摄像装置、摄像装置的控制方法与流程

文档序号:11960921阅读:169来源:国知局
摄像装置、摄像装置的控制方法与流程

本发明涉及对被拍摄体进行拍摄的摄像装置、摄像装置的控制方法。



背景技术:

提出了对被拍摄体进行拍摄的各种摄像装置。例如,在专利文献1中,揭示了通过受光元件接收通过包括有机EL材料的发光元件对被拍摄体进行照明时的来自于被拍摄体的到来光、而对该被拍摄体进行拍摄的构成。

【在先技术文献】

【专利文献】

专利文献1:日本特开2014-67577号公报

但是,例如在拍摄手指的静脉图案的情况下,会设想在第一阶段对手指进行整体照明的基础上进行拍摄、在第二阶段对基于该拍摄结果确定的静脉图案所对应的部分进行局部的照明并进行拍摄这样的阶段式的顺序。但是,由于在第一阶段以及第二阶段双方使发光元件发光,从而存在发光元件的劣化很快的问题。



技术实现要素:

考虑到以上情况,本发明的目的在于抑制对摄像装置拍摄的被拍摄体进行照明的发光元件的劣化。

为了解决以上问题,本发明的优选方式所涉及的摄像装置具备:照明部,包括透光性的透光区域和遮光性的非透光区域,且将透光性的多个共通发光元件设置于所述透光区域,发光/熄灭被单独控制的多个单独发光元件被设置于所述非透光区域,其中,所述透光性的多个共通发光元件包括发光/熄灭被共通控制的多个第一发光元件、和发光/熄灭被共通控制的多个第二发光元件;摄像部,接收从所述照明部照明的被拍摄体到来并透过了所述透光区域的光;以及切换部,在多个所述单独发光元件熄灭的第一期间,选择性地使多个所述第一发光元件和多个所述第二发光元件发光,在多个所述单独发光元件发光的第二期间,使多个所述共通发光元件熄灭。在以上的构成中,多个第一发光元件被共通控制发光/熄灭、多个第二发光元件被共通控制发光/熄灭,另一方面,多个单独发光元件被单独控制发光/熄灭。例如,通过使多个单独发光元件的各单独发光元件单独地发光/熄灭,从而被拍摄体的可变区域被照明,另一方面,通过选择性地使多个第一发光元件以及多个第二发光元件中的一方发光,从而被拍摄体的固定区域(例如整体)被照明。因此,与将多个单独发光元件用于双方的照明的构成相比,可以抑制单独发光元件的劣化。此外,由于多个第一发光元件和多个第二发光元件选择性地发光,因此,与例如仅将多个第一发光元件以及多个第二发光元件的一方用于被拍摄体的固定区域的照明的构成相比,可以抑制共通发光元件的劣化。此外,由于多个第一发光元件以及多个第二发光元件形成于透光区域,因此,与仅在遮光性的非透光区域形成发光元件的构成相比,具有能够在大范围内对被拍摄体进行照明的优点。

这里,“选择性地使多个第一发光元件和多个第二发光元件发光”是指在使多个第一发光元件发光时使多个第二发光元件熄灭,在使多个第二发光元件发光时使多个第一发光元件熄灭,与是否有多个第一发光元件以及多个第二发光元件之外的共通发光元件、或该发光元件的发光/熄灭如何无关。例如现在设想多个共通发光元件是包括多个第一发光元件和多个第二发光元件和多个第三发光元件的构成。基于以上构成,在着眼于多个第一发光元件和多个第二发光元件的情况下,只要在多个第一发光元件以及多个第二发光元件的一方发光时、另一方熄灭,则与第一发光元件或第二发光元件的发光时的第三发光元件的发光/熄灭无关,即满足“选择性地使多个第一发光元件和多个第二发光元件发光”的要件。

在本发明的优选方式中,所述单独发光元件由第一电极、发光层和第二电极的层叠而形成,所述发光层和所述第二电极遍及所述第一发光元件和所述第二发光元件地连续。在以上构成中,单独发光元件所包括的发光层和第二电极以还遍及第一发光元件和第二发光元件的方式而连续。因此,与在单独发光元件和第一发光元件和第二发光元件单独地形成发光层或第二电极的构成相比,可以使照明部的构成简洁化。

在本发明的优选方式中,多个所述第一发光元件被划分为在第一方向上排列的包括两个以上的第一发光元件的多个第一发光元件列,多个所述第二发光元件被划分为在所述第一方向上排列的包括两个以上的第二发光元件的多个第二发光元件列,多个所述第一发光元件列和多个所述第二发光元件列周期性地排列于与所述第一方向交差的第二方向上。根据以上构成,将两个以上的第一发光元件排列于第一方向的多个第一发光元件列和将两个以上的第二发光元件排列于第一方向的多个第二发光元件列在第二方向上周期性地排列。因此,与多个第一发光元件和多个第二发光元件中至少一方不均匀地分布在指定区域的构成相比,可以在大范围内均匀地对被拍摄体进行照明。

在本发明的优选方式中,多个所述第一发光元件列的各第一发光元件列和多个所述第二发光元件列的各第二发光元件列沿所述第二方向交替排列。在以上构成中,第一发光元件列和第二发光元件列沿第二方向交替排列,因此,可以在大范围内均匀地对被拍摄体进行照明的前述效果尤其显著。

在本发明的优选方式中,多个所述单独发光元件的各单独发光元件设置于被供给第一电压的第一配线和被供给不同于所述第一电压的第二电压的第二配线之间,多个所述第一发光元件的各第一发光元件设置于所述第二配线和第三配线之间,多个所述第二发光元件的各第二发光元件设置于所述第二配线和第四配线之间,所述切换部在所述第一期间,向所述第三配线以及所述第四配线中的一方供给所述第一电压,并向所述第三配线以及所述第四配线中的另一方供给所述第二电压,在所述第二期间,向所述第三配线以及所述第四配线供给所述第二电压。在以上构成中,用于多个单独发光元件的控制的第一电压以及第二电压也可以用于多个第一发光元件以及多个第二发光元件的控制。因此,与通过不同于用于单独发光元件的控制的电压的其他电压来控制第一发光元件以及第二发光元件的构成相比,具有生成电压的电路、将该电压向各元件供给的配线的构成简洁化的优点。此外,基于第三配线的电压的控制来共通控制多个第一发光元件的发光/熄灭,同时基于第四配线的电压的控制来共通控制多个第二发光元件的发光/熄灭。因此,与例如多个第一发光元件的各第一发光元件连接于单独的配线的构成、或多个第二发光元件的各第二发光元件连接于单独的配线的构成相比,具有可以通过简易的构成,共通地控制多个第一发光元件以及多个第二发光元件的优点。

在本发明的优选方式中,在所述第一配线和所述第二配线之间,串联有控制向所述单独发光元件供给的电流的晶体管和所述单独发光元件,多个所述第一发光元件的各第一发光元件与所述第二配线和所述第三配线连接,多个所述第二发光元件的各第二发光元件与所述第二配线和所述第四配线连接。在以上构成中,通过控制晶体管的栅极的电压来单独地控制单独发光元件的发光/熄灭,而根据第三配线的电压来共通地控制多个第一发光元件,并且,根据第四配线的电压来共通地控制多个第二发光元件。

本发明优选方式所涉及的摄像装置由以下所示的控制方法所控制。在本发明优选方式所涉及的控制方法中,所述摄像装置具备:照明部,包括透光性的透光区域和遮光性的非透光区域,且将透光性的多个共通发光元件设置于所述透光区域,发光/熄灭被单独控制的多个单独发光元件被设置于所述非透光区域,其中,所述透光性的多个共通发光元件包括发光/熄灭被共通控制的多个第一发光元件、和发光/熄灭被共通控制的多个第二发光元件;以及摄像部,接收从所述照明部照明的被拍摄体到来并透过了所述透光区域的光,在所述摄像装置的控制方法中,在多个所述单独发光元件熄灭的第一期间,选择性地使多个所述第一发光元件和多个所述第二发光元件发光,在多个所述单独发光元件发光的第二期间,使多个所述共通发光元件熄灭。在以上方法中,透光性的第一发光元件和第二发光元件设置于透光区域,并且,在使多个单独发光元件发光的第二期间,来自于被单独发光元件照明的被拍摄体的光透过多个第一发光元件以及多个第二发光元件到达受光元件。因此,与多个第一发光元件以及多个第二发光元件为遮光性的构成、或将多个第一发光元件以及多个第二发光元件的一方设置于非透光区域的构成相比,具有可以充分确保在第二期间到达摄像部的光量的优点。

在本发明的优选方式所涉及的控制方法中,使包括所述第一期间和所述第二期间的单位期间多次反复,在相连续的两个单位期间中的一方的单位期间的第一期间,使多个所述第一发光元件发光,在另一方的单位期间的第一期间,使多个所述第二发光元件发光。根据以上方法,包括第一期间和第二期间的单位期间多次反复,并且,在相连续的两个单位期间中一方的单位期间的第一期间使多个第一发光元件发光,在另一方的单位期间的第一期间使多个第二发光元件发光,因此,与对应于各单位期间仅使多个第一发光元件(多个第二发光元件)连续地发光的构成相比,可以抑制发光元件的劣化。

在本发明的优选方式所涉及的控制方法中,在所述第二期间,在多个所述单独发光元件中的、使根据所述第一期间的所述摄像部的摄像结果所选择的一个以上的单独发光元件发光,使剩余的单独发光元件熄灭。根据以上方法,根据第一期间的摄像结果所选择的一个以上的单独发光元件发光,剩余的单独发光元件熄灭,因此,可以在第二期间以高S/N比对被拍摄体进行拍摄。

在本发明的优选方式所涉及的控制方法中,所述摄像部包括在俯视时与所述透光区域重叠的多个受光元件,在使多个所述第一发光元件发光的所述第一期间,使多个所述第二发光元件的各第二发光元件对应的受光元件的受光为有效,且使多个所述第一发光元件的各第一发光元件对应的受光元件的受光为无效,另一方面,在使多个所述第二发光元件发光的所述第一期间,使多个所述第一发光元件的各第一发光元件对应的受光元件的受光为有效,且使多个所述第二发光元件的各第二发光元件对应的受光元件的受光为无效。在以上方法中,在使多个第一发光元件发光的第一期间,与第一发光元件所对应的透光区域重叠的受光元件的受光为无效,而与第二发光元件所对应的透光区域重叠的受光元件为有效。此外,在使多个第二发光元件发光的第一期间,与第二发光元件所对应的透光区域重叠的受光元件的受光为无效,而与第一发光元件所对应的透光区域重叠的受光元件为有效。因此,具有可以抑制从第一发光元件(第二发光元件)向摄像部侧的射出光的影响(例如在受光元件产生的电荷量的饱和)的优点。此外,受光元件的受光的“无效”是指该受光元件的受光未反映在摄像的结果中。例如,未从该受光元件输出检测信号、放弃或忽视从受光元件输出的检测信号均包含于受光元件的受光的“无效”。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的生物体信息生成装置的示意图。

图2是摄像装置的截面图。

图3是照明部的俯视图。

图4是着眼于发光元件时的照明部的俯视图。

图5是照明部的电气构成图。

图6是单位电路的电路图。

图7是照明部的截面图。

图8是示出照明部的动作的时序图。

图9是变形例所涉及的单位电路的电路图。

图10是变形例所涉及的照明部的电气构成图。

图11是变形例所涉及的照明部的电气构成图。

图12是变形例所涉及的照明部的电气构成图。

符号说明

100 生物体信息生成装置 12 摄像装置

14 控制装置 20 照明部

21 基板 25 光程调整层

26 隔壁层 27 发光层

30 聚光部 34 透镜

40 遮光部 50 摄像部

54 受光元件 80 驱动电路

82 扫描线驱动电路 84 信号线驱动电路

86 电压生成电路 200 被拍摄体

D1 发光元件 D2 发光元件

DP 发光元件 SW 切换部

QD1 发光元件列 QD2 发光元件列

P 非透光区域 J 透光区域

TDR、TSE、TRS 晶体管 W 发光元件部。

具体实施方式

(实施方式)

图1是适用了本发明的优选方式所涉及的摄像装置12的生物体信息生成装置100的示意图。生物体信息生成装置100是在对被检测者的手指等被拍摄体200进行拍摄的同时,对与拍摄结果对应的生物体信息(例如氧饱和度、血糖值)进行测定的测定设备,该生物体信息生成装置100具有摄像装置12和控制装置14。摄像装置12是对被拍摄体200进行拍摄的设备,控制装置14在对摄像装置12的动作进行控制的同时生成生物体信息。例如,控制装置14是由通过执行存储于存储装置(省略图示)的程序来执行摄像装置12的控制和生物体信息的生成的运算处理装置(CPU)来实现的。

图2是摄像装置12的截面图。如图2所示,摄像装置12构成为包括保护板10、照明部20、聚光部30、遮光部40和摄像部50。保护板10是在表面载置有被拍摄体200的透光性的板状部件(盖玻片)。在保护板10和摄像部50之间设置有照明部20。此外,在照明部20和摄像部50之间设置有聚光部30,在聚光部30和摄像部50之间设置有遮光部40。遮光部40和摄像部50利用粘着剂60而相互接合。

照明部20是照射指定波长的光(下面,称为“照明光”)而对被拍摄体200进行照明、且使来自于被照明光所照明的被拍摄体200的光(下面,称为“摄像光”)透过的光源,其包含射出照明光的多个发光元件D。本实施方式的照明部20将在透过被拍摄体200的生物体组织的同时被静脉中的血液的还原血红蛋白吸收的近红外线(700nm以上且900nm以下的波长)作为照明光照射于被拍摄体200。

图3是照明部20的俯视图。如图3所例示,照明部20在俯视观察时分为多个透光区域J和非透光区域P。多个透光区域J分别是使来自于被拍摄体200的摄像光透过到聚光部30侧的大致圆形状的区域。如图3所例示,多个透光区域J沿相互交差的X方向和Y方向排列为矩阵状。非透光区域P位于各透光区域J的间隙,其是不会透过来自于被拍摄体200的摄像光的区域。

图2的聚光部30是使来自于被拍摄体200的摄像光汇聚的元件,构成为包括基板32和多个透镜(显微透镜)34。基板32是透光性的板状部件(例如玻璃基板、石英基板)。多个透镜34形成于基板32中与照明部20相反一侧的表面。各透镜34是使透过了照明部20以及基板32的来自于被拍摄体200的摄像光汇聚的凸透镜。基于图2以及图3可知,在俯视观察时,聚光部30的一个透镜34与一个透光区域J重叠。具体而言,任意的一个透镜34的光轴L0通过与该透镜34对应的透光区域J的中心。

图2的遮光部40是对被聚光部30的各透镜34汇聚的摄像光之外的杂光进行遮光的元件,构成为包括基板42和遮光层44。基板42是透光性的板状部件(例如玻璃基板、石英基板)。遮光层44是形成于基板42的表面中与摄像部50相对的表面的遮光性(吸收摄像光、或使摄像光反射的性质)的膜体。遮光层44例如由分散有炭黑等黑色剂(黑色颜料)的树脂材料、铬等遮光性金属材料而形成。在遮光层44形成有多个开口部46。基于图2以及图3可知,在俯视时,遮光层44的各开口部46与一个透光区域J以及一个透镜34重叠。具体而言,一个透镜34的光轴L0通过该透镜34所对应的开口部46的中心。

摄像部50是基于摄像光的受光来对被拍摄体200进行拍摄的元件,构成为包括基板52和多个受光元件54。基板52例如是由半导体材料形成的板状部件。多个受光元件54形成于基板52中被拍摄体200一侧的表面,如图3所示,在俯视时(从与基板52垂直的方向观察),多个受光元件54沿相互交差的X方向和Y方向排列为矩阵状。各受光元件54生成对应于摄像光的受光量的检测信号。例如优选将公知的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)传感器或CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)传感器用作摄像部50。基于图2以及图3可知,在俯视时,任意一个受光元件54与一个透光区域J、透镜34和开口部46重叠。具体而言,一个透镜34的光轴L0通过该透镜34所对应的受光元件54的中心。

图4是着眼于射出照明光的发光元件D时的照明部20的俯视图。照明部20的发光元件D划分为发光元件D1、发光元件D2和发光元件DP。如图4所例示,在非透光区域P,多个发光元件DP沿X方向以及Y方向配置为矩阵状。另一方面,在多个透光区域J的各个透光区域分别配置有发光元件D1或发光元件D2。发光元件DP、发光元件D1和发光元件D2作为对被拍摄体200照射照明光的光源而发挥作用。此外,设置于透光区域J的发光元件D1以及发光元件D2使来自于发光元件DP照明的被拍摄体200的摄像光透过到摄像部50侧。如图4所例示,发光元件D1配置于沿X方向以及Y方向排列为矩阵状的多个透光区域J中奇数列的各透光区域J,发光元件D2配置于偶数列的各透光区域J。即,多个发光元件D1分为包括沿Y方向(第一方向)排列的两个以上的发光元件D1的多个发光元件列QD1(第一发光元件列),多个发光元件D2分为包括沿Y方向排列的两个以上的发光元件D2的多个发光元件列QD2(第二发光元件列)。多个发光元件列QD1和多个发光元件列QD2沿与Y方向交差的X方向(第二方向)周期性地配置。在本实施方式中,多个发光元件列QD1和多个发光元件列QD2在X方向上交替排列。

图5是照明部20的电气构成图。照明部20为发光元件部W、驱动电路80、电压生成电路86、切换部SW设置于透光性的基本21的表面上的构造。电压生成电路86生成电压VH和电压VL。电压VH大于电压VL。

在发光元件部W,形成沿X方向延伸的M条扫描线95和沿Y方向延伸的N条信号线96(M以及N是自然数)。在各扫描线95和各信号线96的交差所对应的位置上设置有包括发光元件DP的单位电路K。即,在发光元件部W,多个单位电路K排列为纵M行×横N列的矩阵状。在多个单位电路K的各个单位电路上,通过配线91(第一配线)从电压生成电路86供给高位侧的电压VH,通过配线92(第二配线)从电压生成电路86供给低位侧的电压VL。

驱动电路80构成为包括扫描线驱动电路82和信号线驱动电路84。扫描线驱动电路82向M条扫描线95的各扫描线供给扫描信号G[m](m=1~M),从而依次选择各扫描线95。信号线驱动电路84向N条扫描线96的各扫描线供给驱动信号S[n](n=1~N)。驱动信号S[n]设定为电压VH以及电压VL中的任一种。

图6是发光元件部W中位于第m行的第n列的一个单位电路K的电路图。如图6所例示,单位电路K包括晶体管TSE、晶体管TDR、保持电容CP和发光元件DP。发光元件DP是使有机EL材料的发光层27存在于第一电极(阳极)E1和第二电极(阴极)E2之间的有机EL元件。晶体管TDR和发光元件DP串联于配线91和配线92之间。具体而言,晶体管TDR连接于发光元件DP的第一电极E1和配线91之间,发光元件DP的第二电极E2连接于配线92。晶体管TDR是根据栅极的电压来控制供给于发光元件DP的电流的P沟道型的薄膜晶体管。基于以上说明可知,发光元件DP的各个发光元件配置于被供给电压VH(第一电压)的配线91和被供给电压VL(第二电压)的配线92之间,在配线91和配线92之间,控制供给于发光元件DP的电流的晶体管TDR和发光元件DP串联。保持电容CP是包括第一电极C1和第二电极C2的电容元件。第一电极C1连接于晶体管TDR的栅极,第二电极C2连接于配线91。

晶体管TSE存在于第n列的信号线96和晶体管TDR的栅极之间,作为控制两者间的电气连接(导通/非导通)的开关而发挥作用。本实施方式的晶体管TSE是N沟道型的薄膜晶体管。晶体管TSE的栅极与第m行的扫描线95连接。基于以上说明可知,通过根据晶体管TSE为导通(ON)状态时的信号线96的电压来控制晶体管TDR的栅极的电压,从而对应于各发光元件DP来单独控制发光以及熄灭(消灯)。此外,晶体管TSE以及晶体管TDR的导电型是任意的。

如图5所示,多个发光元件D1和多个发光元件D2排列于发光元件部W。发光元件D1、发光元件D2和发光元件DP同样地具有使发光层27存在于第一电极E1(阳极)和第二电极(阴极)之间的层压构造。

如图5所示,对应于不同的发光元件列QD1的多条配线93(第三配线)和对应于不同的发光元件列QD2的多条配线94(第四配线)形成于发光元件部W。各配线93和各配线94沿Y方向延伸。任一个发光元件列QD1的M个发光元件D1各自的第一电极E1共通地连接于该发光元件列QD1对应的配线93。同样地,任意的一个发光元件列QD2的M个发光元件D2各自的第一电极E1共通地连接于该发光元件列QD2对应的配线94。此外,各发光元件D1的第二电极E2和各发光元件D2的第二电极E2共通地连接于配线92。基于以上说明可知,各发光元件D1配置于配线92和配线93之间,各发光元件D2配置于配线92和配线94之间。

图5的切换部SW是用于使多个发光元件D1和多个发光元件D2选择性地发光的元件,具有对应于不同的发光元件列QD1的多个AND电路71、对应于不同的发光元件列QD2的多个AND电路72、和多条配线(75、76、78)。从控制装置14向配线78供给控制信号A,从控制装置14向配线76供给控制信号/A。控制信号/A是反转了控制信号A的逻辑电平的关系。从控制装置14向配线75供给使能信号ENB。控制信号A和控制信号/A是用于选择性使发光元件D1以及发光元件D2中的任一个发光的信号,使能信号ENB是用于控制发光元件D1或发光元件D2的发光的允许/禁止的信号。

在多个AND电路71的各个AND电路中,第一输入端共通地连接于配线78,第二输入端共通地连接于配线75。同样地,在多个AND电路72的各个电路中,第一输入端共通地连接于配线76,第二输入端共通地连接于配线75。各AND电路71的输出端连接于一条配线93,各AND电路72的输出端连接于一条配线94。在以上的构成中,各AND电路71向配线93输出配线78的控制信号A和配线75的使能信号ENB之间的逻辑积信号,各AND电路72向配线94输出配线76的控制信号/A和配线75的使能信号ENB之间的逻辑积信号。AND电路71以及AND电路72各自的输出信号被设定为电压VH以及电压VL中的任一种。

图7是照明部20的截面图。在图7中,示出透光区域J以及非透光区域P的截面。如图7所示,在由玻璃、石英等透光性的板状部件所形成的基板21的表面上形成有绝缘层LA。此外,在下面的说明中,举例示出将图7的各元件设为单层的构成,但是,也可以通过多层的层压来形成各元件。

各单位电路K的晶体管TDR和保持电容CP形成于绝缘层LA的表面上。晶体管TDR包括半导体层221以及栅极222、和两者间的绝缘膜223。覆盖绝缘膜223的绝缘层LB遍及透光区域J以及非透光区域P双方而形成,配线224以及配线225形成于绝缘层LB的表面上。配线224以及配线225通过贯通绝缘膜223和绝缘层LB的导通孔而与半导体层221导通。配线224相当于晶体管TDR的源极,配线225相当于晶体管TDR的漏极。保持电容CP构成为将作为电介质而发挥作用的绝缘层LB存在于与栅极222同层的第一电极C1、和与配线224以及配线225同层的第二电极C2之间的层压构造。此外,各单位电路K的晶体管TSE(在图7中省略图示)也是以和晶体管TDR同样的层压构造形成。

绝缘层LC用于使晶体管TDR、保持电容CP所导致的绝缘层LB上的高度差(段差)平坦化的平坦化层,例如通过透光性的树脂材料形成于非透光区域P。反射层24形成于绝缘层LC的表面上。反射层24是通过光反射性的材料(例如铝、钛等)形成的薄膜。形成有反射层24、配线224、配线225、栅极222、第一电极C1、第二电极C2以及半导体层221等遮光性(包括光反射性)的元件的区域相当于非透光区域P,仅存在透光性的元件的区域相当于透光区域J。遍及透光区域J以及非透光区域P双方的光程调整层25形成于绝缘层LB以及绝缘层LC的表面上。光程调整层25是透光性的多个膜体的层压体(电介质镜),用于光程长度的调整。

各发光元件D(DP、D1、D2)对应的第一电极E1形成于光程调整层25的表面上。第一电极E1通过ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)等透光性的导电材料而形成。发光元件DP的第一电极E1通过贯通光程调整层25和绝缘层LC的导通孔H而与晶体管TDR的配线225连接。如参照图5所做的说明,在本实施方式中,在透光区域J中,发光元件D1以及发光元件D2的各个元件的第一电极E1也和发光元件DP同样地形成。

在形成有第一电极E1的光程调整层25的表面上形成隔壁层26。隔壁层26是将光程调整层25的表面上的空间分别对应于发光元件DP和发光元件D1和发光元件D2进行划分的绝缘性的构造体。在形成有第一电极E1以及隔壁层26的光程调整层25的表面上,通过有机EL材料形成发光层27。本实施方式的发光层27例如通过旋涂(spin coating)等印刷技术以跨基板21的整个区域(即、透光区域J以及非透光区域P双方)而连续的方式成膜。此外,也可以将用于使发光层27的发光高效化的空穴传输层、电子传输层层压于发光层27。此外,以覆盖发光层27的方式形成第二电极E2。第二电极E2是遍及基板21的整个区域连续的半透过反射性的薄膜。在第二电极E2的表面上形成有用于防止外部气体、水分进入的透光性的密封层28。

如图7所例示,在非透光区域P,在被隔壁层26划分的空间内,层压有第一电极E1、发光层27和第二电极E2的部分作为发光元件DP而发挥作用。来自于发光元件DP的射出光在第二电极E2和反射层24之间往返的同时,一部分透过第二电极E2而射出至被拍摄体200侧。也就是说,在第二电极E2和反射层24之间,形成有选择性地射出指定的共振波长的光(照明光)的共振构造。在本实施方式中,选定光程调整层25的各层的折射率、膜厚,以使共振构造的共振波长成为近红外光所对应的波长。

另一方面,在透光区域J,在被隔壁层26划分的空间内,层压有第一电极E1和发光层27和第二电极E2的部分作为发光元件D1以及发光元件D2而发挥作用。因此,发光元件D1以及发光元件D2具有透光性。此外,在图7中,为了便利仅例示出了发光元件D1,而省略了发光元件D2的图示。发光元件DP、发光元件D1和发光元件D2是同样的层压构造(第一电极E1/发光层27/第二电极E2),彼此通过共通的制造工序而形成。因此,具有可以无需增加制造工序来形成发光元件DP、发光元件D1和发光元件D2的优点。此外,基于图7可知,发光层27和第二电极E2遍及发光元件DP、发光元件D1和发光元件D2而连续。因此,与例如发光层27、第二电极E2对应于发光元件DP、发光元件D1和发光元件D2的各个发光元件而单独形成的构成相比,可以使发光元件的构成元件简洁化。

图8是示出照明部20的动作的时序图。包括被拍摄体200的拍摄和利用了拍摄结果的生物体信息的测定的测定动作依次反复多次(例如一天五次)。一次的测定动作在一个单位期间T(T1、T2)执行。单位期间T例如以来自于使用者的指示为契机而开始。在图8中,为了便利而示出了相连续的单位期间T1和单位期间T2。

各单位期间T包括第一期间和第二期间。在第一期间,选择性地使多个发光元件D1和多个发光元件D2中的一方发光,在基于多个发光元件D1或多个发光元件D2的发光,对被拍摄体200进行整体照明的基础上,通过摄像部50对从被该发光照明了的被拍摄体200到来的摄像光进行拍摄。在第二期间,通过多个发光元件DP中、基于在第一期间的摄像结果而确定的静脉图案所对应部分的发光元件DP的发光,对被拍摄体200进行局部地照明,通过摄像部50对从被发光元件DP照明了的被拍摄体200到来的摄像光进行拍摄。

(第一期间)

如图8所示,在单位期间T1的第一期间,从控制装置14向切换部SW供给的控制信号A被设定为高电平(H),另一方面,控制信号/A被设定为低电平(L)。此外,从控制装置14向切换部SW供给的使能信号ENB被设定为高电平(H)。因此,从切换部SW的各AND电路71向配线93输出电压VH,另一方面,从各AND电路72向配线94输出电压VL。在以上状态下,由于通过配线93而向多个发光元件D1各自的第一电极E1供给电压VH,因此,多个发光元件D1一起发光。被拍摄体200被基于发光元件D1的发光而射出的照明光照明。另一方面,由于向各发光元件D2的第一电极E1供给和第二电极E2同等的电压VL,因此,各发光元件D2不发光。在本实施方式中,如图4所例示,排列有N个发光元件D1的多个发光元件列QD1和多个发光元件列QD2交替排列,因此可以在大范围内对被拍摄体200进行均匀的照明。

另一方面,在第一期间,控制装置14控制驱动电路80,以维持多个发光元件DP熄灭的状态。例如,扫描线驱动电路82通过如图8所例示那样将扫描信号G[1]~G[M]依次设定为高电平,从而依次选择M条的扫描线95的各扫描线。另一方面,信号线驱动电路84基于控制装置14的控制而并联供给电压VH的驱动信号S[1]~S[N]。如果扫描线驱动电路82选择第m行的扫描线95,则第m行的N个单位电路K的晶体管TSE变为导通状态。因此,通过信号线96和晶体管TSE向各单位电路K的晶体管TDR的栅极供给驱动信号S[n]的电压VH。因此,在第一期间,晶体管TDR维持截止状态,由于电流的断开,发光元件DP熄灭。

从被发光元件D1照明了的被拍摄体200到来的摄像光透过透光区域J内的多个发光元件D2而被聚光部30的各透镜34聚光后,通过遮光部40的开口部46到达受光元件54。受光元件54生成对应于受光量的检测信号。发光元件D1发出的照明光(近红外光)被静脉内的还原血红蛋白所吸收,所以被检测者的手指的静脉图案会对发光元件D1的发光时的各受光元件54的受光量有所反映。控制装置14取得各发光元件D2对应的受光元件54生成的检测信号,通过对各检测信号进行图像处理来确定被拍摄体200的静脉图案。此外,也可以通过不同于控制装置14的其他外部装置来解析静脉图案。

但是,由于发光元件D设置于透光区域J,因此,从发光元件D1向被拍摄体200侧射出的照明光被用于被拍摄体200的照明,另一方面,从发光元件D1向与被拍摄体200相反侧射出的光通过聚光部30以及遮光部40,不经过被拍摄体200而到达受光元件54。因此,发光元件D1对应的受光元件54的电荷量能够饱和。于是,在本实施方式中,在使多个发光元件D1发光的单位期间T1的第一期间,发光元件D2(透光区域J)所对应的受光元件54的受光如前所述为有效(即、被用于静脉图案的解析),另一方面,发光元件D1对应的受光元件54的受光为无效。具体而言,可以采用使发光元件D1对应的受光元件54输出检测信号的构成、或无视从该受光元件54输出的检测信号(不用于静脉图案的解析)的构成。

另一方面,如图8所示,在不同于单位期间T1的其他单位期间T2的第一期间,与单位期间T的第一期间相比,控制信号A以及控制信号/A的电平进行反转。即,控制信号A被设定为低电平(L)的同时,控制信号/A被设定为高电平(H)。此外,和单位期间T1的第一期间同样,使能信号ENB被设定为高电平(H)。因此,从切换部SW的各AND电路72向配线94输出电压VH,另一方面,从各AND电路71向配线93输出电压VL。在以上的状态下,通过配线94向多个发光元件D2各自的第一电极E1供给电压VH,因此,多个发光元件D2一起发光。被拍摄体200被基于发光元件D2的发光而射出的照明光照明。另一方面,对各发光元件D1的第一电极E1供给和第二电极同等的电压VL,因此,各发光元件D1不发光。

此外,在单位期间T2的第一期间,与单位期间T1的第一期间同样,控制装置14控制驱动电路80,以使维持多个发光元件DP熄灭的状态。如上所述,在发光元件DP熄灭的第一期间,多个发光元件D1和多个发光元件D2选择性地发光。此外,在单位期间T1以及单位期间T2各自的第一期间,通过使驱动电路80的动作(扫描线95的选择、驱动信号S[n]的供给)停止,也可以使多个发光元件DP熄灭。此外,在以上说明中,例示出并行执行发光元件D1或发光元件D2的发光动作和发光元件DP的熄灭动作的情况,但是,也可以在单位期间T1以及单位期间T2各自的第一期间之前进行发光元件DP的熄灭动作,在该第一期间,在维持发光元件DP的熄灭状态下,使发光元件D1或发光元件D2发光。

从被发光元件D2照明的被拍摄体200到来的摄像光通过透光区域J内的多个发光元件D1和聚光部30的各透镜34和遮光部40的开口部46而到达受光元件54。控制装置14通过对各发光元件D1所对应的受光元件54生成的检测信号进行图像处理来确定被拍摄体200的静脉图案。在单位期间T2的第一期间,发光元件D2所对应的受光元件54的电荷量能够饱和。因此,发光元件D1(透光区域J)对应的受光元件54的受光如前所述为有效(即、被用于静脉图案的解析),另一方面,发光元件D2对应的受光元件54的受光为无效。

(第二期间)

如图8所例示,在单位期间T1以及单位期间T2各自的第二期间,使能信号ENB被设定为低电平。因此,切换部SW的AND电路71以及AND电路72双方的输出被设定为电压VL。即、在第二期间,向配线93以及配线94双方供给电压VL(第二电压)。因此,在第二期间,多个发光元件D1以及多个发光元件D2双方熄灭。此外,在图8中,在单位期间T1的第二期间和单位期间T2的第二期间,使控制信号A的电平反转,但是,基于低电平的使能信号ENB,与控制信号A以及控制信号/A的电平无关,AND电路71以及AND电路72双方的输出被设定为电压VL。因此,第二期间的控制信号A以及控制信号/A的电平是任意的。基于以上说明可知,切换部SW在第一期间向配线93(第三配线)以及配线94(第四配线)中的一方供给电压VH(第一电压)的同时,向配线93以及配线94的另一方供给电压VL(第二电压),在第二期间,向配线93以及配线94的双方供给电压VL。

此外,在第二期间,控制装置14控制驱动电路80,以使发光元件部W的多个发光元件DP中的、在第一期间被指定的静脉图案所对应的位置的发光元件DP(例如静脉图案附近的发光元件DP)发光。具体而言,如图8所示,扫描线驱动电路82通过依次将扫描信号G[1]~G[M]设定为高电平,从而依次选择M条的扫描线95的各扫描线。另一方面,信号线驱动电路84根据控制装置14的控制并联地对N条信号线96供给驱动信号S[1]~S[N]。如图8所示,驱动信号S[1]~S[N]被设定为电压VH或电压VL的任一种。具体而言,第m行的扫描线95被选择的期间的驱动信号S[n]电压在位于第m行的第n列的发光元件DP应当发光时(即为静脉图案附近的发光元件DP时)被设定为电压VL,在该发光元件DP应当熄灭时,则被设定为电压VH。

如果扫描线驱动电路82选择第m行的扫描线95,则第m行的N个单位电路K的晶体管TSE变为导通状态。晶体管TSE变为导通状态后,则经由信号线96和晶体管TSE向各单位电路K的晶体管TDR的栅极供给驱动信号S[n],在保持电容CP保持晶体管TDR的栅极的电压。

基于电压VL的驱动信号S[n]的供给而晶体管TDR变为导通状态后,电流在从配线91经由晶体管TDR和发光元件DP至配线92的路径上流动,发光元件DP发光。另一方面,基于电压VH的驱动信号S[n]的供给而晶体管TDR变为截止状态后,在晶体管TDR以及发光元件DP中没有电流流动,所以发光元件DP熄灭。即、发光元件部W的多个发光元件DP中与静脉图案对应的发光元件DP发光的同时,剩余的发光元件DP熄灭。此外,在第二期间内也可以多次反复进行依次选择M行的扫描线95向各单位电路K供给驱动信号S[n]的动作。

从被发光元件DP照明了的被拍摄体200到来的摄像光透过发光元件D1(透光区域J)以及发光元件D2(透光区域J)被聚光部30的透镜34聚光,在通过遮光部40的开口部46之后到达受光元件54。在第二期间,发光元件D1对应的受光元件54和发光元件D2对应的受光元件54双方的检测信号有效地供给至控制装置14。控制装置14通过解析在第二期间从各受光元件54取得的检测信号来生成氧饱和度或血糖值等生物体信息。在第二期间,静脉图案对应的发光元件DP选择性地发光,因此,能够以高S/N比生成检测信号。

基于以上说明可知,在单位期间T1的第一期间,通过向配线93供给电压VH,多个发光元件D1一起发光,另一方面,通过向配线94供给电压VL,多个发光元件D2熄灭。另一方面,在单位期间T2的第一期间,通过向配线93供给电压VL,多个发光元件D1熄灭,另一方面,通过向第四配线供给电压VH,多个发光元件D2一起发光。即,多个发光元件D1被共通控制发光和熄灭,多个发光元件D2也同样地被共通控制发光和熄灭。另一方面,在第二期间,通过将供给至各信号线96的驱动信号S[n]控制为电压VL以及电压VH中的任一种,来单独地控制多个发光元件DP的各自的发光和熄灭。发光/熄灭被共通控制的发光元件D1和发光/熄灭被共通控制的发光元件D2可以表现为“共通发光元件”。另一方面,发光/熄灭被单独控制的发光元件DP可以表现为“单独发光元件”。

如上所述,在第一期间,使发光/熄灭被共通控制的发光元件D1或多个发光元件D2发光,对被拍摄体200的固定的区域(例如被拍摄体200的整体)进行照明,而在第二期间,通过使多个发光元件DP的各发光元件单独地发光或熄灭,从而对被拍摄体200的可变的区域(静脉图案对应的部分)进行照明。根据以上构成,与将多个发光元件DP用于被拍摄体200中固定区域的照明和可变区域的照明双方的构成相比,可以削减发光元件DP的发光的时间,所以具有可以抑制发光元件DP随时间劣化的优点。

此外,在以上的构成中,多个发光元件D1和多个发光元件D2选择性发光。具体而言,如上所述,在相连续的两个单位期间中一个单位期间T1中使多个发光元件D1发光,在另一个单位期间T2中使多个发光元件D2发光。因此,与仅将多个发光元件D1以及多个发光元件D2的一方用于第一期间的被拍摄体200的照明的构成相比,还具有可以抑制发光元件D1以及发光元件D2的劣化的优点。

在以上的构成中,多个发光元件D1以及多个发光元件D2形成于透光区域J,因此,与仅在非透光区域P形成发光元件D1以及发光元件D2的构成相比,可以在大范围内对被拍摄体200进行照明。此外,设置于透光区域J的多个发光元件D1以及多个发光元件D2具有透光性,因此,在多个发光元件DP发光的第二期间,摄像光通过设置发光元件D1的透光区域J和设置发光元件D2的透光区域J双方到达受光元件54。因此,与多个发光元件D1以及多个发光元件D2设置于非透光区域P的构成相比,具有可以充分确保在发光元件DP的发光时到达摄像部50的光量的优点。此外,在以上的构成中,在多个发光元件D1发光的第一期间,摄像光透过设置发光元件D2的透光区域J到达受光元件54,而在多个发光元件D2发光的第一期间,摄像光透过设置发光元件D1的透光区域J到达受光元件54。因此,与将多个发光元件D1以及多个发光元件D2中的一方设置于非透光区域P的构成相比,还具有可以充分确保在发光元件D(D1、D2)的发光时到达摄像部50的光量的优点。

如图7所示,构成发光元件DP的发光层27和第二电极E2以也遍及发光元件D1以及发光元件D2的方式而连续形成,还被用作发光元件D1以及发光元件D2各自的发光层27以及第二电极E2。根据以上构成,与对应于发光元件DP和发光元件D1和发光元件D2的各发光元件单独地形成发光层27或第二电极E2的构成相比,可以使照明部20的构成简洁化。

如图4所示,包括沿Y方向排列的两个以上的发光元件D1的多个发光元件列QD1、和包括沿Y方向排列的两个以上的发光元件D2的多个发光元件列QD2沿X方向周期性地设置。因此,与多个发光元件D1和多个发光元件D2中至少一个不均匀地分布(偏在)在发光元件部W的指定区域的构成相比,可以在大范围内均匀地对被拍摄体200进行照明。在本实施方式中,特别是发光元件列QD1和发光元件列QD2沿X方向交替排列,因此,可以在大范围内均匀地对被拍摄体200进行照明的效果尤其显著。

配线91的电压VH和配线92的电压VL被用于发光元件DP的驱动,而发光元件D1基于对配线93供给电压VH或电压VL而被驱动,发光元件D2基于对配线94供给电压VH或电压VL而被驱动。即,用于多个发光元件DP的控制的电压VH以及电压VL也可以用于多个发光元件D1以及多个发光元件D2的控制。因此,与通过不同于用于发光元件DP的控制的电压的其他电压来控制发光元件D1以及发光元件D2的构成相比,具有生成电压的电路(电压生成电路86)、将该电压向各元件供给的配线的构成简洁化的优点。此外,基于多个发光元件D1所共通连接的配线93的电压的控制(电压VH/电压VL的切换)来共通地控制多个发光元件D1的发光以及熄灭,并且,基于多个发光元件D2所共通连接的配线94的电压的控制(电压VH/电压VL的切换)来共通地控制多个发光元件D2的发光以及熄灭。因此,与例如各发光元件D1连接于单独的配线的构成、或各发光元件D2连接于单独的配线的构成相比,具有可以通过简易的构成,共通地控制多个发光元件D1以及多个发光元件D2的优点。

(变形例)

以上方式可以有多种变形。下面例示具体的变形方式。从下面的例示中任意选择的两个以上的方式,在不相互矛盾的范围内可以适当组合。

(1)单位电路K的构成并不限定于图6所示。例如,如图9所示,也可以在发光元件DP的第一电极E1和被供给电压VSS的配线97之间设置晶体管TRS。电压VSS是小于电压VL的电压(例如接地电压)。晶体管TRS的栅极连接于晶体管TDR的栅极。在选择第m行的扫描线95时驱动信号S[n]被设定为电压VL的情况下,晶体管TRS维持截止状态,从而和前述的方式同样,发光元件DP发光。另一方面,如果在选择扫描线95时驱动信号S[n]被设定为电压VH,则晶体管TRS被控制为导通状态,通过晶体管TRS向发光元件DP的第一电极E1供给配线97的电压VSS。因此,能够可靠地使发光元件DP熄灭。

(2)在前述的方式中,将多个共通发光元件划分为多个发光元件D1和多个发光元件D2,并选择性地发光,但是,多个共通发光元件的划分数并不限定于以上的例示。例如也可以将多个共通发光元件划分为多个发光元件D1、多个发光元件D2和多个发光元件D3,并选择性地发光。

图10是变形例所涉及的照明部20的电气构成图。和多个发光元件DP一起形成于发光元件部W的多个共通发光元件被划分为多个发光元件D1和多个发光元件D2和多个发光元件D3。与发光元件D1以及发光元件D2同样,发光元件D3具有发光层27存在于第一电极E1(阳极)和第二电极E2(阴极)之间的构成。多个发光元件D3以在Y方向上排列的M个为单位而划分为多个发光元件列QD3。发光元件列QD1、发光元件列QD2和发光元件列QD3在与Y方向交差的X方向上周期性地排列。属于一个发光元件列QD3的M个发光元件D3各自的第一电极E1共通地连接于该发光元件列QD3所对应的配线99。另一方面,多个发光元件D3的第二电极E2共通连接于配线92。

在切换部SW,在实施方式的切换部SW的各元件的基础上还增加了配线74以及AND电路73。从控制装置14向配线78供给控制信号A1,从控制装置14向配线76供给控制信号A2,从控制装置14向配线74供给控制信号A3。控制信号A1、控制信号A2以及控制信号A3被设定为电压VH以及电压VL中的任一种。AND电路73向配线99输出供给于配线74的控制信号A3和使能信号ENB的逻辑积信号。

在以上构成中,切换部SW在单位期间T1的第一期间、单位期间T2的第一期间和单位期间T3的第一期间,选择性地使多个发光元件D1、多个发光元件D2和多个发光元件D3发光。具体而言,在单位期间T1的第一期间,使多个发光元件D1发光,同时使多个发光元件D2以及多个发光元件D3熄灭,在单位期间T2的第一期间,使多个发光元件D2发光,同时使多个发光元件D1以及多个发光元件D3熄灭,在单位期间T3的第一期间,使多个发光元件D3发光,同时使多个发光元件D1以及多个发光元件D2熄灭。

在图10中,将多个共通发光元件划分为三个集合(D1、D2、D3),但是,多个共通发光元件的划分数是任意的。与共通发光元件的划分数无关,在着眼于发光/熄灭被共通控制的多个发光元件D1(D2)和发光/熄灭被共通控制的多个发光元件DP的情况下,本发明的优选方式概况地表现为选择性地使多个发光元件D1和多个发光元件D2发光的构成。即,与是否有多个发光元件D1和多个发光元件D2之外的共通发光元件(例如图10的发光元件D3)或该共通发光元件的发光/熄灭的情况如何无关。

(3)在前述的方式中,例示了对应各配线93(对应各发光元件列QD1)设置AND电路71、且对应各配线94(对应各发光元件列QD2)设置AND电路72的构成,但是,也可以如图11所示,代替多条配线93而共用一个AND电路71,且代替多条配线94而共用一个AND电路72。具体而言,如图11所示,在切换部SW设置一个AND电路71和一个AND电路72。不同的发光元件列QD1对应的多条配线93共通地连接于一个AND电路71的输出端,不同的发光元件列QD2对应的多条配线94共通地连接于一个AND电路72的输出端。通过图11的构成也可以选择性地使多个发光元件D1和多个发光元件D2发光。此外,如图12所例示,在除了发光元件D1和发光元件D2之外还设置了发光元件D3的构成中,采用多个发光元件列QD3共用一个AND电路73的构成。

(4)在前述的方式中,例示了发光元件D1和发光元件D2射出近红外线的构成,但是,例如通过在发光元件D1和发光元件D2之间使光程调整层25的膜厚不同,从而在发光元件D1和发光元件D2可以使射出光的波长不同。

(5)在前述的方式中,例示了切换部SW具有AND电路71以及AND电路72的构成,但是,切换部SW的构成是任意的。即、可以使多个发光元件D1和多个发光元件D2选择性地发光的任意元件可以被用作切换部SW。

(6)在前述的方式中,对应于各测定动作来切换第一期间的发光元件D1的发光和发光元件D2的发光,但是,例如也可以对应于多次的测定动作来切换发光元件D1的发光和发光元件D2的发光。

(7)生物体信息生成装置100可以测定的生物体信息并不限定于前述方式中例示的信息(氧饱和度、血糖值)。例如也可以将前述方式所涉及的生物体信息生成装置100用于测定静脉血中的酒精浓度或胆固醇值等生物体信息。

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