(57)【要約】【課題】システムの小型化を図りやすくすること。【解決手段】生体情報取得システム１００は、出力部１と、受波部２と、取得部３と、を備える。出力部１は、弾性波又は光を生体Ａ１へ出力する。受波部２は、出力部１から出力される弾性波又は光に基づく生体Ａ１からの反射波を受波する。取得部３は、少なくとも受波部２の受波結果に基づいて、生体Ａ１の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、生体Ａ１の血管の特徴に関する第２情報と、を取得する。【選択図】図１
2020046776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波又は光を生体へ出力する出力部と、
前記出力部から出力される前記弾性波又は前記光に基づく前記生体からの反射波を受波する受波部と、
少なくとも前記受波部の受波結果に基づいて、前記生体の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、前記生体の血管の特徴に関する第２情報と、を取得する取得部と、を備える、
生体情報取得システム。
【請求項２】
前記第１情報は、前記生体の手の指紋の特徴に関する情報であり、
前記第２情報は、前記生体の手の指の静脈及び動脈の少なくとも一方の特徴に関する情報である、
請求項１記載の生体情報取得システム。
【請求項３】
前記取得部は、前記出力部による１回目の出力に基づいて前記第１情報を取得し、前記出力部による２回目の出力に基づいて前記第２情報を取得する、
請求項１又は２に記載の生体情報取得システム。
【請求項４】
前記出力部は、それぞれ前記弾性波又は前記光を出力する複数のエレメントを有しており、
前記出力部は、前記複数のエレメントのうち前記生体において前記弾性波又は前記光が透過する透過位置に対応する１以上のエレメントから、前記２回目の出力を実行し、
前記透過位置は、前記取得部で取得した前記第１情報に基づいて決定される、
請求項３記載の生体情報取得システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体情報取得システムと、
前記生体情報取得システムで取得した前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方を用いて前記生体の識別を行う識別処理を実行する処理部と、を備える、
生体識別システム。
【請求項６】
前記処理部は、前記第１情報における前記凹凸の位置と、前記第２情報における前記血管の位置との位置関係の情報を用いて、前記識別処理を実行する、
請求項５記載の生体識別システム。
【請求項７】
前記位置関係は、前記生体の前記表皮の厚さ方向から見て前記凹凸及び前記血管が投影された一平面における、前記凹凸と前記血管との位置関係を含む、
請求項６記載の生体識別システム。
【請求項８】
前記位置関係は、前記生体の前記表皮の厚さ方向に交差する一断面における、前記凹凸と前記血管との位置関係を含む、
請求項６又は７に記載の生体識別システム。
【請求項９】
前記処理部は、前記第１情報を用いた識別と、前記第２情報を用いた識別と、の両方により前記識別処理を実行する、
請求項５〜８のいずれか１項に記載の生体識別システム。
【請求項１０】
前記生体情報取得システムで取得した前記第１情報及び前記第２情報を、前記識別処理において照合する登録情報として記憶する登録部を更に備える、
請求項５〜９のいずれか１項に記載の生体識別システム。
【請求項１１】
前記識別処理において前記生体情報取得システムで取得される前記第１情報及び前記第２情報の取得範囲は、前記登録情報として記憶される前記第１情報及び前記第２情報の取得範囲よりも狭い、
請求項１０記載の生体識別システム。
【請求項１２】
前記識別処理において、前記第１情報における前記凹凸の位置と、前記第２情報における前記血管の位置とを、前記識別処理において照合する登録情報との照合に適した位置に補正する補正部を更に備える、
請求項５〜１１のいずれか１項に記載の生体識別システム。
【請求項１３】
請求項５〜１２のいずれか１項に記載の生体識別システムに前記処理部として用いられる、
処理装置。
【請求項１４】
弾性波又は光を生体に出力し、
前記弾性波又は前記光に基づく前記生体からの反射波を受波し、
少なくとも受波結果に基づいて、前記生体の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、前記生体の血管の特徴に関する第２情報と、を取得する、
生体情報取得方法。
【請求項１５】
弾性波又は光を生体に出力し、
前記弾性波又は前記光に基づく前記生体からの反射波を受波し、
少なくとも受波結果に基づいて、前記生体の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、前記生体の血管の特徴に関する第２情報と、を取得し、
取得した前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方を用いて、前記生体の識別を行う、
生体識別方法。
【請求項１６】
１以上のプロセッサに、
請求項１５記載の生体識別方法を実行させるための、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、生体情報取得システム、生体識別システム、処理装置、生体情報取得方法、生体識別方法、及びプログラムに関する。より詳細には、本開示は、生体を識別するための情報を生体から取得する生体情報取得システム、生体識別システム、処理装置、生体情報取得方法、生体識別方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、指紋パターンの特徴点と、静脈パターンの特徴点との位置関係を用いて個人を識別する、生体情報を用いた個人識別装置が開示されている。この個人識別装置では、人体の静脈パターン及び指紋パターンを検出する生体情報検出装置を含んでいる。生体情報検出装置は、指先の静脈のパターンを検出する静脈情報検出手段と、指紋のパターンを検出する指紋情報検出手段と、個人の指先が載置される検出台と、を含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６３６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の生体情報検出装置（生体情報取得システム）では、指紋のパターンと、指先の静脈のパターンとをそれぞれ互いに異なる２つの手段にて検出している。このため、この生体情報取得システムでは、これら２つの手段を配置するためのスペースが必要となるため、システムの小型化を図りにくい、という問題があった。
【０００５】
本開示は、システムの小型化を図りやすい生体情報取得システム、生体識別システム、処理装置、生体情報取得方法、生体識別方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る生体情報取得システムは、出力部と、受波部と、取得部と、を備える。前記出力部は、弾性波又は光を生体へ出力する。前記受波部は、前記出力部から出力される前記弾性波又は前記光に基づく前記生体からの反射波を受波する。前記取得部は、少なくとも前記受波部の受波結果に基づいて、前記生体の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、前記生体の血管の特徴に関する第２情報と、を取得する。
【０００７】
本開示の一態様に係る生体識別システムは、上記の生体情報取得システムと、処理部と、を備える。前記処理部は、前記生体情報取得システムで取得した前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方を用いて前記生体の識別を行う識別処理を実行する。
【０００８】
本開示の一態様に係る処理装置は、上記の生体識別システムに前記処理部として用いられる。
【０００９】
本開示の一態様に係る生体情報取得方法は、弾性波又は光を生体に出力する。この方法は、前記弾性波又は前記光に基づく前記生体からの反射波を受波する。この方法は、少なくとも受波結果に基づいて、前記生体の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、前記生体の血管の特徴に関する第２情報と、を取得する。
【００１０】
本開示の一態様に係る生体識別方法は、弾性波又は光を生体に出力する。この方法は、前記弾性波又は前記光に基づく前記生体からの反射波を受波する。この方法は、少なくとも受波結果に基づいて、前記生体の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、前記生体の血管の特徴に関する第２情報と、を取得する。この方法は、取得した前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方を用いて、前記生体の識別を行う。
【００１１】
本開示の一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、上記の生体識別方法を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本開示は、システムの小型化を図りやすい、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る生体情報取得システムを備える生体識別システムの概要を示すブロック図である。
【図２】図２は、同上の生体情報取得システムの取得対象である生体の手の指紋の画像を示す図である。
【図３】図３は、同上の生体情報取得システムの圧電モジュールの模式図である。
【図４】図４は、同上の圧電モジュールの概略断面図である。
【図５】図５は、同上の生体情報取得システムにおける、フェーズドアレイ制御の概略説明図である。
【図６】図６Ａは、同上の指紋の特徴の説明図である。図６Ｂは、同上の生体の手の血管の特徴の説明図である。
【図７】図７Ａは、同上の指紋及び血管を一平面に投影した場合の画像を示す図である。図７Ｂは、同上の手の一断面における指紋及び血管の画像を示す図である。
【図８】図８Ａは、同上の指紋及び血管の画像を示す図である。図８Ｂは、同上の指紋の特徴と、血管の特徴との位置関係の説明図である。
【図９】図９は、同上の生体識別システムにおける、第１情報及び第２情報の取得範囲の説明図である。
【図１０】図１０は、同上の生体識別システムにおける、生体の登録情報を登録する一連の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、同上の生体識別システムにおける、生体を識別する一連の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本開示の一実施形態の変形例に係る生体情報取得システムにおける、第２情報の取得方法の一例の説明図である。
【図１３】図１３は、本開示の一実施形態の生体情報取得システムにおける圧電モジュールの変形例の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）概要
本実施形態の生体情報取得システム１００は、生体Ａ１の識別を行うために必要な生体Ａ１に関する情報を取得するシステムである。つまり、生体情報取得システム１００は、生体Ａ１を他の生体と区別し得る特徴を、生体Ａ１に関する情報として取得するシステムである。本開示でいう「生体」は、人間だけではなく、例えば動物などの人間以外の生物も含み得る。本実施形態では、生体Ａ１は人間である。
【００１５】
生体情報取得システム１００は、図１に示すように、出力部１と、受波部２と、取得部３と、を備えている。図１において、出力部１から生体Ａ１へと向かう点線の矢印Ｗ１は、出力部１が出力する弾性波又は光を表す。また、図１において、生体Ａ１から受波部２に向かう点線の矢印Ｗ２は、受波部２が受波する生体Ａ１からの反射波を表す。
【００１６】
出力部１は、弾性波又は光を生体Ａ１へ出力する。本実施形態では、出力部１は、後述する圧電モジュール５の有する複数のエレメント５０で構成されている。複数のエレメント５０の各々は、弾性波として超音波を出力する。また、本実施形態では、出力部１は、生体Ａ１の全体に超音波を出力するのではなく、生体Ａ１の特定の一部に対して超音波を出力する。本実施形態では、出力部１は、生体Ａ１の手の指（例えば、親指）に対して超音波を出力する。
【００１７】
受波部２は、出力部１から出力される弾性波又は光に基づく、生体Ａ１からの反射波を受波する。本実施形態では、受波部２は、後述する圧電モジュール５の有する複数のエレメント５０で構成されている。複数のエレメント５０の各々は、生体Ａ１からの反射波を受波する。つまり、本実施形態では、受波部２の複数のエレメント５０は、出力部１の複数のエレメント５０と兼用されている。言い換えれば、出力部１は、受波部２と兼用されている。
【００１８】
出力部１から出力される超音波は、互いに異なる物質の境界、言い換えれば音響インピーダンスが変化する境界にて反射する。本実施形態では、出力部１から出力される超音波は、生体Ａ１の一部（ここでは、生体Ａ１の手の指）が、生体Ａ１の一部が載せ置かれる載置部６（後述する）と接触しない部位、又は生体Ａ１の内部の血管Ａ１３（図２参照）にて反射する。生体Ａ１の一部が載置部６と接触しない部位とは、例えば、図２に示すように、指紋Ａ１０であれば隣り合う隆線（凸部）Ａ１１の間にある谷（凹部）Ａ１２に相当する。
【００１９】
取得部３は、少なくとも受波部２の受波結果に基づいて、第１情報と、第２情報と、を取得する。第１情報は、生体Ａ１の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する情報である。本実施形態では、第１情報は、生体Ａ１の手の指紋（例えば、親指の指紋）Ａ１０の特徴に関する情報である。第２情報は、生体Ａ１の血管Ａ１３の特徴に関する情報である。本実施形態では、第２情報は、生体Ａ１の手の指の静脈及び動脈の少なくとも一方（例えば、親指の静脈）の特徴に関する情報である。
【００２０】
ここで、取得部３は、受波部２の受波結果に基づいて、つまり出力部１から出力される弾性波又は光に基づく生体Ａ１からの反射波に基づいて、第１情報及び第２情報を取得する。したがって、第１情報及び第２情報は、基本的に生体Ａ１の同じ部位の特徴を示している。例えば、出力部１から出力される弾性波又は光の出力対象が生体Ａ１の親指であるとすれば、第１情報及び第２情報は、いずれも親指の特徴を示す。
【００２１】
上述のように、本実施形態では、生体Ａ１に対して弾性波又は光を出力し、出力した弾性波又は光に基づく生体Ａ１からの反射波に基づいて、第１情報及び第２情報を取得する。つまり、本実施形態では、１つの出力手段を用いることで、生体Ａ１の表皮又は真皮の凹凸の特徴（例えば、指紋Ａ１０の特徴）と、生体Ａ１の血管Ａ１３の特徴（例えば、静脈の特徴）との両方を取得することが可能である。このため、本実施形態では、複数の出力手段を用いる場合と比較して、出力手段を配置するためのスペースが小さくて済み、結果としてシステム（生体情報取得システム１００）の小型化を図りやすい、という利点がある。
【００２２】
（２）詳細
以下、本実施形態の生体情報取得システム１００、及び生体情報取得システム１００を用いた生体識別システム２００の構成について図１〜図４を用いて詳細に説明する。生体識別システム２００は、生体情報取得システム１００と、処理部４と、を備えている。処理部４は、生体情報取得システム１００で取得した第１情報及び第２情報の少なくとも一方を用いて生体Ａ１の識別を行う識別処理を実行する。本実施形態では、生体識別システム２００は、生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴と、生体Ａ１の指の静脈の特徴との両方に基づいて、生体Ａ１を識別する。
【００２３】
生体識別システム２００は、例えばスマートフォン等の電子機器、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）、車両のキー、又はクレジットカード等のカードにて、生体Ａ１を認証するために用いられる。その他、生体識別システム２００は、部屋の入退室、ゲート（自宅のドア等を含む）の入退場、又は電子決済にて、生体Ａ１を認証するために用いられる。
【００２４】
生体情報取得システム１００は、図１に示すように、出力部１と、受波部２と、取得部３と、を備えている。また、生体情報取得システム１００は、出力部１から出力される弾性波又は光の出力対象である生体Ａ１の手の指が載せ置かれる載置部６を備えている。既に述べたように、出力部１及び受波部２は、いずれも圧電モジュール５の複数のエレメント５０で構成されている。また、本実施形態では、取得部３及び載置部６は、いずれも圧電モジュール５の一部である。したがって、以下では、まず圧電モジュール５の構成について説明する。
【００２５】
圧電モジュール５は、いわゆるｐＭＵＴ（piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer）である。圧電モジュール５は、図３及び図４に示すように、出力部１及び受波部２としての複数のエレメント５０を有している。複数のエレメント５０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により、基板７に実装されている。複数のエレメント５０は、縦に複数（例えば、数十〜百数十）個、横に複数（例えば、数十〜百数十）個の２次元アレイ状に並んでいる。圧電モジュール５は、例えばスマートフォンなどの電子機器に搭載される。そして、圧電モジュール５の表面、つまり複数のエレメント５０の表面は、電子機器から露出する。そして、この圧電モジュール５の表面には、電子機器のユーザなどの生体Ａ１の一部（ここでは、手の指）が載せ置かれる。つまり、圧電モジュール５の表面が、載置部６に相当する。圧電モジュール５は、第１切替部６１と、第２切替部６２と、変換部６３と、取得部３と、を更に備えている。本実施形態では、第１切替部６１、第２切替部６２、変換部６３、及び取得部３は、基板７に実装されている。また、本実施形態では、生体識別システム２００の処理部４も基板７に実装されている。
【００２６】
以下の説明では、特に断りのない限り、圧電モジュール５（エレメント５０）の厚さ方向をＺ軸方向と規定する。また、図３において複数のエレメント５０が縦一列に並ぶ方向をＸ軸方向、図３において複数のエレメント５０が横一列に並ぶ方向をＹ軸方向と規定する。したがって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、互いに直交する。
【００２７】
エレメント５０は、図４に示すように、整合層５１と、支持層５２と、振動層５３と、圧電層５４と、第１電極５５と、第２電極５６と、絶縁層５７と、を有している。第１電極５５、圧電層５４、第２電極５６、振動層５３、支持層５２、及び整合層５１（孔５２１（後述する）に充填された整合層５１を除く）は、Ｚ軸方向において、この順と逆の順に基板７のＺ軸方向の一面（図４における上面）に積層されている。エレメント５０と基板７との間の空間５８は、真空であるか、又は吸収層で埋められている。したがって、エレメント５０で発生した超音波のうち、基板７へ向かう超音波は、空間５８にて減衰する。
【００２８】
整合層５１は、例えばＰＤＭＳ（dimethylpolysiloxane：ジメチルポリシロキサン）で形成される層である。整合層５１は、支持層５２の孔５２１の内側に充填されている。また、整合層５１は、支持層５２のＺ軸方向の一面（図４における上面）に積層されている。支持層５２に積層された整合層５１の表面（図４における上面）は、エレメント５０の表面であり、圧電モジュール５の表面である。つまり、支持層５２に積層された整合層５１の表面は、載置部６に相当する。
【００２９】
孔５２１に充填された整合層５１は、振動層５３と整合層５１との音響インピーダンスの整合を図ることで、振動層５３と整合層５１との境目での超音波の反射を抑制する。同様に、支持層５２に積層された整合層５１は、整合層５１と、整合層５１の表面（つまり載置部６）に載せ置かれた生体Ａ１の一部の表皮との音響インピーダンスの整合を図ることで、整合層５１と生体Ａ１の一部の表皮との境目での超音波の反射を抑制する。
【００３０】
支持層５２は、孔５２１を有する枠状に形成されている。支持層５２は、例えばシリコン（Ｓｉ）を主材料とする半導体基板により形成されている。支持層５２は、厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する孔５２１を有している。
【００３１】
振動層５３は、例えばシリコン（Ｓｉ）を主材料として形成される単層、又は複層である。振動層５３は、圧電層５４の振動に伴って振動することにより、超音波を送波する。振動層５３から送波された超音波は、整合層５１を通ってエレメント５０の外部へと出力される。また、振動層５３は、整合層５１を通る生体Ａ１からの反射波を受けることで振動する。振動層５３の振動は、圧電層５４へと伝達される。
【００３２】
圧電層５４は、例えばＰＺＴ（lead zirconate titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材料により形成される層である。圧電層５４のＺ軸方向の第１面（図４における下面）及び第２面（図４における上面）には、それぞれ第１電極５５及び第２電極５６が設けられている。第１電極５５及び第２電極５６は、例えば金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）等の金属材料により形成されている。また、第１電極５５及び第２電極５６は、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ３）若しくはニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ３）等の酸化物電極、又は窒化チタン（ＴｉＮ）等の窒化物電極といった化合物電極により形成されていてもよい。その他、第１電極５５及び第２電極５６は、例えばクロム（Ｃｒ）及びチタン（Ｔｉ）等の密着層により形成されていてもよいし、複層で形成されていてもよい。
【００３３】
圧電層５４は、第１電極５５及び第２電極５６に交流電圧が印加されることにより、振動する。また、圧電層５４は、生体Ａ１からの反射波を受けることによる振動層５３の振動が伝達されると、振動する。これにより、第１電極５５及び第２電極５６に交流電圧が発生する。つまり、圧電層５４は、生体Ａ１からの反射波を交流電圧に変換する。
【００３４】
絶縁層５７は、Ｚ軸方向において、圧電層５４、第１電極５５、及び第２電極５６に沿った電気絶縁性を有する層である。絶縁層５７は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、又はポリイミド等の材料により形成される。絶縁層５７は、圧電層５４とは異なる部分（つまり、圧電層５４の駆動に不要な部分）に交流電圧が印加されるのを抑制する。
【００３５】
第１切替部６１及び第２切替部６２は、それぞれ複数のスイッチを有している。なお、第１切替部６１及び第２切替部６２は、複数のスイッチに代えて、複数のリレー又はマルチプレクサを有していてもよい。複数のエレメント５０の各々の第１電極５５は、第１切替部６１の有するスイッチを介して、外部電源６４に接続される。複数のエレメント５０の各々の第２電極５６は、第２切替部６２の有するスイッチを介して、変換部６３に接続される。
【００３６】
第１切替部６１及び第２切替部６２は、エレメント５０ごとに、エレメント５０と外部電源６４との接続を切り替える。また、第１切替部６１及び第２切替部６２は、エレメント５０ごとに、エレメント５０と変換部６３との接続を切り替える。エレメント５０が外部電源６４に接続されると、圧電層５４には、外部電源６４から交流電圧が印加される。これにより、圧電層５４が振動し、エレメント５０から超音波が出力される。エレメント５０が変換部６３に接続されると、圧電層５４が生体Ａ１からの反射波を受波することで生じる交流電圧が、取得部３に出力される。
【００３７】
変換部６３は、ＡＣ／ＤＣコンバータであって、エレメント５０（圧電層５４）から入力される交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧を取得部３に出力する。つまり、変換部６３は、受波部２（エレメント５０）で受波した生体Ａ１からの反射波に基づく交流電圧を、取得部３での処理に適した電圧に変換する。
【００３８】
取得部３は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが取得部３として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００３９】
取得部３は、変換部６３から入力される直流電圧に基づいて、つまり少なくとも受波部２（エレメント５０）の受波結果に基づいて、第１情報と、第２情報と、を取得する機能を有している。また、本実施形態では、取得部３は、第１切替部６１及び第２切替部６２を制御することにより、エレメント５０ごとに、超音波を出力させたり、生体Ａ１からの反射波を受波させたりする。つまり、本実施形態では、取得部３は、出力部１及び受波部２を制御する機能を有している。
【００４０】
本実施形態では、取得部３は、出力部１による１回目の出力に基づいて第１情報を取得し、出力部１による２回目の出力に基づいて第２情報を取得する。具体的には、取得部３は、まず出力部１による１回目の出力として、複数のエレメント５０の各々から超音波を出力させる。そして、取得部３は、変換部６３から入力される、受波部２（エレメント５０）で受波した生体Ａ１からの反射波に応じた電圧に基づいて、第１情報を取得する。第１情報は、例えば複数のエレメント５０の各々を画素（ピクセル）とする画素の集合（画像）として取得される。本実施形態では、第１情報は、生体Ａ１の手の指紋Ａ１０の特徴に関する情報であるため、指紋Ａ１０の画像として取得される。
【００４１】
すなわち、複数のエレメント５０の各々から出力される超音波は、整合層５１を通して、載置部６に載せ置かれている生体Ａ１の手の指へと向かう。複数のエレメント５０のうち整合層５１に指が接触しているエレメント５０では、整合層５１と指とで音響インピーダンスに殆ど差がない。このため、整合層５１に指が接触しているエレメント５０、つまり指紋Ａ１０の隆線Ａ１１に対応するエレメント５０から出力される超音波は、指の内部へと透過する。
【００４２】
一方、複数のエレメント５０のうち整合層５１に指が接触しておらず、空気層に触れているエレメント５０では、整合層５１と空気層とで音響インピーダンスに差がある。このため、整合層５１に指が接触していないエレメント５０、つまり指紋Ａ１０の谷Ａ１２に対応するエレメント５０から出力される超音波は、整合層５１と空気層との境界で反射する。
【００４３】
複数のエレメント５０のうち指紋Ａ１０の隆線Ａ１１に対応するエレメント５０では、反射波が返ってこない、又は所定強度よりも低い強度の反射波が返ってくる。このため、指紋Ａ１０の隆線Ａ１１に対応するエレメント５０では、圧電層５４が殆ど振動しないので、このエレメント５０に対応して変換部６３から取得部３へ入力される電圧は、所定電圧よりも小さくなる。
【００４４】
一方、複数のエレメント５０のうち指紋Ａ１０の谷Ａ１２に対応するエレメント５０では、所定強度よりも高い強度の反射波が返ってくる。このため、指紋Ａ１０の谷に対応するエレメント５０では、圧電層５４が振動するので、このエレメント５０に対応して変換部６３から取得部３へ入力される電圧は、所定電圧よりも大きくなる。
【００４５】
そして、取得部３は、複数のエレメント５０の各々について、変換部６３からの入力電圧と所定電圧との比較結果に応じた画素値を割り当てることにより、指紋Ａ１０の画像を取得する。このとき、取得部３は、複数のエレメント５０のうち指紋Ａ１０の隆線Ａ１１に対応するエレメント５０、つまり生体Ａ１において超音波が透過する透過位置を記憶する。言い換えれば、透過位置は、取得部３で取得した第１情報に基づいて決定される。
【００４６】
次に、取得部３は、出力部１による２回目の出力として、複数のエレメント５０のうち透過位置に対応する１以上のエレメント５０から超音波を出力させる。言い換えれば、出力部１は、それぞれ弾性波又は光（ここでは、超音波）を出力する複数のエレメント５０を有している。そして、出力部１は、複数のエレメント５０のうち、生体Ａ１において弾性波又は光が透過する透過位置に対応する１以上のエレメント５０から、２回目の出力を実行する。
【００４７】
出力部１による２回目の出力では、取得部３は、図５に示すように、フェーズドアレイ（phased array）制御により、出力部１及び受波部２を制御する。つまり、取得部３は、透過位置に対応する複数のエレメント５０ごとに、超音波（図５における弧状の点線を参照）の出力タイミング（位相）をずらす。これにより、透過位置に対応する複数のエレメント５０からの複数の超音波の波面同士が干渉することで合成波面が形成され、焦点Ｂ１１で収束する超音波ビームＢ１が生体Ａ１の内部へと出力される。また、取得部３は、透過位置に対応する複数のエレメント５０の各々において生体Ａ１からの反射波を受波すると、出力タイミングと同様に、反射波の受波タイミング（位相）をずらす。これにより、取得部３は、生体Ａ１からの反射波を、超音波ビームＢ１の反射波として受波する。
【００４８】
本実施形態では、取得部３は、横一列又は縦一列ごとに、上記のフェーズドアレイ制御を実行する。一例として、取得部３は、横一列に並ぶ複数のエレメント５０のうち透過位置に対応する複数のエレメント５０を用いて、上記のフェーズドアレイ制御を実行する。そして、取得部３は、超音波ビームＢ１の焦点Ｂ１１を複数のエレメント５０が並ぶ方向（ここでは、横方向）に移動させるように超音波の出力タイミング及び受波タイミングをずらしながら、上記のフェーズドアレイ制御を繰り返す。このとき、取得部３は、超音波の出力タイミング及び受波タイミングを制御する代わりに、フェーズドアレイ制御に用いる複数のエレメント５０を変更することで、超音波ビームＢ１の焦点Ｂ１１を移動させてもよい。以下、取得部３は、上記の制御を全ての列について実行する。
【００４９】
取得部３は、変換部６３から入力される、受波部２（エレメント５０）で受波した生体Ａ１からの反射波（超音波ビームＢ１）に応じた電圧に基づいて、第２情報を取得する。本実施形態では、第２情報は、生体Ａ１の手の指の静脈及び動脈の少なくとも一方に関する情報であるため、指の内部にある血管Ａ１３の位置情報として取得される。本開示でいう「血管の位置情報」は、指紋Ａ１０の画像における血管Ａ１３の位置（座標）と、生体Ａ１の表皮から血管Ａ１３までの深さと、を含む。
【００５０】
すなわち、超音波ビームＢ１の送波範囲において、血管Ａ１３が存在する場合、血管Ａ１３にて超音波ビームＢ１が反射する。そして、受波部２は、生体Ａ１の表皮から血管Ａ１３までの深さに応じて遅延した血管Ａ１３からの反射波を受波する。したがって、取得部３は、血管Ａ１３からの反射波に基づいて血管Ａ１３の位置を算出し、かつ、超音波ビームＢ１の送波から反射波の受波までに要した時間に基づいて血管Ａ１３の深さを算出する。これにより、取得部３は、第２情報を取得する。
【００５１】
処理部４は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが処理部４として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００５２】
処理部４は、識別処理を実行する機能を有している。識別処理では、処理部４は、生体情報取得システム１００で取得した第１情報及び／又は第２情報と、登録部４１（後述する）に登録されている登録情報とを照合する。取得した第１情報及び／又は第２情報が、登録情報に含まれている場合、処理部４は、取得対象である生体Ａ１が登録されている生体であると判定する。一方、取得した第１情報及び／又は第２情報が、登録情報に含まれていない場合、処理部４は、取得対象である生体Ａ１が登録されていない生体であると判定する。
【００５３】
ここで、本実施形態では、登録情報は、生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴と、生体Ａ１の指の血管Ａ１３の特徴と、を含んでいる。指紋Ａ１０の特徴は、例えば図６Ａに示すように、指紋Ａ１０の中心点、指紋Ａ１０の隆線Ａ１１の枝分かれする分岐点、指紋Ａ１０の隆線Ａ１１の長さ方向の端点、及び三方向からの隆線Ａ１１が集結する三角州などの特徴点Ｐ１がある。これらの指紋Ａ１０の特徴点は、一部又は全部が登録情報として登録される。血管Ａ１３の特徴は、例えば図６Ｂに示すように、血管Ａ１３が枝分かれする分岐点などの特徴点Ｐ２の他に、血管Ａ１３の湾曲する部位の曲率、血管Ａ１３の長さ、及び血管Ａ１３の太さなどがある。その他、血管Ａ１３の特徴は、生体Ａ１の表皮から血管Ａ１３までの距離（つまり、血管Ａ１３の深さ）がある。これらの血管Ａ１３の特徴は、一部又は全部が登録情報として登録される。
【００５４】
また、本実施形態では、登録情報は、生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴の位置と、生体Ａ１の指の血管Ａ１３の特徴との相対的な位置関係の情報（以下、単に「位置情報」ともいう）を含んでいる。位置情報は、例えば、指紋Ａ１０の特定の特徴点（例えば、分岐点）と、血管Ａ１３の特徴点（例えば、分岐点）との間の３次元的な距離Ｄ１（図８Ｂ参照）、又は指紋Ａ１０の特定の特徴点に対する血管Ａ１３の位置などを含む。後者の具体例としては、血管Ａ１３が、指紋Ａ１０の特定の２つの特徴点の間に位置するか否か等である。
【００５５】
以下、処理部４による識別処理の一例について説明する。例えば、処理部４は、生体情報取得システム１００にて取得した位置情報を、登録部４１に登録してある登録情報のうちの位置情報と照合することにより、識別処理を実行する。つまり、処理部４は、第１情報における凹凸の位置（指紋Ａ１０の特徴）と、第２情報における血管Ａ１３の位置（血管Ａ１３の特徴）との位置関係の情報を用いて、識別処理を実行する。
【００５６】
ここで、上記の位置関係は、例えば図７Ａに示すように、生体Ａ１の表皮の厚さ方向（つまり、Ｚ軸方向）から見て、凹凸（指紋Ａ１０）及び血管Ａ１３が投影された一平面における、凹凸と血管Ａ１３との位置関係を含む。図７Ａに示す画像は、登録部４１に登録されている登録情報を模式的に表した画像である。図７Ａに示す画像では、血管Ａ１３の３次元座標は、指紋Ａ１０と同じＸＹ平面の２次元座標に変換されている。この態様では、処理部４は、識別処理において、生体情報取得システム１００にて取得した第１情報及び第２情報を用いて、取得した第１情報及び第２情報のうちの上記一平面における指紋Ａ１０及び血管Ａ１３の特徴を特定する。そして、処理部４は、これらの特徴が、図７Ａに示す画像で表される登録情報に含まれている否かを判定する。
【００５７】
また、上記の位置関係は、例えば図７Ｂに示すように、生体Ａ１の表皮の厚さ方向（つまり、Ｚ軸方向）に交差する一断面における、凹凸（指紋Ａ１０）と血管Ａ１３との位置関係を含む。図７Ｂに示す画像は、登録部４１に登録されている登録情報を模式的に表した画像である。図７Ｂに示す画像では、生体Ａ１の指の血管Ａ１３のうち上記一断面に表われる血管Ａ１３（つまり、特定の深さにある血管Ａ１３）のみが、指紋Ａ１０と同じＸＹ平面に表されている。この態様では、処理部４は、識別処理において、生体情報取得システム１００にて取得した第１情報及び第２情報を用いて、取得した第１情報及び第２情報のうちの上記一断面における指紋Ａ１０及び血管Ａ１３の特徴を特定する。そして、処理部４は、これらの特徴が、図７Ｂに示す画像で表される登録情報に含まれているか否かを判定する。
【００５８】
また、上記の位置関係は、例えば図８Ａ及び図８Ｂに示すように、生体Ａ１の凹凸（指紋Ａ１０）と血管Ａ１３との３次元的な位置関係である。図８Ａ及び図８Ｂに示す画像は、登録部４１に登録されている登録情報を模式的に表した画像である。図８Ａに示す画像では、指紋Ａ１０の特徴と、血管Ａ１３の特徴（血管Ａ１３の深さを含む）とが表されている。図８Ｂに示す画像は、図８Ａに示す画像をＺ軸方向に沿った平面で切断した場合の断面の画像の一例である。この態様では、処理部４は、識別処理において、生体情報取得システム１００にて取得した第１情報及び第２情報を用いて、取得した第１情報及び第２情報における指紋Ａ１０及び血管Ａ１３の特徴を特定する。そして、処理部４は、これらの特徴が、図８Ａ及び図８Ｂに示す画像で表される登録情報に含まれているか否かを判定する。
【００５９】
処理部４のメモリは、登録部４１として機能する。つまり、本実施形態の生体識別システム２００は、登録部４１を備えている。登録部４１は、一例としてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の書き換え可能な不揮発性メモリ、又はＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリである。また、登録部４１は、不揮発性メモリ及び揮発性メモリの組み合わせで実現されてもよい。登録部４１は、生体情報取得システム１００で取得した第１情報及び第２情報を、識別処理において照合する登録情報として記憶する。登録情報は、上述のように、例えば生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴、生体Ａ１の手の指の血管Ａ１３の特徴、及び指紋Ａ１０の特徴の位置と血管Ａ１３の特徴の位置との相対的な位置関係の情報を含んでいる。
【００６０】
登録部４１には、特定の一の生体Ａ１に対応する１つの登録情報のみが登録されてもよいし、複数の生体Ａ１にそれぞれ対応する複数の登録情報が登録されてもよい。後者の場合、処理部４は、識別処理を実行することにより、載置部６に載せ置かれた部位（ここでは、手の指）を有する生体Ａ１が、登録部４１に登録されている複数の生体Ａ１のうちのいずれかに該当するか、又はいずれにも該当しないかを判定する。
【００６１】
また、処理部４は、処理部４が実行する機能として補正部４２を有している。補正部４２は、例えば取得した指紋Ａ１０の位置及び血管Ａ１３の位置を、ＸＹ平面にて平行移動及び／又は回転させることにより、基準位置へ補正する。つまり、補正部４２は、識別処理において、第１情報における凹凸（指紋Ａ１０）の位置と、第２情報における血管Ａ１３の位置とを、識別処理において照合する登録情報との照合に適した位置（基準位置）に補正する。本実施形態では、補正部４２は、指紋Ａ１０の位置を基準位置に補正する。このため、本実施形態では、生体Ａ１の手の指が、載置部６に対して基準位置からずれた位置、又は基準角度からずれた角度で載せ置かれた場合でも、ずれが許容範囲内であれば、補正部４２により位置を補正することで、生体Ａ１の識別を行うことが可能である。
【００６２】
（３）動作
以下、本実施形態の生体識別システム２００の動作について説明する。以下では、まず、生体識別システム２００により生体Ａ１の登録情報を登録する登録フェーズについて説明する。次に、生体識別システム２００により生体Ａ１を識別する識別フェーズについて説明する。生体識別システム２００が登録フェーズ及び識別フェーズのいずれで動作するかは、例えば生体識別システム２００が搭載された電子機器にて特定の操作を行うことで決定される。例えば、電子機器がスマートフォンであれば、スマートフォンがスリープ状態から復帰した場合に、生体識別システム２００が識別フェーズで動作する。
【００６３】
ここで、本実施形態では、図９に示すように、登録情報を模式的に表した画像Ｃ１の大きさに対して、載置部６の大きさ、つまり生体情報取得システム１００による第１情報及び第２情報の取得エリアＣ１１は小さい。図９に示す例では、取得エリアＣ１１は、画像Ｃ１を１２の小エリアに分割した場合の１つの小エリアに相当する。言い換えれば、識別処理において生体情報取得システム１００で取得される第１情報及び第２情報の取得範囲（取得エリアＣ１１）は、登録情報として記憶される第１情報及び第２情報の取得範囲（画像Ｃ１）よりも狭い。
【００６４】
したがって、本実施形態では、生体Ａ１の登録情報を登録する場合、載置部６に載せる手の指の位置をずらしながら、つまり画像Ｃ１に対する取得エリアＣ１１の位置をずらしながら、生体情報取得システム１００により第１情報及び第２情報を取得する。図９に示す例では、取得エリアＣ１１の位置をずらしながら、少なくとも１２回、生体情報取得システム１００により第１情報及び第２情報を取得することで、登録情報（画像Ｃ１）を取得することが可能である。
【００６５】
（３．１）登録フェーズ
まず、登録フェーズについて図１０を用いて説明する。登録フェーズにおいては、まず、登録部４１に登録させたい生体Ａ１の一部（生体Ａ１の手の指）を載置部６に載せ置く（Ｓ１）。すると、取得部３は、複数のエレメント５０から超音波を出力させることにより、１回目の出力を実行する（Ｓ２）。これにより、取得部３は、取得エリアＣ１１における第１情報（指紋Ａ１０の特徴）を取得する（Ｓ３）。次に、取得部３は、複数のエレメント５０のうち、第１情報に基づいて決定される透過位置に対応する１以上のエレメント５０から超音波を出力させることにより、２回目の出力を実行する（Ｓ４）。これにより、取得部３は、取得エリアＣ１１における第２情報（血管Ａ１３の特徴）を取得する（Ｓ５）。そして、処理部４は、取得部３で取得した取得エリアＣ１１における第１情報及び第２情報を、登録対象の生体Ａ１と紐付けて登録部４１に記憶させる（Ｓ６）。
【００６６】
ステップＳ２〜Ｓ６の処理を規定回数（例えば、１２回）実行するまで（Ｓ７：Ｎｏ）、載置部６に載せ置く生体Ａ１の指の位置をずらしながら（Ｓ８）、上記のステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。そして、ステップＳ２〜Ｓ６の処理を規定回数実行すると（Ｓ７：Ｙｅｓ）、生体識別システム２００は登録フェーズを完了する。生体識別システム２００は、上述のように登録フェーズを完了することで、登録対象の生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴、及び生体Ａ１の指の血管Ａ１３の特徴を、登録情報として登録部４１に登録する。
【００６７】
（３．２）識別フェーズ
次に、識別フェーズについて図１１を用いて説明する。識別フェーズにおいては、まず、識別させたい生体Ａ１の一部（生体Ａ１の手の指）を載置部６に載せ置く（Ｓ９）。すると、取得部３は、複数のエレメント５０から超音波を出力させることにより、１回目の出力を実行する（Ｓ１０）。これにより、取得部３は、取得エリアＣ１１における第１情報（指紋Ａ１０の特徴）を取得する（Ｓ１１）。次に、処理部４は、補正部４２により、取得した第１情報に基づく指紋Ａ１０の位置を、基準位置へ補正する（Ｓ１２）。
【００６８】
補正に失敗した場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、処理部４は、例えば音声又はディスプレイへの表示により、生体Ａ１の一部を再度、載置部６に載せ置くように指示する（Ｓ１４）。一方、補正に成功した場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、取得部３は、複数のエレメント５０のうち、第１情報に基づいて決定される透過位置に対応する１以上のエレメント５０から超音波を出力させることにより、２回目の出力を実行する（Ｓ１５）。これにより、取得部３は、取得エリアＣ１１における第２情報（血管Ａ１３の特徴）を取得する（Ｓ１６）。
【００６９】
そして、処理部４は、識別処理を実行することにより、取得した第１情報及び第２情報が、登録部４１に登録されている登録情報に含まれているかを判定する（つまり、登録情報と照合する）（Ｓ１７）。取得した第１情報及び第２情報が登録情報に含まれている場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、処理部４は、生体Ａ１が登録されていると判定し、識別フェーズを完了する（Ｓ１９）。
【００７０】
一方、取得した第１情報及び第２情報が登録情報に含まれていない場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、処理部４は、以下の処理を実行する。すなわち、識別処理の試行回数が上限回数（例えば、３回）以下であれば（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、処理部４は、例えば音声又はディスプレイへの表示により、生体Ａ１の一部を再度、載置部６に載せ置くように指示する（Ｓ１４）。一方、識別処理の試行回数が上限回数に達していれば（Ｓ２０：Ｎｏ）、処理部４は、例えば音声又はディスプレイへの表示により、生体Ａ１の識別ができない旨を警告し、識別フェーズを完了する（Ｓ２１）。生体識別システム２００は、ステップＳ２１を実行して識別フェーズを完了した場合、例えば所定の期間（例えば、１日）が経過するまでは、生体Ａ１の一部を載置部６に載せ置いても識別フェーズを実行しないようにしてもよい。
【００７１】
上述のように、本実施形態では、生体Ａ１に対して弾性波又は光を出力し、出力した弾性波又は光に基づく生体Ａ１からの反射波に基づいて、第１情報及び第２情報を取得する。つまり、本実施形態では、１つの出力手段を用いることで、生体Ａ１の表皮又は真皮の凹凸の特徴（例えば、指紋Ａ１０の特徴）と、生体Ａ１の血管Ａ１３の特徴（例えば、静脈の特徴）との両方を取得することが可能である。このため、本実施形態では、複数の出力手段を用いる場合と比較して、出力手段を配置するためのスペースが小さくて済み、結果としてシステム（生体情報取得システム１００）の小型化を図りやすい、という利点がある。
【００７２】
また、本実施形態では、第１情報（指紋Ａ１０の特徴）及び第２情報（血管Ａ１３の特徴）の両方を用いて生体Ａ１の識別を行っているので、第１情報のみを用いる場合と比較して、生体Ａ１の識別に用いる情報量を大きくすることができる。このため、本実施形態では、第１情報のみを用いる場合と同等レベルの精度で生体Ａ１の識別を行う場合、必要とする指紋Ａ１０の特徴の数を減らすことができる。その結果、指紋Ａ１０の特徴を取得するための取得エリアＣ１１を小さくすることができるので、システム（生体識別システム２００）の小型化を図りやすい、という利点もある。
【００７３】
また、本実施形態では、超音波により生体Ａ１の血管Ａ１３の特徴を取得する構成であるため、以下の３つの利点も享受し得る。第１に、本実施形態では、血管Ａ１３の特徴として、静脈の特徴に限らず、動脈の特徴も取得することが可能である。第２に、従前の指紋の特徴を取得する方式である静電容量方式では、生体の手の指、又は載置部が濡れたり汚れたりした場合に生体を識別することができない可能性がある一方、本実施形態では、このような場合でも生体Ａ１を識別することが可能である。第３に、仮に、生体Ａ１の表皮に凹凸が存在しない場合、又は表皮に凹凸が殆ど現れない場合でも、生体Ａ１の真皮に凹凸が存在すれば、本実施形態では、超音波を用いることにより、生体Ａ１の真皮にある凹凸の特徴を取得することができる。
【００７４】
（４）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。上述の実施形態において説明した各図は模式的な図であり、図中の構成要素の大きさ及び厚さの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００７５】
また、生体情報取得システム１００と同様の機能は、生体情報取得方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。
【００７６】
一態様に係る生体情報取得方法は、弾性波又は光を生体に出力する。この方法は、弾性波又は光に基づく生体Ａ１からの反射波を受波する。この方法は、少なくとも受波結果に基づいて、生体Ａ１の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、生体Ａ１の血管Ａ１３の特徴に関する第２情報と、を取得する。
【００７７】
同様に、生体識別システム２００と同様の機能は、生体識別方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。
【００７８】
一態様に係る生体識別方法は、弾性波又は光を生体に出力する。この方法は、弾性波又は光に基づく生体Ａ１からの反射波を受波する。この方法は、少なくとも受波結果に基づいて、生体Ａ１の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、生体Ａ１の血管Ａ１３の特徴に関する第２情報と、を取得する。この方法は、取得した第１情報及び第２情報の少なくとも一方を用いて、生体Ａ１の識別を行う。
【００７９】
一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、上記の生体識別方法を実行させるためのプログラムである。
【００８０】
以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【００８１】
本開示における生体情報取得システム１００（又は生体識別システム２００）は、いずれもコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における生体情報取得システム１００（又は生体識別システム２００）としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。更に、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。
【００８２】
また、生体情報取得システム１００（又は生体識別システム２００）における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは生体情報取得システム１００（又は生体識別システム２００）に必須の構成ではない。つまり、生体情報取得システム１００（又は生体識別システム２００）の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。更に、生体情報取得システム１００（生体識別システム２００）の少なくとも一部の機能、例えば、取得部３（又は処理部４）の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。
【００８３】
上述の実施形態では、処理部４は、登録情報のうちの生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴、生体Ａ１の指の血管Ａ１３の特徴、及び指紋Ａ１０の特徴と血管Ａ１３の特徴との相対的な位置関係の情報を用いて識別処理を実行しているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、処理部４は、登録情報のうちの生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴のみを用いて識別処理を実行してもよいし、生体Ａ１の手の指の血管Ａ１３の特徴のみを用いて識別処理を実行してもよい。また、処理部４は、登録情報のうちの生体Ａ１の指紋Ａ１０の特徴及び生体Ａ１の指の血管Ａ１３の特徴の両方（上記の相対的な位置関係の情報を除く）を用いて識別処理を実行してもよいし、上記の相対的な位置関係の情報のみを用いて識別処理を実行してもよい。処理部４が上記のいずれの態様で識別処理を実行するかは、生体識別システム２００の利用者、又は生体識別システム２００の提供者が適宜設定してよい。
【００８４】
上述の実施形態では、生体情報取得システム１００の取得エリアＣ１１は、登録情報として記憶される第１情報及び第２情報の取得範囲（画像Ｃ１）よりも小さいが、これに限定する趣旨ではない。例えば、取得エリアＣ１１は、画像Ｃ１と同等の大きさであってもよい。この場合、登録フェーズにおいては、生体Ａ１の一部（生体Ａ１の手の指）を１回、載置部６に載せ置くだけで、登録情報を取得することも可能である。
【００８５】
上述の実施形態では、生体情報取得システム１００は、第１情報として生体Ａ１の手の指紋Ａ１０の特徴を取得し、第２情報として生体Ａ１の手の指の静脈及び動脈の少なくとも一方の特徴を取得しているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、第１情報及び第２情報の取得対象である生体Ａ１の指は、手の指に限らず、足の指であってもよい。また、第１情報及び第２情報の取得対象は、手の指に限らず、掌であってもよい。この場合、第１情報は、指紋Ａ１０ではなく掌紋となる。つまり、生体情報取得システム１００は、手の指に限らず、生体Ａ１の種々の部位にて第１情報及び第２情報を取得することが可能である。
【００８６】
上述の実施形態では、取得部３は、第１情報（指紋Ａ１０の特徴）を取得する際に、孔５２１により指向性を規定した複数のエレメント５０の各々から超音波を出力させているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、取得部３は、第１情報（指紋Ａ１０の特徴）を取得する際に、フェーズドアレイ制御により出力部１及び受波部２を制御してもよい。この態様では、各エレメント５０は、孔５２１を有していてもよいし、有していなくてもよい。つまり、各エレメント５０において、超音波（弾性波）の指向性が失われる程度以上の厚みを整合層５１が有していればよい。
【００８７】
一例として、各エレメント５０が孔５２１を有している場合における圧電モジュール５の変形例を図１３に示す。この圧電モジュール５では、各エレメント５０において、圧電層５４、第１電極５５、第２電極５６、及び絶縁層５７が整合層５１に設けられており、かつ、空間５８がシリコン（Ｓｉ）を主材料とする層５９及び吸収層５９１で埋められている。また、各エレメント５０において、層５９には孔５２１が設けられている。孔５２１の内側は、真空である。この態様では、整合層５１は、超音波の指向性が失われる程度以上の厚さを有している。
【００８８】
また、各エレメント５０が孔５２１を有していない場合でも、超音波（弾性波）の指向性が失われる程度以上の厚みを整合層５１が有していればよい。
【００８９】
上記の態様では、取得部３は、全てのエレメント５０から同時に超音波を出力させることにより、擬似的な平面波を生体Ａ１に対して出力してもよい。この場合、指紋Ａ１０の谷Ａ１２から１次反射波が返ってくるので、取得部３は、１次反射波を処理することにより、指紋Ａ１０の谷Ａ１２の位置（つまり、指紋Ａ１０の特徴）を取得することができる。また、この場合、平面波が十分な強度で出力されていれば、１次反射波に遅れて血管Ａ１３から２次反射波が返ってくるので、取得部３は、２次反射波を処理することにより、血管Ａ１３の特徴を取得することができる。このように、上記の場合、取得部３は、１回の出力で第１情報及び第２情報の両方を取得することも可能である。
【００９０】
上述の実施形態では、取得部３は、第２情報（血管Ａ１３の特徴）を取得する際に、フェーズドアレイ制御により出力部１及び受波部２を制御しているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、図１２に示すように、取得部３は、第１情報に基づいて決定される透過位置に対応した２以上のエレメント５０の各々から、タイミング（位相）を制御せずに、１回目の出力よりも大きい出力強度（例えば、数十倍〜百倍）で２回目の出力を実行してもよい。この場合、超音波が十分な強度で出力されていれば、血管Ａ１３から反射波が返ってくるので、取得部３は、この反射波を処理することにより、血管Ａ１３の特徴を取得することができる。
【００９１】
上述の実施形態において、処理部４は、生体情報取得システム１００で取得した第１情報及び／又は第２情報と、登録情報とが完全に一致しない場合でも、生体Ａ１が登録されていると判定してもよい。つまり、処理部４は、識別処理において、生体情報取得システム１００による取得精度に起因する誤差は許容してもよい。
【００９２】
上述の実施形態では、取得部３は、第１切替部６１及び第２切替部６２を制御することで出力部１及び受波部２を制御する機能を有しているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、生体情報取得システム１００は、取得部３とは別に、出力部１及び受波部２を制御する駆動部を更に備えていてもよい。この場合、取得部３は、駆動部としての機能を有する必要はない。
【００９３】
上述の実施形態では、出力部１は、超音波を生体Ａ１へ出力することに起因する生体Ａ１からの反射波に基づいて、第１情報（指紋Ａ１０の特徴）及び第２情報（血管Ａ１３の特徴）を取得しているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、出力部１は、光の短パルスを生体Ａ１へ照射する構成であってもよい。この構成では、光の短パルスの照射部位が発熱して膨張・収縮することにより、生体Ａ１の内部にて超音波が発生するので、この超音波を利用して、第１情報及び第２情報を取得することも可能である。
【００９４】
上述の実施形態では、基板７に第１切替部６１、第２切替部６２、変換部６３、取得部３、及び処理部４が実装されているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、第１切替部６１、第２切替部６２、変換部６３、取得部３、及び処理部４のうちの少なくとも１つが基板７に実装され、残りは他の基板に実装されていてもよい。つまり、取得部３及び処理部４は、必ずしも圧電モジュール５の一部でなくてもよい。
【００９５】
上述の実施形態において、生体識別システム２００の処理部４は、処理装置として単体で市場に流通してもよい。つまり、処理装置は、上記の生体識別システム２００に処理部４として用いられる装置である。
【００９６】
上述の実施形態では、生体情報取得システム１００は、第１情報及び第２情報の両方を取得するために用いられているが、第２情報を取得するためだけに用いられてもよい。つまり、生体情報取得システム１００は、出力部１と、受波部２と、取得部３と、を備える。出力部１は、弾性波又は光を生体Ａ１へ出力する。受波部２は、出力部１から出力される弾性波又は光に基づく生体Ａ１からの反射波を受波する。取得部３は、少なくとも受波部２の受波結果に基づいて、生体Ａ１の血管Ａ１３の特徴に関する血管情報（第２情報）を取得する。
【００９７】
上記の態様では、上述の実施形態と同様に、取得部３は、出力部１による１回目の出力に基づいて生体Ａ１の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する凹凸情報（第１情報）を取得し、出力部１による２回目の出力に基づいて血管情報を取得してもよい。この場合、出力部１は、複数のエレメント５０のうち、生体Ａ１において弾性波又は光が透過する透過位置に対応する１以上のエレメント５０から、２回目の出力を実行してもよい。透過位置は、取得部３で取得した凹凸情報に基づいて決定される。
【００９８】
上述の実施形態では、変換部６３を振動させる装置として、ｐＭＵＴである圧電モジュール５を説明したが、圧電モジュール５の構成はこれに限らない。例えば、圧電モジュール５には、いわゆるｃＭＵＴ（capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer）である静電モジュールを用いることができる。
【００９９】
（まとめ）
以上述べたように、第１の態様に係る生体情報取得システム（１００）は、出力部（１）と、受波部（２）と、取得部（３）と、を備える。出力部（１）は、弾性波又は光を生体（Ａ１）へ出力する。受波部（２）は、出力部（１）から出力される弾性波又は光に基づく生体（Ａ１）からの反射波を受波する。取得部（３）は、少なくとも受波部（２）の受波結果に基づいて、生体（Ａ１）の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、生体（Ａ１）の血管（Ａ１３）の特徴に関する第２情報と、を取得する。
【０１００】
この態様によれば、システム（生体情報取得システム（１００））の小型化を図りやすい、という利点がある。
【０１０１】
第２の態様に係る生体情報取得システム（１００）では、第１の態様において、第１情報は、生体（Ａ１）の手の指紋（Ａ１０）の特徴に関する情報である。第２情報は、生体（Ａ１）の手の指の静脈及び動脈の少なくとも一方の特徴に関する情報である。
【０１０２】
この態様によれば、生体（Ａ１）の手の指に関する情報を取得するシステム（生体情報取得システム（１００））の小型化を図りやすい、という利点がある。
【０１０３】
第３の態様に係る生体情報取得システム（１００）では、第１又は第２の態様において、取得部（３）は、出力部（１）による１回目の出力に基づいて第１情報を取得し、出力部（１）による２回目の出力に基づいて第２情報を取得する。
【０１０４】
この態様によれば、出力部（１）による１度の出力のみで第１情報及び第２情報を取得する場合と比較して、第１情報及び第２情報の取得精度が向上しやすい、という利点がある。
【０１０５】
第４の態様に係る生体情報取得システム（１００）では、第３の態様において、出力部（１）は、それぞれ弾性波又は光を出力する複数のエレメント（５０）を有している。出力部（１）は、複数のエレメント（５０）のうち生体（Ａ１）において弾性波又は光が透過する透過位置に対応する１以上のエレメント（５０）から、２回目の出力を実行する。透過位置は、取得部（３）で取得した第１情報に基づいて決定される。
【０１０６】
この態様によれば、出力部（１）による２回目の出力において、生体（Ａ１）を透過する弾性波又は光が血管（Ａ１３）に届きやすくなり、第２情報の取得精度が向上しやすい、という利点がある。
【０１０７】
第５の態様に係る生体識別システム（２００）は、第１〜第４のいずれかの態様の生体情報取得システム（１００）と、処理部（４）と、を備える。処理部（４）は、生体情報取得システム（１００）で取得した第１情報及び第２情報の少なくとも一方を用いて生体（Ａ１）の識別を行う識別処理を実行する。
【０１０８】
この態様によれば、システム（生体識別システム（２００））の小型化を図りやすい、という利点がある。
【０１０９】
第６の態様に係る生体識別システム（２００）では、第５の態様において、処理部（４）は、第１情報における凹凸の位置と、第２情報における血管（Ａ１３）の位置との位置関係の情報を用いて、識別処理を実行する。
【０１１０】
この態様によれば、凹凸のみ又は血管（Ａ１３）のみを用いて生体（Ａ１）を識別する場合と比較して、生体（Ａ１）を識別する際の情報量が大きくなり、生体（Ａ１）を識別しやすくなる、という利点がある。
【０１１１】
第７の態様に係る生体識別システム（２００）では、第６の態様において、位置関係は、生体（Ａ１）の表皮の厚さ方向から見て凹凸及び血管（Ａ１３）が投影された一平面における、凹凸と血管（Ａ１３）との位置関係を含む。
【０１１２】
この態様によれば、凹凸のみ又は血管（Ａ１３）のみを用いて生体（Ａ１）を識別する場合と比較して、生体（Ａ１）を識別する際の情報量が大きくなり、生体（Ａ１）を識別しやすくなる、という利点がある。
【０１１３】
第８の態様に係る生体識別システム（２００）では、第６又は第７の態様において、位置関係は、生体（Ａ１）の表皮の厚さ方向に交差する一断面における、凹凸と血管（Ａ１３）との位置関係を含む。
【０１１４】
この態様によれば、凹凸のみ又は血管（Ａ１３）のみを用いて生体（Ａ１）を識別する場合と比較して、生体（Ａ１）を識別する際の情報量が大きくなり、生体（Ａ１）を識別しやすくなる、という利点がある。
【０１１５】
第９の態様に係る生体識別システム（２００）では、第５〜第８のいずれかの態様において、処理部（４）は、第１情報を用いた識別と、第２情報を用いた識別と、の両方により識別処理を実行する。
【０１１６】
この態様によれば、凹凸のみ又は血管（Ａ１３）のみを用いて生体（Ａ１）を識別する場合と比較して、生体（Ａ１）を識別する際の情報量が大きくなり、生体（Ａ１）を識別しやすくなる、という利点がある。
【０１１７】
第１０の態様に係る生体識別システム（２００）は、第５〜第９のいずれかの態様において、登録部（４１）を更に備える。登録部（４１）は、生体情報取得システム（１００）で取得した第１情報及び第２情報を、識別処理において照合する登録情報として記憶する。
【０１１８】
この態様によれば、生体（Ａ１）の登録と識別とが一システムで完結するため、登録部（４１）を生体識別システム（２００）外に設ける場合と比較して、利便性が向上しやすい、という利点がある。
【０１１９】
第１１の態様に係る生体識別システム（２００）では、第１０の態様において、識別処理において生体情報取得システム（１００）で取得される第１情報及び第２情報の取得範囲は、登録情報として記憶される第１情報及び第２情報の取得範囲よりも狭い。
【０１２０】
この態様によれば、デバイスの小型化を図ることができ、かつ、取得される画像の面積が小さくなることから認証時間の短縮を図ることができる、という利点がある。また、この態様では、言い換えると、登録情報として記憶される第１情報及び第２情報の取得範囲が、識別処理において生体情報取得システム（１００）で取得される第１情報及び第２情報の取得範囲よりも広いこととなる。したがって、この態様によれば、登録情報の一部を用いて識別処理を実行できるので、生体（Ａ１）における第１情報及び第２情報の取得位置に余裕を持たせやすい、という利点がある。
【０１２１】
第１２の態様に係る生体識別システム（２００）は、第５〜第１１のいずれかの態様において、補正部（４２）を更に備える。補正部（４２）は、識別処理において、第１情報における凹凸の位置と、第２情報における血管（Ａ１３）の位置とを、識別処理において照合する登録情報との照合に適した位置に補正する。
【０１２２】
この態様によれば、基準位置からずれた位置で第１情報及び第２情報を取得した場合でも、識別処理を実行しやすい、という利点がある。
【０１２３】
第１３の態様に係る処理装置（４）は、第５〜第１２のいずれかの態様の生体識別システム（２００）に処理部（４）として用いられる。
【０１２４】
この態様によれば、システム（生体識別システム（２００））の小型化を図りやすい、という利点がある。
【０１２５】
第１４の態様に係る生体情報取得方法は、弾性波又は光を生体に出力する。この方法は、弾性波又は光に基づく生体（Ａ１）からの反射波を受波する。この方法は、少なくとも受波結果に基づいて、生体（Ａ１）の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、生体（Ａ１）の血管（Ａ１３）の特徴に関する第２情報と、を取得する。
【０１２６】
この態様によれば、生体情報取得方法を実行するためのシステムの小型化を図りやすい、という利点がある。
【０１２７】
第１５の態様に係る生体識別方法は、弾性波又は光を生体に出力する。この方法は、弾性波又は光に基づく生体（Ａ１）からの反射波を受波する。この方法は、少なくとも受波結果に基づいて、生体（Ａ１）の表皮又は真皮の凹凸の特徴に関する第１情報と、生体（Ａ１）の血管（Ａ１３）の特徴に関する第２情報と、を取得する。この方法は、取得した第１情報及び第２情報の少なくとも一方を用いて、生体（Ａ１）の識別を行う。
【０１２８】
この態様によれば、生体識別方法を実行するためのシステムの小型化を図りやすい、という利点がある。
【０１２９】
第１６の態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、第１５の態様の生体識別方法を実行させるためのプログラムである。
【０１３０】
この態様によれば、生体識別方法を実行するためのシステムの小型化を図りやすい、という利点がある。
【０１３１】
第２〜第４の態様に係る構成については、生体情報取得システム（１００）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。また、第６〜第１２の態様に係る構成については、生体識別システム（２００）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  出力部
２  受波部
３  取得部
４  処理部（処理装置）
５０  エレメント
１００  生体情報取得システム
２００  生体識別システム
Ａ１  生体
Ａ１０  指紋
Ａ１３  血管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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