JP2002218049A - 目画像撮像装置を備えた携帯電話機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で目画像を適確に撮影し、個人認証
を行うことができる携帯電話機を提供する。 【解決手段】携帯電話機における目画像撮像装置は、携
帯電話機の長手方向上方に設けられ、対物レンズ１、撮
像部を構成するＣＣＤ等の撮像素子２、目印部としての
遮光部３、ミラー４、ＬＥＤ５、可視光遮断フィルタ
６、照明用ＬＥＤ７、照明用レンズ８を含む。対物レン
ズ１及び照明用レンズ８は、携帯電話機の側面（長手方
向及び厚さ方向にほぼ平行な面）の内、アンテナ３０が
配置される側とは反対側の側面に配置される。撮像素子
２及びミラー４は、対物レンズ１とともに撮像光学系を
形成するもので、撮像光学系の光軸９が携帯電話機の厚
さ方向に対して略垂直な面上に存在するように、携帯電
話機内部に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の認証を行
うための目画像撮像装置を備えた携帯電話機に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機の高性能、多機能化に伴い、
利用者の個人認証を行う必要性が増大している。また、
人間の虹彩パターンは幼年期に完成されるものであり、
個人毎にまた同一人であっても右目と左目で異なってい
るため、虹彩パターンデータを個人認証データとして利
用するシステムも実用化されている。そして、虹彩パタ
ーンによる認証機能を備えた携帯電話機も提案されてい
る（例えば、特開平１１−１４６０５７号公報、特開２
０００−３０７７１５公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の携
帯電話機は、目画像を撮影するための対物レンズが、携
帯電話機本体正面すなわち厚さ方向に向けて配置され
る。しかし、携帯電話機の正面には、各種操作キー、表
示パネル、スピーカ、マイク等の携帯電話機に必須の要
素が配置されるため、撮影光路を含む設置スペースを確
保するのが非常に困難である。また、対物レンズと撮像
部との距離を充分確保できず、必要な精度の画像を得る
ためには、大型のものとなる。さらに、目の撮影のため
の照明は、人の姿勢、まつげの存在、目又は眼鏡の反射
を考慮すると対物レンズの一定距離下方に配置するのが
好適であるが、正面に配置した場合は、スピーカ、表示
部等の携帯電話機の他の要素の存在により、最適な位置
に配置できない。

【０００４】また、撮像レンズの大きさに限度があるた
め、目画像の撮影時に撮影光学系の光軸上に自分の目を
合わせることが難しく、撮影及び認証に時間がかかると
いう問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るもので、簡単な構成で目画像を適確に撮影し、個人認
証を行うことができる携帯電話機を提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の携帯電話機は、
使用者の認証を行うための目画像撮像装置を備えてお
り、前記目画像撮像装置の撮像光学系の光軸は、携帯電
話機の厚さ方向に対して略垂直な面上に存在し、前記目
画像撮像装置の対物レンズは、携帯電話機の長手方向及
び厚さ方向に平行な側面に配置されるものである。こう
すると、携帯電話機内部に目画像撮像装置の設置スペー
スを確保するのが容易になる。

【０００７】また、前記対物レンズは、携帯電話の長手
方向中間位置よりスピーカ配置側に配置されるものであ
る。通常、携帯電話機はマイク配置側を把持して使用さ
れるので、こうすると、目画像撮像のために把持位置を
ほとんど移動させる必要がない。

【０００８】また、前記携帯電話機のアンテナは、前記
対物レンズが配置されない側の側面に隣接して配置され
るものである。こうすると、側面からの撮影光路を簡単
に確保でき、伸縮可能なホィップアンテナを使用した携
帯電話機に適用する場合に好適である。

【０００９】本発明の携帯電話機の目画像撮像装置は、
さらに、撮像部と、撮影光学系の光軸と同心に設けられ
た目印部と、可視光源からの可視光を、撮影光路の途中
から前記対物レンズ側に誘導する導光部とを有し、前記
導光部は、前記目印部より前記撮像部側に位置し、前記
導光部の中心が前記光軸と一致しているものである。こ
うすると、使用者が対物レンズをのぞいたとき見える目
印部と誘導可視光との位置関係により、目の移動方向を
正確に把握できる。

【００１０】また、前記導光部を、前記対物レンズと前
記撮像部の中間点よりも前記撮像部に近い位置に配置し
たものである。こうすると、撮像していないもう片方の
目から、前記導光部が見えてしまうことがなくなり、目
の位置を合わせ易くなる。

【００１１】また、前記目印部を前記撮影光路の一部を
遮光する遮光部で構成したものである。前記遮光部は、
前記対物レンズに接着されたシール、又は前記対物レン
ズに塗布された塗料で構成される。

【００１２】また、前記撮影光学系の前記対物レンズと
前記撮像部との間にミラーを設け、前記導光部を、前記
ミラーの前記光軸周辺に形成した可視光透過可能部を含
んで構成したものである。このように構成すると、撮像
装置がコンパクトに構成できる。

【００１３】また、前記導光部が誘導する可視光を、前
記可視光透過可能部の後ろに配置された２色ＬＥＤから
得ることにより、焦点が合っている場合と合っていない
場合とで色を変化させ、モニタ画面を見なくても、焦点
を合わせることができるようにしたものである。

【００１４】本発明の携帯電話機の目画像撮像装置は、
被写体を照明する照明装置をさらに有し、前記照明装置
は、前記対物レンズが配置された側面に配置されるもの
である。その際、前記対物レンズに対して、携帯電話機
のマイクロフォン配置側に配置されるのが好ましい。こ
うすると、照明光の方向と撮影光軸とを傾けることがで
き、眼鏡及び眼球からの反射光の影響をなくすることが
できる。また、目の下方から照明することができるの
で、まつげの存在による影響を防止できる。

【００１５】また、前記照明装置は、赤外光によって照
明するものであり、前記目画像撮像装置には、さらに前
記可視光の誘導位置と前記撮像部との間に可視光遮断フ
ィルタが設けられるものである。こうすると、赤外光に
よって目画像が撮影でき、撮像素子に対する可視光の影
響をなくすることができるため、高精度の画像を取得す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図を用いて説明する。図１は、本発明の携
帯電話機の構成を模式的に示すもので、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。目画像撮像装置以外の部分
は、省略してあるが、この携帯電話機の長手方向上方
（図１のアンテナが突出している側）にはスピーカが、
長手方向下方にはマイクロフォンが、ともに正面（図１
（ａ）紙面側）に向けて設けられる。また、同様に長手
方向上方正面には表示パネルが設けられ、長手方向下方
正面には各種操作キーが設けられる。

【００１７】図１の携帯電話機における目画像撮像装置
は、携帯電話機の長手方向上方に設けられ、対物レンズ
１、撮像部を構成するＣＣＤ等の撮像素子２、目印部と
しての遮光部３、ミラー４、ＬＥＤ５、可視光遮断フィ
ルタ６、照明用ＬＥＤ７、照明用レンズ８を含む。

【００１８】対物レンズ１及び照明用レンズ８は、携帯
電話機本体の側面（長手方向及び厚さ方向にほぼ平行な
面）の内、アンテナ３０が配置される側とは反対側の側
面に配置される。照明用レンズ８は、対物レンズ１に対
して長手方向下方に配置される。携帯電話機本体の側面
には、対物レンズ１及び照明用レンズ８に対応して孔部
が設けられ、対物レンズ１側の孔部は、撮像光学系の絞
りの機能を有する。

【００１９】撮像素子２及びミラー４は、対物レンズ１
とともに撮像光学系を形成するもので、撮像光学系の光
軸９が携帯電話機の厚さ方向に対して略垂直な面上に存
在するように、携帯電話機内部の適当な位置に配置され
る。図１では、光路をほぼ垂直に屈曲するようにミラー
４が配置されているが、携帯電話機の内部スペースによ
っては、ミラー４の配置角度を変えることにより、屈曲
角度を任意のものとすることができる。

【００２０】照明用ＬＥＤ７は、被写体を照明するため
の照明光を発するもので、照明用レンズ８の後方に設け
られる。虹彩の撮影には赤外光が適しているので、照明
用ＬＥＤ７として赤外光を発するＬＥＤが用いられる。
可視光遮断フィルタ６は、撮像素子２に対する可視光の
影響をなくするために、撮像素子２の手前に設けられ
る。

【００２１】ミラー４の光軸周辺は、撮像レンズ側から
見たときにほぼ円形となるような形状でアルミニウム蒸
着による反射膜が除去され、透過部１０が形成される。
透過部１０の後方には、可視光を発するＬＥＤ５が設け
られる。したがって、ＬＥＤ５からの可視光は、透過部
１０によって、対物レンズ１側に誘導されることにな
り、これらの要素が、撮影光路の途中から可視光を誘導
する導光部を構成する。また、対物レンズ１に設けられ
る遮光部３は、撮影光学系の光軸９と同心に設けられ、
可視光を遮光するシール、塗布された塗料からほぼ円形
に構成される。ＬＥＤ５、透過部１０、遮光部３は、目
の位置合わせ時に目の移動方向を正確に把握するために
設けられるもので、詳細は後述する。

【００２２】以上のように、目画像撮像装置の対物レン
ズを携帯電話機の長手方向及び厚さ方向に平行な側面に
配置し、前記目画像撮像装置の撮像光学系をその光軸が
携帯電話機の厚さ方向に対して略垂直な面上に存在する
ように配置しているので、撮影光路を含む設置スペース
を確保するのが容易になる。また、対物レンズと撮像部
との距離を充分確保できるため、小型のもので必要な精
度の画像を得ることができる。さらに、目の撮影のため
の照明装置も最適な位置に配置できる。

【００２３】なお、図１では、ミラー４によって光路を
ほぼ屈曲しているが、スペースが確保できれば、ミラー
４を省略してもよい。

【００２４】次に、ＬＥＤ５、透過部１０、遮光部３の
機能について説明する。図２は、図１に示される目画像
撮像装置の光学系を模式的に示したものである。説明を
簡単にするために、ミラー４を省略するとともに、ＬＥ
Ｄ５及び透過部１０に換えて単に導光部１１として記載
してある。導光部１１からの可視光１２の断面及び遮光
部３の段面は、前述したようにほぼ円形に構成される
が、それらの撮影光学系の有効光路断面に対する面積比
率は、ほぼ同じか又は前記可視光１２の面積比率が若干
大きく設定される。

【００２５】図２において、目が光軸９上にあると、遮
光部３と誘導された可視光６は、その面積がほぼ一致し
ているので、図３（ａ）に示す金環日食のように見え
る。そして、そのときの撮像素子２による撮影画像は、
図３（ｂ）のように目が中央位置になるので、この状態
で撮影画像を取り込めば、虹彩パターンを精度良く認識
することができる。

【００２６】それに対して、目の位置が光軸５とずれて
いると、図３（ｃ）に示す部分日食のように見え、その
ときの撮像素子２による撮影画像は、図３（ｄ）のよう
になる。このような状態では、良好な虹彩パターンが得
られないので、目の位置を移動させる必要があるが、図
３（ｃ）によって移動させるべき方向が簡単に認識でき
る。

【００２７】また、導光部１１は、図４に示すように対
物レンズ１と撮像部２の中間点ａよりも撮像部２に近い
位置に配置される。すなわち、図１においてミラー４
は、撮像部２に近い側に配置される。導光部１１を対物
レンズ１に近い側（例えばｂの位置）に配置すると、撮
影すべき目（図では右目Ｒ）の中心と遮光部３と導光部
１１が一直線上に乗った時に、もう片方の目（図では左
目Ｌ）から導光部１１が見えてしまい、目の位置を合わ
せ難い。これに対して、導光部１１を撮像部２に近つけ
ると、左目Ｌからは見えなくなるので、目の位置を合わ
せ易くなる。特に、片目だけをつぶること（ウィンク）
ができない人は、目の位置を合わせ易い。

【００２８】遮光部３として設けられるシール又は塗料
は、可視光を遮光するものなら何色でもよい。対物レン
ズ１は奥が暗くて、黒く見えるので、遮光部３が暗いと
遮光部３の位置が解り難いが、白っぽい色であれば確認
し易くなるため、白色又は黄色が好適である。遮光部３
の撮影光学系の有効光路断面に対する面積比率は、大き
いほど認識能力は高まるが、逆に撮影画像の明るさが減
少するので、５パーセント程度とするのが好ましい。ま
た、ＬＥＤ５が発光する可視光は何色でもよいが、人間
の識別能力等を考慮すると緑色光が好適である。

【００２９】また、目の位置合わせのための目印部とし
て遮光部を用いたが、可視光との位置関係が認識できる
ものであれば、二重丸や十字マーク等を目印部として用
いてもよい。また、特別な目印部を設けないで、対物レ
ンズ１の絞り部を環状の遮光部として用いてもよい。

【００３０】目画像を精度よく撮影するには、撮影画像
の中央に目の位置を合わせるだけでなく、焦点が合わせ
る必要があり、何らかの確認手段が必要である。本発明
では、焦点が合っている場合と合っていない場合で導光
部１１の色を変えることによって確認するものである。
そのため、ミラー４後部のＬＥＤ５を２色ＬＥＤとし、
焦点が合っている時と合っていない時で色を変えると、
特別な確認手段を設けることなく焦点を合わせることが
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、小型の目画像撮像装置を携帯電話機に組み込
むことが可能となり、また、対物レンズをのぞいたとき
見える目印部と誘導可視光との位置関係により、目の移
動方向を正確に把握でき、精度良く虹彩画像を取得する
ことができる携帯電話機を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の携帯電話機の構成を模式的に示す図

【図２】図１に示される目画像撮像装置の光学系を模式
的に示した図

【図３】図１の装置における遮光部と誘導可視光の見え
方及び撮像素子による撮像画像の例を示す図

【図４】図１に示される目画像撮像装置における導光部
の位置を説明する図

【符号の説明】

１・・・対物レンズ ２・・・撮像素子（ＣＣＤ） ３・・・遮光部 ４・・・ミラー ５・・・ＬＥＤ ６・・・可視光遮断フィルタ ７・・・照明用ＬＥＤ ８・・・照明用レンズ ９・・・光軸 １０・・・透過部 １１・・・導光部 １２・・・誘導可視光 ３０・・・アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｍ 1/725 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ Ａ Ｈ０４Ｂ 7/26 １０９Ｒ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者の認証を行うための目画像撮像装
   置を備えた携帯電話機であって、 前記目画像撮像装置の撮像光学系の光軸は、携帯電話機
   本体の厚さ方向に対して略垂直な面上に存在し、 前記目画像撮像装置の対物レンズが、前記携帯電話機本
   体の長手方向及び厚さ方向で形成される面に対して略平
   行な面に配置される携帯電話機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の携帯電話機であって、 前記対物レンズは、前記携帯電話機本体の長手方向中間
   位置よりスピーカ配置側に配置される携帯電話機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の携帯電話機であっ
   て、 前記携帯電話機のアンテナは、前記対物レンズが配置さ
   れない側の側面に隣接して配置される携帯電話機。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか1項記載の
   携帯電話機であって、 前記目画像撮像装置は、さらに、撮像部と、撮影光学系
   の光軸と同心に設けられた目印部と、可視光源からの可
   視光を、撮影光路の途中から前記対物レンズ側に誘導す
   る導光部とを有し、 前記導光部は、前記目印部より前記撮像部側に位置し、
   前記導光部の中心が前記光軸と一致している携帯電話
   機。
5. 【請求項５】 請求項４記載の携帯電話機であって、 前記導光部は、前記対物レンズと前記撮像部の中間点よ
   りも前記撮像部に近い位置に配置される目画像撮像装
   置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の携帯電話機であっ
   て、 前記目印部が前記撮影光路の一部を遮光する遮光部であ
   る携帯電話機。
7. 【請求項７】 請求項６記載の携帯電話機であって、 前記遮光部は、前記対物レンズに接着されたシール、又
   は前記対物レンズに塗布された塗料からなる携帯電話
   機。
8. 【請求項８】 請求項４ないし７のいずれか１項記載の
   携帯電話機であって、 前記撮影光学系は、前記対物レンズと前記撮像部との間
   にミラーを含み、 前記導光部は、前記ミラーの前記光軸周辺に形成した可
   視光透過可能部を含む携帯電話機。
9. 【請求項９】 請求項８記載の携帯電話機であって、 前記導光部が誘導する可視光は、前記可視光透過可能部
   の後ろに配置された２色ＬＥＤから得られ、焦点が合っ
   ている場合と合っていない場合とで色が変化するもので
   ある携帯電話機。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれか1項記載
    の携帯電話機であって、 前記目画像撮像装置は、被写体を照明する照明装置をさ
    らに有し、前記照明装置は、前記対物レンズが配置され
    た側面に配置される携帯電話機。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の携帯電話機であっ
    て、 前記照明装置の前記対物レンズに対する配置位置は、携
    帯電話機のマイクロフォン配置側である携帯電話機。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１記載の携帯電話機
    であって、 前記照明装置は、赤外光によって照明するものであり、 前記目画像撮像装置は、さらに前記可視光の誘導位置と
    前記撮像部との間に配置される可視光遮断フィルタを有
    する携帯電話機。