JP2009165731A - 生体情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 より確実な方法でより高品質な像を取得することが可能な生体情報取得装置を提供すること。
【解決手段】 生体情報取得装置９０は、被検体に対する光照射に基づいて被検体の生体情報を取得する。生体情報取得装置９０は、被検体に対して照射されるべき光を出射する光源５と、被検体に対する光源５の位置を調整可能な位置調整手段と、を備える。位置調整手段によって被検体に対する光源の位置が適切に設定される。静脈認証の場合には、被検体（例えば、ヒトの手、足、それらの指等）内で十分に光源からの出射光が拡散可能になるため、より確実な方法でより高品質な像を取得することが実現される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生体情報取得装置に関する。

近年、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、あらかじめ設定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。

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。

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。特許文献２には、外光遮蔽カバーを設けた指静脈認証装置が開示されている。
特開２００１−１１９００８号公報 特開２００７−１８５３３５号公報

ところで、静脈認証においては指内を透過した光を受光することに基づいて静脈像を取得する。現状は、撮像素子と光源とを略同一面内に固定させている。この場合、光源からの出射光を指内でより十分に拡散させるためには、光源からの出射光強度を増加させることが必要になる。しかしながら、光源からの出射光強度を過度に増加させると撮像部の画素が部分的に飽和するおそれもある。つまり、より確実な方法でより高品質な像を取得することが可能な生体情報取得装置の実現が強く望まれている。

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、より確実な方法でより高品質な像を取得することが可能な生体情報取得装置を実現することを目的とする。

本発明に係る生体情報取得装置は、被検体に対する光照射に基づいて前記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、前記被検体に対して照射されるべき光を出射する光源と、前記被検体に対する前記光源の位置を調整可能な位置調整手段と、を備える。

位置調整手段によって被検体に対する光源の位置が適切に設定される。静脈認証の場合には、被検体（例えば、ヒトの手、足、それらの指等）内で十分に光源からの出射光が拡散可能になるため、より確実な方法でより高品質な像を取得することが実現される。

前記位置調整手段は、当該生体情報取得装置が組み込まれる本体機器の内部に収納された前記光源を前記本体機器の外部へ移動させる、と良い。

前記位置調整手段は、弾性部材の弾性力に応じて前記光源を前記本体機器の内部から外部へ移動させる、と良い。

前記位置調整手段は、動力源から伝達される動力に応じて前記光源を前記本体機器の内部から外部へ移動させる、と良い。

前記位置調整手段は、前記本体機器の内部に収納される、と良い。

前記位置調整手段は、前記光源が取り付けられ、かつ少なくとも部分的に前記被検体を内包可能なカバー部材を少なくとも含む、と良い。カバー部材の活用によっても位置調整手段の構成を簡素化することができる。

前記光源は、前記カバー部材の内面に取り付けられる、と良い。カバー部材の引き出しに伴って、被検体に対する光源を所望の位置に設定することができる。

前記カバー部材は、外乱光を遮断する、と良い。外乱光の影響を低減させ、より高品質な生体情報を取得することができる。

前記カバー部材は、前記光源から出射された光を案内するライトガイドである、と良い。ライトガイドの活用により光源の出射光を被検体の所望の位置に照射させることが可能になる。

ライトガイドとして機能する前記カバー部材は、当該カバー部材内を伝播する光を前記被検体に向けて反射させる反射面を有する、と良い。これにより意図したように又は効果的に被検体の所望の部分に光を照射させることが可能になる。

前記カバー部材は、動力源から伝達される動力に応じて移動可能である、と良い。これによりカバー部材を引き出す煩雑さを解消することができる。

前記光源は、樹脂封止された半導体発光素子を含む、と良い。前記光源は、前記半導体発光素子の光を案内するライトガイドを更に含む、と良い。前記ライトガイドは、光入射面及び光出射面を有する板状の透明部材であって、前記光出射面の長手方向に沿って実質的に均一な強度の光を出射する、と良い。

前記光源から出射され、前記被検体内を透過した光を透過する光学フィルタと、前記光学フィルタの透過光を受光する複数の画素を有する光検出器と、を更に備える、と良い。

本発明に係る生体情報取得装置は、被検体に対する光照射に基づいて前記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、前記被検体に対して照射されるべき光を出射する光源と、前記光源から出射された光を前記被検体へ案内すると共に、当該生体情報取得装置が組み込まれる本体機器の内部から前記本体機器の外部へ取り出し可能なライトガイドと、を備える。

ライトガイドの本体機器からの取り出しによって、被検体の所望の部分に光を照射することができる。静脈認証の場合には、光源から出射された光が被検体（例えば、ヒトの手、足、それらの指等）内で十分に拡散可能になるため、より確実な方法でより高品質な像を取得することが実現される。

前記ライトガイドは、前記本体機器の内部から取り出された状態のときに少なくとも部分的に前記被検体を内包可能な部材である、と良い。ライトガイドによって外乱光の影響を低減させることができる。

前記ライトガイドは、当該ライトガイド内を伝播する光を前記被検体に向けて反射する反射面を有する、と良い。これにより意図したように又は効果的に被検体の所望の部分に光を照射させることが可能になる。

本発明によれば、より確実な方法でより高品質な像を取得することが可能な生体情報取得装置を実現することができる。

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。

〔第１の実施の形態〕
以下、図１乃至図５を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、静脈認証装置の構成を説明するための概略的な模式図である。図２は、光源ユニットの構成を説明するための概略的な模式図である。図３は、撮像部の構成を説明するための概略的な模式図である。図４は、静脈認証装置の機能を説明するためのブロック図である。図５は、静脈認証装置の動作を説明するためのフローチャートである。

図１に、静脈認証装置（生体認証装置）９０を示す。図１（ａ）に、生体情報の取得を実行しないときの静脈認証装置９０の構成を示す。図１（ｂ）に、生体情報の取得を実行するときの静脈認証装置９０の構成を示す。

図１に示すように、静脈認証装置９０は、本体１、撮像部４、光源ユニット７を有する。光源ユニット７は、光源５及びベース部材６を含む。光源ユニット７の具体的な構成については、後で図２を用いて説明する。

静脈認証装置９０は、本体１の主面１ａ上に載置される指（被検体）９９に対して所定波長の光（橙色〜近赤外領域の光（波長：５８０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは波長：６００ｎｍ〜８６０ｎｍ））を照射し、指９９の内部に内在する静脈像を取得する。静脈認証装置９０は、取得した画像（取得画像）と、予め登録した画像（マスター画像）とを用いて生体認証を実行する。生体認証が成功した場合、静脈認証装置９０は、静脈認証装置９０が組み込まれた本体機器（たとえば、携帯電話）の機能を活性化する。なお、後述の説明から明らかなように、静脈認証装置９０は、生体情報を取得する生体情報取得装置としても機能する。また、検査対象となる部分は指に限らず他の生体部位（例えば、手のひら）であっても良い。

図１（ａ）に示すように、本体１の主面１ａには、複数の収納部２が設けられる。すなわち、紙面に向かって左から順に、収納部２ａ、収納部２ｂ、及び収納部２ｃが設けられる。収納部２ａには、光源５ａ及びベース部６ａを含む光源ユニット７ａが収納される。収納部２ｂには、撮像部４が収納される。収納部２ｃには、光源５ｂ及びベース部材６ｂを含む光源ユニット７ｂが収納される。

本実施形態においては、生体情報の取得時、図１（ａ）に示すように収納部２の内部に収納された光源５が図１（ｂ）に示すように収納部２の外部へ取り出される。

仮に、図１（ｂ）に示すように光源５を固定してしまうと、光源５の高さ分だけ静脈認証装置９０が大型化する。また、仮に、そのように光源５を固定してしまうと、光源５が本体１の主面１ａから突出し、静脈認証装置９０を安全な構造にすることを阻害する。

本実施形態においては、上述のように、生体情報の取得時、図１（ａ）に示すように収納部２の内部に収納された光源５が図１（ｂ）に示すように収納部２の外部へ取り出される。これによって上述の問題点を解消しつつ、より高品質な静脈画像を取得することが可能になる。

なお、本体１の主面１ａに対する光源５の位置は、被検体の種類ごとに適宜設定することができる。すなわち、被検体がヒトの指であれば、ヒトの指に対して光を十分に照射できる位置に光源５は設定される。被検体がヒトの足であれば、ヒトの足に対して光を十分に照射できる位置に光源５は設定される。

本体１は、樹脂といった一般的な材料からなる部材である。本体１の収納部２ｂに撮像部４が収納されると、本体１の主面１ａには凹部３が形成される。凹部３は、主面１ａから離間するに従って開口幅が狭くなる。本体１の主面１ａに凹部３を形成することによって、指９９が直接的に撮像部４の表面４ａに接触することが抑制される。そして、撮像部４で取得される静脈像の品質が劣化することが抑制される。凹部３の開口幅は、その開口の深さ方向に沿って幅ｗ２から幅ｗ１に狭くなる（ｗ２＞ｗ１）。

収納部２ａは、収納部２ｂから幅ｗ３〜幅ｗ５をあけて配置される。撮像部４が収納される収納部２ｂに対して光源ユニット７ａが収納される収納部２ａを所定間隔だけ離間して設けることによって、光源５と指９９間の間隔を意図した範囲に設定することができる。なお、光利用効率を劣化させることなく良質な静脈像を取得するためには、光源５と指９９間の間隔を所定範囲に設定することが重要である。

収納部２ａについてした説明は、収納部２ｃについてもそのまま当てはまる。この場合、光源ユニット７ａは光源ユニット７ｂと読み替え、光源５ａは光源５ｂと読み替えるものとする。

本体１は、静脈認証装置９０の筐体のほか、静脈認証装置９０が取り付けられる本体機器の筐体であっても良い。例えば、静脈認証装置９０が携帯電話に組み込まれる場合、本体１は携帯電話の筐体であっても良い。

また、収納部２ａ、２ｃは、幅ｗ４に設定されている。収納部２ａ、２ｃの幅ｗ４は、光源５が取り出し可能なように設定される。

撮像部４は、静脈像を取得するための部材である。撮像部４の具体的な構成については、後で図３を用いて説明する。

図２に光源ユニット７ａの構成を説明するための模式図を示す。図２（ａ）に光源５ａが収納部２ａ内に収納された場合、図２（ｂ）に光源５ａが収納部２ａから飛び出た場合を示す。尚、光源ユニット７ｂの構成は光源ユニット７ａの構成と同様であり、重複する説明は省略する。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、光源ユニット７ａは、光源５ａ、ベース部６ａ、バネ（弾性部材）８、及び固定板９を有する。

光源５は、ベース部６ａの上面に接着剤を介して固定される。バネ８の下端は固定板９に固着され、バネ８の上端はベース部６ａに固着される。固定板９は収納部２ａの下面に固着される。光源５は、バネ８の伸縮に応じて、収納部２ａ内に収納された状態（図２（ａ））又は収納部２ａから飛び出した状態（図２（ｂ））になる。

光源５は、所定波長の光を出射する半導体発光素子がモールドパッケージされた発光デバイスである。半導体発光素子に電流を流すことによって、半導体発光素子は所定波長の光を出射する。静脈認証を実現するため、光源５から出射される光の波長は、橙色〜近赤外領域（波長：５８０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは波長：６００ｎｍ〜８６０ｎｍ））内に設定されている。なお、光源５には、半導体発光素子に接続されるべき配線（不図示）が接続されているものとする。

ベース部材６は、樹脂といった一般的な材料からなる部材であって、光源５を支持する。ベース部材６は、突出部１０及び突出部１１を有する。突出部１０は、ベース部材６の胴部分から外側に突出する。突出部１０は、上面が平坦で、上面から下方に向けて徐々に肉厚が薄くなる。突出部１０の肉厚が薄くなることに応じて、突出部１０の側面にはＲ面１０ａが形成される。突出部１１は、ベース部材６の胴部分から外側に突出する。突出部１１は、ベース部材６から延出する板状の部材である。

バネ８は、弾性力を有する金属材料からなるバネ（弾性部材）である。バネ８は、ベース部６ａの上面に固着された光源５ａを上方に付勢させる。なお、バネ８は、固定板９を介して、収納部２ａの底面に固定されている。

固定板９は、バネ８の下端が固着される。固定板９は、収納部２ａの底面にバネ８を固定させる。

また、図２に示すように、収納部２ａ内には、係止部材１２及び動力伝達系２０も収納される。生体情報の取得を実行しないとき、係止部材１２は、ベース部６ａを所定位置に係止させる。生体情報の取得を実行するとき、動力伝達系２０から伝達される動力に応じて係止部材１２とベース部６ａ間の係合が解かれ、ベース部６ａはバネ８によって上方に付勢される。

図２に示すように、係止部材１２は、固定板１９、ガイド板１５、係止片１４、バネ１７、及び受け板１８を有する。動力伝達系２０は、回転軸２１ａ、回転体２１ｂ、及び押し板２１ｃを有する。本実施形態における位置調整手段は、ベース部６ａ、バネ８、係止部材１２、及び動力伝達系２０によって実現される。

なお、ベース部材６を係止させる機構（係止手段）は、図２の係止部材及び動力伝達系との組み合わせ以外の機構であっても良い。機械的構造でベース部材６を係止させる手段は他にも様々な方法が考えられる。例えば、上方に付勢された光源５を下方に押し込める蓋部を各収納部２ａ、２ｃに対応して設けても良い。

ガイド板１５の先端には係止片１４が固着される。ガイド板１５及び係止片１４は、樹脂等からなる部材である。ガイド板１５は、板状の部材である。係止片１４は、先端に向かって肉厚が薄くなる部材である。係止片１４の肉厚が薄くなることに応じて、係止片１４の上側面はＲ面１４ａが形成される。

バネ１７の下端は固定板１９に固着され、バネ１７の上端はガイド板１５の突起部１６に係止される。バネ１７は、ガイド板１５及び係止片１４をベース部６ａに向かって付勢させる。なお、バネ１７から受ける弾性力に応じてガイド板１５はｘ軸に平行な軸線上を移動するものとする。すなわち、ガイド板１５は、係止片１４を紙面に向かって左右にガイドする。また、ガイド板１５には受け板１８が固着される。受け板１８は、樹脂等からなる板状の部材である。なお、ガイド板１５、係止片１４、及び受け板１８を１つの部材として一体成型しても良い。

動力伝達系２０は、回転軸２１ａ、回転体２１ｂ、及び押し板２１ｃを有する。回転体２１ｂは、回転軸２１ａに固着される。押し板２１ｃは、回転体２１ｂに固着される。回転軸２１ａは棒状の部材であり、回転体２１ｂは円盤状の部材であり、押し板２１ｃは板状の部材である。

回転軸２１ａは、モータ（図２では不図示）から伝達される回転力を回転体２１ｂに伝達する。回転体２２は、モータ（動力源）からの駆動力に応じて回転する。また押し板２１ｃは、回転体２２の回転に従って、前方に倒れこんだり、後方に起立したりする。

図２（ａ）（ｂ）を比較すれば明らかであるが、生体情報の取得をする場合及び生体情報の取得をしない場合に応じて、係止部材１２とベース部６ａとは互いに係合／非係合になる。具体的には、以下のとおりである。

生体情報の取得を実行しないとき、モータは駆動せず、押し板２１ｃは受け板１８を押さない。このとき、係止片１４と突出部１０とは互いに係合する。従って、バネ８から付勢されているベース部６ａが上方に移動することが禁止される。

生体情報の取得を実行するとき、モータが駆動し、押し板２１ｃは受け板１８を押す。このとき、係止片１４と突出部１０との係合が解かれる。従って、ベース部６ａは、バネ８からの力を受けて上方に移動する。なお、一度、係止片１４と突出部１０との係合が解かれると、モータは駆動を停止する。そして、係止片１４は図２（ａ）の位置に戻るものとする。

なお、図２（ｂ）に示すように、ベース部６ａが係止部材１２から開放されたとき、突出部１０の上面は収納部２ａの内面に当接する。同様に、突出部１１の上面は収納部２ａの内面に当接する。ベース部６ａがある程度付勢された状態を維持しつつ所定の位置に固定されることで、光源５ａがぐら付くことが抑制される。

尚、光源５ａは、下方に押し込まれることによって収納部２ａ内に再び収納される。光源５ａが収納部２ａ内に押し込まれるとき、突出部１０に係止片１４を押しのけさせる必要がある。ここでは、係止片１４には上述のＲ面１４ａが形成され、突出部１０にも上述のＲ面１０ａが形成される。従って、突出部１０の下方への移動が係止片１４によって阻まれることは抑制される。

次に図３を参照して、撮像部４の具体的な構成を説明する。

図３に、撮像部４の概略的な断面構成を示す模式図を示す。なお、図３には、指９９も模式的に示されている。

図３に示すように、撮像部４は、光の進行方向に沿って、光学フィルタ２７、マイクロレンズアレイ基板２８、光チャネル分離層２９、及び光検出器３０を有する。

撮像部４は、光検出器３０上に、光チャネル分離層２９、マイクロレンズアレイ基板２８、及び光学フィルタ２７が積層されることで製造される。なお、光学フィルタ２７の配置位置は、光検出器３０上にあれば良く、例えば、マイクロレンズアレイ基板２８の下層に設けられていても良い。

光学フィルタ２７は、光源５からの出射光（以下、検査光と呼ぶこともある）を選択的に通過させる板状のバンドパスフィルタである。ここでは、光学フィルタ２７は、可視領域の光を遮断し、近赤外領域の光を通過させる。光学フィルタ２７を設けることで、より一般的な環境下で生体認証を実現できる。これは、携帯電話といったように様々な環境で用いられる本体機器に静脈認証装置が組み込まれる場合においては有利な効果である。

マイクロレンズアレイ基板２８は、透明基板の上面に複数のレンズ２６が形成された光学部材である。マイクロレンズアレイ基板２８は、光源５からの出射光に対して実質的に透明である。マイクロレンズアレイ基板２８を設けることによって、静脈認証装置９０の薄型化を図りつつ、より高品質な画像を取得することができる。

光チャネル分離層２９は、遮光壁３１、及び導光部３２を有する。

遮光壁３１は、各レンズの各光軸ＡＸに沿って、各光軸ＡＸを囲むように延在する。遮光壁３１の内面間には、開口ＯＰ１が形成される。また、遮光壁３１は、その下端部分に各レンズの各光軸ＡＸに向かって延在する突出部３３を有する。突出部３３の先端間には、開口ＯＰ２が形成される。なお、開口は光学的な意味での開口を意味し、開口に樹脂材料が充填されているかは任意である。

突出部３３は、内側（レンズの光軸ＡＸ側）に延在するに従って、下面から上面に肉厚が薄くなる。換言すると、突出部３３は、先細りの先端部を有する。これは、突出部３３の先端間の開口ＯＰ２は、塗布された樹脂層が部分的にエッチングされて除去されるからである。

開口ＯＰ１及び開口ＯＰ２は、各レンズで集光される光のチャネルを規制する。なお、遮光壁３１は、赤外線を吸収する材料（色素）を含む樹脂からなる。多重反射による迷光や、レンズを介して入力されるノイズ成分の光は、遮光壁３１で効果的に吸収される。

導光部３２は、レンズ２６に対応してマトリクス状に配置される。導光部３２の上面は、マイクロレンズアレイ基板２８の下面に当接する。導光部３２の側面は、遮光壁３１で囲まれる。導光部３２の下面の周縁部は、遮光壁３１の突出部３３に当接する。導光部３２の下面の中央部と光検出器３０の上面間には空隙がある。この空隙は、上述の開口ＯＰ２に相当する。

導光部３２は、赤外線に対して実質的に透明な樹脂からなる。

光検出器３０は、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐｘ１を有する。画素Ｐｘ１は、レンズ２６に対応する位置に設けられる。各画素の有効感光領域は、幅ｃｗに設定されている。

光検出器３０は、一般的なＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)センサーといった一般的なフォトセンサーである。なお、光検出器３０を画素が１列に配列されたラインセンサーとし、撮像部４をスイープ型とすることも可能である。

各画素Ｐｘ１は、フォトダイオードから構成される。各画素において、フォトダイオードによる光電変換が実行され、入射光量に応じた光電流が生成される。光検出器３０は、各画素で生じる光電流を電圧変換する。光検出器３０は、電圧信号をアナログ又はデジタル信号として出力する。

図１及び３を参照しつつ、静脈認証装置９０の像取得動作について説明する。まず、光源５から検査光が指９９に向けて出射される。検査光は、指９９の表面を通過し、指９９内を伝播する。検査光は、指９９の静脈１００で吸収される。指９９を透過した検査光は、撮像部４の表面４ａに入力される。

指９９を透過した検査光は、光学フィルタ２７を通過する。そして、検査光は、レンズ２６で集光される。

レンズで光学的作用を受けた検査光は、光チャネル分離層２９の導光部３２を伝播する。具体的には、検査光は、導光部３２の上面から下面に向けてレンズの光軸ＡＸに沿って進行する。検査光は、開口ＯＰ１を通過し、開口ＯＰ２を通過する。検査光は、光軸ＡＸに沿って進行するに従って窄むように収束する。

その後、検査光は、光検出器３０の画素に入力される。検査光は、光検出器３０の各画素にて光電変換される。このように、静脈認証装置９０は像取得を実行する。

最後に、図４及び図５を参照して、静脈認証装置９０の構成及び動作について説明する。図４は、静脈認証装置９０の構成を示すブロック図である。図５は、静脈認証装置９０の動作を説明するためのフローチャートである。

図４に示すように、静脈認証装置９０は、記憶部８１、撮像部８２、発光部８３、認証実行部８４、及び制御部８５を有する。

発光部８３は、光源ユニット７に相当する。発光部８３は、制御部８５から伝達される信号に基づいて、所定の位置に移動した後、検査光を指９９に向けて出射する。撮像部８２は、静脈認証装置９０の撮像部４に相当する。撮像部８２は、制御部から伝達される制御信号に基づいて撮像動作を開始し、取得した画像を制御部８５に出力する。

制御部８５は、記憶部８１に格納されたプログラムに基づいて信号の演算処理、信号伝送といった各種の処理を実行する。制御部８５の機能は、演算処理部によってプログラムが順次実行されることによって具現化される。

制御部８５は、撮像部８２から出力される静脈像を認証実行部８４に伝達する。撮像部４がスイープ型であれば、制御部８５は、移動情報に基づいて、複数の取得画像を一枚の画像に構成し、構成後の所望の画像を認証実行部８４に出力する。

なお、制御部８５による画像の構成方法は任意である。例えば、最初に取得した静脈画像の特定部分にターゲットを設定し、以降に取得した静脈画像においてターゲットがどのように移動していくのかを特定し、指９９の移動方向及び移動量を求め、これに基づいて取得した複数の静脈画像から一枚の静脈画像を構成しても良い。

記憶部８１は、ハードディスク、半導体メモリ（ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)、又はＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)）といった記憶装置である。記憶部８１には、生体認証を実現するためのプログラム、画像構成を実現するためのプログラム、認証時に用いられる予め登録された静脈画像、及び認証履歴といった情報が格納される。

認証実行部８４は、記憶部８１に格納されたプログラムに基づいて取得画像と予め登録された画像に基づいて認証を実行する。認証実行部８４による具体的な認証方法は任意である。生体認証の方法は、パターンの類似性を判別する各種方法に依存する。

図５を参照して、静脈認証装置９０の動作について説明する。なお、静脈認証装置９０は携帯電話といった本体機器に組み込まれているものとする。

まず本体機器は非動作状態にある。

次に、本体機器の生体認証機能が活性化される（Ｓ１）。例えば、携帯電話の操作者が特定のボタンを押すことによって、携帯電話の生体認証機能は活性化される。

次に光源が移動される（Ｓ２）。具体的には、制御部８５は、モータを駆動させ、係止部材１２とベース部６との係合を解除する。そして、光源５は、収納部から飛び出た状態になる。

次に、静脈認証装置９０は像取得を実行する（Ｓ３）。すなわち、制御部８５は、撮像部８２を動作状態とし、光源５ａから検査光を出射させる。これにより静脈像が取得される。

次に、認証実行部８４は、撮像部８２が取得した画像及び予め登録された画像に基づいて生体認証を行う（Ｓ４）。なお、生体認証の具体的な方法は、画像処理技術の多様性に応じて様々である。

最終的に、認証実行部８４は、認証が成功したかどうかを判断する（Ｓ５）。認証成功の場合、認証実行部８４は、認証成功を示す信号を制御部８５に出力する。認証失敗の場合、認証実行部８４は、認証失敗を示す信号を制御部８５に出力する。

認証成功の場合、本体機器の機能を活性化する（Ｓ６）。具体的には、制御部８５は、本体機器（例えば、携帯電話）の機能を活性化させる。そして、本体機器は非動作状態から動作状態に変化する。認証失敗の場合は、本体機器は非動作状態を維持する。

上述の説明から明らかなように、本実施形態においては、生体情報の取得時、図１（ａ）に示すように収納部２の内部に収納された光源５が図１（ｂ）に示すように収納部２の外部へ取り出される。すなわち、生体情報の取得時に光源５を所望の位置に置く。これにより、より確実な方法でより高品質な静脈像を取得することが可能になる。また、生体情報の取得時以外の時、光源５を本体内に収納可能にする。本体機器の保持者の意図に応じて、光源５が本体１の主面１ａから突き出した状態を解消することができる。

また、本実施形態においては、バネといった弾性部材によって光源５を付勢することを活用して、光源５の位置調整機構（位置調整手段）を実現する。これによって、光源５の位置調整機構を簡素な構成にすることができる。なお、バネを他の弾性部材に交換しても良いことは言うまでも無い。

〔第２の実施の形態〕
以下、図６乃至図８を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、収納部２ａに収納される部材を構成するための模式図である。図７は、光源ユニット７ｃの構成を説明するための概略的な斜視模式図である。図８は、光源ユニット７ｃの構成を説明するための正面模式図である。

図６に示すように、収納部２ａ内には、光源ユニット７ｃ、ラック３８、及び駆動部３５が収納される。光源ユニット７ｃは、ライトガイド４０、光源としてのＬＥＤ(Light Emitting Diode)４１、反射体４２、及び鍔部４３を有する。駆動部３５は、回転軸３６ａ、ピニオン３６ｂ、及びモータ３７を有する。

なお、この例においては、収納部２ａの内壁から内部に延出する中間板４４が収納部２ａ内に設けられている。中間板４４は光源ユニット７ｃの配置箇所に応じて開口を有する。鍔部４３と中間板４４とが係合することによって光源ユニット７ｃの下方向の移動が規制される。また、この例では、位置調整機構は、駆動部３５、ラック３８によって実現される。

モータ３７は、上述の制御部８５により制御される。回転軸３６ａはモータ３７に接続され、モータ３７の駆動に応じて回転する。ピニオン３６ｂは回転軸３６ａの先端に取り付けられ、回転軸３６ａの回転に応じて回転する。

ラック３８は、複数の凸部３９が所定間隔で一面上に配置された板状部材である。ピニオン３６ｂは、ラック３８に噛み合わされ、ラック３８の一面上をラック３８の歯列に沿って移動可能である。なお、駆動部３５は所定箇所に固定されているため、ピニオン３６ｂの回転に応じてラック３８が上下に移動する。

ラック３８の上端には、光源ユニット７ｃが固着される。光源ユニット７ｃは、ラック３８の上下移動に伴って上下移動する。光源ユニット７ｃのライトガイド４０の側面には、板状の鍔部４３が設けられている。ラック３８の移動に伴って鍔部４３は、本体１の内壁又は中間板４４の上面に当接する。これによって、光源ユニット７ｃの移動可能範囲が所定範囲に設定される。

図７に、光源ユニット７ｃの概略的な斜視図を示す。図８に、光源ユニット７ｃの概略的な正面図を示す。

図７及び８に示すように、ライトガイド４０は、光入射面４０ａ、光反射面４０ｂ、光反射面４０ｃ、光入射面４０ｄ、及び光出射面４０ｅを有する板状部材である。ライトガイド４０は、光反射面を介して、光入射面に入力された光を光出射面へ案内する。

ライトガイド４０の光入射面４０ａには、ＬＥＤ４１が接着剤１０１を介して固着される。ライトガイド４０の光入射面４０ｄについても同様である。ライトガイド４０の光出射面４０ｅ上には反射体４２が固定される。

ライトガイド４０の光反射面４０ｂ、４０ｃには、ライトガイドの厚み方向に沿って延在する複数の溝１０２が形成される。これにより、ライトガイド４０の光反射面４０ｂ、４０ｃには複数の反射面１０３が形成される。反射面１０３の配置態様を適宜設定することによってライトガイド４０内の光伝播損失を低減させ、ライトガイド４０における光利用効率を高めることができる。

また、反射面１０３の配置態様を適切に設定することによって、ライトガイド４０の長手方向に沿う出射光の強度分布を均一化させることもできる。なお、ライトガイド４０の長手方向とは、ここでは光入射面４０ａから光入射面４０ｄに向かう方向である。より高品質な静脈像を取得するため、ライトガイド４０の出射光の強度分布を均一化することは非常に有効である。なお、ライトガイド４０は、光源５から出射される光に対して実質的に透明である。

反射体４２は、壁板４２ａ、傾斜板４２ｂ、及び壁板４２ｃからなる板状の部材である。壁板４２ａ、４２ｃは、ともに正面視して三角形状の部材である。傾斜板４２ｂは、壁板４２ａの傾斜辺及び壁板４２ｃの傾斜辺との間に設けられる。

反射体４２は、ライトガイド４０の光出射面４０ｅに対向する面において、ライトガイド４０からの出射光を指９９に向けて反射させる。ここでは、反射体４２の傾斜板４２ｂの内面にてライトガイド４０からの出射光が反射される。反射体４２の傾斜板４２ｂの内面とライトガイド４０の光出射面４０ｅとの間に空気層を介在させることによって光の伝播損失を低減させ、光源ユニット７ｃにおける光利用効率を高めることができる。

光源ユニット７ｃは、次のように機能する。ＬＥＤ４１から出射された検査光は、まずライトガイド４０の光入射面４０ａに入力される。光入射面４０ａに入力された検査光は、ライトガイド４０内を伝播する。そして、光反射面４０ｂ、４０ｃに形成された各反射面１０３で全反射される。反射面１０３で全反射された検査光は、ライトガイド４０内を伝播し、最終的に光出射面４０ｅを介して外部に出力される。ライトガイド４０の光出射面４０ｅから出力された検査光は、反射体４２の傾斜板４２ｂの内壁にて全反射される。このようにして、ＬＥＤ４１から出射された光は、ライトガイド４０と反射体４２を介して指９９に向けて照射される。

本実施形態においては、ピニオン・ラックの伝達機構を活用して位置調整機構を実現する。従って、比較的簡素で習熟された技術で位置調整機構を実現することができる。ピニオン・ラックの小型化の進展も著しいことから、このような構成を採用したとしても静脈認証装置が大型化することは抑制される。また、モータの駆動制御に応じてラックの移動量を調整することもできる。従って、被検体の種類ごとに応じて光源をより適切な位置に設定することも可能になる。

これに加えて、本実施形態においては、ＬＥＤ４１からの出射光をライトガイド４０及び反射体４２を介して案内する。特に、ライトガイド４０における複数の反射面１０３の配置態様を適切に設定することによって、ライトガイドの長手方向に沿う出射光の強度分布を意図したものに設定することができる。これにより、静脈像の品質をより高めることができる。

〔第３の実施の形態〕
以下、図９を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。図９に、静脈認証装置９１の構成を説明するための模式図を示す。尚、図９（ａ）は生体認証を実行しない場合の模式図であり、図９（ｂ）は生体認証を実行する場合の模式図である。

本実施形態においては、上述の実施形態とは異なり、カバー部材４６の引き出しに伴って光源４８ａ、４８ｂを所望の位置を設定する。これにより位置調整機構を極めて簡素な構成にすることができる。また、カバー部材４６を設けることで外乱光の影響を低減させることもできる。

本体１には、開口幅ｗ７の空洞部４５が形成される。紙面を正面視して、空洞部４５は、撮像部４の左側の主面１ａから撮像部４の右側の主面１ａまでＵ字状に延在する。空洞部４５の開口幅ｗ７は、光源４８ａ、４８ｂ及びカバー部材４６の合計厚を考慮して設定される。

空洞部４５内には、カバー部材４６、光源４８ａ、４８ｂが収納される。光源４８ａ、４８ｂは、カバー部材４６の中央付近に接着剤等を介して固着される。

カバー部材４６は、可撓性を有するＵ字状の板状部材であり、遮光性の軟質の樹脂材料からなる。カバー部材４６を遮光性の材料で構成することで、静脈像を取得するときに外乱光が撮像部４に入力することが抑制される。従って、取得画像が部分的に白くなったりすること（画素が飽和すること）が効果的に抑制される。換言すると、外乱光強度が強い環境においてもより高品質の静脈像を取得することが可能になる。

カバー部材４６の一端には、把持部４７が設けられている。把持部４７は、カバー部材４６に一体形成されているものであっても、カバー部材４６の一端に取り付けられた別の部材（ヒモ等）であっても構わない。光源４８ａ、４８ｂの構成は、光源５ａ、５ｂの構成と等しい。

生体情報の取得を実行する際には、把持部４７を引き出すことによってカバー部材４６で指９９を包むことが可能になる。また、カバー部材４６の引き出しに伴って光源４８ａ、４８ｂは適切な位置にセットすることが可能になる。これによって、外乱光強度が強い環境においても、より高品質な静脈像を取得することが可能になる。

なお、通常、カバー部材４６は、本体１の空洞部４５内に収納されているため、カバー部材によって静脈認証装置９１の外観が損なわれることは抑制される。また、カバー部材４６は、本体１から離脱しないように本体１に係止されているものとする。樹脂以外の材料（布等）でカバー部材４６を構成しても良い。

〔第４の実施の形態〕
以下、図１０を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。図１０に、静脈認証装置９２の構成を説明するための模式図を示す。尚、図１０（ａ）は生体情報の取得を実行しない場合の模式図であり、図１０（ｂ）は生体情報の取得を実行する場合の模式図である。

本実施形態においては、第３の実施の形態とは異なり、カバー部材がライトガイドを兼ねる。このような構成を採用しても第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、この例では、位置調整機構は、カバー部材５０ａ、５０ｂ及び把持部４７により構成される。

図１０に示すように、空洞部４５の内部には、カバー部材５０ａ、５０ｂ、ＬＥＤ５２ａ、５２ｂが収納される。

カバー部材５０ａ、５０ｂは、ＬＥＤ５２ａ、５２ｂからの出射光に対して実質的に透明な部材である。カバー部材５０ａは、可撓性を有する平板状の部材である。カバー部材５０ａの一端には、ＬＥＤ５２ａが接着剤を介して固着される。カバー部材５０ａの他端には、カバー部材５０ａ内を伝播した光を指９９に向けて反射させる反射面５１ａが形成される。

カバー部材５０ｂの構成は、カバー部材５０ａの構成と略等しい。但し、ＬＥＤ５２ａはＬＥＤ５２ｂと読み替え、反射面５１ａは反射面５１ｂと読み替える。ＬＥＤ５２ａ、５２ｂは、上述のＬＥＤ４１と同様である。

生体情報の取得時、図１０（ａ）に示すように空洞部４５に収納されたカバー部材５０ａ、５０ｂは、図１０（ｂ）に示すように本体１の外部に取り出される。これに伴って、カバー部材５０ａの反射面５１ａとカバー部材５０ｂの反射面５１ｂは指９９の直上にセットされる。従って、第３実施形態と同様に、外乱光強度が強い環境においても、より高品質な静脈像を取得することが可能になる。また、ライトガイドとして機能するカバー部材の端面にＬＥＤを固着させることによって、第３実施形態と比較して空洞部４５の幅を狭く設定することができる。

なお、本実施形態は、第３実施形態と比較して、カバー部材が透明材料からなる点において外乱光の影響を受けやすいが、外乱光はカバー部材の外面にて反射されるため、撮像部４に過大な光強度の外乱光が入力されることは効果的に抑制される。また、この点を考慮して、カバー部材の外面に遮光層を形成しても良い。

〔第５の実施の形態〕
以下、図１１及び図１２を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。図１１に、静脈認証装置９３の構成を説明するための模式図を示す。尚、図１１（ａ）は生体認証を実行しない場合の模式図であり、図１１（ｂ）は生体認証を実行する場合の模式図である。図１２は、カバー部材の構成を説明するための模式図である。

本実施形態においては、第３及び４実施形態とは異なり、カバー部材は、ピニオン・ラックの伝達機構によって伝達される駆動力に応じて本体１の外部に取り出される。このようにカバー部材の取り出しを自動化させることによって、カバー部材をより安全に空洞部４５から取り出すことが可能になる。

なお、この例では、位置調整機構は、カバー部材５３ａ、５３ｂ、モータ、ラック・ピニオンの駆動機構から構成される。

図１１に示すように、カバー部材５３ｂの背面には板状のラック５８ｂが固着される。ラック５８ｂは、一面上に複数の凸部が形成された板状部材である。ラック５８ｂはカバー部材５３ｂよりも長い。ラック５８ｂは、カバー部材５３ａ上まで延在する。

ラック５８ｂには、ピニオン５７ｂが噛み合わされる。また、ピニオン５７ｂには、ピニオン５６ｂが噛み合わされる。ピニオン５６ｂは、モータ５５ｂの回転軸に固着されている。

モータ５５ｂの回転力は、ピニオン５６ｂ、５７ｂを介してラック５８ｂにまで伝達される。ラック５８ｂは、ピニオン５６ｂ、５７ｂを介してモータ５５ｂから伝達された力に応じて、本体１の空洞部４５から引き出され又は空洞部４５内に引き戻される。

なお、カバー部材５３ｂのラック５８ｂ側の面には複数のプリズム５４ｂが形成される。プリズム５４ｂは、カバー部材５３ｂの外面に複数の溝が形成されることで形成される。プリズム５４ｂは、カバー部材５３ｂ内を伝播してきた光を指９９に向けて反射させる反射面として機能する。

ここでは、カバー部材５３ｂの端部付近に光の伝播方向に沿って複数のプリズム５４ｂが所定間隔をあけて設けられる。これによって指９９に対して上方から比較的広範囲に光を照射することが可能になる。

なお、カバー部材５３ｂにした説明はカバー部材５３ａについても当てはまる。但し、プリズム５４ｂは、プリズム５４ａに読み替える。また、カバー部材５３ａに対応して、ラック５８ａ、モータ５５ａ、ピニオン５６ａ、５７ａが設けられるものとする。

最後に、図１２に、図１１（ａ）におけるカバー部材５３ａ、５３ｂ及びラック５８ａ、５８ｂの構成を説明するための模式図を示す。

図１２に示すように、カバー部材５３ｂの背面に設けられたラック５８ｂは、カバー部材５３ａにまで延在する。同様に、カバー部材５３ａの背面に設けられたラック５８ａは、カバー部材５３ｂ上にまで延在する。上述したように、ラックの長さ（ｘ軸に沿う幅）は、カバー部材の長さ（ｘ軸に沿う幅）よりも長い。従って、各ラックは、固着されるカバー部材に隣接するカバー部材上まで延在する。また、各ラックは、互いに重ならないように配置される。なお、本実施形態においては、カバー部材５３ｂとカバー部材５３ａは、それぞれに対応するモータで制御しているが、必ずしもそれぞれに対応してモータを設ける必要はない。例えば、モータ５５ｂからラック５８ｂにいたる回転力伝達経路の途中に回転力分岐手段を設け、この回転力分岐手段からラック５８ａに回転力を伝達する手段を設けることにより、モータ５５ｂでラック５８ａと５８ｂの両方を制御しても良い。

本発明の技術的範囲は、上述の実施形態に限定されない。光源の位置を設定する位置調整手段の具体的な構成は任意である。生体情報取得装置は、静脈認証以外の生体認証にも適用することができる。撮像部４の具体的な構成も任意である。

静脈認証装置の構成を説明するための概略的な模式図である。 光源ユニットの構成を説明するための概略的な模式図である。 撮像部の構成を説明するための概略的な模式図である。 静脈認証装置の機能を説明するためのブロック図である。 静脈認証装置の動作を説明するためのフローチャートである。 収納部２ａに収納される部材を構成するための模式図である。 光源ユニット７ｃの構成を説明するための概略的な斜視模式図である。 光源ユニット７ｃの構成を説明するための正面模式図である。 静脈認証装置９１の構成を説明するための模式図を示す。 静脈認証装置９２の構成を説明するための模式図を示す。 静脈認証装置９３の構成を説明するための模式図を示す。 カバー部材の構成を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 本体
１ａ 主面
２ａ〜２ｃ 収納部
３ 凹部
４ 撮像部
４ａ 表面
５ａ、５ｂ 光源
６ａ ベース部
７ａ、７ｂ 光源ユニット
８ バネ
９ 固定板
１０、１１ 突出部
１２ 係止部材
１４ 係止片
１５ ガイド板
１６ 突起部
１７ バネ
１８ 板
１９ 固定板
２０ 動力伝達系

２６ レンズ
２７ 光学フィルタ
２８ マイクロレンズアレイ基板
２９ 光チャネル分離層
３０ 光検出器
３１ 遮光壁
３２ 導光部

Claims (18)

1. 被検体に対する光照射に基づいて前記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、
   前記被検体に対して照射されるべき光を出射する光源と、
   前記被検体に対する前記光源の位置を調整可能な位置調整手段と、
   を備える生体情報取得装置。
2. 前記位置調整手段は、当該生体情報取得装置が組み込まれる本体機器の内部に収納された前記光源を前記本体機器の外部へ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。
3. 前記位置調整手段は、弾性部材の弾性力に応じて前記光源を前記本体機器の内部から外部へ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。
4. 前記位置調整手段は、動力源から伝達される動力に応じて前記光源を前記本体機器の内部から外部へ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。
5. 前記位置調整手段は、前記本体機器の内部に収納されることを特徴とする請求項３又は４に記載の生体情報取得装置。
6. 前記位置調整手段は、前記光源が取り付けられ、かつ少なくとも部分的に前記被検体を内包可能なカバー部材を少なくとも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。
7. 前記光源は、前記カバー部材の内面に取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の生体情報取得装置。
8. 前記カバー部材は、外乱光を遮断することを特徴とする請求項６に記載の生体情報取得装置。
9. 前記カバー部材は、前記光源から出射された光を案内するライトガイドであることを特徴とする請求項６に記載の生体情報取得装置。
10. ライトガイドとして機能する前記カバー部材は、当該カバー部材内を伝播する光を前記被検体に向けて反射させる反射面を有することを特徴とする請求項９に記載の生体情報取得装置。
11. 前記カバー部材は、動力源から伝達される動力に応じて移動可能であることを特徴とする請求項６に記載の生体情報取得装置。
12. 前記光源は、樹脂封止された半導体発光素子であ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。
13. 前記光源からの出射光を案内するライトガイドを更に備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
14. 前記ライトガイドは、光入射面及び光出射面を有する板状の透明部材であって、前記光出射面の長手方向に沿って実質的に均一な強度の光を出射することを特徴とする請求項１３に記載の生体情報取得装置。
15. 前記光源から出射され、前記被検体内を透過した光を透過する光学フィルタと、
    前記光学フィルタの透過光を受光する複数の画素を有する光検出器と、
    を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
16. 被検体に対する光照射に基づいて前記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、
    前記被検体に対して照射されるべき光を出射する光源と、
    前記光源から出射された光を前記被検体へ案内すると共に、当該生体情報取得装置が組み込まれる本体機器の内部から前記本体機器の外部へ取り出し可能なライトガイドと、
    を備える生体情報取得装置。
17. 前記ライトガイドは、前記本体機器の内部から取り出された状態のときに少なくとも部分的に前記被検体を内包可能な部材であることを特徴とする請求項１６に記載の生体情報取得装置。
18. 前記ライトガイドは、当該ライトガイド内を伝播する光を前記被検体に向けて反射する反射面を有することを特徴とする請求項１６に記載の生体情報取得装置。

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