JP6343972B2 - 照明装置及び生体認証装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及び生体認証装置に関する。

近年、手または指の静脈のパターン、指紋または掌紋などの生体情報を表した生体画像に基づいて、システムの利用者を非接触で認証する生体認証技術が開発されている。生体認証技術を利用した生体認証装置は、利用者の生体情報を表す入力生体画像を、予め登録された登録利用者の生体画像を表す登録生体情報と照合する。生体認証装置は、照合処理の結果、入力生体情報と登録生体情報が一致すると判定した場合、当該利用者を上記のシステムを利用する権限を有する正当な利用者（即ち、登録利用者）であることを認証し、上記のシステムの利用を許可する。生体認証装置は、例えば上記のシステム内に組み込まれていても、或いは、上記のシステムに外部接続されていても良い。

生体認証装置は、例えばパーソナルコンピュータへのログオン管理、銀行のＡＴＭ（Automated Teller Machine）における本人確認、オフィスなどの入退室管理などの様々な分野で利用され始めている。また、生体認証装置の適用範囲を拡大するため、生体認証装置自体の小型化が進められている。

生体認証装置が高精度で利用者を認証するためには、生体画像上で生体情報の特徴的な構造が鮮明に写っていることが望ましい。そこで、生体画像を生成する生体認証装置用センサは、生体情報を含む利用者の手などの被写体を結像レンズとＣＣＤ（Charged Coupled Device）などの撮像素子で撮影する撮影光学系に加え、被写体となる利用者の手などに照明光を照射する照明光学系を有していることもある。

照明光学系と撮影光学系を備えた生体認証技術が提案されている（例えば、特許文献１）。この提案技術では、被写体の生体領域以上の大きさに２次元配列された複数の発光ダイオードで照明光学系を形成することで、比較的大きな生体領域への照明光の照射を図っている。

一方、スクリーン照明用の照明光学系技術が提案されている（例えば、特許文献２）。この提案技術では、スクリーンを一定の領域に分割し、分割数に応じた複数の点光源を配列すると共に、点光源とスクリーンとの間にスクリーンと同等の大きさの回折表面要素が表面に設けられた光ガイド要素を配置することで、点光源からの光を平行光に変換してスクリーンに照射する照明光の強度分布の均一化を図っている。

しかし、上記の各提案技術では、照明光学系の大きさが、照明光を照射する照明領域以上の大きさであるため、小型化が進む生体認証装置への適用は難しい。

特開２００４−７８７９１号公報 特表２００８−５３７７８５号公報

従来は、照明装置より大きな照明領域における照明光の強度分布の均一化を図ることは難しい。

そこで、１つの側面では、照明装置より大きな照明領域における照明光の強度分布の均一化を図ることのできる照明装置及び生体認証装置を提供することを目的とする。

一側面によれば、基板の表面に設けられ、光を出力する複数の発光素子を含む光源と、ピッチ及び回転方向が異なる複数の回折格子が配置され、前記光を回折して照明光を照明対象の照明領域に照射する回折光学素子とを備え、前記複数の発光素子は、２以上の発光素子を含む少なくとも１つの発光素子グループを含む、複数の発光素子グループにグループ化されており、前記複数の回折格子の各々は、各発光素子グループからの光を、重ね合わせることで前記照明対象の前記照明領域を形成する複数の照射領域のうち対応する１つの照射領域に回折し、前記照明領域は、前記基板の表面と平行な平面上の前記回折光学素子及び前記光源の占有面積より大きい照明装置が提供される。

照明装置より大きな照明領域における照明光の強度分布の均一化を図ることができる。

生体認証装置用センサの第１の例を説明する図である。 生体認証装置用センサの第２の例を説明する図である。 生体の一例である手のひらを示す図である。 凹凸の小さい手のひらと凹凸の大きい手のひらを示す図である。 図５は、第１実施例における照明装置の一例を説明する図である。 回折光学素子の配置の一例を示す上面図である。 照明領域における照明光の強度を、照明光を照射するべき生体領域の形状に合わせた均一分布とする一例を説明する図である。 回折光学素子の回折格子の一例を示す上面図である。 回折光学素子の構成の一例を説明する図である。 回折光学素子の構成の他の例を説明する図である。 第２実施例における生体認証装置用センサの一例を説明する図である。 照明装置用センサの照明光と照明分布を示す模式図である。 図１１の照明装置用センサを備えた生体認証装置の画像処理の一例を説明するフローチャートである。 回折光学素子によりＬＥＤからの光を３つの照明領域を照射する照明光に回折する例を説明する図である。 ＬＥＤからの光を図１４に示す３つの照明領域を照射する照明光に回折する照明装置用センサの一例を示す上面図である。 照明領域の照明領域部分への分割の一例を示す図である。 ＬＥＤ群毎の光強度の一例を説明する図である。 第１、第２及び第３の照射領域に相当する照明領域の照明領域部分の測定結果を示す図である。 図１８中、（ａ），（ｂ），（ｃ）に夫々対応する回折光学素子のピクセル数ＰＩＸ、セルのセルサイズ、及び回折光学素子のサイズを示す図である。 図１５の照明装置用センサを備えた生体認証装置の認証用画像の取得及び撮影を含む画像処理の一例を説明するフローチャートである。 回折光学素子によりＬＥＤからの光を４つの照明領域を照射する照明光に回折する例を説明する図である。 回折光学素子によりＬＥＤからの光を９つの照明領域を照射する照明光に回折する例を説明する図である。 図２２の照明領域を照射する照明光に回折する回折光学素子を備えた生体認証装置の認証用画像の取得及び撮影を含む画像処理の一例を説明するフローチャートである。 一実施例における生体認証装置の一例を示すブロック図である。 コンピュータの構成の一例を示すブロック図である。

一実施例において、照明装置は、基板上の光源からの光を回折して照明光を照明対象の照明領域に照射する回折光学素子を備える。照明領域は、基板の表面と平行な平面上の回折光学素子及び光源の占有面積より大きい。

以下に、開示の照明装置及び生体認証装置の各実施例を図面と共に説明する。

照明装置からの照明光を照明装置より大きな照明領域に照射するには、例えば照明装置と照明領域との間の距離を離して照明光の広がりを利用することが考えられる。しかし、撮影光学系に対する照明光学系の光源の配置及び照明光に広がりを持たせるレンズの特性などに応じて、照明領域には明暗分布が発生し、照射される照明光の強度分布を均一化することは難しい。一方、照明光学系の光源からの照明光を拡散させて照明領域に照射することで、照明光の強度分布の均一化を図ることが考えられるが、拡散により照射される照明光の強度が低下してしまう。このように、照明装置より大きな照明領域における照明光の強度分布の均一化と、照明領域における照明光の強度の低下防止とを両立させることは難しい。

図１は、生体認証装置用センサの第１の例を説明する図である。図１中、（ａ）は生体認証装置用センサの上面図、（ｂ）は生体認証装置用センサの側面の模式図、（ｃ）は照明装置用センサの照明光と照明分布を示す模式図である。生体認証装置用センサ１Ａは、カメラなどの撮影光学系２と、照明光学系３を有する。照明光学系３は、基板４上に設けられた複数（この例では８個）のＬＥＤ５と、レンズアレイ６を有する。この例では、図１中、（ａ）に示すように、ＬＥＤ５は撮影光学系２の外側にリング状に配置されており、レンズアレイ６はＬＥＤ５と対向するようにリング状に設けられている。

図１中、（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ５からの照明光はレンズアレイ６により広がりを持たされて生体の照明領域１０に照射される。図１中、（ｃ）の上部に示すように、照明光の強度（任意単位）は、照明領域１０上の位置（任意単位）に応じて異なり、この例では、照明領域１０の中央部分での光強度が照明領域１０の他の部分での光強度より高い。このように、ＬＥＤ５の配置及びレンズアレイ６の特性などに応じて、照明領域１０には明暗分布が発生し、照射される照明光の強度分布を均一化することは難しい。

図２は、生体認証装置用センサの第２の例を説明する図である。図２中、（ａ）は生体認証装置用センサの上面図、（ｂ）は生体認証装置用センサの側面の模式図、（ｃ）は照明装置用センサの照明光と照明分布を示す模式図である。図２中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図２に示す生体認証装置用センサ１Ｂでは、図１のレンズアレイ６の代わりに、拡散導光板７がＬＥＤ５と対向するようにリング状に設けられている。図２中、（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ５からの照明光は拡散導光板７により拡散されて生体の照明領域１０に照射される。図２中、（ｃ）の上部に示すように、照明光の強度（任意単位）は、照明領域１０上の位置（任意単位）にかかわらず略均一となる。しかし、拡散された照明光は、照明領域１０より広い領域に照射され、照明領域１０の外側では、図２中、（ｃ）において楕円で囲んで示すように漏れ光による無駄が増大してしまうので、照明光の強度が低下してしまう。照明光の低下を防止するために、ＬＥＤ５の数を増加させたり、高出力のＬＥＤを用いることが考えられるが、ＬＥＤ５の数を増加させると照明光学系２が大型化してしまう。また、ＬＥＤ５に高出力ＬＥＤを用いた場合、高出力ＬＥＤが一般的には熱対策のため比較的大型であることから、照明光学系２が大型化してしまう。

一方、生体認証装置の認証精度は、生体の個体差により低下する場合がある。生体には凹凸があり、凹凸の大きさは人により異なる。生体認証対象が例えば手のひらの場合、手のひらの筋肉の付き方に応じて凹凸の大きさが人により異なる。図３は、生体の一例である手のひらを示す図である。図３に示すように、手のひら１１の中央部と破線で囲んだ周辺部とでは高低差があり、この高低差は人により比較的大きい。

図４は、凹凸の小さい手のひらと凹凸の大きい手のひらを示す図である。例えば、照明光学系２からの照明光が、図４中、（ａ）に示すように生体の凹凸が比較的小さい、例えば、手のひら１１Ａの筋肉が少ない人に対して照明光が照明領域１０内で良好な照明分布を有しても、（ｂ）に示すように生体の凹凸が比較的大きい、例えば手のひら１１Ｂの筋肉が多い人に対しては照明光が照明領域１０内で必ずしも良好な照明分布を有さない。つまり、手のひら１１Ｂの場合、照明光が照射されることで周辺部が明るく、中央部が暗くなり、必ずしも良好な照明分布が得られない。また、手のひらの反射率は、個々の生体の皮膚の色に応じて異なる。従って、結果的に生体の凹凸の大小(例えば、手のひらの筋肉が多い少ない)及び凹凸の位置に応じて個々の生体に対する最適な照明条件が異なり、同じ照明条件では取得できる撮影画像の品質が異なる。この結果、生体の凹凸の大小及び照明条件の組み合わせによっては、生体認証装置の認証精度が低下する。認証精度の低下を防止するために、ＬＥＤ５の数を増加させたり、高出力のＬＥＤを用いることが考えられるが、ＬＥＤ５の数を増加させると照明光学系２が大型化してしまう。また、ＬＥＤ５に高出力ＬＥＤを用いた場合、高出力ＬＥＤが一般的には熱対策のため比較的大型であることから、照明光学系２が大型化してしまう。

そこで、一実施例では、照明装置より大きな照明領域における照明光の強度分布の均一化を図る。また、一実施例では、生体認証装置の認証精度低下の防止を図る。

図５は、第１実施例における照明装置の一例を説明する図である。図５中、（ａ）は照明装置の上面図、（ｂ）は照明装置の側面の模式図である。照明装置２１は、基板２４上に設けられた複数（この例では８個）のＬＥＤ２５と、回折光学素子２６とを有する照明光学系２３を含む。ＬＥＤ２５は、光源を形成する発光素子の一例である。この例では、図５中、（ａ）に示すように、ＬＥＤ２５はリング状に配置されており、回折光学素子２６はＬＥＤ２５と対向するように、ＬＥＤ２５の光出射面側にリング状に設けられている。この例では、照明装置２１を手のひらの静脈認証に適用するため、ＬＥＤ２５は、単一色と見なせる波長帯域を持つが、光源が出力する光の波長または特性は、照明装置２１の用途に応じて適宜選定すれば良い。

図５中、（ｂ）に示すように、回折光学素子２６は、例えばガラスまたはプラスチックの基板２６１の表面に形成されている。この例では、回折光学素子２６は、ＬＥＤ２５からの光が入射される基板２６１の光入射面とは反対側（図５中、（ｂ）の上側）の、ＬＥＤ２５からの光を出射する基板２６１の光出射面に形成されているが、基板２６１の光入射面に形成されていても良い。回折光学素子２６は、基板２６１の材料及び厚みによって決まる屈折率の影響を考慮して設計可能である。ＬＥＤ２５の発光面と回折光学素子２６の光入射面（即ち、基板２６１の光入射面）との間隔は、ゼロ（０）より大きいことが望ましいが、ゼロ（０）であっても良い。

図６は、回折光学素子の配置の一例を示す上面図である。図６中、（ａ）に示すように、回折光学素子２６は、基板２６１の全面に対して形成されても、（ｂ）に示すようにＬＥＤ２５からの光が照射される基板２６１の部分だけに形成されても良い。

なお、本実施例では、ＬＥＤ２５及び回折光学素子２６をリング状に配置しているが、例えば格子状に配置しても良く、ＬＥＤ２５及び回折光学素子２６の配置は、照明装置２１大きさ、形状などに応じて適宜変更可能である。また、図６中、（ｂ）に示すように回折光学素子２６が部分的に形成されている場合も、回折光学素子２６の配置はＬＥＤ２５の配置に合わせた配置である。

図７は、回折光学素子による照明領域における照明光の強度を、照明光を照射するべき生体領域の形状に合わせた均一分布とする一例を説明する図である。ＬＥＤ２５からの光は、回折光学素子２６によりＬＥＤ２５の数（この例では８個）に応じた数の照射領域３１−１〜３１−８を照射する照明光に回折される。各照射領域３１−１〜３１−８における光強度分布は均一であり、各照射領域３１−１〜３１−８の形状は、照明光を照射するべき照明領域（または、照明対象の生体領域）３３の形状と同じである。従って、８個のＬＥＤ２５からの光を回折光学素子２６により生体上の同じ位置に回折して照射領域３１−１〜３１−８の位置を揃えて重ね合わせることで得られる照明装置２１の単一の照射領域３１の光強度分布は均一であり、この照射領域３１の形状は照明領域３３の形状と同じである。このように、回折光学素子２６の回折特性は、各ＬＥＤ２５からの光が入射する部分毎に異なる。なお、ＬＥＤ２５の個数は、生体または照明領域３３上で求められる明るさなどに応じて調整できる。

図８は、回折光学素子の回折格子の一例を示す上面図である。この例では、回折光学素子２６はマトリクス状に配置された複数（この例では２５個）の回折格子（以下、「セル」とも言う）２６３を有する。各セル２６３のピッチ及び回転方向は、互いに異なっても良い。セル２６３の形状は矩形に限定されず、セル２６３の配置はマトリクス状に限定されず、セル２６３の数も特に限定されない。以下の説明では、回折光学素子２６の一辺に沿ったセル２６３の数のことを「ピクセル数ＰＩＸ」とも言う。

図９は、回折光学素子の構成の一例を説明する図である。図９中、（ａ）はＬＥＤ２５と回折光学素子２６と照明領域３３の位置関係を示し、（ｂ）は照明領域３３の測定結果を示す。この例では、照明領域３３は１１０ｍｍ×１１０ｍｍの大きさの矩形であり、ＬＥＤ２５の発光面は３ｍｍ×３ｍｍの大きさの矩形であり、発光波長は５４５ｎｍである。ＬＥＤ２５と回折光学素子２６との間隔は５ｍｍであり、回折光学素子２６の基板２６１は合成石英であり、厚みは２ｍｍである。回折光学素子２６と照明領域３３との間隔は５０ｍｍである。回折光学素子２６は５ｍｍ×５ｍｍの大きさの矩形であり、回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸは２５０個であり、セル２６３は０．０２ｍｍ×０．０２ｍｍの大きさの矩形である場合、図９中、（ｂ）にハッチングで示すように、照明装置２１の上面図上の面積（即ち、基板２４または基板２６１の表面と平行な平面上の照明装置２１の面積）より大きな照明領域３３における光強度分布は均一である。図９中、（ｂ）のＹ（ｍ）は例えば（ａ）の上下方向上の位置に相当し、Ｘ（ｍ）は例えば（ａ）の紙面と垂直な方向上の位置に相当する。なお、ＬＥＤ２５の発光中心波長は、生体認証装置や生体認証装置用センサに一般的に使用される近赤外の波長であっても良く、発光中心波長を基に必要な照明領域３３を得る回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸ及び、セル２６３を設計すれば良い。基板２４においても、合成石英に限定されるものではなく、生体認証装置として扱いやすいプラスチック基板、例えばアクリルやポリカーボネート系のものであっても良い。光学系全体を構成する条件を基に必要な照明領域３３を得る回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸ及び、セル２６３を設計すれば良い。

図１０は、回折光学素子の構成の他の例を説明する図である。図１０中、（ａ）はＬＥＤ２５と回折光学素子２６と照明領域３３の位置関係を示し、（ｂ）は照明領域３３の測定結果を示す。この例では、照明領域３３は図９の場合より小さい３７ｍｍ×３７ｍｍの大きさの矩形であり、ＬＥＤ２５の発光面は３ｍｍ×３ｍｍの大きさの矩形であり、発光波長は５４５ｎｍである。ＬＥＤ２５と回折光学素子２６との間隔は５ｍｍであり、回折光学素子２６の基板２６１は合成石英であり、厚みは２ｍｍである。回折光学素子２６と照明領域３３との間隔は５０ｍｍである。回折光学素子２６は４．９５ｍｍ×４．９５ｍｍの大きさの矩形であり、回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸは１５０個であり、セル２６３は０．０３３ｍｍ×０．０３３ｍｍの大きさの矩形である場合、図１０中、（ｂ）にハッチングで示すように、照明装置２１の上面図上の面積より大きな照明領域３３における光強度分布は均一である。図１０中、（ｂ）のＹ（ｍ）は例えば（ａ）の上下方向上の位置に相当し、Ｘ（ｍ）は例えば（ａ）の紙面と垂直な方向上の位置に相当する。なお、ＬＥＤ２５の発光中心波長は、生体認証装置や生体認証装置用センサに一般的に使用される近赤外の波長であっても良く、発光中心波長を基に必要な照明領域３３を得る回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸ及び、セル２６３を設計すれば良い。基板２４においても、合成石英に限定されるものではなく、生体認証装置として扱いやすいプラスチック基板、例えばアクリルやポリカーボネート系のものであっても良い。光学系全体を構成する条件を基に必要な照明領域３３を得る回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸ及び、セル２６３を設計すれば良い。

図９及び図１０に示すように、回折光学素子２６は、ピッチ及び回転方向が異なるセル２６３が、照明領域３３の大きさ（即ち、面積）に応じたピクセル数ＰＩＸだけ一辺に沿って並べられた回折格子の集合体である。なお、製造の都合などでピクセル数ＰＩＸの変更が難しい場合には、照明領域３３の大きさに応じてセル２６３の大きさ（即ち、セルサイズ）を変えても良い。

図１１は、第２実施例における生体認証装置用センサの一例を説明する図である。図１１中、図５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１１中、（ａ）は生体認証装置用センサの上面図、（ｂ）は生体認証装置用センサの側面の模式図である。生体認証装置用センサ４１は、カメラなどの撮影光学系２２と、照明光学系２３を有する。照明光学系２３は、基板２４上に設けられた複数（この例では８個）のＬＥＤ２５と、回折光学素子２６とを有する。この例では、図１１中、（ａ）に示すように、ＬＥＤ２５は撮影光学系２２の外側にリング状に配置されており、回折光学素子２６はＬＥＤ２５と対向するように、ＬＥＤ２５の光出射面側にリング状に設けられている。回折光学素子２６は、図６中、（ａ）に示す配置を有しても、（ｂ）に示す配置を有しても良い。

図１２は、照明装置用センサの照明光と照明分布を示す模式図である。図１２に示すように、各ＬＥＤ２５からの照明光は回折光学素子２６により回折され、照射領域３１−１〜３１−８が図７に示すように重ね合わされることで生体の照明領域３３に照射される。照明光は、照明領域３３の外側において漏れ光による無駄が発生しないように、即ち、照明領域３３からはみ出さないように回折光学素子２６により回折されるので、照明光の強度は照明領域３３の全域にわたって低下することはない。また、図１２の上部に示すように、照明光の強度（任意単位）は、照明領域３３上の位置（任意単位）にかかわらず略均一となる。

図１３は、図１１の照明装置用センサを備えた生体認証装置の認証用画像の取得及び撮影を含む画像処理の一例を説明するフローチャートである。図１３に示す各ステップＳ１〜Ｓ５は、例えば後述するＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサにより実行しても良い。図１２に示すように照明装置用センサ４１により照明領域３３に照明光を照射した状態で、ステップＳ１では、プロセッサが撮影光学系２２が撮影した照明領域３３を含む生体画像を取得する。ステップＳ２では、プロセッサが取得した生体画像の明るさを検出する。ステップＳ３では、プロセッサが検出した生体画像の明るさが許容範囲内（即ち、光強度分布が所定の均一分布）であるか否かを判定する。ステップＳ３の判定結果がＮＯであると、ステップＳ４では、プロセッサが照明光学系２３のＬＥＤ２５を制御することで照明光の強度を補正し、処理はステップＳ１へ戻る。ＬＥＤ２５の制御は、ＬＥＤ２５毎、或いは、各照射領域３１−１〜３１−８に対応するＬＥＤ２５で形成されたＬＥＤ群毎に行っても良い。一方、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ５では、プロセッサが撮影光学系２２を制御して照明領域３３を含む生体画像を撮影する。このように、取得した生体画像の明るさが許容範囲内の場合には、この生体画像をを撮影して入力画像を取得する。また、取得した生体画像の明るさが許容範囲外の場合には、ＬＥＤ２５に供給する電流値を調整して照明光の強度を補正した後、再び生体画像を取得し、取得した生体画像の明るさが許容範囲内になるまでステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返す。なお、取得した生体画像の明るさが許容範囲より暗い（即ち、暗すぎる）場合は、ＬＥＤ２５に供給する電流値を大きくして照明光の光強度を増加させ、取得した生体画像の明るさが許容範囲より明るい（即ち、暗すぎる）場合は、ＬＥＤ２５に供給する電流値を小さくして照明光の光強度を減少させる。なお、図１３において、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５の下及びステップＳ４の上に示す画像は、生体画像の一例である手のひらを示す。

図１４は、回折光学素子によりＬＥＤからの光を３つの照射領域を照射する照明光に回折する例を説明する図である。この例では、ＬＥＤ２５は複数のＬＥＤ群にグループ化されており、回折光学素子２６は、第１のＬＥＤ群からの光を照明領域３３の外側部分と相似の枠形状を有する第１の照射領域５１−１に回折し、第２のＬＥＤ群からの光を第１の照射領域５１−１の内側部分と相似の枠形状を有する第２の照射領域５１−２に回折し、第３のＬＥＤ群からの光を第２の照射領域５１−２の内側部分と相似の矩形状を有する第３の照射領域５１−３に回折する。各照射領域５１−１〜５１−３における光強度分布は均一であり、光強度は互いに等しい。照射領域５１−１〜５１−３の生体上の位置を揃えて重ね合わせることで得られる照明装置用センサ４１の単一の照射領域５１の光強度分布は均一であり、この照射領域５１の形状は照明領域３３の形状と同じである。なお、照射領域の数及び形状は、特に限定されない。また、回折光学素子２６は、図６中、（ａ）に示す配置を有しても、（ｂ）に示す配置を有しても良い。

図１５は、ＬＥＤからの光を図１４に示す３つの照明領域を照射する照明光に回折する照明装置用センサの一例を示す上面図である。図１５中、図１１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この例では、照明光学系２３は９個のＬＥＤ２５を有する。また、第１のＬＥＤ群２５１は５個のＬＥＤ２５を含み、第２のＬＥＤ群２５２は３個のＬＥＤ２５を含み、第３のＬＥＤ群２５３は１個のＬＥＤ２５を含む。照明領域３３は、図１６に示すように、６×６＝３６個の照明領域部分に分割する。回折光学素子２６は、上記の第１、第２及び第３の照射領域５１−１，５１−２，５１−３に相当する照明領域部分に夫々第１、第２及び第３のＬＥＤ群２５１，２５２，２５３からの光が照射されるように、第１、第２及び第３のＬＥＤ群２５１，２５２，２５３からの光を回折する。図１６は、照明領域の照明領域部分への分割例を示す図である。この例では、第１の照射領域５１−１は第１のＬＥＤ群２５１に含まれる５個のＬＥＤ２５からの光が照射される２０個の照明領域部分を含み、第２の照射領域５１−２は第２のＬＥＤ群２５２に含まれる３個のＬＥＤ２５からの光が照射される１２個の照明領域部分を含み、第３の照射領域５１−３は第３のＬＥＤ群２５３に含まれる１個のＬＥＤ２５からの光が照射される４個の照明領域部分を含む。

図１７は、ＬＥＤ群毎の光強度の一例を説明する図である。図１７中、（ａ）は各ＬＥＤ群２５１，２５２，２５３毎の光の強度（任意単位）を示し、（ｂ）は（ａ）との比較のため９個全てのＬＥＤ２５からの光の強度（任意単位）が同じ場合を示す。図１７において、横軸は照明領域３３上の位置（任意単位）を示す。図１７中、（ａ）は第１のＬＥＤ群２５１の各ＬＥＤ２５からの光の強度を１、第２のＬＥＤ群２５２の各ＬＥＤ２５からの光の強度を２／３、第３のＬＥＤ群２５３のＬＥＤ２５からの光の強度を１／３とした場合の光強度分布を示し、各ＬＥＤ群２５１〜２５３のＬＥＤ２５からの光の強度は異なるが、各ＬＥＤ群２５１〜２５３からの光が照射される領域の大きさも異なるので、照射領域５１−１〜５１−３の生体上の位置を揃えて重ね合わせることで得られる照明装置用センサ４１の単一の照射領域５１の光強度分布は均一になる。なお、図１７中、（ｂ）は全ＬＥＤ２５からの光の強度を１とした場合の光強度分布を示す。

図１５の照明装置用センサ４１のＬＥＤ２５と回折光学素子２６と照明領域３３の位置関係は、図９に示す位置関係と同様で良い。図１８は、第１、第２及び第３の照射領域５１−１，５１−２，５１−３に相当する照明領域３３の照明領域部分の測定結果を示す図である。図１８中、（ａ）は第１の照射領域５１−１に相当する照明領域３３の照明領域部分の測定結果、（ｂ）は第２の照射領域５１−２に相当する照明領域３３の照明領域部分の測定結果、（ｃ）は第３の照射領域５１−３に相当する照明領域３３の照明領域部分の測定結果を示す。この例では、照明領域３３は１１０ｍｍ×１１０ｍｍの大きさの矩形であり、ＬＥＤ２５の発光面は３ｍｍ×３ｍｍの大きさの矩形であり、発光波長は５４５ｎｍである。ＬＥＤ２５と回折光学素子２６との間隔は５ｍｍであり、回折光学素子２６の基板２６１は合成石英であり、厚みは２ｍｍである。回折光学素子２６と照明領域３３との間隔は５０ｍｍである。

図１９は、図１８中、（ａ），（ｂ），（ｃ）に夫々対応する回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸ、セル２６３のセルサイズ、及び回折光学素子２６のサイズを示す図である。第１の照射領域５１−１については、回折光学素子２６は５．００ｍｍ×５．００ｍｍの大きさの矩形であり、回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸは２００個であり、セル２６３は０．０２５ｍｍ×０．０２５ｍｍの大きさの矩形である場合、図１９中、（ａ）にハッチングで示すように、照明装置用センサ４１の上面図上の面積より大きな照明領域３３における光強度分布は均一である。第２の照射領域５１−２については、回折光学素子２６は５．００ｍｍ×５．００ｍｍの大きさの矩形であり、回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸは１７５個であり、セル２６３は０．０２８５ｍｍ×０．０２８５ｍｍの大きさの矩形である場合、図１９中、（ｂ）にハッチングで示すように、照明装置用センサ４１の上面図上の面積より大きな照明領域３３における光強度分布は均一である。第３の照射領域５１−３については、回折光学素子２６は４．９５ｍｍ×４．９５ｍｍの大きさの矩形であり、回折光学素子２６のピクセル数ＰＩＸは１５０個であり、セル２６３は０．０３３ｍｍ×０．０３３ｍｍの大きさの矩形である場合、図１９中、（ｃ）にハッチングで示すように、照明装置用センサ４１の上面図上の面積より大きな照明領域３３における光強度分布は均一である。図１９中、（ａ）〜（ｃ）のＹ（ｍ）は例えば図９の上下方向上の位置に相当し、Ｘ（ｍ）は例えば図９の紙面と垂直な方向上の位置に相当する。

このように、異なる大きさ、異なる形状、及び異なる位置の照射領域５１−１〜５１−３を重ね合わせることで得られる照明装置用センサ４１の単一の照射領域５１の強度分布は均一であり、この単一の照射領域５１の形状は照明領域３３の形状と同じである。また、照明領域３３内における生体の凹凸の大小、凹凸の位置、皮膚の反射率などに応じて照明光の強度を照射領域５１−１〜５１−３毎に制御できるので、生体の凹凸の大小(例えば、手のひらの筋肉が多い少ない)、凹凸の位置、皮膚の反射率などに応じて個々の生体に対する最適な照明条件が異なる場合であっても、取得できる撮影画像の品質を一定に保つことができる。この結果、生体の凹凸の大小及び照明条件の組み合わせにかかわらず、生体認証装置の認証精度が低下を防止できる。

図２０は、図１５の照明装置用センサを備えた生体認証装置の認証用画像の取得及び撮影を含む画像処理の一例を説明するフローチャートである。図２０に示す各ステップＳ１〜Ｓ５は、例えば後述するＣＰＵなどのプロセッサにより実行しても良い。照明装置用センサ４１により照明領域３３に照明光を照射した状態で、ステップＳ１では、プロセッサが撮影光学系２２が撮影した照明領域３３を含む生体画像を取得する。ステップＳ２−１では、プロセッサが取得した生体画像の明るさを、照射領域５１−１〜５１−３毎に検出する。ステップＳ３−１では、プロセッサが検出した生体画像の照射領域５１−１〜５１−３毎の明るさが許容範囲内（即ち、光強度分布が所定の均一分布）であるか否かを判定する。ステップＳ３−１の判定結果がＮＯであると、ステップＳ４−１では、プロセッサが照明光学系２３のＬＥＤ２５をＬＥＤ群２５１〜２５３毎に制御することで照射領域５１−１〜５１−３毎に照明光の強度を独立して補正し、処理はステップＳ１へ戻る。一方、ステップＳ３−１の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ５では、プロセッサが撮影光学系２２を制御して照明領域３３を含む生体画像を撮影する。このように、取得した生体画像の照射領域５１−１〜５１−３毎の明るさが許容範囲内の場合には、この生体画像を撮影して入力画像を取得する。また、取得した生体画像の照射領域５１−１〜５１−３毎の明るさが許容範囲外の場合には、ＬＥＤ２５に供給する電流値をＬＥＤ群２５１〜２５３毎に調整して照明光の強度を補正した後、再び生体画像を取得し、取得した生体画像の照射領域５１−１〜５１−３毎に明るさが許容範囲内になるまでステップＳ１〜Ｓ４−１の処理を繰り返す。なお、取得した生体画像の明るさが許容範囲より暗い（即ち、暗すぎる）場合は、ＬＥＤ２５に供給する電流値をＬＥＤ群２５１〜２５３毎に大きくして照明光の光強度を増加させ、取得した生体画像の明るさが許容範囲より明るい（即ち、暗すぎる）場合は、ＬＥＤ２５に供給する電流値をＬＥＤ群２５１〜２５３毎に小さくして照明光の光強度を減少させる。

なお、図２０において、ステップＳ１，Ｓ２−１，Ｓ５の下に示す画像は、生体画像の一例である手のひらを示す。例えば図４中、（ｂ）に示す手のひら１１Ｂの場合、手のひら１１Ｂの凹凸により、照明光が照射されることで周辺部が明るく、中央部が暗くなり、必ずしも良好な照明分布が得られないことがある。しかし、この例では、照射領域５１−１〜５１−３毎に照明光の強度を補正することで照明条件を調整し、手のひら１１Ｂの撮影画像の品質が部分的に（図２０のステップＳ２−１の下に梨地で示す領域において）異なる現象を抑制できる。これにより、ＬＥＤ２５の数を増加させたり、高出力のＬＥＤを用いたりすることなく、認証精度の低下を防止することができる。

図２１は、回折光学素子によりＬＥＤからの光を４つの照明領域を照射する照明光に回折する例を説明する図である。図２１中、図１４と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この例では、回折光学素子２６は、第１のＬＥＤ群からの光を照明領域３３の外側部分と相似の枠形状を有する第１の照射領域５１−１に回折し、第２のＬＥＤ群からの光を第１の照射領域５１−１の内側部分と相似の枠形状を有する第２の照射領域５１−２に回折し、第３のＬＥＤ群からの光を第２の照射領域５１−２の内側部分と相似の矩形状を有する第３の照射領域５１−３に回折し、第４のＬＥＤ群からの光を第１〜第３の照射領域５１−１，５１−２，５１−３を重ね合わせた矩形状を有する第４の照射領域５１−４に回折する。各照射領域５１−１〜５１−４における光強度分布は均一であり、光強度は互いに等しい。照射領域５１−１〜５１−４の生体上の位置を揃えて重ね合わせることで得られる照明装置用センサ４１の単一の照射領域５１の光強度分布は均一であり、この照射領域５１の形状は照明領域３３の形状と同じである。なお、照射領域の数及び形状は、特に限定されない。また、回折光学素子２６は、図６中、（ａ）に示す配置を有しても、（ｂ）に示す配置を有しても良い。

ＬＥＤ２５からの光を図２１に示す照射領域５１−１〜５１−４を照射する照明光に回折する回折光学素子２６を用いる場合、生体認証装置の認証用画像の取得及び撮影を含む画像処理は、図１３及び図２０の処理を組み合わせることで、明るさ補正及び光の強度分布補正を行う。これにより、より細かな明るさ制御及び光の強度分布制御が可能となる。

図２２は、回折光学素子によりＬＥＤからの光を９つの照射領域を照射する照明光に回折する例を説明する図である。この例では、回折光学素子２６は、第１〜第９のＬＥＤ群からの光を照明領域３３の互いに異なる位置の矩形領域（照明領域３３より小さい）に相当する第１〜第９の照射領域５１０に回折する。図１５に示す回折光学素子４１を用いる場合には、第１〜第９のＬＥＤ群は、夫々９個のＬＥＤ２５のうちの対応する１個のＬＥＤ２５で形成されていても良い。各照射領域５１０は同じ形状及び同じ大きさを有し、各照射領域５１０における光強度分布は均一であり、光強度は互いに等しい。各照射領域５１０の生体上の位置を揃えて重ね合わせることで得られる照明装置用センサ４１の単一の照射領域５１１の光強度分布は均一であり、この照射領域５１１の形状は照明領域３３の形状と同じである。なお、照射領域５１０の数、形状、及び大きさは、特に限定されない。また、照射領域５１０の形状または大きさは、互いに異なるものであっても良い。さらに、回折光学素子２６は、図６中、（ａ）に示す配置を有しても、（ｂ）に示す配置を有しても良い。

ＬＥＤ２５からの光を図２２に示す照射領域５１０を照射する照明光に回折する回折光学素子２６を用いる場合、生体認証装置の認証用画像の取得及び撮影を含む画像処理は、図１３及び図２０の処理を組み合わせることで、明るさ補正及び光の強度分布補正を行う。これにより、より細かな明るさ制御及び光の強度分布制御が可能となる。

図２３は、図２２の照明領域を照射する照明光に回折する回折光学素子を備えた生体認証装置の認証用画像の取得及び撮影を含む画像処理の一例を説明するフローチャートである。図２３に示す各ステップＳ１〜Ｓ５は、例えば後述するＣＰＵなどのプロセッサにより実行しても良い。照明装置用センサ４１により照明領域３３に照明光を照射した状態で、ステップＳ１では、プロセッサが撮影光学系２２が撮影した照明領域３３を含む生体画像を取得する。ステップＳ２−２では、プロセッサが取得した生体画像の明るさを、９つの照射領域５１０毎に検出する。ステップＳ３−２では、プロセッサが検出した生体画像の９つの照射領域５１０毎の明るさが許容範囲内（即ち、光強度分布が所定の均一分布）であるか否かを判定する。ステップＳ３−２の判定結果がＮＯであると、ステップＳ４−１では、プロセッサが照明光学系２３のＬＥＤ２５をＬＥＤ群毎に制御することで９つの照射領域５１０毎に照明光の強度を独立して補正し、処理はステップＳ１へ戻る。一方、ステップＳ３−２の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ５では、プロセッサが撮影光学系２２を制御して照明領域３３を含む生体画像を撮影する。このように、取得した生体画像の９つの照射領域５１０毎の明るさが許容範囲内の場合には、この生体画像を撮影して入力画像を取得する。また、取得した生体画像の９つの照射領域５１０毎の明るさが許容範囲外の場合には、ＬＥＤ２５に供給する電流値をＬＥＤ群毎に調整して照明光の強度を補正した後、再び生体画像を取得し、取得した生体画像の９つの照射領域５１０毎に明るさが許容範囲内になるまでステップＳ１〜Ｓ４−１の処理を繰り返す。なお、取得した生体画像の明るさが許容範囲より暗い（即ち、暗すぎる）場合は、ＬＥＤ２５に供給する電流値をＬＥＤ群毎に大きくして照明光の光強度を増加させ、取得した生体画像の明るさが許容範囲より明るい（即ち、暗すぎる）場合は、ＬＥＤ２５に供給する電流値をＬＥＤ群毎に小さくして照明光の光強度を減少させる。

なお、図２３において、ステップＳ１，Ｓ２−２，Ｓ５の下に示す画像は、生体画像の一例である手のひらを示す。例えば図４中、（ｂ）に示す手のひら１１Ｂの場合、手のひら１１Ｂの凹凸により、照明光が照射されることで周辺部が明るく、中央部が暗くなり、必ずしも良好な照明分布が得られないことがある。しかし、この例では、照射領域５１０毎に照明光の強度を補正することで照明条件を調整し、手のひら１１Ｂの撮影画像の品質が部分的に（図２２のステップＳ２−２の下に梨地で示す領域において）異なる現象を抑制できる。これにより、ＬＥＤ２５の数を増加させたり、高出力のＬＥＤを用いたりすることなく、認証精度の低下を防止することができる。

図２４は、一実施例における生体認証装置の一例を示すブロック図である。図２４に示す生体認証装置６０は、照明光学系２３、撮影光学系２２、ＬＥＤ電流制御部６３、画像取得部６６、画像表示部６７、画像明るさ検出部６８、画像明るさ判定部６９、明るさ補正部７０、生体情報検出部７１、照合部７２、記憶部７３、及び画像表示部７４を有する。記憶部７３は、予め用意された生体テンプレートを記憶しており、照合部７２は、生体情報検出部７１が検出した生体情報と生体テンプレートを照合する。画像表示部７４は、照合部７２の照合結果または生体画像を表示する。

ＬＥＤ電流制御部６３及び明るさ補正部７０は、照明光学系制御部を形成する。画像取得部６６、画像表示部６７、画像明るさ検出部及び画像明るさ判定部６９は、撮影光学系制御部を形成する。

利用者が生体の一例である手のひらを照明光学系２３の照明領域３３を含む領域内にかざすと、生体認証装置６０は周知の方法で認証対象を検知し、ＬＥＤ電流制御部６３が照明光学系２３のＬＥＤ２５を点灯する。これにより、ＬＥＤ２５からの光は回折光学素子２６により図７に示す照射領域３１−１〜３１−８、図１４に示す照射領域５１−１〜５１−３、図２１に示す照射領域５１−１〜５１−４、或いは、図２２に示す照射領域５１０を照射するよう回折される。撮影光学系２２は、照明領域３３を含む生体（この例では手のひら）を撮影し、画像取得部６６が例えば上記ステップＳ１を実行して撮影された入力画像を取得すると共に、画像表示部６７が取得した入力画像を表示部（図示せず）に表示する。なお、画像表示部６７は省略しても良い。

画像明るさ検出部６８は、例えば上記ステップＳ２を実行して取得した入力画像の明るさ、或いは、例えば上記ステップＳ２−１またはＳ２−２を実行して入力画像の光強度分布の均一性を検出する。画像明るさ判定部６９は、例えば上記ステップＳ３を実行して検出した入力画像の明るさ、或いは、例えば上記ステップＳ３−１またはＳ３−２を実行して光強度分布の均一性が許容範囲内であるか否かを判定する。画像明るさ判定部６９は、検出した入力画像の明るさ、或いは、光強度分布の均一性が許容範囲内ではないと判定すると、明るさ補正部７０を判定結果に応じて制御する。つまり、画像明るさ判定部６９は、検出した入力画像の明るさが基準を満たすか否かを判定する。明るさ補正部７０は、画像明るさ判定部６９の制御下で、例えば上記ステップＳ４を実行して入力画像の明るさ、或いは、例えば上記ステップＳ４−１を実行して光強度分布の均一性が許容範囲内となるようにＬＥＤ電流制御部６３が出力する電流を補正し、ＬＥＤ２５がＬＥＤ電流制御部６３からの補正された電流により駆動される。このような、画像取得から画像の明るさ、或いは、光強度分布の均一性の判定までの処理は、検出した入力画像の明るさ、或いは、光強度分布の均一性が許容範囲内であることを画像明るさ判定部６９が判定するまで繰り返される。

検出した入力画像の明るさ、或いは、光強度分布の均一性が許容範囲内であることを画像明るさ判定部６９が判定すると、生体情報検出部７１が画像取得部６６により取得した入力画像から生体情報を検出する。画像取得部６６は、例えば上記ステップＳ５を実行して入力画像を取得する。照合部７２は、検出された生体情報を、記憶部７３に予め記憶されていた生体テンプレートと照合し、画像表示部７４は、照合部７２における照合結果を表示部に表示する。画像表示部７４は、例えば検出された生体情報が生体テンプレートと一致したか否かを示す照合結果のメッセージなどを表示部に表示する。画像表示部７４は、照合部７２における照合結果を出力する出力部の一例である。照合結果を出力する出力部は、照合結果を表示する画像表示部７４に限定されず、例えば照合結果を音声で出力する音声合成部などで形成されても良い。

図２５は、コンピュータの構成の一例を示すブロック図である。図２４に示す生体認証装置６０は、図２５に示すコンピュータ１００により形成しても良い。図２５に示すコンピュータ１００は、例えばパーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータであっても良い。コンピュータ１００は、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２、入力部の一例であるキーボード１０３、インターフェイス１０５、及び出力部の一例である表示部１０６を有しても良い。この例では、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２、キーボード１０３、インターフェイス１０５、及び表示部１０６がバス１０７により接続されているが、コンピュータ１００はバス１０７により接続された構成に限定されない。撮影光学系２２及び照明光学系２３は、例えばインターフェイス１０５に接続される。

記憶部１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、生体テンプレートを含む各種データなどを格納する。記憶部１０２は、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置で形成しても良い。ＣＰＵ１０１は、記憶部１０２に格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータ１００全体の制御を司る。ＣＰＵ１０１は、プログラムを実行することで、図２４のＬＥＤ電流制御部６３、画像取得部６６、画像表示部６７、画像明るさ検出部６８、画像明るさ判定部６９、明るさ補正部７０、生体情報検出部７１、照合部７２、及び画像表示部７４の全てまたは一部の機能を実現できる。ＣＰＵ１０１は、プログラムを実行して例えば図１３、図２０、または図２３の処理を実行することで、上記照明光学系制御部及び上記撮影光学系制御部の機能を実現できる。記憶部１０２は、記憶部の機能も実現する。

キーボード１０３は、ＣＰＵ１０１にコマンド及びデータを入力するのに用いられる。インターフェイス１０５は、コンピュータ１００と外部装置との接続に使用される。表示部１０６は、ＣＰＵ１０１の制御下で、コンピュータ１００の利用者（または、オペレータ）に対して各種データを表示する。表示部１０６が表示する各種データは、取得した入力画像、照合結果のメッセージなどを含んでも良い。

上記の各実施例では、照明光学系が複数のＬＥＤを有するが、単一のＬＥＤを用いるようにしても良い。例えば、図５、図１１または図１５において、照明光学系２３が有するＬＥＤ２５の数が１個の場合、回折光学素子が有する回折格子の集合体の数は、単一のＬＥＤからの光を回折するべき照射領域の数以上であれば特に限定されない。

また、照明光学系が１又は複数のＬＥＤを有する場合、ＬＥＤからの光は回折光学素子により複数の照射領域に回折可能であるため、ＬＥＤの位置は特に限定されず、複数のＬＥＤを設ける際の配置が規則性または対称性を有する必要はない。このため、上記の各実施例を例えばカメラと光源を有する電子装置に適用した場合、取り外し可能なアダプタに上記の如き回折光学素子を設け、光源部分にこのアダプタを装着することで、電子装置におけるカメラのレンズと光源との位置関係に依存することなく、光源からの光を回折光学素子を介して所定の照明領域に照射し、照明領域内の画像をカメラにより撮影することも可能である。この場合、例えば電子装置の光源が白色ＬＥＤであれば、アダプタにより照明の効率化を図って撮影画像を顔認証などに使用しても良い。また、アダプタ側に、用途に応じて選定された波長または特性の光を出力する光源を設けても良い。

さらに、上記の各実施例において、生体情報の一例として人の手のひらの静脈パターンを用いているが、生体情報は手のひらの静脈パターンに限定されるものではなく、例えば人の目の虹彩パターンなどであっても良い。

上記の各実施例によれば、比較的小型の照明装置を用いて光強度分布が均一な比較的大きな照明領域の照明が可能となる。また、このような照明装置を備えた比較的小型の生体認証装置において、安定、且つ、高精度な生体認証を実現することができる。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基板の表面に設けられ、光を出力する光源と、
ピッチ及び回転方向が異なる複数の回折格子が配置され、前記光を回折して照明光を照明対象の照明領域に照射する回折光学素子とを備え、
前記照明領域は、前記基板の表面と平行な平面上の前記回折光学素子及び前記光源の占有面積より大きいことを特徴とする、照明装置。
（付記２）
前記光源は、複数の発光素子群にグループ化された複数の発光素子を有し、
前記回折光学素子は、前記複数の発光素子が出力する光を複数の照射領域に、前記照明領域の位置に合わせて重ね合わせるように回折することを特徴とする、付記１記載の照明装置。
（付記３）
前記複数の照射領域は、夫々前記照射領域と同一の形状及び同一の大きさを有することを特徴とする、付記２記載の照明装置。
（付記４）
前記複数の照射領域は、互いに異なる形状及び大きさを有し、重ね合わせた状態で前記照明領域と同一の形状及び同一の大きさを有することを特徴とする、付記２記載の照明装置。
（付記５）
前記複数の照射領域は、前記照明領域と同一の形状及び同一の大きさを有する照射領域を含むことを特徴とする、付記４記載の照明装置。
（付記６）
前記複数の照射領域は、夫々前記照明領域より小さい同一の形状及び同一の大きさを有し、重ね合わせた状態で前記照明領域と同一の形状及び同一の大きさを有することを特徴とする、付記２記載の照明装置。
（付記７）
各照射領域の光強度分布は、前記複数の発光素子に供給する電流値を前記発光素子群毎に制御することで独立して補正されることを特徴とする、付記２乃至６のいずれか１項記載の照明装置。
（付記８）
前記回折光学素子は、前記複数の照射領域の面積に応じた数の回折格子がマトリクス状に配置された回折格子の集合体であることを特徴とする、付記１乃至７のいずれか１項記載の照明装置。
（付記９）
前記光源は、単一色と見なせる波長帯域を持つ発光素子を有することを特徴とする、付記１乃至８のいずれか１項記載の照明装置。
（付記１０）
請求項２乃至９のいずれか１項記載の照明装置と、
前記照明領域を含む前記照明対象の生体画像を撮影する撮影光学系と、
前記生体画像の明るさを検出する検出部と、
前記生体画像の明るさが基準を満たすか否かを判定する判定部と、
前記生体画像の明るさが前記基準を満たすように前記発光素子に供給する電流を制御して各照射領域の光強度分布を補正する補正部と、
前記基準を満たす前記生体画像を生体テンプレートと照合して生体認証を行う照合部とを備え、
前記複数の発光素子は、単一色と見なせる波長帯域を持つことを特徴とする、生体認証装置。
（付記１１）
前記補正部は、前記生体画像の明るさが基準を満たすまで前記発光素子に供給する電流を補正することを特徴とする、付記１０記載の生体認証装置。
（付記１２）
前記補正部は、前記生体画像の光強度分布が許容範囲を満たすまで前記発光素子に供給する電流を補正することを特徴とする、付記１０記載の生体認証装置。
（付記１３）
前記補正部は、各照射領域の光強度分布を、前記複数の発光素子に供給する電流値を前記発光素子群毎に制御することで独立して補正することを特徴とする、付記１２記載の生体認証装置。
（付記１４）
コンピュータに生体認証を行わせるプログラムであって、
基板の表面に設けられ光を出力する光源と、前記光を回折して照明光を照明対象の照明領域に照射する回折光学素子とを備え、前記照明領域が前記基板の表面と平行な平面上の照明装置の面積より大きく、前記回折光学素子が前記照明光の光強度分布が均一となるよう前記光を回折する照明装置の前記照明領域を含む前記照明対象を撮影光学系により撮影した生体画像の明るさを検出する検出手順と、
前記生体画像の明るさが基準を満たすか否かを判定する判定手順と、
前記生体画像の明るさが前記基準を満たすように前記光源に供給する電流を制御して各照射領域の光強度分布を補正する補正手順と、
前記基準を満たす前記生体画像を生体テンプレートと照合して生体認証を行う照合手順と
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。

以上、開示の照明装置及び生体認証装置を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

２１ 照明装置
２２ 撮影光学系
２３ 照明光学系
２４ 基板
２５ ＬＥＤ
２６ 回折光学素子
４１ 生体認証装置用センサ
６０ 生体認証装置
６３ ＬＥＤ電流制御部
６６ 画像取得部
６８ 画像明るさ検出部
６９ 画像明るさ判定部
７０ 明るさ補正部
７１ 生体情報検出部
７２ 照合部
７３，１０２ 記憶部
１００ コンピュータ
１０１ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 基板の表面に設けられ、光を出力する複数の発光素子を含む光源と、
   ピッチ及び回転方向が異なる複数の回折格子が配置され、前記光を回折して照明光を照明対象の照明領域に照射する回折光学素子とを備え、
   前記複数の発光素子は、２以上の発光素子を含む少なくとも１つの発光素子群を含む、複数の発光素子群にグループ化されており、
   前記複数の回折格子の各々は、各発光素子群からの光を、重ね合わせることで前記照明対象の前記照明領域を形成する複数の照射領域のうち対応する１つの照射領域に回折し、
   前記照明領域は、前記基板の表面と平行な平面上の前記回折光学素子及び前記光源の占有面積より大きいことを特徴とする、照明装置。
2. 前記回折光学素子は、前記複数の発光素子群からの光を前記複数の照射領域に、前記照明領域の位置に合わせて重ね合わせるように回折することを特徴とする、請求項１記載の照明装置。
3. 前記複数の照射領域は、夫々前記照射領域と同一の形状及び同一の大きさを有することを特徴とする、請求項２記載の照明装置。
4. 前記複数の照射領域は、互いに異なる形状及び大きさを有し、重ね合わせた状態で前記照明領域と同一の形状及び同一の大きさを有することを特徴とする、請求項２記載の照明装置。
5. 前記複数の照射領域は、夫々前記照明領域より小さい同一の形状及び同一の大きさを有し、重ね合わせた状態で前記照明領域と同一の形状及び同一の大きさを有することを特徴とする、請求項２記載の照明装置。
6. 各照射領域の光強度分布は、前記複数の発光素子に供給する電流値を各発光素子群毎に制御することで独立して補正されることを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか１項記載の照明装置。
7. 請求項２乃至６のいずれか１項記載の照明装置と、
   前記照明領域を含む前記照明対象の生体画像を撮影する撮影光学系と、
   前記生体画像の明るさを検出する検出部と、
   前記生体画像の明るさが基準を満たすか否かを判定する判定部と、
   前記生体画像の明るさが前記基準を満たすように前記複数の発光素子に供給する電流を制御して各照射領域の光強度分布を補正する補正部と、
   前記基準を満たす前記生体画像を生体テンプレートと照合して生体認証を行う照合部とを備え、
   前記複数の発光素子は、単一色と見なせる波長帯域を持つことを特徴とする、生体認証装置。
8. 前記補正部は、前記生体画像の明るさが基準を満たすまで前記複数の発光素子に供給する電流を補正することを特徴とする、請求項７記載の生体認証装置。
9. 前記補正部は、前記生体画像の光強度分布が許容範囲を満たすまで前記複数の発光素子に供給する電流を補正することを特徴とする、請求項８記載の生体認証装置。
10. 前記補正部は、各照射領域の光強度分布を、前記複数の発光素子に供給する電流値を各発光素子群毎に制御することで独立して補正することを特徴とする、請求項９記載の生体認証装置。