(57)【要約】      （修正有）【課題】線状体を電気的に制御して撮像部を移動させる場合に必要になる電力を低減する。【解決手段】生体情報取得装置は、少なくともヒトの指部分の静脈像を取得する。生体情報取得装置は、複数の画素が配列された１以上の画素列を有する撮像部に直接的又は間接的に係合した線状体を電気的に伸張又は収縮させて、指の長手方向に交差する方向に撮像部を移動させながら指の静脈像を撮像する。これによって、線状体を電気的に制御して撮像部を移動させる場合に必要になる電力を低減することができる。なお、撮像モジュール９には、ラインセンサが含まれる。ラインセンサには、形状記憶合金からなるバネが係合している。バネの通電によりバネは収縮し、撮像モジュール９が移動する。【選択図】図１１
2010134685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともヒトの指部分の静脈像を取得する生体情報取得装置であって、
複数の画素が配列された１以上の画素列を有する撮像部に直接的又は間接的に係合した線状体を電気的に伸張又は収縮させて、前記指の長手方向に交差する方向に前記撮像部を移動させながら前記指の静脈像を撮像する、生体情報取得装置。
【請求項２】
前記線状体は、有機高分子系人工筋肉及び形状記憶合金の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
【請求項３】
前記線状体は、前記撮像部の移動方向に交差する方向に延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の生体情報取得装置。
【請求項４】
前記撮像部の移動距離は、前記画素列の一端から他端間の距離よりも短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項５】
少なくともヒトの指部分の静脈像を取得する生体情報取得装置であって、
複数の画素が配列された１以上の画素列を有する撮像部と、
前記撮像部に直接的又は間接的に係合する線状体を電気的に伸張又は収縮させて、前記画素列での画素配置方向に交差する方向へ前記撮像部を移動させる駆動機構と、を備え、
前記駆動機構による前記撮像部の移動方向は、前記指の長手方向に交差する方向に一致する、生体情報取得装置。
【請求項６】
前記線状体は、有機高分子系人工筋肉及び形状記憶合金の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項５に記載の生体情報取得装置。
【請求項７】
少なくともヒトの指部分の静脈像を取得する生体情報取得装置であって、
複数の画素が配列された１以上の画素列を有する撮像部と、
前記撮像部に直接的又は間接的に係合する線状体を電気的に伸張又は収縮させて、前記画素列での画素配置方向に交差する方向へ前記撮像部を移動させる駆動機構と、を備え、
前記駆動機構による前記撮像部の移動距離は、前記画素列の一端から他端間の距離よりも短い、生体情報取得装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の生体情報取得装置を備える生体認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報取得装置及び生体認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報セキュリティーの保護強化に伴って、生体認証に関する技術開発の進展が著しい。なお、生体認証とは、検査対象の個体から取得した生体情報が、あらかじめ登録された生体情報に等しいかどうかという判定に基づいて、ある個体を他の個体から識別する技術である。例えば、ヒトの瞳の虹彩に基づいて個体を特定する方法、ヒトの指等の静脈パターンに基づいて個体を特定する方法、及び指の指紋パターンに基づいて個体を特定する方法が挙げられる。
【０００３】
生体認証においては、認証に利用する生体情報に応じて様々な得失がある。例えば、静脈パターンを活用した生体認証は、指紋パターンを活用した生体認証よりも認証の偽造が困難であるという利益がある。後者は、前者よりも認証の偽造が簡単であるという不利益がある。
【０００４】
特許文献１及び２には、撮像部を走査して撮像する装置が開示されている。特許文献３には、血管像から指紋画像を除去して血管像を抽出する技術が開示されている。特許文献４には、生体認証に用いられる撮像装置が開示されている。撮像装置の小型化のため、光源（１００）、支持台（３００）、及び画像認証部（２００）を積層させている。
【特許文献１】特開２００７−２５７３０７号公報
【特許文献２】特開２００８−９７３２８号公報
【特許文献３】特開２００７−２９９０８５号公報
【特許文献４】特開２００１−１１９００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、広範囲で画像を取得しながら、画像取得装置の低下価格化を図るためには、撮像部を移動しながら画像取得すると良い。しかしながら、この場合には、撮像部を移動させるためにピニオン・ラックなどの機械的な送り機構を採用する必要がある。
【０００６】
他方、形状記憶合金等の線状体を電気的に伸張又は収縮させることを活用すれば、上述の機械的な送り機構の採用を回避できる。しかしながら、この場合、撮像部の移動距離を長く設定すると、線状体の通電に要する電力が増大してしまう。携帯電話、ノート型パソコン等の携帯型電子機器に装置を組み込む場合には大きなデメリットになってしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、線状体を電気的に制御して撮像部を移動させる場合に必要になる電力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る生体情報取得装置は、少なくともヒトの指部分の静脈像を取得する生体情報取得装置であって、複数の画素が配列された１以上の画素列を有する撮像部に直接的又は間接的に係合した線状体を電気的に伸張又は収縮させて、前記指の長手方向に交差する方向に前記撮像部を移動させながら前記指の静脈像を撮像する。これによって、線状体を電気的に制御して撮像部を移動させる場合に必要になる電力を低減することができる。
【０００９】
前記線状体は、有機高分子系人工筋肉及び形状記憶合金の少なくとも一方を含む、と良い。
【００１０】
前記線状体は、前記撮像部の移動方向に交差する方向に延在する、と良い。
【００１１】
前記撮像部の移動距離は、前記画素列の一端から他端間の距離よりも短い、と良い。
【００１２】
本発明に係る生体情報取得装置は、少なくともヒトの指部分の静脈像を取得する生体情報取得装置であって、複数の画素が配列された１以上の画素列を有する撮像部と、前記撮像部に直接的又は間接的に係合する線状体を電気的に伸張又は収縮させて、前記画素列での画素配置方向に交差する方向へ前記撮像部を移動させる駆動機構と、を備え、前記駆動機構による前記撮像部の移動方向は、前記指の長手方向に交差する方向に一致する。
【００１３】
前記線状体は、有機高分子系人工筋肉及び形状記憶合金の少なくとも一方を含む、と良い。
【００１４】
本発明に係る生体情報取得装置は、少なくともヒトの指部分の静脈像を取得する生体情報取得装置であって、複数の画素が配列された１以上の画素列を有する撮像部と、前記撮像部に直接的又は間接的に係合する線状体を電気的に伸張又は収縮させて、前記画素列での画素配置方向に交差する方向へ前記撮像部を移動させる駆動機構と、を備え、前記駆動機構による前記撮像部の移動距離は、前記画素列の一端から他端間の距離よりも短い。
【００１５】
本発明に係る生体認証装置は、上述のいずれかに記載の生体情報取得装置を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、線状体を電気的に制御して撮像部を移動させる場合に必要になる電力を低減することができる。また、撮像部の移動時間の短縮化が図られることで、結果的に認証に要する時間を短縮化することも実現可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。
【００１８】
〔第１の実施の形態〕
図１乃至１７を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、携帯電話の概略的な模式図である。図２は、携帯電話の前面の構成を示す概略的な模式図である。図３は、生体情報取得装置の上面構成を示す概略的な模式図である。図４は、移動後の生体情報取得装置の上面構成を示す概略的な模式図である。図５は、ラインセンサの移動の前後における生体情報取得装置の断面構成を示す模式図である。図６は、生体情報取得装置に含まれる部品の上面構成を示す模式図である。図７は、光照射ユニットの構成を示す模式図である。図８は、撮像モジュールの断面構成を示す模式図である。図９は、レンズアレイ基板の上面構成を示す模式図である。図１０は、撮像素子上に配置された光学機能層の断面構成を示す模式図である。図１１は、カバーガラスの上面構成を示す模式図である。図１２は、画素列とパターンとの位置関係を説明するための説明図である。図１３は、ラインセンサに接続される信号処理部の概略構成を示すブロック図である。図１４は、信号処理部の動作を説明するためのタイミングチャートである。図１５は、生体認証装置の概略的な構成を示すブロック図である。図１６は、生体認証装置の概略的な動作を説明するためのフローチャートである。図１７は、撮像範囲を説明するための説明図である。
【００１９】
図１に、携帯電話（移動体通信端末）６０を示す。携帯電話６０には、後述の生体認証装置（静脈認証装置）７０が組み込まれている。
【００２０】
図１に示すように、携帯電話６０は、上側本体（第１部材）６１、下側本体（第２部材）６２、及びヒンジ６３を有する。上側本体６１と下側本体６２とは、共にプラスチック製の平板部材であって、ヒンジ６３を介して連結される。上側本体６１と下側本体６２とはヒンジ６３によって開閉自在に構成される。上側本体６１と下側本体６２とが閉じた状態のとき、携帯電話６０は上側本体６１と下側本体６２とが重ね合わされた平板状の部材になる。
【００２１】
上側本体６１は、その内面に表示部６４を有する。表示部６４には、着信相手を特定する情報（名前、電話番号）、携帯電話６０の記憶部に格納されたアドレス帳等が表示される。表示部６４の下には液晶表示装置が組み込まれている。
【００２２】
下側本体６２は、その内面に複数のボタン６５を有する。携帯電話６０の操作者は、ボタン６５を操作することによって、アドレス帳を開いたり、電話を掛けたり、マナーモードに設定したりし、携帯電話６０を意図したように操作する。携帯電話６０の操作者は、このボタン６５を操作することに基づいて、携帯電話６０内の生体認証装置８０の生体認証機能をオンさせたり、オフさせたりする。
【００２３】
図２に、携帯電話６０の前面（上面）の構成を示す。図２に示すように、上側本体６１の前面には、表面領域Ｒ８０、および表示領域Ｒ９０が配置される。
【００２４】
表面領域Ｒ８０上には、図２に模式的に示すように、ヒト（被検体）の指１００が載せられる。表面領域Ｒ８０の下には、後述の生体情報取得装置７０（図３参照）が組み込まれる。表示領域Ｒ９０には、文字（時間、動作状態、着信相手名など）が表示される。表示領域Ｒ９０の下には、液晶表示装置が組み込まれる。
【００２５】
以下、生体情報取得装置７０の構成及び機能について具体的に説明する。図３に、撮像モジュール９に含まれるラインセンサの移動前の状態を示す。図４に、撮像モジュール９に含まれるラインセンサの移動後の状態を示す。図面では、必要に応じて、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸といった軸線を設定する。
【００２６】
図３に示すように、生体情報取得装置７０は、ベース板（ベース部材）１及び実装基板（キャリア部材）５を有する。なお、ベース板１は、樹脂材料からなる。実装基板５は、通常のガラスエポキシ基板からなる。また、生体情報取得装置７０は、レール（ガイド部材）３、ばね６、発光素子（光源）８、ライトガイド（導光体）１６、撮像モジュール（撮像部）９、及びフレキシブルプリント基板（配線基板）２０を有する。
【００２７】
なお、撮像モジュール９には、ラインセンサ（撮像素子）９ａ（図６参照）が含まれる。また、生体情報取得装置７０は、カバー板１２（図５、図１１参照）も有する。後述の説明から明らかなように、光照射部は、ライトガイド１６及び発光素子８から形成される。また、駆動機構は、形状記憶合金からなるばね６ｆを通電させることで形成される。
【００２８】
図３及び図４に示すように、ベース板１は、４隅に４つの凸部２ａ〜２ｄを有する。凸部２ａ〜２ｄは、ベース板１に一体成型されている。なお、凸部２ａ〜２ｄをベース板１とは別個の部材とし、凸部２ａ〜２ｄをベース板１に固着させても良い。
【００２９】
凸部２ａは、支持部２ａ１、及び壁部２ａ２を有する。支持部２ａ１は、壁部２ａ２よりも内側に形成される。支持部２ａ１は、レール３ａの一端を支持する。壁部２ａ２は、レール３ａの一端の位置を規制する。
【００３０】
凸部２ｂは、支持部２ｂ１、及び壁部２ｂ２を有する。支持部２ｂ１は、壁部２ｂ２よりも内側に形成される。支持部２ｂ１は、レール３ａの他端を支持する。壁部２ｂ２は、レール３ａの他端の位置を規制する。
【００３１】
なお、凸部２ａ及び凸部２ｂについてした説明は、凸部２ｃ及び２ｄについても同様に当てはまる。但し、レール３ａは、レール３ｃに読みかえるものとする。
【００３２】
レール３は、互いに対向する支持部（２ａ１−２ｂ１、２ｃ１−２ｄ１）間で機械的に保持される。レール３は、金属棒であり、実装基板５の移動を案内する。実装基板５の移動を円滑にさせるため、レール３に潤滑油を付着させても良い。
【００３３】
レール３ａは、互いに対向する支持部２ａ１と支持部２ｂ１との間に架けられる。レール３ａは、その一端が支持部２ａ１に固着され、その他端が支持部２ｂ１に固着される。レール３ｃは、互いに対向する支持部２ｃ１と支持部２ｄ１との間に架けられる。レール３ｃは、その一端が支持部２ｃ１に固着され、その他端が支持部２ｄ１に固着される。
【００３４】
なお、各レールの端部付近に衝撃吸収部材を配置しても良い。これによって実装基板５の移動によって、実装基板５から壁部２ａ２、２ｂ２、２ｃ２、２ｄ２が受ける衝撃を緩和することができる。
【００３５】
図３及び図４に示すように、実装基板５は、ｙ軸（実装基板５の移動方向に直交する方向）に沿って長尺な板状部材である（図６も併せて参照）。実装基板５は、一端が係合部９５ａを介してレール３ａに接続され、他端が係合部９５ｂを介してレール３ｂに接続される。係合部９５は、レール３が挿通される孔を有する。係合部９５の孔にレール３が挿入される。なお、係合部９５の孔にレール３が挿入されたとき、実装基板５がレール３に沿って移動可能な程度の遊びの空間が保たれるものとする。
【００３６】
図３及び図４に示すように、ばね６ｇの一端は係合部９５ａの突起５ｉに固着され、その他端は実装基板５の突起２ｊに固着されている。ばね６ｇは、支柱２ｋ付近で屈曲し、上面視してＶ字状に延在する。ばね６ｇは、突起５ｉから支柱２ｋ間でｘ軸に沿って延在する。ばね６ｇは、支柱２ｋから突起２ｅ間でｙ軸に沿って延在する。これによって、生体情報取得装置７０の大型化を伴うことなく、所望の引っ張り力を得ることができる。
【００３７】
ばね６ｆの一端は凸部２ａの突起２ｈに固着され、その他端は凸部２ｃの突起２ｉに固着されている。なお、ばね６ｆは、支柱２ｇ付近で屈曲し、上面視してＶ字状に延在する。ばね６ｆは、突起２ｈから支柱２ｇ間で斜め左方向（ｘ軸に交差する方向）に延在する。ばね６ｆは、支柱２ｇから突起２ｉ間で斜め右方向（ｘ軸に交差する方向）に延在する。これによって、生体情報取得装置７０の大型化を伴うことなく、所望の引っ張り力を得ることができる。
【００３８】
なお、突起５ｉは、係合部９５の外側面に設けられている。支柱２ｋは、壁部２ｂ２の上面に設けられている。突起２ｊは、突起２ｅの外側面に設けられている。突起２ｅは、ベース板１の上面上に設けられている。また、突起２ｈは、壁部２ａ２に設けられている。突起２ｉは、壁部２ｃ２に設けられている。支柱２ｇは、実装基板５上に設けられている。
【００３９】
なお、ばねの取り付け方法は任意である。例えば、ばねの先端をフック状にし、これを突起に引っ掛ける構造を採用しても良い。
【００４０】
本実施形態においては、ばね６ｆは、Ti-Ni系又はTi-Ni-Cu系合金（形状記憶合金）からなる線状体である。また、本実施形態では、パルス変調された電流をばね６ｆに印加する。ばね６ｆは抵抗として機能し、流れる電流量に応じて発熱する。ばね６ｆが所定の温度以上になると、ばね６ｆは収縮する。
【００４１】
これによって、図３から図４に示すように、実装基板５を左から右へ移動させることができる。実装基板５には、ラインセンサ９ａが実装されている（後述の説明を参照）。実装基板５の移動に伴ってラインセンサ９ａが移動する。実装基板５の移動期間内に亘ってラインセンサ９ａで順次画像を取得することによって、ラインセンサ９ａの移動範囲に対応する範囲内で画像を取得することができる。なお、形状記憶合金の金属線に代えて、有機高分子系人工筋肉の有機高分子線を採用しても良い。
【００４２】
生体認証装置は、高額な機器（例えば、ATM(Automated Teller Machine)）のほか、比較的安価な電子機器（例えば、携帯電話、ノート型パソコン等の電子機器（特に移動体通信機器））にも組み込まれている。比較的安価な電子機器に生体認証装置を付加する場合、その生体認証装置の単価を低くすることが重要になる。
【００４３】
また、より高精度な生体認証を実現するためには、過不足のない所望の範囲で生体情報を取得する必要がある。指の静脈認証を高精度に行うためには、例えば、図１７に示すように、縦15mm、横20mmの領域Ｒ１００で静脈像を取得することが好ましい。しかしながら、領域Ｒ１００に対応する検出範囲のエリアセンサを採用すると、センサ部品に要する金額が高くなり、生体情報取得装置全体としての価格が高くなってしまう。
【００４４】
センサ部品が金額になる場合、比較的安価な電子機器に生体情報を付加することができず、結果として、静脈認証という魅力的な機能を有する電子機器の実現を阻害してしまう。
【００４５】
なお、適当な価格のエリアセンサを用いると、所望の領域Ｒ１００よりも狭い範囲（例えば、縦10mm、横15mmの領域Ｒ１０１（図１７参照））で静脈像を取得することができる。しかしながら、このような場合には、より高精度な静脈認証を実現することができない。
【００４６】
ここでは、図１７に示した所望の領域Ｒ１００に対応してラインセンサ９ａを移動させる。画素列数が少ない撮像素子を活用して、より高精度な静脈認証を実現するために要求される所望の領域Ｒ１００で静脈像を取得することができる。
【００４７】
なお、パルス電流の印加に伴うばね６ｆの引っ張り力は、ばね６ｇの引っ張り力に比して十分に大きい。従って、比較的短時間に実装基板５を図３から図４の状態に変位させることができる。なお、ここでは、形状記憶合金の金線をコイル状に巻くことによって、その引っ張り力を増大させている。
【００４８】
このように、ばね６ｆにパルス電流を流すことのみによって実装基板５を移動させることができるため、他の駆動機構（たとえば、モータを活用した駆動機構）に比べて、騒音が発生しない、振動が発生しない、および消費電流を低くすることができるといったメリットがある。
【００４９】
なお、ばね６ｆに流す電流は、直流、単純交流の電流であっても良い。ただし、パルス変調した電流をばね６ｆに流すことによって、流れる電流量を比較的精度よく調整することができる。
【００５０】
また、図４から図３の状態に戻す場合には、ばね６ｆへのパルス電流の供給を停止すれば良い。実装基板５は、ばね６ｇの引っ張り力に従って、図４から図３の位置へ自然に移動する。ばね６ｆは加熱されなければ実効的なばね作用を奏さない。
【００５１】
なお、図５に示すように、図５（ａ）の位置から図５（ｂ）の位置に撮像モジュール９が移動する過程で、フレキシブルプリント基板２０の折り曲げ部分が右側（前方）に移動する。
【００５２】
フレキシブルプリント基板２０は、可撓性を有するシート状のプリント基板である。フレキシブルプリント基板２０の一端は、実装基板５に固着されている。フレキシブルプリント基板２０は、その他端側の部分でベース板１に固着されている。フレキシブルプリント基板２０は、一端と他端間の中間部分で折り返されており、側面視してＣ字状に形成されている。フレキシブルプリント基板２０は、一端から折り曲げ部分まで右側方向に延在し、折り曲げ部分から他端側まで左方向に延在する。フレキシブルプリント基板２０は、折り曲げ部分と他端間で、実装基板５の下方に存在し、かつ接着剤（固着手段）９１によってベース板１に固着されている。
【００５３】
このように、フレキシブルプリント基板２０の一端を実装基板５上に固着させ、実装基板５の下方を通し、他端側の部分で接着剤９１を介してベース板１に固着させる。これによって、実装基板５の移動に伴って変形するフレキシブルプリント基板２０の移動空間を最小限にすることができる。
【００５４】
なお、図５から明らかなように、カバー板１２がベース板１の凸部２ａ〜２ｄ上に固定されることによって実装基板５の移動空間が確保される。カバー板１２は、透明樹脂、ガラスといった透明性の板状部材であって、この前面上にヒトの指が載置される。カバー板１２は、発光素子８からの出射光に対して実質的に透明である。
【００５５】
また、カバー板１２上には、層状のパターン９２が形成される（図１１も併せて参照）。パターン９２は、ヒトの指の載置領域を規定する。なお、パターン９２の層厚は、内側に延在するに従って薄くなる。
【００５６】
図３乃至図５に示すように、実装基板５上には、発光素子８、ライトガイド１６、及び撮像モジュール９が実装される。また、実装基板５には、フレキシブルプリント基板２０が接続される。なお、以下、適宜、図６乃至図１０も参照して説明する。なお、図６では、光学機能層９ｂの図示が省略されている。
【００５７】
図６に示すように、発光素子８ｅ、８ｆは、ライトガイド１６を挟んで対向して配置されている。発光素子８ｅ、８ｆは、実装基板５上に形成された配線を介してフレキシブルプリント基板２０に電気的に接続される。なお、発光素子８とフレキシブルプリント基板２０間の配線にはコンデンサが接続されている。これによって電流を安定して発光素子８に供給することができる。
【００５８】
ラインセンサ９ａは、複数の画素ＰＸがｙ軸に沿って配置された形成された画素列ＰＸＬを有する。ここでは、２つのラインセンサ９ａを隣り合って配置することで画素列ＰＸＬを形成させている。
【００５９】
なお、ラインセンサ９ａは、画素列ＰＸＬよりも外周側に複数の電極端子を有する。ラインセンサ９ａの電極端子は、複数のボンディングワイヤーを介して、フレキシブルプリント基板２０の配線端子に接続される。ラインセンサ９ａをホトダイオードアレイで形成すれば、各画素を逆バイアスし、かつ各画素から信号を取り出すために必要な数の電極をラインセンサ９ａに設ける。これに応じてフレキシブルプリント基板２０の配線端子数は決定される。
【００６０】
図７に光照射ユニットの構成を示す。なお、光照射ユニットは、発光素子８及びライトガイド１６から形成される。
【００６１】
発光素子８は、半導体発光素子（LED(Light Emitting Diode)）、又は半導体レーザ素子（LD(Laser Diode))といった半導体のベアチップ８ｅ１、８ｆ１（図７（ｂ）参照）がモールドパッケージされた半導体光素子である。発光素子８は、ベアチップの電極間に電流を流すことによって近赤外領域の波長（波長：６００ｎｍ〜１０００ｎｍ）の光（ここでは、７６０ｎｍ又は８７０ｎｍ）を出射する。
【００６２】
ライトガイド（導光体）１６は、ｙ軸に沿って長尺な板状部材である。ライトガイド１６は、ガラス、樹脂等が金型で成形されることで製造される。ライトガイド１６は、発光素子８からの出射光に対して実質的に透明である。
【００６３】
ライトガイド１６の背面１６ｂには、ｘ軸に沿って延在する複数の溝１６ｑがｙ軸に沿って連続的に形成されている。これによってライトガイド１６の背面１６ｂには、ｘ軸に沿って延在する複数の反射面１６ｐがｙ軸に沿って連続的に形成される。
【００６４】
発光素子８ｅからの出射光（以下、説明の便宜上、検査光と呼ぶこともある）は、まずライトガイド１６の側面（光入射面）１６ｃを介してライトガイド１６内に入力される。発光素子８ｅからライトガイド１６に入力された検査光は、ｙ軸に沿ってライトガイド１６内を伝播する。この過程で、検査光は、ライトガイド１６の前面１６ａで全反射される。また、検査光は、ライトガイド１６の背面１６ｂに形成された複数の反射面１６ｐで反射される。検査光は、ライトガイド１６内の伝播過程で、反射面１６ｐで上方に反射され、ライトガイド１６の前面（光出射面）１６ａを通過する。このようにして、発光素子８ｅからの出射光は、ライトガイド１６を介して被検体に案内される。発光素子８ｆからの出射光も、上述の説明と同様にして、ライトガイド１６を介して被検体に案内される。反射面１６ｐの配置間隔、反射面１６ｐの面積を適宜設定することによって、ライトガイド１６から、その長手方向に沿って比較的均一な強度の光を出射させることができる。
【００６５】
図８及び図９に撮像モジュールの構成を示す。
【００６６】
図８に示すように、撮像モジュール９は、ラインセンサ９ａ、及び光学機能層９ｂから形成される。撮像モジュール９は、ラインセンサ９ａ上に光学機能層９ｂが積層された撮像部品である。
【００６７】
ラインセンサ９ａは、フォトダイオードからなる画素が１列に配置されたフォトセンサである。なお、ラインセンサ９ａを、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)等によって形成しても良い。
【００６８】
光学機能層９ｂは、レンズアレイ基板５０、及び遮光層３２を有する。レンズアレイ基板５０は、ｙ軸に沿って延在する長尺な光学部品である。遮光層３２も、ｙ軸に沿って延在する長尺な光学部品である。レンズアレイ基板５０は、遮光層３２上に形成される。
【００６９】
レンズアレイ基板５０は、透明基板５１、及び複数のレンズ５２から形成される。複数のレンズ５２は、ｙ軸に沿って連続的に透明基板５１の前面上に形成されている（図９参照）。ここでは、１つの画素ＰＸに対して１つのレンズ５２が対応付けられている。なお、複数の画素ＰＸに対応づけて１つのレンズ５２を配置しても良い。
【００７０】
また、図１０に示すように、レンズ５２と画素ＰＸ間の光チャネルは、遮光層３２によって効果的に分離されている。従って、各光チャネル間で信号のクロストークが生じることが効果的に抑制される。なお、図１０は、図９に示すＰ１−Ｐ２間の部分の概略的な断面構成を示す模式図である。
【００７１】
遮光層３２は、光の透過を遮断する。例えば、フタロシアニン等の色素を含む樹脂で遮光層３２を形成する。そのほか、基板部材の表面をメッキすることで遮光層３２を形成する。
【００７２】
図８に示すように、遮光層３２は、レンズ５２と画素ＰＸ間に設定された光チャネルに対応する位置に開口ＯＰ３を有する。開口ＯＰ３は、開口幅Ｗ１０、開口幅Ｗ１１とレンズ５２の光軸に沿って変化する（但し、Ｗ１０＞Ｗ１１）。ここでは、開口幅Ｗ１０の部分ＯＰ３ａは、透明樹脂によって充填されている。開口幅Ｗ１１の部分ＯＰ３ｂは、何も他の物質が充填されておらず、そこには空気層が存在している。なお、開口ＯＰ３に物質が充填されているか否かは、遮光層３２の製造方法に依存する。通常の半導体プロセス技術を活用することで遮光層３２を簡易に製造することができる。この場合、透明基板５１を薄膜形成用基板として活用すれば良い。開口ＯＰ３は、光学的な意味での開口を指し示す。
【００７３】
ここで、撮像モジュール９の機能について大まかに説明する。ライトガイド１６を介して発光素子８から出射された検査光は、ヒトの指に入力する。ヒトの指内の静脈で検査光は吸収される。ヒトの指内を透過した検査光は、レンズ５２、透明基板５１、及び遮光層３２を介して、画素ＰＸに入力する。そして、画素ＰＸで光電変換され、電気信号に変換される。
【００７４】
レンズ５２によるレンズ作用を受けて、検査光は、その進行方向に進むに従って収束する。レンズ５２を通過した検査光は、遮光層３２の開口ＯＰ３を通過する。レンズ５２と画素ＰＸ間の各光チャネルの周りには遮光層３２が存在する。従って、各光チャネル間のクロストークが効果的に抑制される。
【００７５】
なお、図８に示すように、ラインセンサ９ａの前面には、信号取出電極９４が形成されている。信号取出電極９４は、ボンディングワイヤー９３を介して、フレキシブルプリント基板２０の配線端子に接続される。
【００７６】
また、図８に示すように、ラインセンサ９ａは、光学機能層９ｂの台座としても機能する。すなわち、ラインセンサ９ａは、画素が配置された画素配置領域Ｒ２０に加えて、ラインセンサ９ａを台座として機能させるための拡張領域Ｒ２１を有する。また、光学機能層９ｂも、同様に、レンズが配置されたレンズ配置領域Ｒ３０に加えて、レンズが配置されていない拡張領域Ｒ３１を有する。
【００７７】
光学機能層９ｂに拡張領域Ｒ３１を設けることで、光学機能層９ｂの取り扱い性が向上する。これは、特に製造時に、光学機能層９ｂをラインセンサ９ａ上に固定する場合に特に優位である。
【００７８】
ラインセンサ９ａに台座機能を付加することによって、製造時に光学機能層９ｂをラインセンサ９ａ上に簡易に載置することができることに加えて、ラインセンサ９ａ上に光学機能層９ｂを機械的に安定して固定することができる。なお、ラインセンサ９ａに台座機能を付加することに代えて、ラインセンサ９ａとライトガイド１６間に別個の台座部品を配置しても良い。
【００７９】
図１１にカバー板１２の構成を模式的に示す。図１１に示すように、本実施形態では、撮像モジュール９は、指１００の長手方向に交差する方向へ移動する。これによって、撮像モジュール９の移動距離を狭め、撮像モジュール９の移動に必要になる電力を効果的に低減することができる。また、スキャニングに要する時間が短くなり、結果的に認証に要する時間を短縮することができる。なお、撮像モジュール９の移動範囲は、画素列ＰＸＬの一端から他端間の距離よりも短い。
【００８０】
図１１に模式的に示すように、カバー板１２の背面には、規則的なパターン１４が形成される。図１２に、パターン１４の拡大図を示す。図１２に示すように、パターン１４は、光吸収部１４ａ、および光反射部１４ｂを有する。光吸収部１４ａは、発光素子８から出射される近赤外線を吸収する。光反射部１４ｂは、発光素子８から出射される近赤外線を反射する。光吸収部１４ａと光反射部１４ｂとが交互に連続的にｘ軸に沿って配置されることでパターン１４は形成される。
【００８１】
パターン１４は、例えば、金属膜の上層に黒色樹脂層が形成された積層体である。部分的に金属膜を黒色樹脂層から露出させることでパターン１４は形成される。具体的には、黒色樹脂層を規則的にパターニングすることによって、金属膜を部分的に露出させ、規則的に光反射部を形成する。光吸収部は、パターニングされた黒色樹脂層の除かれなかった部分である。
【００８２】
図１１に模式的に示すように、撮像モジュール９は、パターン１４の下に配置されている。撮像モジュール９は、像取得領域Ａｒｅａ内で左から右に移動し、その移動過程で順次像を取得する。
【００８３】
ラインセンサ９ａの一端側の画素を位置情報取得用の画素として機能させることでラインセンサ９ａの位置情報を取得することができる。これによってラインセンサ９ａの撮像タイミングを制御しても良い。
【００８４】
なお、図１１に示すように、上述のパターン９２によってヒトの指の載置領域が設定される。また、カバー板１２の背面には、静電容量センサ８８、及びフレキシブルプリント基板８９も実装される。これによって、ヒトの指がカバー板１２の前面上に載置された時点を検出することができる。なお、静電容量センサ８８の出力信号は、フレキシブル配線を介して処理部８１（図１５参照）に接続される。処理部８１は、静電容量センサ８８から出力される被検体の検出信号に基づいて生体情報取得装置７０に静脈像を取得させる。
【００８５】
図１２に、ラインセンサ９ａの画素列とパターン１４との関係も示す。画素列は、パターン１４が形成されていない領域Ｒ１からパターン１４が形成された領域Ｒ２に亘る。ここでは、画素列は、光反射部１４ｂの長手方向と平行に配置されている。
【００８６】
図１２の矢印に示すように画素列が移動するとき、領域Ｒ２にある画素ＰＸは、光吸収部１４ａ、光反射部１４ｂを交互に通過する。ラインセンサ９ａの移動期間内では、発光素子８は発光している。従って、領域Ｒ２にある画素ＰＸが光反射部１４ｂに近接すればするほど、領域Ｒ２にある画素ＰＸからの出力値は増大する。光反射部１４ｂは所定の間隔をあけて規則的に配置されている。従って、領域Ｒ２にある画素ＰＸからの出力に基づいてラインセンサ９ａの移動量を検出することができる。結果として、後述するように、適切なタイミングでラインセンサ９ａから像を出力させることができる。また、光反射部のピーク数をカウントすることで移動距離を検出することができ、所定のカウント数になった時点で、バネ６ｆへのパルス電流の入力を自動的に止めることができる。これにより、余分なパルス電流の入力を防ぎ、省電力化を図ると共に、正確な画像取得範囲を定めることができる。
【００８７】
なお、ここでは光吸収部１４ａのｘ軸に沿う幅Ｗ３は、光反射部１４ｂのｘ軸に沿う幅Ｗ４の略Ｎ倍に設定されている（但し、Ｎは２以上の自然数である）。
【００８８】
ここで図１３にラインセンサ９ａに接続される信号処理部の概略的な構成を示す。図１３に示すように、信号処理部１５は、比較器１５ａ、及び読出処理部１５ｂを有する。なお、ここでは、説明の便宜上、Ａ／Ｄ変換回路は省略されている。
【００８９】
信号処理部１５の接続関係は次のとおりである。比較器１５ａの入力ａには、領域Ｒ２にある画素からの出力が接続される。比較器１５ａの入力ｂには、閾値が入力される。比較器の出力ｃは、読出処理部１５ｂの入力ａに接続される。読出処理部の入力ｂには、領域Ｒ１にある画素の出力が接続される。読出処理部の出力ｃは、ラインセンサに接続される。読出処理部の出力ｄは、外部の制御回路に接続される。
【００９０】
比較器１５ａは、領域Ｒ２にある画素から出力される信号Ｓ１と予め設定された閾値ＴＨとを比較する。信号Ｓ１が閾値ＴＨを超えた場合、比較器１５ａはハイレベルの信号（タイミング検出信号）Ｓ２を出力する。
【００９１】
読出処理部１５ｂは、比較器１５ａからハイレベルの信号Ｓ２が入力されると、ラインセンサ９ａに対してハイレベルの信号（リード指示信号）Ｓ３を出力する。
【００９２】
ラインセンサ９ａは、所定のサイクルで像取得を実行する。ラインセンサ９ａは、読出処理部１５ｂからハイレベルの信号Ｓ３が入力されると、その時点で蓄積している信号Ｓ４を読出処理部１５ｂの入力ｂへ出力する。読出処理部１５ｂは、ラインセンサ９ａから入力された信号Ｓ４を外部の制御回路へ出力する。
【００９３】
図１４を参照してラインセンサ９ａの移動に伴う像取得動作（特に信号処理部１５の動作）について説明する。
【００９４】
時刻ｔ１では、信号Ｓ１は閾値ＴＨを超える。そして、比較器１５ａは、ハイレベルの信号Ｓ２を出力する。その後、読出処理部１５ｂは、ハイレベルの信号Ｓ３を出力する。その後、ラインセンサ９ａは、ハイレベルの信号Ｓ３の入力時に取得している像Ｐ１を信号Ｓ４として出力する。信号処理部１５から出力される信号Ｓ４は、外部の記憶装置（半導体メモリ）に蓄積画像として保持される。なお、像Ｐ１は、図１２の領域Ｒ１０に対応する像であるものとする。
【００９５】
時刻ｔ２では、信号Ｓ１は閾値ＴＨを超える。そして、比較器１５ａは、ハイレベルの信号Ｓ２を出力する。その後、読出処理部１５ｂは、ハイレベルの信号Ｓ３を出力する。その後、ラインセンサ９ａは、ハイレベルの信号Ｓ３の入力時に取得している像Ｐ４を信号Ｓ４として出力する。信号処理部１５から出力される信号Ｓ４は、外部の記憶装置（半導体メモリ）に蓄積画像として保持される。外部の半導体メモリには、像Ｐ１と像Ｐ４が蓄積画像として保持される。なお、像Ｐ４は、図１２の領域Ｒ１１に対応する像であるものとする。
【００９６】
時刻ｔ３では、信号Ｓ１は閾値ＴＨを超える。そして、比較器１５ａは、ハイレベルの信号Ｓ２を出力する。その後、読出処理部１５ｂは、ハイレベルの信号Ｓ３を出力する。その後、ラインセンサ９ａは、ハイレベルの信号Ｓ３の入力時に取得している像Ｐ７を信号Ｓ４として出力する。信号処理部１５から出力される信号Ｓ４は、外部の記憶装置（半導体メモリ）に蓄積画像として保持される。外部の半導体メモリには、像Ｐ１、像Ｐ４、像Ｐ７が蓄積画像として保持される。なお、像Ｐ７は、図１２の領域Ｒ１２に対応する像であるものとする。
【００９７】
このような処理に基づいて外部には像Ｐ１〜ＰＸが蓄積される。本実施形態においては、上述のようにパターン１４は規則性を有する。より具体的には、一定の間隔で光反射部１４ｂが形成されている。規則的なパターン１４を活用することによってラインセンサ９ａの移動量を検出し、所望の範囲で指１００の静脈像を過不足なく取得することができる。
【００９８】
本実施形態においては、ライトガイド１６を介して発光素子８からの出射光をヒトの指に照射する光照射ユニットを採用し、かつこの光照射ユニットをラインセンサ９ａとともに移動させる。ラインセンサ９ａと光照射ユニットの配置関係を所望に設定することで、ラインセンサ９ａで取得される個々の画像の品質の劣化を抑制しつつ生体情報取得装置７０の薄型化を図ることができる。
【００９９】
特に、本実施形態では、発光素子８、ライトガイド１６、ラインセンサ９ａを共通の実装基板５上に実装している。これによって生体情報取得装置７０を効果的に薄型化することができる。また、実装基板５を移動させることで、ライトガイド１６とラインセンサ９ａの位置関係を保った状態で、ライトガイド１６とラインセンサ９ａを移動させることができる。これによってラインセンサ９ａの移動に応じて発光素子８からの出射光の強度を変調する必要性を解消することができ、生体情報取得装置７０の装置構成を簡素化することができる。
【０１００】
また、ここでは、形状記憶合金のばね６を活用して実装基板５を移動させている。形状記憶合金は、その温度に応じて収縮する。しかしながら、形状記憶合金の温度を精度よく制御することは難しい。形状記憶合金のばねの特性にはばらつきが予想され、その温度は生体情報取得装置の使用環境によっても左右されるからである。
【０１０１】
本実施形態では、上述のように、規則的なパターン１４を活用してラインセンサ９ａから像を出力させる。従って、たとえ、ラインセンサ９ａの移動速度が一定ではないとしても、適切なタイミングで必要な分の像を取得することができる。換言すると、ｔ１〜ｔ２の時間間隔と、ｔ２〜ｔ３の時間間隔とが一致していなくてもリードされる像には何ら影響はない。このようにして、所望の範囲で指１００の静脈像を過不足なく取得することが実現される。また、移動終了も規則パターンの数をカウントすることで自動的に行わせることができ、復元バネにより初期位置に自動的に戻すことができる。
【０１０２】
なお、信号処理部１５の具体的な構成は任意である。ラインセンサ９ａの画素から出力されるアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル信号へ変換した上で、上述の比較器１５ａ、及び読出処理部１５ｂを接続させても良い。比較器１５ａ、読出処理部１５ｂをソフトウェアによって実現させても良い。
【０１０３】
また、読出処理部１５ｂから伝達される信号Ｓ３に基づいてラインセンサ９ａに像取得を実行させ、取得した像を出力させても良い。この場合、ラインセンサ９ａは、必要な期間のみ像取得を実行する。従って、ラインセンサ９ａの消費電力を低減させることができる。
【０１０４】
また、パターン１４には何らかの規則性（周期性）が設定されていれば良い。また、パターン１４に設定された周期性の変位を検出する手段は光学的な方法以外（例えば、磁気的な方法）であっても良い。パターン１４の変位を検出する別個のセンサを設けても良い。
【０１０５】
最後に図１５、１６を参照して、生体情報取得装置７０が組み込まれる生体認証装置８０の構成及び動作について概略的に説明する。
【０１０６】
図１５に示すように、生体認証装置８０は、処理部８１、認証実行部８２、画像形成部８３、記憶部８４、発光部８５、静脈像取得部８６、及び指紋検出部８７を有する。なお、発光部８５は、発光素子８に相当する。静脈像取得部８６は、生体情報取得装置７０に相当する。なお、生体認証装置８０は、生体情報取得装置をインターフェイスとする通常のコンピュータから構成されるものとする。また、生体認証装置８０は、図１５に示す構成に限定されるべきものではない。
【０１０７】
生体認証装置８０は、図１６に示すように動作する。なお、生体認証装置８０は、図１に示した携帯電話６０に組み込まれているものとする。
【０１０８】
まず生体認証装置８０が組み込まれた携帯電話６０は非動作状態にある。
【０１０９】
次に携帯電話６０の生体認証機能が活性化される（Ｓ１１）。なお、生体認証機能を活性化させる具体的な方法は任意である。ここでは、上述のように、操作者の指がカバー板１２の前面上に載置されたとき、静電容量センサ８８は、検出信号を出力する。静電容量センサ８８の出力信号は、フレキシブル配線を介して処理部８１に接続される。処理部８１は、静電容量センサ８８からの検出信号に基づいて静脈像取得部８６（生体情報取得装置７０）に静脈像を取得させる。
【０１１０】
次に、生体認証機能の活性化に基づいて、ラインセンサ９ａの移動を開始させる（Ｓ１２）。より具体的には、ばね６ａ、６ｃにパルス電流を流し、ばね６ａ、６ｃを加熱し、ばね６ａ、６ｃを収縮させる。また、このとき、発光素子８から近赤外線を出力させる。また、ラインセンサ９ａを所定のフレームレートで像取得させる。
【０１１１】
次に、像の読出しを実行する（Ｓ１３）。ラインセンサ９ａから像を読み出す手順は、図１４で説明したとおりである。
【０１１２】
次に、画像形成部８３は、認証用の静脈像を形成する（Ｓ１４）。本実施形態においては、ラインセンサ９ａ（信号処理部１５）から順次出力される画像同士をつなぎ合わせると、所望の静脈像が復元される。つまり、画像形成部８３は、取得した画像同士の重複部分を考慮して画像処理する必要はない。規則的なパターンを活用してラインセンサ９ａで過不足なく像を取得することで、画像形成部８３の処理負担を低減させることができる。
【０１１３】
次に、認証実行部８２は認証を実行する（Ｓ１５）。具体的には、認証実行部８２は、画像形成部８３から出力された認証用画像と記憶部８４に予め登録された静脈像画像とに基づいて生体認証を実行する。例えば、認証実行部８２は、両画像間で静脈の分岐態様がＮ（Ｎ：２以上の自然数）箇所以上で一致していれば認証成功と判定し、両画像間で静脈の分岐態様が一致する箇所がＮ箇所未満であれば認証失敗と判定する（Ｓ１６）。なお、認証の具体的な方法は画像処理方法に依存するため、上述の例に限定されるべきものではない。
【０１１４】
認証成功の場合、生体認証装置８０が組み込まれた携帯電話の機能が活性化される（Ｓ１７）。そして、携帯電話は、通常の動作状態に復帰する。なお、認証失敗の場合、生体認証装置８０が組み込まれた携帯電話は非動作状態を維持する。
【０１１５】
このようにして、生体認証装置８０が携帯電話に組み込まれることによって、携帯電話のセキュリティー性能が飛躍的に向上する。
【０１１６】
本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されるべきものではない。生体情報取得装置は、通常の画像取得装置としても把握可能である。生体情報取得装置は、携帯電話以外の電子機器にも適用可能である。撮像素子は、ラインセンサに限らず、エリアセンサであっても良い。光源の出射光波長は任意である。ライトガイドの具体的な形状は任意である。静脈像に加えて、指紋像を同時に取得しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる携帯電話の概略的な模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる携帯電話の前面の構成を示す概略的な模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる生体情報取得装置の上面構成を示す概略的な模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる移動後の生体情報取得装置の上面構成を示す概略的な模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるラインセンサの移動の前後における生体情報取得装置の断面構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる生体情報取得装置に含まれる部品の上面構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる光照射ユニットの構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかる撮像モジュールの断面構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第１実施形態にかかるレンズアレイ基板の上面構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態にかかる撮像素子上に配置された光学機能層の断面構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１実施形態にかかるカバーガラスの上面構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第１実施形態にかかる画素列とパターンとの位置関係を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第１実施形態にかかるラインセンサに接続される信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第１実施形態にかかる信号処理部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１５】本発明の第１実施形態にかかる生体認証装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第１実施形態にかかる生体認証装置の概略的な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】撮像範囲を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１１８】
６０    携帯電話
７０    生体情報取得装置
８０    生体認証装置
１    ベース板
２ａ〜２ｄ    凸部
３    レール
４    光源
５    実装基板
６    ばね
８    発光素子
９    撮像モジュール
９ａ    ラインセンサ
９ｂ    光学機能層
１２    カバー板
１４    パターン
１６    ライトガイド
２０    フレキシブルプリント基板
３２    遮光層
５０    レンズアレイ基板
５１    透明基板
５２    レンズ 
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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