JP2005177166A - Camera apparatus and iris imaging camera apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、合焦度の高い被写体画像を撮像するためのカメラ装置に関する。 The present invention relates to a camera device for capturing a subject image with a high degree of focus.
従来より、人の虹彩の画像を用いて認証を行う虹彩撮像カメラ装置が知られている。この虹彩撮像カメラ装置では、虹彩画像取得装置にて虹彩画像を撮像し、予め登録されている虹彩画像と照合することにより、虹彩の認証を行う。このように、虹彩撮像カメラ装置では、虹彩画像を用いて認証を行うので、虹彩画像は合焦度の高い鮮明な画像であることが望まれる。そして、合焦度の高い被写体像を撮像するためには、カメラ装置の合焦位置と被写体の位置を一致させる必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, an iris imaging camera device that performs authentication using an image of a human iris is known. In this iris imaging camera device, an iris image is picked up by an iris image acquisition device, and the iris is authenticated by collating it with a previously registered iris image. As described above, since the iris imaging camera apparatus performs authentication using the iris image, it is desired that the iris image is a clear image with a high degree of focus. In order to capture a subject image with a high degree of focus, it is necessary to match the focus position of the camera device with the position of the subject.
従来の一般的なカメラ装置では、ユーザによるカメラ装置の操作によらずに自動的に合焦度の高い被写体像を得るために、オートフォーカス機能を備え、自動的に焦点合わせを行うことにより、合焦度の高い画像を得ている。虹彩撮像カメラ装置が、このオートフォーカス機能を備えることで、被撮像者の虹彩にピントが合った鮮明な虹彩画像を得ることができる(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional general camera device, in order to obtain a subject image with a high degree of focus automatically without depending on the operation of the camera device by the user, an autofocus function is provided, and by performing automatic focusing, An image with high focus is obtained. Since the iris imaging camera device has this autofocus function, a clear iris image in focus on the subject's iris can be obtained (see, for example, Patent Document 1).
また、オートフォーカス機能を用いずに合焦度の高い虹彩画像を撮像する虹彩撮像カメラ装置として、被撮像者までの距離を測定すると共に、合焦位置までの距離と被撮像者までの距離との相違に基づいて、虹彩が合焦位置に位置するように被撮像者を誘導する誘導ガイダンス機能を備えた虹彩撮像カメラ装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as an iris imaging camera device that captures a highly focused iris image without using the autofocus function, the distance to the imaged person is measured, and the distance to the in-focus position and the distance to the imaged person are An iris imaging camera device having a guidance guidance function for guiding the person to be imaged so that the iris is positioned at the in-focus position based on the difference is known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、オートフォーカス機能を備えた従来の虹彩撮像カメラ装置では、オートフォーカスのためのレンズ駆動機構および制御回路が必要であり、装置の機構および回路が複雑になるという問題があった。また、誘導ガイダンス機能を備えた従来の虹彩撮像カメラ装置でも、被撮像者を誘導するために、被撮像者までの距離を測定する測距センサが必要であり、上記と同様に回路が複雑になるという問題があった。 However, a conventional iris imaging camera device having an autofocus function requires a lens drive mechanism and a control circuit for autofocus, and there is a problem that the mechanism and circuit of the device become complicated. In addition, even a conventional iris imaging camera device having a guidance guidance function requires a distance measuring sensor for measuring the distance to the person to be imaged in order to guide the person to be imaged, and the circuit is complicated as described above. There was a problem of becoming.
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであって、機構および回路を複雑とせずに、合焦度の高い被写体画像を撮像できるカメラ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a camera device that can capture a subject image with a high degree of focus without complicating a mechanism and a circuit.
本発明のカメラ装置は、被写体への合焦度特性が異なる複数の撮像モードで撮像された被写体画像を取得する画像取得手段と、前記複数の撮像モードで撮像された被写体画像の合焦度の相違に基づいて、前記被写体までの距離を判定する距離判定手段とを備えている。 The camera device of the present invention includes an image acquisition unit that acquires subject images captured in a plurality of imaging modes having different focus degree characteristics on a subject, and a degree of focus of the subject images captured in the plurality of imaging modes. Distance determining means for determining the distance to the subject based on the difference.
この構成により、合焦度特性が異なる複数の撮像モードで撮像された被写体画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、判定された距離を用いて合焦度の高い被写体画像を撮像できる。 With this configuration, since the distance to the subject is determined based on the difference in the focus level of the subject images captured in a plurality of imaging modes having different focus level characteristics, the focus level is high using the determined distance. A subject image can be captured.
また、本発明のカメラ装置は、前記被写体が位置する領域に共通光軸を有すると共に、前記共通光軸から分岐した複数の分岐光軸を有し、前記複数の分岐光軸のそれぞれの分岐光路ごとに前記共通軸上で互いに異なる複数の合焦範囲を有する撮像光学手段を備えている。そして、前記複数の撮像モードは、前記複数の分岐光路を通して被写体像を結像させて、前記被写体画像を撮像する撮像モードである。 In addition, the camera device of the present invention has a common optical axis in a region where the subject is located, a plurality of branched optical axes branched from the common optical axis, and each branched optical path of the plurality of branched optical axes Each has imaging optical means having a plurality of different focusing ranges on the common axis. The plurality of imaging modes are imaging modes in which a subject image is formed through the plurality of branch optical paths to capture the subject image.
この構成により、撮像光学手段が共通光軸上で互いに異なる合焦範囲を有しているので、被写体が複数の合焦範囲のいずれかに位置すればピントの合った被写体画像が得られ、被写体までの距離が広い範囲でピントの合った被写体画像が得られる。 With this configuration, since the imaging optical means has different focusing ranges on the common optical axis, a focused subject image can be obtained if the subject is located in any of a plurality of focusing ranges. A subject image in focus can be obtained over a wide range.
また、本発明の虹彩撮像カメラ装置は、虹彩への合焦度特性が異なる複数の撮像モードで撮像された虹彩画像を取得する虹彩画像取得手段と、前記複数の撮像モードで取得された虹彩画像の合焦度の相違に基づいて、前記複数の撮像モードの各々の前記合焦度特性に対応する複数の合焦範囲の少なくとも1つの中に前記虹彩が入るように被撮像者を誘導する誘導手段とを備えている。 In addition, the iris imaging camera device of the present invention includes an iris image acquisition unit that acquires an iris image captured in a plurality of imaging modes having different focus degree characteristics to the iris, and an iris image acquired in the plurality of imaging modes. Guidance for guiding the person to be imaged so that the iris falls within at least one of a plurality of focus ranges corresponding to the focus degree characteristics of each of the plurality of imaging modes based on the difference in focus degree Means.
この構成により、虹彩への合焦度特性が異なる複数の撮像モードで撮像された複数の虹彩画像の合焦度の相違に基づいて、複数の合焦範囲の少なくとも1つの中に入るように被撮像者を誘導するので、合焦度の高い虹彩画像が得られる。 With this configuration, based on the difference in the degree of focus of the plurality of iris images captured in the plurality of imaging modes having different characteristics of the degree of focus on the iris, the object is placed in at least one of the plurality of focus ranges. Since the photographer is guided, an iris image with a high degree of focus can be obtained.
さらに、本発明の虹彩撮像カメラ装置では、前記複数の合焦範囲は、隣接して前後に異なっている。そして、前記誘導手段は、前記虹彩が前記複数の合焦範囲のいずれにも入っていない場所であって、本装置から手前側の合焦範囲に対応する撮像モードにて撮像された第1の虹彩画像の合焦度が奥側の合焦範囲に対応する撮像モードにて撮像された第2の虹彩画像の合焦度よりも高いときには、被撮像者を遠ざけるように誘導し、前記第2の虹彩画像の合焦度が前記第1の虹彩画像の合焦度よりも高いにときには、被撮像者を近づけるように誘導する。 Furthermore, in the iris imaging camera device of the present invention, the plurality of in-focus ranges are adjacent and different in the front-rear direction. The guiding means is a location where the iris is not included in any of the plurality of focusing ranges and is imaged in an imaging mode corresponding to a focusing range on the near side from the apparatus. When the in-focus level of the iris image is higher than the in-focus level of the second iris image captured in the imaging mode corresponding to the focus range on the back side, the subject is guided away, and the second When the degree of focus of the first iris image is higher than the degree of focus of the first iris image, the person to be imaged is guided closer.
この構成により、複数の撮像モードで撮像された複数の虹彩画像の合焦度の相違に基づいて、被撮像者を遠ざけまたは近づけるように誘導し、複数の合焦範囲の少なくとも1つの中に入るように被撮像者を誘導できる。なお、隣接して前後に異なった複数の合焦範囲は、互いに重なっていても、重なっていなくてもよい。 With this configuration, the person to be imaged is guided to move away or approach based on the difference in the degree of focus of the plurality of iris images captured in the plurality of imaging modes, and enters the at least one of the plurality of focus ranges. Thus, the person to be imaged can be guided. Note that a plurality of in-focus ranges that are adjacent and different from each other may or may not overlap each other.
さらに、本発明の虹彩撮像カメラ装置では、前記誘導手段は、表示および音声の少なくとも一方により前記被撮像者を誘導する。 Furthermore, in the iris imaging camera device of the present invention, the guiding means guides the person to be imaged by at least one of display and sound.
この構成により、表示および音声の少なくとも一方の誘導ガイダンスにより被撮像者を誘導できる。 With this configuration, the person to be imaged can be guided by guidance guidance of at least one of display and sound.
本発明は、合焦度特性が異なる複数の撮像モードの各々で撮像された被写体画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、判定された距離を用いて合焦度の高い被写体画像を撮像できるという効果を有するカメラ装置を提供できる。 In the present invention, the distance to the subject is determined based on the difference in the focus level of the subject images captured in each of the plurality of imaging modes having different focus level characteristics. Therefore, the focus level is determined using the determined distance. It is possible to provide a camera device having an effect of being able to capture a subject image having a high height.
以下、本発明の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, an iris imaging camera device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置を図1に示す。図1において、虹彩撮像カメラ装置1は、虹彩画像取得装置10および虹彩認証装置60を備えている。そして、虹彩画像取得装置10は、撮像光学系11、撮像素子12、画像処理部13、遮光板14、15および切替部16を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an iris imaging camera device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the iris
撮像光学系11は、2つのハーフミラー111、112、2つのミラー113、114およびレンズ群115からなる。レンズ群115は、各レンズが固定された単焦点のレンズ群であり、深さの合焦範囲を持っている。ハーフミラー111、112は、レンズ群115の光軸の延長線上に配置されている。ハーフミラー111は、被写体側からの入射光の一部を下方に反射させる向きに保持されており、ハーフミラー112は、下方からの入射光の一部をレンズ群115の方向に反射させる向きに保持されている。
The imaging
ミラー113は、ハーフミラー111からの反射光が入射する位置、すなわちハーフミラー111の下方に配置され、ハーフミラー111からの反射光をレンズ群115の光軸と平行な方向に反射する向きに保持されている。ミラー114は、ハーフミラー111およびミラー113を反射した光が入射する位置、すなわち、ミラー113と同じ高さに配置され、ミラー113からの反射光を上方に反射させる向きに保持されている。
The
上記の構成により、撮像光学系11では、ハーフミラー111、ハーフミラー112およびレンズ群115によって第1の分岐光学系が構成されており、ハーフミラー111、ミラー113、ミラー114、ハーフミラー112およびレンズ群115によって第2の分岐光学系が構成されている。以下では、第1および第2の分岐光学系の光軸を第1および第2の分岐光軸といい、第1および第2の分岐光軸に沿う光路を第1および第2の分岐光路という。
With the above configuration, in the imaging
撮像光学系11は、被写体が存在する領域、すなわち虹彩画像取得装置10の外部に共通光軸を有しており、この共通光軸は、分岐点であるハーフミラー111で第1および第2の分岐光軸に分岐している。そして、第1および第2の分岐光軸は合流点であるハーフミラー112で合流している。
The imaging
第1の分岐光学系は、共通光軸上に位置する虹彩からの光が、ハーフミラー111、ハーフミラー112およびレンズ群115を通って撮像素子22に到る第1の分岐光路を通るように構成されている。また、第2の分岐光学系は、共通光軸上に位置する虹彩からの光が、ハーフミラー111、ミラー113、ミラー114、ハーフミラー112およびレンズ群115を通って撮像素子12に到る第2の分岐光路を通るように構成されている。第1の分岐光路と第2の分岐光路とを比較すると、第2の分岐光路は、ハーフミラー111とミラー113との間の距離およびミラー114とハーフミラー112との間の距離だけ、第1の分岐光路よりも長くなっている。
The first branching optical system passes light from the iris located on the common optical axis through the first branching optical path that passes through the
撮像素子12は、投影された虹彩像を光電変換して電気信号を出力する固体撮像素子である。画像処理部13は、撮像素子12から出力される電気信号に対してA/D変換等の処理を行い、虹彩像の画像データを生成する機能を有している。
The
遮蔽板14は、第1の分岐光軸上に配置されており、遮蔽板15は、第2の分岐光軸上に配置されている。遮蔽板14、15は、図示しない駆動機構によって駆動され、分岐光路を遮断する位置(遮断位置)および分岐光路を遮断しない位置(退避位置)の間を移動する。切替部16は、後述する虹彩認証装置60の切替制御部65からの切替制御信号に基づいて、遮蔽板14、15の移動を制御する機能を有している。切替部16は、遮蔽板14、15の一方が遮断位置にある場合に、他方が退避位置になるように、すなわち、一方の遮蔽板のみが分岐光路を遮断するように、両遮蔽板の移動を制御する。
The shielding plate 14 is disposed on the first branch optical axis, and the shielding plate 15 is disposed on the second branch optical axis. The shielding plates 14 and 15 are driven by a driving mechanism (not shown) and move between a position where the branching optical path is blocked (blocking position) and a position where the branching optical path is not blocked (retracted position). The switching
上記のように構成された虹彩画像取得装置10は、第1および第2の撮像モードを有しており、それぞれの撮像モードで被写体である虹彩を撮像する。すなわち、遮蔽板14が退避位置に位置すると共に、遮蔽板15が遮断位置に位置し、虹彩からの光が第1の分岐光路を通って、撮像素子12にて虹彩像が結像される状態が、第1の撮像モードである。そして、遮蔽板14が遮断位置に位置すると共に、遮蔽板15が退避位置に位置し、虹彩からの光が第2の分岐光路を通って、撮像素子12にて虹彩像が結像される状態が第2の撮像モードである。本実施の形態では、切替部16による遮蔽板14、15の移動によって、第1の撮像モードと第2の撮像モードが選択的に切り替えられる。
The iris
図2は、第1および第2の撮像モードにおける、被写体である虹彩までの距離に応じた合焦度特性を示す図である。図2において、横軸は虹彩画像取得装置10から被写体である虹彩までの距離であり、縦軸はそれぞれの撮像モードで撮像される虹彩画像の合焦度である。上記のように、第1の分岐光学系と第2の分岐光学系は、レンズ群115を共有しているので、両分岐光学系の合焦度特性は、略同じ形状になる。そして、上記のように、第1の分岐光路と第2の分岐光路とは、その長さが異なっているので、第1の撮像モードの合焦度特性と第2の撮像モードの合焦度特性とは、虹彩画像取得装置10の外部の共通光軸上で、第1の分岐光路と第2の分岐光路との長さの差分だけずれている。すなわち、虹彩画像取得装置10は、虹彩画像取得装置10から被写体までの距離に応じた合焦度特性として、第1および第2の撮像モードごとに、略同一形状で互いにずれた合焦度特性を有している。
FIG. 2 is a diagram illustrating the focus degree characteristic according to the distance to the iris that is the subject in the first and second imaging modes. In FIG. 2, the horizontal axis is the distance from the iris
第1および第2の撮像モードの合焦度特性にて、合焦度が最大となる点を含む所定の広さの範囲が合焦範囲となる。本実施の形態では、第1および第2の分岐光路の差分が、各撮像モードの合焦範囲の大きさよりも小さくなるように、撮像光学系11が構成されている。これにより、図2に示されるように、第1の撮像モードの合焦範囲7と第2の撮像モードの合焦範囲8とは、一部が重複した状態で隣接しており、両合焦範囲を合わせた拡大合焦範囲9が形成されている。したがって、虹彩画像取得装置10では、虹彩がこの拡大合焦範囲9内にあれば、第1および第2のいずれかの撮像モードでピントの合った鮮明な虹彩画像が得られる。
In the focus degree characteristics of the first and second imaging modes, a range of a predetermined area including a point where the focus degree is maximum is the focus range. In the present embodiment, the imaging
また、本実施の形態では、合焦範囲の深さは、その範囲内にある虹彩の像が虹彩認証に適した所定の大きさになるように設定されている。すなわち、レンズ群115は、虹彩が合焦範囲7の最遠端にあるときに、第1の撮像モードで得られる虹彩像の大きさが、虹彩認証をするために必要な最小の大きさになり、かつ、虹彩が合焦範囲7の最近端にあるときに、第1の撮像モードで得られる虹彩像の大きさが、虹彩認証をするために許容される最大の大きさになるように、設計される。そして、第1の分岐光学系と第2の分岐光学系は、レンズ群115を共有しているので、第1の撮像モードの合焦範囲7が上記の条件を満たすときは、第2の撮像モードの合焦範囲8も上記の条件を満たすことになる。
Further, in the present embodiment, the depth of the focus range is set so that the iris image within the range has a predetermined size suitable for iris authentication. That is, in the
図1に戻って、本実施の形態の虹彩認証装置60は、画像キャプチャ部61、合焦判定部62、被写体距離判定部63、誘導ガイダンス部64、切替制御部65、虹彩認証処理部67、虹彩データベース68および認証結果出力部69を備えている。画像キャプチャ部61は、虹彩画像取得装置10にて撮像された虹彩像の画像データを虹彩認証用の画像データとして取り込み、合焦判定部62および虹彩認証処理部67に出力する機能を有している。
Returning to FIG. 1, the
合焦判定部62は、画像キャプチャ部61から出力された画像データの合焦度を算出して、被写体距離判定部63に出力する機能を有している。合焦判定部62は、画像データをフーリエ変換によって空間周波数に変換し、その所定のスペクトル成分の積分値を合焦度として算出する。合焦度判定部62は、さらに、算出された合焦度と予め記憶されているしきい値とを比較することにより合焦判定を行い、判定結果を被写体距離判定部63、虹彩認証処理部67および切替制御部65に出力する機能を有している。このしきい値は、図2に示される合焦範囲7、8に対応して設定されている。
The
被写体距離判定部63は、合焦判定部62から、第1および第2の撮像モードでそれぞれ撮像された虹彩像の画像データの合焦度を受け、これらの合焦度の相違に基づいて被写体である虹彩までの距離を判定する機能を有している。
The subject
図2を参照して、被写体距離判定部83にて虹彩までの距離を判定する構成を説明する。既に説明したように、第1の撮像モードの合焦度特性と第2の撮像モードの合焦度特性とは、略同一形状で互いにずれている。したがって、被写体が両合焦度特性が交わる距離L4よりも遠い距離にあるときには、第1の撮像モードで得られる画像の方が、第2の撮像モードで得られる画像よりも合焦度が高くなる。また、被写体が距離L3よりも近い位置にあるときには、逆に、第2の撮像モードで得られる画像の方が、第1の撮像モードで得られる画像よりも合焦度が高くなる。
With reference to FIG. 2, the structure which determines the distance to an iris in the object
ここで、両合焦度特性が交わる位置(距離L4の位置)は、両合焦度特性にて合焦度がピークになるそれぞれの位置(距離L3の位置および距離L5の位置)の中心であり、この位置は拡大合焦範囲9の中心である。したがって、両撮像モードにて得られた画像の合焦度を比較して、いずれの合焦度が高いかを判断することにより、被写体が、拡大合焦範囲9の中心よりも手前側にあるか、奥側にあるかを判定できる。
Here, the position (position of distance L4) where both the in-focus degree characteristics intersect is the center of each position (position of distance L3 and position of distance L5) where the in-focus degree peaks in both in-focus degree characteristics. Yes, this position is the center of the
また、被写体距離判定部63が、図2に示す第1および第2の撮像モードの合焦度特性を記憶していれば、第1の撮像モードで得られた画像の合焦度と第2の撮像モードで得られた画像の合焦度に基づいて、被写体である虹彩までの具体的な距離を求めることができる。
If the subject
例えば、第1の撮像モードで取得された画像の合焦度がa2であるとき、虹彩までの距離は、L2またはL7である。そして、虹彩までの距離がL2であるときは、第2の撮像モードで取得された画像である下部虹彩画像の合焦度は、上部虹彩画像の合焦度より高いa3になる。また、虹彩までの距離がL7であるときは、下部虹彩画像の合焦度は、上部虹彩画像の合焦度より低いa1になる。このように、上部虹彩画像の合焦度と下部虹彩画像の合焦度の相違に基づいて、虹彩までの距離がL2であるかL7であるかが判る。 For example, when the focus degree of the image acquired in the first imaging mode is a2, the distance to the iris is L2 or L7. When the distance to the iris is L2, the focus degree of the lower iris image that is an image acquired in the second imaging mode is a3 that is higher than the focus degree of the upper iris image. When the distance to the iris is L7, the focus degree of the lower iris image is a1 lower than the focus degree of the upper iris image. Thus, based on the difference between the focus degree of the upper iris image and the focus degree of the lower iris image, it can be determined whether the distance to the iris is L2 or L7.
被写体距離判定部63は、上部虹彩画像の合焦度がa2であり、かつ、下部虹彩画像の合焦度がa3であるときは、記憶されている合焦度特性に基づいて、虹彩までの距離はL2であると判定でき、上部虹彩画像の合焦度がa2であり、かつ、下部虹彩画像の合焦度がa1であるときは、虹彩までの距離はL7であると判定できる。このように、被写体距離判定部63は、第1の撮像モードと第2の撮像モードのそれぞれの合焦度特性と、各撮像モードで撮像された画像の合焦度に基づいて虹彩までの距離を判定できる。
When the focus degree of the upper iris image is a2 and the focus degree of the lower iris image is a3, the subject
被写体距離判定部63は、さらに、虹彩までの距離の判定結果と合焦判定部62から出力された合焦度に基づいて、被撮像者を近づけるように誘導するための信号(近づけ誘導信号)、被撮像者を遠ざけるように誘導するための信号(遠ざけ誘導信号)、虹彩の位置が適切であることを示す信号(誘導不要信号)または判定結果が不明であることを示す信号(判定不能信号)を誘導ガイダンス部64に出力する機能を有している。
The subject
被写体距離判定部63は、合焦判定部62からの合焦判定の結果にて、いずれの撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度もしきい値より低いことが示されているとき、すなわち、虹彩が拡大合焦範囲9内にないと判定されたときは、虹彩が拡大合焦範囲9よりも手前側にあるか、奥側にあるかを判定し、近づけ誘導信号または遠ざけ誘導信号を出力する。
The subject
具体的には、被写体距離判定部63は、いずれの撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度もしきい値より低く、かつ、第1の撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度が、第2の撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度よりも高いときには、拡大合焦範囲9外であって、拡大合焦範囲9の中心L4よりも遠い位置、すなわち、拡大合焦範囲の最遠端L6よりも遠くに虹彩が位置していると判定する。そして、この場合には、被写体距離判定部63は、近づき誘導信号を出力する。また、いずれの撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度もしきい値よりも低く、かつ、第1の撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度が、第2の撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度よりも低いときには、拡大合焦範囲9外であって、拡大合焦範囲9の中心L4よりも近い位置、すなわち、拡大合焦範囲9の最近端L1よりも近くに虹彩が位置していると判定する。そして、この場合には、被写体距離判定部63は、遠ざけ誘導信号を出力する。
Specifically, the subject
また、被写体距離判定部63は、合焦判定部62での合焦判定の結果にて、いずれかの撮像モードで撮像された虹彩画像の合焦度がしきい値より高いことが示されているとき、すなわち、虹彩が拡大合焦範囲9内にあると判定されたときは、誘導不要信号を出力する。また、被写体までの距離が不明であるときは、被写体距離判定部63は、判定不能信号を出力する。
Further, the subject
図3は、誘導ガイダンス部64の構成を示す図である。誘導ガイダンス部64は、表示部641および音声出力部642を備えている。表示部641は、被撮像者に対して虹彩画像取得装置10に近づくように誘導するための近づけ誘導ランプ643、被撮像者に対して虹彩画像取得装置10から遠ざかるように誘導するための遠ざけ誘導ランプ644、虹彩の距離が適切であることを示す良好ランプ645を含んでいる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the
誘導ガイダンス部64は、被写体距離判定部63より出力された近づけ誘導信号、遠ざけ誘導信号および誘導不要信号に対応して、近づけ誘導ランプ643、遠ざけ誘導ランプ644および良好ランプ645を点灯する機能を有している。誘導ガイダンス64は、被写体距離判定部63より判定不能信号を受けたときは、いずれのランプも点灯させない。
The
また、誘導ガイダンス部64には、近づけ誘導信号、遠ざけ誘導信号および誘導不要信号に対応して、被撮像者に対して虹彩画像取得装置10に近づくように誘導するための音声案内、被撮像者に対して虹彩画像取得装置10から遠ざかるように誘導するための音声案内および虹彩の位置が適切であることを示す音声案内が記憶されている。そして、誘導ガイダンス部64は、被写体距離判定部63から近づけ誘導信号、遠ざけ誘導信号または誘導不要信号を受け、それらに対応する音声案内を音声出力部642から出力する機能を有している。誘導ガイダンス64は、被写体距離判定部63より判定不能信号を受けたときは、いずれの音声案内も出力しない。
The
図1に戻って、切替制御部65は、合焦判定部62から出力された合焦判定の結果にて、虹彩画像の合焦度がしきい値よりも低いことを示していると、その判定結果に基づいて、遮蔽板14、15を移動させるための切替制御信号を出力する機能を有している。
Returning to FIG. 1, if the switching
虹彩データベース68には、登録者の虹彩画像が格納されている。虹彩認証処理部67は、合焦判定部62から出力された合焦判定の結果に基づいて、合焦度がしきい値よりも高い虹彩画像を虹彩認証用の画像データとして画像キャプチャ61から取り込んで虹彩認証を行い、認証結果を認証結果出力部69に出力する機能を有している。虹彩認証処理部67は、画像データに含まれる虹彩部分を抽出して、虹彩データベース68に格納されている虹彩画像と照合することにより虹彩の認証を行う。
The
認証結果出力部69は、虹彩認証処理部67より出力された認証結果に基づいて、認証結果信号(認証成功信号または認証不成功信号)を出力する。この認証結果信号は、虹彩撮像カメラ装置1が例えば入退室管理システムに用いられる場合には、ドアの鍵を解錠または施錠する制御信号となる。また、虹彩認証装置60にモニタ等の報知装置をつけて、被認証者に認証結果を通知する場合には、認証結果信号は認証結果の報知信号として用いられる。
The authentication
なお、上記の虹彩カメラ装置1にて、虹彩画像取得装置10と虹彩認証装置60は一体的に構成されてもよいし、別体として構成されてもよい。両装置が別体として構成されるとき、虹彩認証装置60は、汎用コンピュータにソフトウェアをインストールすることによって構成されてもよい。
In the
以上のように構成された虹彩撮像カメラ装置1について、図4を用いてその動作を説明する。まず、切替部16により遮蔽板14を退避位置に位置させると共に遮蔽板15を遮断位置に位置させて、虹彩画像取得装置10を第1の撮像モードに設定する(ステップS41)。虹彩画像取得装置10は、第1の撮像モードで虹彩を撮像し、画像処理部13にて画像データを生成する。
The operation of the iris
次に、虹彩認証装置60の画像キャプチャ部61は、第1の撮像モードで撮像された虹彩像の画像データ(第1の画像データ)を画像処理部13から取り込んで、合焦判定部62に出力する(ステップS42)。合焦判定部62は、この虹彩画像の合焦度を算出し、合焦判定を行う(ステップS43)。このとき、合焦判定部62は、算出された合焦度を被写体距離判定部63に出力し、合焦判定の結果を被写体距離判定部63および虹彩認証処理部67に出力する。そして、合焦判定部62での合焦判定の結果、合焦度がしきい値より高い、すなわち虹彩が第1の撮像モードの合焦範囲内にあるか否かを判断し(ステップS44)、合焦度がしきい値より高いとき、すなわち、第1の撮像モードにてピントの合った虹彩画像が得られたときは(ステップS44にてYES)、虹彩認証処理部67は画像キャプチャ部61からこの第1の画像データを取り込んで、認証処理を行う(ステップS45)。
Next, the
合焦判定部62での合焦判定の結果、合焦度がしきい値より低いと判定されたとき、すなわち、第1の撮像モードにてピントの合った虹彩画像が得られなかったときは(ステップS44にてNO)、合焦判定部62は、その結果を切替制御部65に出力する。そして、切替制御部65は、この判定結果に基づいて、虹彩画像取得装置10の切替部16に切替制御信号を出力する。切替部16は切替制御信号に基づいて遮蔽板14、15を移動させて、虹彩画像取得装置10の撮像モードを第2の撮像モードに切り替える(ステップS46)。そして、虹彩画像取得装置10は、第2の撮像モードで虹彩を撮像し、画像処理部13にて画像データを生成する。またこのとき、合焦判定部62から被写体距離判定部63に合焦度および合焦判定の結果を出力する。
As a result of focus determination by the
画像キャプチャ部61は、第2の撮像モードで撮像された虹彩像の画像データ(第2の画像データ)を画像処理部13から取り込んで、合焦判定部62に出力する(ステップS47)。合焦判定部62は、この虹彩画像の合焦度を算出し、合焦判定を行う(ステップS48)。このとき、合焦判定部62は、算出された合焦度を被写体距離判定部63に出力し、合焦判定の結果を被写体距離判定部63および虹彩認証処理部67に出力する。そして、合焦判定部62での合焦判定の結果、合焦度がしきい値より高い、すなわち虹彩が第2の撮像モードの合焦範囲内にあるか否かを判断し(ステップS49)、合焦度がしきい値より高いと判定されたとき、すなわち、第2の撮像モードにてピントの合った虹彩画像が得られたときは(ステップS49にてYES)、証処理部67は画像キャプチャ部61から画像データを取り込んで、認証処理を行う(ステップS45)。
The
第1の画像データおよび第2の画像データのいずれもがしきい値より低いとき、すなわち、虹彩が拡大合焦範囲内にないときは(ステップS49でNO)、被写体距離判定部63は、虹彩までの距離を判定し(ステップS50)、判定された被写体までの距離が、拡大合焦範囲の最遠端より遠いか、あるいは拡大合焦範囲の最近端よりも近いかを判断する(ステップS51)。
When both of the first image data and the second image data are lower than the threshold value, that is, when the iris is not within the enlarged focus range (NO in step S49), the subject
被写体距離判定部63は、虹彩までの距離が拡大合焦範囲の最近端より近いときは(ステップS51にてNO)、誘導ガイダンス部64に遠ざけ誘導信号を出力する。そして、誘導ガイダンス部64は、遠ざけ誘導信号に基づいて、遠ざけ誘導ランプ644を点灯させて、音声出力部642より被撮像者に対して虹彩画像取得装置10から遠ざかるように誘導するための音声案内を出力する(ステップS52)。
When the distance to the iris is closer than the closest end of the enlarged focus range (NO in step S51), the subject
虹彩までの距離が拡大合焦範囲の最遠端より遠いときは(ステップS51にてYES)、被写体距離判定部63は、誘導ガイダンス部64に近づけ誘導信号を出力する。そして、誘導ガイダンス部64は、近づけ誘導信号に基づいて、近づけ誘導ランプ643を点灯させて、音声出力部642より被撮像者に対して虹彩画像取得装置10に近づくように誘導するための音声案内を出力する(ステップS53)。
When the distance to the iris is far from the farthest end of the enlargement focus range (YES in step S51), the subject
ステップS52またはステップS53の次に、処理の開始から所定の制限時間が経過したかを判断する(ステップS54)。そして、制限時間を未だ経過していない場合には(ステップS54にてNO)、ステップS41に戻り、制限時間が経過したときには(ステップS54にてYES)、認証処理が行われずに処理が終了する。 After step S52 or step S53, it is determined whether a predetermined time limit has elapsed since the start of the process (step S54). If the time limit has not yet elapsed (NO in step S54), the process returns to step S41. If the time limit has elapsed (YES in step S54), the authentication process is not performed and the process ends. .
このような本発明の第1の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置1によれば、合焦度特性が異なる第1および第2の撮像モードの各々で撮像された虹彩画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、この判定された距離に基づいて、被撮像者を適切な位置に誘導し、合焦度の高い虹彩像を得ることができる。
According to the iris
また、虹彩画像取得装置10は、共通光軸上で互いにずれた合焦範囲を有しており、複数の合焦範囲のいずれかに被写体である虹彩が位置すれば焦点の合った虹彩像が得られるので、オートフォーカス機能を備えない簡単な構成で、虹彩までの距離が広い範囲でピントの合った虹彩像が得られる。
The iris
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置2を図5に示す。本実施の形態の虹彩撮像カメラ装置2は、第1の実施の形態の変形例であって、虹彩画像取得装置20は、第1の実施の形態のハーフミラー112の代わりに回動ミラー216を備えている。虹彩認証装置60の構成は、第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an iris
虹彩画像取得装置20は、さらに、回動ミラー216が固定された支軸27および支軸27を回動させるモータ28を備えている。そして、虹彩画像取得装置20では、ハーフミラー211およびレンズ群215によって第1の分岐光学系が構成され、ハーフミラー211、ミラー213、ミラー214、回動ミラー216およびレンズ群215によって第2の分岐光学系が構成される。回動ミラー216は、第1および第2の分岐光軸の合流点付近に設けられている。回動ミラー216は、回動による角度の変更によって、第1の分岐光路または第2の分岐光路を選択的に有効化する。
The iris
図5は、回動ミラー216によって第1の分岐光学系による第1の分岐光路が有効化されている状態を示している。この状態では、回動ミラー216は、第1の分岐光路を遮断しない位置に退避させられているので、虹彩からの光は、第1の分岐光路、すなわちハーフミラー211およびレンズ群215を通過して、撮像素子22に投射される。そして、第2の分岐光路を進行してきた光は、回動ミラー216の反射面によって、レンズ群215に向かう方向とは異なる方向に反射する。したがって、この光がレンズ群215を通って撮像素子22に達することはない。
FIG. 5 shows a state in which the first branch optical path by the first branch optical system is validated by the
図6は、第2の分岐光路が有効化された状態を示す図である。この状態では、虹彩からの光は、第2の分岐光路、すなわちハーフミラー211、ミラー213、ミラー214を反射して第1および第2の分岐光軸の合流点で回動ミラー216の反射面で反射して、レンズ群215に入射し、撮像素子22に投射される。そして、第1の分岐光路を進行してきた光は、回動ミラー216の背面で遮られ、レンズ群215に入射することはない。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the second branch optical path is activated. In this state, the light from the iris reflects the second branch optical path, that is, the
このように、回動ミラー216は、第1の分岐光路を有効化する角度(第1光路有効化角度)および第2の分岐光路を有効化する角度(第2光路有効化角度)の間で回動する。そして、虹彩画像取得装置20では、回動ミラー216が第1光路有効化角度にあるときに、第1の撮像モードとなり、回動ミラー216が第2光路有効化角度にあるときに、第2の撮像モードとなる。回動ミラー216の回動動作は、切替部26がモータ28を制御することにより行われる。切替部26は、虹彩認証装置60の切替制御部65からの切替制御信号を受けて、この切替制御信号に基づいてモータ28を制御する。
In this way, the
本実施の形態でも、第1の撮像モードと第2の撮像モードとでは、被写体である虹彩までの距離に応じた合焦度特性がずれており、虹彩画像取得装置20は、虹彩までの距離に応じた合焦度特性が異なる複数の撮像モードを有している。
Also in the present embodiment, in the first imaging mode and the second imaging mode, the focus degree characteristic according to the distance to the iris that is the subject is shifted, and the iris
なお、虹彩画像取得装置20において、第2の撮像モード、すなわち図6に示されるように回動ミラー216が第2光路有効化角度にあるときに、回動ミラー216の角度をわずかに変更して複数回の撮像を行ってもよい。これにより、上下にずれた範囲を撮像でき、虹彩撮像が可能な範囲を上下方向に拡大できる。
In the iris
以上のように構成された虹彩撮像カメラ装置2は、第1の実施の形態と同様に動作する。ただし、ステップS41での第1の撮像モードの設定およびステップS46での第2の撮像モードの設定は、切替部26によるモータ28の駆動によって行われる。すなわち、切替部26がモータ28を駆動して、回動ミラー216が第1光路有効化角度に設定されることで、第1の撮像モードが設定され、回動ミラー216が第2光路有効化角度に設定されることで、第2の撮像モードが設定される。
The iris
このような本発明の第2の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置2によれば、合焦度特性が異なる第1および第2の撮像モードの各々で撮像された虹彩画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、この判定された距離に基づいて、被撮像者を適切な位置に誘導し、合焦度の高い虹彩像を得ることができる。
According to the iris
また、虹彩画像取得装置20は、共通光軸上で互いにずれた合焦範囲を有しており、複数の合焦範囲のいずれかに被写体である虹彩が位置すれば焦点の合った虹彩像が得られるので、オートフォーカス機能を備えない簡単な構成で、虹彩までの距離が広い範囲でピントの合った虹彩像が得られる。
The iris
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置を図7に示す。本実施の形態の虹彩画像取得装置30は、撮像光学系31、第1の撮像素子321、第2の撮像素子322、第1の画像処理部331および第2の画像処理部332を備えている。
(Third embodiment)
Next, an iris imaging camera device according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG. The iris
撮像光学系31は、ハーフミラー311、ミラー312、第1のレンズ群313および第2のレンズ群314からなる。ハーフミラー311は、第1のレンズ群313の光軸の延長線上に配置されており、被写体側からの入射光の一部を上方に反射させる向きに保持されている。ミラー312は、第2のレンズ群314の光軸の延長線上であって、かつハーフミラー311の上方の位置に配置されており、ハーフミラー311からの反射光を第2のレンズ群314に向けて反射する向きに保持されている。
The imaging
ハーフミラー311、ミラー312、第1のレンズ群313および第2のレンズ群314は、ハーフミラー311と第1のレンズ群313との間の距離およびミラー312と第2のレンズ群314との間の距離が等しくなるように配置されている。第1のレンズ群313と第2のレンズ群314は、互いに同じ構成である。
The
第1の撮像素子321および第2の撮像素子322は、投影された虹彩像を光電変換して電気信号を出力する固体撮像素子である。第1の画像処理部331および第2の画像処理部332は、それぞれ第1の撮像素子321および第2の撮像素子322から出力される電気信号にA/D変換等の処理をして、画像データを生成する機能を有する。
The
本実施の形態では、ハーフミラー311および第1のレンズ群313によって第1の分岐光学系が構成され、ハーフミラー311、ミラー312および第2のレンズ群314によって第2の分岐光学系が構成されている。そして、ハーフミラー311の位置が両分岐光学系の光軸の分岐点となる。撮像光学系31は、虹彩画像取得装置30の外部に共通光軸を有している。
In the present embodiment, the
第1の分岐光学系は、共通光軸上に位置する虹彩からの光が、ハーフミラー311および第1のレンズ群313を通って、第1の撮像素子321に到る第1の分岐光路を通るように構成されている。また、第2の分岐光学系は、共通光軸上に位置する虹彩からの光が、ハーフミラー311、ミラー312および第2のレンズ群314を通って、第2の撮像素子322に到る第2の分岐光路を通るように構成されている。第1の分岐光路と第2の分岐光路とを比較すると、第2の分岐光路は、ハーフミラー311とミラー312との間の距離だけ、第1の分岐光路よりも長くなっている。
The first branching optical system passes the first branching optical path where the light from the iris located on the common optical axis passes through the
虹彩画像取得装置30も、第1の実施の形態と同様に、第1および第2の撮像モードを有しており、各撮像モードで虹彩の像を撮像する。すなわち、第1の分岐光学系によって第1の撮像素子321にて虹彩像が結像される状態が第1の撮像モードであり、第2の分岐光学系によって第2の撮像素子322にて虹彩像が結像される状態が第2の撮像モードである。
The iris
上記のように、本実施の形態の撮像光学系31では、第1および第2のレンズ群313、314が同じ構成であるので、第1および第2の分岐光路の合焦範囲7、8のずれは、撮像光学系31内での第1の分岐光路と第2の分岐光路との長さの差分と等しくなる。そして、本実施の形態では、ハーフミラー311と第1のレンズ群313との間の距離およびミラー312と第2のレンズ群314との間の距離が等しいので、両分岐光路の長さの差分は、すなわちハーフミラー311とミラー312の間の距離である。
As described above, in the imaging
本実施の形態では、両分岐光路の長さの差分が、合焦範囲7、8の深さと等しくなるように撮像光学系31を設計することにより、第1の撮像モードの合焦範囲と第2の撮像モードの合焦範囲とが重複することなく隣接し、拡大合焦範囲の全領域でいずれかの撮像モードによりピントが合うようにしている。
In the present embodiment, the imaging
虹彩認証装置70は、画像キャプチャ部71、合焦判定部72およびセレクタ75を備えている。合焦判定部72は、虹彩撮像カメラ装置30の2つの画像処理部331、332の両方に接続されている。そして、合焦判定部72は、画像処理部331、332の各々から出力された画像データの合焦度を算出して、合焦判定を行う機能を有している。合焦判定部72は、算出された合焦度と合焦判定の結果を被写体距離判定部73に出力する。また、合焦判定部72は、合焦判定の結果をセレクタ75に出力する機能を有する。
The
セレクタ75も虹彩撮像カメラ装置30の2つの画像処理部331、332の両方に接続されており、両画像処理部331、332から画像データが入力される。セレクタ75は、合焦判定部72から出力された合焦判定の結果に従って、ピントが合っている方の画像データを画像キャプチャ部71に出力する機能を有している。画像キャプチャ部71は、セレクタ75によって選択されたピントの合った画像データを虹彩認証用の画像データとして取り込んで、虹彩認証処理部77に出力する機能を有している。
The
虹彩認証装置70は、被写体距離判定部73、誘導ガイダンス部74、総合判定処理部75、虹彩認証処理部77、虹彩データベース78および認証結果出力部79を備えているが、これらの構成は第1の実施の形態の虹彩認証装置60と同様であるので、説明を省略する。
The
以上のように構成された虹彩撮像カメラ装置3について、図8を用いてその動作を説明する。まず、第1および第2の画像処理部331、332は、それぞれ合焦判定部72に画像データを出力する。そして、合焦判定部72は、まず、画像処理部331から出力された画像データ(第1の画像データ)の合焦度を算出し、合焦判定を行う(ステップS81)。そして、合焦判定部72での合焦判定の結果、合焦度がしきい値より高い、すなわち虹彩が第1の撮像モードの合焦範囲内にあるか否かを判断し(ステップS82)、画像処理部331から出力された画像データがしきい値以上の合焦度を有するときには(ステップS82にてYES)、この第2の画像データを選択すべきであることを示す判定結果をセレクタ75に出力する(ステップS83)。
The operation of the iris imaging camera device 3 configured as described above will be described with reference to FIG. First, the first and second
一方、ステップS82の合焦判定にて画像データの合焦度がしきい値よりも低いとき、すなわち、第1の撮像モードの撮像でピントの合った虹彩画像が得られなかったときは(ステップS82にてNO)、第2の画像処理部332から出力された画像データ(第2の画像データ)の合焦度を算出する(ステップS84)。そして、合焦判定部72は、この画像データの合焦判定を行い(ステップS85)、合焦度がしきい値以上であるときには(ステップS85にてYES)、この画像データを選択すべきであることを示す判定結果をセレクタ75に出力する(ステップS86)。
On the other hand, when the degree of focus of the image data is lower than the threshold value in the focus determination in step S82, that is, when an in-focus iris image cannot be obtained in the first imaging mode (step S82). NO in S82), the degree of focus of the image data (second image data) output from the second
ステップS83で第1の画像データが選択され、または、ステップS86で第2の画像データが選択されると、画像キャプチャ部71は、選択された画像データをセレクタ75から取り込んで、虹彩認証処理部77に出力する(ステップS92)。虹彩認証処理部77は、画像キャプチャ部71より出力された画像データを用いて虹彩認証を行い(ステップS93)、処理が終了する。
When the first image data is selected in step S83 or the second image data is selected in step S86, the
第1の画像データに加えて第2の画像データの合焦度もしきい値より低いとき、すなわち、虹彩が拡大合焦範囲内にないときは(ステップS85にてNO)、被写体距離判定部73は、虹彩までの距離を判定し(ステップS87)、判定された被写体までの距離が、拡大合焦範囲の最遠端より遠いか、あるいは拡大合焦範囲の最近端よりも近いかを判断する(ステップS88)。
When the degree of focus of the second image data in addition to the first image data is lower than the threshold value, that is, when the iris is not within the enlarged focus range (NO in step S85), the subject
被写体距離判定部73は、虹彩までの距離が拡大合焦範囲の最近端より近いときは(ステップS88にてNO)、誘導ガイダンス部74に遠ざけ誘導信号を出力する。そして、誘導ガイダンス部74は、遠ざけ誘導信号に基づいて、遠ざけ誘導ランプを点灯させて、音声出力部より被撮像者に対して虹彩画像取得装置30から遠ざかるように誘導するための音声案内を出力する(ステップS89)。
When the distance to the iris is closer than the closest end of the enlarged focus range (NO in step S88), the subject
虹彩までの距離が拡大合焦範囲の最遠端より遠いときは(ステップS88にてYESO)、被写体距離判定部73は、誘導ガイダンス部74に近づけ誘導信号を出力する。そして、誘導ガイダンス部74は、近づけ誘導信号に基づいて、近づけ誘導ランプを点灯させて、音声出力部より被撮像者に対して虹彩画像取得装置30に近づくように誘導するための音声案内を出力する(ステップS90)。
When the distance to the iris is far from the farthest end of the enlarged focus range (YES in step S88), the subject
ステップS89またはステップS90の次に、処理の開始から所定の制限時間が経過したかを判断する(ステップS91)。そして、制限時間を未だ経過していない場合には(ステップS91にてNO)、ステップS81に戻り、制限時間が経過したときには(ステップS91にてYES)、認証処理が行われずに処理が終了する。 After step S89 or step S90, it is determined whether a predetermined time limit has elapsed since the start of the process (step S91). If the time limit has not yet elapsed (NO in step S91), the process returns to step S81. If the time limit has elapsed (YES in step S91), the authentication process is not performed and the process ends. .
このような本発明の第3の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置3によっても、第1の実施の形態と同様に、合焦度特性が異なる第1および第2の撮像モードの各々で撮像された虹彩画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、この判定された距離に基づいて、被撮像者を適切な位置に誘導できる。 As with the first embodiment, the iris imaging camera device 3 according to the third embodiment of the present invention captures an image in each of the first and second imaging modes having different focus degree characteristics. Since the distance to the subject is determined based on the difference in the degree of focus of the iris image, the person to be imaged can be guided to an appropriate position based on the determined distance.
さらに、虹彩画像取得装置30は、第1の実施の形態と同様に、共通光軸上で互いにずれた合焦範囲を有しており、被写体である虹彩が第1および第2の合焦範囲のいずれかに位置すれば焦点の合った虹彩像が得られるので、オートフォーカス機能を備えない簡単な構成で、虹彩までの距離が広い範囲でピントの合った虹彩像が得られる。
Furthermore, the iris
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置を図9に示す。本実施の形態の虹彩撮像カメラ装置4は、第3の実施の形態の変形例であり、虹彩画像取得装置40の撮像光学系41の構成が第3の実施の形態と異なっている。虹彩認証装置70の構成は、第3の実施の形態と同様であるであるので説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an iris imaging camera device according to a fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. The iris
本実施の形態の撮像光学系41は、ハーフミラー411、第1のレンズ群412および第2のレンズ群413からなる。第1のレンズ群412および第2のレンズ群413は、互いの光軸が直交するように配置されている。ハーフミラー411は、両光軸の直交点に配置されており、被写体側からの入射光の一部を第2のレンズ群413に反射させる向きに保持されている。第1のレンズ群412および第2のレンズ群413は、光軸の直交点までの距離すなわちハーフミラー411までの距離が等しくなるように配置されている。
The imaging
第1のレンズ群412と第2のレンズ群413は、それぞれの合焦範囲7、8までの距離が異なっており、第1のレンズ群412の合焦範囲7は、第2のレンズ群413の合焦範囲8よりも遠くにある。また、両レンズ群412、413は、合焦範囲の深さも異なっており、第1のレンズ群412の合焦範囲7は、第2のレンズ群413の合焦範囲8よりも浅い。さらに、両レンズ群412、413はその倍率も異なるが、第1の実施の形態と同様に、それぞれの合焦範囲の最遠端にある虹彩の虹彩像が、虹彩認証可能な最小の大きさよりも大きくなり、かつ、合焦範囲の最近端にある虹彩の虹彩像が、虹彩認証処理にて扱える最大の大きさよりも小さくなるように設定されている。
The
虹彩画像取得装置40では、ハーフミラー411および第1のレンズ群412によって第1の分岐光学系が構成され、ハーフミラー411および第2のレンズ群413によって第2の分岐光学系が構成される。そして、ハーフミラー411の位置が両分岐光学系の光軸の分岐点となる。さらに、撮像光学系41は、虹彩画像取得装置40の外部に共通光軸を有している。
In the iris
第1の撮像素子421および第2の撮像素子422は、投影された虹彩像を光電変換して電気信号を出力する固体撮像素子である。そして、第1の画像処理部431および第2の画像処理部432は、それぞれ第1の撮像素子421および第2の撮像素子422から出力された電気信号にA/D変換等の処理をして、画像データを生成する機能を有する。
The
虹彩画像取得装置40も、第3の実施の形態と同様に、第1および第2の撮像モードを有し、それぞれの撮像モードで被写体である虹彩を撮像する。すなわち、第1の分岐光学系によって第1の撮像素子421にて虹彩像が結像される状態が第1の撮像モードであり、第2の分岐光学系によって第2の撮像素子422にて虹彩像が結像される状態が第2の撮像モードである。本実施の形態でも、第1の撮像モードと第2の撮像モードとでは、被写体である虹彩までの距離に応じた合焦度特性がずれており、虹彩画像取得装置40は、虹彩までの距離に応じた合焦度特性が異なる複数の撮像モードを有している。
Similarly to the third embodiment, the iris
以上のように構成された虹彩撮像カメラ装置4は、第3の実施の形態と同様に動作する。
The iris
このような本発明の第4の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置4によっても、第1の実施の形態と同様に、合焦度特性が異なる第1および第2の撮像モードの各々で撮像された虹彩画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、この判定された距離に基づいて、被撮像者を適切な位置に誘導できる。
As with the first embodiment, the iris
さらに、虹彩画像取得装置40は、第1の実施の形態と同様に、共通光軸上で互いにずれた合焦範囲を有しており、被写体である虹彩が第1および第2の合焦範囲のいずれかに位置すれば焦点の合った虹彩像が得られるので、オートフォーカス機能を備えない簡単な構成で、虹彩までの距離が広い範囲でピントの合った虹彩像が得られる。
Furthermore, the iris
(第5の実施の形態)
次に、本発明の第5の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置を図10に示す。本実施の形態の虹彩画像取得装置50は、撮像光学系51、撮像素子52、画像処理部53を備えている。
(Fifth embodiment)
Next, an iris imaging camera device according to a fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. The iris
撮像光学系51は、ハーフミラー511、ミラー512〜516、第1のレンズ群517および第2のレンズ群518からなる。第1のレンズ群517と第2のレンズ群518は、同じ構成であり、いずれも深さの合焦範囲を持った単焦点のレンズ群である。また、第1および第2のレンズ群517、518は、光軸が互いに平行になるように配置されている。
The imaging
ハーフミラー511は、第1のレンズ群517の光軸の延長線上に配置されており、被写体側からの入射光の一部を下方に反射させる向きに保持されている。撮像素子52は、第1のレンズ群517にて結像された虹彩像が上部領域に投影されるように配置されている。ミラー512〜514は、ハーフミラー511にて反射した光が順に反射して第2のレンズ群518に入射するように配置されている。また、ミラー515、516は、第2のレンズ群518透過した光が順に反射して、第2のレンズ群518の光軸と平行な向きで撮像素子52の下部領域に投射されるように配置されている。
The
撮像素子52は、撮像面上に投影された虹彩像を電気信号に変換する固体撮像素子からなる。画像処理部53は、撮像素子52から出力される電気信号に対してA/D変換等の処理を行い、虹彩像の画像データを生成する機能を有している。
The
本実施の形態では、ハーフミラー511および第1のレンズ群517によって第1の分岐光学系が構成され、ハーフミラー511およびミラー512〜516および第2のレンズ群518によって第2の分岐光学系が構成されている。そして、ハーフミラー511の位置が両分岐光学系の光軸の分岐点となる。撮像光学系51は、虹彩画像取得装置50の外部に、共通光軸を有している。
In the present embodiment, the first branch optical system is configured by the
第1の分岐光学系は、共通光軸上に位置する虹彩からの光が、ハーフミラー511および第1のレンズ群517を通って、撮像素子52の上部領域に到る第1の分岐光路を通るように構成されている。また、第2の分岐光学系は、共通光軸上に位置する虹彩からの光が、ハーフミラー511、ミラー512〜514、第2のレンズ群518およびミラー515、516を通って撮像素子52の下部領域に到る第2の分岐光路を通るように構成されている。
The first branching optical system passes through the first branching optical path where the light from the iris located on the common optical axis passes through the
上記のように構成された虹彩画像取得装置50は、第1および第2の撮像モードを有し、それぞれの撮像モードで被写体である虹彩を撮像する。すなわち、虹彩からの光が第1の分岐光路を通って、撮像素子52にて虹彩像が結像される状態が第1の撮像モードであり、虹彩からの光が第2の分岐光路を通って撮像素子52にて虹彩像が結像される状態が第2の撮像モードである。本実施の形態では、虹彩画像取得装置50は、第1の撮像モードによる虹彩像の撮像と第2の撮像モードによる虹彩像の撮像を同時に行う。
The iris
本実施の形態では、第1および第2の分岐光路の光路長の差分が、第1および第2の分岐光学系の合焦範囲の深さと等しくなるように撮像光学系51を設計することにより、第1の撮像モードの合焦範囲と第2の撮像モードの合焦範囲とが重複することなく隣接し、拡大合焦範囲の全領域でいずれかの撮像モードによりピントが合うようにしている。
In the present embodiment, the imaging
図11は、本実施の形態の虹彩画像取得装置50にて取得される画像データを示す図である。上記のように、本実施の形態では、第1の撮像モードの合焦範囲7と第2の撮像モードの合焦範囲8とが連続して拡大合焦範囲が形成されているので、被写体である虹彩が、この拡大合焦範囲内にあるときは、画像データの上部領域および下部領域の一方でピントの合った虹彩像が得られ、他方の領域ではピントのボケた虹彩像が得られる。図11の例では、被写体である虹彩が第1の撮像モードの合焦範囲7内に位置しているときに得られる画像データを示している。画像データの上部領域は、ピントの合った虹彩画像であり、下部領域はボケた虹彩画像である。
FIG. 11 is a diagram showing image data acquired by the iris
図10に戻って、本実施の形態の虹彩認証装置80は、上部合焦度判定部821、下部合焦度判定部822、総合判定部85および切出部89を備えている。上部合焦判定部821および下部合焦判定部822は、画像キャプチャ部81から出力された画像データを用いて、画像データ中の上部領域および下部領域の画像(上部虹彩画像および下部虹彩画像)の合焦度を算出して、被写体距離判定部83に出力する機能を有している。上部合焦度判定部821および下部合焦度判定部822は、さらに、算出された合焦度と予め記憶されているしきい値とを比較することにより合焦判定を行い、合焦度判定の結果を被写体距離判定部83および総合判定部85に出力する機能を有している。
Returning to FIG. 10, the
被写体距離判定部83は、上部合焦判定部821および下部合焦判定部822から、上部虹彩画像および下部虹彩画像の合焦度を受け、これらの合焦度の相違に基づいて被写体である虹彩までの距離を判定する機能を有している。被写体距離判定部83は、さらに、虹彩までの距離の判定結果と上部合焦判定部821および下部合焦判定部822から出力された合焦判定の結果に基づいて、近づけ誘導信号、遠ざけ誘導信号、誘導不要信号または判定不能信号を誘導ガイダンス部84に出力する機能を有している。これらの信号を出力するための虹彩は、第1の実施の形態と同様である。被写体距離判定部83は、また、誘導ガイダンス部84に誘導不要信号を出力するときには、総合判定部85に対しても誘導不要信号を出力する。
The subject
総合判定部85は、被写体距離判定部83から誘導不要信号を受けると、それに対応して、上部合焦判定部821および下部合焦判定部822から、合焦判定の結果を取り込む機能を有している。そして、総合判定部85は、上部合焦判定部821で上部領域がピントの合った画像であると判断されたときは、切出部86に上部切出信号を出力し、下部合焦判定部822で下部領域がピントの合った画像であると判断されたときは、切出部86に下部切出信号を出力する機能を有している。なお、本実施の形態の虹彩画像取得装置50では、上記のように、第1の撮像モードの合焦範囲7と第2の撮像モードの合焦範囲8とが重なることなく隣接しているので、上部領域と下部領域の両方でピントの合った画像が得られることはない。
When the
切出部86は、上部切出信号または下部切出信号を受けると、それらの信号に従って、画像キャプチャ部81から出力された画像データの上部領域または下部領域から虹彩画像を切り出して、虹彩認証用の画像データとして虹彩認証処理部87に出力する機能を有している。
When the
虹彩認証装置80は、誘導ガイダンス部84、虹彩認証処理部87、虹彩データベース88および認証結果出力部89を備えているが、これらの構成は第1の実施の形態の虹彩認証装置60と同様であるので、説明を省略する。
The
以上のように構成された虹彩撮像カメラ装置5について、図12を用いてその動作を説明する。まず、画像キャプチャ部81は、画像処理部53から画像データを取り込んで、上部合焦度判定部821および下部合焦範囲判定部822に出力する(ステップS121)。そして、上部合焦判定部821および下部合焦判定部822は、画像データ中の上部虹彩画像および下部虹彩画像の合焦度を算出して、さらに、合焦判定を行い、算出された合焦度と合焦判定の結果を被写体距離判定部83に出力する(ステップS122)。
The operation of the iris imaging camera device 5 configured as described above will be described with reference to FIG. First, the
被写体距離判定部83は、上部合焦判定部821および下部合焦判定部822にて算出された上部虹彩画像および下部虹彩画像の合焦度の相違に基づいて、虹彩までの距離を判定し(ステップS123)、上部合焦判定部821および下部合焦判定部822での合焦判定の結果に基づいて、虹彩までの距離が拡大合焦範囲内であるか否かを判断する(ステップS124)。虹彩が拡大合焦範囲内になければ(ステップS124にてNO)、虹彩までの距離が、拡大合焦範囲の最遠端より遠いか、あるいは拡大合焦範囲の最近端よりも近いかを判断する(ステップS125)。
The subject
被写体距離判定部83は、虹彩までの距離が拡大合焦範囲の最近端より近いときは(ステップS125にてNO)、誘導ガイダンス部84に遠ざけ誘導信号を出力する。そして、誘導ガイダンス部84は、遠ざけ誘導信号に基づいて、遠ざけ誘導ランプを点灯させて、音声出力部より被撮像者に対して虹彩画像取得装置50から遠ざかるように誘導するための音声案内を出力する(ステップS126)。
When the distance to the iris is closer than the closest end of the enlarged focus range (NO in step S125), the subject
虹彩までの距離が拡大合焦範囲の最遠端より遠いときは(ステップS125にてYES)、被写体距離判定部83は、誘導ガイダンス部84に近づけ誘導信号を出力する。そして、誘導ガイダンス部84は、近づけ誘導信号に基づいて、近づけ誘導ランプを点灯させて、音声出力部より被撮像者に対して虹彩画像取得装置50に近づくように誘導するための音声案内を出力する(ステップS127)。
When the distance to the iris is far from the farthest end of the enlarged focus range (YES in step S125), subject
ステップS126またはステップS127の次に、処理の開始から所定の制限時間が経過したかを判断する(ステップS128)。そして、制限時間を未だ経過していない場合には(ステップS128にてNO)、ステップS121に戻って、再度、虹彩画像取得装置50で取得された画像データを取り込む。そして、ステップS122による合焦度の算出およびステップS123による被写体距離の判定を経て、ステップS124にて虹彩が拡大合焦範囲内であるか否かを判断する。被撮像者が、ステップS126またはステップS127での誘導に従って移動すると、被撮像者の虹彩は拡大合焦範囲内に入る。
Next to step S126 or step S127, it is determined whether a predetermined time limit has elapsed since the start of processing (step S128). If the time limit has not yet elapsed (NO in step S128), the process returns to step S121, and the image data acquired by the iris
虹彩が拡大合焦範囲内にあると判断されると(ステップS124にてYES)、総合判定部85、切出部86、虹彩認証処理部87および虹彩データベース88を用いて認証処理が行われ、認証結果出力部89より認証結果信号が出力されて(ステップS129)、処理が終了する。また、虹彩が拡大合焦範囲内にあると判断されないまま、制限時間が経過したときには(ステップS128にてYES)、認証処理が行われずに処理が終了する。
If it is determined that the iris is within the enlarged focus range (YES in step S124), an authentication process is performed using
なお、上記の例では、第1および第2の分岐光学系がそれぞれ第1および第2のレンズ群517、518を備え、両レンズ群にて結像された像を撮像素子52に投影する構成としたが、本発明はこれに限られない。すなわち、第1および第2の分岐光学系に共通のレンズ群を設けて、ハーフミラー511を透過した光を共通のレンズ群の上部領域に入射させ、ハーフミラー511を反射して、ミラー512〜514を反射した光を共通のレンズ群の下部領域に入射させる構成としてもよい。共通のレンズ群の被写界深度が十分に広ければ、共通のレンズ群の後方に設けた撮像素子には、図11に示されるように、上部領域に第1の分岐光路にて結像された虹彩像が投影され、下部領域に第2の分岐光路にて結像された虹彩像が投影される。
In the above example, the first and second branch optical systems include the first and
このような本発明の第5の実施の形態の虹彩撮像カメラ装置5によっても、第1の実施の形態と同様に、虹彩までの距離に応じた合焦度特性が異なる第1および第2の撮像モードの各々で撮像された虹彩画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、この判定された距離に基づいて、被撮像者を適切な位置に誘導できる。 Also with the iris imaging camera device 5 according to the fifth embodiment of the present invention, the first and second focus degree characteristics differ according to the distance to the iris, as in the first embodiment. Since the distance to the subject is determined based on the difference in focus between the iris images captured in each of the imaging modes, the person to be imaged can be guided to an appropriate position based on the determined distance.
さらに、虹彩画像取得装置50は、第1の実施の形態と同様に、共通光軸上で互いにずれた合焦範囲を有しており、被写体である虹彩が第1および第2の合焦範囲のいずれかに位置すれば焦点の合った虹彩像が得られるので、オートフォーカス機能を備えない簡単な構成で、虹彩までの距離が広い範囲でピントの合った虹彩像が得られる。
Furthermore, the iris
なお、以上の説明では、虹彩画像取得装置10〜50が、第1および第2の2つの撮像モードを有する例について説明したが、虹彩画像取得装置が3つ以上の撮像モードを有していてもよい。
In the above description, the example in which the iris
また、以上の説明では、本発明のカメラ装置が、虹彩認証のために人の虹彩を撮像するカメラ装置である例を説明したが、本発明のカメラ装置は、これに限られず、被写体を特に限定しない目的で用いられる一般的なカメラ装置であってもよい。 In the above description, the example in which the camera device of the present invention is a camera device that captures an image of a human iris for iris authentication has been described. It may be a general camera device used for a non-limiting purpose.
さらに、以上の説明では、第1および第2のモードの合焦度特性が合焦範囲の深さ程度にずれていて、第1の撮像モードの合焦範囲と第2の撮像モードの合焦範囲が隣接している例を説明したが、本発明はこれに限られない。すなわち、複数の撮像モードごとに、被写体までの距離に応じた合焦度特性が異なっているのであれば、それらの撮像モードで撮像された画像の合焦度は異なっており、その合焦度の相違を用いれば、上記にて説明したようにして被写体までの距離を判定できる。したがって、第1の撮像モードの合焦範囲と第2の撮像モードの合焦範囲が隣接していなくても、被写体までの距離を判定できる。 Furthermore, in the above description, the focus degree characteristics of the first and second modes are shifted by about the depth of the focus range, and the focus range of the first image capture mode and the focus of the second image capture mode are the same. Although an example in which the ranges are adjacent has been described, the present invention is not limited to this. That is, if the focus degree characteristics according to the distance to the subject are different for each of the plurality of imaging modes, the degrees of focus of the images captured in those imaging modes are different, and the degree of focus is If the difference is used, the distance to the subject can be determined as described above. Therefore, the distance to the subject can be determined even if the focusing range in the first imaging mode and the focusing range in the second imaging mode are not adjacent to each other.
以上のように、本発明にかかるカメラ装置は、合焦度特性が異なる複数の撮像モードの各々で撮像された被写体画像の合焦度の相違に基づいて被写体までの距離を判定するので、判定された距離を用いて合焦度の高い画像を撮像できるという効果を有し、虹彩認証のために虹彩を撮像する虹彩撮像カメラ装置等として有用である。 As described above, the camera device according to the present invention determines the distance to the subject based on the difference in the degree of focus of the subject image captured in each of the plurality of imaging modes having different focus degree characteristics. This has the effect of being able to capture an image with a high degree of focus using the measured distance, and is useful as an iris imaging camera device that images the iris for iris authentication.
1、2、3、4、5 虹彩撮像カメラ装置
7、8 合焦範囲
9 拡大合焦範囲
10、20、30、40、50 虹彩画像取得装置
60、70、80 虹彩認証装置
63、73、83 被写体距離判定部
64、74、84 誘導ガイダンス部
62、72 合焦判定
641 表示部
642 音声出力部
821 上部合焦判定部
822 下部合焦判定部
1, 2, 3, 4, 5 Iris
Claims (5)
前記複数の撮像モードで撮像された被写体画像の合焦度の相違に基づいて、前記被写体までの距離を判定する距離判定手段と、
を備えたことを特徴とするカメラ装置。 Image acquisition means for acquiring subject images captured in a plurality of imaging modes having different characteristics of the degree of focus on the subject;
Distance determining means for determining a distance to the subject based on a difference in focus degree of the subject image captured in the plurality of imaging modes;
A camera device comprising:
前記複数の撮像モードは、前記複数の分岐光路を通して被写体像を結像させて、前記被写体画像を撮像する撮像モードであることを特徴とする請求項1に記載のカメラ装置。 The area where the subject is located has a common optical axis, and has a plurality of branched optical axes branched from the common optical axis, and is different from each other on the common axis for each branched optical path of the plurality of branched optical axes. An imaging optical means having a plurality of focusing ranges;
2. The camera device according to claim 1, wherein the plurality of imaging modes are imaging modes in which a subject image is formed through the plurality of branch optical paths to capture the subject image.
前記複数の撮像モードで取得された虹彩画像の合焦度の相違に基づいて、前記複数の撮像モードの各々の前記合焦度特性に対応する複数の合焦範囲の少なくとも1つの中に前記虹彩が入るように被撮像者を誘導する誘導手段と、
を備えたことを特徴とする虹彩撮像カメラ装置。 An iris image acquisition means for acquiring an iris image captured in a plurality of imaging modes having different characteristics of the degree of focus on the iris;
The iris is included in at least one of a plurality of in-focus ranges corresponding to the in-focus degree characteristics of each of the plurality of imaging modes based on a difference in in-focus degree of the iris images acquired in the plurality of imaging modes. Guiding means for guiding the person to be imaged to enter,
An iris imaging camera device comprising:
前記誘導手段は、前記虹彩が前記複数の合焦範囲のいずれにも入っていない場所であって、本装置から手前側の合焦範囲に対応する撮像モードにて撮像された第1の虹彩画像の合焦度が奥側の合焦範囲に対応する撮像モードにて撮像された第2の虹彩画像の合焦度よりも高いときには、被撮像者を遠ざけるように誘導し、前記第2の虹彩画像の合焦度が前記第1の虹彩画像の合焦度よりも高いにときには、被撮像者を近づけるように誘導することを特徴とする請求項3に記載の虹彩撮像カメラ装置。 The plurality of focus ranges are adjacent to each other and are different from each other in front and back.
The guiding means is a first iris image captured in an imaging mode corresponding to a focusing range on the near side from the apparatus, where the iris is not included in any of the plurality of focusing ranges. When the in-focus level is higher than the in-focus level of the second iris image imaged in the imaging mode corresponding to the in-focus range, the user is guided away and the second iris is The iris imaging camera device according to claim 3, wherein when the degree of focus of the image is higher than the degree of focus of the first iris image, guidance is performed to bring the person to be imaged closer.
The iris imaging camera device according to claim 3 or 4, wherein the guide means guides the person to be imaged by at least one of display and sound.
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