專利名稱：具有顯示功能的攝像裝置及移動通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有顯示功能的:J聶像裝置及移動通信終端。
背景技術(shù)：
近年來，作為攝像裝置一種的涉及生物體認(rèn)證的技術(shù)開發(fā)顯著發(fā)展。再者，
如公知技術(shù)，所謂生物體認(rèn)證是這樣的技術(shù)判定從檢查對象個體獲得的生物
體信息與預(yù)先設(shè)定的生物體信息是否相等，基于這種判定，根據(jù)其他個體識別 某個個體。例如，可例舉基于人的眼睛的虹膜特定個體的方法、基于人的手指 等的靜脈圖形特定個體的方法以及基于手指的指紋圖形特定個體的方法。特別 是利用人的手指等的靜脈圖形的方法，圖形數(shù)據(jù)難于偽裝，能確保高的安全性。 專利文獻(xiàn)l中公開了用于生物體認(rèn)證的攝像裝置。在該攝像裝置中，通過 使光源、支撐臺、圖像認(rèn)證部層疊，從而實(shí)現(xiàn)攝像裝置的小型化。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2001 — 119008號公報(bào)
專利文獻(xiàn)l的攝像裝置是僅具備攝像功能的結(jié)構(gòu)。即，專利文獻(xiàn)l的攝像 裝置僅具備攝像功能，沒有作成兼具備顯示功能的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，目的在于提供一種能夠獲得期望 的圖像、而且也兼具備顯示功能的攝像裝置及移動通信終端。
本發(fā)明的具有顯示功能的攝像裝置的結(jié)構(gòu)，其中，像輸入面被分割為多個 單位區(qū)域，基于電氣控制將規(guī)定的單位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域，通過該設(shè)定的 單位區(qū)域輸入外來光，基于該外來光拍攝外來像，并且，基于電氣控制將規(guī)定 的單位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域，通過該設(shè)定的單位區(qū)域向外部輸出光，從而顯 示像。由此，能夠獲得期望的圖像，進(jìn)而成為兼具顯示功能的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選具備上述像輸入面被分割為多個上述單位區(qū)域，基于電氣控制將規(guī) 定的上述單位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域的濾光層；具有一列以上的像素列的攝像元件；從上述濾光層將外來光引導(dǎo)至上述像素列的第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；以及，生 成應(yīng)該通過上述濾光層向外部輸出的光的可見光源。由此，透射了設(shè)定于光透 射區(qū)域的單位區(qū)域的外來光，通過第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)輸入攝像元件的各像素。使 作為光透射區(qū)域而設(shè)定的單位區(qū)域順次移動，通過用攝像元件順次檢測每個單 位區(qū)域的外來像，從而能夠拍攝輸入濾光曾的表面區(qū)域的外來像的全部。因而， 能夠使用更少的像素?cái)?shù)的攝像元件獲得期望的像素。
優(yōu)選上述第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)是將輸入的外來光通過多個反射面引導(dǎo)至上述 攝像元件的像素的光學(xué)部件。
優(yōu)選上述光學(xué)部件由相互鄰接配置的多個引導(dǎo)部件構(gòu)成。
優(yōu)選多個上述引導(dǎo)部件分別具備使輸入的外來光向該引導(dǎo)部件的一端行 進(jìn)的多個第l反射面；以及，設(shè)置于該引導(dǎo)部件的上述一端側(cè)，使在該引導(dǎo)部 件內(nèi)傳播的外來光向上述攝像元件的像素反射的第2反射面。
優(yōu)選為了連接多個上述引導(dǎo)部件的第2反射面的各個而具備第2光引導(dǎo)機(jī) 構(gòu)，在上述第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的端部設(shè)置上述可見光源，上述引導(dǎo)部件的第1 反射面，使從上述可見光源輸入的光向該引導(dǎo)部件的另一端傳播，并且，向上 述濾光層反射。由此，能夠削減可見光源的個數(shù)。
優(yōu)選上述濾光層是點(diǎn)陣方式的液晶面板，具備液晶層；夾持上述液晶層， 可以相對上述液晶層的像素的各個施加電壓的電極層；以及，為使上述液晶層 的規(guī)定的單位區(qū)域成為光透射區(qū)域而控制上述電極層的液晶驅(qū)動電路。由此， 能有效利用現(xiàn)有的液晶技術(shù)將單位區(qū)域^沒定為光透射或不透射。
優(yōu)選由于上述電極層施加電壓，成為將上述濾光層的像輸入面通過多個第 1軸線分割而祐^見定的多個單位區(qū)域的各個作為光透射區(qū)域或不透射區(qū)域，外 來光輸入上述光透射區(qū)域的狀態(tài)。
優(yōu)選上述攝^像元件的多個像素沿上述第1軸線配置，多個上述引導(dǎo)部件分 別沿與上述第1軸線相交的第2軸線延伸。
優(yōu)選多個上述引導(dǎo)部件配置于上述才S/像元件上，上述濾光層配置于多個上 述引導(dǎo)部件上。
優(yōu)選在上述引導(dǎo)部件的第l反射面形成金屬反射膜。由此，輸入引導(dǎo)部件 的光不會從引導(dǎo)部件的下面泄漏出去。因而，光利用效率較高。優(yōu)選上迷可見光源設(shè)置于在上述多個引導(dǎo)部件下配置的可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu) 的端部，上述可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將輸入的光通過上述多個引導(dǎo)部件向上述濾光層 輸出。
優(yōu)選具備隔斷向上述攝^象元件輸入可見光的可見光截止濾波器。通過用可 見光截止濾波器覆蓋攝像元件，能防止誤在攝像元件的^f象素上蓄積不用的外來 光產(chǎn)生的電荷。
優(yōu)選上迷外來光即近紅外光照射在放置于上述濾光層的像輸入面上的被 檢測體，作為外來像而拍攝靜脈像。
本發(fā)明的移動通信終端，具備上述的攝像裝置。由此，成為能夠獲得期望 的圖像，進(jìn)而也兼具顯示功能的結(jié)構(gòu)。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能提供一種能夠獲得期望的圖像，進(jìn)而也兼具顯示功能的攝 像裝置和移動通信終端。


圖l是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的移動電話的結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的移動電話前面的結(jié)構(gòu)的模式圖。 圖3是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的移動電話前面的結(jié)構(gòu)的放大模式圖。 圖4是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的攝像裝置的概略分解立體圖。 圖5是表示線性傳感器的像素、第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)部件及單位電極的 配置關(guān)系的平面模式圖。
圖6是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的攝像裝置的概略的側(cè)面結(jié)構(gòu)的模式圖。 圖7是表示單位電極與液晶層的單位區(qū)域的配置關(guān)系的平面模式圖。 圖8是液晶面板的驅(qū)動系統(tǒng)的概略的框圖。
圖9是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的生物體認(rèn)證動作的流程圖。 圖IO是表示使用本發(fā)明的第1實(shí)施方式的攝像裝置拍攝圖像時的檢測光 的行進(jìn)的模式圖。
圖11是表示拍攝圖像時的光源及液晶面板的控制信號的圖。
圖12是表示顯示圖像時的可見光源及液晶面板的控制信號的圖。
圖13是表示使用本發(fā)明的第1實(shí)施方式的攝像裝置顯示圖像時的可見光的行進(jìn)的模式圖。
圖14是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的攝像裝置的概略的側(cè)面結(jié)構(gòu)的模式圖。 圖15是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的攝像裝置的概略的側(cè)面結(jié)構(gòu)的模式圖。 符號說明
l一線性傳感器"IH象元件)；2—第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；4、 5—偏振片；11、 12—第1反射面；13—第2反射面；14、 15—電極層；16—液晶層；18—第2 光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；19一可見光源；20—可見光截止濾波器；21—金屬反射膜；22 —可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；50—移動電話(移動通信終端)；100、 101—攝像裝置； LI ~ L4—第1軸線；PXa ~ PXe—攝像元件的像素；Rl ~ R5—單位區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。再者，各實(shí)施方式，為了說明上 的方便而簡略化。由于附圖是簡略的附圖，所以不要以附圖的記載作為根據(jù)狹 義地解釋本發(fā)明的技術(shù)范圍。附圖是專門用于技術(shù)事項(xiàng)的說明的圖，不反映附 圖所示的要件的準(zhǔn)確的大小等。在相同的要件上標(biāo)注相同的符號，重復(fù)的說明 省略。表示上下左右這樣的方向的詞語，以附圖的主^L圖的情況為前提而使用 的。
(第1實(shí)施方式)
用圖1至圖13說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的具備顯示功能的攝像裝置及 移動通信終端。
本實(shí)施方式的移動通信終端，如圖1所示，為移動電話50。移動電話50 具備上側(cè)本體(第1部件)51、下側(cè)本體(第2部件)52及鉸鏈53。上側(cè)本 體51與下側(cè)本體52均為塑料制的平板部件，通過鉸鏈53連接。上側(cè)本體51 與下側(cè)本體52，通過鉸鏈53開閉自如地構(gòu)成。在上側(cè)本體51與下側(cè)本體52 關(guān)閉的狀態(tài)時，移動電話50成為上側(cè)本體51與下側(cè)本體52重合的平板狀的 部件。
上側(cè)本體51在其內(nèi)面具備顯示部54。在顯示部54上顯示特定來電對方 的信息(名字、電話號碼)、存儲于移動電話50的存儲部的地址簿等。在顯示 部54的下方裝入液晶顯示裝置。
下側(cè)本體52在其內(nèi)面具備多個按鍵55。移動電話50的操作者通過操作按鍵55，打開地址簿，或者打電話，或者設(shè)定靜音才莫式，或者按自己意志操 作移動電話50。
如圖2所示，在上側(cè)本體51的外面配置有實(shí)質(zhì)上透明的表面區(qū)域RIO、 及顯示區(qū)域R20。
在表面區(qū)域R10上搭載人(被檢體)的手指57。在表面區(qū)域R10的下方 裝入攝像裝置IOO。再者，在本實(shí)施方式中，通過攝像裝置100與光源200構(gòu) 成生物體認(rèn)證裝置。
在顯示區(qū)域R20上顯示文字(時間、動作狀態(tài)、來電對方姓名等)。在顯 示區(qū)域R20的下方裝入液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置是包含上部電極、液 晶層及下部電極這些要件的一般的液晶顯示裝置。
如圖3所示，表面區(qū)域R10及顯示區(qū)域R20位于具有液晶層的區(qū)域R30 內(nèi)。在本實(shí)施方式中，位于表面區(qū)域RIO的下方的攝像裝置IOO所包含的液 晶層、和位于顯示區(qū)域R20的下方的液晶顯示裝置所包含的液晶層，位于同 一層，在相同的制造工序中制造。
通過共用位于表面區(qū)域R10的下方的攝像裝置100與位于顯示區(qū)域R20 的下方的液晶顯示裝置，從而可以降低將攝像裝置100裝入移動電話50所需 要的成本。再者，共用所使用的部件除液晶層之外，也可以是夾持液晶層的偏 振片、夾持液晶層的透明基板、下部電極或上部電極。無論任何情況，被共用 化的部件均相互配置于同層。
攝像裝置IOO的像輸入面被分割為多個單位區(qū)域，基于電氣控制，規(guī)定的 單位區(qū)域被設(shè)定為光透射區(qū)域。并且，攝像裝置IOO通過介于被作為光透射區(qū) 域的單位區(qū)域而使外來光輸入，作成能夠基于該外來光拍攝外來像的結(jié)構(gòu)。
具體而言，如圖4所示，攝像裝置IOO具備線性傳感器(攝像像素)1、 第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2、濾光層3、偏光片4、 5及微型透鏡陣列6。而且，攝像裝 置100具備運(yùn)算處理部7、存儲部8及液晶驅(qū)動電路9等。
線性傳感器1是多個像素配置為1列的攝像像素。線性傳感器1具有與液 晶面板3的寬度尺寸大致相等的寬度尺寸。線性傳感器1是光二極管 (Photodiode )配置為 一 列的PD陣列傳感器或MOS ( Metl Oxide Semiconductor)型的像素配置為一列的MOS陣列傳感器等。如圖1等所示，這種線性傳感器1配置于移動電話50的表面區(qū)域R10的一側(cè)部(在圖2中為 朝向紙面的下方)。即，如圖5所示，線性傳感器1沿y軸方向并排有PXa-PXe。但是，只要是具有一列以上的像素列的攝像元件即可。
第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2具有與液晶面板3的平面區(qū)域大致相等的大小的平面區(qū) 域。本實(shí)施方式的第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2，如圖4及圖5所示，是由對應(yīng)線性傳感 器1的各像素PXa PXe配置的多個引導(dǎo)部件2a 2e構(gòu)成的光學(xué)部件。引導(dǎo) 部件2a ~ 2e是對光實(shí)質(zhì)性透明的光學(xué)部件。引導(dǎo)部件2a ~ 2e以沿x軸方向延 伸的方式相互鄰4妻并列配置。
如圖6所示，引導(dǎo)部件2a-2e的上面平坦，^旦下面形成有多個沖曹10。槽 10向紙面在面前或縱身方向(y軸方向)延伸。通過在引導(dǎo)部件2a 2e的下 面形成多個槽IO，從而在引導(dǎo)部件2a 2e的下面形成有多個反射面(第l反 射面)11、 12。另外，引導(dǎo)部件2a 2e在其左端部分形成有反射面(第2反 射面)。各個引導(dǎo)部件2a-2e的反射面配置于線性傳感器1的像素PXa PXe 的上方。
濾光層3由點(diǎn)陣方式的液晶面板(以下標(biāo)注與濾光層相同的符號3)。液 晶面板3配置于引導(dǎo)部件2a~ 2e的上方。液晶面板3具有與移動電話50的表 面區(qū)域R10大致相等的平面區(qū)域。作為液晶面板3的驅(qū)動方式，即可以為點(diǎn) 陣方式，也可以為有源矩陣方式。順便帶一句，本實(shí)施方式的液晶面板3為無 源矩陣方式。
如圖6所示，液晶面板3具備電極層(下部電極)14、電極層(上部電極) 15、液晶層16。
電極層14由導(dǎo)電性薄膜(ITO:)構(gòu)成。電極層14對可見光 近紅外光 的波長帶域的光實(shí)質(zhì)性透明。電極層14由多個單位電極14a~ 14e構(gòu)成。單位 電極14a~ 14e等間隔并列排列。單位電極14a~ 14e形成于省略了圖示的下部 透明基板的上面。
電極層15也由導(dǎo)電性薄膜(ITO:)構(gòu)成。電極層15對可見光~近紅外 光的波長帶域的光實(shí)質(zhì)性透明。電極層15由多個單位電極15a~ 15e構(gòu)成。單 位電極15a~ 15e是沿y軸方向延伸的長型的掃描電極。單位電極15a~ 15e等 間隔并列排列。單位電極15a~ 15e形成于省略了圖示的上部透明基板的下面。液晶層16在省略了圖示的下部透明基板與上部透明基板之間填充有液 晶。液晶層16為密閉結(jié)構(gòu)。在下部透明基板與上部透明基板之間大致等間隔 地配置有間隔部件17。由此，液晶面板3為能夠耐住作用于透明基板的推壓 的結(jié)構(gòu)。
這種液晶面板3，通過在由電極層14、 15構(gòu)成的一對電才及層之間施加電 壓，從而對液晶層16施力。電壓。液晶層16的液晶配向狀態(tài)通過施加電壓而進(jìn) 行控制。具體而言，多個單位電極14a~ 14e、 15a ~ 15e分別與液晶驅(qū)動電路9 連接。液晶驅(qū)動電路9與運(yùn)算處理部7連接。即，液晶面板3為這樣的結(jié)構(gòu) 液晶驅(qū)動電路9基于來自運(yùn)算處理部7的攝像控制信號，可控制液晶面板3 的規(guī)定的區(qū)域(像素)。在本實(shí)施方式中，沿x軸方向延伸的單位電極與沿y 方向延伸的單位電極的交叉部分為像素。
本實(shí)施方式的液晶驅(qū)動電路9，基于來自運(yùn)算處理部7的攝像控制信號， 為使液晶面板3的表面區(qū)域(像輸入面)通過多條第1軸線被分割而^*定的 多個單位區(qū)域的各個成為光透射區(qū)域，進(jìn)行控制單位電極14a~ 14e、 15a~ 15e。 具體而言，如圖7所示，液晶面板3的表面區(qū)域通過軸線(第1軸線)Ll-L4而被5分割，規(guī)定單位區(qū)域R1 R5。再者，單位區(qū)域是液晶面板3的表面 區(qū)域通過多條軸線被分割而被規(guī)定的區(qū)域。在軸線L1下側(cè)形成單位區(qū)域Rl, 在軸線Ll與軸線L2之間形成單位區(qū)域R2，在軸線L2與軸線L3之間形成單 位區(qū)域R3，在軸線L3與軸線L4之間形成單位區(qū)域R4，在軸線L4上側(cè)形成 單位區(qū)域R5。即，在拍攝外來像時，以沿液晶面板3的y軸方向配置的像素 組為一個單位區(qū)域。
此時，構(gòu)成電極層15的單位電極15a~ 15e,對應(yīng)各單位區(qū)域Rl ~ R5配 置。即，單位電極15a對應(yīng)單位區(qū)域Rl配置。單位電極15b對應(yīng)單位區(qū)域R2 配置。單位電極15c對應(yīng)單位區(qū)域R3配置。單位電極15d對應(yīng)單位區(qū)域R4 配置。單位電極15e對應(yīng)單位區(qū)域R5配置。
偏振片4、 5配置為夾持液晶面板3。即，偏振片4配置在液晶面板3的 下側(cè)的電極層14的下方。偏振片5配置在液晶面板3的上側(cè)的電極層15的上 方。偏振片4、 5是透射特定的偏振光成分的光的光學(xué)部件。偏振片4、 5具有 與液晶面板3的平面區(qū)域大致相等的平面區(qū)域。微型透鏡陣列6是多個透鏡6a配置為矩陣狀的片部件。微型透鏡陣列6 配置于偏振片5的上方。透鏡6a配置為與液晶面板3的各像素對應(yīng)。因而， 可以以更廣的范圍獲得外來像。另外，能進(jìn)一步抑制被單位區(qū)域的引導(dǎo)部件 2a 2e所規(guī)定的區(qū)域之間的光的串線。另外，通過適宜設(shè)定透鏡6a的焦點(diǎn)位 置，從而能特別降低第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2中的光傳4番損失，提高攝像裝置100 的光利用效率。
運(yùn)算處理部7為CPU。運(yùn)算處理部7通過移動電話50的操作調(diào)出存儲在 存儲部8的攝像控制信號，向液晶驅(qū)動電路9輸出。另外，運(yùn)算處理部7基于 調(diào)出的攝像控制信號進(jìn)行控制線性傳感器1或光源200。進(jìn)而，運(yùn)算處理部7 對來自各像素PXa ~ PXe的圖像信號進(jìn)行二值化處理，或者對獲得的靜脈圖形 進(jìn)行修正，或者比較獲得的靜脈圖形與與預(yù)先存儲在存儲部8的靜脈圖形進(jìn)行 認(rèn)證。即，攝像控制信號是管理來自線性傳感器1的圖像信號的輸出時間或光 源200的發(fā)光時間、單位電極的選擇及施加電壓的時間等的信號。
存儲部8是半導(dǎo)體內(nèi)存。存儲部8存儲預(yù)先設(shè)定的攝傳4空制信號和來自線 性傳感器1的各像素的圖像信號。
液晶驅(qū)動電路9是所謂的液晶驅(qū)動器。如圖8所示，液晶驅(qū)動電路9基于 已輸入的攝像控制信號，控制液晶面板3的單位電極14a~ 14e、 15a 15e，以 規(guī)定的單位區(qū)域?yàn)楣馔干鋮^(qū)域。
光源200在表面區(qū)域R10的相對置的二側(cè)部(在圖2中朝向紙面為左右) 配置多個。光源200向前方射出適于生物體認(rèn)真的波長帶域580nm- 1000nm, 優(yōu)選600nm ~ 860nm的檢測光。光源200例如為半導(dǎo)體發(fā)光元件(LED)或半 導(dǎo)體激光元件(LD )。該光源200通過省略了圖示的控制電路進(jìn)行控制。
使用這種結(jié)構(gòu)的生物體認(rèn)證裝置，能夠如以下進(jìn)行生物體認(rèn)證。
首先，如圖9所示，如果在非動作狀態(tài)的移動電話50的表面區(qū)域R10上 放置手指57，則移動電話50使該生物體認(rèn)證功能活性化(Sl )。再者，檢測 手指57放置在表面區(qū)域R10上的機(jī)構(gòu)為任意。
接著，伴隨生物體認(rèn)證功能的活性化，裝入移動電話50內(nèi)的生物體認(rèn)證 裝置，將檢測光向前方輸入(S2)。即，生物體認(rèn)證裝置的運(yùn)算處理部7調(diào)出 存儲在存儲部8的攝像控制信號，將該攝像控制信號輸出給控制光源200的控制電路。輸入了攝像控制信號的控制電路，控制光源200為基于該攝像控制信 號的發(fā)光時間和光量等。光源200對放置在移動電話50的表面區(qū)域R10上的 手指57照射檢測光。
接著，生物體認(rèn)證裝置獲得靜脈圖形作為外來像(S3)。具體而言，攝像 裝置100選擇全部單位電極14a 14e，并且，根據(jù)時間的經(jīng)過，順次選擇單 位電極15a~ 15e,將單位區(qū)域R1 ~R5順次設(shè)定為光透射區(qū)域。
即，選擇全部單位電極14a~ 14e,并且，選擇單位電極15a,對液晶面板 3的單位區(qū)域R1施加電壓并以該單位區(qū)域R1作為光透射區(qū)域，其他的單位區(qū) 域R2 R5作為不透射區(qū)域。順帶一句，本實(shí)施方式的液晶面板3為正常黑色 方式。但是，液晶面板3為正常白色方式也能實(shí)施。
來自光源200的才企測光，照射在放置于移動電話50的表面區(qū)域R10上的 手指57上。在手指57的內(nèi)部有靜脈，4全測光被該靜脈吸收。靜脈以外的生物 體組織不怎么吸收^r測光。來自手指57的透射光及反射光作為外來光，從液 晶面板3的單位區(qū)域R1輸入，在引導(dǎo)部件2a-2e內(nèi)傳播而輸入線性傳感器1 的各像素PXa PXe。即，輸入液晶面板3的單位區(qū)域R1的外來光，如圖10 所示，順次透射樣i型透鏡陣列6、偏振片5、液晶面板3、偏振片4。透射偏振 片4的外來光，通過引導(dǎo)部件2a 2e的上面而輸入引導(dǎo)部件2a 2e。輸入了 引導(dǎo)部件2a 2e的外來光設(shè)定為，通過設(shè)置于其下面的反射面12，向引導(dǎo)部 件2a 2e的左端行進(jìn)。即，被引導(dǎo)部件2a~ 2e的反射面12反射的外來光， 反復(fù)進(jìn)行在引導(dǎo)部件2a 2e與偏振片4之間的界面的反射和在反射面11、 12 中的反射，同時，向引導(dǎo)部件2a 2e的左端行進(jìn)。
在引導(dǎo)部件2a 2e的左端，如上所述地設(shè)置有反射面13。因而，在引導(dǎo) 部件2a 2e內(nèi)傳播的外來光，被反射面13反射，輸入配置在其下方的線性傳 感器1的像素PXa PXe。在被確保某種程度的檢測時間(累積時間)后，運(yùn) 算處理部7對線性傳感器1輸出讀數(shù)信號(輸出指示信號)。像素PXa~PXe 將基于讀數(shù)信號表示蓄積在各像素PXa~PXe的電荷量的圖像信號，輸出給模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器30。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器30對圖像信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，輸出給運(yùn) 算處理部7。運(yùn)算處理部7在對該圖像信號例如根據(jù)需要進(jìn)行照度部分修正、 除去噪音等的圖像處理后，實(shí)施二值化處理等，將實(shí)施了處理的圖像信號存儲在存儲部8?；蛘?，也可以在一次將原圖像存儲在存儲部8之后，實(shí)施上述圖 像處理。被二值化處理的圖像，對應(yīng)靜脈的部分變黑，成為反映靜脈圖形的圖 像。
這樣，在斷續(xù)地選擇單位電極14a~ 14e的狀態(tài)下，順次選擇單位電極15b 以液晶面板3的單位區(qū)域R2作為光透射區(qū)域，選擇單位電極15c以液晶面板 3的單位區(qū)域R3作為光透射區(qū)域，選擇單位電極15d以液晶面板3的單位區(qū) 域R4作為光透射區(qū)域，選擇單位電極15e以液晶面板3的單位區(qū)域R5作為 光透射區(qū)域，在各個單位區(qū)域拍攝手指57的圖像，將該圖像信號存儲在存儲 部8。存儲部8合成在各個單位區(qū)域的手指57的圖像信號，作為外來像而形 成手指57整體的靜脈圖形圖像。若表示此時的光源200及液晶面板3的各控 制信號，則成為圖ll那樣。再者，圖11中的攝像控制信號表示液晶面板3的 掃描時間。
接著，運(yùn)算處理部7判定獲得的靜脈圖形(獲得圖形)與預(yù)先在存儲部8 登記的靜脈圖形(原始模型)是否一致(S4)。該判定由運(yùn)算處理部7根據(jù)規(guī) 定的算法來執(zhí)行。
在判定成功的情況下，移動電話50使該移動電話50的通常功能激活(S5 )。 例如，移動電話50解除鎖定模式。在判定不成功的情況下，移動電話50保持 非動作狀態(tài)。
根據(jù)上述的說明可知，在本實(shí)施方式中，透射設(shè)定于光透射區(qū)域的單位區(qū) 域的外來光，通過第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2，輸入線性傳感器l的像素。使作為光透 射區(qū)域而設(shè)定的單位區(qū)域順次移動，通過用線性傳感器1順次檢測每個單位區(qū) 域的外來像，能夠拍攝輸入液晶面板3的表面區(qū)域的所有外來像。因而，使用 更少的像素?cái)?shù)的攝像元件能夠獲得期望的圖像。
另外，在本實(shí)施方式中，對應(yīng)單位區(qū)域配置單位電極，利用該單位電才及控 制相對液晶層的外加電壓的范圍。由此，能設(shè)定在想要的作為光透射區(qū)域而應(yīng) 該設(shè)定的單位區(qū)域的范圍。
另夕卜，在本實(shí)施方式中，能有效利用現(xiàn)有的液晶技術(shù)將單位區(qū)域設(shè)定為光 透射或不透射。
另外，在本實(shí)施方式中，使用多個引導(dǎo)部件2a~2e，將透射單位區(qū)域的外來光引導(dǎo)至線性傳感器1的像素。通過采用分割為各個的多個引導(dǎo)部件，與 采用這些成為一體的情況比較，能有效地抑制各區(qū)域間的光的串線。另外，通 過使用板狀的光學(xué)部件，能使攝像裝置100的厚度做的足夠薄。另外，通過在 引導(dǎo)部件的下面設(shè)置多個反射面，從而能更高效地將光引導(dǎo)至線性傳感器1。
另外，才聶像裝置IOO共用化相鄰的液晶顯示裝置和部件。由此，能降低將 攝像裝置100裝入移動電話50所需要的成本。
該攝像裝置100作成這樣的結(jié)構(gòu)基于電控制將規(guī)定的單位區(qū)域設(shè)定為光 透射區(qū)域，通過該設(shè)定的單位區(qū)域向外部輸出光，從而能顯示像。即，攝像裝 置100也兼具備在液晶面板3的規(guī)定的像素上顯示像的顯示功能。
具體而言，如圖4所示，攝像裝置100除上述的結(jié)構(gòu)外，還具備第2光引 導(dǎo)機(jī)構(gòu)18、可見光源19以及可見光截止濾波器20。
第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18是設(shè)定為連接第1光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2的引導(dǎo)部件2a ~ 2e的 反射面13的各個的光學(xué)部件。在該第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18的端部設(shè)置有可見光源 19。
可見光源19輸出波長帶域400nm 800nm左右的可見光?？梢姽庠?9例 如是半導(dǎo)體發(fā)光元件(LED ( Light Emitting Diode))或半導(dǎo)體激光元件(LD )。 該可見光源19通過省略圖示的驅(qū)動電路進(jìn)行控制。
可見光截止濾波器20,為了隔斷向線性傳感器1輸入可見光而配置為覆 蓋線性傳感器1。即，可見光截止濾波器20是隔斷除檢測光以外的干擾光的 板狀(也包括薄片狀)的光學(xué)部件。通過用可見光截止濾波器20覆蓋線性傳 感器l，從而能防止誤在線性傳感器1的像素蓄積不需要的干擾光帶來的電荷。
這種攝像裝置100，例如從移動電話50的處理電路向液晶驅(qū)動電路9輸 入在液晶面板3的表面區(qū)域顯示的圖像控制信號。與此同時，也向控制可見光 源19的驅(qū)動電路輸入該圖像控制信號。
液晶驅(qū)動電路9基于該圖像控制信號控制單位電極14a 14e及15a 15e, 以使液晶面板3的規(guī)定的像素成為光透射區(qū)域，其他像素成為不透射區(qū)域。即， 在顯示像時，以液晶面板3的各像素作為一個單位區(qū)域。
控制可見光源19的驅(qū)動電路，基于該圖像控制信號控制可見光源19?？?見光源19向第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18輸出可見光。若表示此時的可見光源19及液晶面板3的各控制信號，則成為圖12。再者，圖12中的圖像控制信號表示液 晶面板3的掃描時間。
如圖13所示，該攝像裝置100將來自可見光源19的可見光引導(dǎo)至第2 光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18?？梢姽鈴囊龑?dǎo)部件2a-2e的反射面13輸入。進(jìn)而，可見光 通過設(shè)置于引導(dǎo)部件2a ~ 2e下面的反射面11,向引導(dǎo)部件2a ~ 2e的右端行進(jìn)。 即，被引導(dǎo)部件2a~2e的反射面11反射的光，反復(fù)進(jìn)行在引導(dǎo)部件2a-2e 與偏振片4之間的界面的反射和反射面11中的反射，同時，向引導(dǎo)部件2a 2e的右端行進(jìn)，并且，通過反射面12向液晶面板3在上方輸出。并且，可見 光透射基于圖像控制信號而作為光透射區(qū)域的液晶面板3的規(guī)定的像素。即， 可見光通過液晶面板3向外部輸出，被操作者作為像而視認(rèn)。作為液晶面板3 顯示的像，是例如獲得的靜脈圖形與預(yù)先登記在存儲部8的靜脈圖形一致為主 旨的文字信息和符號等。
這樣，攝像裝置100能作成不僅具有攝像功能，而且兼具顯示功能的結(jié)構(gòu)。 因此，能夠省略裝入移動電話50的表面區(qū)域R20的下方的液晶顯示裝置。因 而，有助于節(jié)省空間和削減成本。
另外，在本實(shí)施方式中，由于在拍攝外來像時和顯示像時同時使用第1 光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2，因此能使移動電話50薄型化。
另外，在本實(shí)施方式中，由于在液晶層16的上層配置微型透鏡陣列6， 所以能降低液晶層16的鄰接的像素之間的黑斑。 (第2實(shí)施方式)
再者，如圖14所示，上述第1實(shí)施方式的攝像裝置IOO優(yōu)選在各個引導(dǎo) 部件2a 2e的反射面11、 12上形成金屬反射膜21 。由此，輸入引導(dǎo)部件2a 2e的檢測光及可見光不會從引導(dǎo)部件2a 2e的下面泄漏出去。因而，能沒有 浪費(fèi)地使用來自光源200的檢測光及來自可見光源19的可見光，提高光利用 率。
(第3實(shí)施方式)
另外，上述第1實(shí)施方式的攝像裝置100,為了連接引導(dǎo)部件2a-2e的 反射面13而設(shè)置第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18,在該第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18的端部設(shè)置有 可見光源19, ^f旦不限于此。即，如圖15所示，本實(shí)施方式的攝像裝置101,在引導(dǎo)部件2a 2e的下 方配置有可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)22。該可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)22的一端部設(shè)置有多個可見 光源19。
可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)22雖然省略了圖示，但與第l光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2大致同樣， 雖然上面平坦，但在下面形成有反射面。通過在可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)22的下面形 成反射面，從可見光源19輸入的可見光向可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)22的另一端部行進(jìn)， 并且向上方輸出。被輸出的可見光透射第l光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2，進(jìn)而透射被作成光 透射區(qū)域的液晶面板3的單位區(qū)域的像素，被操作者作為像而視認(rèn)。這種攝像 裝置101可以省略可見光截止濾波器20。
但是，也可以在可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)22的一端部設(shè)置第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18，在 該第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)18的端部設(shè)置可見光源19。 (第4實(shí)施方式)
另外，上述笫1實(shí)施方式的攝像裝置100，雖然在最上層配置纟鼓型透鏡陣 列6,〗旦也可以省略。
本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述的實(shí)施方式，可以考慮其他的各種實(shí)施方 式。單位區(qū)域的設(shè)定個數(shù)、設(shè)定范圍任意。攝像裝置自身可以適用于生物體認(rèn) 證裝置以外的其他各種用途。另外，裝載的外部設(shè)備不限定于成為移動通信終 端的便攜設(shè)備。生物體認(rèn)證的觀察對象不限于人的手指，也可以是人的手掌， 也可以是其他部位。
沖艮據(jù)稱為標(biāo)準(zhǔn)黑色的方式或標(biāo)準(zhǔn)白色的方式的液晶顯示方式，被選擇的單 位電極適宜設(shè)定。再者，代替液晶技術(shù)的活用，也可以有效利用根據(jù)外加電壓 變化透明度的電氣光學(xué)結(jié)晶而將單位區(qū)域設(shè)定為光透射或不透射。
攝像元件不限定于稱為引導(dǎo)部件的部件，只要是將來自設(shè)定于光透射區(qū)域 的單位區(qū)域的光引導(dǎo)至4聶像元件的像素的部件即可。引導(dǎo)部件2a~2e不限定 于一個個的部件，也可以是它們一體形成的部件。另外，未必一定要1比1 地設(shè)置線性傳感器1的像素和引導(dǎo)部件。也可以相對多個像素分配一個引導(dǎo)部 件。各部件的具體材料，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以適當(dāng)選擇。
權(quán)利要求
1.一種具有顯示功能的攝像裝置，其中，像輸入面被分割為多個單位區(qū)域，基于電氣控制將規(guī)定的單位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域，通過該設(shè)定的單位區(qū)域輸入外來光，基于該外來光拍攝外來像，并且，基于電氣控制將規(guī)定的單位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域，通過該設(shè)定的單位區(qū)域向外部輸出光，從而顯示像。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于具備 上述像輸入面被分割為多個上述單位區(qū)域，基于電氣控制將規(guī)定的上述單 位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域的濾光層；具有一列以上的像素列的攝像元件；從上述濾光層將外來光引導(dǎo)至上述像素列的第l光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；以及 生成應(yīng)該通過上述濾光層向外部輸出的光的可見光源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于元件的像素的光學(xué)部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 上述光學(xué)部件由相互鄰接配置的多個引導(dǎo)部件構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 多個上述引導(dǎo)部件分別具備使輸入的外來光向該引導(dǎo)部件的一端行進(jìn)的多個第l反射面；以及 設(shè)置于該引導(dǎo)部件的上述一端側(cè)，使在該引導(dǎo)部件內(nèi)傳播的外來光向 上述攝像元件的像素反射的第2反射面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于為了連接多個上述引導(dǎo)部件的第2反射面的各個而具備第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)， 在上述第2光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的端部設(shè)置上述可見光源，上述引導(dǎo)部件的第1反射面，使從上述可見光源輸入的光向該引導(dǎo)部件的 另一端傳4番，并且，向上述濾光層反射。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或6所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于上述濾光層是點(diǎn)陣方式的液晶面板，具備 液晶層;夾持上述液晶層，可對上述液晶層的像素的各個施加電壓的電極層；以及以使上述液晶層的規(guī)定的單位區(qū)域成為光透射區(qū)域的方式控制上述 電極層的液晶驅(qū)動電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 由于上述電極層施加電壓，從而成為將上述濾光層的像輸入面通過多個第1軸線分割而被規(guī)定的多個單位區(qū)域的各個作為光透射區(qū)域或不透射區(qū)域，外 來光輸入上述光透射區(qū)域的狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 上述l聶像元件的多個像素沿上述第1軸線配置， 多個上述引導(dǎo)部件分別沿與上述第1軸線相交的第2軸線延伸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 多個上述引導(dǎo)部件配置于上述攝像元件上， 上述濾光層配置于多個上述引導(dǎo)部件上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 在上述引導(dǎo)部件的第l反射面形成金屬反射膜。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 上述可見光源設(shè)置于在上述多個引導(dǎo)部件下配置的可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的端部，上述可見光引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將輸入的光通過上述多個引導(dǎo)部件向上述濾光層輸出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 具備隔斷向上述攝像元件輸入的可見光的可見光截止濾波器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有顯示功能的攝像裝置，其特征在于 上述外來光即近紅外光照射在放置于上述濾光層的像輸入面上的被檢測體上，作為外來像而拍攝靜脈像。
15.一種移動通信終端，其特征在于，具備權(quán)利要求1至14任意一項(xiàng)所述的攝像裝置。
全文摘要
提供一種能夠獲得期望的圖像、而且也兼具顯示功能的攝像裝置。攝像裝置(100)，像輸入面被分割為多個單位區(qū)域?；陔姎饪刂茖⒁?guī)定的單位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域，通過該設(shè)定的單位區(qū)域輸入外來光，基于該外來光拍攝外來像?；陔姎饪刂茖⒁?guī)定的單位區(qū)域設(shè)定為光透射區(qū)域，通過該設(shè)定的單位區(qū)域向外部輸出光，從而顯示像。
文檔編號H04M1/02GK101640706SQ200910159630
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者酒本章人 申請人:日立麥克賽爾株式會社