JP2022117069A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一被写体の顔の画像および目の高画質な画像を同軸かつ同時に撮像する。【解決手段】撮像装置は、被写体からの光が入射するレンズと、レンズを透して受光された光を、第１波長帯を有する第１光と第１波長帯より高い第２波長帯を有する第２光とに分光する分光部と、第１光に基づいて、被写体の第１部分の画像を撮像する第１撮像部と、第２光に基づいて、被写体の第１部分より狭い第２部分の画像を撮像する第２撮像部と、撮像された第１部分の画像および第２部分の画像を外部装置に出力する出力部と、を備える。第１撮像部および第２撮像部は、レンズおよび分光部を介して互いに同軸で撮像する。【選択図】図４

Description

本開示は、撮像装置に関する。

特許文献１には、被写体の画像を撮像する広角カメラと、被写体の虹彩に合焦し虹彩の拡大画像を撮像する望遠カメラとを備える虹彩撮像装置が開示されている。広角カメラに装備される長方形の撮像素子の長辺が被写体の身長方向に合わせて縦置き配置され、広角カメラがチルト台上に搭載される。これにより、１台の広角カメラ、１台の虹彩撮像用望遠カメラの２カメラ構成としたときに高精度の虹彩画像を高速に撮像可能となる。

特開２００２－１２５１４２号公報

特許文献１では、広角カメラと望遠カメラとは横方向（つまりチルト台の回転軸方向である水平方向）の視差が存在するように配置されているので、望遠カメラの光軸に対して垂直な軸周りに回動可能なパン用ミラーの旋回角度によっては虹彩画像位置がずれてしまう。このため、虹彩撮像装置は、広角カメラの撮像画像中に顔のパターンが入った後に左目もしくは右目の位置を検出し、この検出された左目もしくは右目の位置を望遠カメラの座標に変換するとともに、チルト台のチルト位置およびパン用ミラーのパン位置ならびに照明具のチルト位置およびパン位置を求めて微調整を行う必要があった。このため、同一被写体の顔の画像と目（例えば虹彩）の高画質な画像とを同軸かつ同時に撮像することは困難であった。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、同一被写体の顔の画像と目の高画質な画像とを同軸かつ同時に撮像する撮像装置を提供することを目的とする。

本開示は、観察部位からの光が入射するレンズと、前記レンズを透して受光された光に基づいて、前記観察部位の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記観察部位の画像に基づいて、前記観察部位への投影画像を生成する投影部と、を備え、前記レンズは、前記投影部からの前記投影画像の光を、前記観察部位からの光が入射する方向と逆方向であって、かつ前記観察部位からの光の入射軸と同軸である投光軸に沿って投光する、投影装置を提供する。

本開示によれば、同一被写体の顔の画像と目の高画質な画像とを同軸かつ同時に撮像できる。

実施の形態１に係る分光プリズムカメラのユースケース例を示す図 実施の形態１に係る分光プリズムカメラの内部構成例を示すブロック図 プリズムのＢ面の反射特性例を示すグラフ 実施の形態１に係る分光プリズムカメラの第１動作手順例を示すフローチャート 瞼認証に用いる対象エリアの特定動作概要例を示す図 実施の形態１に係る分光プリズムカメラの第２動作手順例を示すフローチャート 実施の形態２に係る分光プリズムカメラのユースケース例を示す図 実施の形態２に係る分光プリズムカメラの内部構成例を示すブロック図 クロスプリズムのＡ面の反射特性例を示すグラフ クロスプリズムのＢ面の透過特性例を示すグラフ 実施の形態２に係る分光プリズムカメラの第１動作手順例を示すフローチャート 実施の形態２に係る分光プリズムカメラの第２動作手順例を示すフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る撮像装置を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００のユースケース例を示す図である。本開示に係る撮像装置の一例としての分光プリズムカメラ１００は、例えば手術室に配置され、医師あるいは看護師等の被写体を正面視で撮影する。なお、図１では分光プリズムカメラ１００は被写体（男性の医師）を側面視で撮影するように図示されているが、分光プリズムカメラ１００は被写体を正面視で撮影する。以下、被写体として人物を例示して説明するが、人物に限定されなくてもよい。

分光プリズムカメラ１００は、複数（例えば２個）のイメージセンサ１１，１２（図２参照）を有し、一方のイメージセンサ１２によって被写体の顔付近の範囲ＲＮＧ１の画像を撮像し、他方のイメージセンサ１１によって同じ被写体の目付近の範囲ＲＮＧ２（例えば虹彩全体を含む範囲）を拡大した画像を撮像する。範囲ＲＮＧ１の画像は被写体の顔全体が映っており、例えば顔認証に利用される。範囲ＲＮＧ２の画像は同じ被写体の虹彩全体もしくは目の瞼付近が映っており、例えば虹彩認証もしくは瞼部分の血管（静脈）を用いた静脈認証に利用される。このように、分光プリズムカメラ１００は、同じ被写体の広い範囲の画像とその範囲の一部を拡大した画像との両方を撮像でき、複数種類の認証処理に適する画像を得ることができる。

図２は、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００の内部構成例を示すブロック図である。分光プリズムカメラ１００は、共用レンズＬＳ１と、カメラヘッド部１０と、カメラ信号処理部２０と、ＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０と、カメラ制御部５０と、ＡＢＦ（Ａｕｔｏ Ｂａｃｋ Ｆｏｃｕｓ）制御部５１と、照明制御部５２と、レンズ制御部５４と、照明部ＩＬＭ１，ＩＭＬ２とを含む構成である。また、分光プリズムカメラ１００は、表示器ＤＰ１と有線あるいは無線を介して接続されている。

レンズの一例としての共用レンズＬＳ１は、カメラヘッド部１０のプリズムＣＸＰ１より対物側（つまり被写体側）に取り付けられた光学レンズを含むレンズユニットとして構成される。共用レンズＬＳ１には被写体からの光（例えば被写体での反射光）が入射し、共用レンズＬＳ１はその入射した光を集光する。共用レンズＬＳ１により集光された被写体からの光は、カメラヘッド部１０のプリズムＣＸＰ１に入射する。つまり、共用レンズＬＳ１は、カメラヘッド部１０のイメージセンサ１１，１２で受光される光を集光する機能を有する。

カメラヘッド部１０は、共用レンズＬＳ１の次に対物側（つまり被写体側）に配置され、共用レンズＬＳ１を透過した光を分光したり撮像したりする。カメラヘッド部１０は、光学面（後述するＢ面ＢＳ１参照）を有するプリズムＣＸＰ１と、テレコンバージョンレンズＣＮＶ１と、光学フィルタＯＰＦ１と、イメージセンサ１１を含むオートバックフォーカス機構ＡＢＦ１と、光学フィルタＯＰＦ２と、イメージセンサ１２を含むオートバックフォーカス機構ＡＢＦ２とを含む。

分光プリズムの一例としてのプリズムＣＸＰ１は、光学面としての性質を有するＢ面ＢＳ１を有し、プリズム固定部材ＦＸ１により固定される。プリズム固定部材ＦＸ１は、後述するテレコンバージョンレンズＣＮＶ１も固定する。プリズムＣＸＰ１は、共用レンズＬＳ１により集光された光（つまり被写体からの光）をＢ面ＢＳ１において反射および透過する。

ここで、図３を参照して、プリズムＣＸＰ１のＢ面ＢＳ１の光学特性について説明する。図３は、プリズムＣＸＰ１のＢ面ＢＳ１の反射特性例を示すグラフである。図３において、横軸は波長［ｎｍ：ナノメートル］、縦軸は反射特性の一例としての反射率を示す。

図３において、Ｂ面ＢＳ１は、例えば８００～９００［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ））光を高い反射率（例えば８０％）で反射する光学的性質を有している。なお、図３ではＢ面ＢＳ１の近赤外（ＩＲ）光の反射率が８０％となっているが、１００％（つまり全反射可能な反射率）であってもよい。

テレコンバージョンレンズＣＮＶ１は、その光軸が被写体からの光の入射軸ＩＭＸ１と平面視で直交する方向と一致するように、プリズムＣＸＰ１と光学フィルタＯＰＦ１との間に配置される。テレコンバージョンレンズＣＮＶ１は、共用レンズＬＳ１の焦点距離より望遠側での撮像を可能とするためのレンズであり、図１に示す範囲ＲＮＧ１の一部である範囲ＲＮＧ２を範囲ＲＮＧ１と同等となるように拡大した光学像を、光学フィルタＯＰＦ１を介してイメージセンサ１１に受光させる。なお、実施の形態１では、イメージセンサ１１が撮像する被写体の範囲ＲＮＧ２とイメージセンサ１２が撮像する被写体１の範囲ＲＮＧ１とを異ならせるために、プリズムＣＸＰ１と光学フィルタＯＰＦ１との間にテレコンバージョンレンズＣＮＶ１が配置されているが、他の代替手段が実現されても構わない。例えば、テレコンバージョンレンズＣＮＶ１が配置される代わりに、プリズムＣＸＰ１の反射面もしくは射出面が曲面に形成されてもよいし（図示略）、イメージセンサ１１，１２のサイズが異なってもよい。なお、射出面を曲面に形成する際には、レンズ付き樹脂成型プリズムを用いることが可能である。

光学フィルタＯＰＦ１は、例えば８００～９００［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ）光のみを透過させて他の帯域の波長を有する光を遮断するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）により構成される。なお、光学フィルタＯＰＦ１（バンドパスフィルタ）が透過させる光の波長帯域は８００～９００［ｎｍ］に限定されなくてよい。光学フィルタＯＰＦ１は、プリズムのＢ面ＢＳ１により反射された近赤外（ＩＲ）光のうち８００～９００［ｎｍ］の光を透過する。光学フィルタＯＰＦ１を透過した近赤外（ＩＲ）光はイメージセンサ１１により受光される。なお、光学フィルタＯＰＦ１は、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ１内に設けられるように配置されてもよいし、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ１とは別体で設けられてもよい。

イメージセンサ１１は、例えば近赤外（ＩＲ）光の撮像に適した複数の画素が配列されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を含む。つまり、イメージセンサ１１は、イメージセンサ１２とは異なる分光波長を有した光を受光する。イメージセンサ１１は、プリズムＣＸＰ１のＢ面ＢＳ１により反射あるいは全反射されてテレコンバージョンレンズＣＮＶ１を透過した近赤外（ＩＲ）光が受光し易くなるように、上述した入射軸ＩＭＸ１と直交する撮像軸ＣＡＸ１に撮像面が直交する状態で配置される。イメージセンサ１１は、受光された近赤外（ＩＲ）光に基づいて被写体の近赤外画像（例えば図１に示す男性の医師の目付近の範囲ＲＮＧ２が拡大された近赤外画像）を撮像する。イメージセンサ１１は、撮像により得られた被写体の虹彩を含む近赤外画像信号を第１信号処理部２１に送る。なお、イメージセンサ１１は、上述した近赤外（ＩＲ）光の撮像に適した複数の画素が配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳの代わりに、可視光の撮像に適した複数の画素が配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳとして設けられてもよい。この場合、光学フィルタＯＰＦ１は、後述する光学フィルタＯＰＦ２と同様の光学的特性（例えば４００～６８０［ｎｍ］の波長を有する可視光のみを透過させて他の帯域の波長を有する光を遮断する特性）を有する。

オートバックフォーカス機構ＡＢＦ１は、例えば特許第３７３８７７７号公報に開示されているような機構により構成され、ＡＢＦ制御部５１からの制御信号に基づいて、イメージセンサ１１の撮像面が撮像軸ＣＡＸ１に直交する状態を維持しながらイメージセンサ１１を撮像軸ＣＡＸ１の方向に移動させることでイメージセンサ１１の焦点距離を適宜調整する機能を有している。つまり、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ１によれば、例えばイメージセンサ１１に受光される光の波長帯域がカメラ制御部５０（後述参照）によって異なる波長帯域に選択される場合でも、異なる波長帯域に伴う光路長の変化があってもイメージセンサ１１を撮像軸ＣＡＸ１の方向に移動可能となることでピントの合う鮮明な近赤外画像を得ることができる。

光学フィルタＯＰＦ２は、例えば４００～６８０［ｎｍ］の波長を有する可視光のみを透過させて他の帯域の波長を有する光を遮断するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）により構成される。つまり、光学フィルタＯＰＦ２は赤外光カットフィルタとしての機能を有する。なお、光学フィルタＯＰＦ２（バンドパスフィルタ）が透過させる光の波長帯域は４００～６８０［ｎｍ］に限定されなくてよい。光学フィルタＯＰＦ２は、プリズムＣＸＰ１のＢ面ＢＳ１を透過した４００～６８０［ｎｍ］の波長を有する可視光を透過する。光学フィルタＯＰＦ２を透過した可視光はイメージセンサ１２により受光される。なお、光学フィルタＯＰＦ２は、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ２内に設けられるように配置されてもよいし、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ２とは別体で設けられてもよい。

イメージセンサ１２は、例えば可視光の撮像に適した複数の画素が配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳを含む。つまり、イメージセンサ１２は、イメージセンサ１１とは異なる分光波長を有した光を受光する。イメージセンサ１２は、プリズムＣＸＰ１のＢ面ＢＳ１を透過した可視光が受光し易くなるように、上述した入射軸ＩＭＸ１に撮像面が直交する状態で配置される。イメージセンサ１２は、受光された可視光に基づいて被写体の可視画像（例えば図１に示す男性の医師の顔付近の範囲ＲＮＧ１の可視画像）を撮像する。イメージセンサ１２は、撮像により得られた被写体の顔を含む可視画像信号を第２信号処理部２２に送る。なお、イメージセンサ１２は、イメージセンサ１１と同様に、近赤外（ＩＲ）光の撮像に適した複数の画素が配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳを含む構成としてもよい。この場合、光学フィルタＯＰＦ２は、上述した光学フィルタＯＰＦ１と同様の光学的特性（例えば８００～９００［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ）光のみを透過させて他の帯域の波長を有する光を遮断する特性）を有する。

オートバックフォーカス機構ＡＢＦ２は、例えば特許第３７３８７７７号公報に開示されているような機構により構成され、ＡＢＦ制御部５１からの制御信号に基づいて、イメージセンサ１２の撮像面が入射軸ＩＭＸ１に直交する状態を維持しながらイメージセンサ１２を入射軸ＩＭＸ１の方向に移動させることでイメージセンサ１２の焦点距離を適宜調整する機能を有している。つまり、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ２によれば、例えばイメージセンサ１２に受光される光の波長帯域がカメラ制御部５０（後述参照）によって異なる波長帯域に選択される場合でも、異なる波長帯域に伴う光路長の変化があってもイメージセンサ１２を入射軸ＩＭＸ１の方向に移動可能となることでピントの合う鮮明な可視画像を得ることができる。

カメラ信号処理部２０は、カメラヘッド部１０での撮像により得られた画像信号を用いて人が認知可能な形式（例えばＲＧＢ形式もしくはＹＵＶ形式）の撮像画像データを生成する。カメラ信号処理部２０は、第１信号処理部２１と、第２信号処理部２２とを含む。なお、後述するＣＣＵ３０はカメラ信号処理部２０内に含まれる構成としてもよい。

第１信号処理部２１は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）あるいはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプロセッサにより構成される。第１信号処理部２１は、イメージセンサ１１からの画像信号（例えば被写体の虹彩を含む近赤外画像信号）を用いて各種のカメラ信号処理を施して撮像画像データ（例えば被写体の虹彩を含む近赤外画像データ）を生成してＣＣＵ３０に送る。なお、第１信号処理部２１により生成される撮像画像データは、上述した被写体の虹彩を含む近赤外画像データに限定されず、例えば被写体の可視画像データ、もしくは被写体の特定波長画像データであってもよい。特定波長画像データは、第１信号処理部２１におけるカメラ信号処理によって、予め設定された特定の波長帯域の成分のみ抽出された画像データである。

第２信号処理部２２は、 例えばＤＳＰあるいはＦＰＧＡ等のプロセッサにより構成される。第２信号処理部２２は、イメージセンサ１２からの画像信号（例えば被写体の顔を含む可視画像信号）を用いて各種のカメラ信号処理を施して撮像画像データ（例えば被写体の顔を含む可視画像データ）を生成してＣＣＵ３０に送る。なお、第２信号処理部２２により生成される撮像画像データは、上述した被写体の顔を含む可視画像データに限定されず、例えば被写体の近赤外画像データ、もしくは被写体の特定波長画像データであってもよい。特定波長画像データは、第２信号処理部２２におけるカメラ信号処理によって、予め設定された特定の波長帯域の成分のみ抽出された画像データである。

ＣＣＵ３０は、例えばＤＳＰあるいはＦＰＧＡ等のプロセッサにより構成され、第１信号処理部２１および第２信号処理部２２のそれぞれからの撮像画像データを用いて各種の画像解析処理（例えば画像間演算もしくは画像合成）を行う。また、ＣＣＵ３０は、前述した画像解析処理の結果を用いて、顔認証、虹彩認証、瞼部分（後述参照）の静脈を用いた生体認証を行ってもよい。この場合、各認証処理に用いられる専用のデータベースは分光プリズムカメラ１００内に保持されてもよいし、外部装置（例えば図示しないクラウドサーバ）に保持されてもよい。また、ＣＣＵ３０は、前述した画像解析処理によって被写体の状態等を分析してもよい。

カメラ制御部５０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰあるいはＦＰＧＡ等のプロセッサにより構成され、分光プリズムカメラ１００の作動に関する各種の制御を統括する。例えば、カメラ制御部５０は、ＡＢＦ制御部５１にオートバックフォーカスに関する制御信号を送ったり、照明制御部５２に可視光あるいは近赤外（ＩＲ）光の照射に関する制御信号を送ったり、レンズ制御部５４に共用レンズＬＳ１の特性調整に関する制御信号を送ったりする。また、カメラ制御部５０は、分光プリズムカメラ１００とは異なる外部入力に基づく外部制御信号を受けて、分光プリズムカメラ１００の作動に関する各種の制御を実行してもよい。

ＡＢＦ制御部５１は、カメラ制御部５０からの制御信号に基づいて、３つのオートバックフォーカス機構ＡＢＦ１，ＡＢＦ２，ＡＢＦ３のそれぞれに、前進、原点検出、位置保持に関する制御信号を独立に生成して送る。これにより、３つのオートバックフォーカス機構ＡＢＦ１，ＡＢＦ２，ＡＢＦ３のそれぞれは、ＡＢＦ制御部５１からの制御信号に基づいて、前進、原点検出、位置保持を実行できる。

照明制御部５２は、カメラ制御部５０からの制御信号に基づいて、照明部ＩＬＭ１，ＩＬＭ２から照射する光の点灯もしくは消灯、光量に関する制御信号を生成して照明部ＩＬＭ１，ＩＬＭ２に送る。照明部ＩＬＭ１から照射される光は、例えば可視光である。照明部ＩＬＭ２から照射される光は、例えば８００～９００［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ）光である。これにより、照明部ＩＬＭ１は可視光を照射でき、照明部ＩＬＭ２は例えば８００～９００［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ）光を照射できる。

レンズ制御部５３は、カメラ制御部５０からの制御信号に基づいて、共用レンズＬＳ１の絞り、倍率、焦点に関する制御信号を生成する。これにより、分光プリズムカメラ１００において、共用レンズＬＳ１の絞り、倍率、焦点が適切に調整可能となる。

照明部ＩＬＭ１は、照明制御部５２からの制御信号（上述参照）に基づいて、可視光を被写体（例えば図１に示す男性の医師の正面）に向けて照射する。

照明部ＩＬＭ２は、照明制御部５２からの制御信号（上述参照）に基づいて、近赤外（ＩＲ）光を被写体（例えば図１に示す男性の医師の正面）に向けて照射する。

表示器ＤＰ１は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）あるいは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイスを用いて構成され、ＣＣＵ３０により画像合成された後の画像データを表示する。

次に、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００の第１動作手順例について、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００の第１動作手順例を示すフローチャートである。

図４に示す第１動作手順例では、分光プリズムカメラ１００は、被写体（例えば図１に示す男性の医師）の顔付近の範囲ＲＮＧ１の画像を撮像し、さらに、同じ被写体の目付近の範囲ＲＮＧ２の画像を撮像する例を説明する。なお、ステップＳｔ１～ステップＳｔ３の処理群とステップＳｔ４～ステップＳｔ６の処理群とは並列に行われる。

図４において、分光プリズムカメラ１００は、可視光の照明を照明部ＩＬＭ１から被写体（例えば図１に示す男性の医師の顔付近）に向けて照射する（Ｓｔ１）。分光プリズムカメラ１００は、被写体（ステップＳｔ１参照）からの光（可視光）を、共用レンズＬＳ１、プリズムＣＸＰ１および光学フィルタＯＰＦ２を介してイメージセンサ１２において受光する（Ｓｔ１）。分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１でイメージセンサ１２において受光された被写体（ステップＳｔ１参照）からの光に基づいて、被写体（例えば図１に示す男性の医師の顔）の画像（可視画像）を撮像する（Ｓｔ２）。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ２で撮像された被写体（ステップＳｔ２参照）の可視画像データ（顔画像データ）を用いて、顔認証をＣＣＵ３０において行ってもよい（Ｓｔ３）。なお、図１では図示されていないが、この顔画像データを用いた顔認証の処理は分光プリズムカメラ１００で行われず、例えば分光プリズムカメラ１００と通信可能に接続されたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部装置（図示略）によって実行されても構わない。この場合には、分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ２で生成された被写体（ステップＳｔ２参照）の可視画像データ（顔画像データ）を上述した外部装置（例えばＰＣ）に送信する。これにより、分光プリズムカメラ１００が顔認証を行うことによる一時的なＣＣＵ３０の処理負荷の増大を抑制可能となり、ＣＣＵ３０が行う他の処理の動作遅延も低減可能となる。

また、分光プリズムカメラ１００は、近赤外（ＩＲ）光の照明を照明部ＩＬＭ２から被写体（例えば図１に示す男性の医師の顔付近）に向けて照射する（Ｓｔ４）。分光プリズムカメラ１００は、被写体（ステップＳｔ４参照）からの光（近赤外（ＩＲ）光）を、共用レンズＬＳ１、プリズムＣＸＰ１、テレコンバージョンレンズＣＮＶ１および光学フィルタＯＰＦ１を介してイメージセンサ１１において受光する（Ｓｔ４）。分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ４でイメージセンサ１１において受光された被写体（ステップＳｔ４参照）からの光に基づいて、被写体（例えば図１に示す男性の医師の目部分）の画像（近赤外画像）を撮像する（Ｓｔ５）。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ５で撮像された被写体（ステップＳｔ５参照）の近赤外画像データ（虹彩画像データ）を用いて、虹彩認証をＣＣＵ３０において行ってもよい（Ｓｔ６）。なお、図１では図示されていないが、この虹彩画像データを用いた虹彩認証の処理は分光プリズムカメラ１００で行われず、例えば分光プリズムカメラ１００と通信可能に接続されたＰＣ（前述参照）等の外部装置（図示略）によって実行されても構わない。この場合には、分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ５で生成された被写体（ステップＳｔ５参照）の近赤外画像データ（虹彩画像データ）を上述した外部装置（例えばＰＣ）に送信する。これにより、分光プリズムカメラ１００が虹彩認証を行うことによる一時的なＣＣＵ３０の処理負荷の増大を抑制可能となり、ＣＣＵ３０が行う他の処理の動作遅延も低減可能となる。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ２，Ｓｔ５により得られた各画像データ（つまり被写体の顔付近の可視画像データ，目付近が拡大された虹彩画像データ）を関連付けて出力（例えば表示器ＤＰ１に表示）する（Ｓｔ７）。なお、分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ３，Ｓｔ６により得られた各認証処理の処理結果を関連付けて出力（例えば表示器ＤＰ１に表示）してもよい（Ｓｔ７）。

ステップＳｔ７の後、分光プリズムカメラ１００の処理が終了とならない場合には（Ｓｔ８、ＮＯ）、分光プリズムカメラ１００の処理はステップＳｔ１，Ｓｔ４に戻る。つまり、分光プリズムカメラ１００の処理が終了となるまで、分光プリズムカメラ１００はステップＳｔ１～Ｓｔ３の処理群（ステップＳｔ３は省略可）ならびにステップＳｔ４～Ｓｔ６（ステップＳｔ６は省略可）の処理群を並列に実行する処理を繰り返す。一方、ステップＳｔ７の後、分光プリズムカメラ１００の処理が終了となる場合（例えば図１に示す男性の医師の操作による分光プリズムカメラ１００の電源ＯＦＦがなされた場合）には（Ｓｔ８、ＹＥＳ）、分光プリズムカメラ１００の処理は終了する。

図５は、瞼認証に用いる対象エリアの特定動作概要例を示す図である。図５では、被写体が女性である場合に、女性の目（具体的には瞼）が閉じている時に近赤外（ＩＲ）光で撮像される瞼部分の血管（静脈）の画像が瞼認証（つまり瞼部分の静脈を用いた生体認証）に利用可能であることを説明する。

図５において、分光プリズムカメラ１００は、被写体（女性）が目ＥＹ１を開けている時（つまり瞼の開いた時）の可視画像データを撮像する。分光プリズムカメラ１００は、撮像された可視画像データに基づいて、被写体（女性）が目ＥＹ１を開けている時の瞼の縁部の位置ＯＰＬＮ１をＣＣＵ３０において特定する。

分光プリズムカメラ１００は、被写体（女性）が目ＥＹ１を閉じている時（つまり瞼の閉じた時）の可視画像データを撮像する。分光プリズムカメラ１００は、撮像された可視画像データに基づいて、被写体（女性）が目ＥＹ１を閉じている時の瞼の縁部の位置ＣＬＬ１をＣＣＵ３０において特定する。

分光プリズムカメラ１００は、被写体（女性）が目ＥＹ１を開けている時の瞼の縁部の位置ＯＰＬＮ１の特定結果と同じ被写体（女性）が目ＥＹ１を閉じている時の瞼の縁部の位置ＣＬＬ１の特定結果とに基づいて、その被写体（女性）の瞼の認証エリアＭＡＲ１（ハッチング部参照）を特定する。ここで、瞼の認証エリアとは、瞼部分の血管（静脈）を用いた生体認証（例えば個人の識別）に利用される部分である。これにより、分光プリズムカメラ１００は、この瞼の認証エリアＭＡＲ１の特定結果と目ＥＹ１が閉じている間に照明部ＩＬＭ２から照射された近赤外光の照明下で撮像された目ＥＹ１付近の瞼付近のエリアを示す近赤外画像データＶＲＦ１とを用いて、瞼部分の静脈を用いた生体認証を行えて生体認証の精度をより一層向上できる。

また、分光プリズムカメラ１００は、可視光を照明部ＩＬＭ１から照射することで、被写体である人物の瞼部分の開閉反応を判別できるので、生死確認を行うことも可能である。言い換えると、分光プリズムカメラ１００は、悪意ある第三者による偽造の瞼を利用した誤った生体認証を防止できる。また、分光プリズムカメラ１００は、被写体である人物の瞼部分の血管画像データを得ることができるので、この血管画像データを解析することで例えば血管の酸素濃度を特定することも可能である。

次に、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００の第２動作手順例について、図６を参照して説明する。図６は、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００の第２動作手順例を示すフローチャートである。図６の説明において、図４に示す処理と重複する処理については同一のステップ番号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。

図６に示す第２動作手順例では、分光プリズムカメラ１００は、被写体（例えば図１に示す男性の医師）の顔付近の範囲ＲＮＧ１の画像を撮像し、さらに、同じ被写体の目付近の範囲ＲＮＧ２の画像（具体的には、図５を参照して説明した瞼エリアの画像）を撮像する例を説明する。なお、ステップＳｔ１～ステップＳｔ３の処理群とステップＳｔ１１～ステップＳｔ１９の処理群とは並列に行われる。

図６において、分光プリズムカメラ１００は、被写体（例えば図１に示す男性の医師）が目を開けている時（つまり瞼の開いた時）の被写体からの光を、共用レンズＬＳ１、プリズムＣＸＰ１、テレコンバージョンレンズＣＮＶ１および光学フィルタＯＰＦ１を介して、イメージセンサ１１において受光する。分光プリズムカメラ１００は、この受光された光に基づいて、被写体（例えば図１に示す男性の医師）の虹彩を含む目付近の可視画像データを撮像する（Ｓｔ１１）。分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１１で撮像された可視画像データをＣＣＵ３０において解析することで、被写体（例えば図１に示す男性の医師）の目が開いていることを判別する（Ｓｔ１２）。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１２で被写体（例えば図１に示す男性の医師）の目が開いていることを判別した後、可視光の照明を照明部ＩＬＭ１から同じ被写体（例えば図１に示す男性の医師）に向かって照射する（Ｓｔ１３）。分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１１以降の時点でも被写体（例えば図１に示す男性の医師）の虹彩を含む目付近の可視画像データを撮像しており、この可視画像データをＣＣＵ３０において解析することで、ステップＳｔ１３で照射された可視光の照明下で被写体（例えば図１に示す男性の医師）の目が閉じていることを判別する（Ｓｔ１４）。なお、被写体（例えば図１に示す男性の医師）の目が閉じている状態は、ステップＳｔ１４～ステップＳｔ１８まで継続される。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１２で被写体（例えば図１に示す男性の医師）の目が開いていることが判別された時の可視画像データとステップＳｔ１４で同じ被写体の目が閉じていることが判別された時の可視画像データとを用いて、同じ被写体の目の部分から瞼の認証エリア（図５参照）を特定する（Ｓｔ１５）。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１５で同じ被写体の瞼の認証エリア（図５参照）を特定した後、近赤外（ＩＲ）光の照明を照明部ＩＬＭ２から同じ被写体に向かって照射する（Ｓｔ１６）。分光プリズムカメラ１００は、同じ被写体が目を閉じている時（つまり瞼の閉じた時）の被写体からの光を、共用レンズＬＳ１、プリズムＣＸＰ１、テレコンバージョンレンズＣＮＶ１および光学フィルタＯＰＦ１を介して、イメージセンサ１１において受光する。分光プリズムカメラ１００は、この受光された光に基づいて、被写体（例えば図１に示す男性の医師）が目を閉じている時（つまり瞼の閉じた時）の目付近の近赤外画像データを撮像する（Ｓｔ１７）。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１５で特定された瞼の認証エリアの特定結果を用いて、ステップＳｔ１７で撮像された被写体（例えば図１に示す男性の医師）が目を閉じている時（つまり瞼の閉じた時）の目付近の近赤外画像データを解析することで、その近赤外画像データ上の瞼の認証エリアの近赤外画像データ部分を切り出す（Ｓｔ１８）。分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ１８で切り出された瞼の認証エリアの近赤外画像データ部分を用いて、瞼が閉じている時の血管（静脈）を用いた生体認証をＣＣＵ３０において行ってもよい（Ｓｔ１９）。

分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ２，Ｓｔ１８により得られた各画像データ（つまり被写体の顔付近の可視画像データ，瞼部分が切り出された近赤外画像データ）を関連付けて出力（例えば表示器ＤＰ１に表示）する（Ｓｔ７）。なお、分光プリズムカメラ１００は、ステップＳｔ３，Ｓｔ１９により得られた各認証処理の処理結果を関連付けて出力（例えば表示器ＤＰ１に表示）してもよい（Ｓｔ７）。

以上により、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００は、被写体（例えば図１に示す男性の医師の範囲ＲＮＧ１，ＲＮＧ２）からの光が入射するレンズ（例えば共用レンズＬＳ１）と、レンズを透して受光された光を、第１波長帯（例えば可視光の波長帯）を有する第１光（例えば可視光）と第１波長帯より高い第２波長帯（例えば８００～９００［ｎｍ］の波長帯）を有する第２光（近赤外（ＩＲ）光）とに分光する分光部（例えばプリズムＣＸＰ１）と、第１光に基づいて、被写体の第１部分（例えば顔付近）の画像を撮像する第１撮像部（例えばイメージセンサ１２）と、第２光に基づいて、被写体の第１部分より狭い第２部分（例えば目付近）の画像を撮像する第２撮像部（例えばイメージセンサ１１）と、撮像された第１部分の画像および第２部分の画像を外部装置（例えば表示器ＤＰ１）に出力する出力部（例えばＣＣＵ３０）と、を備える。第１撮像部および第２撮像部は、レンズおよび分光部を介して互いに同軸で撮像する。

これにより、分光プリズムカメラ１００は、同一の被写体（例えば図１に示す男性の医師）の顔の画像（例えば可視画像データ）と目の高画質な画像（例えば近赤外画像データ）とを同軸かつ同時に撮像できる。したがって、分光プリズムカメラ１００は、同一の被写体の正面視時に違和感なく顔の可視画像データと目（例えば虹彩）の近赤外画像データとを取得できるので、同一の被写体を対象とした顔認証および虹彩認証による二重の生体認証の実現に寄与できる。例えば被写体が手術中あるいは感染対策等でマスクを着用している場合には顔認証の精度が劣化してしまうが、同時に撮像された虹彩の近赤外画像データが得られることで同一の被写体を対象とした虹彩認証も行えるので生体認証を適切に行うことができる。

また、被写体は人物である。第１撮像部は、第１光である可視光に基づいて、人物の顔画像を第１部分の画像として撮像する。第２撮像部は、第２光である赤外光に基づいて、人物の虹彩画像を第２部分の画像として撮像する。これにより、分光プリズムカメラ１００は、人物の広範な顔周辺を画角内に含む可視画像データを取得できるだけでなく、同一人物の狭い範囲（例えば目付近の虹彩）を画角内に含むように特化した近赤外画像データも取得できる。

また、分光部は、被写体からの光のうち赤外光を反射して可視光を透過する第１面（例えばＢ面ＢＳ１）を有する。これにより、分光プリズムカメラ１００は、イメージセンサ１１において第１面（例えばＢ面ＢＳ１）で反射された赤外光（近赤外光）に基づく目付近の状態を示す近赤外画像データを簡易に取得できる。

また、分光プリズムカメラ１００は、分光部と第２撮像部との間に配置され、レンズの焦点距離より望遠側での焦点距離を提供する第２レンズ（例えばテレコンバージョンレンズＣＮＶ１）をさらに備える。第２撮像部は、レンズ、分光部および第２レンズを介して、人物の顔の一部である目の虹彩画像を撮像する。これにより、分光プリズムカメラ１００は、同一人物を対象として、顔付近の可視画像データ、顔の一部である目付近を顔付近の可視画像データの画角と同等の画角を有する高画質な近赤外画像データ（虹彩画像データ）のそれぞれを簡易な構成で取得できる。

また、分光プリズムカメラ１００は、人物の顔画像を用いて人物の顔認証を行う顔認証部（例えばＣＣＵ３０）と、人物の虹彩画像を用いて人物の虹彩認証を行う虹彩認証部（例えばＣＣＵ３０）と、をさらに備える。出力部は、顔認証の認証結果および虹彩認証の認証結果を紐付けて外部装置（例えば表示器ＤＰ１）に出力する。これにより、分光プリズムカメラ１００は、同一の被写体（例えば人物）の顔認証結果と虹彩認証結果との両方を取得でき、迅速かつ高精度な被写体の本人確認等の処理を実行できる。

また、分光プリズムカメラ１００は、可視光照明を照射する第１照明部（例えば照明部ＩＬＭ１）と、赤外光照明を照射する第２照明部（例えば照明部ＩＬＭ２）と、撮像された人物の目が開いている状態を示す第１目画像（図６のステップＳｔ１２参照）と可視光照明中に撮像された人物の目が閉じている状態を示す第２目画像（図６のステップＳｔ１４参照）とに基づいて、人物の瞼の認証エリアを特定する瞼認証部（例えばＣＣＵ３０）と、をさらに備える。瞼認証部は、赤外光照明中に撮像された人物の目が閉じている状態を示す第３目画像（図６のステップＳｔ１７参照）と瞼の認証エリアの特定結果とを用いて、人物の瞼部分の静脈認証を行う。これにより、分光プリズムカメラ１００は、被写体（人物）の画像の撮像だけでなく、顔認証と目の瞼部分の血管（静脈）を用いた静脈認証との両方を高精度に実現できる。

（実施の形態２）
実施の形態１では顔認証および虹彩認証、もしくは顔認証および瞼部分の静脈認証の結果は外部装置（例えば表示器ＤＰ１）に出力（表示）されていた。実施の形態２では、分光プリズムカメラ１００Ａは、顔認証および虹彩認証、もしくは顔認証および瞼部分の静脈認証の結果を、被写体の安全な位置（例えば目付近ではない位置）に投影する例を説明する。

図７は、実施の形態２に係る分光プリズムカメラ１００Ａのユースケース例を示す図である。本開示に係る撮像装置の一例としての分光プリズムカメラ１００Ａは、例えば手術室に配置され、医師あるいは看護師等の被写体を正面視で撮影する。なお、図７では図１と同様に分光プリズムカメラ１００Ａは被写体（男性の医師）を側面視で撮影するように図示されているが、分光プリズムカメラ１００Ａは被写体を正面視で撮影する。以下、被写体として人物を例示して説明するが、人物に限定されなくてもよい。

分光プリズムカメラ１００Ａは、複数（例えば２個）のイメージセンサ１１，１２を有し（図８参照）、一方のイメージセンサ１２によって被写体の顔付近の範囲ＲＮＧ１の画像を撮像し、他方のイメージセンサ１１によって同じ被写体の目付近の範囲ＲＮＧ２（例えば虹彩全体を含む範囲）を拡大した画像を撮像する。範囲ＲＮＧ１の画像は被写体の顔全体が映っており、例えば顔認証に利用される。範囲ＲＮＧ２の画像は同じ被写体の虹彩全体もしくは目の瞼付近が映っており、例えば虹彩認証もしくは瞼部分の血管（静脈）を用いた静脈認証に利用される。このように、分光プリズムカメラ１００Ａは、同じ被写体の広い範囲の画像とその範囲の一部を拡大した画像との両方を撮像でき、複数種類の認証処理に適する画像を得ることができる。また、分光プリズムカメラ１００Ａは、範囲ＲＮＧ１の撮像画像を解析することで被写体（例えば男性の医師）が着用しているマスクをＣＣＵ３０において検知でき、この検知結果を用いて投影画像の投影位置（後述参照）をＣＣＵ３０あるいは投影処理部４１において特定できる。また、分光プリズムカメラ１００Ａは、顔認証の結果と虹彩認証もしくは瞼の静脈認証の結果とを用いて、被写体である人物の属性（例えば氏名）の特定結果を投影することも可能である。例えば図７に示すように、分光プリズムカメラ１００Ａは、顔認証の結果と虹彩認証もしくは瞼の静脈認証の結果とから、被写体の人物の氏名が「Ｍｒ．ＷＡＤＡ」であると特定した場合に、例えば「ＷＡＤＡ」の投影画像ＮＡＭ１を、被写体の安全な位置（つまり投影画像の光が照射されても身体上安全な位置であって、例えば被写体の人物が装着しているマスクＭＳＫ１の中央部）に投影する。また、分光プリズムカメラ１００Ａは、例えば「ＷＡＤＡ」の投影画像ＮＡＭ２を、被写体の安全な位置（例えば被写体の人物が装着している帽子であって目から離間している位置）に投影してもよい。

図８は、実施の形態２に係る分光プリズムカメラ１００Ａの内部構成例を示すブロック図である。分光プリズムカメラ１００Ａは、共用レンズＬＳ１と、カメラヘッド部１０Ａと、カメラ信号処理部２０と、ＣＣＵ３０と、投影機部４０と、カメラ制御部５０と、ＡＢＦ制御部５１と、照明制御部５２と、レンズ制御部５４と、照明部ＩＬＭ１，ＩＭＬ２とを含む構成である。図８の説明において、図２に示す構成と重複するものについては同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。

実施の形態２において、共用レンズＬＳ１は、カメラヘッド部１０Ａのイメージセンサ１１，１２で受光される光を集光する機能と、投影機部４０からの投影画像（後述参照）の光を投光する機能とを有する。つまり、共用レンズＬＳ１は、投影機部４０からの投影画像（後述参照）の光を、被写体（例えば図７に示す男性の医師）からの光が入射する方向と逆方向であって、かつ同じ被写体からの光の入射軸ＩＭＸ１と同軸である投光軸ＰＪＸ１に沿って投光する。言い換えると、実施の形態２において、共用レンズＬＳ１は、カメラヘッド部１０Ａと投影機部４０とで共用されている。

実施の形態２において、カメラヘッド部１０Ａは、２つの光学面（具体的には、Ａ面ＡＳ２およびＢ面ＢＳ２）を有するクロスプリズムＣＸＰ２と、テレコンバージョンレンズＣＮＶ１と、光学フィルタＯＰＦ１と、イメージセンサ１１を含むオートバックフォーカス機構ＡＢＦ１と、光学フィルタＯＰＦ３と、イメージセンサ１２を含むオートバックフォーカス機構ＡＢＦ２と、光学フィルタＯＰＦ４とを含む。

分光プリズムの一例としてのクロスプリズムＣＸＰ２は、光学面としての性質を有するＡ面ＡＳ２およびＢ面ＢＳ２を有し、プリズム固定部材ＦＸ１により固定される。クロスプリズムＣＸＰ２は、共用レンズＬＳ１により集光された光（つまり被写体からの光）をＢ面ＢＳ２において反射および透過するとともに、投影機部４０から投光された投影画像（後述参照）の光をＡ面ＡＳ２において反射あるいは全反射して共用レンズＬＳ１に投光する。

ここで、図９Ａおよび図９Ｂを参照して、クロスプリズムＣＸＰ２のＡ面ＡＳ２およびＢ面ＢＳ２の光学特性について説明する。図９Ａは、クロスプリズムＣＸＰ２のＡ面ＡＳ２の反射特性例を示すグラフである。図９Ｂは、クロスプリズムＣＸＰ２のＢ面ＢＳ２の透過特性例を示すグラフである。図９Ａおよび図９Ｂにおいて、横軸は波長［ｎｍ：ナノメートル］を示す。図９Ａの縦軸は反射特性の一例としての反射率を示し、図９Ｂの縦軸は透過特例の一例としての透過率を示す。

図９Ａにおいて、Ａ面ＡＳ２は、例えば４００±２０［ｎｍ］の波長を有する青色単色の光（青色光）を高い反射率（例えば７０％）で反射する光学的性質を有している。なお、図９ＡではＡ面ＡＳ２の青色光の反射率が７０％となっているが、１００％（つまり全反射可能な反射率）であってもよい。一方で、Ａ面ＡＳ２は、例えば８３０±３０［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ）光をほぼ透過させずに反射させる光学的性質を有している。例えば透過率に関する光学濃度（ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値）は４から５である。

図９Ｂにおいて、Ｂ面ＢＳ２は、例えば４３０～６８０［ｎｍ］の波長を有する可視光を高い透過率（例えば７０％）で透過する光学的性質を有している。なお、図９ＢではＢ面ＢＳ２の可視光の透過率が７０％となっているが、７０％に限定されなくてよい。一方で、Ｂ面ＢＳ２は、例えば８３０±３０［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ）光をほぼ透過させずに反射させる光学的性質を有している。例えば透過率に関する光学濃度（ＯＤ値）は４から５である。

テレコンバージョンレンズＣＮＶ１は、その光軸が被写体からの光の入射軸ＩＭＸ１と平面視で直交する方向と一致するように、クロスプリズムＣＸＰ２と光学フィルタＯＰＦ１との間に配置される。テレコンバージョンレンズＣＮＶ１は、共用レンズＬＳ１の焦点距離より望遠側での撮像を可能とするためのレンズであり、図７に示す範囲ＲＮＧ１の一部である範囲ＲＮＧ２を範囲ＲＮＧ１と同等となるように拡大した光学像を、光学フィルタＯＰＦ１を介してイメージセンサ１１に受光させる。なお、実施の形態２では、イメージセンサ１１が撮像する被写体の範囲ＲＮＧ２とイメージセンサ１２が撮像する被写体１の範囲ＲＮＧ１とを異ならせるために、プリズムＣＸＰ１と光学フィルタＯＰＦ１との間にテレコンバージョンレンズＣＮＶ１が配置されているが、他の代替手段（実施の形態１参照）が実現されても構わない。

光学フィルタＯＰＦ３は、例えば４３０～６８０［ｎｍ］の波長を有する可視光（但し青色光は少ない）のみを透過させて他の帯域の波長を有する光を遮断するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）により構成される。つまり、光学フィルタＯＰＦ３は赤外光カットフィルタとしての機能を有する。なお、光学フィルタＯＰＦ３（バンドパスフィルタ）が透過させる光の波長帯域は４３０～６８０［ｎｍ］に限定されなくてよい。光学フィルタＯＰＦ３は、クロスプリズムＣＸＰ２のＢ面ＢＳ２を透過した４３０～６８０［ｎｍ］の波長を有する可視光（但し青色光は少ない）を透過する。光学フィルタＯＰＦ３を透過した可視光（但し青色光は少ない）はイメージセンサ１２により受光される。なお、光学フィルタＯＰＦ３は、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ２内に設けられるように配置されてもよいし、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ２とは別体で設けられてもよい。

イメージセンサ１２は、例えば可視光の撮像に適した複数の画素が配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳを含む。イメージセンサ１２は、クロスプリズムＣＸＰ２のＢ面ＢＳ２を透過した可視光（但し青色光は少ない）が受光し易くなるように、上述した入射軸ＩＭＸ１に撮像面が直交する状態で配置される。イメージセンサ１２は、受光された可視光（但し青色光は少ない）に基づいて被写体の可視画像（例えば図７に示す男性の医師の顔付近の範囲ＲＮＧ１の可視画像）を撮像する。イメージセンサ１２は、撮像により得られた被写体の顔を含む可視画像信号を第２信号処理部２２に送る。なお、イメージセンサ１２は、イメージセンサ１１と同様に、近赤外（ＩＲ）光の撮像に適した複数の画素が配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳを含む構成としてもよい。この場合、光学フィルタＯＰＦ３は、上述した光学フィルタＯＰＦ１と同様の光学的特性（例えば８００～９００［ｎｍ］の波長を有する近赤外（ＩＲ）光のみを透過させて他の帯域の波長を有する光を遮断する特性）を有する。

光学フィルタＯＰＦ４は、例えば４００±２０［ｎｍ］の波長を有する青色光のみを透過させて他の帯域の波長を有する光を遮断するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）により構成される。なお、光学フィルタＯＰＦ４（バンドパスフィルタ）が透過させる光の波長帯域は４００［ｎｍ］に限定されなくてよい。光学フィルタＯＰＦ４は、投影機部４０の画像形成面４２（後述参照）により形成された投影画像（後述参照）の光のうち４００±２０［ｎｍ］の青色光を透過する。光学フィルタＯＰＦ４を透過した青色光はクロスプリズムＣＸＰ２のＡ面ＡＳ２により反射あるいは全反射される。なお、光学フィルタＯＰＦ４は、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ３内に設けられるように配置されてもよいし、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ３とは別体で設けられてもよい。

また、ＣＣＵ３０は、第１信号処理部２１からの被写体の近赤外画像データを用いた虹彩認証あるいは瞼部分の静脈認証の処理結果と第２信号処理部２２からの被写体の可視画像データを用いた顔認証の処理結果とを用いて、被写体の属性（例えば氏名）の判定結果を示す投影画像データ（例えば投影機部４０による投影用の青色単色の投影画像データ）を生成してもよい。なお、ＣＣＵ３０は、この投影画像データの生成を投影処理部４１に指示してもよい。これにより、分光プリズムカメラ１００Ａは、被写体である人物（例えば図７に示す男性の医師）の氏名を投影できるので、直感的に把握させることができる。

投影機部４０は、ＣＣＵ３０での画像解析処理結果に基づいて被写体の安全な位置（例えば被写体の人物が装着しているマスクＭＳＫ１の中央部、図７参照）に投影するべき投影画像を生成し、投影画像の光をカメラヘッド部１０Ａに投光する。投影機部４０は、投影処理部４１と、画像形成面４２と、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ３とを含む。

投影処理部４１は、ＣＣＵ３０からの生成指示に基づいて、被写体の安全な位置（例えば被写体の人物が装着しているマスクＭＳＫ１の中央部、図７参照）に投影するべき投影画像を生成して投影画像の光を画像形成面４２に投光する。

画像形成面４２は、例えば公知のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーを用いて構成され、投影処理部４１からの投影画像の光を結像することで投影画像を形成して光学フィルタＯＰＦ４に投光する。

オートバックフォーカス機構ＡＢＦ３は、例えば特許第３７３８７７７号公報に開示されているような機構により構成され、ＡＢＦ制御部５１からの制御信号に基づいて、画像形成面４２が初期投光軸ＰＪＸ０に直交する状態を維持しながら画像形成面４２を初期投光軸ＰＪＸ０の方向に移動させることで画像形成面４２の焦点距離を適宜調整する機能を有している。初期投光軸ＰＪＸ０に沿って投光された投影画像の光は、クロスプリズムＣＸＰ２のＡ面ＡＳ２において反射あるいは全反射されて、初期投光軸ＰＪＸ０と直交する投光軸ＰＪＸ１に沿って共用レンズＬＳ１を介して観察部位に投影される。つまり、オートバックフォーカス機構ＡＢＦ３によれば、例えば画像形成面４２に結像される光の波長帯域がカメラ制御部５０（後述参照）によって異なる波長帯域に選択される場合でも、異なる波長帯域に伴う光路長の変化があっても画像形成面４２を初期投光軸ＰＪＸ０の方向に移動可能となることでピントの合う鮮明な投影画像を得ることができる。

次に、実施の形態２に係る分光プリズムカメラ１００Ａの第１動作手順例について、図１０を参照して説明する。図１０は、実施の形態２に係る分光プリズムカメラの第１動作手順例を示すフローチャートである。図１０の説明において、図４に示す処理と重複する処理については同一のステップ番号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。

図１０に示す第１動作手順例では、分光プリズムカメラ１００Ａは、被写体（例えば図７に示す男性の医師）の顔付近の範囲ＲＮＧ１の画像を撮像し、同じ被写体の目付近の範囲ＲＮＧ２の画像を撮像し、さらに、顔認証および虹彩認証の各認証結果に基づいて得られた被写体の情報（例えば氏名）を投影する例を説明する。なお、ステップＳｔ１～ステップＳｔ３の処理群とステップＳｔ４～ステップＳｔ６の処理群とは並列に行われる。

図１０において、分光プリズムカメラ１００Ａは、ステップＳｔ３，Ｓｔ６により得られた各認証処理の処理結果を取得して関連付けする。顔認証の処理結果には、顔認証の処理結果だけでなく、顔認証に用いられた顔画像データが含まれる。同様に、虹彩認証の処理結果には、虹彩認証の処理結果だけでなく、虹彩認証に用いられた虹彩画像データが含まれる。分光プリズムカメラ１００Ａは、顔認証に用いられた顔画像データに基づいて、被写体（例えば図７に示す男性の医師）が装着しているマスクの位置をＣＣＵ３０において特定する（Ｓｔ２１）。

分光プリズムカメラ１００Ａは、ステップＳｔ３の顔認証あるいはステップＳｔ６の虹彩認証により特定された被写体（例えば図７に示す男性の医師）の情報（例えば氏名）を示す投影画像をＣＣＵ３０あるいは投影処理部４１において生成する。分光プリズムカメラ１００Ａは、被写体（例えば図７に示す男性の医師）の情報（例えば氏名）を示す投影画像の光を、ステップＳｔ７で特定された被写体（例えば図７に示す男性の医師）が装着しているマスクの位置に向けて投影する（Ｓｔ２２）。ステップＳｔ２２以降の処理は図４と同一であるため、説明を省略する。

次に、実施の形態２に係る分光プリズムカメラ１００Ａの第２動作手順例について、図１１を参照して説明する。図１１は、実施の形態２に係る分光プリズムカメラ１００Ａの第２動作手順例を示すフローチャートである。図１１の説明において、図６に示す処理と重複する処理については同一のステップ番号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。

図１１に示す第２動作手順例では、分光プリズムカメラ１００Ａは、被写体（例えば図７に示す男性の医師）の顔付近の範囲ＲＮＧ１の画像を撮像し、同じ被写体の目付近の範囲ＲＮＧ２の画像（具体的には、図５を参照して説明した瞼エリアの画像）を撮像し、さらに、顔認証および瞼部分の静脈認証の各認証結果に基づいて得られた被写体の情報（例えば氏名）を投影する例を説明する。なお、ステップＳｔ１～ステップＳｔ３の処理群とステップＳｔ１１～ステップＳｔ１９の処理群とは並列に行われる。

図１１において、分光プリズムカメラ１００Ａは、ステップＳｔ３，Ｓｔ１９により得られた各認証処理の処理結果を取得して関連付けする。上述したように、顔認証の処理結果には、顔認証の処理結果だけでなく、顔認証に用いられた顔画像データが含まれる。同様に、瞼部分の静脈認証の処理結果には、瞼部分の静脈認証の処理結果だけでなく、瞼部分の静脈認証に用いられた瞼部分の血管（静脈）画像データが含まれる。分光プリズムカメラ１００Ａは、顔認証に用いられた顔画像データに基づいて、被写体（例えば図７に示す男性の医師）が装着しているマスクの位置をＣＣＵ３０において特定する（Ｓｔ２１）。

分光プリズムカメラ１００Ａは、ステップＳｔ３の顔認証あるいはステップＳｔ１９の瞼部分の静脈認証により特定された被写体（例えば図７に示す男性の医師）の情報（例えば氏名）を示す投影画像をＣＣＵ３０あるいは投影処理部４１において生成する。分光プリズムカメラ１００Ａは、被写体（例えば図７に示す男性の医師）の情報（例えば氏名）を示す投影画像の光を、ステップＳｔ７で特定された被写体（例えば図７に示す男性の医師）が装着しているマスクの位置に向けて投影する（Ｓｔ２２）。ステップＳｔ２２以降の処理は図６と同一であるため、説明を省略する。

以上により、実施の形態２に係る分光プリズムカメラ１００Ａは、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００の構成に加え、撮像された人物の顔画像および虹彩画像に基づいて、被写体への投影画像を生成する投影部（例えば投影機部４０）をさらに備える。分光部（例えばクロスプリズムＣＸＰ２）は、被写体からの光のうち赤外光を反射して可視光を透過する第１面（例えばＢ面ＢＳ２）だけでなく、投影画像の光を反射してレンズ（例えば共用レンズＬＳ１）に入射させる第２面（例えばＡ面ＡＳ２）をさらに有する。投影部は、投影画像の光を第２面（例えばＡ面ＡＳ２）で反射させ、被写体からの光が入射する方向と逆方向であって、かつ被写体からの光の入射軸ＩＭＸ１と同軸である投光軸ＰＪＸ１に沿って投光する。これにより、分光プリズムカメラ１００Ａは、被写体である人物の顔画像データを用いた顔認証の結果と虹彩画像データを用いた虹彩認証の結果とを用いて、被写体の情報（例えば氏名）を投影できる。したがって、マスク等で被写体である人物の顔の一部が隠されて顔認証の精度が担保できない状況下であっても、分光プリズムカメラ１００Ａは、顔認証以外の他の生体認証（例えば虹彩認証）の処理結果を用いて統合的に被写体の本人確認等を行えるので、認証に関する利便性を向上できる。

また、実施の形態２に係る分光プリズムカメラ１００Ａは、実施の形態１に係る分光プリズムカメラ１００の構成に加え、撮像された人物の顔画像および第３目画像（図６のステップＳｔ１７参照）に基づいて、被写体への投影画像を生成する投影部（例えば投影機部４０）をさらに備える。分光部（例えばクロスプリズムＣＸＰ２）は、被写体からの光のうち赤外光を反射して可視光を透過する第１面（例えばＢ面ＢＳ２）だけでなく、投影画像の光を反射してレンズ（例えば共用レンズＬＳ１）に入射させる反射面（例えばＡ面ＡＳ２）を有する。投影部は、投影画像の光を反射面（例えばＡ面ＡＳ２）で反射させ、被写体からの光が入射する方向と逆方向であって、かつ被写体からの光の入射軸ＩＭＸ１と同軸である投光軸ＰＪＸ１に沿って投光する。これにより、分光プリズムカメラ１００Ａは、被写体である人物の顔画像データを用いた顔認証の結果と瞼部分の血管（静脈）画像データを用いた瞼部分の静脈認証の結果とを用いて、被写体の情報（例えば氏名）を投影できる。したがって、マスク等で被写体である人物の顔の一部が隠されて顔認証の精度が担保できない状況下であっても、分光プリズムカメラ１００Ａは、顔認証以外の他の生体認証（例えば瞼部分の静脈認証）の処理結果を用いて統合的に被写体の本人確認等を行えるので、認証に関する利便性を向上できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、同一被写体の顔の画像および目の高画質な画像を同軸かつ同時に撮像する撮像装置として有用である。

１０、１０Ａ カメラヘッド部
１１、１２ イメージセンサ
２０ カメラ信号処理部
２１ 第１信号処理部
２２ 第２信号処理部
３０ ＣＣＵ
４０ 投影機部
４１ 投影処理部
４２ 画像形成面
５０ カメラ制御部
５１ ＡＢＦ制御部
５２ 照明制御部
５３ レンズ制御部
１００、１００Ａ 分光プリズムカメラ
ＡＢＦ１、ＡＢＦ２、ＡＢＦ３ オートバックフォーカス機構
ＡＳ２ Ａ面
ＢＳ１、ＢＳ２ Ｂ面
ＣＸＰ１ プリズム
ＣＸＰ２ クロスプリズム
ＤＰ１ 表示器
ＩＬＭ１、ＩＬＭ２ 照明部
ＬＳ１ 共用レンズ
ＯＰＦ１、ＯＰＦ２、ＯＰＦ３、ＯＰＦ４ 光学フィルタ

Claims (8)

1. 被写体からの光が入射するレンズと、
   前記レンズを透して受光された光を、第１波長帯を有する第１光と前記第１波長帯より高い第２波長帯を有する第２光とに分光する分光部と、
   前記第１光に基づいて、前記被写体の第１部分の画像を撮像する第１撮像部と、
   前記第２光に基づいて、前記被写体の前記第１部分より狭い第２部分の画像を撮像する第２撮像部と、
   撮像された前記第１部分の画像および前記第２部分の画像を外部装置に出力する出力部と、を備え、
   前記第１撮像部および前記第２撮像部は、前記レンズおよび前記分光部を介して互いに同軸で撮像する、
   撮像装置。
2. 前記被写体は人物であり、
   前記第１撮像部は、前記第１光である可視光に基づいて、前記人物の顔画像を前記第１部分の画像として撮像し、
   前記第２撮像部は、前記第２光である赤外光に基づいて、前記人物の虹彩画像を前記第２部分の画像として撮像する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記分光部は、前記被写体からの光のうち前記赤外光を反射して前記可視光を透過する第１面、を有する、
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記分光部と前記第２撮像部との間に配置され、前記レンズの焦点距離より望遠側での焦点距離を提供する第２レンズ、をさらに備え、
   前記第２撮像部は、前記レンズ、前記分光部および前記第２レンズを介して、前記人物の顔の一部である目の虹彩画像を撮像する、
   請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記人物の顔画像を用いて前記人物の顔認証を行う顔認証部と、
   前記人物の虹彩画像を用いて前記人物の虹彩認証を行う虹彩認証部と、をさらに備え、
   前記出力部は、前記顔認証の認証結果および前記虹彩認証の認証結果を紐付けて前記外部装置に出力する、
   請求項２に記載の撮像装置。
6. 可視光照明を照射する第１照明部と、
   赤外光照明を照射する第２照明部と、
   撮像された前記人物の目が開いている状態を示す第１目画像と前記可視光照明中に撮像された前記人物の目が閉じている状態を示す第２目画像とに基づいて、前記人物の瞼の認証エリアを特定する瞼認証部と、をさらに備え、
   前記瞼認証部は、
   前記赤外光照明中に撮像された前記人物の目が閉じている状態を示す第３目画像と前記瞼の認証エリアの特定結果とを用いて、前記人物の瞼部分の静脈認証を行う、
   請求項２に記載の撮像装置。
7. 撮像された前記人物の顔画像および虹彩画像に基づいて、前記被写体への投影画像を生成する投影部、をさらに備え、
   前記分光部は、前記投影画像の光を反射して前記レンズに入射させる第２面をさらに有し、
   前記投影部は、前記投影画像の光を前記第２面で反射させ、前記被写体からの光が入射する方向と逆方向であって、かつ前記被写体からの光の入射軸と同軸である投光軸に沿って投光する、
   請求項３に記載の撮像装置。
8. 撮像された前記人物の顔画像および第３目画像に基づいて、前記被写体への投影画像を生成する投影部、をさらに備え、
   前記分光部は、前記投影画像の光を反射して前記レンズに入射させる反射面を有し、
   前記投影部は、前記投影画像の光を前記反射面で反射させ、前記被写体からの光が入射する方向と逆方向であって、かつ前記被写体からの光の入射軸と同軸である投光軸に沿って投光する、
   請求項６に記載の撮像装置。

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