(57)【要約】  本発明の課題は、撮像部及び測定部への生体表面の反射光の入光を防止し、偏光板等を使用することなく、コントラストに優れ、高品位の静脈撮像の取得、及び生体信号を計測することができ、認証精度に優れた生体撮像装置や、脈波測定能に優れた脈波センサーやＳｐＯ2測定能に優れたパルスオキシメーター等の生体計測装置を提供することである。  本発明の生体撮像装置は、生体を認証対象として撮像する生体撮像装置であって、前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する撮像部を有し、前記面光源と前記撮像部が同一平面上の対向する位置に配置され、前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であり、かつ、前記平面上を指触して、静脈認証を行うことを特徴とする。
2020162487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体を認証対象として撮像する生体撮像装置であって、
前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する撮像部を有し、
前記面光源と前記撮像部が同一平面上の対向する位置に配置され、
前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であり、かつ、
前記平面上を指触して、静脈認証を行うことを特徴とする生体撮像装置。
【請求項２】
前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１５〜４０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の生体撮像装置。
【請求項３】
前記面光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生体撮像装置。
【請求項４】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、タッチセンサー機能を具備していることを特徴とする請求項３に記載の生体撮像装置。
【請求項５】
前記面光源が、少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の生体撮像装置。
【請求項６】
前記面光源積層体が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が６００〜７００ｎｍの範囲内の光を発光し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの光を吸収して、前記波長変換フィルターを介して、近赤外光を前記生体に放射することを特徴とする請求項５に記載の生体撮像装置。
【請求項７】
生体に光を照射して生体信号を計測する生体計測装置であって、
前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する測定部を有し、
前記面光源と前記測定部が同一平面上の対向する位置に配置され、
前記面光源と前記測定部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であることを特徴とする生体計測装置。
【請求項８】
前記面光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項７に記載の生体計測装置。
【請求項９】
前記面光源が、少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体であることを特徴とする請求項８に記載の生体計測装置。
【請求項１０】
前記面光源積層体が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が６００〜７００ｎｍの範囲内の光を発光し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの光を吸収して、前記波長変換フィルターを介して、近赤外光を前記生体に放射することを特徴とする請求項９に記載の生体計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体撮像装置及び生体計測装置に関し、より詳しくは、反射型の静脈認証に適用する生体撮像装置及び脈波センサー、パルスオキシメーターに適用する生体計測装置で、生体表面からの反射光の入光を防止し、コントラストに優れた静脈の撮像やノイズの少ない生体情報の測定が可能で、認証精度や測定精度の高い生体撮像装置及び生体計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、銀行のＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ、現金自動支払機）、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ，携帯情報端末）、パーソナルコンピュータ等においては、個人情報を取り扱うあらゆるデバイスには高度なセキュリティ対策が求められている。【０００３】
近年では、鍵やパスワードに比べてセキュリティが高く、忘却や紛失などがないことから、鍵やパスワードの代わりに生体の一部（例えば、顔、表情、声、指紋、動作、虹彩など。）を認証情報として用いる、生体認証技術（バイオメトリクス認証）が知られている。
中でも、盗難や模倣の恐れが少なく、認証精度が高い技術として、静脈を用いた認証（以下、「静脈認証」と称す。）が注目されている。静脈認証は、静脈内を流れる赤血球中のヘモグロビンが吸収を有する近赤外光を照射することにより情報を取得し、予め登録してある静脈パターンデータと照合を行うことで個人を識別する方法である。静脈のパターンは、皮膚表面の状態の影響を受けにくく、模倣も困難であるので個人認証に利用する生体情報として有用である。【０００４】
また、静脈認証においては、良質な静脈像を取得するために、認証対象である生体の所定範囲に亘って近赤外線を照射することが必要になる。生体の所定範囲に対し近赤外線を十分に照射するためには、光源を生体、例えば、指から十分に遠ざける必要が生じたり、多数の光源を用意する必要が生じたりする。しかしながら、このような場合、静脈像を取得する生体認証装置が大型化してしまい、本体機器に占める空間が増加してしまうという問題がある。【０００５】
静脈の代表的な認証方式としては、指の上部に光源部を、指の下部に撮像部を配置し、認証部位（例えば、指）を透過した光で認証を行う透過型認証方式や、指の下部に光源部と撮像部を配置し、生体から反射した光で認証する反射型認証方式がある。携帯電話をはじめとするモバイル端末などに静脈認証を適応する場合には、小型化の観点から、後者の反射型認証方式が好ましい。【０００６】
しかしながら、反射型認証方式で静脈撮像を行う場合、生体、例えば、指表面における反射光が直接撮像素子に入射することにより、得られる認証画素の一部分が飽和し、個体識別に利用可能な画素数が減少することで、生体認証精度の低下を招く恐れがある。【０００７】
上記問題を解決するため、一方の面側に、撮像手段と、当該撮像手段から離間された照射手段を直交する位置に配置し、光路に複数の偏光板を有する生体認証装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。本発明によれば、明瞭な対象生体の画像取得と、装置の小型化が可能とされている。しかしながら、上記方法では、照射手段より発光させる近赤外光が偏光板により減光するため、発光出力を、設置する偏光板の指数倍に設定する必要がある。【０００８】
また、生体に内在する被写体を撮像する第１のモードと、当該被写体以外の被写体を撮像する第２のモードを有し、第１のモードへの切り替えに応じて、被写体のみを選択的に認証する撮像装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に記載されている方法では、照射光の経路や撮像対象を物理的に遮蔽しないため、装置の小型化が可能である。しかしながら、近赤外線光源ＬＳとして、面光源、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子を適用すること、同一平面状に照射光源と認証部位である撮像部を設けルーター構成に関しては、記載されているが、具体的な照射部の構成や、照射部と撮像部との距離をいかに設定するかの条件の明示はなされていない。【０００９】
また、生体センサーと、タッチパネルと、タッチパネルへの接触を制御する制御手段を有し、タッチパネル上に複数の接触位置を表示させる生体認証装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３で開示されている方法によれば、手のひらの大きさを問わずに認証が可能で、生体の認証精度を向上させることができるとされている。【００１０】
しかしながら、照明手段の記載や、同一平面状に照射光源と認証部位である撮像部を設ける構成に関しては、記載されているが、具体的な照射部の構成や、照射部と撮像部との距離をいかに設定するかの具体的な条件の明示はなされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４９３０４５５号公報
【特許文献２】特許第４５５６１０７号公報
【特許文献３】特開２０１８−１２８７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、撮像部への生体表面（具体的には、「指表面」）からの反射光の入光を防止し、偏光板等を使用することなく、コントラストに優れ、高品位の静脈撮像を取得することができ、認証精度に優れた生体撮像装置及び生体計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、前記生体に対し光を照射する光源として面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する撮像部を有し、面光源と撮像部を同一平面上の対向する位置に配置し、前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、特定の範囲内とし、静脈認証を行うことを特徴とする生体撮像装置により、撮像部への生体表面からの反射光の入光を防止し、コントラストに優れ、高品位の静脈撮像を取得することができ、認証精度に優れた生体撮像装置及び生体計測装置を得ることができることを見いだし、本発明に至った。【００１４】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。【００１５】
１．生体を認証対象として撮像する生体撮像装置であって、
前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する撮像部を有し、
前記面光源と前記撮像部が同一平面上の対向する位置に配置され、
前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であり、かつ、
前記平面上を指触して、静脈認証を行うことを特徴とする生体撮像装置。【００１６】
２．前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１５〜４０ｍｍの範囲内であることを特徴とする第１項に記載の生体撮像装置。【００１７】
３．前記面光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の生体撮像装置。【００１８】
４．前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、タッチセンサー機能を具備していることを特徴とする第３項に記載の生体撮像装置。【００１９】
５．前記面光源が、少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体であることを特徴とする第３項又は第４項に記載の生体撮像装置。【００２０】
６．前記面光源積層体が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が６００〜７００ｎｍの範囲内の光を発光し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの光を吸収して、前記波長変換フィルターを介して、近赤外光を前記生体に放射することを特徴とする第５項に記載の生体撮像装置。【００２１】
７．生体に光を照射して生体信号を計測する生体計測装置であって、
前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する測定部を有し、
前記面光源と前記測定部が同一平面上の対向する位置に配置され、
前記面光源と前記測定部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であることを特徴とする生体計測装置。【００２２】
８．前記面光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする第７項に記載の生体計測装置。【００２３】
９．前記面光源が、少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体であることを特徴とする第８項に記載の生体計測装置。【００２４】
１０．前記面光源積層体が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が６００〜７００ｎｍの範囲内の光を発光し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの光を吸収して、前記波長変換フィルターを介して、近赤外光を前記生体に放射することを特徴とする第９項に記載の生体計測装置。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の上記手段により、撮像部への生体表面の反射光の入光を防止し、コントラストに優れ、高品位の静脈撮像を取得することができ、認証精度に優れた生体撮像装置及び生体計測装置を提供することができる。【００２６】
本発明で規定する構成の生体撮像装置とすることにより、上記課題を解決することができる効果の発現機構及び作用機構について、以下のように推測している。【００２７】
本発明は、生体表面の反射光が撮像部に入射しないように光源と撮像部の距離を特定の範囲に保ちつつ、光源から離れた静脈を撮像できる点に特徴を有する。【００２８】
生体内に入った近赤外光は生体内で散乱を起こすことが知られているが、光の指向性が強いＬＥＤ光源（点光源）では生体が受ける照射面積が小さくなる。その結果、近赤外光の生体内散乱が活発に起きず、離れた撮像部まで近赤外光が生体内を進むことができない。これは、点光源に起因し、離れた撮像部上の静脈が撮像できない理由を上記のように推察している。【００２９】
これに対し、面光源の場合は、広い面積で近赤外光の照射を生体が受けるため、近赤外光の生体内散乱が活発に起き、近赤外光が生体内を導光できる距離が点光源と比較して劇的に伸びる。そのため、面光源では離れた撮像部上まで生体内で近赤外光が進む確率が増加する。【００３０】
最終的には、生体内部から撮像部に向けて近赤外光が出る時に、ヘモグロビンで吸収された部分が影となることで、静脈撮像が可能となっていると推定している。【００３１】
一般に、静脈での個体識別においては、得られた撮像図から特徴点を抽出することが重要である。生体撮像方式においても同様であるが、従来の生体撮像方式では指の反射光が撮像部に入光しやすく、その場合は得られた像の階調が飽和（白飛び）した部分が生じ、特徴点抽出のデータ量が減少し、その結果、認証率低下を招いてしまう。特に、ＬＥＤ光源（点光源）では光の指向性が強いため、わずかでも反射光が撮像部に入光すると撮像図内で白飛びを発生すること、上述の通り点光源では生体内の導光距離が短いこと、これらがトレードオフの関係となっているため、点光源では光源と撮像部の距離を制御することが非常に困難である。これに対し、本発明に係る面光源では点光源よりも光の指向性が低い分、白飛びへの影響が緩和されているため光源と撮像部の距離を近赤外光が生体内導光できる範囲まで近づけることができるため、本発明では認証率低下を招かない静脈撮像図を得ることができる。【００３２】
上記の理由から、本発明の面光源を用いた生体撮像装置によって、認証率低下を招くことなく、反射型（光源と撮像部が同一平面上にあること）の静脈認証を実現することができる。さらに本発明に係る面光源は、薄くて軽いことから、本発明の生体撮像装置はモバイル（スマートフォンやノートパソコン）への搭載も可能にする。【００３３】
可視光発光する有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」又は「ＯＬＥＤ」ともいう。）はすでに、スマートフォンや照明用として実用化されている一方で、近赤外発光するＯＬＥＤは大学などで研究が進められているが、発光波長、駆動電圧、素子寿命などで課題が存在している。本発明のより好ましい形態として、実用レベルに達している可視光発光するＯＬＥＤを用いて、ＯＬＥＤの可視光を近赤外光に波長変換フィルターで変換することも提案している。【００３４】
可視光ＯＬＥＤの中でも、高輝度発光が可能であるりん光ＯＬＥＤや熱活性型遅延蛍光ＯＬＥＤを用いると、近赤外光の出力を大きくできるため好ましい。その中でも、緑〜赤色発光のＯＬＥＤを用いると、素子寿命の点でも好ましい。さらに、赤色は可視光の中でも近赤外光の波長域に近いために変換する波長距離が短くすることができ、波長変換フィルターでストークスシフトの大きな発光色素を特殊設計する必要がないことから発光色素設計を容易にできる点でも好ましい。【００３５】
また、上述した効果は、生体に光を照射して生体信号を取得する生体計測装置においても同様に有効であり、測定精度の低下を招く、生体表面の反射光の入光を防止することで、より精度の高い生体信号を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の面光源と撮像部を具備した生体撮像装置の構成の一例を示す概略図
【図２Ａ】同一平面上に配置した面光源と撮像部の構成と、端部間の距離Ｗの一例を説明するための模式図
【図２Ｂ】同一平面上に配置した面光源と撮像部の構成と、端部間の距離Ｗの他の一例を説明するための模式図
【図２Ｃ】同一平面上に配置した面光源と撮像部の構成と、端部間の距離Ｗの他の一例を説明するための模式図
【図３】面光源である有機エレクトロルミネッセンス素子の構成の一例を示す概略断面図
【図４】タッチセンサー機能を具備した有機エレクトロルミネッセンスモジュールの構成の一例を示す概略断面図
【図５】タッチセンサー機能を具備した有機エレクトロルミネッセンスモジュールの駆動回路の一例を示す回路図
【図６】有機エレクトロルミネッセンス素子を２個配列した有機エレクトロルミネッセンスモジュールの駆動回路の一例を示す回路図
【図７】有機エレクトロルミネッセンス素子と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体の構成の一例を示す概略断面図
【図８】本発明に適用可能なイメージセンサーの構成の一例を示す概略断面図
【図９】実施例で用いた発光素子駆動回路ユニットを構成する発光素子駆動回路の一例を示す概略回路図
【図１０Ａ】同一平面上に配置した面光源と測定部の構成と、端部間の距離Ｗの一例を説明するための生体計測装置の模式図
【図１０Ｂ】同一平面上に配置した面光源と測定部の構成と、端部間の距離Ｗの他の一例を説明するための生体計測装置の模式図
【図１０Ｃ】同一平面上に配置した面光源と測定部の構成と、端部間の距離Ｗの他の一例を説明するための生体計測装置の模式図
【図１１Ａ】同一平面上に配置した２個の面光源と測定部の構成と、端部間の距離Ｗの一例を説明するための生体計測装置の模式図
【図１１Ｂ】同一平面上に配置した２個の面光源と測定部の構成と、端部間の距離Ｗの他の一例を説明するための生体計測装置の模式図
【図１１Ｃ】同一平面上に配置した２個の面光源と測定部の構成と、端部間の距離Ｗの他の一例を説明するための生体計測装置の模式図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の生体撮像装置は、生体を認証対象として撮像する装置であって、前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する撮像部を有し、前記面光源と前記撮像部が同一平面上の対向する位置に配置され、前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であり、かつ、前記平面上を指触して、静脈認証を行うことを特徴とする。この特徴は、下記各実施形態に共通する又は対応する技術的特徴である。
【００３８】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であることが、撮像部への生体表面の反射光の入光をより効率よく抑制でき、コントラストに優れた高品位の静脈撮像を取得することができる点で好ましい。
【００３９】
また、前記面光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることが、平面発光の高い面光源で、発光均一性に優れ、所望の発光波長、例えば、赤色発光を安定して得ることができる点で好ましい。
【００４０】
さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子が、タッチセンサー機能を具備していることが、従来の連続発光型のものに比較し、生体認証時に発光させることができるため、操作性及び省電力性に優れる点で好ましい。
【００４１】
また、面光源が、少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体であることが、生体の認証対象、例えば、生体内部の静脈内のヘモグロビンの吸収を影とし得ることができる生体透過性を有する近赤外光を発光させることができる点で好ましく、さらには、面光源積層体は、有機エレクトロルミネッセンス素子より６００〜７００ｎｍの範囲内の光を発光させ、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの光を吸収して、前記波長変換フィルターを介して、近赤外光を前記生体に放射する構成であることが、生体認証精度を高くすることができる点で好ましい。
【００４２】
また、本発明の生体計測装置は、生体に光を照射して生体信号を計測する生体計測装置であって、前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する測定部を有し、前記面光源と前記測定部が同一平面上の対向する位置に配置され、前記面光源と前記測定部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００４３】
また、前記面光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることが、平面発光の高い面光源で、発光均一性に優れ、所望の発光波長、例えば、赤色発光を安定して得ることができる点で好ましい。
【００４４】
また、面光源が、少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体であることが、生体計測対象、例えば、生体内部の静脈内のヘモグロビンの吸収を影とし得ることができる生体透過性を有する近赤外光を発光させることができる点で好ましく、さらには、面光源積層体は、有機エレクトロルミネッセンス素子より６００〜７００ｎｍの範囲内の光を発光させ、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの光を吸収して、前記波長変換フィルターを介し、近赤外光を前記生体に放射する構成であることが、精度の高い生体信号を取得できる点で好ましい。
【００４５】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。
【００４６】
《生体撮像装置》
本発明の生体撮像装置は、生体を認証対象として撮像する生体撮像装置であって、前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する撮像部を有し、前記面光源と前記撮像部が同一平面上の対向する位置に配置され、前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であり、かつ、前記平面上を指触して、静脈認証を行うことを特徴とする。
【００４７】
本発明の生体撮像装置は、様々な技術を用いて対象物の認証を行う認証装置として、面光源と、画像を読み取り認証する撮像部より構成され、この生体撮像装置は携帯電話などのモバイル機器、現金自動取引装置、ディスプレイ、ファクシミリ、スキャナ、複合機などに搭載される。生体認証は、各個人の生体的特徴（動作や生体の一部）を採取し、あらかじめ登録した特徴データと比較した類似度を測定並びに判定することにより個人を認識する。
【００４８】
図１は、本発明の面光源と撮像部を具備した生体撮像装置の構成の一例を示す概略図である。
【００４９】
図１に示す生体撮像装置Ａは、生体認証の対象である指Ｆの下部面側に、面光源Ｃと撮像部Ｄを同一平面上の対向する位置に配置されている。面光源Ｃ、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子より、生体（指Ｆ）に対し、照射光Ｌ１を照射し、生体内の静脈Ｂより得られる散乱光Ｌ２を撮像部Ｄ（以下、「イメージセンサー」ともいう。）で受光し、静脈のイメージ画像を取得し、生体認証を行う。
【００５０】
本発明の生体撮像装置が対象とする生体情報としては、手のひら及び指の静脈、指紋、掌形、虹彩、網膜、顔、筆跡、音声、匂い等がある。中でも、小型化が可能である点や盗難のおそれがない点、高セキュリティ性などといった観点から、静脈を用いた認証（静脈認証装置）が特に注目を集めている。
【００５１】
静脈認証は、生体内のヘモグロビンが生体透過性を有する近赤外光を吸収する性質を利用した認証方法であり、認証装置に用いる光源は近赤外光であり、８５０ｎｍ付近に発光極大を有するものがより好ましい。静脈認証は、指先に近赤外線を照射し、得られた静脈部が影となった画像を、あらかじめ登録しておいたデータと照合することにより認証を行う。静脈認証方式では、抽出するデータ量が少ないため、高速処理が可能であるほか、近赤外光を照射して初めて目視での確認が可能となるため、生体の同一部分を認証する技術である指紋認証と比較して偽造や盗難が起こりにくい。さらに、静脈パターンは生体内部に存在する情報であるため、外部の影響を受けにくく半永久的に変化しないことや、不適応者が非常に少ないことといった点でも優位性がある。
【００５２】
静脈認証装置の具体的な構成としては、図１で示すような近赤外光を発する面光源Ｃと、光源を調整する制御部、静脈等からの散乱光を検出して画像を得る撮像部Ｄ、画像処理を行う認証部、抽出データを保存し登録する記憶部、登録データとの照合を行う演算部などから構成される。
【００５３】
従来の静脈認証では、一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの複数の点光源を用いて照射を行っているが、ＬＥＤは発光部の形状が球状である点光源のため、複数個並べることにより輝度にムラが生じ、得られる撮像の認識率が低下してしまう。さらに、そもそもＬＥＤでは個々の光量が厳密には均一ではないため、照射光量を調整する制御部には複雑なシステムが要求されている。そこで、本発明の生体撮像装置においては、光源として輝度均一性を有する面光源Ｃを用いることを特徴とし、より具体的には有機ＥＬ素子を用いることが好ましい態様である。
【００５４】
本発明においては、図１で示す面光源と撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００５５】
図２Ａ〜図２Ｃは、同一平面上に配置した面光源と撮像部の構成と、端部間の距離Ｗを説明するための模式図である。
【００５６】
図２Ａで示す生体撮像装置Ａでは、上記説明した図１で示す構成と同様で、同一平面上に、面光源Ｃと撮像部Ｄを配置し、面光源Ｃは全面が発光領域である全面発光型の光源である。このような構成においては、本発明で規定する前記面光源と前記撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離をＷで表すことができる。本発明では、この距離Ｗが１０〜４５ｍｍの範囲内であることを特徴とし、好ましくは距離Ｗが、１５〜４０ｍｍの範囲内であり、更に好ましくは２０〜４０ｍｍの範囲内である。
【００５７】
生体認証においては、認証対象の生体が、面光源、例えば、有機ＥＬ素子からの光を受け、生体の内部に光が拡散し、その散乱光が撮像部に到達する。この時、照射光が生体の内部まで到達しないで、生体の表面（指の表皮）で反射した光、又は、面光源から発光した光が、直接、撮像部に達した場合には、得られる生体の撮像画像にノイズとなり、画像が飽和し、コントラストが低下する。
【００５８】
上記問題に対し、本発明で規定する様に、面光源と撮像部の対向するそれぞれの端部間の距離Ｗを１０〜４５ｍｍの範囲内とすることにより、生体の表皮面からの反射光が撮像部に入ることを防止でき、この結果、高コントラストを有する撮像画像を得ることができる。
【００５９】
図２Ｂで示す生体撮像装置Ａでは、面光源ＣがベゼルＢｚ（以下、非発光領域ともいう。）を有している例を示してある。この場合、発光領域は、ベゼルＢｚを除く領域であり、発光領域の端部から撮像部Ｄの端部までが、距離Ｗとなる。
【００６０】
図２Ｃは、図２Ｂの構成に対し、面光源Ｃと撮像部Ｄが直接接している構成であり、この構成においては、ベゼルＢｚの幅が距離Ｗとなる。
【００６１】
《生体撮像装置の構成要素》
［面光源］
本発明の生体撮像装置では、発光光源が面光源であることを特徴とする。
【００６２】
本発明でいう面光源とは、広がりのある面全体から均一な光を放射する光源であり、これに対する光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）などに代表される点光源がある。面光源は、前記点光源に比較して、一般的に発光輝度のムラがなく影をつくらないため、居室内空間の照明、又はディスプレイなどのバックライト用途の他に、生体認証用の撮像装置の照明などに好適に用いることができ、生体認証用の撮像装置に用いる場合、面光源としては、有機ＥＬ素子、μＬＥＤ（マイクロＬＥＤ）、拡散板と組み合わせたＬＥＤ光源などが好ましいが、その中でも、面光源が有機ＥＬ素子であることが好ましく、更には、有機ＥＬ素子が、タッチセンサー機能を具備している構成（以下、「有機ＥＬモジュール」ともいう。）であることが好ましい。
【００６３】
また、面光源が近赤外光を放射させる点から、面光源が、有機ＥＬ素子と波長変換フィルターより構成されていること、更に詳しくは、有機ＥＬ素子が６００〜６５０ｎｍの範囲内の光を発光し、当該有機ＥＬ素子からの光を吸収して、前記波長変換フィルターを介して、近赤外光を生体に放射することが好ましい態様である。
【００６４】
本発明に係る面光源においては、有機ＥＬ素子のフレキシブル性を生かすため、基材としてはフレキシブル性を有する樹脂フィルムを用いることがより好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（略称：ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（略称：ＰＥＮ）等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン等、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（略称：ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（略称：ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（略称：ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル又はポリアリレート類、アートン（商品名、ＪＳＲ社製）又はアペル（商品名、三井化学社製）に代表されるシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【００６５】
以下、本発明に係る面光源の構成要素の詳細について説明する。
【００６６】
〔有機ＥＬ素子〕
（有機ＥＬ素子の基本構成）
図３は、本発明に適用可能な代表的面光源である有機ＥＬ素子の基本的な構成の一例を示す概略断面図である。
【００６７】
図３で示す有機ＥＬ素子２２は、光透過性を有する透明基材１１、例えば、ガラス基材又はフレキシブル性樹脂基材上に、発光層を含む有機機能層ユニットＵを積層した構造を示してある。
【００６８】
図３において、光透過性を有する透明基材１１上に、第１電極として陽極３を形成し、その上に、例えば、正孔注入層、正孔輸送層等から構成される第１のキャリア輸送機能層群４、発光層５及び、例えば、電子輸送層、電子注入層等から構成される第２のキャリア輸送機能層群６が積層して、有機機能層ユニットＵを構成している。更に、有機機能層ユニットＵの上部に、第２電極として、陰極７が設けられ、有機ＥＬ素子２２を構成している。そして、上記有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）全体を被覆する構造で、封止用接着層８と封止基板９が設けられて、有機ＥＬパネル２を構成している。図３の構成では、陽極３を透明電極で構成し、陽極３が配置されている面より、生体、例えば、指面に対し光Ｌ１を照射する。
【００６９】
本発明において、有機ＥＬ素子２２とは、一対の対向電極及び有機機能層群により構成されているものをいい、有機ＥＬパネル２とは、有機ＥＬ素子２２に対し、封止樹脂及び封止部材により封止した構成をいい、後述する有機ＥＬモジュールＭとは、有機ＥＬパネル２に、静電容量方式のタッチ検出回路ユニット１４と発光素子駆動回路ユニット１２とが電気接続部材により接続され、発光機能とタッチ検出機能を併せ持つ構成をいう。
【００７０】
本発明でいう発光領域とは、図３で示すように、陽極３と、有機機能層ユニットＵ、特には発光層５と、陰極７の全てが、同一面上に存在する領域をいう。それ以外の領域は、非発光領域（ベゼルＢｚ）となる。
【００７１】
（有機ＥＬ素子の構成要素）
以下に、本発明に適用可能な有機ＥＬ素子の構成の代表例を示すが、本発明においては、ここで例示する構成に限定されるものではない。
【００７２】
（ｉ）陽極３／有機機能層ユニットＵ〔第１のキャリア輸送機能層群４（正孔注入輸送層）／発光層５／第２のキャリア輸送機能層群６（電子注入輸送層）〕／陰極７
（ii）陽極３／有機機能層ユニットＵ〔第１のキャリア輸送機能層群４（正孔注入輸送層）／発光層５／第２のキャリア輸送機能層群６（正孔阻止層／電子注入輸送層）〕／陰極７
（iii）陽極３／有機機能層ユニット（Ｕ）〔第１のキャリア輸送機能層群４（正孔注入輸送層／電子阻止層）／発光層５／第２のキャリア輸送機能層群６（正孔阻止層／電子注入輸送層）〕／陰極７
（iv）陽極３／有機機能層ユニット（Ｕ）〔第１のキャリア輸送機能層群４（正孔注入層／正孔輸送層）／発光層５／第２のキャリア輸送機能層群６（電子輸送層／電子注入層）〕／陰極７
（ｖ）陽極３／有機機能層ユニット（Ｕ）〔第１のキャリア輸送機能層群４（正孔注入層／正孔輸送層）／発光層５／第２のキャリア輸送機能層群６（正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層）〕／陰極７
（vi）陽極３／有機機能層ユニット（Ｕ）〔第１のキャリア輸送機能層群４（正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層）／発光層５／第２のキャリア輸送機能層群６（正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層）〕／陰極７
上記（ｉ）〜（vi）で説明した構成では、陰極７を非光透過性として説明したが、必要に応じて、陽極と同様の光透過性の陰極とする構成であってもよい。
【００７３】
更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。中間層は電荷発生層であってもよく、マルチフォトンユニット構成であってもよい。
【００７４】
本発明に適用可能な有機ＥＬ素子の概要については、例えば、特開２０１３−１５７６３４号公報、特開２０１３−１６８５５２号公報、特開２０１３−１７７３６１号公報、特開２０１３−１８７２１１号公報、特開２０１３−１９１６４４号公報、特開２０１３−１９１８０４号公報、特開２０１３−２２５６７８号公報、特開２０１３−２３５９９４号公報、特開２０１３−２４３２３４号公報、特開２０１３−２４３２３６号公報、特開２０１３−２４２３６６号公報、特開２０１３−２４３３７１号公報、特開２０１３−２４５１７９号公報、特開２０１４−００３２４９号公報、特開２０１４−００３２９９号公報、特開２０１４−０１３９１０号公報、特開２０１４−０１７４９３号公報、特開２０１４−０１７４９４号公報等に記載されている構成を挙げることができる。
【００７５】
また、タンデム型の有機ＥＬ素子とすることもでき、タンデム型の具体例としては、例えば、米国特許第６，３３７，４９２号明細書、米国特許第７，４２０，２０３号明細書、米国特許第７，４７３，９２３号明細書、米国特許第６，８７２，４７２号明細書、米国特許第６，１０７，７３４号明細書、米国特許第６，３３７，４９２号明細書、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号公報、特開２００６−２４７９１号公報、特開２００６−４９３９３号公報、特開２００６−４９３９４号公報、特開２００６−４９３９６号公報、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２００５−３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、特開２００３−２７２８６０号公報、特開２００３−０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００７６】
〔タッチセンサー付有機ＥＬ素子〕
本発明の生体撮像装置に適用する有機ＥＬ素子(有機ＥＬパネル)として、更には、タッチセンサー機能を具備した有機ＥＬモジュールであることが、生体認証時にのみ発光する機能を付与でき、操作性及び省電力性の観点から好ましい態様である。
【００７７】
本発明でいう有機ＥＬモジュールＭとは、図３で説明した有機ＥＬパネル２に対し、発光素子駆動回路ユニットと、タッチ検出回路ユニットを具備した構成をいう。
【００７８】
〈実施形態１：単一の有機ＥＬ素子構成〉
図４は、タッチセンサー機能を具備した有機ＥＬモジュールで、有機ＥＬ素子が単一構成の一例を示す概略断面図(実施形態１)である。
【００７９】
図４で示す有機ＥＬモジュールＭでは、適用する有機ＥＬユニットＵの構成は図３で説明したのと同様で、透明基材１１上に、第１電極として陽極３と、有機機能層ユニットＵが積層されて、発光領域を構成している。有機機能層ユニットＵの上部には、陰極７が積層されて、有機ＥＬ素子を構成している。この有機ＥＬ素子の外周部を封止用接着層８で封止され、その表面に、封止部材９が配置され、有機ＥＬパネル２を構成している。
【００８０】
図４に示す有機ＥＬモジュールＭの構成においては、陽極３が、有機ＥＬ素子の発光させる透明電極として機能するとともに、検出電極としての機能を付与する構成である。
【００８１】
有機ＥＬモジュールＭにおいては、陽極３と陰極７との間に、発光を制御する発光素子駆動回路ユニット１２が接続されている。
【００８２】
陽極３は、更に、検出電極として機能し、タッチ（指触）を検出するためのタッチ検出回路ユニット１４が接続されている。
【００８３】
次いで、本発明に係る有機ＥＬモジュールを構成する基本的な駆動回路とその駆動方法の一例について、回路図を交えて説明する。
【００８４】
図５は、タッチセンサー機能を具備した有機ＥＬモジュールの駆動回路の一例を示す回路図である。
【００８５】
図５に示す有機ＥＬモジュールＭの回路図において、中央に示した有機ＥＬパネル２は、陽極配線２５と陰極配線２６を有し、両配線間にダイオードである有機ＥＬ素子２２と、コンデンサー（Ｃｅｌ）２１が接続されている。
【００８６】
左側の発光素子駆動回路ユニット１２では、陽極より引き出された陽極配線２５がスイッチＳＷ１を介して、発光素子駆動回路部２３に接続され、一方、陰極から引きだされた陰極配線２６がスイッチＳＷ２を介して、発光素子駆動回路部２３に接続されている。また、発光素子駆動回路部２３は、グランド２７につながれている。このグランド２７は、詳しくはシグナル・グランドと呼ばれている。
【００８７】
この発光素子駆動回路ユニット１２には、定電流駆動回路、又は定電圧駆動回路が組み込まれ、有機ＥＬ素子２２の発光のタイミングを制御し、必要に応じて、逆バイアス印加（逆印加電圧）する発光素子駆動回路部２３を有する。また、図５では、発光素子駆動回路部２３と、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とがそれぞれ独立した構成で示してあるが、必要に応じて、発光素子駆動回路部２３に、スイッチＳＷ１又はスイッチＳＷ２が組み込まれた構成であってもよい。
【００８８】
本発明でいう発光素子駆動回路ユニット１２とは、図５の破線で示すように、陽極配線２５、スイッチＳＷ１、発光素子駆動回路部２３、スイッチＳＷ２及び陰極配線２６で構成されている回路範囲をいう。
【００８９】
一方、右側に記載したタッチ検出回路ユニット１４は、検出電極として機能させる陽極から引き出した陽極配線２５を、スイッチＳＷ３を介してタッチ検出回路部２４に接続され、このタッチ検出回路部２４は、グランド２７につながれている。このタッチ検出回路部２４の内部にスイッチＳＷ３が組み込まれている構成であってもよい。
【００９０】
スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、ＦＥＴ（電界効果トランジスター）、ＴＦＴ（薄膜フィルムトランジスター）等のスイッチ機能を備えたものであればよく、特に制限はない。
【００９１】
本発明に係る発光素子駆動回路部２３としては、その構成に特に制限はなく、従来の公知の発光素子駆動回路部（有機ＥＬ素子駆動回路）を適用することができる。この光素子駆動回路としては、昇圧型又は降圧型のＤＣ−ＤＣコンバーター回路、電流値のフィードバック回路、ＤＣ−ＤＣコンバーターのスイッチ制御回路等からなる定電流回路が知られており、また、特開２００２−１５６９４４号公報、特開２００５−２６５９３７号公報、特開２０１０−０４０２４６号公報等に記載されている発光素子駆動回路を参照することができる。
【００９２】
また、タッチ検出回路部２４としては、その構成に特に制限はなく、従来の公知のタッチ検出回路部を適用することができる。一般に、タッチ検出回路は、増幅器、フィルター、ＡＤ変換器、整流平滑回路、比較器等で構成され、代表例としては、自己容量検出方式、直列容量分圧比較方式（オムロン方式）等を挙げることができ、また、特開２０１２−０７３７８３号公報、特開２０１３−０８８９３２号公報、特開２０１４−０５３０００号公報等に記載されているタッチ検出回路を参照することができる。
【００９３】
〈実施形態２：複数の有機ＥＬ素子構成〉
また、本発明に適用可能なタッチセンサー付有機ＥＬ素子として、複数の有機ＥＬ素子を配置した構成の有機ＥＬモジュールも適用することができる。
【００９４】
図６は、有機ＥＬ素子２２Ａ及び２２Ｂを２個配列した有機ＥＬモジュールＭの駆動回路の一例を示す回路図である。
【００９５】
図６に示す有機ＥＬモジュールＭの回路図において、中央に示した有機ＥＬパネル２は、それぞれ陽極配線２５Ａ及び２５Ｂ、陰極配線２６Ａ及び２６Ｂを有し、両配線間にダイオードである二つの有機ＥＬ素子２２Ａ及び２２Ｂと、有機ＥＬ素子の寄生容量２１Ａ及び２１Ｂが接続されている。
【００９６】
左側の発光素子駆動回路ユニット１２では、第１の有機ＥＬ素子２２Ａの陽極より引き出された陽極配線２５ＡがスイッチＳＷ１を介して、発光素子駆動回路部２３に接続され、一方、第２の有機ＥＬ素子２２Ｂの陰極から引きだされた陰極配線２６Ｂが、スイッチＳＷ２を介して、発光素子駆動回路部２３に接続されている。
【００９７】
この発光素子駆動回路ユニット１２には、定電流駆動回路又は定電圧駆動回路が組み込まれ、有機ＥＬ素子の発光のタイミングを制御し、必要に応じて、逆バイアス印加（逆印加電圧）する発光素子駆動回路部２３を有する。また、図６では、発光素子駆動回路部２３と、スイッチＳＷ１とがそれぞれ独立した構成で示してあるが、必要に応じて、発光素子駆動回路部２３内に、スイッチＳＷ１が組み込まれた構成であってもよい。
【００９８】
一方、右側に記載したタッチ検知回路ユニット１４は、第１の有機ＥＬ素子２２Ａにおいては、タッチ検知電極として機能させる陽極から引き出した陽極配線２５Ａを、スイッチＳＷ３を介してタッチ検知回路部２４に接続し、第２の有機ＥＬ素子２２Ｂのタッチ検知電極である陽極より引き出した陽極配線２５Ｂは、スイッチＳＷ４を介してタッチ検知回路部２４に接続されている構成である。
【００９９】
タッチセンサー付きの有機ＥＬ素子の詳細については、例えば、国際公開第２０１５／１８２００１号、国際公開第２０１５／１８６２６５号、国際公開第２０１６／０３１５９３号等で記載されている内容を参照することができる。
【０１００】
〔波長変換フィルター〕
本発明に係る面光源においては、少なくとも有機ＥＬ素子（有機ＥＬパネル）と波長変換フィルターより構成されている面光源積層体であることが好ましい態様である。
【０１０１】
図７は、有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬパネル２と波長変換フィルター４０より構成されている面光源積層体ＣＡの一例を示す概略断面図である。
【０１０２】
図７に示す面光源積層体ＣＡでは、赤色発光Ｒする面光源、例えば、赤色発光Ｒの有機ＥＬパネル２上に、有機ＥＬパネル２を構成する有機ＥＬ素子２２の可視光を近赤外光ＩＲに変換する波長変換フィルター４０を配置した構成を挙げることができる。
【０１０３】
本発明に係る波長変換フィルターにおいては、波長変換能を有する発光体（例えば、発光色素等）を含有することが好ましい。本発明に係る波長変換フィルターは、波長変換能を有する発光色素を含有していれば、特に形態や製造方法などは制限されず、目的用途に応じて適宜決定される。
【０１０４】
本発明に係る波長変換フィルターは、近赤光領域を含む可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）、好ましくは近赤光領域を含む緑〜赤色領域（４９５〜７５０ｎｍ）、特に好ましくは赤色領域（６００〜７００ｎｍ）の範囲内の光を発光する有機ＥＬ素子からの光を吸収して、近赤外光、例えば、７００ｎｍを超え、１５００ｎｍ以下の領域で発光する、さらには、８５０ｎｍ付近に発光極大を有する近赤外光に変換する機能を有することが好ましい。
【０１０５】
面光源積層体ＣＡの作製方法としては、面光源である有機ＥＬパネル２と波長変換フィルター４０とを別途製造して、両者を貼合して作製する方法であっても、発光部材である有機ＥＬ素上に直接、波長変換フィルターを塗設して積層させてもよい。また、必要に応じて、波長変換されずに放射されてきた光を除外するためのカットフィルターを積層又は含んでもよい。
【０１０６】
本発明に係る波長変換フィルター４０の厚さは、小型化、かつフレキシブル性を維持する観点からは、０．０１〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１〜５００μｍの範囲内であり、さらには１０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１０７】
製造方法としては、例えば、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、グラビアコート法、ディップコート法などによって、発光色素を含む波長変換フィルター形成用組成物を支持体上に一時的あるいは恒久的に付与することができる方法を挙げることができる。また、スピンコート法などの湿式法で製造する場合、使用する溶媒は特に制限されないが、例えば、水やアルコール系、ジオール系、ケトン系、エステル系、エステル系、芳香族炭化水素系（ハロゲンを含有してもよい）、脂肪族又は脂肪族炭化水素系の溶媒などが挙げられる。
【０１０８】
また、波長変換フィルター形成用組成物を形成する際に、発光色素を溶解又は分散させるため、マトリックス材料として、公知の樹脂材料等を用いてもよい。発光色素の発光波長に影響を及ぼさない観点から、非極性の樹脂材料が好適に用いられ、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ニトロセルロースなどのセルロースエステルなどが挙げられる。
【０１０９】
さらに、必要に応じて発光色素の他に、着色剤や光安定剤、抗酸化剤、界面活性剤、難燃剤、無機添加剤、透明化剤、紫外線吸収剤、充填剤、光散乱性粒子といった周知の各種添加剤を含んでいてもよい。
【０１１０】
（光散乱性粒子）
上述のうち、光散乱性粒子とは、波長変換フィルター中に入ってきた光を多重散乱させる機能を持った粒子である。これらを添加することで、波長変換フィルターに進入した光は膜中での光路長が伸び、波長変換フィルター内部で波長変換される機会が増えるので、波長変換効率が向上する。さらに、波長変換フィルター界面の反射により、波長変換フィルター内部に戻ってきた光を再度散乱することで、光取り出し効率の向上が見込める。
【０１１１】
光散乱性粒子の平均粒子径は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。光散乱性粒子の平均粒子径が０．０１μｍ未満であると、波長変換フィルター中において充分な光散乱性を得ることが出来ず、充分な光散乱性を出すためには光散乱性粒子の添加量を多くする必要がある。一方、光散乱性粒子の平均粒子径が１０μｍを超えると、添加量（質量％）が同じであっても光散乱粒子の数が少なくなるため、散乱点の数が減り充分な光散乱効果が得られない。
【０１１２】
光散乱性粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状（真球状、略真球状、楕円球状等
）、多面体状、棒状（円柱状、角柱状等）、平板状、りん片状、不定形状等が挙げられる
。なお、光散乱性粒子の粒子径は、光散乱性粒子の形状が球状でない場合、同体積を有す
る真球状の値とすることができる。
【０１１３】
光散乱性粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機微粒子であっても、無機微粒子であっても良いが、屈折率が高いほど、粒子の散乱性能が高まるため、中でも高屈折率を有する無機微粒子であることが好ましい。
【０１１４】
高屈折率を有する有機微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズ、アクリル−スチレン共重合体ビーズ、メラミンビーズ、ポリカーボネートビーズ、スチレンビーズ、架橋ポリスチレンビーズ、ポリ塩化ビニルビーズ及びベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒドビーズ等が挙げられる。
【０１１５】
高屈折率を有する無機微粒子としては、例えば、ケイ素、ジルコニウム、チタン、インジウム、亜鉛、アンチモン、セリウム、ニオブ及びタングステン等の中から選ばれる少なくとも一つの酸化物からなる無機酸化物粒子が挙げられる。無機酸化物粒子としては、具体的には、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＢａＴｉＯ3、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、ＩＴＯ、ＣｅＯ2、Ｎｂ2Ｏ5及びＷＯ3等が挙げられ、中でも、ＴｉＯ2、ＢａＴｉＯ3、ＺｒＯ2、ＣｅＯ2及びＮｂ2Ｏ5が好ましく、ＴｉＯ2が最も好ましい。また、ＴｉＯ2の中でも、アナターゼ型よりルチル型の方が、触媒活性が低いため膜の耐候性が高くなり、更に屈折率も高いことから好ましい。
【０１１６】
また、これらの粒子は、波長変換フィルターに含有させるために、分散液とした場合の分散性や安定性向上の観点から、表面処理を施したものを用いるか、あるいは表面処理を施さないものを用いるかを選択することができる。
【０１１７】
表面処理を行う場合、表面処理の具体的な材料としては、酸化ケイ素や酸化ジルコニウム等の異種無機酸化物、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、オルガノシロキサン、ステアリン酸等の有機酸等が挙げられる。これら表面処理材は、１種を単独で用いても良く、複数種を組み合わせて用いても良い。中でも、分散液の安定性の観点から、表面処理材としては、異種無機酸化物又は金属水酸化物が好ましく、金属水酸化物がより好ましい。
【０１１８】
波長変換フィルターの全固形分質量に対する光散乱性粒子の含有量は、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。光散乱性粒子の含有量が０．１質量％未満であると、光散乱効果が充分に得られないおそれがあり、また、光散乱性粒子の含有量が２０質量％を超えると、光散乱性粒子が多すぎるために透過率が低下する。
【０１１９】
（カットフィルター）
カットフィルターの材質としては、ガラス、樹脂などが挙げられ、誘電体多層膜や、吸収色素を含有する膜を形成することで、波長変換されずに放射されてきた光を除外するものが使用できる。カットフィルターは、市販品を用いてもよく、又は、上記の膜を波長変換フィルター上に製膜するか、独立して作製した後に、波長変換フィルターと組み合わせて使用してもよい。
【０１２０】
（波長変換能を有する発光体）
本発明に係る波長変換フィルターが含有する発光体としては、近赤光領域を含む可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）、好ましくは近赤光領域を含む緑〜赤色領域（４９５〜７５０ｎｍ）、特に好ましくは赤色領域（６００〜７００ｎｍ）の光を吸収し、近赤外光領域（７００ｎｍを超え、１５００ｎｍ以下）で発光する特性を備えていれば、特に制限されない。発光体を含む波長変換フィルターを生体認証装置として用いる場合、得られる撮像図での個体識別を保証するための生体透過光の観点から、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲内に発光極大波長を有することが好ましく、より好ましくは８５０ｎｍ付近に発光極大波長を有することが、生体内の水の吸収域と重ならず、静脈のヘモグロビンの吸収域と重なりをもつ点で好ましい。
【０１２１】
本発明に適用可能な発光体としては、例えば、重水素化トリス（ヘキサフルオロアセチルアセトナト）ネオジム（III）：Ｎｄ（ｈｆａ−Ｄ3）などの錯体や、希土類なイオンを内包する無機ナノ物質、インジウムヒ素、硫化鉛などからなる量子ドットナノ粒子、水溶性シリコンナノ粒子などの他、スクアリリウム、シアニン、フタロシアニン、クロコニウムローダミン、エオシン、フルオレセイン、トリフェニルメタン、ポルフィリンなどの発光色素を用いることができる。
【０１２２】
これらの発光体の中でも、発光色素であるスクアリリウム化合物が、赤色光領域に吸収を示す化合物として、従来から有機太陽電池の増感色素や電子写真感光体の電荷発生材料、蛍光プローブなどに用いられており、更に、耐久性が高く、かつ発光効率に優れており、本発明における発光色素として、特に好ましく用いることができる。
【０１２３】
また、本発明に係る波長変換フィルターにおいては、少なくとも１種の発光色素が含まれていればよく、２種以上の色素を併用してもよい。この場合、光源からの光を１種の色素が吸収し、励起したエネルギーより長波側に発光領域を有する他の色素に受け渡すことで、最終的な発光波長より長波化することができる。
【０１２４】
本発明に適用可能なスクアリリウム化合物の合成方法については、特に限定されず、例えば、特開平５−１５５１４４号公報、特開平５−２３９３６６号公報、特開平５−３３９２３３号公報、特開２０００−３４５０５９号公報、特開２００２−３６３４３４号公報、特開２００４−８６１３３号公報、特開２００４−２３８６０６号公報等に記載の周知一般の反応を用いて得ることができる。
【０１２５】
〈一般式（１）で表される構造を有する化合物〉
本発明に適用可能なスクアリリウム化合物の種類は、特に限定されないが、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
【化１】
2020162487.tif 000003
上記一般式（１）において、Ａ及びＢは、それぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、それぞれ隣接する置換基同士が互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ置換基を表し、少なくとも１つは芳香族炭化水素環を有する。また、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
【０１２６】
Ａ及びＢで表される芳香族炭化水素環（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいう）は、炭素数６〜１８の置換又は無置換の芳香族炭化水素環であり、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基等を挙げることができる。好ましくは、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等を挙げることができる。また、Ａ及びＢで表される芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、ピラゾロトリアゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等を挙げることができる。
【０１２７】
上記一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基、並びにＡ及びＢが有してもよい置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、ピラゾロトリアゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカ���ボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジタートブチル基、シクロヘキシルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基、アミノ基、ヒドロキシ基、シリル基が挙げられる。
【０１２８】
また、これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。
【０１２９】
このうち、Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基は、アルキル基又は芳香族炭化水素基が好ましい。
【０１３０】
Ｒ1〜Ｒ4で表されるアルキル基としては、炭素数６〜１０の置換又は無置換のアルキル基が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
【０１３１】
Ｒ1〜Ｒ4で表される芳香族炭化水素基としては、炭素数６〜１８の置換又は無置換の芳香族炭化水素基が好ましい。例えば芳香族炭化水素基（フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基等）が挙げられる。好ましくは、フェニル基及びナフチル基を挙げることができる。
【０１３２】
隣接する置換基同士が環を形成する場合としては、その環状構造は芳香環であっても脂肪環であってもよく、またヘテロ原子を含むものであってもよく、さらに環状構造は２環以上の縮合環であってもよい。ここでいうヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選択されるものであることが好ましい。形成される環状構造の例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、イミダゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、シクロヘキサジエン環、シクロヘキセン環、シクロペンタエン環、シクロヘプタトリエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタエン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環等を挙げることができる。
【０１３３】
〈一般式（２）で表される構造を有する化合物〉
さらに、前記一般式（１）において、Ａ若しくはＢ、又はその両方にヒドロキシ基を有していることが、発光性の向上の観点から好ましく、分子内のπ共役が拡張され、極大発光波長が長波化する観点から、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であることがより好ましい。
【化２】
2020162487.tif 000004
上記一般式（２）において、Ｅ1〜Ｅ4はそれぞれ置換基を表す。ｍ１〜ｍ４はそれぞれ０又は１〜５の整数を表す。Ｒ及びＲ′はそれぞれ置換基を表し、ｎ及びｎ′はそれぞれ０又は１〜３の整数を表す。なお、ｍ1〜ｍ4、ｎ及びｎ′が２以上の場合、Ｅ1〜Ｅ4、Ｒ及びＲ′はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【０１３４】
Ｅ1〜Ｅ4、Ｒ及びＲ′で表される置換基の構造は、上記で詳細に説明した一般式（１）の置換基と同様の基を挙げることができる。なお、Ｅ1〜Ｅ4で表される置換基としては、特に、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基が好ましく、Ｒ及びＲ′で表される置換基としては、水素原子又はヒドロキシ基であることが好ましい。
【０１３５】
本発明に係る一般式（１）又は一般式（２）で表される構造を有するスクアリリウム化合物は、例えば、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，第２３巻、４７８９ページ（２０１１年）、Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第９１巻、５１８４ページ（１９８７年）に記載の方法、又は、これらの文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。
【０１３６】
以下に、本発明に係る波長変換フィルターが含有する発光色素、スクアリリウム化合物、一般式（１）で表される化合物、一般式（２）で表される化合物の代表例を示すが、これらに限定されるものではない。
【０１３７】
【化３】
2020162487.tif 000005
【０１３８】
【化４】
2020162487.tif 000006
【０１３９】
【化５】
2020162487.tif 000007
【０１４０】
【化６】
2020162487.tif 000008
【０１４１】
【化７】
2020162487.tif 000009
【０１４２】
【化８】
2020162487.tif 000010
【０１４３】
さらに、本発明において、色素として用いられる化合物として、下記に示す文献１記載のピロロピロールシアニン色素や、文献２記載のジシアノビニル置換スクアリリウム色素等も好適に用いることができる。
【０１４４】
【化９】
2020162487.tif 000011
【０１４５】
文献１：Ｆｉｓｃｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ−Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００７，４６，３７５０−３７５３
文献２：Ｍａｙｅｒｈ−ｆｆｅｒ  ｅｔ  ａｌ−Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒ．Ｊ．２０１３，１９，２１８−２３２
【０１４６】
また、本発明において用いられる化合物として、下記一般式（１ａ）〜（１ｄ）及び一般式（４）〜（１１）で表される構造を有する化合物（１ａ）〜（１ｄ）及び化合物（４）〜（１１）も好適に用いられる。以下、各一般式（１ａ）〜（１ｄ）及び一般式（４）〜（１１）についての説明とともに、各化合物を例示する。
【化１０】
2020162487.tif 000012
（一般式（１ａ）において、各Ｒｃは、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し、４個のＲｃのうち少なくとも１個は、連結基として−Ｏ−を有してもよい炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基（ａ）、又は下記一般式（Ｐ）で表される構造を表する基（Ｐ）を表す。）
【０１４７】
【化１１】
2020162487.tif 000013
（一般式（Ｐ）において、※は置換部位を表す。Ｑは単結合又は２価の連結基を表す。ｎは１〜９の整数を表す。Ｒ51は水素原子又はメチル基を表す。）
【０１４８】
前記一般式（１ａ）で表される構造を有する化合物（１ａ）において、４個のＲｃが全て同じアルキル基（ａ）又は基（Ｐ）である、化合物の例示を表Ｉに示す。表Ｉには、化合物名と該化合物が有するＲｃの種類を列記した。なお、表Ｉにおいて、化合物名は略号のみを示した。以下に示す他の化合物を例示する表においても同様に化合物名は略号のみを示す。
【０１４９】
表Ｉにおいて、「ｎ−ｂｕｔｙｌ」はｎ−ブチル基を、「ｎ−ｐｅｎｔｙｌ」はｎ−ペンチル基を、「ｎ−ｈｅｘｙｌ」はｎ−ヘキシル基を、「ｎ−ｈｅｐｔｙｌ」はｎ−ヘプチル基を、「ｎ−ｏｃｔｙｌ」はｎ−オクチル基を、「ｎ−ｎｏｎｙｌ」はｎ−ノニル基を、「ｎ−ｄｅｃｙｌ」はｎ−デシル基を、「ｎ−ｕｎｄｅｃｙｌ」はｎ−ウンデシル基を、「ｎ−ｄｏｄｅｃｙｌ」はｎ−ドデシル基をそれぞれ示す。基（ａ１）を（ａ１）で示す。基（Ｐ）を（Ｐ）で示し、例えば、（Ｐ）（Ｑ＝−ＣＨ2−，ｎ＝２，Ｒ11＝ＣＨ3）のように、Ｑの種類、ｎの数、Ｒ11の種類を「（Ｐ）」の後の括弧内に示す。ただし、Ｑが単結合の場合はＱの表記を省略した。後述する他の化合物に係る表の記載についても、同様である。
【０１５０】
また、以下に示す各表において、基（ａ１）は１−プロピルブチル基、基（ａ２）は１−エチルペンチル基、基（ａ３）は２，４，４−トリメチルペンチル基、基（ａ４）はイソブチル基、基（ａ５）は２−エチルブチル基、基（ａ６）は２−エチルヘキシル基、基（ａ７）は２−ブチルオクチル基である。
【０１５１】
【表１】
2020162487.tif 000014
【０１５２】
【化１２】
2020162487.tif 000015
【０１５３】
（一般式（１ｃ）において、各Ｒｄは、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し、４個のＲｄのうち少なくとも１個は、連結基として−Ｏ−を有してもよい炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基（ａ）、又は前記一般式（Ｐ）で表される構造を有する基（Ｐ）を表す。各Ｘａは、それぞれ独立して、炭素数１〜３のアルキル基若しくはアルコキシ基又はフェニル基を表す。ｍは、０〜４の整数を表す。）
【０１５４】
前記一般式（１ｃ）で表される構造を有する化合物（１ｃ）において、４個の（Ｘａ）mが全て同じ（Ｒｄ及び（Ｘａ）ｍが結合したベンゼン環において、それぞれの（Ｘａ）mが同じ）である化合物の例示を表IIに示す。また、４個のＲｄは全て同じアルキル基（ａ）又は基（Ｐ）である。表IIには、化合物名と該化合物が有するＲｄの種類、Ｒｄが結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する基又は原子を、Ｒｄの隣から順にＸ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４で示した。表IIにおいて、「−Ｏ−（ａ２）」は、連結基として−Ｏ−が結合した基（ａ２）を示す。また、「２，４，６−ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ」は２，４，６−トリメトキシフェニル基を、「Ｍｅ」はメチル基を、「Ｐｈ」はフェニル基をそれぞれ示す。後述する他の化合物に係る表の記載についても、同様である。
【０１５５】
【表２】
2020162487.tif 000016
【０１５６】
【化１３】
2020162487.tif 000017
【０１５７】
（一般式（１ｂ）において、各Ｒａは、それぞれ独立して、炭化水素基を表す。各Ｒｃは、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し、４個のＲｃのうち少なくとも１個は、連結基として−Ｏ−を有してもよい炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基（ａ）、又は前記一般式（Ｐ）で表される構造を有する基（Ｐ）を表す。）
【０１５８】
前記一般式（１ｂ）で表される構造を有する化合物（１ｂ）において、２個のＲａが同じアルキル基であり、かつ４個のＲｃが全て同じアルキル基（ａ）又は基（Ｐ）である、化合物の例示を表IIIに示す。表IIIには、化合物名と該化合物が有するＲｃ及びＲａの種類を列記した。
【０１５９】
【表３】
2020162487.tif 000018
【０１６０】
【化１４】
2020162487.tif 000019
【０１６１】
（一般式（１ｄ）において、各Ｒａは、それぞれ独立して、炭化水素基を表す。各Ｒｅは、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を表す。各Ｘａは、それぞれ独立して、炭素数１〜３のアルキル基若しくはアルコキシ基又は置換又は無置換のフェニル基を表し、４位に結合する場合のＸａは、前記式（Ｄ）で表される構造を有する基であってもよい。ｍは、０〜４の整数を表す。ただし、一般式（１ｄ）においては、Ｒａのいずれかが炭素数４〜１２の直鎖状又は分岐状のアルキル基（ａ）を表すか、４個のＲｅのうち少なくとも１個が、連結基として−Ｏ−を有してもよい炭素数４〜１２の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基（ａ）、又は前記式（Ｐ）で表される構造を有する基（Ｐ）を表すか、又は前記４位にＸａとして前記式（Ｄ）で表される構造を有する基が結合する。）
【０１６２】
前記一般式（１ｄ）で表される構造を有する化合物（１ｄ）において、２個のＲａ、４個のＲｅ及び、４個の（Ｘａ）mが全て同じである化合物の例示を表ＩＶに示す。２個のＲａは、メチル基、エチル基（表中、「Ｅｔ」で示す。）又はアルキル基（ａ）である。４個のＲｅは全て同じアルキル基（ａ）、基（Ｐ）、メチル基又はフェニル基である。表IVには、化合物名と該化合物が有するＲａ及びＲｅの種類、Ｒｅが結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する基又は原子を、Ｒｅの隣から順にＸ１１、Ｘ１２、Ｘ１３及びＸ１４で示した。なお、Ｘ１２が基（Ａ）のベンゼン環における４位に相当する。表IVにおける「（Ｄ）−１」は下記式で表される構造を有する基を示す。
【０１６３】
【化１５】
2020162487.tif 000020
【０１６４】
【表４】
2020162487.tif 000021
【０１６５】
【化１６】
2020162487.tif 000022
【０１６６】
前記一般式（４）で表される構造を有する化合物（４）においては、Ｒ1及びＲ5がＮＨＣＯＲａ基、ＯＨ基、ＮＨＳＯ2Ｒｂ基、又はＮＨＰＯ（ＯＲｆ）（ＯＲｇ）基であることが好ましく、各Ｒａがアルキル基（ａ）である構成が好ましい。表Ｖにそのような化合物（４）を例示する。表中、「ｔｏｌｙｌ」はトリル基を示す。
【０１６７】
【表５】
2020162487.tif 000023
【０１６８】
【化１７】
2020162487.tif 000024
【０１６９】
前記一般式（５）で表される構造を有する化合物（５）においては、Ｒ1及びＲ5がＮＨＣＯＲａ基、ＯＨ基、ＮＨＳＯ2Ｒｂ基、又はＮＨＰＯ（ＯＲｆ）（ＯＲｇ）基であることが好ましく、各Ｒａがアルキル基（ａ）である構成が好ましい。表VIにそのような化合物（５）を例示する。
【０１７０】
【表６】
2020162487.tif 000025
【０１７１】
【化１８】
2020162487.tif 000026
【０１７２】
前記一般式（６）〜（８）で表される構造を有する各化合物（６）〜（８）の具体的な例示を、それぞれ表VII、表VIII及び表IXに示す。また、下記表において、「−Ｏ−（ａ４）」は、連結基として−Ｏ−が結合した基（ａ４）を示す。
【０１７３】
【表７】
2020162487.tif 000027
【０１７４】
【表８】
2020162487.tif 000028
【０１７５】
【表９】
2020162487.tif 000029
【０１７６】
【化１９】
2020162487.tif 000030
【０１７７】
前記一般式（９）〜（１１）で表される構造を有する各化合物（９）〜（１１）の具体的な例示を、それぞれ表Ｘ、表XI及び表XIIに示す。
【０１７８】
【表１０】
2020162487.tif 000031
【０１７９】
【表１１】
2020162487.tif 000032
【０１８０】
【表１２】
2020162487.tif 000033
【０１８１】
さらに、本発明に係る第１の色素及び第２の色素に用いられる化合物として、下記化合物も用いることができる。
【化２０】
2020162487.tif 000034
【０１８２】
【化２１】
2020162487.tif 000035
【０１８３】
【化２２】
2020162487.tif 000036
【０１８４】
【化２３】
2020162487.tif 000037
【０１８５】
【化２４】
2020162487.tif 000038
【０１８６】
【化２５】
2020162487.tif 000039
【０１８７】
【化２６】
2020162487.tif 000040
【０１８８】
【化２７】
2020162487.tif 000041
【０１８９】
【化２８】
2020162487.tif 000042
【０１９０】
【化２９】
2020162487.tif 000043
【０１９１】
【化３０】
2020162487.tif 000044
【０１９２】
【化３１】
2020162487.tif 000045
【０１９３】
【化３２】
2020162487.tif 000046
【０１９４】
【化３３】
2020162487.tif 000047
【０１９５】
【化３４】
2020162487.tif 000048
【０１９６】
【化３５】
2020162487.tif 000049
【０１９７】
【化３６】
2020162487.tif 000050
【０１９８】
【化３７】
2020162487.tif 000051
【０１９９】
【化３８】
2020162487.tif 000052
【０２００】
【化３９】
2020162487.tif 000053
【０２０１】
【化４０】
2020162487.tif 000054
【０２０２】
【化４１】
2020162487.tif 000055
【０２０３】
【化４２】
2020162487.tif 000056
【０２０４】
【化４３】
2020162487.tif 000057
【０２０５】
【化４４】
2020162487.tif 000058
【０２０６】
【化４５】
2020162487.tif 000059
【０２０７】
【化４６】
2020162487.tif 000060
【０２０８】
【化４７】
2020162487.tif 000061
【０２０９】
【化４８】
2020162487.tif 000062
【０２１０】
【化４９】
2020162487.tif 000063
【０２１１】
【化５０】
2020162487.tif 000064
【０２１２】
【化５１】
2020162487.tif 000065
【０２１３】
【化５２】
2020162487.tif 000066
【０２１４】
【化５３】
2020162487.tif 000067
【０２１５】
【化５４】
2020162487.tif 000068
【０２１６】
【化５５】
2020162487.tif 000069
【０２１７】
【化５６】
2020162487.tif 000070
［撮像部］
次いで、生体撮像装置を構成する撮像部の詳細について説明する。
【０２１８】
本発明に適用可能な撮像部（以下、イメージセンサーともいう。）は、面光源と同一平面上に設置され、少なくとも近赤外線領域に感度を有するカメラから構成されていることが好ましく、必要に応じて複数設けてもよい。
【０２１９】
カメラを構成するイメージセンサーは、レンズから入射した光を電気信号に変換する半導体（撮像素子）である。このうち、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）方式、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）方式などを適用することができ、認証速度及び低コスト、低消費電力、小型化の観点から、ＣＭＯＳがより好ましく用いられる。
【０２２０】
本発明に適用可能なイメージセンサーとしては、少なくとも有機光電変換層を有する光電変換方式であり、更には、少なくとも対向電極、有機光電変換層、画素電極及び薄膜トランジスター（ＴＦＴ）により構成されていることが好ましい。
【０２２１】
図８は、本発明に適用可能なイメージセンサーの構成の一例を示す概略断面図である。
【０２２２】
図８では、上面側（指面側）より、指紋部（静脈）からの散乱光Ｌ２が入光する方式を示してある。本発明に係る撮像部Ｄを構成するイメージセンサーＳは、散乱光Ｌ２が到達する面側から、対向電極５２、有機光電変換層５１、画素電極５４が配置され、光電変換素子ＰＥＤを構成している。光電変換素子ＰＥＤの下部には、画素電極５４と対向する位置にＴＦＴ５６が配置され、その間が接続部５５により接続されている。この時、画素電極５４、接続部５５及びＴＦＴ５６は、絶縁層５７内に配置され、その下部に、基材５８が設けられている構成である。本発明では、接続部５５、ＴＦＴ５６、絶縁層５７及び基材５８よりなる構成を、ＴＦＴユニット５３と称す。
【０２２３】
また、本発明に適用可能な有機光電変換層を含む光学方式のイメージセンサーＳの具体的な構成としては、例えば、特開２００８−０６７０３４号公報、特開２００９−２０７０６２号公報、特開２０１１−１４２３１８号公報、特開２０１１−２２２９４９号公報、特開２０１２−０９９５９２号公報、特開２０１２−２２７３６４号公報、特開２０１３−０２６４８３号公報、特開２０１３−０８４７８９号公報、特開２０１３−０９３３５３号公報、特開２０１４−０２２５２５号公報、特開２０１４−０６０３１５号公報、特開２０１５−０１５４１５号公報等で開示されている有機光電変換素子、光センサー等の記載内容及び構成要件を参照することができる。
《生体計測装置》
【０２２４】
本発明の生体計測装置は、生体に光を照射して生体信号を計測する生体計測装置であって、前記生体に対し光を照射する面光源と、前記生体内部からの散乱光を受光する測定部を有し、前記面光源と前記測定部が同一平面上の対向する位置に配置され、前記面光源と前記測定部の対向するそれぞれの端部間の距離が、１０〜４５ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【０２２５】
本発明の構成を備えた生体計測装置としては、特に限定されないが、パルスオキシメーター、脈波センサー等が挙げられる。生体計測装置は、現在社会において、日々の健康管理や医療現場での使用に欠かせない機器であり、精度の高い生体情報を得ることは非常に重要である。ここでは、パルスオキシメーター及び脈波センサーの詳細についての詳細な説明は省略する。
【０２２６】
本発明の生体計測装置の一例を、図１０Ａ〜図１０Ｃ、及び図１１Ａ〜図１１Ｃに示す。
図１０Ａに示す生体計測装置Ｇは、同一平面上に配置した面光源Ｃと測定部Ｈの構成と、端部間の距離Ｗを有している構成を示す。
図１０Ｂに示す生体計測装置Ｇは、図１０Ａの構成に対し面光源ＣがベゼルＢｚを有している例を示してある。この場合、発光領域は、ベゼルＢｚを除く領域であり、発光領域の端部から撮像部Ｄの端部までが、距離Ｗとなる。
図１０Ｃに示す生体計測装置Ｇは、図１０Ｂの構成に対し、面光源Ｃと撮像部Ｄが直接接している構成であり、この構成においては、ベゼルＢｚの幅が距離Ｗとなる。
【０２２７】
図１１Ａに示す生体計測装置Ｇは、図１０Ａの構成に対し、同一平面上に２個の面光源Ｃを測定部の両端部に配置した構成を示している。
図１１Ｂに示す生体計測装置Ｇは、図１１Ａの構成に対し面光源ＣがベゼルＢｚを有している例を示してある。この場合、発光領域は、ベゼルＢｚを除く領域であり、発光領域の端部から撮像部Ｄの端部までが、距離Ｗとなる。
図１１Ｃに示す生体計測装置Ｇは、図１１Ｂの構成に対し、面光源Ｃと撮像部Ｄが直接接している構成であり、この構成においては、ベゼルＢｚの幅が距離Ｗとなる。
【実施例】
【０２２８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、特記しない限り、「％」及び「部」は、それぞれ、「質量％」及び「質量部」を意味する。【０２２９】
実施例１
《発光体の構成材料の作製》
〔有機ＥＬ素子Ａ（ＯＬＥＤＡ）の作製〕
下記手順に従って、基材上に陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極を積層して封止を行い、面発光体であるボトルエミッション型の赤色発光有機ＥＬ素子Ａを作製した。【０２３０】
（陽極の形成）
はじめに、ポリエチレンナフタレートフィルム（帝人デュポン社製、以下、ＰＥＮと略記する。）の陽極を形成する側の全面に、特開２００４−６８１４３号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、ＳｉＯxからなる無機物のガスバリアー層を厚さ５００ｎｍとなるように形成した。これにより、酸素透過度が０．００１ｍＬ／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が０．００１ｇ／（ｍ2・２４ｈ）以下のガスバリアー性を有するフレキシブル性を有する基材（ガスバリアーフィルム）を作製した。【０２３１】
その後、厚さが１５０ｎｍとなるよう、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3：ＳｎＯ2＝９０：１０  質量％比）をスパッタリング法で成膜した後、パターニングを行い、陽極を形成した。なお、パターンは発光領域の面積が１０ｍｍ×４０ｍｍとなるようにした。続いて、イソプロピルアルコールを用いて超音波洗浄した後、乾燥窒素ガスで乾燥させて、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。【０２３２】
（有機機能層群の形成）
上記方法で作製した陽極を、露点―８０℃以下、酸素濃度１ｐｐｍ以下のグローブボックス内にて乾燥させたのち、真空蒸着装置内に移送した。真空蒸着装置内のるつぼ（モリブデン製、又はタングステン製の抵抗加熱用材料製）に、下記の各有機機能層の構成材料を有機ＥＬ素子の作製に必要とする量を充填した。【０２３３】
〈正孔注入層の形成〉
上記真空蒸着装置を１×１０-4Ｐａまで減圧し、化合物ＨＩＬ−１（ＭＴＤＡＴＡ）を、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、陽極上に厚さ１５ｎｍの正孔注入層（以下、ＨＩＬと表記）を形成した。【０２３４】
〈正孔輸送層の形成〉
次いで、下記化合物ＨＴＬ−１（α−ＮＰＤ）をＨＩＬ上に蒸着し、厚さ３０ｎｍの正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成した。【０２３５】
〈赤色りん光発光層の形成〉
続いて、発光ホストである化合物Ｈ−１とドーパントである化合物ＤＰ−１の入った加熱ボートをそれぞれ独立に通電し、Ｈ−１とＤＰ−１の蒸着速度が１００：６となるように調整し、厚さ２０ｎｍの赤色りん光発光層（ＥＭＬ）を形成した。【０２３６】
〈電子輸送層の形成〉
次いで、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ3）の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、ＥＭＬ上に厚さ２５ｎｍの電子輸送層（ＥＴＬ）層を形成した。【０２３７】
〈電子注入層の形成〉
次いで、ＬｉＦを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、厚さ１ｎｍの電子注入層（ＥＩＬ）を形成した。【０２３８】
（陰極の形成）
続いて、アルミニウムを厚さ７０ｎｍで蒸着して、陰極を形成した。【０２３９】
（封止構造の形成）
次いで、上記で得られた陽極〜陰極までの積層体の陰極上に、市販のロールラミネート装置を用いて封止基材を接着した。封止基材は、可撓性を有する厚さ３０μｍのアルミニウム箔（東洋アルミニウム（株）製）に、ドライラミネーション用の２液反応型のウレタン系接着剤を用いて厚さ１．５μｍの接着剤層を設け、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムをラミネートして作製した。【０２４０】
この封止基材のアルミニウム箔の接着面（つや面）に沿って、ディスペンサーを用いて熱硬化性接着剤を均一に塗布し、厚さ２０μｍの接着層を形成した。これを１００Ｐａ以下の減圧下で１２時間乾燥させた。なお、熱硬化性接着剤としては、下記（Ａ）〜（Ｃ）構成成分を混合させたものを用いた。【０２４１】
（Ａ）ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）
（Ｂ）ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）
（Ｃ）エポキシアダクト系硬化促進剤
次いで、封止基材を露点温度−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍの窒素雰囲気下へ移動して、１２時間以上乾燥させ、封止用接着剤の含水率が１００ｐｐｍ以下となるように調整した。【０２４２】
最後に、封止基材を積層体に対して密着・配置し、圧着ロールを用いて、温度１００℃、圧力０．５ＭＰａ、装置速度０．３ｍ／分の条件で密着封止し、その後、１１０℃で３０分間の加熱処理を施すことにより、接着剤を硬化させ、有機ＥＬ素子Ａを得た。【０２４３】
有機ＥＬ素子Ａの作製に用いた各構成材料の詳細は、以下の通りである。
【化５７】
2020162487.tif 000071
〔ＬＥＤパッケージの作製〕
国際公開第２０１５／０１１９２５号に記載の方法に従って、点光源として、基板上にＡｌＧａＡｓ系の赤色発光ＬＥＤ及び金属部が配置されたＬＥＤパッケージを作製した。【０２４４】
〔波長変換フィルター１の作製〕
下記の方法に従って、波長変換フィルター１を作製した。【０２４５】
溶媒であるトルエンに、マトリックス材料であるポリスチレン（ＡＣＲＯＳ  ＯＲＧＡＮＩＣＳ社製、重量平均分子量Ｍｗ＝２６００００）と発光色素Ａ−１（例示化合物（５）前出）とを、質量比で９９：１となるように添加し、これらをナスフラスコに入れて８０℃に加熱撹拌して十分に溶解させた。【０２４６】
次いで、得られた混合溶液を、前述した有機ＥＬ素子の基材として用いたものと同様のガスバリアーフィルム上に、アプリケーターを用いて塗布し、室温で１０分乾燥させた後、さらに８０℃で１０分加熱乾燥を行って、厚さ４０μｍの発光色素層を形成した。その後、封止用の接着剤を付けたガスバリアーフィルムを用意して塗布面と張り合わせ、９０℃の加熱条件で真空ラミネーターを用いて封止を行った。その後、１１０℃で３０分加熱処理を行うことにより接着剤を硬化させ、波長変換フィルター１を作製した。【０２４７】
《発光体の作製》
〔発光体１の作製〕
上記作製した点光源であるＬＥＤパッケージの発光面と、波長変換フィルター１とを密着させることにより、点発光体である発光体１を作製した。【０２４８】
〔発光体２の作製〕
上記作製した面光源である有機ＥＬ素子Ａの発光面と、波長変換フィルター１とを密着させることにより、図７で示す構成の面発光体である発光体２を作製した。【０２４９】
《生体撮像装置の作製》
〔生体撮像装置１−１の作製〕
生体撮像装置１−１は、近赤外線を発する発光体として、上記作製した点光源であるＬＥＤパッケージと波長変換フィルター１とから構成される発光体１を用い、点光源の発光を調整する制御部と、被認証体として人間の人差し指を用い、そこからの静脈の散乱光を検出して撮像を行う撮像部（イメージセンサー）として、近赤外領域に感度を有する市販のＣＭＯＳセンサーを具備した撮像装置と、画像処理を行う認証部とから構成し、同一平面上に、発光体１と撮像部を、図２Ｂで示す構成で配置した。このとき、発光体１を構成するＬＥＤ光源の端部と、撮像部の端部間の距離Ｗが９ｍｍとなる条件で配置した。【０２５０】
〔生体撮像装置１−２及び１−３の作製〕
上記生体撮像装置１−１の作製において、発光体１を構成するＬＥＤ光源の端部と撮像部の端部間の距離Ｗを、それぞれ２０ｍｍ、３５ｍｍに変更した以外は同様にして、生体撮像装置１−２及び１−３を作製した。【０２５１】
〔生体撮像装置１−４の作製〕
生体撮像装置１−４は、近赤外線を発する発光体として、上記作製した面光源である有機ＥＬ素子Ａと波長変換フィルター１とから構成される発光体２を用い、面光源の発光を調整する制御部と、被認証体として人間の人差し指を用い、そこからの静脈の散乱光を検出して撮像を行う撮像部（イメージセンサー）として、近赤外領域に感度を有する市販のＣＭＯＳセンサーを具備した撮像装置と、画像処理を行う認証部とから構成し、同一平面上に、発光体２と撮像部を、図２Ｂで示す構成で配置した。このとき、発光体２を構成する有機ＥＬ素子の図３で示すような発光領域の端部と、撮像部の端部間の距離Ｗが９ｍｍとなる条件で配置した。【０２５２】
〔生体撮像装置１−５〜１−１３の作製〕
上記生体撮像装置１−４の作製において、発光体２を構成する有機ＥＬ素子の図３で示すような発光領域の端部と、撮像部の端部間の距離Ｗを、それぞれ表XIIIに記載の条件となるように同一平面上に配置した以外は同様にして、生体撮像装置１−５〜１−１３を作製した。【０２５３】
《撮像画像の評価》
上記生体撮像装置で撮像した静脈画像について、下記の方法に従って明度特性を評価した。画像の編集及び加工には、市販のソフトウェアであるＧＩＭＰ（ＧＮＵ  Ｉｍａｇｅ  Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ、ＧＮＵ  ＧＰＬの下で配布）を用いた。【０２５４】
認証部により得られた各画像処理データについて、静脈部のみを選択して切り出した画像をＩ、それ以外の領域の画像をＩＩとして、それぞれ２種のデータに切り分けた。その後、各データについて各画素数（８ビット２５６階調とした）の明度の分布を示すヒストグラムを作成した。【０２５５】
（１．コントラスト特性の評価）
得られた画像ＩＩの各データのヒストグラムにおいて、階調が０〜５０となる領域（暗い画像部分）及び２０５〜２５５となる領域（いずれも画像として不適な条件の画像）の合計の画素数をＸとし、最適な範囲の輝度値である５１〜２０４までの範囲の画像数の合計をＹとしたとき、下記式（Ａ）に従い、コントラスト特性を測定し、下記の基準に従って、撮像画像のコントラストの評価を行った。【０２５６】
式（Ａ）    コントラスト特性＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）
◎：コントラスト特性（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））が、０．３３未満
〇：コントラスト特性（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））が、０．３３以上、０．５０未満
△：コントラスト特性（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））が、０．５０以上、０．６７未満
×：コントラスト特性（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））が、０．６７以上
（２．静脈部画素数の評価）
得られた画像Ｉの各データのヒストグラムにおいて、画像Ｉを形成する各階調の度数の合計値を算出し、静脈部の画素数を算出した。【０２５７】
上記評価１及び２で得られた結果を、表XIIIに示す。なお、評価２は生体撮像装置１−７の結果を１００としたときの相対値で記載した。
【表１３】
2020162487.tif 000072
表XIIIに記載の結果より明らかなように、発光光源として面光源を使用し、同一平面上に配置された面光源である有機ＥＬ素子に発光領域の端部と、撮像部の端部間の距離Ｗを、１０〜４５ｍｍの範囲内に設定した本発明の生体撮像装置は、比較例に対し、生体認証により得られる撮像画像は、指面表面からの反射光の映り込みがなく、コントラスト特性優れていることがわかる。また静脈部を形成する画素数についても、距離Ｗが本願範囲の場合は認識に十分な量存在する一方、生体撮像装置１−１３のように４５ｍｍを超えた位置にすることで急激に減少した。また、比較例である生体撮像装置１−１、１−２、１−３、１−４では、反射光が映り込み画像が飽和したことで静脈部の識別が難しく、測定が困難であった。よって、面光源を用いて距離Ｗを１０〜４５ｍｍの範囲内、更に１５〜４０ｍｍ、より好ましくは２０〜４０ｍｍとした場合に精度良く認証を行うことができることがわかる。【０２５８】
実施例２
《タッチセンサー機能付き有機ＥＬモジュールの作製》
有機ＥＬ素子に対し、図４及び図５で示すような発光素子駆動回路ユニット１２とタッチ検知回路１４を付与したタッチセンサー機能付きの有機ＥＬモジュールを作製した。【０２５９】
有機ＥＬ素子の構成は、実施例１で作製した有機ＥＬ素子Ａと同一の構成とした。【０２６０】
図５で示す発光素子駆動回路ユニット１２を構成する発光素子駆動回路２３は、図９に示す構成とした。【０２６１】
図９は、発光素子駆動回路ユニットを構成する発光素子駆動回路の概略回路図である。【０２６２】
図９において、発光素子駆動回路部２３としては、昇圧型又は降圧型のＤＣ−ＤＣコンバーター回路３１、ＤＣ−ＤＣコンバーターのスイッチ素子制御回路３２、電流値のフィードバック回路３３で構成した。【０２６３】
また、タッチ検知回路部２４としては、増幅器、フィルター、ＡＤ変換器、整流平滑回路、比較器で構成される直列容量分圧比較方式（オムロン方式）とした。【０２６４】
《面発光体３の作製》
上記作製した面光源であるタッチセンサー機能付き有機ＥＬモジュールの発光面と、実施例１で作製した波長変換フィルター１とを密着させることにより、図７で示す構成の面発光体３を作製した。【０２６５】
《生体撮像装置２−１〜２−１０の作製》
実施例１に記載の生体撮像装置１−４〜１−１３の作製において、面発光体として、有機ＥＬ素子Ａを具備した発光体２に代えて、上記作製したタッチセンサー機能付き有機ＥＬモジュールを具備した面発光体３に変更した以外は同様にして、生体撮像装置２−１〜２−１０を作製した。【０２６６】
《撮像画像の評価》
上記作製した生体撮像装置２−１〜２−８について、実施例１に記載の方法と同様にして、撮像画像の評価を行い、得られた結果を表XIVに示す。
【表１４】
2020162487.tif 000073
表XIVに記載の結果より明らかなように、面光源としてタッチセンサー機能付き有機ＥＬモジュールを用いた場合でも、実施例１と同様に、コントラスト特性優れている生体認証画像を得ることができた。【０２６７】
さらに、タッチセンサー機能付き有機ＥＬモジュールを用いることにより、実施例１に記載の構成に対し、操作性及び省電力性に優れていることを確認することができた。【０２６８】
実施例３
《脈波センサー３−１の作製》
脈波センサー３−１は、近赤外線を発する発光体として、上記作製した面光源である有機ＥＬ素子Ａと波長変換フィルター１とから構成される発光体２を用い、面光源の発光を調整する制御部と、測定対象として人間の人差し指および手首を用い、そこからの動脈の散乱光を検出して脈波信号を取得する測定部として、近赤外領域に感度を有する市販のフォトダイオードを具備した測定装置とから構成し、同一平面上に、発光体２と測定部を、図１０Ｂで示す構成で配置した。このとき、発光体２を構成する有機ＥＬ素子の図３で示すような発光領域の端部と、撮像部の端部間の距離Ｗが９ｍｍとなる条件で配置した。【０２６９】
《脈波センサー３−２〜３−６の作製》
上記脈波センサー３−１の作製において、発光体２を構成する有機ＥＬ素子の図３で示すような発光領域の端部と、測定部の端部間の距離Ｗを、それぞれ表ＸＶに記載の条件となるように同一平面上に配置した以外は同様にして、脈波センサー３−２〜３−６を作製した。【０２７０】
《脈波測定の評価》
上記脈波センサーで計測した脈波信号について、心臓の拍動に対応した脈の容積変化に由来するＡＣ成分と、拍動成分を含まない生体組織からの反射光や散乱光のＤＣ成分を算出した。この際、ＤＣ成分の値（ＤＣ）に対してＡＣ成分の値（ＡＣ）が大きいほど、精度の高い脈波信号が得られていると言える。
そこで、下記式（Ｂ）に従い、脈波測定の評価を行い、下記の基準に従って、脈波測定評価を行った。【０２７１】
式（Ｂ）    脈波測定＝ＡＣ／ＤＣ
〇：脈波測定（ＡＣ／ＤＣ）が、１％以上
△：脈波測定（ＡＣ／ＤＣ）が、０．１％以上、１％未満
×：脈波測定（ＡＣ／ＤＣ）が、０．１％未満【０２７２】
上記作製した脈波センサー３−１〜３−６において、得られた脈波測定の評価結果を表XVに示す。
【表１５】
2020162487.tif 000074
【０２７３】
表XVに記載の結果より明らかなように、発光光源として面光源を使用し、同一平面上に配置された面光源である有機ＥＬ素子の発光領域の端部と、測定部の端部間の距離Ｗを、１０〜４５ｍｍの範囲内に設定した本発明の脈波センサーは、比較例に対し、人差し指と手首での脈波測定において、優位な結果を示した。【０２７４】
実施例４
〔発光体３の作製〕
上記作製した発光体２において、波長変換フィルターの上部から、さらに赤色光を遮蔽するカットフィルターを密着させることにより、赤外光のみを照射する面発光体である発光体３を作製した。【０２７５】
《パルスオキシメーター４−１の作製》
パルスオキシメーター４−１は、近赤外線を発する発光体として、上記作製した発光体３と、赤色光を発する発光体として、上記作製した有機ＥＬ素子Ａ、動脈からの散乱光を検出する測定部としてのフォトダイオードを、図１１Ｂのように配置して作製した。この時、発光体３および有機ＥＬ素子Ａの発光領域の端部と、測定部の端部間の距離Ｗがそれぞれ９ｍｍとなる条件で配置し、人間の人差し指で測定を行ってＳｐＯ2（動脈血酸素飽和度）を測定した。【０２７６】
《パルスオキシメーター４−２〜４−６の作製》
上記パルスオキシメーター４−１の作製において、発光体３および有機ＥＬ素子Ａの発光領域の端部と、測定部の端部間の距離Ｗを、それぞれ表ＸＶＩに記載の条件となるように同一平面上に配置した以外は同様にして、パルスオキシメーター４−２〜４−６を作製した。【０２７７】
《ＳｐＯ2評価》
上記作製したパルスオキシメーターと、市販のパルスオキシメーターを同時に装着してＳｐＯ2の計測を行い、その差異から計測したＳｐＯ2の値の正確性を求めた。
測定したＳｐＯ2は下記の基準に従って、評価を行った。【０２７８】
〇：測定値の差異が、３％未満
△：測定値の差異が、３％以上、５％未満
×：測定値の差異が、５％以上、【０２７９】
上記作製したパルスオキシメーター４−１〜４−６において、得られたＳｐＯ２の評価結果を表XVIに示す。
【表１６】
2020162487.tif 000075
【０２８０】
表XVIに記載の結果より明らかなように、発光光源として面光源を使用し、同一平面上に配置された面光源である有機ＥＬ素子の発光領域の端部と、測定部の端部間の距離Ｗを、１０〜４５ｍｍの範囲内に設定した本発明のパルスオキシメーターは、比較例に対し、人差し指と手首でのＳｐＯ2測定において優位な結果を示した。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明の生体撮像装置は、生体表面からの反射光の入光を防止し、コントラストに優れた静脈の撮像ができ、認証精度の高い生体撮像装置であり、ＡＴＭ、携帯電話機、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ等における静脈を用いた認証に好適に使用することができる。また、本発明の生体計測装置は、優れた脈波測定能を有する脈波センサーや、優れたＳｐＯ2測定能を有するパルスオキシメーターに好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０２８２】
２  有機ＥＬパネル
３  陽極
４  第１のキャリア輸送機能層群
５  発光層
６  第２のキャリア輸送機能層群
７  陰極
８  封止用接着層
９  封止基板
１１  透明基材
１２  発光素子駆動回路ユニット
１４  タッチ検出回路ユニット
２１Ａ、２１Ｂ  有機ＥＬ素子の寄生容量
２２、２２Ａ、２２Ｂ  有機ＥＬ素子
２３  発光素子駆動回路部
２４  タッチ検知回路部
２５、２５Ａ、２５Ｂ  陽極配線
２６、２６Ａ、２６Ｂ  陰極配線
２７  グランド
３１  ＤＣ−ＤＣコンバーター回路
３２  ＤＣ−ＤＣコンバーターのスイッチ素子制御回路
３３  電流値のフィードバック回路
４０  波長変換フィルター
５１  有機光電変換層
５２  対向電極
５３  ＴＦＴユニット
５４  画素電極
５５  接続部
５６  ＴＦＴ
５７  絶縁層
５８  基材
Ａ  生体撮像装置
Ｂ  静脈
Ｂｚ  ベゼル
Ｃ  面光源
ＣＡ  面光源積層体
Ｄ  撮像部
Ｆ  指
Ｇ  生体計測装置
Ｈ  測定部
ＩＲ  近赤外光
Ｌ１  照射光
Ｌ２  散乱光
Ｍ  有機ＥＬモジュール
ＰＥＤ  光電変換素子
Ｒ  赤色発光
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５  スイッチ
Ｕ  有機機能層ユニット
Ｗ  端部間の距離
【図１】
2020162487.tif 000076
【図２Ａ】
2020162487.tif 000077
【図２Ｂ】
2020162487.tif 000078
【図２Ｃ】
2020162487.tif 000079
【図３】
2020162487.tif 000080
【図４】
2020162487.tif 000081
【図５】
2020162487.tif 000082
【図６】
2020162487.tif 000083
【図７】
2020162487.tif 000084
【図８】
2020162487.tif 000085
【図９】
2020162487.tif 000086
【図１０Ａ】
2020162487.tif 000087
【図１０Ｂ】
2020162487.tif 000088
【図１０Ｃ】
2020162487.tif 000089
【図１１Ａ】
2020162487.tif 000090
【図１１Ｂ】
2020162487.tif 000091
【図１１Ｃ】
2020162487.tif 000092
【国際調査報告】
2020162487.tif 000093
2020162487.tif 000094
2020162487.tif 000095
2020162487.tif 000096