(57)【要約】【課題】イメージセンサを有効利用して上下に視差のある一対の画像を撮影する。【解決手段】  光軸Ｐの上方に配した上第１ミラー１４に入射した被写体光は、上第１ミラー１４で反射された後、上第２ミラー１７，撮影レンズ１６を介して仮想的に分割された受光面２１の右領域２１ａに入射することで、右領域２１ａで上側から被写体を撮影した上側画像を撮影する。また、光軸Ｐの下方に配した下第１ミラー１５に入射した被写体光は、下第１ミラー１５で反射された後、下第２ミラー１８，撮影レンズ１６を介して受光面２１の左領域２１ｂに入射することで、左領域２１ｂで下側から被写体を撮影した下側画像を撮影する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面に結像した被写体像を光電変換して出力するイメージセンサと、入射する被写体光をイメージセンサの受光面に結像する撮影レンズと、この撮影レンズの前に配され、上下方向に視差を有する一対の被写体光の光路を左右方向に並んだ光路に変換して撮影レンズに入射し、上下方向に視差のある一対の画像を左右に並べて前記受光面上に結像させる光路変換手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記光路変換手段は、前記撮影レンズの光軸を挟んで上下に所定の間隔で配された一対の第１ミラーと、前記撮影レンズの光軸を挟んで左右に配された一対の第２ミラーと有し、一方の第１ミラーは、被写体から光を一方の第２ミラーに向けて反射し、他方の第１ミラーは、被写体から光を他方の第２ミラーに向けて反射し、各第２ミラーは、対応する第１ミラーからの被写体の光を前記撮影レンズの光軸と平行な方向に反射して前記撮影レンズに入射することを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記イメージセンサは、受光面が横長の矩形状であることを特徴とする請求項１または２記載の撮影装置。
【請求項４】
上下方向に視差を有する一対の被写体光の光路を左右方向に並んだ光路に変換して、撮影レンズに入射し、上下方向に視差のある一対の画像を左右に並べて結像させる光路変換手段を備えたことを特徴とする撮影用光学装置。
【請求項５】
前記光路変換手段は、撮影レンズの光軸を挟んで上下に所定の間隔で配される一対の第１ミラーと、撮影レンズの光軸を挟んで左右に配される一対の第２ミラーと有し、一方の第１ミラーは、被写体から光を一方の第２ミラーに向けて反射し、他方の第１ミラーは、被写体から光を他方の第２ミラーに向けて反射し、各第２ミラーは、対応する第１ミラーからの被写体の光を前記撮影レンズの光軸と平行な方向に反射して撮影レンズに入射することを特徴とする請求項４記載の撮影用光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮影装置及び撮影用光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２組の撮影光学系を水平方向に所定の間隔で並べて配置し、視差のある２つの画像をイメージセンサ等で撮影する撮影装置が知られている。このような撮影装置からは、深さ方向すなわち被写体の距離情報を得ることができ、それを基に被写体の凹凸等を考慮した精度の高い画像認識に利用することができる。例えば、左右に一対の撮影光学系を並べた撮影装置を用いて、視差のある２つの顔画像を撮影し、それらの顔画像から個人認証を行うことにより、集合住宅や会社内で入退室等の管理を行うセキュリティ装置として利用することができる。
【０００３】
一方、左右一対の画像を撮影するための光学装置としてステレオアダプタが知られている。ステレオアダプタは、例えば左右２組のミラーにより被写体光を２つに分離して１つの撮影レンズに入射することにより、写真フイルムの１個の撮影コマ内や、１個のイメージセンサの受光面に水平方向に視差のある被写体像を結像するものである。このようなステレオアダプタを用いることにより、１組の撮影光学系で視差のある一対の画像を撮影できるという利点がある。また、ステレオアダプタで左右に視差のある一対の画像を撮影する場合に、イメージセンサの受光面を分割した各領域にそれぞれ露光される画像を水平方向に圧縮して記録する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１４０２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように個人認証を行う場合では、左右（水平）方向に視差のある画像よりも上下も視差のある画像を撮影した方が認証精度が向上する。また、個人認証を行う場合には、顔等の形状を考慮すれば撮影画面が縦長の方が好ましい。しかし、横長の受光面のイメージセンサと、上下に並べられた２組の撮影レンズとを用いた場合には、横長の受光面が上下に分割され、被写体が露光される領域（撮影画面）がより横長になって好ましくない、イメージセンサの受光面を有効に使えないといった問題があった。また、このようにすると、受光面上での被写体像を小さくしなくてはならず、撮影された画像の解像力が低くなり、認証精度を低下させてしまう。ステレオアダプタをイメージセンサに対して９０度回転して取り付け、上下に視差のある一対の画像を撮影した場合にも同じである。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、１個のイメージセンサを用いて上下に視差のある一対の画像を撮影するのに好適な撮影装置及び撮影用光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮影装置では、受光面に結像した被写体像を光電変換して出力するイメージセンサと、入射する被写体光をイメージセンサの受光面に結像する撮影レンズと、この撮影レンズの前に配され、上下方向に視差を有する一対の被写体光の光路を左右方向に並んだ光路に変換して撮影レンズに入射し、上下方向に視差のある一対の画像を左右に並べて前記受光面上に結像させる光路変換手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【０００７】
請求項２記載の撮影装置では、光路変換手段を、撮影レンズの光軸を挟んで上下に所定の間隔で配された一対の第１ミラーと、前記撮影レンズの光軸を挟んで左右に配された一対の第２ミラーと有し、一方の第１ミラーは、被写体から光を一方の第２ミラーに向けて反射し、他方の第１ミラーは、被写体から光を他方の第２ミラーに向けて反射し、各第２ミラーは、対応する第１ミラーからの被写体の光を前記撮影レンズの光軸と平行な方向に反射して前記撮影レンズに入射するように構成したものである。また、請求項３記載の撮影装置では、イメージセンサを、その受光面が横長の矩形状のものを用いたものである。
【０００８】
請求項４記載の撮影用光学装置では、上下方向に視差を有する一対の被写体光の光路を左右方向に並んだ光路に変換して、撮影レンズに入射し、上下方向に視差のある一対の画像を左右に並べて結像させる光路変換手段を備えたものである。請求項５記載の撮影用光学装置では、光路変換手段を、撮影レンズの光軸を挟んで上下に所定の間隔で配される一対の第１ミラーと、撮影レンズの光軸を挟んで左右に配される一対の第２ミラーと有し、一方の第１ミラーは、被写体から光を一方の第２ミラーに向けて反射し、他方の第１ミラーは、被写体から光を他方の第２ミラーに向けて反射し、各第２ミラーは、対応する第１ミラーからの被写体の光を前記撮影レンズの光軸と平行な方向に反射して撮影レンズに入射するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば上下方向に視差を有する一対の被写体光の光路を左右方向に並んだ光路に変換して撮影レンズに入射することにより、上下方向に視差のある一対の画像を左右に並べてイメージセンサの受光面上に結像するようにしたから、イメージセンサの受光面を有効に利用して、認証精度の高い一対の画像を撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施した撮影装置としての認証装置の外観を図１に示す。認証装置１０は、上下に視差のある人物の顔を撮影し、得られる一対の撮影画像を用いて個人認証を行う。認証装置１０の前面には、撮影のための２個の撮影開口１１，１２を設けてある。各撮影開口１１，１２は、上下に所定の間隔をあけて設けてある。これら撮影開口１１，１２の奧には、ミラーや撮影レンズ等を配してある。なお、撮影開口１１，１２に透明なガラスや樹脂を嵌め込んでもよい。
【００１１】
図２に認証装置１０の構造を示す。なお、以下の説明では、認証装置１０から被写体を見た状態で左右を示す。撮影開口１１，１２の奧には、上第１ミラー１４，下第１ミラー１５を配してある。各第１ミラー１４，１５は、撮影レンズ１６の光軸Ｐを挟んで上下に配置してあり、撮影開口１１から入射した被写体光は上第１ミラー１４に、撮影開口１２から入射した被写体光は下第２ミラー１５にそれぞれ入射して反射される。上第１ミラー１４は、入射する光を下方かつ所定の角度θで左側に振って反射するように傾けて配してある。下第２ミラー１５は、入射する光を上方かつ所定の角度θで右側に振って反射するように傾けて配してある。
【００１２】
光軸Ｐを挟んだ左右には上第２ミラー１７と下第2ミラー１８とを配してある。上第2ミラー１７は、上第１ミラー１４で反射された光の光路上にあり、上第１ミラー１４から入射する光を光軸Ｐと平行にして後方に反射する。下第2ミラー１８は、下第１ミラー１５で反射された光の光路上にあり、下第１ミラー１５から入射する光を光軸Ｐと平行にして後方に反射する。
【００１３】
各第2ミラー１７，１８の後側に撮影レンズ１６を配してあり、その背後にイメージセンサ２０を配してある。撮影レンズ１６は、被写体光をイメージセンサ２０の受光面２１に結像する。イメージセンサ２０は、撮影レンズ１６によって結像される被写体像を光電変換し、被写体像を画像信号として出力するイメージセンサ２０としては、その受光面２１が横長な矩形状のものを用いている。なお、撮影レンズ１６のレンズ構成はどのようなものであってもよい。また、イメージセンサ２０としては、ＣＣＤイメージセンサやＭＯＳ型イメージセンサなどを利用することができる。
【００１４】
上記のように配した各ミラー１４，１５，１７，１８は、上下に視差のある被写体光の光路を左右方向に並んだ光路に変換する光路変換手段を構成している。光路変換手段の構成は、ミラーに限るものではなく、プリズム等を用いてもよい。また、この例では、上側の被写体光を右領域２１ａに入射し、下側の被写体光を左領域２１ｂに入射しているが、この逆でもよい。
【００１５】
受光面２１は、右半分の右領域２１ａと左半分の左領域２１ｂとに仮想的に分割してある。このうち右領域２１ａには符号Ｌｕで示すように、撮影開口１１から入射した被写体光が上第１ミラー１４，上第２ミラー１７，撮影レンズ１６を介して入射する。他方の左領域２１ｂには符号Ｌｂで示すように、撮影開口１２から入射した被写体光が下第１ミラー１５，下第２ミラー１８，撮影レンズ１６を介して入射する。これにより、上下に視差のある一対の画像のうち撮影開口１１を通して撮影される上側画像を右領域２１ａで、撮影開口１２を通して撮影される下側画像を左領域２１ｂで撮影する。
【００１６】
図３に認証装置１０の電気的な構成を示す。イメージセンサ２０からの画像信号は、信号処理部２５に送られる。信号処理部２５は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路，増幅器，Ａ／Ｄ変換器等から構成してあり、入力される画像信号に対してノイズを除去するための相関二重サンプリング処理，増幅処理，画像信号を画像データに変換するデジタル変換を行い、画像データを出力する。
【００１７】
バス２６を介して信号処理部２５、ＣＰＵ２７、画像処理部２８、認識処理部２９、表示部３０が相互に接続されており、これら各部の相互間でデータ授受，ＣＰＵ２７から各部に対する指示の入力が可能になっている。
【００１８】
ＣＰＵ２７は、認証装置１０の各部を制御する。ＣＰＵ２７には、ＲＯＭ２７ａ，ＲＡＭ２７ｂが接続されている。ＲＯＭ２７ａには、各種シーケンスを実行するためのプログラムを書き込んであり、このプログラムにしたがってＣＰＵ２７は各部を制御する。ＲＡＭ２７ｂは、撮影シーケンスなどを実行する際に必要なデータを一時的に記憶するワークメモリとして利用される。
【００１９】
画像処理部２８は、信号処理部２５から入力される画像データにデジタル処理を行うことで、それぞれ１フレームの上側画像データ、下側画像データを生成して上側画像と下側画像とを分離する。認識処理部２９は、画像処理部２８からの上側，下側画像データが入力される。この認識処理部２９は、これら上側，下側画像データを用い、撮影された被写体の顔の所定の認識処理を行い、例えば認識された顔が予め登録されているものと一致するか否かを判定する。表示部３０は、認識処理部２９の判定結果を表示する。
【００２０】
次に上記構成の作用について説明する。個人認証を受ける被認証者は、予め決められた位置で認証装置１０の撮影を受ける。例えば図示しないセンサ等によって、所定の位置に被写体があることが検出される認証装置１０は、イメージセンサ２０を駆動して撮影を行う。
【００２１】
この撮影の際に、撮影開口１１から入射した被写体からの光束は、上第１ミラー１４，上第２ミラー１７で反射されて撮影レンズ１６に入射し、この撮影レンズ１６によってイメージセンサ２０の右領域２１ａに入射する。一方、撮影開口１２から入射した被写体からの光束は、下第１ミラー１５，下第２ミラー１８で反射されて撮影レンズ１６に入射し、この撮影レンズ１６によってイメージセンサ２０の左領域２１ｂに入射する。これにより、右領域２１ａには、上第１ミラー１４の位置から被写体を撮影した上側画像が結像し、左領域２１ｂには下第１ミラー１５の位置から被写体を撮影した下側画像が結像し、上下に視差のある一対の画像が撮影される。
【００２２】
上記のように上側画像，下側画像を撮影した１画面分の画像信号は、イメージセンサ２０から信号処理部２５に送られて画像データに変換された後に、画像処理部２８に送られる。画像処理部２８では、入力される画像データのうちから右領域２１ａに相当する画像データだけを取り出して、これを上側画像データとして出力し、また左領域２１ｂに相当する画像データだけを取り出してこれを下側画像データとして出力する。これにより、１画面内に撮影された上側画像と下側画像とが分離される。
【００２３】
上記のように分離された上側，下側画像データがそれぞれ認識処理部２９に送られる。認識処理部２９は、このように入力される上側，下側画像データに基づいて、撮影された被認証者の顔の認識処理を行い、それが予め登録されているものと一致するか否かを判定し、その結果を表示部３５に表示する。この判定の際に、上下に視差のある画像を用いて認識処理を行っているので高い精度で認識を行うことができる。
【００２４】
上記実施形態では、認証装置に上下に視差のある被写体光を左右方向に並んだ光に変換する変換手段を組み込んだ例を用いて説明したが、変換手段の機能を取り出して、それに撮影レンズの前面に装着するための取付手段を設けることにより、撮影レンズに装着して使用するアダプタ等の撮影用光学装置として利用することもできる。また、上記実施形態では、認証装置以外の撮影装置にも本発明を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を実施した認証装置の外観を示す斜視図である。
【図２】認証装置の構成を示す概略図である。
【図３】認証装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  認証装置
１４，１５，１７，１８  ミラー
１６  撮影レンズ
２０  イメージセンサ
２１  受光面
Ｐ  光軸
【図１】
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【図２】
2006267268.tif 000004
【図３】
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