JP2003157431A

JP2003157431A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2003157431A
Application number: JP2001356564A
Authority: JP
Inventors: Seiji Higashiyama; 誠司東山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】眼鏡などによる光の反射を防ぐことのできる
小型の虹彩撮像装置に用いて好適な撮像装置を提供す
る。【解決手段】レンズ22を含む眼鏡21をかけた被写体人
物の眼23は、撮像部２と対向し、カメラ光軸32上に位置
する。光源3a、3bから発した光（光源光軸33）は鏡１で
反射され（反射光光軸31）、さらにレンズ22によってレ
ンズ反射光34と透過光35とに別れる。透過光35は被写体
である眼23を照らす。透過光35により照らされた眼23の
画像を、フォーカスや明るさの度合いを判定してから撮
像部２で撮像し、虹彩模様のコード化、さらには、登録
されたコードとの比較などにより、虹彩認証の処理を行
う。レンズ反射光34は画像の外に逃げるので、レンズ反
射光34が画像内の虹彩部分に重なってしまい、認証に悪
影響をもたらすことはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、個人認証などに使
用される虹彩模様を撮像する虹彩撮像装置に用いて好適
な撮像装置に関し、特に装置の小型化を実現した撮像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セキュリティシステムなどでは、従来、
個人の虹彩模様を用いて個人認証する方法が知られてい
る。この虹彩認証は、非接触で眼の画像を撮像するだけ
で虹彩の特徴を抽出することができるので簡便であり、
また、虹彩模様の自由度は高く、他の生体認識と比べ
て、高い認証精度を持つなどの利点がある。

【０００３】例えば特開2000-23946号公報に記載の虹彩
撮像装置では、広角カメラと狭角カメラとの二種類のカ
メラを用いている。この従来の虹彩撮像装置では、ま
ず、広角カメラによる被写体人物の撮像画像中からパタ
ーンマッチングなどで顔の画像を認識し、この顔の画像
から右目あるいは左目の位置を割り出し、望遠カメラで
ある狭角カメラを虹彩方向に向け、自動焦点技術を用い
て虹彩に高精度に合焦させるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の虹彩撮像装置において、認証対象の人が眼鏡をかけ
ていたり、目の周りに光を反射しやすい物体が存在した
りすると、虹彩模様撮影時に眼鏡のレンズなどで光源か
らの光が反射し、それが画像に映りこむことにより、画
像の質が低下したり、虹彩部に反射がかかって認証でき
なくなるなどの問題があった。

【０００５】そこで、眼鏡の反射の影響を無くすために
は、カメラと光源との距離をとってカメラ光軸と光源の
光軸とのなす角度を大きくすることが考えられる。この
ようにすれば、眼鏡のレンズへの光源からの光の入射角
が大きくなり、反射光がカメラの画面の外へと逃げる。

【０００６】しかし、光軸同士の角度を大きくし、カメ
ラ光軸と光源の光軸とのなす角度を大きくとる必要があ
るので、従来の虹彩撮像装置では小型化しようとして
も、カメラと光源の間の距離を縮めることができないと
いう問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、眼鏡などにおける光の反射を防ぐことのできる小型
の虹彩撮像装置に用いて好適な撮像装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、筐
体と、前記筐体に設けられた撮像部と、前記筐体に設け
られた光源と、前記筐体に設けられた鏡とを備え、前記
光源からの光を前記鏡で反射させ、前記撮像部の光軸と
角度が異なる所定の方向から前記撮像部の合焦位置に向
けて照射する構成を有する。この構成により、光源の位
置と光軸の向き、および鏡の位置と角度とを設定するこ
とで、被写体の近くに存在する物体からの反射光が被写
体を撮像した画像にかからなくし、かつ装置を小型化で
きる。

【０００９】また、本発明の撮像装置は、前記光源が発
光ダイオードであることを特徴とする。この構成によ
り、被写体を最も効果的に撮像できる波長を選択して照
らすことができる。

【００１０】さらに、本発明の撮像装置は、前記撮像部
の前部に光学的バンドパスフィルタが設けられているこ
とを特徴とする。この構成により、光源からの照明光以
外の外来光成分において被写体を効果的に撮像する波長
以外の波長成分を除去し、外来光の影響を低減すること
ができる。

【００１１】そして、本発明の撮像装置は、前記鏡が被
写体撮像時は前記光源からの光を前記合焦位置に向ける
角度に前記筐体の表面から突出した状態で保持され、そ
れ以外のときは前記筐体の表面から突出しない状態で保
持されるように前記筐体に対して回動可能に設けられて
いることを特徴とする。この構成により、被写体撮像時
のみ鏡が筐体の表面から突出し、それ以外の時は鏡が邪
魔にならないように鏡が筐体の表面から突出しない状態
に鏡を回転させることができる。

【００１２】また、本発明の撮像装置は、前記鏡が反射
面が筐体の外側を向くように前記筐体の表面から突出し
ない状態で保持されることを特徴とする。この構成によ
り、被写体撮像時以外は、顔を写すなど、一般的な鏡と
して用いることができる。

【００１３】さらに、本発明の撮像装置は、前記鏡に写
る光源の像との位置関係により被写体を前記撮像部の画
面中心へ誘導するための印を有することを特徴とする。
この構成により、被写体を誘導するための機能、装置側
で被写体を探し、撮像部を被写体に向ける機能などを別
に付加することなく、被写体の照明と誘導とを同時に実
現することができる。

【００１４】そして、本発明の撮像装置は、入射光の一
部を反射させ、他の一部を透過させる機能を有する鏡が
前記撮像部の前面に設けられていることを特徴とする。
この構成により、２つの鏡を用いるだけで、被写体を撮
像部に対する最適な位置に誘導することができる。

【００１５】また、本発明の撮像装置は、前記鏡が平面
鏡であり、前記平面鏡で反射された複数の光源からの光
が撮像部の合焦位置で交差するように、前記複数の光源
の互いの光軸が平行状態から内向きに設定されているこ
とを特徴とする。この構成により、凹面鏡や凸面鏡を用
いず平面鏡を用いて、複数の光源からの光を撮像部の合
焦位置で交差させることができる。

【００１６】さらに、本発明の撮像装置は、前記鏡が凹
面鏡または凸面鏡であり、前記凹面鏡または凸面鏡に入
射した複数の光源からの平行光線が撮像部の合焦位置で
交差するように、前記鏡の曲率および前記複数の光源の
位置が設定されていることを特徴とする。この構成によ
り、鏡面の曲率の設定によって光源を自由に配置するこ
とができ、また装置の基板などに垂直もしくは平行に固
定できるので、装置の製造工程を簡単化することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。

【００１８】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態の小型虹彩撮像装置の外観を示す斜視図で
ある。本実施の形態は、小型虹彩撮像装置を搭載した携
帯電話機（以下、小型虹彩撮像装置付き携帯電話機とい
う）として構成したものであり、図１は虹彩認証時の状
態を示している。

【００１９】この小型虹彩撮像装置付き携帯電話機は、
ほぼ偏平な直方体状の筐体５を有する。筐体５の前面上
部には撮像部２が設けられている。撮像部２の前部には
光学的バンドパスフィルタ（以下、光学的ＢＰＦとい
う）４が配置されている。

【００２０】また、筐体５の上端部に形成された凹部に
は、一対の光源3a、3bが設けられている。光源3a、3bは
発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）であり、それら
から放射される光が互いに合焦位置で交差するように、
それぞれの光軸が平行状態から内向きに設定されてい
る。

【００２１】さらに、表面に鏡１が固定された鏡保持板
６が、ヒンジ部７を中心に筐体５の上端後部に対して回
動可能に取り付けられている。鏡１は平面鏡であり、使
用者の虹彩を認証する時には、図示されている角度に設
定されて保持され、光源3a、3bからの光を撮像部２の前
方の合焦位置で交差させ、使用者の目を照らすようにす
る。

【００２２】筐体５の前面における撮像部２の下方に
は、表示部52が設けられ、その下方にはキー操作部51が
設けられている。また、筐体５の上端左部の背面側には
アンテナ53が設けられている。キー操作部51、表示部5
2、およびアンテナ53は、携帯電話機として使用される
時に機能する手段である。

【００２３】図２は、図１の状態から鏡保持板６を反時
計周りに回転させ、鏡１を収納した状態である。このと
き、鏡保持板６の縁部は、筐体５の上端部の表面と凹凸
のない状態もしくは突出しない状態となる。そして、光
源3a、3b、および鏡１は筐体５内に存在するので外部と
の接触や衝突などから保護される。

【００２４】また、図３は、図１の状態から鏡保持板６
を時計周りに回転させ、筐体５の背面上端部に形成され
た窪み８に鏡保持板６を収納した状態を示す背面図であ
る。このとき、鏡１の縁部は、筐体５の背面上部の表面
と凹凸のない状態もしくは突出しない状態となる。窪み
８に鏡保持板６を収納した状態では、鏡１の表面（反射
面）は筐体５の背面側から外に向いているので、鏡１を
顔などの物を写す鏡として利用することができる。な
お、図３において光源3a、3bは省略した。また、図３に
おける破線は図１における鏡保持板６の状態を示してい
る。

【００２５】図４は、ヒンジ部７の構造を説明するため
の拡大図である。ここで、（ａ）は正面側、（ｂ）は右
側面側である。鏡１を保持する鏡保持板６はヒンジ軸71
と突起72とを備え、ヒンジ軸71は筐体５に備えられたヒ
ンジ穴73に挿入されていて、回転軸９を中心に回転す
る。また、筐体５は第１の突起穴74a、第２の突起穴74
b、第３の突起穴74c、および第４の突起穴74dを具備し
ている。図示されていないが、鏡保持板６の左側面側も
同様の構造を有している。

【００２６】突起72が、それぞれ第１の突起穴74a、第
２の突起穴74b、第３の突起穴74c、第４の突起穴74dの
位置で停止すると、鏡１はそれぞれ直立状態、虹彩認証
状態、鏡収納状態、壁面保持状態に保持される。突起72
は弾性材料であり、力を加えると変形するので、保持位
置を移動することができる。

【００２７】以上のように構成された小型虹彩撮像装置
付き携帯電話機について、その動作を説明する。

【００２８】図５は図１と同じ状態の側面図である。虹
彩認証時には鏡保持板６は回転軸９を中心に回転し、図
１、図５のように眼の位置に光を反射させるために最適
な角度に保持される。この時、鏡保持板６の突起72は第
２の突起穴74bに挿入されている。レンズ22を含む眼鏡2
1をかけた被写体人物の眼23は、撮像部２と対向し、カ
メラ光軸32上に位置する。光源3a、3bから発した光（光
源光軸33）は鏡１で反射され（反射光光軸31）、さらに
レンズ22によってレンズ反射光34と透過光35５とに別れ
る。透過光35は被写体である眼23を照らす。この時、レ
ンズ反射光34が画像内の虹彩部分に重なってしまうと認
証に悪影響をもたらす。そこで、本実施の形態では、認
証時の鏡保持板６の角度をレンズ反射光34が画像の外に
逃げるように設定している。透過光35により照らされた
眼23の画像を、フォーカスや明るさの度合いを判定して
から撮像部２で撮像し、虹彩模様のコード化、さらに
は、登録されたコードとの比較などにより、虹彩認証の
処理を行う。

【００２９】本実施の形態では、光源3a、3bとしてＬＥ
Ｄを使用したので、より指向性が強く、波長の選択性も
高いなど、多くの利点がある。また、光学的ＢＰＦ４を
有するので、光源3a、3bからの照明光以外の光が存在す
る場合でも、光学的ＢＰＦ４で前記照明光以外の光をカ
ットし、その影響を低減することができる。

【００３０】虹彩認証を行わない時は、鏡１が突出して
いると非常に使いづらい。そこで、本実施の形態では、
図２または図３のように鏡保持板６を筐体５の表面に沿
って筐体５の表面から突出しないように保持する。図２
のように保持した場合、鏡１は筐体５内に収納され、保
護される。図３のように保持した場合、鏡１の反射面が
表向きになるので、顔などの物を写す鏡として利用する
ことができる。いずれの場合も、鏡保持板６あるいは鏡
は筐体５の表面から突出しないので、使用の邪魔になら
ない。

【００３１】以上のように本発明の第１の実施の形態に
よれば、光源からの光を反射させて被写体を照らすため
の鏡を適切な角度に設定することにより、撮像部の光軸
と光源の光軸とのなす角度を大きくとることができ、か
つその角度を大きくしたまま光源と撮像部との距離を近
づけることができるので、眼鏡による反射を防ぎ、かつ
装置を小型化することができる。

【００３２】また、光源としてＬＥＤを用いたことによ
り、被写体である虹彩の模様が最も効果的に撮像できる
波長を選択して照らすことができる。

【００３３】さらに、撮像部の前部に光学的ＬＰＦを設
けたので、光源からの照明光以外の外来光成分において
虹彩模様を効果的に撮像する波長以外の波長成分を除去
し、外来光の影響を低減することができる。

【００３４】そして、鏡の一辺にヒンジ部を備え、虹彩
認証時のみ光源を被写体に向ける角度に保持し、それ以
外のときは前記鏡が筐体内部に収納、もしくは筐体表面
から突出しない状態で保持されるようにしたので、虹彩
認証時のみ鏡が突出し、それ以外のときは筐体表面から
突出しないので、携帯電話として快適に使用することが
できる。

【００３５】また、鏡が筐体外部に、前記鏡の反射面が
外側に向いた状態で前記筐体の表面から突出しないよう
に保持されるので、虹彩認証以外のときは、顔を写すな
ど、一般的な鏡として用いることができる。

【００３６】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態は、光源からの光を反射させる鏡に印を付すとと
もに、撮像部の前面に目位置用鏡を配置し、鏡に映る光
源の反射像の位置と印の位置とが合うように使用者が眼
の位置を調節し、さらに、眼位置用鏡の中心に眼が映る
ように調節することで、明るさおよびフォーカスが最適
な位置へ眼を誘導できるようにした。

【００３７】図６は、本発明の第２の実施の形態の小型
虹彩撮像装置付き携帯電話機を正面から見た状態の一部
を示す図である。この図において、第１の実施の形態と
同一の構成要素または対応する構成要素には、第１の実
施の形態で使用した符号を付した。

【００３８】この小型虹彩撮像装置付き携帯電話機は、
鏡１に二つの印11が付されている。二つの印11は、鏡１
の表面の横方向に並んで配置されている。また、撮像部
２の前面に目位置用鏡12が撮像部２の光軸と目位置用鏡
12の中心とが一致するように固定されている。目位置用
鏡12は、ハーフミラーのような入射光の一部を反射さ
せ、他の一部を透過させる機能を有する鏡である。その
他の構成要素は第１の実施の形態における同名の構成要
素と同じ構成および機能を有する。

【００３９】以上のように構成された小型虹彩撮像装置
付き携帯電話機について、図５および図６を用いてその
動作を説明する。

【００４０】虹彩認証時に使用者は、鏡１を見て、鏡１
上の印11に光源3a、3bの反射像3c、3dが重なるように、
眼23と撮像部２との相対位置を調節する。それにより、
被写体である眼23は反射光光軸31上に常に存在すること
になる。つまり、眼23は反射光光軸31上に拘束されるの
で、眼23と撮像部２との相対位置は、透過光35（照明
光）が最も効果的に当たる位置にたやすく合わせること
ができる。さらに、目位置用鏡12に写る目23の反射像13
を目位置用鏡12の中心に合わせることで、眼23はカメラ
光軸32上に拘束される。眼23が反射光光軸31とカメラ光
軸32との２軸上に拘束されれば、撮像部２と眼23との相
対的な位置が一意に決まる。

【００４１】以上のように、本発明の第２の実施の形態
によれば、鏡に写る光源の反射像の位置と鏡に付された
印の位置とが合うように使用者が眼の位置を調節するこ
とで、照明に対する相対的な位置が一軸に拘束されるの
で、眼の位置を誘導する機能や、眼を探してその中心に
カメラを向ける機能を加えることなく、照明と誘導機能
とを同時に実現することができる。

【００４２】また、目位置用鏡を付加し、眼位置用鏡の
中心に眼が写るようにすることで、眼の位置を２軸に拘
束し、撮像部と目との相対的な位置が２軸の交点に一意
に決まり、２つの鏡を用いるだけで明るさおよびフォー
カスが最適な位置へ誘導し、撮像を行うことができる。

【００４３】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態は、一対の光源からの光を反射させる鏡を凹面鏡
にすることにより、一対の光源の光軸を互いに平行に設
定しても、反射光を撮像部の合焦位置で交差させること
ができるようにしたものである。

【００４４】図７は、本発明の第３の実施の形態の小型
虹彩撮像装置付き携帯電話機の外観図の一部である。こ
の図において、第１の実施の形態と同一の構成要素また
は対応する構成要素には、第１の実施の形態で使用した
符号を付した。

【００４５】この小型虹彩撮像装置付き携帯電話機で
は、鏡１は凹面鏡である。また、光源3a、3bの光軸が互
いに平行になるように、筐体５の上端の凹部の底面に垂
直に固定されている。そして、光源3a、3bから放射され
た光は、鏡１で反射し、撮像部2の前方の合焦位置で交
差するように、鏡１の曲率と角度、および光源3a、3bの
位置が定められている。その他の構成要素は第１の実施
の形態における同名の構成要素と同じ構成および機能を
有する。

【００４６】以上のように構成された小型虹彩撮像装置
付き携帯電話機について、図５および図７を用いてその
動作を説明する。

【００４７】光源3a、3bからの照明光は凹面鏡である鏡
１で反射する。平行であった各照明光は、鏡１の曲面で
反射することで、平行でなくなり、各照明光の反射光光
軸31は、第１の実施の形態と同様に撮像部２の合焦位置
で交差するので、この合焦位置に存在する眼23を照らす
とともに、眼鏡21による反射の影響を受けずに、虹彩認
証を行うことができる。

【００４８】以上のように本発明の第３の実施の形態に
よれば、照明を反射させる鏡を凹面鏡にすることによ
り、複数の光源からの照明光を被写体に集束させるため
に角度をつけて光源を固定する必要がなく、鏡面の曲率
の設定によって光源を自由に配置することができるの
で、基板などに垂直または平行に実装でき、製造工程を
簡単化することができる。ここで、凹面鏡に代えて凸面
鏡を用いても、同様な効果が得られるように構成するこ
とができる。

【００４９】なお、各実施の形態として光源が２個の場
合について説明したが、光源は１個でも３個以上でも良
い。また、各実施の形態として虹彩認証について説明し
たが、その他の、撮影画像を用いて認証する生体認識
や、光源を必要とする撮像装置についても同様な効果を
有する。さらに、各実施の形態として携帯電話について
説明したが、その他の携帯用端末、情報機器などについ
ても同様に適用することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明は、筐体と、前記筐
体に設けられた撮像部と、前記筐体に設けられた光源
と、前記筐体に設けられた鏡とを備え、前記光源からの
光を前記鏡で反射させ、前記撮像部の光軸と角度が異な
る所定の方向から前記撮像部の合焦位置に向けて照射す
ることにより、眼鏡反射を防ぎ、装置を小型化できると
いう優れた効果を有する撮像装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の小型虹彩撮像装置
の外観図、

【図２】本発明の第１の実施の形態の小型虹彩撮像装置
での鏡の収納状態を示す図、

【図３】本発明の第１の実施の形態の小型虹彩撮像装置
での鏡の別の収納状態を示す背面からの外観図、

【図４】本発明の第１の実施の形態の小型虹彩撮像装置
の説明のための一部拡大図、

【図５】本発明の第１の実施の形態の小型虹彩撮像装置
の動作説明のための側面図、

【図６】本発明の第２の実施の形態の小型虹彩撮像装置
の説明のための一部正面図、

【図７】本発明の第３の実施の形態の小型虹彩撮像装置
の外観図である。

【符号の説明】

１鏡２撮像部 3a、3b 光源４光学的バンドパスフィルタ５筐体６鏡保持板７ヒンジ部８窪み９回転軸 12 目位置用鏡 13 眼の反射像 14 光源の反射像 21 眼鏡 22 レンズ 23 眼 31 反射光光軸 32 カメラ光軸 33 光源光軸 34 レンズ反射光 35 透過光 71 ヒンジ軸 72 突起 73 ヒンジ穴 74a、74b、74c、74d 突起穴

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０２Ｂ 5/10 Ｇ０２Ｂ 5/22 5/22 Ｇ０３Ｂ 15/02 ＰＧ０３Ｂ 15/02 Ｈ０４Ｎ 5/225 ＣＨ０４Ｎ 5/225 Ａ６１Ｂ 5/10 ３２０ＺＦターム(参考） 2H042 DA20 DB01 DB07 DB14 DD04 DD05 DE00 2H048 CA01 CA14 CA17 CA24 4C038 VA07 VB04 VC05 5B047 AA23 BA03 BB04 BC05 BC07 BC09 BC12 BC14 5C022 AB13 AB15 AC03 AC32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体と、前記筐体に設けられた撮像部
と、前記筐体に設けられた光源と、前記筐体に設けられ
た鏡とを備え、前記光源からの光を前記鏡で反射させ、
前記撮像部の光軸と角度が異なる所定の方向から前記撮
像部の合焦位置に向けて照射する撮像装置。
【請求項２】光源は発光ダイオードであることを特徴
とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】撮像部の前部に光学的バンドパスフィル
タが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
撮像装置。
【請求項４】鏡は、被写体撮像時は光源からの光を前
記合焦位置に向ける角度に筐体の表面から突出した状態
で保持され、それ以外のときは前記筐体の表面から突出
しない状態で保持されるように前記筐体に対して回動可
能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
撮像装置。
【請求項５】鏡は、反射面が筐体の外側を向くように
前記筐体の表面から突出しない状態で保持されることを
特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】鏡に写る光源の像との位置関係により被
写体を撮像部の画面中心へ誘導するための印を有するこ
とを特徴とする請求項１の撮像装置。
【請求項７】入射光の一部を反射させ、他の一部を透
過させる機能を有する鏡が撮像部の前面に設けられてい
ることを特徴とする請求項６の撮像装置。
【請求項８】鏡は平面鏡であり、前記平面鏡で反射さ
れた複数の光源からの光が撮像部の合焦位置で交差する
ように、前記複数の光源の互いの光軸が平行状態から内
向きに設定されていることを特徴とする請求項１の撮像
装置。
【請求項９】鏡は凹面鏡または凸面鏡であり、前記凹
面鏡または凸面鏡に入射した複数の光源からの平行光線
が撮像部の合焦位置で交差するように、前記鏡の曲率お
よび前記複数の光源の位置が設定されていることを特徴
とする請求項１の撮像装置。