光素子である。
【０１５４】
携帯電話６０に組み込まれる生体認証装置は、インターフェイス部分として生体情報取得装置を有する。この生体情報取得装置は、撮像装置Ｄ４、及び光源６６を含んで構成される。
【０１５５】
図１８に、携帯電話６０の前面の構成を拡大して示す。図１８に示すように、表面領域Ｒ１０および表示領域Ｒ２０は、液晶層が在る領域３０内にある。本実施形態においては、表面領域Ｒ１０下にある撮像装置Ｄ４に含まれる液晶層と、表示領域Ｒ２０下にある液晶表示装置に含まれる液晶層とは、同層に位置し、同一の製造工程で製造される。
【０１５６】
表面領域Ｒ１０下にある撮像装置Ｄ４と表示領域Ｒ２０下にある液晶表示装置との部材を共通にすることによって、撮像装置Ｄ４を携帯電話６０に組み込むことに要するコストを低減させることができる。なお、共通に使用される部材は、液晶層のほか、液晶層を挟持する偏光板、液晶層を挟持する透明基板、下部電極又は上部電極であっても良い。いずれの場合にも共通化された部材は、互いに同層に配置される。
【０１５７】
図１９に、撮像装置Ｄ４の概略的な分解斜視図を示す。なお、上述のように撮像装置Ｄ４は、表面領域Ｒ１０の下に配置され、かつ表示領域Ｒ２０下の液晶表示装置と共通の工程によって製造される。また、図２０に、撮像装置Ｄ４の概略的な断面構成を示す。
【０１５８】
図１９及び２０に示すように、撮像装置Ｄ４は、撮像素子７２、偏光板７３、電極層７４、液晶層７５、電極層７６、偏光板７７、及びバンドパスフィルタ７８をこの順で備える。また、撮像装置Ｄ４は、図１９に示すように、制御部８１、記憶部８２、及び電圧設定部８３を備える。なお、電極層７４、液晶層７５、電極層７６、及び電圧設定部８３は調光部材を構成される。
【０１５９】
撮像素子７２は、図２１に模式的に示すように、２次元状に配置された複数の画素Ｐｘを主面７２ａに有する。撮像素子７２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)センサーといった一般的な撮像素子である。
【０１６０】
偏光板７３は、特定の偏光成分の光を透過させる光学部材である。偏光板７７も、偏光板７３と同様に、特定の偏光成分の光を透過させる光学部材ある。
【０１６１】
電極層（下部電極）７４は、導電性薄膜（ITO：Indium Tin Oxide）からなり、可視光〜近赤外の帯域の光に対して実質的に透明である。電極層（上部電極）７６についても、電極層７４と同様である。電極層７４及び電極層７６からなる一対の電極層間に電圧を印加することで、液晶層７５には電界が印加される。液晶層７５の液晶の配向状態は、電界が印加されることで制御される。なお、図１９に示すように、電極層７４は電源Ｅ１のアノードに接続され、電極層７６は電圧設定部８３を介して電源Ｅ１のカソードに接続される。
【０１６２】
バンドパスフィルタ７８は、生体認証に適した波長の光（橙色〜近赤外線の帯域（５８０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）の光）を選択的に通過させる。
【０１６３】
図２０に示すように、電極層７６は、単位電極７６ａ〜７６ｅから構成される。単位電極それぞれは、電圧設定部８３に接続される。生体認証に用いる画像を取得する際、電圧設定部８３は、各単位電極を予め設定された電圧に設定する。換言すると、単位電極夫々には、電圧設定部８３で単位電極毎に設定された電圧が印加される。各単位電極に印加される電圧は、光源６６に対する相対的な距離に応じて予め設定される。この点は、後述の説明から明らかになる。
【０１６４】
なお、図２０に示すように、電極層７４と電極層７６間にはスペーサ８が配置される。スペーサ８によって電極層７４と電極層７６間に形成されたスペースに液晶層７５は充填される。
【０１６５】
図１９に示すように、撮像装置Ｄ４は、制御部８１、記憶部８２、及び電圧設定部８３を有する。制御部８１は、撮像素子７２、電圧設定部８３、及び記憶部８２に接続される。電圧設定部８３は、電極層７６と電源Ｅ１間に接続される。尚、制御部８１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)である。記憶部８２は、一時的にデータを保持することが機能なもの半導体メモリである。電圧設定部８３は、電源Ｅ１から供給される電圧を電極層７６に含まれる単位電極毎に設定する機能ブロック（機能回路）である。なお、制御部８１、記憶部８２、及び電圧設定部８３は、通常、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)といった集積回路に組み込まれる。
【０１６６】
図２２に、単位電極の配置態様を示す。図２２に示すように、表面領域Ｒ１０は、軸線（第１軸線）Ｌ１〜Ｌ４によって５分割され、単位領域Ｒｄ１〜Ｒｄ５が規定される。なお、単位領域は、表面領域が複数の軸線によって分割されることで規定される領域である。図２２に示すように、軸線Ｌ１より下側に単位領域Ｒｄ１、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２間に単位領域Ｒｄ２、軸線Ｌ２と軸線Ｌ３間に単位領域Ｒｄ３、軸線Ｌ３と軸線Ｌ４間に単位領域Ｒｄ４、及び軸線Ｌ４より上側に単位領域Ｒｄ５が形成される。
【０１６７】
電極層７６を構成する単位電極７６ａ〜７６ｅは、各単位領域Ｒｄ１〜Ｒｄ５に対応して設けられる。つまり、単位電極７６ａは、単位領域Ｒｄ１に対応して設けられる。単位電極７６ｂは、単位領域Ｒｄ２に対応して設けられる。単位電極７６ｃは、単位領域Ｒｄ３に対応して設けられる。単位電極７６ｄは、単位領域Ｒｄ４に対応して設けられる。単位電極７６ｅは、単位領域Ｒｄ５に対応して設けられる。
【０１６８】
図２２に示すように、複数の光源６６が表面領域Ｒ１０の周囲に配置される。単位領域Ｒｄ５の上側に２つの光源６６ａ、５６ｂが配置される。単位領域Ｒｄ１の下側に２つの光源６６ｃ、５６ｄが配置される。光源６６ａ、５６ｂらの配列方向は、単位電極７６ａ〜７６ｅの長手方向と実質的に平行である。光源６６ｃ、５６ｄも同様である。
【０１６９】
本実施形態においては、電圧設定部８３は、生体認証に用いる画像を取得する際、単位電極７６ａ〜７６ｅ夫々を所定の電圧に設定する。単位電極７６ａ〜７６ｅに印加される電圧は、単位電極夫々の光源６６に対する相対的な距離に応じて設定される。これにより、撮像素子の画素が光源から入射する光によって飽和することが抑制され、撮像素子の有効画素領域を拡大させることができる。また、外乱光の強度に応じた電圧を単位電極夫々に印加させることによって、外乱光の強度が強い場所であっても良質な画像を取得し、生体認証の信頼性を確保することができる。尚、撮像素子７２は、所定の光透過率に設定された単位領域を通過した光に基づいて表面領域Ｒ１０に入力された像を撮像する。
【０１７０】
単位電極夫々の光源６６に対する相対的な距離に加えて、外乱光の強度をも考慮することで、外乱光が重畳することによって部分的に許容範囲外の光が入射したとしても、取得する画像が部分的に劣化することも効果的に抑制される。なお、画像の劣化を抑制することは、許容範囲外の光が入射する単位領域の光透過率を低く設定することによって実現される。
【０１７１】
図２３に、携帯電話６０の生体認証の動作を説明するためのフローチャートを示す。非動作状態の携帯電話６０の表面領域Ｒ１０上に指６７を載置すると、携帯電話６０は、その生体認証機能を活性化させる（Ｓ１）。なお、指６７が表面領域Ｒ１０上に載置されたことを検出する機構は任意である。
【０１７２】
次に、生体認証機能の活性化に伴って携帯電話６０内に組み込まれた生体情報取得装置は、電圧条件の設定をする（Ｓ２）。なお、電圧条件の設定の具体的内容については、図２４を参照して後述する。
【０１７３】
次に、生体情報取得装置は、静脈パターンを取得する（Ｓ３）。指６７の内部には静脈が在り、この静脈で検査光は吸収される。静脈以外の生体組織では検査光はあまり吸収されない。従って、指６７からの透過光及び反射光に基づいて指６７を撮像すると、静脈に対応する部分は黒くなり、静脈パターンを反映したパターンが写る。このような原理に基づいて、生体情報取得装置は、静脈パターンを撮像する。
【０１７４】
次に、生体認証装置は、取得した静脈パターン（取得パターン）が予め登録した静脈パターン（マスターパターン）に一致するのかを判定する（Ｓ４）。この判定は、生体認証装置に組み込まれた演算部が、所定のアルゴリズムに従って実行する。
【０１７５】
判定成功の場合には、携帯電話６０は、携帯電話６０の通常の機能を活性化させる（Ｓ５）。例えば、携帯電話６０は、ロックモードを解除する。判定不成功の場合には、携帯電話６０は、非動作状態を維持する。
【０１７６】
図２４を参照して、上述の電圧条件の設定の動作について説明する。
【０１７７】
まず、生体情報取得装置は、検査光を生体部位に対して出射する（Ｓ１）。具体的には、光源６６を駆動し、光源６６から前方に検査光を出射させる。
【０１７８】
次に、生体情報取得装置は、画像を取得する（Ｓ２）。具体的には、表面領域Ｒ１０を介して入力される像を撮像素子７２で撮像する。
【０１７９】
次に、生体情報取得装置は、所定のアルゴリズムを実行し（Ｓ３）、画像情報に劣化があるのかどうかを検査する（Ｓ４）。具体的には、制御部８１は、撮像素子７２から出力された画像情報に対して所定のアルゴリズムを適用し、許容範囲外の強度の入射光によって撮像素子７２の画素が飽和していないかを検査する。なお、アルゴリズムの具体的な内容は任意である。アルゴリズムを適用することで、所定範囲を超えて画素が飽和しているか、及びどの単位領域の画素が飽和しているか、を検査すると良い。
【０１８０】
画像情報に劣化がない場合、静脈パターンの取得を通常時の条件で行う。通常時の条件は、例えば、図２５（ａ）に示すとおりである。
【０１８１】
画像情報に劣化がある場合、静脈パターンの取得を劣化時の条件で行う。劣化時の条件は、例えば、図２５（ｂ）に示すとおりである。
【０１８２】
なお、ここでは電圧印加に応じて液晶の光透過率が低下するノーマリホワイト方式が採用されている。液晶層７５の液晶は、図２６に示すように、印加電圧の増大に伴って相対光透過率が減少する。なお、液晶の光透過率分布には、印加電圧に応じて光透過率が急激に変化する有効範囲（図２６の点線間の範囲）がある。
【０１８３】
図２５（ａ）では、単位電極７６ａ及び７６ｅに対して電圧を印加している。単位電極７６ａは、単位電極７６ｂと比較して光源６６ｃ、５６ｄ寄りに配置されているため、単位領域Ｒｄ１には、単位領域Ｒｄ２よりもより高強度の光が入射するおそれがあるためである。同様に、単位電極７６ｅは、単位電極７６ｄと比較して光源６６ａ、５６ｂ寄りに配置されているため、単位領域Ｒｄ５には、単位領域Ｒｄ４よりもより高強度の光が入射するおそれがあるためである。このように設定することによって、光源６６寄りの画素が飽和することが抑制される。
【０１８４】
図２５（ｂ）では、すべての単位電極７６ａ〜７６ｅに対して電圧を印加する。Ｓ３のアルゴリズムの適用の結果、Ｓ２で取得した画像の全域に亘って画質が劣化していたからである。換言すると、すべての画素で飽和していたからである。なお、この場合も、図２５（ａ）と同様に、他の単位電極に比して、単位電極７６ａ及び７６ｅに対してより高い電圧を印加している。
【０１８５】
なお、劣化時の条件は、図２５（ｂ）に示したものに限定されず、画像の劣化の程度に応じて適宜設定されるものである。例えば、単位領域Ｒｄ１及びＲｄ５に加えて単位領域Ｒｄ３の形成範囲に対応する画像が劣化していれば、単位電極７６ａ及び７６ｅに加えて単位電極７６ｃに対して電圧３Ｖを印加すれば良い。また、印加電圧の具体的な値は、液晶材料の特性を考慮して適宜設定される。
【０１８６】
本実施形態においては、光源寄りの単位領域の光透過率を、光源からより離れた単位領域の光透過率よりも低く設定する。これによって、光源付近の画素が飽和することが抑制され、撮像素子の有効画素領域を拡大させることができる。これにより、生体情報取得装置の薄型化が図られる。
【０１８７】
これに加えて、単位領域毎の入射光強度に応じて、許容範囲を超える強度の光が入射する単位領域の光透過率を低減させることもできる。換言すると、取得した画像の劣化の程度に応じて、許容範囲を超える強度の光が入射する単位領域の光透過率を低減させることもできる。結果として、任意の場所で良質な画像を取得し、生体認証の信頼性を確保することができる。
【０１８８】
上述の説明から明らかなように、既存の液晶表示技術を活用して、単位領域毎の光透過率を設定することができる。単位電極に対する印加電圧を所定値に設定することで、単位領域の光透過率を所定値に設定することができる。従って、高精度に単位領域の光透過率を制御することで、より質の高い画像を取得することも可能である。
【０１８９】
屋外にて生体認証を実行する場合、太陽光由来の光も撮像素子７２に入力される。光源６６由来の光に太陽光が重畳されると、撮像素子７２の各画素が飽和してしまう場合がある。撮像素子７２の画素が部分的であっても飽和してしまうと、最終的に得られる画像が部分的に白く写ってしまい、静脈パターンを認識することが困難になってしまう。結果として生体認証の信頼性が失われてしまう。図２５（ｂ）のように電圧設定すれば、このような問題点は解消される。
【０１９０】
撮像装置Ｄ４は、撮像素子７２上に液晶表示機構を積層させることで組み立てることができるため製造も容易である。
【０１９１】
本発明の技術的範囲は、上述の実施の形態に限定されない。調光部材の構成、及び調光部材の光透過率分布の設定方法は任意である。他の技術を活用して調光部材を実現しても良い。液晶技術を活用するほか、印加電圧に応じて光透過率が変化する電気光学結晶を活用しても良い。
【０１９２】
撮像素子の種類は任意である。ＴＦＴセンサーのほか、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor））を用いて撮像素子を実現しても良い。検査されるべき生体は指に限られず、生体の他の部分であっても構わない。レンズと画素ＰＸとは１対１の関係にある必要はない。複数の画素ＰＸに対して共通のレンズが配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ１の概略的な斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ１の上面構成を示す概略的な模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ１の断面構成を示す概略的な模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ１の断面構成を示す概略的な模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る撮像素子の上面構成を説明するための概略的な模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るライトガイドの構成及び機能の説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るライトガイドに設定される区分を示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る生体情報取得モジュールＭ１の概略的な斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ２の概略的な斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ２をみた概略的な説明図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ２をみた概略的な説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る生体情報取得デバイスの構成を説明するための図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ３の概略的な斜視図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る生体情報取得デバイスＤ３の概略的な上面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る携帯電話の構成を示す模式図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る携帯電話の前面の構成を示す模式図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る携帯電話の前面の構成を示す拡大模式図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に係る撮像装置の概略的な分解斜視図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に係る撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に係る撮像素子の前面の構成を説明するための模式図である。
【図２２】本発明の第５実施形態に係る単位電極の配置態様を示す模式図である。
【図２３】本発明の第５実施形態に係る生体情報取得装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２４】本発明の第５実施形態に係る電圧設定に関する生体情報取得装置の動作を説明するためのフローチャートである
【図２５】本発明の第５実施形態に係る電圧設定条件の具体例を示す表である。
【図２６】本発明の第５実施形態に係る印加電圧に対する液晶の相対光透過率の変化を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１９４】
Ｄ１〜Ｄ３    生体情報取得デバイス
ＬＥａ〜ＬＥｄ    光照射デバイス
１    ＴＦＴセンサー１
７０    フィルタ部材
２ａ〜２ｄ    遮光板
３ａ〜３ｄ    ライトガイド
４、５      発光ダイオード
８    スペーサ
９    反射面
１０    溝
１１    接着剤
３０    配線基板
３１    ＴＦＴセンサー
３２    光チャネル分離層
３３    マイクロレンズアレイ
３４    バンドパスフィルタ
３５    半導体集積回路
３６    コネクタ
３７    駆動回路
３８    ワイヤー
３９    貫通電極
４０    遮光膜
４１    透明層
４２ａ    ランド
４２    透明層
４３    レジスト層
５０    透明基板
５１    スペーサ層
５２    レンズ
７２    撮像素子
７３    偏光板
７４    電極層
７５    液晶層
７６    電極層
７６ａ〜７６ｅ    単位電極
７７    偏光板
７８    バンドパスフィルタ
８１    制御部
８２    記憶部
８３    電圧設定部
【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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【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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