JP2010091864A - 光学部品、撮像装置、生体情報取得装置、及び光学部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の特性を有し、簡易に製造可能な遮光構造を実現すること。
【解決手段】複数のレンズを有する透明基板３１の主面上に、複数のレンズ３２に対応する複数の開口を有する遮光層３３、２０が積層されている。遮光層３３の層厚は、遮光層２０の層厚よりも薄く、遮光層３３に形成された開口ＯＰ１の開口幅は、遮光層２０に形成された開口ＯＰ２の開口幅よりも狭い。遮光層２０よりも層厚が薄い遮光層３３に開口幅が狭い開口を形成する。遮光層３３よりも層厚が厚い遮光層２０に開口幅が広い開口を形成する。遮光層３３と遮光層２０との積層によって、全体として、層厚が厚く、かつ狭い開口を有する遮光構造を形成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学部品、撮像装置、生体情報取得装置、及び光学部品の製造方法に関する。

近年、情報セキュリティーの保護強化に伴って、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、あらかじめ登録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。

生体認証においては、認証に利用する生体情報に応じて様々な得失がある。例えば、静脈パターンを活用した生体認証は、指紋パターンを活用した生体認証よりも認証の偽造が困難であるという利益がある。後者は、前者よりも認証の偽造が簡単であるという不利益がある。

高精度な生体認証を実現するためには、良質な生体画像を取得することが必要になる。この場合、入射光のクロストークを抑制することが特に重要になる。この点に関して、特許文献１には、遮光スペーサをレンズアレイ板とセンサ間に配置する技術が開示されている。また、特許文献２には、遮光層をマイクロレンズアレイと受光部間に配置する技術が開示されている。
特開平３−１５７６０２号公報 特開２００８−３６０５８号公報

クロストークを抑制するためには、光チャネルを相互に分離する遮光構造を採用すると良い。このような遮光構造は、通常の半導体プロセス技術を活用することで高精度に製造することができる。クロストークを十分に抑制するためには、層厚が厚い遮光層を撮像素子上に配置し、この遮光層に各画素に対応する幅狭の開口を形成することが要求される場合がある。深く、かつ狭い開口を遮光層に形成することは容易ではなく、光学部品の製造歩留まりが劣化してしまうおそれがある。このように、所望の特性を有する遮光構造をより簡易に製造することが強く望まれている。

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、所望の特性を有し、簡易に製造可能な遮光構造を実現すること、又は所望の特性を有する遮光構造を簡易に製造することを目的とする。

本発明にかかる光学部品は、複数のレンズを有する第１基板の主面上に、複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第１及び第２遮光層が積層された光学部品であって、前記第１遮光層の層厚は、前記第２遮光層の層厚よりも薄く、前記第１遮光層に形成された前記開口の開口幅は、前記第２遮光層に形成された前記開口の開口幅よりも狭い。

第２遮光層よりも層厚が薄い第１遮光層に開口幅が狭い開口を形成する。第１遮光層よりも層厚が厚い第２遮光層に開口幅が広い開口を形成する。第１遮光層と第２遮光層との積層によって、第１及び第２遮光層全体として、層厚が厚く、かつ狭い開口を有する遮光構造を形成することができる。これによって簡易に製造可能な遮光構造を実現することができる。

前記第２遮光層は、前記第１遮光層を介して前記第１基板に対して貼り合わされている、と良い。

前記第１遮光層は、前記第１基板の主面の直上に積層され、前記第２遮光層は、接着層を介して、前記第１遮光層上に積層されている、と良い。

前記第２遮光層は、表面が黒化処理された金属板又は光吸収性を有する樹脂シートである、と良い。

前記第１及び第２遮光層は、少なくとも赤外線を吸収する特性を有する、と良い。

本発明に係る撮像装置は、上述のいずれかの光学部品と、前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、を備える撮像装置であって、複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第３遮光層を更に備え、当該第３遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されている。

本発明に係る撮像装置は、複数のレンズを有する第１基板と、前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、前記第１基板と前記撮像素子間に配置された第１及び第２遮光層と、を備える撮像装置であって、前記第１遮光層の層厚は、前記第２遮光層の層厚よりも薄く、前記第１遮光層に形成された開口の開口幅は、前記第２遮光層に形成された開口の開口幅よりも狭い。

複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第３遮光層を更に備え、当該第３遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されている、と良い。

本発明に係る生体情報取得装置は、被検体に対する光照射に基づいて前記被検体の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、前記被検体からの光を複数の画素で受光する撮像素子と、前記撮像素子上に配置され、複数の前記画素に対応する複数のレンズを有する第１基板と、前記撮像素子と前記第１基板間に配置された第１及び第２遮光層と、を備え、前記第１遮光層の層厚は、前記第２遮光層の層厚よりも薄く、前記第１遮光層に形成された開口の開口幅は、前記第２遮光層に形成された開口の開口幅よりも狭い。

本発明に係る光学部品の製造方法は、複数のレンズを有する第１基板の主面上に複数の開口を有する第１遮光層を形成し、前記第１遮光層よりも層厚が厚く、かつ前記第１遮光層の前記開口よりも開口幅が広い複数の開口を有する又は有するべき第２遮光層を、前記第１遮光層を介して、前記第１基板に対して貼り合わせる。

前記第１基板に貼り合わされる前記第２遮光層には、複数の前記開口が予め形成されている、と良い。

前記第１及び第２遮光層が積層される前記第１基板には、複数の前記レンズが予め形成されている、と良い。

本発明によれば、所望の特性を有し、簡易に製造可能な遮光構造を実現すること、又は所望の特性を有する遮光構造を簡易に製造することができる。

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。

〔第１の実施形態〕
以下、図１乃至図１１を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、生体認証装置１００の概略的な構成を示す説明図である。図２は、撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。図３は、レンズと開口の配置関係を説明するための説明図である。図４乃至図７は、撮像装置の製造方法を示す工程図である。図８は、生体認証装置が組み込まれる携帯電話の構成を示す説明図である。図９は、折りたたまれた状態の携帯電話の上面図である。図１０は、生体認証装置のシステム構成を示す概略的なブロック図である。図１１は、生体認証装置の動作を説明するためのフローチャートである。

図１に示すように、生体認証装置１００は、光源１１０、コントローラ１２０、及び撮像装置１５０を有する。コントローラ１２０には、光源１１０及び撮像装置１５０が接続される。後述の説明から明らかなように、撮像装置１５０は、生体情報取得装置としても機能する。

光源１１０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode）等の一般的な半導体光素子である。光源１１０は、ヒトの指２００の静脈２０１で吸収される赤外線を出力する。

撮像装置１５０は、ヒトの指２００内を透過した光を受光して、静脈２０１の像を撮像し、取得した静脈像をコントローラ１２０に出力する。

コントローラ１２０は、例えば、通常のコンピュータである。コントローラ１２０は、記憶部に格納されたプログラムをＣＰＵで実行することで様々な機能を実現させる。具体的には、コントローラ１２０は、光源１１０を駆動し、光源１１０から赤外線を出力させる。また、コントローラ１２０は、撮像装置１５０を駆動し、指２００の静脈２０１の像（以下、静脈像と呼ぶこともある）を撮像させる。

コントローラ１２０は、生体認証も実行する。コントローラ１２０は、予め登録済みの生体情報に対する今回取得した生体情報の近似度を算出し、この算出結果に基づいて今回の認証結果を決定する。生体認証装置１００の構成及び動作については、図１０及び図１１を参照して後述する。

図２に撮像装置１５０の概略的な断面構成を示す。図２に示すように、撮像装置１５０は、イメージセンサ（撮像素子）１０、遮光層２０、及びレンズアレイ基板３０がこの順で積層されて形成される。なお、イメージセンサ１０と遮光層２０間には、接着層４０が形成されている。また、遮光層２０とレンズアレイ基板３０間には、接着層５０が形成されている。遮光層２０とレンズアレイ基板３０の積層体によって光学部品が形成される。

以下、具体的に説明する。

イメージセンサ１０は、一般的な撮像素子（ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ等）である。

イメージセンサ１０は、半導体基板１１、及び配線層１２を有する。半導体基板１１は、通常のシリコン基板である。半導体基板１１の主面（撮像面）には、複数の画素ＰＸが２次元状に形成されている。なお、画素ＰＸは、不純物を半導体基板に拡散させることによって形成される。画素ＰＸでは、入射光強度に応じた値の電気信号が生成される。なお、半導体基板１１の具体的な構成は任意である。

配線層１２は、シリコン酸化層等の絶縁層の堆積によって形成される。堆積された絶縁層中には、信号の伝送路として機能する金属配線が埋め込まれている。

本実施形態では、配線層１２中には、遮光層１２ａが形成されている。遮光層１２ａには、各光軸に対応して開口ＯＰ３が形成される。遮光層１２ａは、後述の他の遮光層２０、３３と共に、クロストーク防止のための遮光構造を形成する。

遮光層１２ａは、アルミニウム（Ａｌ）等の金属層である。遮光層１２ａには、レンズ３２に対応する開口ＯＰ３が形成されている。開口ＯＰ３は、絶縁層上に形成された遮光層１２ａを部分的に除去することで形成される。遮光層１２ａは、イメージセンサ１０の配線層１２の形成過程で形成される。従って、画素ＰＸに対して開口ＯＰ３は高精度に位置決めされる。イメージセンサ１０とは別体の遮光層１２ａを用意する場合と比較して、イメージセンサ１０に対して遮光層１２ａを高精度に位置決めすることができる。なお、遮光層１２ａを配線層１２内に埋め込む必要はなく、配線層１２の最上層に遮光層１２ａを形成しても良い。

なお、開口とは光学的な意味での開口を意味し、開口に何らかの物質が充填されていても良い。この点は、他の開口ＯＰ１、ＯＰ２についても同様である。このように開口の技術的な意味内容は、技術的に広義に解釈されるべきである。

遮光層２０は、イメージセンサ１０とレンズアレイ基板３０間に配置される。遮光層２０は、表面が黒色処理された金属板である。遮光層２０は、板状部材であって、光源１１０の出射光を表面で吸収する。換言すると、遮光層２０は、赤外線吸収層として機能する。遮光層２０は、光軸ＡＸ上に開口ＯＰ２を有する。遮光層２０は、金属が選択的に堆積され、この金属の表面が黒色処理されることで形成される。遮光層２０の製造方法については後述する。なお、遮光層２０の層厚は、５０μｍ〜１５０μｍ程度に設定されている。

レンズアレイ基板３０は、透明基板（第１基板）３１、複数のレンズ３２、及び遮光層３３を有する。

透明基板３１は、板状部材であって、光源１１０の出射光に対して実質的に透明である。透明基板３１は、例えば、ガラス板である。

複数のレンズ３２は、透明基板３１の主面上に２次元状に形成される。物体側からの入射光は、レンズ３２のレンズ面でレンズ作用を受け、画素ＰＸに向かって収束しながら光軸ＡＸに沿って進行する。

遮光層３３は、光源１１０の出射光を吸収する特性を有する。換言すると、遮光層３３は、赤外線吸収層として機能する。遮光層３３は、例えば、黒色樹脂である。遮光層３３は、光軸ＡＸ上に開口ＯＰ１を有する。開口ＯＰ１は、遮光層３３が部分的に除去されることで形成される。

なお、上述の接着層４０、５０は、通常の熱硬化樹脂、エネルギー線硬化樹脂（例えば、紫外線硬化樹脂等）である。

レンズ３２から出力された光は、透明基板３１、遮光層３３の開口ＯＰ１、接着層５０、遮光層２０の開口ＯＰ２、接着層４０、及び遮光層１２ａの開口ＯＰ３をこの順で通過し、画素ＰＸに入力する。各画素ＰＸでは、入力光が光電変換され、入力光の強度に応じた値の電気信号が生成される。各画素ＰＸで生成された電気信号は、イメージセンサ１０の読出し動作によって、外部バスに接続される。

図３に示すように、レンズ３２に対応して、同軸上に、開口ＯＰ１、開口ＯＰ２、開口ＯＰ３、及び画素ＰＸが配置される。各開口ＯＰ１〜ＯＰ３の開口幅は、開口ＯＰ２＞開口ＯＰ１≧開口ＯＰ３である。開口ＯＰ２の開口幅を開口ＯＰ１及び開口ＯＰ３の開口幅よりも広く設定する。

本実施形態では、光軸ＡＸに沿う３層の遮光層（遮光層３３、遮光層２０、及び遮光層１２ａ）の積層によって遮光構造を形成する。このとき、遮光層３３の層厚を薄く設定し、遮光層２０の層厚を厚く設定する。また、遮光層３３に形成する開口ＯＰ１の開口幅を狭く設定し、遮光層２０に形成する開口ＯＰ２の開口幅を広く設定する。これによって、遮光層２０と遮光層３３全体で、層厚が厚く、かつ狭い開口を有する遮光構造を実現することができる。つまり、所望の特性を有し、かつ簡易に製造可能な遮光構造を形成できる。

遮光層３３の層厚を薄く設定することによって、簡易に、かつ高精度に開口ＯＰ１を遮光層３３に形成することができる。他方、遮光層２０の層厚を厚く設定することによって、遮光構造の厚みを確保する。遮光層３３に狭い開口幅の開口を形成しているため、遮光層２０に狭い開口幅の開口を形成する必要はない。遮光層２０には開口幅の広い開口を形成すれば良いため、厚い遮光層に対して狭い開口幅の開口を形成するという製造上の難易度を低減することができる。このようにして、所望の特性を有し、かつ簡易に製造可能な遮光構造を形成することができる。

また、本実施形態では、表面が黒色処理された金属板で遮光層２０を形成する。これによって、遮光層２０の平面内の層厚を実質的に一定に設定することができる。通常の半導体プロセス技術（例えば、スピンコート等）を活用する場合、平面内での層厚を一定とすることは難しい。平面内での層厚がばらつくと、レンズと画素間に形成される光チャネルの光路長が平面内でばらつき、平面内で画素に入力する光の強度がばらつくおそれがある。本実施形態では、この点に鑑みて、表面が黒色処理された金属板で遮光層２０を形成する。従って、平面内での遮光層２０の層厚のばらつきに起因して、取得画像に部分的な輝度むらが生じることを抑制することができる。

図４乃至図７を参照して、撮像装置１５０の製造方法について説明する。

図４を参照してレンズアレイ基板３０の製造方法について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、上面にレンズ３２が形成された透明基板３１の背面（主面）に遮光層３３を通常の薄膜形成技術（スピンコート等）により形成する。なお、レンズ３２は、例えば、次のように成形される。透明基板３１に塗布されたエネルギー線硬化樹脂層（例えば、紫外線硬化樹脂等）に対して強度変調されたエネルギー線を照射し、樹脂層の未硬化部分を除去することでレンズ３２は成形される。

遮光層３３の層厚を、平面内で実質的に一定になるように制御する。遮光層３３の層厚を０．５〜５μｍ程度に設定する。一般的に、層厚が厚くなると層厚の制御が難しくなる。遮光層３３の厚みを薄く設定することによって、遮光層３３の厚みが平面内でばらつくことを効果的に抑制する。なお、平面内での遮光層３３の厚みのばらつきを防ぐことによって最終的にイメージセンサ１０で取得する画像の品質を向上させることができる。例えば、取得画像に部分的な輝度むらが生じることを抑制することができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、フォトマスク９０を介して露光光を遮光層３３に対して照射する。

次に、図４（ｃ）に示すように、現像液で露光光が照射されなかった部分を除去する。遮光層３３は、ネガ型のレジストである。従って、露光光が照射されて変質した部分が残存し、露光光が照射されなかった部分が現像液によって除去される。

レンズアレイ基板３０は、このような手順によって製造される。露光及び現像工程を含むフォトリソグラフィー工程によって開口ＯＰ１を形成する。従って、各開口ＯＰ１の配置間隔を高精度に設定することができる。また、開口ＯＰ１の開口幅を面内で均一に設定することができる。遮光層３３の層厚は薄いため、図４（ａ）〜（ｃ）の工程が長時間化することはない。

図５及び図６を参照して、遮光層２０の製造工程、及び遮光層２０に対するレンズアレイ基板３０の貼合せ工程について説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、ステンレス基板上に感光性のフィルムレジスト２２を貼り付け、フォトマスク９１を介して露光光を照射する。なお、フィルムレジスト２２は、平面内で実質的に一定の層厚を有するフィルム状のレジスト層である。

次に、図５（ｂ）に示すように、現像液でフィルムレジスト２２の未変質部分を除去する。これによって、フィルムレジスト２２は、フォトマスク９１のマスクパターンに応じた形状にパターニングされる。

次に、図５（ｃ）に示すように、電解メッキを活用してステンレス基板上に金属を堆積させて金属層２１を形成する。図５（ｂ）の状態の積層物を電解液中に浸し、ステンレス基板を電源電位又は接地電位に接続することによって、ステンレス基板上に金属を堆積させる。これによって所望の厚みの金属層２１をステンレス基板上に形成することができる。金属層２１は、例えば、鉄（Ｆｅ）から成る。

なお、電解メッキは、電解液中に一対の電極を浸し、一対の電極間に電圧を印加することで、電解液中の金属イオンを電極上に堆積させる技術である。電解液中の金属イオン濃度、及び電解メッキ時間を調整することによって、金属層２１の層厚を高精度に制御することができる。

次に、図６（ｄ）に示すように、一般的な溶剤を用いて、フィルムレジスト２２を除去する。これによって、ステンレス基板上にパターニングされた金属層２１が現れ出る。

次に、図６（ｅ）に示すように、金属層２１の表面に対して黒色処理を施し、金属層２１の表面に黒色層２１ａを形成する。黒色層２１ａは、例えば、黒色クロムから成る。なお、黒色層の具体的な形成方法は任意である。例えば、金属層２１の形成と同様に、電解メッキ技術を活用して黒色層２１ａをステンレス基板上に形成すれば良い。

次に、図６（ｆ）に示すように、遮光層２０に対して接着層５０を介してレンズアレイ基板３０を貼り合わせる。そして、ステンレス基板から、遮光層２０とレンズアレイ基板３０の積層体を剥がす。このようにして、遮光層２０とレンズアレイ基板３０の積層体が形成される。

その後は、図７の手順によって、撮像装置１５０が形成される。

まず、図７（ａ）に示すように、イメージセンサ１０上にディスペンサ９２で接着層４０を塗布する。

次に、図７（ｂ）に示すように、接着層４０が形成されたイメージセンサ１０に対して、遮光層２０とレンズアレイ基板３０の積層体を貼り合わせる。このようにして、イメージセンサ１０、遮光層２０、及びレンズアレイ基板３０の積層体が形成される。

本実施形態では、層厚が厚い金属層２１に幅広の開口ＯＰ２を形成する。これによって、遮光層２０の遮光特性を十分なものとしつつ、最終的に取得される画像の品質が劣化することを抑制することができる。

遮光層２０の遮光特性を十分なものとするためには、金属層２１の開口の内壁に所定の層厚の黒色層２１ａを形成すると良い。層厚が厚い金属層２１に開口幅が狭い開口ＯＰ２を形成する場合、黒色層２１ａによって開口ＯＰ２の開口幅が意図せずに狭くなってしまうおそれがある。このような場合、開口ＯＰ２によって入力光が遮断され、取得像に明暗ムラ又は黒点が形成されてしまうおそれがある。

本実施形態では、上述のように、金属層２１に幅広の開口ＯＰ２を形成する。黒色層２１ａによって開口ＯＰ２の光透過性が劣化し、取得像に輝度ムラ又は黒点が形成されてしまうことを抑制することができる。なお、黒色層２１ａは、光源１１０からの出射光を吸収する特性を有する。ここでは、黒色層２１ａは、赤外線（近赤外線〜遠赤外線）の吸収層として機能する。

上述の説明から明らかなように、本実施形態では、光軸ＡＸに沿う３層の遮光層（遮光層３３、遮光層２０、及び遮光層１２ａ）の積層によって遮光構造を形成する。このとき、遮光層３３の層厚を薄く設定し、遮光層２０の層厚を厚く設定する。また、遮光層３３に形成する開口ＯＰ１の開口幅を狭く設定し、遮光層２０に形成する開口ＯＰ２の開口幅を広く設定する。これによって、遮光層２０と遮光層３３全体で、層厚が厚く、かつ狭い開口を有する遮光構造を実現することができる。つまり、所望の特性を有し、かつ簡易に製造可能な遮光構造を形成できる。

また、本実施形態では、表面が黒色処理された金属板で遮光層２０を形成する。これによって、遮光層２０の平面内の層厚を実質的に一定に設定することができる。通常の半導体プロセス技術（例えば、スピンコート等）を活用する場合、平面内での層厚を一定とすることは難しい。平面内での層厚がばらつくと、レンズと画素間に形成される光チャネルの光路長が平面内でばらつき、平面内で画素に入力する光の強度がばらつくおそれがある。本実施形態では、この点に鑑みて、表面が黒色処理された金属板で遮光層２０を形成する。従って、平面内での遮光層２０の層厚のばらつきに起因して、取得画像に部分的な輝度むらが生じることを抑制することができる。

また、本実施形態では、レンズアレイ基板３０に対して遮光層２０を貼り合わせることによって両者を積層する。また、イメージセンサ１０に対して遮光層２０を貼り合わせることによって両者を積層する。貼り合わせ技術の活用によって撮像装置１５０を簡易に製造することができ、撮像装置１５０の製造が長時間化してしまうことを抑制できる。

図８及び図９を参照して、生体認証装置１００（撮像装置１５０）が組み込まれる携帯電話（電子機器）の構成について説明する。

図８に、携帯電話（移動体通信端末）６０を示す。携帯電話６０には、上述の生体認証装置（静脈認証装置）１００が組み込まれている。

図８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。

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。

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。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、携帯電話６０内の生体認証装置１００の生体認証機能をオンさせたり、オフさせたりする。

図９に、携帯電話６０の前面（上面）の構成を示す。図９に示すように、上側本体６１の前面には、表面領域Ｒ８０、および表示領域Ｒ９０が配置される。

表面領域Ｒ８０上には、図９に模式的に示すように、ヒト（被検体）の指２００が載せられる。表面領域Ｒ８０の下には、上述の撮像装置１５０が組み込まれる。表示領域Ｒ９０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Ｒ９０の下には、液晶表示装置が組み込まれる。

最後に図１０、１１を参照して、生体認証装置１００の構成及び動作について概略的に説明する。

図１０に示すように、生体認証装置１００は、処理部８１、認証実行部８２、記憶部８４、光源８５、及び静脈像取得部８６を有する。なお、光源８５は、光源１１０に相当する。静脈像取得部８６は、撮像装置１５０に相当する。

生体認証装置１００は、静脈像取得部８６及び光源８５がインターフェイスに接続された通常のコンピュータを含んで形成される。なお、生体認証装置１００は、図１０に示す構成に限定されるべきものではない。

生体認証装置１００は、図１１に示すように動作する。

初期状態のとき、生体認証装置１００が組み込まれた携帯電話６０は非動作状態にある。

まず、携帯電話６０の生体認証機能が活性化される（Ｓ１１）。なお、生体認証機能を活性化させる具体的な方法は任意である。例えば、操作者の指がカバー板の前面上に載置されたとき、静電容量センサに検出信号を出力させる。静電容量センサの出力信号は、フレキシブル配線を介して処理部８１に接続される。処理部８１は、静電容量センサからの検出信号に基づいて、光源８５を駆動し、静脈像取得部８６に静脈像を取得させる。

次に、像の読出しを実行する（Ｓ１２）。処理部８１は、静脈像取得部８６に対して取得像の出力を指示する。静脈像取得部８６は、処理部８１の読出指示に基づいて取得像データをバスに出力する。

次に、処理部８１は、バスを介して入力した取得像データに対して画像処理を実行する（Ｓ１３）。

次に、認証実行部８２は認証を実行する（Ｓ１４）。認証実行部８２は、処理部８１から出力された認証用画像と記憶部８４に予め登録された静脈像画像とに基づいて生体認証を実行する。例えば、認証実行部８２は、両画像間で静脈の分岐態様がＮ（Ｎ：２以上の自然数）箇所以上で一致していれば認証成功と判定し、両画像間で静脈の分岐態様が一致する箇所がＮ箇所未満であれば認証失敗と判定する（Ｓ１５）。なお、認証の具体的な方法は画像処理方法に依存するため、上述の例に限定されるべきものではない。

認証成功の場合、生体認証装置１００が組み込まれた携帯電話の機能が活性化される（Ｓ１６）。そして、携帯電話は、通常の動作状態に復帰する。なお、認証失敗の場合、生体認証装置１００が組み込まれた携帯電話は非動作状態を維持する。

このようにして、生体認証装置１００が携帯電話に組み込まれることによって、携帯電話のセキュリティー性能が飛躍的に向上する。

〔第２の実施形態〕
以下、図１２を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は、生体認証装置１００の概略的な構成を示す説明図である。

本実施形態では、第１の実施形態とは異なり、黒色のフィルムレジスト（樹脂シート）２５で遮光層２０を形成する。このような場合も第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。黒色のフィルムレジスト２５は、光源１１０からの出射光を吸収する特性を有する。換言すると、フィルムレジスト２５は、赤外線吸収層として機能する。

なお、この場合、フィルムレジスト２５の層厚は、予め平面内で実質的に一定となっている。従って、フィルムレジスト２５の層厚が平面内でばらつくことは問題とならない。フィルムレジスト２５の採用によって撮像装置１５０の製造の容易化を図ることができる。

フィルムレジスト２５に開口ＯＰ２を形成する方法は任意である。例えば、フォトリソグラフィーによって、フィルムレジスト２５に開口ＯＰ２を形成すれば良い。イメージセンサ１０に対してフィルムレジスト２５を貼り合わせ、その後、フィルムレジスト２５に対してレンズアレイ基板３０を貼り合わせても良い。

本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されない。光学部品の用途は、上述の実施形態に限定されない。撮像装置の用途は、上述の実施形態に限定されない。静脈像以外の生体情報についても適用可能である。基板、レンズ等の材料は任意である。

本発明の第１の実施形態にかかる生体認証装置１００の概略的な構成を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかるレンズと開口の配置関係を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第１の実施形態にかかる生体認証装置が組み込まれる携帯電話の構成を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる折りたたまれた状態の携帯電話の上面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる生体認証装置のシステム構成を示す概略的なブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかる生体認証装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。

符号の説明

１５０ 撮像装置

１０ イメージセンサ
１１ 半導体基板
１２ 配線層
１２ａ 遮光層

２０ 遮光層
２１ 金属層
２１ａ 黒色層

３０ レンズアレイ基板
３１ 透明基板
３２ レンズ
３３ 遮光層
４０ 接着層
５０ 接着層

ＯＰ１ 開口
ＯＰ２ 開口
ＯＰ３ 開口

１００ 生体認証装置
１１０ 光源
１２０ コントローラ
２００ 指

Claims (12)

1. 複数のレンズを有する第１基板の主面上に、複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第１及び第２遮光層が積層された光学部品であって、
   前記第１遮光層の層厚は、前記第２遮光層の層厚よりも薄く、
   前記第１遮光層に形成された前記開口の開口幅は、前記第２遮光層に形成された前記開口の開口幅よりも狭い、光学部品。
2. 前記第２遮光層は、前記第１遮光層を介して前記第１基板に対して貼り合わされていることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
3. 前記第１遮光層は、前記第１基板の主面の直上に積層され、
   前記第２遮光層は、接着層を介して、前記第１遮光層上に積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部品。
4. 前記第２遮光層は、表面が黒化処理された金属板又は光吸収性を有する樹脂シートであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部品。
5. 前記第１及び第２遮光層は、少なくとも赤外線を吸収する特性を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学部品。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学部品と、
   前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、
   を備える撮像装置であって、
   複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第３遮光層を更に備え、
   当該第３遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されている、撮像装置。
7. 複数のレンズを有する第１基板と、
   前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、
   前記第１基板と前記撮像素子間に配置された第１及び第２遮光層と、
   を備える撮像装置であって、
   前記第１遮光層の層厚は、前記第２遮光層の層厚よりも薄く、
   前記第１遮光層に形成された開口の開口幅は、前記第２遮光層に形成された開口の開口幅よりも狭い、撮像装置。
8. 複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第３遮光層を更に備え、
   当該第３遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 被検体に対する光照射に基づいて前記被検体の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
   前記被検体からの光を複数の画素で受光する撮像素子と、
   前記撮像素子上に配置され、複数の前記画素に対応する複数のレンズを有する第１基板と、
   前記撮像素子と前記第１基板間に配置された第１及び第２遮光層と、
   を備え、
   前記第１遮光層の層厚は、前記第２遮光層の層厚よりも薄く、
   前記第１遮光層に形成された開口の開口幅は、前記第２遮光層に形成された開口の開口幅よりも狭い、生体情報取得装置。
10. 複数のレンズを有する第１基板の主面上に複数の開口を有する第１遮光層を形成し、
    前記第１遮光層よりも層厚が厚く、かつ前記第１遮光層の前記開口よりも開口幅が広い複数の開口を有する又は有するべき第２遮光層を、前記第１遮光層を介して、前記第１基板に対して貼り合わせる、光学部品の製造方法。
11. 前記第１基板に貼り合わされる前記第２遮光層には、複数の前記開口が予め形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の光学部品の製造方法。
12. 前記第１及び第２遮光層が積層される前記第１基板には、複数の前記レンズが予め形成されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光学部品の製造方法。

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