JP6340793B2 - 光学装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光学装置の技術分野に関する。
従来、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。
特開２００９−１７２２６３号公報
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。
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。
（適用例１） 本適用例に係わるひとつの光学装置は、第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、第１の透過部を通過した光を受光する受光部と、所定の領域において第１の透過部の周囲に配置されたＮ個の発光部と（Ｎは２以上の整数）、発光部を制御する制御回路と、を含み、制御回路は、第１の制御部から第Ｎの制御部までＮ個の制御部に機能分割され、Ｎ個の制御部の其々は、平面視において、Ｎ個の発光部の其々と重なる領域に配置されている事を特徴とする。
この構成によれば、光学装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、撮像に適する最適な場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置とする事ができる。更に、一つの制御回路がＮ個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。
（適用例２） 上記適用例１に記載の光学装置に於いて、受光部は、第一基板の平面視において、第１の透過部に重なる領域に配置され、制御回路と受光部とが第一基板において同一となる層に配置されている事が好ましい。
この構成によれば、発光部を有する照明装置と受光部を有する計測装置とを第一基板に形成するので、集積化が進み、具体的には薄い光学装置とする事ができる。
（適用例３） 上記適用例１に記載の光学装置に於いて、第一基板はガラス基板であり、受光部は、第一基板とは異なる第二基板に配置され、平面視において、第１の透過部と受光部とが重なる様に第一基板と第二基板とが固定されている事が好ましい。
この構成によれば、発光部を有する照明装置を第一基板に形成し、受光部を有する計測装置を第二基板に形成するので、製造工程が容易となり、又、歩留まりを向上させる事ができる。
（適用例４） 本適用例に係わるひとつの光学装置は、第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、第１の透過部を通過した光を受光する第１の受光部と、第１の透過部の周囲に配置された発光部と、発光部と異なる層に配置され、発光部の制御を行う制御回路と、を含み、発光部は、第１の領域に配置される第１の発光部と第２の領域に配置される第２の発光部と第３の領域に配置される第３の発光部と第４の領域に配置される第４の発光部とを有し、第３の領域は、第１の透過部を挟んで第２の領域と対称となる領域であり、第４の領域は、第１の透過部を挟んで第１の領域と対称となる領域であり、制御回路は、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とを有し、第一基板を平面視した状態において、第１の制御部は第１の領域に重なる位置に配置され、第２の制御部は第２の領域に重なる位置に配置され、第３の制御部は第３の領域に重なる位置に配置され、第４の制御部は第４の領域に重なる位置に配置されている事を特徴とする。
この構成によれば、光学装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、撮像に適する最適な場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置とする事ができる。更に、一つの制御回路が４個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。又、第１の受光部にて計測を行う際には、第１の受光部を平面視で取り囲む第１の発光部と第２の発光部と第３の発光部と第４の発光部とを発光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置とする事ができる。
（適用例５） 上記適用例４に記載の光学装置に於いて、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部との其々は異なる機能を有し、第１の発光部と第２の発光部と第３の発光部と第４の発光部の各々は、制御回路により制御される事が好ましい。
この構成によれば、制御回路が複雑な構成であっても４つの制御部に機能分割する事により、所定の領域内にその制御回路を構成する事ができる。
（適用例６） 上記適用例４又は５に記載の光学装置に於いて、更に、第２の領域及び第４の領域に接した第２の透過部と、第２の透過部を透過した光を受光する第２の受光部と、を有し、第２の透過部の周囲には、第２の透過部を挟んで、第２の領域と対称となる第５の領域及び第４の領域と対称となる第６の領域とを有し、第一基板を平面視した状態において、第５の領域に重なる位置に第３の制御部と同等の機能を有する第５の制御部を有し、第６の領域に重なる位置に第１の制御部と同等の機能を有する第６の制御部を有する事が好ましい。
この構成によれば、光学装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、撮像に適する最適な場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置とする事ができる。更に、一つの制御回路が４個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。又、第２の制御部と第４の制御部とが、第１の受光部で受光する場合と第２の受光部で受光する場合とで兼用されるので、回路規模を小さくし、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。又、第１の受光部と第２の受光部とでは、いずれもその周囲が発光するので、第１の受光部と第２の受光部との光学状態を同等として、均一な撮像を実現する事ができる。
（適用例７） 上記適用例６に記載の光学装置に於いて、所定の領域の形状は、第１の透過部と第１の領域と第２の領域と第３の領域と第４の領域とで定まる形状であり、第２の透過部と第２の領域と第４の領域と第５の領域と第６の領域とで定まる領域の形状は、所定の領域の形状と同じ形状である事が好ましい。
この構成によれば、光学装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、撮像に適する最適な場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置とする事ができる。更に、一つの制御回路が４個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。
（適用例８） 上記適用例６又は７に記載の光学装置に於いて、第１の受光部で受光する場合には、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部との制御により、第１の発光部と第２の発光部と第３の発光部と第４の発光部とが発光し、第２の受光部で受光する場合には、第２の制御部と第４の制御部と第５の制御部と第６の制御部との制御により、第２の発光部と第４の発光部と第５の発光部と第６の発光部とが発光する事が好ましい。
この構成によれば、第２の制御部と第４の制御部とが、第１の受光部で受光する場合と第２の受光部で受光する場合とで兼用されるので、回路規模を小さくし、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。又、第１の受光部と第２の受光部とでは、いずれもその周囲が発光するので、第１の受光部と第２の受光部との光学状態を同等として、均一な撮像を実現する事ができる。
（適用例９） 上記適用例４乃至８のいずれか一項に記載の光学装置に於いて、更に、第３の領域及び第４の領域に接した第３の透過部と、第３の透過部を通過した光を受光する第３の受光部と、を有し、第３の透過部の周囲には、第３の領域と対称となる第７の領域及び第４の領域と対称となる第８の領域とを有し、第一基板を平面視した状態において、第７の領域に重なる位置に第２の制御部と同等の機能を有する第７の制御部を有し、第８の領域に重なる位置に第１の制御部と同等の機能を有する第８の制御部を有する事が好ましい。
この構成によれば、光学装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、撮像に適する最適な場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置とする事ができる。更に、一つの制御回路が４個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。又、第３の制御部と第４の制御部とが、第１の受光部で受光する場合と第３の受光部で受光する場合とで兼用されるので、回路規模を小さくし、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。又、第１の受光部と第３の受光部とでは、いずれもその周囲が発光するので、第１の受光部と第３の受光部との光学状態を同等として、均一な撮像を実現する事ができる。
（適用例１０） 上記適用例９に記載の光学装置に於いて、第３の透過部と第３の領域と第４の領域と第７の領域と第８の領域とで定まる領域の形状は、所定の領域の形状と同じ形状である事が好ましい。
この構成によれば、光学装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、撮像に適する最適な場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置とする事ができる。更に、一つの制御回路が４個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。
（適用例１１） 上記適用例９又は１０に記載の光学装置に於いて、第３の受光部で受光する場合には、第３の制御部と第４の制御部と第７の制御部と第８の制御部との制御により、第３の発光部と第４の発光部と第７の発光部と第８の発光部とが発光する事が好ましい。
この構成によれば、第３の制御部と第４の制御部とが、第１の受光部で受光する場合と第３の受光部で受光する場合とで兼用されるので、回路規模を小さくし、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、光学装置の感度を向上させる事ができる。又、第１の受光部と第３の受光部とでは、いずれもその周囲が発光するので、第１の受光部と第３の受光部との光学状態を同等として、均一な撮像を実現する事ができる。
（適用例１２） 本適用例に係わるひとつの光学装置は、第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、所定の領域において第１の透過部の周囲に配置されたＮ個の発光部と（Ｎは２以上の整数）、発光部を制御する制御回路と、を含み、制御回路は、第１の制御部から第Ｎの制御部までＮ個の制御部に機能分割され、Ｎ個の制御部の其々は、平面視において、Ｎ個の発光部の其々と重なる領域に配置されている事を特徴とする。
この構成によれば、上記のひとつの光学装置を照明装置として用い、当該照明装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、照明が必要となる場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、消費電力を抑制した照明装置とする事ができる。更に、一つの制御回路がＮ個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、照明装置全体の透明度が向上し、明るく見易いフロントライトとする事ができる。
（適用例１３） 本適用例に係わるひとつの光学装置は、第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、第１の透過部の周囲に配置された発光部と、発光部と異なる層に配置され、発光部の制御を行う制御回路と、を含み、発光部は、第１の領域に配置される第１の発光部と第２の領域に配置される第２の発光部と第３の領域に配置される第３の発光部と第４の領域に配置される第４の発光部とを有し、第３の領域は、第１の透過部を挟んで第２の領域と対称となる領域であり、第４の領域は、第１の透過部を挟んで第１の領域と対称となる領域であり、制御回路は、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とを有し、第一基板を平面視した状態において、第１の制御部は第１の領域に重なる位置に配置され、第２の制御部は第２の領域に重なる位置に配置され、第３の制御部は第３の領域に重なる位置に配置され、第４の制御部は第４の領域に重なる位置に配置されている事を特徴とする。
この構成によれば、上記のひとつの光学装置を照明装置として用い、当該照明装置の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、照明が必要となる場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、消費電力を抑制した照明装置とする事ができる。更に、一つの制御回路が４個の発光部を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部の面積の割合を増やす事ができる。透過部の面積が増えるので、照明装置全体の透明度が向上し、明るく見易いフロントライトとする事ができる。
実施形態１における光学装置の断面図。 光学装置の平面的な構成を説明した図。 照明装置の単位領域に於ける回路構成を説明した図。 照明装置の断面構造の一部を説明した図。 実施形態２における光学装置の断面図。 実施形態５における照明装置の単位領域に於ける回路構成を説明した図。
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。又、本明細書にてピッチとは、ある物体や形状が空間的に繰り返して配置された際の空間的な周期を意味する。
（実施形態１）
「光学装置の概要」
先ず、光学装置１の概要を、図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態における光学装置の断面図である。図１では一例として図２に示す平面図のＡ−Ａ‘の断面の概略を描いてある。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は照明装置１００に形成され、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。このような配置の場合、照明装置１００はフロントライトと呼ばれる場合がある。照明装置１００には、複数個の発光部１０が備えられると共に、複数の発光部１０それぞれの間が光の透過部１４となっている。その為、照明装置１００は透光性を有している基板に形成されてもよい。透過部１４は対象物Ｆからの反射光ＲＬを透過させる。従って、発光部１０が発光している際には、図１に示す様に、反射光ＲＬは、透過部１４を透過して、受光部２０に到る。受光部２０は計測装置２００に形成されている。本実施形態では、照明装置１００は第一基板６１に形成され、計測装置２００は第一基板６１とは異なる第二基板６２に形成されている。第二基板６２に形成された受光部２０には、反射光ＲＬの光量を計測する光センサーが備えられている。当該光センサーは、その受光した光を、その光量に応じた電気信号へと変換する。
本実施形態が示す様に、発光部１０を有する照明装置１００を第一基板６１に形成し、受光部２０を有する計測装置２００を第二基板６２に形成すると、製造工程が容易となる。更に、良品の照明装置１００と良品の計測装置２００とを組み合わせれば良いので、歩留まりも向上する。
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はリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）を備えていても良く、上述したプログラムや各種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に備わる光センサー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為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。
光学装置１は更に調光装置３００とフィルター装置４００とを備えていても良い。調光装置３００は第三基板６３に形成されたマイクロレンズＭＬを含み、マイクロレンズＭＬは第一基板６１の透過部１４に対応する位置に形成されている。フィルター装置４００は第四基板６４に形成され、第二基板６２の受光部２０に相当する位置（開口部）を除いて、第四基板６４のその他の表面は遮光膜４０１で覆われている。マイクロレンズＭＬは反射光ＲＬを開口部に導く様に形成されている。調光装置３００とフィルター装置４００とを光学装置１が有することで、反射光ＲＬ以外のノイズ光が受光部２０に導入される事を抑制し、Ｓ／Ｎ比が向上されている。
第一基板６１、第三基板６３及び第四基板６４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ることでもよい。例えば透明なガラスや透明なプラスチック等である。第二基板６２は光センサー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光センサーを形成するので、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とでよい。これ以外にもシリコン基板の様な半導体基板を使用し、半導体素子にて光センサーを形成しても良い。
「光学装置の平面的な構成」
次に、光学装置１の平面的な構成を、図２を参照して説明する。
図２は、光学装置の平面的な構成を説明した図である。図２に示す様に、光学装置１は、平面視にて四角形の単位領域ＵＡを有する。本実施形態では単位領域ＵＡは正方形で、正方形の単位領域ＵＡが、一方の方向（Ｘ方向、左右方向）と、一方の方向に交差する他方の方向（Ｙ方向、上下方向）と、に繰り返し配置されて光学装置１を構成する。即ち、光学装置１は、平面視にて単位領域ＵＡがアレイ状に配置されている。
第一基板６１上のある単位領域ＵＡ（所定の領域と称す）の中央には透過部１４（第１の透過部１４１）が配置されている。単位領域ＵＡには、この他に、単位領域ＵＡの各辺のそれぞれに第１の透過部１４１の２分の１の大きさの透過部１４を含み、及び、単位領域ＵＡの各角部のそれぞれに第１の透過部１４１の４分の１の大きさの透過部１４を含む。従って、一つの単位領域ＵＡは第１の透過部１４１の大きさの４倍の大きさの透過部１４を含む。単位領域ＵＡは更に、透過部１４以外の領域においてＮ個のサブ領域を含んでいる。Ｎは２以上の整数である。本実施形態ではＮ＝４の場合のひとつの形態を示している。４つのサブ領域は第１の透過部１４１の周辺に略等面積で配置される。具体的には図２に示すように、所定の領域では、第１の透過部１４１の周りに第１の領域ＳＡ１（第１のサブ領域）と第２の領域ＳＡ２（第２のサブ領域）と第３の領域ＳＡ３（第３のサブ領域）と第４の領域ＳＡ４（第４のサブ領域）とが配置されている。第３の領域ＳＡ３は、第１の透過部１４１を挟んで第２の領域ＳＡ２と対称となる領域であり、第４の領域ＳＡ４は、第１の透過部１４１を挟んで第１の領域ＳＡ１と対称となる領域である。
単位領域ＵＡがＸ方向に繰り返されているので、第一基板６１上には、更に、第２の領域ＳＡ２及び第４の領域ＳＡ４に接した第２の透過部１４２が形成されている。第２の透過部１４２の周囲には、第２の領域ＳＡ２と第４の領域ＳＡ４とに加えて、第２の透過部１４２を挟んで、第２の領域ＳＡ２と対称となる第５の領域ＳＡ５及び第４の領域ＳＡ４と対称となる第６の領域ＳＡ６とが形成されている。同様に、単位領域ＵＡはＹ方向にも繰り返されているので、第一基板６１上には、更に、第３の領域ＳＡ３及び第４の領域ＳＡ４に接した第３の透過部１４３が形成されている。第３の透過部１４３の周囲には、第３の領域ＳＡ３と第４の領域ＳＡ４とに加えて、第３の領域ＳＡ３と対称となる第７の領域ＳＡ７及び第４の領域ＳＡ４と対称となる第８の領域ＳＡ８とが形成されている。第一基板６１上には、又、第４の領域ＳＡ４と第５の領域ＳＡ５と第７の領域ＳＡ７とに接した第４の透過部１４４が形成されている。第４の透過部１４４の周囲には、第４の領域ＳＡ４と第５の領域ＳＡ５と第７の領域ＳＡ７とに加えて、第４の領域ＳＡ４と対称となる第９の領域ＳＡ９が形成されている。
所定の領域（第１の透過部１４１を含む単位領域ＵＡ）の形状は、第１の透過部１４１の大きさの４倍の大きさの透過部１４と第１の領域ＳＡ１と第２の領域ＳＡ２と第３の領域ＳＡ３と第４の領域ＳＡ４とで定まる形状である。サブ領域の平面視での形状は総て皆同じであり、更に透過部１４の平面視での形状も総て皆同じであるので、第２の透過部１４２の大きさの４倍の大きさの透過部１４と第２の領域ＳＡ２と第４の領域ＳＡ４と第５の領域ＳＡ５と第６の領域ＳＡ６とで定まる領域の形状は、所定の領域の形状と同じ形状である。同様に、第３の透過部１４３の大きさの４倍の大きさの透過部１４と第３の領域ＳＡ３と第４の領域ＳＡ４と第７の領域ＳＡ７と第８の領域ＳＡ８とで定まる領域の形状は、所定の領域の形状と同じ形状である。更に、第４の透過部１４４の大きさの４倍の大きさの透過部１４と第４の領域ＳＡ４と第５の領域ＳＡ５と第７の領域ＳＡ７と第９の領域ＳＡ９とで定まる領域の形状は、所定の領域の形状と同じ形状である。
各透過部１４の中央付近にはその透過部１４を通過した光を受光する受光部２０が形成されている。即ち、透過部１４を通過した光が受光部２０に導かれる様に第一基板６１と第二基板６２とは固定されており、受光部２０は、第一基板６１の平面視において、透過部１４に重なる領域に配置されている。例えば、第１の透過部１４１には第１の透過部１４１を通過した光を受光する第１の受光部２０１が形成されており、第２の透過部１４２には第２の透過部１４２を通過した光を受光する第２の受光部２０２が形成されており、第３の透過部１４３には第３の透過部１４３を通過した光を受光する第３の受光部２０３が形成されており、第４の透過部１４４には第４の透過部１４４を通過した光を受光する第４の受光部２０４が形成されている。各受光部２０には光センサーが配置されているので、光学装置１の平面視では、光センサーがアレイ状に配置されている事になる。図１に示した様に、各受光部２０の法線上で、透過部１４の下部（第一基板６１と第二基板６２との間）には複数のマイクロレンズＭＬが、受光部２０の配置に合う様に、アレイ状に設けられている。斯うして、マイクロレンズＭＬが配列されるピッチは受光部２０が配列される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を真下に位置する受光部２０の受光面に結像する。
照明装置１００の単位領域ＵＡ内のＮ個のサブ領域の其々には発光部１０が設けられている。従って、第一基板６１の一つの単位領域ＵＡの中にはＮ個の発光部１０が形成されている。例えば、照明装置１００の所定の領域に於いては、第１の透過部１４１の周囲にはＮ個の発光部１０が配置されている。本実施形態においては、第一基板６１の第１の領域ＳＡ１には第１の発光部１０１が配置され、第一基板６１の第２の領域ＳＡ２には第２の発光部１０２が配置され、第一基板６１の第３の領域ＳＡ３には第３の発光部１０３が配置され、第一基板６１の第４の領域ＳＡ４には第４の発光部１０４が配置されている。同様に、第一基板６１の第５の領域ＳＡ５には第５の発光部１０５が配置され、第一基板６１の第６の領域ＳＡ６には第６の発光部１０６が配置され、第一基板６１の第７の領域ＳＡ７には第７の発光部１０７が配置され、第一基板６１の第８の領域ＳＡ８には第８の発光部１０８が配置され、第一基板６１の第９の領域ＳＡ９には第９の発光部１０９が配置されている。各発光部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。
照明装置１００の単位領域ＵＡ内には、単位領域ＵＡ内に存在するＮ個の発光部１０の発光を制御する制御回路（図３参照）が含まれている。制御回路は、第１の制御部から第Ｎの制御部までＮ個の制御部に機能分割され、Ｎ個の制御部の其々は、平面視において、第一基板６１上で、Ｎ個の発光部１０の其々と重なる領域に配置されている。本実施形態ではＮ＝４であるので、制御回路は、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とを有する。第一基板６１を平面視した状態において、第１の制御部は第１の領域ＳＡ１に重なる位置に配置され、第２の制御部は第２の領域ＳＡ２に重なる位置に配置され、第３の制御部は第３の領域ＳＡ３に重なる位置に配置され、第４の制御部は第４の領域ＳＡ４に重なる位置に配置されている。又、第５の領域ＳＡ５に重なる位置には、第３の制御部と同等の機能を有する第５の制御部が配置されている。同様に、第６の領域ＳＡ６に重なる位置には、第１の制御部と同等の機能を有する第６の制御部が配置されている。又、第７の領域ＳＡ７に重なる位置には、第２の制御部と同等の機能を有する第７の制御部が配置されている。第８の領域ＳＡ８に重なる位置には、第１の制御部と同等の機能を有する第８の制御部が配置されている。更に、第９の領域ＳＡ９に重なる位置には、第１の制御部と同等の機能を有する第９の制御部が配置されている。結局、各単位領域ＵＡは、一つ透過部１４の大きさの４倍の大きさの透過部１４と、４個の発光部１０と、これら４個の発光部１０を制御する制御回路を含み、制御回路は４個の制御部に機能分割され、各制御部が発光部１０と重なり合っている。
照明装置１００は、従来知られている有機ＥＬ表示装置と同じ動作（任意の箇所を発光させる等）を行う為に、単位領域ＵＡに於ける制御回路の規模は、有機ＥＬ表示装置の画素回路と同程度となる。一方で、透光性に優れた照明装置１００では、発光部１０と透過部１４とを同一基板上に並べて配置する必要性が生ずる為に、第一基板６１の表面の大きな割合を発光部１０として使う事はできない。更に、人間の目は１００ミクロン（μｍ）以上の物を視認する為に、単純に発光部１０若しくは透過部１４の面積を大きくして配置する事は好ましくない。発光部１０の面積が大きい場合には透光性を阻害し、透過部１４の面積が大きい場合にはがドット抜けの様に見える為である。要するに、制御回路の配置は従来の有機ＥＬ表示装置の画素回路と同程度の面積内で納める事が求められる。
そこで、本実施形態では、単位領域ＵＡの面積を４００００平方ミクロン（μｍ2）（２００ミクロン（μｍ）×２００ミクロン（μｍ）程度）から２５００００平方ミクロン（μｍ2）（５００ミクロン（μｍ）×５００ミクロン（μｍ）程度）の範囲とし、そのうち５割程度以上を透過部１４とし、残りを発光部１０とする。更に、Ｎ個の発光部１０をＮ分割した１個の制御回路で発光させる。透過部１４の面積割合（開口率と称する）が大きい程、光の取り込み量が増えるので、照明装置１００の透光性が向上し、フロントライトとして好ましい。１個の発光部１０の面積は、瞳の視認性から、１００００平方ミクロン（μｍ2）（１００ミクロン（μｍ）×１００ミクロン（μｍ）程度）以下が好ましい。従って、単位領域ＵＡでの発光部１０の総面積は４００００平方ミクロン（μｍ2）以下が好ましい。又、例えば、単位領域ＵＡが５００ミクロン（μｍ）×５００ミクロン（μｍ）程度の正方形（単位領域ＵＡの面積が２５００００平方ミクロン（μｍ2）程度）であれば、１個の発光部１０の面積を１００００平方ミクロン（μｍ2）程度（１００ミクロン（μｍ）×１００ミクロン（μｍ）程度）とし、単位領域ＵＡでの発光部１０の総面積は４００００平方ミクロン（μｍ2）以下とし、残りの２１００００平方ミクロン（μｍ2）程度以上を透光部とするのが好ましい。
本実施形態では、単位領域ＵＡのサイズを２００ミクロン（μｍ）×２００ミクロン（μｍ）とし、単位領域ＵＡの内の５割程度を透過部１４とし、残りの５割程度を発光部１０としている。斯うする事で、透過部１４が配置されるピッチと発光部１０が配置されるピッチとは１００ミクロン（μｍ）を確保でき、その為に、見た目にはドット抜けの様には見えない状態を維持したまま、照明装置１００は、フロントライトとして機能する。又、制御回路を構成するトランジスターや蓄積容量素子ＳＣ（図３参照）のサイズも小さくする必要がないので、通常のレイアウトルールに従って設計する事も可能となる。この様に、照明装置１００は、有機ＥＬ表示装置と同等の動作をするフロントライトとなり、本実施形態に示す様に、光を検出する計測装置２００に照明装置１００を取り付けると、全体像を把握した後に、必要な部分だけを局所的に発光させて、より詳しい情報を得る事ができる。これは計測装置２００に入るノイズ光を控えて、必要となる情報だけをピンポイントで得る事ができるからである。
「照明装置の回路構成」
次に、照明装置１００の単位領域ＵＡに於ける回路構成を、図３を参照して説明する。
図３は、照明装置の単位領域に於ける回路構成を説明した図である。図３では一例として、単位領域ＵＡは第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを含む所定の領域としている。
各単位領域ＵＡには走査線ＳＬとデータ線ＤＬとが配線され、これらの交差部に単位領域ＵＡが形成される。単位領域ＵＡには更に陽極電源線ＶＥＬとカソード電源線ＶＣＴと固定電位線ＶＳＴとが配線されている。単位領域ＵＡには制御回路が形成されている。制御回路は書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴと蓄積容量素子ＳＣと駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとを含んでいる。本実施形態では、書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴとはＮ型の薄膜トランジスターであり、駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴはＰ型の薄膜トランジスターである。
制御回路を構成する第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部との其々は異なる機能を有し、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４の各々は、制御回路により制御される。具体的な一例としては、制御回路の内の第１の制御部は駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴの一部を含んでおり、制御回路の内の第２の制御部は蓄積容量素子ＳＣを含んでいる。更に、制御回路の内の第３の制御部は駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴの残りとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴとを含んでいる。駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴは一部が第１の制御部に形成され、残りが第３の制御部に形成されている。制御回路の内の第４の制御部は書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴを含んでいる。又、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを構成する。図３に示す様に、制御回路が複雑な構成であっても４つの制御部に機能分割する事により、単位領域ＵＡ（所定の領域）内にその制御回路を構成する事ができる。
書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴのゲートは走査線ＳＬに電気的に接続され、ソースドレインの一方はデータ線ＤＬに電気的に接続され、他方は蓄積容量素子ＳＣの一方の電極と駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴのゲートとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴのゲートとに電気的に接続されている。蓄積容量素子ＳＣの他方の電極は固定電位線ＶＳＴに電気的に接続されている。駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴのソースドレインの一方（本実施形態ではＰ型薄膜トランジスターのソース）は陽極電源線ＶＥＬに電気的に接続され、他方は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陽極とリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴのソースドレインの一方（本実施形態ではＮ型薄膜トランジスターのドレイン）とに電気的に接続されている。リセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴのソースドレインの他方（本実施形態ではＮ型薄膜トランジスターのソース）は固定電位線ＶＳＴに電気的に接続されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陰極はカソード電源線ＶＣＴに電気的に接続されている。書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴと駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴとには、トランジスターからの漏れ電流を抑制する為に、トランジスターが直列に電気的に接続されたデュアルトランジスターが用いられている。更に、駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴでは、電流量を確保する為に、デュアルトランジスターが並列に配置されている。
書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴは選択された際にデータを書き込むので、第４の制御部は選択時にデータを書き換える機能を有している。蓄積容量素子ＳＣは書き込まれたデータを維持するので、第２の制御部はデータを維持する機能を有している。駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴは、データが「発光」を示す際に（本実施形態ではデータが低電位信号である際に）有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに電流を供給し、データが「非発光」を示す際に（本実施形態ではデータが高電位信号である際に））有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの電流を遮断する。一方、リセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴは、データが「発光」を示す際に（本実施形態ではデータが低電位信号である際に）有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陽極を固定電位線ＶＳＴから遮断し、データが「非発光」を示す際に（本実施形態ではデータが高電位信号である際に））有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陽極を固定電位にリセットする。従って、第３の制御部は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光と非発光とを制御する機能を有している。第１の制御部も有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光と非発光とを制御する機能を有している。
データ線ＤＬに供給される信号は高電位信号（例えば１５Ｖ）や低電位信号（例えば０Ｖ）である。又、陽極電源線ＶＥＬに供給される陽極電位は１０Ｖから１３Ｖの値で高電位信号よりも低く、使用状態に応じて可変とされる。陽極電位をデータの高電位信号よりも低くする事で、データが高電位信号である際に駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴを確実にオフ状態とする事ができ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを確実に消灯する事ができる。固定電位線ＶＳＴに供給される固定電位は低電位信号と同じ固定電位である。カソード電源線ＣＶＴに供給されるカソード電位は−２Ｖから０Ｖの値で低電位信号よりも低く、使用状態に応じて可変とされる。カソード電位を低電位信号よりも低くする事で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが「非発光」とされた際に確実に消灯する事ができる。
斯うする事で、照明装置１００の平面視にて任意の場所（単位領域ＵＡ）を発光させる事ができる。従って、照明が必要となる場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、消費電力を抑制した照明装置１００とする事ができる。更に、一つの制御回路がＮ個の発光部１０を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部１０を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部１４の面積の割合を増やす事ができる。透過部１４の面積が増えるので、照明装置１００全体の透明度が向上し、明るく見易いフロントライトとする事ができる。又、光学装置１としては、光学装置１の平面視にて任意の場所を発光させる事ができる。従って、撮像に適する最適な場所だけを発光させ、それ以外の場所は消光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置１とする事ができる。更に、一つの制御回路がＮ個の発光部１０を制御するので、一つの制御回路が１個の発光部１０を制御する場合に比べて、制御回路の面積を小さくする事が可能となり、その結果、透過部１４の面積の割合を増やす事ができる。透過部１４の面積が増えるので、光学装置１の感度を向上させる事ができる。
「照明装置の断面構造」
次に、照明装置１００の断面構造を、図４を参照して説明する。
図４は、照明装置の断面構造の一部を説明した図である。尚、図４では説明を分かり易くする為に縦横の縮尺比率は、適当に変えてある。例えば、発光部１０は各サブ領域のほぼ全域に広がるものであるが、分かり易くする為に図４では水平方向の長さを狭めて描いてある。又、制御回路の一部として駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴの一部を描いてある。
図４に示す様に、制御回路は、発光部１０と異なる層に配置されている。即ち、駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴ等の制御回路を埋め込む形でこれらの上層に発光部１０が形成されている。一方、透過部１４には制御回路は形成されず、透過部１４は透明材料から構成されている。
「計測方法」
次に、光学装置１の計測構造を、図２を参照して説明する。
光学装置１を用いて、対象物Ｆを計測するには、まず全体像を把握し、次いで必要な部分だけを局所的に発光させて、より詳しい情報を得る事が好ましい。最初に全体像を把握するには、照明装置１００の総ての発光部１０を発光させて、全体像の画像を計測装置２００にて取得する。次に、Ｓ／Ｎ比の高い高品位画像を選るには、照明装置１００を局所的に発光させて、その反射光ＲＬを用いて詳細な画像を取得する。
局所発光を用いた計測では、例えば、第１の受光部２０１で受光する場合には、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部との制御により、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを発光させる。即ち、第１の受光部２０１にて計測を行う際には、第１の受光部２０１を平面視で取り囲む第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを発光させる事ができるので、ノイズ光を低減し、Ｓ／Ｎ比が高い光学装置１とする事ができる。
「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。静脈センサーが、上述の光学装置１を備えると、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な静脈画像を得る事ができる。又、指紋センサーが、上述の光学装置１を備えると、Ｓ／Ｎ比が高く、より鮮明な指紋画像を得る事ができる。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。
（実施形態２）
「照明装置と計測装置とが同一基板に形成される形態」
図５は、本実施形態における光学装置の断面図である。図５では一例として図２に示す平面図のＡ−Ａ‘の断面の概略を描いてある。次に、図５を参照して、本実施形態に係わる光学装置を説明する。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。実施形態１では、照明装置１００が第一基板６１に形成され、計測装置２００が第二基板６２に形成されていた。これに対して、本実施形態では、照明装置１００及び計測装置２００が共に第五基板６５に形成される点が異なっている。それ以外は実施形態１と同様である。
制御回路は薄膜トランジスター等の薄膜素子を用いて形成される。受光部２０もフォトダイオードや薄膜トランジスターなどで形成する事ができるので、制御回路を有する発光部１０と受光部２０とを共に第五基板６５に薄膜素子にて形成しても良い。即ち、制御回路と受光部２０とが同一となる層に配置されていても良い。斯うすると、発光部１０を有する照明装置１００と受光部２０を有する計測装置２００とが共に第五基板６５に形成されるので、集積化が進み、具体的には薄い光学装置１とする事ができる。
（実施形態３）
「組み替え可能な制御回路の形態」
次に、本実施形態に係わる光学装置を説明する。尚、実施形態１乃至２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。実施形態１では、単位領域ＵＡが固定されていた。これに対して、本実施形態では、単位領域ＵＡを可変とする点が異なっている。
本実施形態では、制御回路は組み替え可能である。従って、例えば、第２の受光部２０２で受光する場合には、第２の制御部と第４の制御部と第５の制御部と第６の制御部とで制御回路が構成され、この制御回路の制御により、第２の発光部１０２と第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第６の発光部１０６とを発光させる事ができる。斯うすると、第２の制御部と第４の制御部とが、第１の受光部２０１で受光する場合と第２の受光部２０２で受光する場合とで兼用されるので、回路規模を小さくし、透過部１４の面積の割合を増やす事ができる。透過部１４の面積が増えるので、光学装置１の感度を向上させる事ができる。又、第１の受光部２０１と第２の受光部２０２とでは、いずれもその周囲が発光するので、第１の受光部２０１と第２の受光部２０２との光学状態を同等として、均一な撮像を実現する事ができる。
或いは、第３の受光部２０３で受光する場合には、第３の制御部と第４の制御部と第７の制御部と第８の制御部との制御とで制御回路が構成され、この制御回路の制御により、第３の発光部１０３と第４の発光部１０４と第７の発光部１０７と第８の発光部１０８とが発光する事ができる。斯うすると、第３の制御部と第４の制御部とが、第１の受光部２０１で受光する場合と第３の受光部２０３で受光する場合とで兼用されるので、回路規模を小さくし、透過部１４の面積の割合を増やす事ができる。透過部１４の面積が増えるので、光学装置１の感度を向上させる事ができる。又、第１の受光部２０１と第３の受光部２０３とでは、いずれもその周囲が発光するので、第１の受光部２０１と第３の受光部２０３との光学状態を同等として、均一な撮像を実現する事ができる。
（実施形態４）
「制御部を兼用する形態」
次に、図２を参照して、本実施形態に係わる光学装置を説明する。尚、実施形態１乃至３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。実施形態１では、機能分割された各制御部は一つの制御回路の一部をなしていた。これに対して、本実施形態では、一部の制御部が複数の制御回路で兼用されている点が異なっている。それ以外は実施形態１と同様である。
第１の受光部２０１と第２の受光部２０２とを用いて撮像する場合、第１の受光部２０１を取り囲む第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを発光させると共に、第２の受光部２０２を取り囲む第２の発光部１０２と第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第６の発光部１０６とを発光させる。この際に、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とは第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とからなる制御回路にて発光され、第２の発光部１０２と第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第６の発光部１０６とは第２の制御部と第４の制御部と第５の制御部と第６の制御部とからなる制御回路にて発光される。この際に第２の制御部と第４の制御部とは二つの制御回路にて兼用される事になる。
又、第１の受光部２０１と第３の受光部２０３とを用いて撮像する場合、第１の受光部２０１を取り囲む第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを発光させると共に、第３の受光部２０３を取り囲む第３の発光部１０３と第４の発光部１０４と第７の発光部１０７と第８の発光部１０８とを発光させる。この際に、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とは第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とからなる制御回路にて発光され、第３の発光部１０３と第４の発光部１０４と第７の発光部１０７と第８の発光部１０８とは第３の制御部と第４の制御部と第７の制御部と第８の制御部とからなる制御回路にて発光される。この際に第３の制御部と第４の制御部とは二つの制御回路にて兼用される事になる。
又、第１の受光部２０１と第２の受光部２０２と第３の受光部２０３とを用いて撮像する場合、第１の受光部２０１を取り囲む第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを発光させると共に、第２の受光部２０２を取り囲む第２の発光部１０２と第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第６の発光部１０６とを発光させ、更に、第３の受光部２０３を取り囲む第３の発光部１０３と第４の発光部１０４と第７の発光部１０７と第８の発光部１０８とを発光させる。この際に、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とは第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とからなる制御回路にて発光され、第２の発光部１０２と第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第６の発光部１０６とは第２の制御部と第４の制御部と第５の制御部と第６の制御部とからなる制御回路にて発光され、第３の発光部１０３と第４の発光部１０４と第７の発光部１０７と第８の発光部１０８とは第３の制御部と第４の制御部と第７の制御部と第８の制御部とからなる制御回路にて発光される。この際に第４の制御部は三つの制御回路にて兼用される事になる。
又、第１の受光部２０１と第２の受光部２０２と第３の受光部２０３と第４の受光部２０４とを用いて撮像する場合、第１の受光部２０１を取り囲む第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを発光させると共に、第２の受光部２０２を取り囲む第２の発光部１０２と第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第６の発光部１０６とを発光させ、第３の受光部２０３を取り囲む第３の発光部１０３と第４の発光部１０４と第７の発光部１０７と第８の発光部１０８とを発光させ、更に、第４の受光部２０４を取り囲む第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第７の発光部１０７と第９の発光部１０９とを発光させる。この際に、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とは第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とからなる制御回路にて発光され、第２の発光部１０２と第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第６の発光部１０６とは第２の制御部と第４の制御部と第５の制御部と第６の制御部とからなる制御回路にて発光され、第３の発光部１０３と第４の発光部１０４と第７の発光部１０７と第８の発光部１０８とは第３の制御部と第４の制御部と第７の制御部と第８の制御部とからなる制御回路にて発光され、第４の発光部１０４と第５の発光部１０５と第７の発光部１０７と第９の発光部１０９とは第４の制御部と第５の制御部と第７の制御部と第９の制御部とからなる制御回路にて発光される。この際に第４の制御部は四つの制御回路にて兼用される事になる。
（実施形態５）
「発光部を個別制御する形態」
図６は、本実施形態における照明装置の単位領域に於ける回路構成を説明した図である。次に、図６を参照して、本実施形態に係わる光学装置を説明する。尚、実施形態１乃至４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。実施形態１乃至４では、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とが一緒に制御されていた。これに対して、本実施形態では、発光部１０毎に発光と非発光とが個別に制御されている点が異なっている。それ以外は実施形態１乃至４と同様である。
図６では一例として、単位領域ＵＡは第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを含む所定の領域としている。
各単位領域ＵＡには走査線ＳＬとデータ線ＤＬとが配線され、これらの交差部に単位領域ＵＡが形成される。単位領域ＵＡには更に陽極電源線ＶＥＬとカソード電源線ＶＣＴと固定電位線ＶＳＴと選択信号線ＳＥＬが配線されている。単位領域ＵＡには制御回路が形成されている。制御回路は書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴと蓄積容量素子ＳＣと駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴと選択部１３と選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとを含んでいる。本実施形態では、書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴと選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴとはＮ型の薄膜トランジスターであり、駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴはＰ型の薄膜トランジスターである。
制御回路を構成する第１の制御部ＣＰ１と第２の制御部ＣＰ２と第３の制御部ＣＰ３と第４の制御部ＣＰ４との其々は異なる機能を有し、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４の各々は、制御回路により個別に制御される。具体的な一例としては、制御回路の内の第１の制御部ＣＰ１は駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴの一部と選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴの一部とを含んでおり、制御回路の内の第２の制御部ＣＰ２は蓄積容量素子ＳＣを含んでいる。更に、制御回路の内の第３の制御部ＣＰ３は駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴの残りと選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴの残りとを含んでいる。駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴと選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴとは一部が第１の制御部ＣＰ１に形成され、残りが第３の制御部ＣＰ３に形成されている。制御回路の内の第４の制御部ＣＰ４は書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴと選択部１３とを含んでいる。又、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とを構成する。図６に示す様に、制御回路が複雑な構成であっても４つの制御部に機能分割する事により、単位領域ＵＡ（所定の領域）内にその制御回路を構成する事ができる。
書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴのゲートは走査線ＳＬに電気的に接続され、ソースドレインの一方はデータ線ＤＬに電気的に接続され、他方は蓄積容量素子ＳＣの一方の電極と駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴのゲートとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴのゲートと選択部１３の入力とに電気的に接続されている。蓄積容量素子ＳＣの他方の電極は固定電位線ＶＳＴに電気的に接続されている。駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴのソースドレインの一方（本実施形態ではＰ型薄膜トランジスターのソース）は陽極電源線ＶＥＬに電気的に接続され、他方は選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴのソースドレインの一方（本実施形態ではＮ型薄膜トランジスターのドレイン）とリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴのソースドレインの一方（本実施形態ではＮ型薄膜トランジスターのドレイン）とに電気的に接続されている。リセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴのソースドレインの他方（本実施形態ではＮ型薄膜トランジスターのソース）は固定電位線ＶＳＴに電気的に接続されている。選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴのソースドレインの他方（本実施形態ではＮ型薄膜トランジスターのソース）は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陽極に電気的に接続されており、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陰極はカソード電源線ＶＣＴに電気的に接続されている。選択部１３の入力には選択信号線ＳＥＬと書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴの出力が電気的に接続されており、選択部１３からの４つの出力は其々選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴのゲートに電気的に接続されている。書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴとリセットトランジスターＲＳＴ ＴＦＴと駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴとには、トランジスターからの漏れ電流を抑制する為に、トランジスターが直列に電気的に接続されたデュアルトランジスターが用いられている。更に、駆動トランジスターＤｒｉｖｅ ＴＦＴでは、電流量を確保する為に、デュアルトランジスターが並列に配置されている。
選択部１３は、書き込みトランジスターＷＲＴ ＴＦＴを介して供給されたデータと選択信号線ＳＥＬに供給された選択信号とに応じて４個の選択トランジスターＳＥＬ ＴＦＴを個別に制御する。斯うする事で、４個の発光部１０は個別に制御される事になる。
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。
（変形例１）
「発光波長が異なる形態」
実施形態１乃至５では、第１の発光部１０１と第２の発光部１０２と第３の発光部１０３と第４の発光部１０４とで発光波長が同じであったが、発光部１０毎に発光波長を変えても良い。例えば、第１の発光部１０１では赤色を発光し、第２の発光部１０２では緑色を発光し、第３の発光部１０３では青色を発光し、第４の発光部１０４では白色を発光する等としても良い。
（変形例２）
「Ｎが異なる形態」
実施形態１乃至４では、Ｎ＝４であったが、Ｎは２以上の整数ならば如何なる値であっても構わない。例えば、単位領域ＵＡを六角形とし、Ｎ＝６としても良い。
（変形例３）
「フロントライト単体で用いる形態」
実施形態１乃至５では、照明装置１００は光学装置１の一部をなしていたが、照明装置１００を単体でフロントライトとして利用しても構わない。或いは、照明装置と調光装置とを用いてフロントライトしても構わない。この場合、マイクロレンズＭＬに代わり平板レンズを用いても良い。フロントライトは携帯電話機やゲーム機、電子ペーパー、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カーナビゲーション装置などの表示装置に用いられる。
ＣＰ１…第１の制御部、ＣＰ２…第２の制御部、ＣＰ３…第３の制御部、ＣＰ４…第４の制御部、ＤＬ…データ線、Ｄｒｉｖｅ ＴＦＴ…駆動トランジスター、ＩＬ…照射光、ＭＬ…マイクロレンズ、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＲＬ…反射光、ＲＳＴ ＴＦＴ…リセットトランジスター、ＳＡ１…第１の領域、ＳＡ２…第２の領域、ＳＡ３…第３の領域、ＳＡ４…第４の領域、ＳＡ５…第５の領域、ＳＡ６…第６の領域、ＳＡ７…第７の領域、ＳＡ８…第８の領域、ＳＡ９…第９の領域、ＳＣ…蓄積容量素子、ＳＥＬ…選択信号線、ＳＥＬ ＴＦＴ…選択トランジスター、ＳＬ…走査線、ＵＡ…単位領域、ＶＣＴ…カソード電源線、ＶＥＬ…陽極電源線、ＶＳＴ…固定電位線、ＷＲＴ ＴＦＴ…書き込みトランジスター、１…光学装置、１０…発光部、１３…選択部、１４…透過部、２０…受光部、３０…制御部、４０…記憶部、５０…出力部、６１…第一基板、６２…第二基板、６３…第三基板、６４…第四基板、６５…第五基板、１００…照明装置、１０１…第１の発光部、１０２…第２の発光部、１０３…第３の発光部、１０４…第４の発光部、１０５…第５の発光部、１０６…第６の発光部、１０７…第７の発光部、１０８…第８の発光部、１０９…第９の発光部、１４１…第１の透過部、１４２…第２の透過部、１４３…第３の透過部、１４４…第４の透過部、２００…計測装置、２０１…第１の受光部、２０２…第２の受光部、２０３…第３の受光部、２０４…第４の受光部、３００…調光装置、４００…フィルター装置、４０１…遮光膜。

Claims (12)

  1. 第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、
    前記第１の透過部を通過した光を受光する受光部と、
    前記所定の領域において前記第１の透過部の周囲に配置されたＮ個の発光部と（Ｎは２以上の整数）、
    前記発光部を制御する制御回路と、
    を含み、
    前記制御回路は、第１の制御部から第Ｎの制御部までＮ個の制御部に機能分割され、
    前記Ｎ個の制御部の其々は、平面視において、前記Ｎ個の発光部の其々と重なる領域に配置されている事を特徴とする光学装置。
  2. 前記受光部は、前記第一基板の平面視において、前記第１の透過部に重なる領域に配置され、
    前記制御回路と前記受光部とが前記第一基板において同一となる層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。
  3. 前記第一基板はガラス基板であり、
    前記受光部は、前記第一基板とは異なる第二基板に配置され、
    平面視において、前記第１の透過部と前記受光部とが重なる様に前記第一基板と前記第二基板とが固定されている事を特徴とする請求項１に記載の光学装置。
  4. 第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、
    前記第１の透過部を通過した光を受光する第１の受光部と、
    前記第１の透過部の周囲に配置された発光部と、
    前記発光部と異なる層に配置され、前記発光部の制御を行う制御回路と、を含み、
    前記発光部は、第１の領域に配置される第１の発光部と第２の領域に配置される第２の発光部と第３の領域に配置される第３の発光部と第４の領域に配置される第４の発光部とを有し、
    前記第３の領域は、前記第１の透過部を挟んで前記第２の領域と対称となる領域であり、
    前記第４の領域は、前記第１の透過部を挟んで前記第１の領域と対称となる領域であり、
    前記制御回路は、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とを有し、
    前記第一基板を平面視した状態において、前記第１の制御部は前記第１の領域に重なる位置に配置され、前記第２の制御部は前記第２の領域に重なる位置に配置され、前記第３の制御部は前記第３の領域に重なる位置に配置され、前記第４の制御部は前記第４の領域に重なる位置に配置され、
    前記第１の制御部と前記第２の制御部と前記第３の制御部と前記第４の制御部との其々は異なる機能を有し、
    前記第１の発光部と前記第２の発光部と前記第３の発光部と前記第４の発光部の各々は、前記制御回路により制御される事を特徴とする光学装置。
  5. 更に、前記第２の領域及び前記第４の領域に接した第２の透過部と、前記第２の透過部を透過した光を受光する第２の受光部と、を有し、
    前記第２の透過部の周囲には、前記第２の透過部を挟んで、前記第２の領域と対称となる第５の領域及び前記第４の領域と対称となる第６の領域とを有し、
    前記第一基板を平面視した状態において、前記第５の領域に重なる位置に前記第３の制御部と同等の機能を有する第５の制御部を有し、前記第６の領域に重なる位置に前記第１の制御部と同等の機能を有する第６の制御部を有する事を特徴とする請求項４に記載の光学装置。
  6. 前記所定の領域の形状は、前記第１の透過部と前記第１の領域と前記第２の領域と前記第３の領域と前記第４の領域とで定まる形状であり、
    前記第２の透過部と前記第２の領域と前記第４の領域と前記第５の領域と前記第６の領域とで定まる領域の形状は、前記所定の領域の形状と同じ形状である事を特徴とする請求項５に記載の光学装置。
  7. 前記第１の受光部で受光する場合には、前記第１の制御部と前記第２の制御部と前記第３の制御部と前記第４の制御部との制御により、前記第１の発光部と前記第２の発光部と前記第３の発光部と前記第４の発光部とが発光し、
    前記第２の受光部で受光する場合には、前記第２の制御部と前記第４の制御部と前記第５の制御部と前記第６の制御部との制御により、前記第２の発光部と前記第４の発光部と第５の発光部と第６の発光部とが発光する事を特徴とする請求項５又は６に記載の光学装置。
  8. 更に、前記第３の領域及び前記第４の領域に接した第３の透過部と、前記第３の透過部を通過した光を受光する第３の受光部と、を有し、
    前記第３の透過部の周囲には、前記第３の領域と対称となる第７の領域及び前記第４の領域と対称となる第８の領域とを有し、
    前記第一基板を平面視した状態において、前記第７の領域に重なる位置に前記第２の制御部と同等の機能を有する第７の制御部を有し、前記第８の領域に重なる位置に前記第１の制御部と同等の機能を有する第８の制御部を有する事を特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の光学装置。
  9. 前記第３の透過部と前記第３の領域と前記第４の領域と前記第７の領域と前記第８の領域とで定まる領域の形状は、前記所定の領域の形状と同じ形状である事を特徴とする請求項８に記載の光学装置。
  10. 前記第３の受光部で受光する場合には、前記第３の制御部と前記第４の制御部と前記第７の制御部と前記第８の制御部との制御により、前記第３の発光部と前記第４の発光部と第７の発光部と第８の発光部とが発光する事を特徴とする請求項８又は９に記載の光学装置。
  11. 第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、
    前記所定の領域において前記第１の透過部の周囲に配置されたＮ個の発光部と（Ｎは２以上の整数）、
    前記発光部を制御する制御回路と、
    を含み、
    前記制御回路は、第１の制御部から第Ｎの制御部までＮ個の制御部に機能分割され、
    前記Ｎ個の制御部の其々は、平面視において、前記Ｎ個の発光部の其々と重なる領域に配置されている事を特徴とする光学装置。
  12. 第一基板上の所定の領域の中央に配置された第１の透過部と、
    前記第１の透過部の周囲に配置された発光部と、
    前記発光部と異なる層に配置され、前記発光部の制御を行う制御回路と、を含み、
    前記発光部は、第１の領域に配置される第１の発光部と第２の領域に配置される第２の発光部と第３の領域に配置される第３の発光部と第４の領域に配置される第４の発光部とを有し、
    前記第３の領域は、前記第１の透過部を挟んで前記第２の領域と対称となる領域であり、
    前記第４の領域は、前記第１の透過部を挟んで前記第１の領域と対称となる領域であり、
    前記制御回路は、第１の制御部と第２の制御部と第３の制御部と第４の制御部とを有し、
    前記第一基板を平面視した状態において、前記第１の制御部は前記第１の領域に重なる位置に配置され、前記第２の制御部は前記第２の領域に重なる位置に配置され、前記第３の制御部は前記第３の領域に重なる位置に配置され、前記第４の制御部は前記第４の領域に重なる位置に配置され、
    前記第１の制御部と前記第２の制御部と前記第３の制御部と前記第４の制御部との其々は異なる機能を有し、
    前記第１の発光部と前記第２の発光部と前記第３の発光部と前記第４の発光部の各々は、前記制御回路により制御される事を特徴とする光学装置。
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