JP2007142558A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、個人認証用に好適な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus suitable for personal authentication.
CCDなどの固体撮像素子から出力された撮像信号をA/D変換してデジタルの画像データとし、この画像データを内蔵メモリやメモリカードなどの記憶媒体に記録するデジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの撮像装置が普及している。 An imaging signal output from a solid-state imaging device such as a CCD is A / D converted into digital image data, and this image data is recorded on a storage medium such as a built-in memory or a memory card. Imaging devices are widespread.
一方、最近、指紋や虹彩、指の静脈といった生体の特定部位を用いて個人認証を行う個人認証装置が注目されている(特許文献1および2参照)。個人認証装置には、生体の特定部位に光を照射するための光源と、光源の光に照射された生体の特定部位を撮像する撮像部とが組み込まれている。個人認証装置では、生体の特定部位と一対一で関連付けた個人の識別情報を予め登録しておき、撮像部で撮像された生体の特定部位と識別情報とを照合することで、個人認証を行っている。 On the other hand, recently, personal authentication devices that perform personal authentication using specific parts of a living body such as fingerprints, irises, and finger veins have attracted attention (see Patent Documents 1 and 2). The personal authentication device includes a light source for irradiating a specific part of the living body with light and an imaging unit for imaging the specific part of the living body irradiated with the light of the light source. In the personal authentication device, personal identification information associated with a specific part of the living body one-to-one is registered in advance, and the specific part of the living body imaged by the imaging unit is compared with the identification information to perform personal authentication. ing.
特許文献1には、焦点距離が無限大に設定されるカメラモード位置と、光源による照射光の照射範囲に指の指紋読み取り範囲を合わせたときの指紋までの距離に設定される指紋認証モード位置との2つの位置の間でフォーカスレンズを移動させるようにしたカメラ付き携帯電話が記載されている。 Patent Document 1 discloses a camera mode position where the focal length is set to infinity, and a fingerprint authentication mode position set to the distance to the fingerprint when the fingerprint reading range of the finger is aligned with the irradiation range of the irradiation light from the light source. And a camera-equipped mobile phone in which the focus lens is moved between the two positions.
特許文献2には、指の位置を決めるガイド部と、ガイド部の両側または片側に設けた光源と、指を透過する光を撮像する撮像部と、光源の光の照射領域を制限する遮光手段とを備え、光源の光や外光が指の下半面に過多に照射されることを防ぐことで、認証の精度を向上させた個人認証装置が記載されている。
特許文献1に記載の技術では、指紋による個人認証に用途が限られるうえ、個人認証用の光源が装置内に一体的に組み込まれているため、個人認証をするとき以外は、かえって無用の長物となるおそれがあった。また、特許文献2に記載の技術では、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話のように、通常の被写体撮影が行えないのは勿論のこと、特許文献1の場合と同様に、指の静脈による個人認証に用途が限られる。
In the technique described in Patent Document 1, the use is limited to personal authentication by fingerprints, and since a light source for personal authentication is integrated in the apparatus, it is a useless long object except when performing personal authentication. There was a risk of becoming. In addition, in the technique described in
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、通常撮影時には普通の撮像装置と同様に使用可能で、且つ様々な個人認証のタイプに対応することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an imaging apparatus that can be used in the same manner as an ordinary imaging apparatus during normal shooting and can handle various types of personal authentication. Objective.
上記目的を達成するために、本発明は、撮像光学系を透過した被写体像を撮像して撮像信号を出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動を制御する素子駆動制御手段とを備えた撮像装置において、生体の特定部位に光を照射するための光源と、前記光源の駆動を制御する光源駆動制御手段とを有し、前記撮像光学系に着脱自在とされた個人認証用の光源ユニットを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a solid-state imaging device that captures a subject image that has passed through an imaging optical system and outputs an imaging signal, and an element drive control unit that controls driving of the solid-state imaging device. A light source for personal authentication that includes a light source for irradiating a specific part of a living body with light and a light source drive control unit that controls driving of the light source, and is detachable from the imaging optical system. A unit is provided.
前記光源は、前記生体の特定部位に複数の異なる方向から光を照射する位置に配された複数の発光素子からなり、前記光源駆動制御手段は、タイミングをずらして前記複数の発光素子を駆動させ、前記素子駆動制御手段は、前記発光素子の駆動タイミングでその都度撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることが好ましい。 The light source includes a plurality of light emitting elements arranged at positions where light is irradiated from a plurality of different directions to a specific part of the living body, and the light source drive control unit drives the plurality of light emitting elements at different timings. Preferably, the element drive control means drives the solid-state imaging element so that photographing is performed each time the light emitting element is driven.
前記光源は、赤、緑、青の光を発する赤色、緑色、青色発光素子が一体化されたものを含むことが好ましい。この場合、前記生体の特定部位の色温度を検出する色温度検出手段を備え、前記光源駆動制御手段は、前記色温度検出手段の検出結果に応じて、赤色、緑色、青色発光素子のそれぞれの光量を制御することが好ましい。 It is preferable that the light source includes one in which red, green, and blue light emitting elements that emit red, green, and blue light are integrated. In this case, color temperature detection means for detecting the color temperature of the specific part of the living body is provided, and the light source drive control means is configured to detect each of the red, green, and blue light emitting elements according to the detection result of the color temperature detection means. It is preferable to control the amount of light.
前記光源は、近赤外光を発する赤外発光素子を含むことが好ましい。 The light source preferably includes an infrared light emitting element that emits near infrared light.
前記光源は、白色光を発する白色発光素子を含むことが好ましい。 It is preferable that the light source includes a white light emitting element that emits white light.
前記光源駆動制御手段は、前記素子駆動制御手段で前記固体撮像素子を駆動させて撮影を行う際にのみ、前記光源を駆動させることが好ましい。 The light source drive control means preferably drives the light source only when the element drive control means drives the solid-state imaging device to perform photographing.
前記光源ユニットは、前記生体の特定部位が接触する接触部と、前記生体の特定部位が前記接触部に接触したことを検知する接触検知手段とを有し、前記素子駆動制御手段は、前記接触検知手段で前記生体の特定部位の接触が検知されたときに撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることが好ましい。この場合、前記接触検知手段は、前記生体の特定部位の前記接触部への押圧力を検知する圧力センサであることが好ましい。 The light source unit includes a contact part that contacts a specific part of the living body, and a contact detection unit that detects that the specific part of the living body contacts the contact part, and the element drive control unit includes the contact unit It is preferable to drive the solid-state imaging device so that imaging is performed when the detection unit detects contact of a specific part of the living body. In this case, it is preferable that the said contact detection means is a pressure sensor which detects the pressing force to the said contact part of the specific site | part of the said biological body.
前記撮像光学系に含まれる焦点調整用のフォーカスレンズを光軸に沿って移動させるレンズ駆動制御手段と、前記光源ユニットが装着されたことを検知する装着検知手段とを備え、前記レンズ駆動制御手段は、前記装着検知手段で前記光源ユニットの装着が検知されたときに、前記フォーカスレンズを近接撮影に適した位置に移動させることが好ましい。 A lens drive control unit that moves a focus adjustment focus lens included in the imaging optical system along an optical axis; and a mounting detection unit that detects that the light source unit is mounted. Preferably, when the mounting detection unit detects the mounting of the light source unit, the focus lens is moved to a position suitable for close-up photography.
本発明の撮影装置によれば、生体の特定部位に光を照射するための光源と、光源の駆動を制御する光源駆動制御手段とを有し、撮像光学系に着脱自在とされた個人認証用の光源ユニットを備えたので、個人認証を行う際にのみ光源ユニットを取り付ければよく、それ以外のときは光源ユニットを取り外して通常撮影に使用することができる。また、光源ユニットを個人認証のタイプ毎に用意しておけば、様々な個人認証のタイプに対応することができる。 According to the imaging apparatus of the present invention, for personal authentication, the light source has a light source for irradiating a specific part of a living body and a light source drive control unit for controlling the drive of the light source, and is detachable from the imaging optical system. Therefore, the light source unit may be attached only when performing personal authentication. In other cases, the light source unit can be removed and used for normal photography. Further, if a light source unit is prepared for each type of personal authentication, various types of personal authentication can be handled.
図1において、本発明のデジタルカメラ2は、撮像レンズ10が内部に組み込まれたレンズ鏡筒11を前面に有するカメラ本体2aと、光源ユニット12とを備えている。レンズ鏡筒11の先端部、および光源ユニット12の後端部には、三つ口のコネクタ13、14(コネクタ14は一口だけ図示)がそれぞれ設けられている。光源ユニット12は、これらのコネクタ13、14を介して、レンズ鏡筒11の先端部に着脱自在とされている。
In FIG. 1, the
コネクタ13、14には、カメラ本体2aと光源ユニット12との間の信号の遣り取りを媒介する信号端子や、カメラ本体2aから光源ユニット12に電力を供給するための電源端子、カメラ本体2aに光源ユニット12が装着されたことを検知する装着検知部71(図5参照)に接続される端子などが設けられている。光源ユニット12の装着時には、コネクタ13とコネクタ14とが接触し、これにより、カメラ本体2aと光源ユニット12とが電気的に接続される。
The
カメラ本体2aの前面には、レンズ鏡筒11の他に、ストロボ発光窓15が設けられている。また、カメラ本体2aの上面には、電源ボタン16、モードダイヤル17、およびレリーズボタン18が設けられている。さらに、底面には、メモリカード62(図5参照)が着脱自在に装填されるメモリカードスロットやUSBコネクタ63(図5参照)を覆う開閉自在な蓋19が設けられている。
In addition to the
モードダイヤル17が回動操作されると、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をLCD20(図2参照)に表示する再生モード、および各種設定を行う設定モードが切り替えられる。また、カメラ本体2aに光源ユニット12が装着された際には、認証モードに切り替えられる。なお、動画撮影モードでは、動画の撮影とともに、図示しないマイクロホンを介して周囲の音声がメモリカード62に記録される。
When the
レリーズボタン18は、2段階押しのスイッチとなっている。被写体のフレーミングの後に、レリーズボタン18を軽く押圧(半押し)すると、露出条件の決定(AE)、自動焦点調整(AF)などの各種撮影準備処理が施される。この状態でレリーズボタン18をもう1度強く押圧(全押し)すると、決定された露出条件、および調整された焦点距離の下で撮影が行われる。
The
図2において、カメラ本体2aの背面には、液晶表示器(LCD)20、および操作部21が設けられている。LCD20は、スルー画像、各種メニュー画面、およびメモリカード62に記録された画像を表示する。操作部21は、撮像レンズ10のズームレンズ10b(図5参照)をワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン22、LCD20にメニュー画面を表示させる際に操作されるメニューボタン23、選択内容を決定する際に操作される決定ボタン24、およびメニュー画面内でカーソルを移動させる際に操作される十字キー25から構成される。
In FIG. 2, a liquid crystal display (LCD) 20 and an
図3において、光源ユニット12は、基板30と、導光筒31と、接触パッド32とからなる。基板30は、レンズ鏡筒11の先端部と略同じ円形状の外形を有している。基板30には、撮像レンズ10が露呈するレンズ鏡筒11の先端部の撮影開口と略同じ円形状の外形を有する透過穴33が形成されている。透過穴33は、撮像レンズ10の光軸とその中心が一致するように形成されている。
In FIG. 3, the
基板30の裏面には、前述のコネクタ14が設けられている。また、前面には、4個の発光素子34が配されている。発光素子34は、互いに90°ずつずれた位置に等間隔で配置されている。詳しくは図6で図示するように、発光素子34には、赤、緑、青の光を発する赤色、緑色、青色発光素子34a〜34cが一体となったものが用いられており、結果として白色光を発する。
The
導光筒31は、基板30の外形よりも後端部が若干大きく、中央部から先端部に向かって先細な形状を有し、基板30を覆うように基板30に取り付けられる。導光筒31の先端部には、透過穴33と同様の透過穴35が形成されている。
The
透過穴35の周囲には、接触パッド32に指が接触したことを検知する接触検知センサ36が配されている。接触検知センサ36は、例えば、指の接触を機械的に検知するボタンスイッチや、生体の導電性を利用したタッチセンサなどからなる。なお、特に図示はしないが、導光筒31の内面には、発光素子34からの光を接触パッド32に向けて効率的に照射するために、黒アルマイト処理や黒布張りなどの反射防止処理が施されている。
A
接触パッド32は、透過穴35よりも若干大きい外形を有し、透過穴35を覆うように、且つその周面が接触検知センサ36に接触するように導光筒31に取り付けられる。接触パッド32には、発光素子34からの光を透過する透明な材料、例えばクリアー樹脂やガラスが用いられている。図4に示すように、認証モードにおいては、指37の第1間節部分をこの接触パッド32に押し付け、指37の指紋の撮影を行う。
The
カメラ本体2aの電気的構成を示す図5において、CPU40は、バス41を介してカメラ本体2aの各部を統括的に制御する。システムメモリ42は、撮影シーケンスを行うための各種プログラムが記憶されるROMや、プログラムの実行に必要な各種データが一時記憶されるRAMから構成される。不揮発性メモリ43は、EEPROMなどの書き換え可能な記憶媒体からなり、カメラ本体2aを動作させるために必要な各種データが記憶される。CPU40は、システムメモリ42のROMや不揮発性メモリ43に記憶されたプログラムやデータを作業用メモリであるRAMに読み出し、これらに基づいてカメラ本体2aの各部の制御を行う。
In FIG. 5 showing the electrical configuration of the
撮像光学系を構成する撮像レンズ10は、主レンズ10a、ズームレンズ10b、およびフォーカスレンズ10cからなる。撮像レンズ10の背後には、絞り44が配置されている。ズームレンズ10b、フォーカスレンズ10c、および絞り44には、レンズモータ45、46、およびアイリスモータ47が接続されている。これらのモータ45〜47はステッピングモータであり、バス41を介してCPU40に接続されたモータドライバ48〜50から送信される駆動パルスにより動作制御される。
The
レンズモータ45は、ズーム操作ボタン22の操作に連動し、ズームレンズ10bをワイド側、あるいはテレ側に移動させる。レンズモータ46は、各焦点距離において、フォーカスレンズ10cを移動させて合焦位置にセットする。アイリスモータ47は、絞り44を動作させ、絞り径を調整する。
The
絞り44の背後には、被写体像を撮像するCCD51が配置されている。CCD51には、CPU40によって制御されるタイミングジェネレータ(TG)52が、CCDドライバ53を介して接続されている。CCDドライバ53は、TG52から入力されるタイミング信号(クロックパルス)に基づいて、CCD51の各セルの蓄積電荷量と電荷読み出しタイミングとを制御する。
Behind the
CCD51から出力された撮像信号は、アナログ信号処理回路54に入力される。アナログ信号処理回路54は、CCD51から出力された撮像信号を、CCD51の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したR、G、Bの画像信号として出力し、所定の増幅率で増幅する。A/D変換器(A/D)55は、アナログ信号処理回路54で増幅されたアナログの画像信号を、デジタルの画像データに変換する。
The imaging signal output from the
デジタル信号処理回路56は、A/D55から出力されたデジタル画像データに対して、輪郭強調、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの各種信号処理を施す。輝度信号生成回路57は、デジタル信号処理回路56で処理が施された画像データから、輝度信号Yと色差信号Cr、Cbとを生成する。
The digital
AE/AWB検出回路58は、被写体の明るさに応じて露出量を決定するとともに、A/D55から出力された画像データで表される画像の色温度を検出して、ホワイトバランスの補正量を決定する。スルー画のときには、AE/AWB検出回路58で決定した露出量に基づいて、絞り44の絞り径がアイリスモータ47により制御される。絞り44で適正露出にすることができないときには、CCD51の電荷蓄積時間がCCDドライバ53により制御される。静止画撮影時には、AE/AF検出回路59で決定された露出量に応じた絞り径、およびシャッタ速度となるように、アイリスモータ47、およびCCDドライバ53によって、絞り44、およびCCD51が制御される。
The AE /
AF検出回路59は、レンズモータ46を駆動させてフォーカスレンズ10cを光軸に沿って移動させながら、A/D55から出力された画像データから被写体像の鮮鋭度を表すフォーカス評価値を算出し、合焦位置を検出する。
The
AE/AWB検出回路58、およびAF検出回路59は、スルー画表示中も所定のサイクルで検出を行っている。また、AE/AWB検出回路58、およびAF検出回路59は、レリーズボタン18が半押しされたときに検出を開始し、CPU40に検出結果を逐次送信する。CPU40は、各検出回路58、59から送信される検出結果に基づいて、撮像レンズ10、絞り44、およびCCD51の動作を制御する。
The AE /
画像圧縮・伸張回路60は、デジタル信号処理回路56で各種信号処理が施された画像データに対して、所定の圧縮形式(例えばJPEG形式)で圧縮処理を施す。圧縮処理後の画像データは、カードI/F61を経由して、メモリカード62に記録される。
The image compression /
USBコネクタ63には、USBケーブルが接続され、USBドライバ64を介して、パーソナルコンピュータなどの外部機器との間でデータの送受信を行う。I/Oポート65には、前述の操作部21が接続され、操作部21を介して入力された信号をCPU40に送信する。CPU40は、I/Oポート65から送信された信号に応じて、カメラ本体2aの各部を動作させる。
A USB cable is connected to the
フレームメモリ66には、デジタル信号処理回路55で各種信号処理が施された1フレーム分の画像データが書き込まれる。LCDドライバ67は、フレームメモリ66に書き込まれた画像データをNTSC方式に変換し、LCD20に表示させる。ストロボ装置68は、ストロボ制御回路69により動作制御され、ストロボ発光窓15から被写体に向けてストロボ光を発する。
In the
シリアルドライバ70は、端子13による光源ユニット12との各種制御信号の授受を媒介する。装着検知部71は、光源ユニット12の装脱を検知し、この検知結果をCPU40に送信する。装着検知の方法は、カメラ本体2a側の端子13のうちの一つを所定の電圧でつり、光源ユニット12側の対応する端子14をアースに接続しておき、端子13から繋がる信号線の出力(光源ユニット12が装着された場合はLow、装着されていない場合はHigh)をポーリングして確認することで行う。
The
CPU40は、装着検知部71で光源ユニット12のカメラ本体2aへの装着が検知されたときに、モータドライバ49を介してレンズモータ46を駆動させ、フォーカスレンズ10cを近接撮影に適した位置(接触パッド32上に焦点が合う位置)に移動させる。このフォーカスレンズ10cが移動される位置の情報は、不揮発性メモリ43に予め記憶されており、CPU40はこの情報を不揮発性メモリ43から読み出して、上記処理を実行する。
When the mounting
電力供給部72は、バッテリーや電池からの電力をデジタルカメラ2の各部に供給するとともに、端子13を介して、光源ユニット12に電力を供給する。電力供給部72には、出力電圧を監視するためのA/D変換器や、バッテリーや電池の電圧を各部に適した所定の電圧に変換するDC/DC変換器、電源オン/オフの際の各部の起動順序、タイミングを制御する電源制御回路などが設けられている。
The
光源ユニット12の電気的構成を示す図6において、コネクタ14には、シリアルドライバ80、および電力供給部81が接続されている。シリアルドライバ80は、端子14によるカメラ本体2aとの各種制御信号の授受を媒介する。電力供給部81は、端子14を介してカメラ本体2aの電力供給部72から供給された電力を、発光素子34を構成する赤色、緑色、青色発光素子34a〜34cに接続された電流源82a〜82cを含む光源ユニット12の各部に供給する。電力供給部81には、電力供給部72と同様に、A/D変換器やDC/DC変換器、電源制御回路などが設けられている。
In FIG. 6 showing the electrical configuration of the
シリアルドライバ80には、光源ユニット12の各部を統括的に制御するCPU83が接続されている。CPU83には、発光素子ドライバ84が接続されている。発光素子ドライバ84は、各発光素子34a〜34cに接続されたトランジスタ85a〜85cの駆動を制御し、各発光素子34a〜34cのオン/オフ制御を行う。すなわち、発光素子ドライバ84は、接触パッド32に指が接触したことが接触検知センサ36で検知されたときに、各発光素子34a〜34cをオンさせ、CCD51による指37の撮影が終了したときに、各発光素子34a〜34cをオフさせる。
The serial driver 80 is connected to a
また、発光素子ドライバ84は、AE/AWB検出回路58で検出された被写体の色温度に応じて、電流源82a〜82cから各発光素子34a〜34cに供給される電力量を制御し、各発光素子34a〜34cの光量を調節する。この光量の調節は、不揮発性メモリ43に予め記憶された色温度と指37の指紋を最も鮮明に撮影することができる最適光量との関係を参照して行われる。
Further, the light emitting
さらに、発光素子ドライバ84は、タイミングをずらして4個の発光素子34を1個ずつ発光させる。CCDドライバ53は、この発光素子34の駆動タイミングでその都度指紋の撮影を行うように、CCD51の駆動を制御する。なお、図6では、4個の発光素子34のうちの1個を図示している。
Further, the light emitting
デジタル信号処理回路56は、4個の発光素子34を1個ずつ発光させて撮影した指紋の画像データから、鮮明に指紋が浮き上がっている部分を画像認識してそれぞれ切り出し、これらを画像合成する。
The digital
次に、上記構成を有するデジタルカメラ2の基本的な動作について説明する。まず、デジタルカメラ2で被写体の撮影を行う際には、電源スイッチ16を操作してデジタルカメラ2の電源を投入する。そして、モードダイヤル17を操作して静止画撮影モード、あるいは動画撮影モードを選択する。
Next, a basic operation of the
静止画撮影モードでは、撮像レンズ10、絞り44を介して入射した被写体像が、CCD51により光電変換され、アナログ信号処理回路54でサンプリング、増幅されて、A/D55でデジタルの画像データに変換される。
In the still image shooting mode, a subject image incident through the
A/D55でデジタル変換された画像データは、デジタル信号処理回路56で各種処理を施された後、輝度信号生成回路57で簡易的なYC変換処理を施され、フレームメモリ66に格納される。フレームメモリ66に格納された画像データは、LCDドライバ61を介してLCD20にスルー画像として表示される。
The image data digitally converted by the A /
スルー画像の表示中に、レリーズボタン18が半押しされると、AE/AWB検出回路58にて、被写体の明るさに見合った露出量が決定され、この決定された露出量に応じた絞り径、およびシャッタ速度となるように、絞り44、およびCCD51を制御するAEが実行される。また、AF検出回路59にて、フォーカスレンズ10cを移動させながらフォーカス評価値を算出し、合焦位置を検出するAFが実行され、撮影準備処理が完了する。
When the
撮影準備処理が完了した後、レリーズボタン18の全押しにより撮影が実行されると、決定された露出量に基づいて静止画撮影が行われ、これにより得られた画像データがフレームメモリ66に格納される。
When shooting is executed by fully pressing the
フレームメモリ66に格納された画像データは、輝度信号生成回路57で本格的なYC変換処理を施された後、画像圧縮・伸長回路58で圧縮処理され、再びフレームメモリ66に格納される。最後に、フレームメモリ66の圧縮済みの画像データがカードI/F61に読み出され、メモリカード62に記録される。
The image data stored in the
動画撮影モードが選択されると、静止画撮影モードと同様の処理を経てスルー画像がLCD20に表示される。この状態でレリーズボタン18が半押しされると、撮影準備処理が行われ、レリーズボタン18の全押しにより動画撮影が開始される。デジタル信号処理回路56で各種信号処理を施された画像データは、一定のフレームレートでフレームメモリ66に順次格納される。その後、静止画撮影モードと同様の処理を経て、マイクロホンに入力された周囲の音声とともに、画像データがメモリカード62に記録される。動画撮影は、レリーズボタン18が再び全押しされるか、規定の動画撮影可能時間になると終了する。
When the moving image shooting mode is selected, a through image is displayed on the
続いて、認証モードにおけるデジタルカメラ2の動作について、図7のフローチャート、および図8のタイミングチャートを参照して説明する。両コネクタ13、14を介して光源ユニット12をカメラ本体2aに装着すると、両コネクタ13、14の端子同士が接触して、光源ユニット12とカメラ本体2aとが電気的に接続される。
Next, the operation of the
光源ユニット12のカメラ本体2aへの装着が装着検知部71で検知されると、カメラ本体2aの電力供給部72から光源ユニット12の電力供給部81に電力が供給され、光源ユニット12の電源がオンされる。そして、デジタルカメラ2のモードが認証モードに切り替えられる。また、これと同時に、モータドライバ49を介してレンズモータ46が駆動され、フォーカスレンズ10cが接触パッド32上に焦点が合う位置に移動される。
When mounting of the
上記のような待機状態で、接触パッド32に指が接触したことが接触検知センサ36で検知されると(図8のa点)、CPU83からその旨を表す信号(以下、接触検知信号という。)が発生される。そして、接触検知信号がシリアルドライバ80およびコネクタ14を介してカメラ本体2aに送信される。
In the standby state as described above, when the
接触検知信号が受信されると、AE/AWB検出回路58で検出された被写体の色温度が、シリアルドライバ70およびコネクタ13を介して光源ユニット12に送信される。
When the contact detection signal is received, the color temperature of the subject detected by the AE /
色温度の検出結果が受信されると、発光素子34から発せられる光の光量が、色温度の検出結果に見合った最適光量となるように設定される(図8のa、b点間)。そして、発光素子ドライバ84により、トランジスタ85a〜85cの駆動が制御され、1個目の発光素子34の各発光素子34a〜34cがオンされる(b点)。また、このとき、色温度の検出結果に応じて設定された最適光量となるように、電流源82a〜82cから各発光素子34a〜34cに供給される電力量が制御される。これにより、発光素子34から調光された白色光が発せられ、この白色光が導光筒31により導光されて接触パッド32上の指37が照明される。
When the color temperature detection result is received, the amount of light emitted from the
発光素子34から白色光が発せられた後、AE/AWB検出回路58、およびAF検出回路59によって、AE、およびAFが実行される(c、d点間)。AE、AFが完了すると、CCDドライバ53によりCCD51が駆動されて、接触パッド32上の指37の指紋の撮影が行われる(e、f点間)。また、f点の撮影終了と同時に、発光素子ドライバ84により、1個目の発光素子34の各発光素子34a〜34cがオフされる。以降、4個の発光素子34が所定のタイミングで1個ずつ駆動され、その都度指紋の撮影が行われる。
After white light is emitted from the
4回の撮影終了後、デジタル信号処理回路56にて、4個の発光素子34を1個ずつ発光させて撮影した指紋の画像データから、鮮明に指紋が浮き上がっている部分が画像認識されてそれぞれ切り出され、これらが画像合成されて不鮮明な部分のない指紋の画像が生成され、メモリカード62に記録される。
After the four times of shooting, the digital
以上詳細に説明したように、デジタルカメラ2は、光源ユニット12とカメラ本体2aとを着脱自在としたので、個人認証の用途と、静止画撮影や動画撮影といった個人認証以外の通常の用途との両方でデジタルカメラ2を使用することができる。
As described above in detail, since the
4個の発光素子34を90°ずつずれた位置に等間隔で配置し、タイミングをずらして1個ずつ駆動して、異なる方向から指37に光を照射し、その都度撮影を行うようにしたので、不鮮明な部分のない指紋画像を得ることができる。したがって、認証の精度を向上させることができる。また、被写体の色温度に応じて、各発光素子34a〜34cの光量を最適となるように調節したので、認証の精度をさらに向上させることができる。
The four
撮影を行う際にのみ、発光素子34を駆動させるようにしたので、撮影時以外は光源ユニット12を待機状態とすることができ、省電力化を図ることができる。また、接触パッド32に指が接触したことが接触検知センサ36で検知されたときに自動的に撮影を行うようにしたので、操作性を向上させることができる。さらに、光源ユニット12がカメラ本体2aに装着されたときに、自動的にフォーカスレンズ10cが接触パッド32上に焦点が合う位置に移動されるようにしたので、焦点距離を手動で設定するなどの手間を省くことができる。
Since the
上記実施形態では、指37の指紋を撮影するための光源ユニット12を例示して説明したが、図9に示す光源ユニット90を用いてもよい。光源ユニット90は、近赤外光を発する赤外発光素子91と、中央部から先端部に向かって幅広な断面形状を有する導光筒92と、導光筒92の先端部に取り付けられた接触パッド93とからなる。認証モードにおいては、手のひら94を接触パッド93に押し付け、手のひら94の静脈の撮影を行う。
In the above embodiment, the
ここで、生体の血管は、強い圧力をかけると潰れて広がり、さらに圧力をかけると血の流れが止まって見えなくなる。光源ユニット90は、この生体特有の時系列変化を利用して、認証の精度をさらに高めるために、接触検知センサとして圧力センサ95を用いている。すなわち、圧力センサ95が反応したときに、上記のような時系列変化を画像データから検知して、これを認証の前提条件とすれば、偽指や偽手による成り済ましを防止することができる。 Here, the blood vessels of the living body are crushed and spread when a strong pressure is applied, and the blood flow stops and becomes invisible when a further pressure is applied. The light source unit 90 uses the pressure sensor 95 as a contact detection sensor in order to further improve the accuracy of authentication by utilizing the time-series changes peculiar to the living body. That is, when the pressure sensor 95 reacts, the above time-series change is detected from the image data, and if this is used as a precondition for authentication, impersonation by a fake finger or a fake hand can be prevented.
また、この場合も上記実施形態と同様に、4個の赤外発光素子91を90°ずつずれた位置に等間隔で配置し、タイミングをずらして1個ずつ駆動して、異なる方向から手のひら94に光を照射し、その都度撮影を行うようにすれば、手のひら94で反射する光と、手のひら94を透過する光とを同時に撮影することで生じる白飛びに起因する静脈の不明瞭な部分を取り除いた画像を得ることができる。さらに、赤外発光素子91から発せられる光の光量を変化させて連続的に撮影するようにすれば、手のひら94の厚みなどの個人差による誤認証を防止することができる。 Also in this case, similarly to the above-described embodiment, the four infrared light emitting elements 91 are arranged at equal intervals at positions shifted by 90 °, driven one by one at different timings, and the palm 94 is moved from different directions. If the light is irradiated to each other and photographing is performed each time, the unclear part of the vein caused by the whiteout caused by simultaneously photographing the light reflected by the palm 94 and the light transmitted through the palm 94 is detected. The removed image can be obtained. Further, by continuously photographing while changing the amount of light emitted from the infrared light emitting element 91, erroneous authentication due to individual differences such as the thickness of the palm 94 can be prevented.
上記のように、指紋認証用の光源ユニット12だけでなく、静脈認証用の光源ユニット90などを用意しておけば、光源ユニットを取り替えるだけで様々な個人認証のタイプに対応することができる。
As described above, if not only the
なお、デジタルカメラ2で得られた指紋や静脈の画像データは、指紋や静脈認証を行う専用の個人認証装置に取り込まれ、認証時に個人の識別情報と照合される画像データとして利用される。あるいは、デジタルカメラ2がインターネットなどの通信ネットワーク経由で画像のプリント注文を行う機能を有するいわゆるウェブカメラであった場合は、プリント注文サイトのログイン時やプリント注文後の支払いの際などに個人認証の手段として用いられる。
The fingerprint or vein image data obtained by the
上記実施形態では、デジタルカメラ2を例示して説明したが、本発明はこれに限らず、図10に示すカメラ付き携帯電話100に適用することも可能である。カメラ付き携帯電話100は、電話機本体101と、光源ユニット102とを備えている。
In the above embodiment, the
電話機本体101は、ヒンジ103により回動自在に係合された上部本体101aと下部本体101bとからなる。上部本体101aの背後にはアンテナ104が収納されており、その正面には受話スピーカやLCD(ともに図示せず)が設けられている。また、上部本体101aの背面には、撮像レンズ105が露呈されている。
The telephone
下部本体101bには、送話マイク106、およびダイヤルキーや各種選択キーからなる操作部107が設けられている。また、下部本体101bの側面には、メモリカードが装填されるメモリカードスロット108が設けられている。
The
光源ユニット102は、上記実施形態の光源ユニット12と同様に、コネクタ(図示せず)を介して、上部本体101aの背面に着脱自在とされている。光源ユニット102は、基板109と、蓋体110と、接触パッド111とからなる。基板109には、撮像レンズ105が露呈する上部本体101aの背面の撮影開口と略同じ円形状の外形を有する透過穴112が形成されている。透過穴112は、撮像レンズ10の光軸とその中心が一致するように形成されている。
The
基板109の裏面には、前述のコネクタが設けられている。また、前面の透過穴112の周囲には、8個の発光素子113が配されている。発光素子113は、互いに45°ずつずれた位置に等間隔で配置されている。
The connector described above is provided on the back surface of the
図11に示すように、発光素子113には、白色光を発する白色発光素子113aと、近赤外光を発する赤外発光素子113bとが用いられており、これらが交互に4個ずつ配置されている。白色発光素子113aは、撮影前のAE、AF時、および指紋の撮影時に発光される。赤外発光素子113bは、指の静脈の撮影時に発光される。なお、白色発光素子113aと区別するために、赤外発光素子113bにはハッチングを施している。 As shown in FIG. 11, the light emitting element 113 includes a white light emitting element 113a that emits white light and an infrared light emitting element 113b that emits near infrared light, and four of these elements are alternately arranged. ing. The white light emitting element 113a emits light during AE and AF before photographing and during fingerprint photographing. The infrared light emitting element 113b emits light when photographing a finger vein. In addition, in order to distinguish from the white light emitting element 113a, the infrared light emitting element 113b is hatched.
図10に戻って、蓋体110は、断面略台形形状を有し、基板109上に形成されたガイドレール114に取り付けられる。蓋体110は、このガイドレール114によって、図示する開き位置と、発光素子113を覆う閉じ位置との間でスライド自在となっている。ガイドレール114には、蓋体110が閉じ位置にスライドされたことを検知する検知スイッチ115が設けられている。
Returning to FIG. 10, the
蓋体110の上面には、透過穴112と同様の透過穴(図示せず)が形成され、この透過穴を覆うように接触パッド111が取り付けられている。接触パッド111には、発光素子113からの光を透過する透明な材料、例えばクリアー樹脂やガラスが用いられている。なお、蓋体110の内部は空洞となっており、上記実施形態の導光筒31と同様に、その内面に反射防止処理が施され、発光素子113からの光を接触パッド111に向けて導光する。
A transmission hole (not shown) similar to the
認証を行う際には、まず、接触パッド111に指を載せて、指の力で蓋体110を開き位置から閉じ位置にスライドさせる。蓋体110が閉じ位置にスライドされると、検知スイッチ115が作動して、上記実施形態で接触パッド32に指37が接触したことが接触検知センサ36で検知されたときと同様に、認証モードに移行する。
When performing authentication, first, a finger is placed on the
認証モードに移行すると、白色発光素子113aが発光されてAE、AFが実行される。そして、AE、AFの完了後、指紋の撮影が行われる。あるいは、赤外発光素子113bが発光されて指の静脈の撮影が行われる。このように、カメラ付き携帯電話100に本発明を適用すれば、カメラ付き携帯電話100自体の大型化を招くことなく、個人認証の機能を追加することができる。なお、得られた画像データは、上記実施形態のデジタルカメラ2の場合と同様に、個人認証装置の認証時に照合される画像データとして利用される。あるいは、有料サイトのログイン時や支払いの際などに個人認証の手段として用いられる。
When the authentication mode is entered, the white light emitting element 113a emits light and AE and AF are executed. Then, after completion of AE and AF, a fingerprint is taken. Alternatively, the infrared light emitting element 113b emits light and the finger vein is imaged. Thus, if the present invention is applied to the camera-equipped mobile phone 100, a personal authentication function can be added without increasing the size of the camera-equipped mobile phone 100 itself. Note that the obtained image data is used as image data to be collated at the time of authentication of the personal authentication device, as in the case of the
なお、言う迄もないが、この場合も上記実施形態と同様に、4個の赤外発光素子113bを、タイミングをずらして1個ずつ駆動して、異なる方向から指に光を照射し、その都度撮影を行うようにしてもよいし、白色発光素子113aの代わりに、あるいはそれに加えて、赤色、青色、緑色発光素子が一体化された発光素子を用い、被写体の色温度に応じて、各発光素子の光量を最適となるように調節してもよい。また、蓋体110が開き位置にあるときに、白色発光素子113aを通常撮影時のストロボ光として利用してもよい。
Needless to say, in this case as well, as in the above embodiment, the four infrared light emitting elements 113b are driven one by one at different timings, and the finger is irradiated with light from different directions. You may make it take a photo each time, or in addition to or in addition to the white light emitting element 113a, a light emitting element in which red, blue, and green light emitting elements are integrated is used. You may adjust the light quantity of a light emitting element so that it may become optimal. Further, when the
2 デジタルカメラ
2a カメラ本体
10、105 撮像レンズ
10c フォーカスレンズ
12、90、102 光源ユニット
32、93、111 接触パッド
34、113 発光素子
34a〜34c 赤色、青色、緑色発光素子
36 接触検知センサ
37 指
40 CPU
46 レンズモータ
49 モータドライバ
51 CCD
53 CCDドライバ
58 AE/AWB検出回路
71 装着検知部
83 CPU
84 発光素子ドライバ
91、113b 赤外発光素子
94 手のひら
95 圧力センサ
100 カメラ付き携帯電話
101 電話機本体
113a 白色発光素子
115 検知スイッチ
2
46
53
84 Light-emitting element driver 91, 113b Infrared light-emitting element 94 Palm 95 Pressure sensor 100 Mobile phone with
Claims (10)
生体の特定部位に光を照射するための光源と、
前記光源の駆動を制御する光源駆動制御手段とを有し、
前記撮像光学系に着脱自在とされた個人認証用の光源ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。 In an imaging apparatus comprising: a solid-state imaging device that captures a subject image that has passed through an imaging optical system and outputs an imaging signal; and an element drive control unit that controls driving of the solid-state imaging device.
A light source for irradiating a specific part of the living body with light;
Light source drive control means for controlling the drive of the light source,
An imaging apparatus comprising a light source unit for personal authentication that is detachable from the imaging optical system.
前記光源駆動制御手段は、タイミングをずらして前記複数の発光素子を駆動させ、
前記素子駆動制御手段は、前記発光素子の駆動タイミングでその都度撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The light source comprises a plurality of light emitting elements arranged at positions where light is irradiated from a plurality of different directions to a specific part of the living body,
The light source drive control means drives the plurality of light emitting elements at different timings,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the element drive control unit drives the solid-state image pickup element so as to perform photographing each time at the drive timing of the light emitting element.
前記光源駆動制御手段は、前記色温度検出手段の検出結果に応じて、赤色、緑色、青色発光素子のそれぞれの光量を制御することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 Color temperature detection means for detecting the color temperature of a specific part of the living body,
The imaging apparatus according to claim 3, wherein the light source drive control unit controls the light amounts of the red, green, and blue light emitting elements according to the detection result of the color temperature detection unit.
前記生体の特定部位が前記接触部に接触したことを検知する接触検知手段とを有し、
前記素子駆動制御手段は、前記接触検知手段で前記生体の特定部位の接触が検知されたときに撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の撮像装置。 The light source unit includes a contact portion that contacts a specific part of the living body,
Contact detecting means for detecting that a specific part of the living body is in contact with the contact portion;
8. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the device drive control unit drives the solid-state imaging device so as to perform imaging when the contact detection unit detects contact of a specific part of the living body. An imaging apparatus according to claim 1.
前記光源ユニットが装着されたことを検知する装着検知手段とを備え、
前記レンズ駆動制御手段は、前記装着検知手段で前記光源ユニットの装着が検知されたときに、前記フォーカスレンズを近接撮影に適した位置に移動させることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の撮像装置。 Lens drive control means for moving a focus adjustment focus lens included in the imaging optical system along the optical axis;
A mounting detection means for detecting that the light source unit is mounted;
10. The lens driving control unit according to claim 1, wherein when the mounting detection unit detects mounting of the light source unit, the lens driving control unit moves the focus lens to a position suitable for close-up photography. The imaging device described in 1.
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JP2011049750A (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Canon Inc | Imaging apparatus |
-
2005
- 2005-11-15 JP JP2005330316A patent/JP2007142558A/en active Pending
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