(57)【要約】【課題】高精度で信頼性の高い生体情報を取得する。【解決手段】生体情報取得システムは、撮像装置２０と、生体情報生成装置３１０とを備え、撮像装置２０は、イメージセンサ２２０と、フィルタアレイ２１０とを備え、フィルタアレイ２１０の複数の単位領域２１１の各々は、第１フィルタ領域２１２及び第２フィルタ領域２１３を含み、イメージセンサ２２０の複数の単位画素２２１の各々は、第１フィルタ領域２１２及び第２フィルタ領域２１３の各々を通過した光を受光する第１サブ画素２２２及び第２サブ画素２２３を含み、生体情報生成装置３１０は、第１サブ画素２２２が生成した輝度情報が所定の閾値以下になる単位画素群の配置パターンを示す情報を生成する静脈情報生成部３１１と、単位画素群に含まれる第２サブ画素２２３が生成した輝度情報の時間変化に基づいた情報を生成する脈波情報生成部３１２とを備える。【選択図】図２
2018136859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体を撮像するための撮像装置と、
前記撮像装置による撮像で得られた画像に基づいて前記生体に関する生体情報を生成する生体情報生成装置とを備え、
前記撮像装置は、
複数の単位画素が行列状に配置された受光面を有するイメージセンサと、
前記イメージセンサの受光面側に配置されたフィルタアレイとを備え、
前記フィルタアレイは、前記複数の単位画素の各々に対応し、行列状に配置された複数の単位領域を有し、
前記複数の単位領域の各々は、
第１波長帯域の光を透過する第１フィルタ領域と、
前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の光を透過する第２フィルタ領域とを含み、
前記複数の単位画素の各々は、
前記第１フィルタ領域を通過した光を受光して光電変換することで第１輝度情報を生成する第１サブ画素と、
前記第２フィルタ領域を通過した光を受光して光電変換することで第２輝度情報を生成する第２サブ画素とを含み、
前記生体情報生成装置は、
前記第１輝度情報が所定の閾値以下になる１つ以上の前記単位画素から構成される単位画素群の配置パターンを示す第１情報を生成する第１情報生成部と、
前記単位画素群に含まれる単位画素である低輝度画素、又は、当該低輝度画素に隣接する単位画素である隣接画素に含まれる前記第２サブ画素が生成した前記第２輝度情報の時間変化に基づいた第２情報を生成する第２情報生成部とを備える
生体情報取得システム。
【請求項２】
前記第２情報生成部は、前記単位画素群を構成する１以上の前記低輝度画素と、複数の前記隣接画素とに含まれる複数の前記第２サブ画素の各々が生成した前記第２輝度情報の合計値の時間変化を示す情報を、前記第２情報として生成する
請求項１に記載の生体情報取得システム。
【請求項３】
前記第１波長帯域の光は、赤外光である
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】
前記第２波長帯域の光は、緑色光である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体情報取得システム。
【請求項５】
前記フィルタアレイは、多層薄膜干渉式のバンドパスフィルタである
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。
【請求項６】
前記第１情報は、前記生体の血管の分布を示す血管分布情報である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体情報取得システム。
【請求項７】
前記第２情報は、前記生体の脈波を示す脈波情報である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体情報取得システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手のひらの静脈パターンを利用して個人認証を行う技術が知られている。しかしながら、単純に静脈パターンを利用するだけでは、静脈パターンを印刷した画像などで偽証が可能になるという問題がある。
【０００３】
そこで、静脈パターンだけではなく、脈拍を利用する技術が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の情報端末装置では、ＣＣＤカメラによって赤外光を受光することにより得られた血管画像から血管部分を抽出し、抽出した血管部分の面積の時間変化に基づいて脈拍を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５１２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の情報端末装置で利用するＣＣＤカメラは、一般的に赤外光に対する受光感度が小さい。このため、脈拍に基づく受光量の変化を精度良く検出することができない。このため、脈拍情報の精度及び信頼性が低くなる。
【０００６】
そこで、本発明は、高精度で信頼性の高い生体情報を取得することができる生体情報取得システ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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る生体情報取得システムは、生体を撮像するための撮像装置と、前記撮像装置による撮像で得られた画像に基づいて前記生体に関する生体情報を生成する生体情報生成装置とを備え、前記撮像装置は、複数の単位画素が行列状に配置された受光面を有するイメージセンサと、前記イメージセンサの受光面側に配置されたフィルタアレイとを備え、前記フィルタアレイは、前記複数の単位画素の各々に対応し、行列状に配置された複数の単位領域を有し、前記複数の単位領域の各々は、第１波長帯域の光を透過する第１フィルタ領域と、前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の光を透過する第２フィルタ領域とを含み、前記複数の単位画素の各々は、前記第１フィルタ領域を通過した光を受光して光電変換することで第１輝度情報を生成する第１サブ画素と、前記第２フィルタ領域を通過した光を受光して光電変換することで第２輝度情報を生成する第２サブ画素とを含み、前記生体情報生成装置は、前記第１輝度情報が所定の閾値以下になる１つ以上の前記単位画素から構成される単位画素群の配置パターンを示す第１情報を生成する第１情報生成部と、前記単位画素群に含まれる単位画素である低輝度画素、又は、当該低輝度画素に隣接する単位画素である隣接画素に含まれる前記第２サブ画素が生成した前記第２輝度情報の時間変化に基づいた第２情報を生成する第２情報生成部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高精度で信頼性の高い生体情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る個人認証システムの概略構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態に係る個人認証システムの構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図４】実施の形態に係る撮像装置のイメージセンサの波長感度特性を示す図である。
【図５】実施の形態に係る撮像装置によって撮像された静脈パターン画像の一例を示す図である。
【図６】図５に示す静脈パターン画像の静脈部分を特定するためのＩＲ画素と、当該ＩＲ画素を含む複数の低輝度画素（単位画素群）とを示す図である。
【図７Ａ】図６に示す単位画素群と、単位画素群に含まれ、脈波情報を取得するのに利用されるＧ画素とを示す図である。
【図７Ｂ】図６に示す単位画素群と、単位画素群に隣接する隣接画素と、単位画素群又は隣接画素に含まれ、脈波情報を取得するのに利用されるＧ画素とを示す図である。
【図８】図７Ａ又は図７Ｂに示すＧ画素の輝度値の時間変化を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態に係る生体情報取得システムについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１２】
（実施の形態）
［個人認証システム］
まず、本実施の形態に係る生体情報取得システムの一例である個人認証システムの概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る個人認証システム１の概略構成を示す概略図である。
【００１３】
図１に示すように、個人認証システム１は、光源装置１０と、撮像装置２０と、個人認証装置３０と、表示装置４０とを備える。個人認証システム１では、光源装置１０が、赤外光及び可視光を含む出射光３を生体２に照射する。生体２は、生体情報を取得する対象であって、撮像装置２０による撮像の対象である。生体２は、例えば、手のひらであるが、これに限らず、顔などでもよい。
【００１４】
撮像装置２０は、例えば、カメラであり、生体２を撮像するための撮像装置である。撮像装置２０は、生体２を撮像することで、静脈パターンを示す画像を生成する。
【００１５】
個人認証装置３０は、撮像装置２０による撮像で得られた画像に基づいて、静脈情報と脈波情報とを含む生体情報を取得し、取得した生体情報に基づいて個人認証を行う。具体的には、個人認証装置３０は、取得した生体情報と、予め登録された認証情報とを比較することで、生体情報と認証情報との一致又は不一致を判定する。判定結果は、例えば、表示装置４０に表示される。表示装置４０は、例えば、液晶表示装置であるが、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）表示装置などでもよい。
【００１６】
個人認証装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備えるコンピュータ機器であるが、これに限らない。個人認証装置３０は、撮像装置２０と有線又は無線で接続されており、撮像装置２０と通信を行う。個人認証装置３０は、有線通信又は無線通信により、撮像装置２０による撮像で得られた画像を取得する。
【００１７】
以下では、個人認証システム１の光源装置１０、撮像装置２０及び個人認証装置３０の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る個人認証システム１の構成を示すブロック図である。
【００１８】
［光源装置］
光源装置１０は、図２に示すように、赤外光を発する赤外光源１１０と、可視光を発する可視光光源１２０とを備える。赤外光源１１０及び可視光光源１２０が同時に点灯され、赤外光と可視光とを含む出射光３が生体２に照射される。
【００１９】
赤外光源１１０は、具体的には、６８０ｎｍ以上の範囲にピーク波長を有する赤外光を発する。例えば、赤外光源１１０が発する赤外光は、６８０ｎｍ以上１４００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する近赤外光である。赤外光源１１０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの固体発光素子であるが、これに限らず、ハロゲンランプなどの放電ランプでもよい。
【００２０】
可視光光源１２０は、具体的には、３８０ｎｍ以上６８０ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する可視光を発する。本実施の形態では、可視光光源１２０が発する可視光は、緑色領域（５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲）にピーク波長を有する白色光である。例えば、白色光は、約５６０ｎｍにピーク波長を有する。可視光光源１２０は、例えば、ＬＥＤなどの固体発光素子であるが、これに限らず、蛍光体ランプなどの放電ランプでもよい。また、可視光光源１２０が発する可視光は、白色光でなくてもよく、緑色光などの単色光でもよい。
【００２１】
なお、赤外光源１１０と可視光光源１２０とは、可視光帯域と近赤外帯域とに十分な発光強度を有するブロードな１つのランプでもよい。また、個人認証システム１は、光源装置１０を備えなくてもよく、光源装置１０からの出射光３の代わりに、自然光などを利用してもよい。
【００２２】
［撮像装置］
次に、図２を参照しながら、図３を用いて撮像装置２０について説明する。図３は、本実施の形態に係る撮像装置２０の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【００２３】
図２及び図３に示すように、撮像装置２０は、フィルタアレイ２１０と、イメージセンサ２２０とを備える。なお、図示しないが、撮像装置２０は、フィルタアレイ２１０に光を集光するためのレンズなどの光学部材を備えてもよい。
【００２４】
フィルタアレイ２１０は、イメージセンサ２２０の受光面側に配置されている。例えば、フィルタアレイ２１０は、イメージセンサ２２０の受光面上に接触して配置されている。あるいは、フィルタアレイ２１０は、イメージセンサ２２０との間に隙間を空けて配置されていてもよい。この場合に、フィルタアレイ２１０の各領域を通過した光を、イメージセンサ２２０の画素（受光領域）に導く光学部材が設けられていてもよい。
【００２５】
フィルタアレイ２１０は、例えば平板状の透光フィルタであり、領域毎に異なる波長成分の光を透過させる。具体的には、フィルタアレイ２１０は、図３に示すように、行列状に配置された複数の単位領域２１１を有する。複数の単位領域２１１の各々は、イメージセンサ２２０の複数の単位画素２２１の各々に対応している。具体的には、単位領域２１１と単位画素２２１とは、一対一に対応しており、平面視した場合に、単位領域２１１と単位画素２２１とが略同じ大きさ及び略同じ形状で重複している。
【００２６】
なお、平面視とは、イメージセンサ２２０の受光面を正面から見た場合を意味する。イメージセンサ２２０の受光面と、フィルタアレイ２１０の光入射面及び光出射面とは略平行に配置されている。
【００２７】
図３に示すように、複数の単位領域２１１の各々は、第１フィルタ領域２１２と、第２フィルタ領域２１３とを含んでいる。さらに、第２フィルタ領域２１３は、赤色光を透過する赤色領域２１３ｒと、緑色光を透過する緑色領域２１３ｇと、青色光を透過する青色領域２１３ｂとを含んでいる。なお、図３では、赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ及び青色領域２１３ｂの各々にドットの網掛けを付している。
【００２８】
第１フィルタ領域２１２と第２フィルタ領域２１３とは、受光面に沿った方向に並んで配置されている。具体的には、第１フィルタ領域２１２、赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ及び青色領域２１３ｂは、行列状に互いに隣接して配置されている。複数の単位領域２１１の各々は、２行２列の領域から構成される。本実施の形態では、第１フィルタ領域２１２、赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ及び青色領域２１３ｂは、互いに同じ大きさ及び同じ形状である。具体的には、第１フィルタ領域２１２、赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ、青色領域２１３ｂは、互いに同じ大きさの正方形の領域である。
【００２９】
第１フィルタ領域２１２は、第１波長帯域の光を透過する。具体的には、第１フィルタ領域２１２は、赤外光を透過する。例えば、第１フィルタ領域２１２の透過帯域である第１波長帯域は、６８０ｎｍ以上である。第１波長帯域は、例えば、６８０ｎｍ以上１４００ｎｍ以下の範囲であってもよい。
【００３０】
具体的には、第１フィルタ領域２１２は、赤外光を透過させ、かつ、可視光の透過を抑制する。例えば、第１フィルタ領域２１２は、近赤外光を透過し、可視光以下の波長成分の透過を実質的に遮断するハイパスフィルタである。なお、本明細書において、実質的に遮断とは、完全に遮断することだけでなく、実質的に無視できる程度（例えば１０％以下）の光を透過することも意味する。
【００３１】
なお、第１フィルタ領域２１２には、例えば、多層薄膜干渉式のバンドパスフィルタが形成されていてもよい。多層薄膜干渉式のバンドパスフィルタによって、透過帯域と遮断帯域とを境界を明確にすることができるので、各領域のＳＮ比を向上させることができる。
【００３２】
なお、多層薄膜干渉式のバンドパスフィルタは、３層以上の薄膜が積層された多層構造を有する薄膜干渉フィルタである。多層構造を構成する３層以上の薄膜の膜厚、屈折率及び積層数を適切に設計することで、所望の波長帯域に光の透過帯域を有するバンドパスフィルタが実現される。薄膜は、例えば、誘電体材料を用いた無機膜であり、具体的には、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、及び、酸化チタン膜（ＴｉＯｘ）膜などである。
【００３３】
第２フィルタ領域２１３は、第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の光を透過する。具体的には、第２フィルタ領域２１３は、可視光を透過する。例えば、第２フィルタ領域２１３の透過帯域である第２波長帯域は、３８０ｎｍ以上６８０ｎｍ未満である。本実施の形態では、第２フィルタ領域２１３は、赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ及び青色領域２１３ｂの領域毎に異なる波長帯域の光を透過させる。
【００３４】
赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ及び青色領域２１３ｂにはそれぞれ、樹脂材料を用いた所定の波長帯域を透過させるカラーフィルタが形成される。赤色領域２１３ｒは、例えば、約６２０ｎｍに透光ピークを有する。緑色領域２１３ｇは、例えば、約５６０ｎｍに透光ピークを有する。青色領域２１３ｂは、例えば、約４６０ｎｍに透光ピークを有する。
【００３５】
なお、第２フィルタ領域２１３の透過特性は、これらの例に限らない。例えば、赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ及び青色領域２１３ｂはそれぞれ、多層薄膜干渉式のバンドパスフィルタが形成されていてもよい。
【００３６】
［イメージセンサ］
イメージセンサ２２０は、図３に示すように、複数の単位画素２２１が行列状に配置された受光面を有する。イメージセンサ２２０は、例えば、ＣＣＤイメージセンサであるが、ＣＭＯＳイメージセンサでもよい。
【００３７】
複数の単位画素２２１の各々は、第１サブ画素２２２と、第２サブ画素２２３とを含んでいる。第１サブ画素２２２と、第２サブ画素２２３とは、受光面内で並んで配置されている。さらに、第２サブ画素２２３は、赤色領域２１３ｒを通過した光を受光する赤色画素２２３ｒと、緑色領域２１３ｇを通過した光を受光する緑色画素２２３ｇと、青色領域２１３ｂを通過した光を受光する青色画素２２３ｂとを含んでいる。
【００３８】
本実施の形態では、第１サブ画素２２２、赤色画素２２３ｒ、緑色画素２２３ｇ及び青色画素２２３ｂは、行列状に互いに隣接して配置されている。複数の単位画素２２１の各々は、２行２列の領域から構成される。例えば、第１サブ画素２２２、赤色画素２２３ｒ、緑色画素２２３ｇ及び青色画素２２３ｂは、互いに同じ大きさ及び同じ形状である。具体的には、第１サブ画素２２２、赤色画素２２３ｒ、緑色画素２２３ｇ及び青色画素２２３ｂは、互いに同じ大きさの正方形の領域である。
【００３９】
第１サブ画素２２２、赤色画素２２３ｒ、緑色画素２２３ｇ及び青色画素２２３ｂはそれぞれ、受光した光を光電変換するフォトダイオードなどを有し、受光した光の強度に応じた輝度情報（画素信号）を生成して出力する。
【００４０】
第１サブ画素２２２は、第１フィルタ領域２１２を通過した光を受光して光電変換することで第１輝度情報を生成する。第１フィルタ領域２１２が赤外光を透過するので、第１輝度情報は、赤外光の受光強度に応じた輝度値を示す情報である。第１輝度情報は、個人認証装置３０に出力される。
【００４１】
第２サブ画素２２３は、第２フィルタ領域２１３を通過した光を受光して光電変換することで第２輝度情報を生成する。第２フィルタ領域２１３が可視光を透過するので、第２輝度情報は、可視光の受光強度に応じた輝度値を示す情報である。第２輝度情報は、個人認証装置３０に出力される。本実施の形態では、第２輝度情報は、赤色輝度情報、緑色輝度情報及び青色輝度情報を含んでいる。
【００４２】
具体的には、赤色画素２２３ｒは、赤色領域２１３ｒを通過した赤色光を受光して光電変換することにより、赤色光の輝度値を示す赤色輝度情報を生成して出力する。緑色画素２２３ｇは、緑色領域２１３ｇを通過した緑色光を受光して光電変換することにより、緑色光の輝度値を示す緑色輝度情報を生成して出力する。青色画素２２３ｂは、青色領域２１３ｂを通過した青色光を受光して光電変換することにより、青色光の輝度値を示す青色輝度情報を生成して出力する。これにより、ＲＧＢの各々の画素値（輝度値）が得られるので、カラー画像を生成することができる。
【００４３】
図４は、本実施の形態に係るイメージセンサ２２０の波長感度特性を示す図である。図４において、横軸は、イメージセンサ２２０に入射する光の波長［ｎｍ］であり、縦軸は、受光感度である。
【００４４】
図４に示すように、イメージセンサ２２０は、約５００ｎｍ（緑色光）に受光感度のピークを有し、３８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の可視光帯域の大部分では、受光感度がピークの６０％以上である。一方で、イメージセンサ２２０は、６８０ｎｍ以上の赤外帯域の大部分では、受光感度がピークの６０％より低くなっている。例えば、８５０ｎｍの赤外光に対しては、イメージセンサ２２０の受光感度は、ピークの約２０％になる。
【００４５】
［個人認証装置］
次に、図２に戻り、個人認証装置３０の構成について説明する。図２に示すように、個人認証装置３０は、生体情報生成装置３１０と、認証部３２０と、記憶部３３０とを備える。
【００４６】
生体情報生成装置３１０は、撮像装置２０による撮像で得られた画像に基づいて、生体２に関する生体情報を生成する。図２に示すように、生体情報生成装置３１０は、静脈情報生成部３１１と、脈波情報生成部３１２とを備える。
【００４７】
静脈情報生成部３１１は、第１サブ画素２２２が生成する第１輝度情報が所定の閾値以下になる１つ以上の単位画素２２１から構成される単位画素群の配置パターンを示す第１情報を生成する第１情報生成部の一例である。本実施の形態では、第１情報は、生体２の血管の分布を示す血管分布情報である。具体的には、静脈情報生成部３１１は、生体２の静脈パターンを示す静脈情報を第１情報として生成する。
【００４８】
脈波情報生成部３１２は、単位画素群に含まれる単位画素２２１である低輝度画素、又は、当該低輝度画素に隣接する単位画素２２１である隣接画素に含まれる第２サブ画素２２３が生成した第２輝度情報の時間変化に基づいた第２情報を生成する第２情報生成部の一例である。本実施の形態では、第２情報は、生体２の脈波を示す脈波情報である。
【００４９】
具体的には、脈波情報生成部３１２は、低輝度画素又は隣接画素に含まれる緑色画素２２３ｇが生成する緑色輝度情報の時間変化に基づいて脈波情報を生成する。より具体的には、脈波情報生成部３１２は、単位画素群を構成する１以上の低輝度画素と複数の隣接画素とに含まれる複数の緑色画素２２３ｇの各々が生成した緑色輝度情報の合計値の時間変化を示す情報を、脈波情報として生成する。
【００５０】
本実施の形態では、生体情報生成装置３１０は、赤外光の受光強度に基づいて静脈情報を生成し、可視光（具体的には、緑色光）の受光強度に基づいて脈波情報を生成する。つまり、静脈情報と脈波情報とで、利用する光が異なっている。詳細な処理については、後で説明する。
【００５１】
認証部３２０は、生体情報生成装置３１０が生成した生体情報に基づいて個人認証を行う。具体的には、認証部３２０は、生体情報と、予め登録された認証情報３３１とを比較することで、生体情報と認証情報３３１との一致又は不一致を判定する。判定結果は、表示装置４０に出力されて表示される。
【００５２】
認証情報３３１は、予め登録された生体情報である。具体的には、認証情報３３１は、静脈情報と脈波情報とが対応付けて管理された情報である。認証情報３３１は、記憶部３３０に記憶されている。記憶部３３０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどである。
【００５３】
静脈情報生成部３１１、脈波情報生成部３１２及び認証部３２０は、例えば、専用の電子回路などのハードウェア回路で実現されるが、これに限らない。静脈情報生成部３１１、脈波情報生成部３１２及び認証部３２０の各機能は、アプリケーションプログラムなどのソフトウェアで実現され、プロセッサなどで実行されてもよい。
【００５４】
［静脈情報の生成］
続いて、静脈情報の生成方法について図５及び図６を用いて説明する。
【００５５】
図５は、本実施の形態に係る撮像装置２０によって撮像された静脈パターン画像５０の一例を示す図である。静脈パターン画像５０は、イメージセンサ２２０の各単位画素２２１の第１サブ画素２２２が生成する第１輝度情報に基づいて生成される。具体的には、静脈パターン画像５０を構成する複数の表示画素は、イメージセンサ２２０の複数の単位画素２２１に対応している。複数の表示画素の輝度値は、対応する単位画素２２１に含まれる第１サブ画素２２２の第１輝度情報が示す輝度値であり、赤外光の受光強度に応じた値である。
【００５６】
静脈に赤外光が照射された場合、静脈を流れる血液に含まれるヘモグロビンによって赤外光が吸収される。このため、生体２に赤外光を照射して撮影を行った場合、静脈部分の赤外光の受光量が低下する。したがって、静脈パターン画像５０に示すように、静脈４が黒く（暗く）撮影される。
【００５７】
例えば、図６に示すように、静脈情報生成部３１１は、第１サブ画素２２２が生成する第１輝度情報が所定の閾値以下になる単位画素を低輝度画素２２１ｘとして抽出することで、静脈情報を生成することができる。複数の低輝度画素２２１ｘからなる単位画素群は、静脈４のパターンに沿って形成されている。静脈情報は、例えば、複数の低輝度画素２２１ｘの静脈パターン画像５０内での位置情報である。あるいは、静脈情報は、静脈パターン画像５０そのものでもよい。
【００５８】
ここで、図６は、図５に示す静脈パターン画像５０の静脈４を特定するための第１サブ画素２２２（すなわち、ＩＲ画素２２２ｘ）と、ＩＲ画素２２２ｘを含む複数の低輝度画素（単位画素群）２２１ｘとを示す図である。図６において、輝度値が閾値以下になるＩＲ画素２２２ｘを太線で囲んで示している。さらに、ＩＲ画素２２２ｘを含む低輝度画素２２１ｘを、縦線の網掛けを付して示している。
【００５９】
なお、単位画素２２１が低輝度画素２２１ｘであるか否か、すなわち、静脈４の一部であるか否かの判定に用いる閾値は、照射する赤外光の強度などに応じて予め定められている。具体的には、当該閾値は、静脈４と、静脈４以外の部分（例えば、手のひら）とを区別することができるように予め適切な値に設計されている。
【００６０】
［脈波情報の生成］
次に、脈波情報の生成方法について図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。
【００６１】
図７Ａは、図６に示す単位画素群（すなわち、複数の低輝度画素２２１ｘ）と、単位画素群に含まれ、脈波情報を取得するのに利用されるＧ画素２２３ｇｘを示す図である。図７Ｂは、図６に示す単位画素群と、単位画素群に隣接する隣接画素２２１ｙと、単位画素群又は隣接画素２２１ｙに含まれ、脈波情報を取得するのに利用されるＧ画素２２３ｇｙとを示す図である。なお、隣接画素２２１ｙには、横線の網掛けを付している。
【００６２】
本実施の形態では、脈波情報生成部３１２は、図７Ａに示すように、低輝度画素２２１ｘに含まれる緑色画素２２３ｇであるＧ画素２２３ｇｘが生成した緑色輝度情報の時間変化に基づいて、脈波情報を生成する。具体的には、脈波情報生成部３１２は、複数の低輝度画素２２１ｘの各々のＧ画素２２３ｇｘが生成した緑色輝度情報を合計する。
【００６３】
なお、脈波情報生成部３１２は、図７Ｂに示すように、低輝度画素２２１ｘに隣接する隣接画素２２１ｙに含まれるＧ画素２２３ｇｙが生成した緑色輝度情報の時間変化に基づいて、脈波情報を生成してもよい。例えば、脈波情報生成部３１２は、複数の低輝度画素２２１ｘ及び隣接画素２２１ｙの各々のＧ画素２２３ｇｘ及び２２３ｇｙが生成した緑色輝度情報を合計する。
【００６４】
ここで、脈波情報生成部３１２は、隣接画素２２１ｙとして、複数の低輝度画素２２１ｘに隣接する全ての単位画素２２１を利用しなくてもよい。例えば、図７Ｂでは、隣接画素２２１ｙは、低輝度画素２２１ｘのＩＲ画素２２２ｘに近い単位画素２２１、すなわち、低輝度画素２２１ｘの下側及び右側に位置する単位画素２２１である。あるいは、隣接画素２２１ｙは、低輝度画素２２１ｘの上側及び左側に位置する単位画素２２１でもよい。
【００６５】
図８は、図７Ａ又は図７Ｂに示すＧ画素２２３ｇｘ及び２２３ｇｙの輝度値の時間変化を模式的に示す図である。図８において、横軸は時間であり、縦軸は輝度値である。なお、比較のため、図８には、低輝度画素２２１ｘに含まれるＩＲ画素２２２ｘの輝度値の時間変化も示している。いずれも、複数の低輝度画素２２１ｘ（及び隣接画素２２１ｙ）に含まれるＩＲ画素２２２ｘの輝度値の合計値、Ｇ画素２２３ｇｘ（及びＧ画素２２３ｇｙ）の輝度値の合計値を示している。
【００６６】
図８に示すように、緑色光及び赤外光のいずれも、生体２の脈拍に合わせて輝度値が上下に変動する。これは、静脈４内を流れる血流量が脈拍に合わせて増減するのに伴い、緑色光及び赤外光の吸収量も変化するためである。
【００６７】
本実施の形態では、図４で示したように、イメージセンサ２２０の受光感度は、赤外光に比べて緑色光の方が大きい。このため、図８に示すように、緑色光の輝度値の時間変化は、赤外光の輝度値の時間変化に比べて大きくなる。したがって、緑色光を利用することで、受光量の増減を判定しやすくなり、脈波情報を精度良く生成することができる。
【００６８】
なお、脈波情報生成部３１２は、緑色画素２２３ｇの代わりに、青色画素２２３ｂ又は赤色画素２２３ｒの輝度情報の時間変化に基づいて脈波情報を生成してもよい。あるいは、低輝度画素２２１ｘに含まれる緑色画素２２３ｇ、青色画素２２３ｂ及び赤色画素２２３ｒの各々の輝度情報の合計値を利用してもよい。
【００６９】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る個人認証システム１は、生体２を撮像するための撮像装置２０と、撮像装置２０による撮像で得られた画像に基づいて生体２に関する生体情報を生成する生体情報生成装置３１０とを備える。撮像装置２０は、複数の単位画素２２１が行列状に配置された受光面を有するイメージセンサ２２０と、イメージセンサ２２０の受光面側に配置されたフィルタアレイ２１０とを備える。フィルタアレイ２１０は、複数の単位画素２２１の各々に対応し、行列状に配置された複数の単位領域２１１を有する。複数の単位領域２１１の各々は、第１波長帯域の光を透過する第１フィルタ領域２１２と、第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の光を透過する第２フィルタ領域２１３とを含む。複数の単位画素２２１の各々は、第１フィルタ領域２１２を通過した光を受光して光電変換することで第１輝度情報を生成する第１サブ画素２２２と、第２フィルタ領域２１３を通過した光を受光して光電変換することで第２輝度情報を生成する第２サブ画素２２３とを含む。生体情報生成装置３１０は、第１輝度情報が所定の閾値以下になる１つ以上の単位画素２２１から構成される単位画素群の配置パターンを示す第１情報を生成する静脈情報生成部３１１と、単位画素群に含まれる単位画素２２１である低輝度画素２２１ｘ、又は、低輝度画素２２１ｘに隣接する単位画素２２１である隣接画素２２１ｙに含まれる第２サブ画素２２３が生成した第２輝度情報の時間変化に基づいた第２情報を生成する脈波情報生成部３１２とを備える。
【００７０】
例えば、第１波長帯域の光は、赤外光である。また、例えば、前記第２波長帯域の光は、緑色光である。また、例えば、第１情報は、生体２の血管の分布を示す血管分布情報である。また、例えば、第２情報は、生体２の脈波を示す脈波情報である。
【００７１】
これにより、静脈情報と脈波情報とで異なるサブ画素を利用するので、各々の情報の精度を高め、信頼性を高めることができる。例えば、赤外光を受光する第１サブ画素２２２が生成する輝度情報を利用することで、血液成分による赤外光の吸収による強度の減少を効率良く検出することができる。また、例えば、可視光を受光する第２サブ画素２２３（緑色光を受光する緑色画素２２３ｇ）が生成する輝度情報を利用することで、イメージセンサ２２０の感度が高い波長帯域で受光強度の増減を検出することができる。受光強度の変化を検出しやすくなるので、脈波情報の精度及び信頼性を高めることができる。
【００７２】
以上のように、高精度で信頼性の高い生体情報を取得することができる生体情報取得システムを提供することができる。
【００７３】
また、例えば、脈波情報生成部３１２は、単位画素群を構成する１以上の低輝度画素２２１ｘと、複数の隣接画素２２１ｙとに含まれる複数の第２サブ画素２２３の各々が生成した第２輝度情報の合計値の時間変化を示す情報を、脈波情報として生成する。
【００７４】
これにより、複数の輝度情報の合計値を利用するので、強度の増減の差が大きくなり、脈拍の検出精度を高めることができる。
【００７５】
また、例えば、フィルタアレイ２１０は、多層薄膜干渉式のバンドパスフィルタである。
【００７６】
これにより、多層薄膜干渉式のバンドパスフィルタによって、透過帯域と遮断帯域との境界を明確にすることができるので、各領域のＳＮ比を向上させることができる。
【００７７】
（その他）
以上、本発明に係る生体情報取得システム（具体的には、個人認証システム）について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００７８】
例えば、フィルタアレイ２１０の第２フィルタ領域２１３は、赤色領域２１３ｒ、緑色領域２１３ｇ及び青色領域２１３ｂを含んでいなくてもよい。第２フィルタ領域２１３は、可視光帯域（例えば、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲）の光を透過し、紫外領域の光の透過を抑制してもよい。このとき、イメージセンサ２２０の第２サブ画素２２３も、赤色画素２２３ｒ、緑色画素２２３ｇ及び青色画素２２３ｂを含んでいなくてもよい。
【００７９】
また、例えば、上記の実施の形態では、生体情報取得システムの一例として個人認証システム１を説明したが、これに限らない。生体情報取得システムによって取得した脈波情報を健康管理などに利用してもよい。
【００８０】
また、上記の各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【００８１】
なお、本発明は、生体情報生成装置として実現できるだけでなく、生体情報生成装置の各構成要素が行う処理をステップとして含むプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの記録媒体として実現することもできる。
【００８２】
つまり、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００８３】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１  個人認証システム（生体情報取得システム）
２  生体
２０  撮像装置
５０  静脈パターン画像
２１０  フィルタアレイ
２１１  単位領域
２１２  第１フィルタ領域
２１３  第２フィルタ領域
２２０  イメージセンサ
２２１  単位画素
２２１ｘ  低輝度画素
２２１ｙ  隣接画素
２２２  第１サブ画素
２２２ｘ  ＩＲ画素
２２３  第２サブ画素
３１０  生体情報生成装置
３１１  静脈情報生成部（第１情報生成部）
３１２  脈波情報生成部（第２情報生成部）
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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