JP2003036434A - 携帯型個人認証装置用光学システム - Google Patents

携帯型個人認証装置用光学システム

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JP2003036434A
JP2003036434A JP2001221397A JP2001221397A JP2003036434A JP 2003036434 A JP2003036434 A JP 2003036434A JP 2001221397 A JP2001221397 A JP 2001221397A JP 2001221397 A JP2001221397 A JP 2001221397A JP 2003036434 A JP2003036434 A JP 2003036434A
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optical system
light
lens
objective lens
photographing
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Application number
JP2001221397A
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English (en)
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Yoji Kubota
洋治 久保田
Seiji Kasuga
誠司 春日
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NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK
Nagano Optics Laboratory Corp
Original Assignee
NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK
Nagano Optics Laboratory Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 個人認証用の虹彩情報を撮影できる小型で廉
価な、携帯用通信機器に組み込むのに適した携帯型個人
認証装置用光学システムを提案すること。 【解決手段】 携帯型個人認証用光学システム２１は、
対物レンズ２２、第１の固体撮像素子２３、および対物
レンズ２２を介しての入射光Ｌ２４を第１の固体撮像素
子２３に収束させるための第１のレンズ２５を備えた全
体画像撮影用光学系２６と、全体画像撮影用光学系２６
による撮影領域内の一部の領域を照明する部分照明用光
源２８と、上記の対物レンズ２２、第２の固体撮像素子
２９、および部分照明用光源２８による照射領域から対
物レンズ２２を介して入射した入射光Ｌ３０を第２の固
体撮像素子２９に収束させるための第２のレンズ３１を
備えた虹彩撮影用光学系３２を有している。虹彩撮影用
光学系３２の固体撮像素子２９から個人認証用の虹彩情
報を取得できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＤＡ、携帯電話
等の携帯用通信機器に用いられる画像入力装置用光学シ
ステムに関し、更に詳しくは、画像入力情報に含まれる
人の目の虹彩情報を用いて個人を識別する携帯型個人認
証装置用光学システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的な虹彩認証システムでは、
カメラで顔全体の像を撮影した後に、その顔全体の像か
ら目の位置を認識し、片方の目の位置にカメラを向け、
その目のみをズームアップし、当該目の詳細な像を撮影
し、これにより得られた目の像を解析して目の虹彩に関
するデータを取得する方法が採用されている。また、別
の方法として、予め定めた位置に人の顔を機械的な手段
によって固定することにより、目の位置を予め定めた位
置に固定し、目が位置する範囲のみを撮影して、目の虹
彩に関するデータを取得する方法も知られている。
【０００３】ここで、近年においては、携帯電話、ＰＤ
Ａなどの携帯用通信機器として、画像入力装置が内蔵さ
れ、画像情報を取得して無線通信回線を介して転送可能
なものが普及している。このような画像入力装置を備え
た携帯用通信機器を用いる場合には、オンラインショッ
ピングなどにおける個人認証を、目の虹彩情報に基づき
行うことが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
虹彩認識システムを携帯用通信機器の個人認証システム
に用いる場合には、次のような解決すべき課題がある。
【０００５】まず、目の大きさは顔全体の大きさからす
ると小さく、虹彩は目の一部分であるので、顔全体の大
きさに対して極めて小さい。そのため、はじめに顔全体
を撮影し、次に目の明瞭な像を得ることによりそこに含
まれている虹彩の情報を認識する個人認証システムの場
合には、虹彩を識別できるような詳細な虹彩情報を取得
するために、カメラ自体にズームアップ機構のような高
度な撮像機能を含む光学系を組み込む必要がある。この
ため、カメラが高価になる上、全体の画像入力装置のシ
ステム構成も大きくなり、携帯用通信機器に組み込むこ
とが困難である。
【０００６】また、目の位置を機械的に固定する方法
は、携帯用通信機器に用いることは困難である。さら
に、このような目の位置を機械的に固定することを前提
とした虹彩認証システムでは、常に定まった位置にある
目を撮影すればよいので、その画像入力装置における撮
影可能な範囲が極めて限定されている。よって、携帯用
通信機器に備わっている画像入力装置（カメラ）に組み
込んでも、目の部分を撮影できない場合があり、虹彩情
報による個人認証を行えないことがある。
【０００７】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
個人認証を行うための虹彩情報を取得可能な小型で廉価
な画像入力装置用光学系を備えた携帯型個人認証装置用
光学システムを提案することにある。
【０００８】また、本発明の課題は、個人認証を行うた
めに必要とされる明瞭な虹彩情報を常に取得可能な携帯
型個人認証装置用光学システムを提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の携帯型個人認証装置用光学システムは、
対物レンズおよび固体撮像素子を備えた全体画像撮影用
光学系と、この全体画像撮影用光学系による撮影領域内
の一部の領域を照明する部分照明用光源とを有すること
を特徴としている。
【００１０】ここで、前記部分照明用光源からの照明光
を前記全体画像撮影用光学系の光路に導くためのダイク
ロイックプリズムを有している場合には、このダイクロ
イックプリズムを、前記対物レンズおよび前記固体撮像
素子の間、または、前記対物レンズの前方に配置すれば
よい。
【００１１】また、前記部分照明用光源を前記全体画像
撮影用光学系とは別に配置する場合には、前記部分照明
用光源からの照明光を前記撮影領域内の一部に導くため
の集光レンズを備えた構成とすればよい。
【００１２】さらに、夜間などにおいても撮影を行うこ
とができるようにするためには、前記全体画像撮影用光
学系による撮影領域を照明するための全体照明用光源を
有していることが望ましい。
【００１３】次に、本発明の携帯型個人認証装置用光学
システムは：対物レンズ、第１の固体撮像素子、および
前記対物レンズを介しての入射光を前記第１の固体撮像
素子に収束させるための第１のレンズを備えた全体画像
撮影用光学系と；前記全体画像撮影用光学系による撮影
領域内の一部の領域を照明する部分照明用光源と；前記
対物レンズ、第２の固体撮像素子、および前記部分照明
用光源による照射領域から前記対物レンズを介して入射
した入射光を前記第２の固体撮像素子に収束させるため
の第２のレンズを備えた虹彩撮影用光学系とを有してい
ることを特徴としている。
【００１４】本発明において、前記対物レンズを介して
入射した入射光に含まれる特定波長帯域の光成分を分離
して前記虹彩撮影用光学系の前記第２のレンズに導くた
めの光分離素子を備えた構成を採用することができる。
【００１５】この場合には、前記光分離素子は、前記特
定波長帯域の光成分を透過し、それ以外の光成分を反射
する分離膜を備えたダイクロイックプリズムとすること
ができる。
【００１６】また、この場合、前記部分照明用光源を赤
外光領域を含む波長帯域の光を出射する光源とし、前記
光分離素子を、赤外光を分離して前記第２のレンズに導
くものとすればよい。
【００１７】さらに、この場合、前記第２のレンズから
の光を前記第２の固体撮像素子に向けて透過し、前記部
分照明用光源からの出射光を前記第２のレンズに導くた
めの導光素子を配置すればよい。
【００１８】ここで、前記全体画像撮影用光学系による
撮影領域を照明するための全体照明用光源を有している
ことが望ましい。
【００１９】また、前記部分照明用光源からの出射光を
前記全体画像撮影用光学系の撮影領域の一部に導くため
の集光レンズを備えた構成とすることもできる。
【００２０】次に、本発明の携帯型個人認証装置用光学
システムは：対物レンズ、固体撮像素子、および前記対
物レンズを介しての入射光を前記固体撮像素子に収束さ
せるための第１のレンズを備えた全体画像撮影用光学系
と；前記全体画像撮影用光学系による撮影領域内の一部
の領域を照明するために、赤外光領域を含む波長帯域の
光を出射する部分照明用光源と；前記対物レンズ、前記
固体撮像素子、前記対物レンズを介して入射した入射光
を前記固体撮像素子に収束させるための第２のレンズ、
および前記対物レンズを介して入射する赤外光を前記第
２のレンズに導くと共に当該第２のレンズからの出射光
を前記固体撮像素子に導くための導光手段を備えた虹彩
撮影用光学系と；前記対物レンズに入射する入射光から
赤外光をカットする赤外光カットフィルタおよび当該入
射光から可視光をカットする可視光カットフィルタを備
え、これらのフィルタを選択的に前記対物レンズの前面
に配置可能なフィルタ手段とを有していることを特徴と
している。
【００２１】本発明の携帯型個人認証装置用光学システ
ムでは、全体画像撮影用光学系および虹彩撮影用光学系
が共通の固体撮像素子を利用できるので、高価な固体撮
像素子の枚数を減らし、システムをその分、廉価に構成
できる。
【００２２】ここで、前記導光手段としては、前記対物
レンズを介して入射する赤外光成分を前記第２のレンズ
に向けて反射し、可視光成分を透過させる分離膜を備え
た光路分離用ダイクロイックプリズムを備えた構成のも
のとすることができる。
【００２３】また、前記対物レンズを介して入射する可
視光成分を透過し、前記第２のレンズからの赤外光成分
を反射する分離膜を備えた光路合成用ダイクロイックプ
リズムを備えたものとすることができる。
【００２４】さらに、前記対物レンズからの光を透過さ
せると共に前記部分照明用光源からの光を前記対物レン
ズに向けて反射するための導光素子を備えていることが
望ましい。
【００２５】この場合、前記第１のレンズと前記固体撮
像素子の間に、前記光路分離用ダイクロイックプリズム
および前記光路合成用ダイクロイックプリズムを配置す
ればよい。
【００２６】次に、前記光路分離用ダイクロイックプリ
ズムを前記対物レンズと前記第１のレンズの間に配置
し、前記光路合成用ダイクロイックプリズムを前記第１
のレンズと前記固体撮像素子の間に配置してもよい。
【００２７】一方、本発明の携帯型個人認証装置用光学
システムは：第１の対物レンズ、および、この第１の対
物レンズを介して入射する入射光が結像する固体撮像素
子を備えた全体画像撮影用光学系と；前記全体画像撮影
用光学系による撮影領域内の一部の領域を照明するため
に、赤外光領域を含む波長帯域の光を出射する部分照明
用光源と；第２の対物レンズ、この第２の対物レンズを
介して入射した入射光を前記固体撮像素子に結像させる
ために当該固体撮像素子に導く導光手段を備えた虹彩撮
影用光学系と；前記第１および第２の対物レンズに入射
する入射光を選択的に遮断するための遮光板と；を有し
ていることを特徴としている。
【００２８】ここで、前記導光手段は、前記第１の対物
レンズおよび前記固体撮像素子の間に配置された光路合
成用ダイクロイックプリズムと、前記第２の対物レンズ
の背面側に配置された全反射板とを備え、前記光路合成
用ダイクロイックプリズムは、赤外光成分を反射し、可
視光成分を透過させる分離膜を備えており、前記第２の
対物レンズからの入射光が前記全反射板によって前記光
路合成用ダイクロイックプリズムに向けて反射されるよ
うに構成することができる。
【００２９】また、前記部分照明光源からの出射光を前
記第２の対物レンズに向けて反射し、当該対物レンズを
介しての入射光を透過させるための分離素子を備えた構
成とすることができる。
【００３０】なお、上記の各構成において、ダイクロイ
ックプリズムの代わりに、ダイクロイックミラーを使用
してもよいことは勿論である。
【００３１】また、上記の構成においては、ダイクロイ
ックプリズムによって、赤外光を反射し、可視光を透過
するように光学系を構成してあるが、逆に、赤外光を透
過し、可視光を反射するダイクロイックプリズム、ダイ
クロイックミラーあるいはダイクロイックフィルタを用
いて、光学系を構成するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した携帯型個人認証装置用光学システムの例を説
明する。
【００３３】（実施例１）図１は、本発明を適用した実
施例１に係る携帯型個人認証装置用光学システムの光学
系を示す概略構成図である。本例の携帯型個人認証装置
用光学システム１は、対物レンズ２およびＣＣＤなどの
固体撮像素子３を備えた全体画像撮影用光学系４と、こ
の全体画像撮影用光学系４による撮影領域５内の一部の
領域６を照明する部分照明用光源７とを有している。ま
た、部分照明用光源７からの照明光７Ｌを、全体画像撮
影用光学系４の光路４Ｌに導くためのダイクロイックプ
リズム８を有している。
【００３４】このダイクロイックプリズム８は、対物レ
ンズ２と固体撮像素子３の間に配置されている。ダイク
ロイックプリズム８は、図２に示すように、対物レンズ
２の前方に配置してもよい。
【００３５】この構成の携帯型個人認証装置用光学シス
テム１において、全体画像撮影用光学系４は、一般的に
携帯用通信機器に備わっているカメラの光学系を構成し
ている部分であり、その固体撮像素子３による撮像情報
により、撮影対象である人の顔全体９を撮影可能であ
る。
【００３６】また、本例のシステム１が内蔵されている
携帯用通信機器を所持している人が、オンラインショッ
ピングの購入代金決済などにおける個人認証を行う際に
は、そのカメラを自分の顔に向ける。これにより、本例
のシステム１の全体画像撮影用光学系４によって顔全体
９が撮影される。
【００３７】顔全体９の撮影時には、部分照明用光源７
も点灯するので、この部分照明用光源７からの照明光７
Ｌを人が認識した時点においては、全体画像撮影用光学
系４の固体撮像素子３には、顔全体９のうちの目１０の
位置を中心とした画像を取得できる。
【００３８】このように、本例のシステム１によれば、
部分照明用光源７からの照明光７Ｌがライトガイドとし
て機能するので、撮影者は、顔全体における目の部分を
中心とした画像を撮影することができる。よって、本例
のシステム１から画像を取得する不図示の虹彩認識装置
では、撮影された画像から明瞭な虹彩に関する情報を取
得することができるので、虹彩情報を用いた個人認証を
確実に行うことができる。なお、固体撮像素子３に高解
像度の撮像素子を使用すれば、人と対物レンズ２の距離
が離れた状態でも、個人認証に使用可能な虹彩の情報を
取得することが可能になる。
【００３９】なお、本例のシステムにおいて、全体画像
撮影用光学系４とは別個に部分照明用光源７を配置し、
ここからの照明光７Ｌを集光レンズを通して平行光など
として出射するようにしてもよい（後述の図５参照）。
また、夜間においても撮影を行うことができるようにす
るためには、照明用光源を配置して、全体画像撮影用光
学系４による撮影領域を照明可能とすればよい（後述の
図４参照）。
【００４０】（実施例２）次に、図３は、本発明を適用
した実施例２に係る携帯型個人認証用光学システムの光
学系を示す概略構成図である。本例の携帯型個人認証用
光学システム２１は、上記の実施例１のシステムに、目
の画像（虹彩の画像）のみを取得する虹彩撮影用光学系
を追加したものである。
【００４１】すなわち、本例のシステム２１は、対物レ
ンズ２２、第１の固体撮像素子２３、および対物レンズ
２２を介しての入射光Ｌ２４を第１の固体撮像素子２３
に収束させるための第１のレンズ２５を備えた全体画像
撮影用光学系２６を有している。また、全体画像撮影用
光学系２６による撮影領域内の一部の領域を照明する部
分照明用光源２８を有している。さらに、上記の対物レ
ンズ２２、第２の固体撮像素子２９、および部分照明用
光源２８による照射領域から対物レンズ２２を介して入
射した入射光Ｌ３０を第２の固体撮像素子２９に収束さ
せるための第２のレンズ３１を備えた虹彩撮影用光学系
３２を有している。
【００４２】これに加えて、本例では、対物レンズ２２
を介して入射した入射光２４に含まれる特定波長帯域の
光成分を分離して虹彩撮影用光学系３２の第２のレンズ
３１に導くための光分離素子としてのダイクロイックプ
リズム３３を有している。
【００４３】ここで、本例では、部分照明用光源２８は
近赤外光の波長帯域を中心波長帯域とする照明光Ｌ２８
を出射するものである。従って、ダイクロイックプリズ
ム３３は、対物レンズ２２を介して入射する入射光Ｌ２
４に含まれている赤外光成分を透過して第２のレンズ３
１に導き、可視光成分を直角に反射して第１のレンズ２
５に導く特性の分離膜３３ａを備えている。
【００４４】また、本例の虹彩撮影用光学系３２は、第
２のレンズ３１と第２の固体撮像素子２９の間に、当該
第２のレンズ３１からの光Ｌ３０を第２の固体撮像素子
２９に向けて透過し、部分照明用光源２８からの出射光
Ｌ２８を第２のレンズ３１に導くためのダイクロイック
プリズム３４（導光素子）を備えている。
【００４５】この構成のシステム２１において、被測定
物である人の顔の全体画像情報は、対物レンズ２２を介
して入射され、そこに含まれている可視光成分はダイク
ロイックプリズム３３で反射されて第１のレンズ２５に
よって第１の固体撮像素子２３上に結像する。全体画像
情報のうち近赤外光はダイクロイックプリズム３４を透
過して第２のレンズ３１に導かれ、第２の固体撮像素子
２９の上に結像する。
【００４６】ここで、本例のシステム２１においては、
全体画像撮影用光学系２６の第１のレンズ２５によって
設定される当該光学系の撮影範囲は、通常の携帯用通信
端末で用いる撮影範囲に設定されている。これに対し
て、虹彩撮影用光学系３２の第２のレンズ３１によって
設定される当該光学系の撮影範囲は、人の目の虹彩情報
を得るのに十分な範囲に設定されている。また、上記の
実施例１の場合と同様に、撮影時には、部分照明用光源
２８が点灯して、被撮影物である人が当該照明光Ｌ２８
を認識可能となっている。
【００４７】従って、人が部分照明用光源２８からの光
を認識した時には、固体撮像素子２９上で得られる画像
情報には、個人認証に必要な虹彩情報が取得されている
ので、当該固体撮像素子２９から得られる画像情報に基
づき、不図示の個人認証装置は虹彩情報に基づき個人認
証を行うことができる。また、固体撮像素子２３から得
られる画像情報に基づき、通常の携帯用通信端末に備わ
っているカメラ機能と同様に撮影を行うことができる。
【００４８】次に、図４には上記のシステム２１の変形
例を示してあり、対応する部位には同一の符号を付して
ある。図４に示す携帯型個人認証装置用光学システム２
１Ａでは、全体画像撮影用光学系２６による撮影領域を
照明するための全体照明用光源４２と、ここからの照明
光Ｌ４２を照明領域に向けて出射するための集光レンズ
４３を有している。本例のシステム２１Ａによれば、夜
間などでの撮影および個人認証用の虹彩情報の撮影が可
能になる。
【００４９】一方、図５には、上記のシステム２１の別
の変形例を示してあり、対応する部位には同一の符号を
付してある。図５に示す携帯型個人認証装置用光学シス
テム２１Ｂでは、ダイクロイックプリズム３４を削除
し、部分照明光源２８を全体撮影用光学系２６および虹
彩撮影用光学系３２とは別の位置に配置したものであ
る。すなわち、光学系２６および３２とは別の位置に配
置した部分照明用光源２８と、ここからの出射光Ｌ２８
を平行光などとして、全体画像撮影用光学系２６の撮影
領域の一部に導くための集光レンズ４４を有している。
【００５０】（実施例３）上記の実施例２では、全体画
像撮影用光学系のための固体撮像素子と、虹彩撮影用光
学系のための固体撮像素子とを備えている。固体撮像素
子は高価な素子であるので、システムを廉価に構成する
ためには、固体撮像素子を双方の光学系で共用すること
が望ましい。
【００５１】図６は、固体撮像素子を共用とした場合の
携帯型個人認証用光学システムの光学系を示す概略構成
図である。本例の携帯型個人認証用光学システム６１
は、対物レンズ６２、固体撮像素子６３、および対物レ
ンズ６２を介しての入射光を固体撮像素子６３に収束さ
せるための第１のレンズ６４を備えた全体画像撮影用光
学系を有している。
【００５２】また、全体画像撮影用光学系による撮影領
域６６内の一部の領域６７を照明するために、赤外光領
域を含む波長帯域の光を出射する部分照明用光源６８を
有している。さらに、対物レンズ６２と、固体撮像素子
６３と、対物レンズ６２を介して入射した入射光を固体
撮像素子６３に収束させるための第２のレンズ７０と、
対物レンズ６２を介して入射する赤外光を第２のレンズ
７０に導くと共に当該第２のレンズ７０からの出射光を
固体撮像素子６３に導くための導光手段７１を備えた虹
彩撮影用光学系を有している。
【００５３】これに加えて、対物レンズ６２に入射する
入射光から赤外光をカットする赤外光カットフィルタ７
３および当該入射光から可視光をカットする可視光カッ
トフィルタ７４を備え、これらのフィルタ７３、７４を
選択的に対物レンズ６２の前面に配置可能なフィルタ手
段７５を有している。
【００５４】本例の導光手段７１は、対物レンズ６２を
介して入射する赤外光成分を第２のレンズ７０に向けて
反射し、可視光成分を透過させる分離膜８１ａを備えた
光路分離用ダイクロイックプリズム８１を備えている。
また、対物レンズ６２を介して入射する可視光成分を透
過し、第２のレンズ７０からの赤外光成分を反射する分
離膜８２ａを備えた光路合成用ダイクロイックプリズム
８２を備えている。これらのダイクロイックプリズム８
１、８２は隣接配置されており、ダイクロイックプリズ
ム８１で反射された光の出射側に第２のレンズ７０が配
置されている。本例の導光手段７１は、更に、この第２
のレンズ７０から出射光をダイクロイックプリズム８２
に導くための直交する一対の反射面を備えた直角プリズ
ム８３も備えている。
【００５５】さらに、本例では、対物レンズ６２および
第１のレンズ６４の間に、対物レンズ６２からの光を透
過させると共に部分照明用光源６８からの光を対物レン
ズ６２に向けて反射するための導光素子としてのダイク
ロイックプリズム８５が配置されている。
【００５６】この構成のシステム６１において、フィル
タ手段７５によって赤外光カットフィルタ７３を対物レ
ンズ６２の前面に配置して、対物レンズ６２への入射光
から赤外光成分をカットした場合には、可視光成分から
なる撮影画像は、対物レンズ６２を介してダイクロイッ
クプリズム８５を透過する。さらに、第１のレンズ６４
を介した後に、ダイクロイックプリズム８１、８２を透
過して、固体撮像素子６３に結像する。この場合の撮影
範囲は第１のレンズ６４によって矢印６６で示す範囲に
設定されており、広い範囲の撮影を行うことができる。
【００５７】これに対して、フィルタ手段７５によって
可視光カットフィルタ７４を対物レンズ６２の前面に配
置して、対物レンズ６２への入射光から可視光成分をカ
ットする場合には、部分照明用光源６８が点灯される。
この場合には、部分照明用光源６８によって照明されて
いる狭い領域６７の撮影画像（赤外光成分）のみが対物
レンズ６２を通ってダイクロイックプリズム８５を透過
し、第１のレンズ６４を通過した後にダイクロイックプ
リズム８１によって直角に反射されて長焦点を作り出す
ための第２のレンズ７０を通り、直角プリズム８３およ
びダイクロイックプリズム８２を経由して固体撮像素子
６３に結像する。固体撮像素子６３で撮影する範囲は、
第２のレンズ７０によって狭い領域６７に設定されてい
る。よって、虹彩の撮影を行うことができる。
【００５８】このように、本例のシステム６１において
も、可視光に対しては通常のカメラと同様の広い撮影範
囲を持ち、赤外光に対しては特定の狭い範囲の撮影を行
うことができる。本例のシステムによっても前述の実施
例１、実施例２のシステムの場合と同様な効果を得るこ
とができる。
【００５９】次に、図７には、上記のシステム６１の変
形例を示してある。この図に示すシステム６１Ａでは、
部分照明用光源６８をシステム光軸６１ａの外側に配置
し、ここからの赤外光を集光レンズ９１を介して領域６
７に照射するようになっている。また、光路分離用ダイ
クロイックプリズム８１は対物レンズ６２と第１のレン
ズ６４の間に配置されており、光路合成用ダイクロイッ
クプリズム８２は第１のレンズ６４と固体撮像素子６３
の間に配置されている。さらに、ダイクロイックプリズ
ム８１によって反射されて第２のレンズ７０を経由した
後の赤外光を第２のダイクロイックプリズム８２に導く
ために、一対の反射板８３Ａ、８３Ｂが配置されてい
る。本例のシステム６１Ａによっても上記のシステム６
１と同様な効果が得られる。
【００６０】（実施例４）次に、図８には、２つの対物
レンズと、共通の固体撮像素子を用いた携帯型個人認証
装置用光学システムの光学系を示してある。
【００６１】本例の光学システム９１は、第１の対物レ
ンズ９２、および当該第１の対物レンズ９２を介しての
入射光が結像する固体撮像素子９３を備えた全体画像撮
影用光学系を有している。また、全体画像撮影用光学系
による撮影領域内の一部の領域を照明するために、赤外
光領域を含む波長帯域の光を出射する部分照明用光源９
４を有している。さらには、第２の対物レンズ９５、こ
の第２の対物レンズを介して入射した入射光を固体撮像
素子９３に導く導光手段９６を備えた虹彩撮影用光学系
を有している。これに加えて、第１および第２の対物レ
ンズ９２、９５に入射する入射光を選択的に遮断するた
めの可動式の遮光板９７を有している。
【００６２】本例の導光手段９６は、第１の対物レンズ
９２および固体撮像素子９３の間に配置された光路合成
用ダイクロイックプリズム９８と、第２の対物レンズ９
５の背面側に配置された全反射板９９とを備えている。
光路合成用ダイクロイックプリズム９８は、赤外光成分
を反射し、可視光成分を透過させる分離膜９８ａを備え
ており、第２の対物レンズ９５からの入射光が全反射板
９９によって光路合成用ダイクロイックプリズム９８に
向けて反射され、当該分離膜９８ａによって反射され
て、固体撮像素子９３に導かれるようになっている。
【００６３】本例では、第２の対物レンズ９５と全反射
板９９の間には、部分照明光源９４からの出射光を第２
の対物レンズ９５に向けて反射し、当該対物レンズ９５
を介しての入射光を透過して全反射板９９に導くための
分離素子１００を備えている。
【００６４】この構成の光学システム９１では、遮光板
９７が図に示すように第２の対物レンズ９７を遮蔽して
いる場合には、その第１の対物レンズ９２を介して入射
する入射光が固体撮像素子９３に結像して、通常のカメ
ラの撮影範囲の画像が得られる。
【００６５】これに対して、遮光板９７が第１の対物レ
ンズ９２を遮蔽している場合には、部分照明光源９４か
らの照明光が照明領域１０１内の特定領域１０２を照明
し、そこから反射した光が第２の対物レンズ９５を介し
て、導光手段９６によってダイクロイックプリズム９８
に導かれる。そして、その分離膜９８ａにおいて赤外光
成分のみが反射されて、固体撮像素子９３に結像する。
この結果、部分照明光源９４によって照明されている特
定領域の画像が撮像される。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の携帯型個
人認証装置用光学システムは、通常の携帯用通信機器に
備わっているカメラ機能を備えていると共に虹彩情報を
取得可能な部分照明用光源を備えているので、携帯用通
信機器に組み込まれている使用するカメラ機能を用いて
個人認証を行うための光学システムとして用いるのに適
している。
【００６７】また、本発明では、通常の携帯用通信機器
に備わっているカメラ機能としての全体画像撮影用光学
系と、その撮影画像の一部から虹彩情報を取得するため
の虹彩画像撮影用光学系とを備え、部分照明用光源を、
被撮影者である人に対して目の位置を示すためのライト
ガイドとして用いている。従って、瞳の位置をモニター
するなどの制御や、ズームアップ機能や、瞳の位置を機
械的に固定する機構を用いることなく、虹彩情報を確実
に取得できる。よって、携帯用通信機器に組み込むのに
適した小型で廉価な光学系を実現できる。
【００６８】さらに、本発明では、撮影領域を照明する
ための照明光源を備えているので、夜間や暗い場所にお
いても撮影が可能となり、日時や場所を選ばずに、個人
認証用の虹彩情報を取得できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施例１に係る携帯型個人認
証装置用光学システムの光学系を示す概略構成図であ
る。
【図２】図１のシステムの変形例を示す概略構成図であ
る。
【図３】本発明を適用した実施例２に係る携帯型個人認
証装置用光学システムの光学系を示す概略構成図であ
る。
【図４】図３のシステムの変形例を示す光学系の概略構
成図である。
【図５】図３のシステムの別の変形例を示す光学系の概
略構成図である。
【図６】本発明を適用した実施例３に係る携帯型個人認
証装置用光学システムの光学系を示す概略構成図であ
る。
【図７】図６のシステムの変形例を示す光学系の概略構
成図である。
【図８】本発明を適用した実施例４に係る携帯型個人認
証装置用光学システムの光学系を示す概略構成図であ
る。
【符号の説明】
１、２１、２１Ａ、２１Ｂ、６１、６１Ａ、９１携帯型
個人認証装置用光学システム ２、２２、６２、９２、９５ 対物レンズ ３、２３、２９、６３、９３ 固体撮像素子 ４ 全体撮影用光学系 ５、６６ 照明領域 ６、６７ 部分照明領域 ７、２８、６８、９４ 部分照明用光源 ７Ｌ 照明光 ８、３３、３４、８１、８２、８５、９８ ダイクロ
イックプリズム ９ 人の顔 １０ 人の目 ９７ 遮光板
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０３Ｂ 15/02 Ｇ０３Ｂ 15/02 Ｒ Ｓ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｆ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｚ Ａ６１Ｂ 5/10 ３２０Ｚ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対物レンズおよび固体撮像素子を備えた
    全体画像撮影用光学系と、この全体画像撮影用光学系に
    よる撮影領域内の一部の領域を照明する部分照明用光源
    とを有することを特徴とする携帯型個人認証装置用光学
    システム。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 前記部分照明用光源からの照明光を、前記全体画像撮影
    用光学系の光路に導くためのダイクロイックプリズムま
    たはダイクロイックミラーを有しており、このダイクロ
    イックプリズムまたはダイクロイックミラーは、前記対
    物レンズおよび前記固体撮像素子の間、または、前記対
    物レンズの前方に配置されていることを特徴とする携帯
    型個人認証装置用光学システム。
  3. 【請求項３】 請求項１において、 前記部分照明用光源からの照明光を前記撮影領域内の一
    部に導くための集光レンズを有していることを特徴とす
    る携帯型個人認証装置用光学システム。
  4. 【請求項４】 請求項１において、 前記全体画像撮影用光学系による撮影領域を照明するた
    めの全体照明用光源を有していることを特徴とする携帯
    型個人認証装置用光学システム。
  5. 【請求項５】 対物レンズ、第１の固体撮像素子、およ
    び前記対物レンズを介しての入射光を前記第１の固体撮
    像素子に収束させるための第１のレンズを備えた全体画
    像撮影用光学系と、 前記全体画像撮影用光学系による撮影領域内の一部の領
    域を照明する部分照明用光源と、 前記対物レンズ、第２の固体撮像素子、および前記部分
    照明用光源による照射領域から前記対物レンズを介して
    入射した入射光を前記第２の固体撮像素子に収束させる
    ための第２のレンズを備えた虹彩撮影用光学系とを有し
    ていることを特徴とする携帯型個人認証装置用光学シス
    テム。
  6. 【請求項６】 請求項５において、 前記対物レンズを介して入射した入射光に含まれる特定
    波長帯域の光成分を分離して前記虹彩撮影用光学系の前
    記第２のレンズに導くための光分離素子を有しているこ
    とを特徴とする携帯型個人認証装置用光学システム。
  7. 【請求項７】 請求項６において、 前記光分離素子は、前記特定波長帯域の光成分を透過
    し、それ以外の光成分を反射する分離膜を備えたダイク
    ロイックプリズムあるいはダイクロイックミラーである
    ことを特徴とする携帯型個人認証装置用光学システム。
  8. 【請求項８】 請求項６または７において、 前記部分照明用光源は赤外光領域を含む波長帯域の光を
    出射する光源であり、 前記光分離素子は、赤外光を分離して前記第２のレンズ
    に導くものであることを特徴とする携帯型個人認証装置
    用光学システム。
  9. 【請求項９】 請求項６、７または８において、 前記第２のレンズからの光を前記第２の固体撮像素子に
    向けて透過し、前記部分照明用光源からの出射光を前記
    第２のレンズに導くための導光素子が配置されているこ
    とを特徴とする携帯型個人認証装置用光学システム。
  10. 【請求項１０】 請求項６、７、８または９において、 前記全体画像撮影用光学系による撮影領域を照明するた
    めの全体照明用光源を有していることを特徴とする携帯
    型個人認証装置用光学システム。
  11. 【請求項１１】 請求項６、７、８または９において、 前記部分照明用光源からの出射光を前記全体画像撮影用
    光学系の撮影領域の一部に導くための集光レンズを有し
    ていることを特徴とする携帯型個人認証装置用光学シス
    テム。
  12. 【請求項１２】 対物レンズ、固体撮像素子、および前
    記対物レンズを介しての入射光を前記固体撮像素子に収
    束させるための第１のレンズを備えた全体画像撮影用光
    学系と、 前記全体画像撮影用光学系による撮影領域内の一部の領
    域を照明するために、赤外光領域を含む波長帯域の光を
    出射する部分照明用光源と、 前記対物レンズ、前記固体撮像素子、前記対物レンズを
    介して入射した入射光を前記固体撮像素子に収束させる
    ための第２のレンズ、および前記対物レンズを介して入
    射する赤外光を前記第２のレンズに導くと共に当該第２
    のレンズからの出射光を前記固体撮像素子に導くための
    導光手段を備えた虹彩撮影用光学系と、 前記対物レンズに入射する入射光から赤外光をカットす
    る赤外光カットフィルタおよび当該入射光から可視光を
    カットする可視光カットフィルタを備え、これらのフィ
    ルタを選択的に前記対物レンズの前面に配置可能なフィ
    ルタ手段とを有していることを特徴とする携帯型個人認
    証装置用光学システム。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、 前記導光手段は、前記対物レンズを介して入射する赤外
    光成分を前記第２のレンズに向けて反射し、可視光成分
    を透過させる分離膜を備えた光路分離用ダイクロイック
    プリズムあるいはダイクロイックミラーを備えているこ
    とを特徴とする携帯型個人認証装置用光学システム。
  14. 【請求項１４】 請求項１３において、 前記導光手段は、前記対物レンズを介して入射する可視
    光成分を透過し、前記第２のレンズからの赤外光成分を
    反射する分離膜を備えた光路合成用ダイクロイックプリ
    ズムまたはダイクロイックミラーを備えていることを特
    徴とする携帯型個人認証装置用光学システム。
  15. 【請求項１５】 請求項１４において、 前記対物レンズからの光を透過させると共に前記部分照
    明用光源からの光を前記対物レンズに向けて反射するた
    めの導光素子が配置されていることを特徴とする携帯型
    個人認証装置用光学システム。
  16. 【請求項１６】 請求項１５において、 前記第１のレンズと前記固体撮像素子の間に、前記光路
    分離用ダイクロイックプリズムおよび前記光路合成用ダ
    イクロイックプリズムまたはダイクロイックミラーが配
    置されていることを特徴とする携帯型個人認証装置用光
    学システム。
  17. 【請求項１７】 請求項１４において、 前記光路分離用ダイクロイックプリズムまたはダイクロ
    イックミラーは前記対物レンズと前記第１のレンズの間
    に配置されており、 前記光路合成用ダイクロイックプリズムまたはダイクロ
    イックミラーは前記第１のレンズと前記固体撮像素子の
    間に配置されていることを特徴とする携帯型個人認証用
    光学システム。
  18. 【請求項１８】 請求項１２ないし１７のうちのいずれ
    かの項において、 前記全体画像撮影用光学系による撮影領域を照明するた
    めの全体照明用光源を有していることを特徴とする携帯
    型個人認証装置用光学システム。
  19. 【請求項１９】 請求項１２、１３または１４におい
    て、 前記部分照明用光源からの出射光を前記全体画像撮影用
    光学系の撮影領域の一部に導くための集光レンズを有し
    ていることを特徴とする携帯型個人認証装置用光学シス
    テム。
  20. 【請求項２０】 第１の対物レンズ、および、この第１
    の対物レンズを介して入射する入射光が結像する固体撮
    像素子を備えた全体画像撮影用光学系と、 前記全体画像撮影用光学系による撮影領域内の一部の領
    域を照明するために、赤外光領域を含む波長帯域の光を
    出射する部分照明用光源と、 第２の対物レンズ、この第２の対物レンズを介して入射
    した入射光を前記固体撮像素子に結像させるために当該
    固体撮像素子に導く導光手段を備えた虹彩撮影用光学系
    と、 前記第１および第２の対物レンズに入射する入射光を選
    択的に遮断するための遮光板と、を有していることを特
    徴とする携帯型個人認証装置用光学システム。
  21. 【請求項２１】 請求項２０において、 前記導光手段は、前記第１の対物レンズおよび前記固体
    撮像素子の間に配置された光路合成用ダイクロイックプ
    リズムあるいはダイクロイックミラーと、前記第２の対
    物レンズの背面側に配置された全反射板とを備えてお
    り、 前記光路合成用ダイクロイックプリズムあるいはダイク
    ロイックミラーは、赤外光成分を反射し、可視光成分を
    透過させる分離膜を備えており、 前記第２の対物レンズからの入射光が前記全反射板によ
    って前記光路合成用ダイクロイックプリズムまたはダイ
    クロイックミラーに向けて反射されるようになっている
    ことを特徴とする携帯型個人認証装置用光学システム。
  22. 【請求項２２】 請求項２０または２１において、 前記部分照明光源からの出射光を前記第２の対物レンズ
    に向けて反射し、当該対物レンズを介しての入射光を透
    過させるための分離素子を備えていることを特徴とする
    携帯型個人認証装置用光学システム。
  23. 【請求項２３】 請求項２０、２１または２２におい
    て、 前記全体画像撮影用光学系による撮影領域を照明するた
    めの全体照明用光源を有していることを特徴とする携帯
    型個人認証装置用光学システム。
  24. 【請求項２４】 請求項２０または２１において、 前記部分照明用光源からの出射光を前記全体画像撮影用
    光学系の撮影領域の一部に導くための集光レンズを有し
    ていることを特徴とする携帯型個人認証装置用光学シス
    テム。
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