(57)【要約】【課題】背景光の影響によって得られる静脈像の品質が部分的又は全体的に劣化すること。【解決手段】生体情報取得装置７０は、被検体の生体情報を取得する。生体情報取得装置７０は、複数の集光レンズ５２と、複数の集光レンズ５２夫々を介して入力する光を受光する複数の第１画素ＰＸ、及び集光レンズ５２を介さずに入力する光を受光する１つ以上の第２画素ｄＰＸを有するフォトセンサ９ａと、を備える。第１画素ＰＸは、集光レンズ５２を介して入力される信号光を受光する。第２画素ｄＰＸは、集光レンズ５２を介して入力されない背景光を受光する。取得した像から背景成分を差し引くことで、より良質な像を簡易な構成で実現することができる。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
複数の集光レンズと、
複数の前記集光レンズ夫々を介して入力する光を受光する複数の第１画素、及び前記集光レンズを介さずに入力する光を受光する１つ以上の第２画素を有するフォトセンサと、
を備える生体情報取得装置。
【請求項２】
前記フォトセンサを移動させる駆動機構を更に備え、
前記フォトセンサは、複数の前記第１画素を含む１列以上の第１画素列を有し、
前記駆動機構は、前記第１画素列に含まれる複数の前記第１画素の配置方向に交差する方向へ前記フォトセンサを移動させる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】
前記フォトセンサは、複数の前記第２画素を有し、
複数の前記第２画素を含む第２画素列は、前記第１画素列の隣に配置されることを特徴とする請求項２に記載の生体情報取得装置。
【請求項４】
前記フォトセンサは、共通する前記集光レンズを介して入力する光を受光する複数の前記第１画素を有する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５】
前記駆動機構は、電気的制御に基づいて形状記憶合金を伸張又は収縮させて前記フォトセンサを移動させることを特徴とする請求項２に記載の生体情報取得装置。
【請求項６】
前記フォトセンサが直接的又は間接的に取り付けられるガイド部材を更に備え、
当該ガイド部材は、前記駆動機構による前記フォトセンサの移動を案内する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】
前記フォトセンサの移動量の検出用に予め形成された規則的なパターンを更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項８】
前記フォトセンサは、前記パターンの規則性に応じた値を当該センサの移動に従って出力する画素を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の生体情報取得装置。
【請求項９】
前記フォトセンサの移動に伴って移動すると共に、前記フォトセンサからの出力を外部回路へ接続させるコネクタと、
前記フォトセンサが直接的又は間接的に取り付けられるベース部材と、を更に備え、
当該ベース部材は、前記コネクタを少なくとも部分的に収納する開口を有することを特徴とする請求項２に記載の生体情報取得装置。
【請求項１０】
前記フォトセンサの移動に従って移動すると共に、前記被検体に対して照射されるべき光を出射する光源を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の生体情報取得装置。
【請求項１１】
複数の前記光源と、
複数の前記光源からの出射光を案内するライトガイドと、
を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の生体情報取得装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の生体情報取得装置を備える電子機器。
【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電子機器に関する。
【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には、生体認証に用いられる撮像装置が開示されている。この撮像装置では、光源（１００）、支持台（３００）、画像認証部（２００）を積層させることで、撮像装置の小型化を図っている。なお、生体認証装置に関するものではないが、特許文献２乃至４に記載のスキャナが知られている。
【特許文献１】特開２００１−１１９００８号公報
【特許文献２】特開昭５７−６０６６８号公報
【特許文献３】特開昭５４−１８４０２９号公報
【特許文献４】特開昭５９−２０１１７９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、高精度な静脈認証を実現するためには、より高品質な静脈像を取得することが必要になる。各画素に対応して各集光レンズを設けることによって、表皮から所定深度にある静脈像を好適に撮像することができる。しかしながら、生体情報取得装置が使用される環境は様々であり、高強度の背景光がフォトセンサの画素に入力されてしまうおそれがある。このような場合には、画素に入力される背景光の影響によって、取得した静脈像の品質が部分的に劣化するおそれがある。そして、結果的に高精度な静脈認証の実現が阻害されてしまうおそれがある。
【０００６】
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、背景光の影響によって得られる像の品質が劣化するおそれを抑制可能な生体情報取得装置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】
本発明に係る生体情報取得装置は、被検体の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、複数の集光レンズと、複数の前記集光レンズ夫々を介して入力する光を受光する複数の第１画素、及び前記集光レンズを介さずに入力する光を受光する１つ以上の第２画素を有するフォトセンサと、を備える。
【０００８】
第１画素は、集光レンズを介して入力される信号光を受光する。第２画素は、集光レンズを介して入力されない背景光を受光する。このような構成の生体情報取得装置を用いることで、例えば、フォトセンサで取得した像から背景成分を差し引くことができる。従って、より良質な像を簡易な構成で実現することができる。また、例えば、第２画素で取得した情報に基づいて外来光の状態（例えば、明るさが不足している、太陽光が入射している等）を判断し、発光源の種類や波長の切替え、発光源の出力調整を行うことを実現できる。
【０００９】
前記フォトセンサを移動させる駆動機構を更に備え、前記フォトセンサは、複数の前記第１画素を含む１列以上の第１画素列を有し、前記駆動機構は、前記第１画素列に含まれる複数の前記第１画素の配置方向に交差する方向へ前記フォトセンサを移動させる、と良い。
【００１０】
前記フォトセンサは、複数の前記第２画素を有し、複数の前記第２画素を含む第２画素列は、前記第１画素列の隣に配置される、と良い。
【００１１】
前記フォトセンサは、共通する前記集光レンズを介して入力する光を受光する複数の前記第１画素を有する、と良い。
【００１２】
前記駆動機構は、電気的制御に基づいて形状記憶合金を伸張又は収縮させて前記フォトセンサを移動させる、と良い。
【００１３】
前記フォトセンサが直接的又は間接的に取り付けられるガイド部材を更に備え、当該ガイド部材は、前記駆動機構による前記フォトセンサの移動を案内する、と良い。
【００１４】
前記フォトセンサの移動量の検出用に予め形成された規則的なパターンを更に備える、と良い。
【００１５】
前記フォトセンサは、前記パターンの規則性に応じた値を当該センサの移動に従って出力する画素を更に備える、と良い。
【００１６】
前記フォトセンサの移動に伴って移動すると共に、前記フォトセンサからの出力を外部回路へ接続させるコネクタと、前記フォトセンサが直接的又は間接的に取り付けられるベース部材と、を更に備え、当該ベース部材は、前記コネクタを少なくとも部分的に収納する開口を有する、と良い。
【００１７】
前記フォトセンサの移動に従って移動すると共に、前記被検体に対して照射されるべき光を出射する光源を更に備える、と良い。
【００１８】
複数の前記光源と、複数の前記光源からの出射光を案内するライトガイドと、を更に備える、と良い。
【００１９】
本発明にかかる電子機器は、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】
【００２０】
本発明によれば、背景光の影響によって得られる像の品質が劣化するおそれを抑制可能な生体情報取得装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
〔第１の実施の形態〕
図１乃至１４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、生体情報取得装置のベース部分の構成を示す概略的な模式図である。図６は、生体情報取得装置に含まれるキャリア部材及び収納部材の概略的な構成を示す模式図である。図７は、生体情報取得装置の概略的な断面構成を示す模式図である。図８は、光検出モジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。図９は、レンズと画素との配置関係を示す概略的な模式図である。図１０は、カバー板に形成されたパターンを説明するための概略的な説明図である。図１１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１２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１３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１４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１５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。
【００２３】
図１に、移動体通信端末としての携帯電話（電子機器）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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
図３及び４に、生体情報取得装置７０の上面構成を示す概略的な模式図を示す。なお、図３は、光検出モジュール９に含まれるラインセンサの移動前の状態を示す。図４は、光検出モジュール９に含まれるラインセンサの移動後の状態を示す。また、図５に、生体情報取得装置の部分的な構成を示す。図６に、生体情報取得装置に含まれるキャリア部材及び収納部材の概略的な上面構成を示す。なお、以下の図面では、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。
【００３０】
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、キャリア部材５、及び収納部材７を有する。なお、ベース板１、キャリア部材５、及び収納部材７は、いずれも樹脂材料からなる。また、生体情報取得装置７０は、レール（ガイド部材）３、緩衝部材４、ばね６、発光素子（光源）８、光検出モジュール９、及びＡ／Ｄ変換回路１０を有する。なお、光検出モジュール９には、フォトセンサ９ａ（図７参照）が含まれる。また、生体情報取得装置７０は、カバー板１２（図７参照）も有する。後述の説明から明らかなように、本実施形態にかかる駆動機構は、後述のばね６を含んで構成される。
【００３１】
はじめに図５を参照して説明する。図５に示すように、ベース板１は、上面視形状が略Ｕ字状の板状部材であって、連結部１ａ、左平板部１ｂ、及び右平板部１ｃを有する。ベース板１は、ネジ又は接着剤等の固着手段によって携帯電話６０の筐体内の基板に固定される。
【００３２】
左平板部１ｂ及び右平板部１ｃは、ｘ軸に沿って互いに平行に延在する。連結部１ａは、ｘ軸に対して直交するｙ軸に沿って延在する。左平板部１ｂと右平板部１ｃとは、連結部１ａによって互いの上端部分が連結される。左平板部１ｂと右平板部１ｃとの間には開口が形成される。この開口には、コネクタ１１（図７参照）が部分的に収納される。
【００３３】
ベース板１は、４隅に４つの支持部２（２ａ〜２ｄ）を有する。支持部２ａは、左平板部１ｂの上端に形成される。支持部２ｂは、左平板部１ｂの下端に形成される。支持部２ｃは、右平板部１ｃの上端に形成される。支持部２ｄは、右平板部１ｃの下端に形成される。なお、支持部２ａ〜２ｄは、ベース板１に一体成型されている。なお、支持部２ａ〜２ｄをベース板１とは別個の部材とし、支持部２ａ〜２ｄをベース板１に固着させても良い。
【００３４】
支持部２ａは、幅広部２ａ１及び幅狭部２ａ２を有する。幅広部２ａ１は、幅狭部２ａ２よりも内側に形成され、幅狭部２ａ２よりもｘ軸に沿う幅が広い。なお、支持部２ａについてした説明は、他の支持部２ｂ乃至２ｄについても当てはまるため重複する説明は省略する。
【００３５】
レール３は、互いに対向する支持部２間で機械的に保持される。レール３は、棒状の金属からなり、キャリア部材５の移動を案内する。キャリア部材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。
【００３６】
レール３ａは、互いに対向する支持部２ａと支持部２ｂとの間に架けられる。レール３ａは、その上端が支持部２ａに固着され、その下端が支持部２ｂに固着される。レール３ｃは、互いに対向する支持部２ｃと支持部２ｄとの間に架けられる。レール３ｃは、その上端が支持部２ｃに固着され、その下端が支持部２ｄに固着される。
【００３７】
緩衝部材４ａは、支持部２ａの幅狭部２ａ２の内側面上に配置される。緩衝部材４ａは、ゴム、スポンジ等の弾性を有する材料からなる。緩衝部材４ａの内側面をキャリア部材５の側面に接触可能にすることで、移動してくるキャリア部材５が幅広部２ａ１に与える衝撃を緩和させることができる。このように、緩衝部材４ａを衝撃吸収部材として機能させることによって、より機械的又は構造的に安定してキャリア部材５の移動を停止させることができる。この説明は、他の緩衝部材４ｂ〜４ｄ、及び幅広部２ｂ〜２ｄについても同様に当てはまる。
【００３８】
次に図６を参照して説明する。図６（ａ）に示すように、キャリア部材５は、上面視形状がＵ字状の部材であり、左部分５ｉ、中央部５ｊ、及び右部分５ｋを有する。左部分５ｉ及び右部分５ｋは、共にｘ軸に沿って実質的に平行に延在する。中央部５ｊは、ｙ軸に沿って延在し、左部分５ｉ及び右部分５ｋ夫々の上端部分を連結させる。
【００３９】
キャリア部材５は、厚板部５ａ〜５ｇ、及び薄板部５ｈを有する。厚板部５ａ〜５ｇで囲まれた空間に収納部材７（図６（ｂ）参照）が収納される。収納部材７の下面は、薄板部５ｈの上面に接着剤によって接着される。このようにして、キャリア部材５内には収納部材７が固着される。
【００４０】
図６（ｃ）に図６（ａ）のＹ２−Ｙ２間のキャリア部材５の断面構成を示す。
【００４１】
図６（ｃ）に示すように、キャリア部材５は、厚板部５ｂにレール３ａが挿通される孔を有し、この孔にレール３ａが挿入される。なお、厚板部５ｂの孔にレール３ａが挿入されたとき、キャリア部材５がレール３ａ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。また、キャリア部材５の厚板部５ｂの外側面には、ばね６を部分的に収納する孔が設けられている。
【００４２】
図６（ｄ）に図６（ａ）のＹ３−Ｙ３間のキャリア部材の断面構成を示す。図６（ｄ）に示すように、キャリア部材５は、厚板部５ｅにレール３ｃが挿通される孔を有し、この孔にレール３ｃが挿入される。図６（ｃ）の説明と同様に、この場合も遊びの空間が保たれる。また、キャリア部材５の厚板部５ｅの外側面にはばね６を部分的に収納する孔が設けられている。
【００４３】
なお、厚板部５ｂ、５ｅには、各ばね６の内端が取り付けられる。従って、厚板部５ｂ、５ｅは、厚板部５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｅよりも外側に突出する。厚板部５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｅ夫々も、同様に、レール３が挿通される孔を有する。
【００４４】
図３に戻って説明する。
【００４５】
図３に示すように、ばね６ａの外端（上端）は支持部２ａに固着され、その内端（下端）はキャリア部材５の厚板部５ｂに固着されている。ばね６ｂの外端（下端）は支持部２ｂに固着され、その内端（上端）はキャリア部材５の厚板部５ｂに固着されている。ばね６ｃの外端（上端）は支持部２ｃに固着され、その内端（下端）はキャリア部材５の厚板部５ｅに固着されている。ばね６ｄの外端（下端）は支持部２ｄに固着され、その内端（上端）はキャリア部材５の厚板部５ｅに固着されている。なお、コイルの取り付け方法は任意である。例えば、コイルの先端をフック状にし、これを厚板部又は支持部に引っ掛ける構造を採用しても良い。
【００４６】
本実施形態においては、ばね６ａ、６ｃは、Ti-Ni系又はTi-Ni-Cu系の線状の合金（形状記憶合金）がコイル状に巻かれたコイル部材である。また、本実施形態では、パルス変調された電流をばね６ａ、６ｃに印加する。ばね６ａ、６ｃ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６ａ、６ｃが所定の温度以上になると、ばね６ａ、６ｃは収縮する。
【００４７】
これによって、図３から図４に示すように、キャリア部材５を下から上へ移動させることができる。キャリア部材５には、収納部材７を介して、フォトセンサ９ａが実装されている。キャリア部材５の移動に伴ってフォトセンサ９ａが移動する。キャリア部材５の移動期間内に亘ってフォトセンサ９ａで順次画像を取得することによって、フォトセンサ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。このようにして、画素列数が少ないフォトセンサを活用して、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で静脈像を取得することができる。
【００４８】
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。
【００４９】
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２３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。
【００５０】
センサ部品に要する金額が高くなる場合、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。
【００５１】
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２３参照））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。
【００５２】
本実施形態においては、上述の駆動機構を採用することによって、画素列数が少ないフォトセンサを活用して、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。
【００５３】
ばね６ｂ、６ｄは、金属線を巻いて形成した通常のつるまきコイルである。従って、ばね６ａ、６ｃにパルス電流が印加されていない場合、キャリア部材５はばね６ｂ、６ｄの引っ張り力に従って、図３の位置にある。すなわち、通常時、キャリア部材５は、ばね６ｂ、６ｄが固着された支持部２ｂ、２ｄ寄りに位置する。生体情報取得時、ばね６ａ、６ｃに対するパルス電流の印加に伴って、キャリア部材５は支持部２ｂ、２ｄから支持部２ａ、２ｃ寄りへ移動する。
【００５４】
なお、パルス電流印加に伴うばね６ａ、６ｃの引っ張り力は、ばね６ａ、６ｃの引っ張り力に比して十分に大きい。従って、比較的短時間にキャリア部材５を図３から図４の状態にまで移動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。
【００５５】
このように、ばね６ａ、６ｃにパルス電流を流すことのみによってキャリア部材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。
【００５６】
なお、ばね６ａ、６ｃ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６ａ、６ｃ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。
【００５７】
また、図４から図３の状態に戻す場合には、ばね６ａ、６ｃへのパルス電流の供給を停止すれば良い。キャリア部材５は、ばね６ｂ、６ｄ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６ａ、６ｃは加熱されなければ実効的なばね作用を奏さない。
【００５８】
収納部材７内には、発光素子８、光検出モジュール９、Ａ／Ｄ変換回路１０が収納される。
【００５９】
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、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。以下、発光素子８からの出射光を検査光と呼ぶこともある。
【００６０】
光検出モジュールは、後述するように、フォトセンサ９ａ上に光学機能部９ｂが積層された光学部品である。光検出モジュール９は、フォトセンサ９ａ、光学機能部９ｂ、及びコネクタ１１から構成される。フォトセンサ９ａは、フォトダイオードからなる画素がマトリクス状に配置された光検出器である。光学機能部９ｂは、複数の画素列に対応して１列のレンズ列を有する。また、光学機能部９ｂは、レンズ列と画素間に光チャネルを分離する遮光構造を有する。光検出モジュールの具体的な構成については、図８を参照して後述する。
【００６１】
Ａ／Ｄ変換回路１０は、トランスインピーダンス回路を介してフォトセンサ９ａの各画素から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する半導体回路である。
【００６２】
ここで、図７を参照して、収納部材７内の構成について説明する。なお、図７（ａ）は、図３のＹ１−Ｙ１の生体情報取得装置７０の概略的な断面構成を示す模式図である。図７（ｂ）は、図３のＸ１−Ｘ１の生体情報取得装置７０の概略的な断面構成を示す模式図である。
【００６３】
図７（ａ）に示すように、収納部材７は、キャリア部材５の凹部内に固着される。収納部材７は、光検出モジュール９を収納するための凹部を有する。
【００６４】
キャリア部材５らの上方にはカバー板１２が配置される。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、生体情報取得装置７０を外界から保護する。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。なお、カバー板１２の設置態様は任意である。カバー板１２を支持部２ａ〜２ｄの上面に固着させることによって、カバー板１２をベース板１に固着させても良い。
【００６５】
なお、キャリア部材５がレール３によって支持されることで、キャリア部材５とベース板１との間には、所定の空間が設けられている。
【００６６】
図７（ｂ）に示すように、収納部材７は、厚肉部７ａ、薄肉部７ｂ、厚肉部７ｃ、傾斜部７ｄ、及び肉厚部７ｅをこの順で有する。傾斜部７ｄは、厚肉部７ｃから厚肉部７ｅに向かって、徐々に厚肉化された部分であって、厚肉部７ｃと厚肉部７ｅとの間に傾斜面７ｄ１を有する。厚肉部に薄肉部７ｂを設けることによって、収納部材７には凹部（収納空間）１３ａが形成される。厚肉部に薄肉部７ｄを設けることによって収納部材７には凹部（収納部）１３ｂが形成される。
【００６７】
光検出モジュール９は、凹部１３ａの底面（薄肉部７ｂの上面）に配置される。また、発光素子８は、凹部１３ｂの底面（傾斜部７ｄの上面）に配置される。本実施形態では、このようにキャリア部材５の移動に従って、発光素子８及び光検出モジュール９が共に移動する。これによって発光素子８をキャリア部材の外部に固定する場合と比べて、フォトセンサ９ａの位置に関わらず、フォトセンサ９ａへ入力される光の光量を所望の範囲にすることができる。
【００６８】
なお、コネクタ１１は、薄肉部７ｂに設けられた孔に取り付けられる。コネクタ１１は、外部の半導体回路に可撓性を有する配線基板を介して接続される。また、発光素子８とラインセンサ９ａとの間に厚肉部７ｃを設けることによって、発光素子８からの出射光がラインセンサ９ａに直接的に入力することが抑制される。
【００６９】
また、本実施形態では、発光素子８を傾斜部７ｄの上面に配置する。これによって、発光素子８の出射光を斜め方向に設定することができる。従って、より効果的に指１００に対して近赤外線を照射することができる。発光素子８が載置される台座の形状を工夫することによって、出射光の方向制御を非常に簡易な構成で実現することができる。なお、可撓性の配線基板（フィルム配線）によって、発光素子８へは電流が供給されるものとする。この点は、フォトセンサ９ａについても同様である。
【００７０】
図８に、光検出モジュール９の概略的な断面構成を示す。図８に示すように、光検出モジュールは、フォトセンサ９ａ上に光学機能部９ｂが積層された光学部品である。なお、フォトセンサ９ａにはコネクタ１１が接続されているものとする。
【００７１】
図８に示すように、フォトセンサ９ａは、複数の画素ＰＸ及び画素ｄＰＸを主面に有する。
【００７２】
本実施形態においては、画素ＰＸ上には光学機能部９ｂが配置される。他方、画素ｄＰＸ上には光学機能部９ｂは配置されない。複数の画素ＰＸを活用して静脈像を取得し、複数の画素ｄＰＸで背景光強度を取得する。画素ＰＸからの出力から画素ｄＰＸの出力を減算することによって、画素ＰＸからの出力に含まれる背景光成分を除くことができる。これによって、簡易な構成でより高品質な静脈像を取得することができる。
【００７３】
上述のように、生体情報取得装置が使用される環境は様々であり、高強度の背景光がフォトセンサの画素に入力されてしまうおそれがある。このような場合には、画素に入力される背景光の影響によって、得られる静脈像の品質が劣化するおそれがある。そして、結果的に高精度な静脈認証の実現が阻害されてしまうおそれがある。本実施形態においては、上述のように、画素ＰＸからの出力から画素ｄＰＸの出力を減算することによって、画素ＰＸからの出力に含まれる背景光成分を除くことができる。これによって、簡易な構成でより高品質な静脈像を取得することができる。
【００７４】
光学機能部９ｂは、画素ＰＸ上に配置される。光学機能部９ｂは、光チャネル分離層３２、及びマイクロレンズアレイ３３を有する。なお、マイクロレンズアレイ３３は、透明基板５０及びレンズ（集光レンズ）５２を有する。光チャネル分離層３２は、レンズ５２の光軸を囲むように光軸に沿って延在する遮光壁を有する。この遮光壁に囲まれている部分は光学的に透明である。
【００７５】
透明基板５０及びレンズ５２は、検査光に対して、実質的に透明な材料からなる。透明基板５０は、石英基板である。レンズ５２は、透明基板５０に形成されたレジスト層が、グレイスケールマスクを用いたホトリソグラフィーにより部分的に除去されて形成される光学部品である。なお、マイクロレンズアレイ３３を画素ＰＸの上方に設けることによって、指１００の表皮から所定の深さに位置する静脈像を好適に撮像することが可能になる。
【００７６】
次に、図９乃至図１３を参照して、カバー板１２の背面に形成されたパターン及びこれを活用したフォトセンサ９ａからの像信号の読出し動作について説明する。なお、図９（ａ）は、カバー板１２に設けられるパターンの構成を示す概略図である。図９（ｂ）は、パターンの概略的な部分拡大図である。図１０は、パターンの積層構造を示す概略図である。
【００７７】
図９（ａ）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。
【００７８】
図９（ｂ）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。
【００７９】
パターン１４は、一定幅の帯状の模様である。パターン１４に含まれる複数の光反射部１４ｂは、一定の間隔をあけて配置されている。
【００８０】
図１０（ａ）に光吸収部１４ａの積層構造を示す。図１０（ｂ）に光反射部１４ｂの積層構造を示す。図１０（ａ）に示すように、光吸収部１４ａは、金属膜１４ｃの上層に黒色樹脂層１４ｄが形成された積層体である。図１０（ｂ）に示すように、光反射部１４ｂは、金属膜１４ｃからなる。光反射部１４ｂは、黒色樹脂層１４ｄを図９（ｂ）に示すように規則的にパターニングすることによって、黒色樹脂層１４ｄから金属膜１４ｃを部分的に露出させることで形成される。
【００８１】
なお、金属膜１４ｃは、カバー板１２の背面に形成されるものとする。また、光吸収部１４ａは、パターニングされた黒色樹脂層１４ｄの除かれなかった部分である。パターン１４は、通常の薄膜形成技術、及びパターニング技術を用いて形成される。
【００８２】
図１１（ａ）に、フォトセンサ９ａの画素列とパターン１４との関係を示す。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。
【００８３】
図１１（ａ）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。フォトセンサ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フォトセンサ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フォトセンサ９ａから像を出力させることができる。なお、ここでは光反射部１４ｂの配置間隔は、レンズ５２のｘ軸に沿うレンズ幅Ｗ１と同じに設定されている。
【００８４】
図１１（ｂ）にレンズ５２と画素との配置関係を示す。図１１（ｂ）に示すように、１つのレンズ５２の下には４列の画素列Ｌ１〜Ｌ４が配置されている。また、１列目の画素列Ｌ１の下には、画素ｄＰＸを含む１列の画素列ｄＬ１が配置されている。なお、ドットで示されている画素の上方にはレンズ５２が配置されている。画素列Ｌ１〜Ｌ４上にはレンズ５２が配置され、画素列ｄＬ１上にはレンズ５２が配置されない。
【００８５】
１つのレンズ５２に対応して複数の画素ＰＸを設けることによって、たとえある画素ＰＸが故障したとしても、共通するレンズ５２に対応する他の画素ＰＸを像取得用に用いることができる。これによって生体情報取得装置７０の製品の信頼性を高めることができる。また、上方にレンズ５２が設けられない画素ｄＰＸを設けることによって、レンズ５２を介して取得した像から背景成分を減算することが可能になる。このような画像処理を実行することで認証用の静脈像の品質をより高めることが可能になる。
【００８６】
ここで図１２にフォトセンサ９ａに接続される信号処理部の概略的な構成を示す。図１２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１０は省略されている。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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、フォトセンサ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。
【００９０】
フォトセンサ９ａは、所定のサイクルで像取得を実行する。フォトセンサ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、フォトセンサ９ａから入力された信号Ｓ４を外部の制御回路へ出力する。
【００９１】
図１３を参照してフォトセンサ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。
【００９２】
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、フォトセンサ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１１（ａ）の領域Ｒ１０に対応する像であるものとする。
【００９３】
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、フォトセンサ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１１（ａ）の領域Ｒ１１に対応する像であるものとする。
【００９４】
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、フォトセンサ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１１（ａ）の領域Ｒ１２に対応する像であるものとする。
【００９５】
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フォトセンサ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。
【００９６】
本実施形態においては、形状記憶合金のばね６を活用してキャリア部材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、その温度は使用される環境も影響するからである。
【００９７】
本実施形態では、上述のように、規則的なパターン１４を活用してフォトセンサ９ａから像を出力させる。従って、たとえ、フォトセンサ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。
【００９８】
また、上述のように、本実施形態においては、フォトセンサ９ａは、レンズ５２を介して入力する光を受光する複数の画素ＰＸ、およびレンズ５２を介して入力しない光を受光する複数の画素ｄＰＸを有する。従って、画素列ｄＬ１で取得した背景光強度に基づいて、画素列Ｌ１〜Ｌ４で取得した像の背景光成分を差し引くことができる。従って、より高品質な静脈像を簡素な構成で実現できる。
【００９９】
なお、画素列ｄＬ１で取得した背景光強度に基づいて、画素列Ｌ１〜Ｌ４で取得した静脈像の背景光成分を除く具体的な方法は任意である。本実施形態のように画像処理の段階で背景光成分を補正しても良いし、信号処理部１５による上述の処理の前に背景光成分を除くための半導体回路を設けても良い。
【０１００】
また、信号処理部１５の具体的な構成は任意である。フォトセンサ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。
【０１０１】
また、読出処理部１５ｂから伝達される信号Ｓ３に基づいてフォトセンサ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、フォトセンサ９ａは、必要な期間のみ像取得を実行する。従って、フォトセンサ９ａの消費電力を低減させることができる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
最後に図１４、１５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。
【０１０４】
図１４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１４に示す構成に限定されるべきものではない。
【０１０５】
生体認証装置８０は、図１５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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
次に携帯電話６０の生体認証機能が活性化される（Ｓ１）。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。操作者が携帯電話のあるボタンを押したときに生体認証機能が活性化されるように設定すれば良い。なお、生体認証機能が活性化されるときには、すでにカバー板１２の前面上には指１００が載置されているものとする。
【０１０８】
次に、生体認証機能の活性化に基づいて、フォトセンサ９ａの移動を開始させる（Ｓ２）。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、フォトセンサ９ａを所定のフレームレートで像取得させる。
【０１０９】
次に、像の読出しを実行する（Ｓ３）。フォトセンサ９ａから像を読み出す手順は、図１３で説明したとおりである。
【０１１０】
次に、画像形成部８３は、認証用の静脈像を形成する（Ｓ４）。本実施形態においては、フォトセンサ９ａは、レンズ５２を介して入力する光を受光する複数の画素ＰＸ、およびレンズ５２を介して入力しない光を受光する複数の画素ｄＰＸを有する。画像形成部８３は、画素列ｄＬ１で取得した背景光強度に基づいて、画素列Ｌ１〜Ｌ４で取得した像の背景光成分を補正する。このようにして、より高品質な静脈像を簡素な構成で実現できる。
【０１１１】
画像形成部８３が実行する背景光補正の具体的方法は任意である。この点について図１１（ｂ）を参照して説明する。
【０１１２】
より簡素な補正処理を実現するために、画素列ｄＬ１に含まれる画素ｄＰＸの出力の平均値を背景光強度として、画素列Ｌ１〜Ｌ４に含まれる全画素ＰＸに対して補正処理を実行しても良い。
【０１１３】
より高精度な補正処理を実行するために、フォトセンサ９ａの移動方向に沿って配置された画素ｄＰＸと画素ＰＸ間で、画素ｄＰＸの出力を背景光強度として画素ＰＸに対して補正処理を実行しても良い。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、画素列ｄＬ１に含まれる画素ｄＰＸ１の出力を背景光強度として画素列Ｌ１〜Ｌ４に含まれる各画素ＰＸ１に対して補正処理を実行し、画素列ｄＬ１に含まれる画素ｄＰＸ２の出力を背景光強度として画素列Ｌ１〜Ｌ４に含まれる各画素ＰＸ２に対して補正処理を実行しても良い。なお、上述の画像形成部８３による処理をハード的に実現することも可能である。
【０１１４】
また、本実施形態においては、フォトセンサ９ａ（信号処理部１５）から順次出力される画像のうち画素列Ｌ１〜Ｌ４に対応する部分同士をつなぎ合わせると、所望の静脈像が復元される。本実施形態においては、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フォトセンサ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。
【０１１５】
次に、認証実行部８２は認証を実行する（Ｓ５）。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（Ｓ６）。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。
【０１１６】
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（Ｓ７）。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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
上述の説明から明らかなように、本実施形態においては、フォトセンサ９ａは、レンズ５２を介して入力する光を受光する複数の画素ＰＸ、およびレンズ５２を介して入力しない光を受光する複数の画素ｄＰＸを有する。従って、画素列ｄＬ１で取得した背景光強度に基づいて、画素列Ｌ１〜Ｌ４で取得した像の背景光成分を差し引くことができる。従って、より高品質な静脈像を簡素な構成で実現できる。また、フォトセンサを画素の配置方向に直交する方向に移動させることで、フォトセンサの撮像可能範囲を超える所望の範囲で静脈像を取得することを実現することができる。
【０１１９】
また、形状記憶合金を活用してフォトセンサを移動させることで、より簡素な駆動機構を実現できる。また、レールといったガイド部材を設けることによって、フォトセンサの移動を安定にすることができる。規則的なパターンを活用してフォトセンサの移動量を検出し、この検出結果に基づいて、フォトセンサから取得像を出力させることで、後続の画像処理負担を低減させることができる。また、コネクタ１１をベース板１の開口に部分的に収納させることで、生体情報取得装置７０の薄型化を図ることができる。
【０１２０】
［第２の実施の形態］
以下、図１６及び１７を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図１６に、光検出モジュール９の断面構成を示す概略的な模式図を示す。
【０１２１】
本実施形態においては、光学機能部９ｂは、光チャネル分離層３２、マイクロレンズアレイ３３、及びバンドパスフィルタ３４が、この順で下方から上方へ配置される。また、図１７に示すように、１つのレンズ５２に対応して１つの画素ＰＸが配置される。
【０１２２】
バンドパスフィルタ（フィルタ部材）３４は、発光素子８からの出射光（以下、検査光と呼ぶこともある）が含まれる近赤外線の帯域（６５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは、６５０ｎｍ〜８００ｎｍ）を選択的に通過させる板状の光学部材である。
【０１２３】
マイクロレンズアレイ３３は、透明基板５０、及びレンズ（集光レンズ）５２を有する。なお、バンドパスフィルタ３４を支持するスペーサ層５１が透明基板５０の上面に配置される。
【０１２４】
複数のレンズ５２は、フォトセンサ９ａの各画素ＰＸに対応して配置される（図９参照）。レンズ５２の光軸上に画素ＰＸが配置される。レンズ５２の上面視形状は四角形である。レンズ５２の被写界深度は、４ｍｍ以下である。また、レンズ５２の肉厚は、３〜５ｍｍである。
【０１２５】
光チャネル分離層３２は、遮光膜４０、第１透明層４１、第２透明層４２、及びレジスト層４３を有する。
【０１２６】
遮光膜４０は、通常の半導体プロセス技術（スパッタ、蒸着等）に基づいて、金属材料がマイクロレンズアレイ３３の下面に格子状に形成された層である。遮光膜４０は、マイクロレンズアレイ３３の各レンズ５２に対応してマトリクス状に形成された複数の開口部ＯＰ１を有する。尚、複数の開口部ＯＰ１とは、光学的な意味での開口を意味する。ここでは、開口部ＯＰ１には、第１透明層４１が充填されている。
【０１２７】
第１透明層４１は、レジスト（樹脂材料）からなる層であって、検査光に対して実質的に透明である。第１透明層４１は、通常のコート法（スピンコート法等）により、遮光膜４０が形成された後、マイクロレンズアレイ３３の下面に形成される。コート後の加熱処理によって、第１透明層４１の粘性は失われる。
【０１２８】
第２透明層４２は、第１透明層４１と同じ材料からなるレジスト層である。よって、第２透明層４２も、検査光に対して実質的に透明である。第２透明層４２は、互いに離間する複数のランド４２ａを有する。ランド４２ａは、通常のコート法（スピンコート法等）により、第１透明層４１の下面に第２透明層４２が形成された後、その第２透明層４２に格子状の溝が形成されることで形成される。つまり、格子状の溝が形成されることにより、互いに分離された複数のランド４２ａが形成される。分離されたランド４２ａは、フォトセンサ９ａの各画素ＰＸに対応して２次元状に配置される。なお、ランドとは、溝により規定される島状の部分を意味する。各ランドは、互いに完全に分離されている必要はない。
【０１２９】
レジスト層４３は、ランド４２ａを覆うように充填される。レジスト層４３は、検査光を吸収する材料（フタロシアニン等）を含むレジスト層である。レジスト層４３は、スピンコート法等に基づいて、ランド４２ａを覆うように（第２透明層４２に形成された溝を埋めるように）レジスト材料が塗布されることで形成される。そして、リソグラフィーに基づいて、マイクロレンズアレイ３３の各レンズ５２の集光箇所に対応する開口部ＯＰ２がレジスト層４３に形成される。なお、開口部ＯＰ２は、フォトセンサ９ａの各画素ＰＸの配置位置にも対応する。開口部ＯＰ２は、フォトセンサ９ａの各画素ＰＸに対応してマトリクス状に配置される。
【０１３０】
次に、光検出モジュール９の機能について説明する。指１００の内部領域で反射された検査光は、マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２を介して、フォトセンサ９ａの画素ＰＸに集光される。以下、順を追って説明する。なお、上述の内部領域は、指１００の表面から１ｍｍ程度の深さの領域である。
【０１３１】
発光素子８から出射された検査光は、ヒトの指１００に照射される。ヒトの指１００の内部では、検査光は反射されたりする。また、ヒトの指１００の内部の静脈で、検査光は吸収される。
【０１３２】
ヒトの指１００を透過した検査光は、光検出モジュール９に入射する。まず検査光は、バンドパスフィルタ３４を通過する。なお、検査光以外の外乱光は、バンドパスフィルタ３４により遮断される。バンドパスフィルタ３４によってノイズ成分を遮断することができるため、より良質な画像を取得することができる。
【０１３３】
バンドパスフィルタ３４を通過した検査光は、マイクロレンズアレイ３３に入射する。マイクロレンズアレイ３３では、透明基板５０の上面に配置された各レンズ５２によってフォトセンサ９ａの各画素ＰＸに集光される。
【０１３４】
マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２により集光された光は、光チャネル分離層３２に入射される。光チャネル分離層３２は、上述のように、フォトセンサ９ａの各画素に対応してマトリクス状に配置された開口部ＯＰ１及び開口部ＯＰ２を有する。また、光チャネル分離層３２は、フォトセンサ９ａの各画素に対応してマトリクス状に配置されたランド４２ａを有する。隣り合うランド４２ａの間には、レジスト層４３が充填される。ランド４２ａの下面にもレジスト層４３が形成される。レジスト層４３には、近赤外線を吸収する顔料が含有されている。従って、レジスト層４３に入射した光は、効果的にレジスト層４３に含まれる顔料により吸収される。
【０１３５】
このような構成により、光チャネル分離層３２は、マイクロレンズアレイ３３のレンズ５２からフォトセンサ９ａの画素ＰＸに至る光路（光チャネル）同士を分離する。そして、光チャネル間で生じうるクロストーク（混信）は抑制される。なお、検査光は、レンズ５２から画素ＰＸに進むに従って集光されるから、開口部ＯＰ２の開口幅は、開口部ＯＰ１の開口幅よりも狭く設定されている。
【０１３６】
フォトセンサ９ａの各画素に入射された光は、各画素で光電変換される。そして、電気信号として読み出され、上述のＡ/Ｄ変換回路１０でアナログ／デジタル変換される。
【０１３７】
［第３の実施形態］
以下、図１８及び１９を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。図１８（ａ）は、光照射モジュールの概略的な部分拡大斜視図である。図１８（ｂ）は、光照射モジュールの概略的な構成を示す模式図である。図１９は、光照射モジュールのバリエーションを説明するための模式図である。
【０１３８】
図１８（ａ）に模式的に示すように、光照射モジュールＬＭは、収納部材７の凹部に部分的に収納される。なお、ここでは、厚肉部７ｃと厚肉部７ｅとの間には薄肉部７ｄ１が形成されている。
【０１３９】
図１８（ａ）に示すように、光照射モジュールＬＭは、発光素子８とライトガイド１６を有する。
【０１４０】
ライトガイド１６は、発光素子８の上面に配置される。ライトガイド１６は、板状の導光部材であって、発光素子８からの出射光に対して実質的に透明である。ライトガイド１６は、側面１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを有する。また、ライトガイドは、光出射面としての前面１６ａ、光入射面としての背面１６ｂを有する。
【０１４１】
図１８（ｂ）に示すように、ライトガイド１６の背面１６ｂには、接着剤１７を介して複数の発光素子８が実質的に等しい間隔で配置される。このようにして、ライトガイド１６の光出射面１６ａからは、光出射面１６ａの長手方向に沿って、より均一化された光が出射される。そして、フォトセンサ９ａで取得される像の品質を向上させることができる。なお、ライトガイド１６に位置決め部を予め設定しておけば、各発光素子８を所定間隔で配置することもできる。
【０１４２】
なお、図１９に示すライトガイドを用いても良い。
【０１４３】
図１９（ａ）の場合、図面を正面視したとき、ライトガイド１６の中央部の幅はライトガイド１６の左端又は右端側の部分の幅よりも広い。これによって、背面１６ｂにおける反射ロスを抑制することができる。なお、この場合、発光素子８は、光入射面としての側面１６ｅに接着剤１７を介して固着され、側面１６ｆに接着剤１７を介して固着される。発光素子８からの出射光は、側面から入射し、背面を介して前面から出射される。
【０１４４】
図１９（ｂ）の場合は、図１９（ａ）とは異なり、背面１６ｂに複数の溝１９が形成されている。溝１９は、ライトガイド１６の厚み方向に延在する。ライトガイド１６の背面１６ｂに複数の溝１９が形成されることによって、複数の反射面１８が形成される。発光素子８からの出射光は、各反射面１８で全反射され、前面１６ａまで案内される。発光素子８からの出射光は、側面から入射し、背面を介して前面から出射される。
【０１４５】
反射面１８の配置間隔を適宜設定することで、ライトガイド１６内の光ロスを極力抑制することが可能になる。これによって、生体情報取得装置７０の消費電力を低減することにも寄与する。また、反射面１８の配置間隔を適宜設定することで、前面１６ａの長手方向の出射光強度をより均一なものに設定することができる。
【０１４６】
［第４の実施形態］
以下、図２０を参照して本発明の第４の実施形態について説明する。図２０は、生体情報取得装置７１の上面構成を示す概略的な模式図である。第１の実施形態と比較して、本実施形態は発光素子８の配置箇所が異なる。ここでは、発光素子８は、キャリア部材５に収納されている。このような場合であっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。そもそもキャリア部材５と収納部材７とは一体的に成型しても良いし、光検出モジュール９と発光素子８とを別々の部材に収納させても良いのである。
【０１４７】
また、発光素子８は、可撓性を有するフィルム配線２０上に実装される。可撓性を有する配線基板を用いて電気的な接続を確保することで、キャリア部材５の移動に伴って配線基板に与えられる物理的ストレスの影響を低減させることができる。
【０１４８】
［第５の実施形態］
以下、図２１を参照して本発明の第５の実施形態について説明する。図２１は、生体情報取得装置７２の上面構成を示す概略的な模式図である。第４の実施形態と比較して、ばね６の配置方法が異なり、これに対応して、キャリア部材５の構成が異なる。
【０１４９】
より大きな引張り力をばね６に付与したい場合には、ばね長を長くすれば良い。本実施形態においてはこの点に鑑みて、互いに対向する支持部から内側へ延在する一組のばねに、各ばねが平行に存在する部分を持たせた。より具体的には、支持部２ａから内側へ延在するばね６ａをキャリア部材５の厚板部５ｃに固着させ、支持部２ｂから内側へ延在するばね６ｂをキャリア部材５の厚板部５ａに固着させ、支持部２ａと支持部２ｂ間でばね６ａとばね６ｂとを平行に配置させた。これにより、各ばね６ａ、６ｂのばね長をより長くし、各ばね６ａ、６ｂの引っ張り力を増大させることができる。なお、上述の説明は、右側の一組のばね６ｃ、６ｄについても同様に当てはまる。重複する説明は省略する。
【０１５０】
なお、ばね６ａ、６ｃと同じ形状記憶合金で、ばね６ｂ、ばね６ｄを形成しても良い。しかしながら、このような場合には、図４から図３の状態に戻すために、ばね６ｂ、６ｄに対してもパルス電流を流す必要が生じ、生体情報取得装置７０の消費電流を増大させてしまう。第１の実施形態のように、一組のばねの一方のみを形状記憶合金製のばねとし、他方を通常のばねとすれば、生体情報取得装置７０の消費電力を低減させることができる。また、ばね６ａ〜６ｄの配置位置は任意である。
【０１５１】
［第６の実施形態］
以下、図２２を参照して本発明の第７の実施形態について説明する。図２２はフォトセンサ、レンズ、及びパターンとの関係を示す説明図である。本実施形態においては第６の実施形態とは異なり、２列のレンズ列が配置される。また、１０列の画素列を有するエリアセンサ９ｄを用いる。このようにレンズ列を複数設け、これに対応して複数の画素を用意することによって、一度により広範囲な静脈像を取得することができる。これによって後続の画像処理負担を低減させることもできる。また、一方のレンズ列に対応して設けられた画素が不良になった場合であっても、他方のレンズ列に対応して設けられた画素で静脈像の取得を実行することができる。
【０１５２】
本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されない。フォトセンサ以外のセンサを活用して生体情報を取得しても良い。静脈認証のほかにも指紋認証にも活用できる。手のひら、足等の生体の他の部位を静脈認証の対象としても良い。センサを移動させる駆動機構は、モータ、リンク機構、及び伝達機構を活用した駆動機構であっても良い。また、有機高分子系人工筋肉（導電性高分子、高分子ゲル、誘電エラストマーなど）を活用して駆動機構を構成しても良い。キャリア部材、収納部材は樹脂以外の材料で成型しても良い。マイクロレンズアレイをカバー板の背面に形成させても良い。マイクロレンズアレイのマイクロレンズのレンズ形状は任意である。第２画素の出力に基づいて発光源から出射される光の光強度や波長を変換させても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【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実施形態にかかる生体情報取得装置のベース部分の構成を示す概略的な模式図である。
【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キャリア部材及び収納部材の概略的な構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる生体情報取得装置の概略的な断面構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかる光検出モジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第１実施形態にかかるカバー板に形成されたパターンを説明するための概略的な説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態にかかるパターンの積層構造を説明するための概略的な説明図である。
【図１１】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要素の位置関係を説明するための説明図である。
【図１２】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１３】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１４】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動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の第２実施形態にかかる光検出モジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。
【図１７】本発明の第２実施形態にかかるレンズと画素との配置関係を示す概略的な模式図である。
【図１８】本発明の第３実施形態にかかる光照射モジュールの概略的な構成を示す説明図である。
【図１９】本発明の第３実施形態にかかる光照射モジュールのバリエーションを説明するための模式図である。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる生体情報取得装置７１の上面構成を示す概略的な模式図である。
【図２１】本発明の第５実施形態にかかる生体情報取得装置７２の上面構成を示す概略的な模式図である。
【図２２】本発明の第６実施形態にかかるフォトセンサ、レンズ、及びパターンとの関係を示す説明図である。
【図２３】所望の撮像範囲を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１５４】
２    支持部
３    レール
４    緩衝部材
５    キャリア部材
６    ばね
７    収納部材
８    発光素子
９    光検出モジュール
９ａ    ラインセンサ
９ｂ    光学機能部
１０    Ａ／Ｄ変換回路
１１    コネクタ
１２    カバー板
１４    パターン
１４ａ    光吸収部
１４ｂ    光反射部
１４ｃ    金属膜
１４ｄ    黒色樹脂層
１５    信号処理部
１５ａ    比較器
１５ｂ    読出処理部
１６    ライトガイド
１７    接着剤
１８    反射面
１９    溝
２０    フィルム配線
３２    光チャネル分離層
３３    マイクロレンズアレイ
３４    バンドパスフィルタ
４０    遮光膜
４１    透明層
４２ａ    ランド
４２    透明層
４３    レジスト層
５０    透明基板
５１    スペーサ層
５２    レンズ
６０    携帯電話
６１    上側本体
６２    下側本体
６３    ヒンジ
６４    表示部
６５    ボタン
６７    指
７０    生体情報取得装置
８０    生体認証装置
８１    処理部
８２    認証実行部
８３    画像形成部
８４    記憶部
８５    発光部
８６    静脈像取得部
８７    指紋検出部
【図１】
2009153578.tif 000003
【図２】
2009153578.tif 000004
【図３】
2009153578.tif 000005
【図４】
2009153578.tif 000006
【図５】
2009153578.tif 000007
【図６】
2009153578.tif 000008
【図７】
2009153578.tif 000009
【図８】
2009153578.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2009153578.tif 000014
【図１３】
2009153578.tif 000015
【図１４】
2009153578.tif 000016
【図１５】
2009153578.tif 000017
【図１６】
2009153578.tif 000018
【図１７】
2009153578.tif 000019
【図１８】
2009153578.tif 000020
【図１９】
2009153578.tif 000021
【図２０】
2009153578.tif 000022
【図２１】
2009153578.tif 000023
【図２２】
2009153578.tif 000024
【図２３】
2009153578.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月26日(2008.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
特許文献１には、生体認証に用いられる撮像装置が開示されている。この撮像装置では、光源（１００）、支持台（３００）、画像認証部（２００）を積層させることで、撮像装置の小型化を図っている。なお、生体認証装置に関するものではないが、特許文献２乃至４に記載のスキャナが知られている。
【特許文献１】特開２００１−１１９００８号公報
【特許文献２】特開昭５３−１０８７２８号公報
【特許文献３】実開昭５４−１８４０２９号公報
【特許文献４】特開昭５９−２０１１７９号公報