JP2009172356A - 生体情報取得装置、撮像装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の価格の上昇を抑制しつつ、所望の範囲で像取得可能な装置を提供すること。
【解決手段】被検体の生体情報を取得する生体情報取得装置７０は、複数の画素ＰＸが配置された１列以上の画素列を有するセンサと、生体情報を取得するとき、画素列に含まれる複数の画素ＰＸの配置方向に交差する方向へセンサを移動させる駆動機構と、を備える。センサの移動時にセンサの画素列で像を取得することで、センサの移動範囲に応じた範囲で像を取得することができる。従って、より少ない画素列数のセンサで所望の像を取得することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、生体情報取得装置、撮像装置、及び電子機器に関する。

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。

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。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。
特開２００１−１１９００８号公報 特開昭５７−６０６６８号公報 特開昭５４−１８４０２９号公報 特開昭５９−２０１１７９号公報

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。

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２８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。

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。

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２８参照））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。

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、装置の価格の上昇を抑制しつつ、所望の範囲で像取得可能な装置を提供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、被検体の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、１列以上の画素列を有するセンサと、生体情報を取得するとき、前記画素列に含まれる複数の画素の配置方向に交差する方向へ前記センサを移動させる駆動機構と、を備える。

センサを移動させながらセンサの画素列で像を取得することで、センサの移動範囲に応じた範囲で像を取得することができる。従って、より少ない画素列数のセンサで所望の像を取得することができる。結果として、生体情報取得装置の価格の上昇を抑制しつつ、所望の範囲で生体情報を取得可能な生体情報取得装置を提供することができる。

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センサを移動させる、と良い。

前記駆動機構は、線状の前記形状記憶合金がコイル状に巻かれたコイル部材を電気的制御に基づいて伸張又は収縮させる、と良い。

前記形状記憶合金は、前記センサの移動方向に交差する方向に延在する、と良い。

前記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センサの移動を案内する、と良い。

前記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。

前記センサは、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。

前記センサの移動量を検出する検出手段を更に備え、前記検出手段により検出される移動量に基づいて、前記センサから認証に用いる像を出力させる又は前記センサに認証に用いる像を取得させる、と良い。

前記センサの移動に伴って移動すると共に、前記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。

前記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、前記センサはフォトセンサである、と良い。

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。

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、入射光を前記画素に集光する複数のレンズと、を更に備え、前記センサはフォトセンサであり、１つの前記レンズに対応して複数の前記画素が配置される、と良い。

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、入射光を前記画素に集光する複数のレンズと、を更に備え、前記センサは、フォトセンサであり、上方に前記レンズが配置されない画素を有する、と良い。

本発明にかかる電子機器は、上述のいずれか一項に記載の生体情報取得装置を備える。

本発明にかかる撮像装置は、１列以上の画素列を有するセンサと、前記画素列に含まれる複数の画素の配置方向に交差する方向へ前記センサを移動させる駆動機構と、を備える撮像装置であって、前記駆動機構は、電気的制御に基づいて前記センサの移動方向に交差する方向に延在する形状記憶合金を伸張又は収縮させて前記センサを移動させる。

本発明によれば、装置の価格の上昇を抑制しつつ、所望の範囲で像取得可能な装置を提供することができる。

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〕
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、ラインセンサ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図３に戻って説明する。

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。

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。

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、ラインセンサ９ａが実装されている。キャリア部材５の移動に伴ってラインセンサ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。ここでは、図２８に示した所望の範囲Ｒ１００に対応してラインセンサ９ａを移動させる。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Ｒ１００で静脈像を取得することができる。

ばね６ｂ、６ｄは、金属線を巻いて形成した通常のつるまきばねである。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。

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。

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。

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。

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。

図３に示すように、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。

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。

光検出モジュールは、後述するように、ラインセンサ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、ラインセンサ９ａ、光学機能部９ｂ、及びコネクタ１１から構成される。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。光学機能部９ｂは、１列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、レンズと画素間の各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。

Ａ／Ｄ変換回路（半導体集積回路）１０は、トランスインピーダンス回路を介してラインセンサ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。なお、Ａ／Ｄ変換機能に加えて、他の機能も付加させても良い。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、ラインセンサ９ａについても同様である。

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、ラインセンサ９ａ上に光学機能部９ｂが積層された光学部品である。

図８に示すように、ラインセンサ９ａは、複数の画素ＰＸが所定の間隔をあけて順次配置された１列の画素列を有する。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。なお、ラインセンサ９ａにはコネクタ１１が接続されているものとする。

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。

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。

複数のレンズ５２は、ラインセンサ９ａの各画素ＰＸに対応してライン状に配置される（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。

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。

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。

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。

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。

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、ラインセンサ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。

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、ラインセンサ９ａの各画素ＰＸの配置位置にも対応する。開口部ＯＰ２は、ラインセンサ９ａの各画素ＰＸに対応して、ライン状に配置される。

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、ラインセンサ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。

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。

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。

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によってラインセンサ９ａの各画素ＰＸに集光される。

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、ラインセンサ９ａの各画素に対応してライン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、ラインセンサ９ａの各画素に対応してライン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。

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からラインセンサ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。

ラインセンサ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。

次に、図１０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ラインセンサ９ａからの像信号の読出し動作について説明する。なお、図１０（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１０（ｂ）は、パターンの概略的な部分拡大図である。図１０（ｃ）は、パターンの積層構造を示す概略図である。

図１０（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。

図１０（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。

光吸収部１４ａは、幅Ｗ１の部分、及び幅Ｗ２の部分を有する（但し、Ｗ１＜Ｗ２である）ライン状の部分である。光反射部１４ｂは、一定の間隔をあけて配置されている。

図１０（ｃ）に示すように、パターン１４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。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。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。

図１０（ｂ）に示すように、黒色樹脂層１４ｄを規則的にパターニングすることによって、金属膜１４ｃを部分的に露出させ、規則的に光反射部１４ｂを形成する。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。

図１１に、ラインセンサ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。

図１１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。

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）。

ここで図１２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。

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。

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。

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。

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。

図１３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。

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１１の領域Ｒ１０に対応する像であるものとする。

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１１の領域Ｒ１１に対応する像であるものとする。

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１１の領域Ｒ１２に対応する像であるものとする。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、カバー板１２の前面上には指１００が載置されるものとする。

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（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、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。

次に、像の読出しを実行する（Ｓ３）。ラインセンサ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。

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、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。

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。

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。

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。

上述の説明から明らかなように、本実施形態においては、フォトセンサの画素列の画素配置方向に直交する方向にフォトセンサを移動させることで、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。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。

［第２の実施形態］
以下、図１６及び１７を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図１６（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１６（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１７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。

図１６（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。

図１６（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。

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、前面１６ａ、背面１６ｂを有する。

図１６（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、ラインセンサ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。

なお、図１７に示すライトガイドを用いても良い。

図１７（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、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。

図１７（ｂ）の場合は、図１７（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。

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。

［第３の実施形態］
以下、図１８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は、パターン１４と画素列との関係を示す概略的な説明図である。第１の実施形態と比較して、本実施形態はパターン１４の構成が異なる。ここでは、光吸収部１４ａのｘ軸に沿う幅と光反射部１４ｂのｘ軸に沿う幅は共に幅Ｗ５であり一定である。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。

［第４の実施形態］
以下、図１９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１９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。

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。

［第５の実施形態］
以下、図２０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２０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。

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のコイル長をより長くし、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。

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、一組のコイルの一方のみを形状記憶合金製のコイルとし、他方を通常のコイルとすれば、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。

［第６の実施形態］
以下、図２１を参照して本発明の第６の実施形態について説明する。図２１（ａ）はフォトセンサ、レンズ、及びパターンの関係を示す説明図であり、図２１（ｂ）はレンズと画素との関係を示す説明図である。

本実施形態では、第３実施形態とは異なり、図２１（ａ）に示すように４列の画素列を有するエリアセンサ９ｃを用いる。なお、エリアセンサは、複数の画素を含む画素列を複数有するフォトセンサである。エリアセンサ９ｃは、上方にレンズ５２が配置されない画素ｄＰＸからなる１列の画素列を有する。また、図２１（ｂ）に示すように、１つのレンズ５２に対応して４つの画素列Ｌ１〜Ｌ４が配置される。また、上方にレンズ５２が形成されない１つの画素列ｄＬ１が配置される。画素ＰＸ上にはレンズ５２が設けられ、画素ｄＰＸ上にはレンズ５２が設けられていない。

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。

［第７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。

［第８の実施形態］
以下、図２３乃至図２７を参照して、本発明の第８の実施形態について説明する。図２３は、ラインセンサが移動する前の生体情報取得装置の構成を示す概略的な模式図である。図２４は、ラインセンサが移動した後の生体情報取得装置の構成を示す概略的な模式図である。図２５は、バネの特性を示すグラフである。図２６は、バネの伸張及び収縮を説明するための説明図である。図２７は、バネの配置態様のバリエーションを示す説明図である。

本実施形態では、上述の実施形態とは異なり、バネ６ａ、６ｃに代えて、バネ６ｅを設ける。バネ６ｅは、バネ６ａ、６ｃと同様に、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。これによって、ラインセンサ９ａを移動させるために必要な力（ストローク）を好適に確保することができる。また、ラインセンサ９ａの移動に必要な電流量を低減させ、生体情報取得装置の消費電力を効果的に低減させることができる。以下、より具体的に説明する。

図２３に、ラインセンサが移動する前の生体情報取得装置の構成を示す概略的な模式図を示す。図２４に、ラインセンサが移動した後の生体情報取得装置の構成を示す概略的な模式図を示す。

図２３、２４に示すように、バネ６ｅは、上面視でＶ字状に延在している。バネ６ｅは、キャリア部材５の背面に形成された突起４５に係合している。バネ６ｅの一端は、ベース板１の背面（支持部２ａの裏側）に固着されている。バネ６ｅの他端は、ベース板１の背面（支持部２ｃの裏側）に固着されている。なお、バネ６ｅの端部をベース板１に固着させる方法は任意である。例えば、バネ６ｅの端部に輪状体を取り付け、この輪状体をベース板１に設けた凸部に取り付けることで、バネ６ｅの端部をベース板１に固着させても良い。接着剤等によって、バネ６ｅの端部をベース板１に固着させても良い。

ベース板１とキャリア部材５は、バネ５ｅを介して、互いに接続されている。なお、バネ６ｅには、バネ６ｅの一端から他端までを通電させるための配線（不図示）が接続されている。

バネ６ｅは、キャリア部材５（ラインセンサ９ａ）の移動方向に交差する方向に延在する。バネ６ｅは、その一端から突起４５まで右斜め下方向に延在する。バネ６ｅは、突起４５からその他端まで右斜め上方向に延在する。

本実施形態では、キャリア部材５の移動方向に交差する方向にバネ６ｅを延在させる。これによって、バネ６ｅの伸縮量に対するキャリア部材５の移動量を効果的に増大させることができる。

また、バネ６ｅの各端から見て、突起４５は、ラインセンサ９ａよりも離れた位置にある。このように突起４５を配置することで、バネ６ｅのバネ長を長くすることができる。

また、キャリア部材５の移動後の状態でも、バネ６ｅは依然としてキャリア部材５の移動方向に交差する方向に延在しており、バネ６ｅは完全に収縮した状態にはない。これによって、キャリア部材５の移動のために必要な電力を効果的に低減することができる。

消費電力の低減について図２５を参照して説明する。図２５に示すように、バネ６ｅを形成する形状記憶合金はＳ字特性を有する。バネ６ｅを通電させてバネ６ｅの温度を上昇させることで、バネ６ｅを収縮させることができる。このとき、バネ６ｅを完全に収縮させた状態にするためには、バネ６ｅに過大な電流を通電させることが必要になる。これは、収縮終了点に推移するに従って、温度変化に対する収縮歪量が小さくなるためである。

本実施形態では、この点に鑑みて、バネ６ｅを完全に収縮させることなく、キャリア部材５を図２４に示すように所望の位置に移動させる。これによって、キャリア部材５の移動に要する電流量を低減し、結果的に、生体情報取得装置の消費電力を低減させることができる。

なお、バネ６ｅが完全に収縮したとき、バネ６ｅを形成するラセン状の金属線は、バネ６ｅの延在方向に沿って高密度に配置され、隣り合う金属線の間隔が無い又は極めて狭い状態にある。

図２６を参照して、バネ６ｅの伸張及び収縮について説明する。キャリア部材５が初期位置にあるとき（図２３に示す状態）、図２６（ａ）に示すようにバネ６ｅを形成する金属線の間隔はＷ１である。キャリア部材５が移動後の位置にあるとき（図２４に示す状態）、図２６（ｂ）に示すようにバネ６ｅを形成する金属線の間隔はＷ２である。ここでは、Ｗ２＜Ｗ１の関係が成立する。但し、Ｗ１は正の整数とし、Ｗ２は、０又は正の整数である。

図２６（ｂ）の状態のとき、バネ６ｅは、まだ完全に収縮した状態にはない。本実施形態では、上述の形状記憶合金の特性（図２５参照）を踏まえ、バネ６ｅを完全に収縮させることなく、キャリア部材５を図２３に示す位置から図２４に示す位置に移動させる。これによって、所望の範囲でキャリア部材５を移動させつつ、生体情報取得装置の消費電力が増大することを効果的に抑制することができる。

最後に、図２７を参照して、バネ６ｅの配置態様について説明する。

図２７（ａ）に示すように、バネ６ｅは、１点の突起４５でキャリア部材５に係合させても良い（この態様は、本実施形態の場合に一致する）。図２７（ｂ）に示すように、バネ６ｅは、２点の突起４５でキャリア部材５に係合させても良い。図２７（ｃ）に示すように、バネ６ｅを複数本用意し、各バネ６ｅを各突起４５に個別に係合させても良い。なお、バネ６ｅを複数本にする場合、各バネ６ｅに対して各バネ６ｅを通電させるための配線を接続する必要が生じてしまう。

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。

撮像対象は、指紋像又は静脈像等の生体情報に限らない。本発明は、一般的な撮像装置にも適用できる。形状記憶合金を活用した駆動機構によって、撮像装置の大型化を抑制しつつ、その低価格化を簡素な構成で図ることができる。また、キャリア部材の移動方向に交差するように形状記憶合金を配置することによって、十分なストロークを得ることができる。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明の第１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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明の第２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。 本発明の第２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。 本発明の第３実施形態にかかるパターン１４と画素列との関係を示す概略的な説明図である。 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。 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。 本発明の第６実施形態にかかる生体情報取得装置に含まれる部材の配置関係を示す説明図である。 本発明の第７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。 本発明の第８実施形態にかかるラインセンサが移動する前の生体情報取得装置の構成を示す概略的な模式図である。 本発明の第８実施形態にかかるラインセンサが移動した後の生体情報取得装置の構成を示す概略的な模式図である。 本発明の第８実施形態にかかるバネの特性を示すグラフである。 本発明の第８実施形態にかかるバネの伸張及び収縮を説明するための説明図である。 本発明の第８実施形態にかかるバネの配置態様のバリエーションを示す説明図である。 所望の範囲を説明するための説明図である。

符号の説明

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
４５ 突起
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

Claims (16)

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、
   １列以上の画素列を有するセンサと、
   生体情報を取得するとき、前記画素列に含まれる複数の画素の配置方向に交差する方向へ前記センサを移動させる駆動機構と、
   を備える生体情報取得装置。
2. 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。
3. 前記駆動機構は、線状の前記形状記憶合金がコイル状に巻かれたコイル部材を電気的制御に基づいて伸張又は収縮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. 前記形状記憶合金は、前記センサ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２又は３に記載の生体情報取得装置。
5. 前記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センサの移動を案内することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
6. 前記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５のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
7. 前記センサは、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６に記載の生体情報取得装置。
8. 前記センサの移動量を検出する検出手段を更に備え、
   前記検出手段により検出される移動量に基づいて、前記センサから認証に用いる像を出力させる又は前記センサに認証に用いる像を取得させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
9. 前記センサの移動に伴って移動すると共に、前記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１乃至８のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
10. 前記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、
    前記センサはフォトセンサであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
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。
12. 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、
    入射光を前記画素に集光する複数のレンズと、
    を更に備え、
    前記センサはフォトセンサであり、
    １つの前記レンズに対応して複数の前記画素が配置され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. 前記被検体に対して照射されるべき光を出射する光源と、
    入射光を前記画素に集光する複数のレンズと、
    を更に備え、
    前記センサは、フォトセンサであり、上方に前記レンズが配置されない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。
14. 請求項１乃至１３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。
15. １列以上の画素列を有するセンサと、
    前記画素列に含まれる複数の画素の配置方向に交差する方向へ前記センサを移動させる駆動機構と、
    を備える撮像装置であって、
    前記駆動機構は、電気的制御に基づいて前記センサの移動方向に交差する方向に延在する形状記憶合金を伸張又は収縮させて前記センサを移動させる、撮像装置。
16. 前記駆動機構は、線状の前記形状記憶合金がコイル状に巻かれたコイル部材を電気的制御に基づいて伸張又は収縮させることを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。

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