光学装置と撮像方法、生体認証方法、静脈センサー、指紋センサー
【課題】高性能な光学装置を提供すること。
【解決手段】光学装置１は、発光部１０と受光部２０とを備え、対象物Ｆに対して発光部１０から光を照射し、対象物Ｆからの反射光ＲＬを受光部２０で受光する。発光部１０と受光部２０とは対象物Ｆに対して同じ側に設けられ、発光部１０は受光部２０より対象物Ｆ側に位置する。発光部１０は、透光性を有すると共に、第一電極１６と第二電極１８との間に発光層１７を備え、第一電極１６は第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とを有する。第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とが別々に電源に接続して、交互に発光させる。一方が発光している際に他方で受光し、Ｓ／Ｎ比を高める事ができる。即ち、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【解決手段】光学装置１は、発光部１０と受光部２０とを備え、対象物Ｆに対して発光部１０から光を照射し、対象物Ｆからの反射光ＲＬを受光部２０で受光する。発光部１０と受光部２０とは対象物Ｆに対して同じ側に設けられ、発光部１０は受光部２０より対象物Ｆ側に位置する。発光部１０は、透光性を有すると共に、第一電極１６と第二電極１８との間に発光層１７を備え、第一電極１６は第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とを有する。第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とが別々に電源に接続して、交互に発光させる。一方が発光している際に他方で受光し、Ｓ／Ｎ比を高める事ができる。即ち、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置と撮像方法、生体認証方法、静脈センサー、指紋センサーの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体認証装置やイメージスキャナーの中には、読取領域の上に置かれた対象物（例えば生体の一部や原稿等）に対して発光部と受光部が同じ側に配置され、対象物に対して発光部から光を照射し、その反射光を受光部で受光する事で対象物の画像を読み取る装置がある。例えば、特許文献１には、光源からの出射光（近赤外光）を導光板の背面に形成された複数の反射面によって指に照射し、指からの反射光を複数の画素を有する受光素子で受光する事で指の静脈像を撮像する生体情報取得装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された生体情報取得装置では、鮮明な画像を撮像し難いという課題があった。即ち、情報を読み取るべき反射光（シグナル光）よりも、場合によっては、光量が大きい出射光（ノイズ光）が受光素子に導入され、シグナル光のノイズ光に対する割合（Ｓ／Ｎ比）が低下していた。これは、各画素に入射する反射光の光路上（各画素から鉛直方向に延びる直線上）に、反射光よりも光量が大きい光源からの出射光を導光する導光板が存在する為であり、又、光源からの出射光の一部が、導光板の背面側に形成された低屈折率層や反射層（半反射層）を透過して受光素子側に漏れ出てしまう為である。こうした結果、受光素子が指からの反射光を精度よく受光する事ができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述の課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（適用例１） 本適用例に係わる光学装置は、発光部と受光部とを備え、対象物に対して発光部から光を照射し、対象物からの反射光を受光部で受光する光学装置であって、発光部及び受光部は対象物に対して同じ側に設けられ、発光部は受光部より対象物側に位置し、発光部は、透光性を有すると共に、第一電極と第二電極との間に設けられた発光層を備え、第一電極は第一第一電極と第二第一電極とを有し、第一第一電極と第二第一電極とは別々に電源に接続され、受光部は、光量を計測する計測セルを備える事を特徴とする。
この構成によれば、第一第一電極による発光と第二第一電極による発光とを交互に行い得るので、一方の領域が発光している際に他方の領域で受光する事ができ、シグナル光のノイズ光に対する割合（Ｓ／Ｎ比）を高める事ができる。即ち、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【０００７】
（適用例２） 上記適用例に係わる光学装置において、第一第一電極と第二第一電極とは櫛歯状で、互いに噛み合う様に配置されている事が好ましい。
この構成によれば、発光している領域（発光領域）と受光している領域（受光領域）との距離を近過ぎず遠過ぎず最適にし得るので、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【０００８】
（適用例３） 適用例２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、第一第一電極又は第二第一電極の一方が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の画像が形成される事を特徴とする。
この構成によれば、電源に接続している方の第一電極部を発光領域とし、電源に接続していない方の第一電極部を受光領域とするので、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【０００９】
（適用例４） 適用例２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、画像形成工程と認証工程とを含み、画像形成工程では、第一第一電極又は第二第一電極の一方が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の画像が形成され、認証工程では、対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする。
この構成によれば、鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００１０】
（適用例５） 適用例２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、第一第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第一画像が形成され、第二第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第二画像が形成され、第一画像と第二画像とを用いて対象物の画像が形成される事を特徴とする。
第一画像では第二第一電極部のＳ／Ｎ比が高く、第二画像では第一第一電極部のＳ／Ｎ比が高くなる。両画像でＳ／Ｎ比が高い領域は相補的になり、これらの合成画像を作れるので、この構成によれば、画像全域に渡りＳ／Ｎ比を高くする事ができる。
【００１１】
（適用例６） 適用例２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、画像形成工程と認証工程とを含み、画像形成工程では、第一第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第一画像が形成され、第二第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第二画像が形成され、第一画像と第二画像とを用いて対象物の画像が形成され、認証工程では、対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高い鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００１２】
（適用例７） 適用例２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、オフ画像形成工程と元画像形成工程と差分工程とを含み、オフ画像形成工程では、第一第一電極と第二第一電極とが電源に接続されぬ状態で対象物のオフ画像が形成され、元画像形成工程では、第一第一電極又は第二第一電極の一方が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の元画像が形成され、差分工程では、元画像からオフ画像を減じて対象物の画像が形成される事を特徴とする。
この構成によれば、背景光（バックグラウンドノイズ光）を除去できるので、より鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【００１３】
（適用例８） 適用例２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、画像形成工程と認証工程とを含み、画像形成工程では、第一第一電極と第二第一電極とが電源に接続されぬ状態で対象物のオフ画像が形成され、第一第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第一元画像が形成され、第二第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第二元画像が形成され、第一元画像からオフ画像を減じて第一画像が形成され、第二元画像からオフ画像を減じて第二画像が形成され、第一画像と第二画像とを用いて対象物の画像が形成され、認証工程では、対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００１４】
（適用例９） 適用例１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする静脈センサー。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な静脈画像を得る事ができる。
【００１５】
（適用例１０） 適用例１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする指紋センサー。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な指紋画像を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１における光学装置の断面図。
【図２】発光部と受光部との構成を説明した図で、（ａ）は発光部を表側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’に相当する光学装置の断面を拡大した図。
【図３】図２（ａ）のＢ−Ｂ’に相当する発光部の構成を説明した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図４】受光部の回路構成を説明した図。
【図５】オフ画像形成工程時における発光部の状態を示した図。
【図６】第一画像形成工程時における発光部の状態を示した図。
【図７】第二画像形成工程時における発光部の状態を示した図。
【図８】画像形成工程で対象物の画像を形成する手順を説明したフローチャート図。
【図９】生体認証方法を説明するフローチャート図。
【図１０】変形例１に係わる発光部の構成を説明した断面図。
【図１１】変形例２に係わる発光部の構成を説明した平面図。
【図１２】変形例３に係わる画像形成工程で、対象物の画像を形成する手順を説明したフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００１８】
（実施形態１）
「光学装置の概要」
先ず、光学装置の概要を、図１を参照して説明する。
図１は、実施形態１における光学装置１の断面図である。光学装置１は発光部１０と受光部２０とを備え、指などの対象物Ｆに対して発光部１０から照射光ＩＬを照射し、対象物Ｆからの反射光ＲＬを受光部２０にて受光する。発光部１０及び受光部２０は対象物Ｆに対して同じ側に設けられ、発光部１０は受光部２０より対象物Ｆ側に位置している。即ち、指などの対象物Ｆと受光部２０との間に発光部１０が位置することになる。発光部１０は受光部２０よりも光学装置１の表側（対象物Ｆを設置する側の面）に設けられるので、フロントライトとも呼ばれる。この発光部１０は、第一発光部１１と第二発光部１２とを備えると共に、透光性を有している。第一発光部１１と第二発光部１２とは其々独立に制御され、独立に発光させる事が可能となっている。勿論、第一発光部１１と第二発光部１２とを同時に発光させる事も可能である。図１では第一発光部１１が照射光ＩＬを発光し、第二発光部１２は発光していない状態を描いてある。第一発光部１１と第二発光部１２との間には、部間透光部１３が設けられ、発光部１０及び部間透光部１３は反射光ＲＬを透過させる。従って、第一発光部１１が発光している際には、図１に示す様に、反射光ＲＬは、第二発光部１２と部間透光部１３とを透過して、受光部２０に到る。反対に、第二発光部１２が発光している際には、反射光ＲＬは、第一発光部１１と部間透光部１３とを透過して、受光部２０に到る。受光部２０には、反射光ＲＬの光量を計測する計測セル２１が複数個備えられている。各計測セル２１は、そのセルで受光した光を、その光量に応じた電気信号へと変換する。
【００１９】
光学装置１は発光部１０と受光部２０との他に、制御部３０と記憶部４０及び出力部５０とを備える。記憶部４０は、フラッシュメモリーやハードディスク等の不揮発性メモリーを含み、画像形成プログラムや認証プログラムなどの各種プログラムや、認証情報（例えば光学装置１が静脈センサーとして使用される場合には、事前に登録された静脈像や、或いはその特徴点情報など）が記憶されている。記憶部４０は不揮発性メモリーの他にリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）を備えていても良く、不揮発性メモリーに記憶されるとした先の情報の一部又は全部は、ＲＯＭに納められていても良い。制御部３０は、中央演算装置（ＣＰＵ）や一時記憶装置を備える。一時記憶装置は、ダイナミックランダムアクセスメモリー（ＤＲＡＭ）やスタティックランダムアクセスメモリー（ＳＲＡＭ）等であり、撮像された対象物Ｆの画像等を一時的に記憶する。この様に画像を一時的に記憶する装置は、ヴィデオランダムアクセスメモリー（ＶＲＡＭ）とも呼ばれる。制御部３０は、発光部１０の点灯や消灯を制御すると共に、受光部２０に備わる各計測セル２１から受光信号を読み出し、読み出した１フレーム分（撮像領域分）の受光信号に基づいて対象物Ｆの画像を生成する。又、制御部３０は、撮像された画像を解析し、記憶部４０に登録されている認証情報と照合し、生体認証を行う事もできる。例えば、光学装置１が静脈センサーとして使用される場合、制御部３０は、照合する二つの静脈像（撮像された静脈像と登録された静脈像）の特徴点情報（例えば静脈の分岐点の数や位置関係等）を比較し、類似度が予め定められた閾値以上であった場合に、対象物Ｆとしての指が記憶部４０に登録されている指であると認証する。出力部５０は、認証情報や撮像された画像を外部に出力する部位であり、例えば認証情報を電気信号にて外部の装置（ＡＴＭなど）に出力したり、或いは、画像を表示部に表示したりする、との各種形態の出力をなす部位である。尚、制御部３０の一時記憶装置に設けられたＶＲＡＭは、不揮発性メモリーの一部に設けても良い。
【００２０】
「光学装置の構成」
次に、光学装置の概要を、図２を参照して説明する。
図２は、発光部１０と受光部２０との構成を説明した図で、（ａ）は発光部１０を表側から見た平面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’に相当する光学装置１の断面を拡大した図である。図２（ａ）に示す様に、発光部１０は、第一発光部１１と第二発光部１２とを含み、第一発光部１１と第二発光部１２とは平面的に重畳する事はなく、離間されて形成されている。又、第一発光部１１と第二発光部１２とは櫛歯状で、互いに噛み合うように形成されている。第一電極１６は、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とを含み、第一発光部１１は第一第一電極１１２に接続し、第二発光部１２は第二第一電極１２２に接続する。従って、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とは平面的に重畳する事はなく、離間されて形成されている事になる。同様に、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とは櫛歯状で、互いに噛み合うように形成されている。第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とは別々に電源に接続され得るので、第一発光部１１と第二発光部１２とは別々に発光する事が可能となる。第一発光部１１と第二発光部１２との間（即ち、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２との間）は部間透光部１３であり、透光性を有している。発光部１０は撮像する対象物Ｆに適した波長の照射光ＩＬを発光する。例えば、撮像する対象物Ｆが指の静脈の場合、照射光ＩＬは波長が７５０ｎｍから３０００ｎｍ（より好ましくは８００ｎｍから９００ｎｍ）の範囲にある近赤外光である。静脈を流れる還元ヘモグロビンは近赤外光を吸収する性質がある。従って、近赤外光を用いて指を撮像すると、指の皮下にある静脈部分が周辺組織に比べて暗く写り、この明暗の差による紋様が静脈像となって撮像される。
【００２１】
図２（ｂ）に示す様に、光学装置１では発光部１０と受光部２０とが積層して形成されている。発光部１０は第一基板３１に形成され、受光部２０は第二基板３２に形成され、第一基板３１の発光素子１０１が形成されている面（第一基板３１の表面）と第二基板３２の計測セル２１が形成されている面とが対向する様に、両基板が接合されている。更に、第三基板３３にはマイクロレンズＭＬが複数個形成され、第三基板３３のマイクロレンズＭＬが形成された面（第三基板３３の表面）と第一基板３１の裏面（表面の反対の面）とが接合されている。
【００２２】
第一基板３１には、第一発光部１１に第一第一電極１１２を備える第一発光素子１１１が複数個形成され、第二発光部１２に第二第一電極１２２を備える第二発光素子１２１が複数個形成されている。隣り合う第一発光素子１１１の間、及び隣り合う第二発光素子１２１の間は、内部透光部１４であり、部間透光部１３と同様に透光性を有する。要するに、第一発光部１１は複数の第一発光素子１１１と複数の内部透光部１４とを有し、第二発光部１２は複数の第二発光素子１２１と複数の内部透光部１４とを有する。第一発光素子１１１も第二発光素子１２１も素子自体の透光性は低いが、発光部１０は、内部透光部１４を備える為に、透光性を備える事になる。
【００２３】
受光部２０には、複数の計測セル２１が行列状に配置されている。また、各計測セル２１の法線上で、発光部１０の上部（発光部１０の対象物Ｆ側）には複数のマイクロレンズＭＬが行列状に設けられている。マイクロレンズＭＬの配列ピッチは計測セル２１の配列ピッチと同じであり、各マイクロレンズＭＬは、対象物Ｆからの反射光ＲＬを真下に位置する計測セル２１の受光面に結像する。即ち、マイクロレンズＭＬにて集光された反射光ＲＬは内部透光部１４や部間透光部１３を透過して、計測セル２１に到る。
【００２４】
第一基板３１と第三基板３３、及びマイクロレンズＭＬは、照射光ＩＬや反射光ＲＬに対して高い透光性を示す材料が用いられ、例えば透明なガラスや透明なプラスチック等が適している。第二基板３２は計測セル２１を形成するのに適した材料が使用される。本実施形態では薄膜素子を用いて計測セル２１を形成するので、薄膜素子形成に適した無アルカリガラスや石英ガラスが使用される。これ以外にもシリコン基板の様な半導体基板を使用し、半導体素子にて計測セル２１を形成しても良い。
【００２５】
図３は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’に相当する発光部１０の構成を説明した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。尚、第一発光部１１と第二発光部１２とは同じ構造をなし、両者を特に区別する必要がない際には単に発光部１０と記し、第一発光素子１１１と第二発光素子１２１とを併せて発光素子１０１とし、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とを併せて第一電極１６とする。図３（ａ）に示す様に、発光部１０は、発光素子１０１と内部透光部１４とを横方向（Ｂ−Ｂ’方向）にも縦方向（図３（ａ）の平面内で横方向に直交する方向）にも交互に規則的に配置した市松模様（チェスボード模様）となっている。先に説明した様に、計測セル２１は第二基板３２で内部透光部１４に対応する位置に形成されるので、計測セル２１も第二基板３２上で市松模様状に配置される。計測セル２１の情報を読み出すには４ビット又は８ビット毎に読み出すのが便利なので、縦方向にも横方向にも、計測セル２１とそれに応ずる内部透光部１４は４又は８の倍数となる個数作られる。
【００２６】
図３（ｂ）に示す様に、発光素子１０１は第一電極１６と第二電極１８との間に設けられた発光層１７を備えている。発光層１７は半導体材料を含み、発光ダイオードとして機能する。半導体材料は有機物又は無機物が用いられ、本実施形態では有機半導体を用いた。従って、発光素子１０１は所謂有機ＥＬ素子である。第一電極１６はダイオードの陽極（アノード）又は陰極（カソード）で、第二電極１８は第一電極１６の反対の極性である。即ち、第一電極１６が陽極であれば第二電極１８は陰極であり、第一電極１６が陰極であれば第二電極１８は陽極である。本実施形態では、第一電極１６が陽極でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなり、第二電極１８が陰極でマグネシウム銀（ＭｇＡｇ）からなる。マグネシウム銀は薄く、透光性を有する。第一基板３１の表面のほぼ全域に第二電極１８が形成され、次いで発光層１７、第一電極１６、反射板１５がパターニングされて、積層されている。発光層１７で発生した照射光ＩＬは、直接第一基板３１側に放射される成分と、第一基板３１の反対側に放射され、反射板１５にて反射されて第一基板３１側に放射される成分と、がある。尚、第二電極１８もパターニングされていても良い。
【００２７】
「受光部の回路」
次に、受光部の回路構成を、図４を参照して説明する。
図４は、受光部２０の回路構成を説明した図である。受光部２０は計測領域２２を有し、計測領域２２には複数の計測セル２１が規則的に配列されている。ここでは計測セル２１が行列状に配置されている。前述の如く、計測セル２１は、その法線上の第一基板３１に部間透光部１３や内部透光部１４が設けられ、第三基板３３にマイクロレンズＭＬが設けられる位置に形成される。これらの計測セル２１が個別に光量を計測する事で、画像が撮像される。計測領域２２の外側には選択回路ＳＣやパラレル・シリアル変換回路ＰＳＣが備えられている。選択回路ＳＣは第一選択回路ＳＣＡと第二選択回路ＳＣＢとを含んでいる。又、パラレル・シリアル変換回路ＰＳＣはサンプルホールド回路ＳＨＣとサンプルホールド選択回路ＳＨＳとを含んでいる。これらの計測領域２２や選択回路ＳＣ、及びパラレル・シリアル変換回路ＰＳＣには制御部３０に接続する配線が引かれている。尚、図４では、複数種類の配線も象徴として一本の黒線で描いてある場合（例えば、パラレル・シリアル変換回路ＰＳＣへの入力ＰＳＩＮや選択回路ＳＣへの入力ＳＣＩＮ、及び出力線ＤＯＵＴ）もある。又、計測領域２２には複数の計測セル２１が設けられているが、理解を容易とする為に、一つの計測セル２１とそれに接続する配線とを描いてある。
【００２８】
光学装置１にて一枚の画像を取得するには、初期化工程と露光工程と露光データ読み出し工程とが必要となる。初期化工程では露光の準備をし、露光工程で光量を電気情報に変換し、得られた電気情報は露光データ読み出し工程でサンプルホールド回路ＳＨＣを介して制御部３０に出力される。初期化工程と露光工程と露光データ読み出し工程は選択回路ＳＣにて行毎に設定される。露光データ読み出し工程で各計測セル２１の電気情報が個別に読み出される。具体的には選択回路ＳＣにて行方向に揃う一行の計測セル２１が選択される。選択された行に属する計測セル２１が取得した電気情報はサンプルホールド回路ＳＨＣに保持される。サンプルホールド回路ＳＨＣは複数のアナログデータ値を独立に保持すべく、複数個の要素回路を有している。即ち、要素回路は列毎に設けられ、一つの要素回路がその列に出力されたアナログデータの電気情報を保持する。サンプルホールド選択回路ＳＨＳはこれら複数の要素回路から、八つの要素回路を選択し、それらの要素回路のデータを８本の出力線ＤＯＵＴに其々出力する。こうして列方向に並列する電気情報は八つずつシリアルデータとして８本の出力線ＤＯＵＴに出力される。
【００２９】
「計測セルの回路構成」
次に計測セルの回路構成を、図４を参照して説明する。尚、図４にはトランジスターのソースとドレインとをｓとｄとで示し、ダイオードのアノードとカソードとをＡとＣとで示してある。計測領域２２には、第一選択線ＧＳＥＬＡと、読み出し線Ｓｅｎｓｅと、第二選択線ＧＳＥＬＢと、リセット線ＧＲＳＴと、正電源Ｖｄｄと、負電源Ｖｓｓとが配線されている。計測セル２１は行列状に並ぶが、第一選択線ＧＳＥＬＡが行方向を定め、読み出し線Ｓｅｎｓｅが列方向を定めている。即ち、ｉ行目の第一選択線ＧＳＥＬＡとｊ列目の読み出し線Ｓｅｎｓｅとの交点に、ｉ行ｊ列に位置する計測セル２１が配置される。従って、計測セル２１がＭ行Ｎ列の行列状に配置されている場合、第一選択線ＧＳＥＬＡはＭ本設けられ、読み出し線ＳｅｎｓｅはＮ本設けられる。尚、ＭもＮも１以上の整数である。第二選択線ＧＳＥＬＢも、第一選択線ＧＳＥＬＡに一対一対応してＭ本設けられるのが好ましく、図４にもそう描かれている。但し、本実施形態では第二選択線ＧＳＥＬＢは選択非選択の動作がなされず、全計測セル２１で同じ電位を取るので、複数行又は複数列の計測セル２１で一本の第二選択線ＧＳＥＬＢを共用しても良い。同様に正電源Ｖｄｄと負電源Ｖｓｓも、複数行又は複数列の計測セル２１で一本の正電源Ｖｄｄ、或いは一本の負電源Ｖｓｓを共用しても良い。第一選択線ＧＳＥＬＡは第一選択回路ＳＣＡに電気的に接続し、第一選択回路ＳＣＡによって選択される。同様に、第二選択線ＧＳＥＬＢは第二選択回路ＳＣＢに電気的に接続し、第二選択回路ＳＣＢによって選択される。同様に、リセット線ＧＲＳＴは第三選択回路ＳＣＣに電気的に接続し、第三選択回路ＳＣＣによって選択される。読み出し線Ｓｅｎｓｅは、列毎に設けられた一つの要素回路に電気的に接続される。尚、ＡとＢとが電気的に接続するとは、ＡとＢとが配線で直接結ばれている場合の他に、ＡとＢとの間にパスゲートなどのスイッチが設けられ、スイッチが導通状態になった際にＡとＢとが導通状態になる場合をも含んでいる。
【００３０】
計測セル２１は、受光素子ＰＤと、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１と、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２と、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴと、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴと負荷素子と、を備えている。ここで負荷素子は、電流源トランジスターＣＳＴＦＴであるが、単純な抵抗体であっても良い。負荷素子を設ける事で、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位変化をソース電位の変化に変換して増幅できる。これにより光量の計測結果を、計測が容易で精度が高い電位に変換する事が可能となる。
【００３１】
受光素子ＰＤはフォトダイオードである。これの第一極がカソードで、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲートと、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴのソースとに電気的に接続している。リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴのドレインは正電源Ｖｄｄに電気的に接続されているので、フォトダイオードのカソードはリセットトランジスターＲＳＴＴＦＴを介して正電源Ｖｄｄに電気的に接続されている事になる。一方、受光素子ＰＤの第二極はアノードで、これは負電源Ｖｓｓに電気的に接続されている。従って、受光素子ＰＤは正電源Ｖｄｄと負電源Ｖｓｓとの間に逆バイアス状態になる様に配置されている。リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴのゲートは、リセット線ＧＲＳＴに電気的に接続され、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはリセット線ＧＲＳＴに供給される電気信号で制御される。
【００３２】
第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１は、そのドレインが正電源Ｖｄｄに電気的に接続され、ソースが第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲートと負荷素子の一方の端子とに電気的に接続されている。負荷素子の他方の端子は負電源Ｖｓｓに電気的に接続されている。前述の如く、負荷素子は電流源トランジスターＣＳＴＦＴであり、一方の端子が電流源トランジスターＣＳＴＦＴのドレインに相当し、他方の端子は電流源トランジスターＣＳＴＦＴのソースに相当する。従って、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のソースは、負電源Ｖｓｓに電気的に接続されている事になる。電流源トランジスターＣＳＴＦＴのゲートは、第二選択線ＧＳＥＬＢに電気的に接続され、電流源トランジスターＣＳＴＦＴは第二選択線ＧＳＥＬＢに供給される電気信号で制御される。
【００３３】
第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２は、そのドレインが正電源Ｖｄｄに電気的に接続され、ソースが選択トランジスターＳＥＬＴＦＴのドレインに電気的に接続されている。選択トランジスターＳＥＬＴＦＴのソースは読み出し線Ｓｅｎｓｅに電気的に接続されている。選択トランジスターＳＥＬＴＦＴのゲートは第一選択線ＧＳＥＬＡに電気的に接続され、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴは第一選択線ＧＳＥＬＡに供給される電気信号で制御される。
【００３４】
この構成では、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート幅を狭くして、トランジスター容量ＣTを小さくするので、受光部２０を高感度とする事ができる。同時に第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート幅を広くして、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のオン抵抗を下げるので、オン抵抗と読み出し線との寄生容量との積で定まる時定数を短くする事ができ、短時間での出力が可能になる。即ち、高感度測定を迅速に行える様になる。
【００３５】
「画像取得方法」
次に光学装置を用いて一枚の画像を取得する方法を、図４を参照して説明する。第一選択線ＧＳＥＬＡと第二選択線ＧＳＥＬＢとリセット線ＧＲＳＴとには選択信号か非選択信号が供給される。選択信号とはその配線にゲートが接続するトランジスターをオン状態とする信号で、非選択信号とはその配線にゲートが接続するトランジスターをオフ状態とする信号である。本実施形態では、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴや電流源トランジスターＣＳＴＦＴ、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴにＮ型トランジスターを用いているので、選択信号が高電位（正電源Ｖｄｄ以上の高い電位）となり、非選択信号が低電位（例えば、接地電位などの負電源Ｖｓｓ）となる。
【００３６】
光学装置１を用いた撮像は、初期化工程と、露光工程と、露光データ読み出し工程と、リセットデータ読み出し工程と、待機工程と、で一周期をなして一枚の画像が得られる。以下、この一周期を、順を追って説明する。
【００３７】
初期化工程では、リセット線ＧＲＳＴにリセット選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオン状態とされる。対象物画像の形成方法は後述するが、初期化工程期間中に、オフ画像を撮像する場合には発光部１０は発光していない。又、第一元画像を撮像する場合には、第一発光部１１が発光し、第二発光部１２は発光していない。第二元画像を撮像する場合には、第二発光部１２が発光し、第一発光部１１は発光していない。リセット選択信号の電位は、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴの閾値電圧よりも高く、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴをオン状態とする値である。好ましくは、リセット選択信号の電位は、正電源Ｖｄｄ以上の値である。その結果、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１は、初期化工程期間中に、そのゲートが正電源Ｖｄｄへと充電される。第二選択線ＧＳＥＬＢには第二選択信号が供給され、電流源トランジスターＣＳＴＦＴを定電流源として動作させる。第二選択信号の電位は、電流源トランジスターＣＳＴＦＴの閾値電圧を僅かに超えた値（Ｖｔｈ＋δ、０＜δ＜０．３Ｖ）程度か、それよりも僅かに小さい。第二選択信号の電位がＶｔｈ＋δ程度ならば、電流源トランジスターＣＳＴＦＴは殆どの場合、飽和動作し、定電流源となる。又、第二選択信号の電位がＶｔｈよりも小さければ、電流源トランジスターＣＳＴＦＴは閾値下領域に入るので矢張り飽和動作し、定電流源となる。
【００３８】
次の露光工程では、リセット線ＧＲＳＴに非選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオフ状態とされている。第一画像を撮像する場合、露光工程期間中に第一発光部１１が発光し、第二発光部１２は発光していない。又、第二画像を撮像する場合、露光工程期間中に第二発光部１２が発光し、第一発光部１１は発光していない。オフ画像を撮像する場合、露光工程期間中に第一発光部１１も第二発光部１２も発光していない。こうした状態で受光素子ＰＤは反射光ＲＬを受光する（オフ画像撮像時には背景光を受光する）。受光した光量に応じて受光素子ＰＤは電荷を漏らし、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は変化する。これに合わせて、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート電位も変化する。第二選択線ＧＳＥＬＢには、初期化工程と同じく、第二選択信号が供給されている。又、第一選択線ＧＳＥＬＡには非選択信号が供給されている。
【００３９】
露光工程が終了すると、露光データ読み出し工程に移る。この期間中、リセット線ＧＲＳＴには非選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオフ状態とされて、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は保存される。即ち、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は露光量に応じた固定値に定まっている。露光量に応じた固定値はゼロＶからＶｄｄの間にある。第二選択線ＧＳＥＬＢには、露光工程と同じく、第二選択信号が供給されている。従って、露光データ読み出し期間中、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート電位は、露光量に応じた固定値に保たれている。読み出しの選択がなされる計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡに第一選択信号が供給されている。第一選択信号の電位は選択トランジスターＳＥＬＴＦＴの閾値電圧以上の値で、好ましくは正電源Ｖｄｄ以上の値である。その結果、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオン状態とされ、読み出し線Ｓｅｎｓｅを介して第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のソース電位が測定される。一方、読み出しの選択がなされない非選択の計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡには非選択信号が供給されており、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオフ状態とされている。
【００４０】
露光データ読み出し工程が終了すると、リセットデータ読み出し工程に移る。この期間中、リセット線ＧＲＳＴにはリセット選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオン状態とされ、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は正電源Ｖｄｄとされる。第二選択線ＧＳＥＬＢには、露光工程と同じく、第二選択信号が供給されている。従って、リセットデータ読み出し期間中、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート電位は、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位が正電源Ｖｄｄとされている状態に応じた固定値に保たれている。読み出しの選択がなされる計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡに第一選択信号が供給され、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオン状態とされる。即ち、読み出し線Ｓｅｎｓｅを介して、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位が正電源Ｖｄｄとされている状態に応じた第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のソース電位が測定される。一方、読み出しの選択がなされない非選択の計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡには非選択信号が供給されており、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオフ状態とされている。
【００４１】
露光データ読み出し工程では光量に応じた電位（Ｖｐｈｏｔｏ）と第一トランジスターの閾値電圧（Ｖｔｈ１）と第二トランジスターの閾値電圧（Ｖｔｈ２）との和に対応する電圧値（Ｖｐｈｏｔｏ＋Ｖｔｈ１＋Ｖｔｈ２）を読み出す。これに対して、リセットデータ読み出し工程では充電した電位（Ｖｄｄ）と第一トランジスターの閾値電圧と第二トランジスターの閾値電圧との和に対応する電圧値（Ｖｄｄ＋Ｖｔｈ１＋Ｖｔｈ２）を読み出す。従って、これら両者の引き算する事で、第一トランジスターの閾値電圧と第二トランジスターの閾値電圧とを消去して、充電した電位と光量に応じた電位との差を得る事ができる。即ち、第一トランジスターの閾値電圧や第二トランジスターの閾値電圧の計測セル２１間でのばらつきに関係なく、総ての計測セル２１にて同じ精度で光量に応じた電位を計測できる。
【００４２】
リセットデータ読み出し工程が終わると、計測セル２１は待機状態となる。この期間中、リセット線ＧＲＳＴに選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオン状態とされる。又、第一選択線ＧＳＥＬＡは非選択信号が供給されて、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオフ状態とされている。以降、次の露光工程が始まる迄、待機状態が維持される。
【００４３】
「対象物画像の形成方法」
次に図５乃至８を参照して、対象物の画像を形成する方法を説明する。対象物Ｆの画像は、第一画像を用いて、或いは第二画像を用いて、或いは第一画像と第二画像とを用いて、形成される。第一画像は、第一元画像から、又は第一元画像とオフ画像とから、形成される。第二画像は、第二元画像から、又は第二元画像とオフ画像とから、形成される。
【００４４】
図５はオフ画像形成工程時における発光部１０の状態を示した図である。オフ画像形成工程では、前述の「画像取得方法」に則って対象物Ｆが撮像されて、オフ画像が形成される。この際に、図５に示す様に、露光工程時に第一発光部１１も第二発光部１２も発光していない。即ち、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とが電源に接続されない状態で露光工程が行われ、対象物Ｆのオフ画像が形成される。オフ画像とは背景光（バックグラウンド光）に起因するノイズ画像に相当する。
【００４５】
図６は第一画像形成工程時における発光部１０の状態を示した図である。第一画像形成工程でも、前述の「画像取得方法」に則って対象物Ｆが撮像されて、まず第一元画像が形成される。この際に、図６に示す様に、露光工程時に第一発光部１１が発光し、第二発光部１２は発光していない。即ち、第一第一電極１１２が電源に接続し、第二第一電極１２２は電源に接続されない状態で露光工程が行われる。第一発光部１１から放射された照射光ＩＬは対象物Ｆにて反射し、この反射光ＲＬを受光部２０にて受光しての第一元画像が形成される。第一元画像で、部間透光部１３と第二発光部１２とに対応した領域に位置する計測セル２１では、主として反射光ＲＬＩＬ（信号光）が受光され、この領域ではＳ／Ｎ比の高い鮮明な画像が得られる。一方、第一元画像で、第一発光部１１に対応した領域に位置する計測セル２１では、反射光ＲＬＩＬ（信号光）と共に乱反射や漏れ出た照射光ＩＬ（ノイズ光）も受光され、この領域ではＳ／Ｎ比は或る程度低下する恐れがある。第一元画像はそのまま第一画像として使用する事も可能である。
【００４６】
図７は第二画像形成工程時における発光部１０の状態を示した図である。第二画像形成工程でも、前述の「画像取得方法」に則って対象物Ｆが撮像されて、まず第二元画像が形成される。この際に、図７に示す様に、露光工程時に第二発光部１２が発光し、第一発光部１１は発光していない。即ち、第二第一電極１２２が電源に接続し、第一第一電極１１２は電源に接続されない状態で露光工程が行われる。第二発光部１２から放射された照射光ＩＬは対象物Ｆにて反射し、この反射光ＲＬを受光部２０にて受光しての第二元画像が形成される。第二元画像で、部間透光部１３と第一発光部１１とに対応した領域に位置する計測セル２１では、主として反射光ＲＬＩＬ（信号光）が受光され、この領域ではＳ／Ｎ比の高い鮮明な画像が得られる。一方、第二元画像で、第二発光部１２に対応した領域に位置する計測セル２１では、反射光ＲＬＩＬ（信号光）と共に乱反射や漏れ出た照射光ＩＬ（ノイズ光）も受光され、この領域ではＳ／Ｎ比は或る程度低下する恐れがある。第二元画像はそのまま第二画像として使用する事も可能である。この様に、第一元画像や第二元画像と言った元画像を撮像するには、第一第一電極１１２又は第二第一電極１２２の一方が電源に接続された状態で対象物Ｆの画像が撮像される。
【００４７】
図８は画像形成工程Ｓ１（図９参照）で対象物Ｆの画像を形成する手順を説明したフローチャート図である。対象物Ｆの画像を形成するには、まずオフ画像を前述の方法で形成する（Ｓ１１）。これがオフ画像形成工程である。次に第一元画像を前述の方法で形成する（Ｓ１２）。更に、第二元画像を前述の方法で形成する（Ｓ１３）。第一元画像形成（Ｓ１２）と第二元画像形成（Ｓ１３）とが元画像形成工程である。次に第一元画像からオフ画像を減じて第一画像を形成する（Ｓ１４）。次に第二元画像からオフ画像を減じて第二画像を形成する（Ｓ１５）。第一画像形成（Ｓ１４）と第二画像形成（Ｓ１５）とが差分工程である。差分工程により第一元画像や第二元画像からバックグラウンドノイズが除去され、鮮明な第一画像や第二画像が得られる。次いで第一画像と第二画像とを用いて対象物Ｆ画像を形成する（Ｓ１６）。即ち、第一画像のＳ／Ｎ比の高い領域と第二画像のＳ／Ｎ比の高い領域とを組み合わせて、対象物Ｆ画像を合成する。第一画像のＳ／Ｎ比の高い領域と第二画像のＳ／Ｎ比の高い領域とは相補的であるので、撮像領域全体（画像全体）にてＳ／Ｎ比が向上する。対象物Ｆ画像形成（Ｓ１６）は合成工程である。この様にして、対象物Ｆの画像が形成される。
【００４８】
オフ画像形成（Ｓ１１）から第二元画像形成（Ｓ１３）迄は連続して行われるのが好ましい。即ち、オフ画像形成（Ｓ１１）でリセットデータ読み出し工程が終了したら、待機工程を経ずに直ちに第一元画像形成（Ｓ１２）の初期化工程に進み、第一元画像形成（Ｓ１２）でリセットデータ読み出し工程が終了したら、待機工程を経ずに直ちに第二元画像形成（Ｓ１３）の初期化工程に進む。オフ画像と第一元画像と第二元画像と、三枚の画像を連続して撮像する事で、撮像期間を短縮する事ができる。これにより、撮像期間中に生ずる外部環境変化や対象物Ｆの動きを最少にし、鮮明な対象物Ｆの画像を形成する事ができる。本実施形態では、オフ画像形成（Ｓ１１）に引き続いて第一元画像形成（Ｓ１２）、第二元画像形成（Ｓ１３）との順番が採られたが、これらの順番は任意に設定できる。具体的には、Ｓ１１−Ｓ１３−Ｓ１２との順番や、Ｓ１２−Ｓ１１−Ｓ１３との順番や、Ｓ１２−Ｓ１３−Ｓ１１との順番や、Ｓ１３−Ｓ１１−Ｓ１２との順番や、Ｓ１３−Ｓ１２−Ｓ１１との順番のいずれかとしても良い。
【００４９】
又、対象物Ｆの画像を複数枚形成する際には、一枚形成する毎にオフ画像形成（Ｓ１１）を行うのが好ましいが、オフ画像形成（Ｓ１１）は複数枚に一回と兼用させても良い。
【００５０】
尚、本実施形態では第一画像と第二画像とを用いて対象物Ｆの画像を形成したが、第一画像だけで対象物Ｆの画像としても良いし、第二画像だけで対象物Ｆの画像としても良い。又、第一画像は第一元画像からオフ画像を減じて作成したが、第一元画像をそのまま第一画像としても良い。同様に、第二画像は第二元画像からオフ画像を減じて作成したが、第二元画像をそのまま第二画像としても良い。
【００５１】
「電子機器」
上述の光学装置１は静脈センサーや指紋センサーなどの各種生体認証センサーに適応できる。これらの他にも、デジタルカメラやイメージセンサー、スキャナーなどの電子機器に本実施形態に係わる光学装置１を適用する事ができる。光学装置１を静脈センサーや指紋センサーに適応する場合、光学装置１に接触センサーを設け、対象物が光学装置１に触れた時に、光学装置１が自動的に動作する様にしても良い。
【００５２】
「生体認証方法」
光学装置１は静脈センサーや指紋センサーなどの各種生体認証センサーに適応できる。ここでは光学装置１を用いた生体認証方法を、図９を参照して、説明する。
【００５３】
図９は生体認証方法を説明するフローチャート図である。生体認証は対象物Ｆの画像形成（Ｓ１）から始まる。これは前述の通りで、これが画像形成工程である。次に、得られた画像を用いて、静脈パターンや指紋パターンを強調したり、或いは特徴点を抽出したりするなどの画像処理が行なわれ（Ｓ２）、生体情報が取得される。これが画像処理工程である。次いで取得された生体情報（取得データ）と登録されている生体情報（登録データ）とを照合する（Ｓ３）。これが認証工程である。認証工程の結果は出力工程（Ｓ４）で出力される。取得データと登録データとが一致すれば、「許可」の情報を出力する（Ｓ４Ａ）。反対に、取得データと登録データとが一致しなければ、「拒絶」の情報を出力する（Ｓ４Ｒ）。生体情報は日々少しずつ変わる可能性があるので、取得データと登録データとが一致した場合には、取得データを登録データに加味して新たな登録データを作成する（Ｓ５）。これが更新工程である。
【００５４】
本実施形態では、発光部１０は第一発光部１１と第二発光部１２と、二つに分割されていたが、分割数はＮ個（Ｎは３以上の整数）であっても良い。分割数がＮ個の場合も、本実施形態と同様に、第一発光部１１から第Ｎ発光部１Ｎへと順次発光させて、第一元画像から第Ｎ元画像とＮ枚の元画像を作成する。これらを用いて、第一画像から第Ｎ画像を作成する。更に、第一画像から第Ｎ画像を合成して最終的に対象物Ｆの画像を形成する。
【００５５】
以上述べた様に、本実施形態に係わる光学装置１と撮像方法、及び生体認証方法に依れば、以下の効果を得る事ができる。
第一第一電極１１２による発光と第二第一電極１２２による発光とを交互に行い得るので、一方の領域が発光している際に他方の領域で受光する事ができる。又、発光している領域（発光領域）と受光している領域（受光領域）との距離を近過ぎず遠過ぎず最適にできる。これらの結果、シグナル光のノイズ光に対する割合（Ｓ／Ｎ比）を高める事ができる。又、背景光（バックグラウンドノイズ光）を除去できる。背景光除去に関しては、オプティカルブラック画素で引き算する場合や、出荷時にオフ画像のデータを記憶部４０に記憶させておく方式ではできない、計測セル毎の暗電流補正や温度補正が可能となる。又、メカニカルシャッターを着けるよりも薄型化できると共に、メカニカルシャッターではできない外光の影響を除去できる。即ち、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。こうした鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００５６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００５７】
（変形例１）
「第一電極と第二電極とが異なる形態」
図１０は、変形例１に係わる発光部１０の構成を説明しており、図２のＢ−Ｂ’を拡大した断面図である。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００５８】
本変形例（図１０）は実施形態１（図３（ｂ））と比べて、発光素子１０１を構成する第一電極１６と第二電極１８とが異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１では第一電極１６が陽極で第二電極１８が陰極であったが、本変形例では第一電極１６がアルミニウム（Ａｌ）から成る陰極で、第二電極１８はＩＴＯから成る陽極である。第一基板３１の表面のほぼ全域に第二電極１８が形成され、次いで発光層１７と第一電極１６とがパターニングされて、積層されている。発光層１７で発生した照射光ＩＬは、直接第一基板３１側に放射される成分と、第一電極１６で反射されて第一基板３１側に放射される成分と、がある。尚、第二電極１８もパターニングされていても良い。
【００５９】
以上述べたように、本変形例に係わる光学装置１によれば、実施形態１の効果に加え、簡単な構成で発光素子１０１を形成する事ができる。
【００６０】
（変形例２）
「発光素子が異なる形態」
図１１は、変形例２に係わる発光部１０の構成を説明しており、図２のＢ−Ｂ’を拡大した平面図である。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００６１】
本変形例（図１１）は実施形態１（図３（ａ））と比べて、発光素子１０１の平面形状と大きさとが異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１では、発光素子１０１と内部透光部１４とがほぼ同じ大きさの正方形であったが、発光素子１０１と内部透光部１４との形状と大きさはこれに限られない。発光素子１０１の中心と内部透光部１４（計測セル２１が位置する場所）とが、横方向にも縦方向にも交互に規則的に配置した市松模様であれば良い。例えば、図１１（ａ）に示す様に、発光素子１０１は、一辺が繰り返し周期長の半分よりも短い四角形であっても良い。繰り返し周期長とは一つの発光素子１０１の中心とその隣の発光素子１０１の中心との間の距離である。又、図１１（ｂ）に示す様に、発光素子１０１は、直径が繰り返し周期長の半分よりも短い円形であっても良い。反対に、発光素子１０１の一辺又は直径は、内部透光部１４を設けられる範囲で、繰り返し周期長の半分よりも長くても良い。又、発光素子１０１の平面形状は正方形や円形に限られることはなく、長方形や菱形、多角形、楕円形などであっても良い。
【００６２】
以上述べたように、本変形例に係わる光学装置１によれば、実施形態１の効果に加え、発光素子１０１の平面形状や大きさを、発光素子１０１の発光量と検出セルの感度とに応じて、最適にする事ができる。
【００６３】
（変形例３）
「画像形成工程が異なる形態」
図１２は変形例３に係わる画像形成工程Ｓ１（図９参照）で、対象物Ｆの画像を形成する手順を説明したフローチャート図である。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００６４】
本変形例（図１２）は実施形態１（図８）と比べて、画像形成の順番が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１では第一元画像形成（Ｓ１２）と第二元画像形成（Ｓ１３）が終わった後に、第一画像形成（Ｓ１４）と第二画像形成（Ｓ１５）とが行われたが、これらの順番を変更しても良い。即ち、図１２に示す様に、オフ画像形成（Ｓ１１）に続いて、第一元画像形成（Ｓ１２）を行い、以降、第一画像形成（Ｓ１４）、第二元画像形成（Ｓ１３）、第二画像形成（Ｓ１５）、対象物Ｆの画像形成（Ｓ１６）としても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１…光学装置、１０…発光部、１１…第一発光部、１２…第二発光部、１３…部間透光部、１４…内部透光部、１５…反射板、１６…第一電極、１７…発光層、１８…第二電極、２０…受光部、２１…計測セル、２２…計測領域、３０…制御部、３１…第一基板、３２…第二基板、３３…第三基板、４０…記憶部、５０…出力部、１０１…発光素子、１１１…第一発光素子、１１２…第一第一電極、１２１…第二発光素子、１２２…第二第一電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置と撮像方法、生体認証方法、静脈センサー、指紋センサーの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体認証装置やイメージスキャナーの中には、読取領域の上に置かれた対象物（例えば生体の一部や原稿等）に対して発光部と受光部が同じ側に配置され、対象物に対して発光部から光を照射し、その反射光を受光部で受光する事で対象物の画像を読み取る装置がある。例えば、特許文献１には、光源からの出射光（近赤外光）を導光板の背面に形成された複数の反射面によって指に照射し、指からの反射光を複数の画素を有する受光素子で受光する事で指の静脈像を撮像する生体情報取得装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された生体情報取得装置では、鮮明な画像を撮像し難いという課題があった。即ち、情報を読み取るべき反射光（シグナル光）よりも、場合によっては、光量が大きい出射光（ノイズ光）が受光素子に導入され、シグナル光のノイズ光に対する割合（Ｓ／Ｎ比）が低下していた。これは、各画素に入射する反射光の光路上（各画素から鉛直方向に延びる直線上）に、反射光よりも光量が大きい光源からの出射光を導光する導光板が存在する為であり、又、光源からの出射光の一部が、導光板の背面側に形成された低屈折率層や反射層（半反射層）を透過して受光素子側に漏れ出てしまう為である。こうした結果、受光素子が指からの反射光を精度よく受光する事ができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述の課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（適用例１） 本適用例に係わる光学装置は、発光部と受光部とを備え、対象物に対して発光部から光を照射し、対象物からの反射光を受光部で受光する光学装置であって、発光部及び受光部は対象物に対して同じ側に設けられ、発光部は受光部より対象物側に位置し、発光部は、透光性を有すると共に、第一電極と第二電極との間に設けられた発光層を備え、第一電極は第一第一電極と第二第一電極とを有し、第一第一電極と第二第一電極とは別々に電源に接続され、受光部は、光量を計測する計測セルを備える事を特徴とする。
この構成によれば、第一第一電極による発光と第二第一電極による発光とを交互に行い得るので、一方の領域が発光している際に他方の領域で受光する事ができ、シグナル光のノイズ光に対する割合（Ｓ／Ｎ比）を高める事ができる。即ち、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【０００７】
（適用例２） 上記適用例に係わる光学装置において、第一第一電極と第二第一電極とは櫛歯状で、互いに噛み合う様に配置されている事が好ましい。
この構成によれば、発光している領域（発光領域）と受光している領域（受光領域）との距離を近過ぎず遠過ぎず最適にし得るので、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【０００８】
（適用例３） 適用例２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、第一第一電極又は第二第一電極の一方が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の画像が形成される事を特徴とする。
この構成によれば、電源に接続している方の第一電極部を発光領域とし、電源に接続していない方の第一電極部を受光領域とするので、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【０００９】
（適用例４） 適用例２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、画像形成工程と認証工程とを含み、画像形成工程では、第一第一電極又は第二第一電極の一方が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の画像が形成され、認証工程では、対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする。
この構成によれば、鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００１０】
（適用例５） 適用例２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、第一第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第一画像が形成され、第二第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第二画像が形成され、第一画像と第二画像とを用いて対象物の画像が形成される事を特徴とする。
第一画像では第二第一電極部のＳ／Ｎ比が高く、第二画像では第一第一電極部のＳ／Ｎ比が高くなる。両画像でＳ／Ｎ比が高い領域は相補的になり、これらの合成画像を作れるので、この構成によれば、画像全域に渡りＳ／Ｎ比を高くする事ができる。
【００１１】
（適用例６） 適用例２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、画像形成工程と認証工程とを含み、画像形成工程では、第一第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第一画像が形成され、第二第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第二画像が形成され、第一画像と第二画像とを用いて対象物の画像が形成され、認証工程では、対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高い鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００１２】
（適用例７） 適用例２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、オフ画像形成工程と元画像形成工程と差分工程とを含み、オフ画像形成工程では、第一第一電極と第二第一電極とが電源に接続されぬ状態で対象物のオフ画像が形成され、元画像形成工程では、第一第一電極又は第二第一電極の一方が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の元画像が形成され、差分工程では、元画像からオフ画像を減じて対象物の画像が形成される事を特徴とする。
この構成によれば、背景光（バックグラウンドノイズ光）を除去できるので、より鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。
【００１３】
（適用例８） 適用例２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、画像形成工程と認証工程とを含み、画像形成工程では、第一第一電極と第二第一電極とが電源に接続されぬ状態で対象物のオフ画像が形成され、第一第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第一元画像が形成され、第二第一電極が電源に接続された状態で反射光を受光部にて受光して対象物の第二元画像が形成され、第一元画像からオフ画像を減じて第一画像が形成され、第二元画像からオフ画像を減じて第二画像が形成され、第一画像と第二画像とを用いて対象物の画像が形成され、認証工程では、対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００１４】
（適用例９） 適用例１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする静脈センサー。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な静脈画像を得る事ができる。
【００１５】
（適用例１０） 適用例１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする指紋センサー。
この構成によれば、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な指紋画像を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１における光学装置の断面図。
【図２】発光部と受光部との構成を説明した図で、（ａ）は発光部を表側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’に相当する光学装置の断面を拡大した図。
【図３】図２（ａ）のＢ−Ｂ’に相当する発光部の構成を説明した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図４】受光部の回路構成を説明した図。
【図５】オフ画像形成工程時における発光部の状態を示した図。
【図６】第一画像形成工程時における発光部の状態を示した図。
【図７】第二画像形成工程時における発光部の状態を示した図。
【図８】画像形成工程で対象物の画像を形成する手順を説明したフローチャート図。
【図９】生体認証方法を説明するフローチャート図。
【図１０】変形例１に係わる発光部の構成を説明した断面図。
【図１１】変形例２に係わる発光部の構成を説明した平面図。
【図１２】変形例３に係わる画像形成工程で、対象物の画像を形成する手順を説明したフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００１８】
（実施形態１）
「光学装置の概要」
先ず、光学装置の概要を、図１を参照して説明する。
図１は、実施形態１における光学装置１の断面図である。光学装置１は発光部１０と受光部２０とを備え、指などの対象物Ｆに対して発光部１０から照射光ＩＬを照射し、対象物Ｆからの反射光ＲＬを受光部２０にて受光する。発光部１０及び受光部２０は対象物Ｆに対して同じ側に設けられ、発光部１０は受光部２０より対象物Ｆ側に位置している。即ち、指などの対象物Ｆと受光部２０との間に発光部１０が位置することになる。発光部１０は受光部２０よりも光学装置１の表側（対象物Ｆを設置する側の面）に設けられるので、フロントライトとも呼ばれる。この発光部１０は、第一発光部１１と第二発光部１２とを備えると共に、透光性を有している。第一発光部１１と第二発光部１２とは其々独立に制御され、独立に発光させる事が可能となっている。勿論、第一発光部１１と第二発光部１２とを同時に発光させる事も可能である。図１では第一発光部１１が照射光ＩＬを発光し、第二発光部１２は発光していない状態を描いてある。第一発光部１１と第二発光部１２との間には、部間透光部１３が設けられ、発光部１０及び部間透光部１３は反射光ＲＬを透過させる。従って、第一発光部１１が発光している際には、図１に示す様に、反射光ＲＬは、第二発光部１２と部間透光部１３とを透過して、受光部２０に到る。反対に、第二発光部１２が発光している際には、反射光ＲＬは、第一発光部１１と部間透光部１３とを透過して、受光部２０に到る。受光部２０には、反射光ＲＬの光量を計測する計測セル２１が複数個備えられている。各計測セル２１は、そのセルで受光した光を、その光量に応じた電気信号へと変換する。
【００１９】
光学装置１は発光部１０と受光部２０との他に、制御部３０と記憶部４０及び出力部５０とを備える。記憶部４０は、フラッシュメモリーやハードディスク等の不揮発性メモリーを含み、画像形成プログラムや認証プログラムなどの各種プログラムや、認証情報（例えば光学装置１が静脈センサーとして使用される場合には、事前に登録された静脈像や、或いはその特徴点情報など）が記憶されている。記憶部４０は不揮発性メモリーの他にリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）を備えていても良く、不揮発性メモリーに記憶されるとした先の情報の一部又は全部は、ＲＯＭに納められていても良い。制御部３０は、中央演算装置（ＣＰＵ）や一時記憶装置を備える。一時記憶装置は、ダイナミックランダムアクセスメモリー（ＤＲＡＭ）やスタティックランダムアクセスメモリー（ＳＲＡＭ）等であり、撮像された対象物Ｆの画像等を一時的に記憶する。この様に画像を一時的に記憶する装置は、ヴィデオランダムアクセスメモリー（ＶＲＡＭ）とも呼ばれる。制御部３０は、発光部１０の点灯や消灯を制御すると共に、受光部２０に備わる各計測セル２１から受光信号を読み出し、読み出した１フレーム分（撮像領域分）の受光信号に基づいて対象物Ｆの画像を生成する。又、制御部３０は、撮像された画像を解析し、記憶部４０に登録されている認証情報と照合し、生体認証を行う事もできる。例えば、光学装置１が静脈センサーとして使用される場合、制御部３０は、照合する二つの静脈像（撮像された静脈像と登録された静脈像）の特徴点情報（例えば静脈の分岐点の数や位置関係等）を比較し、類似度が予め定められた閾値以上であった場合に、対象物Ｆとしての指が記憶部４０に登録されている指であると認証する。出力部５０は、認証情報や撮像された画像を外部に出力する部位であり、例えば認証情報を電気信号にて外部の装置（ＡＴＭなど）に出力したり、或いは、画像を表示部に表示したりする、との各種形態の出力をなす部位である。尚、制御部３０の一時記憶装置に設けられたＶＲＡＭは、不揮発性メモリーの一部に設けても良い。
【００２０】
「光学装置の構成」
次に、光学装置の概要を、図２を参照して説明する。
図２は、発光部１０と受光部２０との構成を説明した図で、（ａ）は発光部１０を表側から見た平面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’に相当する光学装置１の断面を拡大した図である。図２（ａ）に示す様に、発光部１０は、第一発光部１１と第二発光部１２とを含み、第一発光部１１と第二発光部１２とは平面的に重畳する事はなく、離間されて形成されている。又、第一発光部１１と第二発光部１２とは櫛歯状で、互いに噛み合うように形成されている。第一電極１６は、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とを含み、第一発光部１１は第一第一電極１１２に接続し、第二発光部１２は第二第一電極１２２に接続する。従って、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とは平面的に重畳する事はなく、離間されて形成されている事になる。同様に、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とは櫛歯状で、互いに噛み合うように形成されている。第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とは別々に電源に接続され得るので、第一発光部１１と第二発光部１２とは別々に発光する事が可能となる。第一発光部１１と第二発光部１２との間（即ち、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２との間）は部間透光部１３であり、透光性を有している。発光部１０は撮像する対象物Ｆに適した波長の照射光ＩＬを発光する。例えば、撮像する対象物Ｆが指の静脈の場合、照射光ＩＬは波長が７５０ｎｍから３０００ｎｍ（より好ましくは８００ｎｍから９００ｎｍ）の範囲にある近赤外光である。静脈を流れる還元ヘモグロビンは近赤外光を吸収する性質がある。従って、近赤外光を用いて指を撮像すると、指の皮下にある静脈部分が周辺組織に比べて暗く写り、この明暗の差による紋様が静脈像となって撮像される。
【００２１】
図２（ｂ）に示す様に、光学装置１では発光部１０と受光部２０とが積層して形成されている。発光部１０は第一基板３１に形成され、受光部２０は第二基板３２に形成され、第一基板３１の発光素子１０１が形成されている面（第一基板３１の表面）と第二基板３２の計測セル２１が形成されている面とが対向する様に、両基板が接合されている。更に、第三基板３３にはマイクロレンズＭＬが複数個形成され、第三基板３３のマイクロレンズＭＬが形成された面（第三基板３３の表面）と第一基板３１の裏面（表面の反対の面）とが接合されている。
【００２２】
第一基板３１には、第一発光部１１に第一第一電極１１２を備える第一発光素子１１１が複数個形成され、第二発光部１２に第二第一電極１２２を備える第二発光素子１２１が複数個形成されている。隣り合う第一発光素子１１１の間、及び隣り合う第二発光素子１２１の間は、内部透光部１４であり、部間透光部１３と同様に透光性を有する。要するに、第一発光部１１は複数の第一発光素子１１１と複数の内部透光部１４とを有し、第二発光部１２は複数の第二発光素子１２１と複数の内部透光部１４とを有する。第一発光素子１１１も第二発光素子１２１も素子自体の透光性は低いが、発光部１０は、内部透光部１４を備える為に、透光性を備える事になる。
【００２３】
受光部２０には、複数の計測セル２１が行列状に配置されている。また、各計測セル２１の法線上で、発光部１０の上部（発光部１０の対象物Ｆ側）には複数のマイクロレンズＭＬが行列状に設けられている。マイクロレンズＭＬの配列ピッチは計測セル２１の配列ピッチと同じであり、各マイクロレンズＭＬは、対象物Ｆからの反射光ＲＬを真下に位置する計測セル２１の受光面に結像する。即ち、マイクロレンズＭＬにて集光された反射光ＲＬは内部透光部１４や部間透光部１３を透過して、計測セル２１に到る。
【００２４】
第一基板３１と第三基板３３、及びマイクロレンズＭＬは、照射光ＩＬや反射光ＲＬに対して高い透光性を示す材料が用いられ、例えば透明なガラスや透明なプラスチック等が適している。第二基板３２は計測セル２１を形成するのに適した材料が使用される。本実施形態では薄膜素子を用いて計測セル２１を形成するので、薄膜素子形成に適した無アルカリガラスや石英ガラスが使用される。これ以外にもシリコン基板の様な半導体基板を使用し、半導体素子にて計測セル２１を形成しても良い。
【００２５】
図３は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’に相当する発光部１０の構成を説明した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。尚、第一発光部１１と第二発光部１２とは同じ構造をなし、両者を特に区別する必要がない際には単に発光部１０と記し、第一発光素子１１１と第二発光素子１２１とを併せて発光素子１０１とし、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とを併せて第一電極１６とする。図３（ａ）に示す様に、発光部１０は、発光素子１０１と内部透光部１４とを横方向（Ｂ−Ｂ’方向）にも縦方向（図３（ａ）の平面内で横方向に直交する方向）にも交互に規則的に配置した市松模様（チェスボード模様）となっている。先に説明した様に、計測セル２１は第二基板３２で内部透光部１４に対応する位置に形成されるので、計測セル２１も第二基板３２上で市松模様状に配置される。計測セル２１の情報を読み出すには４ビット又は８ビット毎に読み出すのが便利なので、縦方向にも横方向にも、計測セル２１とそれに応ずる内部透光部１４は４又は８の倍数となる個数作られる。
【００２６】
図３（ｂ）に示す様に、発光素子１０１は第一電極１６と第二電極１８との間に設けられた発光層１７を備えている。発光層１７は半導体材料を含み、発光ダイオードとして機能する。半導体材料は有機物又は無機物が用いられ、本実施形態では有機半導体を用いた。従って、発光素子１０１は所謂有機ＥＬ素子である。第一電極１６はダイオードの陽極（アノード）又は陰極（カソード）で、第二電極１８は第一電極１６の反対の極性である。即ち、第一電極１６が陽極であれば第二電極１８は陰極であり、第一電極１６が陰極であれば第二電極１８は陽極である。本実施形態では、第一電極１６が陽極でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなり、第二電極１８が陰極でマグネシウム銀（ＭｇＡｇ）からなる。マグネシウム銀は薄く、透光性を有する。第一基板３１の表面のほぼ全域に第二電極１８が形成され、次いで発光層１７、第一電極１６、反射板１５がパターニングされて、積層されている。発光層１７で発生した照射光ＩＬは、直接第一基板３１側に放射される成分と、第一基板３１の反対側に放射され、反射板１５にて反射されて第一基板３１側に放射される成分と、がある。尚、第二電極１８もパターニングされていても良い。
【００２７】
「受光部の回路」
次に、受光部の回路構成を、図４を参照して説明する。
図４は、受光部２０の回路構成を説明した図である。受光部２０は計測領域２２を有し、計測領域２２には複数の計測セル２１が規則的に配列されている。ここでは計測セル２１が行列状に配置されている。前述の如く、計測セル２１は、その法線上の第一基板３１に部間透光部１３や内部透光部１４が設けられ、第三基板３３にマイクロレンズＭＬが設けられる位置に形成される。これらの計測セル２１が個別に光量を計測する事で、画像が撮像される。計測領域２２の外側には選択回路ＳＣやパラレル・シリアル変換回路ＰＳＣが備えられている。選択回路ＳＣは第一選択回路ＳＣＡと第二選択回路ＳＣＢとを含んでいる。又、パラレル・シリアル変換回路ＰＳＣはサンプルホールド回路ＳＨＣとサンプルホールド選択回路ＳＨＳとを含んでいる。これらの計測領域２２や選択回路ＳＣ、及びパラレル・シリアル変換回路ＰＳＣには制御部３０に接続する配線が引かれている。尚、図４では、複数種類の配線も象徴として一本の黒線で描いてある場合（例えば、パラレル・シリアル変換回路ＰＳＣへの入力ＰＳＩＮや選択回路ＳＣへの入力ＳＣＩＮ、及び出力線ＤＯＵＴ）もある。又、計測領域２２には複数の計測セル２１が設けられているが、理解を容易とする為に、一つの計測セル２１とそれに接続する配線とを描いてある。
【００２８】
光学装置１にて一枚の画像を取得するには、初期化工程と露光工程と露光データ読み出し工程とが必要となる。初期化工程では露光の準備をし、露光工程で光量を電気情報に変換し、得られた電気情報は露光データ読み出し工程でサンプルホールド回路ＳＨＣを介して制御部３０に出力される。初期化工程と露光工程と露光データ読み出し工程は選択回路ＳＣにて行毎に設定される。露光データ読み出し工程で各計測セル２１の電気情報が個別に読み出される。具体的には選択回路ＳＣにて行方向に揃う一行の計測セル２１が選択される。選択された行に属する計測セル２１が取得した電気情報はサンプルホールド回路ＳＨＣに保持される。サンプルホールド回路ＳＨＣは複数のアナログデータ値を独立に保持すべく、複数個の要素回路を有している。即ち、要素回路は列毎に設けられ、一つの要素回路がその列に出力されたアナログデータの電気情報を保持する。サンプルホールド選択回路ＳＨＳはこれら複数の要素回路から、八つの要素回路を選択し、それらの要素回路のデータを８本の出力線ＤＯＵＴに其々出力する。こうして列方向に並列する電気情報は八つずつシリアルデータとして８本の出力線ＤＯＵＴに出力される。
【００２９】
「計測セルの回路構成」
次に計測セルの回路構成を、図４を参照して説明する。尚、図４にはトランジスターのソースとドレインとをｓとｄとで示し、ダイオードのアノードとカソードとをＡとＣとで示してある。計測領域２２には、第一選択線ＧＳＥＬＡと、読み出し線Ｓｅｎｓｅと、第二選択線ＧＳＥＬＢと、リセット線ＧＲＳＴと、正電源Ｖｄｄと、負電源Ｖｓｓとが配線されている。計測セル２１は行列状に並ぶが、第一選択線ＧＳＥＬＡが行方向を定め、読み出し線Ｓｅｎｓｅが列方向を定めている。即ち、ｉ行目の第一選択線ＧＳＥＬＡとｊ列目の読み出し線Ｓｅｎｓｅとの交点に、ｉ行ｊ列に位置する計測セル２１が配置される。従って、計測セル２１がＭ行Ｎ列の行列状に配置されている場合、第一選択線ＧＳＥＬＡはＭ本設けられ、読み出し線ＳｅｎｓｅはＮ本設けられる。尚、ＭもＮも１以上の整数である。第二選択線ＧＳＥＬＢも、第一選択線ＧＳＥＬＡに一対一対応してＭ本設けられるのが好ましく、図４にもそう描かれている。但し、本実施形態では第二選択線ＧＳＥＬＢは選択非選択の動作がなされず、全計測セル２１で同じ電位を取るので、複数行又は複数列の計測セル２１で一本の第二選択線ＧＳＥＬＢを共用しても良い。同様に正電源Ｖｄｄと負電源Ｖｓｓも、複数行又は複数列の計測セル２１で一本の正電源Ｖｄｄ、或いは一本の負電源Ｖｓｓを共用しても良い。第一選択線ＧＳＥＬＡは第一選択回路ＳＣＡに電気的に接続し、第一選択回路ＳＣＡによって選択される。同様に、第二選択線ＧＳＥＬＢは第二選択回路ＳＣＢに電気的に接続し、第二選択回路ＳＣＢによって選択される。同様に、リセット線ＧＲＳＴは第三選択回路ＳＣＣに電気的に接続し、第三選択回路ＳＣＣによって選択される。読み出し線Ｓｅｎｓｅは、列毎に設けられた一つの要素回路に電気的に接続される。尚、ＡとＢとが電気的に接続するとは、ＡとＢとが配線で直接結ばれている場合の他に、ＡとＢとの間にパスゲートなどのスイッチが設けられ、スイッチが導通状態になった際にＡとＢとが導通状態になる場合をも含んでいる。
【００３０】
計測セル２１は、受光素子ＰＤと、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１と、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２と、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴと、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴと負荷素子と、を備えている。ここで負荷素子は、電流源トランジスターＣＳＴＦＴであるが、単純な抵抗体であっても良い。負荷素子を設ける事で、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位変化をソース電位の変化に変換して増幅できる。これにより光量の計測結果を、計測が容易で精度が高い電位に変換する事が可能となる。
【００３１】
受光素子ＰＤはフォトダイオードである。これの第一極がカソードで、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲートと、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴのソースとに電気的に接続している。リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴのドレインは正電源Ｖｄｄに電気的に接続されているので、フォトダイオードのカソードはリセットトランジスターＲＳＴＴＦＴを介して正電源Ｖｄｄに電気的に接続されている事になる。一方、受光素子ＰＤの第二極はアノードで、これは負電源Ｖｓｓに電気的に接続されている。従って、受光素子ＰＤは正電源Ｖｄｄと負電源Ｖｓｓとの間に逆バイアス状態になる様に配置されている。リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴのゲートは、リセット線ＧＲＳＴに電気的に接続され、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはリセット線ＧＲＳＴに供給される電気信号で制御される。
【００３２】
第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１は、そのドレインが正電源Ｖｄｄに電気的に接続され、ソースが第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲートと負荷素子の一方の端子とに電気的に接続されている。負荷素子の他方の端子は負電源Ｖｓｓに電気的に接続されている。前述の如く、負荷素子は電流源トランジスターＣＳＴＦＴであり、一方の端子が電流源トランジスターＣＳＴＦＴのドレインに相当し、他方の端子は電流源トランジスターＣＳＴＦＴのソースに相当する。従って、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のソースは、負電源Ｖｓｓに電気的に接続されている事になる。電流源トランジスターＣＳＴＦＴのゲートは、第二選択線ＧＳＥＬＢに電気的に接続され、電流源トランジスターＣＳＴＦＴは第二選択線ＧＳＥＬＢに供給される電気信号で制御される。
【００３３】
第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２は、そのドレインが正電源Ｖｄｄに電気的に接続され、ソースが選択トランジスターＳＥＬＴＦＴのドレインに電気的に接続されている。選択トランジスターＳＥＬＴＦＴのソースは読み出し線Ｓｅｎｓｅに電気的に接続されている。選択トランジスターＳＥＬＴＦＴのゲートは第一選択線ＧＳＥＬＡに電気的に接続され、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴは第一選択線ＧＳＥＬＡに供給される電気信号で制御される。
【００３４】
この構成では、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート幅を狭くして、トランジスター容量ＣTを小さくするので、受光部２０を高感度とする事ができる。同時に第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート幅を広くして、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のオン抵抗を下げるので、オン抵抗と読み出し線との寄生容量との積で定まる時定数を短くする事ができ、短時間での出力が可能になる。即ち、高感度測定を迅速に行える様になる。
【００３５】
「画像取得方法」
次に光学装置を用いて一枚の画像を取得する方法を、図４を参照して説明する。第一選択線ＧＳＥＬＡと第二選択線ＧＳＥＬＢとリセット線ＧＲＳＴとには選択信号か非選択信号が供給される。選択信号とはその配線にゲートが接続するトランジスターをオン状態とする信号で、非選択信号とはその配線にゲートが接続するトランジスターをオフ状態とする信号である。本実施形態では、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴや電流源トランジスターＣＳＴＦＴ、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴにＮ型トランジスターを用いているので、選択信号が高電位（正電源Ｖｄｄ以上の高い電位）となり、非選択信号が低電位（例えば、接地電位などの負電源Ｖｓｓ）となる。
【００３６】
光学装置１を用いた撮像は、初期化工程と、露光工程と、露光データ読み出し工程と、リセットデータ読み出し工程と、待機工程と、で一周期をなして一枚の画像が得られる。以下、この一周期を、順を追って説明する。
【００３７】
初期化工程では、リセット線ＧＲＳＴにリセット選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオン状態とされる。対象物画像の形成方法は後述するが、初期化工程期間中に、オフ画像を撮像する場合には発光部１０は発光していない。又、第一元画像を撮像する場合には、第一発光部１１が発光し、第二発光部１２は発光していない。第二元画像を撮像する場合には、第二発光部１２が発光し、第一発光部１１は発光していない。リセット選択信号の電位は、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴの閾値電圧よりも高く、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴをオン状態とする値である。好ましくは、リセット選択信号の電位は、正電源Ｖｄｄ以上の値である。その結果、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１は、初期化工程期間中に、そのゲートが正電源Ｖｄｄへと充電される。第二選択線ＧＳＥＬＢには第二選択信号が供給され、電流源トランジスターＣＳＴＦＴを定電流源として動作させる。第二選択信号の電位は、電流源トランジスターＣＳＴＦＴの閾値電圧を僅かに超えた値（Ｖｔｈ＋δ、０＜δ＜０．３Ｖ）程度か、それよりも僅かに小さい。第二選択信号の電位がＶｔｈ＋δ程度ならば、電流源トランジスターＣＳＴＦＴは殆どの場合、飽和動作し、定電流源となる。又、第二選択信号の電位がＶｔｈよりも小さければ、電流源トランジスターＣＳＴＦＴは閾値下領域に入るので矢張り飽和動作し、定電流源となる。
【００３８】
次の露光工程では、リセット線ＧＲＳＴに非選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオフ状態とされている。第一画像を撮像する場合、露光工程期間中に第一発光部１１が発光し、第二発光部１２は発光していない。又、第二画像を撮像する場合、露光工程期間中に第二発光部１２が発光し、第一発光部１１は発光していない。オフ画像を撮像する場合、露光工程期間中に第一発光部１１も第二発光部１２も発光していない。こうした状態で受光素子ＰＤは反射光ＲＬを受光する（オフ画像撮像時には背景光を受光する）。受光した光量に応じて受光素子ＰＤは電荷を漏らし、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は変化する。これに合わせて、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート電位も変化する。第二選択線ＧＳＥＬＢには、初期化工程と同じく、第二選択信号が供給されている。又、第一選択線ＧＳＥＬＡには非選択信号が供給されている。
【００３９】
露光工程が終了すると、露光データ読み出し工程に移る。この期間中、リセット線ＧＲＳＴには非選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオフ状態とされて、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は保存される。即ち、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は露光量に応じた固定値に定まっている。露光量に応じた固定値はゼロＶからＶｄｄの間にある。第二選択線ＧＳＥＬＢには、露光工程と同じく、第二選択信号が供給されている。従って、露光データ読み出し期間中、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート電位は、露光量に応じた固定値に保たれている。読み出しの選択がなされる計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡに第一選択信号が供給されている。第一選択信号の電位は選択トランジスターＳＥＬＴＦＴの閾値電圧以上の値で、好ましくは正電源Ｖｄｄ以上の値である。その結果、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオン状態とされ、読み出し線Ｓｅｎｓｅを介して第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のソース電位が測定される。一方、読み出しの選択がなされない非選択の計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡには非選択信号が供給されており、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオフ状態とされている。
【００４０】
露光データ読み出し工程が終了すると、リセットデータ読み出し工程に移る。この期間中、リセット線ＧＲＳＴにはリセット選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオン状態とされ、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位は正電源Ｖｄｄとされる。第二選択線ＧＳＥＬＢには、露光工程と同じく、第二選択信号が供給されている。従って、リセットデータ読み出し期間中、第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のゲート電位は、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位が正電源Ｖｄｄとされている状態に応じた固定値に保たれている。読み出しの選択がなされる計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡに第一選択信号が供給され、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオン状態とされる。即ち、読み出し線Ｓｅｎｓｅを介して、第一トランジスターＡＭＰＴＦＴ１のゲート電位が正電源Ｖｄｄとされている状態に応じた第二トランジスターＡＭＰＴＦＴ２のソース電位が測定される。一方、読み出しの選択がなされない非選択の計測セル２１では、第一選択線ＧＳＥＬＡには非選択信号が供給されており、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオフ状態とされている。
【００４１】
露光データ読み出し工程では光量に応じた電位（Ｖｐｈｏｔｏ）と第一トランジスターの閾値電圧（Ｖｔｈ１）と第二トランジスターの閾値電圧（Ｖｔｈ２）との和に対応する電圧値（Ｖｐｈｏｔｏ＋Ｖｔｈ１＋Ｖｔｈ２）を読み出す。これに対して、リセットデータ読み出し工程では充電した電位（Ｖｄｄ）と第一トランジスターの閾値電圧と第二トランジスターの閾値電圧との和に対応する電圧値（Ｖｄｄ＋Ｖｔｈ１＋Ｖｔｈ２）を読み出す。従って、これら両者の引き算する事で、第一トランジスターの閾値電圧と第二トランジスターの閾値電圧とを消去して、充電した電位と光量に応じた電位との差を得る事ができる。即ち、第一トランジスターの閾値電圧や第二トランジスターの閾値電圧の計測セル２１間でのばらつきに関係なく、総ての計測セル２１にて同じ精度で光量に応じた電位を計測できる。
【００４２】
リセットデータ読み出し工程が終わると、計測セル２１は待機状態となる。この期間中、リセット線ＧＲＳＴに選択信号が供給されて、リセットトランジスターＲＳＴＴＦＴはオン状態とされる。又、第一選択線ＧＳＥＬＡは非選択信号が供給されて、選択トランジスターＳＥＬＴＦＴはオフ状態とされている。以降、次の露光工程が始まる迄、待機状態が維持される。
【００４３】
「対象物画像の形成方法」
次に図５乃至８を参照して、対象物の画像を形成する方法を説明する。対象物Ｆの画像は、第一画像を用いて、或いは第二画像を用いて、或いは第一画像と第二画像とを用いて、形成される。第一画像は、第一元画像から、又は第一元画像とオフ画像とから、形成される。第二画像は、第二元画像から、又は第二元画像とオフ画像とから、形成される。
【００４４】
図５はオフ画像形成工程時における発光部１０の状態を示した図である。オフ画像形成工程では、前述の「画像取得方法」に則って対象物Ｆが撮像されて、オフ画像が形成される。この際に、図５に示す様に、露光工程時に第一発光部１１も第二発光部１２も発光していない。即ち、第一第一電極１１２と第二第一電極１２２とが電源に接続されない状態で露光工程が行われ、対象物Ｆのオフ画像が形成される。オフ画像とは背景光（バックグラウンド光）に起因するノイズ画像に相当する。
【００４５】
図６は第一画像形成工程時における発光部１０の状態を示した図である。第一画像形成工程でも、前述の「画像取得方法」に則って対象物Ｆが撮像されて、まず第一元画像が形成される。この際に、図６に示す様に、露光工程時に第一発光部１１が発光し、第二発光部１２は発光していない。即ち、第一第一電極１１２が電源に接続し、第二第一電極１２２は電源に接続されない状態で露光工程が行われる。第一発光部１１から放射された照射光ＩＬは対象物Ｆにて反射し、この反射光ＲＬを受光部２０にて受光しての第一元画像が形成される。第一元画像で、部間透光部１３と第二発光部１２とに対応した領域に位置する計測セル２１では、主として反射光ＲＬＩＬ（信号光）が受光され、この領域ではＳ／Ｎ比の高い鮮明な画像が得られる。一方、第一元画像で、第一発光部１１に対応した領域に位置する計測セル２１では、反射光ＲＬＩＬ（信号光）と共に乱反射や漏れ出た照射光ＩＬ（ノイズ光）も受光され、この領域ではＳ／Ｎ比は或る程度低下する恐れがある。第一元画像はそのまま第一画像として使用する事も可能である。
【００４６】
図７は第二画像形成工程時における発光部１０の状態を示した図である。第二画像形成工程でも、前述の「画像取得方法」に則って対象物Ｆが撮像されて、まず第二元画像が形成される。この際に、図７に示す様に、露光工程時に第二発光部１２が発光し、第一発光部１１は発光していない。即ち、第二第一電極１２２が電源に接続し、第一第一電極１１２は電源に接続されない状態で露光工程が行われる。第二発光部１２から放射された照射光ＩＬは対象物Ｆにて反射し、この反射光ＲＬを受光部２０にて受光しての第二元画像が形成される。第二元画像で、部間透光部１３と第一発光部１１とに対応した領域に位置する計測セル２１では、主として反射光ＲＬＩＬ（信号光）が受光され、この領域ではＳ／Ｎ比の高い鮮明な画像が得られる。一方、第二元画像で、第二発光部１２に対応した領域に位置する計測セル２１では、反射光ＲＬＩＬ（信号光）と共に乱反射や漏れ出た照射光ＩＬ（ノイズ光）も受光され、この領域ではＳ／Ｎ比は或る程度低下する恐れがある。第二元画像はそのまま第二画像として使用する事も可能である。この様に、第一元画像や第二元画像と言った元画像を撮像するには、第一第一電極１１２又は第二第一電極１２２の一方が電源に接続された状態で対象物Ｆの画像が撮像される。
【００４７】
図８は画像形成工程Ｓ１（図９参照）で対象物Ｆの画像を形成する手順を説明したフローチャート図である。対象物Ｆの画像を形成するには、まずオフ画像を前述の方法で形成する（Ｓ１１）。これがオフ画像形成工程である。次に第一元画像を前述の方法で形成する（Ｓ１２）。更に、第二元画像を前述の方法で形成する（Ｓ１３）。第一元画像形成（Ｓ１２）と第二元画像形成（Ｓ１３）とが元画像形成工程である。次に第一元画像からオフ画像を減じて第一画像を形成する（Ｓ１４）。次に第二元画像からオフ画像を減じて第二画像を形成する（Ｓ１５）。第一画像形成（Ｓ１４）と第二画像形成（Ｓ１５）とが差分工程である。差分工程により第一元画像や第二元画像からバックグラウンドノイズが除去され、鮮明な第一画像や第二画像が得られる。次いで第一画像と第二画像とを用いて対象物Ｆ画像を形成する（Ｓ１６）。即ち、第一画像のＳ／Ｎ比の高い領域と第二画像のＳ／Ｎ比の高い領域とを組み合わせて、対象物Ｆ画像を合成する。第一画像のＳ／Ｎ比の高い領域と第二画像のＳ／Ｎ比の高い領域とは相補的であるので、撮像領域全体（画像全体）にてＳ／Ｎ比が向上する。対象物Ｆ画像形成（Ｓ１６）は合成工程である。この様にして、対象物Ｆの画像が形成される。
【００４８】
オフ画像形成（Ｓ１１）から第二元画像形成（Ｓ１３）迄は連続して行われるのが好ましい。即ち、オフ画像形成（Ｓ１１）でリセットデータ読み出し工程が終了したら、待機工程を経ずに直ちに第一元画像形成（Ｓ１２）の初期化工程に進み、第一元画像形成（Ｓ１２）でリセットデータ読み出し工程が終了したら、待機工程を経ずに直ちに第二元画像形成（Ｓ１３）の初期化工程に進む。オフ画像と第一元画像と第二元画像と、三枚の画像を連続して撮像する事で、撮像期間を短縮する事ができる。これにより、撮像期間中に生ずる外部環境変化や対象物Ｆの動きを最少にし、鮮明な対象物Ｆの画像を形成する事ができる。本実施形態では、オフ画像形成（Ｓ１１）に引き続いて第一元画像形成（Ｓ１２）、第二元画像形成（Ｓ１３）との順番が採られたが、これらの順番は任意に設定できる。具体的には、Ｓ１１−Ｓ１３−Ｓ１２との順番や、Ｓ１２−Ｓ１１−Ｓ１３との順番や、Ｓ１２−Ｓ１３−Ｓ１１との順番や、Ｓ１３−Ｓ１１−Ｓ１２との順番や、Ｓ１３−Ｓ１２−Ｓ１１との順番のいずれかとしても良い。
【００４９】
又、対象物Ｆの画像を複数枚形成する際には、一枚形成する毎にオフ画像形成（Ｓ１１）を行うのが好ましいが、オフ画像形成（Ｓ１１）は複数枚に一回と兼用させても良い。
【００５０】
尚、本実施形態では第一画像と第二画像とを用いて対象物Ｆの画像を形成したが、第一画像だけで対象物Ｆの画像としても良いし、第二画像だけで対象物Ｆの画像としても良い。又、第一画像は第一元画像からオフ画像を減じて作成したが、第一元画像をそのまま第一画像としても良い。同様に、第二画像は第二元画像からオフ画像を減じて作成したが、第二元画像をそのまま第二画像としても良い。
【００５１】
「電子機器」
上述の光学装置１は静脈センサーや指紋センサーなどの各種生体認証センサーに適応できる。これらの他にも、デジタルカメラやイメージセンサー、スキャナーなどの電子機器に本実施形態に係わる光学装置１を適用する事ができる。光学装置１を静脈センサーや指紋センサーに適応する場合、光学装置１に接触センサーを設け、対象物が光学装置１に触れた時に、光学装置１が自動的に動作する様にしても良い。
【００５２】
「生体認証方法」
光学装置１は静脈センサーや指紋センサーなどの各種生体認証センサーに適応できる。ここでは光学装置１を用いた生体認証方法を、図９を参照して、説明する。
【００５３】
図９は生体認証方法を説明するフローチャート図である。生体認証は対象物Ｆの画像形成（Ｓ１）から始まる。これは前述の通りで、これが画像形成工程である。次に、得られた画像を用いて、静脈パターンや指紋パターンを強調したり、或いは特徴点を抽出したりするなどの画像処理が行なわれ（Ｓ２）、生体情報が取得される。これが画像処理工程である。次いで取得された生体情報（取得データ）と登録されている生体情報（登録データ）とを照合する（Ｓ３）。これが認証工程である。認証工程の結果は出力工程（Ｓ４）で出力される。取得データと登録データとが一致すれば、「許可」の情報を出力する（Ｓ４Ａ）。反対に、取得データと登録データとが一致しなければ、「拒絶」の情報を出力する（Ｓ４Ｒ）。生体情報は日々少しずつ変わる可能性があるので、取得データと登録データとが一致した場合には、取得データを登録データに加味して新たな登録データを作成する（Ｓ５）。これが更新工程である。
【００５４】
本実施形態では、発光部１０は第一発光部１１と第二発光部１２と、二つに分割されていたが、分割数はＮ個（Ｎは３以上の整数）であっても良い。分割数がＮ個の場合も、本実施形態と同様に、第一発光部１１から第Ｎ発光部１Ｎへと順次発光させて、第一元画像から第Ｎ元画像とＮ枚の元画像を作成する。これらを用いて、第一画像から第Ｎ画像を作成する。更に、第一画像から第Ｎ画像を合成して最終的に対象物Ｆの画像を形成する。
【００５５】
以上述べた様に、本実施形態に係わる光学装置１と撮像方法、及び生体認証方法に依れば、以下の効果を得る事ができる。
第一第一電極１１２による発光と第二第一電極１２２による発光とを交互に行い得るので、一方の領域が発光している際に他方の領域で受光する事ができる。又、発光している領域（発光領域）と受光している領域（受光領域）との距離を近過ぎず遠過ぎず最適にできる。これらの結果、シグナル光のノイズ光に対する割合（Ｓ／Ｎ比）を高める事ができる。又、背景光（バックグラウンドノイズ光）を除去できる。背景光除去に関しては、オプティカルブラック画素で引き算する場合や、出荷時にオフ画像のデータを記憶部４０に記憶させておく方式ではできない、計測セル毎の暗電流補正や温度補正が可能となる。又、メカニカルシャッターを着けるよりも薄型化できると共に、メカニカルシャッターではできない外光の影響を除去できる。即ち、鮮明な画像を容易に撮像する事ができる。こうした鮮明な画像を用いて生体認証が行われるので、認証精度を高める事ができる。
【００５６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００５７】
（変形例１）
「第一電極と第二電極とが異なる形態」
図１０は、変形例１に係わる発光部１０の構成を説明しており、図２のＢ−Ｂ’を拡大した断面図である。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００５８】
本変形例（図１０）は実施形態１（図３（ｂ））と比べて、発光素子１０１を構成する第一電極１６と第二電極１８とが異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１では第一電極１６が陽極で第二電極１８が陰極であったが、本変形例では第一電極１６がアルミニウム（Ａｌ）から成る陰極で、第二電極１８はＩＴＯから成る陽極である。第一基板３１の表面のほぼ全域に第二電極１８が形成され、次いで発光層１７と第一電極１６とがパターニングされて、積層されている。発光層１７で発生した照射光ＩＬは、直接第一基板３１側に放射される成分と、第一電極１６で反射されて第一基板３１側に放射される成分と、がある。尚、第二電極１８もパターニングされていても良い。
【００５９】
以上述べたように、本変形例に係わる光学装置１によれば、実施形態１の効果に加え、簡単な構成で発光素子１０１を形成する事ができる。
【００６０】
（変形例２）
「発光素子が異なる形態」
図１１は、変形例２に係わる発光部１０の構成を説明しており、図２のＢ−Ｂ’を拡大した平面図である。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００６１】
本変形例（図１１）は実施形態１（図３（ａ））と比べて、発光素子１０１の平面形状と大きさとが異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１では、発光素子１０１と内部透光部１４とがほぼ同じ大きさの正方形であったが、発光素子１０１と内部透光部１４との形状と大きさはこれに限られない。発光素子１０１の中心と内部透光部１４（計測セル２１が位置する場所）とが、横方向にも縦方向にも交互に規則的に配置した市松模様であれば良い。例えば、図１１（ａ）に示す様に、発光素子１０１は、一辺が繰り返し周期長の半分よりも短い四角形であっても良い。繰り返し周期長とは一つの発光素子１０１の中心とその隣の発光素子１０１の中心との間の距離である。又、図１１（ｂ）に示す様に、発光素子１０１は、直径が繰り返し周期長の半分よりも短い円形であっても良い。反対に、発光素子１０１の一辺又は直径は、内部透光部１４を設けられる範囲で、繰り返し周期長の半分よりも長くても良い。又、発光素子１０１の平面形状は正方形や円形に限られることはなく、長方形や菱形、多角形、楕円形などであっても良い。
【００６２】
以上述べたように、本変形例に係わる光学装置１によれば、実施形態１の効果に加え、発光素子１０１の平面形状や大きさを、発光素子１０１の発光量と検出セルの感度とに応じて、最適にする事ができる。
【００６３】
（変形例３）
「画像形成工程が異なる形態」
図１２は変形例３に係わる画像形成工程Ｓ１（図９参照）で、対象物Ｆの画像を形成する手順を説明したフローチャート図である。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００６４】
本変形例（図１２）は実施形態１（図８）と比べて、画像形成の順番が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１では第一元画像形成（Ｓ１２）と第二元画像形成（Ｓ１３）が終わった後に、第一画像形成（Ｓ１４）と第二画像形成（Ｓ１５）とが行われたが、これらの順番を変更しても良い。即ち、図１２に示す様に、オフ画像形成（Ｓ１１）に続いて、第一元画像形成（Ｓ１２）を行い、以降、第一画像形成（Ｓ１４）、第二元画像形成（Ｓ１３）、第二画像形成（Ｓ１５）、対象物Ｆの画像形成（Ｓ１６）としても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１…光学装置、１０…発光部、１１…第一発光部、１２…第二発光部、１３…部間透光部、１４…内部透光部、１５…反射板、１６…第一電極、１７…発光層、１８…第二電極、２０…受光部、２１…計測セル、２２…計測領域、３０…制御部、３１…第一基板、３２…第二基板、３３…第三基板、４０…記憶部、５０…出力部、１０１…発光素子、１１１…第一発光素子、１１２…第一第一電極、１２１…第二発光素子、１２２…第二第一電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と受光部とを備え、対象物に対して前記発光部から光を照射し、前記対象物からの反射光を前記受光部で受光する光学装置であって、
前記発光部及び前記受光部は前記対象物に対して同じ側に設けられ、前記発光部は前記受光部より前記対象物側に位置し、
前記発光部は、透光性を有すると共に、第一電極と第二電極との間に設けられた発光層を備え、
前記第一電極は第一第一電極と第二第一電極とを有し、前記第一第一電極と前記第二第一電極とは別々に電源に接続され、
前記受光部は、光量を計測する計測セルを備える事を特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記第一第一電極と前記第二第一電極とは櫛歯状で、互いに噛み合う様に配置されている事を特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、
前記第一第一電極又は前記第二第一電極の一方が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の画像が形成される事を特徴とする撮像方法。
【請求項４】
請求項２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、
画像形成工程と認証工程とを含み、
前記画像形成工程では、前記第一第一電極又は前記第二第一電極の一方が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の画像が形成され、
前記認証工程では、前記対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする生体認証方法。
【請求項５】
請求項２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、
前記第一第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第一画像が形成され、
前記第二第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第二画像が形成され、
前記第一画像と前記第二画像とを用いて前記対象物の画像が形成される事を特徴とする撮像方法。
【請求項６】
請求項２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、
画像形成工程と認証工程とを含み、
前記画像形成工程では、前記第一第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第一画像が形成され、前記第二第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第二画像が形成され、前記第一画像と前記第二画像とを用いて前記対象物の画像が形成され、
前記認証工程では、前記対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする生体認証方法。
【請求項７】
請求項２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、
オフ画像形成工程と元画像形成工程と差分工程とを含み、
前記オフ画像形成工程では、前記第一第一電極と前記第二第一電極とが前記電源に接続されぬ状態で前記対象物のオフ画像が形成され、
前記元画像形成工程では、前記第一第一電極又は前記第二第一電極の一方が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の元画像が形成され、
前記差分工程では、前記元画像から前記オフ画像を減じて前記対象物の画像が形成される事を特徴とする撮像方法。
【請求項８】
請求項２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、
画像形成工程と認証工程とを含み、
前記画像形成工程では、前記第一第一電極と前記第二第一電極とが前記電源に接続されぬ状態で前記対象物のオフ画像が形成され、前記第一第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第一元画像が形成され、前記第二第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第二元画像が形成され、前記第一元画像から前記オフ画像を減じて第一画像が形成され、前記第二元画像から前記オフ画像を減じて第二画像が形成され、前記第一画像と前記第二画像とを用いて前記対象物の画像が形成され、
前記認証工程では、前記対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする生体認証方法。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする静脈センサー。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする指紋センサー。
【請求項１】
発光部と受光部とを備え、対象物に対して前記発光部から光を照射し、前記対象物からの反射光を前記受光部で受光する光学装置であって、
前記発光部及び前記受光部は前記対象物に対して同じ側に設けられ、前記発光部は前記受光部より前記対象物側に位置し、
前記発光部は、透光性を有すると共に、第一電極と第二電極との間に設けられた発光層を備え、
前記第一電極は第一第一電極と第二第一電極とを有し、前記第一第一電極と前記第二第一電極とは別々に電源に接続され、
前記受光部は、光量を計測する計測セルを備える事を特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記第一第一電極と前記第二第一電極とは櫛歯状で、互いに噛み合う様に配置されている事を特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、
前記第一第一電極又は前記第二第一電極の一方が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の画像が形成される事を特徴とする撮像方法。
【請求項４】
請求項２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、
画像形成工程と認証工程とを含み、
前記画像形成工程では、前記第一第一電極又は前記第二第一電極の一方が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の画像が形成され、
前記認証工程では、前記対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする生体認証方法。
【請求項５】
請求項２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、
前記第一第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第一画像が形成され、
前記第二第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第二画像が形成され、
前記第一画像と前記第二画像とを用いて前記対象物の画像が形成される事を特徴とする撮像方法。
【請求項６】
請求項２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、
画像形成工程と認証工程とを含み、
前記画像形成工程では、前記第一第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第一画像が形成され、前記第二第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第二画像が形成され、前記第一画像と前記第二画像とを用いて前記対象物の画像が形成され、
前記認証工程では、前記対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする生体認証方法。
【請求項７】
請求項２に記載の光学装置を用いた撮像方法であって、
オフ画像形成工程と元画像形成工程と差分工程とを含み、
前記オフ画像形成工程では、前記第一第一電極と前記第二第一電極とが前記電源に接続されぬ状態で前記対象物のオフ画像が形成され、
前記元画像形成工程では、前記第一第一電極又は前記第二第一電極の一方が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の元画像が形成され、
前記差分工程では、前記元画像から前記オフ画像を減じて前記対象物の画像が形成される事を特徴とする撮像方法。
【請求項８】
請求項２に記載の光学装置を用いた生体認証方法であって、
画像形成工程と認証工程とを含み、
前記画像形成工程では、前記第一第一電極と前記第二第一電極とが前記電源に接続されぬ状態で前記対象物のオフ画像が形成され、前記第一第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第一元画像が形成され、前記第二第一電極が前記電源に接続された状態で前記反射光を前記受光部にて受光して前記対象物の第二元画像が形成され、前記第一元画像から前記オフ画像を減じて第一画像が形成され、前記第二元画像から前記オフ画像を減じて第二画像が形成され、前記第一画像と前記第二画像とを用いて前記対象物の画像が形成され、
前記認証工程では、前記対象物の画像を用いて生体認証が行われる事を特徴とする生体認証方法。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする静脈センサー。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の光学装置を備えた事を特徴とする指紋センサー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８４１７３（Ｐ２０１３−８４１７３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４５８４（Ｐ２０１１−２２４５８４）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]