(57)【要約】      （修正有）【課題】画像センサと、光学アセンブリとを具備する虹彩撮像装置を提供する。【解決手段】光学アセンブリ２０１は、像側の面２０３と、物体側の面２０２とを備え、光学撮像レンズアセンブリは、Ｄ１≦６ｍｍ、ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、及びＤ２≦５００ｍｍとなるように構成され、Ｄ１は、光学アセンブリの物体側の面と撮像面との間の距離である。Ｄ２は、光学アセンブリの物体側の面と物体面との間の最大距離であって、ＰＸＲＥＳは、光学アセンブリの物体側の面と物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、物体面を撮像する際に画像センサによって実現される物体面の画素解像度であり、ＰＸＳＩＺＥは、画像センサの画素サイズであり、虹彩撮像用の撮像装置を構成するための方法をさらに含む。【選択図】図２
2018128687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための撮像装置であって、
撮像面を備える画像センサと、
前記撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、像側の面と物体側の面とを備える光学アセンブリとを具備し、
前記撮像装置が、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２は、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、前記物体面との間の距離であって、前記物体面に位置決定された撮像される物体に対応する画像倍率（Ｍ）の絶対値がＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ以上である、距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
撮像装置。
【請求項２】
Ｄ１≦５ｍｍ且つＤ２≦５００ｍｍであるか、又は
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍであるか、又は、
前記光学アセンブリの焦点距離（ｆ）がｆ≦５．５ｍｍとなるように選択されるか、又は、
前記撮像装置の変調伝達関数（ＭＴＦ）が、１ラインペア／ｍｍで０．６以上である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
Ｄ１≦５．５ｍｍ、
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．１μｍ、
１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
前記物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
Ｄ１≦５．６ｍｍ、
２００ｍｍ≦Ｄ２≦４００ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．４μｍ、
１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６且つ
前記物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学アセンブリが固定焦点光学アセンブリである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画像センサと、前記光学アセンブリの少なくとも第１の光学面とが、モバイルデバイス筐体内に収容されている、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
Ｄ１≦前記モバイルデバイス筐体の厚さである、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記モバイルデバイス筐体の厚さが１１ｍｍ以下である、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための撮像装置を構成するための方法であって、前記装置が、撮像面を備える画像センサと、前記撮像面に物体面を像形成するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されている光学アセンブリとを具備し、前記光学アセンブリが、像側の光学面と、物体側の光学面とを備え、前記方法が、
前記撮像装置を、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成するステップを含み、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２は、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、前記物体面との間の距離であって、前記物体面に位置決定された撮像される物体に対応する画像倍率（Ｍ）の絶対値がＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ以上である、距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
方法。
【請求項１０】
Ｄ１≦５ｍｍ且つＤ２≦５００ｍｍであるか、又は
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍであるか、又は、
前記光学アセンブリの焦点距離（ｆ）がｆ≦５．５ｍｍとなるように選択されるか、又は、
前記画像センサと光学アセンブリが、１ラインペア／ｍｍで変調伝達関数（ＭＴＦ）≧０．６となるように構成し且つ位置決めされる、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像センサと、前記光学アセンブリの少なくとも前記像側の光学面とをモバイルデバイス筐体内に収容するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
Ｄ１≦前記モバイルデバイス筐体の厚さである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記モバイルデバイス筐体の厚さが１１ｍｍ以下である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置であって、
撮像面を備える画像センサと、
前記撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、像側の面と物体側の面とを備える光学アセンブリとを具備し、
前記虹彩撮像装置の要素が、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、虹彩画像認識のために前記撮像対象の虹彩を位置決めすることができる前記物体面との間の最大距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
虹彩撮像装置。
【請求項１５】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置を構成するための方法であって、前記装置が、撮像面を備える画像センサと、前記撮像面に物体面を像形成するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されている光学アセンブリとを具備し、前記光学アセンブリが、像側の光学面と、物体側の光学面とを備え、前記方法が、
前記画像センサと前記光学アセンブリとを、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成するステップを含み、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、虹彩画像認識のために前記撮像対象の虹彩を位置決めすることができる前記物体面との間の最大距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズであり、
前記虹彩撮像装置が赤外撮像装置である、
方法。
【請求項１６】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置であって、
撮像面を備える画像センサと、
前記撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、像側の面と物体側の面とを備える光学アセンブリと、
を具備し、
前記虹彩撮像装置が、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２は、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、前記物体面との間の距離であって、前記物体面に位置決定された撮像される物体に対応する画像倍率（Ｍ）の絶対値がＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ以上である、距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズであり、
前記虹彩撮像装置が、前記撮像対象の虹彩を赤外線に基づいて撮像するように構成されている、虹彩撮像装置。
【請求項１７】
ＰＸＳＩＺＥ＜１．４μｍである、請求項１６に記載の虹彩撮像装置。
【請求項１８】
前記光学アセンブリが赤外通過フィルタを含む、請求項１６に記載の虹彩撮像装置。
【請求項１９】
当該虹彩撮像装置がハンドヘルド通信デバイス内に配設されており、
赤外照明光源が当該虹彩撮像装置の下に又は傍らに設けられており、
前記光学アセンブリが赤外帯域通過フィルタを含む、請求項１６に記載の虹彩撮像装置。
【請求項２０】
少なくとも２つの画像獲得モードで画像獲得するために構成されたモバイルデバイスであって、
ハウジングと、
光学アセンブリ及び画像センサを含む撮像装置と、
を具備し、
当該モバイルデバイスが、少なくとも第１の画像獲得モードと第２の画像獲得モードとの間で切り換わるように構成されており、前記第１の画像獲得モードが虹彩画像獲得用に適応されており、
前記光学アセンブリが、前記画像センサの撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、前記光学アセンブリは、像側の面と物体側の面とを備えており、
（ｉ）虹彩画像獲得用に適応された前記第１の画像獲得モードにおいて、前記撮像装置は、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ
のうちから選択された複数の関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２は、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、前記物体面との間の距離であって、前記物体面に位置決定された撮像される物体に対応する画像倍率（Ｍ）の絶対値がＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ以上である、距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズであり、
（ｉｉ）前記第２の画像獲得モードにおいて、前記撮像装置が、画像獲得用の赤外カットオフフィルタを実装する、モバイルデバイス。
【請求項２１】
前記第１の画像獲得モードにおいて、前記撮像装置が、画像獲得用の赤外通過フィルタを実装する、請求項２０に記載のモバイルデバイス。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、生体認証用に撮像対象の眼の１つ又は複数の造形の画像を取得することを可能にする、モバイルデバイス内に配設される撮像装置に関する。本発明は、特に、虹彩認識用に撮像対象の虹彩の画像を取得するように動作可能である。
【背景】
【０００２】
眼の造形を含めた顔の造形に基づく生体認証のための方法が知られている。虹彩認識のための方法は、獲得された撮像対象の虹彩の画像を、以前に獲得された撮像対象の虹彩の画像と比較し、それにより撮像対象の同一性を決定又は検証するために、パターン認識技法を実施する。獲得された虹彩画像に対応するデジタルテンプレートは、数学的／統計的アルゴリズムを使用して、画像に基づいて符号化される。その後、一致を探し出し、それにより撮像対象の同一性を決定又は検証するために、デジタルテンプレートは、（以前に獲得された虹彩画像に対応する）以前に符号化されたデジタルテンプレートのデータベースと比較される。
【０００３】
虹彩認識用の装置は、撮像対象の（１つ又は複数の）虹彩の画像を捕捉するための撮像装置と、捕捉された画像を、以前に記憶された虹彩画像情報と比較するための画像処理装置とを備えることができる。撮像装置と画像処理装置は、別々のデバイスから成ることができ、又は単一のデバイスに組み合わされることもある。
【０００４】
虹彩認識装置は、専用デバイス又は独立型デバイスとして従来より利用可能であるが、内蔵カメラを有するモバイル通信デバイス又はモバイル計算デバイス（総称して「モバイルデバイス」と呼ぶ）に虹彩認識機能を組み込むことがますます望まれている。
【０００５】
しかし、モバイルデバイス内の撮像装置又はカメラは、モバイルデバイスから様々な距離に位置された物体の画像を捕捉することが可能である汎用カメラとして機能するように意図されていることが分かっている。生体認識の目的で虹彩画像を獲得するための考慮事項は、虹彩画像以外の画像の捕捉に適用できる考慮事項とは大きく異なり、モバイルデバイス内に配設されているカメラは、生体認識用の虹彩撮像の目的では不十分であることが分かっている。
【０００６】
したがって、モバイルデバイス内に配設される撮像装置又はカメラのための構成であって、虹彩撮像獲得用にそのような撮像装置又はカメラを最適化する構成が必要である。
【概要】
【０００７】
本発明は、虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩を獲得するための虹彩撮像装置を含む。この装置は、撮像面を備える画像センサと、物体面と画像センサとの間に挿間されて、物体面を撮像面に像形成する光学アセンブリとを具備し、光学アセンブリが、像側の面と、物体側の面とを備える。光学撮像レンズアセンブリの要素は、以下の関係を満たすように構成することができる。
・Ｄ１≦６ｍｍ、
・ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
・ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
・Ｄ２≦５００ｍｍ
ここで、（ｉ）Ｄ１は、光学アセンブリの物体側の面と撮像面との間の距離であり、（ｉｉ）Ｄ２は、光学アセンブリの物体側の面と、虹彩画像認識のために撮像対象の虹彩を位置決めすることができる物体面との間の最大距離であり、（ｉｉｉ）ＰＸＲＥＳは、光学アセンブリの物体側の面と物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、物体面を撮像する際に画像センサによって実現される物体面の画素解像度であり、（ｉｖ）ＰＸＳＩＺＥは、画像センサの画素サイズである。
【０００８】
虹彩撮像装置は、Ｄ１≦５ｍｍ及びＤ２≦４８２ｍｍとなるように構成することもできる。一実施形態では、２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍである。光学アセンブリの焦点距離（ｆ）は、ｆ≦５．５ｍｍとなるように選択することもできる。撮像装置は、撮像装置の変調伝達関数（ＭＴＦ）が、１ラインペア／ｍｍで０．６以上となるように構成することもできる。一実施形態では、物体面で撮像される虹彩の画像サイズは、６４０ｘ４８０画素以上であり得る。
【０００９】
本発明の特定の実施形態では、虹彩撮像装置は、以下の関係を満たすように構成することもできる。
・Ｄ１≦５．５ｍｍ、
・２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ、
・ＰＸＳＩＺＥ≦１．１μｍ、
・１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
・物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である。
【００１０】
本発明の別の特定の実施形態では、虹彩撮像装置は、以下のように構成することもできる。
・Ｄ１≦５．６ｍｍ、
・２００ｍｍ≦Ｄ２≦４００ｍｍ、
・ＰＸＳＩＺＥ≦１．４μｍ、
・１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
・物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である。
【００１１】
虹彩撮像装置の光学アセンブリは、固定焦点光学アセンブリであり得る。画像センサと、光学アセンブリの少なくとも像側の光学面とをモバイルデバイス筐体内に収容することもできる。画像センサと光学アセンブリをモバイルデバイス筐体内に収容することができることが好ましい。
【００１２】
一実施形態では、Ｄ１は、モバイルデバイス筐体の厚さ以下であり得る。より特定の実施形態では、モバイルデバイス筐体の厚さは、１１ｍｍ以下である。
【００１３】
本発明は、直前に上述した構成の１つ又は複数を実装することによって、虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像を構成するための方法をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は虹彩画像ベースの認識用に構成されたモバイルデバイスの機能ブロック図である。
【００１５】
【図２】図２は虹彩撮像装置の主要な平面を示す図である。
【００１６】
【図３】図３は本発明の虹彩撮像装置の実施形態に関する構成パラメータを示す図である。
【詳細な説明】
【００１７】
図１は、虹彩画像ベースの認識用に構成されたモバイルデバイス１００の機能ブロック図であり、モバイルデバイス１００は、撮像装置１０２と、画像処理装置１０４とを備える。撮像装置１０２は、撮像対象の虹彩の画像を獲得し、その画像を画像処理装置１０４に送信する。撮像装置１０２によって捕捉される画像は、静止画像又はビデオ画像でよい。その後、画像処理装置１０４は、撮像対象を認証するため又は撮像対象の同一性を検証するために、獲得された（１つ又は複数の）画像フレームを解析し、対応するデジタルフィーチャセットを、前に獲得された虹彩画像に基づいて符号化されて記憶されているデジタルテンプレートと比較する。
【００１８】
図１には示されていないが、モバイルデバイス１００は、他の構成要素を含むこともでき、そのような構成要素は、例えば、ビデオ画像から静止フレームを抽出するための構成要素、画像データを処理してデジタル化するための構成要素、虹彩画像の登録（撮像対象に関する虹彩情報を捕捉して記憶し、記憶された情報をその撮像対象に関連付けるプロセス）及び比較（撮像対象の同一性の認証又は検証のために、撮像対象から獲得された虹彩情報を、以前に登録中に獲得された情報と比較するプロセス）のための構成要素、及びモバイルデバイスの構成要素間の通信を可能にするための構成要素を含む。撮像装置、画像処理装置、及びモバイルデバイスの他の構成要素は、それぞれ別々のデバイスから成ってもよいし、又は単一のモバイルデバイスに組み合わされてもよい。
【００１９】
虹彩認識装置をモバイルデバイスに実装する際、撮像装置が、以下の５つのシステム制約の１つ又は複数に従う必要があることが判明している。
【００２０】
制約１−物体面での最小画素解像度：虹彩画像捕捉のために、物体面での最小画素解像度ＰＸＲｅｓが、以下の条件を満たすことを必要とされる。
ＰＸＲｅｓ≧１０画素／ｍｍ
【００２１】
制約２−変調伝達関数（ＭＴＦ）：変調伝達関数（ＭＴＦ）は、赤外撮像システム及び虹彩撮像に関する最良の焦点の位置を近似する。
１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧６０％
【００２２】
制約３−画像サイズ：虹彩画像捕捉に関する標準的な画像サイズＩｍａｇｅＳＩＺＥが、以下の条件を満たすことを必要とされる。
ＩｍａｇｅＳＩＺＥ≧６４０ｘ４８０画素
【００２３】
制約４−画素サイズ：市販の画像センサ、特にモバイルカメラで使用される画像センサ用の既存の現況技術に基づいて、最小画素サイズＰＸＳＩＺＥは、以下のようである。
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ（即ち、１．７５ｘ１０−３ｍｍ）
【００２４】
制約５−システム厚さ：用語「システム厚さ」は、像面（画像センサの撮像面と一致する）と、カメラレンズアセンブリの物体側の光学面との間の距離を表す。撮像装置は、狭い深さプロファイルを有するモバイルデバイス内部に完全に（又は少なくとも実質的に）収まることを必要とされるので、システム厚さＴは、以下のようである。
Ｔ≦６ｍｍ（好ましくは、Ｔ≦５ｍｍ）
【００２５】
撮像装置は、以下の５つのシステム制約の１つ又は複数に従うように構成することができるが、好ましい実施形態では、少なくとも制約１と制約５に従うように構成されることもでき、別の好ましい実施形態では、制約１〜５全てに従うように構成されることもできる。
【００２６】
本発明による撮像装置に関する構成を説明するために、図２は、虹彩撮像装置の様々な主要な平面を示す。図２の例示は、物体面ＯＰに位置決めされた物体２０４に関して合焦像２０５が像面ＩＰに生成されるように、物体面ＯＰと像面ＩＰとの間に挿入された光学アセンブリ２０１を備える。
【００２７】
光学アセンブリ２０１は、像面ＩＰが撮像装置内の画像センサの撮像面と一致するように構成及び位置決めすることもできる。例示的実施形態では、光学アセンブリ２０１は、物体側の面２０２と、像側の面２０３とを備える。光学アセンブリ２０１の主要な平面は、物体側焦点面２０６と、物体側主平面２０７と、像側焦点面２０８と、像側主平面２０９とを含む。
【００２８】
本発明の目的で、近軸近似に従って、用語「焦点面」は、レンズアセンブリの光軸に平行な入射光線が１点に集束する平面を表すことを理解されたい。用語「主平面」は、レンズアセンブリの光軸に平行な各入射光線が、レンズアセンブリから出る対応する光線と交差する平面を表す。
【００２９】
光学アセンブリ２０１は、単体として形成された光学素子から成ってもよいし、又は複数の個別の光学素子を備えてもよいことを理解されたい。
【００３０】
図２に示される虹彩撮像装置では、
・ｈ＝物体サイズ
・ｈ’＝像サイズ
・Ｓ＝物体側主平面２０７と物体面ＯＰとの間の距離
・Ｓ’＝像側主平面２０９と像面ＩＰとの間の距離
・ｆ＝ｆ’＝焦点距離（物体側主平面２０７と物体側焦点面２０６との間の距離、及び又像側主平面２０９と像側焦点面２０８との間の距離）
・Ｔ＝システム厚さ（即ち、像面ＩＰと光学レンズアセンブリ２０１の物体側の面２０２との間の距離）
である。
【００３１】
図２の虹彩撮像システムによれば、システム倍率Ｍの絶対値は、以下のように計算することもできる。
【数１】
2018128687.tif 000003
【００３２】
したがって、以下の式が成り立つ。
【数２】
2018128687.tif 000004
【００３３】
したがって、物体面ＰＸＲＥＳでの特定の画素解像度（制約１参照）及び画素サイズＰＸＳＩＺＥ（制約４参照）に関して、システムの倍率Ｍの絶対値は、ＭＭＩＮ以上（即ち、Ｍ≧ＭＭＩＮ）である必要がある。ここで、
ＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ
である。
【００３４】
例として、画素サイズ１．７５μｍを有し、物体面での最小画素解像度が１０画素／ｍｍである撮像システムに関して、倍率ＭＭＩＮの最小絶対値は、０．００１７５ｘ１０、即ちＭＭＩＮ＝０．０１７５であり、虹彩認識の目的のための実際の倍率は、ＭＭＩＮのこの値以上である必要がある。
【００３５】
倍率Ｍの所要の絶対値に関して、前方主平面と物体面Ｓｍａｘとの間の許容できる最大距離は、以下の式によって導出することもできる。
【数３】
2018128687.tif 000005
【００３６】
したがって、倍率の最小絶対値ＭＭＩＮ以上の絶対値を有する倍率を実現するために、前方主平面と物体面との間の距離Ｓは、以下のようである必要がある。
Ｓ≦Ｓｍａｘ
【００３７】
レンズアセンブリの焦点距離ｆが５ｍｍである撮像システムの例を考えると、
Ｓｍａｘ＝５ｍｍｘ（１＋１／０．０１７５）＝２９１ｍｍ
であり、前方主平面と物体面との間の実際の距離Ｓは、Ｓｍａｘのこの値以下である必要がある。
【００３８】
前方主平面と物体面との間の距離ＳがＳｍａｘよりも大きい場合、撮像装置によって獲得される画像は、１０画素／ｍｍの所要の画素解像度を満たさない。
【００３９】
したがって、上述した制約１〜５全てを実現するために、本発明は、撮像装置レンズアセンブリの物体側主平面と、画像捕捉領域内に配設される物体面（そこに虹彩画像捕捉のために撮像対象の眼が位置決めされる必要がある）との間の最大距離Ｓｍａｘを定義する。それにより、物体面に（又は前記物体面の近傍に）位置決めされるとき、画像センサに生成される撮像対象の虹彩の像は、虹彩画像認識のための画素解像度制約を満たす。
【００４０】
上記の一実施形態では、本発明は、虹彩画像獲得用のモバイルデバイスを構成するための方法を提供する。このモバイルデバイスは、画像センサと光学アセンブリとの少なくとも一方がモバイルデバイス筐体内に少なくとも一部配設されている。画像センサ、光学アセンブリ、及びモバイルデバイス筐体の１つ又は複数は、画像センサでの像面と光学アセンブリの物体側の面との間の第１の距離（Ｄ１）を保証するように位置決めすることもできる。モバイルデバイスの構成は、Ｄ１≦６ｍｍを保証するように選択される。モバイルカメラ画像センサと光学アセンブリとをモバイルデバイス筐体内に実質的に（好ましくは完全に）配置することができることを保証するようにＤ１が制限される必要があることを理解されたい。その後、モバイルデバイスカメラは、虹彩画像獲得のために意図された物体面が光学アセンブリの物体側の面から第２の距離Ｄ２（Ｄ２≦５００ｍｍ）だけ離されていることを保証するように構成することもできる。
【００４１】
一実施形態では、撮像装置は、Ｓｍａｘ以下の距離で虹彩画像捕捉用に構成される。
【００４２】
虹彩画像捕捉用のモバイルデバイスを構成するための上で開示した方法に従って、表Ａ（図３に示される）が、上で論じた方法に従って生体認証の目的で虹彩画像捕捉用に構成されたモバイルデバイス撮像装置の例示的実施形態に関するパラメータデータを提供する。図３は、Ｓ’（光学アセンブリの像側主平面と像面との間の距離）、Ｓｍａｘ（物体側主平面と物体面との間の距離）、ＰＸＳＩＺＥ（画像センサの画素サイズ）、画素／ｍｍ単位でのＰＸＲｅｓ（物体面での画素解像度）、及びｆ（焦点距離）の間の関係を示す。実施形態を実施する際、これらの変数の組合せは、少なくとも上述した制約１と制約５（好ましくは、制約１〜５全て）が満たされることを保証する。
【００４３】
上記のことに基づいて、（ｉ）撮像面を備える画像センサと、（ｉｉ）像側の面及び物体側の面を備え、物体面と画像センサとの間に挿間されて、撮像面に物体面を撮像する光学アセンブリと具備し、光学アセンブリが、像側の面及び物体側の面を備える、虹彩撮像装置を、以下の関係を満たすことによって、虹彩撮像能機能を最適化するように構成することができることが判明した。
・Ｄ１≦６ｍｍ、
・ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
・ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
・Ｄ２≦５００ｍｍ
ここで、（ｉ）Ｄ１は、光学アセンブリの物体側の面と撮像面との間の距離であり、（ｉｉ）Ｄ２は、光学アセンブリの物体側の面と、虹彩画像認識のために撮像対象の虹彩を位置決めすることができる物体面との間の最大距離であり、（ｉｉｉ）ＰＸＲＥＳは、光学アセンブリの物体側の面と物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、物体面を撮像する際に画像センサによって実現される物体面の画素解像度であり、（ｉｖ）ＰＸＳＩＺＥは、画像センサの画素サイズである。
【００４４】
特に有利な実施形態では、虹彩撮像装置は、Ｄ１≦５ｍｍ且つＤ２≦５００ｍｍとなるように構成することもできる。より詳細には、虹彩撮像装置は、２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍとなるように構成することもできる。
【００４５】
撮像装置内の光学アセンブリの焦点距離（ｆ）は、ｆ≦５．５ｍｍとなるように選択することもできる。撮像装置は、撮像装置の変調伝達関数（ＭＴＦ）が、１ラインペア／ｍｍで０．６以上となるように構成することもできる。一実施形態では、物体面で撮像される虹彩の画像サイズは、６４０ｘ４８０画素以上であり得る。
【００４６】
特定の実施形態では、虹彩撮像装置は、以下の関係を満たすことによって虹彩撮像機能を最適化するように構成することもできる。
・Ｄ１≦５．５ｍｍ、
・２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ、
・ＰＸＳＩＺＥ≦１．１μｍ、
・１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
・物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である。
【００４７】
別の実施形態では、虹彩撮像装置は、以下の関係を満たすことによって虹彩撮像機能を最適化するように構成することもできる。
・Ｄ１≦５．６ｍｍ、
・２００ｍｍ≦Ｄ２≦４００ｍｍ、
・ＰＸＳＩＺＥ≦１．４μｍ、
・１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
・物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である。
【００４８】
本発明の一実施形態では、虹彩撮像装置内の光学アセンブリは、固定焦点光学アセンブリを含んでもよい。画像センサ、及び光学アセンブリの少なくとも像側の面は、モバイルデバイス筐体内に収容されてもよい。画像センサ及と光学アセンブリ全体とをモバイルデバイス筐体内に収容することができることが好ましい。好ましい実施形態では、Ｄ１（即ち、画像センサの像面と光学アセンブリの物体側の面との間の距離）は、モバイルデバイス筐体の厚さ以下であり得る。このタイプの実施形態では、モバイルデバイス筐体の厚さは、１１ｍｍ以下である。
【００４９】
本発明の例示的実施形態を本明細書で説明して図示してきたが、それらが例示にすぎないことを理解されたい。添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、又はそれに反することなく、形態及び詳細の様々な修正を行うこともできることを当業者は理解されよう。
［発明の項目］
［項目１］
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置であって、
撮像面を備える画像センサと、
前記撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、像側の面と物体側の面とを備える光学アセンブリとを具備し、
前記光学撮像レンズアセンブリの要素が、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、虹彩画像認識のために前記撮像対象の虹彩を位置決めすることができる前記物体面との間の最大距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
虹彩撮像装置。
［項目２］
Ｄ１≦５ｍｍ且つＤ２≦５００ｍｍである、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目３］
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍである、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目４］
前記光学アセンブリの焦点距離（ｆ）が、
ｆ≦５．５ｍｍ
となるように選択される、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目５］
前記撮像装置の変調伝達関数（ＭＴＦ）が、１ラインペア／ｍｍで０．６以上である、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目６］
前記物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目７］
Ｄ１≦５．５ｍｍ、
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．１μｍ、
１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
前記物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である、
項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目８］
Ｄ１≦５．６ｍｍ、
２００ｍｍ≦Ｄ２≦４００ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．４μｍ、
１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
前記物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である、
項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目９］
前記光学アセンブリが固定焦点光学アセンブリである、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目１０］
前記画像センサと、前記光学アセンブリの少なくとも第１の光学面とが、モバイルデバイス筐体内に収容されている、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目１１］
前記画像センサと前記光学アセンブリとがモバイルデバイス筐体内に収容されている、項目１に記載の虹彩撮像装置。
［項目１２］
Ｄ１≦前記モバイルデバイス筐体の厚さである、項目９に記載の虹彩撮像装置。
［項目１３］
前記モバイルデバイス筐体の厚さが１１ｍｍ以下である、項目１１に記載の虹彩撮像装置。
［項目１４］
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置を構成するための方法であって、前記装置が、撮像面を備える画像センサと、前記撮像面に物体面を像形成するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されている光学アセンブリとを具備し、前記光学アセンブリが、像側の光学面と、物体側の光学面とを備え、前記方法が、
前記画像センサと前記光学アセンブリとを、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成するステップを含み、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、虹彩画像認識のために前記撮像対象の虹彩を位置決めすることができる前記物体面との間の最大距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
方法。
［項目１５］
Ｄ１≦５ｍｍ且つＤ２≦５００ｍｍである、項目１４に記載の方法。
［項目１６］
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍである、項目１４に記載の方法。
［項目１７］
ｆ≦５．５ｍｍである、項目１４に記載の方法。
［項目１８］
前記画像センサと光学アセンブリが、１ラインペア／ｍｍで変調伝達関数（ＭＴＦ）≧０．６となるように構成し且つ位置決めされる、項目１４に記載の方法。
［項目１９］
前記画像センサと、前記光学アセンブリの少なくとも前記像側の光学面とをモバイルデバイス筐体内に収容するステップを含む、項目１４に記載の方法。
［項目２０］
前記画像センサと前記光学アセンブリとをモバイルデバイス筐体内に収容するステップを含む、項目１４に記載の方法。
［項目２１］
Ｄ１≦前記モバイルデバイス筐体の厚さである、項目１９に記載の方法。
【図１】
2018128687.tif 000006
【図２】
2018128687.tif 000007
【図３】
2018128687.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月10日(2018.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための撮像装置であって、
撮像面を備える画像センサと、
前記撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、像側の面と物体側の面とを備える光学アセンブリとを具備し、
前記撮像装置が、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２は、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、前記物体面との間の距離であって、前記物体面に位置決定された撮像される物体に対応する画像倍率（Ｍ）の絶対値がＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ以上である、距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
撮像装置。
【請求項２】
Ｄ１≦５ｍｍ且つＤ２≦５００ｍｍであるか、又は
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍであるか、又は、
前記光学アセンブリの焦点距離（ｆ）がｆ≦５．５ｍｍとなるように選択されるか、又は、
前記撮像装置の変調伝達関数（ＭＴＦ）が、１ラインペア／ｍｍで０．６以上である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
Ｄ１≦５．５ｍｍ、
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．１μｍ、
１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６、且つ
前記物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
Ｄ１≦５．６ｍｍ、
２００ｍｍ≦Ｄ２≦４００ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．４μｍ、
１ラインペア／ｍｍでＭＴＦ≧０．６且つ
前記物体面で撮像される虹彩の画像サイズが６４０ｘ４８０画素以上である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学アセンブリが固定焦点光学アセンブリである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画像センサと、前記光学アセンブリの少なくとも第１の光学面とが、モバイルデバイス筐体内に収容されている、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
Ｄ１≦前記モバイルデバイス筐体の厚さである、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記モバイルデバイス筐体の厚さが１１ｍｍ以下である、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための撮像装置を構成するための方法であって、前記装置が、撮像面を備える画像センサと、前記撮像面に物体面を像形成するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されている光学アセンブリとを具備し、前記光学アセンブリが、像側の光学面と、物体側の光学面とを備え、前記方法が、
前記撮像装置を、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成するステップを含み、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２は、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、前記物体面との間の距離であって、前記物体面に位置決定された撮像される物体に対応する画像倍率（Ｍ）の絶対値がＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ以上である、距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
方法。
【請求項１０】
Ｄ１≦５ｍｍ且つＤ２≦５００ｍｍであるか、又は
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍであるか、又は、
前記光学アセンブリの焦点距離（ｆ）がｆ≦５．５ｍｍとなるように選択されるか、又は、
前記画像センサと光学アセンブリが、１ラインペア／ｍｍで変調伝達関数（ＭＴＦ）≧０．６となるように構成し且つ位置決めされる、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像センサと、前記光学アセンブリの少なくとも前記像側の光学面とをモバイルデバイス筐体内に収容するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
Ｄ１≦前記モバイルデバイス筐体の厚さである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記モバイルデバイス筐体の厚さが１１ｍｍ以下である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置であって、
撮像面を備える画像センサと、
前記撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、像側の面と物体側の面とを備える光学アセンブリとを具備し、
前記虹彩撮像装置の要素が、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、虹彩画像認識のために前記撮像対象の虹彩を位置決めすることができる前記物体面との間の最大距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズである、
虹彩撮像装置。
【請求項１５】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置を構成するための方法であって、前記装置が、撮像面を備える画像センサと、前記撮像面に物体面を像形成するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されている光学アセンブリとを具備し、前記光学アセンブリが、像側の光学面と、物体側の光学面とを備え、前記方法が、
前記画像センサと前記光学アセンブリとを、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成するステップを含み、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、虹彩画像認識のために前記撮像対象の虹彩を位置決めすることができる前記物体面との間の最大距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記物体面との間の距離がＤ２以下であるときに、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズであり、
前記虹彩撮像装置が赤外撮像装置である、
方法。
【請求項１６】
虹彩画像認識用に撮像対象の虹彩の画像を獲得するための虹彩撮像装置であって、
撮像面を備える画像センサと、
前記撮像面に物体面を撮像するために前記画像センサと前記物体面との間に挿間されており、像側の面と物体側の面とを備える光学アセンブリと、
を具備し、
前記虹彩撮像装置が、
Ｄ１≦６ｍｍ、
ＰＸＲＥＳ≧１０画素／ｍｍ、
ＰＸＳＩＺＥ≦１．７５μｍ、且つ
２００ｍｍ≦Ｄ２≦５００ｍｍ
との関係を満たすように構成され、ここで、
Ｄ１が、前記光学アセンブリの前記物体側の面と前記撮像面との間の距離であり、
Ｄ２は、前記光学アセンブリの前記物体側の面と、前記物体面との間の距離であって、前記物体面に位置決定された撮像される物体に対応する画像倍率（Ｍ）の絶対値がＭＭＩＮ＝ＰＸＲＥＳ×ＰＸＳＩＺＥ以上である、距離であり、
ＰＸＲＥＳが、前記物体面を撮像する際に前記画像センサによって実現される前記物体面の画素解像度であり、
ＰＸＳＩＺＥが、前記画像センサの画素サイズであり、
前記虹彩撮像装置が、前記撮像対象の虹彩を赤外線に基づいて撮像するように構成されている、虹彩撮像装置。
【請求項１７】
ＰＸＳＩＺＥ＜１．４μｍである、請求項１６に記載の虹彩撮像装置。
【外国語明細書】
2018128687000001.pdf